35KV變電站設(shè)計(jì)

1、-摘要變電站是改變電壓的場所。為了把發(fā)電廠發(fā)出來的電能輸送到較遠(yuǎn)的地方，必須把電壓升高，變?yōu)楦邏弘?，到用戶附近再按需要把電壓降低，這種升降電壓的工作靠變電站來完成。變電站的主要設(shè)備是開關(guān)和變壓器。按規(guī)模大小不同，稱為變電所、配電室等變電站是把一些設(shè)備組裝起來，用以切斷或接通、改變或者調(diào)整電壓，在電力系統(tǒng)中，變電站是輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)，變電站主要分為：升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。一個(gè)典型的變電站要求變電設(shè)備運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、擴(kuò)建方便。出于這幾方面的考慮，本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)35kV降壓變電站,此變電站有兩個(gè)電壓等級，一個(gè)是35kV，一個(gè)是10kV。同時(shí)對于變電站的主設(shè)備進(jìn)

2、展合理的選型。本設(shè)計(jì)選擇選擇兩臺主變壓器，其他設(shè)備如斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器，無功補(bǔ)償裝置和繼電保護(hù)裝置等等也按照具體要求進(jìn)展選型、設(shè)計(jì)和配置，力求做到運(yùn)行可靠，操作簡單、方便，經(jīng)濟(jì)合理，具有擴(kuò)建的可能性和改變運(yùn)行方式時(shí)的靈活性。使其更加貼合實(shí)際，更具現(xiàn)實(shí)意義。本文以35kV廠用電變電所設(shè)計(jì)為例，論述了工廠供電系統(tǒng)中變電所一次二次設(shè)計(jì)全過程。通過對變電所的主接線設(shè)計(jì)，站用電接線設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算，電氣設(shè)備動、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，主要電氣設(shè)備型號及參數(shù)確實(shí)定，運(yùn)行方式分析，防雷及過電壓保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)，電氣總平面及配電裝置斷面設(shè)計(jì)和無功補(bǔ)償方案設(shè)計(jì)，較為詳細(xì)地完成了電力系統(tǒng)中變電站設(shè)計(jì)。關(guān)

3、鍵詞:35KV變電所設(shè)計(jì)負(fù)荷計(jì)算； 短路電流； 變壓器選擇AbstractThe place is change voltage substation. In order to make electricity power transmission to distant places, must take voltage increases, into high voltage and to users according to need to nearby voltage reduced again, this kind of work by lifting voltage substati

4、on to plete. The main transformer substation equipment is switch and transformers. According to size different operations etc, called the substation, the substation is used to assemble some equipment to cut or connected, change or adjusting voltage, in the power system, the substation transmission a

5、nd distribution of power are mainly divided into the rally point, the substation provids pressor substation, substation, power substation, second, match.A typical substation needs the reliable and fle*ible operation, the economic rationality and free e*pansion of the equipments. For the consideratio

6、n of these aspects, the paper designs a transformer substation of 35kV which has tow level of voltage, one is 35kV, and the other is 10kV. At the same time, choose the rational selection as to the main equipments in substation. This design chooses two main transformers. As to other equipments such a

7、s Circuit Breaker, Isolating switch, Current Transformer, Voltage Transformer, Reactive power pensation device, Protective Relay and so on are to be selected, designed, and configured in accordance with specific requirements. In order to make it reliable to operate, easy and simple to manipulate, ec

8、onomical, with the possibility of e*pansion and fle*ibility of changing its operation. As to make it more actual and practical significant.This article 35 kV power substation factory to design as an e*ample, this paper discusses the factory power supply system of substation a second design process.

9、Through the design of substation Lord wiring, standing electricity wiring design, short-circuit current calculation, electrical equipment dynamic and thermal stability check, the main electrical equipment model and parameter determination, and operation mode analysis, overvoltage protection device l

10、ightning protection and the design, electrical total plane and power distribution equipment design and cross section of reactive power pensation scheme design, are detailed in the power system, pleted the substation design.Key words:35kV substation designload calculation; short-circuit current; tran

11、sformer choice目 錄1.引言11.1工廠供電的意義和要求11.2工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則22.原始資料42.1本廠產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模42.2本廠車間組成42.3設(shè)計(jì)依據(jù)4機(jī)修廠平面布置圖(附后)4供電協(xié)議4供電設(shè)計(jì)4機(jī)修廠負(fù)荷性質(zhì)5機(jī)修廠自然條件53.負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算63.1負(fù)荷分級與負(fù)荷曲線6供電負(fù)荷分級及其對供電的要求6負(fù)荷曲線63.2負(fù)荷計(jì)算容和目的73.3負(fù)荷計(jì)算方法73.4各用電車間負(fù)荷計(jì)算7各車間負(fù)荷73.5全廠負(fù)荷計(jì)算93.6無功補(bǔ)償10功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響10提高負(fù)荷功率因數(shù)的意義11提高功率因數(shù)的方法11無功補(bǔ)償概述11無功補(bǔ)償裝置12無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算124

12、.主變壓器的選擇154.1規(guī)程中的有關(guān)變電所主變壓器選擇的規(guī)定154.2主變壓器臺數(shù)的選擇154.3主變壓器的容量選擇154.4主變壓器形式選擇164.5總變電所的型式165.主接線的設(shè)計(jì)175.1電氣主接線概述175.2主接線的設(shè)計(jì)原則175.3變電所主接線方案選擇17方案一17方案二18主接線方案確實(shí)定196.短路電流的計(jì)算216.1短路電流概述21產(chǎn)生短路的原因和短路的定義21短路的危害21短路的種類21短路電流計(jì)算的目的226.2短路電流標(biāo)幺值計(jì)算方法22系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下短路計(jì)算23系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的短路計(jì)算246.3短路電流計(jì)算結(jié)果257.電氣設(shè)備的選擇267.1電氣設(shè)備選擇的一

13、般原則267.2高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)267.3高壓隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)277.4電壓互感器的選擇和校驗(yàn)277.5電流互感器的選擇與校驗(yàn)287.6高壓熔斷器的選擇與校驗(yàn)287.7避雷器的選擇297.8高壓開關(guān)柜的選擇與校驗(yàn)29進(jìn)線柜的選擇與校驗(yàn)30出線柜的校驗(yàn)31母聯(lián)聯(lián)絡(luò)柜的選擇32電壓互感器、避雷器柜338. 變電所上下壓線路的選擇348.1高壓架空線路的選擇與校驗(yàn)348.2 6kV母線的選擇以及校驗(yàn)359. 繼電保護(hù)及二次系統(tǒng)379.1繼電保護(hù)的任務(wù)和要求379.2工廠高壓線路的繼電保護(hù)37過電流保護(hù)的動作電流整定37電流速短保護(hù)的動作電流整定389.3電力變壓器的繼電保護(hù)38變壓器的過電

14、流保護(hù)399.3.2 變壓器的電流速斷保護(hù)399.3.3 變壓器的過負(fù)荷保護(hù)409.3.4 變壓器的瓦斯保護(hù)409.4 進(jìn)線柜的動作電流整定40定時(shí)限過電流保護(hù)409.4.2 電流速斷保護(hù)409.5 出線柜的動作電流整定4110.二次局部配置4210.1 二次回路的操作電源4210.2 中央信號裝置4210.3 電測量儀表4310.4 變配電裝置中各局部儀表的配置4310.5 絕緣監(jiān)視裝置4411.防雷與接地4511.1 架空線路的防雷措施4511.2 變配電所的防雷措施4511.3 接地與接地裝置46接地種類46電力設(shè)備接地一般要求46保護(hù)接地的圍47結(jié)論48致49參考文獻(xiàn)50. z-1 引

15、言1.1工廠供電的意義和要求電能是開展國民經(jīng)濟(jì)的根底，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時(shí)保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟(jì)開展的要求，電力工業(yè)必須超前開展，這是世界電力工業(yè)開展規(guī)律，因此，做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建立，就尤為重要。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。變電所作為變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成局部，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的平安與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。對其進(jìn)展設(shè)計(jì)勢在必行，合理的變電所不僅能充分地滿足當(dāng)?shù)氐墓╇娦枨?，還能有效地減少投資和資源浪費(fèi)。在工廠里，電能雖然是工業(yè)

16、生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品本錢中所占的比重一般很小除電化工業(yè)外。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品本錢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，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)本錢，減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善工人的勞動條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(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于開展工業(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)約對于國家經(jīng)濟(jì)建立具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)建

17、立，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)效勞，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，就必須到達(dá)以下根本要求：1 平安 在電能的供應(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)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。3 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(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)開展。1.2工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)效勞，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要

18、，并做好節(jié)能工作，就必須到達(dá)以下根本要求： 1平安 在電能的供應(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)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。 3優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(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)開展。 全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)工藝對負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國家供電情況。解決對各部門的平安可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問題。其根本容有以下幾方面。(1

19、)負(fù)荷計(jì)算 全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的根底上進(jìn)展的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。(2)工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇 參考電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。(3)工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計(jì)根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級別和計(jì)算負(fù)荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對它的根本要求，即要平安可靠有要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。(4)廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)廠負(fù)荷情況，從技術(shù)和經(jīng)

20、濟(jì)合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負(fù)荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計(jì)算出導(dǎo)線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運(yùn)行費(fèi)用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路構(gòu)造與敷設(shè)方式設(shè)計(jì)。用廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設(shè)要求和架空線路桿位明細(xì)表以及工程預(yù)算書表達(dá)設(shè)計(jì)成果。(5)工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進(jìn)展短路計(jì)算。由系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的短 路參數(shù)，求出不同運(yùn)行方式下各點(diǎn)的三相及兩相短路電流。(6)變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇參照短路電流計(jì)算數(shù)

21、據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)展熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗(yàn)。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投資概算表達(dá)設(shè)計(jì)成果。(7)繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計(jì)為了監(jiān)視，控制和保證平安可靠運(yùn)行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機(jī)、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號、檢測和繼電器保護(hù)裝置。并對保護(hù)裝置做出整定計(jì)算和檢驗(yàn)其靈敏系數(shù)。設(shè)計(jì)包括繼電器保護(hù)裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件

22、材料表達(dá)設(shè)計(jì)成果。35kv及以上系統(tǒng)尚需給出二次回路的保護(hù)屏和控制屏屏面布置圖。(8)變電所防雷裝置設(shè)計(jì)參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計(jì)防雷裝置。進(jìn)展防直擊的避雷針保護(hù)圍計(jì)算，防止產(chǎn)生還擊現(xiàn)象的空間距離計(jì)算，按避雷器的根本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號，并確定其接線部位。2原始資料2.1本廠產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模本廠主要是承擔(dān)全國冶金工業(yè)系統(tǒng)礦山冶煉和軋鋼設(shè)備的配件生產(chǎn)，即以生產(chǎn)鑄造鉚焊為主體。生產(chǎn)規(guī)模為：鑄鋼件1萬噸，鑄鐵件3千噸，煅件1千噸，鉚焊件2千5百噸。2.2本廠車間組成鑄鋼車間； 鑄鐵車間；鍛造車間；鉚焊車間；木型車間及木型庫；機(jī)修車間；沙庫及制材廠；空壓站；鍋爐房； 水塔及水泵房和污

23、水提升站.各車間位置見本廠總平面布置圖附后2.3設(shè)計(jì)依據(jù)機(jī)修廠平面布置圖(附后)供電協(xié)議機(jī)修廠與電力局所簽訂的供用電協(xié)議主要容如下:(1)工廠電源從電業(yè)部門*22035千伏變電所用35千伏雙匯架空線引入本廠，其中一個(gè)做為工作電源，一個(gè)做為備用電源，兩個(gè)電源并列運(yùn)行。(2)供電系統(tǒng)短路技術(shù)數(shù)據(jù)入下表所示：系統(tǒng)運(yùn)行方式 短路容量說明最大運(yùn)行方式兆伏安最小運(yùn)行方式兆伏安(3)電業(yè)部門對本廠的提出的技術(shù)要求：區(qū)域變電所35千伏配出線路定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為2s，工廠總降不應(yīng)大于1.5s，在總降壓變電所35千伏側(cè)進(jìn)展計(jì)算，本廠的功率因數(shù)應(yīng)給在0.9以上。供電設(shè)計(jì)變配電所設(shè)計(jì)及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì).圖2

24、-1 供電系統(tǒng)圖機(jī)修廠負(fù)荷性質(zhì)本廠為三班工作制，最大的有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)為6000小時(shí)，屬于二級負(fù)荷。機(jī)修廠自然條件氣象條件：最熱月平均最高氣溫為30攝氏度；土壤中0.71.0米深處一年中最熱月平均氣溫為20攝氏度；年雷暴日為31天；土壤凍結(jié)深度為1.10m；夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng).地址水紋條件：根據(jù)工程地址勘探資料得悉，廠區(qū)地址原為耕地地勢平坦底層以沙質(zhì)粘土為主地質(zhì)條件較好，地下水位為2.85.3m3負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算3.1負(fù)荷分級與負(fù)荷曲線3.1.1供電負(fù)荷分級及其對供電的要求根據(jù)用電設(shè)備在工藝生產(chǎn)中的作用，以及供電中斷對人身和設(shè)備平安的影響，電力負(fù)荷通常可分為三個(gè)等級：一級負(fù)荷：為中

25、斷供電將造成人身傷亡，或重大設(shè)備損壞難以修復(fù)帶來極大的政治經(jīng)濟(jì)損失者。一級負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。井花溝礦屬于國有能源部門，其中斷供電將有可能造成人員傷亡及重大經(jīng)濟(jì)損失，屬于一級負(fù)荷。二級負(fù)荷：為中斷供電將造成設(shè)備局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂且需較長時(shí)間才能恢復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)造成較大經(jīng)濟(jì)損失者。二級負(fù)荷應(yīng)由兩回線路供電，但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)如遙遠(yuǎn)地區(qū)允許由一回架空線路供電。三級負(fù)荷：不屬于一級和二級負(fù)荷的一般電力負(fù)荷，三級負(fù)荷對供電無特殊要求，允許長時(shí)間停電，可用單回線路供電。3.1.2負(fù)荷曲線年最大負(fù)荷：就是指一年中典型日負(fù)荷曲線全年至少出現(xiàn)3次的最大工作班負(fù)荷曲線中的最大負(fù)

26、荷，即30min消耗電能最大時(shí)的平均負(fù)荷。并分別用符號表示年有功、無功和視在最大負(fù)荷。年最大負(fù)荷小時(shí)是這樣一個(gè)假想時(shí)間，電力負(fù)荷按照年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行時(shí)間所消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗電能。如圖2-2所示，年最大負(fù)荷延伸到的橫線與兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積，既全年實(shí)際消耗的電能。因此年最大負(fù)荷利用小時(shí)：，式中全年消耗的有功電能，單位kw.h。而一般計(jì)算礦用最大負(fù)荷利用小時(shí)可以用公式近似計(jì)算：3.2負(fù)荷計(jì)算容和目的1計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間實(shí)際變動負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)

27、中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。2尖峰電流指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動電流的非周期分量。 3平均負(fù)荷為一段時(shí)間用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班即有代表性的一晝夜電能消耗量最多的一個(gè)班的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。3.3負(fù)荷計(jì)算方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有：有功功率:無功功率: 視在功率

28、: 計(jì)算電流: 在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不會同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 ：總的有功計(jì)算負(fù)荷： 總的無功計(jì)算負(fù)荷：總的視在計(jì)算負(fù)荷：3.4各用電車間負(fù)荷計(jì)算3.4.1各車間負(fù)荷例如對于變電所來說：=2000kW×0.4=800kW=800kW×1.17=976kvar=同理可得其他變電所的各個(gè)車間的負(fù)荷計(jì)算如下表：. z-9*理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文說明書表3-4-1各車間負(fù)荷計(jì)算用電單位設(shè)備容量kw鋼鑄車間120000.40.651.178009361231鋼鑄車間210000.40.71.02400408571.

29、4沙庫1100.70.61.3377102128.1鉚焊車間12000.30.451.98360712.8800一號泵房280.750.81.752136.542空壓站3900.850.750.88331.5291.7442機(jī)修車間1500.250.651.1737.543.8757.69鍛造車間2200.30.551.5266100.3120木型車間185.80.350.61.3365.0586.52108.4制材廠200.280.61.315.67.459.33綜合樓200.911181825鍋爐房3000.750.80.75225168.7281.22號水房280.750.80.7521

30、15.7526.25倉庫88.120.30.651.1726.4430.9340.68污水提升站140.650.80.759.16.82511.37電弧爐25000.90.870.57225012822586工頻爐6000.80.90.48480230.4533.3空壓機(jī)5000.850.850.62425263.5500合計(jì)5618.14760.6. z-3.5全廠負(fù)荷計(jì)算通過計(jì)算得上述負(fù)荷計(jì)算表，考慮全廠的同時(shí)系數(shù)后全廠的同時(shí)系數(shù)=0.9，根據(jù)上表可以算出=5618.19kW =4760.6kvar全廠的總的算負(fù)荷在沒有無功功率補(bǔ)償而得到的為：有功計(jì)算負(fù)荷為： 無功計(jì)算負(fù)荷為：視在負(fù)荷為：

31、 3.6無功補(bǔ)償3.6.1功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響在供電系統(tǒng)中輸送的有功功率維持恒定的情況下，無功功率增大，即供電系統(tǒng)的功率因數(shù)降低將會引起：1增加電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗。假設(shè)設(shè)備的功率因數(shù)降低，在保證輸送同樣的有功功率時(shí)，無功功率就要增加，這樣勢必就要在輸電線路中傳輸更大的電流，使得此輸電線路上有功功率損耗和電能損耗增大。2系統(tǒng)中輸送的總電流增加，使得供電系統(tǒng)中的電氣元件，如變壓器、電氣設(shè)備、導(dǎo)線等容量增大，從而使工廠部的起動控制設(shè)備、測量儀表等規(guī)格尺寸增大，因而增大了初投資費(fèi)用。3功率因數(shù)過低還將使線路的電壓損耗增大，結(jié)果負(fù)荷端的電壓就要下降，甚至?xí)陀谠试S偏移值，從而

32、嚴(yán)重影響異步電動機(jī)及其它用電設(shè)備的正常運(yùn)行。特別在用電頂峰季節(jié)，功率因數(shù)太低會出現(xiàn)大面積地區(qū)的電壓偏低，將給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，造成很大的損失。4使電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備容量不能充分利用，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)或變壓器都有一定的額定電壓和額定容量亦即額定電流，在正常情況下，這些參數(shù)是不容許超過的，假設(shè)功率因數(shù)降低，則有功出力也將隨之降低，使設(shè)備容量不能得到充分利用。綜上可知電力系統(tǒng)功率因數(shù)的上下是十分重要的問題，因此，必須設(shè)法提高電力網(wǎng)中各有關(guān)局部的功率因數(shù)。目前供電部門征收電費(fèi)將用戶的功率因數(shù)上下作為一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，?全國供用電規(guī)則?規(guī)定：高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，以及100

33、kVA(kW)及以上的電力用，戶功率因數(shù)為0.90以上，其他功率因數(shù)不低于0.85。供電部門將根據(jù)用戶執(zhí)行的情況在收取電費(fèi)時(shí)，分別作出獎勵(lì)、不獎不懲、罰款等處理。總之，催促和幫助用戶采取措施提高功率因數(shù)，是供電部門的責(zé)任。對功率因數(shù)未到達(dá)上述規(guī)定的新用戶，供電部門可拒絕接電；未到達(dá)上述規(guī)定的現(xiàn)有用戶，應(yīng)在兩、三年增添無功補(bǔ)償設(shè)備，以到達(dá)上述規(guī)定；對長期不增添無功補(bǔ)償設(shè)備又不申明理由的用戶，供電局可停頓或限制供電。3.6.2提高負(fù)荷功率因數(shù)的意義1提高電力系統(tǒng)的供電能力。2降低網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗。3減少網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失，提高供電質(zhì)量。4降低電能本錢。3.6.3提高功率因數(shù)的方法(1)提高自然功率因

34、數(shù)不添置任何無功補(bǔ)償設(shè)備，是采用降低各用電設(shè)備所需的無功功率以改善其功率因數(shù)的措施，它不需要增加投資，是提高功率因數(shù)的根本措施。主要有： 正確選用感應(yīng)電動機(jī)的型號和容量，使其接近滿載運(yùn)行； 更換輕負(fù)荷感應(yīng)電動機(jī)或者改變輕負(fù)荷電動機(jī)的接線； 電力變壓器不宜輕載運(yùn)行； 合理安排和調(diào)整工藝流程，改善電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，限制電焊機(jī)、機(jī)床電動機(jī)等設(shè)備的空載運(yùn)轉(zhuǎn)； 使用無電壓運(yùn)行的電磁開關(guān)。 (2)人工補(bǔ)償無功功率當(dāng)采用提高用電設(shè)備自然功率因數(shù)的方法后，功率因數(shù)仍不能到達(dá)?供用電規(guī)則?所要求的數(shù)值時(shí)，就需要設(shè)置專門的無功補(bǔ)償電源，人工補(bǔ)償無功功率。人工補(bǔ)償無功功率的方法主要有以下幾種：并聯(lián)電容器補(bǔ)償；同步

35、電動機(jī)補(bǔ)償；動態(tài)無功功率補(bǔ)償。3.6.4無功補(bǔ)償概述電力系統(tǒng)中有許多根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，如變壓器、電動機(jī)、感應(yīng)爐等。都是依靠磁場來傳送和轉(zhuǎn)換電能的電感性負(fù)載，在電力系統(tǒng)中感應(yīng)電動機(jī)約占全部負(fù)荷的50%以上。電力系統(tǒng)中的無功功率很大，必須有足夠的無功電源，才能維持一定的電壓水平，滿足系統(tǒng)平安穩(wěn)定運(yùn)行的要求。電力系統(tǒng)中的無功電源由三局部組成：1發(fā)電機(jī)可能發(fā)出的無功功率一般為有功功率的40%50%。2無功功率補(bǔ)償裝置并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機(jī)輸出無功功率。3110kV及以上電壓線路的充電功率。電力系統(tǒng)中如無功功率小，將引起供電電網(wǎng)的電壓降低。電壓低于額定電壓值時(shí)，將使發(fā)電、送電、變電設(shè)備均不

36、能到達(dá)正常的出力，電網(wǎng)的電能損失增大，并容易導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩而解列，造成大面積停電，產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和政治影響。電壓下降到額定電壓值的60%70%時(shí)，用戶的電動機(jī)將不能啟動甚至造成燒毀。所以進(jìn)展無功補(bǔ)償是非常有必要的。3.6.5無功補(bǔ)償裝置無功補(bǔ)償裝置分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置兩大類。并聯(lián)補(bǔ)償裝置又可分為同期調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、靜補(bǔ)裝置等幾大類。 同期調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動機(jī)在過勵(lì)磁時(shí)運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供可無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無功，維持電網(wǎng)電壓，并可以強(qiáng)勵(lì)補(bǔ)償容性無功，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在我國經(jīng)常在樞紐變電所安裝同步調(diào)相機(jī)，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。靜止補(bǔ)償器有電力電

37、容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據(jù)電壓需要，向電網(wǎng)提供快速無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性的無功，降低電壓波動和波形畸變率，全面提高電壓質(zhì)量，并兼有減少有功損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低工頻過電壓的功能。其運(yùn)行維護(hù)簡單，功耗小，能做到分相補(bǔ)償，對沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但設(shè)備造價(jià)太高，本設(shè)計(jì)中不宜采用。電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。綜合比較以上三種無功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置，并且采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞健?.6.6無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算

38、功率因數(shù)cos值的大小反映了用電設(shè)備在消耗了一定數(shù)量有功功率的同時(shí)向供電系統(tǒng)取用無功功率的多少，功率因數(shù)高如cos=0.9，則取用的無功功率少，功率因數(shù)低如cos=0.5，則取用的無功功率大。功率因數(shù)過低對供電系統(tǒng)是很不利的，它使供電設(shè)備如變壓器、輸電線路等電能損耗增加，供電電網(wǎng)的電壓損失加大，同時(shí)降低了供電設(shè)備的供電能力。因此提高功率因數(shù)對節(jié)約電能，提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。電力變壓器的功率損耗在一般的負(fù)荷計(jì)算中可以采用簡化公式來近似計(jì)算。對S7S9等系列的低損耗電力變壓器可用以下公式簡化計(jì)算：有功功率損耗：，無功功率損耗：，本廠主變壓器低壓側(cè)的功率因數(shù)為： =/=0.76主變壓器的功率損

39、耗為：所以，總變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：因此，工廠高壓側(cè)的功率因數(shù)為：由于電業(yè)局要求工廠變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)不能低于0.9，而目前只有0.74，因此需進(jìn)展無功功率補(bǔ)償。在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)展補(bǔ)償，考慮到變壓器的無功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗，因此在低壓側(cè)補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率略高于0.9.這里取，而補(bǔ)償前低壓側(cè)的功率因數(shù)只有0.76，依據(jù)?現(xiàn)代供電技術(shù)?第55頁以下列圖可得：圖3-6-6-1由此可知,低壓并聯(lián)電容器的容量為：故全長的計(jì)算負(fù)荷為：無功功率補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)計(jì)算為：此功率滿足要求。選用BAM10.5-334-1W型并聯(lián)電容器，其標(biāo)稱容量為，所以因?yàn)榇诵吞柕牟⒙?lián)電容器是單相

40、，實(shí)際取值應(yīng)該是3的倍數(shù)，所以取n9，即選擇9個(gè)此型號的并聯(lián)電容器即可滿足要求。4主變壓器的選擇4.1規(guī)程中的有關(guān)變電所主變壓器選擇的規(guī)定(1)主變?nèi)萘亢团_數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)?電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程?有關(guān)規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)決定進(jìn)展。凡有兩臺及以上主變的變電所，其中一臺事故停運(yùn)后，其余主變的容量應(yīng)保證供應(yīng)該所全部負(fù)荷的70%，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷。假設(shè)變電所所有其他能源可保證在主變停運(yùn)后用戶的一級負(fù)荷，則可裝設(shè)一臺主變壓器。(2)與電力系統(tǒng)連接的220330kV變壓器，假設(shè)不受運(yùn)輸條件限制，應(yīng)選用三相變壓器。(3)根據(jù)電力負(fù)荷的開展及潮流的變化，結(jié)合系統(tǒng)短路

41、電流、系統(tǒng)穩(wěn)定、系統(tǒng)繼電保護(hù)、對通信線路的影響、調(diào)壓和設(shè)備制造等條件允許時(shí)，應(yīng)采用自耦變壓器。(4)在220330kV具有三種電壓的變電所中，假設(shè)通過主變各側(cè)繞組的功率均到達(dá)該變壓器額定容量的15%以上，或者第三繞組需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，均宜采用三繞組變壓器。(5)主變調(diào)壓方式的選擇，應(yīng)符合?電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程?的有關(guān)規(guī)定。4.2主變壓器臺數(shù)的選擇因?yàn)楸緩S屬于二級負(fù)荷，應(yīng)該選取兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺變壓器能對一、二級負(fù)荷繼續(xù)供電，同時(shí)也是供電局對本廠提出的要求，應(yīng)選兩臺主變壓器。4.3主變壓器的容量選擇裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的額定容量應(yīng)同時(shí)滿足以

42、下兩個(gè)條件：1任一臺單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，0.60.72任一臺單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，+ 由于= 5649.97kVA可取=6300KVA。又考慮到本廠的氣象資料年平均氣溫為及未來510年的負(fù)荷開展，所以初步取 故經(jīng)過以上的驗(yàn)證，選用兩臺35/6kV額定容量為6300kVA的S7系列低損耗油浸式繞組變壓器，變壓器的聯(lián)接組別為Yd 11. S7-6300變壓器的主要技術(shù)參數(shù)為：表4.1 S7-6300變壓器的主要參數(shù)型號規(guī)格kVA阻抗電壓%空載電流%空載損耗kW短路損耗(kW)S7-63007.01.136.76.75以上數(shù)據(jù)選自?現(xiàn)代供電技術(shù)?附表B,S7和SF7系列低壓損耗電力變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，中國電力，20

43、21年版.4.4主變壓器形式選擇主變一般采用三相變壓器，假設(shè)因制造和運(yùn)輸條件限制，在220kV的變電所中，可采用單相變壓器組。當(dāng)今社會科技日新月異，制造運(yùn)輸以不成問題，因此采用三相變壓器。在關(guān)于繞組上，只有220330kV具有三種電壓的變電所中，假設(shè)通過主變各側(cè)繞組的功率均到達(dá)該變壓器額定容量的15%以上，或者第三繞組需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，均宜采用三繞組變壓器。此次設(shè)計(jì)的變電所只有35kV和10kV兩個(gè)電壓等級，所以采用雙繞組變壓器。我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35kV亦采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35kV及以下電壓，變壓器繞組都采用連接。因此35kV側(cè)采

44、用Y連接，10kV側(cè)采用接線。4.5總變電所的型式工廠總變電所一般是獨(dú)立設(shè)在工廠的*個(gè)地區(qū)，其35kV及以上的高壓配電裝置可采用屋型和屋外型，屋型的優(yōu)點(diǎn)是可以采用多層布置，從而縮小占地面積，為變電所深入負(fù)荷中心創(chuàng)造有利條件，而且屋環(huán)境好受灰塵煙氣影響較小，但建筑費(fèi)用大，消耗材料多，施工復(fù)雜，在使用上往往受到限制。而屋外型的優(yōu)點(diǎn)是接線系統(tǒng)清晰，誤操作時(shí)機(jī)少，其建筑費(fèi)用低，但占地面積較大，運(yùn)行維護(hù)條件差，綜上所述，35kV及以上的配電裝置都通常布置為屋外型。5主接線的設(shè)計(jì)5.1電氣主接線概述發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能聚

45、集起來，并分給各用戶。它說明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個(gè)重要組成局部。主接線確實(shí)定，對電力系統(tǒng)得平安、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會長生直接的影響。5.2主接線的設(shè)計(jì)原則根據(jù)我國能源部關(guān)于?220500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程?SDJ 2-88規(guī)定：“變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求。因此對

46、主接線的設(shè)計(jì)要求可以歸納為以下四點(diǎn)：1可靠性。根據(jù)用電負(fù)荷等級保證在各種運(yùn)行方式下提高供電的連續(xù)性，以滿足用電負(fù)荷對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求。2靈活性。主接線應(yīng)力求簡單，無多余的電器設(shè)備，而且運(yùn)行操作靈活，能防止誤操作動作，便于檢測與維護(hù)。3平安性。在進(jìn)展投入或切換*些電器設(shè)備或線路時(shí)，應(yīng)確保操作人員與設(shè)備的平安，能在保證平安的條件下進(jìn)展供配電系統(tǒng)的維護(hù)檢修工作。4經(jīng)濟(jì)性。結(jié)合用電單位的近期于長期開展規(guī)劃，應(yīng)使主接線的投資和運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)濟(jì)合理，在保證供電平安可靠和供電質(zhì)量要求的同時(shí)，力爭工程投資省，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。5.3變電所主接線方案選擇電氣主接線的根本形式就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式

47、，它以電源和出線為主體。大致分為有匯流母線和無匯流母線兩大類。其中有匯流母線的接線形式可概括地分為單母線接線和雙母線接線兩大類；無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。5.3.1方案一外橋接線，如以下列圖所示，如果要停用變壓器,只要斷開和即可，如果要停用主變壓器，只要斷開和即可，操作均較簡便。如果要檢修電源進(jìn)線,則需先斷開和，然后斷開,在合上和，使兩臺主變壓器均由電源進(jìn)線供電，顯然操作比較麻煩。因此，外橋接線多用于電源線路較短，故障和檢修時(shí)機(jī)較少而變電所負(fù)荷變動較大、適于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。圖5-1 采用外橋接線的總降壓變電所5.3.2方案二橋接線，如以下列圖所示

48、，如果電源進(jìn)線失電或檢修時(shí)，只要斷開和、，然后合上其兩側(cè)的應(yīng)先合上，即可使兩臺主變壓器均由電源進(jìn)線供電，操作比較簡單。如果要停用變壓器，則需先斷開、及，然后斷開、，再合上和，使變壓器仍可由兩路電源進(jìn)線供電，顯然操作比較麻煩。因此，橋接線多用于電源線路較長，故障和檢修時(shí)機(jī)較多二主變壓器不需經(jīng)常切換的總降壓變電所。圖5-2 采用橋接線的總降壓變電所5.3.3主接線方案確實(shí)定本廠電氣負(fù)荷的計(jì)算結(jié)果：并且有一二類負(fù)荷，全廠總的來說屬于二級負(fù)荷，經(jīng)與供電部門協(xié)定，由距離該廠東側(cè)8km的區(qū)域降壓變電所采用雙回路35kV架空線路供電，兩電源不并列，同時(shí)在該廠設(shè)置總降壓變電所。為使重要負(fù)荷得到可靠的供電，總降

49、壓變電所才用了雙回路電源進(jìn)線并且設(shè)置兩臺主變壓器。在此種環(huán)境下，變電所高壓側(cè)多采用橋型結(jié)線。供電線路、工廠負(fù)荷比較平穩(wěn)、兩臺變壓器需要經(jīng)常投入使用時(shí)用橋結(jié)線，二變壓器的低壓側(cè)可采用單母線分段結(jié)線方式，一般分為兩段，經(jīng)過以上論述，本廠采用方案二橋接線。該結(jié)線的主要特點(diǎn)如下：(1)總降壓變電所的6kV側(cè)采用單母線分段接線，用6kV少油斷路器降母線分為兩段提高了供電的可靠性和靈活性。(2)各車間的一級負(fù)荷都有兩段母線來供電，以保證供電的可靠性。(3)為了便于維護(hù)和控制，35kV進(jìn)線設(shè)置隔離開關(guān)和斷路器。(4)為了防止沿導(dǎo)線傳來的雷電沖擊波損壞設(shè)備絕緣，35kV進(jìn)線處設(shè)置一組閥型避雷器。(5)總降壓變

50、電所對各車間變電所采用高壓電纜進(jìn)展供電，根據(jù)規(guī)定，備用電源只有在主電源停頓及主變壓器故障時(shí)才能投入使用，因此，備用電源進(jìn)線開關(guān)在正常是是斷開的，6kV母線的分?jǐn)嗥髟谡r(shí)則是閉合的。(6)在6kV母線側(cè)，工作電源之間設(shè)有備用電源自動投入裝置，當(dāng)工作電源因故障斷開時(shí)，備用電源會立即投入使用 。(7)采用蓄能整流器提供220v直流操作電源，當(dāng)主電源發(fā)生故障時(shí)，變電所的直流操作電源來自備用電源斷路器前的所用變壓器主結(jié)線方案初步擬定后，有待短路電流計(jì)算及設(shè)備選擇之前方能完成主結(jié)線圖的設(shè)計(jì)工作。6短路電流的計(jì)算6.1短路電流概述6.1.1產(chǎn)生短路的原因和短路的定義產(chǎn)生短路的主要原因是電器設(shè)備載流局部的絕

51、緣損壞。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。所謂短路時(shí)指相與相之間通過電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。6.1.2短路的危害短路的危害：由于短路后電路的阻抗比正常運(yùn)行時(shí)電路的阻抗小得多，所以短路電流比正常電流一般要大幾十倍甚至幾百倍。在大的電力系統(tǒng)中，短路電流可到達(dá)幾萬安甚至幾十萬安。在電流急劇增加的同時(shí)，系統(tǒng)中的電壓降大幅度下降。所以短路的后果往往都是破壞性的，其主要危害大致有如下幾個(gè)方面。1元件發(fā)熱：熱量與電流的平方成正比，所以強(qiáng)大的

52、短路電流將引起電機(jī)，電器及載流導(dǎo)體的發(fā)熱。由于短路電流很大，即使流過的時(shí)間很短也會使這些元件引起不能允許的過熱，而招致?lián)p壞。2短路電流引起很大的機(jī)械應(yīng)力。電流流過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力與電流的平方成正比。在短路剛發(fā)生后，電流到達(dá)最大值即所謂的沖擊電流，這時(shí)機(jī)械應(yīng)力最大。如果導(dǎo)體和它的固定支架不夠堅(jiān)韌，可能遭到破壞。3破壞電氣設(shè)備正常運(yùn)行。短路時(shí)電壓降低可使電器的正常工作受到破壞。例如感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與外加的電壓平方成正比，當(dāng)電壓降低很多時(shí)，轉(zhuǎn)矩可能缺乏以帶動機(jī)械工作，而使電動機(jī)停轉(zhuǎn)。破壞系統(tǒng)穩(wěn)定。嚴(yán)重的短路必將影響到電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。它可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失步，造成與系統(tǒng)解散。干擾通信系統(tǒng)

53、：接地短路對于高壓輸電線路平行架設(shè)的通信線路可產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。由此可見：短路的后果是十分嚴(yán)重的。為保證電氣設(shè)備和電網(wǎng)平安可靠地運(yùn)行，首先應(yīng)設(shè)法消除可能引起短路的一切原因，其次在發(fā)生短路后應(yīng)盡快切除故障局部和快速恢復(fù)電網(wǎng)電壓。為此，可采用快速動作的繼電保護(hù)裝置，以及選用限制短路電流的電氣設(shè)備如電抗器等。6.1.3短路的種類三相系統(tǒng)中短路的根本類型有：三相短路、兩相短路、單相接地短路、和兩相接地短路。三相短路時(shí)對稱短路，此時(shí)三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對稱的。只是線路中電流增大、電壓降低而已。除了三相短路之外，其它類型的短路皆系不對稱短路，此時(shí)三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不

54、等，其間相角也不同。運(yùn)行經(jīng)歷說明：在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，最常見的短路是單相短路，約占短路故障的6570%，兩相短路約占1015%，兩相接地短路約占1020%，三相短路約占5%。6.1.4短路電流計(jì)算的目的電氣主接線比選；選擇導(dǎo)體和電器；確定中性點(diǎn)接地方式；計(jì)算軟導(dǎo)體的短路搖擺；確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距；驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)展整定計(jì)算。6.2短路電流標(biāo)幺值計(jì)算方法供電系統(tǒng)圖如6-1所示，確定基準(zhǔn)值且計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值，取基準(zhǔn)電流： ( 6-1)基準(zhǔn)電抗： ( 6-2)圖6-1 供電系統(tǒng)圖三相短路電流周期分量有效值：(6-3)電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值：6-4為電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：6-5 為電力變壓器的短路電壓百分值，為電力變壓器的額定容量電力線路的電抗標(biāo)幺值： (6-6) 為線路的單位長度電抗，為線路的長度6.2.1系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下短路計(jì)算系