電氣工程自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)(畢業(yè)論文)

1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要本設(shè)計(jì)的題目為“遼寧工學(xué)院綜合教學(xué)樓變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)”。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：10/0.4kv變電所主變壓器選擇；變電所電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)；短路電流計(jì)算；負(fù)荷計(jì)算；無(wú)功功率補(bǔ)償；電氣設(shè)備選擇（母線(xiàn)、高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補(bǔ)償電容器）；配電裝置設(shè)計(jì)；繼電保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)；防雷保護(hù)設(shè)計(jì)等。根據(jù)電氣主線(xiàn)設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求，本變電所電氣主接線(xiàn)的高壓側(cè)采用單母線(xiàn)接線(xiàn)，低壓側(cè)采用單母線(xiàn)分段的電氣主接線(xiàn)形式；對(duì)低壓側(cè)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算采用需要系數(shù)法；為減少無(wú)功損耗，提高電能的利用率， 本設(shè)計(jì)進(jìn)行了無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)計(jì)，使功率因數(shù)從0.69提高到

2、0.9；短路電流的計(jì)算包括短路點(diǎn)的選擇及其具體數(shù)值計(jì)算；而電氣設(shè)備選擇采用了按額定電流選擇，按短路電流計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)的方法；繼電保護(hù)設(shè)計(jì)主要是對(duì)變壓器進(jìn)行電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；配電裝置采用成套配電裝置；本變電所采用避雷針?lè)乐睋衾妆Ｗo(hù)。本設(shè)計(jì)十分注重運(yùn)用我國(guó)電氣設(shè)計(jì)的新技術(shù)和新的設(shè)備，實(shí)用性及強(qiáng)，考慮到是實(shí)際工程的應(yīng)用，便以通俗易懂的語(yǔ)言進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞：變電所設(shè)計(jì)；電氣主接線(xiàn)；繼電保護(hù)viiabstractthe design on the topic of liaoning institute of technology teaching building substati

3、on expansion preliminary design. the main design elements include : 10/0.4kv main transformer substation choice; electrical substation main wiring design; short-circuit current calculation; load calculation; reactive power compensation; electrical equipment (bus, hv circuit breakers, isolation switc

4、hes, current transformer and voltage transformer, and compensation capacitor moa); distribution equipment design; relay planning and design; lightning protection design. according to the main line of electrical design should meet the reliability, flexibility, economy requirements, the substation mai

5、n electrical wiring high side single-bus wiring, low voltage side of the single-bus above the main electrical wiring form; the low-pressure side load calculated using the statistical needs coefficient; to reduce the reactive power loss, increased energy utilization, the design of reactive power comp

6、ensation design, power factor from 0.69 to 0.9; short-circuit current calculations include short-circuit point for the selection and specific numerical calculation; and electrical equipment chosen by the choice of rated current, short-circuit current calculation by the results of the calibration met

7、hods; relay design of the main transformer current protection and over-current protection design; distribution installations complete set of power distribution equipment; the substation using direct lightning stroke prevention lightning protection. the design is very close attention to the use of ou

8、r electrical design of the new technology and new equipment, practical and strong, taking into account the actual application, in a user-friendly language to describe it. key words：: substation design; electrical wiring; relay . 目 錄前言vi第1章 畢業(yè)設(shè)計(jì)概述11.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目11.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的11.3畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容1第2章 負(fù)荷計(jì)算22.1負(fù)荷概述22.2負(fù)

9、荷計(jì)算2第3章 無(wú)功功率補(bǔ)償73.1并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償73.2無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算7第4章 主變壓器選擇94.1變電所變壓器容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)選擇94.1.1變壓器容量94.1.2主變壓器臺(tái)數(shù)和型號(hào)94.1.3主變壓器確定104.2干式變壓器的結(jié)構(gòu)104.3干式變壓器的特點(diǎn)114.4干式變壓器的使用注意事項(xiàng)11第5章 變電所電氣主接線(xiàn)125.1對(duì)電氣主接線(xiàn)的基本要求和原則125.1.1電氣主接線(xiàn)的基本要求125.1.2電氣主接線(xiàn)的原則125.2電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)程序135.3主接線(xiàn)設(shè)計(jì)14第6章 短路計(jì)算186.1短路概述186.2造成短路原因186.3短路危害186.4短路計(jì)算19第7章 電氣設(shè)備選

10、擇與校驗(yàn)237.1電氣設(shè)備及分類(lèi)237.2電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)237.3高壓斷路器選擇與校驗(yàn)247.3.1高壓斷路器的選擇247.3.2高壓斷路器的校驗(yàn)257.4隔離開(kāi)關(guān)選擇與校驗(yàn)267.4.1隔離開(kāi)關(guān)原理與類(lèi)型267.4.2隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行與維護(hù)267.4.3隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn)267.5互感器選擇與校驗(yàn)277.5.1互感器應(yīng)用277.5.2電流互感器原理與結(jié)構(gòu)287.5.3電流互感器校驗(yàn)297.6電壓互感器307.6.1電壓互感器原理307.7母線(xiàn)選擇與校驗(yàn)317.7.1 母線(xiàn)的選擇317.7.2母線(xiàn)校驗(yàn)32第8章 繼電保護(hù)338.1繼電保護(hù)338.1.1對(duì)繼電保護(hù)的基本要求338.1.2繼電保護(hù)原理

11、338.2過(guò)電流與速斷保護(hù)整定值的計(jì)算348.2.1過(guò)電流整定值計(jì)算348.2.2速斷保護(hù)整定值計(jì)算36第9章 配電裝置389.1對(duì)配電裝置的基本要求389.2配電裝置的類(lèi)型389.3配電裝置的應(yīng)用389.4配電裝置的設(shè)計(jì)步驟39第10章 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)4210.1雷電過(guò)電壓4210.2雷電的危害4210.3防雷保護(hù)裝置4210.4防雷設(shè)計(jì)4310.5防雷保護(hù)計(jì)算43總 結(jié)47參考文獻(xiàn)48致謝49附錄50附錄55 前言經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步促使社會(huì)中各行各業(yè)都在不斷地發(fā)展壯大，各大高校相繼出現(xiàn)了前所未有的發(fā)展勢(shì)頭，特別是各種高、新、尖、精的技術(shù)應(yīng)用，而所有的一切都離不開(kāi)電，而電的中樞

12、變電所更是必不可少，起到至關(guān)重要的作用。電是一個(gè)廣義的范疇，伴隨負(fù)荷的不同，對(duì)電的要求也會(huì)隨之改變。這次設(shè)計(jì)的題目為遼寧工學(xué)院綜合教學(xué)樓變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)。取自遼寧工學(xué)院的實(shí)際工程應(yīng)用。理論與實(shí)際有效地結(jié)合，具備了實(shí)用性、科學(xué)性和合理性。自2005年遼寧工學(xué)院綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓投入使用以來(lái)，為學(xué)校做出了重要貢獻(xiàn)，為廣大師生提供了良好的工作、學(xué)習(xí)環(huán)境。在其地下，建設(shè)有遼寧工學(xué)院最大的地下變電所。根據(jù)學(xué)校用電量結(jié)合實(shí)際確定為10kv變電所。經(jīng)過(guò)與老師探討和與工程技術(shù)人員的研究分析，10kv的變電所應(yīng)用較為廣泛，其涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域，所以說(shuō)對(duì)10kv變電所的設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。對(duì)此題目的設(shè)計(jì)除

13、了注重實(shí)際應(yīng)用外，還應(yīng)考慮可靠性、經(jīng)濟(jì)性和電能的質(zhì)量。如線(xiàn)路保護(hù)、接地保護(hù)、變壓器保護(hù)等保護(hù)的有關(guān)問(wèn)題及其設(shè)備元件的選擇。此題目的設(shè)計(jì)涉及發(fā)電廠(chǎng)電氣部分、電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化等所學(xué)習(xí)過(guò)的課程及相關(guān)內(nèi)容。此設(shè)計(jì)的題目是針對(duì)綜合樓10kv變電所進(jìn)行的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)伊始，在工程技術(shù)人員的陪同下對(duì)變電所進(jìn)行了參觀學(xué)習(xí)，并把所設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容做了整體的記錄，參觀過(guò)程中通過(guò)技術(shù)人員的指導(dǎo)和結(jié)合自身的實(shí)際情況，選擇變電所的高低壓部分設(shè)計(jì)，這部分設(shè)計(jì)相信對(duì)自己將來(lái)的工作也會(huì)有很大的幫助。本設(shè)計(jì)按照以下的步驟進(jìn)行：首先：依照主接線(xiàn)的特點(diǎn)，選擇各個(gè)電壓等級(jí)的接線(xiàn)方式，進(jìn)行綜合比較，選

14、擇最佳接線(xiàn)方式。其次：進(jìn)行短路電流計(jì)算，根據(jù)短路點(diǎn)計(jì)算三相短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流。再次：根據(jù)所選電氣元件，結(jié)合實(shí)際繪制設(shè)計(jì)圖紙，包括主接線(xiàn)圖、二次回路圖等。最后進(jìn)行校驗(yàn)。以上是理論知識(shí)的體現(xiàn)而更中要的一點(diǎn)是在設(shè)計(jì)中培養(yǎng)自己運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神，增強(qiáng)工程觀，在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要立足于應(yīng)用所學(xué)基本理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，大膽地運(yùn)用新理論、新技術(shù)去分析解決實(shí)際問(wèn)題,以便更好地適應(yīng)工作的需要。所有的設(shè)計(jì)查閱資料是必不可少的，而資料的獲取應(yīng)以實(shí)際為準(zhǔn)，做為一名初次設(shè)計(jì)者，設(shè)計(jì)之前應(yīng)具備一定的設(shè)計(jì)能力，但是由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)體系的不夠完善等多種原因，適用于估算。在估算的過(guò)程中，所得理論結(jié)果只要與實(shí)

15、際偏差不大，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)不產(chǎn)生重大的影響，是可行的。了解整個(gè)設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容和基本要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的資料推備。資料準(zhǔn)備主要通過(guò)查閱(包括上網(wǎng)查問(wèn))文獻(xiàn)資料和參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)兩條渠道進(jìn)行。此設(shè)計(jì)充分吸收專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)， 考慮自己畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題方向，有目的、有計(jì)劃地查閱與選題方向有關(guān)的文獻(xiàn)資料，特別是在參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)的過(guò)程中有意識(shí)地搜集生產(chǎn)過(guò)程及新技術(shù)、新設(shè)備、改革新成果的應(yīng)用等方面資料，這也是為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題收集資料的最重要途徑。選定題目后，應(yīng)再有針對(duì)性地查閱一些資料，最后對(duì)所有收集的資料進(jìn)行整理。并對(duì)其進(jìn)行完善，對(duì)于一個(gè)完整的設(shè)計(jì)而言，文字與圖紙并存。文字的詳細(xì)敘述使內(nèi)容豐富，而圖紙則一目了然。最后由于設(shè)

16、計(jì)者的水平有限，以及對(duì)電氣技術(shù)日新月異的發(fā)展掌握不夠，加之國(guó)外電氣技術(shù)和產(chǎn)品的大量引進(jìn)，我國(guó)對(duì)電氣設(shè)計(jì)設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范還在不斷地改進(jìn)和完善，所以設(shè)計(jì)難免有不足，希望老師給予批評(píng)指正，使本設(shè)計(jì)更加完善。 第1章 畢業(yè)設(shè)計(jì)概述1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目遼寧工學(xué)院綜合教學(xué)樓變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)是針對(duì)遼寧工學(xué)院綜合教學(xué)樓變電所進(jìn)行的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中涉及“發(fā)電廠(chǎng)電氣部分”、“電力系統(tǒng)分析”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”等課程有關(guān)內(nèi)容，通過(guò)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域工程技術(shù)問(wèn)題的能力；培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自學(xué)能力；使學(xué)生受到工程師的基本訓(xùn)練，即工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究的初步能力；包

17、括：調(diào)查研究、搜集資料（含文獻(xiàn)檢索）；方案論證、技術(shù)方案的計(jì)劃與實(shí)施；理論分析、設(shè)計(jì)和計(jì)算；撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文或設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等的能力。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容主變壓器選擇；變電所電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)；短路電流計(jì)算；電氣設(shè)備選擇（母線(xiàn)、高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補(bǔ)償電容器）；配電裝置設(shè)計(jì)；繼電保護(hù)設(shè)計(jì)；防雷保護(hù)設(shè)計(jì)；繪制電氣主接線(xiàn)圖，繪制配電裝置平面圖及直擊雷保護(hù)范圍圖。1. 進(jìn)行10kv變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)；2. 完成任務(wù)書(shū)中的全部?jī)?nèi)容；3. 繪制變電所電氣主接線(xiàn)圖；4. 繪制配電裝置平面圖及直擊雷保護(hù)范圍圖；5. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)按統(tǒng)一格式打印裝訂成冊(cè)；6. 說(shuō)明書(shū)文字在1 .5萬(wàn)字以上

18、，語(yǔ)言通順簡(jiǎn)練，圖表畫(huà)法符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；7. 完成與設(shè)計(jì)有關(guān)的英文資料翻譯；59第2章 負(fù)荷計(jì)算2.1負(fù)荷概述設(shè)計(jì)遼寧工學(xué)院的變電所為綜合樓提供可靠的電源，負(fù)荷的確定是為了正確、合理地選擇電氣設(shè)備和線(xiàn)路，并為無(wú)功補(bǔ)償提高功率因數(shù)提供依據(jù)，由此再合理選擇變壓器開(kāi)關(guān)電器等元件。電力負(fù)荷及其大小是供電設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算的根本依據(jù)，正確合理地進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，對(duì)于投資的經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)上的安全可靠性以及以后的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和維護(hù)等關(guān)系重大，在本設(shè)計(jì)中采用需要系數(shù)法來(lái)確定計(jì)算負(fù)荷。根據(jù)設(shè)計(jì)，兩臺(tái)主變壓器分別供有不同的負(fù)荷，在此設(shè)計(jì)中忽略了部分負(fù)荷，根據(jù)工程技術(shù)的要求選取以下負(fù)荷：2.2負(fù)荷計(jì)算1#變壓器負(fù)荷計(jì)算照明部分如上表

19、可知：1=295kw =206.5kw299.425kvar消防電梯表2-1 遼寧工學(xué)院綜合樓負(fù)荷一覽表1#號(hào)變壓器設(shè)備功率kwcostg數(shù)目2#號(hào)變壓器設(shè)備功率kwcostg數(shù)目照明設(shè)備150700801455照明設(shè)備5007008007511201302211401計(jì)算機(jī)2400800800752消防電梯440200501701消防電梯440200501701電力設(shè)備16007008007512001消防照明干線(xiàn)50070080075112021802進(jìn)風(fēng)機(jī)750700850621301正壓風(fēng)機(jī)140600800751進(jìn)風(fēng)機(jī)計(jì)算機(jī)污水泵消防照明干線(xiàn)2#變壓器負(fù)荷計(jì)算電梯部分正壓風(fēng)機(jī)消防照明

20、干線(xiàn)電力專(zhuān)用1#變壓器最后計(jì)算負(fù)荷 2#變壓器最后計(jì)算負(fù)荷第3章 無(wú)功功率補(bǔ)償所謂無(wú)功功率補(bǔ)償是把具有容性功率的裝置與感性負(fù)荷聯(lián)接在同一電路，當(dāng)容性裝置釋放能量在相互轉(zhuǎn)化，感性負(fù)荷所吸收的無(wú)功功率可由容性裝置輸出的無(wú)功功率中得到補(bǔ)償。根據(jù)遼寧工學(xué)院綜合樓的具體情況，及其無(wú)功補(bǔ)償方法的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較選用電力電容器補(bǔ)償中的并聯(lián)補(bǔ)償方法。并聯(lián)補(bǔ)償時(shí)把電容器并接到被補(bǔ)償設(shè)備的電路上，以提高功率因數(shù)，這種方法稱(chēng)為并聯(lián)電容器補(bǔ)償，這種方法適用于用電單位。3.1并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償如圖3-1所示為并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償?shù)脑韴D。由圖可見(jiàn)電力電容器在圖中所示位置進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，線(xiàn)路wl1輸送無(wú)功功率仍為無(wú)功功率，即

21、，而變壓器輸送的無(wú)功功率則為，線(xiàn)路wl1輸送的無(wú)功功率則為，因此，電源只需向電力負(fù)荷提供的功率。圖3-1 并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償?shù)脑韴D通過(guò)以上可知并聯(lián)電力電容器降低了通過(guò)輸電線(xiàn)路及變壓器的功率（或電流），同時(shí)也減少了對(duì)發(fā)電機(jī)無(wú)功功率的需求量。3.2無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求與實(shí)際需要變電所的功率因數(shù)達(dá)到0.9，所以對(duì)無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。1#變壓器的負(fù)荷補(bǔ)償：功率因數(shù)：，現(xiàn)將其提高到0.90。經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后：2#變壓器的負(fù)荷補(bǔ)償功率因數(shù)為：現(xiàn)欲將提高到0.90。經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后：第4章 主變壓器選擇在發(fā)電廠(chǎng)和變電站中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶(hù)輸送功率的變壓器，稱(chēng)為主變壓器。在輸配電系統(tǒng)中，變壓器起到橋梁作用，變壓

22、器是借助電磁感應(yīng)原理，以相同的頻率，交換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。4.1變電所變壓器容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)選擇4.1.1變壓器容量變壓器空載運(yùn)行時(shí)需用較大的無(wú)功功率，這些無(wú)功功率需由供電系統(tǒng)供給，變壓器容量如選的過(guò)大，不但增加投資，而且使變壓器長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)行，出現(xiàn)“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象，使空載的損耗增加，功率因數(shù)降低，網(wǎng)絡(luò)損耗增加。若容量選的小，會(huì)使變壓器長(zhǎng)期過(guò)負(fù)載，易損壞設(shè)備。變壓器的最佳負(fù)載率在40%-70%之間，負(fù)載過(guò)高，損耗明顯增加，另一方面，由于變壓器容量裕度小，負(fù)載稍有增長(zhǎng)，便需要增容，更換大容量的變壓器，勢(shì)必增加投資，且影響供電?？傊x擇變壓器的容量，要以現(xiàn)有的負(fù)荷為依

23、據(jù)，按照5-10年的發(fā)展計(jì)劃來(lái)確定，按照遼寧工學(xué)院綜合樓變電所的設(shè)計(jì)選用的變壓器容量為1000kva。4.1.2主變壓器臺(tái)數(shù)和型號(hào)1臺(tái)數(shù)變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇，要由負(fù)荷大小，對(duì)供電的可靠性和電能質(zhì)量的要求來(lái)決定，并兼顧節(jié)約電能、降低運(yùn)行造價(jià)、維護(hù)設(shè)備等因素，確定變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)綜合考慮，進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。按負(fù)荷的等級(jí)和大小來(lái)說(shuō)，對(duì)于帶一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，當(dāng)一、二級(jí)負(fù)荷較多時(shí)，應(yīng)選兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器，如只有少量的一、二級(jí)負(fù)荷并能從相鄰的變電所取得低壓備用電源，可以只采用一臺(tái)變壓器。對(duì)于像遼寧工學(xué)院綜合樓來(lái)說(shuō)主要負(fù)荷是二、三類(lèi)負(fù)荷 ，二級(jí)負(fù)荷主要是消防電梯、應(yīng)急照明等

24、負(fù)荷；而三級(jí)負(fù)荷主要是電力設(shè)備和普通照明，根據(jù)需要擬裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。2型號(hào)主變壓器的型號(hào)選擇主要考慮以下因素：1）.變電所的所址選擇；2）.建筑物的防火等級(jí)；3）.建筑物的使用功能；4）.主要用電設(shè)備對(duì)供電的要求；5）.當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)對(duì)變電所的管理體制等。設(shè)置在一類(lèi)高、低壓主體建筑中的變壓器，應(yīng)選擇干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣的變壓器；二類(lèi)高、低壓主體建筑也宜如此，否則應(yīng)采取相應(yīng)的防火措施。主變壓器安裝在地下時(shí)，根據(jù)消防要求，不得選用可燃性油變壓器，地下層一般比較潮濕，通風(fēng)條件不好，也不宜選用空氣絕緣的干式變壓器，而宜采用環(huán)氧樹(shù)脂澆注型或者六氟化硫型變壓器，綜合所述結(jié)合校的具體情況選型為sc

25、b9-1000/10kv變壓器。4.1.3主變壓器確定位于遼寧工學(xué)院綜合樓地下變電所的主變壓器型號(hào)為環(huán)氧樹(shù)脂澆注型，其技術(shù)參數(shù)如表2-1所示。表4-1 scb9-1000/10變壓器技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定容量（kva）額定電壓（kv）空載損耗（w）負(fù)載損耗（w）短路阻抗（%）空載 電流（%）變壓器連接組高壓低壓scb9-1000/10100010.50.41660855061.04.2干式變壓器的結(jié)構(gòu)為了確保供電安全，迫切需要即可深入負(fù)荷中心又無(wú)燃燒危險(xiǎn)的變壓器，而當(dāng)今，隨著社會(huì)進(jìn)步，干式變壓器得到了廣泛的應(yīng)用，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)干式變壓器定義，所謂干式變壓器，就是指鐵心和繞組不浸入液體中的變壓器。干式變

26、壓器的結(jié)構(gòu)與油浸式變壓器的差別不大，采用晶粒取向電工鋼片，軛和柱采用全斜接縫，心柱用鋼帶或自干型絕緣粘帶綁扎，也有用粘結(jié)劑將鐵心膠合，鐵心為防止因凝結(jié)而引起銹蝕，在鐵心表面涂有耐熱的防銹覆蓋漆或樹(shù)脂，容量較大時(shí)，鐵芯中要有氣道，氣道尺寸為15-20mm，而干式變壓器的繞組材料是銅箔或鋁箔，有時(shí)也采用銅線(xiàn)繞制，而低壓線(xiàn)圈（1000v及以下），用銅箔（或鋁箔）與預(yù)浸環(huán)氧樹(shù)脂的絕緣材料緊密繞制，采用纏繞玻璃纖維加強(qiáng)樹(shù)脂包封，經(jīng)過(guò)工藝處理后，使高低壓線(xiàn)圈各自成為一個(gè)堅(jiān)固的整體，不但具有很強(qiáng)的承受短路能力，而且經(jīng)過(guò)冷熱循環(huán)試驗(yàn)，證明了線(xiàn)圈具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄功能。由于干式變壓器的適用材料不同，其絕

27、緣等級(jí)也不同，絕緣材料等級(jí)與絕緣材料最高允許溫度見(jiàn)表4-2。表4-2 絕緣等級(jí)與最高允許溫度絕緣等級(jí)yaebfhc絕緣材料最高允許溫度(）951051201301551802204.3干式變壓器的特點(diǎn)1. 占地面積小，不必單獨(dú)建設(shè)變壓器室，它可以和10kv的高壓柜，380/220v的低壓配電柜裝在一個(gè)室內(nèi)。2. 運(yùn)行、維修量小。3. 具有耐熱、防塵、耐潮的特點(diǎn)，適合于安裝負(fù)荷中心，對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)電起到了一定作用。4. 損耗小、噪聲小。5. 絕緣性好，局部放電量小，耐雷電沖擊力強(qiáng)。6. 機(jī)械強(qiáng)度高,抗溫度變化，抗短路能力強(qiáng)。7. 價(jià)格昂貴。8. 壽命期后，不易回收，污染環(huán)境。4.4干式變壓器的

28、使用注意事項(xiàng)1. 干式變壓器選擇不同的外殼，是由所處的環(huán)境和防護(hù)要求而定。2. 干式變壓器繞組的絕緣，很大程度影響變壓器的安全和使用壽命。3. 自然空氣冷卻和強(qiáng)迫空氣冷卻。4干式變壓器的過(guò)載能力與環(huán)境溫度、載前的負(fù)荷情況、變壓器的絕緣散熱情況和發(fā)熱時(shí)間常數(shù)有關(guān)。第5章 變電所電氣主接線(xiàn)電氣主接線(xiàn)是由高壓電器通過(guò)連接線(xiàn)，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱(chēng)為一次接線(xiàn)或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線(xiàn)接線(xiàn)圖，稱(chēng)為主接線(xiàn)電路圖。電氣主接線(xiàn)是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)

29、的首要環(huán)節(jié)。對(duì)電氣主接線(xiàn)的基本要求概括地說(shuō)應(yīng)包括電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。5.1對(duì)電氣主接線(xiàn)的基本要求和原則5.1.1電氣主接線(xiàn)的基本要求1可靠性所謂可靠性是指主接線(xiàn)能可靠的工作，以保證對(duì)用戶(hù)不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對(duì)變電所采用的主接線(xiàn)經(jīng)過(guò)優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線(xiàn)的類(lèi)型并不多。主接線(xiàn)的可靠性不僅要考慮次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響。同時(shí)，可靠性不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。一種主接線(xiàn)對(duì)某些變電所是可靠的，而對(duì)另一些變電所可能是不可靠的。2靈活性 主接線(xiàn)的靈活性有以下幾方面要求； 1)調(diào)度

30、要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線(xiàn)路、調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。 2)檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線(xiàn)及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，且不致影響對(duì)用戶(hù)的供電。 3)擴(kuò)建要求。可以容易的從初期過(guò)渡到終期接線(xiàn)，使在擴(kuò)建時(shí)，無(wú)論一次和二次設(shè)備改建量最小。3經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。5.1.2電氣主接線(xiàn)的原則1考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線(xiàn)的主要因素。變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接

31、線(xiàn)的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。2考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線(xiàn)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長(zhǎng)速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來(lái)確定主接線(xiàn)的形式以及所連接電源數(shù)和出線(xiàn)回?cái)?shù)。3考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線(xiàn)回?cái)?shù)多少對(duì)主接線(xiàn)的影響對(duì)一級(jí)負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級(jí)負(fù)荷供電。三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。4考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線(xiàn)的影響變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線(xiàn)的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型

32、變電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)主接線(xiàn)的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對(duì)主接線(xiàn)的可靠性、靈活性要求低。5考慮備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線(xiàn)的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電、適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無(wú)而有所不問(wèn)。例如，當(dāng)斷路器或母線(xiàn)檢修時(shí)，是否允許線(xiàn)路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線(xiàn)路故障時(shí)允許切除線(xiàn)路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線(xiàn)的形式。5.2電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)程序1、電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)程序電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)伴隨著變電所的整體設(shè)計(jì)，即按照工程基本建設(shè)程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、

33、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段等四個(gè)階段。在各階段中隨要求、任務(wù)的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟相同。 (1)對(duì)原始資料進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下： 1)本工程情況。主要包括：變電所類(lèi)型；設(shè)計(jì)規(guī)劃容量；變壓器容量及臺(tái)數(shù)；運(yùn)行方式等。 2)電力系統(tǒng)情況。電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃(510年)；變電所在電力系統(tǒng)中的位置(地理位置和容量位置)和作用；本期工程和遠(yuǎn)景規(guī)劃與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。 3)負(fù)荷情況。負(fù)荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級(jí)、出線(xiàn)回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷在原始資料中雖已提供，但設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該認(rèn)真地辯證地分析。因?yàn)樨?fù)荷的發(fā)展和增長(zhǎng)速度受政治、經(jīng)濟(jì)、

34、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。如果設(shè)計(jì)時(shí)，只依據(jù)負(fù)荷計(jì)劃數(shù)字，而投產(chǎn)時(shí)實(shí)際負(fù)荷小了，就等于積壓資金，否則電量供應(yīng)不足，就會(huì)影響其他工業(yè)的發(fā)展。 4)環(huán)境條件。當(dāng)?shù)氐臍鉁亍穸取⒏脖⑽鄯x、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素對(duì)主接線(xiàn)中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。特別是我國(guó)土地遼闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差甚大，應(yīng)子以重視。對(duì)重型設(shè)備的運(yùn)輸條件也應(yīng)充分考慮。 5)設(shè)備制造情況。為使所設(shè)計(jì)的主接線(xiàn)具有可行性，必須對(duì)各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。(2)擬定主接線(xiàn)方案。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定若干個(gè)主接

35、線(xiàn)方案。因?yàn)閷?duì)電源和出線(xiàn)回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線(xiàn)結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線(xiàn)方案(近期和遠(yuǎn)期)。應(yīng)依據(jù)對(duì)主接線(xiàn)的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留23個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿(mǎn)足任務(wù)書(shū)要求的方案，再進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最后獲得技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線(xiàn)方案。 (3)主接線(xiàn)經(jīng)濟(jì)比較。 (4)短路電流計(jì)算。對(duì)擬定的電氣主接線(xiàn)，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。 (5)電器設(shè)備的選擇。 (6)繪制電氣主接線(xiàn)圖及其他必要的圖紙。(7)工程概算。包括：主要設(shè)備器材費(fèi)；安裝工程費(fèi)；其他費(fèi)用。5.3主接線(xiàn)設(shè)計(jì)主接線(xiàn)的基本形式，就是主要電氣

36、設(shè)備常用的幾種形式，分為兩大類(lèi)：有匯流母線(xiàn)的接線(xiàn)形式、無(wú)匯流母線(xiàn)的接線(xiàn)形式。變電所電氣主接線(xiàn)的基本環(huán)節(jié)是電源(變壓器)、母線(xiàn)和出線(xiàn)(饋線(xiàn))。各個(gè)變電所的出線(xiàn)回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線(xiàn)所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?。在進(jìn)出線(xiàn)數(shù)較多時(shí)(一般超過(guò)4回)，為便于電能的匯集和分配，采用母線(xiàn)作為中間環(huán)節(jié)，可使接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方便有利于安裝和擴(kuò)建。但有母線(xiàn)后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設(shè)備增多。無(wú)匯流母線(xiàn)的接線(xiàn)使用開(kāi)關(guān)電器較少，占地面積小，但只適用于進(jìn)出線(xiàn)回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的變電所。有匯流母線(xiàn)的接線(xiàn)形式主要有：?jiǎn)文妇€(xiàn)接線(xiàn)和雙母線(xiàn)接線(xiàn)。設(shè)計(jì)中僅以單母線(xiàn)接線(xiàn)為例。一、單母線(xiàn)接線(xiàn) 圖 5-1 單母線(xiàn)接線(xiàn)如

37、圖 5-1 所示，單母線(xiàn)接線(xiàn)的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一組母線(xiàn)，每個(gè)電源線(xiàn)和引出線(xiàn)都經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電器接到同一組母線(xiàn)上。供電電源是變壓器或高壓進(jìn)線(xiàn)回路。母線(xiàn)既可以保證電源并列工作，又能使任一條出線(xiàn)回路都可以從電源l或2獲得電能。每條引出線(xiàn)回路中部裝有斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，靠近母線(xiàn)側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)qs2稱(chēng)作母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，靠近線(xiàn)路側(cè)的qs3稱(chēng)為線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)(在實(shí)際變電所中，通常把靠近電源側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)稱(chēng)為甲刀閘，把靠近負(fù)荷側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)稱(chēng)為乙刀閘)。由于斷路器具有開(kāi)合電路的專(zhuān)用滅弧裝置，可以開(kāi)斷或閉合負(fù)荷電流和開(kāi)斷短路電流，故用來(lái)作為接通或切斷電路的控制電器。隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置其開(kāi)合電流能力極低，只能于設(shè)備停運(yùn)后退

38、出工作時(shí)斷開(kāi)電路，保證與帶電部分隔離，起著隔離電壓的作用。所以，同一回路中在斷路器可能出現(xiàn)電源的一側(cè)或兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開(kāi)關(guān)，以便檢修斷路器時(shí)隔離電源。若饋線(xiàn)的用戶(hù)側(cè)沒(méi)有電源時(shí)，斷路器通往用戶(hù)則可以不裝設(shè)線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)。但如果費(fèi)用不大，為了防止過(guò)電壓的侵入。也可以裝設(shè)。同一回路中串接的隔離開(kāi)關(guān)和斷路器，在運(yùn)行操作時(shí)，必須嚴(yán)格遵守下列操作順序：如對(duì)饋線(xiàn)送電時(shí)，須先合上隔離開(kāi)關(guān)qs2和qs3，再投入斷路器qf2；如欲停止對(duì)其供電，須先斷開(kāi)qf2，然后再斷開(kāi)qs3和qs2。為了防止誤操作，除嚴(yán)格按照操作規(guī)程實(shí)行操作票制度外。還應(yīng)在隔離開(kāi)關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間，加裝電磁閉鎖、機(jī)械閉鎖。接地開(kāi)關(guān)(又稱(chēng)接地刀間

39、)qs4是在檢修電路和設(shè)備時(shí)合上，取代安全接地線(xiàn)的作用。當(dāng)電壓在110kv及以上時(shí)，斷路器兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)扣線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)的線(xiàn)路側(cè)均應(yīng)配置接地開(kāi)關(guān)。對(duì)35kv及以上的母線(xiàn)，在每段母線(xiàn)上亦應(yīng)設(shè)置12組接地開(kāi)關(guān)或接地器，以保證電器和母線(xiàn)檢修時(shí)的安全。1單母線(xiàn)接線(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 缺點(diǎn)：靈活性和可靠性差，當(dāng)母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開(kāi)它所連接的電源，與之相連的所有電力裝置在整個(gè)檢修期間均而停止工作。此外，在出線(xiàn)斷路器檢修期間，必須停止該回路的供電。2單母線(xiàn)接線(xiàn)的適用范圍 一般適用于一臺(tái)主變壓器的以下兩種情況： (1)6-10kv配電

40、裝置的出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò)5回。 (2)35-66kv配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò)3回。二、單母線(xiàn)分段接線(xiàn)為了克服一般單母線(xiàn)接線(xiàn)存在的缺點(diǎn)，提高它的供電可靠性和靈活性，可以把單母線(xiàn)分成幾段，在每段母線(xiàn)之間裝設(shè)一個(gè)分段斷路器和兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)。每段母線(xiàn)上均接有電源和出線(xiàn)回路，便成為單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，如圖5-2所示。1單母線(xiàn)分段接線(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線(xiàn)分段后，對(duì)重要用戶(hù)可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；當(dāng)一證正常段母線(xiàn)不間斷供電和不致使大面積停電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線(xiàn)的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；當(dāng)出線(xiàn)為雙回路時(shí)，常使架空線(xiàn)路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)

41、建。 2適用范圍 (1)6一10kv配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為6回及以上時(shí)。 (2)3566kv配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為48回時(shí)。圖5-2 單母線(xiàn)分段接線(xiàn)現(xiàn)階段最常用的接線(xiàn)形式有兩種：?jiǎn)文妇€(xiàn)接線(xiàn)和單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，依據(jù)遼寧工學(xué)院變電所中實(shí)際情況的了解，以及對(duì)單母線(xiàn)接線(xiàn)和單母線(xiàn)分段的比較，并且從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性三個(gè)方面的對(duì)比，選擇單母線(xiàn)接線(xiàn)方式。遼寧工學(xué)院變電所為終端變電所高壓為10kv低壓為0.4kv。這在主接線(xiàn)的選擇上確定了范圍，根據(jù)5-10年的發(fā)展計(jì)劃設(shè)計(jì)，并依據(jù)遼寧工學(xué)院的供電情況，擬裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。110kv主接線(xiàn)根據(jù)設(shè)計(jì)要求及綜合考慮，10kv側(cè)兩條銅電纜，一條運(yùn)行，一條備用兩條電纜的各

42、種參數(shù)均相同，來(lái)自供電中心的高壓電經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)、調(diào)相機(jī)、電流互感器接到母線(xiàn)上，而后經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)、計(jì)量柜進(jìn)入母線(xiàn)接到兩臺(tái)變壓器上，其間由隔離開(kāi)關(guān)和斷路器分離。如附錄。20.4kv主接線(xiàn)所謂0.4kv是一種電壓等級(jí),按正常工作需用380kv，10kv高壓經(jīng)過(guò)變壓器降壓后為0.4kv等級(jí)，低壓經(jīng)過(guò)隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、高壓斷路器接到母線(xiàn)上，而后經(jīng)過(guò)隔離開(kāi)關(guān)、儀表通過(guò)低壓母線(xiàn)接到降壓變壓器母線(xiàn)上，兩臺(tái)變壓器低壓分別帶有不同的負(fù)荷這是0.4kv。如附錄所示。第6章 短路計(jì)算選擇電氣設(shè)備、整定繼電保護(hù)、確定電氣主接線(xiàn)方案、考慮限制短路電流的措施及分析電力系統(tǒng)是短路計(jì)算的最終目的。所謂短路是指不同電位導(dǎo)電部分之

43、間的不正常短接，既有相與相之間導(dǎo)體的金屬性短接或者經(jīng)小阻抗的短接，也有中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)或三相四線(xiàn)制系統(tǒng)中單相或多相接地（或接中性線(xiàn)）。6.1短路概述電力系統(tǒng)的狀態(tài)有三種：正常運(yùn)行狀態(tài)、不正常運(yùn)行狀態(tài)、短路故障。在電氣設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)，而且要考慮它發(fā)生故障時(shí)的情況，最嚴(yán)重的故障是電路乃至系統(tǒng)發(fā)生短路。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，其相與相之間，中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的中性線(xiàn)與相線(xiàn)之間，都是通過(guò)負(fù)荷或阻抗連接的。6.2造成短路原因電力系統(tǒng)發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣被損壞。絕緣損壞大多是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備的缺陷，以及設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行不當(dāng)所致，如由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，絕

44、緣自然老化或由于設(shè)備本身絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；設(shè)備絕緣正常而被內(nèi)部人員違反操作規(guī)程和安全規(guī)程，造成誤操作而引發(fā)短路。電力系統(tǒng)的其他某些故障也可能導(dǎo)致短路，如輸電線(xiàn)路斷線(xiàn)和倒桿事故等。此外，飛禽及小動(dòng)物跨接裸導(dǎo)體，老鼠咬壞設(shè)備、導(dǎo)線(xiàn)的絕緣，都可能造成短路。6.3短路危害1.電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，網(wǎng)絡(luò)總阻抗減小很多，短路回路中的短路電流可能超過(guò)該回路的正常工作電流十幾倍甚至幾十倍，如610kv的大容量裝置，短路電流可達(dá)到幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)安。2.選的各種電氣設(shè)備應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定度。3.短路電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，同時(shí)也使導(dǎo)體受到很大的電動(dòng)力作用、使導(dǎo)體發(fā)生變形，甚至損壞。因此，電氣裝置中所選的各種電氣設(shè)

45、備還應(yīng)有足夠的電動(dòng)(機(jī)械)穩(wěn)定度。 4.短路必將造成局部停電，而且短路點(diǎn)越靠近電源，停電范圍越大、給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大。 5.短路也同時(shí)引起系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓降低特別是靠近短路點(diǎn)處降低得更多，短路點(diǎn)的電壓為零，結(jié)果可能導(dǎo)致非故障范圍部分或全部用戶(hù)的供電破壞。當(dāng)電壓降低到額定值的80左右時(shí)，電磁開(kāi)關(guān)有可能斷開(kāi)，因而中斷供電；當(dāng)電壓下降到30一40。并持續(xù)達(dá)1s以上時(shí)，電動(dòng)機(jī)可能停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使工廠(chǎng)產(chǎn)品報(bào)廢，甚至造成人身傷亡事故。直到短路故障被切除后，非故障系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓才能得以恢復(fù)。由此可見(jiàn)。短路的后果是十分嚴(yán)重的，且短路所引起的危害程度，與短路故障的地點(diǎn)、類(lèi)型及持續(xù)時(shí)間等因素有關(guān)。為了保證電氣設(shè)備安

46、全可靠運(yùn)行，減輕短路的影響，除應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素外，一旦發(fā)生短路，應(yīng)盡快切除故障部分，使系統(tǒng)的電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。為此，需要進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確地選擇具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。6.4短路計(jì)算根據(jù)實(shí)際情況及圖紙的要求分析遼寧工學(xué)院綜合樓變電所的設(shè)計(jì)，短路計(jì)算要恰到好處，確定短路點(diǎn)位高低壓側(cè)各一個(gè)，互相分析計(jì)算，如圖6-1所示。 圖6-1電力系統(tǒng)短路計(jì)算電路圖計(jì)算短路前給定電力系統(tǒng)饋線(xiàn)出口短路器2qf為2n12-10i型。計(jì)算方法采用比較簡(jiǎn)潔常用的標(biāo)幺值計(jì)算。確定基準(zhǔn)值取 ，而 計(jì)算短路回路中主要元件的電

47、抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)資料，則架空線(xiàn)路由資料可知：，則電力變壓器有資料得：，則做出等值電路圖并化簡(jiǎn)電路，求出點(diǎn)及其點(diǎn)短路回路阻抗標(biāo)幺值，根據(jù)計(jì)算電路圖及其回路中個(gè)主要元件的電抗標(biāo)幺值做出等值電路圖。求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量如圖所示6-2 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路。 圖6-2 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量如圖6-3 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路圖6-3 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路在工程設(shè)計(jì)中，往往還要列短路計(jì)算表，如下圖所示。表6-1短路計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流（kv）三相短路容量（mva）點(diǎn)2.762.762.767.094.2250

48、.25點(diǎn)32.0732.0732.0759.0134.9622.27第7章 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，使用各種電氣設(shè)備，諸如變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線(xiàn)、補(bǔ)償電容器等，這些設(shè)備的任務(wù)是保證變電所安全、可靠的供電，因?yàn)檫x擇電氣設(shè)備時(shí)，必須慮及電力系統(tǒng)在正常和故障時(shí)的工作情況。所謂電氣設(shè)備的選擇，則是根據(jù)電氣設(shè)備在系統(tǒng)中所處的地理位置和完成的任務(wù)來(lái)確定它們的型號(hào)和參數(shù)。電氣設(shè)備選擇的總原則是在保證安全、可靠工作的前提下，適當(dāng)留有裕度，力求在經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行節(jié)約。7.1電氣設(shè)備及分類(lèi)1、電氣設(shè)備電氣設(shè)備是指電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、變配電、用電設(shè)備的總稱(chēng)，它包括發(fā)電

49、機(jī)、變壓器及各種高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、導(dǎo)線(xiàn)、電纜和用電設(shè)備等。2、電氣設(shè)備的分類(lèi)電氣設(shè)備通常分類(lèi)方法如下：（1）.按電壓分 通常把1kv以上的設(shè)備稱(chēng)為高壓設(shè)備，1kv以下的稱(chēng)為低壓設(shè)備。（2）.按電能質(zhì)量分 交流設(shè)備、直流設(shè)備、交直流兩用設(shè)備。（3）.按設(shè)備所屬的電路性質(zhì)分 一次設(shè)備、二次設(shè)備。（4）.按是否組合分 單元件設(shè)備、成套設(shè)備。（5）.一次設(shè)備按其在一次電路中功能，又可分為發(fā)電設(shè)備、變換設(shè)備、控制設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、補(bǔ)償設(shè)備和用電設(shè)備。7.2電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理是選擇電氣設(shè)備的基本要求。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：按正常

50、工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號(hào)，按短路情況下校驗(yàn)開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力、短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。在供配電系統(tǒng)中盡管各種電器設(shè)備的作用不一樣，但選擇的條件有諸多是相同的，在表7-1中列出了導(dǎo)體和電器選擇與校驗(yàn)的項(xiàng)目。從表中可以看出為保證設(shè)備可靠的運(yùn)行，各種設(shè)備均應(yīng)按正常工作條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路條件校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。表7-1導(dǎo)體和電器的選擇與校驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)備名稱(chēng)選擇項(xiàng)目校驗(yàn)項(xiàng)目額定電壓（kv）額定電流（a）裝置類(lèi)（戶(hù)內(nèi)戶(hù)外）準(zhǔn)確度級(jí)短路電流開(kāi)斷能力（ka）熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定高壓斷路器高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)高壓隔離開(kāi)關(guān)高壓熔斷器電流互感器電壓互感器母線(xiàn)電纜7.3高壓斷路器選擇與校驗(yàn)7.3.1高壓斷路器

51、的選擇高壓斷路器是高壓電氣中的重要設(shè)備，是一次電力系統(tǒng)中控制和保護(hù)電路的關(guān)鍵設(shè)備，它在電網(wǎng)中的作用有兩方面，其一是控制作用，即根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求，接通或斷開(kāi)工作電路，其二是保護(hù)作用，當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，在繼電保護(hù)裝置的作用下，斷路器自動(dòng)斷開(kāi)故障部分，以保證無(wú)故障部分的正常運(yùn)行。高壓斷路器的主要作用是：在正常運(yùn)行時(shí)用它接通或切斷負(fù)荷電流；在發(fā)生短路故障或嚴(yán)重負(fù)荷時(shí)，借助繼電保護(hù)裝置用它自動(dòng)、迅速地切斷故障電流，以防止擴(kuò)大事故范圍。斷路器工作性能好壞直接關(guān)系到供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。為此要求斷路器具有相當(dāng)完善的滅弧裝置和足夠強(qiáng)的滅弧能力。圖7-1高壓斷路器的qf的型號(hào)規(guī)格7.3.2高壓斷路器

52、的校驗(yàn)根據(jù)圖7-1高壓斷路器的qf的型號(hào)規(guī)格。在短路計(jì)算中我們得知10kv側(cè)母線(xiàn)上短路電流為5.3ka，控制qf的線(xiàn)路繼電保護(hù)裝置實(shí)際最大的動(dòng)作時(shí)間為1.0s變壓器高壓側(cè)實(shí)際最大工作電流按變壓器額定電流計(jì)算。 線(xiàn)路首端短路時(shí)，流過(guò)短路電流最大，而線(xiàn)路首端（）點(diǎn)短路和母線(xiàn)（）點(diǎn)短路，其短路電流相等，即：短路電流沖擊值：短路容量：擬定選用高壓真空斷路器，斷路時(shí)間：短路假想時(shí)間：根據(jù)擬定條件和相關(guān)數(shù)據(jù)，選用zn12-10i型高壓真空斷路器。表7-2 zn12-10i型高壓真空斷路器序號(hào)安裝電氣條件zn12-10i校驗(yàn)結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目技術(shù)數(shù)據(jù)110kv10kv合格257.7a1250a合格32.76k

53、a31.5ka合格47.038ka25ka合格57.84126合格 7.4隔離開(kāi)關(guān)選擇與校驗(yàn)7.4.1隔離開(kāi)關(guān)原理與類(lèi)型隔離開(kāi)關(guān)是發(fā)電廠(chǎng)和變電所中常用的開(kāi)關(guān)電器，用于隔離電源，以保證對(duì)其它電器設(shè)備和線(xiàn)路運(yùn)行安全檢修。隔離開(kāi)關(guān)是應(yīng)用于斷路器的配套裝置使用的，但是隔離開(kāi)關(guān)無(wú)滅弧裝置，不能用來(lái)接通和斷開(kāi)負(fù)荷電流和短路電流。隔離開(kāi)關(guān)的類(lèi)型較多，按裝接地點(diǎn)不同分：屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目分：?jiǎn)沃?、雙柱式和三柱式；此外還有v型隔離開(kāi)關(guān)。隔離開(kāi)關(guān)的型式對(duì)配電裝置的分布和占地面積有很大的影響，隔離開(kāi)關(guān)選型時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇，遼寧工學(xué)院選擇型號(hào)為：gn30-10d/630，這種型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)系列為高壓10kv，三相電流頻率50hz的戶(hù)內(nèi)裝置，安裝于高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，使高壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)緊密占地面積小，安全性高。如下表所示7-3為gn30-10d/630的技術(shù)數(shù)據(jù)。表7-3 gn30-10d/630技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)型式