XX配电工程设计毕业论文全套资料（附cad）

1、辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言现在的人们对供配电的质量要求越来越高，例如电器设备外观及寿命、供配电可靠性、占用空间的大小等。质高价低的产品，即节能又不污染环境的产品最受欢迎。当然，由于环境的复杂，具体工程的要求是不同的，所需要的最合理配电方案也就不同了。所以在电气行业中，任何一个新的配电工程都需要根据各方面的要求来具体的设计，尽管工作量很大，但是对电能使用上可以做到安全、稳定、节能并可持续发展。随着现代工业的发展，对电气设备控制自动化和智能化程度的要求越来越高，利用现代电子技术、传感器技术、通讯技术、计算机及网络技术，将电力设备在正常及事故情况下的监测、保护、控制、电力计量同工厂集散控制

2、系统dcs、plc、企业资源计划管理融合在一起，达到高层次、高透明度的良好管理，已成为一种必然趋势和发展方向。在数字化的时代，internet风靡全球，也改变着全世界。它正式宣布数字化网络时代已经来临。这意味着一切运行和经营管理方式均需数字化，并且必须与电脑、通信相融合。从80年代末到90年代初，随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术、抗干扰技术等新技术的迅速发展，特别是网络通讯技术的发展使得电力自动化技术得到了空前发展。各大公司开始把这些技术应用于配电系统，也就是所谓的把强电控制与微电子技术、计算机技术、网络通讯技术相结合，从而诞生了智能型开关柜及相关产品，如德国西门子公司sivacon系

3、列，英国alstom公司galaxis和trimline系列，abb公司honor系列等。智能化是电气设备的发展趋势，但各式各样的智能控制都是要建立在合理的电气线路的基础上的。为此，掌握配电工程的设计思路是十分必要的。而本人所在实习单位正是生产降压变电设备、配电装置的威海华通开关设备有限公司，所以，本人试设计威海尚城国际的配电工程，以充分利用0.4kv10kv变配电装置。由于本人水平有限，加之时间比较仓促，设计过程中的错误和不当之处在所难免，敬请批阅本设计的老师和其他读者批评指正。设计者 二零零五年五月1 概述本次设计是针对山东威海尚城国际的配电工程进行的初步技术设计。尚城国际是在山东威海市内

4、为发展旅游业而建的大型商城，分为东楼和西楼两栋近邻的大厦。威海市位于山东半岛最东端，是中韩交流的桥头堡，自然环境秀美、幽静、整洁，被誉为“最适人居城”。威海是一个很有发展潜力的旅游城市，所以尚城国际的规模不亚于大都市的商城。威海市的自然环境与大连很相近，属于海洋性气候，平均空气湿度适中，低温极限在-20c左右，高温极限不超过40c，无易腐蚀性和易爆炸性等，不需要在设备的选择上做出这方面的特别要求。由于尚城国际位于市内，接近负荷中心，电源的引入和配出都很方便，高压电压值为10kv，系统容量可视为无穷大。但同时也因为位于市内，所以，配电室只能建在室内，且由于是大型商城，为了合理的布局和顾客安全，故

5、将变电所建设于地下室较为合理；室内变压器宜选用干式变压器；且需要引入双进线以保证供电。据统计，尚城国际配电工程需要向下面的设备供电：消防卷帘排风机75kw、东楼电梯36 kw、风机64.5 kw、西楼电梯36 kw、消防泵喷淋泵100 kw、潜水泵118.5 kw、潜水泵218.5 kw、生活泵30 kw且计算容量为100 kw、西楼照明插座1000 kw、东楼照明插座700 kw、直流屏、备用、生活泵110 kw。一个配电工程可能有各种组合方案，组合方案的变化必然会影响到投资费用和运行费用的变化。因此，得到可靠、安全、合理、经济的方案是设计工作的核心内容。本设计是针对尚城国际配电工程进行设计

6、，配电方案的线路应比较简单。初步设想应从高压网上引进至高压室，在进行计量后送入变电室，经变电后送到低压室对各设备进行配电。2 负荷计算2.1负荷计算的意义及方法在进行变配电设计前首要任务就是进行负荷计算，所谓负荷计算就是根据用户提供的用电设备安装容量，求出计算负荷，并正确估计用户所需的电力和电量，从而选择与之匹配的变电设备。估算的准确程度，影响着用户电力设计的质量，如估算过高，将增加供电设备的容量，使电网复杂，浪费有色金属，增加初投资和运行管理工作量。但如估算过低，又会使用电设备在投入使用后，供电系统的线路及电气设备由于承担不了实际符合电流而过热，加速其绝缘老化的速度，降低使用寿命，增大电能损

7、耗，影响供电系统的正常可靠运行。因此，在为尚城国际工程进行配电设计前，首要任务就是进行负荷计算；并且变电所负荷的大小是确定变电所的供电系统选择变压器容量、导线截面积及量程的依据，同时也是继电保护整定的重要数据。负荷计算的方法有：利用系数法、二项式法、单位电耗法、需要系数法。目前一般工程的负荷计算主要采用需要系数法或利用系数法，较为方便快捷。需要系数法即变电所各设备的实际负荷容量总是小于它的连接设备额定总容量，其比值叫需要系数kd。本设计中涉及到的设备需要系数如表2-11用电设备组名称kdcostan电梯类（因本楼为商场用）0.80.90.51.73泵、排风机等0.750.850.80.75照明

8、、空调等设备插座0.91.00.90.48表2-1用电设备的需要系数kd值需要系数法求计算负荷公式1如下：pcn=kdnpnn （2-1）qcn=pcn tann （2-2）其中kdx需要系数 pcn设备的有功功率 qcn设备的无功功率自然功率因数角于是 pc =pci （2-3）qc=qci （2-4）sc= （2-5）2.2负荷计算消防卷帘排风机75kw：pc1=kd1pn1=0.8075=60kwqc1=pc1 tan=600.75=45 kvar东楼电梯36 kwpc2=kd2pn2=0.836=28.8kwqc2=pc2tan2=28.81.73=49.8kvar风机64.5 kwp

9、c3=kd3pn3=0.7564=48kwqc3=pc3tan3=0.7548=36kvar西楼电梯36 kwpc4=kd4pn4=0.836=28.8kwqc4=pc4tan4=28.81.73=49.8kvar消防泵喷淋泵100 kwpc5=kd5pn5=0.75100=75kwqc5=pc3tan5=0.7575=56.3kvar潜水泵118.5 kwpc6=kd6pn6=0.7518.5=13.9kwqc6=pc6tan6=0.7513.9=10.4kvar潜水泵218.5 kwpc7=kd7pn7=0.7518.5=13.9kwqc7=pc7tan7=0.7513.9=10.4kva

10、r生活泵110 kwpc8=kd8pn8=0.75110=82.5kwqc8=pc8tan8=0.7582.5=61.9kvar西楼照明插座1000 kwpc9=kd9pn9=0.91000=900kwqc9=pc9tan9=0.48900=432kvar东楼照明插座700 kwpc10=kd10pn10=0.9700=630kwqc10=pc10tan10=0.48630=302.4kvar预留设备用支路100kw按普通照明插座计算pc11=kd11pn11=0.95100=95kwqc11=pc11tan11=0.4895=45.6kvar直流屏55 kw电容储能pc12=kd12pn12

11、=0.255=11kw有功功率：pc =pci = 60+28.8+48+28.8+75+13.9+13.9+82.5+900+630+95+11=1986.9kw无功功率：qc=qci=45+49.8+48+49.8+56.3+10.4+10.4+61.9+432+302.4+45.6=1111.6kvar总计算容量sc=2276.7kw工程自然功率因数：cos= 0.873由于自然功率因数低于0.9，故应进行无功功率补偿。补偿方法有两种：一种是采用同步调相机；另一种是采用静电电容器。目前本公司的配电低压柜多采用的方法是后者，具体计算在下面选择各个变压器时进行。3 配电方案3.1变压器容量和

12、数量的选择变电器容量和数量的选择，根据计算负荷的大小与负荷等级的需求（大型商场的许多设备如消防泵、电梯等属于二级负荷）初步设想采用三台变压器对用电设备分组供电。正常工作状态下，三台变压器同时供电，分别向下列三组供电设备供电：二级负荷：东楼电梯36kw、潜水泵118.5kw、潜水泵218.5kw、消防泵喷淋泵100kw、消防卷帘排风机75kw、西楼电梯36kw、风机64.5kw、 直流屏1路、生活泵1路、备用设备1路三级负荷：东楼照明插座700kw三级负荷：西楼照明插座1000kw根据上一章的设备负荷计算可得每组的计算负荷组别有功功率p（kw）无功功率q（kvar）计算负荷scos1456.93

13、77.2592.50.7712630302.47000.9390043210000.9表3-1 三组设备负荷统计表将第一组负荷等级较高的设备，在其他两组变压器上引出备用支路，大致分组如下： 东楼照明插座700 kw、东楼电梯36 kw、潜水泵118.5 kw、潜水泵218.5 kw、消防泵喷淋泵100 kw 西楼照明插座1000 kw、消防卷帘排风机75kw、西楼电梯36 kw、风机64.5 kw为了提高对电能利用应对系统进行无功功率补偿。首先，对第一组设备进行无功功率补偿；然后再选择变压器的容量。一.无功功率补偿考虑到变压器的无功损耗，将功率因数提高到0.95，则对电容器进行如下计算：cos

14、=0.771， cos=0.95 tan=0.826 , tan=0.328根据公式：qc=pz(tan-tan)2 （3-1）其中：qc静电电容器补偿容量，（kvar）；pz此组设备有功功率计算负荷，（kw）。代入数据得：qc=456.9(0.826-0.328)=227.5 kvar选用10块clmd43/25kvar型电容器，每个电容器的容量为25kvar。接线方式：选用三角形接线方式。如图3-1所示。因此，此电容柜的设备容量为250kvar。经人工补偿后：图3-1电容柜接线方式fig3-1 capacity connects the line有功功率：pm=456.9kw无功功率：qm

15、=qz-qc=377.2-250=127.2kvar视在功率：sm=474.2kva功率因数：cos=0.964二.变压器的选择在初选型前只能对主变压器的损耗进行估算，其计算公式2为pt=0.02pm （3-2）qt=0.1qm （3-3）其中：pt 变压器损失有功部分估算值qt变压器无功损失部分估算值pm 最大连续有功负荷计算值；qm 补偿后母线最大连续无功负荷计算值代入数据得： pt=0.02456.9=9.138kwqt=0.1127.2=12.72kvar考虑变压器损耗后总功率为：=pm+pt=456.9+9.138=466.0kw=qm+qt=127.2+12.7=139.9kvar

16、=486.5kva第一组设备需要选用的变压器容量为sb= （3-4）其中： 事故时负荷保证系数，一般取0.813； cos考虑人工补偿和变压器损失后的功率因数。选择变压器型号为sg10-kva/10kv/0.4kv独立三相空气（“干”式）自然循环冷却装置、双绕组、 无励磁调压、铜导线材质4。用同样方法求得正常状态下第二、三组的设备计算容量。相关数据表3-2组别123无功补偿qc（kvar）250250360补偿后有功功率pm(kw)456.9630900补偿后无功功率qm(kvar)127.252.472补偿后视在功率sm(kva)474.2632.2902.9补偿后功率因数cos0.9640

17、.9960.997估算的有功功率(kw)466.0642.6918估算的无功功率(kvar)139.957.6479.2估算的视在功率(kva)486.5645.2921.4估算的功率因数cos0.9580.9960.996初选容量(kva)100010001250表3-2 三组设备的计算容量其中1#变压器的额定容量之所以远远大于计算容量，是有两个原因：首先，如果选用800kva的变压器，则在同一个工程中出现三台不同规格的变压器，不利于日后的维修等，再者当2#或3#变压器出现故障时，无法实现备用。所以，选择1000kva变压器是合理的。而3#变压器是根据其计算容量而选择，不易为了求同而减小。2

18、#变压器要为1#变压器所负担的东楼电梯36 kw、潜水泵118.5 kw、潜水泵218.5 kw、消防泵喷淋泵100 kw提供备用，故应检查其是否满足要求。p2=761.6kwq2=429.3kvar=874.5kva选用无功补偿柜补偿功率为250kvar，p2=761.6kwq2=429.3-250=179.3kvar=782.4kva所以2#变压器容量可满足安全备用要求。3#变压器为1#变压器所负担的西楼照明插座1000 kw、消防卷帘排风机75kw、西楼电梯36 kw、风机64.5 kw的计算负荷如下：p3=1036.8kwq3=562.8kvar=1179.7kva选用无功补偿柜补偿功

19、率为360kvar，p3=1036.8kwq3=562.8-360=202.8kvars3=1056.4kva所以3#变压器容量可满足安全备用要求。根据变压器的选型手册可知有关参数表3-35所示。3.2变压器损耗计算变压器的损耗计算以其损耗最大的方式考虑。即以最大负荷时一台变压器工作的情况进行计算，此时，负荷率为：= （3-5）在三个变压器中，在1#变压器出现故障时，2#、3#变压器的负荷达到最大，且3#变压器的负荷量较大一些；所以就以1#变压器出现故障时，3#变压器的负荷举例计算。故有如下计算：=0.943有功损耗：pb=p 0+=2.35+=11.3kw设备组别123所选变压器型号sg10

20、-1000kva/10kv/0.4kvsg10-1000kva/10kv/0.4kvsg10-1250kva/10kv/0.4kv额定电压(kv)高压101010低压0.40.40.4额定电流(a)高压57.7457.7472.17低压144314431806.4空载电流i%1.31.31.3空载损耗p 0 (kw)1.9801.9802.350短路电压u%6%622.5%622.5%短路损耗(kw)9.859.8512.590阻抗电压(%)6.06.06.0负载损耗(kw)11.40011.40012.500联接组别dyn11即/y-11/y-11/y-11尺寸（mm3）1590*1020*

21、15701590*1020*15701610*1270*1700表3-3三台变压器相关参数无功损耗：q=55.8kvar加入变压器损耗后，3#变电所总的容量为：pmax=pm+p b=1036.8+11.3=1048.1kwqmax=qm+q b=202.8+55.8=258.6kvarsmax=1079.5kvacos=0.970.9满足要求6故所选变压器和电容器均满足要求。3.3配电工程主接线方式表示电气设备的元件与其相互间连接顺序的图称为接线图。接线图分为两类；即二次接线图及主接线图（原理接线图）。二次接线图表示仪表及保护元、器件的介入和联结。主接线图表示电能由电源分配至用户的主要电路。

22、一般来说，主接线图只表示电气装置的一相连接，因为三相交流电装置中的所有三相连接方法是相同的，所接的电气设备也一样，这种图称之为单线图。接线应从安全、可靠、灵活、经济出发。安全包括设备安全及人身安全；可靠就是接线应能满座不同类型负荷的不中断供电要求；灵活就是利用最少的切换，能适应不同的运行方式；经济实在满足了以上要求的条件下，保证需要的设计投资最少；确定接线方式还应考虑未来的发展7。图3-2接线图fig3-2 connect the line diagram从电网中引出两条进线，即双进线式，且采用单母线分段制，这是现阶段建筑供配电较常用的接线方式8。见图3-24 短路电流的计算供电系统应该正常地

23、可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。但是供电系统运行常常因为发生短路故障遭到破坏。4.1概述所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏、误操作、雷击或电压击穿等。短路电流值通常是正常工作的电流值的十几倍或几十倍。当他通过电气设备时，设备温度急剧上升，过热会使绝缘加速老化或损坏，同时产生很大的电动力，使设备的载流部分变形或损坏，选用设备是要考虑他们对短路电流的稳定。短路电流在线路上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降的越厉害，从而影响与母线连接的电动机或其他设备的正常运行。供电系统中的短路的类型与其电

24、源的中性点是否接地有关。短路的基本类型分三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。其中三相短路称为对称短路，其他为不对称短路。为了选择和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，需要计算三相短路电流；在校验继电保护装置的灵敏度时还需计算不对称短路电流值；校验电气设备及载流导体的力稳定和热稳定，就要用到短路冲击电流、稳态短路电流，短路容量；但对瞬时动作的低压自动空气开关，则需用冲击电流有效值来进行其动稳定校验。选取适当的短路点是十分重要的。因为它是校验电气设备及计算继电保护装置正丁酯的主要依据，也是校验保护装置灵敏度的重要参数，本设计确定了5个短路点，如图4-1所示。图4-1 短路点

25、的选取fig4-1 bit short-circuit selection第一个短路点选在10kv母线上；第二个短路点选在1#变压器所联设备线路末端；第三个短路点选在2#变压器所联设备线路末端；第四个短路点选在3#变压器所联设备线路末端；第五个短路点选在生活区线路末端。4.2 导线截面的选择4.2.1选择导线截面为了做到供电上的安全可靠、经济和技术合理，导线截面应按下列原则选择：（1） 按经济电流密度初选导线截面；（2） 按长时允许电流选择导线截面；（3） 按电压损失选择导线截面；（4） 架空线路按机械强度来选择；（5） 电缆线路按最小热稳定截面来选择电缆截面。 一. 按经济电流密度初选导线截

26、面为了供电的经济性，导线截面应按紧急电流密度进行选择；各段导线的电流案子按式（4-1）9计算： （4-1）（1）1#变压器的视在功率：s=1000kva高压侧 =57.74a低压侧 =1443a根据年利用小时为（tmax）30005000，查表得铝绞线的经济电流密度为jj=1.15a/mm2；铜芯电缆jj=2.25a/mm2；铝芯电缆jj=1.73a/mm2。2按经济电流密度初选各段导线截面为：s1#=25.7 mm2s1#=33.4mm2选择25mm2的铜芯电缆或30 mm2的铝芯电缆。（2）2#变压器1#变压器情况（3）3#变压器所联设备线路末端s=1250kva高压侧 =72.17a低压

27、侧 =1806.4按经济电流密度初选各段导线截面为：s1#=30.2 mm2s1#=62.8 mm2选择30mm2的铜芯电缆或60 mm2的铝芯电缆。（4）预留生活区输出端假设容量为：s=2000kva cos=0.8i5=115.5as5=100.4 mm2选择100 mm2的铝芯电缆或50 mm2的铜芯电缆。（5）10kv母线的进线电流：=+=57.74+57.74+72.17+115.5=303.15as4=134.7mm2选择120mm2的铜芯电缆。4.2.2 导线阻抗的估算4.2.2.1长度估算从电力系统网络10kv高压线上引出的进线长度约为2km；从高压柜到变压器室电缆长度为0.0

28、5km；从变压器室到低压柜电缆长度为0.05km；4.2.2.2阻抗计算在交流电路中，由于集肤效应和近距效应，其电阻是以有效电阻来计算的，如果采用有色金属导线，在50hz的情况下，集肤效应并不大，导线的电阻可用下式计算： （4-2）式中导线材料的电阻率；导线长度；导线截面。铝绞线的电阻率为,铜芯电缆的电阻率为2则则1#变压器: r1=l1=0.0528则2#变压器: r2=l2=0.0528则3#变压器: r3=l3=0.0264则10kv母线: r4=l4=0.422则生活区: r5=l5=0.634导线的电抗的大小，与导线的几何尺寸，三相导线的排列方法及乡间距离有关。导线的电抗可以用下式计

29、算： （4-3）式中f交流电频率，单位hz,我国的工频位f=50hz；dav三相导线间的几何平均距离; 相间及对地的安全距离为0.4 kv2公分,10 kv12.5公分;r 导线的外半径，单位为cm；导线材料的相对磁导率，对于有色金属=1。本设计的f=50hz，相间距dav=130mm, =1；所以可求得：x10=0.25/km，x20=0.25/kmx30=0.23/kmx40=0.19/kmx50=0.21/kmx1= x10l1=0.250.05=0.0125，x2= x20l2=0.250.05=0.0125，x3= x30l3=0.230.05=0.0115，x4= x40l4=0.

30、192.0=0.38。x5= x50l5=0.212.0=0.42。4.2.2.3电压损失计算线路电压损失按下式计算： （4-4）电压损失百分数由下式计算： （4-5）u1=4660.0528+139.90.0125=2.64vu1%=0.0264%u2=642.60.0528+57.40.0125=3.46vu2%=0.0346%u3=9180.0264+79.20.0115=2.54vu3%=0.0254%u4=96vu4%=0.96%u5=20000.80.634+20000.60.21=126.6vu5%=1.26%故供电线路的电压损失都满足要求。4.3短路电流的计算先选定基准容量（k

31、va）和基准电压（kv），根据求出基准电流值。（1）选=100mva取=10kv则=5.774ka取=0.4kv则=144.3ka（2）计算系统中各元件阻抗的标么值，绘制等效电路图4-2，图上按顺序标出其阻抗值（m表示最大运行方式，m表示最小运行方式）=0.5，=0.6（最小运行方式总容量为估测值）线路阻抗标么值：=0.054=0.054=0.029图4-2等效电路图fig4-2 equal circuit diagram =0.760变压器阻抗标么值：=6=6=4.8（3）求电源点至短路点的总阻抗点： =0.5+0.568=1.068=0.6+0.568=1.168点： =0.5+0.568

32、+0.054+6=7.122=0.6+0.568+0.054+6=7.222点： =0.5+0.568+0.054+6=7.122=0.6+0.568+0.054+6=7.222点： =0.5+0.568+0.029+4.8=5.897=0.6+0.568+0.029+4.8=5.997点： =0.5+0.568+0.760=1.828=0.6+0.568+0.760=1.928（4）求短路电流的周期分量，冲击电流及短路容量。最大运行方式：点：=0.936=5.406ka=13.79=8.177=93.6mva最小运行方式时：=0.856=4.94ka以此计算可知表4-1的数据。短路点rklx

33、klzkl/ka/ka/ka/mva0.4220.38j0.5685.40613.764.9493.60.05280.125j0.0540.8112.0670.80014.040.05280.125j0.0540.8112.0670.80014.040.2640.115j0.0290.9792.4970.96316.960.6340.42j0.7603.1598.0552.99554.70表4-1各个短路点相关数据5 高压电气设备的选择5.1 概述变配电系统中高压电器对电能起着接收、分配、控制和保护作用。高压电气主要有短路器、隔离开关、熔断器、电抗器、互感器、母线装置及成套配电装置等。电器的选

34、择原则是根据环境及系统参数确定电器的形式和参数，保证正常工作时安全可靠，故障时不致损坏，并且在技术合理的情况下注意节约，其选择步骤如下：一.按正常工作条件,选择时要跟据以下几个方面：（1）环境条件:产品制造上分户内型及户外型，户外型设备工作条件较差，选择时要注意。根据电器的工作环境确定，使用户内式设备还是户外是设备。此外，还应考虑防腐蚀、防爆、防尘、防火等要求。（2）电压：根据设备装设处的电网电压等级确定设备的额定电压，应使装设地点的电路额定电压小于或等于设备的额定电压，即 （5-1）但设备可在高于其铭牌标明的额定电压1015%情况下安全运行1。（3）电流：电气设备铭牌上给出的额定电流是指周围

35、空气温度为时电气设备长期允许通过的电流。选择设备或载流导体时应保证满足以下条件： （5-2）式中设备铭牌标出的额定电流；该设备或载流导体长期通过的最大工作电流。目前我国规定电器产品的=c，如果电气设备或载流导体所处的周围环境是时，则设备或载流导体允许通过电流可修正如下： （5-3）式中、分别为设备或载流导体的在长期工作时允许温度和实际环境温度1。二.按故障情况校验（1）短路情况下的力稳定 即以制造厂的最大试验电流幅值与短路电流的冲击电流相比，且 （5-4）式中设备极限通过电流的幅值；冲击电流。某些电气设备（例如电流互感器）由制造厂家提供动稳定倍数，选择设备时的要求： （5-5）式中电流互感器一

36、次侧的额定电流。（2）短路情况下的热稳定 热稳定应满足短路电流热效应的等效法的要求。对电流互感器则应满足下面的热稳定关系 （5-6）或 式中有产品目录给定的热稳定倍数；电流互感器一次侧额定电流；有产品目录给定的热稳定时间。5.2高压断路器的选择负荷开关，高压断路器是供电系统中最重要的开关电器，它不仅能安全地切合负荷电流，而且，更重要的是它还能可靠的和迅速地切除短路电流，因此，高压断路器的额定遮断容量必须大于或等于其安装处的短路容量，其额定的短路能力必须大于或等于其安装处的短路电流4，即 （5-7）或 （5-8）如果断路器安装在较其额定电压低的电路中，其遮断容量按照（5-9）式也应相应地减少。

37、（5-9）式中：、电网及断路器的额定电压2。高压断路器根据灭弧介质可分为五类：即油断路器（分户内多油dn型，户外多油dw型，户内少油sn型），气体断路器qw型，空气断路器kw型，sf6断路器ln型和真空断路器zn型等4。在供电系统中，为了占地面积小，经济，有时采用负荷开关，这种开关的灭弧装置能力较小，只适用于切断及合上负荷电流，切断短路电流要依靠与它配套的高压熔断器来实现，这种与负荷开关配套的高压熔断器的选择原则与高压供电系统中选择高压熔断器的原则相同。并需要校验它的断流能力，即熔断器的容量要满足式（5-7）或式（5-8）的要求。选择负荷开关只需按照上述选择电器设备的一般条件进行，不需要进行力

38、稳定和热稳定校验。一、 按工作环境选型和电压、电流选择断路器型号。10kv侧设备的正常工作条件为：ue=10kv，ig1#=57.74aig2#=57.74aig3#=72.17a生活区输出： ig4=115.4a段、段进线：ig5=ig1+ig2+ig3+ig4=303.05a母联柜：ig6=ig5=303.05a因额定电压为10kv，长时最大工作电流为303.05a，布置在室内，选用真空断路器vs1-10/1250-31.5型5。之所以选用真空断路器，是因为它具有以下特点4：（1） 息弧能力强，燃弧及全分断时间均短。（2） 触头电侵蚀小，电寿命长，触头不受外界有害气体的侵蚀。（3） 触头开

39、距小，操作功小，机械寿命长。（4） 适宜于频繁操作和快速切断，特别是切断电容性负载电路。（5） 体积和重量均小，结构简单，维修工作量小，而且真空灭弧室和触头无需检修。（6） 环境污染小，开断是在密闭容器内进行，电弧生成物不致污染环境，无易燃易爆介质，无爆炸及火灾危险，也无严重噪声。综上所述，真空断路器非常适用于此工程需要，即安全又经济。所选断路器的电气参数见表5-15型号额定电压额定电流机械寿命操动机构合闸时间vs1-10/1250-31.510kv1250a2000次永磁式100ms极限电流峰值额定短路电流固有分闸时间额定开断电流时间80ka31.5ka50ms4s表5-1断路器vs1-10

40、/1250-31.5电气参数表二、 按短路条件校验2（1） 动稳定性校验1.15ue=11.5kvuxmax=10kvmax=80ka 短路电流冲击值=13.76ka故动稳定合格（2） 热稳定校验=31.5ka=8.97ka其中：取短路电流持续时间为1.7秒，故热稳定性合格。（3） 断流容量的校验sed=ui=315mvasd1=93.6mva合格经以上校验，所选断路器各项参数云满足要求。故选vs1-10/1250-31.5型真空断路器七组。5.3 高压电流互感器的选择在高压电网中，计量仪表的电流线圈（如电流表、功率表等）和继电保护装置中断电器的电流线圈都是通过电路互感器供电的。这样可以隔离高

41、压电，有利于运行人员的安全，同时还可以是仪表及继电器等制造标准化。电流互感器的二次侧的额定电流一般是5a。电流互感器的准确度分为若干等级：如0.2级、0.5级、1级、2级等。0.2级用于实验室的精密测量，0.5级、1级用于工程上。如计量电费时就用0.5级的。继电保护、一般测量或估计被测值用1级、3级等。由于测量仪表和继电保护对准确度要求不同，所以电流互感器设有一个一次线圈，两个铁芯和两个不同准确度的二次线圈，准确度高的接测量仪表用于计量，低的接继电器用。电流互感器的准确度与它的二次侧所接的负荷大小有关，即与它接入的阻抗z2大小有关。如果接入阻抗的功率消耗，则它便不能保持原有的准确度，而在更低的

42、准确度下工作。因而要限制接入其二次侧的阻抗z2以保证其规定的准确度。二次侧的负载阻抗包括连接仪表或继电器电流线圈的阻抗、导线阻抗与接点的接触电阻（按0.1算）等。电流互感器的结构类同一个双绕组变压器，但它一次侧通常只有1匝。互感器铁芯中的磁化力方程3为 （5-10）磁化电流。由于一次侧电流是馈电线路上的工作电流，它并不随其二次侧负载变化，因之，当二次侧开路时，合成磁化力方程变为，使通过铁芯的磁通增加很多倍，铁芯损耗过大，温升过高，可能烧坏绝缘。更为严重的是，铁芯严重饱和，使前沿后沿变化陡峭，这将引起二次侧开路处极高的感应电势。对运行人员和接入的仪表、继电器的绝缘都有极大的危险。所以，电流互感器

43、二次侧在运行中不得开路。电流互感器的绕组线圈可以长期通过120%的额定电流而不致于造成故障。电流互感器的选择项目如下：（1） 一次绕组的额定电压；（2） 一次侧的额定电流，一般要大于等于线路最大工作电流或线路变压器额定电流的1.21.5倍；（3） 按准确度等级允许的额定容量选定二次侧的接入负荷z2；（4） 稳定和热稳定校验按式（5-4）、式（5-5）进行（5） 校验短路冲击电流通过它以次侧绕组时在出线瓷帽处出现的应f是否低于绝缘瓷帽上给定的最大允许应力fal， （5-11）式中的fal为产品说明书上给出的数据。0.5是考虑互感器所受的外部冲击力在其绝缘瓷帽与间跑为的两绝缘子之间的分布系数。根据

44、上述条件，本设计选用的电流互感器一次为10kv，初步选用lzzbj9-12型，因是用于工程计量，所以准确度均选用0.5级。其技术参数见表5-2型号lzzbj9-12-500/5alzzbj9-12-400/5alzzbj9-12-150/5a额定电压12kv12kv12kv1秒热稳定电流63ka45ka150in ka动稳定电流120ka112.5ka375ka额定一次电流500a400a150a表5-2 三种型号电流互感器的技术参数校验:（以150a为例）（1） 1.15ue=13.8kv ue=10kv合格（2） i1e=150a 1.5ig=86.6a合格（3）动稳定性校验 i=375k

45、a =13.76ka（4） 热稳定校验=150 in ka =13.76a故动、热稳定性均符合要求。5.4高压电压互感器电压互感器是测量高压用的。其一次绕组与高压电路并联，额定电压与电路电压同一等级，二次绕组额定电压均为100v。准确度有0.2级，0.5级，1级和3级。电压互感器采用的是矩形整体铁芯，尺寸小，重量轻，不需要专门的冷却装置，其常用的三种接线（图5-1）方式及应用范围如下： （1）图a)是两个单相电压互感器接成v-v形，或称开口三角形接法，这种接线方式常用于中性点不接地系统中，可以测量三相相电压，也可接电度表或功率表。（2）图b)为三相三芯式的正正0接法，这种接法方式可用来测量三相

46、相间电压，也可接电度表和功率表，但不能测量相对地电压。图5-1电压互感器三种接法fig5-1 three kinds of connect the potential transformers（3）图c)是三相五芯三绕组电压互感器的正0正0接法，这种界限方适用的最广泛。二次侧正接法可用来测量线电压、相电压及接电度表和功率表，另一个二次辅助线圈接成开口三角形，用来测量电路对地绝缘，即测量零序电压值。电压互感器二次侧不能短路运行。为了保护电压互感器，在高、低压两侧均装设熔断器来切除内部故障。电压互感器的选择项目如下：（1）其额定电压要与供电电路的额定电压相同；（2）合适的类型：户内型、户外型；（3

47、）准确度和二次符合应满足下式关系： （5-12）式中的及为仪表并联线圈所消耗的功率及其功率因数。此值可查有相关手册得到。由于电压互感器两侧均装有熔断器，故不需进行断路的力稳定和热稳定校验。根据上述条件，本设计选用的电压互感器额定电压为10kv，初步选用rzl-10型，因是用于工程计量，所以准确度均选用0.5级。其技术参数见表5-2型号最大容量额定电压副线圈容量rzl-10 10/0.1kv350va10/0.1kv30va表5-2 电压互感器rzl-10 10/0.1kv技术参数校验：1.1ue=11kv u=10kv故所选电压互感器满足要求。电压电流互感器在运行中特别注意电压相符：电压互感器

48、一次、二次相序、极性正确，二次侧禁止短路。二次侧应有一点（b相）接地保护。电流互感器一次侧穿线p1进、p2出，二次侧接地禁止开路，二次输出端s2(k2)应接地保护。接入计量表计时，极性不能接反。5.5母线的选择5.5.1简述常用的母线材料是铜、铝和钢。目前变电所的母线出音带按电流用铜外，一般尽量采用铝母线，而电流不大的支干线或低压系统的零线则有时用钢母线。母线的形状有圆形、矩形和楔形。母线截面可按紧急电流截面选择： （5-13）式中经济截面；工作电流（实际的电流）；经济电流密度；5.5.2母线的选择10kv侧母线的选择（1）按长时最大工作电流选择母线截面，应满足下式要求：母线最大工作电流应按主

49、变满载计算，即：=248.6a根据开关柜产品设计400a以下主母线截面积为。查电工手册可知时tmy-的ial=422a。故选择tmy-的矩形铜母线，考虑到动稳定性，母线采用平放，其允许电流值应再降低8%，故：=388a 248.6a则长时允许电流符合要求。（2）热稳定校验查电工手册可知铜母线c=87，故，k2点的tb=1s,快速断路器的tqf=0.15s, tj=1.15s。mm2=43.4 mm2 mm2并配以配套的绝缘子。同理，0.4kv侧的母线规格：主母线tym-3*2*120*10、零母线tym-120*10、pt线tym-80*10。5.5.3在施工中母线的安装在具体施工中，为了确保

50、准确无误，母线的相序排列是有一定规律的。一次系统中的母线安装相序排列顺序是如何确定，应用什么颜色标示，常见的是以下几种：（必须从用点设备正面观看即面对设备）垂直排列左中右n abc最后黄绿红淡蓝水平排列上a黄中b绿下c红最下n淡蓝 前后排列（从里到外）远a黄中b绿近c 红直流系统中母线安装相序排列顺序：垂直： 水平排列： 前后排列：（从里向外）远棕近兰上棕下兰左棕右兰在电路中安装铜排应有下列要求（注意事项）：选择铜牌规格应根据设计要求及载流量而定。母线表面光洁平滑、无裂纹、折皱、划痕、锤痕、不变形扭曲、加工钻孔、冲孔的全边毛刺应消除。折弯不裂纹，搭接面要涂导电膏，铜铝搭接要加铜铝过渡板，与所有电器设备相联接时，保证相间及对地安全距离，螺丝要紧固，（露出3扣为宜）相序要标明，并符合要求。多根母线并联使用时，片间应保持不小于母线厚度的间隔。5.6成套高压配电柜的选择成套高压配电柜是将控制设备、计量表计、保护装置及操动机构等组装在一起，成为一套完整的配电装置。10kv侧接线系统见图5-2根据此结线系统图，配电装置选用kyn28-12型高压开关柜。主线路图及设备参数详见附图“高压一次系统图”图5-2 接线系统fig5-2 connect the line systemgb39061991335kv交流金属封闭开关设备对“五防”作出了规定，为了保