学校供配电系统的研究与设计[学术参考]

1、 毕 业 设 计 (论 文)题目：学校供配电系统的研究与设计Title:school power supply and distrubution system ,s research and design 教学单位 计 量 工 程 系 专 业 供用电技术 指导教师 姓 名 学 号 0909020243 年 级 2009级 2011 年 12 月 27 日 目录摘要.3第一章 绪论.4第二章 供配电系统设计的规范要点.5 2.1 负荷分级及供电要求.5 2.2 无功补偿.5 2.3 高、低压配线.6第三章 对学校现有供配电系统的研究.7 3.1 全校负荷调查.7 3.2 学校用电量的统计与配电分

2、析.9 3.3 计算学校负荷 确定学校负荷中心.9 3.4 对现有系统的评价.12第四章 总体规划设计方案 .13 4.1 变配电台区选址、变配电所布置.13 4.2 变压器选择 设备选择.15 4.3 电气主接线 .22 4.4 防雷与接地.28 4.5 确定设计方案.34第五章 结论.35参考文献.35致谢.36摘要本次毕业设计的主要任务是研究与设计学校变电所配电系统。该系统为10KV电源进线，经过变电所降压成380V，供给学校各楼宇使用。供配电设计需要考虑很多方面，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况.利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定

3、变电所的主接线方式，再进行选择变电所高低压电气设备等。本次供配电系统的设计包括了：对学校现有系统的分析、变配电所选址与布置、负荷计算、变压器选择、设备介绍、主接线形式、防雷与接地等内容。关键词：变电所，负荷中心，变压器选择，电气主接线Abstract This graduation design s main task is research and design our school s transformer and distribution system.this system is that 10KV supply linethrough thestep-downsubstation

4、in to380V,after that,upply electricity tothebuildingofthe school.power design need to considermany aspects.analyse the task that school substationin undertakes and users load situation.We can use the users data to compute load,and make sure users idle power compensation device.in the meantime,chooce

5、 the main transformer,so wo can determine zhe main wiring board way.another time,choose substations high voltage and low voltage electric equipments.etc.This power supply and distribution systems devise includeing:analysing the now system、power supply and distribution station locations choosing、calc

6、ulating load、choosing the main transformer、introducing electric equipment、main wiring board、lightning protection and rounding.Key words：Substation Load center Transformer selection Main electrical wiring第1章 绪论 供配电技术，就是研究电力的供应及分配的问题。电力，是现代工业生产、民用住宅、及企事业单位的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。没有电力，就没有国民经济的现代化。现代社会的信息

7、化和网络化，都是建立在电气化的基础之上的。因此，电力供应如果突然中断，则将对这些用电部门造成严重的和深远的影响。因此，作好供配电工作，对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基本要求：（1）安全在电力的供应、分配及使用中，不发生人身事故和设备事故。（2）可靠应满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。（3）优质应满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。（4）经济应使供配电系统投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有色金属消耗量。我们这次的毕业设计的论文题目是：学校供配电系统的研究与设计。作为高校，随着专科教育工作的推进

8、和未来几年国网学院的继续扩招，对学校的基础设施建设特别是电力设施建设将提出相当大的挑战。因此，我们这次做供配电系统设计，要作到未雨绸缪，为未来发展提供足够的空间；这主要表现在电力变压器及一些相当重要的配电线路上，应力求在满足现有需求的基础上从大选择，以避免一台变压器或一组变压器刚服役不到几年又因为容量问题而光荣下岗的情况的发生。 总之一句话：定位现实，着眼未来；以发展的眼光来设计此课题，供配电系统设计应贯彻执行国家的经济技术指标，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。在设计中，必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点，以及地区供电特点，合理确定设计方案。还应注意近、远

9、期结合，以近期为主。设计中尽量采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。第二章 供配电系统设计的规范要点供配电系统设计应贯彻执行国家的经济技术指标，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。2.1 负荷分级及供电要求电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线路供电。必要时采用不间断电源（UPS）。 一级负荷一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或将在政治上，经济上造成重大损失者；或中断

10、将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。就学校供配电这一块来讲，我校现没有一级用电负荷。 二级负荷二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。在本次毕业设计中：我校现有的二级负荷有：消防水泵，应急照明，医院急诊室用电设备，教培中心会议用电，保卫处用电设备，学校大门照明与门禁系统，东、西区水泵，教学楼照明。 三级负荷三级负荷为不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。我校除了前面罗列的二级负荷外，全为三级负荷。2.2 无功补偿 供配电设计中正确选

11、择电动机、变压器的容量，降低线路的感抗。当工艺条件适当时，应采取同步电机或选用带空载切除的间歇工作制设备等，提高用电单位自然功率因数措施后，仍达不到电网合理运行要求时，还可以采用并联电力电容器作为无功补偿装置；合理时，还可采用同步电动机。当采用电力电容器作为无功补偿装置时，应就地平衡补偿。低压部分的无功功率应由低压电容器补偿；高压部分的无功功率应由高压电容器补偿。容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率应就地补偿、集中补偿。在环境正常的车间内，低压电容器应分散补偿。 无功补偿容量应按照无功功率曲线或无功补偿计算确定。当补偿低压基本无功功率的电容器组，常年稳定的无功功率，经常投入运行的变

12、压器或配变电所内投切次数较少的高压电动机及高压电容器组时，应采用手动投切的无功补偿装置。当为避免过补偿时，装设无功自动补偿装置，在经济合理时只有装设无功自动补偿装置才能满足在各种运行负荷的情况下的电压偏差允许时，应装设无功自动补偿装置。当采用高低压自动补偿装置效果相同时，应采用低压自动补偿装置。 为基本满足上述要求，我们在设计时把无功补偿装置统一装设在变压器的低压母线侧。这样的补偿，可以选择相对较小容量的变压器，节约初期投资。对于容量较大，并且功率因数很低的用电负荷采用单独集中补偿。2.3 高、低压配线高、低压配电网常用电气主接线形式有：放射式、树干式、环形等基本接线形式。放射式放射式接线的特

13、点是其引出线发生故障时互不影响，因此供电可靠性较高。但在一般情况下，其有色金属消耗量较多，采用的开关设备较多。多用于设备容量较大或对供电可靠性要求较高的设备配电。树干式树干式接线的特点与放射式相反，一般情况下，树干式接线采用的开关设备较少，有色金属消耗量也较少，但当线路发生故障时，影响范围较大，因此供电可靠性较低。环形高压环形接线，实质上是两端供电的树干式接线，这种接线在现代城市电网中应用很广。为了避免线路上发生故障时影响整个网络，也为了便于实现线路保护的选择性，环形线路中有一段断开。为了便于切换操作，环形线路中的开关多采用负荷开关。供电可靠性较高；在一段线路发生故障时，都不致造成供电中断，但

14、易发生误操作。图2-1 低压配电主接线形式在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，并且无特殊要求的时候，应采用树干式配电。当用电设备为大容量时，或负荷性质重要，或在有特殊要求的建筑物内，应采用放射式配电。对供电可靠性要求高时，采用环形接线。我学校接线较多，采用树干式与放射式相结合的方式供电，既可以节约成本，又能保证供电可靠性。第三章 对学校现有供配电系统的研究3.1 全校负荷调查3.1.1 变电所现有分区我校现有变电所共记有三处，每一处管辖范围不等的一个供电区域。计量楼变：计量楼、办公楼、教学楼、图书馆、学生食堂、卫生室、学生公寓、锅炉房、乒乓球训练场、路灯东区服务楼变：教培楼

15、、东区学生公寓（三栋）、在建公寓（四栋）南区孵化楼变：实训楼、电网楼、服务中心楼、学员公寓空调、乒乓球公寓3.1.2 学院供电系统图图3-1 学院供电系统图 该图直观、详细的表现出学校的供电现状。学院采用双电源供电，分别为：隆研线和隆研线，一侧电源停止供电时，学院总负荷可临时由另侧电源供电，保证了供电可靠性。母线采用单线分段方式，运行灵活。高压侧采用放射式接线，学院有三个配电中心，另外培训中心、足球俱乐部、西区宿舍采用单独变电系统。放射式线路之间互不影响，因此供电可靠性较高。3.1.3负荷统计 负荷估测，就是对学校各楼宇用电量调查，通过对学校各楼宇用电量的分析，可以对学校的负荷分布有一个直观的

16、认识。通过对学校总用电量的分析，可以反过来计算出各楼宇的用电情况，对后文计算学校负荷中心有很大帮助。 学校楼宇负荷估测表楼宇负荷/kw楼宇负荷/kw计量楼1333.5电网楼3159.53教学楼2006物业楼528.75图书馆848孵化楼14608.75办公楼4884实训楼6275.29教培楼5217.68足球俱乐部10135.25综合楼22055.83锅炉房649.23实习楼1130.58学生公寓B栋127.14西宿舍箱变3255.37培训中心29506.4253.2 学校用电量的统计与配电分析 下表是三年来学校各个配电中心的年总用电量。通过比较，可以发现：三年来学校的用电量是逐年递增的，且增

17、幅较大；中心变是学校的大负荷，将近学校总负荷的70% 。从图3-3中可以看出：7、8、9三月是学校的用电高峰期。 近三年学校用电量 楼宇年度中心变总孵化楼总东服总箱变总全院总20096654680131628413478383613229680224201069394081683944196397537539610962723201165388401727555327471331290611873337 图3-2 09、10、11年用电量比较 图3-3 10年各月用电量比较3.3 计算学校负荷 确定学校负荷中心确定负荷中心的方法 1、负荷指示图： 负荷指示图是将电力负荷按一定的比例用负荷圆的形

18、式表示在用户的平面图上。各建筑的负荷圆心应与建筑的负荷中心大致相符。负荷圆的半径r，可由建筑的负荷P30 = Kr2求得，即： r = 式中，K为负荷圆的比例（单位为kW/mm2），这里取100.图3-4 学校负荷指示图2、按负荷功率矩法确定负荷中心 设有负荷P1、P2和P3（均表示有功计算负荷），分布如右图所示，它们在坐标系中的坐标分别为P1 (x1，y1)，P2(x2，y2)，P3(x3，y3)。先假设总负荷P=Pi=P1+P2+P3的负荷中心位于坐标P(x，y)处，因此仿照力学求重心的力矩方程可得： xPi=P1x1+P2x2+P3x3 yPi =P1y1+P2y2+P3y3 因此求得负

19、荷中心的坐标为： x= 图3-5 计算负荷中心 y= 公式3.3.1 这里必须指出：负荷中心虽是选择变配电所的重要因素，但不是唯一因素，因此负荷中心的计算不必要求十分准确。实际上负荷中心也是经常变动的，精确计算也没什么必要。 根据上述方法，可以求的学校的负荷中心下表是学校各楼宇的负荷和对应的坐标:楼宇负荷楼宇坐标计量楼1333.05600-60教学楼2006466-183图书馆848584-251办公楼4884411-84教配楼5217.681126-238综合服务楼22055.831076-358实习楼1130.58968-329电网楼3159.53325-642物业楼528.75439-7

20、24孵化楼14608.75142-535实训楼6275.29142-636足球俱乐部10135.25127-60锅炉房649.23779-333学员公寓B栋127.141339-233西宿舍箱变3255.37131-198培训中心29506.425865-105总和105720.875中心坐标634.46-278.04根据以上表格中给出的数据，可以画出学校的负荷分布：图3-6负荷分布图由公式3.3.1可得出学校负荷中心的坐标：X=（1333.05*600+2006*466+848*584+4884*411+5217.68*1126+22055.83*1076+1130.58*968+3159.

21、53*325+528.75*439+14608.75*142+6275.29*142+10135.25*127+649.23*779+127.14*1339+3255.37*131+29506.425*865/105720.875 = 634.46Y=-（1333.05*60+2006*183+848*251+4884*84+5217.68*238+22055.83*358+1130.58*329+3159.53*642+528.75*724+14608.75*535+6275.29*636+10135.25*60+649.23*333+127.14*233+3255.37*198+29506

22、.425*105）/105720.875=-278.04所以负荷中心的坐标为（634.46，-278.04）下图中的红色标注: 图3-7 负荷中心位置指示图3.4 对现有系统的评价现代社会的发展，包括企事业的飞速发展，已经越来越紧密地与电联系在一起。可以说：没有电，就没有现代文明的进步。经济合理、安全可靠的供电质量对现代文明的发展更是快马加鞭，如虎添翼。我们学校也一样，正因为有了这样的基础设施建设，学校的发展才如此的迅速，总的来说，我校现有的供配电系统有如下优点：(1) 选址位置基本位于负荷中心，减少了电缆长度（即有色金属的耗量）节约了成本。供电距离都不是很长，电压损失较小，供电质量高。(2)

23、 变电所区域管辖范围比较合理，通常1、2台变压器管理一个区域，供电可靠性较高，供电不会出现紧张状况，监管和维护也比较容易。(3) 由于这是学校单位，每年都有寒暑两季假期，在这一期间，学生宿舍，教学楼等平时用电负荷很大的场所，这时候用电量都大幅度的萎缩，减小。故，现有系统的低压联络线设置得是很合理的，在假期中节约了大量的能源。相对欠缺的是：（1）中心配电室建在计量楼一、二楼，对在计量楼的工作人员产生了较严重的噪声影响，建议改建该配电室。（2）中心配电室部分电气设备存在老旧问题，若条件允许，建议更换。第四章 总体规划设计方案4.1 变配电台区选址、变配电所布置4.1.1变配电所的选址 把中压配电电

24、压（6-10kv）转变成低压配电电压（0.4kv）的场所统称变配电台区，变配电台区的设计和规划要做到安全和经济的统一，应保证有充足的电力，以满足供电可靠性和运行经济性的要求，并应考虑环保和标准化等方面的要求。变配电台区、所址选择原则：1） 尽量靠近负荷中心，以减少配电系统的电能损耗、电压损耗、和有色金属消耗量。2） 进出线方便，特别是采用架空线出现时要考虑这一点。3） 接近电源侧，对总变、配电所特别要考虑这一点。4） 设备运输方便。5） 尽量避开剧烈震动和高温场所。6） 不宜设在多尘和有腐蚀性气体的场所；当无法远离时，则应设在污染源的上风侧。7） 不应设在厕所、浴室或其他常积水的正下方，且不易

25、于上述场所相贴临。8） 不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不易设在有火灾危险环境的正上方或正下方。当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗邻时，应符合现行国家标准GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定。9） 高压配电所应尽量与车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建。10） 不应妨碍企业或车间的发展，应与当地建设总体规划相协调，并适当考 虑今后扩建的可能。根据以上原则我们分析:负荷中心位于图书馆东南角，紧靠学校东西主干道，将配电所建在这里显然是不适合的，负荷中心南侧是山脚下，配电室不能建在这里，东侧是樱花林，西侧是图书馆，也不能满足要求，所以我们决定，将配电室还建在

26、计量楼，但做出一点改变。将配电室的高、低压侧都放在计量楼一楼。将现有的中心配电室低压侧扩建，以满足配电室对空间的需求。4.1.2 变配电所布置变配电所的设备布置，包括高低压配电柜、变压器室、补偿电容、控制室。着重于平面布置。控制室应位于运行方便、电缆较短、朝向良好和便于观察屋外主要设备的地方。控制柜的排列布置，宜与配电装置的间隔排列次序相对应。控制室的建筑，应按变电所的规划容量在一期工程中一次建成。变电所内的布置要求变电所内的布置应合理紧凑，便于值班人员操作、检修、试验和搬运，配电装置的安放布置应保证具有规定的最小允许通道宽度。具体布置要求如下： （1）配电室、控制室和值班室可以开窗，对采光、

27、通风等有利。变压器室和电容器室需要有良好的自然通风，但通风、采光均必须采取防止小动物进入的措施。应对门窗、电缆、电线用的管沟、槽等出入口处，采取防止小动物进入的措施。因为小动物进入室内会造成电气设备事故，如老鼠咬伤电缆，蛇、猫等造成电气设备短路。（2）配电设备的布置必须遵循安全、可靠、适用和经济的原则，并应便于安装、操作、搬运、检修、试验和监测。应合理布置变电所内各室的相对位置，高压配电宅与电容器室、低压配电室与电力变压器室应相互邻近，且便于进、出线，控制室、值班室(及辅助间)的位置应便于值班人员的工作管理.（3）变电所内不允许采用可燃材料装修，不允许各种水管、热力管道和可燃气体管道从变电所内

28、通过，变电所内不宜设置厕所和卫生间等。（4）变电所内配电装置的设置应符合人身安全和防火要求，对于电气设备载流部分要采用金属网或金属栏杆隔离出一定的安全距离。（5）高压开关柜有靠墙安装和离墙安装等两种安装方式。若变电所采用电缆出线，可采用靠墙安装方式，以减少配电室的建筑面积；根据出线回路数和负荷类型来确定采用架空出线或电缆出线。若出线回路数较多或为高压电动机供电的线路宜采用电缆出线。根据以上要求。我们决定：将学校中心配电室的变压器室；高、低压配电室；值班室放在一起，安排在计量楼一楼。与原来相比，去除了高压值班室，节省了人力，也提高了工作效率。并且将配电室安排在一楼，一定程度上见笑了对计量楼的噪声

29、影响。具体布置如下图所示：图4-1 配电室布置图4.2变压器选择变压器的选取原则：(1) 变压器台数的选取电力变压器台数的选取应根据用电负荷的特点、经济运行、节能和降低工程造价等因素综合确定。如果周围环境因素恶劣，选用具有防尘、防腐性能的全密闭电力变压器BSL1型；对于高层建筑，地下建筑，机场等消防要求高的场所，宜选用干式电力变压器SLL、SG、SGZ、SCB型；如电网电压波动较大而不能满足用电负荷的要求时，则应选用有载调压电力变压器，以改善供电电压的质量。对于一般车间、居民住宅、机关学校等，如果一台变压器能满足用电负荷需要时，宜选用一台变压器，其容量大小由计算负荷确定，但总的负荷通常在100

30、0KV以下，且用电负荷变化不大。对于有大量一、二级用电负荷或用电负荷季节性（或昼夜）变化较大，或集中用电负荷较大的单位，应设置两台及以上的电力变压器。如有大型冲击负荷，为减少对照明或其它用电负荷的影响，应增设独立变压器。对供电可靠性要求高，又无条件采用低压联络线或采用低压联络线不经济时，也应设置两台电力变压器。选用两台变压器时，其容量应能满足一台变压器故障或检修时，另一台仍能对一级和部分二级负荷供电。变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。10kV及以下变电所设计规范GB5005394中规定，当符合以下条件之一时，宜装设两台及两台以上的变压器：（1） 有大量一级或二

31、级负荷；（2） 季节性负荷变化较大；（3） 集中负荷容量较大。（2）变压器类型的选择 电力变压器类型的选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组形式、绝缘及冷却方式、联结组别等。 变压器按相数分，有单相和三相两种。用户变电所一般采用三相变压器。 变压器按调压方式分，有无载调压和有载调压两种。10kV配电变压器一般采用无载调压方式。 变压器按绕组形式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器等。用户供电系统大多采用双绕组变压器。 变压器按绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。 10kV配电变压器有Yyn0和Dyn11两种常见联结组。由于Dyn11联结组变压器具有低压侧单相接地短路

32、电流大，具有利于故障切除、承受单相不平衡负荷的负载能力强和高压侧三角形接线有利于抑制零序谐波电流注入电网等优点，从而在TN及TT系统接地形式的低压电网中得到越来越广泛的应用。由上面分析得出选择变压器的类型为干式、无载调压、双绕组、Dyn11联结组。（3）变压器容量的选择 先计算电力变压器的二次侧的总的计算负荷，并考虑无功补偿容量，从而求得变压器的一次侧计算负荷，并作为选择变压器容量的重要依据。对于无特殊要求的用电部门，应考虑近期发展，单台电力变压器的额定容量按总视在计算负荷值再加大15%25%来确定，以提高变压器的运行效率，但单台变压器的容量应不超过1000KVA。对有两台变压器的变电所，通常

33、采用等容量的变压器，每台容量应同时满足以下两个条件：满足总计算负荷70%的需要，即：0.7 ； （4-1）满足全部一、二级负荷的需要，即： （4-2）电力变压器的选择，应综合供配电计算负荷、供电可靠性要求和用电单位的发展规划等因素考虑，力求经济合理，满足用电负荷的要求。但有一个不变的原则是：在保证供电可靠性的前提下，电力变压器的台数应尽量的减少，尽可能的少。计算负荷：中心配电室出线负荷楼宇名称教学楼图书馆锅炉房实习楼办公楼计量楼化环实验室出线负荷437kw 152kw 49kw 122kw 300kw 143kw 21kw需用系数0.90.80.80.80.90.80.8有功计算负荷： P=4

34、370.9+1520.8+490.8+1430.8+1220.8+3000.9+210.8=1053Kwcos=0.9无功计算负荷： Q=P=10530.48=505 kvar S=1170 kVA无功补偿：（采用变压器二次侧并联电容器的方式）Q=0.31053=316 Kvar （cos0.9cos0.99）S=1356kVA0.71356=949.2kVA，同时又考虑到未来5-10年得负荷发展，初步取=1000kVA主变压器形式为：2*1000kVA无载调压、双绕组、Dyn11联结、干式变压器。4.2.2 设备选择1、断路器选用原则： (1)根据用途选择断路器的型式及极数，具体要求是： 断

35、路器的额定工作电压线路额定电压； 断路器的额定短路通断能力线路计算负载电流； 断路器的额定短路通断能力线路中可能出现的最大短路电流（一般按有效值计算）； 线路末端单相对地短路电流1.25倍断路器瞬时（或短延时）脱扣整定电流断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压； 断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压； 电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压； 断路器用于照明电路时，电磁脱扣器的瞬时整定电流一般取负载电流的6倍。 (2)采取断路器作为电动机的短路保护时，瞬时脱扣器的整定电流为电动机启动电流的1.35倍（DW系列断路器）或1.7倍（DZ系列断路器）。 DZ20系列塑料外壳式断路器适用于

36、交流50hz，额定绝缘电压660v，额定工作电压380v（400v）及以下，其额定电流至1250a 。一般作为配电用，额定电流200a和400y型的断路器亦可作为保护电动机用。在正常情况下，断路器可分别作为线路不频繁转换及电动机的不频繁起动之用。 (3)采用断路器作为配电变压器低压侧总开关时，其分断能力应大于变压器低压侧的短路电流值，脱扣器的额定电流不应小于变压器的额定电流，短路保护的整定电流一般为变压器额定电流的6-10倍；过载保护的的整定电流等于变压器的额定电流。 DW15 系列万能式空气断路器适用于交流50hz、额定电流至4000a,额定工作电压至1140v（壳架等级额定电流630a以下

37、）80v（壳架等级额定电流 1000a及以上）的配电网络中，用来分配电能和供电线路及电源设备的过载、欠电压、短路保护之用。壳架等级额定电流630a及以下的断路器也能在交流 50hz、380v网络中供作电动机的过载、欠电压和短路保护。（4）照明、生活用导线保护断路器，是指在生活建筑中用来保护配电系统的断路器，选用时应考虑：长延时整定值小于等于线路计算负载电流；瞬时动作整定值等于（6-20）倍线路计算负载电流。DZ12系列塑料外壳式断路器，体积小巧，结构新颖、性能优良可靠。主要装在照明配电箱中，用于宾馆、公寓、高层建筑、广场、航空港、火车站和工商企业等单位的交流50hz单相230v，三舷00v及以

38、下的照明线路中，作为线路的过载，短路保护以及在正常情况下作为线路的不频繁转换之用。 (5)初步选定断路器的类型和等级后，还要与上、下级开关的保护特性进行配合，以免越级跳闸，扩大事故范围。2、隔离开关图4-2 GN19-10隔离开关 作用：隔离开关是具有明显断开点的开关，而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的，可用于通断有电压而无负载的线路，还允许接通或断开空载的短线路、电压互感器及有限容量的空载变压器。隔离开关没有灭弧装置，因此不能用来切断负荷电流或短路电流，否则在高压作用下，断开点将产生强烈电弧，并很难自行熄灭，甚至可能造成飞弧（相对地或相间短路），烧损设备，危及人身安全，这就是所谓“带

39、负荷拉隔离开关”的严重事故。隔离开关还可以用来进行某些的切换操作，以改变系统的运行方式。例如：在双母线电路中，可以用隔离开关将运行中的电路从一条母线切换到另一条母线上。3、熔断器熔断器是一种在短路或严重过载时利用熔化作用而切断电路的保护电器，它主要由熔体和熔断管组成。其中熔体既是敏感元件又是执行元件。由易溶金属制成，熔断管用瓷、玻璃或硬制纤维制成。当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或珍贵器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安

40、全运行的作用。假如电路中安装了断路器就可以不用熔断器，目前熔断器一般多用于控制回路。4、电容器电力电容器分为串联电容器和并联电容器，它们都改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输电能力，是电力系统的重要设备。 1、电力电容器的作用 串联电容器的作用：（1）提高线路末端电压。串接在线路中的电容器，利用其容抗xc补偿线路的感抗xl，使线路的电压降落减少，从而提高线路末端（受电端）的电压，一般可将线路末端电压最大可提高10%20%。（2）降低受电端电压波动。当线路受电端接有变化很大的冲击负荷（如电弧炉、电焊机、电气轨道等）时，串联电容器能消除电压的剧烈波动。 （3） 改善系统潮流分布。在闭合网络中的

41、某些线路上串接一些电容器，部分地改变了线路电抗，使电流按指定的线路流动，以达到功率经济分布的目的。 （4） 提高系统的稳定性。当线路故障被部分切除时，系统等效电抗急剧增加，此时，将串联电容器进行强行补偿，即短时强行改变电容器串、并联数量，临时增加容抗xc，使系统总的等效电抗减少，提高了输送的极限功率，从而提高系统的动稳定。2、并联电容器的作用 热电技术联盟并联电容器并联在系统的母线上，类似于系统母线上的一个容性负荷，它吸收系统的容性无功功率，这就相当于并联电容器向系统发出感性无功。因此，并联电容器能向系统提供感性无功功率，系统运行的功率因数，提高受电端母线的电压水平，同时，它减少了线路上感性无

42、功的输送，减少了电压和功率损耗，因而提高了线路的输电能力。对于学校而言，电容器主要用于降低变压器二次侧电压波动。提高系统运行的功率因数。，具体数值在变压器选择时计算出，在此不作阐述。电容器补偿容量为：316Kvar。5、互感器互感器是按比例变换电压或电流的设备，互感器分为电压互感器和电流互感器两大类，其主要作用有：将一次系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关设备；将一次系统的高电压、大电流变换为二次侧的低电压（标准值）、小电流（标准值），使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化，并降低了对二次设备的绝缘要求；将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离，从而保证了二次

43、设备和人身的安全。图4-3 电流、电压互感器电压互感器按原理分为电磁感应式和电容分压式两类。前者多用于220千伏（kV）及以下各种电压等级；后者则一般用于110kV以上的电力系统，在330765kV超高压电力系统中应用较多。按用途，电压互感器又分为测量用和保护用两类：电磁感应式电压互感器。工作原理与变压器相同。基本结构也是铁芯和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。电压互感器本身阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增加而烧毁线圈。为此，电压互感器原边接有熔断器，副边接地，以免原、副边绝缘损坏时，副边出现对地高电位而造成事故。电容分压式电压互感器。在电容分压器的基础上

44、制成。电容式电压互感器多与电力系统载波通信的耦合电容器合用，以简化系统，降低造价。此时，它还需满足通信运行上的要求。电流互感器工作原理、等值电路与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。原边电流（即被测电流）和副边电流取决于被测线路的负载，与电流互感器副边负载无关。电流互感器运行时，副边不允许开路。因为在这种情况下，原边电流均成为励磁电流，将导致磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身及设备安全。因此，电流互感器副边回路中不允许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆卸电流表及继电器等设备。4.3 电气主接线 电气主接线是

45、变电所由高压电气设备通过连线组成的接收和分配电能的电路。用规定的设备、文字符号，按其作用依次连接的电气主接线单线图称作主接线图。电气主接线根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方便、易于维护检修、利于远方监控和节约投资等要求。电气主接线的概念 发电厂、变电所的一次接线是由直接用来生产、汇聚、变换、传输和分配电能的一次设备的一次设备构成的，又称为电气主接线。是发电厂（变电所）电气部分的主体结构，也是电力系统网络结构的重要组成部分。它对电气设备选择、配电装置布置、继电保护与自动装置的配置起着决定性的作用，因此，主接线必须综合考虑各方面因

46、素，经技术经济比较后方可确定出正确、合理的设计方案。电气主接线应满足以下基本要求：a、具有一定的灵活性 主接线在力求简单、明了、操作方便的同时，也要求有一定的灵活性，以适应系统不同运行方式的要求。1) 调度时，应可以灵活的投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。2) 检修时，可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的用电。3) 扩建时，可以容易的从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的

47、改建工作量最小。b、操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。c、可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要任务，保证供电可靠性是电气主接线最基本的要求。分析和研究主接线可靠性通常应从以下几方面综合考虑： （1)变电站在电力系统中的地位和作用变电站是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统相适应。例如：对一个中小型变电站的主接线就毋须要求过高的可靠性，也就没有必要采取太复杂的接线形式；而对于一个大

48、型发电厂或超高压变电站，由于它们在电力系统中的地位很重要，供电容量大、范围广，发生事故可能使系统稳定运行遭破坏，造成巨大损失。因此，其主接线应采取供电可靠性高的接线形式。（2)变电站的运行方式及负荷性质电能的特点是：发电、变电、输电和用电同时完成。而负荷的性质按其重要性又有类、类和类之分。因此，根据发电厂的运行方式和负荷的要求，进行具体分析，以满足必要的供电可靠性 。（3）断路器检修时是否会影响对用户的供电。（4）设备和线路故障或检修时，停电线路的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。 d 、经济性主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少

49、，使其尽地发挥经济效益。一般应当从以下几方面考虑：1)投资小 2)占地面积少3)电能损耗少e、扩建的可能性 由于近年来，我国的经济建设高速发展，各地区的电力负荷的需求近年来增加的很快，因此，在选择主接线时，要充分考虑到具有扩建的可能性，并且预留出合适的扩建空间。主接线的分类：a单母线接线 母线起汇集和分配电能的作用。每一条进出线回路都组成一个接线单元，每个接线单元都与母线相连。优点：简单、经济接线简单（设备少）、清晰、明了；布置、安装简单，配电装置建造费用低；断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁，操作安全、方便，母线故障的几率低；易扩建和采用成套式配电装置。缺点：不够灵活可靠。主母线、母隔故

50、障或检修，全厂停电；任一回路断路器检修，该回路停电。 图4-4 单母线接线适用范围：（1）小型骨干水电站台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线； （2）610kV出线（含联络线）回路5回；（3）35kV出线（含联络线）回路3回；（4）110kV出线（含联络线）回路2回。b单母线分段接线为了克服一般单母线接线存在的缺点，提高它的供电可靠性和灵活性，把单母线分成几段，在每段母线之间装设一个分段断路器和两个隔离开关。每段母线上均接有电源和出线回路，便成为单母线分段接线。1、单母线分段接线的优点： （1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两个电源供电。（2）当一段母线发生故

51、障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。2、单母线分段接线的缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或 图4-5 分段单母线 检修时，该段母线的回路都要在检 修期间内停电。（2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。（3）扩建时需向两个方向均衡扩建。3、单母线分段接线的适用范围：（1）610kV配电装置出线回路数为6回及以上时。（2）3563kV配电装置出线回路数为48回时。（3）110220kV配电装置出线回路数34时。c单母线带旁路母线的接线有了旁路母线，检修与它相连的任意回路的断路器时，该回路便可以不停电，从而提高了供电的可靠性。它广泛地用于出线数较多的110kV及以上的高压配电装置中。而35kV及以下的配电装置一般不设旁路母线，因为负荷小，供电距离短，容易取得备用电源，有可能停电检修断路器，并且断路器的检修、安装或更换均较方便。一般35kV以下配电装置多为屋内型，为节省建筑面积，降低造价都不设旁路母线。只有在向特殊重要的、类用户负荷供电，不允许停电检修断路器时，才设置旁路母线。带有专用旁路断路器的接线，加装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资。供电可靠性有特殊需要或接入旁路母线的线