24、18 18.36 ─ ─ 照明 400 0.7 0.90 0.48 280 134.4 ─ ─ 小計 460 ─ ─ ─ 298 152.76 334.87 509.39 3# 住 宅 樓 動力 60 0.3 0.70 1.02 18 18.36 ─ ─ 照明 500 0.7 0.90 0.48 350.0 168.0 ─ ─ 小計 560 ─ ─ ─ 368 186.36 412.33 627.22 4# 住 宅 樓 動力 60 0.3 0.70 1.02 18 18

25、.36 ─ ─ 照明 500 0.7 0.90 0.48 350.0 168.0 ─ ─ 小計 560 ─ ─ ─ 368 186.36 412.33 627.22 鍋 爐 房 動力 100 0.6 0.70 1.02 60.0 61.2 ─ ─ 照明 2 0.8 0.95 0.33 1.6 0.5 ─ ─ 小計 102 ─ ─ ─ 61.6 61.7 87.19 132.63 路 燈 系 統(tǒng) 動力 0 0 0 0 0 0 ─ ─ 照明 50 0.6 0.90

26、 0.48 30.0 14.4 ─ ─ 小計 50 ─ ─ ─ 30.0 14.4 33.28 50.56 總 計<380>側(cè) 動力 340 ─ ─ ─ 1423.6 754.34 ─ ─ 照明 1852 計入 0.84 ─ 1138.88 641.189 1306.9 1988.1 2.3 無功功率補償 2.3.1 提高功率因數(shù)的意義 在一般的電力用戶中,絕大多數(shù)用電設(shè)備都呈現(xiàn)電感性,需要從電力系統(tǒng)中吸取無功功率。如果用電設(shè)備功率因數(shù)太低,在有功功率不變的情況下

27、,無功功率便增加這將帶來以下的不良后果: 〔1〕系統(tǒng)中輸送的總電流增大,使得供電系統(tǒng)中的電器元件,如變壓器、電氣設(shè)備、線等容量增大,從而使小區(qū)部的啟動控制設(shè)備的尺寸增大,因而增大了初期投資費用。 〔2〕由于無功功率的增大而引起的總電流增大,使得設(shè)備及供電線路的有功功率損耗 相應(yīng)地增大。 〔3〕由于供電系統(tǒng)中的電壓損失正比于系統(tǒng)中流過的電流,因此總電流增大,就使得供電系統(tǒng)中的電壓損失增大,使得調(diào)壓困難。 〔4〕對電力系統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備來說,無功電流的增大,對發(fā)電機轉(zhuǎn)子的去磁效應(yīng)增加,電壓降低,過度增大勵磁電流,則使轉(zhuǎn)子繞組的溫升超過允許圍,為了保證轉(zhuǎn)子繞組的正常工作,發(fā)電機就不能達到預(yù)定的

28、出力。 無功功率對電力系統(tǒng)和小區(qū)部的供電系統(tǒng)都有不良的影響。因此,供電單位和 小區(qū)部都有降低無功功率需要量的要求,無功功率的減少就相應(yīng)地提高了功率因數(shù)。目前供電部門實行按功率因數(shù)征收電費,因此功率因數(shù)的高低也是供電系統(tǒng)的一項重要的經(jīng)濟指標。 供電的功率因數(shù), 是衡量對電能的利用程度及電氣設(shè)備使用狀況的一個具有代表性的重要指標。根據(jù)國家標準GB3458—83《評價企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定, 企業(yè)供電的功率因數(shù)應(yīng)達到0.9 以上。又據(jù)國家標準GB50052—95《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)》規(guī)定, "當采用提高自然功率因數(shù)措施后, 仍達不到電網(wǎng)合理運行要求時, 應(yīng)采用并聯(lián)電力電容器作為無功補償裝置。

29、" 在工業(yè)企業(yè)電力用戶中,絕大多數(shù)用電設(shè)備都呈現(xiàn)電感性,需要從電力系統(tǒng)吸取無功功率,除白熾燈、電阻電熱器等設(shè)備負荷的功率因素接近于1以外,其他設(shè)備〔如三相交流異步電機、三相變壓器、電抗器等〕的功率因數(shù)均小于1,特別是在輕載情況下,功率因數(shù)將更低。用電設(shè)備功率因數(shù)降低之后,在有功功率保持不變的情況下,無功功率便增加,這將帶來以下許多不良后果。 〔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 若設(shè)備的功率因數(shù)降低,在保證輸送同樣的有功功率時,無功功率就要增加〔因為Q=Ptan〕,這樣勢必就要在輸電線路中傳輸更大的電流,因此使輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗增大。 〔2〕使電力系統(tǒng)的

30、電氣設(shè)備容量不能充分利用 因為發(fā)電機或變壓器都有一定的額定電壓和額定容量,在正常的情況下,運行參數(shù)不容許超過這些額定值。根據(jù)關(guān)系式P=可知,如果功率因數(shù)降低,則有功出力也將隨之降低,使設(shè)備容量不能得充分利用。 〔3〕功率因數(shù)過低還將使線路的電壓損耗增大 由于,所以無功功率Q增加,電壓損耗也將增加,結(jié)果使負荷端的電壓下降,甚至?xí)陀谌菰S的偏移值,從而嚴重影響異步電動機及其他用電設(shè)備的正常運行。特別是在用電的高峰期,功率因數(shù)過低,會出現(xiàn)大面積地區(qū)的電壓偏低,這對生產(chǎn)造成很大的損失。 綜上所述,電力系統(tǒng)功率因數(shù)的高低是十分重要的問題。因此必須設(shè)法提高電網(wǎng)中各有關(guān)部分的功率因數(shù),以充分利用電力

31、系統(tǒng)各發(fā)電設(shè)備和變電設(shè)備的容量,增加其輸電能力,減小供電線路導(dǎo)線的截面,節(jié)約有色金屬,減小電網(wǎng)中的功率損耗和電能損耗,并降低線路中的電壓損失與電壓波動,以達到節(jié)約電能和提高供電質(zhì)量的目的。 2.3.2 小區(qū)無功補償容量的計算 供電單位在小區(qū)進行初步設(shè)計是對功率因數(shù)提出一定的要求,因此小區(qū)需裝設(shè)無功補償裝置,對功率因數(shù)進行人工補償。補償容量的確定可按下式確定： 〔2-6〕 式中———補償前自然平均功率因數(shù)角對應(yīng)的正切值； ———補償后功率因數(shù)對應(yīng)的正切值； ———考慮到提高自然功率因數(shù)的可能,使補償裝置容量減少的系數(shù)。 由表可知,小區(qū)380V側(cè)最大負荷時的功率因數(shù)只有0.84。而供

32、電部門要求小區(qū)10KV進線側(cè)最大負荷時功率因數(shù)不低于0.95。則380V側(cè)所需無功功率補償容量： 〔2-7〕 補償裝置選PGJ1型低壓自動補償屏,并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型,采用方案：〔主屏〕1臺與〔輔屏〕4臺相組合,總共容量84Kvar*5=420Kvar。則無功補償后小區(qū)380V側(cè)和10KV側(cè)的負荷計算表如表2-2所示。 表2-2 無功補償后小區(qū)的計算負荷 項目 計算負荷 〔Kvar〕 380V側(cè)補償前負荷 0.84 1138.88 753.9 1390.4 2113 380V側(cè)無功補償容量 ─ ─ -4

33、20 ─ ─ 380V側(cè)補償后負荷 0.96 1138.88 221.19 1215.1 1846 主變壓器功率損耗 ─ 0.015 0.06 ─ ─ 10KV側(cè)負荷總計 0.95 1156.3 290.77 1192.3 68.9 第三章 變電所位置及主變壓器和主接線方案的設(shè)計 3.1變電所位置的選擇 正確選擇變電所所址,不僅影響變電所建設(shè)的技術(shù)與經(jīng)濟上的合理性,而且也涉及到變電所安全可靠運行。配變電所位置選擇,應(yīng)根據(jù)下列要求綜合考慮確定： 〔1〕接近負荷中心。 〔2〕進出線方便。 〔3〕接近電源側(cè)。 〔4〕設(shè)備吊裝、運輸方便。

34、〔5〕不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動的場所。 〔6〕不宜設(shè)在多塵、水霧<如大型冷卻塔>或有腐蝕性氣體的場所,如無法遠離時,不應(yīng)設(shè)在污源的下風(fēng)側(cè)。 〔7〕不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方或貼鄰。 〔8〕不應(yīng)設(shè)在爆炸危險場所以和不宜設(shè)在有火災(zāi)危險場所的正上方或正下方,如布置在爆炸危險場所圍以和布置在與火災(zāi)危險場所的建筑物毗連時,應(yīng)符合現(xiàn)行的《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)》的規(guī)定。 〔9〕配變電所為獨立建筑物時,不宜設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。 〔10〕高層建筑地下層配變電所的位置,宜選擇在通風(fēng)、散熱條件較好的場所。 〔11〕配變電所位于高層建筑<或其他地下建筑>的地下室時,不宜設(shè)

35、在最底層。當?shù)叵聝H有一層時,應(yīng)采取適當抬高該所地面等防水措施。并應(yīng)避免洪水或積水從其他渠道淹漬配變電所的可能性。 小區(qū)的平面圖及變電所位置如圖3-1所示。 圖3-1 小區(qū)的平面圖及變電所位置 3.2 變電所主變壓器的選擇 3.2.1 變壓器選型的原則 變壓器是利用互感原理來改變同頻率交流電壓高低的一種電氣設(shè)備,在電力系統(tǒng)輸配電中占有很重要的地位。且極為廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域,其中l(wèi)0kV配電變壓器在交流輸配電系統(tǒng)中作為分配電能、變換電壓之用,廣泛地采用在住宅小區(qū)供電系統(tǒng)中。因此能否選擇好l0kV配電變壓器就成為供配電設(shè)計一個重要環(huán)節(jié)。 l0kV配電變壓器種類較多,一般有

36、礦油變壓器、硅油變壓器、六氟化硫變壓器、干式變壓器及環(huán)氧樹酯澆鑄變壓器等。因此變壓器的選型就應(yīng)綜合考慮下列因素： 〔1〕變電所所在的具體位置； 〔2〕建筑物的防火等級； 〔3〕建筑物的使用功能； 〔4〕主要用電設(shè)備對供電的要求； 〔5〕當?shù)毓╇姴块T對變電所的管理體制。 配電變壓器設(shè)在地下室時,根據(jù)消防要求,一般不宜選用礦油油浸變壓器。地下室一般比較潮濕,通風(fēng)條件不好,不適宜選用空氣絕緣干式變壓器,宜采用硅油型、環(huán)氧樹酯澆鑄或六氟化硫型變壓器。雖然礦油變壓器各項性能指標有一定的缺陷,但由于其價格低,在國被廣泛地采用,但應(yīng)優(yōu)先選用低損耗變壓器。目前廣泛生產(chǎn)的SL7、s7、s9等配電變壓

37、器都是低損耗變壓器。 其中SL7型變壓器線圈用鋁線繞制,導(dǎo)電性和可焊性稍差S7、S9等系列變壓器線圈用銅芯線繞制,故損耗小于SL7系列。 變壓器是小區(qū)供電系統(tǒng)中的核心部件,其臺數(shù)及容量的選擇直接關(guān)系到小區(qū)供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。根據(jù)小區(qū)電力負荷對供電可靠性的要求,對供有大量一、二級負荷的變電所, 應(yīng)采用兩臺變壓器以保證重要負荷連續(xù)供電的要求。對于季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大的變電所, 也應(yīng)采用兩臺變壓器,以滿足經(jīng)濟運行方式的要求。任意一臺變壓器單獨運行時應(yīng)該滿足總計算負荷S30的大約70%的需要,同時還應(yīng)滿足全部一、二級負荷S<ⅠⅡ>的需要。在選擇確定變電所主變壓器臺數(shù)及容量時,還應(yīng)考慮

38、到今后負荷的發(fā)展。 選擇變壓器數(shù)量和容量時,一般考慮以下原則： 〔1〕用電負荷的分類和不能供電的中斷程度； 〔2〕電源可進線的條件； 〔3〕負荷的均衡性,為減少電能損耗,有時需要選擇兩臺變壓器； 〔4〕負荷中有無大型沖擊負荷,如大型電動機、大型電爐等； 〔5〕運輸及建筑物高度等。 在此配電設(shè)計中總負荷S30=1192.3KVA從經(jīng)濟角度考慮選擇一臺變壓器就可以承擔(dān)其負荷,和高效率的運行,但是從安全角度和用電負荷不能中斷的程度,所以要在安全可靠的前提下再考慮經(jīng)濟,需選擇兩個變壓器。兩臺變壓器的備用方式有以下兩種： 〔1〕明備用：兩臺變壓器均按100%的負荷選擇〔即一臺工作,另一臺

39、備用〕； 〔2〕暗備用：每臺變壓器都按照最大負荷的70%選擇,正常情況下,兩臺變壓器都參加工作,這時,每臺變壓器可以承擔(dān)約50%的負荷,變壓器在正常情況下的負荷為50%/70%=0.71%,完全滿足經(jīng)濟需要。在故障情況下,由于三班制,所以可以過負荷1.4倍1.6h,連續(xù)5天,即1.470%100%,承擔(dān)全部最大負荷。 暗備用的方式即能滿足正常工作時經(jīng)濟運行的要求,又能在故障情況下承擔(dān)全部負荷,是比較合理的備用方式,與明備用不同的地方是,在達到規(guī)定的過負荷允許時間以后,必須根據(jù)負荷的平穩(wěn)均衡情況,切除部分直到30%的負荷,而明備用則不需要。由于變壓器在故障情況下,可以切除部分負荷,從時間上和

40、負荷調(diào)整上都做的到,因此暗備用的方案是我們的選擇。 3.2.2 變壓器出力計算 通過上面的論證我們可以得到：選擇變壓器暗備用方式,每個變壓器在正常情況下承擔(dān)占總負荷約50%的負荷,每臺變壓器都按最大負荷的70%選擇。那么變壓器的效率就等于0.71%,小區(qū)總負荷為1254.3KVA,那么我們要選變壓器的理論值就等于： 〔3-1〕 但是在實際中,變壓器的出力是當?shù)氐臍夂驐l件有聯(lián)系的,尤其是溫度。設(shè)變壓器安裝地點的年平均氣溫,則每升高,變壓器出力應(yīng)減少1%,因此變壓器的實際出力為： 〔3-2〕 考慮到我們的變電所為室型,戶變壓器由于散熱條件較戶外型差,一般變壓器室出風(fēng)口與進風(fēng)口之

41、間有大約的溫差,從而使變壓器中間的變壓器環(huán)境溫度較之戶外大約高出,因此變壓器的實際出力要比同地的戶外變壓器又減少8%,即變壓器的實際出力為： 〔3-3〕 為戶變壓器的溫度校正系數(shù)。 在我們的設(shè)計中,已知該地區(qū)年最熱月：七月平均溫度22.7℃,則： 〔3-4〕 考慮選擇的變壓器,由于油式的變壓器的過負荷能力相對于干式較強,所以選擇S9-1000/10型變壓器兩臺。 3.3 變電所主變壓器和主接線方案的選擇 3.3.1 變配電所主接線的選擇原則與一般要求 所謂主接線圖是表示變配電所的電能輸送和分配路線的電路圖,稱為主電路或一次電路圖,也稱主接線圖。另一種是用來控制,指示,測量和保護

42、主電路及設(shè)備運行的電路圖,稱為二次電路圖或二次回路圖。一般二次回路是通過電流互感器和電壓互感器與主電路相聯(lián)系的。 變配電所的主接線方案原則與一般要求： 〔1〕安全性 應(yīng)符合國家標準和有關(guān)技術(shù)規(guī)的要求,能充分保證人身和設(shè)備的安全。因此接線方案中必須遵從以下原則： 1〕在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè),必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。 2〕在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè),必須裝設(shè)低壓刀開關(guān)。 3〕在裝設(shè)高壓熔斷器負荷開關(guān)的出現(xiàn)柜母線側(cè),必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。 4〕35KV以上的線路末端,應(yīng)裝設(shè)與隔離開關(guān)連鎖的接地刀閘。 5〕變配電所高壓母線上及架空線路末端,必須裝設(shè)避雷

43、器。 〔2〕可靠性 應(yīng)滿足各級電力負荷對供電可靠性的要求,也就是變配電所的主接線方案,應(yīng)與其電力負荷的級別相適應(yīng)。 1〕變配電所的主接線方案,必須與其負荷級別相適應(yīng)。 2〕接于公共干線上的變配電所電源線首端,應(yīng)裝設(shè)帶有斷路保護的開關(guān)設(shè)備。 3〕對于一般生產(chǎn)區(qū)的車間變電所,宜由工廠總變配電所采用放射式高壓配電,以確保供電可靠性。 4〕變電所低壓側(cè)的總開關(guān),宜采用低壓熔斷器。 〔3〕靈活性 應(yīng)能適應(yīng)供電系統(tǒng)所需要的各種運行方式,便于操作維護,并能適應(yīng)負荷的發(fā)展,有擴充改建的可能性。 1〕變配電所的高低壓母線,一般宜采用單母線或單母線分段。 2〕兩路電源進線,裝有兩臺主變壓器的變

44、電所,當兩路電源同時供電時,兩臺主變壓器一般分列運行,當只有一路電源供電,另一路電源備用時,則兩臺主變壓器并列運行。若變壓器并列運行時則必須滿足下面三個條件： ①各臺變壓器的電壓比<變比>應(yīng)相同； ②各臺變壓器的阻抗電壓應(yīng)相等； ③各臺變壓器的接線組別應(yīng)相同。 3〕主接線方案與主變壓器經(jīng)濟運行的要求相適應(yīng)。 〔4〕經(jīng)濟性 在滿足上述要求的前提下,應(yīng)盡量使主接線簡單,投資少,運行費用低,并節(jié)約電能和有色金屬消耗量,應(yīng)盡量選用技術(shù)先進有經(jīng)濟適用的技能產(chǎn)品,主接線方案力求簡單。 3.3.2 主接線方案選擇 選用兩臺變壓器的變電所,可以采用兩變壓器最大運行方式為并聯(lián)運行和最大運行方式為

45、分列式運行,最大并聯(lián)式運行兩臺變壓器共同承擔(dān)負荷,當發(fā)生短路或發(fā)生故障時,兩臺變壓器共同承擔(dān),這樣不是很合理,如果采用最大方式為分列式,低壓端采用母線分段,在正常情況下,各臺變壓器分別對母線1,2段進行供電,低壓端在一般情況下互不影響,增加了可靠性。變電所的主接線圖3-2如下所示。 圖3-2 變壓器主接線 第四章 短路計算及變電所高低壓側(cè)電氣設(shè)備的選型和校驗 4.1短路電流的基本概念 短路故障是電氣設(shè)備最嚴重的故障,對電氣設(shè)備的危害性最大。所以我們要研究其種類、產(chǎn)生的原因。并采取相應(yīng)的措施來預(yù)防或減輕其危害程度。 〔1〕短路的種類及產(chǎn)生短路的原因 供電系統(tǒng)應(yīng)該正

46、常地、不間斷地對用電負荷供電,以保證生產(chǎn)和生活的正常進行,但是供電系統(tǒng)的正常運行常常因為發(fā)生短路故障而遭到破壞。在小區(qū)的供電設(shè)計和運行中,不僅要考慮正常運行的情況,而且要考慮發(fā)生故障的情況,最嚴重的是發(fā)生短路故障。 所謂短路,就是指供電系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接,如相與相之間、相與地之間的短接等。其特征就是短接前后兩點的電位差會發(fā)生顯著變化。供電系統(tǒng)發(fā)生短路的原因主要是由于電氣設(shè)備的絕緣因舊老化而損壞,或電氣設(shè)備受機械損傷而使絕緣損壞,或因過電壓而使電氣設(shè)備的絕緣擊穿所造成；另外由于錯誤操作〔如帶負荷斷開隔離開關(guān)、檢修后未拆除接地線而送電造成的短路〕、鳥獸在裸露的導(dǎo)體上跨越以及風(fēng)雪等

47、自然現(xiàn)象亦能引起短路。 短路的種類：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、兩相接地短路及單相接地短路。三相短路稱為不對稱短路。在供電系統(tǒng)實際運行中發(fā)生單相接地短路的幾率最大,發(fā)生三相對稱短路的幾率最小。 最關(guān)鍵的兩個短路電流：最大短路電流---選擇設(shè)備、導(dǎo)線,最小短路電流---繼電保護裝置校驗短路的電壓與電流的相位差較正常時增大,接近于90度。單相短路只發(fā)生在中性點直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中。其他：層間、層間短路。主要指電動機、變壓器和線圈等。 〔2〕短路的危害 發(fā)生短路故障時,由于短路回路中的阻抗大大減小,短路電流與正常工作電流相比增加很大〔通常是正常工作電

48、流的十幾倍到幾十倍〕。強大的短路電流在其回路中所產(chǎn)生的熱及電動機效應(yīng)會使電氣設(shè)備受到破壞；短路點的電弧有可能燒毀設(shè)備；短路點附近的電壓會顯著降低,除了影響其他設(shè)備的正常工作外,還可能使供電被迫中斷；不對稱接地短路所產(chǎn)生的零序電流,會在較近的通信線路中產(chǎn)生感應(yīng)電勢,從而干擾通信,嚴重時會危及人身和設(shè)備的安全。 〔3〕計算短路電流的目的和任務(wù) 計算短路電流的目的是為了限制短路的危害和縮小故障的影響圍。在變電所和供電系統(tǒng)設(shè)計和運行中,基于如下用途必須進行短路計算： 1>選擇導(dǎo)線和設(shè)備。 2>選擇和整定繼電保護裝置。 3>確定接線和運行方式。 4>選擇限流電抗器。 4.2 短路電流計算

49、 4.2.1 繪制計算電路 圖4-1 短路電流計算 4.2.2 確定基準值 設(shè),,即高壓側(cè),低壓側(cè),則 〔4-1〕〔4-2〕 4.2.3 計算短路電路中個元件的電抗標幺值 〔1〕電力系統(tǒng) 〔4-3〕 〔2〕架空線路〔架空線的電抗,線路長2km〕 〔4-4〕 〔3〕電力變壓器〔所用變壓器的短路電壓百分數(shù)為4.5%〕 〔4-5〕 因此繪等效電路,如圖4-2所示。 圖4-2 短路電流等效電路 4.2.4 計算k-1點〔10.5kV側(cè)〕的短路電流總阻抗及三相短路電流和短路容量 〔1〕總電抗標幺值 〔4-6〕 〔2〕三相短路電流周期分量有效值 〔4-7〕

50、〔3〕其它短路電流 〔4-8〕 〔4-9〕 〔4-10〕 〔4〕三相短路容量 〔4-11〕 4.2.5 計算k-2點〔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〕總電抗標幺值 〔4-12〕 〔2〕三相短路電流周期分量有效值 〔4-13〕 〔3〕其它短路電流 〔4-14〕 〔4-15〕 〔4-16〕 〔4〕三相短路容量 〔4-17〕 以上計算結(jié)果綜合如表4-1所示。 表4-1 短路電流計算結(jié)果 短路計算點 三相短路電流/kA 三相短路容量/MVA k-1 6.47 6.47 6.47 16.5

51、0 9.77 117.65 k-2 46.45 46.45 46.45 85.47 50.63 32.26 第五章 變電所電氣設(shè)備的選型和校驗 供配電系統(tǒng)的一次設(shè)備主要有斷路器,隔離開關(guān),負荷開關(guān),熔斷器,互感器,母線等設(shè)備。它們對電能起著接收,分配,控制的作用。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)濟的運行條件。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,除按正常運行下的額定電壓、額定電流等條件外,還應(yīng)按短路情況下進行校驗。 5.

52、1電氣設(shè)備選擇的一般條件 5.1.1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 〔1〕按工作環(huán)境選擇 根據(jù)工作環(huán)境的不同分為戶型,戶外型。此外,還應(yīng)考慮防腐蝕、防爆、防塵、防火等要求； 〔2〕額定電壓 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負荷的變化,有時會高于電網(wǎng)的額定電壓,故所選電氣設(shè)備允許通過的最高電壓不得低于所在電網(wǎng)的額定電壓。在選擇電氣設(shè)備時,一般可按電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點的電網(wǎng)額定電壓的條件選擇,即 〔5-1〕 〔3〕額定電流 電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下,電氣設(shè)備的長期允許電流。應(yīng)不小于該回路在各種不同的運行方式下的最大持續(xù)電流,即 〔5-2〕 5.1.2

53、 按短路狀態(tài)進行校驗 〔1〕短路熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電氣設(shè)備時,電氣設(shè)備各部分溫度應(yīng)不超過允許值,要滿足條件為： 〔5-3〕 為短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng),,t為電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。 〔2〕電動力穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流效應(yīng)的能力,也成為動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為： 或〔5-4〕 式中：,為短路沖擊電流幅值和有效值； ,為電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值和有效值。 5.1.3 斷路器、隔離開關(guān)的短路穩(wěn)定度校驗 〔1〕動穩(wěn)定校驗條件 〔5-5〕 或 〔5-6〕 式中、—開關(guān)的極限通過電流〔動穩(wěn)定

54、電流〕峰值和有效值〔單位為KA〕 、—開關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值〔單位為KA〕 〔2〕熱穩(wěn)定校驗條件 〔5-7〕 式中—開關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值〔單位為KA〕 —開關(guān)的熱穩(wěn)定試驗時間〔單位為S〕 —開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流〔單位為KA〕 —短路發(fā)熱時間〔單位為S〕 5.1.4 熔斷器的校驗 保護電壓互感器的熔體額定電流的選擇 一般取為0.5A,不必校驗。 5.1.5 電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗 〔1〕動穩(wěn)定校驗條件 〔5-8〕 或 〔5-9〕 式中—電流互感器的動穩(wěn)定電流〔單位為KA〕 —電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)〔對〕

55、 —電流互感器的額定一次電流〔單位為A〕 〔2〕熱穩(wěn)定校驗條件 〔5-10〕 或 〔5-11〕 式中—電流互感器的熱穩(wěn)定電流〔單位為KA〕 —電流互感器的熱穩(wěn)定試驗時間,一般取1s —電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)〔對〕 5.1.6電壓互感器的校驗 由于電壓互感器兩側(cè)均裝有熔斷器,故并不需進行短路的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。 5.2 高壓母線以上電氣設(shè)備的選擇與校驗 表5-1 高壓母線以上電氣設(shè)備的選擇與校驗 選擇校驗項目 電壓 電流 斷流能力 動穩(wěn)定度 熱穩(wěn)定度 裝置地 點條件 參數(shù) 數(shù)據(jù) 10kV 72A

56、6.47kA 16.5 kA 一次設(shè)備型號規(guī)格 額定參數(shù) 高壓少油斷路器 SN1010I/630 10kV 630A 16kA 40kA 高壓隔離開關(guān) 10kV 200A ─ 25.5kA 高壓熔斷器RN210 10kV 0.5A 50kA ─ ─ 電壓互感器JDJ10 10/0.5kV ─ ─ ─ ─ 電流互感器LQJ10 10kV 100/5A ─ 避雷器FS410 10kV ─ ─ ─ ─ 表5-1所選設(shè)備均滿足要求。 5.3 高壓母線到變壓器高壓側(cè)間電氣設(shè)備

57、的選擇與校驗 表5-2 高壓母線到變壓器高壓側(cè)間電氣設(shè)備的選擇與校驗 選擇校驗項目 電壓 電流 斷流能力 動穩(wěn)定度 熱穩(wěn)定度 裝置地點條件 參數(shù) 數(shù)據(jù) 10kV 36A 3.24kA 8.25 kA 一次設(shè)備型號規(guī)格 額定參數(shù) 高壓少油斷路器 SN1010I/630 10kV 630A 16kA 40kA 高壓隔離開關(guān) 10kV 200A ─ 25.5kA 高壓熔斷器RN210 10kV 0.5A 50kA ─ ─ 避雷器FS410 10kV ─ ─ ─

58、─ 電壓互感器JDJ10 10/0.5kV ─ ─ ─ ─ 電流互感器LQJ10 10kV 100/5A ─ 表5-2所選設(shè)備均滿足要求。 5.4 變壓器低壓側(cè)電氣設(shè)備的選擇與校驗 表5-3 變壓器低壓側(cè)電氣次設(shè)備的選擇與校驗 選擇校驗項目 電壓 電流 斷流能力 動穩(wěn)定度 熱穩(wěn)定度 裝置地點條件 參數(shù) 數(shù)據(jù) 380V 1846A 46.47kA 85.47kA 一次設(shè)備型號規(guī)格 額定參數(shù) 低壓斷路器 DW15-2500 380V 2500A 60kA ─ ─ 低壓刀開

59、關(guān) HD13-2000/30 380V 2000A ─ ─ ─ 電流互感器LMZJ10.5 500V 2000/5A ─ ─ ─ 表5-3所選設(shè)備均滿足要求。 第六章 變電站進出線的選擇與校驗 6.1 高低壓母線的選擇與校驗 通過資料查得,10kV母線選LMY-3<404>,即母線的尺寸為40mm4mm；380V母線選LMY-3<12010>+806,即母線尺寸為120mm10mm,中性母線尺寸為80mm 6mm。 6.2 變電站進出線和與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 6.2.1 10kV高壓進線和引入電纜的選擇 為了保證供電系

60、統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行,選擇導(dǎo)線和電纜截面時必須滿足下列條件： 〔1〕發(fā)熱條件：導(dǎo)線和電纜〔包括母線〕在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度,不應(yīng)超過其正常運行時的最高允許溫度。 〔2〕電壓損耗條件： 導(dǎo)線和電纜在通過政策最大負荷即電路計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗,不應(yīng)超過政策運行時允許的電壓損耗。對于小區(qū)較短的高壓線路,可不進行電壓損耗校驗。 〔3〕經(jīng)濟電流密度：35KV以上的高壓線路及電壓在35KV以下但距離長電流大的線路,其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇,以使線路的年費用支出最小。所選截面,稱為"經(jīng)濟截面"。此種選擇原則,稱為"年費用支出最小"原則。小區(qū)的10

61、KV及以下線路,通常不按次原則選擇。 〔4〕機械強度：導(dǎo)線〔包括裸線和絕緣導(dǎo)線〕截面不應(yīng)小于其最小允許截面,對于電纜,不必校驗其機械強度,但需要校驗其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗短路時的穩(wěn)定度。 對于絕緣導(dǎo)線和電纜,還應(yīng)滿足工作電壓的要求。根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗,一般10KV以下高壓線路和低壓動力線路通常先按發(fā)熱條件來選擇截面,再校驗電壓損耗和機械強度。低壓照明線路,因其對電壓水平要求較高,因此通常先按允許電壓損耗進行選擇,再校驗發(fā)熱條件和機械強度。對長距離大電流及35KV以上的高壓線路,則可先按經(jīng)濟電流密度確定經(jīng)濟截面,再校驗其他條件。 本設(shè)計采用分別架空線和電纜兩種進線方式敷設(shè),接往10kV公用

62、干線。 〔1〕進線選擇 1〕按發(fā)熱條件選擇 由及室外環(huán)境溫度29.2℃,通過資料查得可初選LJ-16,其30℃時的,滿足發(fā)熱條件。 2〕機械強度 查資料得,母線最小允許截面,因此LJ-16不滿足機械強度要求,故改選LJ-35。 〔2〕電纜進線選擇 1〕按發(fā)熱條件選擇 由及土壤溫度21℃,通過資料查得可初選纜芯截面為的YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜,其,滿足發(fā)熱條件。 2〕校驗短路熱穩(wěn)定 由公式 〔6-1〕 計算可知的鋁芯電纜不符合要求,則改選截面為的YJL22-1

63、0000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 〔3〕由高壓配電所至主變的一段引入電纜的選擇校驗 采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 1〕按發(fā)熱條件選擇 由及最熱月地下0.8m處土壤平均溫度為21℃,可初選纜芯為的交聯(lián)電纜,其,滿足發(fā)熱條件。 2〕校驗短路熱穩(wěn)定 由公式 〔6-2〕 計算可知的鋁芯電纜不符合要求,則改選截面為的電纜,因此選擇YJL22-10000-3 50型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜。 6.2.2 鄰近單位高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇 采用YJL22-10000型交聯(lián)乙烯絕緣的鋁芯電纜,直接埋地敷設(shè),與相距約2km的鄰近單位交變配電

64、所的10kV母線相聯(lián)。 〔1〕按發(fā)熱條件選擇 將小區(qū)的路燈系統(tǒng)和鍋爐房在本小區(qū)供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障是通過備用聯(lián)絡(luò)線由鄰近單位供電。二者的負荷容量為120.40kVA,則,最熱月地下0.8m處土壤平均溫度為21℃。可初選纜芯截面為的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁心電纜,其,滿足發(fā)熱條件。 〔2〕校驗電壓損耗 纜芯為的鋁心電纜,二者負荷的,,因此 〔6-3〕 〔6-4〕 滿足允許電壓損耗5%的要求。 6.2.3 380V低壓出線的選擇 〔1〕饋給1#住宅樓的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 1〕按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m處土壤平均溫度21℃,可初選2組的

65、電纜線,其,滿足發(fā)熱條件。 2〕短路熱穩(wěn)定度校驗 根據(jù)公式 〔6-5〕 中變電所高側(cè)過壓電流動作時間按0.5s整定〔終端變電所〕,再加上斷路器斷路時間0.2s,再加0.05s。 前邊所選大于,滿足熱穩(wěn)定要求,因此即選聚氯乙烯絕緣鋁心電纜,即2VLV22-1000-3150+175的四芯電纜〔中性線芯按不小于相線芯一般選擇,下同〕。 〔2〕饋給2#住宅樓的線路亦采用2VLV22-1000-3150+175聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直埋敷設(shè)。 〔3〕饋給3#住宅樓的線路亦采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 1〕按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m處土壤平均溫度

66、21℃,可初選3組的電纜線,其,滿足發(fā)熱條件。 2〕短路熱穩(wěn)定度校驗 同上,計算得符合要求。則采用4VLV22-1000-3150+175聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直埋敷設(shè)。 〔4〕饋給4#住宅樓的線路亦采用4VLV22-1000-3150+175聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直埋敷設(shè)。 〔5〕饋給5#鍋爐房的線路 由于倉庫就在變電所旁邊。而且共筑物,因此采用聚氯乙烯絕緣鋁心導(dǎo)線BLV-1000型5根<3根相線、1根中性線、1根保護線>穿硬塑料管埋地敷設(shè)。 1〕按發(fā)熱條件選擇 由及環(huán)境溫度<年最熱月平均氣溫>22.7℃,相線截面初選,其,滿足發(fā)熱條件。 按規(guī)定,中性線和保護線也選為,與相線截面相同,即選用BLV-1000 -1塑料導(dǎo)線5根穿徑25rnm的硬塑管。 2〕校驗機械強度 最小允許截面,因此上面所選的相線滿足機械強度要求。 3〕校驗電壓損耗 所選穿管線,估計長度為10m,而電纜線,,又鍋爐房,,因此 〔6-6〕〔6-7〕滿足允許電壓損耗5%的要求 〔6〕路燈系統(tǒng)的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 1〕按發(fā)熱條件選擇 由