冶金機械制造廠總降壓變電所及配電系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 的實際情況進線僅有2回，其中一回為工作，另一回備用，擴建可能性不大。故此沒有必要選擇單母線分段這種投資相對較大的接線方式； 內橋。該接線方式的特點是需用斷路器和其它設備少，占地面積和所需投資相對較少，但可靠性不太高；適用于輸電線路較長，故障機率較高，而變壓器又不需經常切換時采用。根據本廠特點輸電線路僅8km，出現故障的機率相對較低，因此該接線方式不太合適。 外橋。該接線方式的特點是需用斷路器和其它設備少，占地面積和所需投資相對較少，但可靠性不太高；適用于較短的輸電線路，故障機率相對較低，而變壓器又需經常切換，或系統有穿越功率流經就較為適宜。而輸送本廠電能的輸電線路長度僅8km，出現故障的機會較少，因此，該接線方式比較合適。通過上述接線方式比較，選擇外橋的接線方式[4]。 工廠總降壓變電所低壓側主接線方式比較 考慮到本廠低壓側的負荷較大和出線較多，以及便于日后饋線的增擴，決定選擇有匯流母線的接線方式，具體方案論證如下：A、單母線。具有接線簡單清晰、設備少、投資相對小、運行操作方便，易于擴建等優點，但可靠性和靈活性較差，故不采用；B、單母線隔離開關分段。具有單母線的所有優點，且可靠性和靈活性相對有所提高，用隔離開關分段雖然節約投資，但隔離開關不能帶負荷拉閘，對日后的運行操作等帶來相當多的不便，所以不采用；C、單母線用斷路器分段。具有單母線隔離開關分段接線的所有優點，而且可帶負荷切合開關，便于日后的運行操作，可靠性和靈活性較高。經綜合比較，選擇方案3作為工廠總降壓變電所低壓側主接線方式[4]。 工廠總降壓變電所供配電電壓的選擇目前，此類降壓變電所的低壓側常用電壓等級一般為：10kV和6kV兩個，但考慮到本廠低壓側有6kV的負荷，如采用10kV的電壓等級，還需進行二次降壓，這樣會增加一套降壓設備，投資增大，不符合經濟原則。所以，在本設計中選擇只用6kV的電壓等級，將35kV的電壓降為6kV等級的電壓使用即可。選擇這種變壓的供配電方式既可以節省投資，又能夠降低損耗。而對于380V的5個車間，分別根據容量來選擇6kV的電壓降為380kV的變壓器。 總降壓變電所電氣主接線設計總降壓變電所35kV側（高壓側）采用外橋接線方式，2臺主變，一臺運行另一臺熱備用（定期切換，互為備用，不并列運行）；6kV側（低壓側）由運行的主變供電，采用單母（開關）分段的接線方式，經開關供9路出線負荷，其中6路通過變壓器將6kV降到380V。根據上述對于變電所高壓側、低壓側主結線方式的比較討論；變壓器的選擇，確定了總降壓變電所的主接線圖見附錄C。 高低壓配電柜選擇本次設計的高低壓配電柜分別選擇為：35kV線路上的電壓互感器可選擇JYN35,112。35kV線路上的電流互感器可選擇JYN35,43。35kV主變壓器低壓側的6kV出線端電流互感器可選擇JYN210。6kV變壓器低壓側的380V出線端電流互感器可選擇PGL205。6kV母線上的電壓互感器可選擇GG1A(F)54。第5章 短路電流計算 三相短路電流計算的目的短路電流將引起下列嚴重后果：短路電流往往會有電弧產生，它不僅能燒壞故障元件本身，也可能燒壞周圍設備和傷害周圍人員。巨大的短路電流通過導體時，一方面會使導體大量發熱，造成導體過熱甚至熔化，以及絕緣損壞；另一方面巨大的短路電流還將產生很大的電動力作用于導體，使導體變形或損壞。短路也同時引起系統電壓大幅度降低，特別是靠近短路點處的電壓降低得更多，從而可能導致部分用戶或全部用戶的供電遭到破壞。網絡電壓的降低，使供電設備的正常工作受到損壞，也可能導致工廠的產品報廢或設備損壞，如電動機過熱受損等。短路計算的目的主要有以下幾點：1．用于變壓器繼電保護裝置的整定。2．選擇電氣設備和載流導體。3．選擇限制短路電流的方法。4．確定主接線方案和主要運行方式。 短路電流計算 表51 電力系統各元件電抗標幺值計算公式設備計算電抗公式無窮大電源變壓器輸電線注：為系統無限大電源處不同運行方式時的短路容量短路電流實用計算中，采用以下假設條件和原則[5]：l 正常工作時，三相系統對稱運行。l 所有電源的電動勢相位角相同。l 短路發生在短路電流為最大值的瞬間。l 不考錄短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。l 元件的計算數均取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍。輸電線路的電容略去不計繪制計算電路 ： 系統等值電路根據原始資料，我們應該分別計算系統最大運行方式即和最小運行方式時的短路電流。而對于短路點d3，由于系統中的變壓器不相同，所以下面的計算中6kV變壓器短路點會分兩種情況d3和d3’。所有短路點的計算過程在附錄A的設計計算書中。而我們可得得到的短路電流歸納在下面2個表中。表52 200MVA短路計算表短路計算點三相短路電流/kAIk(3)I”(3)I∞(3)Ish(3)d—1d—2d—3d—3’表53 175MVA 短路計算表短路計算點三相短路電流/kAIk(3)I”(3)I∞(3)Ish(3)d—1d—2d—3d—3’20 電氣設備的選型及校驗 電氣設備選擇與校驗的條件與項目為了保證一次設備安全可靠地運行，必須按下列條件選擇和校驗[2]：1)按正常工作條件包括電壓、電流、頻率及開斷電流等選擇。2)按短路條件包括動穩定和熱穩定進行校驗。3)考慮電氣設備運行的環境條件如溫度、濕度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。4)按各類設備的不同特點和要求如短路器的操作性能、互感器的二次負荷和準確度級等進行選擇。 設備選擇 斷路器的選擇斷路器形式的選擇，除需滿足各項技術條件和環境條件外，還應考慮便于安裝調試和運行維護，并經技術經濟比較后才能確定。根據當前我國生產制造情況，電壓6～200kV的電網一般選用少油斷路器；電壓110～330kV的電網，當少油短路器技術條件不能滿足要求時，可選用六氟化硫或空氣斷路器；大容量機組采用封閉母線時，如果需要裝設斷路器，宜選用發電機專用斷路器[6]。斷路器選擇的具體技術要求如下：（1）電壓： ()（2）電流： ()（3）開斷電流： ()—斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量。—斷路器t秒的開斷容量。—斷路器的額定開斷電流。—斷路器額定開斷容量。（4）動穩定： ()—斷路器極限通過電流峰值。—三相短路電流沖擊值。（5）熱穩定： ()—穩態三相短路電流。—短路電流發熱等值時間。—斷路器t秒而穩定電流。各電壓等級斷路器的選擇：35kV等級變壓器高壓側選擇少油斷路器SW335[6]。電壓： 電流： 斷流能力： 動穩定度： 熱穩定度： 滿足要求6kV等級變壓器低壓側與出線選擇少油短路器SN10—10Ⅱ[6]。電壓： 電流： 斷流能力： 動穩定度： 熱穩定度： 滿足要求380V等級選擇低壓斷路器DW15—1500/3D[4]。電壓： 電流： 斷流能力： 380V低壓短路器不需要考慮動穩定和熱穩定，所以滿足。 隔離開關的選擇 負荷開關型式的選擇，其技術條件與斷路器相同，但由于其主要是用來接通和斷開正常工作電流，而不能斷開短路電流，所以不校驗短路開斷能力。 隔離開關型式的選擇，應該根據配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術經濟比較然后確定[6]。（1）電壓： ()（2）電流： ()（3）動穩定： ()—斷路器極限通過電流峰值。—三相短路電流沖擊值。（4）熱穩定： ()—穩態三相短路電流。—短路電流發熱等值時間。—斷路器t秒而穩定電流。各電壓等級隔離開關的選擇：35kV等級：變壓器高壓側選擇隔離開關GW4—35T[6]。電壓： 電流： 動穩定度： 熱穩定度： 滿足要求。6kV等級：變壓器低壓側選擇隔離開關GN19—10/1000[1]。電壓： 電流： 動穩定度： 熱穩定度： 滿足要求。380V等級隔離開關選擇為HD13—1500/30[6]。電壓： 電流： 低壓隔離開關不需要考慮動穩定和熱穩定，所以滿足要求。 高壓熔斷器選擇 熔斷器的形式可根據安裝地點、使用要求選用。高壓熔斷器熔體在滿足可靠性和下一段保護選擇性的前提下，當在本段保護范圍內發生短路時，應能在最短時間內切斷故障，以防止熔斷時間過長而加劇被保護電器的損壞[4]。（1）電壓： () 限流式高壓熔斷器不宜使用在工作低于其額定電網中，以免因過電壓使電網中的電器損壞，故應該。（2）電流： ()—熔體的額定電流。—熔斷器的額定電流。（3）斷流容量： ()—三相短路沖擊電流的有效值。—熔斷器的開斷電流。各電壓等級高壓熔斷器的選擇：35kV等級：變壓器高壓側選擇高壓熔斷器RW1035/[4]。電壓： 電流：由于高壓熔斷器是接在電壓互感器上，最大工作電流非常小，因此滿足要求。斷流容量： 滿足要求。6kV等級：變壓器低壓側選擇高壓熔斷器RN1—6[4]。電壓： 電流：由于高壓熔斷器是接在電壓互感器上，最大工作電流非常小，因此滿足要求。斷流容量： 滿足要求。 電壓互感器的選擇（1）電壓互感器的選擇和配置應按以下條件[6]：l 6—20kV屋內配電裝置，一般采用油浸絕緣結構，也可采用樹脂澆注絕緣接共的電壓互感器。l 35—11