供配电课程设计

1、供配电课程设计专 业：电气工程及其自动化 设计题目： 供配电课程设计 班级：学生姓名：学号： 指导教师： 电气工程学院一、课程设计任务书 1、题目：变配电所操作及配电箱接线设计设计内容:变配电所供电操作、母线检修操作、变压器维修操作、倒闸操作、配电箱安装及接线。设计要点:1 根据具体要求（1）完成变配电所供电操作；（2）设计具体母线检修操作的步骤；（3）确定变压器运行方式，并且完成变压器退出、投入以及维修操作的步骤设计，并且操作；（4）倒闸操作；（5）完成配电箱的设计、安装及具体接线场；（6）完成变配电所主接线图的绘制；（7）完成配电箱安装图纸的绘制。二、要求：1、指导教师能够提供实际工程设计

2、的指导工作，尽量使课程设计接近实际设计工作；发挥学生的主观能动性，引导学生按照国家标准、行业规范进行设计工作；灌输行业、企业文化。 2、学生需要自主完成电气施工图纸的绘制并完成课程设计论文。三、设计提交材料：1电气施工图纸两张。 2课程设计论文一份。 3课程设计任务书一份。四、设计依据民用建筑电气设计规范(jgj/t16-92)；建筑物防雷设计规范(gb50058-92)；住宅设计标准(dgj08-20-2001,j10090-2001);住宅设计规范(gb50096-1999)；五、设计进度（2013年6月7日至6月29日） 时间设计内容7日布置设计任务、查阅资料1018日制定设计方案、完成

3、变配电所练习1925日安装配电箱2628日绘制图纸、整理论文六、答疑时间及地点新实验楼电气自动化实验室，新实验楼321全天答疑目录第一章 绪论21.1 变配电所21.2 配电箱2第二章 变配电所各操作32.1 变配电室系统32.2 变配电所的送停电操作42.3电气设备的基本状态52.4 母线检修操作的设计52.4.1 正常倒母线操作的一般原则52.4.2 母线检修步骤62.5 变压器检修操作72.6 变配电所的倒闸操作72.6.1 倒闸操作原则7第三章 配电箱安装及接线设计93.1 配电箱的内部结构及图纸93.2 配电箱安装要求113.3 配线的基本工艺要求12第四章 课程设计心得体会14参考

4、文献15评语及成绩16第一章 绪论 在当今社会电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。 因此，为了更好地了解供配电的过程，我们需了解变配电所及其基本操作，还有参与电气设备的组装，接触变电设备和配电设备内在构造。1.1 变配电所变配电所（以下简称变电所）根据变压器的功能分为升压变电所和降压变电所。根据变电所在系统中所处的地位分为枢纽变电所、中间变电所、终端变电所。根据变电所所在电力网的位置分为区域变电所、地方变电所。变电所还可分为户内式、户外式和组合式

5、等三种基本类型。常见变电所有独立式、附设式、露天式、户内式、地下式、杆上式或高台式变电所。变电所所址应选择接近负荷中心，考虑进出线方便，接近电源侧，设备吊装、运输方便。不应设在有剧烈振动的场所；不宜设在多尘、水雾（ 如大型冷却塔）或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污源的下风侧；不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻；不应设在爆炸危险场所以内，不宜设在有火灾危险场所的正上方或正下方，如必须布置在爆炸危险场所范围以内，布置在与火灾危险场所的建筑物毗连时，应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定。1.2 配电箱配电箱分动力配电箱和照明配电箱、计量箱，是配电系统

6、的末级设备。配电柜是电动机控制中心的统称。配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合；电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷。这级设备应对负荷提供保护、监视和控制。第二章 变配电所各操作2.1 变配电室系统图2-1 变配电室电气柜图 变配电室主结线的选择原则： (1)当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。 (2)当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。 (3)当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。 (4)为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应

7、采用变压器分列运行。 (5)接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。 (6)610kv固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。 (7)采用610 kv熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。 (8)由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器（一般都安装计量柜）。 (9)变压器低压侧为0.4kv的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。 (10)当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关

8、和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。 最后，综合各方面因素选择高压侧采用单母线不分段结线方式、低压侧采用单母线分段方式。低压配电系统采用树干式与放射式结合的方式。2.2 变配电所的送停电操作（1）送电操作：变配电所送电时，一般应从电源侧的开关合起，依次合到负荷侧开关。按这种程序操作，可使开关的闭合电流减至最小，比较安全，万一某一部分存在故障，也容易发现。但是在高压隔离开关-断路器电路及低压刀开关-断路器（自动开关）电路中，送电时，一定要按照先和母线侧隔离开关或刀开关、再和线路侧隔离开关或刀开关、最后合高低压断路器的顺序依次操作。如果变配

9、电所是事故停电后的恢复送电操作，则操作程序英式开关类型而有所不同。若电源进线是装设的高压断路器，则在高压母线发生短路故障时断路器自动跳闸。在故障消除后，直接和上断路器即可恢复送电。若电源进线是装设的高压负荷开关，则在故障消除并更换熔断器熔管候，可和上负荷开关恢复送电。如果电源进线装设的是高压隔离开关-熔断器，则在故障消除、更换熔断器熔管候，先断开所有出线开关，然后合上隔离开关，最后和上所有出线开关才能恢复送电。若电源进线是装设的一般跌开式熔断器，则其操作程序与上述装隔离开关-熔断器的操作程序相同；若装设的是负荷型跌开式熔断器，则其操作程序与上述装负荷开关的操作程序相同。（2）停电操作：变电所停

10、电时，一般应从负荷侧的开关拉起，依次拉到电源侧开关。按照这种程序操作，可使开关的开断电流减至最小，也比较安全。但在高压隔离开关-熔断器电路及电压刀开关-熔断器（自动开关）电路中，停电时，一定要按照先拉高低断路器，再拉线路侧隔离开关或刀开关、最后拉母线侧隔离开关或刀开关的顺序操作。线路或设备停电以后，为了安全，一般规定要在主开关的操作手柄上悬挂“禁止合闸，有人工作”之类的标识牌。如有线路或设备检修时，应在电源侧（如有可能两侧来电时，应在其两侧）安装临时接地线。安装接地线时，应先接接地端，后接线路段;而拆除接地线时，应先拆线路端，后拆接地端。2.3电气设备的基本状态1、运行：设备的刀闸及开关都在合

11、上位置，保护和自动装置以及二次设备按规定投入，设备带有规定电压的状态。 2、热备用：设备的开关断开，而刀闸在合上位置。此状态下如无特殊要求，保护均应在运行状态。 3、冷备用：设备没有故障，也无安全措施，刀闸及开关都在断开位置，可以随时投入运行状态。其中，开关冷备用开关及其两侧刀闸均在断开位置；变压器和高压电抗器冷备用各侧开关及其两侧刀闸均在断开位置（对有变压器刀闸的主变则指各侧刀闸均在断开位置）；母线冷备用母线侧所有开关及其两侧刀闸均在断开位置；电压互感器冷备用高、低压侧刀闸均在断开位置。 4、检修：设备的所有开关、刀闸均断开，并装设接地线或合上接地刀闸的状态。其中，线路检修线路两侧刀闸拉开，

12、两侧接地刀闸均在合上位置；开关检修开关及其两侧刀闸均在断开位置，并在开关两侧装设接地线或合上接地刀闸，开关失灵保护退出；变压器和高压电抗器检修各侧开关及其两侧刀闸均在断开位置（对有变压器刀闸的主变则指各侧刀闸均在断开位置），并在各侧装设接地线或合上接地刀闸，冷却电源也断开；母线检修母线侧所有开关及其两侧刀闸均在断开位置，合上接地刀闸，母线电压互感器高、低压侧刀闸均在断开位置。2.4 母线检修操作的设计母线操作是指母线的送电、停电，以及母线上的设备在两条母线间的倒换等。母线是设备的汇合场所，连接元件多，操作工作量大，不管是正常春秋季节检修工作，还是事故后倒母线工作，操作前必须做好充分准备，操作时

13、要注意运行方式等其它条件的变化。当母线出现故障需要检修时，为了负载的不断电，一般进行倒母线操作，即进行两条母线间的倒换。2.4.1 正常倒母线操作的一般原则母线必须先合上母联断路器，并取下控制熔断器，以保证母线隔离开关在并、解列时，满足等电位操作的要求。在母线隔离开关的合、拉过程中，如可能发生较大火花时，应依次先合*母联断路器最近的母线隔离开关；拉闸的操作顺序与其相反；尽量减少操作母线隔离开关时的电位差。拉母联断路器前，母联断路器的电流表应指示零；同时，母线隔离开关辅助触点、位置指示器应切换正常。以防漏倒设备，或从母线电压互感器二次侧反充电，引起事故。倒母线的过程中，母线差动保护的工作如不遭到

14、破坏，一般均应投入运行。同时，应考虑母线差动保护非选择性开关的拉合，及低电压闭锁母线差动保护压板的切换。母联断路器因故不能使用，必须用母线隔离开关拉、合空载母线时，应先将该母线电压互感器二次侧断开，防止运行中的母线电压互感器熔断器熔断或自动开关跳闸。2.4.2 母线检修步骤在现场运行操作规程中，应按以下步骤进行：合母联断路器；取下母联断路器直流控制回路熔断器；检查母联断路器是否合好，这三条是倒母线实现等电位操作必备的重要安全技术措施应写入规程，以便让值班员熟练掌握，操作时不出差错。例如，图2-2中所示接线在母线w1工作、母线w2备用的运行方式下，欲检修母线w1时的倒闸操作步骤如下：检查母线w2

15、是否完好，合qfc两侧隔离开关及qfc，向母线w2充电，若其母线完好，则qfc不会因继电保护动作而跳闸，便可继续倒闸操作；合上所有回路与母线w2连接的隔离开关，之后再断开所有回路与母线w1连接的隔离开关，以实现全部回路由母线w1换接至母线w2。断开qfc及其两侧隔离开关，此时母线w1不带电，母线w2变为工作母线。电源1 电源2图2-22.5 变压器检修操作 进行变压器检修时，检查母联是否接通，若接通则先断开母联断路器，再断开两侧隔离开关，然后合上变压器中性点接地隔离开关，接着对变压器进行停电操作，将变压器退出进行检修。1、变压器停电操作基本要求（1）停电前，应先检查主变的负荷分配情况；（2）停

16、电前，检查高、中、低侧的分段开关在合位；（3）停电操作时，依次断开主变三侧断路器后，再拉开三侧隔离开关；（4）在拉各侧隔离开关前，检查该侧断路器在分闸位置；先拉变压器侧隔离开关，再拉母线侧隔离开关。2、对变压器中性点的要求（1）在大电流接地系统中，为了避免产生某些操作过电压，变压器停、送电操作时，其中性点接地刀闸必须在合上位置；（2）主变停电操作后，必须拉开其中性点接地刀闸；（3）主变停、送电操作后，不应改变系统中性点运行方式及中性点在本站接地点的数目；（4）本站正常运行时，中性点的运行方式为：1#主变中性点未接地，2#主变中性点接地。凡有中性点接地的变压器，变压器的投入或停用，均应先合上各侧

17、中性点接地隔离开关。变压器在充电状态，其中性点隔离开关也应合上。中性点接地隔离开关合上的目的是：其一，可以防止单相接地产生过电压和避免产生某些操作过电压，保护变压器绕组不致因过电压而损坏；其二，中性点接地隔离开关合上后，当发生单相接地时，有接地故障电流流过变压器，使变压器差动保护和零序电流保护动作，将故障点切除。2.6 变配电所的倒闸操作倒闸操作含义：当电气设备由一种状态转换到另一种状态或改变电力系统的运行方式时，需要进行一系列的操作，叫做电气设备的倒闸操作。2.6.1 倒闸操作原则线路停电的操作顺序：线路停电的操作顺序是先拉开断路器，后拉开隔离开关，送电时正好相反。因为断路器不但能切断正常的

18、负荷电流，还能切断故障时的短路电流，可以带负荷操作；而隔离开关不能带负荷电流操作，只能形成明显断开点，故在操作时需要二种设备的配合，由断路器切断负荷电流，等电流降为0后，再由隔离开关形成明显断开点，确保检修、试验人员的安全。（1）假如开关未拉开，先拉负荷侧刀闸，弧光短路，线路开关跳，切除故障。但是如果先拉母线侧刀闸，弧光短路发生在线路保护范围外，停电时,应先断开关,否则带负荷拉。了上述二种错误造成的三相弧光短路，线路保护会动作切除故障,避免人为事故的扩大.故障电流不通过ct,线路开关保护不动作，线路开关不跳，造成母线短路使上一级开关跳闸，扩大事故范围。（2）线路送电时,若合隔离开关前,断路器误

19、在合闸位置，则操作开关两侧刀闸的顺序无论如何,至少有一侧的刀闸会带负荷合闸造成三相弧光短路。若按先推母线侧刀闸,后推负荷侧刀闸的操作顺序,造成的三相弧光短路只在线路侧,保护动作会将其切除,否则操作顺序相反时,则会影响到母线,使母差保护动作,造成人为事故的扩大。因此线路送电时,应确认开关在分闸状态,先合母线侧刀闸,后合负荷侧刀闸,最后合开关。第三章 配电箱安装及接线设计 3.1 配电箱的内部结构及图纸在进行配电箱的安装及接线之前，应先对配电箱里的各种设备了解清楚；应该知道产品的结构形式、用途；应该熟悉产品的性能、内部的结构、主要的技术参数；应该看懂系统图（一次方案图）、平面布置图、原理图、二次接

20、线安装图。图3-1 配电箱内部结构图电力的生产、输送、分配和使用，需大量的各种类型的电器设备，以构成电力发、输、配的主系统。这些设备主要是指发电机、变压器、隔离开关、断路器、电压互感器、电流互感器、电力电容器、避雷器、电缆、母线等。它们在电力系统中通常称为一次设备，把这些设备连接在一起组成的电路称为一次接线，也称主接线，也就是一次方案回路。为了使电力生产、传输、分配和使用的各环节安全、可靠、连续、稳定、经济、灵活的运行，并随时监视其工作情况，在主系统外还需装置相当数量的其它设备，如测量仪表、自动装置继电保护远动及控制信号器具等，这些设备通常与电流、电压互感器的二次绕组直流回路或厂用所用的低压回

21、路连接起来，它们构成的回路称为二次回路，接线称二次接线。描述二次回路的图纸称为二次接线或二次回路（其中包括辅助回路）图。二次接线的图纸一般有三种形式，即原理图、原理展开图和安装接线图（我们通常所用的是二次接线图）。在二次接线图中所使用的图形符号和文字符号，它不但用于代表二次接线图中的各电器设备与元件的所在位置，而且反映它所发挥的作用。在二次接线图中，断路器、隔离开关、接触器的辅助触头及继电器的触点，所表示的位置是这些设备在正常状态的位置。所谓正常状态就是指断路器、隔离开关、接触器及继电器处于断路和失电状态。所谓常开、常闭触点是指这些设备在正常状态即断路或失电状态下辅助触点是短开或闭合的。 二次

22、接线的原理图是用来表示继电保护测量仪表、自动装置的工作原理的。通常是将二次接线和一次接线中与二次接线有关部分画在一起。在原理图上，所有仪表、继电器和其他电器都是以整体形式表示的，其相互联系的电流回路、电压回路、直流回路都是综合在一起，而且还表示有关的一次回路的部分。这种接线图的特点是能够使看图者对整个装置的构成和动作过程有一个明确的整体概念，它是绘制展开图和安装接线图的基础。开图是根据原理图而绘制的图纸。展开图一般情况：一方面表示保护及测量装置接的电流、电压互感器在一次系统图中的位置；另一方面表示保护控制回路的展开图。展开图可分为交流、直流两大部分。交流回路展开图一般指的是交流电流回路和交流电

23、压回路的接线图。直流回路展开图指的是控制回路、保护回路、信号回路等接线图。安装接线图一般包括屏（台，箱）面布置图、屏（台、箱）背视布置图、背面接线图和端子排列图，它是制造安装的主要图纸。也是运行调试检修的主要参考图纸。安装接线图一般由制造厂根据展开图、正面、背面所布置的元器件相应位置而绘制的图纸，是供指导生产检验而用的，同时随产品提供订货单位，是安装调试运行的主要参考图。端子排列图是二次电缆在屏上接线图，主要供施工单位使用，也是调试检修的主要参考图。 平面布置图是表明各种电器设备与线路平面布置的图纸，是进行电器安装的重要依据，也就是我们成套电器设备厂必需参考的图纸，它表明各种电器设备的平面位置

24、、安装方式和其相互关系的图纸，以便厂家在生产过程中必需考虑进出线方式和柜体生产的方案。（即是否有后门装附柜）3.2 配电箱安装要求 安装之前，必须能看懂会应用电器图形的名称、型号、形式、作用及电器元件的型号、符号、作用、性能等相应的技术参数。了解清楚主电路的组合方案与形式、进出线路的方案与方式（架空、出线电缆出线）、设备的安装状况、排列形式（有靠墙离墙）、一排安装或面对面安装；主要元器件的型号、规格、用途。安装时，必须理解内部的结构，以便在安装前构成一个完整的、合理的、正确的安装方案。在装配前参照一次方案、结合规范书及有关资料，将所装配的元器件认真核对（型号、技术数据、电压、电流等级数、数量及

25、型式等）。确定安装方案、元器件的排列、摆放；布局一定要合理、美观，层次要分明，直观性要强，给人一种美的感觉，并要尽可能考虑维修及进出线所需空间。在装配前首先要参照一次方案图，结合规范书及有关资料，认真校对所选的元件的型号、规格、数量。在装配时，应考虑到元器件的电器间隙、爬电距离、飞弧距离，及主母线、分支母线走向布局等，高压元件装配时应注意对地及相间有效的安全距离。安装时所采用标准件的规格一定要匹配，一定要采用度锌件，留纹一定要标准，即15扣，并必须有防松措施。元件接地的部件应保持良好的接地连续性，接地部位不应有喷涂物在其表面，并应涂上防锈油，以确保保护措施的可靠性。开关柜上操作电器主体最高不得

26、大于2m，最低不得小于0.4m。所安装好的开关、断路器要做到三相同步性一致，分合要到位，并要符合其本体的技术参数，操作机构一定要轻、灵活、无卡位，操作力小；防误装置要安全可靠，操作程序要合理并要反复操作验证，以确保产品到用户安装使用时无异议。同一批产品元器件安装的位置、方式、方案要尽可能一致。母线的制作、母线的选择一定参照用户的图纸（即一次方案）及规范书要求规格选配（除无注明外），如无图纸要求，按厂部有关工艺守则所编制规格选配。制作加工一定要符合工艺要求，弯曲处不准出现裂纹，侧弯处皱纹高度不超过厚度的1%，母线表面不应有明显的锤痕、凹坑等缺陷；搭接面要平整，做到能自然吻合、连接紧密可靠、接触良

27、好、并有防松措施。母线排列要层次分明、整齐美观。用绝缘导线连接时应符合有关压接标准要求（冷压或压后搪锡）。导线绝缘层剥离的长度及线鼻间隙应符合工艺要求。不同层次的母线连接的端面应有防电腐蚀的措施。搪锡或涂导电膏，并应保证载流部件间连接时有足够的持久压力，母线的涂漆应均匀，无流痕、刷痕、起泡、皱纹等缺陷；搭接面不得涂漆，同一柜、屏内涂漆应一致，左右高低的差额不能超过5mm,所涂的颜色参照（gb12681-81）电工成套装置中的导线颜色：a、黄；b、绿；c、红。零线或中性线淡蓝色，安全接地线用黄、绿双色线；直流、正极棕色；负极蓝色；接地中性线用淡蓝色，母线的排列层次，交流垂直，a、b、c、n；上、

28、中、下、最下，水平；左、中、右、最右，前后排列；远、中、近、最近，直流；正负垂直；排列上下，水平、左右，前后、远近排列，特殊情况特殊处理，即可倒相。母线折弯尽可能小于90，三根母线的搭接应分支为前后、主为中。选用的螺钉一定要匹配，母线的打孔应参照有关工艺守则要求制作。母线载流的选择，以经验计算，600a以下（包括600a）铝为3a；铜为5a（平方毫米）铜线排载流量是铝的1.3倍。3.3 配线的基本工艺要求成套配电设备的二次配线质量的好坏对电力系统的安全稳定起着举足轻重的作用，由于某个接线头紧固不牢接触不良都可能导致控制失灵，保护拒动，造成严重的后果。配线是配线工作的技术和艺术的综合体现，这就是

29、要求每个配线工人不仅要熟练掌握配线技术，而且还要加强工艺修养，保证做到不错线、不错号牌，按照工艺要求要做到配线艺术美观、整齐，横平竖直，即合理又节约用量。单根线的打圈，内径与接线螺丝要匹配，即大0.51.0毫米，并要做到顺时针。多芯线的做法，根据接线柱的外径选用匹配的线鼻，用专用工具做好紧固措施，每个接线柱的接头最多不能多于2只，安装时必需有防检措施。在日常的配线中，选配的二次线径电压回路一般采用1.5毫米，电流采用2.5毫米，电压互感器选用的线径最好为2.5毫米。在箱、屏内选用的二次线一般采用黑色线。在日常接线中，首先要按照二次接线图，做好二次标号头，写好元件号，根据二次接线图针对柜（屏）结

30、合实际贴好元件号，二次标号头在接线就位后的方向一定要与二次图相符合，即水平方向从左至右垂直方向由下至上，形成一定规范，利用在试用与维护中使人们能一目了然，对我们的产品有了一个较好的形象。按国家规定有关要求二次线束在柜体内固定点不大于横30厘米，垂40厘米，用语连接门上的电器，控制台板等可动部位的导线，应采用多根软线，敷设的长度应有适当裕度，线束应有套塑料管等加强绝缘层。在可动部位两端应用卡子固定，多根的软线必需压接线鼻，电压回路选用匹配的“u”型线鼻，电流回路选用匹配的羊眼线鼻，并将所有的多根线径插入线鼻内，用专用工具压紧。二次线束穿过金属板时一定要套上橡皮垫圈，以保护导线的绝缘性能，同时敷设

31、在金属板架的线束的固定点，一定要有35毫米的绝缘垫层，并要牢固固定。二次回路的导线线端裸露部分之间，及导线端裸露部分与金属骨架的电气间隙，不应小于4mm，爬电距离不小于6mm。不允许有松动的现象。二次配线不允许中间有接头，杜绝虚接的现象。总之布线工一定要按照国家有关规定结合本单位有关工艺要求，做到布局合理，层次分明、美观大方；横要平；竖要直。接线的质量要做到快、准确；不错线、不漏线；发现图纸有错及时反应到有关部门，确保二此图纸的准确性与合理性。接线的方法，建议做线鼻或羊眼，先从仪表门，或从端子排（仪表门无元件时）处开始进行接线，这样二次线的利用率就相对提高，废线只留在元件端，同一批柜或屏接线的方式（即走线途径）一定要一致，完工后一定要对自己的工作进行检