塑料制品廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)PAGEPAGE44南京塑料制品廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要塑料制品廠企業(yè)內(nèi)采用何種供配電方式，既能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，又能使供配電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理地運(yùn)行是擺在我們面前急需解決的新問(wèn)題。本文根據(jù)10kV進(jìn)線(xiàn)塑料制品廠企業(yè)供配電特點(diǎn)，介紹了10kV進(jìn)線(xiàn)塑料制品廠企業(yè)內(nèi)主要的供配電方式，并對(duì)其進(jìn)行了較詳細(xì)的分析。關(guān)鍵詞:10kV進(jìn)線(xiàn)；企業(yè)供配電；變電所AbstractPlasticproductsfactoryenterprisesusedfordistribution,whichcanmeettheneedsofproduction,distributionsystemsmakeforasafe,reliable,economicandreasonableoperationisbeforeusoftheurgentneedtosolvenewproblems.Basedonthe10kVlineintoplasticproductsfactoryforthedistributioncharacteristicsofenterprises,onthe10kVlineintoplasticproductsfactoryenterpriseswithinthemainpowersupply,andgainamoredetailedanalysis.KeyWords:Progressive10kV;distributionlinesforenterprises;Substation目錄TOC\o"1-2"\h\u14117摘要 116488Abstract 24348目錄 1290771.緒論 1211221.1選題的背景及其意義 1313632.此設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及原始資料分析 4269682.1原始數(shù)據(jù) 4211842.2供電協(xié)議 4300803.負(fù)荷計(jì)算的意義及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 6118513.1負(fù)荷計(jì)算的意義 699753.2參數(shù)的計(jì)算 63164.無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 9238705.變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型的選擇 1386285.1變壓器的介紹 13164005.2廠用變壓器 145635.3計(jì)算與選擇 157226.短路電流的計(jì)算 1640466.1產(chǎn)生短路電流的原因、危害及計(jì)算方法 16206116.2短路電流點(diǎn)的計(jì)算 16232536.3具體計(jì)算 1748987.高、低壓電氣一次設(shè)備的選擇 21276097.1電氣設(shè)備的選擇對(duì)工廠企業(yè)的意義 21133967.2電氣設(shè)備的選擇及其效驗(yàn)理論 21273757.3高壓斷路器的選擇 24161697.4繼電保護(hù)選擇及整定 2586497.5電流互感器、電壓互感器的選擇 25178388.電氣主接線(xiàn) 27311408.1電氣主接線(xiàn)的意義及重要性 27138298.2電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì) 2847419.導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇 31145369.110KV側(cè)導(dǎo)線(xiàn)的選擇 311699.2車(chē)間變電所進(jìn)線(xiàn)的選擇 312847710.防雷設(shè)計(jì) 331184810.1防雷接地的理論基礎(chǔ) 333085310.2防雷接地的保護(hù)措施 3919622致謝 407404參考文獻(xiàn) 4122157附錄 421.緒論1.1選題的背景及其意義本課題應(yīng)用供配電設(shè)計(jì)的基本原則和方法進(jìn)行塑料廠的降壓變電所設(shè)計(jì)。通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)、基本技能和專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取新知識(shí)、新技術(shù)和新信息的能力，使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的基本方法和思路，學(xué)生能夠理解“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)”的設(shè)計(jì)要求，掌握工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算和運(yùn)行維護(hù)所必須的基本理論和基本技能。1.1.1電能的特點(diǎn)及工廠變電所的作用電能是電做功的能力。電能有各種形式，如直流電能、交流電能、交流工頻電能和高頻電能等等。它可作用為動(dòng)力、照明、冶煉、電鍍、電熱、通信等之用。其優(yōu)點(diǎn)是便于控制、測(cè)量、變換和遠(yuǎn)距離輸送，電能使用方便、清潔。電能的單位是千瓦時(shí)（俗稱(chēng)“度”）。電器設(shè)備與電源連接形成回路，當(dāng)電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)、電源要輸出電能，電氣設(shè)備要消耗電能。發(fā)電廠是生產(chǎn)電能的工廠，發(fā)電廠將熱能、水能等通過(guò)發(fā)電設(shè)備轉(zhuǎn)換為電能。按照發(fā)電廠的動(dòng)力來(lái)源，發(fā)電廠主要分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠及核能發(fā)電廠等[1]。發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓不夠高，要通過(guò)升壓變電所升壓后遠(yuǎn)距離傳送電力，電壓高，則電流小，線(xiàn)路損耗小。電力輸送到用戶(hù)區(qū)后，降壓變電所再把電壓降低，供給工廠使用。1.1.2電力系統(tǒng)的發(fā)展概況長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)的電網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用未得到應(yīng)有的重視，電力設(shè)備技術(shù)性能陳舊，可靠性低，直接影響了人民生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。隨著新技術(shù)的發(fā)展,電網(wǎng)的規(guī)模越來(lái)越大，設(shè)備使用量增加，供電可靠性、自動(dòng)化水平的要求也在不斷提高。因此從配電網(wǎng)的安全運(yùn)行出發(fā)，電力裝備要符合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求，技術(shù)上先進(jìn)、運(yùn)行安全可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源及符合環(huán)境保護(hù)政策[2]。立足于國(guó)情;保證供電可靠性為前提;優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)、降低電網(wǎng)損耗。選擇自化程度較高的自動(dòng)化設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)與設(shè)備的綜合配套[3]。我國(guó)配電自動(dòng)化的展望:（1）做好配電網(wǎng)規(guī)劃和改造是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的前提和基礎(chǔ)配電網(wǎng)規(guī)劃包括電源容量及分布、主干線(xiàn)一次網(wǎng)架、配電設(shè)備等內(nèi)容，只有在配電網(wǎng)網(wǎng)架合理、結(jié)構(gòu)靈活、轉(zhuǎn)供互帶能力強(qiáng)，一次設(shè)備滿(mǎn)足自動(dòng)化的要求的前提下配電自動(dòng)化才能順利進(jìn)行。（2）我國(guó)配電自動(dòng)化采用的三種基本功能模式(a)就地控制的饋線(xiàn)自動(dòng)化；

(b)集中監(jiān)控模式的配電自動(dòng)化；

(c)集中監(jiān)控模式的配電自動(dòng)化與配電管理相結(jié)合的模式；對(duì)于近期采用較多的后兩種模式，都采用分布式總體結(jié)構(gòu)，一般分為兩層（主站、遠(yuǎn)方終端）或三層（主站、子站、遠(yuǎn)方終端）。主站至子站、子站至遠(yuǎn)方終端間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)在一起，形成統(tǒng)一的配電自動(dòng)化系統(tǒng)。2.此設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及原始資料分析根據(jù)本廠所能取得的電源進(jìn)線(xiàn)10千伏及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，設(shè)計(jì)降壓變電所。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)包括選擇變電所的位置與形式及主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型；選擇變電所的主接線(xiàn)方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線(xiàn)，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，完成變配電所的電氣照明設(shè)計(jì)，并進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。2.1原始數(shù)據(jù)（1）本廠總平面布置圖、各車(chē)間負(fù)荷情況及車(chē)間變電所容量和工廠自然條件另附。（2）工廠負(fù)荷性質(zhì)生產(chǎn)車(chē)間大部分分為三班制，少部分兩班或單班制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)5000h。工廠屬三級(jí)負(fù)荷。（3）工廠生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格本廠年產(chǎn)10000t聚乙烯及脛塑料制品，產(chǎn)品品種有薄膜、單絲、管材和注射等制品。其原料來(lái)源于某石油化纖總廠。2.2供電協(xié)議（1）從電力系統(tǒng)66/10KV變電站用10kV架空線(xiàn)路向工廠饋電。該變電站南側(cè)1km。（2）系統(tǒng)變電站饋電線(xiàn)路定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置的整定時(shí)間t=2s，工廠總配電所保護(hù)整定時(shí)間不得大于1.5s。（3）在工廠總配電所10kV進(jìn)線(xiàn)冊(cè)計(jì)量。（4）工廠最大負(fù)荷是功率因數(shù)不得低于0.9。（5）供電系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)：電業(yè)部門(mén)變電所10千伏母線(xiàn)，為無(wú)限大電源系統(tǒng)，其短路容量為200兆伏安。供電系統(tǒng)如下圖。3.負(fù)荷計(jì)算的意義及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算3.1負(fù)荷計(jì)算的意義負(fù)荷計(jì)算是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它決定設(shè)備容量的選用，管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)模以及工程總造價(jià)等，這是技術(shù)人員熟知的事實(shí)。但是近幾年來(lái)用估算的方法替代了負(fù)荷計(jì)算，給制定方案、工程審核造成一定的困難。本文通過(guò)實(shí)例，介紹關(guān)于負(fù)荷計(jì)算問(wèn)題，借此引起設(shè)計(jì)者進(jìn)一步的重視。3.2參數(shù)的計(jì)算全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車(chē)間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。考慮車(chē)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。工廠電力負(fù)荷的計(jì)算方法,一般常用的有:逐級(jí)法、需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法以及產(chǎn)值、產(chǎn)量估算法等。其中需要系數(shù)法計(jì)算比較簡(jiǎn)單，適用于用電設(shè)備臺(tái)數(shù)比較多，各臺(tái)設(shè)備容量差別不十分懸殊的用電場(chǎng)合，特別適用于車(chē)間及工廠計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算，故本設(shè)計(jì)擬采用需要系數(shù)法[4]。各車(chē)間和車(chē)間變電所負(fù)荷計(jì)算表見(jiàn)附錄。具體計(jì)算過(guò)程：(1)有功功率計(jì)算計(jì)算公式(kW)=(kW)*薄模車(chē)間(kW)=(kW)*=1400*0.6=840kW原料間(kW)=(kW)*=30*0.25=7.50kW生活間(kW)=(kW)*=10*0.8=8.0kW成品庫(kù)1(kW)=(kW)*=25*0.3=7.50kW成品庫(kù)2(kW)=(kW)*=24*0.3=7.20kW包裝材料庫(kù)(kW)=(kW)*=20*0.3=6.0kW總計(jì)∑(kW)=876.20kW補(bǔ)償值∑(kW)=0.9∑(kW)=0.9*876.20=788.58kW(2)無(wú)功功率計(jì)算計(jì)算公式(kvar)=*(kW)薄模車(chē)間(kvar)=*(kW)=840*1.33=1117.2kvar原料間(kvar)=*(kW)=7.5*1.73=12.98kvar生活間(kvar)=*(kW)==8.0*1.33=10.64kvar成品庫(kù)1(kvar)=*(kW)=7.50*1.73=12.98kvar成品庫(kù)2(kvar)=*(kW)=7.20*1.73=12.46kvar包裝材料庫(kù)(kvar)=*(kW)=6.0*1.73=10.38kvar總計(jì)∑(kvar)=1168.84kvar補(bǔ)償值∑(kvar)=0.95∑(kvar)=0.95*1168.84=1110.40kvar(3)視在功率計(jì)算計(jì)算公式薄模車(chē)間(kV.A)=1400kV.A原料間(kV.A)=15.00kV.A生活間(kV.A)=13.31kV.A成品庫(kù)1(kV.A)=15.00kV.A成品庫(kù)2(kV.A)=14.40kV.A包裝材料庫(kù)(kV.A)=12.00kV.A總計(jì)∑(kV.A)=1460.80kV.A補(bǔ)償值∑(kV.A)=1361.93kV.A(4)低壓額定電流(A)計(jì)算公式(A)=2069.24A4.無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算在交流電路中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無(wú)功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量(機(jī)械能、光能、熱能)的電功率。比如：5.5千瓦的電動(dòng)機(jī)就是把5.5千瓦的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動(dòng)水泵抽水或脫粒機(jī)脫粒；各種照明設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換為光能，供人們生活和工作照明。有功功率的符號(hào)用P表示，單位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。無(wú)功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊７彩怯须姶啪€(xiàn)圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無(wú)功功率。比如40瓦的日光燈，除需40多瓦有功功率(鎮(zhèn)流器也需消耗一部分有功功率)來(lái)發(fā)光外，還需80乏左右的無(wú)功功率供鎮(zhèn)流器的線(xiàn)圈建立交變磁場(chǎng)用。由于它不對(duì)外做功，才被稱(chēng)之為“無(wú)功”。無(wú)功功率的符號(hào)用Q表示，單位為乏(Var)或千乏(kVar)[5]。無(wú)功功率決不是無(wú)用功率，它的用處很大。電動(dòng)機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是靠從電源取得無(wú)功功率建立的。變壓器也同樣需要無(wú)功功率，才能使變壓器的一次線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在二次線(xiàn)圈感應(yīng)出電壓。因此，沒(méi)有無(wú)功功率，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會(huì)吸合。為了形象地說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)舉一個(gè)例子：農(nóng)村修水利需要開(kāi)挖土方運(yùn)土，運(yùn)土?xí)r用竹筐裝滿(mǎn)土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是無(wú)功功率，竹筐并不是沒(méi)用，沒(méi)有竹筐泥土怎么運(yùn)到堤上呢?在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時(shí)還需要從電源取得無(wú)功功率。如果電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng)，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。無(wú)功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，主要表現(xiàn)在：(1)降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。

(2)降低輸、變電設(shè)備的供電能力。

(3)造成線(xiàn)路電壓損失增大和電能損耗的增加。

(4)造成低功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線(xiàn)供給的無(wú)功功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)充無(wú)功功率，以保證用戶(hù)對(duì)無(wú)功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。這就是電網(wǎng)需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的道理。電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，屬于既有電阻又有電感的電感性負(fù)載。電感性負(fù)載的電壓和電流的相量間存在著一個(gè)相位差，通常用相位角φ的余弦cosφ來(lái)表示。cosφ稱(chēng)為功率因數(shù)，又叫力率。功率因數(shù)是反映電力用戶(hù)用電設(shè)備合理使用狀況、電能利用程度和用電管理水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。三相功率因數(shù)的計(jì)算公式為：式中cosφ——功率因數(shù)；

P——有功功率，kW；

Q——無(wú)功功率,kVar；

S——視在功率,kV。A；

U——用電設(shè)備的額定電壓,V；

I——用電設(shè)備的運(yùn)行電流,A。

功率因數(shù)分為自然功率因數(shù)、瞬時(shí)功率因數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)。(1)自然功率因數(shù)：是指用電設(shè)備沒(méi)有安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)的功率因數(shù)，或者說(shuō)用電設(shè)備本身所具有的功率因數(shù)。自然功率因數(shù)的高低主要取決于用電設(shè)備的負(fù)荷性質(zhì)，電阻性負(fù)荷(白熾燈、電阻爐)的功率因數(shù)較高，等于1，而電感性負(fù)荷(電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī))的功率因數(shù)比較低，都小于1。(2)瞬時(shí)功率因數(shù)：是指在某一瞬間由功率因數(shù)表讀出的功率因數(shù)。瞬時(shí)功率因數(shù)是隨著用電設(shè)備的類(lèi)型、負(fù)荷的大小和電壓的高低而時(shí)刻在變化[5]。(3)加權(quán)平均功率因數(shù)：是指在一定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值，其計(jì)算公式為：提高功率因數(shù)的方法有兩種，一種是改善自然功率因數(shù)，另一種是安裝人工補(bǔ)償裝置。具體計(jì)算為：(30)=∑(kW)/∑(kV.A)=876.20kW/1460.80kV.A=0.58設(shè)計(jì)要求0.9,則需要在低壓側(cè)安裝電容器(kvar)=(kW)*(tgarc*-tgarc*’)=788.58*(1.442-0.426)=801.20kvar取820kvar容量的電容器選型:BWF-10.5-100-1型并聯(lián)電容器7臺(tái)BWF-10.5-120-1型并聯(lián)電容器1臺(tái)5.變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型的選擇5.1變壓器的介紹變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)圈，并且彼此以電感方式稱(chēng)合一起。當(dāng)一交流電流(具有某一已知頻率)流于其中之一組線(xiàn)圈時(shí)，于另一組線(xiàn)圈中將感應(yīng)出具有相同頻率的交流電壓，而感應(yīng)的電壓大小取決于兩線(xiàn)圈耦合及磁交鏈的程度。一般指連接交流電源的線(xiàn)圈稱(chēng)之為“一次線(xiàn)圈”(PrimamaryCoil)；而跨于此線(xiàn)圈的電壓稱(chēng)之為“一次電壓”。在二次線(xiàn)圈的感應(yīng)電壓可能大于或小于一次電壓，是由一次線(xiàn)圈與二次線(xiàn)圈間的“匝數(shù)比”所決定的。因此，變壓器區(qū)分為升壓與降壓變壓器兩種。大部份的變壓器均有固定的鐵心，其上繞有一次與二次的線(xiàn)圈?；阼F材的高導(dǎo)磁性，大部份磁通量局限在鐵心里，因此，兩組線(xiàn)圈藉此可以獲得相當(dāng)高程度的磁耦合。在一些變壓器中，線(xiàn)圈與鐵心二者間緊密地結(jié)合，其一次與二次電壓的比值幾乎與二者的線(xiàn)圈匝數(shù)比相同。因此，變壓器的匝數(shù)比，一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標(biāo)。由于此項(xiàng)升壓與降壓的功能，使得變壓器已成為現(xiàn)代化電力系統(tǒng)之一重要附屬物，提升輸電電壓使得長(zhǎng)途輸送電力更為經(jīng)濟(jì)，至于降壓變壓器，它使得電力運(yùn)用方面更加多元化，我們可以這幺說(shuō)，倘無(wú)變壓器，則現(xiàn)代工業(yè)實(shí)無(wú)法達(dá)到目前發(fā)展的現(xiàn)況。電子變壓器除了體積較小外，在電力變壓器與電子變壓器二者之間，并沒(méi)有明確的分界線(xiàn)。一般提供60Hz電力網(wǎng)絡(luò)的電源均非常龐大，它可能是涵蓋有半個(gè)洲地區(qū)那般大的容量。電子裝置的電力限制，通常受限于整流、放大，與系統(tǒng)其它組件的能力，其中有些部份屬放大電力者，但如果與電力系統(tǒng)發(fā)電能力相比較，它仍然歸屬于小電力的范圍。各種電子裝備常用到變壓器，理由是：提供各種電壓階層確保系統(tǒng)正常操作；提供系統(tǒng)中以不同電位操作部份得以電氣隔離；對(duì)交流電流提供高阻抗，但對(duì)直流則提供低的阻抗；在不同的電位下，維持或修飾波形與頻率響應(yīng)?！白杩埂钡钠渲幸豁?xiàng)重要概念，即電子學(xué)特性，是一種假想的設(shè)備，即當(dāng)電路組件阻抗系從一階層改變到另外的一個(gè)階層時(shí)，其間要使用到一種設(shè)備—變壓器。對(duì)于電子裝置而言，重量和空間通常是一項(xiàng)努力追求的目標(biāo)，至于效率、安全性與可靠性，更是重要的考慮因素。變壓器除了能夠在一個(gè)系統(tǒng)里占有顯著百分比的重量和空間外，另一方面在可靠性方面，它亦是衡量因子中的一個(gè)要項(xiàng)。因?yàn)樯鲜雠c其它應(yīng)用方面的差別，使得電力變壓器并不適合應(yīng)用于電子電路上?？臻g通常是一項(xiàng)努力追求的目標(biāo)，至于效率、安全性與可靠性，更是重要的考慮因素。變壓器除了能夠在一個(gè)系統(tǒng)里占有顯著百分比的重量和空間外，另一方面在可靠性方面，它亦是衡量因子中的一個(gè)要項(xiàng)。因?yàn)樯鲜雠c其它應(yīng)用方面的差別，使得電力變壓器并不適合應(yīng)用于電子電路上。5.2廠用變壓器廠用變壓器大多數(shù)采用雙繞組無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓輻向分裂方式。因運(yùn)行環(huán)境條件要求，變壓器須有較強(qiáng)的抗短路能力。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)上采取鐵芯級(jí)間加裝圓木撐條，繞組增加輔助撐條以及內(nèi)襯硬紙筒保證其剛度。工藝上采取保證高、低壓繞組同一高度，軸向可靠壓緊，引線(xiàn)出頭牢固夾持，墊塊密化處理等措施，使其安全可靠。5.3計(jì)算與選擇計(jì)算驗(yàn)證進(jìn)行補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在功率計(jì)算負(fù)荷為:=869.71kV.A根據(jù)計(jì)算驗(yàn)證擬選擇S9-1000/10-1變壓器考慮該地區(qū)最高溫度35°,則在最高溫度時(shí)S9-1000/10-1變壓器的出力為:=[1-(-20)/100]=[1-(35-20)/100]1000=850kV.A=850kV.A<=869.71kV.A說(shuō)明選型不正確，變壓器容量不匹配。更換S9-1250/10-1變壓器！變壓器的功率損耗計(jì)算=0.015*869.71=13.05kvar=0.06*869.71=52.18kvar變壓器的高壓側(cè)負(fù)荷為(1)=(kW)+=788.58+13.05=801.63kW(1)=(kvar)+=1110.40-801.20+52.18=361.38kvar(1)=879.32KV.A補(bǔ)償后的功率因數(shù)為(1)計(jì)算公式(30)=∑Pjs(kW)/∑Sjs(kV.A)(1)=(1)/(1)=801.63kW/879.32KV.A=0.911>=0.9滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求6.短路電流的計(jì)算6.1產(chǎn)生短路電流的原因、危害及計(jì)算方法短路實(shí)際上是電路中的電流過(guò)大,原因是電路中沒(méi)有用電器,因在電路中電流產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比,故當(dāng)電路中沒(méi)有用電器時(shí),導(dǎo)線(xiàn)的電阻很小,所以電路中的電流就非常大，于是使電路中產(chǎn)生很大的熱.瞬間的高溫使電源損壞。短路電流的計(jì)算6KV，9.2除電抗；10KV，5.5除電抗;35KV，1.6除電抗;110KV，0.5除電抗。0.4KV，150除電抗例：已知一短路點(diǎn)前各元件電抗標(biāo)么值之和為X*∑=2,短路點(diǎn)電壓等級(jí)為6KV,則短路點(diǎn)的短路電流Id=9.2/2=4.6KA。短路電流單位：KA短路沖擊電流的計(jì)算

1000KVA及以下變壓器二次側(cè)短路時(shí)：沖擊電流有效值Ic=Id,沖擊電流峰值ic=1.8Id1000KVA以上變壓器二次側(cè)短路時(shí)：沖擊電流有效值Ic=1.5Id,沖擊電流峰值ic=2.5Id例：已知短路點(diǎn){1600KVA變壓器二次側(cè)}的短路電流Id=4.6KA，則該點(diǎn)沖擊電流有效值Ic=1.5Id,＝1.5*4.6＝7.36KA,沖擊電流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA?？梢?jiàn)短路電流計(jì)算的關(guān)鍵是算出短路點(diǎn)前的總電抗{標(biāo)么值}.但一定要包括系統(tǒng)電抗[6]。6.2短路電流點(diǎn)的計(jì)算確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線(xiàn)方式計(jì)算。做短路電流動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)短路點(diǎn)的選擇，對(duì)于不帶電抗器的回路，短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線(xiàn)方式下短路電流為最大的地點(diǎn)；對(duì)于固定式開(kāi)關(guān)柜帶電抗器的10（6）kV出線(xiàn)，隔板（母線(xiàn)與母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)之間）前的引線(xiàn)和套管應(yīng)按短路點(diǎn)在電抗器前計(jì)算；隔板后的引線(xiàn)和電器一般按短路點(diǎn)在電抗器后計(jì)算[8]。驗(yàn)算電纜的熱穩(wěn)定時(shí)，短路點(diǎn)按下述情況確定：（1）不超過(guò)制造長(zhǎng)度的單根電纜，短路發(fā)生在電纜的末端。（2）中間接頭的電纜，短路發(fā)生在每一縮減電纜截面的線(xiàn)段首端；電纜線(xiàn)段為等截面時(shí)，則短路發(fā)生在下一段電纜的首端，即第一個(gè)中間接頭處。（3）無(wú)中間接頭的并列連接的電纜，短路發(fā)生在并列點(diǎn)后。6.3具體計(jì)算短路計(jì)算1K-1處三相短路計(jì)算電力系統(tǒng)電抗X1=Uc1/Soc=(10.5KV)2/200MA=0.55Ω架空線(xiàn)電抗X2=X2*L=0.4Ω/KM*1Km=0.4Ω總電抗X∑=X1+X2=0.4Ω+0.55Ω=0.95ΩK-1三相短路電流和短路容量周期分量有效值：I(3)K-1=UC1/(*X∑)=10.5KV/(*0.95Ω)=6.38A三相短路次整態(tài)電流:I,,(3)=I∞(3)=I(3)K-1=6.38A沖擊電流擊及第一周期短路有效值:I(30)sh2.55I,,(3)=16.273AI(30)sh=1.51I,,(3)=9.636A三相短路容量:S(3)K-1=*Uc1*I(3)K-1=*10.5KV*6.381A=116.053MVA2K-2低壓側(cè)短路計(jì)算1)電力系統(tǒng)電抗:X1,=Uc1/Soc=(0.38KV)2/200MA=0.0008Ω2)架空線(xiàn)電抗X2,=X2*L*(Uc2/Uc2)2=0.4Ω/KM*1Km*(0.4/10.5)2=0.00058Ω3)變壓器電抗查表計(jì)算:(1)查表得S9-1250變壓器Uk‰=5X1(1)=Uk‰*Uc22/100SN=[5*(0.4KV2)]/100*1250KVA=0.0064Ω查表得S9-1000變壓器Uk‰=5X2(1)=Uk‰*Uc22/100SN=[5*(0.4KV2)]/100*1000KVA=0.008Ω查表得S9-500變壓器Uk‰=4X3(1)=Uk‰*Uc22/100SN=[5*(0.4KV2)]/100*500KVA=0.0128Ω查表得S9-400變壓器Uk‰=4X4(1)=X5(1)=[5*(0.4KV2)]/100*400KVA=0.016Ω4)總變配電所分出各變電所配電母線(xiàn)電抗計(jì)算按變壓器容量計(jì)算的經(jīng)濟(jì)截面積,選取的油浸紙絕緣電纜影用系數(shù)：=1.73A/Km5)配電電纜截面積選擇及電抗計(jì)算①No.2變電所S9-1000變壓器=1000KVA/(10Kv)=57.737A=/=57.737A/1.73A/Km=33.36選?。?35=1.01Ω/KmNo.0-No.2變電所距離=100m=0.1Km=*=1.01Ω/Km*0.1Km=0.101Ω=0.101Ω+0.008Ω=0.109Ω②No.3變電所S9-500變壓器=500KVA/(10Kv)=28.87A=/=28.87A/1.73A/Km=16.68mm2選?。?25mm2=1.41Ω/KmNo.0-No.3變電所距離=200m=0.2Km=*=1.41Ω/Km*0.2Km=0.282Ω=0.282Ω+0.0128Ω=0.28328Ω③No.4與No.5變電所S9-400變壓器=400KVA/(10Kv)=23.095A=/=23.095A/1.73A/Km=13.34選?。?16=2.21Ω/KmNO.0-No.4變電所距離=350m=0.35Km=*=2.21Ω/Km*0.35Km=0.742ΩNO.0-No.5變電所距離=500m=0.5Km=*=2.21Ω/Km*0.5Km=1.105Ω=0.742Ω+0.016Ω=0.758Ω=1.105Ω+0.016Ω=1.121ΩX3’=X1(1)//XΣ1//XΣ2//XΣ3//XΣ4=0.9999035Ω=1Ω=X1'+X2’+X3’=0.0008Ω+0.00058Ω+1Ω=1.00138Ω7.高、低壓電氣一次設(shè)備的選擇7.1電氣設(shè)備的選擇對(duì)工廠企業(yè)的意義在配網(wǎng)的建設(shè)中，只要加強(qiáng)對(duì)配電設(shè)備的選擇，嚴(yán)格按照上面提到的選擇方法和注意問(wèn)題進(jìn)行選擇，就可以提高設(shè)備運(yùn)行的水平，減少事故發(fā)生。7.2電氣設(shè)備的選擇及其效驗(yàn)理論電力系統(tǒng)的各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，它們的具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的，因此，對(duì)各種電氣設(shè)備必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并且按短路情況校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定的基本方法。(1)按正常工作條件選擇電器。正常工作條件是指電器的額定電壓和額定電流。1）額定電壓的選擇。電器的額定電壓就是銘牌上標(biāo)出的電壓。另外，電器還有最大工作電壓，電器長(zhǎng)期運(yùn)行所允許的最大電壓(一般指超過(guò)額定電壓10～15％的電壓)。制造廠對(duì)電器、絕緣子、電纜等都規(guī)定了它們的額定電壓和最大工作電壓，如10/11.5、35/40.5、110/121、220/242、330/360kV等。選擇時(shí)必須使電器裝置點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓不應(yīng)超過(guò)電器的額定電壓[7]。實(shí)際上，電器所在的工作電壓是在變化的，各點(diǎn)的電壓也不相同，根據(jù)規(guī)定，電網(wǎng)最高電壓不得大于電網(wǎng)額定電壓的5％，此值未超過(guò)電器的最大工作電壓。因此，電器在此電網(wǎng)下運(yùn)行是安全可靠的。另外，選擇額定電壓時(shí)，要考慮海拔對(duì)電氣設(shè)備外絕緣的影響，隨著海拔高度的增加，大氣的壓力下降，空氣密度和濕度相應(yīng)地減少，使空氣間隙和瓷絕緣的放電特性下降，影響電氣設(shè)備的外絕緣(指暴露于空氣中的絕緣)強(qiáng)度，制造廠規(guī)定的電氣設(shè)備的最大工作電壓就要下降，對(duì)此，必須進(jìn)行校正[8]。2）額定電流的選擇。電器的額定電流是指在額定周?chē)h(huán)境溫度下，長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電器所能允許通過(guò)的電流。選擇電器時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足額定電流不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流。周?chē)諝鉁囟葘?duì)允許連續(xù)電流有很大的影響。我國(guó)目前生產(chǎn)的電器，設(shè)計(jì)時(shí)取周?chē)橘|(zhì)最高溫度40℃，如果周?chē)罡邭鉁卮笥?0℃，由于冷卻條件變壞，其允許電流應(yīng)按下式校正：式中In-空氣溫度為40℃時(shí)電器的額定電流，AIP-空氣溫度為實(shí)際環(huán)境溫度時(shí)的連續(xù)允許電流，A當(dāng)周?chē)橘|(zhì)溫度低于40℃時(shí)，每低1℃，允許電流增加0.5％，但增加的總數(shù)不得大于額定電流的20％。為使電器能適應(yīng)地區(qū)的溫度變化，我國(guó)規(guī)定，對(duì)于按標(biāo)準(zhǔn)制造的電器，其適用溫度為－40℃～+40℃(變壓器、電壓互感器為－30℃～+40℃)，但不能在大于+60℃的周?chē)h(huán)境溫度下工作。此外，選擇電器時(shí)，還應(yīng)考慮電器的裝置環(huán)境。屋外配電裝置的電器，經(jīng)常受到風(fēng)、霜、雨露、霜冰、灰塵和有害氣體等的影響，工作條件比屋內(nèi)配電裝置的電器要差得很多，因此，電器常制成屋內(nèi)裝置和屋外裝置兩種。周?chē)h(huán)境有污穢的地區(qū)、海邊、鹽湖區(qū)等，必須注意加強(qiáng)絕緣，采用特殊絕緣結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)型電器，或選用額定電壓高一級(jí)的電器。(2)按短路情況校驗(yàn)電器的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。通過(guò)短路電流愈大，電器受到的影響愈嚴(yán)重。選擇通過(guò)電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)。校驗(yàn)電器的熱穩(wěn)定和開(kāi)斷能力時(shí)，還必須正確估計(jì)短路的計(jì)算時(shí)間。短路計(jì)算時(shí)間t為相應(yīng)的繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間t1和斷路器分閘時(shí)間t2之和，即t=t1+t2t1是指主保持動(dòng)作時(shí)間。如果主保護(hù)有死區(qū)時(shí)，應(yīng)使用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，此時(shí)，應(yīng)采用相應(yīng)死區(qū)內(nèi)的短路電流值。1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)。短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)就是要求所選的電器，當(dāng)短路電流通過(guò)時(shí)，其最高溫度不應(yīng)超過(guò)制造廠規(guī)定的短路時(shí)發(fā)熱最高允許溫度。2）電動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。電動(dòng)穩(wěn)定是指電器承受短路電流引起的機(jī)械效應(yīng)的能力，在校驗(yàn)時(shí)，須用短路電流的最大值與制造廠規(guī)定的設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流進(jìn)行比較。ish≤iP或Ish≤IP式中ish、Ish--短路沖擊電流幅值及其有效值iP、IP--設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流的峰值及其有效值但以下幾種情況可以不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷器時(shí)間保證，故可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定。7.3高壓斷路器的選擇斷路器的選擇必須按正常的工作條件進(jìn)行選擇，并且按斷路情況校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。此外，還應(yīng)考慮電器安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢等級(jí)、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過(guò)一般電器使用條件時(shí)，應(yīng)采取有效措施。

對(duì)高壓斷路器有以下幾個(gè)方面的要求，這些要求在斷路器的基本技術(shù)參數(shù)上得到體現(xiàn)。

(1)斷路器在額定條件下（額定電壓、額定電流）可以長(zhǎng)期工作。

(2)應(yīng)有足夠的開(kāi)斷能力，并保證有足夠的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定（開(kāi)斷電流、額定關(guān)合電流、極限通過(guò)電流、熱穩(wěn)定電流）。

(3)具有盡可能短的開(kāi)斷時(shí)間，這對(duì)減少電網(wǎng)的故障時(shí)間，減輕故障設(shè)備的損害，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性都是有利的。

(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、體積小、重量輕、便于安裝。

下面是幾種常用斷路器的特點(diǎn)：

1.多油斷路器實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但由于用油量大、體積大、檢修工作量大、且易發(fā)生爆炸和火災(zāi)現(xiàn)象，一般情況下不采用。

2.少油斷路器用油少、油箱結(jié)構(gòu)小而堅(jiān)固，具有節(jié)省材料、防爆防火特點(diǎn)。少油斷路器使用安全，使配電裝置大大簡(jiǎn)化，體積小、便于運(yùn)輸、目前被大量采用。

3.空氣斷路器斷路能力大、動(dòng)作時(shí)間快、尺寸小、重量輕、無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格貴、需要裝設(shè)壓縮空氣系統(tǒng)等，主要用于110KV及以上對(duì)電氣參數(shù)及斷路時(shí)間有較高要求的系統(tǒng)中。

4.SF6電氣性能好、斷口電壓可較高。設(shè)備的操作維護(hù)和檢修都很方便、檢修周期長(zhǎng)而且它的開(kāi)斷性能好、占地面積小、特別是發(fā)展SF6封閉組合電器可大大減少變電所的占地面積。SF6斷路器廣泛應(yīng)用于90年代，目前我國(guó)已成功生產(chǎn)和研制了220、330、500KV的SF6斷路器具體計(jì)算與選擇低壓側(cè)保護(hù)補(bǔ)償后低壓額定電流(A)計(jì)算公式(A)=∑(kV.A)/（0.38*）(A(1))=(kV.A)(1)/(0.38*)=235.53/（0.38*1.732）=357.86A選取低壓斷路器型號(hào)：DW15-400(額定短路電流400A)7.4繼電保護(hù)選擇及整定一、整定計(jì)算原則：1.需符合《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50062-92等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[8]。2.可靠性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性應(yīng)嚴(yán)格保障。由上面的計(jì)算選取低壓熔斷器型號(hào)：RTO-400(額定短路電流400A)7.5電流互感器、電壓互感器的選擇高壓電網(wǎng)中，計(jì)量?jī)x表的電流線(xiàn)圈和繼電保護(hù)裝置中斷路器的電流線(xiàn)圈都是通過(guò)電流互感器供電的。這樣可以隔離高電壓，有利于運(yùn)行人員的安全，同時(shí)還可以使儀表及繼電器等制造標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)電流互感器的選擇項(xiàng)目：一次繞組的額定電壓；一次側(cè)的額定電流，一般要大于等于線(xiàn)路最大工作電源或線(xiàn)路變壓器額定電流的1.2-1.5倍；型號(hào)：LMZB6-10電壓互感器是測(cè)量高壓用的。其一次繞組與高壓電路并聯(lián)，額定電壓與電路電壓同一等級(jí)。型號(hào)：JSJB-108.電氣主接線(xiàn)8.1電氣主接線(xiàn)的意義及重要性電氣主接線(xiàn)主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿(mǎn)足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、母線(xiàn)、斷路器、隔離刀閘、線(xiàn)路等。它們的連接方式對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活性及經(jīng)濟(jì)合理性等起著決定性作用。一般在研究主接線(xiàn)方案和運(yùn)行方式時(shí)，為了清晰和方便，通常將三相電路圖描繪成單線(xiàn)圖。在繪制主接線(xiàn)全圖時(shí)，將互感器、避雷器、電容器、中性點(diǎn)設(shè)備以及載波通信用的通道加工元件（也稱(chēng)高頻阻波器）等也表示出來(lái)。

對(duì)一個(gè)電廠而言，電氣主接線(xiàn)在電廠設(shè)計(jì)時(shí)就根據(jù)機(jī)組容量、電廠規(guī)模及電廠在電力系統(tǒng)中的地位等，從供電的可靠性、運(yùn)行的靈活性和方便性、經(jīng)濟(jì)性、發(fā)展和擴(kuò)建的可能性等方面，經(jīng)綜合比較后確定。它的接線(xiàn)方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。電氣主接線(xiàn)又稱(chēng)電氣一次接線(xiàn)圖。

電氣主接線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求：

（1）運(yùn)行的可靠性：主接線(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)保證對(duì)用戶(hù)供電的可靠性，特別是保證對(duì)重要負(fù)荷的供電。

（2）運(yùn)行的靈活性：主接線(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況，特別是當(dāng)一部分設(shè)備檢修或工作情況發(fā)生變化時(shí)，能夠通過(guò)倒換開(kāi)關(guān)的運(yùn)行方式，做到調(diào)度靈活，不中斷向用戶(hù)的供電。在擴(kuò)建時(shí)應(yīng)能很方便的從初期建設(shè)到最終接線(xiàn)。

（3）主接線(xiàn)系統(tǒng)還應(yīng)保證運(yùn)行操作的方便以及在保證滿(mǎn)足技術(shù)條件的要求下，做到經(jīng)濟(jì)合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資。8.2電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)變電所直配供配電方式電力系統(tǒng)接線(xiàn)簡(jiǎn)圖一：設(shè)計(jì)要求1、保證向用戶(hù)供電的可靠性。

2、保證電能質(zhì)量--頻率和電壓符合要求

3、大型電廠的機(jī)組在分期投入過(guò)程中，應(yīng)考慮逐年電力，電量平衡。

二：設(shè)計(jì)原則

1、新機(jī)組效率較高，應(yīng)保證安全滿(mǎn)發(fā)。

2、大中型電廠的電壓等級(jí)不宜多于三級(jí)。

3、電氣參數(shù)

1）最小負(fù)荷與最大負(fù)荷之比，取0.6-0.7。

2）按不同企業(yè)，確定負(fù)荷率或最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，用以計(jì)算電量或電能損耗，以便進(jìn)行技術(shù)比較。

3）35千伏以下負(fù)荷的同時(shí)率取0.85-0.9；對(duì)大型工礦企業(yè)則取0.9-1。

4）綜合負(fù)荷功率因數(shù)取為0.8；大型冶金企業(yè)取為0.95。

5）線(xiàn)損平均取為0.05，有具體數(shù)值時(shí)，可采用實(shí)際值。

對(duì)于電廠設(shè)計(jì)，首先應(yīng)有任務(wù)書(shū)作為依據(jù)。一般給定電廠容量，機(jī)組臺(tái)數(shù)，主要負(fù)荷性質(zhì)和要求，接入情況。其他資料，如燃料來(lái)源和發(fā)熱量、供水、出灰、交通、環(huán)境污染、可利用場(chǎng)地、遷徙設(shè)施和居民等情況，均應(yīng)充分掌握，才能進(jìn)行設(shè)計(jì)[9]。對(duì)于單元接線(xiàn)的發(fā)電機(jī)變壓器組，如果設(shè)計(jì)師不考慮采用擴(kuò)大單元或分裂低壓繞組的變壓器，它的容量的臺(tái)數(shù)就沒(méi)有必要進(jìn)行很多計(jì)算，均按發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范配套即可。在具有發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)的電廠和地區(qū)負(fù)荷很多的情況下，則要求選定兩臺(tái)或三臺(tái)適當(dāng)容量的升壓變壓器。從設(shè)備簡(jiǎn)單，可靠性高的角度考慮，一般優(yōu)先設(shè)置兩臺(tái)容量相同的升壓變壓器。確定變壓器容量的原則應(yīng)以地區(qū)負(fù)荷最低時(shí)發(fā)電機(jī)的功率能全部送出，同時(shí)，考慮地區(qū)負(fù)荷最大時(shí)，允許系統(tǒng)倒送一部分功率，以保證全部用戶(hù)的需要。變壓器檢修可考慮與發(fā)電機(jī)檢修同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)一臺(tái)變壓器故障時(shí)，其余變壓器允許過(guò)負(fù)荷并加強(qiáng)冷卻，保證送出75%以上的電源功率。若設(shè)計(jì)的主接線(xiàn)由幾個(gè)方案，其中變壓器臺(tái)數(shù)和容量也不同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行比較后才能確定。設(shè)計(jì)時(shí)，需要計(jì)算和考慮以下幾個(gè)問(wèn)題。

1、電能損耗計(jì)算

2、計(jì)算綜和造價(jià)的運(yùn)行費(fèi)

3、確定方案

三：技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

1、根據(jù)任務(wù)書(shū)，原始資料和數(shù)據(jù)，就可初步擬出幾個(gè)主接線(xiàn)方案。其中包括發(fā)電機(jī)，變壓器，母線(xiàn)的連接方式及電壓等級(jí)，出線(xiàn)回?cái)?shù)，廠用電高壓部分等。出線(xiàn)一般由系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位提供，但需要研究配合。廠用電部分，如果在幾個(gè)方案中是相同的，可不必列出，只需記入綜合造價(jià)和年運(yùn)行費(fèi)中。

2、結(jié)合系統(tǒng)接線(xiàn)圖，對(duì)提出的幾個(gè)方案，將重點(diǎn)部分進(jìn)行斷路電流計(jì)算，以選定主要斷路器級(jí)母線(xiàn)設(shè)備等，并結(jié)合系統(tǒng)計(jì)算的要求，確定主變壓器臺(tái)數(shù)，容量和電壓分接頭。然后對(duì)這幾個(gè)方案作概率略分析，即對(duì)負(fù)荷，供電能力，事故情況下的影響，檢修維護(hù)，起停過(guò)程進(jìn)行比較，并列出概算表。再?gòu)募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)兩方面進(jìn)行考慮去掉一些比較差的方案，保留2--3個(gè)比較好的方案，留作詳細(xì)比較。在這過(guò)程中，，初步提出的方案考慮面可以寬些，不要讓較好的方案在第一次被漏掉。

3、對(duì)較好的2--3個(gè)方案，進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算分析，包括短路電流補(bǔ)充計(jì)算，選出主要設(shè)備，并計(jì)算全廠電氣綜合投資和運(yùn)行費(fèi)，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。具體做法與確定變壓器臺(tái)數(shù)容量是相同，只不過(guò)范圍更廣些，這里不再重復(fù)。

四：可靠性計(jì)算

1、可靠性本身在理論上是概率問(wèn)題，應(yīng)用在發(fā)、輸電方面的概念有：

（1）設(shè)備的可靠性；

（2）發(fā)電廠供給電力的可靠性；（3）發(fā)電廠供給電量的可靠性2、供電線(xiàn)路的可靠性分析

3、串聯(lián)設(shè)備的可靠性計(jì)算

4、并聯(lián)設(shè)備的可靠性計(jì)算9.導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇9.110KV側(cè)導(dǎo)線(xiàn)的選擇10kV線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇應(yīng)考慮線(xiàn)路所需的供電能力、電壓損耗、網(wǎng)絡(luò)結(jié)線(xiàn)等因素外，基于規(guī)范10kV線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面選擇的要求，對(duì)于10kV線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇應(yīng)盡量簡(jiǎn)化以及標(biāo)準(zhǔn)化，通常每個(gè)單位選擇2~3個(gè)等級(jí)，其中特別強(qiáng)調(diào)用戶(hù)分、支線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇應(yīng)與公用線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)的選擇同等考慮，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)選擇的標(biāo)準(zhǔn)化有利于今后配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的改造。10kV線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面主干線(xiàn)的通流容量應(yīng)與變電站開(kāi)關(guān)柜的通流容量相匹配。架空線(xiàn)路主干線(xiàn)選用LGJ-240mm2或LGJ-185

mm2，次干線(xiàn)選用LGJ-150

mm2或LGJ-120

mm2，分支線(xiàn)選用LGJ-70

mm2，架空絕緣導(dǎo)線(xiàn)截面選擇與裸導(dǎo)線(xiàn)同等考慮。電纜線(xiàn)路主干線(xiàn)干線(xiàn)選用300

mm2或240

mm2

，分線(xiàn)150

mm2

，支線(xiàn)一般用70

mm2

。（當(dāng)與電纜導(dǎo)線(xiàn)與架空導(dǎo)線(xiàn)配合使用，電纜導(dǎo)線(xiàn)截面比架空導(dǎo)線(xiàn)截面大一個(gè)規(guī)格）根據(jù)需求，本設(shè)計(jì)選擇母線(xiàn)：TMY-2（5×40）裸銅母線(xiàn)硬型9.2車(chē)間變電所進(jìn)線(xiàn)的選擇低壓配電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)采用絕緣導(dǎo)線(xiàn)，淘汰裸導(dǎo)線(xiàn)及逐步淘汰麻皮導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)截面應(yīng)按中期規(guī)劃，按照經(jīng)濟(jì)電流密度確定，并能滿(mǎn)足末端電壓的要求。電纜建議采用（四芯）交聯(lián)聚乙烯絕緣帶鎧裝保護(hù)的銅芯電力電纜，或（單芯）交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電力電纜，絕緣水平為1kV；架空主線(xiàn)宜采用銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜（BVV），鋁芯線(xiàn)建議采用鋁芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜（BLVV）或鋁芯橡皮絕緣氯丁線(xiàn)（BLXF），絕緣水平為0.5kV。當(dāng)電力電纜與架空線(xiàn)配合使用時(shí)，應(yīng)考慮電力電纜線(xiàn)徑比架空線(xiàn)線(xiàn)徑大一個(gè)等級(jí)。應(yīng)根據(jù)各種類(lèi)型導(dǎo)線(xiàn)的敷設(shè)適用條件進(jìn)行導(dǎo)線(xiàn)的敷設(shè)，嚴(yán)禁將架空導(dǎo)線(xiàn)用電力電纜的敷設(shè)方式敷設(shè)。常用低壓配電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)適用條件導(dǎo)線(xiàn)類(lèi)型適用條件YJV、VV系列室內(nèi)、外電纜溝道及管道固定敷設(shè)，電纜不能承受機(jī)械外力作用。不能直埋敷設(shè)，單芯電纜不能穿入金屬管中敷設(shè)。YJV22、VV22系列室內(nèi)、外電纜溝道、管道及直埋壕溝固定敷設(shè)。電纜能承受機(jī)械外力作用，但不能承受大的拉力或沖擊性的壓力，單芯電纜不能穿入金屬管中敷設(shè)。BVV、BLVV系列室內(nèi)外明敷固定布線(xiàn)及撓性連接電器，單芯電纜不能穿入金屬管中敷設(shè)。BLXF系列室內(nèi)外明敷固定布線(xiàn)，特別適用于寒冷地區(qū)，單芯電纜不能穿入金屬管中敷設(shè)[7]。10.防雷設(shè)計(jì)10.1防雷接地的理論基礎(chǔ)防雷接地技術(shù)在發(fā)電、供電、用電單位中處于極為重要的地位，是保證電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行及生產(chǎn)和生活用電的關(guān)鍵技術(shù)。防雷接地技術(shù)的應(yīng)用直接影響供用電的可靠性、供電的質(zhì)量及用電設(shè)備的安全，并與社會(huì)的大生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)密切相關(guān)。10.1.1過(guò)電壓的概念過(guò)電壓是指工頻下\o"交流電"交流電壓均方根值升高，超過(guò)額定值的10%，并且持續(xù)時(shí)間大與1\o"分鐘"分鐘的長(zhǎng)時(shí)間電壓變動(dòng)現(xiàn)象；過(guò)電壓的出現(xiàn)\o"通常"通常是負(fù)荷投切的結(jié)果，例如：切斷某一大\o"容量"容量負(fù)荷或向電容器組增能（\o"無(wú)功補(bǔ)償"無(wú)功補(bǔ)償\o"過(guò)剩"過(guò)剩導(dǎo)致的過(guò)電壓）。電力系統(tǒng)在\o"特定"特定\o"條件"條件下所出現(xiàn)的超過(guò)工作電壓的\o"異常"異常電壓升高。屬于電力系統(tǒng)中的一種電磁擾動(dòng)現(xiàn)象。電工設(shè)備的絕緣長(zhǎng)期耐受著\o"工作電壓"工作電壓，同時(shí)還\o"必須"必須能夠承受一定幅度的過(guò)電壓，這樣才能\o"保證"保證電力系統(tǒng)\o"安全"安全可靠地運(yùn)行。\o"研究"研究各種過(guò)電壓的起因，\o"預(yù)測(cè)"預(yù)測(cè)其幅值，并采取措施加以\o"限制"限制，是確定電力系統(tǒng)\o"絕緣配合"絕緣配合的前提，對(duì)于電工設(shè)備\o"制造"制造和電力系統(tǒng)運(yùn)行都具有重要\o"意義"意義。過(guò)電壓分外過(guò)電壓和內(nèi)過(guò)電壓兩大類(lèi)。外過(guò)電壓又稱(chēng)雷電過(guò)電壓、大氣過(guò)電壓。由\o"大氣"大氣中的雷云對(duì)地面放電而引起的。分直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓兩種。雷電過(guò)電壓的持續(xù)時(shí)間約為幾十\o"微秒"微秒，\o"具有"具有\(zhòng)o"脈沖"脈沖的特性，故常稱(chēng)為\o"雷電"雷電\o"沖擊波"沖擊波。直擊雷過(guò)電壓是雷閃直接擊中電工設(shè)備導(dǎo)電部分時(shí)所出現(xiàn)的過(guò)電壓。雷閃擊中帶電的導(dǎo)體，如架空輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)，稱(chēng)為直接雷擊。雷閃擊中正常情況下處于接地\o"狀態(tài)"狀態(tài)的導(dǎo)體，如輸電線(xiàn)路\o"鐵塔"鐵塔，使其\o"電位"電位升高以后又對(duì)帶電的\o"導(dǎo)體"導(dǎo)體放電\o"稱(chēng)為"稱(chēng)為\o"反擊"反擊。\o"直擊雷"直擊雷過(guò)電壓幅值可達(dá)上\o"百萬(wàn)"百萬(wàn)伏，會(huì)\o"破壞"破壞\o"電工"電工設(shè)施絕緣，引起短路接地故障。\o"感應(yīng)雷"感應(yīng)雷過(guò)電壓是\o"雷閃"雷閃\o"擊中"擊中電工設(shè)備\o"附近"附近\o"地面"地面，在\o"放電"放電\o"過(guò)程"過(guò)程中由于\o"空間"空間電磁場(chǎng)的急劇\o"變化"變化而使未\o"直接"直接遭受雷擊的\o"電工設(shè)備"電工設(shè)備（包括\o"二次設(shè)備"二次設(shè)備、\o"通信"通信\o"設(shè)備"設(shè)備）上感應(yīng)出的過(guò)電壓。因此，\o"架空輸電線(xiàn)路"架空輸電線(xiàn)路需架設(shè)\o"避雷線(xiàn)"避雷線(xiàn)和\o"接地裝置"接地裝置等進(jìn)行防護(hù)。通常用線(xiàn)路耐雷水平和\o"雷擊"雷擊跳閘率\o"表示"表示輸電線(xiàn)路的防雷\o"能力"能力。內(nèi)過(guò)電壓電力系統(tǒng)\o"內(nèi)部"內(nèi)部運(yùn)行方式發(fā)生\o"改變"改變而引起的過(guò)電壓。有暫態(tài)過(guò)電壓、操作過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓。暫態(tài)過(guò)電壓是由于\o"斷路器"斷路器操作或發(fā)生短路故障，使電力系統(tǒng)\o"經(jīng)歷"經(jīng)歷過(guò)渡過(guò)程以后重新達(dá)到某種暫時(shí)穩(wěn)定的情況下所出現(xiàn)的過(guò)電壓，又稱(chēng)工頻電壓升高。常見(jiàn)的有：①空載長(zhǎng)線(xiàn)電容效應(yīng)（\o"費(fèi)蘭梯"費(fèi)蘭梯效應(yīng)）。在工頻電源\o"作用"作用下，由于遠(yuǎn)距離空載線(xiàn)路電容效應(yīng)的\o"積累"積累，使沿線(xiàn)電壓\o"分布"分布\o"不等"不等，末端電壓最高。②不對(duì)稱(chēng)短路接地。三相輸電線(xiàn)路a相短路接地故障時(shí)，b、c相上的\o"電壓"電壓會(huì)升高。③甩負(fù)荷過(guò)電壓，輸電線(xiàn)路因發(fā)生\o"故障"故障而被迫突然甩掉\o"負(fù)荷"負(fù)荷時(shí)，由于電源電動(dòng)勢(shì)尚未及時(shí)\o"自動(dòng)"自動(dòng)\o"調(diào)節(jié)"調(diào)節(jié)而引起的過(guò)電壓。\o"操作過(guò)電壓"操作過(guò)電壓是由于進(jìn)行斷路器\o"操作"操作或發(fā)生\o"突然"突然\o"短路"短路而引起的\o"衰減"衰減較快持續(xù)\o"時(shí)間"時(shí)間較短的過(guò)電壓，常見(jiàn)的有：①空載\o"線(xiàn)路"線(xiàn)路合閘和\o"重合閘"重合閘過(guò)電壓。②切除空載線(xiàn)路過(guò)電壓。③切斷空載\o"變壓器"變壓器過(guò)電壓。④弧光\o"接地"接地過(guò)電壓。諧振過(guò)電壓是電力系統(tǒng)中\(zhòng)o"電感"電感、\o"電容"電容等儲(chǔ)能元件在某些接線(xiàn)\o"方式"方式下與\o"電源"電源\o"頻率"頻率發(fā)生諧振所造成的過(guò)電壓。一般按起因分為：①\o"線(xiàn)性"線(xiàn)性諧振過(guò)電壓。②鐵磁諧振過(guò)電壓。③參量\o"諧振"諧振過(guò)電壓。10.1.2雷電接地等有關(guān)概念及形成原理防雷接地原理接地系統(tǒng)接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷、感應(yīng)雷、或其他形式的雷，最終都是把雷電流送入大地。因此，沒(méi)有合理而良好的接地裝置是不能可靠地避雷的。接地電阻越小，散流就越快，被雷擊物體高電位保持時(shí)間就越短，危險(xiǎn)性就越小。對(duì)于計(jì)算機(jī)場(chǎng)地的接地電阻要求≤4歐姆，并且采取共用接地的方法將避雷接地、電器安全接地、交流地、直流地統(tǒng)一為一個(gè)接地裝置。如有特殊要求設(shè)置獨(dú)立地，則應(yīng)在兩地網(wǎng)間用地極保護(hù)器連接，這樣，兩地網(wǎng)之間平時(shí)是獨(dú)立的，防止干擾，當(dāng)雷電流來(lái)到時(shí)兩地網(wǎng)間通過(guò)地極保護(hù)器瞬間連通，形成等電位連接[10]。防雷工程的一個(gè)重要的方面是接地以及引下線(xiàn)路的布線(xiàn)工程，整個(gè)工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取決于此，所以應(yīng)該認(rèn)真的系統(tǒng)的研究。電力、電子設(shè)備的接地，是保障設(shè)備安全、操作人員安全和設(shè)備正常運(yùn)行的必要措施?？梢哉J(rèn)為，凡是與電網(wǎng)連接的所有儀器設(shè)備都應(yīng)當(dāng)接地；凡是電力需要到達(dá)的地方，就是接地工程需要作到的地方。由此可以我們知道，接地工程的廣泛性和重要性。一方面，隨著時(shí)代的進(jìn)步，強(qiáng)功能高價(jià)值設(shè)備的廣泛使用，要求提供更加可靠的接地保護(hù)；另一方面，微電子技術(shù)的推廣，使得現(xiàn)代設(shè)備要求更低的接地電阻，還往往需要抗干擾。實(shí)踐要求有更加系統(tǒng)的接地理論來(lái)對(duì)工程實(shí)際進(jìn)行指導(dǎo)。根據(jù)近年來(lái)的設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為：a)接地連接方式和接地參數(shù)并重；b)以減小或消除同系統(tǒng)中不同性質(zhì)的接地（如防雷地、工作地、外殼接地、靜電地、信號(hào)地等）之間的電位差為目的，選用適當(dāng)?shù)牟季€(xiàn)方式；c)根據(jù)地網(wǎng)所在地的接地電阻、土層分布等地質(zhì)情況，盡量進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)計(jì)；接地就是讓已經(jīng)納入防雷系統(tǒng)的閃電能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下線(xiàn)上的電壓,避免發(fā)生反擊。過(guò)去有些規(guī)范要求電子設(shè)備單獨(dú)接地，目的是防止電網(wǎng)中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設(shè)備的正常工作。90年代以前，部隊(duì)的通信導(dǎo)航裝備以電子管器件為主，采用模擬通信方式，模擬通信對(duì)干擾特別敏感，為了抗干擾，所以都采取電源與通信接地分開(kāi)的辦法?，F(xiàn)在，防雷工程領(lǐng)域不提倡單獨(dú)接地。在IEC標(biāo)準(zhǔn)和ITU相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中都不提倡單獨(dú)接地，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)IEEEStd1100-1992更尖銳地指出:不建議采用任何一種所謂分開(kāi)的、獨(dú)立的、計(jì)算機(jī)的、電子的或其它這類(lèi)不正確的大地接地體作為設(shè)備接地導(dǎo)體的一個(gè)連接點(diǎn)。接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來(lái)。防雷接地是地面通信臺(tái)站安裝驗(yàn)收規(guī)范中最基本的安全要求。防雷接地為使雷電浪涌電流泄入大地，使被保護(hù)物免遭直擊雷或感應(yīng)雷等浪涌過(guò)電壓、過(guò)電流的危害，所有建筑物、電氣設(shè)備、線(xiàn)路、網(wǎng)絡(luò)等不帶電金屬部分，金屬護(hù)套，避雷器，以及一切水、氣管道等均應(yīng)與防雷接地裝置作金屬性連接。防雷接地裝置包括避雷針、帶、線(xiàn)、網(wǎng)，接地引下線(xiàn)、接地引入線(xiàn)、接地匯集線(xiàn)、接地體等。為防止反擊，以往的防雷規(guī)范對(duì)防雷接地與其他接地之間提出一整套限制措施，即規(guī)定兩類(lèi)接地體和接地線(xiàn)之間的最短距離。在有些情況下，間距無(wú)法拉開(kāi)到規(guī)定值時(shí)，則要采用嚴(yán)密的絕緣措施。接地的種類(lèi)供電系統(tǒng)用變壓器的中性點(diǎn)直接接地；以及電器設(shè)備在正常工作情況下，不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接，都稱(chēng)為接地，前者為工作接地，后者為保護(hù)接地。配電變壓器低壓側(cè)的中性點(diǎn)直接接地，則此中性點(diǎn)叫做零點(diǎn)，由中性點(diǎn)引出的線(xiàn)叫做零線(xiàn)。用電設(shè)備的金屬外殼直接接到零線(xiàn)上，稱(chēng)接零。在接零系統(tǒng)中，如果發(fā)生接地故障即形成單相短路，使保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，斷開(kāi)故障設(shè)備，從而使人體避免觸電的危險(xiǎn)。地網(wǎng)工程概論防雷接地，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行。由于接地的良好狀態(tài)對(duì)防雷有非常重要的影響，所以在制作拉地體時(shí)一般采用40mm×40mm的角鐵，每根長(zhǎng)2.5m，間距約5米垂直打入地下，頂端距地面約0.5-1.0m，頂端再用40mm×40mm左右的扁鐵全部焊起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的接地系統(tǒng)。防雷等電位連接接閃裝置在捕獲雷電時(shí)，引下線(xiàn)立即升至高電位，會(huì)對(duì)防雷系統(tǒng)周?chē)纳刑幱诘仉娢坏膶?dǎo)體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)，并使其電位升高，進(jìn)而對(duì)人員和設(shè)備構(gòu)成危害。為了減少這種閃絡(luò)危險(xiǎn)，最簡(jiǎn)單的辦法是采用均壓環(huán)，將處于地電位的導(dǎo)體等電位連接起來(lái)，一直到接地裝置。臺(tái)站內(nèi)的金屬設(shè)施、電氣