某化纖毛紡廠總配變電所及高壓配電設(shè)計(jì)

1、河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院Henan Polytechnic Institute畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目：某化纖毛紡廠總配變電所及高壓配電系 統(tǒng)設(shè)計(jì) 班 級(jí)：電氣自動(dòng)化技術(shù)1001姓 名：柴 雅 樂指導(dǎo)教師：張 季 萌目 錄摘 要1第1章 緒 論21.1 工廠供電的意義和要求21.2 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則21.3 設(shè)計(jì)要求3第2章 設(shè)計(jì)背景資料42.1 工廠的總平面布置圖42.2 工廠情況42.3 工廠各車間負(fù)荷情況及車間變電所的容量42.4 工廠供用電協(xié)議52.5 工廠負(fù)荷性質(zhì)62.6 工廠自然條件6第3章 設(shè)計(jì)過程73.1 工廠負(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償73.1.1 負(fù)荷計(jì)算73

2、.1.2 無功功率補(bǔ)償設(shè)計(jì)93.2 工廠總降壓變電所位置和型式的選擇113.2.1 變電所所址的選擇113.2.2 變配電所型式的選擇133.2.3 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇133.2.4 變電所主變壓器型式和聯(lián)接組別的選擇143.3 變電所主變壓器和主接線方案的選擇153.3.1 電氣主接線的概述153.3.2 工廠電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和要求153.3.3 主接線的設(shè)計(jì)步驟163.3.4 供電基本接線型式173.3.5 配電所主接線方案的對(duì)比及選擇193.4 計(jì)算短路電流213.4.1 產(chǎn)生短路的原因和短路的種類223.4.2 繪制計(jì)算電路圖233.4.3 計(jì)算短路電流233.5 電氣

3、設(shè)備的選擇校驗(yàn)253.5.1 高壓電器選擇的一般原則253.5.2 高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)263.5.3 低壓斷路器273.5.4 熔斷器的選擇與校驗(yàn)283.5.5 隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)283.5.6 電流互感器的選擇與校驗(yàn)293.5.7 電壓互感器的選擇校驗(yàn)293.5.8 母線303.5.9 低壓斷路器303.5.10 刀開關(guān)的選擇和校驗(yàn)313.5.11 高壓開關(guān)柜313.5.12 低壓開關(guān)柜323.5.13 高低壓母線的選擇343.5.14 電纜選擇343.7 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定363.7.1 高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路363.7.2 變電所的電能計(jì)量回路37

4、3.7.3 變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路383.7.4 變電所的保護(hù)裝置措施393.8 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)433.8.1 變電所的防雷措施433.8.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)44參 考 文 獻(xiàn)46摘 要工廠供電系統(tǒng)就是將電力系統(tǒng)的電能降壓再分配電能到各個(gè)廠房或車間中去，它由工廠降壓變電所，高壓配電線路，車間變電所，低壓配電線路及用電設(shè)備組成。工廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國(guó)家供電情況,解決對(duì)各部門安全可靠，經(jīng)濟(jì)技術(shù)的分配電能的問題。其基本內(nèi)容有以下幾方面：進(jìn)線電壓的選擇, 變配電所位置的選擇, 短路電流的

5、計(jì)算及繼電保護(hù), 電氣設(shè)備的選擇,車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇, 防雷接地裝置設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵詞: 計(jì)算負(fù)荷，繼電保護(hù)，變壓器，短路電流第1章 緒 論1.1 工廠供電的意義和要求 工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。 眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用：電能輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。因此電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是他在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小（除電化工業(yè)外）。電能在

6、工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求：（1） 安全 在電能

7、的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2） 可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。（3） 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。（4） 經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。1.2 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50053-94 10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50054-95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則： (1) 遵守規(guī)程

8、、執(zhí)行政策； 必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。 (2) 安全可靠、先進(jìn)合理； 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。(3) 近期為主、考慮發(fā)展； 應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。 (4) 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。 按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員

9、，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。由此可見，一個(gè)好的供配電設(shè)計(jì)是一個(gè)工廠能順利投產(chǎn)、運(yùn)行、盈利的基石。對(duì)于一個(gè)工廠來說，一套好的供配電設(shè)計(jì)是必須有的。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。1.3 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的題目是“某花錢毛紡廠總配電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)”。設(shè)計(jì)的詳細(xì)數(shù)據(jù)將在隨后的設(shè)計(jì)過程中給出，在此就不再重復(fù)了。通過工廠供電設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)要求如下：(1) 工廠的負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償；(2) 確定工廠總配變電所的所址和型式；(3)

10、 確定工廠總配變電所的主接線方案(要求從兩個(gè)比較合理的方案中優(yōu)選)，總降壓變電所要結(jié)合主接線方案的確定，確定主變壓器型式、容量和數(shù)量；(4) 短路計(jì)算與動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)，并選擇一次設(shè)備；(5) 選擇工廠進(jìn)線及高壓配電線路；(6) 選擇電源進(jìn)線的二次回路方案及整定繼電保護(hù)；(7) 工廠總變電所防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計(jì)。第2章 設(shè)計(jì)背景資料2.1 工廠的總平面布置圖 圖2-1 工廠的總平面布置圖2.2 工廠情況本廠主要從事生產(chǎn)化纖紡織產(chǎn)品以及印染精加工，年生產(chǎn)能力2.3×106米，其中：厚織物占50%，中厚織物占30%，薄織物占20%。全部產(chǎn)品中以腈綸為主體的混紡物占60%，以滌

11、綸為主體的混紡物占40%。2.3 工廠各車間負(fù)荷情況及車間變電所的容量工廠各車間負(fù)荷情況及車間變電所的容量如表2-1所示表2-1 各車間和車間變電所負(fù)荷計(jì)算表（380V）序號(hào)車間名稱設(shè)備容量/kwKdcostan計(jì)算負(fù)荷車間變電所代號(hào)變壓器臺(tái)數(shù)及容量kVA1制條車間3400.80.80 N0.1車變1×紡紗車間3400.80.80飲水站860.650.80鍛工車間370.20.65機(jī)修車間2960.30.50幼兒園12.80.60.60倉庫380.30.50小計(jì)（K=0.9）2織造車間5250.80.80N0.2車變1×染整車間4900.80.80浴室、理發(fā)室50.81.0

12、食堂400.750.80單身宿舍500.81.0小計(jì)（K=0.9）3鍋爐房1510.750.80N0.3車變1×水泵房1180.750.80化驗(yàn)室880.750.80油泵房140.750.80小計(jì)（K=0.9）2.4 工廠供用電協(xié)議(1) 從電力系統(tǒng)的某3510kv變電站，用雙回10kv架空線路向工廠饋電。系統(tǒng)變電站在工廠南0.5km。（2） 系統(tǒng)變電站饋電線的定時(shí)限過電流保護(hù)的整定時(shí)間Top=1.5s,要求工廠總配電所的保護(hù)整定時(shí)間不大于1s。（3） 在工廠總配電所的10kv進(jìn)線側(cè)進(jìn)行電能測(cè)量。工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。（4） 電力系統(tǒng)的短路數(shù)據(jù)，如表2-2所示。其配電

13、系統(tǒng)圖，如圖2-3所示。 表2-2 電力系統(tǒng)10kv母線的短路數(shù)據(jù)表2-2 電力系統(tǒng)的短路數(shù)據(jù) 系統(tǒng)運(yùn)行方式10kv母線短路容量備 注系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)S（3）k·max=187MVA電力系統(tǒng)可視為無限大容量 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)S（3）k·min=107MVA圖2-3 配電系統(tǒng)圖：（5）供電貼費(fèi)和每月電費(fèi)制電量計(jì)量：在總配電所10KV側(cè)計(jì)量。供電局實(shí)行兩部電價(jià)：基本電價(jià)：按變壓器安裝容量每1千伏安每月4元計(jì)費(fèi)。電度電價(jià)：10KV ß =0.06元/KW線路的功率損失在發(fā)電廠引起的附加投資按每千瓦1000元計(jì)。2.5 工廠負(fù)荷性質(zhì) 本廠多數(shù)車間為三班制，少數(shù)車間為一

14、班或兩班制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)位6000h。本廠屬于二級(jí)負(fù)荷。2.6 工廠自然條件 本場(chǎng)所在地區(qū)平均海拔215m，地層以砂粘土為主，地下水位5m；年最氣溫為40，年平均氣溫29，年最低氣溫1，年最熱月平均最高氣溫為32，年最熱月平均氣溫為31，年最熱月地下0.8m處平均為31，當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向南風(fēng)，年雷暴日數(shù)為35天。第3章 設(shè)計(jì)過程3.1 工廠負(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償3.1.1 負(fù)荷計(jì)算 1、負(fù)荷計(jì)算的意義 在電力系統(tǒng)中，用電設(shè)備需用的電功率稱為電力負(fù)荷，簡(jiǎn)稱負(fù)荷或功率。功率是表示能量變化速率的一個(gè)重要物理量。電功率又分為有功功率、無功功率和視在功率。電阻性用電設(shè)備總是消耗能量的，電阻所消耗

15、的功率稱為有功功率，用字母P表示；純電感（或純電容）性設(shè)備能夠儲(chǔ)存能量，但不消耗能量，它只是與電源之間進(jìn)行能量的交換，時(shí)而由電源吸收能量?jī)?chǔ)存在磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）中，時(shí)而又將儲(chǔ)存的能量釋放，電感（或電容）并未真正消耗能量。這種與電源進(jìn)行交換能量的功率，稱為無功功率，用字母Q表示；視在功率，在三相交流電路中是乘以線電壓與線電流，用字母S表示。計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的工廠的用電設(shè)備安裝容量確定的、預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。它是設(shè)計(jì)時(shí)作為選擇工廠電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的重要依據(jù)。 2、負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 在進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)時(shí)，基本的原始資料為工藝部門提供的各種用電

16、設(shè)備的產(chǎn)品銘牌數(shù)據(jù)，如額定容量，額定電壓等，這是設(shè)計(jì)的依據(jù)。但是能否簡(jiǎn)單地用設(shè)備額定容量來選擇導(dǎo)體和各種供電設(shè)備呢？顯然是不能的。因?yàn)樗惭b的設(shè)備并非都同時(shí)運(yùn)行，而且運(yùn)行的設(shè)備實(shí)際需用的負(fù)荷也并不是每一時(shí)刻都等于設(shè)備的額定容量，而是在不超過額定容量的范圍內(nèi)，時(shí)大時(shí)小地變化著。所以直接用額定容量（也稱安裝容量）選擇供電設(shè)備和供配電系統(tǒng)，必將導(dǎo)致有色金屬的浪費(fèi)和工程投資的增加。因而，供配電設(shè)計(jì)的第一步，需要計(jì)算全廠和各車間的實(shí)際負(fù)荷。負(fù)荷計(jì)算的目的是為了掌握用電情況，合理選擇配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件，如導(dǎo)線、電纜、變壓器、開關(guān)等。負(fù)荷計(jì)算過小，則依此選用的設(shè)備和載流部分有過熱危險(xiǎn)，輕者使線路和配電設(shè)備

17、壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。負(fù)荷計(jì)算偏大，則造成設(shè)備的浪費(fèi)和投資的增大。因此，正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。負(fù)荷計(jì)算主要包括：（1） 求計(jì)算負(fù)荷（也稱需用負(fù)荷）。目的是為了合理地選擇各級(jí)電壓供電網(wǎng)絡(luò)、變壓器容量和電氣設(shè)備型號(hào)等。（2） 算出尖峰電流。用于計(jì)算電壓波動(dòng)、電壓損失，選擇熔斷器和保護(hù)元件等。（3） 算出平均負(fù)荷。用來計(jì)算全場(chǎng)電能需要、電能損耗和選擇無功補(bǔ)償裝置等。3、負(fù)荷計(jì)算的方法計(jì)算負(fù)荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。由于載流導(dǎo)體一般通電半小時(shí)（30min）后即可達(dá)到穩(wěn)定的溫升值，因此通常取“半小時(shí)最大負(fù)荷”作為

18、按發(fā)熱條件選擇電氣元件的計(jì)算負(fù)荷。有功計(jì)算負(fù)荷表示為P30，無功計(jì)算負(fù)荷表示為Q30，時(shí)在計(jì)算負(fù)荷表示為S30，而計(jì)算電流表示為I30。目前負(fù)荷計(jì)算常用需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法，此外還有一些尚未推廣的方法如單位產(chǎn)品耗電法、單位面積功率法、變值系數(shù)法和ABC法等。用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定，在工程中常用的是需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法是世界各國(guó)普遍應(yīng)用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法，而二項(xiàng)式法應(yīng)用的局限性較大，主要應(yīng)用于機(jī)械加工企業(yè)。關(guān)于以概率論為理論基礎(chǔ)而提出的用以取代二項(xiàng)式法的利用系數(shù)法，由于計(jì)算比較繁復(fù)而未能得到普遍應(yīng)用。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不甚懸殊時(shí)，宜采用需要系數(shù)法來計(jì)

19、算。采用此方法計(jì)算用電設(shè)備組的負(fù)荷時(shí)，應(yīng)將性質(zhì)相同的用電設(shè)備劃作一組，并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別，查出相應(yīng)的需要系數(shù)Kd，然后按照公式求出改組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量又相差懸殊時(shí)，宜采用二項(xiàng)式法計(jì)算。無論采用哪一種計(jì)算方法來確定用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，首先要正確判別用電設(shè)備的類別和工作性質(zhì)，準(zhǔn)確的分組。例如機(jī)修車間的機(jī)床，應(yīng)屬于小批量生產(chǎn)的冷加工機(jī)床。又如壓塑機(jī)、拉絲機(jī)等，則應(yīng)屬熱加工機(jī)床。 此設(shè)計(jì)采用的是需要系數(shù)法來對(duì)電力負(fù)荷計(jì)算。因?yàn)樾枰禂?shù)是用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。這種方法簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。采用利用系數(shù)法求出最大負(fù)

20、荷的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷，計(jì)算過程十分繁瑣。而單位面積功率法和單位指標(biāo)法主要多用于民用建筑。單位產(chǎn)品耗電量法主要適用于某些工業(yè)。 負(fù)荷計(jì)算公式： P30=Kd*Pe Q30=P30*tan S30=P30COS I30=S30(UN3)Pe用電設(shè)備組總的設(shè)備容量（不含備用設(shè)備容量，單位為kw）,UN用電設(shè)備組的額定電壓（單位為kv）。表3-1 某化纖毛紡廠負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)車間名稱設(shè)備容量/kwKdcostan計(jì)算負(fù)荷車間變電所代號(hào)變壓器臺(tái)數(shù)及容量kVA1制條車間3400.80.80 N0.1車變1×1200紡紗車間3400.

21、80.80飲水站860.650.80鍛工車間370.20.65機(jī)修車間2960.30.50幼兒園12.80.60.60倉庫380.30.50小計(jì)（K=0.9）2織造車間5250.80.80N0.2車變 1×1250染整車間4900.80.80浴室、理發(fā)室50.81.0食堂400.750.80單身宿舍500.81.0小計(jì)（K=0.9）3鍋爐房1510.750.80N0.3車變 1×400水泵房1180.750.80化驗(yàn)室880.750.80油泵房140.750.80小計(jì)（K=0.9）3.1.2 無功功率補(bǔ)償設(shè)計(jì) 按我國(guó)原電力工業(yè)部1996年頒布實(shí)施的供電營(yíng)業(yè)規(guī)則規(guī)定：“用戶應(yīng)

22、在提高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和安裝無功補(bǔ)償設(shè)備，并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入或切除，防止無功電力倒送。除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100kVA及以上高壓供電的用戶，功率因數(shù)為0.9以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、泵購轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上。農(nóng)業(yè)用戶，功率因數(shù)為0.80。凡功率因數(shù)不能達(dá)到上述規(guī)定的新用戶，供電企業(yè)可拒絕接電。對(duì)已送電用戶，供電企業(yè)應(yīng)督促和幫助用戶采取措施，提高功率因數(shù)。對(duì)在規(guī)定期限內(nèi)仍未采取措施達(dá)到上述要求的用戶，供電企業(yè)可以中止或限制供電?！币虼斯S的功率因數(shù)達(dá)不到上述要

23、求時(shí)，必需增設(shè)無功功率的人工補(bǔ)償裝置。1、無功功率的人工補(bǔ)償裝置無功功率的人工補(bǔ)償裝置主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器兩種。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式，有以下三種：、高壓集中補(bǔ)償 電容器集中裝設(shè)在變電所的高壓電容器室內(nèi)，與高壓母線相聯(lián)。、低壓集中補(bǔ)償 電容器集中裝設(shè)在變電所的低壓電容器室內(nèi)，與低壓母線相聯(lián)。、低壓分散補(bǔ)償 電容器分散裝設(shè)在低壓配電箱旁或與用電設(shè)備并聯(lián)。2、并聯(lián)電容器的選擇與計(jì)算、無功功率補(bǔ)償容量（單位為kvar）的計(jì)算: QC1=P30(tan1-tan2) 式中P3

24、0工廠的有功計(jì)算負(fù)荷，單位為kw； tan1對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償前功率因數(shù)cos1的正切； tan2對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償后達(dá)到功率因數(shù)cos2的正切。并聯(lián)電容器個(gè)數(shù)的計(jì)算： N= Qcqc式中qc單個(gè)電容器的容量，單位為kvar。注意：對(duì)于單相電容器，n應(yīng)取為3的整數(shù)倍，以便三相均衡分配。表3-2 無功功率補(bǔ)償量及設(shè)備選擇需無功補(bǔ)償處車間變電所1車間變電所2車間變電所3總計(jì)需要的無功補(bǔ)償量/kvar選補(bǔ)償電容器的型號(hào)為： QC1=P30(tan1-tan2)N= Qcqc因此，補(bǔ)償電容器為3的倍數(shù)個(gè)。無功補(bǔ)償后的負(fù)荷情況如表3-3所示。表3-3 無功補(bǔ)償后的負(fù)荷情況項(xiàng)目cos計(jì)算負(fù)荷P30kWQ30kvarS30

25、kVAI30A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.796kV設(shè)備側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷無功補(bǔ)償量2880變壓器損耗0.015=270.06=9035kV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.9550331294519685.73.2 工廠總降壓變電所位置和型式的選擇3.2.1 變電所所址的選擇、變電所所址選擇的一般原則選擇工廠變配電所的所址，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)確定: 接近負(fù)荷中心。 進(jìn)出線方便。 接近電源側(cè)。 設(shè)備吊裝和運(yùn)輸方便。 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所。 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所。當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所貼鄰。 不應(yīng)設(shè)在有爆

26、炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方；當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 500581992爆炸與火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。 不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。 高壓配電所應(yīng)盡量與鄰近車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房合建在一起。GB 50053199410kv及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范還規(guī)定： 裝有可燃性油浸電力變壓器的車間內(nèi)變電所，不應(yīng)設(shè)在三、四級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)；當(dāng)設(shè)在二級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)，建筑物應(yīng)采取局部防火措施。 多層建筑物中，裝有可燃性油的電氣設(shè)備，變、配電所應(yīng)設(shè)置在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的正上方

27、、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁。 高層主體建筑內(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的變、配電所。當(dāng)受條件限制必須設(shè)置時(shí)，應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的來兩旁，并應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 500451995高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，采取相應(yīng)的防火措施。 露天或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)置在下列場(chǎng)所：、有腐蝕性氣體的場(chǎng)所；、挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級(jí)為四級(jí)的建筑物；、附近有棉、糧及其他易燃、易爆物品集中的露天堆場(chǎng)；、容易沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所。、負(fù)荷中心的確定方法負(fù)荷中心的確定方法有兩種:利用以負(fù)荷圓表

28、示的負(fù)荷指示圖來判定負(fù)荷中心和利用負(fù)荷功率矩法來確定負(fù)荷中心。本設(shè)計(jì)采用的是利用負(fù)荷功率矩法來確定負(fù)荷中心。負(fù)荷中心坐標(biāo)：X=(PiXi)PiY=(PiYi)Pi式中：Pi表示個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，列入P1(x1,y1)Pi =P1+P2+P3+注意：負(fù)荷中心雖是選擇變配電所位置的重要因數(shù)，但不是唯一因數(shù)。因此負(fù)荷中心的計(jì)算不必要求十分精確。變配電所的所址，必須全面分析比較后擇優(yōu)確定。表3-1 各變配電所位置圖3.2.2 變配電所型式的選擇變電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大形式。屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。在選擇工廠總變配電所型式時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇屋內(nèi)式。負(fù)

29、荷較大的車間，宜設(shè)附設(shè)式或半露天式變電所。負(fù)荷較大的多跨廠房及高層建筑內(nèi)，宜設(shè)車間內(nèi)變電所或組合是成套變電站。負(fù)荷小而分散的工廠車間及生活區(qū)，或需遠(yuǎn)離有易燃易爆危險(xiǎn)環(huán)境及有腐蝕性車間時(shí)，宜設(shè)獨(dú)立變電所。如屋外環(huán)境正常，亦可設(shè)露天變電所，有條件時(shí)亦可設(shè)戶外箱式變電站。工廠的生活區(qū)，當(dāng)變壓器容量在315kVA及以下時(shí)，宜設(shè)桿上式變電臺(tái)或高臺(tái)式變電所。根據(jù)各車間變電所變壓器的容量，本設(shè)計(jì)所有變電所均選擇屋內(nèi)式。3.2.3 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇一、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇主變壓器臺(tái)數(shù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上主變壓器： 有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷。 季節(jié)

30、性負(fù)荷變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。 集中負(fù)荷較大，例如1250KVA時(shí)。其他情況下宜裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。二、變電所主變壓器容量的選擇1.裝有一臺(tái)主變壓器的變電所 主變壓器容量SN·T應(yīng)不小于總的計(jì)算負(fù)荷S30，即：SN·TS30 2.裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所 每臺(tái)主變壓器容量SN·T不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷S30的60%70%，即：SN·T（0.60.7）S30 同時(shí)每臺(tái)主變壓器容量SN·T不應(yīng)小于全部一、二級(jí)負(fù)荷的計(jì)算負(fù)荷之和S30(),即：SN·TS30()3.主變壓器單臺(tái)容量上限 單臺(tái)10（6）0.4kV的配電變壓器容量一般不宜大

31、于1250KVA。當(dāng)用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，亦可選用16002000kVA的變壓器。生活區(qū)變電所的單臺(tái)主變壓器容量不宜大于630kVA。 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇，還應(yīng)結(jié)合變電所主接線方案的設(shè)計(jì)來綜合考慮。3.2.4 變電所主變壓器型式和聯(lián)接組別的選擇1、變電所主變壓器型式的選擇一般正常環(huán)境的變電所，可選用油浸式變壓器，且應(yīng)優(yōu)先選用S9、S11等系列變壓器。在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所，應(yīng)選用S9-M、S11-M·R等系列全封閉式變壓器。多層或高層建筑屋內(nèi)的變電所，宜選用SC9等系列環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器或SF6充氣型變壓器。多雷地區(qū)及土壤電

32、阻率較高的山區(qū)，宜選用防雷型變壓器。例如SZ等型變壓器。2、變電所主變壓器聯(lián)接組別的選擇三相負(fù)荷基本平衡，其低壓中性線電流不超過其低壓繞組額定電流25%、且其供電系統(tǒng)諧波干擾不甚嚴(yán)重時(shí)，三相配電變壓器的聯(lián)接組可選YynO。當(dāng)由單相不平衡負(fù)荷引起的中性線電流超過變壓器低壓繞組額定電流25%時(shí)，或供電系統(tǒng)中存在較大的“諧波源”、高次諧波比較突出時(shí)，三項(xiàng)配電變壓器的聯(lián)接組宜選Dyn11。3.3 變電所主變壓器和主接線方案的選擇3.3.1 電氣主接線的概述工廠供電系統(tǒng)電氣主接線是將變壓器、開關(guān)電器、互感器等電氣設(shè)備按一定順序連接而成的接受、分配和傳輸電能的總電路，又稱一次電路或一次接線圖。通常用單線圖

33、表示。一次電路中的所有電氣設(shè)備，稱為一次元件或一次電氣設(shè)備。主接線是否合理,對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的靈活性、安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，以及繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系。它是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。在圖上所有電器均以新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)表示，按它們的正常狀態(tài)畫出。所謂正常狀態(tài)，就是電器所處的電路中既無電壓，也無外力作用的狀態(tài)。對(duì)于圖中的斷路器和隔離開關(guān)，是畫出它們的斷開位置。在圖上高壓設(shè)備均以標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)代表，一般在主接線路圖上只標(biāo)出設(shè)備的圖形符號(hào)，在主接線的施工圖上，除畫出代表設(shè)備的圖形符號(hào)外，還應(yīng)在圖形符號(hào)旁邊寫明設(shè)備的型號(hào)與規(guī)范。從主接線圖上我們可了解變電所設(shè)備的電壓、電流的流向、設(shè)備

34、的型號(hào)和數(shù)量、變電所的規(guī)模及設(shè)備間的連接方式等，因此，主接線圖是變電所的最主要的圖紙之一。3.3.2 工廠電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和要求變配電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等因數(shù)綜合分析確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。1、考慮變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。2、考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)五到十年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。

35、應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小及分布負(fù)荷增長(zhǎng)速度和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。3、考慮用電負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響對(duì)一級(jí)用電負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)用電負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)用電負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級(jí)用電負(fù)荷供電；三級(jí)用電負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。4、考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型變電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所

36、，其傳輸容量小，對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求低。5、考慮備用容量的有無和大小對(duì)主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)否允切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。3.3.3 主接線的設(shè)計(jì)步驟電氣主接線的具體設(shè)計(jì)步驟如下：1、分析原始資料(1) 本工程情況 變電站類型，設(shè)計(jì)規(guī)劃容量（近期，遠(yuǎn)景），主變臺(tái)數(shù)及容量等。(2) 電力系統(tǒng)情況 電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（510年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置和作用，本

37、期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。(3) 負(fù)荷情況 負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等。(4) 環(huán)境條件 當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度等因素，對(duì)主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。(5) 設(shè)備制造情況 為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。2、擬定主接線方案根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定出若干個(gè)主接線方案。因?yàn)閷?duì)出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線方案

38、。應(yīng)依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，結(jié)合最新技術(shù)，確定最優(yōu)的技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案。3、短路電流計(jì)算對(duì)擬定的主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。4、主要電器選擇包括高壓斷路器、隔離開關(guān)、母線等電器的選擇。5、繪制電氣主接線圖將最終確定的主接線，按工程要求，繪制工程圖。3.3.4 供電基本接線型式電氣主接線的基本形式：1.單母線接線單母線是比較簡(jiǎn)單的接線方式。單母線接線又分為單母線不分段、用隔離開關(guān)分段的單母線接線和用高壓斷路器分段的單母線接線三種形式。 單母線不分段接線單母線不分段接線的優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性比較好。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，誤操作是造成系統(tǒng)故障的重要原因之一，

39、主接線簡(jiǎn)單，操作人員發(fā)生錯(cuò)誤操作的可能性小，因而接線簡(jiǎn)單也是評(píng)價(jià)主接線的條件之一。單母線的缺點(diǎn)：可靠性和靈活性差。例如當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或進(jìn)行檢修時(shí)，必須斷開所有回路的電源，造成對(duì)全部用戶供電中斷。但當(dāng)某一出線發(fā)生故障或檢修出線斷路器時(shí)，可只中斷對(duì)該出線上用戶的供電，而不影響其他用戶，所以仍具有一定可靠性。適用范圍:可用于對(duì)供電連續(xù)性要求不高的二級(jí)負(fù)荷用戶，或有備用電源的二級(jí)負(fù)荷用戶。 單母線分段接線為了克服上述缺點(diǎn)，可用隔離開關(guān)或斷路器將單母線分段。當(dāng)用隔離開關(guān)分段時(shí)，如需檢修母線或母線隔離開關(guān)，可將分段隔離開關(guān)斷開后分段進(jìn)行。當(dāng)母線發(fā)生該故障時(shí)，經(jīng)過短時(shí)間倒閘操作將故障段切除，非

40、故障段仍可繼續(xù)運(yùn)行，對(duì)1/2的用戶僅短時(shí)間中斷供電。若用斷路器分段時(shí)，除仍具有可分段檢修母線的優(yōu)點(diǎn)外還可在母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障時(shí)，同時(shí)自動(dòng)斷開母線分段斷路器和進(jìn)線斷路器，以保證非故障部分連續(xù)供電。但是，上述兩種單母線分段接線存在共同缺點(diǎn)，即在母線檢修或發(fā)生故障時(shí)，仍有50%左右的用戶停電；出線斷路器檢修仍對(duì)該出現(xiàn)上的用戶停電。為了進(jìn)一步縮小停電范圍，單母線可采用多分段（如三分段）接線方式，對(duì)重要用戶可由兩段母線同時(shí)供電，以提高供電可靠性。適用范圍：在有兩回進(jìn)線電源的條件下，采用單母線分段接線較為優(yōu)越。特別是備用電源自動(dòng)重合閘裝置的采用，更能單母線用斷路器分段接線的供電可靠性。目前，單母線

41、分段已廣泛用于10KV及以下變配電所。2、雙母線接線雙母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)是供電可靠、運(yùn)行靈活、檢修方便、易于擴(kuò)建，在大、中型發(fā)電廠和變電所中廣為采用。在雙母線接線中，兩組母線均可分別作為工作母線或備用母線使用，應(yīng)視具體情況而定。適用范圍：當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多，輸送和穿越功率較大，母線故障后要求迅速恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用該接線方式。如：配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電帶電抗器時(shí)；配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時(shí)，或連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)；配電裝置，出線回路數(shù)為5回及級(jí)以上時(shí)。3、橋形接線對(duì)于具有兩回電源進(jìn)

42、線和兩臺(tái)變壓器的降壓變壓所，可考慮采用橋形接線。它是由單母線分段接線演變而成的一種更簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)并具有相當(dāng)可靠性的接線方式。橋形接線的接線特點(diǎn)是：用一組橫向?qū)Ь€（包括斷路器、隔離開關(guān)）將兩回線路和兩臺(tái)變壓器橫向連接起來。橫向?qū)Ь€謂之跨“橋”，并省掉線路側(cè)（或變壓器側(cè)）的斷路器。根據(jù)跨接“橋”連接位置和省掉斷路器的回路不同，又分為內(nèi)橋接線和外橋接線。 內(nèi)橋接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器；缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，影響一回線路的暫時(shí)停運(yùn)；橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路須解裂運(yùn)行；出線斷路器檢修時(shí)，線路需長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)，為避免此缺點(diǎn)，可加裝正常斷開運(yùn)行的跨條，為了輪

43、流停電檢修任何一組隔離開關(guān)，在跨條上需加裝兩組隔離開關(guān)，橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，也可利用此跨條。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長(zhǎng)，故障率較高的情況。外橋形接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器；缺點(diǎn)：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)；橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路須解裂運(yùn)行；變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。為避免此缺點(diǎn)，可加裝正常斷開運(yùn)行的跨條。橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，也可利用此跨條；適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠或變電所，并且變壓器的切換較為繁或線路較短，故障率較少的情況。此外，線路有穿越功率時(shí)，也宜采用外橋形

44、接線。35角形接線多角形接線的各斷路器互相連接而成閉合的環(huán)形，是單環(huán)形接線。 為減少因斷路器檢修而開環(huán)運(yùn)行的時(shí)間，保證角形接線運(yùn)行的可靠性，以采用35角形為宜。并且變壓器與出線回路一對(duì)角對(duì)稱布置。此外，當(dāng)進(jìn)出回路數(shù)較多時(shí)，我國(guó)個(gè)別水電廠采用了雙連四角形接線，形成多環(huán)形，從而保證了供電的可靠性。但斷路器數(shù)量增多，有的回路連著三個(gè)斷路器，布置和繼電保護(hù)復(fù)雜，沒有推廣使用。3.3.5 配電所主接線方案的對(duì)比及選擇配電所的主結(jié)線方案分一條電源進(jìn)線和兩條電源進(jìn)線兩種。1、一條電源線的主結(jié)線方案 如圖所示一條電源進(jìn)線的主結(jié)線方案2、兩條電源線的主結(jié)線方案 如圖所示本設(shè)計(jì)采用的是裝有兩臺(tái)主變壓器的小型變電所

45、主結(jié)線圖，這種接法高低壓側(cè)均為單母線分段的變電所的主結(jié)線，變電所的兩段高壓母線，在正常時(shí)可以接通運(yùn)行，也可以分段運(yùn)行，當(dāng)任一臺(tái)變壓器或任一電源進(jìn)線停電或發(fā)生故障時(shí)，改變電所通過閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電，因此供電可靠性相當(dāng)高。兩條電源線進(jìn)線的主結(jié)線方案3、兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，如表所示兩種主接線方案的比較根據(jù)表可以看出方案2的技術(shù)指標(biāo)比方案1好,其供電的穩(wěn)定性更高，但考慮到工廠屬于二級(jí)負(fù)荷，故選擇方案2，即一條電源進(jìn)線的方案3.4 計(jì)算短路電流在供電系統(tǒng)中出現(xiàn)次數(shù)比較多的嚴(yán)重故障就是短路。所謂短路，是指供電系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接。發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)中

46、的總阻抗大大減少，因此短路電流可能達(dá)到幾十WA。如此大的電流可對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素，需要進(jìn)行短路電流的計(jì)算，以便正確的選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大電流時(shí)不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件等，也必須計(jì)算短路電流。3.4.1 產(chǎn)生短路的原因和短路的種類1、短路類型在三相供電系統(tǒng)中，可能發(fā)生的主要短路類型有三相短路、兩相短路、兩相接地短路、單相接地短路。其中三相短路屬于對(duì)稱短路，其余三種為不對(duì)稱短路。2、造成短路的原因產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流

47、部分的絕緣損壞，而絕緣損壞主要是絕緣老化、過電壓、機(jī)械性損壞等引起的，且認(rèn)為誤操作及鳥獸跨越裸導(dǎo)體也能引起短路。3、短路的危害(1) 特點(diǎn)： 電流劇增至正常電流的幾十甚至幾百倍（電流大）；系統(tǒng)電壓驟降。(2) 后果 損害設(shè)備和線路； 設(shè)備不能正常工作； 影響電力系統(tǒng)運(yùn)行； 通信線路、電子設(shè)備干擾、產(chǎn)生誤動(dòng)作。(3) 保護(hù)措施：限制、裝設(shè)熔斷器、繼電保護(hù)裝置等。5、計(jì)算短路電流的目的和任務(wù)(1) 選擇導(dǎo)線和設(shè)備。(2) 選擇和整定繼電保護(hù)裝置。(3) 確定接線和運(yùn)行方式。(4) 選擇限流電抗器。6、影響短路電流的因素影響短路電流的因素主要有以下幾點(diǎn)：(1) 電源布局及其地理位置，特別是大容量發(fā)電

48、廠及發(fā)電廠群距受端系統(tǒng)或負(fù)荷中心的電氣距離； (2) 發(fā)電廠的規(guī)模、單機(jī)容量、接入系統(tǒng)電壓等級(jí)及主接線方式；(3) 電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)（特別是主網(wǎng)架）的緊密程度及不同電壓電力網(wǎng)間的耦合程度；(4) 接至樞紐變電所的發(fā)電和變電容量，其中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量和方式對(duì)單相短路電流水平影響很大；(5) 電力系統(tǒng)間互聯(lián)的強(qiáng)弱及互聯(lián)方式。7、限制短路電流的措施當(dāng)電力網(wǎng)短路電流數(shù)值與系統(tǒng)運(yùn)行和發(fā)展不適應(yīng)時(shí)，應(yīng)采取措施限制短路電流，一般可以從電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)備等方面采取措施： (1) 電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面：在保持合理電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，及時(shí)發(fā)展高一級(jí)電壓、電網(wǎng)互聯(lián)或新建線路時(shí)注意減少網(wǎng)絡(luò)的緊密性，大容量發(fā)電廠盡量接入最高一級(jí)

49、電壓電網(wǎng)，合理選擇開閉所的位置及直流聯(lián)網(wǎng)等，要經(jīng)過全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后決定。 (2) 系統(tǒng)運(yùn)行方面：高一級(jí)電壓電網(wǎng)形成后及時(shí)將低一級(jí)電壓電網(wǎng)分片運(yùn)行、多母線分列運(yùn)行和母線分段運(yùn)行等。(3) 設(shè)備方面：結(jié)合電力網(wǎng)具體情況，可采用高阻抗變壓器、分裂電抗器等常用措施，在高壓電網(wǎng)必要時(shí)可采用LC諧振式或晶閘管控制式短路電流限制裝置。(4) 其他方面：為限制單相短路電流，可采用減少中性點(diǎn)接地變壓器數(shù)目、變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地、部分變壓器中性點(diǎn)正常不接地，在變壓器跳開前使用快速接地開關(guān)將中性點(diǎn)接地、發(fā)電機(jī)變壓器組的升壓變壓器不接地，但要提高變壓器和中性點(diǎn)的絕緣水平及限制自耦變壓器使用等。3.4.2 繪制計(jì)

50、算電路圖3.4.3 計(jì)算短路電流1、確定基準(zhǔn)值取，所以： 2、計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值(1) 電力系統(tǒng)(2) 架空線 查工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)表5-1得10kV架空線的x0=0.38/km，而線長(zhǎng)為0.5km，故 (3) 電力變壓器 3、計(jì)算k1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的短路總電抗及三相短路電流和短路容量 (1) 總電抗標(biāo)幺值 =+=0.707 (2) 三相短路電流周期分量有效值=/=7.776 KA (3) 其他短路電流 (4) 三相短路容量 4、計(jì)算k2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量(1) 總電抗標(biāo)幺值 (2) 三相短路電流周期分量有效值 (3) 其他短路電流 (4)三相短路容量5、同理可算得k3、k4點(diǎn)的短路電流總電抗和三相短路電流和短路容量。表3-7 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk1k2k3k43.5 電氣設(shè)備的選擇校驗(yàn)3.5.1 高壓電器選擇的一般原則高壓電器選擇的主要任務(wù)是選擇滿足變電所及輸、配電線路正常和故障狀態(tài)下工作要求的合理的電器，以保證系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行條件。要使企業(yè)供電系統(tǒng)的安全可靠，必須正確合理的選擇各種電氣設(shè)備，選擇企業(yè)供電系統(tǒng)中高壓電氣設(shè)備的一般原則，除按正常運(yùn)行下的額定電壓、額定電流等條件外，還應(yīng)按