化纤厂降压变电所电气设计毕业设计.docVIP

洛阳理工学院毕业论文(设计)化纤厂降压变电所电气设计摘 要电能是工业生产的主要能源和动力，做好工厂供电设计对于发展工业生产、实现工业现代化，具有十分重要的意义。工厂供电系统首先要能满足工厂生产和生活用电的需要，其次要确保安全，供电可靠，技术先进和经济合理，并做好节能。本设计根据某化纤厂所能取得的供电电源和该厂用电负荷的实际情况，并适当考虑生产的发展，按工厂供电的基本要求，对各车间进行负荷计算和无功补偿；确定出了各变电所的位置及各变电所变压器台数、数量和型式；计算了短路电流；选择了各线路导线截面和变电所高低压设备；配置了继电保护装置、防雷和接地装置；绘出设计图样，完成了化纤厂的供配电系统设计。关键词：计算负荷，无功补偿，变压器，短路电流The electric design of step-down substation in the chemical fiber factoryABSTRACTElectric energy is the main energy and power for the production of industry. A good power supply design scheme is very important for enlarging the production of industry and realizing industry modernization. The power supply system of factory should meet the needs of the production and living firstly, and then ensure the safety of person and equipment, the reliability of power supply, the advancement of technology, the reasonableness of economy, and at the same time economize on energy. Based on the electrical source which is achieved by the chemical fiber factory and loads in the factory, considered the development of the production, design is put up according for the basic demands of the power supply. The loads and reactive power compensation are all calculated. The location of the substation and the number, the capacity and the type of the transformer are confirmed, the short-circuit current is calculated, the section-area of the transformer are confirmed, low-voltage and high-voltage electrical equipment are chosen. Relaying protection equipment, lighting protection and earth-termination systems are confirmed. Design drawing papers are finished. The power supply systems design for chemical fiber factory is accomplished.KEY WORDS: calculated load, reactive power compensation, transformer, shortcircuit current目 录前 言1第1章 原始资料2第2章 负荷计算32.1 计算负荷方法32.1.1 计算负荷的概念32.1.2 需要系数法的基本计算公式32.2 各车间负荷统计52.2.1 纺炼车间计算52.2.2 其余车间负荷计算7第3章 变电所位置和型式的选择103.1 变电所位置的选择103.1.1 配变电所位置选择103.1.2 变电所位置的选择原则113.2 车间变电所位置的确定113.3 变电所型式123.3.1 变电所位置的选择原则123.3.2 配电所高压开关柜的选择12第4章 变电所主变压器台数和容量、类型的选择及无功补偿134.1 变电所变压器台数的确定134.1.1 确定原则134.1.2 变压器台数选择的因素134.2 变压器容量的确定134.2.1 变压器容量选择时应遵循的原则134.2.2 各车间变压器台数及容量选择和无功补偿14第5章 变电所主结线方案的设计185.1 主接线的设计原则和要求185.1.1 电气主接线的设计原则185.1.2 设计主接线的基本要求205.2 主接线的设计步骤215.3 基本接线型式225.3.1 单母线接线225.3.2 单母线分段接线225.3.3 双母线接线235.3.4 双母线分段接线235.3.5 桥形接线24第6章 变电所进出线的选择与校验266.1 35KV供电线路截面选择266.2 厂内10KV线路截面选择276.2.1 供电给变电所1的10kV线路276.2.2 供电给变电所2的10kV线路286.2.3 供电给变压器3的10kV线路296.2.4 10kV联络线(与相邻其他工厂)的选择306.3 工厂总降压变电所30第7章 短路电流的计算327.1 短路的种类及产生短路的原因327.1.1 短路327.1.2 短路的危害327.1.3 影响短路电流的因素337.2 短路电流的计算337.2.1 工厂总降压变35kV母线短路电流347.2.2 工厂总降压变10kV母线短路电流357.2.3 工厂总降压变0.4kV车间低压母线短路电流36第8章 变电所高低压电气设备的选择388.1 高压35kV侧设备388.2 中压10kV侧设备388.3 低压0.4kV侧设备39第9章 继电保护和防雷保护409.1 继电保护409.1.1 继电保护的基本要求409.1.2 主变压器保护409.1.3 35kV进线线路保护419.1.4 10kV进线线路保护419.2 防雷保护419.2.1 架空线路的防雷措施419.2.2 变配电所的防雷措施42谢 辞44参考文献45附 录46外文资料翻译4755前 言众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，也易于转换为其它形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息技术和其它高新技术无一不是建立在电能应用的基础之上的。因此电能的现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。例如在机械工业中，电费开支仅占成本的5%左右。从投资额来看，一般机械工厂在供电设备上的投资也仅占总投资的5%左右。电能在工业生产中的重要性并不在于它在成本中或投资总额中所占比重的多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产效率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工业供电突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来重大的经济损失。因此，做好工厂供电设计对于发展工业生产、实现工业现代化具有十分重要的意义。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：(1) 安全。在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。(2) 可靠。应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。(3) 优质。应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。(4) 经济。供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前利益，又要有全局观点，顾全大局，适应发展。例如计划用电问题，就不能只考虑一个单位的局部利益，更要有全局观点。第1章 原始资料1. 化纤厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时数为6400小时。2. 供电电源情况：按照与供电局协议，化纤厂可有东南方19公里处的城北变电所110/38.5/11kV、50MVA变压器供电，供电电压可任选。另外，可以从与化纤厂相距5公里的其它工厂引入10kV线路做备用电源，但容量只能满足本厂重要负荷的30%，平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。3. 电源的短路容量(城北变电所)：35kV母线的出线断路器断流容量为1500MVA；10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。4. 供电局要求的功率因数：当35kV供电时，要求工厂变电所高压侧；当以10kV供电时，要求工厂变电所高压侧。5. 电费制度：按两部制电费计算。变压器安装容量每1kVA为15元/月，动力电费为0.3元/kWh，照明电费为0.55元/kWh。6. 气象资料：化纤厂地区最高温度为38度，最热月平均最高气温为29度，最热月地下0.8m处平均温度为22度，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为20天。7. 地质水文资料：本厂地区海拔60m，地层以粘土为主，地下水位为2m。第2章 负荷计算2.1 计算负荷方法2.1.1 计算负荷的概念计算负荷，是指通过统计计算求出的、用来按发热条件选择供配电系统中各元件的负荷值。按照计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如以计算负荷持续运行，其发热温度不致超出允许值，因而不会影响其使用寿命。计算负荷是供配电设计计算的基本依据。如果计算负荷确定过大，将使设备和导线电缆选择偏大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定过小，又将使设备和导线电缆选择偏小，造成设备和导线电缆运行时过热，增加电能损耗和电压损耗，甚至使设备和导线电缆烧毁，造成事故。因此正确确定计算负荷具有重要的意义。但是也要指出，由于负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定规律可循，但准确确定计算负荷却十分困难。实际上，负荷也不可能是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织以及能源供应状况等诸多因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有需要系数法、二项式法、和附加系数法。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Kd，然后按照给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。2.1.2 需要系数法的基本计算公式1. 单台用电设备的计算负荷考虑到设备可能在额定工况下运行，单台用电设备的计算负荷就取设备的安装容量。 式中：用电设备的安装容量(kW)； 用电设备铭牌给出的功率因数角的正切值； 设备的额定电压(kV)； 有功计算负荷(kW)； 无功计算负荷(kvar)； 视在计算负荷(kVA)； 计算电流(A)。对于某些设备，考虑到设备的运行效率或辅助设备的功率，设备铭牌率不一定是设备的额定电功率。2. 用电设备组的计算负荷当计算配电干线(譬如，第j条)上的计算负荷时，首先将用电设备分组，求出各组用电设备的总安装容量，然后查表得到各组用电设备的需要系数及对应的功率因和功率因数正切值，则 需要系数与用电设备组中设备的负荷率、设备的平均效率、设备的同时利用系数以及供电线路的效率等因素有关。此外，操作工人的熟练程度、材料的供应、工具的质量等随机因素也对Kd有影响。设计时，设计人员应综合考虑上述各种因素，在给出的需要系数的变化范围内适当选择。3. 车间或全厂的计算负荷车间或全厂的计算负荷以车间内用电设备组或配电干线的计算负荷为基础，从负荷端逐级向电源端计算，而且需要在各级配电点乘以同期系数，即 求出变压器低压侧总计算负荷后，变压器高压侧的计算负荷等于低压侧计算负荷与变压器功率损耗之和。在初步设计时，变压器的功率损耗可按下式近似估算： 确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个综合系数(又称同时系数或参差系数和：对车间干线可取，。对低压母线，由用电设备组计算负荷直接相加来计算时可取，。如果由车间干线计算负荷直接相加来计算时可取，。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。2.2 各车间负荷统计2.2.1 纺炼车间计算1. 单台机械负荷计算 (1) 纺丝机： ， (2) 筒绞机： ， (3) 烘干机： ， (4) 脱水机： ， (5) 通风机： ， (6) 淋洗机： ， (7) 变频机： ， (8) 传送机： ， 纺练车间负荷统计表如表2-1表2-1 纺练车间负荷统计列表序号车间设备名称安装容量/kw计算负荷P30/kWQ30/kvar1纺丝机1500.800.7812093.62筒绞机400.750.753022.53烘干机800.751.026061.24脱水机150.600.8097.25通风机2200.700.75154115.56淋洗机50.750.783.752.9257变频机8000.800.706404488传送机380.800.7030.421.28合计13481047.15772.2052. 纺练车间总计算负荷统计取同时系数，有 2.2.2 其余车间负荷计算1. 原液车间 ， 2. 酸站 ， 3. 锅炉房 ， 4. 排毒车间 ， 5. 其他车间 ， 按照需要系数法计算出其余车间的计算负荷，见表2-2。表2-2 其余各车间计算负荷统计列表序号车间设备名称安装容量/kWP30/kWQ30/kvarS30/kVA1纺练车间1348942.44733.591194.32原液车间10407805469523酸站260169118.3206.34锅炉房3202401803005排毒车间16011267.2130.66其他车间240168126210第3章 变电所位置和型式的选择3.1 变电所位置的选择变电所位置和数量的选择，实际上就是在整个企业内选择布置供电点。为了使供电系统合理布局及提高电能质量，必须根据企业负荷类型，负荷大小和分布特点，以及企业内部环境条件及生产工艺上的要求进行全面考虑1。3.1.1 配变电所位置选择配变电所位置选择，应根据下列要求综合考虑确定：(1) 接近负荷中心。(2) 进出线方便。(3) 接近电源侧。(4) 设备吊装，运输方便。(5) 不应设在有剧烈震动的场所。(6) 不宜设在多尘，水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，不应设在污源的下风侧。(7) 不应设在厕所，浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。 (8) 配变电所为独立建筑物时，不宜设在地势低洼和可能积水的场所。(9) 高层建筑地下层配变电所的位置宜选择在通风，散热条件较好的场所。(10) 配变电所位于高层建筑(或其他地下建筑)的地下室时，不宜设在最底层。当地下仅有一层时，应采取适当抬高该所地面等防水措施，并应避免洪水或积水从其他渠道淹渍配变电所的可能性。(11) 装有可燃性油渍电力变压器的变电所，不应设在耐火等级为三，四级的建筑中。(12) 在无特殊防火要求的多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的配变电所，可设置在底层靠外墙部位，但不应设在人员密集场所的上方，下方，贴邻或疏散出口的两旁。(13) 高层建筑的配变电所，宜设在地下层或首层；当建筑物高度超过100米时，也可在高层区的避难层或上技术层内设置变电所。(14) 大、中城市除居住小区的杆上变电所外，民用建筑中不宜采用露天或半露天的变电所，如确因需要设置时，宜选用带防护外壳的户外成套变电所。3.1.2 变电所位置的选择原则(1) 变电所的位置尽量靠近负荷中心，特别是车间变电所更应该如此。(2) 进出线方便，特别是采用架空线金疮线时更应该考虑这一点。(3) 尽量靠近电源侧，对工厂总降压变电所要特别考虑这一点。(4) 交通运输方便，以便于变压器和控制柜等设备的运输。(5) 尽量避开污染源或选择在污染源的上风侧。(6) 尽量不设在有剧烈振动的场所周围。(7) 尽量不设在低洼积水场所及其下方。(8) 应远离有易燃易爆等危险场所，变电所与其他工业建筑之间应保持一定的防火间距。(9) 选定变电所的位置，不应妨碍工厂或车间的发展，应留有扩建的余地，适当考虑变电所本身扩建的可能2。3.2 车间变电所位置的确定根据地理位置及各车间计算负荷大小，决定设立3个车间变电所，各自供电范围如下：变电所1：纺炼车间、锅炉房。变电所2：原液车间、办公及生活区。变电所3：排毒车间、酸站、其他车间。全厂供电平面图见图31。图31 全场供电平面图3.3 变电所型式总降压变电所变，配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外的变电所选择。3.3.1 变电所位置的选择原则(1) 便于分片(或分类)配置电源。(2) 当线路出现故障时，有利于控制故障范围也方便快速找出故障点及时加以排除。(3) 配电柜内主要有接线端子、各种刀闸、保护设备(空气开关、熔断器之类)、测量设备(电压表、电流表、周波表等)、计量设备(有功、无功功率表) 3。3.3.2 配电所高压开关柜的选择高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机，变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备，保护电器，监视仪表和母线，绝缘子等。高压开关柜有固定式和手车式两大类型4。第4章 变电所主变压器台数和容量、 类型的选择及无功补偿4.1 变电所变压器台数的确定4.1.1 确定原则(1) 对于大城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。(2) 对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。(3) 对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的 12 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量5。4.1.2 变压器台数选择的因素选择变压器台数时，应考虑以下因素6：(1) 应满足用电负荷对供电的可靠性的要求，对供有大量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。(2) 对于一级负荷的场所，邻近又无备用电源联络线可接，或季节性负荷变化较大时，宜采用两台变压器。(3) 是否装设变压器，应视其负荷的大小和邻近变电所的距离而定。当负荷超过320KVA时，任何距离都应装设变压器。4.2 变压器容量的确定4.2.1 变压器容量选择时应遵循的原则(1) 只装有一台变压器的变电所，变压器的额定容量应满足全部用电设备计算负荷的需要。(2) 装有两台变压器的变电所，每台变压器的额定容量应同时满足以下两个条件：任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要；任一台变压器单独运行时，宜满足全部用电容量设备70%的需要。(3) 变压器正常运行时的负荷率应控制在额定容量的70%-80%为宜，以提高运行率。4.2.2 各车间变压器台数及容量选择和无功补偿1. 变电所1变压器台数及容量选择(1) 变电所1的供电负荷统计。取同时系数：，有： (2) 变电所1的无功补偿(提高功率因数到0.9以上)。 无功补偿试取： 补偿以后： (3) 变电所1的变压器选择。 为了保证供电的可靠性，选用两台变压器(每台可供车间总负荷的70%)： 选择变压器型号为SL7系列，额定容量为1000kVA，数量为两台。 查表得出变压器的各项参数： 空载损耗： 负载损耗： 阻抗电压： 空载电流：(4) 计算每台变压器的功率损耗。 也可用化简经验公式：2. 变电所2的变压器台数及容量选择(1) 变电所2的供电负荷统计。 (2) 变电所2的无功补偿(提高功率因数到0.9以上)。 无功补偿试取： 补偿以后： (3) 变电所2的变压器选择。 为了保证供电的可靠性，选用两台变压器(每台可供车间总负荷的70%)： 选择变压器型号为SL7系列，额定容量为630kVA，数量为两台(附带供电给办公及生活区)。 查表得出变压器的各项参数： 空载损耗： 负载损耗： 阻抗电压： 空载电流：(4) 计算每台变压器的功率损耗。 也可用化简经验公式： 3. 变电所3的变压器台数及容量选择(1) 变电所3的供电负荷统计。 取同时系数：，有 (2) 变电所3的无功补偿(提高功率因数到0.9以上)。 无功补偿试取： 补偿以后： (3) 变电所3的变压器选择。 为了保证供电的可靠性，选用两台变压器(每台可供车间总负荷的70%)： 选择变压器型号为SL7系列，额定容量为315kVA，数量为两台。 查表得出变压器的各项参数： 空载损耗： 负载损耗： 阻抗电压： 空载电流：(4) 计算每台变压器的功率损耗。 也可用化简经验公式：第5章 变电所主结线方案的设计5.1 主接线的设计原则和要求主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠7。5.1.1 电气主接线的设计原则电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。1. 接线方式对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时也可采用线路分支接线。在110-220KV配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4回时，一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中，当110-220KV出线在4回及以上时，一般采用双母接线。在大容量变电站中，为了限制6-10KV出线上的短路电流，一般可采用下列措施：(1) 变压器分列运行。(2) 在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器。(3) 采用低压侧为分裂绕组的变压器。(4) 出线上装设电抗器。2. 主变压器选择(1) 主变压器台数：为保证供电可靠性，变电站一般装设两台主变压器。当只有个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。对于大型枢纽变电站，根据工程具体情况，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。(2) 主变压器容量：主变压器容量应根据5-10年的发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。对装设两台变压器的变电站，每台变压器额定容量一般按下式选择 为变电站最大负荷。这样，当一台变压器停用时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力40%，则可保证对84%负荷的供电。由于一般电网变电站大约有25%的非重要负荷，因此，采用，对变电站保证重要负荷来说多数是可行的。对于一、二级负荷比重大的变电站，应能在一台停用时，仍能保证对一、二级负荷的供电。(3) 主变压器的型式：一般情况下采用三相式变压器。具有三种电压的变电站，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到 以上时，可采用三绕组变压器。其中，当主网电压为110-220KV，而中压网络为35KV时，由于中性点具有不同的接地形式，应采用普通的三绕组变压器。当主网电压为220KV及以上，中压为110KV及以上时，多采用自耦变压器，以得到较大的经济效益。(4) 断路器的设置：根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。(5) 为正确选择接线和设备，必须进行逐年各级电压最大最小有功和无功电力负荷的平衡。当缺乏足够的资料时，可采用下列数据： 最小负荷为最大负荷的60%-70%，如主要是农业负荷时则宜取20%-30%。 负荷同时率取0.85-0.9，当馈线在三回以下且其中有特大负荷时，可取0.951。 功率因数一般取0.8。 线损平均取5%。5.1.2 设计主接线的基本要求在设计电气主接线时，应使其满足供电可靠，运行灵活和经济等项基本要求。1. 可靠性供电可靠是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。在研究主接线时，应全面地看待以下几个问题：(1) 可靠性的客观衡量标准是运行实践，估价一个主接线的可靠性时，应充分考虑长期积累的运行经验。我国现行设计技术规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结。设计时应予遵循。(2) 主接线的可靠性，是由其各组成元件(包括一次设备和二次设备)的可靠性的综合。因此主接线设计，要同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。(3) 可靠性并不是绝对的，同样的主接线对某所是可靠的，而对另一些所则可能还不够可靠。因此，评价可靠性时，不能脱离变电站在系统中的地位和作用。2. 通常定性分析和衡量主接线可靠性时，均从以下几方面考虑：(1) 断路器检修时，能否不影响供电。(2) 线路、断路器或母线故障时，以及母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。3. 变电站全部停运的可能性。(1) 灵活性：主接线的灵活性要求有以下几方面。 调度灵活，操作简便：应能灵活的投入(或切除)某些变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。 检修安全：应能方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。 扩建方便：应能容易的从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，且一次和二次设备等所需的改造最少。(2) 经济性：在满足技术要求的前提下，做到经济合理。 投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式(110/6-10KV)变压器，以质量可靠的简易电器代替高压断路器。 占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。 电能损耗少：在变电站中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器。应经济合理的选择主变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。5.2 主接线的设计步骤电气主接线的具体设计步骤如下：1. 分析原始资料(1) 本工程情况变电站类型，设计规划容量(近期，远景)，主变台数及容量等。(2) 电力系统情况电力系统近期及远景发展规划(5-10年)，变电站在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。(3) 负荷情况：负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。(4) 环境条件：当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等因素，对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。(5) 设备制造情况：为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可行性。2. 拟定主接线方案根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定出若干个主接线方案。因为对出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等考虑不同，会出现多种接线方案。应依据对主接线的基本要求，结合最新技术，确定最优的技术合理、经济可行的主接线方案3. 短路电流计算对拟定的主接线，为了选择合理的电器，需进行短路电流计算。4. 主要电器选择包括高压断路器、隔离开关、母线等电器的选择。5. 绘制电气主接线图将最终确定的主接线，按工程要求，绘制工程图。5.3 基本接线型式5.3.1 单母线接线1. 优点接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。2. 缺点不够灵活可靠，任一元件(母线及隔离开关等)故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段。但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，方能恢复非故障段的供电。3. 适用范围6-10KV配电装置出线回路数不超过5回；35-63KV配电装置出线回路数不超过3回；110-220KV配电装置的出线回路数不超过两回9。5.3.2 单母线分段接线1. 优点用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段短路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不使重要用户停电 。2. 缺点当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需两个方向均衡扩建。3. 适用范围6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时；35-63KV配电装置出线回路数为4-8回时；110-220KV配电装置的出线回路数为3-4回时。5.3.3 双母线接线双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上。由于母线继电保护的要求一般某一回路固定与某一组母线连接，以固定的方式运行10。1. 优点(1) 供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修。 一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。(2) 调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。(3) 扩建方便。向左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。(4) 便于试验。当个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。2. 缺点增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关。当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，须在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围。当出线回路数或母线上电源较多，输送和穿越功率较大，母线故障后要求迅速恢复供电，母线和母线设备检修时不允许影响对用户的供电，系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用。6-10KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电带电抗器时；35-63KV 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；110-220KV配电装置，出线回路数为5回及级以上时。5.3.4 双母线分段接线当220KV 进出线回路数甚多时，双母线需要分段11。1. 分段原则(1) 当进出线回路数为10-14回时，在一组母线上用断路器分段。(2) 当进出线回路数为15回及以上时，两组母线均用断路器分段。(3) 在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器。(4) 为了限制220KV母线短路电流或系统解裂运行的要求，可根据需要将母线分段；变压器-线路单元接线。2. 优点接线最简单，设备最少，不需要高压配电装置。3. 缺点线路故障或检修时，变压器停运；变压器故障或检修时线路停运。4. 适用范围只有一台变压器和一回线路时；当发电厂内不设高压配电装置，直接将电能输送至枢纽变电所时。5.3.5 桥形接线两回变压器-线路单元接线相连，接成桥形接线。分为内桥和外桥两种接线，是长期开环运行的四角形接线12。1. 内桥形接线(1) 优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。(2) 缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥联断路器检修时，两个回路须解裂运行；出线断路器检修时，线路需长时期停运，为避免此缺点，可加装正常断开运行的跨条，为了轮流停电检修任何一组隔离开关，在跨条上需加装两组隔离开关，桥联断路器检修时，也可利用此跨条。(3) 适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。2. 外桥形接线(1) 优点：同内桥形接线。(2) 缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运；桥联断路器检修时，两个回路须解裂运行；变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间停运。为避免此缺点，可加装正常断开运行的跨条。桥联断路器检修时，也可利用此跨条。(3) 适用范围：适用于较小容量的发电厂或变电所，并且变压器的切换较为繁或线路较短，故障率较少的情况。此外，线路有穿越功率时，也宜采用外桥形接线。第6章 变电所进出线的选择与校验6.1 35KV供电线路截面选择为保证供电的可靠性，选用两回35KV供电线路。 用简化公式求变压器损耗： 每回35kV供电线路的计算负荷： 线路的功率损耗： 线路首端功率： 35kV线路电压降计算： 合格 可选导线型号为LGJ-35，其允许载流量为 再按长期发热条件校验： 所选导线符合线路电压热条件。但根据机械强度和安全性要求，35kV供电线路截面不应小于，因此，改选为LGJ-35，相应参数：6.2 厂内10KV线路截面选择6.2.1 供电给变电所1的10kV线路为了保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷： 计算变压器的损耗： 先按经济电流密度选择导线经济截面。由于任务书中给出的最大负荷利用小时数为6400h，查表可得：架空线的经济电流密度。所以可得经济截面： 可选导线型号为LJ-50，其允许载流量为。相应参数为，。再按发热条件检验。已知，温度修正系数为 由上式可知，所选导线符合长期发热条件。由于变电所1紧邻35/11kV主变压器，10kV线路很短，故其功率损耗可忽略不计。线路首端功率： ， 6.2.2 供电给变电所2的10kV线路为了保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷： 计算变压器的损耗： 先按经济电流密度选择导线经济截面。由于任务书中给出的最大负荷利用小时数为6400h，查表可得：架空线的经济电流密度。所以可得经济截面：