绝缘子和套管选择校验程序的设计本科毕业设计

1、绝缘子和套管选择校验程序的设计摘 要 本文介绍了一个采用c+ builder 6.0开发的变电所计算机辅助设计系统，完成变电站一次系统模块辅助程序设计。此系统具有丰富的图元，能快速生成工程画面，支持与数据库连接，支持工程画面间的切换和快速更新，支持嵌入式脚本编程，具有高度可视化、高度开放性等特点,与其它模块共同构成变电所计算机辅助设计系统。本文根据一般变电所设计的步骤进行设计，包括一次主接线的自动拟定、短路电流计算、常见电气设备的选择和校验等几大块。本设计首先运用access软件建立变电所每个设备的型号、额定电压等技术数据的数据库，作为原始材料；其次进行短路电流计算，熟悉每个设备的选择和校验，

2、同时进行基本公式的整理；最后运用c+ builder 6.0软件实现计算机对绝缘子和套管的选择。关键词：变电所；计算机辅助设计系统；绝缘子和套管选择the design of the insulator and bushing select check programabstractthis paper introduces a substation using c+ builder 6 to develop the system of computer aided design, completed the substation module program design. this sys

3、tem has abundant element, can generate engineering pictures quickly, with the support of the database connection, support switching engineering inter and rapid updates, support embedded scripting, is highly visual, highly open, and other modules consisting of substation computer aided design system.

4、 this paper is designed according to the general design of substation steps, including a main wiring, short-circuit current calculation, automatic generation of common electrical equipment selection and calibration of several large. the first design using access software to establish the substation

5、each equipment type, impedance voltage, and technical data of the database, as raw materials; secondly, short-circuit current calculation, familiar with the selection and calibration of each equipment, at the same time, the basic formula of the finishing; finally computer aided design of variable el

6、ectrical using c+ builder 6 software.keywords: substation; computer aided design system；insulator and bushing selection目录 摘 要iabstractii第一章 绪论11.1 选题背景11.2课题研究内容11.3课题研究意义21.4本章小结2第二章 变电站计算机辅助设计系统的设计32.1变电站计算机辅助设计系统的构成32.2主要功能模块介绍32.2.1网络参数输入模块32.2.2 变压器的选择模块42.2.3 主接线设计模块52.2.4 短路电流计算模块62.2.5 电气设备选

7、择模块62.3本章小结7第三章 短路电流计算83.1 概述83.2 短路电流计算条件83.3短路电流计算机算法介绍93.3.1传统的短路计算概述93.3.2 短路电流运算曲线103.3.3 短路电流运算曲线数字化113.3.4拉格朗日插值法123.4本章小结14第四章 绝缘子及套管的选择和校验154.1电气设备选择的一般条件154.2绝缘子和套管选择164.2.1绝缘子简介164.2.2选择绝缘子和套管的种类和型式184.2.3按电压条件选择支柱绝缘子和穿墙套管184.2.4按电流条件选择穿墙套管184.3绝缘子和套管的校验184.3.1按短路条件校验支柱绝缘子和穿墙套管的动稳定184.3.2

8、按短路条件校验穿墙套管的热稳定194.4本章小结19第五章 程序设计205.1开发工具介绍205.1.1 broland c+builder的简介205.1.2适用语言c+相关介绍215.1.3使用ado操作access数据库225.2数据库的设计225.2.1access数据库225.2.2access数据库的基本结构235.2.3access数据库的优点245.3工程文件格式介绍255.3.1文件格式介绍255.4本章小结27结 论28致 谢29参考文献30附录31第一章 绪论1.1 选题背景电力工业是基础工业、命脉工业、能源工业，在国民经济和国家建设发展中占据十分显著的地位，是国家现代化

9、的战略重点。电能是一种无形的、不能大量储存的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持有功和无功功率平衡。要满足国民经济发展的要求就必须加强电网建设，而变电站建设就是电网建设中的重要一环。在变电站的设计中，既要求很好地服务于工业生产，又要切实保证生产和生活的用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全 在变电过程中，不发生人身事故和设备事故。（2）可靠 所变电能应满足电能用户对用电的可靠性的要求。（3）优质 所变电能应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。（4）经济 变电站的投资要少，输送费用要低，并尽可能地节约电能、减少有色金属的消耗量和尽可能

10、地节约用地面积。 电力系统是国民经济的重要能源部门，变电所的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。变电所设计工作是一项复杂、耗时的工作，内容多、逻辑性强、范围广，要求设计者有较高的专业水平，并熟悉各种设计规程和设计原理。为减轻工程设计人员的负担，缩短设计周期，设计变电所计算机辅助设计系统。利用该系统用户可以方便地构建电力系统网络，输入网络参数，任意指定短路地点和短路类型，进行短路电流计算，完成变电所电气一次部分的设计。包括：主接线的自动拟定，主变压器的选择，高压断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、母线、限流电抗器、绝缘子、套管和互感器的选择和校验。 1.2课题研究内容研究变电所计算机辅助设计

11、系统的基本要求、主要功能和特点，确定设计软件开发工具及具体实现手段。利用软件开发工具，进行系统模块划分，实现变电所一次主接线的自动拟定、短路电流计算和常见电气设备的选择和校验等。（1）研究电力系统变电所的基本概念、基本构成及特点。（2）研究变电所计算机辅助系统的基本要求、主要功能及设计细节。（3）研究变电所计算机辅助系统的演示图形界面，确定软件开发工具及具体实现手段。（4）运用access软件建立每个设备的型号、额定电压等技术数据的数据库，包括高压负荷开关、隔离开关、主变压器、绝缘子和套管、互感器、母线、熔断器、电抗器、断路器等。（5）进行短路电流计算，熟悉每个设备的选择和校验并且进行基本公式

12、的整理。（6）学习c+ builder 6.0开发软件的编译语言。（7）采用c+ builder 6.0软件，完成变电所计算机辅助系统的程序设计，实现变电所计算机辅助系统界面的主要功能。（8）设计的演示图形界面美观，结构合理，界面色彩不容易使运行人员感到视觉疲劳。1.3课题研究意义 由上述情况可知，变电所的设计内容多、范围广、逻辑性强、工作量非常之大，因此通过使用计算机来实现对变电所的辅助设计是非常有必要的。目前，计算机被非常广泛的用于不同的设计领域，我们也可以再各行各业看到它的应用于推广。通过计算机辅助设计，原本繁重复杂的绘图过程，容易出错计算机过程都得到了更好的改善与提高。传统的纸、笔、图

13、版、颜料等工具的使用价值也被其削弱。计算机辅助设计为我们提供了一个更好的平台，通过这个平台我们可以对原本的设计方便的进行修改，还可以出不同的效果图，这比以往我们通过纸笔等工具画出的更具有逼真的效果。同时，计算机辅助设计对于节约资源空间，环境的保护也做了非常大的贡献。此外，在提高效率方面，计算机辅助设计功不可没，利用辅助设计系统对相关数据的自动计算与校验，有效的缩短了计算时间，改善了计算的精准度，避免了设计时会产生的误差以造成相应损失，提高了设计工作的质量，对我们的设计工作有着非比寻常的意义。计算机辅助设计软件为用户使用提供极大的方便和灵活性。1.4本章小结 在第一章中简单的介绍了目前电力的发展

14、趋势以及对电网的较高的速度和更大的规模发展的憧憬。变电所是连接发电厂和用户的重要中间环节，起着变换和分配电能的作用。所以变电所的设计在电网中占有重要地位。简述了选题背景。同时介绍了变电所辅助设计系统的重要作用和举足轻重的意义。证明了使用计算机来实现对变电所的辅助设计是非常有必要的。 第二章 变电站计算机辅助设计系统的设计2.1变电站计算机辅助设计系统的构成 为了给工程设计人员提供一个简单易学、使用方便、界面友好的软件，我们选择borland c+ builder 6.0 作为软件开发工具，以microsoft access 数据库为核心利用该辅助系统将原始参数、资料实现自动拟定变电所主接线方案

15、、变电所主变压器的选择、短路电流计算和常见电气设备选择和校验等内容。本系统主要由以下几个模块构成：（1）网络参数输入模块：主要提供原始资料参数，发电厂变电所地理位置图等。（2）变压器的选择模块：通过原始参数，对变电所的主变进行选择和校验。（3）主接线的选择模块：通过原始参数以及主接线介绍进行主接线的设计。（4）短路电流计算模块：对于短路点进行短路电流计算以用来对电气设备进行筛选和检验。（5）电气设备选择模块：本设计主要针对的是绝缘子和套管的筛选，通过筛选条件对其进行选择和校验。图2.1系统构成框图2.2主要功能模块介绍2.2.1网络参数输入模块导纳矩阵计算是电力系统分析最基本的计算。本模块可通

16、过键盘输入或文件输入电力系统网络结构、电网元件（线路、变压器等）的参数，自动计算形成导纳矩阵。图2.1 网络参数输入模块 网络参数输入模块，主要将待设计的变电所的发电厂变电所地理位置图，变电所的最大负荷、功率因素、重要负荷百分数、所需要使用的日负荷曲线以及线路参数提供给用户。因为变电所不同的电压等级、不同的地理位置以及在电力网中不同的地位，其类型不同，设计的方式和重点也不同。所以，我们可以针对不同的变电所输入不同的最大负荷，不同的功率，不同的负荷曲线和重要负荷百分比，以及其线路参数。这样的输入模块具有在数据方面的灵活性，可以适用于各种不同的变电所设计中。2.2.2 变压器的选择模块变压器的选择

17、模块由主模块“变电所的选择”和子模块“设备选择”构成。在主模块中可以通过菜单的原始数据导入将待建变电所的参数其中包括变电所的编号、最大负荷、功率因素、负荷曲线、重要负荷比例等导入，进而可以对该相应变电所的主变压器进行手动、自动的选择和校验。在子模块中手动选择部分列出了变电所有关的资料，这样可以方便用户对任意一个变电所进行手动的选择，变压器列表位于子模块底部，用户可以通过该列表清晰明显的看到可以供用户选择的变压器的型号、额定容量、额定高低压、连接组、空载损耗、短路损耗、阻抗电压、分接头数、分接头大小等变压器的参数。其中子模块还提供一个版块可以将筛选的变压器台上以及型号准确清楚的显示在屏幕上，方便

18、用户记录。通过子模块的保存结果用户可以将选择好的变压器保存在主模块的选择设备部分。通过主模块菜单中的保存选择设备，用户可以在相应文件找到以excel表格形式对选择的设备进行明确的呈现。在子模块中自动选择部分可以直接将待设计变电所的主变选出，保存在主模块的选择设备版块中，用户可以通过手动选择对其进行调整。此外，在主模块的“帮助”菜单栏中，我们可以通过“设备列表”下拉菜单中直接看到可以供我们选择的设备技术数据。通过“设备选择和校验原则”下拉菜单中查找到变压器选择和校验的依据，让用户可以明确的查找到相应电气设备选择的条件依据。图2.2变压器的选择模块2.2.3 主接线设计模块主接线由两个模块构成，我

19、们可以主模块通过原始数据导入将待建变电所的参数其中包括变电所的编号、最大负荷、功率因素、负荷曲线、重要负荷比例和每个变电所选择的变压器的台数、型号等技术数据导入，由子模块可以通过电压等级，变压器台数，出现回路数对每个变电所的高压侧和低压侧的主接线形式分别进行选择。在子模块中我们可以以列表的形式看到符合条件的主接线形式，同时，用户可以通过文本显示版块清晰明显的看到可以用户所选择的主接线，以方便记录。此外，在主模块中我们可以通过主接线的介绍看到不同的主接线形式的特点，以及其使用范围，还可以查询主接线设计的原则，方便我们作为设计时候的依据。通过模块的保存结果，用户可以将设计好的主接线相应文件夹中，便

20、于以后的查阅。图2.3一次主接线的选择模块2.2.4 短路电流计算模块短路电流计算模块中我们可以通过导入变电所的原始数据、已经选择好的变压器台数、型号以及各种参数对该变电所进行短路电流计算，这个模块可以省却复杂并且容易出错的手算问题，同时在此模块中的文本显示版块中可以清晰明确的看到每个待设计变电所的高压侧和低压侧的次暂态电流、短路电流周期分量tk/2时刻值、短路电流周期分量tk时刻值等数据。通过这些数据用户可以对电气设备进行筛选和校验，为继电保护的设计以及调试提供依据、评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施以及分析计算送电线对通讯设施的影响。图2.4短路电流计算模块2.2.5 电气设备选择

21、模块本设计主要针对绝缘子和套管。电气设备选择模块由主模块“绝缘子的选择和校验”和子模块“设备的选择”构成。在主模块中通过菜单的导入数据将支路名称、基准电压、基准容量、时间、次暂态电流、短路电流周期分量tk/2时刻值、短路电流周期分量tk时刻值、短路冲击电流、功率因素、最大负荷、相间距离等参数导入。进而可以对该相应支路的绝缘子进行手动、自动的选择和校验。在子模块中手动选择部分列出了需要选择电气设备的支路名称、额定电压等，这样可以方便用户对任意一条支路进行手动的选择，符合条件的绝缘子列表位于子模块底部，用户可以通过该列表清晰明显的看到可以供用户选择的绝缘子。通过子模块的保存结果用户可以将选择好的绝

22、缘子保存在主模块的选择设备部分。通过主模块菜单中的保存选择设备，用户可以在该工程文件目录下找到以excel表格形式对选择的设备进行明确的呈现的文档。在子模块中自动选择部分可以直接将待选择支路的符合条件的绝缘子选出，保存在主模块的选择设备版块中，用户可以通过手动选择对其进行调整。图2.5绝缘子的选择模块图2.6 套管的选择模块2.3本章小结 本章首先介绍了变电站计算机辅助设计系统的构成，主要由网络参数输入模块、变压器的选择模块、主接线的选择模块、短路电流计算模块、电气设备选择模块构成。通过系统设计框图我们可以明确的看出系统的构成。其次详细的介绍了各个模块的功能作用，其中网络参数用来提供有关变电所

23、原始参数、地理位置，变压器模块用了选择校验主变、主接线模块用来设计主接线形式，短路计算模块用来计算短路电流，电气设备模块用来选择符合条件的绝缘子和套管。使读者清楚明确的了解各个模块。第三章 短路电流计算3.1 概述在变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。在选择电气设备时，为保证在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定值；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。3.2 短路电流计算条件 为了使所选电器具有足够的可

24、靠性、经济性、安全性和合理性，同时还可以在一定时期内适应系统发展的需要，作为校验用的短路电流应按照如下条件确定。1. 计算的基本情况（1）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行。（2）所有同步电机都具体自动调整励磁装置（包括强行励磁）。（3）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。（4）所有电源的电动势相位角相同。（5）应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻，对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值的最大全电流有效值时才予以考虑。2. 接线方式和容量计算短路电流使用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的最大运行方式，而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。主接线后备保护动

25、作时间tpr:10kv出线：1s ，10kv分段：1.5s，主变：2s， 110kv分段：3s，110kv进线：2.5s。容量应按本工程设计的最终容量计算，并考虑电力系统的远景发展。3. 短路种类导体和电器的动、热稳定及电器的开断电流，一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中单相、两相接地短路较三相短路严重，则热稳定按严重情况校验。4. 短路计算点的选取在正常接线方式时，应选择通过校验对象（电气设备）的短路电流为最大的那些点作为短路计算点。对两侧都有电源的电器，通常是将电器两侧的短路点进行比较，选出其中流过电器的短路电流较大的一点，值得注意的是流过电

26、气设备的短路电流与流入短路点的短路电流不一定相同。5. 短路电流计算方法在工程设计中，短路电流计算均采用近似计算法。6. 短路电流计算步骤（1）选择短路电流计算点（2）绘出等值网络（3）化简等值网络（4）求计算电抗（5）由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值（6）计算无限大容量电源供给的短路电流周期分量的标幺值（7）计算短路电流周期分量有名值、短路电流冲击值、热效应qk（8）绘制短路电流计算结果表7. 短路计算时间校验电气设备的热稳定和其开断能力时，必须合理地确定短路计算时间。（1） 校验热稳定的短路计算时间。即计算短路电流热效应qk的时间， （3-1） 式中tpr后备继电保护动作时

27、间，s ； tab断路器全开断时间，s；tin断路器固有分闸时间，s；ta断路器开断时电弧持续时间，s。（2） 校验开断电器开断能力的短路计算时间tpr。开断电器应能再最严重的情况下开断短路电流，故tpr （s） （3-2） tpr1主继电保护动作时间（s）3.3短路电流计算机算法介绍3.3.1传统的短路计算概述 在电气设备的选择和校验中，我们必须要计算短路电流，这是电气专业设计中不可缺少的环节，也是非常重要的计算之一。传统的短路计算中我们要利用近似计算的方法，手工选取短路电流计算点，然后绘制等值网络图，通过化简等值网络即忽略负荷电流，可以略去一下元件的电阻或者导纳，以计算出各电源与短路点之间

28、的转移阻抗。在工程中为了减少工作量，可以将短路电流变化规律相同或相近的电源归并为一个等值电源。归并的原则是距短路点电气距离大致相等的同类型发电机可以合并；至短路点电气距离较远，的发电机也可以合并；直接接于短路点的发电机一般予以单独计算，无限大容量的电源应该单独计算。接着再求得计算电抗xjsi，通过查找运算曲线找到短路电流周期分量。整个手工计算过程非常繁杂，计算量较大，容易出错。所以我们应当利用计算来代替繁杂的手工计算。在近似计算中，我们应该取基准容量sb，取基准电压ub（各级电压的平均额定电压），同时认为变压器的变比为两侧平均额定电压之比，各元件的额定电压等于平均额定电压uav。然后计算各个元

29、件的标幺值。表3.1电流网额定电压和平均额定电压额定电压（kv）36103560110220330500平均额定电压（kv）3.156.610.53763115230345525当供电电源为无限大容量或计算电抗时，则可以认为其周期分量不衰减，所以 （3-3）x网络简化后等效元件的电抗，即转移电抗。当电源为有限电源时，其周期分量是随时间衰减的，通过查找运算曲线找到短路电流周期分量，但是当对于实际的大电网，节点较多，这样每个短路点计算时都需要对各个电源查找不同的曲线，计算量大，耗时，并且非常容易出错。3.3.2 短路电流运算曲线短路电电流运算曲线是一组短路电流周期分量it*与计算电抗xjs、短路时

30、间t的变化关系曲线，即。它不仅表达了短路电流随时间以及计算电抗大小的变化关系，同时也考虑了励磁系统对短路电流的影响。根据我国的实际情况，制作曲线时选用所示的接线图图3.1 制作计算曲线的典型接线图计算曲线只作到xjs=3.45为止，时间从04s间隔内连续变化。当xjs3.45时，近似地认为短路周期电流的幅值已不随时间而变。图3.2汽轮机运算曲线图3.3水轮机运算曲线为了省却繁琐的手工计算过程，我们可以将短路电流计算按照汽轮机运算曲线，水轮机运算曲线分别数字化处理并且储存，然后按照原始参数等给定的条件从数据库中抽取相应的数字，随后再通过“拉格朗日插值法”处理，获得所需要的短路电流值。3.3.3

31、短路电流运算曲线数字化将短路电流运算曲线做成计算曲线数字表，可以直接抽取对应点作为采样点，如下图的数字表中，时间从0、0.01、0.06、0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、1、2、4s共11个点，汽轮发电机的计算电抗从0.123.45共79个采样点，这样对应的；水轮机的计算电抗从0.183.45共78个采样点。表格中是对应于11个时刻点的短路电流值，计算电抗按从小到大的顺序排列，形成一个数据全面的随机数字文件。如表3.1所示，我们就可以很方便直观的从数字表中在对应的计算电抗和时刻下找到唯一的短路电流标幺值。表3.2汽轮机计算曲线数字表（部分数据）0.120.140.160.180.20.

32、220.240.260.2808.9637.7186.7636.025.4324.9384.5264.1783.8720.018.6037.4676.5455.8445.284.8134.4214.0883.7050.067.1866.4415.665.1224.6614.2963.9843.7143.4720.16.45.8395.1464.6974.2973.9883.7213.4863.2740.25.224.8784.3364.0163.7153.4873.2863.1062.9390.44.2524.043.6493.4293.2173.0522.9042.7692.6410.54.

33、0063.8293.4813.2883.0992.9512.8162.6932.5750.63.8213.6733.3593.1863.0162.8822.7582.6442.53413.3443.283.062.9442.8252.7292.6382.5512.46422.7952.8082.7062.6592.6072.5612.5152.4672.41542.5122.5262.492.4762.4622.4442.4252.4042.378表3.3水轮机计算曲线数字表（部分数据）0.180.20.220.240.260.280.30.320.3406.1275.5265.0554.64

34、74.293.9933.7273.4943.2850.015.6955.1844.7674.4024.0833.8163.5743.363.1680.064.6234.2974.0263.7643.5383.3433.1633.0012.8510.14.3314.0453.8063.5753.3753.23.0393.8922.7550.24.13.8563.6333.4333.2533.0962.952.8172.6920.43.9333.7543.5563.3783.2163.0732.9382.8152.6990.53.8673.7163.5313.3633.2083.072.9412.

35、8222.7090.63.8073.6813.5083.3483.23.0672.9432.8282.71913.6053.5633.433.33.1743.062.9522.8512.75423.33.3783.3023.223.1333.0492.972.8952.8243.8013.2343.1913.1513.0983.0432.9932.9432.8913.3.4拉格朗日插值法 1.插值法插值法又称“内插法”，是利用函数f (x)在某区间中若干点的函数值，作出适当的特定函数，在这些点上取已知值，在区间的其他点上用这特定函数的值作为函数f (x)的近似值，这种方法称为插值法。2. 拉格

36、朗日插值假设有给定区间，函数，要求其插值多项式，使其满足则有：（点斜式） （3-4） （两点式） （3-5） 由两点式看出，l1（x）是两个线性函数，的线性组合，系数为yk和yk+1，所以： （3-6）lk（x）和lk+1（x）是线性插值多项式。 当n=2时，假定插值节点为xk-1，xk， xk+1，要求二次插值多项式l2（x），使它满足l2（x）=，j=k-1，k，k+1. 我们知道y= l2（x）在就是通过三点（xk-1,yk-1）, （xk,yk）,（xk+1,yk+1）的抛物线，为了求出l2（x）的表达式，可采用基函数方法，此时基函数lk-1(x), lk (x)和 lk+1(x),是

37、二次函数,利用二次插值基函数lk-1(x), lk (x)和 lk+1(x)，立即得到二次插值多项式 (3-7)显然，它满足条件l2（xj）=yj (j=k-1，k，k+1).将上面求得的lk-1(x), lk (x)和 lk+1(x)代入（3-7）对于短路计算曲线短路电流是一个二元函数，由计算电抗和短路时间确，当it*与计算电抗xjs取值分别为xjs1,xjs2xjsixjsn，短路时间t取值分别是t1, t2 tj tm相应的短路电流变为。当给定任意计算电抗再某个时刻的短路电流值一次插值是不够的，所以我们可以进行两次插值。对一定的时间，短路电流值随计算电抗xjs的变化而变化；对一定的计算电

38、抗xjs，短路电流值随时间变化而变化。此外两次的插值都是唯一确定的。拉格朗日插值法的步骤为：1.首先确定时间为，在对应的电抗列方向上取与xe相邻的点xjsi-1、 xjsi 、xjsi+1，可以得到对应短路电流ii-1j、iij、ii+1j，带入公式即可求得xe对应的电流插值ie。同理可以求得相邻另外时刻tj-1、tj+1, 点的电流插值ie-1、ie+1。2.在给定的xe下，在短路时间行上取得相邻的点tj-1、 tj、tj+1,及对应的电流值ie-1、ie、ie+1。3.4本章小结 在本章中主要针对短路电流的算法进行了研究，首先，说明了短路电流计算的目的以及计算过程中需要考虑的一些条件和原则

39、。其次，主要针对短路电流计算机算法进行介绍，说明了传统手算算法的缺陷，详细的阐明了计算机算法的方法，如何使用短路计算曲线和将其数字化，以及在数字化后为了抽取我们所需要用的数，如何通过拉格朗日将其实现，充分的说明了计算机算法的必要性和其省时省力的优势。第四章 绝缘子及套管的选择和校验4.1电气设备选择的一般条件 由于各种电气设备具体工作条件不同，所以他们的具体选择方法也不完全相同，但是一些基本要求是相同的。因为我们必须要保证电气设备可靠安全的工作，必须按正常工作条件选择，并按照短路情况校验其热稳定和动稳定。1. 按额定电压选择电气设备的额定电压un就是其铭牌上标出的线电压，另外还规定最高允许工作

40、电压ualm。由于电力系统负荷的变化、调压及接线方式的改变而引起功率分布和网络阻抗变化等原因，通常会使电网中一些部分的实际运行电压高于电网额定电压uns，因此，电气设备的允许最高工作电压ualm不应低于所在电网运行的最高运行电压usm。一般可按照此公式进行选择：。安装电气设备的时候我们必须要考虑安装地点的海拔对绝介质强度的影响，随海拔的增加，空气密度和湿度相对的减少，使空气间隙和外绝缘的放电特性下降，设备外绝缘强度会随着海拔的升高而降低，从而导致电气设备允许的最高工作电压ualm下降，当海拔在10004000m时，一般按海拔每增高100m，ualm下降1%予以修正。2. 按额定电流选择电气设备

41、的额定电流in是指在额定的环境条件（包括日照、环境温度、海拔、安装条件等）下，电气设备的长期允许电流。我国规定电气设备的一般额定环境条件为：额定环境温度n，电缆和裸导体的n为25，断路器、隔离开关、穿墙套管、电流互感器、电抗器等电器的n为40；无日照；海拔高度不超过1000m。当实际环境条件和额定条件不同时，电气设备的长期允许电流ial应作修正。一般情况下，各种电气设备的ial均需按实际环境温度修正。此外，计及日照的屋外型导体、软导线的ial仍需按海拔修正；电力电缆的ial仍需按有关安装条件修正。通过一系列的综合修正可以按照以下公式选择 （4-1）式中 k综合修正系数，为有关修正系数的乘积im

42、ax电气设备所在回路的最大持续工作电流，由下表的原则计算表4.1最大持续工作电流回路名称imax备注发电机、调相机回路1.05倍发电机、调相机额定电流当发现即冷却气体温度低于额定值时，允许每低1电流增加0.5%变压器回路（1）1.05倍变压器额定电流（2）（1.32.0）倍变压器额定电流变压器通常允许正常或事故过负荷，必要时按1.32.0倍计算母线联络回路、主母线母线上最大一台发丝按季或变压器imax母线分段回路发电厂为最大一台发电机额定电流的50%80%变电所应满足用户的一级负荷和大部分二级负荷考虑电源元件事故跳闸后仍能保证该段母线负荷旁路回路需旁路的回路的最大额定电流出线单回路：线路最大负

43、荷电流 包括线损和事故时转移过来的负荷双回路：（1.22）倍一回线的最大正常负荷电流包括线损和事故时转移过来的负荷环形与一台半断路器接线：两个相邻回路正常负荷电流考虑断路器事故或检修时，一个回路加另一最大回路负荷电流可能桥型接线：最大元件负荷电流桥回路仍需要考虑系统穿越功率电动机回路电动机的额定电流4.2绝缘子和套管选择4.2.1绝缘子简介绝缘子俗称为绝缘瓷瓶,它广泛地应用在发电厂和变电所的配电装置、变压器、各种电器以及输电线之中。用来支持和固定裸载流导体，并使裸导体与地绝缘,或者用于使装置和电气设备中处在不同电位的载流导体间相互绝缘。因此,要求绝缘子必须具有足够的电气绝缘强度、机械强度、耐热

44、性和防潮性等等。绝缘子按安装地点,可分为户内(屋内)式和户外(屋外)式两种。按结构用途可分为支持绝缘子和套管绝缘子。（一）支柱绝缘子支柱绝缘子又分为户内式和户外式两种。户内式支柱绝缘子广泛应用在3110kv各种电压等级的电网中。1.户内式支柱绝缘子户内式支柱绝缘子可分为外胶装式、内胶装式及联合胶装式等三种。2.户外式支柱绝缘子户外支柱绝缘子有针式和实心棒式两种。图4.1所示为户外支柱绝缘子结构图。它主要由绝缘瓷体、铸铁帽和具有法兰盘的装脚组成。（二）套管绝缘子套管绝缘子简称为套管。套管绝缘子按其安装地点可分户内式和户外式两种。1.户内式套管绝缘子户内式套管绝缘子根据其载流导体的特征可分为以下三

45、种型式：采用矩形截面的载流体、采用圆形截面的载流导体和母线型。前两种套管载流导体与其绝缘部分制做成一个整体,使用时由载流导体两端与母线直接相连。而母线型套管本身不带载流导体,安装使用时,将原载流母线装于该套管的矩形窗口内。2.户外式套管绝缘子户外式套管绝缘子用于将配电装置中的户内载流导体与户外载流导体之间的连接处,例如线路引出端或户外式电器由接地外壳内部向外引出的载流导体部分。因此,户外式套管绝缘子两端的绝缘分别按户内外两种要求设计图4.1 户内式支柱绝缘子结构示意图（a）外胶装式；（b）内胶装式1铸铁帽；2绝缘瓷件；3铸铁底座；4水泥胶合剂；5铸铁配件；6铸铁配件螺孔 4.2.2选择绝缘子和

46、套管的种类和型式选择支柱绝缘子和穿墙套管时应按装置种类（屋内、屋外）、环境条件选择满足使用要求的产品。户内联合胶装多棱式支柱绝缘子兼有外胶装式、内胶装式的优点，并适用于潮湿和湿热带地区；户外棒式支柱绝缘子性能较针式优越。因此规定：屋内配电装置易采用联合胶装多棱式支柱绝缘子；屋外配电装置支柱绝缘子宜采用棒式支柱绝缘子。再由严重的灰尘或对绝缘有害的气体存在的环境中，应选择防污型绝缘子。穿墙套管一般采用铝导体穿墙套管。4.2.3按电压条件选择支柱绝缘子和穿墙套管支柱绝缘子和穿墙套管的额定电压应满足：ununs其中：un 支柱绝缘子和穿墙套管的额定电压，kv； uns 所在电网的额定电压，kv。 对于

47、发电厂和变电所的320kv屋外支柱绝缘子和套管，当有冰雪和污秽时，应选用高一级的产品。4.2.4按电流条件选择穿墙套管穿墙套管的最大持续工作电流应满足：inimax 应当注意，穿墙套管的额定电流in是按套管的最高允许温度为85，周围环境的计算温度为40给定的。当实际安装地点的周围环境温度在4060时，应将套管的额定电流乘以温度修正系数k。(，其中：0套管安装地点的实际环境温度)4.3绝缘子和套管的校验4.3.1按短路条件校验支柱绝缘子和穿墙套管的动稳定由于三相母线是通过支柱绝缘子或穿墙套管支撑和固定的，因此，短路时作用在母线的相间电动力也会传到支柱绝缘子或穿墙套管上。为保证它们在这种情况下不受

48、损坏，应满足下列条件： （4-2） 其中，fp为支柱绝缘子或穿墙套管的抗弯破坏负荷，n；可从有关设计或产品手册中查到；因为fp是使其破坏的值，乘以0.6后，才是保证安全的值；f为作用在支柱绝缘子或穿墙套管的相间电动力。4.3.2按短路条件校验穿墙套管的热稳定穿墙套管的热稳定参数一般以ts内允许通过的热稳定电流it给出，据此可得热稳定条件： （4-3）式中：it2t 穿墙套管允许热效应，ka2s；qk短路全电流通过套管时产生的热效应，ka2s4.4本章小结 在本章中，主要针对绝缘子和套管的选择和校验进行说明。首先分析了电气选择的一般条件，为绝缘子和套管的选择做了铺垫。其次简单的介绍了绝缘子和套管

49、的作用以及类型。最后对绝缘子和套管如何进行选择和检验的算法进行了详细的分析和介绍，说明了我们选择的依据，同时也体现了电气选择的繁杂要求，进一步证明了通过计算机辅助设计软件实现变电所设计的必要性。 第五章 程序设计5.1开发工具介绍5.1.1 broland c+builder的简介broland c+builder是一种具有快速的可视化开发环境,面向对象的windows开发语言，具有强大的数据管理功能，使整个软件的开发有一个良好环境。c+ builder优化的32位原码（native code）编译器提供了高度安全性、可靠性、快速性的编译优化方法，完全编译出原始机器码而非中间码，软件执行速度大

50、大提高。在编译和连接过程中，c+ builder自动忽略未被修改的原代码和没有使用的函数，从而大大提高了编译和连接速度。c+builder时一款完善的可视化应用程序开发工具，使程序员从繁重的代码编写中解放出来，可以讲注意力重点放在程序的设计上，而不是重复简单的劳动，大大提高了编程效率。不论写代码的过程，还是最后要编译成可执行文件，都需要有一个工具存在。这一工具一般称为编程集成开发环境（ide）。集成开发环境是将编译、编辑、调试等功能都集成在一个桌面环境中。以下为ide几项重要功能。1、代码编辑：方便的代码编辑功能。尽管你可以使用记事本、word或其它任何文本编辑器来写代码，但除非特殊需要，否则

51、那将是极为低效的方法。相反，现在的编程集成环境，都相当的智能，举例如：代码自动功能，可以在很多情况下自动完成我们所需的代码，既准确还迅速。borland公司出品的编程集成环境不仅有常见的关键字高亮等功能，还支持代码模板，支持键盘宏，同样支持高级的脚本插件功能。2、界面设计：可视化的程序界面设计功能。你所要产生的窗口，在设计期间就真实地出现，包括字体、颜色和定位。比如：你不仅可以插入falsh的动画，而且无需运行，就直接可以在你的界面上看到该动画的演播，这是别的编程环境不能做到的。3、程序编译：这是编程工具的主要功能。我们写的代码在成为机器能懂的可执行程序时，必须通过编译。 4、程序调试：如何尽

52、量减少你程序的bug呢？没有编程集成环境提供的强大调试功能，我们做的程序将毫无质量保证。 5、代码优化：borland 提供的编译器，不仅在编译速度上一直在美国屡获大奖，而且其代码自动优化功能一直领先对手几近一个时代。使用编程集成环境，我们可以轻松获得更快更优的最终可执行程序文件。6、辅助程序安装：程序的安装已属于另外一种工具的范畴，但我们仍可以通过编程集成环境来决定最终生成单一可执行文件，还是带有其它动态库。如果是后者，我们还可以通过集成环境来检查程序运行时调用了哪些动态库文件。图5.1broland c+builder为集成开发环境（ide）图5.2broland c+builder提供的

53、可视化组件库（vcl）此外c+builder具有强大的数据库应用程序开发功能，它使程序员不用写代码就能开发出功能强大的数据库应用程序，这主要依赖于c+builder众多的数据库组件和底层的bde数据库引擎。c+builder除了提供自己开发的成熟的数据库连接技术bde(broland data engine)数据库连接技术，还支持microsoft 的ado（active data object）数据库连接技术。本设计中主要是应用ado组件连接调用microsoft access数据库5.1.2适用语言c+相关介绍 在c+builder中我们适用的是c+语言。c+针对c语言进行了扩展，增加了许

54、多c没有的东西。就目前来讲，c+是编程语言中的的几大主流之一，正因为它相对执行效率高、开发便捷。c+语言时基于c的面向对象的编程语言， “模板”等高度抽象化特性使得大型工程可以通过它进行整体管理。此外它还考虑了兼容性，为连接其他语言的对象文件留有接口。5.1.3使用ado操作access数据库（1）ado简介ado是“active x数据库对象”的简称，天使微软公司基于ole db的数据库模型，可以实现一系列com接口，提供了访问各种数据源的连接机制。（2）ado 对象ado 对象主要包括adoconnection、adocommand、adodataset、adotable和adoquery