工厂供电课程设计-某冶金机械厂降压变电所的电气设计(4)

另外，送至各车间的照明线路采用：铜芯聚氯乙烯绝缘导线BV型号。

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第四章 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择

（一）年耗电量的估算

年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到： 年有功电能消耗量： 年无功电能耗电量：

Wp????P30T?

Wq????Q30T?结合本厂的情况，年负荷利用小时数T?为4600h，取年平均有功负荷系数

??0.72，年平均无功负荷系数??0.78。由此可得本厂： 年有功耗电量： 年无功耗电量：

Wp???0.72?1766.05kW?4600h?5.85?106kW?h

Wq???0.78?1404.38kvar?4600h?5.04?106kW?h（二）变电所主变压器台数的选择

变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。

（三）变电所主变压器容量选择。

每台变压器的容量SN?T应同时满足以下两个条件：

1、暗备用条件：任一台变压器单独运行时，宜满足：SN?T?(0.6~0.7)?S30 2、明备用条件：任一台变压器单独运行时，应满足：SN?T?S30(I?II)，即满足全部一、二级负荷需求。代入数据可得：

SN?T=（0.6~0.7）×1996.79kV?A=（1198.07~1397.75）kV?A。

考虑到未来5~10年的负荷发展，初步取SN?T=2000kV?A 。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC9系列箱型干式变压器。

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型号：SC9-2000/10 ，其主要技术指标如下表所示：

变压器 型号 额定 容量 /kV?A 高压 SC9-2000/10 额定 电压 /kV 低压 联 结 损耗/kW 组型 号 空载 负载 13.3 0.8 6 空载 电流 短路 阻抗 I0% UK% 2000 10.5 0.4 Dyn11 2.7 （附：参考尺寸（mm）：长：1670宽：1200高：1740 重量（kg）：4500）

（四） 变电所主接线方案的选择

方案Ⅰ：高、低压侧均采用单母线分段

优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 。

缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。

方案Ⅱ：单母线分段带旁路

优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。

方案Ⅲ：高压采用单母线、低压单母线分段

优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。

缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所需停电。 以上三种方案均能满足主接线要求，采用方案Ⅲ时虽经济性最佳，但是其可靠性相比其他两方案差；采用方案Ⅱ需要的断路器数量多，接线复杂，它们的经济性能较差；采用方案Ⅰ既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选方案Ⅰ。

主接线图，参见附图一《高压电气主接线图》

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第五章 短路电流的计算

本厂的供电系统简图如下图所示。采用两路电源供线，一路为距本厂8km的馈电变电站经LGJ-150架空线（系统按∞电源计），该干线首段所装高压断路器的断流容量为500MV?A；一路为邻厂高压联络线。下面计算本厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。

图（一）

下面采用标么制法进行短路电流计算。 （一）确定基准值：

取Sd?100MV?A，Uc1?10.5kV，Uc2?0.4kV 则：Id1?Sd3Uc1Sd3Uc2??100MV?A?5.500kA

3?10.5kV100MV?A?144.000kA

3?0.4kVId2?（二）计算短路电路中各主要元件的电抗标么值：

*?1) 电力系统的电抗标么值： X1100MV?A?0.200

500MV?A*?0.35(?/km)?8km?2) 架空线路的电抗标么值：X2100MV?A?2.5387 2(10.5kV)3）电力变压器的电抗标么值：由所选的变压器的技术参数得Uk%?6，因此：

*?X*? X346?100MV?A?3.000

100?2000kV?A

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短路等效电路图如图（二）所示:

图（二）

? 计算k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量

*??1) 总电抗标么值：X?(k?1)?X1?X2?0.200?2.5387?2.7387

2) 三相短路电流周期分量有效值： Ik(3)?1?Id1?X?(k?1)?5.50kA?2.008kA

2.7387(3)3) 其他三相短路电流：I??Ik(3)?1?2.008kA

(3)(3) ish?2.55?2.008kA?5.120kA Ish?1.5?12.0kA0?83.kA 0324) 三相短路容量：Sk(3)?1?Sd?X?(k?1)?100MV?A?36.514MV?A

2.7387? 计算k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量

*????1) 总电抗标么值：X?(k?2)?X1?X2?(X3||X4)??0.200?2.7387?3/2?4.4387

2) 三相短路电流周期分量有效值：Ik(3)?2?Id2?X?(k?2)?144kA?32.442kA

4.4387(3)(3)3) 其他三相短路电流：I??Ik?2?32.442kA

(3)(3) ish?1.84?32.442kA?59.693kA Ish?1.0?932.kA44?2 3623kA5.4) 三相短路容量：Sk(3)?2?

Sd?X?(k?2)?100MV?A?22.529MV?A

4.4387

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