1、精選優質文檔-傾情為你奉上 畢 業 設 計（論 文） 某冶金機械修造廠全廠總降壓變電所及配電系統設計系別：機電信息學院專業名稱：電氣工程及其自動化學生姓名：呼曉雄學號：指導教師姓名、職稱：馬莉 講師 完成日期 2012 年 12月15日論文題目：某冶金機械修造廠全廠總降壓變電所及配電系統設計專 業：電氣工程及其自動化本 科 生：呼曉雄 (簽名)指導教師：馬 莉 (簽名)摘 要 電能是工業生產的主要動力能源。隨著工業電氣自動化技術的發展，工廠用電量的迅速增長，對電能的質量、供電可靠性以及技術經濟指標等要求也日益提高。供電設計是否完善，不僅影響工廠的基本建設投資、運行費用和有色金屬消耗量，而且也反

2、映到工廠供電可靠性和工廠的安全生產上，它與企業的經濟效益，設備和人身安全等是密切相關的。本論文設計的任務是保障電能從地區供電部門的出線處安全、可靠、經濟、優質地送到工廠各部門。在設計中要遵循國家有關規程和規定，在保證供電可靠性和電能質量的前提下，盡可能做到節省投資，減少有色金屬消耗量，降低運行費用，盡量采用供電新技術和新產品。關鍵詞: 供電設計，電能質量，可靠，經濟 Subject: a metallurgical machinery plants the total step-down transformer substation and power distribution system

3、design Specicalty:Electric Engineering and Automation Name:huxiaoxiong (Signature) Instructor:mali (Signature) ABSTRACT The electricity is the main industrial production powerenergy.Along with the development of the technology industrylectrical automation, factory power consumption of rapid growth,t

4、o the electric power quality, power supply reliability and technical and economic index also demands is increasing day by day. Power design is perfect, not only affects the factory investment of capital construction and operation cost and non-ferrous metal consumption, but also reflect to the factor

5、y power supply reliability and safety production factory, it and the economic benefit of enterprise, equipment and safety, etc are closely related. This paper design task is to safeguard power from the power supply departments in their place is safe, reliable, economic, high quality to the factory e

6、ach department. In the design principle of relevant state regulations and provisions, in order to ensure power supply reliability and power quality, under the premise of do save as far as possible investment, reduce non-ferrous metal consumption, lower operating costs, as far as possible the power s

7、upply new technology and new products.Key words：power supply design, power quality, reliable, economic 目錄專心-專注-專業1 緒論1.1工廠供電的意義和要求1.1.1 工廠供電的意工廠供電，就是指工廠所需電能的供應和分配，也稱工廠配電。眾所周知，電能是現代工業生產的主要能源和動力。電能既易于由其他形式的能量轉換而來也易于轉換為其他形式的能量以供應用。電能的輸送和分配既簡單經濟，又便于控制、調節和測量，有利于實現生產過程自動化，而且現代社會的信息技術和其他高新技術無一不是建立在電能應用的基礎之

8、上的。因此電能在現代工業生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛。隨著工業電氣自動化技術的發展，工廠用電量的迅速增長，對電能的質量、供電可靠性以及技術經濟指標等要求也日益提高。一方面來說，工業生產實現電氣化后，可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產力，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現生產過程自動化。從另一方面來說，如果供電突然中斷，則對工業生產可能造成嚴重的后果。例如某些對供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時間的停電，也會引起重大的設備損壞，或引起大量產品的報廢，甚至可能造成人身傷亡事故，給國家和人民帶來經濟上甚至生態環境上或政治上的重大損失。 因此，供電設

9、計是否完善，不僅影響工廠的基本建設投資、運行費用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠供電可靠性和工廠的安全生產上，它與企業的經濟效益，設備和人身安全等是密切相關的。做好工廠供電工作對于發展工業生產，實現工業現代化具有十分重要的意義。1.1.2 工廠供電的要求 工廠供電工作要很好地為工業生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節能和環保工作，就必須達到以下基本要求：1）安全 2）可靠 3）優質 4）經濟 。 此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部和當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發展。1.2 工廠供電的發展現狀變電站是電力系統中的個重要環節

10、，它的運行情況直接影響到電力系統的可靠、經濟運行。而個變電站運行情況的優劣，在很大程度上取決于其二次設備的工作性能。要提高變電站運行的可靠性及經濟性，一個最基本的方法就是提高變電站運行管理的自動化水平，實現變電站綜合自動化，所謂變電站綜合自動化，就是廣泛采用微機保護和微機遠動技術，分別采集變電站的模擬量、脈沖量、開關狀態量及一些非電量信號，經過功能的重新組合，按照預定的程序和要求實現變電站監視、測量、協調和控制自動化的集合體和全過程，從而實現數據共享和資源共享，使變電站設計簡捷、布局緊湊，使變電站的運行更加安全可靠。變電站自動化系統的基本功能包括：數據采集、數據計算和處理、越限和狀態監視、開關

11、操作控制和閉鎖、與繼電保護交換信息、自動控制的協調和配合、與變電站其他自動化裝置交換信息和與調度控制中心或集控中心通信等。目前應用較廣泛的變電站自動化系統的結構形式主要有三種類型。 （1） 集中式 （2） 分散與集中相結合 （3）全分散式 變電站自動化的發展，使供電可靠性有了很大的提高，但是，要進一步縮短故障停電時間，很大一部分取決于饋線自動化的發展。必須在饋電線路上裝設電動開關，配置饋線終端設備FTU，對一些分支線路，還應裝設故障指示器，并利用通信系統，向系統提供饋線運行數據和狀態，執行系統下達的饋線開關遙控操作命令。非線性負載、電動機直接起動、不平衡負載、焊接設備以及家用電器設備增多，降低

12、了電壓質量。電壓質量對現代電子設備及計算機系統影響極大。為此，提出系統應對電壓進行連續測量和質量分析，噪聲越限告警。同時，要根據實際需要選擇不同的無功補償方式。集成化、智能化和綜合化是一發展趨勢 。早期配電自動化的實施采用發展獨立的、單項自動化系統來解決問題，如直接的負荷控制、大用戶的遠程抄表等，由于配電自動化的功能之間存在著不同程度的關聯，其中大部分要求很難滿足，且還無法克服在擴大應用規模時確認所需投資的合理性所遇到的困難。這種按"功能定向"的方法，已造成綜合化水平非常低并帶來若干反面影響，如功能重疊、數據的重復、靈活性很差和維修費用高等。另外，配電自動化系統作為一個龐大

13、復雜的、綜合性很高的系統性工程，包含眾多的設備和子系統，各功能、子系統之間存在著不同程度的關聯，其本身及其所用技術又處于不斷發展之中，對任一家制造商而言，根本不可能包攬一切。在饋線自動化方面，現有饋線終端設備不僅具有常規的遙測、遙信和遙控功能，且還集成了自動重合閘、饋線故障檢測和電能質量的一些參數的檢測功能，甚至集成了斷路器的監視功能，且有進一步與斷路器、開關相結合，機電一體化，發展成為智能化開關的趨勢。顯著地降低了建設、運行和維護的綜合成本，為提高供電可靠性，創造了有利的條件。 1.3 工廠供電設計應遵循的一般原則及基本內容1.3.1 工廠供電設計應遵循的一般原則 工廠供電設計必須遵守國家有

14、關法令、法規、標準和規范，執行國家的有關方針、政策，如節約有色金屬，以鋁代銅，采用低能耗設備以節約能源等。必須從全局出發，按照負荷的等級。用電容量、工程特點和地區供電規劃統籌規劃，合理確定整體設計方案。 工廠供電設計應做到供電可靠、保證人身安全和設備安全。要求供電電能質量合格、優質、技術先進和經濟合理。設計應符合國家現行標準的效率高、能耗低、性能先進的設備。應根據整個工程的特點、規模和發展規劃，正確處理工程的近、遠期的建設發展關系，以近期為主，遠、近結合，適當考慮擴建的可能性。1.3.2 工廠供電設計的基本內容 在設計工廠供配電所系統時，須遵照以下程序進行。1.負荷調查 2.電力負荷計算 3.

15、確定供電電源 4.各級變電所主接線選擇設計 5.短路電流計算 6.導線及電氣設備選擇 7.工廠內部配電系統設計 8.繼電保護和二次接線設計 9.防雷保護和接地裝置選擇計算 10.繪制變配電所主接線圖、平面圖 綜合前述設計結果。參照國家有關規定規程，進行變配電裝置的總體布置。2 負荷計算及無功補償工廠供電系統負荷計算的目的是確定工廠最大負荷，作為按允許發熱條件選擇供電變壓器、輸電線路導線及開關電器等電氣設備的依據。電力負荷計算的方法主有很多。需要系數法計算簡單對任何工業企業都適用，特別適用長期工作制用點設備占主要負荷的車間，計算結果基本符合實際。 計算負荷是用來按發熱條件選擇供電系統中各元件的負

16、荷值。由于載流導體一般通電半小時（30min）后即可達到穩定的溫升值，因此通常取“半小時最大負荷”作為按發熱條件選擇電氣元件的計算負荷。有功計算負荷表示為， 無功計算負荷表示為，視在計算負荷表示為，而計算電流表示為。用電設備組計算負荷的確定，此處采用的是需要系數法。2.1電氣設備額定容量的確定1.長期工作制電動機的設備容量等于其銘牌上的額定功率2.反復短時間工作制電動機： 1）起重機電動機組應統一換算為時的額定容量 ； （2-1） 2）電焊機組應統一換算為， ； （2-2） 3)電爐變壓器的額定容量是指額定功率因數下的有功功率， 。 （2-3） 4）照明用電設備的額定容量等于燈具上標出的額定功

17、率，即以上式中（單位為KW）和（單位為KVA）為對應于銘牌負荷持續率的銘牌（額定）容量，為額定功率因數。2.2 用電設備組計算負荷的確定2.2.1 單組用電設備計算負荷的計算公式 1）有功計算負荷（單位為KW）的計算公式 （2-4） 式中 用電設備總的設備容量（不含備用設備容量）。 用電設備組需要系數。 2）無功計算負荷（單位為Kvar）的計算公式 （2-5） 式中 對應于用電設備組功率因數的正切值。 3）視在計算負荷（單位為KVA）的計算公式 （2-6） 4）計算電流（單位為A）的計算公式為 （2-7） 式中 用電設備組的額定電壓（單位為KV） 2.2.2 多組用電設備計算負荷的計算公式 1

18、）有功計算負荷（單位為KW）的計算公式 （2-8） 式中 所有設備組有功計算負荷之和； 有功負荷同時系數，可取0.850.95，此處取0.9。 2）無功計算負荷（單位為Kvar）的計算公式 （2-9） 式中 所有設備無功計算負荷之和； 無功負荷同時系數，可取0.9097，此處取0.9。 3）視在計算負荷（單位為KVA）的計算公式 （2-10） 4）計算電流（單位為A）的計算公式為 （2-11） 式中 用電設備組的額定電壓（單位為KV）2.3車間用電設備計算負荷的確定 工廠計算負荷是選擇工廠電源進線及主要電氣設備包括變壓器的基本依據，也是計算工廠功率因數及無功補償容量的基本依據。2.3.1 38

19、0V車間負荷計算1）各380V車間有功功率計算負荷車間變電所：車間變電所：車間變電所：車間變電所：車間: 2）各380V車間無功功率計算負荷車間變電所： 車間變電所：車間變電所：車間變電所： 車間變電所：3）各380V車間視在功率計算負荷車間變電所：車間變電所：車間變電所：車間變電所：車間變電所：4）各380V車間變電所計算電流車間變電所： 車間變電所： 車間變電所： 車間變電所： 車間變電所： 5) 380V側總負荷計算380V側總有功功率:380V側總無功功率:380V側總視在功率：380V側總計算電流： 2.3.2 6kV車間計算負荷 1）有功功率計算負荷 電弧爐： 工頻爐： 空壓機：

20、2）無功功率計算負荷 電弧爐： 工頻爐： 空壓機： 3）視在功率計算負荷 電弧爐： 工頻爐： 空壓機： 4）計算電流 電弧爐： 工頻爐： 空壓機： 5）6kV側總計算負荷 6kV側有功功率： 6kV側有功功率： 6kV側視在功率： 6kV側計算電流：2.3.3變壓器損耗計算 對于的低損耗變壓器，估算式為 （2-12） 有功功率和無功功率損耗在選擇了變壓器的型號和額定容量之后，計算式為 （2-13） （2-14）式中 : 負荷系數，；變壓器空載損耗，kW；變壓器短路損耗，kW；變壓器空載電流百分值；變壓器短路電壓百分值；計算容量，kVA；變壓器額定容量，kVA。2.3.4總降壓變電所二次側計算負

21、荷 總降壓變電所變壓器二次側的有功功率為 無功功率為 視在功率為 計算電流為 不滿足供電部門對本廠的功率因數要求，需要進行無功補償。2.4無功功率補償及其計算2.4.1無功補償方法 在工廠中普遍采用并聯電容器人工補償，并聯電容器補償的方式有以下三種：1.高壓集中補償 2.低壓集中補償 3.低壓分散補償。2.4.2無功功率補償容量的計算 無功功率補償容量的計算式 （2-15） 式中：無功補償率，可直接計算或查表求取，kVar/kW； 對應于原來的功率因數的正切值，一般為0.60.7； 需要補償到的功率因數正切值，一般為0.900.95. 考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此總降壓變電所二

22、次側最大負荷是功率因數應稍大于0.9，暫取0.92來計算所需無功功率補償容量： 并聯電容器臺數的確定電容器實際容量Qc1與實際工作電壓U1平方成正比，即 （2-16） 式中：單只電容器的額定容量，kVar并聯數為，對于單相電容器，應取3的整數倍，以便三相均衡分配。所以每相并聯9個電容器，即2.5 全廠計算負荷全廠負荷計算表項 目 計算負荷 二次側補償前負荷0.76509044096734647.98二次側無功補償容量-3240二次側補償后負荷0.97509011695223502.58主變壓器功率損耗78.35313.3835KV側負荷總計0.965168.351482.385376.7488

23、.703 變配電所及主變壓器的選擇 工廠供電的電源主要取自電力系統，其電壓主要根據工廠負荷大小、電源至工廠距離以及地區電網可能提供的電壓等級與有關電力部門協商確定。 工廠與電業部門所簽定的供用電協議主要內容如下：工廠電源從電業部門某220/35kV變壓所，用35kV雙回架空線引入本廠，兩個電源并列運行，該變電所距廠東側8公里。3.1 變電所形式、位置、數量的確定 3.1.1 工廠總降壓變電所 1.工廠總降壓變電所布置形式 工廠總降壓變電所根據廠區范圍大小，負荷分布情況，全廠可以設一個或幾個，一般只設一個。工廠總降壓變電所一般采用獨立式，單獨設在工廠某個地區。工廠總降壓變電所35kV及以上高壓配

24、電裝置一般采用屋外式配電裝置，但在個別情況下如大型冶煉廠、水泥廠、化工廠等釋放有害氣體、煙塵危害嚴重或受場地限制采用屋外裝置有困難時才采用屋內配電裝置。工廠總降壓變電所610kV配電裝置一般采用屋內配電裝置，無出線電抗器可采用單獨布置，有出線電抗器可采用二層布置或三層布置。 2.工廠總降壓變電所位置的確定 工廠總降壓變電所的位置與供電可靠性、經濟性及電壓質量有關，因此其位置確定很重要，要滿足變配電所所址選擇的原則。變電所的位置應盡量接近工廠的負荷中心。工廠的負荷中心按負荷功率矩法來確定。在工廠平面圖下邊和左側，任作一直角坐標軸和軸，測出各車間和用電負荷點的坐標位置，例如、等。而工廠的負荷中心設

25、在，為，因此依照力學中計算重心的力矩方程，可以求得負荷中心的坐標： （3-1） （3-2）測得五個車間變電所坐標分別為（1.6、7.7）（4.6、7.0）（3.7、8.9）（5.9、9.0）（0.5、2.8）由于6kV變壓負荷中，電弧爐和工頻爐只給鑄鋼車間和鑄鐵車間供電，其坐標分別問（2.4、6.3）（5.4、6.5）；而空壓機是裝設在空壓站內的，其坐標為（5.2、9.0）。求得負荷中心點坐標為（4.3、8、8）即負荷中心在空壓站的西邊，考慮到進出線方便，決定在空壓站西側緊靠廠房建造總降壓變電所。3.2變壓器容量和臺數的選擇 工廠總降壓變電所變壓器一般采用三相雙繞組變壓器，當廠區配電電壓同時有

26、10kV和6kV時可采用三相三繞組變壓器。選擇變壓器型號時要優先選擇用容量系列，這是國家標準電力變壓器所確定的容量系列，推廣采用低損耗電力變壓器如、等型號。在電網波動大且不能滿足用戶對電壓質量要求的，根據需要選用有載調壓變壓器如、等型號。 一般正常環境的變電所可選用油浸式變壓器（、系列）；在有腐蝕性氣體嚴重影響變壓器安全運行場所，要選用防塵式或防腐蝕性變壓器，如系列全密封式變壓器，多層或高層主體建筑內變電所宜選用不燃或難燃型防火變壓器，例如系列環氧樹脂澆注干式變壓器或型變壓器。 在多雷區及土壤電阻率高的山區，宜選用防雷變壓器，例如等型變壓器3.2.1工廠總降壓變電所主變壓器的臺數和容量選擇 工

27、廠總降壓變電所主變壓器的臺數和容量的選擇在很大程度上取決于負荷大小及其供電可靠性要求，同時應考慮工廠發展規劃等要素與電氣主接線的選擇統籌安排。力求使變電所主接線簡單、運行方便、供電可靠、節約電能及減少投資、變壓器臺數多則可靠性高，但設備投資大，年運行費用也要增加。因此，在能夠滿足供電可靠性的條件下，選擇變壓器的臺數越少越好。 在本次設計中，工廠電源從電業部門某220/35kV變壓所，用35kV雙回架空線引入本廠，其中一個作為工作電源，一個作為備用電源。另外，本廠的負荷性質為二級負荷，所以裝設兩臺主變壓器。 因此選用兩臺S9-6300/35型低損耗電力變壓器。 工廠總降壓變電所電壓等級為35kV

28、，為中性點不接地電力系統，因此主變壓器應選擇聯結組為的接線。3.2.2車間變電所變壓器臺數和容量的選擇 車間變電所變壓器臺數和容量的選擇原則與工廠總降壓變電所的基本相同，即在保證電能質量的要求下，應盡量減少投資，運行費用和有色金屬的消耗量。根據任務書的要求，、車間變電所設置兩臺變壓器外，其余設置一臺變壓器。1.在車間變電所，380V的計算負荷為1231kVA，選用兩臺變壓器時，即有， 因此選用兩臺型銅線配電變壓器。2.在車間變電所，380V的計算負荷為698.6kVA，選用兩臺變壓器時，即有，因此選用兩臺型銅線配電變壓器。3.在車間變電所，380V的計算負荷為822.16kVA，選用一臺變壓器

29、時，即有=（1.151.4）×822.16（945.481151），因此選用型銅線配電變壓器。4.在車間變電所，380V的計算負荷為757.98kVA，選用一臺變壓器時，即有=（1.151.4）×757.98=（871.681061.17），因此選用型銅線配電變壓器。5.在車間變電所，380V的計算負荷為358.7kVA，選用一臺變壓器時，即有=（1.151.4）×358.7=（408.92502.18），因此選用型銅線配電變壓器。4 變電所主接線方案的設計4.1 變配電所主接線方案的設計原則與要求 變電所的電氣主接線是變配電所電氣部分的主體結構，是電力系統網絡結

30、構的重要組成部分，它與電力系統供電電源情況、工廠負荷對供電可靠性的要求、配電裝置的布置、繼電保護自動裝置和控制方式的擬定都有決定性關系。因此，電氣主接線的合理設計，必須綜合處理好各方面因素，經過技術論證比較后方可確定。 對電氣主接線的基本要求是安全、可靠、靈活、經濟性。4.2 變配電所常用電氣主接線1、單母線接線 單母線接線是比較簡單的接線方式，單母線接線又分為單母線不分段接線、用隔離開關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，如圖所示單母線接線的每一回進線和出線，都是經過斷路器和隔離開關接到母線上。 圖4.1 單母線接線 斷路器的作用是用于切、合正常負荷電流和切斷短路電流。所

31、以斷路器應具有足夠的滅弧能力。 隔離開關有兩種，靠近母線側的稱為母線隔離開關，作為檢修斷路器時隔離母線電源之用；靠近線路側的稱為線路隔離開關，作為斷路器檢修時，隔離供電線路電源防止用戶反向送電，以及架空線路遭受雷電過電壓時用以保證檢修人員安全。所以，僅在有可能出現危機人員安全的電壓時，才裝設線路隔離開關。 1）單母線不分段接線 單母線不分段接線的優點：接線簡單清晰，使用設備少，經濟性比較好。運行經驗表明，誤操作是造成系統故障的重要原因之一，主接線簡單，操作人員發生錯誤操作的可能性小，因而接線簡單也是評價主接線的條件之一。 單母線的缺點：可靠性和靈活性差。例如當母線或隔離開關發生故障或進行檢修時

32、，必須斷開所有回路的電源，造成對全部用戶供電中斷。但當某一出線發生故障或檢修出線斷路器時，可只中斷對該出線上用戶的供電，而不影響其他用戶，所以仍具有一定的可靠性。 適用范圍：可用于對供電連續性要求不高的三級負荷用戶，或有備用電源的二級負荷用戶。2）單母線分段接線 為了克服上述缺點，可用隔離開關或斷路器將單母線分段，如圖所示，當用隔離開關分段時，如需檢修母線或母線隔離開關，可將分段隔離開關斷開后分段進行。當母線發生故障時，經過短時倒閘操作將故障切除，非故障段仍可繼續運行，對1/2的用戶僅短時中斷供電。若用斷路器分段時，除仍具有可將分段檢修母線的優點外還可在母線或母線隔離開關發生故障時，同時自動斷

33、開母線分段斷路器和進線斷路器，以保證非故障部分連續供電。但是，上述兩種單母線分段接線存在共同缺點，即在母線檢修或發生故障時，仍有50%左右的用戶停電；出線斷路器檢修仍對該出線上的用戶停電。 為了進一步縮小停電范圍，單母線可采用多分段（如三分段）接線方式，對重要用戶可由兩端母線同時供電，以提高供電可靠性。 適用范圍：在有兩回進線電源的條件下，采用單母線分段接線較為優越。特別是備用電源自動重合閘裝置的采用，更能提高單母線用斷路器分段接線的供電可靠性。目前，單母線分段已廣泛用于10kV及以下的變配電所。2. 橋形接線 圖4.2橋形接線 對于具有兩回電源進線和兩臺變壓器的降壓變電所，可考慮采用橋形接線

34、。它是由單母線分段演變而成的一種更簡單、經濟并具有相當可靠性的接線方式。橋形接線的接線特點是：用一組橫向導線（包括斷路器、隔離開關）將兩回線路 和兩臺變壓器橫向連接起來。橫向導線謂之跨“橋”，并省掉線路側（或變壓器側）的斷路器。因而四個回路只需用三個斷路器，如圖所示 根據跨接“橋”連接位置和省掉斷路器的回路之不同，又分內橋接線和外橋接線。 1）內橋接線 此接線跨橋連接靠近變壓器側，省掉變壓器回路的斷路器，僅裝隔離開關，其優點是： 當檢修任一回電源進線或線路斷路器時，另一線路和兩臺變壓器仍可繼續供電，例如檢修圖中的1DL時，可將1DL斷開，然后拉開G1、G2即可安全檢修，而變壓器1B、可由L2繼

35、續供電；當任一回線路故障時，僅斷開該故障線路，而其他回路繼續正常工作，如L1發生短路故障，1DL由繼電保護動作跳閘，故障線路切除，L2、1B、2B仍繼續，不中斷供電。 但當任一臺變壓器檢修或發生故障時，則需先斷開一回線路，經倒閘操作后才能恢復供電，例如檢修1B，應先斷開1DL、3DL，之后拉開3G，再合入1DL、3DL，方能恢復對L1的正常工作. 根據上述特點，內橋接線適用于具有以下條件的變電所：供電線路較長，線路故障幾率多；負荷比較平穩，主變壓器不經常切換退出工作的；沒有穿越功率的終端降壓變電所。2） 外橋接線 外橋接線的優點是：對變壓器回路的操作非常方便，任一變壓器檢修或發生故障時還能保證

36、三個回路正常運行。但任一線路發生故障時，則只能維持兩個回路正常運行，另一回路將短時停電，經倒閘操作后才能恢復供電。外橋接線適用于以下條件的降壓變電所：供電線路短，線路故障率少；工廠負荷變化大，變壓器操作頻繁；有穿越功率流經中間變電所。采用外橋接線，工廠降壓變電所運行方式的變化不影響公共電力系統的功率潮流。4、 線路變壓器組單元接線 在工廠變電所中，當只有一回電源供電線路和一臺（兩臺）變壓器時，可采用線路變壓器組單元接線，如圖所示。這種接線根變壓器據高壓側情況的不同，可裝設不同的開關電器。當電源側繼電保護裝置能保護變壓器且靈敏度滿足要求時，變壓器高壓側可只裝設隔離開關；當變壓器高壓側短路容量不超

37、過高壓熔斷器短路容量，而又允許采用高壓熔斷器保護變壓器時，變壓器高壓側可裝設跌落式熔斷器或負荷開關熔斷器；一般情況下，在變壓器高壓側裝設隔離開關和斷路器。 線路變壓器組單元接線的優點是接線簡單、電氣設備少、配電裝置簡單、節約建設投資和占地面積小。其缺點是：當該單元中任一個設備發生故障或檢修時，全部設備停止工作。但由于變壓器故障幾率小，高壓架空線的防雷保護比較完善，所以仍具有一定的供電可靠性。 圖4.3 線路-變壓器組單元4.3 總降壓變電所主接線方式的選擇 對于電源進線電壓為35kV及以上的大中型工廠，通常是先經工廠總降壓變電所將為610kV的高壓配電電壓，然后經車間變電所，降為一般低壓用電設

38、備所需的電壓如220V/380V。1.只裝設一臺主變壓器的總降壓變電所 這種主接線的一次側無母線、二次側為單母線，其特點是簡單經濟，但供電可靠性不高，只適于三級負荷的工廠。 2.裝有兩臺主變壓器的總降壓變電所 1）一次側采用內橋式接線、二次側采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖如圖4.4所示。這種主接線，其一次側的高壓斷路器QF10跨接在兩路電源進線之間，猶如一架橋梁，而且處在線路斷路器QF11和QF12的內側，靠近變壓器，因此成為“內橋式”接線。這種主接線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷的工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發生故障時，則斷開QF11，投入QF10（

39、其兩側QS先合），即可由WL2恢復對變壓器T1的供電。這種內橋式接線多用于電源線路較長因而發生故障和停電檢修的機會較多、并且變壓器不需要經常切換的總降壓變電所。2)一次、二次側全部采用單母線分段的總降壓變電所的主接線圖如圖4.5所示。這種主接線兼有內橋和外橋兩種橋式接線線運行靈活性的優點，但采用的高壓開關設備較多。可供一、二級負荷，適于一、二次側進出線較多的總降壓變電所。圖4.4 一次側采用內橋式接線、二次側采用 圖4.5一次、二次側全部采用單母線分段的 單母線分段的總降壓變電所主接線圖 總降壓變電所的主接線圖 4.4 高壓配電系統主接線方式的選擇 工廠、企業的高壓配電網絡，是指廠區內有總變（

40、配）電所到車間變電所1kV及以上的高壓電力線路。通常，高壓配電網絡的電壓采用10kV。當經濟論證確有顯著優越性時，才采用6kV。配電線路結構有架空線和電纜線，應視廠區具體環境而定。 高壓配電網接線的基本原則如下。 供電可靠，電能質量好，滿足生產要求。一級負荷應有兩個獨立電源；二級負荷一般要有兩個電源，可以手動切換，在條件困難時，允許只有一個電源。接線簡單靈活，便于維護操作。經濟。投資少，年運行費用低。 應考慮到負荷增長，預留必要的發展余地和分期建設的余地。 當有兩回及以上電源進線時，若其中任一進線停電，其余進線應能承擔全部一級負荷及大部二級負荷用電，但一般不考慮當一電源進線發生故障或停電檢修時

41、，另一電源進線也同時發生故障的情況。5 短路電流計算5.1 短路類型及其發生的原因和危害 安全可靠供電是電力系統正常運行的首要任務。而正常運行的破壞絕大多數是由短路故障引起的。 電力系統根據中性點接地與否分為電力系統中性點不接地系統及中性點接地系統。電力系統正常運行時，相與相之間和在中性點接地系統中相與地之間都是通過負載連接的。所謂短路，是指相與相和相與地之間不通過負載而發生的直接連接故障。因此短路可分為三相短路、兩相短路、兩相接地短路（兩相短路后又與地相連）和單相接地短路（或簡稱單相短路）。 短路發生的主要原因是電力系統中電氣設備載流部分絕緣損壞。引起絕緣損壞的原因有操作過電壓、雷擊過電壓、

42、暴風雨、絕緣材料老化、設備維護不周以及由于機械力引起的損傷等。 電力系統發生短路故障時，系統的總阻抗減少，短路點及其附近各支路的電流較正常運行時增大；系統中各點的電壓降低，離短路點越近電壓降低越嚴重。三相短路時，短路點電壓可能降到零。因此可招致下列嚴重危害。1. 元件發熱 2. 短路電流引起很大的機械應力 3.破壞電氣設備的正常運行 4.破壞系統穩定5.干擾通信系統 5.2 短路電流計算目的及方法 工廠供電系統的設計和運行不僅要考慮正常運行狀態，還要考慮可能發生故障及非正常工作狀態。其中短路故障危害最大，短路的電流引起的電氣設備熱效應和力效應使設備損壞，電壓降落嚴重影響非故障元件的正常運行。但

43、是只要正確選擇電氣設備，滿足短路電流的動穩定、熱穩定要求，采取限制短路電流的措施就可以完全消除或減輕短路電流的危害。進行短路電流計算時要考慮供電系統的最大運行方式和最小運行方式。在最大運行式下，通過故障元件的短路電流值最大，作為選擇和校驗電氣設備的依據及繼電保護整定計算的依據；在最小運行方式下，通過保護安裝處的短路電流最小，可作為繼電保護校驗靈敏度的依據。1. 繪制計算電路，如圖所示 圖5.1計算電路圖2.確定短路計算基準值1）設=100MVA，即高壓側=37kV，中壓側=6.3kV，低壓側，則 2）架空線路 查資料第66頁表51得，而線路全長為8km，故 3）電力變壓器 查手冊可知型，故 對

44、于6KV出線線路的電阻，由于距離太短可以忽略不計。4） 變壓器分為兩種情況： 當短路點發生在變壓器S9-500/10(6)時，阻抗電壓為4%， ； 當短路點發生在變壓器S9-630/10(6)或S9-1000/10(6)或S9-1250/10(6)時，阻抗電壓為5% 或或3.當時， 1）計算K1點的短路電流總阻抗及三相短路電流的短路容量 總阻抗標幺值： 三相短路電流周期分量有效值： 其他短路電流： 三相短路容量： 2) 計算K2點的短路電流總阻抗及三相短路電流的短路容量 總阻抗標幺值 三相短路電流周期分量有效值： 其他短路電流： 三相短路容量：3）計算K3點的短路電流總阻抗及三相短路電流的短路容量 總阻抗標幺值 三相短路電流周期分量有效值： 其他短路電流：