學(xué)校供配電系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案資料

1、學(xué)校供配電系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案概述課程設(shè)計(jì)的論文題目是： 高校供配電工程總體規(guī)劃方案設(shè)計(jì)； 作為高校， 隨著本科教育工作的推進(jìn)和未來幾年的繼續(xù)擴(kuò)招， 對(duì)學(xué)校的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)特別是電力設(shè)施將提出相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。因此，我們做供配電設(shè)計(jì)工作，要作到未雨綢繆。為未來發(fā)展提供足夠的空間： 這主要表現(xiàn)在電力變壓器及一些相當(dāng)重要的配電線路上， 應(yīng)力求在滿足現(xiàn)有需求的基礎(chǔ)上從大選擇， 以避免一臺(tái)變壓器或一組變壓器剛服役不到幾年又因?yàn)槿萘繂栴}而臺(tái)而光榮下崗的情況的發(fā)生?？偠灾?， 定位現(xiàn)實(shí)， 著眼未來； 以發(fā)展的眼光來設(shè)計(jì)此課題供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹執(zhí)行國家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)， 做到保障人身安全， 供電可靠， 技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)

2、合理。在設(shè)計(jì)中，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)，以及地區(qū)供電特點(diǎn)，合理確定設(shè)計(jì)方案。還應(yīng)注意近遠(yuǎn)期結(jié)合，以近期為主。 設(shè)計(jì)中盡量采用符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、 能耗低、 性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。供配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)和日常生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求：1、安全在電能的供應(yīng)、傳輸、分配和使用中，應(yīng)確保不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故?？煽吭陔娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行過程中，應(yīng)避免發(fā)生供電中斷， 滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì)就是要滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4、 經(jīng)濟(jì) 降低電力系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用， 并盡可能地節(jié)約

3、有色金屬的消耗量，通過合理規(guī)劃和調(diào)度，減少電能損耗，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。此外，在供配電工作中，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)發(fā)展。2 原始資料分析供配電設(shè)計(jì)容主要包括變配電設(shè)計(jì)、 高壓配電線路設(shè)計(jì)、 低壓配電線路設(shè)計(jì)和電氣照明設(shè)計(jì)等。其設(shè)計(jì)步驟一般如下：1收集原始資料在動(dòng)手設(shè)計(jì)之前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，收集用電設(shè)備的性質(zhì)、特征、功率、布局、環(huán)境及氣象條件；各用電單位的平面圖及斷面圖；用電設(shè)備平面布置圖；電源的電壓、容量及可能提供的供電方式。2電力負(fù)荷的分析計(jì)算根據(jù)提供的各用電單位的電力負(fù)荷清單， 分析那些電力設(shè)備屬一

4、級(jí)負(fù)荷， 那些屬二級(jí)負(fù)荷， 那些屬三級(jí)負(fù)荷， 然后按需要系數(shù)法分別計(jì)算出各用電單位及全部的計(jì)算負(fù)荷，在中學(xué)平面圖上畫出各用電單位的負(fù)荷圖。根據(jù)各用電單位的負(fù)荷性質(zhì)及平面布局， 確定在那些地方設(shè)變電所及各變電所中的變壓器臺(tái)數(shù)。 然后根據(jù)確定的變電所布局， 擬出各用電單位變電所供電圍，并計(jì)算各變電所的計(jì)算負(fù)荷。3配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)所提供的設(shè)備平面布置圖、 擬出兩種可行的配電系統(tǒng)方案進(jìn)行比較后，確定一種方案。4低壓配電屏的選擇5選擇高壓電器6變配電所平面布置設(shè)計(jì)：根據(jù)變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心及進(jìn)出線方便的原則， 確定變電所的位置， 然后根據(jù)環(huán)境條件確定變壓器是放在戶外還是室。3 系統(tǒng)

5、計(jì)算負(fù)荷及無功功率補(bǔ)償計(jì)算負(fù)荷是確定供配電系統(tǒng)、 選擇變壓器容量、 電氣設(shè)備、 導(dǎo)線截面和儀表量程的依據(jù)， 也是整定繼電保護(hù)的重要數(shù)據(jù)； 計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確， 直接影響到電器和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。采用無功補(bǔ)償，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，不僅可以節(jié)能，減少線路壓降，提高供電質(zhì)量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量。本章采用需要系數(shù)法對(duì)學(xué)校的各類用電負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算， 并采用并聯(lián)電容器方法對(duì)低壓進(jìn)行集中補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算的容和目的（ 1）負(fù)荷計(jì)算的容包括設(shè)備功率計(jì)算，計(jì)算負(fù)荷，尖峰電流，一、二級(jí)負(fù)荷和平均負(fù)荷等容。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

6、效應(yīng)與同一時(shí)間實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。 在配電設(shè)計(jì)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)負(fù)荷計(jì)算的目的是為了合理的選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、開關(guān)電器、變 壓器等元件、整定繼電保護(hù)，使電氣設(shè)備和材料得以充分利用和安全運(yùn)行。計(jì)負(fù)荷的確定計(jì)算負(fù)荷的方法主要有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。前一種方法比較簡便，在設(shè) 計(jì)單位的使用最為普遍。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)， 通常都采用需要系數(shù)法計(jì)算。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量又相差懸殊時(shí)， 則宜采 用二項(xiàng)式法計(jì)算，凡是民用建筑中的負(fù)荷，一般都是用需要系數(shù)Kd進(jìn)行計(jì)算的。它既簡便又實(shí)用，因?yàn)槊裼媒ㄖ?/p>

7、單機(jī)負(fù)荷較大的各類設(shè)備都是采用單機(jī)組或同 類機(jī)群放射式供電，在計(jì)及供電線路、開關(guān)時(shí)，都是用單機(jī)的額定電流或起動(dòng)電 流進(jìn)行選型或校驗(yàn)的，所以普遍采用需要系數(shù)法。本設(shè)計(jì)則采用需要系數(shù)法來確定計(jì)算負(fù)荷。按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷的公式(1)有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kw )P30 KdPe式中P e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)Kd用電設(shè)備組的需要系數(shù)。(2)無功計(jì)算負(fù)荷(單位為kvar)Q30 P3otan(3)視在計(jì)算負(fù)荷(單位為KVA_P30S30cos(4)計(jì)算電流(單位為A)I 30(5)多組用電設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷基本公式:同時(shí)系數(shù)：K P 0.80.9K q 0.850.9

8、5本次設(shè)計(jì)取K q0.95K q 0.95Q30 K qQ30I 30S0.3Uncos負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果根據(jù)實(shí)驗(yàn)中學(xué)計(jì)資料，按照需要系數(shù)法，負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如表3-1所示。表3-1 負(fù)荷計(jì)算表建筑名稱負(fù)荷性質(zhì)數(shù)量總?cè)萘縫e / kw需要系數(shù)Kdcostg 4計(jì)算 負(fù)荷即KWQ/kvarS30/KVAI30/ A教學(xué)樓熒光燈288211.5220.80.551.5218.43227.64833.513白熾燈4421.7620.951.003.34403.344投影機(jī)2424.820.60.80.755.764.327.2空調(diào)24248 20.70.80.7567.250.484消防電3640.720.

9、50.80.7520.3615.2725.45合計(jì)172.88115.09697.638150.93229.31#-10#宿舍 樓熒光燈10044 40.60.551.529.614.59217.45白熾燈9841.4740.951.005.58605.586電風(fēng)扇100410 40.50.750.882017.626.67消防電18420.3640.50.80.7540.7230.5450.9合計(jì)143.3275.90662.73298.47149.6陽山401.60.60.551.520.961.45921.745餐廳電視81.60.50.750.880.80.7041.067電風(fēng)扇202

10、0.50.750.8810.881.173電磁爐40800.851.0068068電冰箱40160.60.71.029.69.79213.714消防栓1020.20.50.80.7510.17.57512.625合計(jì)121.490.4620.410292.734140.9續(xù)表3-1建筑名稱負(fù)荷性質(zhì)數(shù)量總?cè)萘縫e / kw需要系數(shù)Kdcostg 4計(jì)算 負(fù) 荷P30/KWQo/kvarS30/KVA葭/A圖書館熒光燈602.40.60.551.521.442.1882.62白熾燈80.320.951.000.30400.304空調(diào)6120.70.80.758.46.310.5電腦61.80.30

11、.80.750.540.4050.675消防栓420.080.50.80.7510.047.5312.55合計(jì)36.620.72416.423826.44340.18體育 中心白熾燈401.60.951.001.5201.52音響1010.50.750.880.50.440.667消防栓420.080.50.80.7510.047.5312.55合計(jì)22.8612.067.9714.45621.96保衛(wèi)室熒光燈20.080.50.551.520.040.06080.073空調(diào)120.70.80.751.41.051.75電腦10.30.30.80.750.090.06750.1125消防栓22

12、0.040.50.80.7510.027.51512.525合計(jì)22.4211.558.693314.15621.51校園路燈白熾燈15060.951.005.705.7合計(jì)65.705.7操白熾燈120.720.951.000.68400.684音響1010.50.750.880.50.440.667場合計(jì)1.721.1840.441.261.9總合計(jì)995.26596.14413.0509725.254乘以K2 p=0.9 , K 2 q=0.950.81536.526392.298664.6491009.8無功功率補(bǔ)償及其計(jì)算無功補(bǔ)償?shù)哪康陌垂╇娋值囊?guī)定，低壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95 ,高

13、壓功率因數(shù)要求0.9。采用 無功補(bǔ)償，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，既可以節(jié)能、減少線路壓降，又能提高供電質(zhì) 量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量。因此，供配電系統(tǒng)中的無功功率補(bǔ)償是必不可 少的。無功功率的人工補(bǔ)償裝置工程中普遍采用并聯(lián)電容器來補(bǔ)償供電系統(tǒng)的無功功率。并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式，有以下三種：(1)高壓集中補(bǔ)償 電容器裝設(shè)在變配電所的高壓電容器室，與高壓母 線相聯(lián)(如圖2-1 )。(2)低壓集中補(bǔ)償電容器裝設(shè)在變配電所的低壓配電室或單獨(dú)的低壓電容器室，與低壓母線相聯(lián)。它利用指示燈或放電電阻放電。按GB5022A95規(guī)定：低壓電容器組可采用三角形結(jié)線或中性點(diǎn)不接地的星形結(jié)線方式(如圖 2-2)。2-3)(

14、3)低壓分散補(bǔ)償電容器裝設(shè)在低壓配電箱旁或與用電設(shè)備并聯(lián)。它就利用用電設(shè)備本身的繞組放電。電容器組多采用三角形結(jié)線(如圖TVV民用建筑供電有它的特殊性：一是照明負(fù)荷占的比重比較大，屬于分散負(fù)荷； 二是電機(jī)大部分是空調(diào)風(fēng)機(jī)、防排煙風(fēng)機(jī)，具容量也是小而分散。由于上訴原因， 在民用建筑的供電系統(tǒng)中，一般都是采用低壓配電裝置處集中補(bǔ)償。 而且，采用 低壓集中補(bǔ)償不需要從電力系統(tǒng)中獲取無功， 可以減少電力系統(tǒng)的無功功率發(fā)生 裝置，也減少了電力系統(tǒng)到用戶的線路上的無功傳輸， 從而減少了這部分線路的 電壓損失及電能損耗。因此，本設(shè)計(jì)采用低壓集中補(bǔ)償。并聯(lián)電容器的選擇計(jì)算方法(1)無功功率補(bǔ)償容量(單位為kv

15、ar)的計(jì)算QcP30(tan i tan 2)qcP30(2)并聯(lián)電容器個(gè)數(shù)Qc n 一qc式中q c單個(gè)電容器的容量(單位為 kvar)無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算由負(fù)荷計(jì)算表知，該學(xué)380側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)為0.81。而民用建筑各地供電局規(guī)定低壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95,高壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9以上。(1)低壓電容器柜(屏)的選擇方法PGJ1型低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏有1、2、3、4等4種方案。其中1、2屏 為主屏，3、4屏為輔屏。1、3屏各有六條支路，電容器為 BW0.4-14-3型，每屏 共84kvar,采用六步控制，每步投入14kvar。2、4屏各有八條支路，電容器亦 為BW0.4-14-3

16、型，每屏共112kvar,采用8步控制，每步投入14kvar。選擇步驟：根據(jù)控制步數(shù)要求，選擇一臺(tái)1號(hào)或2號(hào)主屏。根據(jù)所需無功補(bǔ)償容量再補(bǔ)充一臺(tái)或數(shù)臺(tái)3號(hào)或4號(hào)輔屏(2)低壓電容器柜(屏)的選擇Qc P30(tan 1 tan 2)536.526tan(arccos0.81) tan(arccos0.92)kvar 536.526(0.724 0.426)kvar 159.88kvar選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型.其方案1(主屏)1 臺(tái)與方案3(輔屏)1臺(tái)相結(jié)合，總共容量84kvar X2=168kvar。無功補(bǔ)償后，380v 側(cè)和10kv側(cè)負(fù)荷計(jì)算如表3-2

17、表3-2無功補(bǔ)償后賓館的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目Cos 5計(jì)算負(fù)荷L苫I全*畤1380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.81536.526392.298664.6491009.8380V側(cè)無功補(bǔ)償容量 168380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.923536.526224.298581.5883.5主變壓器功率損耗0.015。=8.72K 0.06 L =34.8910KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.903545.246259.188603.734.85經(jīng)過低壓集中補(bǔ)償后，不但提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，使高壓側(cè)的功率因數(shù)達(dá) 到了 0.903達(dá)到了供電局的要求，而且減少了線路壓降，提高了供電質(zhì)量，還提高了系統(tǒng)供電的裕量。4變配電所主變壓器及主接線方案的選

18、擇變配電所是電力網(wǎng)的重要組成部分，承擔(dān)著電網(wǎng)電壓的變換和電能傳輸任 務(wù)。他的設(shè)計(jì)(變電所位置的確定和主變壓器及主接線方案的選擇)至關(guān)重要， 其中主接線代表了變配電所主體結(jié)構(gòu)，它對(duì)各種電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、 繼電保護(hù)、 自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系， 并將長期影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、 安全性、 靈活性和經(jīng)濟(jì)性。 本設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循變電所各個(gè)部分設(shè)計(jì)的原則，選擇出適合本實(shí)驗(yàn)中學(xué)供配電方式的方案。變配電所位置的選擇變配電所型式的概述變配電所有屋式和屋外式。屋式的特點(diǎn)由于允許安全凈距小，可以分層布置；故占地面積少；維修、操作、巡視在室進(jìn)行，比較方便，不受氣候的影響；外界污穢空氣不會(huì)

19、影響電氣設(shè)備，維護(hù)工作可以減輕；房屋建筑投資較大。屋外式的特點(diǎn)土建工程量和費(fèi)用較少， 建設(shè)周期短； 擴(kuò)建方便； 相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；占地面積大；設(shè)備露天運(yùn)行條件差，需加強(qiáng)絕緣；天氣變化對(duì)維修和操作有較大影響。在選擇工廠總變配電所型式時(shí)， 應(yīng)根據(jù)具體的地理環(huán)境， 因地制宜； 技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用屋式。負(fù)荷較大的車間，宜設(shè)附設(shè)式或半露天式變電所。負(fù)荷較大的多跨廠房宜設(shè)車間變電所或組合式成套變電所。負(fù)荷小而分散的工廠車間或遠(yuǎn)離有易燃易爆危險(xiǎn)及腐蝕性車間時(shí)， 宜設(shè)獨(dú)立變電所。變電所主變壓器的選擇主變壓器的選擇包括主變臺(tái)數(shù)和容量的選擇， 它的確定應(yīng)結(jié)合變電所主接線方案的選擇，下面將

20、做詳細(xì)介紹。變電所主變壓器選型的原則為了調(diào)壓和降低電能損耗，變壓器選擇應(yīng)考慮以下原則：變壓器應(yīng)盡量選節(jié)能型的油浸或干式變壓器；獨(dú)立的變配電所，可選節(jié)能型干式變壓器；非一類建筑物，當(dāng)變壓器附設(shè)在首層靠外墻時(shí)，可安裝油浸變壓器，但容量不得超過400KVA。4.2.2變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)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)，宜采用兩臺(tái)及以上變壓器：(1)有大量一級(jí)負(fù)荷或者雖為二級(jí)負(fù)荷， 但有一定數(shù)量的消防設(shè)備、保安 設(shè)備等用電；(2)集中負(fù)荷較大，所需變壓器容量超過 500kVA時(shí)，可選用兩臺(tái)小容量 變壓器，以確保供電安全；(3)季節(jié)性負(fù)荷變化較大時(shí)，可設(shè)兩臺(tái)或兩

21、臺(tái)以上變壓器，以便在淡季時(shí) 可切除整臺(tái)變壓器。其它情況下宜裝設(shè)一臺(tái)變壓器。4.2.3 變電所主變壓器容量的選擇根據(jù)實(shí)驗(yàn)中學(xué)的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，中學(xué)變電所的主變壓器可由下列兩種 萬案：(1)裝有一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量t不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷即若裝設(shè)一臺(tái)主變壓器型式采用SG10而容量根據(jù)上式，選=630 KVA=603.7KVA,即選一臺(tái)SG10-630/10型空氣自冷干式變壓器。(2)裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)主變壓器容量不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷；的60%最好為總的計(jì)算負(fù)荷1的70流右，即國憶(0.60.7)凡同時(shí)每臺(tái)主變壓器容量 t不應(yīng)小于全部一、二級(jí)負(fù)荷之和七(I + H ),即*

22、1后 ( I + n)若裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器型號(hào)亦采用SG1Q而每臺(tái)容量按以上兩式選擇，因此選擇兩臺(tái)SG10-400/10型空氣自冷干式變壓器。具聯(lián)結(jié)組別采用Yyn0。4.3 變配電所主接線方案的選擇變（配）電所的主結(jié)線（一次接線）是指由各種開關(guān)電器、電力變壓器、互感器、 母線、 電力電纜、 并聯(lián)電容器等電氣設(shè)備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。 它是電氣設(shè)備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據(jù)， 也是運(yùn)行人員進(jìn)行各種倒閘操作和事故處理的重要依據(jù)。 用圖形符號(hào)表示主要電氣設(shè)備在電路中連接的相互關(guān)系，稱為電氣主結(jié)線圖。電氣主結(jié)線圖通常以單線圖形式表示。主結(jié)線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接

23、線等多種。變配電所主接線設(shè)計(jì)要求電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求?？煽啃怨╇娍煽啃允侵改軌蜷L期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力 , 是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線的設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。電氣主接線不僅要保證在正常運(yùn)行時(shí), 還要考慮到檢修和事故時(shí), 都不能導(dǎo)致一類負(fù)荷停電 , 一般負(fù)荷也要盡量減少停電時(shí)間。 顯然 , 這些都會(huì)導(dǎo)致費(fèi)用的增加 , 與經(jīng)濟(jì)性的要求發(fā)生矛盾。因此, 應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較, 保證必要的可靠性, 而不可片面地追求高的可靠性。靈活性滿足調(diào)度時(shí)的靈活性要求。應(yīng)能根據(jù)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，靈活地投入和切換電源、 變壓器和線路， 滿足系統(tǒng)在事

24、故運(yùn)行方式、 檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。滿足檢修時(shí)的靈活性要求。在某一設(shè)備需要檢修時(shí)，應(yīng)能方便地停運(yùn)斷路器、 母線及其繼電保護(hù)設(shè)備， 進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電， 并使該設(shè)備與帶電運(yùn)行部分有可靠的安全隔離， 保證檢修人員檢修時(shí)的方便和安全。滿足擴(kuò)建時(shí)的靈活性要求。大的電力工程往往要分期建設(shè)。從初期的主接線到最終方案的確定， 每次過渡都應(yīng)比較方便， 對(duì)已運(yùn)行部分影響小， 不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下， 投入新裝變壓器或線路而不互相干擾， 并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。經(jīng)濟(jì)性在設(shè)計(jì)主接線時(shí)， 主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。 欲使主接

25、線可靠、 靈活， 必然要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置， 從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。 因此， 主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下作到經(jīng)濟(jì)合理。 一般應(yīng)當(dāng)從以下幾方面考慮。節(jié)省一次投資。 主接線應(yīng)簡單清晰， 并要適當(dāng)采取限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器的數(shù)量、選用價(jià)廉的電器或輕型電器，以便降低投資。電能損耗少，經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的形式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次 壓降而增加電能損失。占地面小。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能 使占地面積少；同時(shí)，要注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。對(duì)大容量電 廠或變電站，在可能和允許的條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資建設(shè)，盡快發(fā)

26、 揮經(jīng)濟(jì)效益。變配電所主接線方案的擬定按上面考慮的兩種主變壓器的方案可設(shè)計(jì)下列按兩種主接線方案：（1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案如圖（4-1）所示（2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案如圖（4-2）所示圖4-1裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案（附高壓柜列圖）F I怔7，工-1.，C亙白，一 I-rr:, II .I u-l.i14工農(nóng) +*春孫圖4-2裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案（附高壓列柜圖）兩種主接線方案通過技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)方面的比較，比較結(jié)果見表 4-1。表4-1兩種主結(jié)線方案的比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案技供電安全性滿足要求滿足要求術(shù)供電可靠性基本滿足要求滿足要求指供電質(zhì)量

27、由W主變，電壓損耗略大由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗略標(biāo)小靈活方便性只一臺(tái)主變，靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變，靈活性好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些好一些經(jīng) 濟(jì) 指 標(biāo)電力變壓器的綜合投資額由網(wǎng)上查得 SG10-630單價(jià)為20.2萬元，查表得其綜合投資約 為其單價(jià)的2倍，因此其綜合投 資為2 20.2萬元=40.4力兀由網(wǎng)上查得SG10-400單價(jià)為12.3萬元，變壓器的綜合投資額 約為單價(jià)的四倍，因此兩臺(tái)綜合 投資為4 12.3=49.2 萬元，比 一臺(tái)主變方案多投資 8.8萬元高壓開關(guān)柜（含計(jì) 量柜）的綜合投資 額查表得GG-1A （F）型柜按每臺(tái)4萬 元計(jì)，查表得其綜合投資可按設(shè)備 價(jià)白1 1.5倍計(jì)，因

28、此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為4 1.54萬元=24萬元本方案米用7臺(tái)GG-1A （F）柜，其 綜合投資額約為71.54.5=47.25 萬元，比一主變的方案多投資 20.25萬元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)按表4-2規(guī)定計(jì)算，主變的折舊費(fèi) =40.4萬兀X 0.05=20.2力兀；高壓 開關(guān)柜的折舊費(fèi)=24萬元X0.06=1.44力兀；變配電設(shè)備的維修 管理費(fèi)=（40.4+24 ）萬元X 0.06=3.864 。因此主變和高壓開關(guān) 柜設(shè)備的折舊和維修管理費(fèi)=（2.02+1.44+3.864 ）力兀=7.324 萬元（其余項(xiàng)目從略）。主變的折舊費(fèi)=49.2萬元X0.05=2.46方兀；高壓開關(guān)

29、柜的折舊 費(fèi)=47.25 X 0.06=2.835 力兀；變配 電設(shè)備的維修管理費(fèi)=（40.4+47.25 ）萬元 X 0.06=5.235 方兀。因此主變和高壓開關(guān)柜設(shè)備 的折舊和維修管理費(fèi)=（2.46+2.835+5.235 ）萬元=10.53萬元。比f 主變方案多耗資3.206力兀。交供電部門的一次性供電貼費(fèi)按900元/KVA計(jì)，貼費(fèi)為6300.09 元=56.7貝占費(fèi)為2 400 0.09=72 ,比一主變的方案的貼費(fèi)多 15.3從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線（圖 4-2）略優(yōu)于裝 設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案（圖4-1 ）,但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案（圖 4-1）

30、遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案（圖4-2）,因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案（圖 4-1 ）。5短路電流計(jì)算“短路”是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的一種故障。所謂短路是電網(wǎng)中某一相導(dǎo)體未 通過任何負(fù)荷而直接與另一相導(dǎo)體或“地”相碰觸。電網(wǎng)正常運(yùn)行的破壞大多數(shù) 是由短路故障引起的。因此，正確計(jì)算短路電流尤為重要。計(jì)算短路電流的目的(1)為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)選擇電氣設(shè)備時(shí)，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，以保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動(dòng)力的巨大沖擊。(2)為盡快切斷電源對(duì)短路點(diǎn)的供電，繼電保護(hù)裝置將自動(dòng)的使有關(guān)斷路器 跳閘，繼電保護(hù)裝置的整定和斷路器的選擇，

31、也需要準(zhǔn)確的短路電流數(shù)據(jù)。短路計(jì)算的方法短路電流計(jì)算的方法常用的有歐姆法(有位制法)和標(biāo)么值法。在電力系統(tǒng)計(jì)算短路電流時(shí)，如計(jì)算低壓系統(tǒng)的短路電流，常采用有位制； 但計(jì)算高壓系統(tǒng)短路電流，由于有多個(gè)電壓等級(jí)，存在著電抗換算問題，為使計(jì) 算簡化常采用標(biāo)么制。因此，本設(shè)計(jì)采用的是標(biāo)么值法來計(jì)算短路電流。標(biāo)么值法計(jì)算短路電流5.3.3用標(biāo)么值法進(jìn)行短路計(jì)算的方法短路電流中各主要元件的電抗標(biāo)么值求出以后， 即可利用其等效電路圖進(jìn)行 電路化簡，計(jì)算其總電抗標(biāo)么值 Xe ,由于各元件電抗均采用相對(duì)值，與短路計(jì) 算點(diǎn)的電壓無關(guān)，因此無需進(jìn)行電壓換算，這也是標(biāo)么值法較之歐姆法優(yōu)越之處無限大容量系統(tǒng)三相短路周期

32、分量有效值的標(biāo)么值按下式計(jì)算為2UcSdX(4-10)(3)I (3)*2_Uc_/_Sd_I d 3x 3u c由此可求得三相短路電流周期分量有效值(3) k(3)*I k Id求得I k后，即可利用前面得公式求出 I d*XI 8(4-11)i sh和I sh等。三相短路容量得計(jì)算公式為Sk3)前丁吏旦 X X(4-12)5.4短路電流的計(jì)算過程與結(jié)果(1)繪制計(jì)算電路圖如圖4-1圖5-1短路計(jì)算電路(2)確定基準(zhǔn)值設(shè) Sd =100MVA U d =10.5KV,高壓側(cè)，Ud1 10.5KV ,低壓側(cè) Ud2=0.4KV,則I d1Sd,3Ud1100MVA,3 10.5kv5.5KAS

33、dd2100 MVA,3 0.4kv144KA(3)計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)0.2*100 MVAX1500MVA架空線路 查表8-37,得LGJ-185的x0=0.35 /km,而線長8km 故_ _ *_ _ _X20.35 0.8100MVA2 2.5410.5KV電力變壓器UZ%=4,故*X3Uk% Sd100 Sn100 1000 6.35100 630因此繪制等效電路，如圖所示(4)計(jì)算k-1點(diǎn)(10.5KV側(cè))的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值* * *X - X1 X2 0.2 2.54 2.74k 1三相短路電流周期分量有效值 TOC o

34、1-5 h z 3*Ik 1 Id1/X k 15.5KA/2.74 2.01KA其它短路電流I3 I 3Ik31 2.01KA3 3ish2.55I2.55 2.01KA 5.13KA3 3Ish1.51I1.51 2.01KA 3.04KA三相短路容量_ 3_*Sk 1 Sd /X k 1100MVA/2.74 36.5MVA(5)計(jì)算k-2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 總電抗標(biāo)幺值* * * *X k 2 X1 X2 X3 0.2 2.54 6.35 9.09三相短路電流周期分量有效值3*Ik2 Id2/X k2 144KA/9.09 15.8KA其它短路電

35、流333I I 1kl 15.8KA3 3ish1.84I1.84 15.8KA 29.07KA3 3Ish 1.09I1.09 15.8KA 17.2KA三相短路容量-3Sk 2 Sd/X k2 100MVA /9.09 11MVA以上計(jì)算結(jié)果綜合如表4-1所示：表5-1 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短H電流/KA三相短路容量/MVAIk3I 3I 3i 3 ishIs3Sk3k-12.012.012.015.133.0436.5k-215.815.815.829.0717.2116變電所電氣設(shè)備的選擇6. 1 一次側(cè)電氣設(shè)備6.1.1 10KV 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)(1)高壓斷路器的選擇校驗(yàn)

36、回 路 最 大 持 續(xù) 工 作 電 流 選 擇：Imax 1.05N1.05 - 36.4A,3U N cos.3 10.5 0.91根據(jù)斷路器選擇原則選擇ZN3-10/630型高壓真空斷路器，其參數(shù)如下:額定電流In(A)開斷電流I0c (KA)極限電流峰i max (KA)4S熱穩(wěn)定電流 I t(KA)6308.7228.7校驗(yàn)：額定工作電壓10KV線路電壓10KM動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ima=31.5KA, isN3)= 5.13KA ,則極限電流峰imaxk-1點(diǎn)最大沖擊電流ish 符合要求。_2 _2_._2 _熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It t &7 4 302.6KA S因?yàn)閠ktop toc 2 0.

37、2 2.2S，參考供配電技術(shù)當(dāng)tk 1s時(shí)，可認(rèn)為tima tk 2.2SI 2tma2.012 2.2 8.89KA2 SI 2t I 2 tI t t Itima開斷電流校驗(yàn)：開斷電流Ioc=8.7KAI 3二相短路電流IK =2.01KAIoc IK3經(jīng)上述校驗(yàn)所選斷路器滿足設(shè)計(jì)選擇需求。(2)戶高壓隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)根據(jù)隔離開關(guān)的選擇原則INI gmax,所以選擇GN-10T/200的隔離開關(guān)，其 參數(shù)如下：額定電流I N (A)動(dòng)穩(wěn)定電流峰imax(KA)5S熱穩(wěn)定電流It(KA)20025.510校驗(yàn)：額定工作電壓10KV線路計(jì)算電壓10KV動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ima=25.5KA, is

38、h=5.13KA ,則動(dòng)穩(wěn)定電流峰值i maxk-1點(diǎn)最大沖擊電流i sh符合要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t 102 5 5 00KA2 Stima tk2.2S(3)222_Itima2.012.2 8.89KA SIt2tI 2tima經(jīng)上述校驗(yàn)所選斷路器滿足設(shè)計(jì)選擇需求(3)戶外高壓隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)選擇：GW4-10/400型高壓隔離開關(guān)，其參數(shù)如下:額定電流I N (A)動(dòng)穩(wěn)定電流峰imax(KA)5S熱穩(wěn)定電流It(KA)4002510校驗(yàn)：額定工作電壓12KV線路計(jì)算電壓10KV動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):大沖擊電流i sh熱穩(wěn)定校驗(yàn):I t2t 102500KA2 Stima tk2.2SI 2 t.ima2.012 2.2 8.89KA2 Sima=25KA ish=5.13KA ,則動(dòng)穩(wěn)定電流峰值i maxk-1點(diǎn)最 符合要求。It2tI 2tm經(jīng)上述校驗(yàn)所選高壓隔離開關(guān)滿足設(shè)計(jì)選擇需求。(4)高壓熔斷器選擇校驗(yàn)根據(jù)高壓熔斷器的選擇原則，選擇 RN2-10型高壓熔斷器，其參數(shù)如下:額定電壓UN (KV)額定電流In (A)最大開斷電流1b(KA)100