畢業論文kv地面變電所設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 二級用電負荷供電，三級用電負荷一般只需一個電源供電。考慮主變臺數對主接線的影響　　變電所主變的容量和臺數，對變電所主接線的選擇將會產生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性的要求低。考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響發、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應負荷突增、設備檢修、故障停運情況下的應急要求。電氣主接線的設計要根據備用容量的有無而有所不同，例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時否允切除線路、變壓器的數量等，都直接影響主接線的形式。 電氣主接線設計的基本要求變電所的電氣主接線應根據該變電所在電力系統中的地位，變電所的規劃容量、負荷性質、線路、變壓器連接總數、設備特點等條件確定。并應綜合考慮供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、投資節約和便于過渡或擴建等要求。可靠實用所為可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。經過長期運行實踐的考驗，對以往所采用的主接線經過優選，現今采用主接線的類型并不多。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運行中可靠性的綜合。因此，不僅要考慮一次設備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性不是絕對的，而是相對的。一種主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能是不可靠的。運行靈活主接線運行方式靈活，利用最少的切換操作，達到不同的供電方式。根據用電負荷大小，應作到靈活的投入和切除變壓器。檢修時，可以方便的停運變壓器、斷路器、母線等電氣設備，不影響工廠重要負荷的用電。簡單經濟在滿足供電可靠性的前提下，盡量選用簡單的接線。接線簡單，既節省斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器、避雷器等一次設備，使節點少、事故和檢修機率少；又要考慮單位的經濟能力。經濟合理地選用主變壓器型號、容量、數量，減少二次降壓用電，達到減少電能損失之目的。操作方便主接線操作簡便與否，視主接線各回路是否按一條回路配置一臺斷路器的原則，符合這一原則，不僅操作簡便、二次接線簡單、擴建也方便，而且一條回路發生故障時不影響非故障回路供電。 便于發展設計主接線時，要為布置配電裝置提供條件，盡量減少占地面積。但是還應考慮工廠企業的發展，有的用戶第一期工程往往只上一臺變壓器，經3~5年后，需建設第二臺主變壓器，變電所布局、基建一般都是根據主接線的規模確定的。因此，選擇主接線方案時，應留有發展余地。擴建時可以很容易地從初期接線過度到最終接線。 電氣主接線方案的比較對于電源進線電壓為35KV及以上的大中型工礦企業，通常是先經工廠總降壓變電所降為6—10KV的高壓配電電壓，然后經車間變電所，降為一般低壓設備所需的電壓。總降壓變電所主結線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關等）及其連接線組成，通常用單線表示。主結線對變電所設備選擇和布置，運行的可靠性和經濟性，繼電保護和控制方式都有密切關系，是供電設計中的重要環節。1. 一次側采用內橋式結線，二次側采用單母線分段的總降壓變電所，這種主結線，其一次側的斷路器跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器的內側，靠近變壓器，因此稱為內橋式結線。這種主結線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷工廠。這種內橋式結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、并且變電所的變壓器不需要經常切換的總降壓變電所。2. 一次側采用外橋式結線、二次側采用單母線分段的總降壓變電所，這種主結線，其一次側的高壓斷路器也跨接在兩路電源進線之間，但處在線路斷路器的外側，靠近電源方向，因此稱為外橋式結線。這種主結線的運行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負荷的工廠。但與內橋式結線適用的場合有所不同。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負荷變動較大、適用經濟運行需經常切換的總降壓變電所。當一次電源電網采用環行結線時，也宜于采用這種結線，使環行電網的穿越功率不通過進線斷路器，這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護的整定都極為有利。一、二次側均采用單母線分段的總降壓變電所，這種主結線圖有上述兩種橋式結線的運行靈活性的優點，適用于一、二次側進出線較多的總降壓變電所一、二次側均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線結線較之采用單母線結線，供電可靠性和運行靈活性大大提高，但開關設備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線結線在工廠電力系統在工廠變電所中很少運用主要用與電力系統的樞紐變電所。本次設計的煤礦是連續運行，負荷變動較小，電源進線較短主變壓器不需要經常切換，另外再考慮到今后的長遠發展，所以本設計一次側、二次側采均用單母線分段接線。第4章：短路電流的計算 短路電流計算的概述電氣設備或導體發生短路故障時通過的電流為短路電流。在工礦企業供電系統的設計和運行中，不僅要考慮到正常工作狀態，而且還要考慮到發生故障所造成的不正常狀態。根據電力系統多年的實際運行經驗，破壞供電系統正常運行的故障一般最常見的是各種短路。所謂短路是指相與相之間的短接，或在中性點接地系統中一相或幾相與大地相接（接地），以及三相四線制系統中相線與中線短接。當發生短路時，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬安），電源的電壓完全降落在短路回路中。 短路的原因發生短路的主要原因是由于電力系統的絕緣被破壞。在大多數情況下，絕緣的破壞多數是由于未及時發現和未及時消除設備中的缺陷，以及設計、安裝和運行維護不當所，例如：過電壓、直接雷擊、絕緣材料的陳舊、絕緣配合不好、機械損壞等，運行人員的錯誤操作，如帶負荷拉開隔離開關，或者檢修后未拆接地線就接通斷路器；在長期過負荷元件中，由于電流過大，載流導體的溫度升高到不能容許的程度，使絕緣加速老化或破壞；在小接地電流系統中未及時或消除一相接地的不正常工作狀態，此時，其它兩相對地電壓升高倍，造成絕緣損壞。 短路電流所產生的電動力能形成很大的破壞應力，如果導體和它們的支架不夠堅固，則可能遭到嚴重破壞。短路電流越大，通過的時間越長，對故障元件破壞的程度也越大。由于短路電流很大，即使通過的時間很短，也會使短路電流所經過的元件和導體收起不能容許的發熱，從而破壞絕緣甚至使載流部分退火、變形或燒毀。既然發生短路時流通很大的短路電流（超過額定電流許多倍），這樣大的短路電流一旦流經電氣設備的載流導體，必然要產生很大的電動力和熱的破壞作用，隨著發生短路地點和持續時間的長短，其破壞作用可能局限于一小部分，也可能影響整個系統。 短路的類型三相系統中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路（單相接地短路）和兩相接地短路。除了上述各種短路以外，變壓器或電機還可能發生一相繞組匝間或層間短路等。根據運行經驗統計，最常見的是單相接地短路，約占故障總數的60%，兩相短路約占15%，兩相接地短路約占20%，三相短路約占5%。三相短路雖少，但不能不考慮，因為它畢竟有發生的可能，并且對系統的穩定運行有著十分不利的影響。單相短路雖然機會多短路電流也大，但可以人為的減小單相短路電流數值，使單相短路電流最大可能值不超過三相短路電流的最大值。這就使全部電氣設備可以只根據三相或兩相短路電流來選擇，況且三相短路又是不對稱短路的計算基礎，尤其是工業企業供電系統中大接地電流系統又很少，因此應該掌握交流三相短路電流的計算。短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考慮的各元件的額定參數都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統來說，由于將電力系統當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗，最后計算短路電流和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺制法（又稱相對單位制法），本設計采用標幺制法計算短路電流。其結果為：短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺制法（又稱相對單位制法），本設計中采用的是標幺制法。選取基準容量 Sb=100MVA1）計算S1點取基準電壓37kv 即Ub1=37kvKA2） 即Ub2=KA 計算短路電路中各阻抗元件的標幺值電力系統Ub=Uav=37kvSNmax= MVA SNmin=輸電線路的阻抗計算NRLH58GJ240/30 L=20KM x0=變壓器電抗的計算在S1點發生短路時KAKAMVA在S2點發生短路時 KA KA MVA 最小運行方式下短路電流的計算在S1點發生短路時KAKAMVA在S2點發生短路時 KA KAMVA 高壓電動機的沖擊值在S2點發生短路時，主井絞車感應電動機的影響X”d次暫態電抗，由表310《工礦企業供電》查的Xd“=Sb基準容量，100MVASde電動機容量 主井絞車供給短路點S2的短路電流沖擊值為：E”*電動機次暫態電動勢，由《工礦企業供電》表310查的E”*=Kch電動機反饋電流沖擊系數，對于高壓電動機取Kch =~ =1KA副井提升機感應電動機的影響電動機至短路點S2的短路電流沖擊值為：KA壓風機同步電動機對短路電流的影響：電動機至短路點S2的短路電流沖擊值為：KA主扇繞線電機對短路沖擊電流的影響電動機至短路點S2的短路電流沖擊值為：KA主排水泵感應電動機對短路沖擊電流的影響電動機至短路點S2的短路電流沖擊值為：KA則電動機總的沖擊電流為：則在10kv側S2點短路時沖擊電流Ich在最大運行方式下為：Ich=Ich2+Is。ch=15+=在最小運行方式下的沖擊電流Ich=Ich2+Is。ch=+= KA系統短路電流計算的結果列于下表:運行方式35kv母線S1點短路電流