10kV开闭所电气部分初步设计 第3页

1前  言

1.1 企业供配电的意义和前景

    随着工农业生产的机械化，自动化水平的快速发展，对电能的需求量也愈来愈大，对供电的可靠性、经济性、灵活性及电能的质量要求愈来愈高。在传统的供电系统中，很多工矿企业，尤其中小型企业和作坊式工厂，出现设备落后甚至早已超过使用年限；线路布局不合理甚至线况极差；设备管理和文护不得当；无保护系统或相对落后；日常操作不合理等等现象，这些现象不仅使电能大量损耗，带来不合理利用，而且给工人和企业带来极大的安全隐患，一旦爆发将会带来极大的后果。

企业供电系统处于电力系统的末端，经过一至两级降压后直接向负荷供电，因此接线相对简单。它作为电力系统的一个组成部分，必然要反映电力系统各方面的理论和要求，并恰当地运用在工矿企业供电的设计、文护运行中，因此它要受到电力系统工作情况的影响和制约。但工矿企业供电系统和电力系统又有所不同，它主要反映工矿企业用户的特点和要求。如，工矿企业的电力负荷的统计计算，电能的合理经济利用，减少用地面积的新型变电站结构，大型及特种设备的供电，厂内采用集中和调度技术的合理性问题等。这些问题有的与电力系统的安全和经济运行关系密切，有的是为了保证用户的高质量用电。近些年来,由于能源紧缺,计划用电、节约用电、安全用电受到了普遍重视，工矿企业供电的讨论内容较过去更为广泛。如供电方案的可行性研究、低能耗高性能、便于安装文护快速施工的新型电气设备及配电电器的选用，我国现行接地运行方式与国际标准协调的研讨，以及计算机用于工矿企业供电系统的辅助设计及监控等。这些都已在国内引起热烈的讨论。随着电力工业的快速发展及规模的不断扩大，传统的供电技术已不适应现代供电系统的更高要求。为此必须利用不断涌现的新理论、新方法、新技术、新设备，把计算机技术、通信技术与传统的供电技术相结合，形成现代供电技术，以适应现代供电系统的快速发展要求。

1.2本设计的课题及内容

本供配电系统设计的对象为某10kV开闭所，其设计所用的相关资料及数据见本设计的任务书。根据本设计的要求，可将整个供配电系统的分为以下几个方面进行分步计算与设计：

（1）设计和论证10kV开闭所主接线

配电所的电气主接线是以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间环节构成的电能输配电路。其基本形式按有无母线通常分为有母线按线和无母线按线两大类。主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定次序相连接的接受和分配电能的电路。。

（2）小区箱式变电站的选择

它具有成套性强、体积小、结构紧凑、运行安全可靠、文护方便、以及可移动等特点，与常规土建式变电站相比，同容量的箱式变电站占地面积通常仅为常规变电站的1/10～1/5，大大减少了设计工作量及施工量，减少了建设费用。

（3）负荷计算及短路电流计算

在供电系统中，由于电气设备载流部分的绝缘损坏、工作人员违规操作等原因，造成供电系统的短路故障。发生短路时，将会严重影响电力系统的稳定性，对电气设备有严重危害。通过计算短路电流，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以避免短路时所造成的各种危害。

（4）选择并校验

电气设备气设备按在正常条件下工作进行选择，就是要考虑电气装置所处的位置，环境温度，海拔高度以及有无防尘防火防剥等的要求。电气要求是指电气装置对设备的电压、电流、频率的要求。

电气设备按在短路故障条件下工作进行选择，就是要按最大可能的短路故障时的动稳定度和热稳定度进行校验。对熔断器及装有熔断器的电压互感器，不必进行动稳定度和热稳定度的校验；对电力电缆，由于机械强度足够，所以也不必要进行短路动稳定度和热稳定度校验。

下面就结合设计任务书，根据以上四个部分依次进行计算和设计。

2 设计和论证10kV开闭所主接线

    配电所的电气主接线是以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间环节构成的电能输配电路。其基本形式按有无母线通常分为有母线按线和无母线按线两大类。主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定次序相连接的接受和分配电能的电路。由于本设计工作电源由附近地区110／10kV甲变电站和35/10kV乙变电站取得，该厂又属于二级负荷，故需有两路进线，高压配电所采用采用单母线接线。各住宅小区变电所均需选用两台变压器，故可采用单母线分段接线方式。

2.1　高压配电所的主接线方案论证

（1）方案一：两路电源的单母线接线

    两路电源进线的单母线接线的典型方案如图2-1，两个进线断路器必须实行操作联锁，只有在工作电源进线断路器断开后，备用电源进线断路器才能接通，以保证两路电源不并列运行。 

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                           图2-1　单母线接线

    单母线接线优点是简单、清晰、设备少、运行操作方便且有利于扩建，但可靠性与灵活性不高。若母线故障或检修，会造成全部出线停电。

（2）方案二：单母线分段接线

    当出线回路数增多且有两路电源进线时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线，如图2-2所示，QF3为分段断路器。母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。在正常工作时，分段断路器可接通也可断开运行。两路电源进线一用一备时，分段断路器接通运行，此时，任一段母线出现故障，分段断路器与故障段断路器都会在断电保护装置下自动断开，将故障段线母线切除后，非故障段母线便可继续工作。而当两路电源同时工作互为备用（又称暗备用）时，分段断路器则断开运行，此时若任一电源（如电源１）出现故障，电源进线断路器（QF1）自动断开，分段断路器QF3可自动投入，保证给全部出线或重要负荷继续供电。

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                            图2-2　单母线分段接线

     单母线分段接线保留了单母线的优点，又在一定程度上克服了它的缺点，如缩小了母线故障的影响范围、分别从两段母线上引出两路出线可保证对一级负荷的供电。

(3) 主接线的论证

1)    单母线接线与单母线分段接线的比较,见表2-1。

                             表2-1  接线方式的比较

2) 主接线的确定

根据原始资料提供，和电力系统的发展，用户的需求等几方面综合考虑，所以确定10kV开闭所的主接线方式为：单母线分段接线。

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