電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)論文

1、西安科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書畢業(yè)生姓名李東專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師所屬系（部）二一年 月西安科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱書題目變電所電氣主接線設(shè)計(jì) 系 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè) 姓名李東設(shè)計(jì)時(shí)間：2016年10月01日2011年11月30日評(píng)閱意見：成績：指導(dǎo)教師：_ （簽字）201職 務(wù)：年 月曰西安科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄卡電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)姓名 李東答 辯 內(nèi) 容問題摘要評(píng)議情況（簽名）成 績 評(píng) 定指導(dǎo)教師評(píng)定成績答辯組評(píng)定成績綜合成績注：評(píng)定成績?yōu)?00分制，指導(dǎo)教師為30%答辯組為70%本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：10/0.4kV變電所主變壓器選擇；

2、 變電所電氣 主接線設(shè)計(jì)；短路電流計(jì)算；負(fù)荷計(jì)算；無功功率補(bǔ)償；電氣設(shè)備選擇（母 線、高壓斷路器、隔離幵關(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)電氣主線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求，本變電所 電氣主接線的高壓側(cè)采用單母線接線，低壓側(cè)采用單母線分段的電氣主接 線形式；對低壓側(cè)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算采用需要系數(shù)法；為減少無功損耗，提 高電能的利用率，本設(shè)計(jì)進(jìn)行了無功功率補(bǔ)償設(shè)計(jì)，使功率因數(shù)從 0.69 提高到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

3、方 法；繼電保護(hù)設(shè)計(jì)主要是對變壓器進(jìn)行電流速斷保護(hù)和過電流保護(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防直擊雷保護(hù)。本設(shè)計(jì)十分注重運(yùn)用我國電氣設(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，便以通俗易懂的語言進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞：變電所設(shè)計(jì)；電氣主接線；繼電保護(hù)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，特別是各種高、新、尖、精的技術(shù)應(yīng)用，而所有的一切都離 不幵電，而電的中樞一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，對電的要求也會(huì)隨之改變。 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

4、說對10kV 變電所的設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。此設(shè)計(jì)的題目是針對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，參觀過程中通過技術(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)相信對自己將來的工作也 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：依照主接線的特點(diǎn)，選擇各個(gè)電壓等級(jí)的接線方式，進(jìn)行綜合 比較，選擇最佳接線方式。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，包括主接線圖、 二次回路圖等。最后進(jìn)行校驗(yàn)。以上

5、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)際問題的能力和創(chuàng)新精神，增強(qiáng)工程觀，在設(shè)計(jì)過程中主要立 足于應(yīng)用所學(xué)基本理論和專業(yè)知識(shí)，大膽地運(yùn)用新理論、新技術(shù)去分析解 決實(shí)際問題，以便更好地適應(yīng)工作的需要。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) 備主要通過查閱（包括上網(wǎng)查問）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)的過程 中有意識(shí)地搜集生產(chǎn)過程及新技術(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。

6、選定題目后，應(yīng)再有 針對性地查閱一些資料，最后對所有收集的資料進(jìn)行整理。并對其進(jìn)行完 善，對于一個(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。第1章 畢業(yè)設(shè)計(jì)概述1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)題目西安科技大學(xué)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、解決本專業(yè)領(lǐng)域工程技術(shù)問題的能力； 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；包括：調(diào)查研究、搜集資料（含文獻(xiàn)檢索）；

7、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；撰寫學(xué)術(shù)論文或設(shè)計(jì)說 明書等的能力。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容主變壓器選擇；變電所電氣主接線設(shè)計(jì)；短路電流計(jì)算；電氣設(shè)備選 擇（母線、高壓斷路器、隔離幵關(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)書中的全部內(nèi)容；3. 繪制變電所電氣主接線圖；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)說明書按統(tǒng)一格式打印裝訂成冊；6. 說明書文字在1 .5萬字以上，語言通順簡練，圖表畫法符合

8、國家 標(biāo)準(zhǔn)；7. 完成與設(shè)計(jì)有關(guān)的英文資料翻譯；第2章主變壓器選擇在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱 為主變壓器。在輸配電系統(tǒng)中，變壓器起到橋梁作用，變壓器是借助電磁 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)選擇變壓器空載運(yùn)行時(shí)需用較大的無功功率，這些無功功率需由供電系統(tǒng) 供給，變壓器容量如選的過大，不但增加投資，而且使變壓器長期處于輕 載運(yùn)行，出現(xiàn)“大馬拉小車”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)使變壓器長期過負(fù)載，易損壞設(shè)備。變壓器的最佳負(fù)載率在 40%-70%之

9、間，負(fù)載過高，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，便需要增容，更換大容 量的變壓器，勢必增加投資，且影響供電?？傊x擇變壓器的容量，要以 現(xiàn)有的負(fù)荷為依據(jù)，按照5-10年的發(fā)展計(jì)劃來確定，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。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,對供電的可靠性和電能質(zhì)量的要求來決定，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)和大小來說，對于帶一、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

10、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。對于像遼寧工學(xué)院綜合樓來說主要負(fù)荷是二、三類負(fù)荷，二級(jí)負(fù)荷主要是消防電梯、應(yīng)急照明等負(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)備對供電的要求；5).當(dāng)?shù)毓╇姴块T對變電所的管理體制等。設(shè)置在一類高、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

11、，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SCB9-1000/10KV變壓器。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)荷中心又無燃燒危險(xiǎn)的變

12、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45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)也采用銅線繞制，而低壓線 圈(1000V及以下)，用銅箔(或鋁箔)與預(yù)浸環(huán)氧樹脂的絕緣材料緊密繞 制，采用纏繞玻璃纖維加強(qiáng)樹脂包封，經(jīng)過工藝處理后，

13、使高低壓線圈各 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)過冷熱循 環(huán)試驗(yàn)，證明了線圈具有耐潮、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表 4-2 o表4-2 絕緣等級(jí)與最高允許溫度絕緣材料最高允許溫度（*C）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.

14、 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3章 變電所電氣主接線電氣主接線是由高壓電器通過連接線，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)，故又稱為一次接線或電氣 主系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字和

15、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)系的單線接線圖，稱為主接線 電路圖。電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的 首要環(huán)節(jié)。對電氣主接線的基本要求概括地說應(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對電氣主接線的基本要求和原則接線的基本要求1. 可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。 衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。經(jīng)過長期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對變電所 采用的主接線經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。主接線的可靠性 不僅要考慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的 故障對

16、供電可靠性的影響。同時(shí)，可靠性不是絕對的，而是相對的。一種 主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能是不可靠的。2. 靈活性主接線的靈活性有以下幾方面要求；1）調(diào)度要求。可以靈活的投入和切除變壓器、 線路、調(diào)配電源和負(fù)荷， 能夠滿足系統(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、 母線及其繼電保護(hù)設(shè)備， 進(jìn)行 安全檢修，且不致影響對用戶的供電。3）擴(kuò)建要求。可以容易的從初期過渡到終期接線，使在擴(kuò)建時(shí)，無論一次和二次設(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。1. 考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用變電所在電

17、力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。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，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、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，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。3. 考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對主接線的影響對一級(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；對二級(jí)負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電

18、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)對主接線的影響變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。 通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其 對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量 小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。5.2電氣主接線設(shè)計(jì)程序1、電氣主接線的設(shè)計(jì)程序電氣主接線的設(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、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

19、的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟相同。（1）對原始資料進(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 （5 10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)展和增長速度受政治、經(jīng)濟(jì)、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

20、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?、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、 海拔、地震等因素對主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。特 別是我國土地遼闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差甚大，應(yīng)子以重視。對重型 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)的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、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) 擬定主接線方案。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定若干個(gè)主接線方案。因?yàn)閷﹄娫春统鼍€回路數(shù)、電壓等級(jí)、變 壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考

21、慮的不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線方案(近期和遠(yuǎn)期)。應(yīng)依據(jù)對主接線的基本要求， 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)，又都能滿足任務(wù)書 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) 可行的主接線方案。(3) 主接線經(jīng)濟(jì)比較。(4) 短路電流計(jì)算。對擬定的電氣主接線，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主接線設(shè)計(jì)主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種形式， 分為兩大類： 有匯流母線的接線形式、無匯流

22、母線的接線形式。變電所電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源 (變壓器)、母線和出線(饋線)。 各個(gè)變電所的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰?樣。在進(jìn)出線數(shù)較多時(shí)(一般超過4回)，為便于電能的匯集和分配，采用 母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運(yùn)行方便有利于安裝和擴(kuò)建。但 有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設(shè)備增多。無匯流母線 的接線使用幵關(guān)電器較少，占地面積小，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再 擴(kuò)建和發(fā)展的變電所。有匯流母線的接線形式主要有：單母線接線和雙母 線接線。設(shè)計(jì)中僅以單母線接線為例。一、單母線接線圖5-1單母線接線如圖5-1所示，單母線接線的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一

23、組母線，每個(gè)電源線和引出線都經(jīng)過幵關(guān)電器接到同一組母線上。供電電源是變壓器 或高壓進(jìn)線回路。母線既可以保證電源并列工作，又能使任一條出線回路 都可以從電源I或2獲得電能。每條引出線回路中部裝有斷路器和隔離幵 關(guān)，靠近母線側(cè)的隔離幵關(guān) QS2稱作母線隔離幵關(guān)，靠近線路側(cè)的QS3稱為線路隔離幵關(guān)(在實(shí)際變電所中，通常把靠近電源側(cè)的隔離幵關(guān)稱為甲刀 閘，把靠近負(fù)荷側(cè)的隔離幵關(guān)稱為乙刀閘 )。由于斷路器具有幵合電路的專 用滅弧裝置，可以幵斷或閉合負(fù)荷電流和幵斷短路電流，故用來作為接通 或切斷電路的控制電器。隔離幵關(guān)沒有滅弧裝置.其幵合電流能力極低， 只能于設(shè)備停運(yùn)后退出工作時(shí)斷幵電路，保證與帶電部分隔

24、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) 配置隔離幵關(guān)，以便檢修斷路器時(shí)隔離電源。 若饋線的用戶側(cè)沒有電源時(shí)， 斷路器通往用戶則可以不裝設(shè)線路隔離幵關(guān)。但如果費(fèi)用不大，為了防止 過電壓的侵入。也可以裝設(shè)。同一回路中串接的隔離幵關(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：如對饋線送電時(shí)，須先合上隔離幵關(guān)QS2和QS3再投入斷路器 QF2如欲停止對其供電，須先斷幵QF2然后再斷幵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)在隔離幵關(guān)和相應(yīng)的斷 路器之間，加裝電磁閉鎖、機(jī)械閉鎖。接地幵關(guān)(又稱接地刀間)QS4是在檢修電路和

25、設(shè)備時(shí)合上，取代安全接地線的作用。當(dāng)電壓在110kV及以上時(shí)，斷路器兩側(cè)的隔離幵關(guān)扣線路隔離幵關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置接地幵關(guān)。 對35kV及以上的母線，在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置 1 2組接地幵關(guān)或接地器， 以保證電器和母線檢修時(shí)的安全。1 單母線接線的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、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)母線或母線隔離幵關(guān)故障或檢修時(shí)， 必須斷幵它所連接的電源，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，在出線斷路器檢修期間，必須停止該回路的供電。2. 單母線接線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配電裝置的出

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

27、方向均衡擴(kuò)建。2.適用范圍(1) 6 10kV配電裝置出線回路數(shù)為 6回及以上時(shí)。(2) 35 66kV配電裝置出線回路數(shù)為 4 8回時(shí)。圖5-2單母線分段接線現(xiàn)階段最常用的接線形式有兩種：單母線接線和單母線分段接線，依 據(jù)遼寧工學(xué)院變電所中實(shí)際情況的了解，以及對單母線接線和單母線分段 的比較，并且從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性三個(gè)方面的對比，選擇單母線接 線方式。遼寧工學(xué)院變電所為終端變電所高壓為 10kV低壓為0.4kV o這在主接 線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。1. 10kV主接線根據(jù)設(shè)計(jì)要求及綜合考慮，10kV側(cè)兩條銅

28、電纜，一條運(yùn)行，一條備用 兩條電纜的各種參數(shù)均相同， 來自供電中心的高壓電經(jīng)隔離幵關(guān)、調(diào)相機(jī)、電流互感器接到母線上，而后經(jīng)隔離幵關(guān)、計(jì)量柜進(jìn)入母線接到兩臺(tái)變壓 器上，其間由隔離幵關(guān)和斷路器分離。如附錄Uo2. 0.4kV主接線所謂0.4kV是一種電壓等級(jí)，按正常工作需用380kV,10kV高壓經(jīng)過變 壓器降壓后為0.4kV等級(jí)，低壓經(jīng)過隔離幵關(guān)、電流互感器、高壓斷路器 接到母線上，而后經(jīng)過隔離幵關(guān)、儀表通過低壓母線接到降壓變壓器母線 上，兩臺(tái)變壓器低壓分別帶有不同的負(fù)荷這是0.4kV o如附錄U所示。第4章短路計(jì)算選擇電氣設(shè)備、整定繼電保護(hù)、確定電氣主接線方案、考慮限制短路 電流的措施及分析電

29、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)或三相四線制系統(tǒng)中單相或多相 接地（或接中性線）。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)的中性線與相線之間，都是通過負(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

30、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)備長期運(yùn)行，絕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，如輸電線路斷線和倒桿事故等。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該回路的正常工作電流十幾倍甚至幾十倍，如6 10kV的大容量裝置，短路電流可達(dá)到幾萬甚至幾十萬安。2. 選的各種電氣設(shè)備應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定度。3. 短路電流通過導(dǎo)體時(shí)，同

31、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)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、 給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大。由此可見。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)、類型及持續(xù)時(shí)間等因素有關(guān)。為了保證電氣設(shè)備安全可 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.