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第三章电气主接线设计
3.1电气主接线的概述
电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。一般在研究主接线方案和运行方式时，为了清晰和方便，通常将三相电路图描绘成单线图。在绘制主接线全图时，将互感器、避雷器、电容器、中性点设备以及载波通信用的通道加工元件（也称高频阻波器）等也表示出来。
对一个工厂而言，电气主接线在工厂设计时就根据机组容量、工厂规模及工厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。电气主接线又称电气一次接线图。
3.2电气主接线的设计原则
(1）考虑变电所在电力系统的地位和作用
变电所在电力系统的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
(2） 考虑用电负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响
对一级用电负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级用电负荷不间断供电；对二级用电负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级用电负荷供电，三级用电负荷一般只需一个电源供电。
(3）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响
发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时是否允切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。
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3.3电气主接线设计的基本要求
(1)安全性
①在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关。 ②在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压刀开关。 ③在装设高压熔断器的-负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关。 (2)可靠性
①变配电所的主接线方案，必须与其负荷级别相适应。对一级负荷，应由两个电源供电。对二级负荷，应由两回路或一回6KV以上专用架空线或电缆线供电；其中采用电缆供电时，应采用两根电缆并联供电，且每根电缆应能承受100%的二级负荷。
②变配电所的非专用电源进线侧，应装设带保护短路的断路器或负荷开关-熔断器。 ③对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变电所采用放射式的高压配电，以确保供电可靠性，但对辅助生产区及生活区的变电所，可采用树干式配电。
(3)灵活性
①变配电所的高低压母线，一般采用单母线或单母线分段接线方式。 ②35KV及以上电源进线为双回路时，宜采用桥式接线和线路-变压器。 ③变配电所的主接线方案应与主变压器的经济运行要求相适应。 (4)经济性
①变配电所的主接线在满足运行要求的前提下应力求简单。 ②中小型工厂变电所，一般可采用高压少油断路器。
③工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只供计费的电能表用。
3.4电气主接线方案
单母线分段接线
单母线分段接线方式就是双电源分别进线在1-2段上，通过母联开关联络。每一回路连到一段母线上，并把引出线均分到每段母线上。两段母线用隔离开关、断路器等开关电器连接形成单母线分段接线。
单母线分段便于分段检修母线，减小母线故障影响范围，提高了供电可靠性和灵活性。这种接线形式适用于双电源进线的比较重要的负荷。
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第四章 变压器的选择
4.1变压器台数的确定原则
原则上应满足用电负荷对供电可靠性的要求，对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，但是现实工厂中并不是这样的，当一台发生故障时整个工厂甚至都要停产,采用两回10KV电缆组成的线路供电。但是实际情况是，采用两个10KV线路，须占用上级电业局开关站2个间隔，须购买两个用电间隔，10KV线路长度通常以千米计，投入造价较大。还不如按一级负荷采用发电机作第二电源便宜。规范也考虑到这种情况，所以在供规GB50052-2009第4.0.1条第二款规定：设置自备电源比从电力系统取得第二电源经济合理时，用户宜设置自备电源。
4.2变压器的分配
通过查阅相关资料得知，只要车间的总负荷不超过2000kw，同时电气距离比较接近时，就可以把这些车间合并在一起用一台变压器供电，如果一类、二类负荷过多就要单独一台变压器供电。所以我们在这里把所有车间分为6台变压器供电，其中粗轧机，中轧机和精轧机为整流变压器的一类负荷，因此粗轧机和精轧机各用一台变压器，精轧机用两台变压器。水泵房，锅炉房，加热炉为动力变压器一级负荷，生产准备车间和办公用电为二类和三类负荷我们考虑总负荷不超过2000kw的车间可以合并到一起用一台变压器供电。
4.3变压器容量的确定
粗轧机和中轧机各用一台整流变压器分别为一号和二号变压器，精轧机用两台变压器为三号和四号变压器：
1号粗轧机变压器选择：
22S30?P30?Q30=2421(KVA)
变压器选择为：ZHSFPZ -10kV /2500kVA 变压器损耗：△PT =0.015×S’30(2)=28.47 kw △QT =0.06×S’30(2) =113.88 kvar
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,P30?P30??Pr?1901.47kw
,Q30??Q30??Qc?kvar??Qrkvar?2150kavr
,,2,2S30?P30?Q30
S30?2207 KVA
补偿后的工厂的功率因数为：cos??2号中轧机变压器选择：
22S30?P30?Q30=2730KVA
''P30S30''?0.93符合要求。
变压器选择为：ZHSFPZ -10kV /2500KVA 变压器损耗：△PT =0.015×S’30(2)=32.34 kw △QT =0.06×S’30(2) =129.36 kvar
,P30?P30??Pr?1974.34kw
,Q30??Q30??Qc?kvar??Qrkvar?2136kavr
,,2,2S30?P30?Q30
S30?2365KVA
补偿后的工厂的功率因数为：cos??3号精轧机变压器选择：
22S30?P30?Q30=2835(KVA)
''P30S30''?0.96符合要求。
变压器选择为：两台ZHSFPZ -10kV /1500KVA 变压器损耗：△PT =0.015×S’30(2)=22.5 kw △QT =0.06×S’30(2) =90 kvar
,P30?P30??Pr?1562.5kw
,Q30??Q30??Qc?kvar??Qrkvar?1776kavr
,,2,2S30?P30?Q30
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