某化工降压变电所电气设计毕业设计

目录第一章原始资料………..1第二章接入系统设计…………......…....2第三章车间供电系统设计…………….19第四章工厂总降压变的选择……….....30第五章所用变的选择…………….........33第六章主接线设计…….33第七章短路电流计算…………….....…39第八章电气设备选择……………….....46第九章继电保护装置……………….....54附图1工厂变电所设计计算电器主接线图........……56结束语………….…..........57参考书目………………...58第一章原始资料二、原始资料Ⅰ.工厂负荷数据：工厂多数车间为2班制，年最大负荷利用小时数4600小时。工厂负荷统计资料见表1(本表数据为设计方案分配表第九组数据）。设计需要考虑工厂5年发展规划负荷（工厂负荷年增长率按2%）。表1：某化纤厂负荷情况表某化纤厂负荷情况况表序号车间设备名称安装容量1纺练车间纺丝机200筒绞机30烘干机85脱水机12通风机180淋洗机6变频机840传送机402原液车间照明10403酸站照明2604锅炉房照明3205排毒车间照明1606其他车间照明240Ⅱ.供电电源请况：按与供电局协议，本人可由16公里处的城北变电所，变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入电缆做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的20%（重要负荷），平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。Ⅲ.电源的短路容量（城北变电所）：母线的出线断路器断流容量为；母线的出线断路器断流容量为。Ⅳ.电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每为15元/月，动力电费为0.3元/,照明电费为0.155元/。Ⅴ.气象资料：本厂地区最高温度为38度，最热月平均最高气温为30度。Ⅵ.地质水文资料：本厂地区海拔，底层以杀粘土为主，地下水位为。第二章接入系统设计一、负荷分级及供电要求Ⅰ.负荷分级电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。1.一级负荷a.中断供电将造成人身伤亡者。b.中断供电将造成重大政治影响者。c.中断供电将造成重大经济损失者。d.中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。(1).一级负荷中特别重要的负荷是指：中断供电将发生中毒，爆炸和火灾等情况的负荷；b.特别重要场所的不允许中断供电的负荷；c.如正常电源中断时，必须设有处理安全停产所必须的应急照明，通信系统，火灾报警系统，保证安全停产的自动控制装置等。d.民用建筑中大型金属中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统，大型国际比赛场的记分系统及监控系统等。2.二级负荷a.中断供电将造成较大政治经济损失的负荷。所谓较大损失指主要设备损坏，大量产品报废，连续生产过程被打乱需要较长时间才能恢复，重点企业大量减产等。b.中断供电将影响重要用电单位正常工作的负荷。如交通枢纽，通信枢纽用点单位中的重要电力负荷。c.中断供电造成大型影剧院，商场等较多人员集中的公共场所秩序混乱的负荷。如商业住宅建筑属于二级负荷。不属于一级，二级负荷的均属于三级负荷。对一些非连续生产的中小企业，停业仅影响产量或导致少量产品报废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属于三级负荷。3.三级负荷不属于一级，二级负荷的均属于三级负荷。对一些非连续生产的中小企业，停业仅影响产量或导致少量产品报废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属于三级负荷。Ⅱ.各级负荷对电源的要求1.一级负荷一级负荷应有两个回路（或两个回路以上）的独立电源供电。两路电源应来自不同电源点或同一变电站的不同变压器供电的不同母线段。当其中一个电源发生故障时，另一路电源不受影响，且能承担全部负载。负荷容量较大或有高雅用电设备应采用两路高压电源。如一级容量不大，可从电力系统或邻近单位取得第二低压电源。一级负荷中特别重要的负荷，除上述两路电源外，还必须增设应急电源。为确保对特别重要负荷的.供电，严禁将其他负荷介入应急供电系统。根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源：a.蓄电池静止型不间断供电装置，蓄电池及写出能带年级型不间断供电装置或柴油机电磁储能电机型不间断供电装置。适用于允许中断供电时间为毫秒级的负荷。b.带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路。适用于自动装置的动作时间能满足允许中断供电以上的供电系统。2.二级负荷a.二级负荷应有两个电源供电，供电变压器也应由两台（两台变压器不一定在同一变电所）。做到当发生贷能力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电或中断后能迅速恢复。b.在负荷较小或地区供电条件困难时，可有一路及以上专用架空线路供电；当采用电缆线路时，采用两根电缆组成的电缆段供电，每根电缆应能承受百分之百的二级负荷；为了解决线路和变配电设备的检修以及突然停电后，设备能安全停产的问题，可采用小容量的柴油发电站，其容量可有实际需要确定。3.三级负荷三级负荷对供电电源的要求。对松散级负荷供电无特殊要求。二、计算厂总降压变负荷Ⅰ.计算负荷概念供电系统要能够在正常条件下可靠运行，则其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。通过负荷的统计计算求出的，来选择供电系统中设备。Ⅱ.用电负荷所谓电负荷是指用电客户的用电设备在某一时刻实际取用的功率总和。从电力系统来讲，则是指为了满足用户用电所需具备的发电出力。用电负荷是一个不断变动的量，对一个地区而言，负荷变化的特性主要取决于用电行业结构、地域、季节变化、经济发展和生活水平。用电负荷在时间上的不均衡性使得某一时段用电较多，某一时段用电较少，这就形成了用电高峰负荷与低谷负荷。由于用户的用电性质不同，各类用户最大负荷出现的时间也不相同。当用电负荷增加时，电力系统的出力也随之增加；当用电负荷减少时，电力系统的出力也须相应减少。如果各类用户的用电最大负荷出现的时间过分集中，电力系统就得有足够的出力来满足用户需要，否则电力系统的出力和负荷就不能平衡，出现供小于求的状况造成拉闸限电。当用电高峰时段一过，电力供大于求，造成发电设备的压机运行或停机。电网的大峰谷差运行方式会带来危害，一方面浪费了大量的电力投资，增加了发、供电成本，另一方面发电机组的频繁启停或压负荷运行造成能源和电力资源的浪费，并对电网的安全稳定运行带来威胁。因此实施电力需求侧管理，合理调整负荷，优化用电方式，避峰、错峰用电，移峰填谷是一项成本低、收效快的有效措施。Ⅲ.计算负荷目的计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。Ⅳ.计算负荷定义所谓计算负荷，是指与实际用电负荷较接近的假想负荷，按计算负荷选择的电气设备既能满足生产和生活、工作需要又不会使设备选得过大造成浪费和运行不经济。它也是指一组用电负载实际运行时，在线路中形成的或负载自身消耗的最大平均功率。如果某一不变的假想负荷在线路中产生的最大热效应（使导线产生的平均最高温升）相等，则把这一不变的假想负荷叫做该组实际负载的计算负荷。所谓负荷计算，是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。负荷计算与计算负荷，是两个不同的概念，不可混淆。在现行的设计规范中，负荷计算的内容不仅包括确定计算负荷，还包括确定尖峰电流和确定一极、二级负荷的容量已及季节性负荷的容量。Ⅴ.计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等.常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数，然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。采用利用系数法求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，计算过程十分繁琐。而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑；单位产品耗电量法主要适用于某些工业。需要系数法，是把用电设备的总设备容量乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便方法。需要系数法主要用于工程初步设计及施工图设计阶段，对变电所母线、干线进行负荷计算。当用电设备台数较多，各种设备容量相差不悬殊时，其供电线路的负荷计算也采用需要技术法。需要技术时一个综合性系数，它是指用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组的设备功率之比。需要系数与用电设备组的运行规律、负荷率、运行效率、线路的供电效率等因数有关，工程上很难准确确定，只能靠测量确定。一般工业与民用建筑中的用电负荷主要有单位负荷（如照明负荷）以及三相负荷（如动力负荷），其供电系统一般分为照明支路及动力支路进行供电。照明支路主要供照明灯具、一般单相插座以及其他额定电压为的电气设备。器特点为用电负荷的额定电压均为单相求分布在A、B、C三相。这类负荷也叫做相负荷。动力支路主要供电梯、水泵、服务行业的厨房饮食设备、电热开水器、工业生产中的各种加工设备以及其他额定电压为的三相用电器等用电。器特点为用电负荷的额定电压均为且都是三相对称负荷在工业生产中还有一些额定电压为的单项负荷，接在两条相线之间，我们称之为间负荷，线间负荷可用照明支路供电，也可用动力支路供电。各种负荷的供电线路组成如图所示，如果从供电形式的角度来讲：负荷计算可以分为单相和三相用电设备的负荷计算两种形式。从供电系统中所在的位置角度来讲：负荷计算可分为一组用电设备、多组用电设备的负荷计算。但无论是那种形式，用需要系数法确定计算负荷都有如表2的通用公式：表2：公式表名称公式备注用电设备组的容量量—设备的额定容量－－设备组的同同时系数－设备组的负荷系系数－设备组的平均效效率－配电线路的平均均效率－对应用电设备组组的正切值 －用电设备组的平平均功率因数数－用电设备组的额额定电压以上参数由用电设设备组计算负负荷直接相加加来计算时取取。用电设备组有功计计算负荷需要系数无功计算负荷视在计算负荷计算电流有功负荷的同时系系数无功负荷的同时系系数总的有功计算负荷荷总的无功计算负荷荷总的视在计算负荷荷Ⅵ.负荷系数所谓负荷系数是指实际计算负荷容量与额定负荷容量的比值，应用负荷系数是为了更真实地统计实际的直流负荷，进而更确切地计算设备的容量。机械工业需要系数见表3。表3：机械工业需要系数表用电设备组名称一般工作制的小批批生产金属冷冷加工机床0.51.73大批生产金属冷加加工机床0.51.73小批生产金属热加加工机床大批生产金属热加加工机床0.270.651.17生产用通风机卫生用通风机0.80.75泵、空气压缩机0.80.75不联锁运行的提升升机，皮带运运输等连续运运输机械0.750.88带联锁的运输机械械0.650.750.88ε=25%的吊车及及电动葫芦0.51.73铸铁及铸钢车间起起重机0.51.73轧钢及锐锭车间起起重机0.51.73锅炉房、修理、金金工、装配车车间起重机0.51.73加热器、干燥箱0.8高频感应电炉0.651.17低频感应电炉0.80.352.67电阻炉0.650.80.75电炉变压器0.350.352.67自动弧焊变压器0.50.51.73点焊机、缝焊机0.61.33对焊机、铆钉加热热器0.350.71.02单头焊接变压器0.350.352.67多头焊接变压器0.40.51.73点焊机0.51.73 高频电阻炉0.71.02自动装料电阻炉0.980.2非自动装料电阻炉炉0.980.2三、设备容量的确定由于各用电设备的额定工作制不同，在确定计算负荷时，不可以将其额定功率直接相加，应将额定功率换算为统一的设备功率。Ⅰ.对于一般长期连续运行工作制和短时工作制的用电设备，包括一般电动机组和电热设备等，其铭牌上的额定功率（额定容量）就等于设备功率。式中——设备功率，；——用电设备铭牌上的额定功率，。Ⅱ.对于断续或反复短时工作的用电设备，如吊车用电动机，电焊用变压器等，它们的设备功率时将其铭牌上标称下某一分与合持续率时的额定功率统一换算到一个新规定负荷持续率下的额定功率。负荷持续率优势也称负载持续率或赞载率，是用电设备在一个工作周期内工作时间和工作周期的百分比值，用表示：式中——工作周期；——工作周期内的工作时间；——工作周期内的停歇时间。Ⅲ.对于电焊机及各类电焊装置的设备功率，是指将额定功率换算到负荷持续率为时的有功功率。当不等时，用下式换算：式中——换算到时的设备功率，；——换算前铭牌上的负荷持续率，应和、、相对应（计算中用小数值）；、、——分别为换算前与对应的铭牌上的额定有功功率、额定视在功率，额定功率因数；——其值为的负荷持续率（计算用）。Ⅳ.对于断续或短时工作制电动机的设备功率，是指将额定功率换算到负载持续率为时的有功功率。当不等于时，用如下公式换算：式中——换算到时的设备功率，；、——分别为对应换算前电动机铭牌标称的额定功率，；额定负荷持续率（计算时用小数值）；——换算到时的负荷持续率（计算时用小数值）。Ⅴ.整流器的设备功率是指额定的输入功率。Ⅵ.电热设备的设备功率是指电能的输入功率。Ⅶ.成组用电设备的设备功率，不包括备用设备的设备功率。Ⅷ.当消防用电的计算有功功率大于或在时可能同时切断的一般电力及照明负荷的计算有功功率时，应按未切断的一般电力、照明负荷加上消防负荷计算低压总负荷的设备功率。否则计算低压总负荷时，不应考虑消防负荷。Ⅸ.单台电动机设备功率指用电网供应的电功率。四、设备的功率因素建筑供电系统中的变配电设备及建筑物内的用电设备，如电力变压器、电抗器、电动机、日光灯、电焊机、高频炉等大部分都为电感性负载，其功率因数较低，工作时需要较大的无功功率，在线路中生产较大的无功电流，不利于供电系统的高效率运行，因此，在设计建筑供电系统时，要根据实际情况进行合理的无功补偿，提高供电系统的功率因数。按照我国供电部门的规定，高压供电的用户必须保证功率因数在以上，低压供电的用户必须在以上。为了使用户注意提高功率因数，供电部门还对大宗用电单位实行按户月平均功率因数调整电费的办法。调整功率因数标准一般为，大于时给以奖励，低于时便要增收电费甚至罚款，功率因数很低时供电部门要停止供电。Ⅰ.有关有关功率的名词解释输入功率=输入电流×(乘)输入电压;也就决定是我们要用的电量.

输出功率=输入功率-无用功部分;就是我们实际上的到的功率.输出功率是各类能源或能源转换设备（如动力、照明设备）向外输出的能量与时间的比值，即单位时间内能源或设备向外界提供的能量。其单位一般为瓦特、千瓦，在电力系统中也常用伏安、千伏安来表示。无功功率:电网中的感性负载（如电机，扼流圈，变压器，感应式加热器及电焊机等）都会产生不同程度的电滞，即所谓的电感。感性负载具有这样一种特性-----即使所加电压改变方向，感性负载的这种滞后仍能将电流的方向（如正向）保持一段时间。一旦存在了这种电流与电压之间的相位差，就会产生负功率，并被反馈到电网中。电流电压再次相位相同时，又需要相同大小的电能在感性负载中建立磁场，这种磁场反向电能就被称作无功功率。

无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外做功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。

无功功率过高：a.无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致系统容量下降；b.无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加；c.使线路的压降增大，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。

在交流电路中，由于有感性或容性储能设备，电压与电流有相位差，通俗讲就是电压与电流不在同一时间到达；

因此，表面看电压有多大、电流有多大，实际并没有做那么大的功，有电源与储能设备的能量转换:视在功率=有功功率+无功功率。

电力变压器就用视在功率表示容量，单位为伏安。

意思是不管有功功率与无功功率是多少，只能输出这么大的电压与电流。功率因数=有功功率/视在功率即功率因数是在之间，它表示负载电流做的有用功率的百分比。Ⅱ.提高功率因数的意义1.提高功率因数，可以降低线路上的损耗，提高输出功率。在建筑供电系统中，供电线路，其电阻不可忽略。2.提高功率因数，可以减少线路上电压降，提高末端电压，有利于用电提高供电可靠性。可减少对供配电设施的投资，增加供配电系统的功率储备，使用户获得直接的经济利益。在同样的有功功率下，功率因数提高，负荷电流就减少，而向符合传输功率所经过的变压器、开关、导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要，亦即可以增大原有设备的供电能力。对尚处于设计阶段的新建筑来说，提高功率因数则能降低配电设备的设备容量，从而减少投资费用。3.充分发挥电源设备潜力。Ⅲ.提高功率因数方法1.通过适当措施提高自然功率因数。据统计，在建筑供电系统的总无功功率中，电动机和变压器约占左右，其余则消耗在输电线路及其他感应设备中，因此，提高自然功率因数可以通过合理选择感应电动机的容量、使用中减少感应电动机的空载运行、条件许可时尽量使用同步电动机、以最佳负荷率选择变压器等方法达到目的。2.并联同步调相机。同步调相机是一种专用于补偿无功功率的同步电动机，通过调节同步调相机的励磁电流可补偿供电系统的无功功率，从而提高系统的功率因数。同步调相机输出无功功率为无极调节方式，调节的范围较大，并且在端电压下降以内时，无功输出基本不变，当端电压下降以上时，可强行励磁增加无功输出。但是，同步调相机补偿单位无功功率造价高。每输出的无功功率要损耗的有功功率，基建安装要求高、不易扩建、运行维护复杂，所以一般用于电力系统中的枢纽变电站及地区降压变电站。3.并联适当的静电电容器。我们知道，电感性负载并联适当的电容器可以提高功率因数，所以在建筑供电系统中，同样可以并联适当的静电电容器以提高系统的功率因数。并联电容安装简单、容易扩建、运行维护方便，补偿单位无功功率的造价低、有功损耗小（小于），因此广泛用于工厂企业及民用建筑供电系统中。无功补偿使用专用的电力电容器，其规格品种很多，按安装方式分为户内式和户外式，按相数分为单相和三相，按额定电压分为高压和低压电容器等等。a.电容器的选择电容器无功容量的计算b.电容器（柜）台数的确定需电容器台数：每相所需电容器台数：取其相等或稍大的偶数，因为变电所采用单母线分段式结线。c.电容器的补偿方式和联接方式1）电容器的补偿方式①单独就地补偿方式：接线、优缺点、适用对象。②分散补偿方式：接线、优缺点、适用对象。③集中补偿方式：接线、优缺点、适用对象：大中型煤矿主要补偿方式，如：平煤各矿2）电容器的联接方式①三角形接法：优缺点②星形接法：优缺点△或Y（双Y）优选△，因为容量为Y的1/3且电压低，放电1分钟，残压以下。以上的电容器应采用电压互感器放电。电容器放电回路中不得装设熔断器或开关，以免放电回路断开，危及人身安全。五、动力支路负荷计算在采用需要系数法进行动力支路负荷计算时，应将计算范围内的用电设备分组，分别进行各个组内的负荷计算并将计算结果相加得到总的计算负荷，然后根据用电设备的台数和容量的大小以及用电设备的性质乘以一个同时系数，得到计算结果。每个组内的负荷计算可以采用通用计算公式进行，动力支路的负荷计算采用下式进行：式中——支路上有功计算负荷，；——支路上无功计算负荷，；——支路上视在计算负荷，；、——分别为支路上有功同时系数，无功同时系数；——支路上计算电流；——支路的额定电压。在使用上述公式时时要注意：1.分组的原则：用电电设备的性质质相同、功率率因数相同、需需要系数相同同的分一组。2.有功、无功同时系系数的概念和和数值是不同同的，通常对对于同一组用用电设备组无无功同时系数数的值比有功功同时系数要要大。通常情情况下有功同同时系数的范范围、无功同同时系数范围围。六、各车间的负荷荷计算Ⅰ.各车间计算负荷和和无功补偿（需需要系数法）1.纺练车间单台机械负荷计算算a.纺丝机已知：，，。故：b.筒丝机已知：，，。故：c.烘干机已知：，，。故：d.脱水机已知：，，。故：e.通风机已知：，，。故：f.淋洗机已知：，，。故：g.变频机已知：，，。故：h.传送机已知：，，。故：纺练车间单台机械械负荷统计见见表4。表4：纺练车间负荷统统计列表序号车间设备名称安装容计算负荷1纺丝机2000.80.78160124.82筒绞机300.750.7522.518.883烘干机850.751.0263.7565.034脱水机120.60.810.88.45通风机1800.70.7512694.56淋洗机60.750.784.53.577变频机8400.80.7672470.48传送机400.80.73222.49小计13931091.55870.182.车间计算负荷统计计(计及同时系系数）取同时系数：，3.其余各车间负荷计计算a.原液车间已知：，，。故：b.酸站照明已知：，，。故：c.锅炉房照明已知：，，。故：d.排毒车间已知：，，。故：e.其他车间已知：，，。故：4.全厂计算负荷计算算各车间计算负荷统统计见表5。表5：各车间计算负荷荷统计列表序号车间设备名称安装容量1纺练车间1393982.4826.671283.942原液车间照明10407805469523酸站照明260169118.3206.34锅炉房照明3202401803005排毒车间照明16011267.2130.66其他车间照明240168126210计算全厂的计算负负荷时，总的的计算负荷要要小于每个用用电负荷加起起来的和，我我们在通常情情况下取的全全部用电负荷荷之和的。因为在一定的情况况下是不可能能发生所有的的用电设备同同时工作的情情况,，如果按照照全部用电设设备的用电负负荷之和来计计算全厂计算算负荷的话，势势必会造成,经济不运行行和浪费等,情况,也就是我们们常说的大马马拉小车。取全部用电负荷之之和的，这样样在一定程度度上就避免了了大马拉小车车情况的发生生,提高了运行行效率,符合了经济济生产、生活活的需要。因此，本次课程设设计中的全厂厂计算负荷就就为各个设备备计算负荷之之和的95%即：全厂计算负荷=((纺练车间计计算负荷+原液车间计计算负荷+酸站照明计计算负荷+锅炉房照明明计算负荷+排度车间计计算负荷+其他车间计计算负荷)考虑5年的发展，年增长长率按2%计算，全厂厂计算负荷七、城北变电压等等级的确定输电线路电压等级级的确定应符符合国家规定定的标准电压压等级，选择择电压等级时时，应根据输输送容量和输输电距离，以以及接入电网网的额定电压压的情况来确确定，输送容容量应该考虑虑变电所总负负荷和五年发发展规划。Ⅰ.电压等级的规定1.电压等级和最高一一级电压的选选择，应根据据现有实际情情况和远景发发展进行慎重重研究后确定定。应尽量简简化变压层次次，一般情况况下应少于4个变压层次次。老城市在在简化变压层层次时可以分分期分区进行行。2.标称电压应应符合国家电电压标准。送送电电压为((或)，高压配电电电压为、、，中压配电电电压为，低低压配电电压压为，选用电电压等级时，应应尽量避免重重复降压。现现有的非标准准电压应限制制发展，合理理利用，根据据设备使用寿寿命与发展需需要分期分批批进行改造。3.一个地区同同一电压相位位和相序应相相同。4.现有供电容容量严重不足足或老旧设备备需要全面进进行技术改造造时，可采取取升压措施。升升压改造是扩扩大供电能力力的有效措施施但应结合远远期规划注意意做好以下工工作：a.研究现在供电设施施全部或部分分进行升压改改造的技术经经济合理性；；b.升压改造中应对旧旧设备的利用用或更新以及及其它方面制制订有关的技技术要求，以以保证它们的的安全运行；；c.在升压过渡期间应应有妥善可靠靠的过渡方案案及其相应的的技术措施，尽尽量不削弱供供电可靠性。Ⅱ.电压等级的确定电网电压等级的确确定，是与供供电方式、供供电负荷、供供电距离等因因素有关的。有关资料提供了供供电电压与输输送容量的关关系：1.当负荷为时，供电电电压易选，输输送距离在公公里；2.当负荷为时，供电电电压易选，输输送距离在公公里；3.当负荷为时，供电电电压易选，输输送距离在公公里；4.当负荷为时，供电电电压易选，输输送距离在公公里；5.当负荷为时，供电电电压易选，输输送距离在公公里；6.当负荷为以上时，供供电电压易选选，输送距离离在公里以上上。但近年来，随着电电气设备的进进步及电力技技术的发展，输输送容量及距距离有了很大大进步。Ⅲ.本厂电压等级的确确定设计任务书提供了了三个电压等等级：在要考虑工厂5年发展规划划负荷（工厂厂负荷年增长长率按），五五年以后的最最大功率为并并且输送距离离为公里，因因此我选用负负荷为，供电电电压易选，输输送距离在公公里。八、城北变的线路路回数的确定定本厂多数车间为二二班制，年最最大负荷利用用小时为4600小时，并且且有的重要负负荷，考虑到到本厂有重要要负荷，为了了保证重要负负荷的供电可可靠性，本设设计采用二回回路进线，这这样当有一回回路发生故障障时，另一回回路可以继续续供电。另外外，在与本厂厂相距5公里处引入其其他工厂10KV电缆做备用用电源，但只只能满足本厂厂的重要负荷荷，平时不准准投入，只有有在本厂主要要电源故障或或检修时投入入。全厂负荷荷分布，根据据毕业设计任任务书的厂区区平面布置图图。九、确定接入系统统每回线路线线型、规格、截截面。Ⅰ．架空线路导线截面面的选择：选择原则：计算负负荷电流，先先按经济密度度选导线标称称截面，然后后按发热复核核。1．计算负荷电流：：选择经济截面：由由设计资料知知年最大负荷荷利用小时为为4600小时，根据据《电力工程程类专题课程程设计与毕业业设计指导教教程》P57查表5-4得经济电流流密度，按经经济电流密度度选择接入系系统每回导线线型号、规格格、截面的选选择：截面的选择：选择标准截面，即即选型钢芯绞绞线线2回路。2．复核电压降：正常运行时：N==2查《电力工工程类专题课课程设计与毕毕业设计指导导教程》附表表6-1，导线的电阻阻；线路电抗抗取。符合要求故障情况运行时：：考虑到一条条回路故障切切除，另一条条回路能保证证全部负荷供供电符合要求3．复核发热条件：：查《电力工程类专专题课程设计计与毕业设计计指导教程》附附表6-5得允许载流量量，按环境温温度30度，查P60表5-7得环境温度30度时的温度度校正系数因此满足发热条件件。结论：经上述计算算复核决定采采用二回路导导线接入系统统。Ⅱ.10工厂总降压压变电所主变变压器台数及及容量选择总降压变侧无功补补偿试取：合格为保证供电的可靠靠性，选用两两台主变压器器（每台可供供总负荷的）：：选择变压器型号，两两台。查表得出变压器的的各项参数：：空载损耗；负载损耗；阻抗电压；空载电流。Ⅲ.供电线路截面选择择为保证供电的可靠靠性，选用两两回供电线路路。用简化公式求变压压器损耗：每回供电线路的计计算负荷：线路路的功率损耗耗：线路首端功率：线路电压降计算：：合格第三章车间供供电系统设计计一、变电所所址的的选择变电所所址的选择择是否合理,直接影响供供配电系统的的造价和运行行。工厂变配配电所所址的的选择,应考虑以下下原则:1.尽量靠近负荷中心心,以便减少电电压损耗、电电能损耗和有有色金属消耗耗量。2.节约用电,不占或或少占耕地及及经济效益高高的土地。3.与城乡或工矿企业业规划相协调调,便于架空线线路和电缆线线路的引入和和引出。4.交通运输方便。5.尽量避开污染源或或选择在污染染源的上风侧侧。6.应考虑变电所与周周围环境、邻邻近设施的相相互影响。7.尽量不设在低洼积积水场所及其其下方。8.应远离易燃易爆等等危险场所。二、车间变电所位位置的确定根据地理位置及各各车间计算负负荷大小，决决定设立3个车间变电电所，各自供供电范围如下下：变电所Ⅰ：纺炼车车间、锅炉房房。变电所Ⅱ：原液车车间。变电所Ⅲ：排毒车车间、其他车车间、酸站。全厂供电平面图见见下图1三、变电所变压器器台数的确定定Ⅰ.确定原则1.对于大城市郊郊区的一次变变电所在中低低压侧已构成成环网的情况况下，变电所所以装设两台台变压器为宜宜。2.对地区性孤立立的一次变电电所或大型工工业专用变电电所在设计时时应考虑装设设三台变压器器。3.对于规划只装装设两台变压压器的变电所所，其变压器器基础宜按大大于变压器容容量的1—2级设计，以以便负荷发展展时，更换变变压器的容量量。Ⅱ.选择变压器台数时时,应考虑以下下因素:1.应满足用电负荷对对供电的可靠靠性的要求，对对供有大量一一、二级负荷荷的变电所，宜宜采用两台变变压器，以便便当一台变压压器发生故障障或检修时，另另一台能对一一、二级负荷荷继续供电。2.对于一级负荷的场场所，邻近又又无备用电源源联络线可接接,或季节性负负荷变化较大大时,宜采用两台台变压器。3.是否装设变压器，应应视其负荷的的大小和邻近近变电所的距距离而定。当当负荷超过320KVVA时，任何距距离都应装设设变压器。Ⅲ.变压器绝缘结构的的选择根据绝缘结构方式式不同，一般般有矿物油变变压器、硅油油变压器、六六氟化硫变压压器、干式变变压器及环氧氧树脂浇变压压器等。多层或高层主体建建筑内变电所所，一般选用用不燃或难燃燃型变压器.在多尘或有有腐蚀性气体体严重影响安安全运行的场场所内，应选选用防尘型或或防腐型变压压器。Ⅳ.变电所选择一台或或两台变压器器各有其优点点和缺点：1.选用两台变变压器的变电电所，当一台台变压器发生生故障或检修修时，另一台台能对一、二二级负荷继续续供电。当负负荷大时候，两两台变压器又又可以配合运运用。但是两两台变压器的的投资比较大大，一般小的的变电所甚至至承担不起这这样的消耗,运行损耗也也比较大，它它工作时候两两个铁心同时时运行,这样势必增增大了运行成成本。2.选用一台变压器的的变电所，当当变压器发生生故障或检修修时，那么将将会出现全厂厂停电的严重重情况，如果果一级负荷遇遇到了停电情情况,那么损失将将会是无法估估算的，因此此一台变压器器的供殿可靠靠性比较差，但但是一台变压压器的投资小小、运行损耗耗小，因为太太工作时只要要一个铁心在在工作，这样样势必减少了了运行成本。3.综上所述，选用两两台变压器虽虽然它有一些些缺点，但是是它的优点早早已经把这些些缺点给掩盖盖，优点远远远大于它的缺缺点，而选用用一台变压器器虽然它有一一些优点,但是它的弊弊端太明显也也很严重。变电缩通常为了生生产、生活、用用电等的需要要，都会选用用两台变压器器，因为它的的优点太明显显了，而且非非常的多。本次毕业设计是设设计对某化纤纤厂进行供电电，因此，应应该用两台变变压器供电，这这样就很难造造成一些不必必要的损失了了。四、变压器容量的的确定Ⅰ.变压器容量选择时时应遵循的原原则1.只装有一台变压器器的变电所，变变压器的额定定容量应满足足全部用电设设备计算负荷荷的需要。2.装有两台变压器的的变电所，每每台变压器的的额定容量应应同时满足以以下两个条件件：a.任一台变压器单独独运行时，应应满足全部一一、二级负荷荷的需要；b.任一台变压器单独独运行时，宜宜满足全部用用电容量设备备的需要。3.变压器正常运行时时的负荷率应应控制在额定定容量的为宜宜，以提高运运行率。Ⅱ.各车间变压器台数数及容量选择择1.变压所I变压器器及容量选择择a.变压所I的供电负负荷统计。取取同时系数：：，b.变压所I得的无功功补偿（提高高功率因数到到0.9以上）。无功补偿试取：补偿以后：c.变电所I的变压器器选择。为保保证供电的可可靠性，选用用两台变压器器（每台可供供电车间总负负荷的）：查《课程设计一毕毕业设计指导导教程》附表表3-2：选择变压压器型号系列列，额定容量量为，两台。查表得出变压器的的各项参数：：空载损耗；负载损耗；阻抗电压；空载电流。d.计算每台变压器的的功率损耗。也可用简化经验公公式：2.变压所Ⅱ变压器台台数及容量选选择a.变压所Ⅱ的供电负负荷统计。b.变压所Ⅱ的无功补补偿（提高功功率因数到0.9以上）。无功补偿试取：补偿以后：c.变电所Ⅱ的变压器器选择。为保保证供电的可可靠性，选用用两台变压器器（每台可供供电车间总负负荷的）：查《课程设计一毕毕业设计指导导教程》附表表3-2：选择变压压器型号系列列，额定容量量为，两台。查表得出变压器的的各项参数：：空载损耗；负载损耗；阻抗电压；空载电流。d.计算每台变压器的的功率损耗。也可用简化经验公公式：3.变压所Ⅲ变压器台台数及容量选选择a.变压所Ⅲ的供电负负荷统计。b.变压所I的供电负负荷统计。取取同时系数：：，c.变压所Ⅲ的无功补补偿（提高功功率因数到0.9以上）。无功补偿试取：补偿以后：变电所Ⅱ的变压器器选择。为保保证供电的可可靠性，选用用两台变压器器（每台可供供电车间总负负荷的）：查《课程设计一毕毕业设计指导导教程》附表表3-2：选择变压压器型号系列列，额定容量量为，两台。查表得出变压器的的各项参数：：空载损耗；负载损耗；阻抗电压；空载电流。d.计算每台变压器的的功率损耗。也可用简化经验公公式：Ⅲ.厂内线路截面选择择1.供电给变电所Ⅰ的的线路为保证供电的可靠靠性选用双回回供电线路，每每回供电线路路计算负荷：：计及变压器的损耗耗：由于任务书中给出出的最大负荷荷利用小时数数为小时，查查表可得：架架空线的经济济电流密度。所以可得经济截面面：可选用导线型号，其其允许载流量量为。相应参数为，。在按发热条件检验验：已知，温度修正系系数为：由上式可知，所选选导线符合长长期发热条件件。由于变电所Ⅰ紧邻邻主变压器，线线路很短，其其功率损耗可可忽略不计。线路首端功率：2.供电给变电所Ⅱ的的线路为保证供电的可靠靠性选用双回回供电线路，每每回供电线路路计算负荷：：计及变压器的损耗耗：根据地理位置图及及比例尺，得得到此线路长长度为。线路很短功率损耗耗线路首端功率：a．先按经济电流密密度选择导线线经济截面：：由于任务书中给出出的最大负荷荷利用小时数数为小时，查查表可得：架架空线的经济济电流密度。所以可得经济截面面：选择标准截面，即即选导线型号号为。b．复核电压降正常运行时：N==2查《电力工工程类专题课课程设计与毕毕业设计指导导教程》附表表6-1，导线的电阻；线路电抗抗取，根据负荷荷另供电距离离为0.32公里，则符合要求故障情况运行时：：考虑到一条条回路故障切切除，另一条条回路能保证证全部负荷供供电符合要求c.复核发热条条件查《电力工程类专专题课程设计计与毕业设计计指导教程》附附表6-5得允许载流量量，按环境温温度30度，查《送电电线路》P233表6-5得环境温度30度时的温度度校正系数因此满足发热条件件。结论：经上述计算算复核变电所所Ⅰ决定采用电压压等级二回路路导线接入。3.供电给变电所Ⅲ的的线路为保证供电的可靠靠性选用双回回供电线路，每每回供电线路路计算负荷：：计及变压器的功率率损耗：线路很短功率损耗耗线路首端功率：线路电压降计算（仅仅计算最长厂厂内线路电压压降）：合格（其余线路更更合格了）a.按经济电流密度选选择导线经济济截面：由于任务书中给出出的最大负荷荷利用小时数数为小时，查查表可得：架架空线的经济济电流密度。所以可得经济截面面：选择标准截面符合合条件，但根根据最小导线线截面积的规规定，应选导导线型号为。b.复核电压压降正常运行时：N==2查《电力工工程类专题课课程设计与毕毕业设计指导导教程》附表表6-1，导线的电阻阻；线路电抗抗取，根据负荷荷另供电距离离为0.64公里，则符合要求故障情况运行时：：考虑到一条条回路故障切切除，另一条条回路能保证证全部负荷供供电符合要求c.复核核发热条件查《电力力工程类专题题课程设计与与毕业设计指指导教程》附附表6-5得允许载流量量，按环境温温度30度，查《送电电线路》P233表6-5得环境温度30度时的温度度校正系数因此满足发热条件件。结论：经上述计算算复核变电所所Ⅰ决定采用电压压等级二回路路LGJ-335导线接入。4.联络线（与其其相邻其他工工厂）的选择择已知全厂总负荷：：，。联络线容量满足全全厂总负荷：：因运用时间很少，可可按长期发热热条件选择和和校验。选导线，其允许载载流量为：。相应参数为，。已已知线路长度度：。线路电压降计算：：合格第四章工厂总总降压变的主主变选择在发电厂和变电站站中，用来向向电力系统或或用户输送功功率的变压器器，称为主变变压器；用于于两种电压等等级之间交换换功率的变压压器，称为联联络变压器；；只供本所（厂厂）用的变压压器，称为站站（所）用变变压器或自用用变压器。本本章是对变电电站主变压器器的选择。一、主变压器台数数的选择对大城市郊区的一一次变电所，在在中、低压侧侧已构成环网网的情况下，变变电所以装设设两台主变压压器为宜。2.对地区性孤立的一一次变电所或或大型工业专专用变电所，在在设计时应考考虑装设三台台主变压器的的可能性。3.对于规划只装设两两台主变压器器的变电所，以以便负荷发展展时，更换变变压器的容量量。二、主变压器容量量的选择1.主变压器容量一般般按变电所建建成后年的规规划负荷选择择，适当考虑虑到远期年的负荷荷发展。对于于城郊变电所所，主变压器器容量应与城城市规划相结结合。2.根据变电所所带负负荷的性质和和电网结构来来确定主变压压器的容量。对对于有重要负负荷的变电所所，应考虑当当一台主变压压器停运时，其其余变压器容容量在计其过过负荷能力后后的允许时间间内，应保证证用户的一级级和二级负荷荷；对一般性性变电所，当当一台变压器器停运时，其其余变压器容容量应能保证证全部负荷的的。3.同级电压的单台降降压变压器容容量的级别不不宜太多。应应从全网出发发，推行系列列化、标准化化。三、主变压器型式式的选择选择主变压器，需需考虑如下原原则：1.当不受运输条件限限制时，在及及以下的发电电厂和变电站站，均应选用用三相变压器器。2.当发电厂与系统连连接的电压为为时，已经技技术经济比较较后，确定选选用三相变压压器、两台容容量三相变压压器或单相变变压器组。对对于单机容量量为、并直接接升到的，宜宜选用三相变变压器。3.对于变电所，除需需考虑运输条条件外，尚应应根据所供负负荷和系统情情况，分析一一台（或一组组）变压器故故障或停电检检修时对系统统的影响。尤尤其在建所初初期，若主变变压器为一组组时，当一台台单相变压器器故障，会使使整组变压器器退出，造成成全网停电；；如用总容量量相同的多台台三相变压器器，则不会造造成所停电。为为此要经过经经济论证，来来确定选用单单相变压器还还是三相变压压器。在发电厂或变电站站还要根据可可靠性、灵活活性、经济性性等，确定是是否需要备用用相。四、绕组数量和连连接形式的选选择具有三种电压等级级的变电所，如如各侧的功率率均达到主变变压器额定容容量的以上，或或低压侧虽无无负荷，但需需要装设无功功补偿设备时时，主变压器器一般选用三三绕组变压器器。变压器绕组的连接接方式必须和和系统电压相相位一致，否否则不能并列列运行。电力力系统采用的的绕组连接方方式只要有丫丫和△，高、中、低低三侧绕组如如何结合要根根据具体工作作来确定。我我国及以上电电压，变压器器绕组多采用用丫连接；亦亦采用丫连接接，其中性点点多通过消弧弧线圈接地。以下电压，变压器绕组多采用△连接。由于采用丫连接方式，与220、110系统的线电压相位角为0，这样当变压变比为，高、中压为自耦连接时，否则就不能与现有系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星接线的变压器，全国投运这类变压器约台。五、供电方案论证证由于本地区能提供供、和三个电压等等级，由于城城北变电所提提供电压，经经变压器变成成或对工厂进行行供电，所以以需要或中的一种电电压，所以将将两种电压的的优缺点扼要要分析如下：：Ⅰ.与供电特点方案一：采用电压压供电的特点点:1.供电电压较高，线线路的功率损损耗及电能损损耗小，年运运行费用低；；2.电压损失小，调压压问题容易解解决；3.对的要求较低，可以以减少提高功功率因数补偿偿设备的投资资；4.需建设总降压变电电所，工厂供供电设备便于于集中控制管管理，易于实实现自动化，但但要多占一定定的土地面积积；5.根据运行统计数据据，架空线路路的故障比架架空线路的故故障低一半，因因而供电的可可靠性高；6.有利于工厂的进一一步扩展方案二：采用电压压供电的特点点:1.不需要投资建设工工厂总降压变变电所，并少少占土地面积积；2.工厂内不装设主变变压器，可简简化接线，便便于运行操作作；3.减轻维护工作量，减减少管理人员员；4.供电电压较低，会会增加线路的的功率损耗和和电能损耗，线线路的电压损损失也会增大大；5.要求的值高，要增增加补偿设备备的投资；6.线路的故障比的高高，即供电可可靠性不如。由上述分析可知，方方案一优于方方案二。因此此，选用方案案一，即采用用电压供电，建建设厂内总降降压变电所是是合理的。第五章所用变变选择一、选择原则：所用电负荷按变电电所容量计，设设置2台所用变相相互备用。二、所用变负荷::三、所用变容量计计算：根据选择要求，所所用变型号为为一台双绕组组变压器见表表6，一台所用用变分别接在在Ⅰ段、Ⅱ段母线上，当当一台主变有有故障时，所所用变由另一一台供电。表6：所所用变压器的的选择型号额定容量额定电压损耗阻抗电压(%)空载电流(%)高压低压空载短路50100.40.170.8742.6第六章主接线线设计电力系统是由发电电厂、变电站站、线路和用用户组成。变变电站是联系系发电厂和用用户的中间环节，起着变变换和分配电电能的作用。为为满足生产需需要，变电站站中安装有各各种电气设备备，并依照相相应的技术要要求连接起来来。把变压器器、断路器等等按预期生产产流程连成的的电路，称为为电气主接线线。电气主接接线是由高压压电器通过连连接线，按其其功能要求组组成接受和分分配电能的电电路，成为传传输强电流、高高电压的网络络，故又称为为一次接线或或电气主系统统。用规定的的设备文字和和图形符号并并按工作顺序序排列，详细细地表示电气气设备或成套套装置的全部部基本组成和和连接关系的的单线接线图图，称为主接接线电路图。一、主接线的设计原则则和要求主接线代表了变电电站电气部分分主体结构，是是电力系统接接线的主要组组成部分，是是变电站电气气设计的首要要部分。它表表明了变压器器、线路和断断路器等电气气设备的数量量和连接方式式及可能的运运行方式，从从而完成变电电、输配电的的任务。它的的设计，直接接关系着全所所电气设备的的选择、配电电装置的布置置、继电保护护和自动装置置的确定，关关系着电力系系统的安全、稳稳定、灵活和和经济运行。由由于电能生产产的特点是发发电、变电、输输电和用电是是在同一时刻刻完成的，所所以主接线设设计的好坏，也也影响到工农农业生产和人人民生活。因因此，主接线线的设计是一一个综合性的的问题。必须须在满足国家家有关技术经经济政策的前前提下，正确确处理好各方方面的关系，全全面分析有关关影响因素，力力争使其技术术先进、经济济合理、安全全可靠。Ⅰ.电气主接线的设计计原则电气主接线的基本本原则是以设设计任务书为为依据，以国国家经济建设设的方针、政政策、技术规规定、标准为为准绳，结合合工程实际情情况，在保证证供电可靠、调调度灵活、满满足各项技术术要求的前提提下，兼顾运运行、维护方方便，尽可能能地节省投资资，就近取材材，力争设备备元件和设计计的先进性与与可靠性，坚坚持可靠、先先进、适用、经经济、美观的的原则。1.接线方式：对于变变电站的电气气接线，当能能满足运行要要求时，其高高压侧应尽可可能采用断路路器较少或不不用断路器的的接线，如线线路—变压器组或或桥形接线等等。若能满足足继电保护要要求时，也可可采用线路分分支接线。在在配电装置中中，当出线为为2回时，一般般采用桥形接接线；当出线线不超过4回时，一般般采用分段单单母线接线。在在枢纽变电站站中，当出线在4回及以上时时，一般采用用双母接线。在在大容量变电电站中，为了了限制出线上的短短路电流，一一般可采用下下列措施：a.变压器分列运行；；b.在变压器回路中装装置分裂电抗抗器或电抗器器；c.采用低压侧为分裂裂绕组的变压压器。d.出线上装设电抗器器。2.主变压器选择a.主变压器台数：为为保证供电可可靠性，变电电站一般装设设两台主变压压器。当只有有个电源或变变电站可由低低压侧电网取取得备用电源源给重要负荷荷供电时，可可装设一台。对对于大型枢纽纽变电站，根根据工程具体体情况，当技技术经济比较较合理时，可可装设两台以以上主变压器器。b.主变压器容量：主主变压器容量量应根据年的发展规规划进行选择择，并应考虑虑变压器正常常运行和事故故时的过负荷荷能力。对装装设两台变压压器的变电站站，每台变压压器额定容量量一般按下式式选择为变电站最大负荷荷。这样，当当一台变压器器停用时，可可保证对60%负荷的供电电，考虑变压压器的事故过过负荷能力40%，则可保证证对84%负荷的供电电。由于一般般电网变电站站大约有的非非重要负荷，因因此，采用，对对变电站保证证重要负荷来来说多数是可可行的。对于于一、二级负负荷比重大的的变电站，应应能在一台停停用时，仍能能保证对一、二二级负荷的供供电。d.主变压器的型式：：一般情况下下采用三相式式变压器。具具有三种电压压的变电站，如如通过主变压压器各侧绕组组的功率均达达到以上时，可可采用三绕组组变压器。其其中，当主网网电压为，而而中压网络为为时，由于中中性点具有不不同的接地形形式，应采用用普通的三绕绕组变压器；；当主网电压压为及以上，中中压为及以上时，多多采用自耦变变压器，以得得到较大的经经济效益。e.断路器的设置根据电气接线方式式，每回线路路均应设有相相应数量的断断路器，用以以完成切、合合电路任务。f.为正确选择接线和和设备，必须须进行逐年各各级电压最大大最小有功和和无功电力负负荷的平衡。当当缺乏足够的的资料时，可可采用下列数数据：①最小负荷为最大负负荷的，如主主要是农业负负荷时则宜取取；②负荷同时率取，当当馈线在三回回以下且其中中有特大负荷荷时，可取0.95～1；③功率因数一般取00.8；④线损平均取5%。Ⅱ.设计主接线的基本本要求在设计电气主接线线时，应使其其满足供电可可靠，运行灵灵活和经济等等项基本要求求。1.可靠性：供电可靠靠是电力生产产和分配的首首要要求，电电气主接线也也必须满足这这个要求。在在研究主接线线时，应全面面地看待以下下几个问题：：a.可靠性的客观衡量量标准是运行行实践，估价价一个主接线线的可靠性时时，应充分考考虑长期积累累的运行经验验。我国现行行设计技术规规程中的各项项规定，就是是对运行实践践经验的总结结。设计时应应予遵循。b.主接线的可靠性，是是由其各组成成元件（包括括一次设备和和二次设备）的的可靠性的综综合。因此主主接线设计，要要同时考虑一一次设备和二二次设备的故故障率及其对对供电的影响响。c.可靠性并不是绝对对的，同样的的主接线对某某所是可靠的的，而对另一一些所则可能能还不够可靠靠。因此，评评价可靠性时时，不能脱离离变电站在系系统中的地位位和作用。2.通常定性分析和衡衡量主接线可可靠性时，均均从以下几方方面考虑：a.断路器检修时，能能否不影响供供电。b.线路、断路器或母母线故障时，以以及母线检修修时，停运出出线回路数的的多少和停电电时间的长短短，以及能否否保证对重要要用户的供电电。3.变电站全部停运的的可能性。a.灵活性：主接线的的灵活性要求求有以下几方方面。①调度灵活，操作简简便：应能灵灵活的投入（或或切除）某些些变压器或线线路，调配电电源和负荷，能能满足系统在在事故、检修修及特殊运行行方式下的调调度要求。②检修安全：应能方方便的停运断断路器、母线线及其继电保保护设备，进进行安全检修修而不影响电电力网的正常常运行及对用用户的供电。③扩建方便：应能容容易的从初期期过渡到最终终接线，使在在扩建过渡时时，在不影响响连续供电或或停电时间最最短的情况下下，投入新装装变压器或线线路而不互相相干扰，且一一次和二次设设备等所需的的改造最少。b.经济性：在满足技技术要求的前前提下，做到到经济合理。①投资省：主接线应应简单清晰，以以节约断路器器、隔离开关关等一次设备备投资；要使使控制、保护护方式不过于于复杂，以利利于运行并节节约二次设备备和电缆投资资；要适当限限制短路电流流，以选择价价格合理的电电器设备；在在终端或分支支变电站中，应应推广采用直直降式（）变变压器，以质质量可靠的简简易电器代替替高压断路器器。②占地面积小：电气气主接线设计计要为配电装装置的布置创创造条件，以以便节约用地地和节省构架架、导线、绝绝缘子及安装装费用。在运运输条件许可可的地方，都都应采用三相相变压器。③电能损耗少：在变变电站中，正正常运行时，电电能损耗主要要来自变压器器。应经济合合理的选择主主变压器的型型式、容量和和台数，尽量量避免两次变变压而增加电电能损耗。二、主接线的设计计步骤Ⅰ.电气主接线的具体体设计步骤如如下：1.分析原始资料a.本工程情况变电电站类型，设设计规划容量量（近期，远远景），主变变台数及容量量等。b.电力系统情况电电力系统近期期及远景发展展规划（年），变变电站在电力力系统中的位位置和作用，本本期工程和远远景与电力系系统连接方式式以及各级电电压中性点接接地方式等。c.负荷情况负荷的的性质及其地地理位置、输输电电压等级级、出线回路路数及输送容容量等。d.环境条件当地的的气温、湿度度、覆冰、污污秽、风向、水水文、地质、海海拔高度等因因素，对主接接线中电器的的选择和配电电装置的实施施均有影响。e.设备制造情况为为使所设计的的主接线具有有可行性，必必须对各主要要电器的性能能、制造能力力和供货情况况、价格等资资料汇集并分分析比较，保保证设计的先先进性、经济济性和可行性性。2.拟定主接线方案根据设计任务书的的要求，在原原始资料分析析的基础上，可可拟定出若干干个主接线方方案。因为对对出线回路数数、电压等级级、变压器台台数、容量以以及母线结构构等考虑不同同，会出现多多种接线方案案。应依据对对主接线的基基本要求，结结合最新技术术，确定最优优的技术合理理、经济可行行的主接线方方案。3.短路电流计算对拟定的主接线，为为了选择合理理的电器，需需进行短路电电流计算。4.主要电器选择包括高压断路器、隔隔离开关、母母线等电器的的选择。5.绘制电气主接线图图将最终确定的主接接线，按工程程要求，绘制制工程图。三、基本接线型式式Ⅰ.单母线接线a.优点：接线简单清清晰、设备少少、操作方便便、便于扩建建和采用成套套配电装置。b.缺点：不够灵活可可靠，任一元元件（母线及及隔离开关等等）故障或检检修，均需使使整个配电装装置停电。单单母线可用隔隔离开关分段段。但当一段段母线故障时时，全部回路路仍需短时停停电，在用隔隔离开关将故故障的母线段段分开后，方方能恢复非故故障段的供电电。c.适用范围：配电装装置出线回路路数不超过55回；配电装置置出线回路数数不超过3回；配电装置置的出线回路路数不超过两两回。Ⅱ.单母线分段接线a.优点：用断路器把把母线分段后后，对重要用用户可以从不不同段引出两两个回路，有有两个电源供供电；当一段段母线发生故故障，分段短短路器自动将将故障段切除除，保证正常常段母线不间间断供电和不不使重要用户户停电。b.缺点：当一段母线线或母线隔离离开关故障或或检修时，该该段母线的回回路都要在检检修期间停电电；当出线为为双回路时，常常使架空线路路出现交叉跨跨越；扩建时时需两个方向向均衡扩建。c.适用范围：配电装装置出线回路路数为6回及以上上时；配电装装置出线回路路数为回时；；V配电装置的的出线回路数数为回时。Ⅲ.双母线接线：双母母线的两组母母线同时工作作，并通过母母线联络断路路器并联运行行，电源与负负荷平均分配配在两组母线线上。由于母母线继电保护护的要求一般般某一回路固固定与某一组组母线连接，以以固定的方式式运行。a.优点：①供电可靠。通过两两组母线隔离离开关的倒换换操作，可以以轮流检修一一组母线而不不致使供电中中断；一组母母线故障后，能能迅速恢复供供电，检修任任一回路的母母线隔离开关关，只停该回回路。②调度灵活。各个电电源和各回路路负荷可以任任意分配到某某一组母线上上，能灵活地地适应系统中中各种运行方方式调度和潮潮流变化的需需要。③扩建方便。向左右右任何一个方方向扩建，均均不影响两组组母线的电源和负荷荷均匀分配，不不会引起原有有回路的停电电。④便于试验。当个别别回路需要单单独进行实验验时，可将该该回路分开，单单独接至一组组母线上。b.缺点：①增加一组母线和使使每回路就需需要增加一组组母线隔离开开关。②当母线故障或检修修时，隔离开开关作为倒换换操作电器，容容易误操作。为为了避免隔离离开关误操作作，须在隔离离开关和断路路器之间装设设连锁装置。③适用范围。当出线线回路数或母母线上电源较较多，输送和和穿越功率较较大，母线故故障后要求迅迅速恢复供电电，母线和母母线设备检修修时不允许影影响对用户的的供电，系统统运行调度对对接线的灵活活性有一定要要求时采用。配电装置，当短路电流较大，出线需要带电带电抗器时；配电装置，当出线回路数超过8回时，或连接的电源较多，负荷较大时；配电装置，出线回路数为5回及级以上时。Ⅳ.双母线分段接线：：当进出线回路数甚多多时，双母线线需要分段。a.分段原则：①当进出线回路数为为回时，在一一组母线上用用断路器分段段；②当进出线回路数为为15回及以以上时，两组组母线均用断断路器分段；；③在双母线分段接线线中，均装设设两台母联兼兼旁路断路器器；④为了限制母线短路路电流或系统统解裂运行的的要求，可根根据需要将母母线分段；变变压器-线路单元接接线：b.优点：接线最简单单，设备最少少，不需要高高压配电装置置。c.缺点：线路故障或或检修时，变变压器停运；；变压器故障障或检修时线线路停运3适用范围：：只有一台变变压器和一回回线路时；当当发电厂内不不设高压配电电装置，直接接将电能输送送至枢纽变电电所时。Ⅴ.桥形接线：两回变压器-线路路单元接线相相连，接成桥桥形接线。分分为内桥和外外桥两种接线线，是长期开开环运行的四四角形接线a.内桥形接线①优点：高压断路器器数量少，四四个回路只需需三台断路器器；②缺点：变压器的切切除和投入较较复杂，需动动作两台断路路器，影响一一回线路的暂暂时停运；桥桥联断路器检检修时，两个个回路须解裂裂运行；出线线断路器检修修时，线路需需长时期停运运，为避免此此缺点，可加加装正常断开开运行的跨条条，为了轮流流停电检修任任何一组隔离离开关，在跨跨条上需加装装两组隔离开开关，桥联断断路器检修时时，也可利用用此跨条；③适用范围：适用于于较小容量的的发电厂、变变电所，并且且变压器不经经常切换或线线路较长，故故障率较高的的情况。b.外桥形接线①优点：同内桥形接接线；②缺点:线路的切除除和投入较复复杂，需动作作两台断路器器，并有一台台变压器暂时时停运；桥联联断路器检修修时，两个回回路须解裂运运行；变压器器侧断路器检检修时，变压压器需较长时时间停运。为为避免此缺点点，可加装正正常断开运行行的跨条。桥桥联断路器检检修时，也可可利用此跨条条；3﹑适用范围：：适用于较小小容量的发电电厂或变电所所，并且变压压器的切换较较为繁或线路路较短，故障障率较少的情情况。此外，线线路有穿越功功率时，也宜宜采用外桥形形接线；c.角形接线：多角形接线的各断断路器互相连连接而成闭合合的环形，是是单环形接线线。为减少因断路器检检修而开环运运行的时间，保保证角形接线线运行的可靠靠性，以采用用角形为宜。并并且变压器与与出线回路一一对角对称布布置。此外，当当进出回路数数较多时，我我国个别水电电厂采用了双双连四角形接接线，形成多多环形，从而而保证了供电电的可靠性。但但断路器数量量增多，有的的回路连着三三个断路器，布布置和继电保保护复杂，没没有推广使用用。四、主接线初步设设计方案综上所述，下面有有两个技术合合理的方案供供比较选择：：主接线方案比较一一览表,单母线分段接线双母线接线线1.可靠性一段母线发生故障障，自动装置置可以保证正正常母线不间间断供电。重重要用户可以以从不同分段段上引接。出线回路数数较多，断路路器故障或检检修较多，母母联断路器长长期被占用，对对变电站不利利。2.灵活性母线由分段断路器器进行分段。当当一段母线发发生故障时，由由自动装置将将分段断路器器跳开，不会会发生误操作作。a.各个电源和各个回回路负荷可以以任意分配到到某一组母线线上，b.能灵活的适应系统统中各种运行行方式的调度度和潮流变化化的需要。c.当母线故障或或检修时，d.隔离开关作为为倒换操作电电器，e.容易误操作。3.经济性当进出线回路数相相同的情况下下，单母线分分段接线所用用的断路器和和隔离开关少少于双母线接接线。总结：对比两种接接线方式，从从可靠性、灵灵活性、经济济性以及可扩扩建性等几方方面考虑，我我认为单母线线分段接线方方式较适合本本设计要求，故故高、中、低低压三侧均采采用单母线分分段接线方式式。第七章短路电电流计算工厂供电系统要求求正常地不简简断地用电负负荷供电，以以保证工厂生生产和生活的的正常进行。但但是由于种种种原因，也难难免出现故障障，而使系统统的正常运行行遭到破坏。系系统中最常见见的故障就是是短路。短路路就是指不同同电位的导电电部分之间的的低阻性短接接。短路后，短短路电流比正正常电流大得得多；在大电电力系统中，短短路电流可达达几万安甚至至几十万安。如如此大的电流流可对供电系系统产生极大大的危害。因因此必须尽力力设法消除可可能引起短路路的一切因素素；同时需要要进行短路电电流的计算，以以便正确的选选择电气设备备，使设备具具有足够的动动稳定性和热热稳定性，以以保证在发生生可能有的最最大电流时不不致损坏。为为了选择切除除短路故障的的开关电器、整整定短路保护护的继电保护护装置和选择择限制短路电电流的元件等等，也必须计计算短路电流流。一、短路的种类及及产生短路的的原因1.短路：供电系统中中不等电位的的点没有经过过用电器而直直接相连通。2.类型：三相、两相相、两相接地地、单相、单单相接地。分对称性短路和非非对称性短路路。对称短路：、、最关键的两个短路路电流：最大大短路电流---选择设备、导导线，最小短短路电流---继电保护装装置校验短路的电压与电流流的相位差较较正常时增大大，接近于990度。单相短路只发生在在中性点直接接接地系统或或三相四线制制系统中。其他：层间、层间间短路。主要要指电动机、变变压器和线圈圈等。Ⅲ.造成短路原因：绝绝缘损坏、设设备老化、使使用不当、外外力作用、误误操作、鸟兽兽触及等。Ⅳ.短路的危害a.特点：①电流剧增至正常电电流的几十甚甚至几百倍（电流大）。②系统电压骤降。b.后果：①损害设备和线路。②设备不能正常工作作。③影响电力系统运行行。④通信线路、电子设设备干扰、产产生误动作。c.保护措施：限制、装装设熔断器、继继电保护装置置等。Ⅴ.计算短路电流的目目的和任务a.选择导线和设备。b.选择和整定继电保保护装置。c.确定接线和运行方方式。d.选择限流电抗器。Ⅵ.影响短路电流的因因素影响短路电流的因因素主要有以以下几点：a.电源布局及其其地理位置，特特别是大容量量发电厂及发发电厂群距受受端系统或负负荷中心的电电气距离；

b.发电厂的的规模、单机机容量、接入入系统电压等等级及主接线线方式；c.电力网结构（特特别是主网架架）的紧密程程度及不同电电压电力网间间的耦合程度度；d.接至枢纽变电电所的发电和和变电容量，其其中性点接地地数量和方式式对单相短路路电流水平影影响很大；e.电力系统间互互联的强弱及及互联方式。Ⅶ.限制短路电流的措措施当电力网短路电流流数值与系统统运行和发展展不适应时，应应采取措施限限制短路电流流，一般可以以从电力网结结构、系统运运行和设备等等方面采取措措施：电力网结构方面：：在保持合理理电网结构的的基础上，及及时发展高一一级电压、电电网互联或新新建线路时注注意减少网络络的紧密性，大大容量发电厂厂尽量接入最最高一级电压压电网，合理理选择开闭所所的位置及直直流联网等，要要经过全面技技术经济比较较后决定。系统运行方面：高高一级电压电电网形成后及及时将低一级级电压电网分分片运行、多多母线分列运运行和母线分分段运行等。c.设备方面：结结合电力网具具体情况，可可采用高阻抗抗变压器、分分裂电抗器等等常用措施，在在高压电网必必要时可采用用LC谐振式或晶晶闸管控制式式短路电流限限制装置。d.其他方面：为为限制单相短短路电流，可可采用减少中中性点接地变变压器数目、变变压器中性点点经小电抗接接地、部分变变压器中性点点正常不接地地，在变压器器跳开前使用用快速接地开开关将中性点点接地、发电电机变压器组组的升压变压压器不接地，但但要提高变压压器和中性点点的绝缘水平平及限制自耦耦变压器使用用等。Ⅷ.短路电流的计算见见表7。表7:公式及参数列表参数名称有名值标幺值说明功率S一般取Sd=1000MVA电压U一般取Ud=Ueev电流I电抗X=是以Sd为基准容量的标幺幺值变压器电抗线路电抗为线路每公里电抗抗值电抗器电抗%为电抗器铭牌上数数值系统等值电抗（MVA）（KA）为某点短路容量，为该点的三相短路电流电动机电抗为启动电流倍数按无穷大系统供电电计算短路电电流。短路计计算电路图见见图2。为简单起起见，标幺值值符号全去掉掉。1.工厂总降压变母线线短路电流（短短路点①)a.确定标幺值基准：：，b.计算各主要元件的的电抗标幺值值：系统电抗（取短路路器）线路电抗c.求三相短路电流和和短路容量：：①总电抗标幺值：②三相短路电流周期期分量有效值值：③其他三相短路电流流电流值：④三相短路容量：2.母线短路电流流（短路点②)a.确定标幺值基准：：，图2：短路计算电路图图b.计算各主要元件的的电抗标幺值值：①系统电抗②线路电抗③电力变压器电抗c.求三相短路电流和和短路容量：：①总电抗标幺值：②求三相短路电流周周期分量有效效值：③其他三相短路电流流电流值：④三相短路容量：3.母线短路电流流（短路点③)a.确定标幺值基准：：，b.计算各主要元件的的电抗标幺值值：①系统电抗②线路电抗③电力变压器电抗④厂内架空线路电抗抗（给变电所所Ⅰ供电）：因这段架空线路很很短，，电抗抗可不计。⑤电力变压器（变压压器）：c.求三相短路电流和和短路容量：：①总电抗标幺值：②求三相短路电流周周期分量有效效值：③其他三相短路电流流电流值：④三相短路容量：三相短路电流和短短路容量计算算结果列表汇汇总如表8所示。表8：三相短路电流计计算列表短路点计算三相短路电流三相短路容量①点2.842.842.847.424.32181.82②点0.630.630.631.610.96158.7③点13.2113.2113.2133.6920.087.57第八章电气设设备选择一、电气设备选择择的一般条件件不同类别的电气设设备承担的任任务和工作条条件各不相同同，因此它们们的具体选择择方法也不相相同。但是，为为了保证工作作的可靠性及及安全性，在在选择它们时时的基本要求求是相同的，即即按正常工作作条件选择，按按短路条件进进行校验。对对于断路器、熔熔断器等，特特别要校验其其开断短路电电流的能力。Ⅰ.按正常工作条件选选择设备1.按使用环境选择设设备a.温度和湿度一般高压电气设备备可在环境温温度的范围内内长期正常运运行。当使用用环境温度低低于时，应选选用适合高寒寒地区的产品品；若使用环环境温度超过过时，应选用用型号带“TA"字样的干热热带型产品。一般高压电气设备备可在温度为为，相对湿度度为90%的环境下长长期正常运行行。当环境的的相对湿度超超过标准时，应应选用型号带带有“TH”字样的湿度度热带型产品品。b.污染环境安装在污染严重，有有腐蚀性物质质、烟气、粉粉尘等恶劣环环境中的电气气设备，应选选用防污型产产品或将设备备布置在室内内。c.海拔高度一般电气设备的使使用条件为不不超过10000m。当用用在高原地区区时，由于气气压较底，设设备的外绝缘缘水平将相应应下降。因此此，设备应选选用高原型产产品或外绝缘缘提高一线的的产品。现行行电压等级为为及以下的设设备，其外绝绝缘都有一定定的裕度，实实际上均可使使用在海拔不不超过20000m的地