畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10kV小型變電站主接線設(shè)計(jì)

1、大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）模板 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題 目：10kv小型變電站主接線設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中心： 浙江衢州奧鵬學(xué)習(xí)中心 層 次： ?？破瘘c(diǎn)本科 專 業(yè)： 電氣工程及自動(dòng)化 年 級(jí)： 09 年 春 季 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2011 年 3 月 1 日iii10kv小型變電站主接線設(shè)計(jì)內(nèi)容摘要電力是現(xiàn)代社會(huì)不可缺少的一部分。10kv變電站更是與人民群眾的生活和生產(chǎn)緊密聯(lián)結(jié)。結(jié)合國(guó)內(nèi)外變電站發(fā)展的趨勢(shì)，本文從國(guó)內(nèi)10kv變電站的現(xiàn)狀出發(fā)，分析最新的變電站理論技術(shù)，主要對(duì)10kv變電站的主接線部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要探討了變電站的選址，主接線的接線

2、形式選擇以及相應(yīng)設(shè)備的配置與選擇問題，并以浙江衢州地區(qū)某廠內(nèi)變電站為例進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)出的變電站主要指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算測(cè)試，經(jīng)分析研究，可以達(dá)到安全、可靠、靈活與經(jīng)濟(jì)的目的。關(guān)鍵詞：10kv變電站；主接線；設(shè)備配置目 錄內(nèi)容摘要i引 言31 變電站主接線設(shè)計(jì)原理概述31.1 電氣主接線設(shè)計(jì)的重要性31.2 電氣主接線基本要求31.3 電氣主接線形式的分類31.4 一次設(shè)備32 10kv變電站主接線形式與設(shè)備選擇32.1 電氣主接線的選擇32.2 設(shè)備的選擇32.3 防雷與接地33 10kv變電站實(shí)例設(shè)計(jì)33.1 變電站位置的確定33.2 電氣主接線方案的選定33.3 變電站(所)的配電設(shè)計(jì)33.

3、4 防雷設(shè)計(jì)33.5 接地電阻的設(shè)計(jì)說(shuō)明33.6 站用電與直流布置說(shuō)明33.7 主變壓器的選擇33.8 變電站主接線總圖34 設(shè)備計(jì)算測(cè)試與校驗(yàn)34.1 短路電流計(jì)算34.2 電氣設(shè)備的校驗(yàn)34.3 設(shè)備選型總匯表35 總結(jié)與展望35.1 本設(shè)計(jì)主要工作總述35.2 以后工作的展望3參考文獻(xiàn)3致 謝3附 錄3引 言10kv 配電網(wǎng)屬中壓配電網(wǎng)，它延伸至用電負(fù)荷的中心或居民小區(qū)內(nèi)，直接面對(duì)工礦企業(yè)和居民等廣大用戶的供電需要，起著承上啟下確保用戶供電的作用，因此10kv配電網(wǎng)所處的地位十分重要。而10kv變電站設(shè)計(jì)是民用建筑電氣設(shè)計(jì)中一項(xiàng)十分重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容。10kv變電站其低壓出線主要分布于居民小

4、區(qū)或工廠內(nèi)，沿途接入小容量的變壓器，降壓供給小容量的生產(chǎn)和生活用電。有些重要的工廠可能設(shè)自備電廠，這種電廠也會(huì)接入配電變電站的低壓母線，正常運(yùn)行時(shí)自備電廠除供給本廠負(fù)荷外還可能有剩余功率對(duì)外輸出，這時(shí)該電站實(shí)際為自備電廠的升壓變電站，當(dāng)自備電廠停運(yùn)時(shí)，外部電力系統(tǒng)經(jīng)該變電站將功率送入，這時(shí)該項(xiàng)變電站為一降低變電站，因此常稱此種變電站為工廠與電力系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)變電站，其變壓器一般選用有載高壓變壓器。1變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)隨著經(jīng)濟(jì)以及計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)成為一個(gè)值得探討的問題。根據(jù)我國(guó)變電站發(fā)展的現(xiàn)狀及國(guó)情，電力系統(tǒng)的變電技術(shù)也有了新的飛躍，我國(guó)變電站設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一些

5、新的狀況與趨勢(shì)。（1）變電站接線方案趨于簡(jiǎn)單隨著制造廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備質(zhì)量的提高以及電網(wǎng)可靠性的增加，變電站接線簡(jiǎn)化趨于可能。例如，斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備，其制造技術(shù)近年來(lái)有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時(shí)間少。特別國(guó)外一些知名廠家生產(chǎn)的超高壓斷路器均可達(dá)到20 年不大修，更換部件費(fèi)時(shí)很短。為了進(jìn)一步控制工程造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)過(guò)專家反復(fù)論證，我國(guó)少數(shù)變電站設(shè)計(jì)已逐漸采用一些新的更為簡(jiǎn)單的接線方案。簡(jiǎn)化接線方案集中在這些方面：我國(guó)500kv、330 kv 電壓等級(jí)的接線較多采用3/2 斷路器接線1。（2）大量采用新的電氣一次設(shè)備近年來(lái)電氣一次設(shè)備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、新型設(shè)備不

6、斷出現(xiàn)，設(shè)備趨于無(wú)油化，采用sf6 氣體絕緣的設(shè)備價(jià)格不斷下降，伴隨著國(guó)產(chǎn)gis（氣體絕緣組合式電器）向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應(yīng)用面不斷擴(kuò)大，許多城網(wǎng)建設(shè)工程、用戶工程都考慮采用gis 配電裝置。變電站設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備檔次不斷提高，配電裝置也從傳統(tǒng)的形式走向無(wú)油化、真空開關(guān)、sf6 開關(guān)和機(jī)、電組合一體化的小型設(shè)備發(fā)展。近年來(lái)世界各國(guó)著名的高壓電氣設(shè)備公司都相繼開發(fā)、研制了各種類型的145-550kv戶外高壓和超高壓組合電器，國(guó)內(nèi)一些高壓開關(guān)廠也已經(jīng)開始生產(chǎn)145 k v 戶外緊湊型組合電器。目前145kv戶外緊湊型組合電器主要產(chǎn)品有compass 、compact

7、、mci 等。這些設(shè)備運(yùn)行可靠性高、節(jié)省占地面積和空間、施工安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便，價(jià)格介于常規(guī)電氣設(shè)備與gis 之間，是電氣設(shè)備今后發(fā)展的一個(gè)方向，符合我國(guó)目前的國(guó)情和技術(shù)發(fā)展方向。（3）變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)新動(dòng)向變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)近幾年一直是電力建設(shè)的一個(gè)熱點(diǎn)。無(wú)論國(guó)內(nèi)國(guó)外，還是從管理方、運(yùn)行方及設(shè)計(jì)單位對(duì)于變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化均取得了共識(shí)。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化也采用了新的技術(shù)，其技術(shù)動(dòng)向主要集中在以下兩個(gè)方面2：全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)新型的全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)思想上實(shí)現(xiàn)了變電站二次系統(tǒng)由面向功能設(shè)計(jì)向面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的重要轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)不再單

8、純考慮某一個(gè)量，而是為某一設(shè)備配置完備的保護(hù)、監(jiān)控和測(cè)量功能裝置，以完成特定的功能，從而并保證了系統(tǒng)的分布式開放性。其特點(diǎn)是各現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出單元部件分別安裝在中低壓開關(guān)柜或高壓一次設(shè)備附近，現(xiàn)場(chǎng)單元部件可以是保護(hù)、監(jiān)控和測(cè)量功能的集成裝置，亦可以是現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)、監(jiān)控和測(cè)量部件分別保持其獨(dú)立性。變電站遙測(cè)遙信采集及處理、遙控命令執(zhí)行和繼電保護(hù)功能等均由現(xiàn)場(chǎng)單元部件獨(dú)立完成，并將這些信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送至后臺(tái)主計(jì)算機(jī)。采用全分散式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)后，變電站內(nèi)將不再具有規(guī)模龐大的測(cè)控屏和大量連接信號(hào)源和測(cè)控屏之間的銅芯電纜，全部測(cè)控裝置下放在就地，而在控制室，取而代之的是一個(gè)計(jì)算機(jī)顯示器甚至僅為一臺(tái)臨時(shí)監(jiān)視、操作使用

9、的便攜機(jī)。從技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)看，將來(lái)的測(cè)控設(shè)備還將和一次設(shè)備完全融合，即實(shí)現(xiàn)所謂的智能一次設(shè)備，每個(gè)對(duì)象均含有保護(hù)、監(jiān)控、計(jì)費(fèi)、操作、閉鎖等一系列功能及信息庫(kù)，面向外界的僅是一個(gè)通信口，采用全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)將是必然的結(jié)果。引入先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)是綜合自動(dòng)化變電站與常規(guī)站的最明顯的區(qū)別之一，只有采用通信網(wǎng)絡(luò)，才可能節(jié)省大量電纜。因此必須保證通信網(wǎng)絡(luò)安全、可靠，傳輸速度滿足變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的要求。全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)尤其依托于如今發(fā)展很快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。引入先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)單，性能也大大優(yōu)于以往的系統(tǒng)，并可解決以往系統(tǒng)中鏈路信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性問題，以

10、及信號(hào)傳輸?shù)娜萘繂栴}。210kv變電站現(xiàn)狀隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，變電站的發(fā)展看來(lái)已經(jīng)越來(lái)越快，10kv變電站也在這股潮流之列，但目前國(guó)內(nèi)10kv變電站還存在一些問題，主要包括：（1）10kv變電站或變電所，通常都是緊鄰附近的廠礦、企業(yè)，且空氣中的化學(xué)成分高、顆粒微小，附著在設(shè)備上很難擦掉。特別是我國(guó)北方地區(qū)，時(shí)常伴有揚(yáng)沙或浮塵天氣，設(shè)備污染發(fā)生率較高。 （2）隨著真空斷路器、sf6斷路器等新型設(shè)備的不斷出現(xiàn)，各種技術(shù)指標(biāo)也隨之更改。所以，運(yùn)行設(shè)備上有些數(shù)據(jù)已不符合新規(guī)程的要求。加之污染程度嚴(yán)重，設(shè)備陳舊，各種絕緣配合之間絕緣狀況下降，極易發(fā)生類似電容器組爆炸燒毀事故。

11、（3）10kv系統(tǒng)中母線及開關(guān)柜內(nèi)各種絕緣子均為舊式絕緣子，其爬電比距小，與近年生產(chǎn)的大爬距絕緣子相差甚遠(yuǎn)，也不符合新規(guī)程的要求。由于絕緣子表面積滿灰塵，且新規(guī)程規(guī)定清掃周期為3年，這就使其成為絕緣配合最薄弱環(huán)節(jié)。一旦絕緣受潮，發(fā)生各種過(guò)電壓時(shí)，就可能引起閃絡(luò)，使事故范圍擴(kuò)大，造成重大損失。 （4）油斷路器滲漏點(diǎn)多。由于設(shè)備連續(xù)運(yùn)行時(shí)間久，在大修后，由于檢修工藝等因素，設(shè)備螺絲、螺母沒有緊固，或?qū)γ芊鈮|壓力過(guò)大，產(chǎn)生變形，都會(huì)在運(yùn)行中產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。尤其是我國(guó)的北方溫差大，密封墊極易老化而經(jīng)常發(fā)生滲漏。 本文設(shè)計(jì)的10kv變電站主接線部分，將努力避開10kv變電站存在的以上現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)出更加優(yōu)良的

12、變電站，使其具有更好的安全性、可靠性與經(jīng)濟(jì)性。 3本文主要設(shè)計(jì)內(nèi)容本文主要就10kv變電站的一次接線部分設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討，主要分為以下幾個(gè)模塊進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)：（1）對(duì)變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和原理進(jìn)行闡述，分析10kv小型變電站一次接線結(jié)構(gòu)形式與實(shí)際操作步驟。 （2）結(jié)合小型變電站的實(shí)際情況，對(duì)不同的一次接線設(shè)備進(jìn)比較研究與分析，選擇經(jīng)濟(jì)性，可靠性與優(yōu)質(zhì)性能較好的設(shè)備進(jìn)行配套使用。（3）以實(shí)際廠區(qū)變電站為例作實(shí)際變電站設(shè)計(jì)（4）用現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)變電站的試驗(yàn)與檢測(cè)分析（5）結(jié)論與展望1 變電站主接線設(shè)計(jì)原理概述變電站的電氣接線包括一次接線和二次接線兩大部分。一次接線指的是對(duì)用戶供電的電路部分。其中

13、，對(duì)外供電（或由外部受電）的部分稱為主接線。為了保證變電站的生產(chǎn)和工作人員的生活對(duì)內(nèi)供電的部分稱為站用電接線。為了保證一次接線安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，對(duì)一次接線中的設(shè)備實(shí)施測(cè)量、信號(hào)、控制、調(diào)節(jié)的電路部分稱為二次接線。本文主要針對(duì)變電站的一次接線的主接線部分進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)。1.1 電氣主接線設(shè)計(jì)的重要性變電站中的電氣主接線主要作用如下：1電氣主接線圖是電氣運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，因此電氣運(yùn)行人員必須熟悉本站電氣主接線圖，了解電路中各種電氣設(shè)備的用途、性能及維護(hù)、檢查項(xiàng)目和運(yùn)行操作的步驟3。2電氣主接線表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能

14、的運(yùn)行方式。電氣接線直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定。是發(fā)電廠、變電站電氣部分投資大小的決定性因素。3由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是：發(fā)電、變電、輸電、和用電是在同一時(shí)刻完成的所以主接線的好壞，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。所以電氣主接線擬定是一個(gè)綜合性問題，必須在滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。1.2 電氣主接線基本要求對(duì)電氣主接線主要有以下幾方面的基本要求：1根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這個(gè)要求

15、。停電不僅是發(fā)電廠的損失，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門帶來(lái)的損失將更嚴(yán)重，甚至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報(bào)廢、城市生活混亂等經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)造成不良的政治影響。在考慮主接線可靠性時(shí)，應(yīng)全面地看待以下幾個(gè)問題：（1）主接線可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，應(yīng)重視國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其可靠性的定性分析輔之以可靠性的定量分析。（2）主接線的可靠性要包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運(yùn)行中可靠性綜合。（3）可靠性并不是絕對(duì)的，同樣的主接線對(duì)某些系統(tǒng)和用戶來(lái)說(shuō)是可靠的，而對(duì)另外一些系統(tǒng)和用戶來(lái)說(shuō)可能就不夠可靠，因此分析和估價(jià)主接線時(shí)，不能脫離系統(tǒng)和用戶的具體條件，要根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，進(jìn)行具體分析以滿足必要

16、的供電可靠性。（4）主接線的可靠性是發(fā)展的。隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展，新型設(shè)備的投運(yùn)，自動(dòng)裝置和先進(jìn)技術(shù)的使用，主接線的可靠性會(huì)改變，過(guò)去被認(rèn)為不可靠的主接續(xù)線，現(xiàn)在不一定就不可靠。（5）衡量主接線運(yùn)行可靠性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是3：1）母線故障時(shí)，或者母線檢修時(shí)，停電范圍的大小和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，能否保證供電。2）斷路器檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，能否保證對(duì)重要用戶的供電。3）發(fā)電廠、變電站全部停運(yùn)的可能性。電壓的幅值偏移、不對(duì)稱度、非正弦度等都是表征電能質(zhì)量的基本指標(biāo)，主接線應(yīng)在各種情況下都要能滿足這方面的要求，應(yīng)保證電能質(zhì)量在允許的變動(dòng)范圍內(nèi)。具有大容量單相負(fù)荷、整流負(fù)荷、沖擊負(fù)荷的變

17、電站應(yīng)保證饋入電網(wǎng)的負(fù)序分量、諧波分量滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。2具有運(yùn)行、維護(hù)的靈活性和方便性“靈活性”是指接線要適應(yīng)各種運(yùn)行方式和檢修維護(hù)方面的要求，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。不僅正常運(yùn)行時(shí)能安全可靠地供電，而且在系統(tǒng)故障或設(shè)備檢修及故障時(shí)，也能根據(jù)調(diào)度的要求，并能靈活、簡(jiǎn)便、迅速地倒換運(yùn)行方式，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小，甚至不影響供電?！胺奖阈浴笔侵覆僮鲿r(shí)簡(jiǎn)便、安全、不易發(fā)生誤操作。3經(jīng)濟(jì)性主接線應(yīng)在滿足供電可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)性。即（1）投資省主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單、以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器等一次設(shè)備、要使控制、保護(hù)不過(guò)于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。要能限

18、制短路電流，以便選擇價(jià)廉電氣設(shè)備或輕型電器。做到投資?。?）電能損失小合理地選擇主變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自偶變等）容量、臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。（3）占地面積小電氣主接線選擇時(shí)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。在可能和允許條件下應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)、分期投資、投產(chǎn)、盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。4電氣主接線具有將來(lái)發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。1.3 電氣主接線形式的分類變電站的主接線形式指的是變電站采用的電壓等級(jí)，各級(jí)電壓的進(jìn)出線善及其橫向聯(lián)絡(luò)關(guān)系。進(jìn)出線確定以后，其橫向聯(lián)絡(luò)的形式分為兩大類：有橫向聯(lián)絡(luò)形式與無(wú)橫向聯(lián)絡(luò)形式。1有橫向聯(lián)絡(luò)的接線形式按聯(lián)絡(luò)方式不同，此種接線分為有母線形式和無(wú)

19、母線的簡(jiǎn)易接線形式，有母線形式設(shè)有一組或兩組匯流母線，其作用是實(shí)現(xiàn)各進(jìn)、出線支路的并聯(lián)。分別稱為單母線接線和雙母線接線。單母線接線按母線是否設(shè)立分段斷路器而分為單母線分段接線和單母線（不分段）接線。雙母線接線按每條支路使用的斷路器數(shù)目分為雙母線單斷路器接線、雙母線3/2斷路器接線和雙母線雙斷路器接線。每條支路只有一個(gè)斷路器的接線，在斷路器檢修時(shí)該支路停電，為了解決斷路器檢修問題，在母線上設(shè)備用斷路器（旁路斷路器pd）通過(guò)旁路母線（pm）實(shí)現(xiàn)與各支路斷路器的并聯(lián)。因此，出現(xiàn)有旁路系統(tǒng)的接線形式。有母線的接線形式布置清晰、運(yùn)行方便、便于擴(kuò)建，是電力系統(tǒng)特別是大型發(fā)電廠、變電站高、中壓電壓等級(jí)普遍采

20、用的接線形式。簡(jiǎn)易接線形式是不用匯流母線實(shí)現(xiàn)各進(jìn)、出線并聯(lián)的接線形式。它包括多角形接線和橋形接線。多角形接線是將母線支路的斷路器連接成一個(gè)多角形，每條支路接在多角形的頂點(diǎn)上而實(shí)現(xiàn)各支路的并聯(lián)。橋形接線是每?jī)蓷l支路之間經(jīng)過(guò)一斷路器（3dl），該斷路器稱為橋開關(guān)。這時(shí)省掉一側(cè)支路斷路器，可視橋開關(guān)由這些支路提供。由于支路上缺乏斷路器，因此這些支路故障將導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)斷路器的切除，即易于解除聯(lián)絡(luò)。因此不宜于用于進(jìn)、出線大于4回的情況。有橫向聯(lián)絡(luò)的接線形式可以提高運(yùn)行的靈活性，使各支路構(gòu)成相互備用的關(guān)系，但需要增加投資并增大短路電流。2無(wú)橫向聯(lián)絡(luò)的接線形式當(dāng)不用發(fā)電機(jī)電壓對(duì)周圍供電時(shí)，發(fā)電機(jī)不在機(jī)端并列運(yùn)行

21、，可將發(fā)電機(jī)與變壓器直接串聯(lián)不設(shè)斷路器，這種接線形式稱為無(wú)橫向聯(lián)絡(luò)形式。1.4 一次設(shè)備一次接線上的設(shè)備稱為一次設(shè)備，其中包括：開關(guān)電器、限流電器、互感器以及電纜等。1.4.1 開關(guān)電器分類根據(jù)電壓范圍，開關(guān)電器可分為高壓開關(guān)電器和低壓開關(guān)電器兩大類。高壓開關(guān)電器按其功能與作用又可分為高壓斷路器，隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)及熔斷器等。高壓斷路器在電路中的符號(hào)是dl按其滅弧介質(zhì)與絕緣方式可劃分為4種；即油開關(guān)，六氟化硫（sf6）開關(guān)，空氣開關(guān)，真空開關(guān)。高壓隔離開關(guān)在電路中的符號(hào)是g，具有明顯可見的斷口，其額定電流只表示開關(guān)處于閉合位置時(shí)可以長(zhǎng)期通過(guò)的電流，而不能切斷負(fù)荷電流，但必須具備與斷路器相同的動(dòng)

22、熱穩(wěn)固性，僅用于設(shè)備檢修時(shí)的隔離電源和切斷與接通電壓互感器和避雷器。高壓負(fù)荷開關(guān)在電路中的符號(hào)是fk。是一種性能介于隔離開關(guān)和斷路器之間的簡(jiǎn)易開關(guān)。負(fù)荷開關(guān)與隔離開關(guān)的主要不同之處是負(fù)荷開關(guān)有滅弧柵，專門用來(lái)接通或斷開正常運(yùn)行的負(fù)荷電流，不允許開斷短路電流。將負(fù)荷開關(guān)與高壓熔斷器串聯(lián)組合使用時(shí)，可由熔斷器切斷過(guò)載及短路電流，由負(fù)荷開關(guān)接通與斷開負(fù)荷電流，用于35kv及以下功率較小和對(duì)保護(hù)性能要求不高的場(chǎng)所。高壓熔斷器在流過(guò)短路電流或較長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電流時(shí)熔斷，以保護(hù)電氣設(shè)備，主要產(chǎn)品有限流式和跌落式熔斷器兩類。1.4.2 限流電器限流電器是用以增加電路的短路阻抗，從而達(dá)到限制短路電流目的的裝置。由于

23、限流電器作為一個(gè)阻抗元件串接在電路中，當(dāng)正常工作電流流過(guò)時(shí)，在其上產(chǎn)生電壓降而影響供電電壓的質(zhì)量，因此在選擇限流電器的類型及參數(shù)時(shí)，關(guān)鍵的問題在于如何解決既使之達(dá)到限制短路電流的目的，又不使正常工作電流情況下引起的電壓損失過(guò)大的矛盾。在變電站電路中加裝限流電抗器目的在于使發(fā)電機(jī)回路及用戶能采用輕型斷路器，從而減少電氣設(shè)備投資。限流電抗器是單相空心電感線圈，按中間有無(wú)抽頭分為普通電抗器和分裂電抗器（中間有抽頭）兩種。根據(jù)安裝地點(diǎn)和作用不同可稱為出線電抗器和母線分段電抗器。為解決限制短路電流與限制正常壓降的矛盾，可采用分裂電抗器。1.4.3 互感器互感器是變換電壓、電流的電氣設(shè)備，它的主要功能是向

24、二次系統(tǒng)提供電壓、電流信號(hào)以反應(yīng)一次系統(tǒng)的工作狀況，前者稱為電壓互感器，后者稱為電流互感器。使用互感器的一個(gè)極為重要的問題是其銘牌數(shù)據(jù)中的額定變比與實(shí)際運(yùn)行變比（實(shí)際變比）的差別（誤差）。前者用于計(jì)算：由幅邊電度計(jì)算原邊電度以收取電費(fèi)或由原邊電壓、電流計(jì)算副邊電壓、電流以整定繼電保護(hù)的動(dòng)作值等級(jí)。2 10kv變電站主接線形式與設(shè)備選擇10kv配電網(wǎng)所處的地位十分重要。在配電工程中,能否保證系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行,主接線形式與設(shè)備的選擇是一個(gè)重要條件. 本章就10kv變電站的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討.2.1 電氣主接線的選擇正如1.1節(jié)所講：變電站的主接線對(duì)變電站內(nèi)電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置及運(yùn)

25、行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性等都有密切的關(guān)系,是變電站設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。1.3節(jié)中列舉了電氣主接線的主要接線形式。其中，在10kv變電站的設(shè)計(jì)中常用的有單母接線、單母分段接線、線路變壓器組接線、橋式接線等,每種接線均有各自的優(yōu)缺點(diǎn). 通過(guò)對(duì)幾種能滿足負(fù)荷用電要求的主接線形式在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的比較,可以選擇出最合理的方案?？梢杂孟旅娴睦觼?lái)作說(shuō)明：某縣西部的甲乙兩企業(yè),以前均由6kv線路供電,現(xiàn)都要求改為電網(wǎng)10kv供電。在甲企業(yè)中,由于其預(yù)計(jì)運(yùn)行的時(shí)間只有3年左右,且周圍均為10kv電網(wǎng)供電,經(jīng)過(guò)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)比較,采用了保留原有供電設(shè)備,僅增一臺(tái)特殊變比(10kv/6kv)的變壓器來(lái)滿足用電要求的方案,節(jié)省

26、了投資,節(jié)約了時(shí)間.在乙企業(yè)中,其新增設(shè)備的額定電壓為10kv,在企業(yè)周圍還有部分采用6kv電壓等級(jí)供電的負(fù)荷,如同樣采用甲企業(yè)的方法,僅增一臺(tái)特殊變比(10kv/6kv)的變壓器,則該企業(yè)有可能成為一個(gè)新的6kv電壓等級(jí)供電點(diǎn),對(duì)用電的管理及電網(wǎng)的運(yùn)行均產(chǎn)生不利的影響。經(jīng)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)比較,向用戶列舉了10kv供電的諸多優(yōu)點(diǎn),動(dòng)員用戶對(duì)原有供電設(shè)備進(jìn)行了改造. 此方法對(duì)用戶、電網(wǎng)和用電管理部門都是一個(gè)較理想的選擇。2.2 設(shè)備的選擇在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí),應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況,在保證安全、可靠的前題下,積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù),注意節(jié)約投資.2.2.1 主變壓器選擇在10kv變電站中,要選用性能優(yōu)越

27、、節(jié)能低損耗和環(huán)保型的變壓器。 變壓器的臺(tái)數(shù)及容量要根據(jù)負(fù)荷計(jì)算和負(fù)荷分級(jí)的結(jié)果并結(jié)合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)有大量的一、二級(jí)負(fù)荷,或季節(jié)負(fù)荷變化較大,或集中負(fù)荷較大時(shí),宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上的變壓器。 當(dāng)其中任一臺(tái)變壓器斷開時(shí),其余變壓器應(yīng)滿足一級(jí)負(fù)荷及大部分二級(jí)負(fù)荷的用電需要。定變壓器容量時(shí)還要綜合考慮環(huán)境溫度、通風(fēng)散熱條件等相關(guān)因素。對(duì)沖擊性較大的負(fù)荷、季節(jié)性容量較大的負(fù)荷、小區(qū)或高層建筑的消防和電梯等需備用電源的負(fù)荷等可設(shè)專用變壓器,此方法既保障了電能的質(zhì)量及供電的可靠性,又結(jié)合了電費(fèi)電價(jià)政策,做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為了使變壓器容量在三相不平衡負(fù)荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次諧波影響,宜選用的變壓

28、器接線組別為d, yn11。 d, yn11接線的變壓器低壓側(cè)單相接地短路時(shí)的短路電流大,也有利于低壓側(cè)單相接地故障的切除。在改、擴(kuò)建工程中,為了滿足變壓器并列運(yùn)行條件,選用的變壓器接線組別與原有的保持一致,短路阻抗百分比接近,容量比不超過(guò)13。如某縣企業(yè),其設(shè)備的用電規(guī)格與我國(guó)不相一致,根據(jù)用戶的意見,我們將容量為630kva的主變接線組別定為d,dn,并要求變壓器設(shè)單獨(dú)的接地系統(tǒng),以此滿足用戶的供電要求。設(shè)在高層建筑內(nèi)部的變電站,主變采用干式變壓器。設(shè)在周圍大氣環(huán)境較差的變電站,應(yīng)選用密閉型或防腐型變壓器。為了不降低配電運(yùn)行的電壓,10kv變電站的主變分接頭宜放在10.5kv上,分接范圍油

29、浸變?yōu)?% ,干式變?yōu)?2.5%.2.2.2 10kv開關(guān)柜的選擇容量為500kva及以上的變壓器一般均配有10kv開關(guān)柜. 10kv開關(guān)柜可分為固定式和手車式開關(guān)柜.就絕緣介質(zhì)而言,目前10kv開關(guān)柜的主流產(chǎn)品又可分為sf6氣體絕緣和真空絕緣. sf6氣體絕緣的開關(guān)柜體積小,一般20年內(nèi)免維護(hù),但價(jià)格高,其氣體的泄露還會(huì)造成環(huán)境污染. 真空絕緣的開關(guān)柜體積適中,相對(duì)同等檔次的sf6氣體絕緣的開關(guān)柜來(lái)說(shuō)價(jià)格略低,使用過(guò)程中不會(huì)造成環(huán)境污染,但每二年就需做一次試驗(yàn),增大了運(yùn)行維護(hù)的工作量. 因此開關(guān)柜的選擇除按正常工作條件選擇和按短路狀態(tài)校驗(yàn)外,還應(yīng)考慮開關(guān)柜放置的場(chǎng)合和對(duì)開關(guān)柜性能的要求等條件

30、. 如我縣某工程,其預(yù)留的10kv變電站位置在地下室,該工程在建筑上并沒有考慮變電站的通風(fēng)問題,且在建筑施工時(shí)設(shè)置的變電站大門只有2.05米凈高,用電可靠性要求較高. 在這里,選用sf6氣體絕緣的開關(guān)柜顯然違背了國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程中在sf6電氣設(shè)備上的工作這一節(jié)的相關(guān)條款。但一般的真空開關(guān)柜高度均在2.2米以上,通過(guò)對(duì)一些開關(guān)柜制造廠家的咨詢,最后采用了高度為1.9米的非標(biāo)型真空開關(guān)柜.2.2.3 10kv負(fù)荷開關(guān)和熔斷器組合的選擇在10kv變電站的設(shè)計(jì)中,對(duì)主變?nèi)萘吭?00kva及以下的變電站,高配部分通常采用負(fù)荷開關(guān)加熔絲的組合,其接線簡(jiǎn)單。在10kv負(fù)荷開關(guān)和熔斷器組合的選擇方

31、面, 10kv負(fù)荷開關(guān)按正常工作條件選擇和按短路狀態(tài)校驗(yàn)。熔斷器的熔體額定電流按進(jìn)行選擇,其中k為可靠系數(shù),當(dāng)不計(jì)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)取1.11.3,考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)取1.52.0; 為電力變壓器回路的最大工作電流。熔管的額定電流熔體的額定電流。 選擇熔斷器時(shí),還應(yīng)保證前后兩級(jí)熔斷器之間(多見于美式箱變)、熔斷器與電源側(cè)的繼電保護(hù)之間、熔斷器與負(fù)荷側(cè)的繼電保護(hù)之間的動(dòng)作選擇性。當(dāng)本段保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí),應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)切除故障。當(dāng)電網(wǎng)接有其它接地保護(hù)時(shí),回路中的最大接地電流與負(fù)荷電流之和應(yīng)小于最小熔斷電流。2.2.4 電力電纜的選擇（1）首先應(yīng)根據(jù)用途、敷設(shè)方式和使用條件來(lái)選擇電力電纜的類型

32、。 yjv型交聯(lián)聚乙烯電纜和vv型聚氯乙烯電纜是目前工程建設(shè)中普遍選用的兩種電纜。 yjv型電纜與vv型電纜相比, yjv型電纜雖然價(jià)格略高,但具有外徑小、重量輕、載流量大、壽命長(zhǎng)的顯著優(yōu)點(diǎn)( yjv型電纜壽命可長(zhǎng)達(dá)40年, vv型電纜壽命僅為20年) ,因此在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量選用yjv型交聯(lián)聚乙烯電纜。（2）電纜的額定電壓un所在電網(wǎng)的額定電壓。（3）按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇電纜的截面。但當(dāng)電纜的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù),且長(zhǎng)度超過(guò)20米時(shí),則應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇。（4）允許電壓降的校驗(yàn)。 對(duì)供電距離較遠(yuǎn)、容量較大的電纜線路,應(yīng)滿足:,u、l為線路工作電壓(線電壓)和長(zhǎng)度; 功率因數(shù); r、x為電

33、纜單位長(zhǎng)度的電阻和電抗。（5）熱穩(wěn)定的校驗(yàn)電纜應(yīng)滿足的條件為:所選電纜截面應(yīng)滿足：。為短路電流的熱效應(yīng), c為熱穩(wěn)定系數(shù)。 如某縣企業(yè)的供電電源是從緊鄰的一座110kv變電所的10kv側(cè)專線接入的,由于該企業(yè)的用電負(fù)荷不是很大,若按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇的電纜截面,或按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇的電纜截面均在95 mm2以下,但在熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí),所選電纜截面至少需在120 mm2及以上。2.3 防雷與接地（1）10kv變電站在建設(shè)過(guò)程中,可利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的屋頂,將其鋼筋焊接成網(wǎng)并接地來(lái)防護(hù)直擊雷。（2）在變電站內(nèi)的高壓側(cè)、低壓側(cè)及進(jìn)線段安裝避雷器,以防護(hù)侵入雷電波、操作過(guò)電壓及暫時(shí)過(guò)電壓。（3）10k

34、v變電站中的接地網(wǎng)一般由扁鋼及角鋼組成,也可利用建筑物鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋體作接地網(wǎng),但各鋼筋體之間必須連成電氣通路并保證其電氣連續(xù)性符合要求。接地電阻值要求不大于4。變壓器、高低壓配電裝置、墻上的設(shè)備預(yù)埋件等都需用扁鋼等與接地網(wǎng)作可靠焊接進(jìn)行接地。發(fā)電機(jī)的接地系統(tǒng)需另行設(shè)置,不得與變電站的接地網(wǎng)連接。（4）低壓配電系統(tǒng)按接地方式的不同可分為三類:即tt、tn和it系統(tǒng)。tt方式供電系統(tǒng)是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng),稱作保護(hù)接地系統(tǒng)。tn方式供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼與工作零線相接的保護(hù)系統(tǒng),稱作接零保護(hù)系統(tǒng)。在tn方式供電系統(tǒng)中,根據(jù)其保護(hù)零線是否與工作零線分開又可分為: t

35、n-c和tn-s方式供電系統(tǒng)。 tn-c方式供電系統(tǒng)是用工作零線兼作接零保護(hù)線,適用于三相負(fù)載基本平衡的情況。tn-s方式供電系統(tǒng)是把工作零線n和專用保護(hù)線pe嚴(yán)格分開,當(dāng)n線斷開,如三相負(fù)荷不平衡,中性點(diǎn)電位升高,但外殼、pe線電位不變。tn-s方式供電系統(tǒng)安全可靠,適用于工業(yè)與民用建筑等低壓供電系統(tǒng)。此外,在一些由用戶提供的圖紙中,我們還可看到tn-c-s方式的供電系統(tǒng),此系統(tǒng)的前部分是tn-c方式供電,系統(tǒng)的后部分出pe線,且與n線不再合并。tn-c-s供電系統(tǒng)是在tn-c系統(tǒng)上的臨時(shí)變通作法,適用于工業(yè)企業(yè)。但當(dāng)負(fù)荷端裝設(shè)rcd (漏電開關(guān))、干線末端裝有斷零保護(hù)時(shí)也可用于住宅小區(qū)的低

36、壓供電系統(tǒng)。it方式供電系統(tǒng)表示電源側(cè)沒有工作接地,或經(jīng)過(guò)高阻抗接地,負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)。it方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長(zhǎng)時(shí),供電的可靠性高、安全性好,一般用于不允許停電的場(chǎng)所,或者是要求嚴(yán)格的連續(xù)供電的地方。3 10kv變電站實(shí)例設(shè)計(jì)3.1 變電站位置的確定變電站位置應(yīng)避開大氣污穢、鹽霧、與鄰近設(shè)施有相互影響的地區(qū)(如軍事設(shè)施、通信電臺(tái)、飛機(jī)場(chǎng)等) 、滑坡、滾石、明暗河塘等,靠近負(fù)荷中心出線條件好,交通運(yùn)輸方便。浙江衢州市地處浙江省最大的內(nèi)陸盆地金衢盆地的西半部，市區(qū)境內(nèi)地勢(shì)平坦，環(huán)境優(yōu)美。近年來(lái)，衢州市內(nèi)大型企業(yè)蓬勃發(fā)展，為衢州市的經(jīng)濟(jì)做出了突出貢獻(xiàn)。本文便以衢州市柯城區(qū)內(nèi)一家知

37、名企業(yè)巨化集團(tuán)企業(yè)為選址，進(jìn)行廠內(nèi)10kv變電站的模擬設(shè)計(jì)。3.2 電氣主接線方案的選定巨化集團(tuán)是浙江省最大的化工基地。公司決策中心在浙江杭州，生產(chǎn)基地位于浙江衢州，主要生產(chǎn)氟化學(xué)制品和基本化工原料等17大類200多種產(chǎn)品。巨化集團(tuán)生產(chǎn)的化工原料一般會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生高污染，如果發(fā)生泄露事故，都會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活造生大的損失。據(jù)此巨化集團(tuán)企業(yè)內(nèi)的負(fù)荷等級(jí)應(yīng)為類負(fù)荷，類負(fù)荷供電要求在線路維修時(shí)，允許短時(shí)停電或部分長(zhǎng)期，但不允許線路全部長(zhǎng)期停電。為避免因停電帶來(lái)安全生產(chǎn)事故，必須選擇安全可靠的電氣主接線方案。從這一方向出發(fā)可有兩種主接線方案，一為高低壓負(fù)荷均為單母線分段接線方案，二為高低壓負(fù)荷均為雙母線

38、不分段接線方案（雙母線不分段接線以下簡(jiǎn)稱雙母線接線）。下面分別對(duì)兩種接線方案進(jìn)行比較討論。雙母線接線，它的可靠性非常高。采用雙母線可以在任何一段母線維修時(shí)將該段負(fù)荷切換的另一母線上，并且不用長(zhǎng)期停電，短時(shí)停電為切換母線時(shí)的操作時(shí)間，大大提高了供電可靠性。它的優(yōu)點(diǎn)在于：一是便于擴(kuò)建，在擴(kuò)建時(shí)只用橫向建設(shè)，不必另加入母線。二是靈活性高，有多種運(yùn)行方式。缺點(diǎn)是進(jìn)行調(diào)度并網(wǎng)操作復(fù)雜，其安全性相對(duì)低，在母線故障時(shí)倒閘操作復(fù)雜，易產(chǎn)生誤操作，稍有不慎會(huì)造成帶負(fù)荷拉開隔離開關(guān)的重大事故。二是經(jīng)濟(jì)上雙母線由于有二條母線，它所配備的設(shè)備也要相應(yīng)增加，對(duì)應(yīng)負(fù)荷的斷路器與隔離開關(guān)也要增加，所以它的建設(shè)投資大。由于它

39、連接母線的設(shè)備較多維修的對(duì)象多，它的維護(hù)費(fèi)用也多，經(jīng)濟(jì)性較差。雙母線接線圖： 圖3.1 雙母線接線圖單母線分段接線較雙母線接線，可靠性偏低，但經(jīng)濟(jì)性較好，所配備的設(shè)備較少，也克服了單母線不分段接線的可靠性低的缺點(diǎn)，提高了供電可靠性。在任一母線的隔離開關(guān)維修時(shí)，該段母線上的回路都要停止工作，但不會(huì)形成全部停電，而是部分停電。檢修任一電源或出線斷路器時(shí)，該回路要長(zhǎng)期停電，由此可以分別把負(fù)荷接在不同分段母線上同時(shí)供電。這樣不但滿足了對(duì)類負(fù)荷的供電要求，也能滿足對(duì)類負(fù)荷的要求。安全上單母線分段接線簡(jiǎn)單，在維護(hù)的倒閘時(shí)的操作簡(jiǎn)單。靈活性高調(diào)度方便，可以快速并網(wǎng)。在擴(kuò)建時(shí)建設(shè)方便只用橫向建設(shè)，不必多加入母

40、線。在經(jīng)濟(jì)性上由于母線數(shù)少，增加出線回路的投資不高。由于連接母線的重要設(shè)備少，所以維護(hù)設(shè)備的費(fèi)用也少，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用不高，經(jīng)濟(jì)性好。通過(guò)對(duì)兩中方案的比較，從可靠性上：雙母線比單母線分段的可靠性高。從安全性靈活性上：雙母線接線倒閘操作復(fù)雜，易發(fā)生是事故，維護(hù)不便。單母線分段接線的倒閘操作簡(jiǎn)單，調(diào)度靈活。在經(jīng)濟(jì)性上：?jiǎn)文妇€分段的運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用比雙母線要少，擴(kuò)建的投資也比雙母線經(jīng)濟(jì)。進(jìn)行綜合的考慮，本次設(shè)計(jì)中雖然雙母線的可靠性比單母線分段的高，但是從靈活性安全性和經(jīng)濟(jì)性上：?jiǎn)文妇€分段比雙母線都要好，經(jīng)過(guò)討論比較，可以發(fā)現(xiàn)單母線分段的接線方案比雙母線接線的方案更適合本次設(shè)計(jì)，所以最終采用單母線分段作為變

41、電站的接線方案。單母線分段接線圖：圖3.2 單母線分段接線圖3.3 變電站(所)的配電設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中，擬定2個(gè)配電房間，一間用以安放配電設(shè)備和變壓設(shè)備（下面統(tǒng)稱配電房），一間用于監(jiān)控運(yùn)行的主控室。配電房?jī)?nèi)有4臺(tái)變壓器，2臺(tái)10/6kv的和2臺(tái)6/0.4kv的變壓器，統(tǒng)一按照單母線分段接線方式安裝。10/6kv的2臺(tái)變壓器在房間最里面，他們之間有3米的距離間隔，3米是便于維修和巡查設(shè)備的回車道，變壓器離墻面保持2米的安全距離。10/6kv的變壓器與6/0.4kv的變壓器之間有高壓開關(guān)柜和電容柜，高壓開關(guān)柜和電容柜離變壓器有3米的間隔距離。以段和段為分界，每段各有1個(gè)高壓開關(guān)柜和電容柜，兩段各組之間

42、有3米的回車道。主控室主要用于監(jiān)控變壓器與設(shè)備的正常運(yùn)行，觀察繼電保護(hù)動(dòng)作的情況，監(jiān)視中央音響設(shè)備的報(bào)警情況，里面的設(shè)備都屬于二次設(shè)備，接線屬于二次接線，因此在這里不做具體論述。配電房布置圖如下： 圖3.3配電房布置圖3.4 防雷設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)為戶內(nèi)配電，變配電設(shè)備都為戶內(nèi)設(shè)備，所以要裝設(shè)避雷設(shè)備。避雷設(shè)備為戶內(nèi)用避雷器，考慮防雷能力應(yīng)該在10kv進(jìn)線端安裝避雷器。在6kv側(cè)的高壓電動(dòng)機(jī)回路上，也要設(shè)計(jì)防雷設(shè)備，防止雷擊對(duì)電動(dòng)機(jī)影響，一般在電動(dòng)機(jī)的末端裝設(shè)氧化鋅避雷器。在3-10kv配電所的重要設(shè)備是變壓器，其價(jià)格高絕緣水平低，必須有可靠防雷。在防雷設(shè)計(jì)中，避雷器應(yīng)靠近變壓器安裝，但也要考慮保護(hù)

43、其他電氣設(shè)備。在3-10kv配電裝置中，應(yīng)該在每組母線和架空進(jìn)線上安裝避雷器，在3-10kv進(jìn)線電纜上，電纜與架空連接處裝設(shè)避雷器，此次設(shè)計(jì)中戶內(nèi)使用氧化鋅避雷器。由于需要設(shè)置的避雷器多，所以設(shè)計(jì)避雷設(shè)備接入避雷網(wǎng)，用避雷網(wǎng)保護(hù)變電所整體。3.5 接地電阻的設(shè)計(jì)說(shuō)明 接地系統(tǒng)主要分為保護(hù)接地和工作接地。保護(hù)接地主要用于保護(hù)電氣設(shè)備的安全運(yùn)行與人身安全。工作接地主要用于設(shè)備的正常工作，如：變壓器中性點(diǎn)的直接接地和經(jīng)消弧線圈接地。本次設(shè)計(jì)為了保護(hù)工廠設(shè)備和生產(chǎn)安全，使用tn式的三相五線制接線方式。為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)和泵的正常工作，保證人員安全需要接地保護(hù)。本變電所內(nèi)的6/0.4kv的變壓器的運(yùn)行需要中

44、性點(diǎn)接地，需要設(shè)置工作接地。電動(dòng)機(jī)的外殼需要保護(hù)接地，為了防止人員觸殼發(fā)生觸電，防止電動(dòng)機(jī)碰殼產(chǎn)生電火花發(fā)生火災(zāi)。避雷器需要接地將雷擊引入地下，需要對(duì)其單獨(dú)使用接地體接地，因此接地系統(tǒng)為tn-s系統(tǒng)。此次接地設(shè)計(jì)可使用接地網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備保護(hù)和中性點(diǎn)接地的工作接地并且電阻要小于4。避雷器單獨(dú)接地體可以使用地下管道連接入接地網(wǎng)，達(dá)到降低接地電阻的目的。電動(dòng)機(jī)零線接地線三相五線制接線方式圖：圖3.4 接地線圖3.6 站用電與直流布置說(shuō)明變電所內(nèi)的用電負(fù)荷少，主要是配電房照明主控室照明和生活照明。站用電的電源從低壓母線上的末端引出一條線路，此線路對(duì)站用電提供電源。為保證直流系統(tǒng)負(fù)荷的供電，對(duì)本次變電所直流

45、系統(tǒng)裝設(shè)額定電壓為2v的蓄電池108個(gè)，串聯(lián)組成210-220v的直流電源，為直流設(shè)備提供電源。在變電所中，為了防止突發(fā)電氣設(shè)備突發(fā)的故障和事故，要考慮備用電源的使用。本次設(shè)計(jì)對(duì)變壓器采用暗備用運(yùn)行。為了變壓器能夠自動(dòng)入換備用，變壓器的容量考慮了他在過(guò)載70%時(shí)的最大容量。各段的負(fù)荷只接入變壓器容量的70%。3.7 主變壓器的選擇 結(jié)合2.2.1節(jié)10kv變電站主變壓器的選擇分析，考慮到巨化企業(yè)內(nèi)集中負(fù)荷較大，因此在高壓與低壓側(cè)分別裝設(shè)兩臺(tái)變壓器，為了使變壓器容量在三相不平衡負(fù)荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次諧波影響,選用的變壓器接線組別為d, yn11（一次側(cè)三角形接線，二次側(cè)為星形接線

46、，相差30度）。所選用的主變型號(hào)分別是10/6kv段sc8-2500/10型，6/0.4kv段sc8-500/10型。3.8 變電站主接線總圖 見附圖4 設(shè)備計(jì)算測(cè)試與校驗(yàn)4.1 短路電流計(jì)算在供電系統(tǒng)中危害最大的故障是短路,為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備,須計(jì)算短路電流.在10kv變電站的短路電流計(jì)算中,一般將三相短路電流作為重點(diǎn). 為了簡(jiǎn)化短路電流計(jì)算方法,在保證計(jì)算精度的情況下,可忽略一些次要因素的影響. 其規(guī)定有:（1）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同,電流的頻率相同,短路前電力系統(tǒng)的電勢(shì)和電流是對(duì)稱的.（2）認(rèn)為變壓器為理想變壓器,變壓器的鐵芯始終處于不飽和狀態(tài),即電抗值不隨電流大小發(fā)生變化.

47、（3）輸電線路的分布電容略去不計(jì).（4）每一個(gè)電壓級(jí)均采用平均額定電壓,只有電抗器采用加于電抗器端點(diǎn)的實(shí)際額定電壓.（5）一般只計(jì)發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等元件的電抗。（6）在簡(jiǎn)化系統(tǒng)阻抗時(shí),距短路點(diǎn)遠(yuǎn)的電源與近的電源不能合并。參照以上原則,給出變電站在最大運(yùn)行方式下的等效電路圖,運(yùn)用同一變化法或個(gè)別變化法分別得出:（1）次暫態(tài)短路電流() ,用來(lái)作為繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器的額定斷流容量。（2）三相短路沖擊電流() ,用來(lái)校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定。（3）三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值() ,用來(lái)校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定。（4）次暫態(tài)三相短路容量() ,用來(lái)校驗(yàn)斷路器的遮斷容量和判斷母線短路

48、容量是否超過(guò)規(guī)定值,作為選擇限流電抗器的依據(jù)。4.2 電氣設(shè)備的校驗(yàn)16kv側(cè)設(shè)備的選擇和校驗(yàn)：選擇高壓6kv變壓器容量為2500kva，選擇型號(hào)為sc8-2500/10，環(huán)氧樹脂澆注式電力變壓器，容量為2500kva，高壓額定電壓10kv，低壓額定電壓6kv變壓器得工作電流為: (4.1)1）6kv側(cè)變壓器出口斷路器：根據(jù)工作額定電流，額定電壓選擇zn28-10/630-12.5 真空斷路器。設(shè)備校驗(yàn)：額定電壓 額定電流 開斷電流 關(guān)合電流 動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn) 熱穩(wěn)校驗(yàn) 滿足條件。2）6kv側(cè)高壓隔離開關(guān)：根據(jù)工作額定電流，額定電壓選擇gn30-10型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)。設(shè)備校驗(yàn)：額定電壓 額定電流 動(dòng)

49、穩(wěn)校驗(yàn) 熱穩(wěn)校驗(yàn) 滿足條件。3）6kv側(cè)母線的校驗(yàn)?zāi)妇€最高工作溫度查表為70，母線平均溫度查表為40，母線室內(nèi)工作溫度查表為25。 (4.2) (4.3)載流量選擇截面為 的銅芯母線tmy。校驗(yàn)?zāi)妇€截面：查表當(dāng)時(shí)。由： (4.4)知： (4.5)所以，母線選擇滿足條件。4）6kv電纜的選擇電纜最高工作溫度查表為90，電纜平均溫度查表為40，電纜室內(nèi)工作溫度查表為30。變壓器工作電流： (4.6) (4.7)其中，為電纜溫度系數(shù)。由載流量值，選擇電纜型號(hào)為yjv22 銅材3芯，6kv線路中電纜截面為?？尚ｒ?yàn)?zāi)妇€截面：查表當(dāng)時(shí)。由: (4.8)知： (4.9) 所以電纜選擇滿足條件。5）6kv電流

50、互感器的選擇：根據(jù)工作額定電流，額定電壓選擇ldzb-10型電流互感器。6）6kv電壓互感器的選擇：根據(jù)工作額定電流，額定電壓選擇jszx-6型電壓互感器7）電抗器的選擇：此電抗器用以高壓側(cè)中電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)，根據(jù)工作額定電流，額定電壓選擇xksukl-6-400-5型電抗器。設(shè)備校驗(yàn)：額定電壓 額定電流 動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn) 熱穩(wěn)校驗(yàn) 所以，電抗器選擇滿足條件。8）6kv高壓開關(guān)柜的選擇：根據(jù)工作額定電流，額定電壓選擇與接線方式選擇gg-1a型高壓開關(guān)柜，額定電壓10-6kv，額定電流1000a.2低壓側(cè)0.4kv設(shè)備的選擇和校驗(yàn)：據(jù)負(fù)荷表已給出的0.4kv主變壓器容量，選擇sc8-500/10 環(huán)氧樹

51、脂澆注式電力變壓器。容量為500kva，高壓額定電壓6kv，低壓額定電壓0.4kv。變壓器的工作電流為： (4.10)1）0.4kv側(cè)變壓器出口斷路器的選擇：根據(jù)工作額定電流，額定電壓選擇3wn65型斷路器。設(shè)備校驗(yàn)：額定電壓 額定電流 動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn) 熱穩(wěn)校驗(yàn) 接通電流 開斷電流 所以斷路器的選擇滿足條件。2）0.4kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇：根據(jù)工作額定電流，額定電壓選擇qa800型隔離開關(guān)。設(shè)備校驗(yàn)：額定電壓 額定電流 動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn) 熱穩(wěn)校驗(yàn) 所以，滿足條件。3）0.4kv側(cè)空氣開關(guān)的選擇：根據(jù)工作額定電流，額定電壓選擇dz20-100-y設(shè)備校驗(yàn)：額定電壓 額定電流 動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn) 熱穩(wěn)校驗(yàn) 所以，滿足條件

52、。4）0.4kv側(cè)母線的選擇;母線最高工作溫度查表為70，母線平均溫度查表為40，母線室內(nèi)工作溫度查表為25。 (4.11) (4.12)根據(jù)載流量選擇截面為 的銅芯母線tmy-，校驗(yàn)?zāi)妇€截面：查表當(dāng)時(shí)由: (4.13) 得： (4.14)所以，滿足條件。5）0.4kv電纜的選擇電纜最高工作溫度查表為90，電纜平均溫度查表為40，電纜室內(nèi)工作溫度查表為25。 (4.15) (4.16)根據(jù)載流量選擇電纜為yjv22 銅材4芯，在0.4kv線路中電纜截面為校驗(yàn)電纜截面：查表當(dāng)時(shí),。由： (4.17)得： (4.18)所以，滿足條件6）無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇根據(jù)工作額定電流，額定電壓選擇hplc/wp

53、lc型高壓功率因數(shù)就地補(bǔ)償裝置。7）0.4kv電壓互感器的選擇：根據(jù)工作額定電流，額定電壓選擇jdz2-1型電壓互感器，額定電壓400v，額定電流1000a，準(zhǔn)確等級(jí)1級(jí)。8）0.4kv電流互感器的選擇：根據(jù)工作額定電流，額定電壓選擇lmk-0.5型電流互感器額定電壓500v，額定電流1000a，準(zhǔn)確等級(jí)0.5級(jí)0.4kv側(cè)配電柜選擇gcs系列饋電柜，0.4kv側(cè)開關(guān)柜選擇ggd-1a型開關(guān)柜。開關(guān)柜內(nèi)成套設(shè)備按設(shè)計(jì)選定的設(shè)備進(jìn)行定制安裝。4.3 設(shè)備選型總匯表設(shè)備造型總表如表4.1所示。表4.1 設(shè)備總表等級(jí)設(shè)備 6kv0.4kv斷路器zn28-10/630-12.53wn65隔離開關(guān)gn30-10qa800電壓互感jszx-6jdz2-1電流互