畢業(yè)論文---通用機(jī)器廠變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　通用機(jī)器廠變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)</p><p>　　姓 名： </p><p>　　系 部： 電力工程一系 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化</p><p>　　班 級(jí)：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2011年9月20日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　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；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(wú)功功率補(bǔ)償；電氣設(shè)備選擇（母線、高壓

3、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。</p><p>　　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(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0.9；短路電流的計(jì)

4、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)。</p><p>　　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。</p><p>　　關(guān)

5、鍵詞：變電所設(shè)計(jì)；電氣主接線；繼電保護(hù)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言VI</b></p><p>　　第1章 畢業(yè)設(shè)計(jì)概述1</p><p>　　1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目1</p><p>　　1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的1<

6、/p><p>　　1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容1</p><p>　　第2章 主變壓器選擇2</p><p>　　2.1變電所變壓器容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)選擇2</p><p>　　2.1.1變壓器容量2</p><p>　　2.1.2主變壓器臺(tái)數(shù)和型號(hào)2</p><p>　　2.1.3主變壓器確定3&

7、lt;/p><p>　　2.2干式變壓器的結(jié)構(gòu)3</p><p>　　2.3干式變壓器的特點(diǎn)4</p><p>　　2.4干式變壓器的使用注意事項(xiàng)4</p><p>　　第3章 變電所電氣主接線5</p><p>　　3.1對(duì)電氣主接線的基本要求和原則5</p><p>　　3.1.1電氣

8、主接線的基本要求5</p><p>　　3.1.2電氣主接線的原則5</p><p>　　3.2電氣主接線設(shè)計(jì)程序6</p><p>　　3.3主接線設(shè)計(jì)7</p><p>　　第4章 短路計(jì)算10</p><p>　　4.1短路概述11</p><p>　　4.2造成短路原因11

9、</p><p>　　4.3短路危害11</p><p>　　4.4短路計(jì)算12</p><p>　　第5章 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)15</p><p>　　5.1電氣設(shè)備及分類(lèi)15</p><p>　　5.2電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)15</p><p>　　5.3高壓斷路器選擇與校驗(yàn)16&l

10、t;/p><p>　　5.3.1高壓斷路器的選擇16</p><p>　　5.3.2高壓斷路器的校驗(yàn)17</p><p>　　5.4隔離開(kāi)關(guān)選擇與校驗(yàn)18</p><p>　　5.4.1隔離開(kāi)關(guān)原理與類(lèi)型18</p><p>　　5.4.2隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行與維護(hù)18</p><p>　　5.4

11、.3隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn)18</p><p>　　5.5互感器選擇與校驗(yàn)19</p><p>　　5.5.1互感器應(yīng)用19</p><p>　　5.5.2電流互感器原理與結(jié)構(gòu)20</p><p>　　5.5.3電流互感器校驗(yàn)21</p><p>　　5.6電壓互感器22</p><p>　

12、　5.6.1電壓互感器原理22</p><p>　　5.7母線選擇與校驗(yàn)23</p><p>　　5.7.1 母線的選擇23</p><p>　　5.7.2母線校驗(yàn)23</p><p>　　第6章 繼電保護(hù)25</p><p>　　6.1繼電保護(hù)25</p><p>　　6.1.1對(duì)

13、繼電保護(hù)的基本要求25</p><p>　　6.1.2繼電保護(hù)原理25</p><p>　　6.2過(guò)電流與速斷保護(hù)整定值的計(jì)算26</p><p>　　6.2.1過(guò)電流整定值計(jì)算26</p><p>　　6.2.2速斷保護(hù)整定值計(jì)算28</p><p>　　第7章 配電裝置30</p><

14、;p>　　7.1對(duì)配電裝置的基本要求30</p><p>　　7.2配電裝置的類(lèi)型30</p><p>　　7.3配電裝置的應(yīng)用30</p><p>　　7.4配電裝置的設(shè)計(jì)步驟31</p><p>　　第8章 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)34</p><p>　　8.1雷電過(guò)電壓34</p><

15、p>　　8.2雷電的危害34</p><p>　　8.3防雷保護(hù)裝置34</p><p>　　8.4防雷設(shè)計(jì)35</p><p>　　8.5防雷保護(hù)計(jì)算35</p><p><b>　　總 結(jié)39</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)40</b>&l

16、t;/p><p><b>　　致謝41</b></p><p><b>　　附錄44</b></p><p>　　變壓器繼電保護(hù)圖46</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　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

17、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開(kāi)電，而電的中樞—變電所更是必不可少，起到至關(guān)重要的作用。</p><p>　　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。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。</p><p>　　此設(shè)計(jì)的題目是針對(duì)10kV變電所進(jìn)行的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)，

18、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：</p><p>　　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。</p><p>　　其次：進(jìn)行短路電流

19、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。</p><p>　　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)。</p><p>　　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

20、應(yīng)工作的需要。</p><p>　　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)

21、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。</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)概述</b></p><p>　　1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目</p><p>　　《變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)》</p><p>　　1.2

22、畢業(yè)設(shè)計(jì)目的</p><p>　　本設(shè)計(jì)是針對(duì)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(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

23、或設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等的能力。</p><p><b>　　1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　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)；繪制電氣主接線圖，繪制配電裝置平面圖及直擊雷保護(hù)范圍圖。</p><p

24、>　　進(jìn)行10kV變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)；</p><p>　　完成任務(wù)書(shū)中的全部?jī)?nèi)容；</p><p>　　繪制變電所電氣主接線圖；</p><p>　　繪制配電裝置平面圖及直擊雷保護(hù)范圍圖；</p><p>　　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)；</p><p>　　說(shuō)明書(shū)文字在1 .5萬(wàn)字以上，語(yǔ)言通順簡(jiǎn)練

25、，圖表畫(huà)法符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；</p><p>　　完成與設(shè)計(jì)有關(guān)的英文資料翻譯；</p><p><b>　　主變壓器選擇</b></p><p>　　在發(fā)電廠和變電站中，用來(lái)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。&

26、lt;/p><p>　　2.1變電所變壓器容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)選擇</p><p>　　2.1.1變壓器容量</p><p>　　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)

27、備。</p><p>　　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。總之選擇變壓器的容量，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(lái)確定，按照通用機(jī)器廠變電所的設(shè)計(jì)選用的變壓器容量為1000kVA。</p><p>　　2.1.2主變壓器臺(tái)數(shù)和型號(hào)</p

28、><p><b>　　1．臺(tái)數(shù)</b></p><p>　　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。</p><p>　　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)

29、，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。</p><p>　　對(duì)于像通用機(jī)器廠來(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。</p><p><b>　　2．型號(hào)</b></p><p>　

30、　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。</p><p>　　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。</p><p>　　主變壓器安裝在地下時(shí)，根

31、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SCB9-1000/10KV變壓器。</p><p>　　2.1.3主變壓器確定</p><p>　　通用機(jī)器廠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。</p><p>

32、;　　表4-1 SCB9-1000/10變壓器技術(shù)參數(shù)</p><p>　　2.2干式變壓器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　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。</p><p>　　干式變壓器的結(jié)構(gòu)與油浸式變

33、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(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，使高低壓線圈各自成為一

34、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)，證明了線圈具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄功能。</p><p>　　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(jiàn)表4-2。</p><p>　　表4-2 絕緣等級(jí)與最高允許溫度</p><p>　　2.3干式變壓器的特點(diǎn)</p><p>　　

35、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)。</p><p><b>　　運(yùn)行、維修量小。</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　損耗小、噪聲小。</b></

36、p><p>　　絕緣性好，局部放電量小，耐雷電沖擊力強(qiáng)。</p><p>　　機(jī)械強(qiáng)度高,抗溫度變化，抗短路能力強(qiáng)。</p><p><b>　　價(jià)格昂貴。</b></p><p>　　壽命期后，不易回收，污染環(huán)境。</p><p>　　2.4干式變壓器的使用注意事項(xiàng)</p><p

37、>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　自然空氣冷卻和強(qiáng)迫空氣冷卻。</p><p>　　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)。</p><p><b&g

38、t;　　變電所電氣主接線</b></p><p>　　電氣主接線是由高壓電器通過(guò)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(duì)電氣主接線的基本要求概

39、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。</p><p>　　3.1對(duì)電氣主接線的基本要求和原則</p><p>　　3.1.1電氣主接線的基本要求</p><p><b>　　1．可靠性</b></p><p>　　所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對(duì)用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)

40、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經(jīng)過(guò)優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類(lèi)型并不多。主接線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。</p><p><b>　　2．靈活性</b></p><p>　　主

41、接線的靈活性有以下幾方面要求；</p><p>　　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。</p><p>　　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(duì)用戶的供電。</p><p>　　3)擴(kuò)建要求?？梢匀菀椎膹某跗谶^(guò)渡到終期接

42、線，使在擴(kuò)建時(shí)，無(wú)論一次和二次設(shè)備改建量最小。</p><p><b>　　3．經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　經(jīng)濟(jì)性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。</p><p>　　3.1.2電氣主接線的原則</p><p>　　1．考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用</p><p>　　變電所在

43、電力系統(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?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。</p><p>　　2．考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模</p><p>　　變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)5—10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

44、，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來(lái)確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。</p><p>　　3．考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響</p><p>　　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。</p>&

45、lt;p>　　4．考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響</p><p>　　變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型變電所，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)主接線的可靠性、靈活性要求低。</p><p>　　3.2電氣主接線設(shè)計(jì)程序</p><p>　　1

46、、電氣主接線的設(shè)計(jì)程序</p><p>　　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，但總的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟相同。</p><p>　　(1)對(duì)原始資料進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下：</p><p>　　1)本工程情況。主

47、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。</p><p>　　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。</p><p>　　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)

48、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)、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。</p><p>　　4)環(huán)境條件。當(dāng)?shù)氐臍鉁亍穸取⒏脖?、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素對(duì)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(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

49、型設(shè)備的運(yùn)輸條件也應(yīng)充分考慮。</p><p>　　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(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。</p><p>　　(2)擬定主接線方案。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)主接線方案。因?yàn)閷?duì)電源和出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同

50、，會(huì)出現(xiàn)多種接線方案(近期和遠(yuǎn)期)。應(yīng)依據(jù)對(duì)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2—3個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿足任務(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)可行的主接線方案。</p><p>　　(3)主接線經(jīng)濟(jì)比較。</p><p>　　(4)短路電流計(jì)算。對(duì)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。&l

51、t;/p><p>　　(5)電器設(shè)備的選擇。</p><p>　　(6)繪制電氣主接線圖及其他必要的圖紙。</p><p>　　(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。</p><p><b>　　3.3主接線設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用

52、的幾種形式，分為兩大類(lèi)：有匯流母線的接線形式、無(wú)匯流母線的接線形式。</p><p>　　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室膊灰粯?。在進(jìn)出線數(shù)較多時(shí)(一般超過(guò)4回)，為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡(jiǎn)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(wú)匯流母線的接

53、線使用開(kāi)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：?jiǎn)文妇€接線和雙母線接線。設(shè)計(jì)中僅以單母線接線為例。</p><p><b>　　一、單母線接線</b></p><p>　　圖 5-1 單母線接線</p><p>　　如圖 5-1 所示，單母線接線的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一組母線，每個(gè)電

54、源線和引出線都經(jīng)過(guò)開(kāi)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l或2獲得電能。每條引出線回路中部裝有斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，靠近母線側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)QS2稱作母線隔離開(kāi)關(guān)，靠近線路側(cè)的QS3稱為線路隔離開(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)稱為甲刀閘，把靠近負(fù)荷側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)稱為乙刀閘)。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

55、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。若饋線的用戶側(cè)沒(méi)有電源時(shí)，斷路器通往用戶則可以不裝設(shè)線路隔離開(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：<

56、;/p><p>　　如對(duì)饋線送電時(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)(又稱接地刀間)QS4是在檢修電路和設(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)的隔離開(kāi)關(guān)扣線路隔離開(kāi)關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置接地開(kāi)

57、關(guān)。對(duì)35kV及以上的母線，在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置1—2組接地開(kāi)關(guān)或接地器，以保證電器和母線檢修時(shí)的安全。</p><p>　　1．單母線接線的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：接線簡(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。</p><p>　　缺點(diǎn)：靈活性和可靠性差，當(dāng)母線或母線隔離開(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)

58、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。</p><p>　　2．單母線接線的適用范圍</p><p>　　一般適用于一臺(tái)主變壓器的以下兩種情況：</p><p>　　(1)6-10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)5回。</p><p>　　(2)35-66kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)3回。</p>

59、<p><b>　　二、單母線分段接線</b></p><p>　　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)隔離開(kāi)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。</p><p>　　1．單母線分段接線的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p&g

60、t;　　優(yōu)點(diǎn)：①用斷路器把母線分段后，對(duì)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；②當(dāng)一證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。</p><p>　　缺點(diǎn)：①當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)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；②當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；③擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。</p><p><b>　　2．適用范圍</b>&

61、lt;/p><p>　　(1)6一10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)。</p><p>　　(2)35—66kV配電裝置出線回路數(shù)為4—8回時(shí)。</p><p>　　圖5-2 單母線分段接線</p><p>　　現(xiàn)階段最常用的接線形式有兩種：?jiǎn)文妇€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(duì)單母線接線和單母線分段的比較

62、，并且從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性三個(gè)方面的對(duì)比，選擇單母線接線方式。</p><p>　　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。</p><p><b>　　1．10kV主接線</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求

63、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上，而后經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)、計(jì)量柜進(jìn)入母線接到兩臺(tái)變壓器上，其間由隔離開(kāi)關(guān)和斷路器分離。如附錄Ⅱ。</p><p>　　2．0.4kV主接線</p><p>　　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)，

64、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上，而后經(jīng)過(guò)隔離開(kāi)關(guān)、儀表通過(guò)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。如附錄Ⅱ所示。</p><p><b>　　短路計(jì)算</b></p><p>　　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

65、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）。</p><p><b>　　4.1短路概述</b></p><p>　　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

66、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(guò)負(fù)荷或阻抗連接的。</p><p><b>　　4.2造成短路原因</b></p><p>　　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，絕緣自然老化或由于

67、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。</p><p><b>　　4.3短路危害</b></p><p>　　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

68、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6—10kV的大容量裝置，短路電流可達(dá)到幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)安。</p><p>　　2.選的各種電氣設(shè)備應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定度。</p><p>　　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)備還應(yīng)有足夠的電動(dòng)(機(jī)械)穩(wěn)定度。</p><p&g

69、t;　　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。</p><p>　　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

70、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。</p><p><b>　　4.4短路計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況及圖紙的要求分析通用機(jī)器廠變電所的設(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。</p><p>　　圖6-1電力系統(tǒng)短路計(jì)算電

71、路圖</p><p>　　計(jì)算短路前給定電力系統(tǒng)饋線出口短路器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。</p><p><b>　　確定基準(zhǔn)值</b></p><p><b>　　取 ，，，而</b></p><p>　　計(jì)算短路回路中主要元件的電抗標(biāo)幺值</p&g

72、t;<p><b>　　電力系統(tǒng)</b></p><p><b>　　根據(jù)有關(guān)資料，，則</b></p><p><b>　　架空線路</b></p><p><b>　　由資料可知：，則</b></p><p><b>　　電力變

73、壓器</b></p><p><b>　　有資料得：，則</b></p><p>　　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。</p><p>　　求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量</p><p>　　如圖所示6-2 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值

74、電路圖的短路回路。</p><p>　　圖6-2 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路</p><p>　　求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量</p><p>　　如圖6-3 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路</p><p>　　圖6-3 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路</p><p>　　在工程設(shè)計(jì)中，往往還要列短路計(jì)算表，

75、如下圖所示。</p><p><b>　　表6-1短路計(jì)算表</b></p><p><b>　　電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)</b></p><p>　　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、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

76、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。</p><p>　　5.1電氣設(shè)備及分類(lèi)</p><p><b>　　1、電氣設(shè)備</b></p><p>　　電氣

77、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，它包括發(fā)電機(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、電纜和用電設(shè)備等。</p><p><b>　　2、電氣設(shè)備的分類(lèi)</b></p><p>　　電氣設(shè)備通常分類(lèi)方法如下：</p><p>　?。?）.按電壓分 通常把1kV以上的設(shè)備稱為高壓設(shè)備，1kV以下的稱為低壓設(shè)備。<

78、/p><p>　?。?）.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。</p><p>　　（3）.按設(shè)備所屬的電路性質(zhì)分 一次設(shè)備、二次設(shè)備。</p><p>　?。?）.按是否組合分 單元件設(shè)備、成套設(shè)備。</p><p>　　5.2電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)</p><p>　　電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重

79、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。</p><p>　　電氣設(shè)備選擇的一般原則為：按正常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。</p><p>　　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

80、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。</p><p>　　表7-1導(dǎo)體和電器的選擇與校驗(yàn)項(xiàng)目</p><p>　　5.3高壓斷路器選擇與校驗(yàn)</p><p>　　5.3.1高壓斷路器的選擇</p><p>　　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

81、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。</p><p>　　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。</p><p>　　圖7-1高壓斷路器的QF的型號(hào)規(guī)格</p>

82、<p>　　5.3.2高壓斷路器的校驗(yàn)</p><p>　　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)母線上短路電流為5.3kA，控制QF的線路繼電保護(hù)裝置實(shí)際最大的動(dòng)作時(shí)間為1.0s</p><p>　　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。</p><p>　　線路首端短路時(shí)，流過(guò)短路電流最大，而線路首端（）點(diǎn)

83、短路和母線（）點(diǎn)短路，其短路電流相等，即：</p><p><b>　　短路電流沖擊值：</b></p><p><b>　　短路容量：</b></p><p>　　擬定選用高壓真空斷路器，斷路時(shí)間：</p><p><b>　　短路假想時(shí)間：</b></p>&

84、lt;p>　　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。</p><p>　　表7-2 ZN12-10I型高壓真空斷路器</p><p>　　5.4隔離開(kāi)關(guān)選擇與校驗(yàn)</p><p>　　5.4.1隔離開(kāi)關(guān)原理與類(lèi)型</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)是發(fā)電廠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

85、路運(yùn)行安全檢修。</p><p>　　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健㈦p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

86、高壓10kV，三相電流頻率50HZ的戶內(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)。</p><p>　　表7-3 GN30-10D/630技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p>　　5.4.2隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行與維護(hù)</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行與維護(hù)的注意事項(xiàng)：</p><p>

87、;　?。?）.載流回路及引線端子無(wú)過(guò)熱。</p><p>　?。?）.瓷瓶無(wú)裂痕，瓷瓶與法蘭接觸處無(wú)松散及起層現(xiàn)象。</p><p>　?。?）.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外露的金屬無(wú)明顯銹蝕痕跡。</p><p>　?。?）.觸頭罩無(wú)異物堵塞。</p><p><b>　　（5）.接地良好。</b></p><p&g

88、t;　?。?）.分合閘過(guò)程應(yīng)無(wú)卡勁，觸頭中心要標(biāo)準(zhǔn)，三相是否同時(shí)接觸。</p><p>　　5.4.3隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn)</p><p>　　根據(jù)型號(hào)擬選GN30-10D/630。</p><p><b>　　短路電流的沖擊值：</b></p><p><b>　　短路容量：</b></p>

89、<p>　　短路電流假想時(shí)間： </p><p><b>　　校驗(yàn)情況如下表</b></p><p>　　表7-4 GN30-10D/630校驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件。</p><p>　　5.5互感器選擇與校驗(yàn)</p><p>　　互感器是電力

90、系統(tǒng)中測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠妷骸⒋箅娏靼幢壤兂傻碗妷?100、)和小電流(5、1A)，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表與繼電保護(hù)等。為了確保工作人員在接觸測(cè)量?jī)x表和繼電器時(shí)的安全，互感器的每一個(gè)二次繞組必須有可靠的接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長(zhǎng)期存在高電壓。</p><p>　　互感器包括電流互感器和電壓互感器兩大類(lèi)，主要是電磁式的。此外，電容式電壓

91、互感器在超高壓系統(tǒng)中也被廣泛應(yīng)用。非電磁式的新型互感器，如電子式、光電式互感器，尚未進(jìn)入廣泛的工業(yè)實(shí)用階段。</p><p>　　5.5.1互感器應(yīng)用</p><p>　　互感器包括電流互感器和電壓互感器。電流互感器又稱儀用變流器，文字符號(hào)為T(mén)A；電壓互感器又稱儀用變壓器，文字符號(hào)為T(mén)V。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理來(lái)說(shuō)，互感器是一種特殊變壓器。</p><p><b

92、>　　互感器有如下作用；</b></p><p><b>　　(1)安全絕緣</b></p><p>　　采用互感器作一次電路與二次電路之間的中間元件，可避免一次電路的高電壓直接引入測(cè)量?jī)x表、繼電器等二次設(shè)備，有利于保障人身安全；可避免一次電路發(fā)生短路使二次儀表、繼電器等電流線圈受大電流沖擊而損壞；也可避免二次電路的故障影響一次電路。這樣就提高了一、

93、二次電路工作的安全性和可靠性。</p><p>　　(2)按比例減小電流和降低電壓</p><p>　　電流互感器是將一次大電流按比例變成二次小電流的裝置。雖然電流互感器一次額定電流不同，但二次額定電流一般為5A。電壓互感器是將一次高電壓按比例變成二次低電壓的裝置，雖然電壓互感器一次額定電壓不同，但二次額定電壓一般為100V。</p><p>　　(3)擴(kuò)大二次設(shè)備

94、的使用范圍</p><p>　　采用互感器后，就相當(dāng)于擴(kuò)大了儀表和繼電器的使用范圍。例如：用一只量程為5A的電流表與不同變流比的電流互感器配套使用，就可測(cè)量不同范圍的電流。同樣，用一只量程為100V的電壓表與不同變壓比的電壓互感器配套使用，就可測(cè)量不同范圍的電壓。此外，使用互感器后，可使二次儀表和繼電器等的電流或電壓規(guī)格統(tǒng)一，有利于這些產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化和大規(guī)模生產(chǎn)。</p><p>　

95、　5.5.2電流互感器原理與結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　1．工作原理</b></p><p>　　電流互感器的基本結(jié)構(gòu)與變壓器相似，原理接線如圖7-2所示．其一次繞組的匝數(shù)很少(有的利用一次導(dǎo)體穿過(guò)其鐵芯，只有一匝)，導(dǎo)體較粗，串接在被測(cè)電路中，因此一次電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)載電流；其二次繞組的匝數(shù)很多，且與低阻抗的儀表或繼電器的電流線圈相連，因而二次阻抗很

96、小，所以它實(shí)際上就相當(dāng)于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器。</p><p>　　電流互感器一、二次額定電流之比叫變流比，用表示，由變壓器的基本知識(shí)可知：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 、——電流互感器一、二次繞組的匝數(shù)；</p><p>　　、——電流互感器一、二次額定電流；</

97、p><p>　　、——電流互感器一、二次實(shí)際電流；</p><p>　　由式7-1可見(jiàn)，若已知電流互感器的變流比(或一、二次繞組的匝數(shù))和二次實(shí)際電流，便可計(jì)算出一次實(shí)際電流的近似值。</p><p>　　圖 7-2 電流互感器原理接線圖</p><p>　　1—鐵芯；2—一次繞組；3—二次繞組</p><p><

98、b>　　2．結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　電流互感器的結(jié)構(gòu)如圖7-2所示，它主要由鐵芯、一次繞組、二次繞組和絕緣構(gòu)成。按照一次繞組匝數(shù)的多少，電流互感器又可分為單匝式和多匝式，多匝式電流互感器又分為只有一個(gè)鐵芯和具有兩個(gè)鐵芯的兩種類(lèi)型。</p><p>　　5.5.3電流互感器校驗(yàn)</p><p>　　對(duì)于大多數(shù)電流互感器，給出了相對(duì)于額定一次

99、電流的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其動(dòng)、熱穩(wěn)定度應(yīng)按下式校驗(yàn)。動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)：</p><p>　　則動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的條件為：</p><p>　　擬定型號(hào)為：LZZBJ9-10型電流互感器，查表得，</p><p>　　熱穩(wěn)定倍數(shù)：，則熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為：</p><p>　　，一般為1S熱穩(wěn)定倍數(shù)，即電流互感器試驗(yàn)時(shí)間t=1s，因此上式可改寫(xiě)為：

100、</p><p>　　通過(guò)計(jì)算結(jié)果可知滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。</p><p><b>　　5.6電壓互感器</b></p><p>　　5.6.1電壓互感器原理</p><p>　　如圖所示7-3為電壓互感器原理接線圖，其基本結(jié)構(gòu)與變壓器相同，電壓互感器一、二次側(cè)額定電壓之比稱為變壓比，用表示。</p><

101、p>　　圖 7-3 電壓互感器原理接線圖</p><p>　　1—鐵芯；2—一次繞組；3—二次繞組</p><p>　　式中 、——電壓互感器一、二次繞組的匝數(shù)；</p><p>　　、——電壓互感器一、二次額定電壓；</p><p>　　、——電壓互感器一、二次實(shí)際電壓；</p><p>　　由式可知電壓互

102、感器變壓比和二次實(shí)際電壓，可計(jì)算出一次實(shí)際電壓的近似值。</p><p>　　1．電壓互感器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　一次繞組被分為匝數(shù)相等的兩部分，分別繞在上下鐵芯柱上并且并聯(lián)起來(lái)，其連接點(diǎn)于鐵芯相連，二次繞組繞在鐵芯上，此外還有一個(gè)平衡線圈，也有匝數(shù)相等的兩部分組成，分別繞在上下兩個(gè)鐵芯上，并且串起來(lái)，連接點(diǎn)與鐵芯相連。</p><p><b>　　

103、2．電壓互感器校驗(yàn)</b></p><p>　　為了保證電壓互感器的安全運(yùn)行和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓互感器應(yīng)滿足下列條件：</p><p>　　其中式中 為電網(wǎng)電壓；</p><p>　　為電壓互感器一次繞組額定電壓；</p><p>　　其電壓互感器參數(shù)如下表所示</p>&

104、lt;p>　　表7-5 電壓互感器參數(shù)</p><p><b>　　綜合公式：</b></p><p><b>　　校驗(yàn)后滿足要求。</b></p><p>　　5.7母線選擇與校驗(yàn)</p><p>　　5.7.1 母線的選擇</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，變電所1

105、0kV側(cè)為電纜線，而屋內(nèi)配電10kV側(cè)和0.4kV側(cè)應(yīng)用硬母線，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選用硬母線即矩形硬母線，它的優(yōu)點(diǎn)是便于固定和連接，散熱性能好，缺點(diǎn)是集膚效應(yīng)系數(shù)較大，集膚效應(yīng)系數(shù)與電流的頻率、導(dǎo)體的形狀和尺寸有關(guān)，為了避免集膚效應(yīng)系數(shù)過(guò)大，應(yīng)減小導(dǎo)體片（條）間的距離，相應(yīng)地改變它有關(guān)因素。</p><p><b>　　5.7.2母線校驗(yàn)</b></p><p>　　實(shí)際

106、工程應(yīng)用10kV 及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇截面，再校驗(yàn)，其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)于一般建筑物的10kV線路距離短，電流不太大，按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面的意義并不大。</p><p><b>　　選擇</b></p><p><b>　　根據(jù)負(fù)荷計(jì)算電流：</b></p><p><b>

107、;　　折算到10kV </b></p><p><b>　　得到高壓側(cè)電流：</b></p><p>　　根據(jù)變壓器SCB9-1000/10型空載電流為0.8%，其有名值：</p><p><b>　　空載電流;</b></p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況：，電流經(jīng)濟(jì)密度</p&g

108、t;<p><b>　　10kV側(cè)：</b></p><p><b>　　0.4kV側(cè)：</b></p><p>　　故選用 10kV側(cè)：TMY-3</p><p><b>　　0.4kV側(cè)：</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)與短路電流的比較滿足條件。</

109、p><p><b>　　第6章 繼電保護(hù) </b></p><p>　　電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)是繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置的統(tǒng)稱。它對(duì)保證系統(tǒng)安全運(yùn)行和電能質(zhì)量、防止故障擴(kuò)大和事故發(fā)生起著及為重要的作用。</p><p><b>　　6.1繼電保護(hù)</b></p><p>　　6.1.1對(duì)繼電保護(hù)的基本要求

110、</p><p>　　動(dòng)作于跳閘線圈的繼電保護(hù)在技術(shù)上一般滿足以下幾個(gè)方面：</p><p><b>　　選擇性</b></p><p>　　它是繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，保證系統(tǒng)非故障元件仍繼續(xù)運(yùn)行，盡量減小停電范圍。</p><p><b>　　靈敏性</b></p

111、><p>　　靈敏性是指對(duì)于保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或非正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。</p><p><b>　　速動(dòng)性</b></p><p>　　速動(dòng)性是指快速地切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下的工作時(shí)間，以及減小故障元件的損壞程度。</p><p><b>　　可靠性</b&g

112、t;</p><p>　　可靠性是指在其規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作，而在任何其他該保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作情況下，則不應(yīng)該錯(cuò)誤動(dòng)作。</p><p>　　6.1.2繼電保護(hù)原理</p><p>　　電力系統(tǒng)故障后工頻電氣量的主要特征變化如下：</p><p><b>　　電流增大；</b></

113、p><p><b>　　電壓降低；</b></p><p>　　電流與電壓之間的相位角發(fā)生變化；</p><p><b>　　測(cè)量阻抗發(fā)生變化；</b></p><p>　　出現(xiàn)負(fù)序和零序分量；</p><p>　　電氣元件流入與流出電流的關(guān)系發(fā)生變化；</p>&

114、lt;p>　　利用故障時(shí)電氣量的變化特征，可以構(gòu)成各種作用原理的繼電保護(hù)。</p><p>　　6.2過(guò)電流與速斷保護(hù)整定值的計(jì)算</p><p>　　6.2.1過(guò)電流整定值計(jì)算</p><p>　　計(jì)算變壓器過(guò)電流的整定值</p><p>　　式中 ——繼電保護(hù)動(dòng)作整定值（A）；</p><p>　　——

115、保護(hù)裝置的可靠系數(shù)；</p><p><b>　　——接線系數(shù)；</b></p><p>　　——電流互感器電流比；</p><p>　　——線路最大負(fù)載電流（A）；</p><p>　　——繼電器返回系數(shù)；</p><p>　　式中 ——繼電器返回電流，電流互感器開(kāi)始釋放的最大電流（A）；&

116、lt;/p><p>　　——繼電器起動(dòng)電流，電流繼電器開(kāi)始吸合的最小電流（A）;</p><p>　　DL型繼電器的一般要求在0.85-0.9。若返回系數(shù)小于0.85，說(shuō)明繼電器傳動(dòng)部分有油污，應(yīng)清洗加油，以減少摩擦阻力矩，如果清洗加油后，仍達(dá)不到0.85以上，應(yīng)考慮更換電流互感器。</p><p>　　設(shè)計(jì)中所選用的變壓器型號(hào)為SCB9-1000/10變壓器，10KV

117、/0.4KV，57.7A/1443A，干式變壓器，其中電流互感器電流比為其過(guò)電流整定值計(jì)算如下所示：</p><p><b>　　電流整定值：，</b></p><p>　　過(guò)電流保護(hù)繼電器選用DL-11/11型。</p><p>　?。?）.過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限</p><p>　　（2）．靈敏度的校驗(yàn)。變壓器過(guò)電流保護(hù)

118、的靈敏度，按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下運(yùn)行，發(fā)生兩相短路來(lái)檢驗(yàn)，其靈敏度也與線路過(guò)電流保護(hù)要求相同，即，個(gè)別情況下，允許。</p><p>　　即 （靈敏度合格）。</p><p><b>　　電流速斷保護(hù)</b></p><p>　　對(duì)于小容量的變壓器，可裝設(shè)電流速斷保護(hù)和氣體保護(hù)一起構(gòu)成變壓器主保護(hù)。變壓器電流速斷保護(hù)的工作原理與

119、輸電線路的相同，只是將保護(hù)設(shè)備換成變壓器保護(hù)而已。保護(hù)的原理接線圖如附錄Ⅱ。</p><p>　　保護(hù)的原理接線圖如圖8-1，由于容量較小的變壓器一般為單側(cè)電源，此時(shí)注意將電流速斷保護(hù)裝于變壓器電源側(cè)。</p><p>　　保護(hù)動(dòng)作電流的整定值有兩個(gè)原則：</p><p>　　躲過(guò)變壓器二次測(cè)母線上Ｋ1處故障時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大短路電流，即</p><

120、;p>　　式中　?。煽肯禂?shù)，取1.2－1.3。</p><p>　　躲過(guò)變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流。通常取</p><p>　　式中?。Ｗo(hù)安裝側(cè)變壓器的額定電流。</p><p>　　保護(hù)動(dòng)作電流取上述兩者中最大者。</p><p>　　保護(hù)的靈敏度按保護(hù)安裝出Ｋ2點(diǎn)故障時(shí)流過(guò)保護(hù)的最小兩相短路電流校驗(yàn)，即要求：</p>