小型配电系统方案设计及实现200701010105 胡果莉 毕业

1、 毕 业 论 文题 目： 小型配电系统方案设计及实现 学院： 电气信息学院 专业： 电气工程及其自动化 班级： 0701 学号：200701010105 学生姓名： 胡果莉 导师姓名： 施晓蓉 完成日期： 2011年6月9日 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计论文是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计论文中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计论文中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日湖南工程学院毕业设计论文任务书 设计论

2、文题目： 小型配电系统方案设计及实现 姓名 胡果莉 学院 电气信息学院 专业电气工程及其自动化班级0701学号 200701010105指导老师 施晓蓉 教研室主任 谢卫才 一、 根本任务及要求：根本要求： 1、通过熟悉各种中小型配电系统的方案，掌握小型配电系统的设计标准及原那么； 2、针对配电系统的组成及设计思路，对用户主配电系统进行设计； 3、学会系统各参数的计算方法，确定柜体结构型式并对各元器件进行选型； 本毕业设计课题主要完成以下设计内容： 1、熟悉配电系统的组成及设计思路； 2、熟悉高压、低压开关柜结构及一、二次设计择； 3、熟悉变压器和高、低压元器件的选型； 二、 进度安排及完成时

3、间：(1) 2月21日至3月12日：查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告； (2) 3月13日至3月27日： 整体方案确实定； (3) 3月28日至4月9日： 毕业实习、撰写实习报告； (4) 4月10日至5月1日：熟识小型配电系统的系统图，计算出系统根本参数，并设计出各柜体的一次原理图； (5) 5月2日至5月15日：学会几个典型柜体的结构及二次配线的设计方法，构成可实现的生产图纸； 5月中旬：毕业设计中期抽查；(6) 5月16日至5月30日：撰写毕业设计说明书论文； (7) 6月1日至6月10日：修改、装订毕业设计说明书论文，并将电子文档上传FTP； (8) 6月11日至6月13日：毕业设

4、计辩论。 目 录摘要IAbstractII第1章 绪 论11.1 我国配电网开展现状11.2 我国电网开展趋势21.3 配电技术开展趋势31.4 本课题的根本思路4第2章 小型配电系统整体方案的设计62.1 10/0.4kV变、配电系统各类负荷容量62.2 负荷计算及变压器选择62.2.1 主变压器的单台容量上限62.2.2 配电变压器装置72.3 主接线方案确实定72.4 配电系统72.5 系统防雷及接地平安82.6 成套开关柜的设计882.6.2 高压开关柜的五防设计92.7 主要设备参数的计算102.7.1 变压器参数的计算102.7.2 断路器的参数计算102.7.3 互感器的参数计算

5、1010第3章 主要电气设备及其选型11111112133.2.1 高压断路器的选择143.2.2 隔离开关的选择153.2.3 高压熔断器的选择153.2.4 母线的选择163.2.5 电流互感器的选择173.2.6 电压互感器的选择173.3 低压电气设备的选择18第4章 配电系统中的一次系统194.1 高压电器及高压配电装置194.1.1 高压电器194.1.2 高压配电装置214.2 低压配电装置及低压电器22第5章 配电系统中的二次系统245.1 概述245.1.1 原理接线图245.1.2 展开接线图255.1.3 安装接线图255.2 断路器的控制和信号回路265.2.1 断路器

6、控制回路的根本要求265.2.2 简化的断路器控制回路2628结 束 语30参考文献32致 谢33附录:34小型配电系统方案设计及实现摘要：电能是现代工业生产的主要能源和动力。随着现代文明的开展与进步，社会生产和生活对电能供给的质量和管理提出了越来越高的要求。配电系统是电力系统直接面向广阔用户的一个重要环节。本文首先介绍了配电系统的内容和国内外配电系统的开展现状，然后针对我国电网开展的现状，提出了小型配电系统的设计方案。此配电系统设计包括：电力负荷的计算；主要设备参数的计算；配电系统中主变压器数量、容量及型式确实定；配电系统主要电气设备及其选型；主接线方案的选择；进出线的选择；二次回路方案确实

7、定及继电器保护的选择和整定；电路图的绘制。最后，通过分析影响系统可靠性的因素，提出可以从技术措施和管理措施两大方面来提高系统供电可靠性，并提供了一些具体的做法。关键词：电能；配电系统；变压器；断路器The Scheme Design and Realization of Miniature Electrical Power Distribution SystemAbstract：Electric energy is the main energy and dynamism of modern industry production. With development and progress

8、of modern civilization, social production and is it put forward high request more and more to quality and management that electric energy supply to live. Electrical power distribution system is an important part that faces the masses of customers directly in power system. Firstly, the contents of di

9、stribution automation and current situation of the development of domestic and international distribution automation are presented in this thesis，then aiming to the current situation of network improvement in our country, the scheme design of miniature electrical power distribution system is put for

10、ward. This distribution system including: Calculation of electrical load; Calculation of main equipment parameter; main voltage transformer platform count and capacity, sureness of pattern in electrical power distribution system; main electrical equipment and the sureness of pattern Mainly wire the

11、choice of the scheme; Pass in and out the choice of the thread; Two return circuit sureness and choice that relay protect of scheme exactly make; drawing of circuit diagram. Fourthly, through analyzing the factor which affects the system reliability, some approach is presented to improve the distrib

12、ution system reliability, which is classified into technology measure and management measure. Keywords：Electric energy; Electrical power distribution system; Transformer; Circuit-breaker; Circuit breaker第1章 绪 论伴随着配电系统的开展，配电设备技术性也在不断的更新提高。早期的配电设备比拟简陋，电压等级低、体积大，可靠性差，维护工作量也很大。当时，配电变压器采用铜绕组，且体积庞大。断路器是多油

13、断路器，其导电主回路和灭弧元件置于充满绝缘油的接地箱壳中，用油量很大。配电线路采用裸铜绞线作为架空线路的导线，而以橡胶绝缘软铜线作为进户线。电力电缆那么是油浸纸绝缘电力电缆，例如保护是利用系统故障时二次回路的电流，使控制回路中的熔断器熔断来控制运行中的断路器跳闸现代电力系统大致可以分为发电、输电、配电等三大局部。在电力系统的各环节中，配电网作为末端直接和用户相连，具有深入城市和居民密集点，传输功率和距离一般不大，供电容量、用户性质、供电质量和可靠性各不相同的特点，它能敏锐的反映用户在平安、优质、经济等方面的要求。据统计，全国发电量的85%是通过35110kV供配电网输送给用户。配电网按电压等级

14、来分类，可以分为高压配电网35110kV、中压配电网610kV、低压配电网220380V；按供电区的功能来分类，可以分为城市配电网、农村配电网和工厂配电网等。1.1 我国配电网开展现状由于我国电力工业过去长期以来存在重发电、轻供电、不管用电的情况，使得我国配电网网架普遍比拟薄弱，缺乏整体规划，绝大多数线路都是树状网，主干线截面偏小，且多为架空线供电，供电半径大(尤其是农网)，导致损耗严重，电能质量差；配电网普遍都是单电源，而且线路分段少，当出现故障时，导致停电面积扩大；加之配电设备普遍陈旧，大多不可遥控，配电网运行监控设备少，信息搜集量少。故障处理自动化水平低，恢复供电时间长。为此，国家电力公

15、司从1998年起对全国城乡电网开始进行大规模的建设与改造，方案用3年多的时间，投入2800亿元的资金，主要建设、改造从低压380V到高压110kV(局部220kV)的配电网。经过3年多的“两网改造，各地大规模地新建、扩建、改造大批变电站，增加和完善了电源布点，新增和改造配电线路，缩短供电半径，使得供电结构趋于合理，淘汰高损耗变压器，更换免维护和自动化开关设备，这些都对于提高供电可靠性、提高电压质量、降低线路损耗起到了重要的作用。据电力企业联合会电力可靠性管理中心的统计，到2002年全国312个供电企业的城镇l0kV用户的平均供电可靠率到达99907(8.171h)，供电可靠率最高的山东电力集团

16、供电可靠率到达99.99(用户平均停电时间0.875h)，电压合格率提高，线损率下降。 我国电网开展趋势我国大局部能源资源分布在西部地区，而东部沿海地区经济兴旺，电力负荷增长迅速。开发西部的水电和火电根底，实行“西电东送是我国的一项长期战略。近十年来，山西、内蒙古西部火电基地向京津唐电网送点，葛洲坝水电站通过±500kV直流线路向上海送电，南方互联电网将天生桥水电站和云南、贵州的水电站所发的电送往广东、广西等省的“西电东送措施已经取得一定成效、随着西部大开发战略的实施，内蒙古西部、山西、陕西、宁夏、荷兰西部火电的建设，黄河上游、金沙江、澜沧江、红水河、乌江等大型水电站的开发，以及“西

17、电东送输电大通道的开辟，将加大“西电东送的能力并促进电网的快速开展。电网是电力能源的载体。加强电网建设是拓展电力市场，提高电力工业整体效益的重要举措。中国电网开展分为3个步骤进行：(1)加紧实施7个跨省大区电网之间以及大区电网与5个独立省网之间的互联。(2)2021年前后，建成以三峡电网为中心连接华中、华东、川渝的中部电网；华北、东北、西北3个电网互联形成的北部电网；以及云南、贵州、广西、广东4省自治区的南部联合电网。同时，北、中、南3大电网之间实现局部互联，初步形成全国统一的联合电网的格局。(3)2021年前后，随着长江和黄河上游以及澜沧江、红水河上一系列大型水电站的开发，西部和北部大型火电

18、厂和沿海核电站的建设，以及一大批长距离、大容量输电工程的实施，电网结构进一步加强，真正形成全国统一的联合电网。在全国统一电网中充分实现西部水电东送，北部火电难送的能源优化配置。此外，北与俄罗斯、南与泰国之间也可能实现周边电网互联和能源优势互补。近年来，中国电力工业不断实现跨越式开展。1987年至1995年，中国发电装机容量和发电量先后超过法国、英国、加拿大、德国、俄罗斯和日本，跃居世界第二位。随着中国经济迅速增长，中国电力需求迅猛增加，电力供不应求的紧张局面再次出现。为最大限度的满足经济增长对电力的需求，国家采取有效措施，加大电力建设投资，使全国每年发电规模都在1500万kW以上，到2003年

19、底，全国发电装机容量到达3.91亿kW·h。目前由于装机容量增长速度低于同期国民经济及电力需求增长速度，导致局部地区在充分利用现有发电设备能力的情况下，电力供给依然紧张。有关部门预测，未来15年中国须新增5亿kW以上的发电装机才能满足全面建设小康社会需求的需要。这意味着未来几年中国电源建设将进入更加快速的开展阶段。 配电技术开展趋势随着社会对供电质量要求的不断提高，配电系统在整个电力系统的作用日显重要，配电系统规划、建设与运行管理的理念发生了很大变化，配电系统投资所占的比例也在逐年提高。同时，配电设备技术性能的提高、计算机与电力电子技术的广泛应用，也推动着配电技术的开展。展望配电技术

20、的开展，有以下趋势：1电压等级进一步提高与简化。随着城市负荷密度及用电量的提高，为提高送电容量与经济性，有必要进一步提高配电线路的电压等级。我国北京、上海等一些大城市已局部使用220kV作为高压配电电压，苏州等地建设起了20kV中压配电网。在提高电压等级的同时，出现了减少电压层次的趋势，其目的是简化电压等级，减少配电网的建设与管理的复杂程度，提高运行管理水平与经济性。一些国家的实践说明，简化电压等级可以逐步在一些地区实行。作为这一开展趋势的典型例子，法国巴黎的配电电压等级只有225、20、0.4kV三级，收到了好的效果。2配电网接线向简化和可靠性开展。例如，高压配电网接线采用线路变压器单元，取

21、消高压侧断路器，在故障时跳开送端断路器；中压配电网采用环网分段“手拉手结构，实施馈线自动化，加快故障处理速度，减少用户停电时间；配电变压器的设置因地制宜，采用小容量、多布点的做法，防止一点故障引起大面积的用户停电。3配电设备性能不断提高。设备免维护或少维护的功能增强，例如全封闭绝缘配电装置、全封闭组合电器GIS节约检修维护费用；应用架空绝缘导线，采取全回路绝缘技术措施，减少故障几率，简化整体结构；在电缆环网里应用多回路环网开关柜，提高供电可靠性；使用新型的电压、电流传感器替代传统的电压、电流互感器。减少开关体积，节约本钱；应用非晶合金铁芯配电变压器和可控无功补偿设备等高效节能设备，降低网络损耗

22、。4配电设备功能进一步集成化、智能化。例如将开关设备与保护监控单元进行一体化设计，除完成常规的保护、测量、远动功能外，还在线监测设备电气绝缘状态、机械性能等，在设备出现平安隐患时，及时发出告警信号；配备人性化人机操作界面，所有控制及监测信号显示于屏幕上，使得设备的巡检、操作更加直观、简单。5注重与环境的协调。在城市中心广泛采用地下电缆线路、架空绝缘导线或绝缘电缆；使用半地下或者地下变电所以及小型成套配电装置、户外箱式变电站等，减少线路走廊与配电装置占地；在变电所、箱式变、户外环网柜设计中力求外形美观和周围环境的协调。6配电自动化技术进一步推广应用。供电企业应用配电管理系统DMS，进一步提高供电

23、质量，使配电网运行管理水平与经济效益上一个新台阶；此外，DMS还提供先进的负荷管理手段，为供电企业进行需求侧管理DSM提供强有力的技术支持。推广应用IEC61850、IEC61970、IEC61968标准，实现各种自动化与信息管理系统的互通互联、解决“自动化孤岛问题，防止重复投资以及数据来源不一致带来的管理混乱。7重视电能质量问题的研究与解决方案。在配电网设计中，将把保证电能质量作为一个重要的约束条件，例如，优化配电网结构，减少电网故障引起的电压骤降对用户的影响。此外，应用电力电子技术，提高供电可靠性与电能质量，为特定用户提供定制电力。例如，使用固态断路器或负荷转移开关减少故障切除时间与备用电

24、源投入时间；应用动态电压恢复器DVR，减缓供电电压骤降对用电设备的影响；应用静止无功补偿装置SVC、静止同步无功补偿装置STATCOM提高电压稳定性，消除非线性负荷产生的谐波、电压波动等。8广泛开展状态检修，减少配电设备检修停电，防止盲目检修给配电设备带来的损失。广泛应用配电带点作业与不停电作业技术，防止配电网因检修及施工停电，提高供电可靠性。需要特别指出，目前在世界范围内分布式发电技术迅速开展，被称为是改变电力工业未来面貌的革命。大量的小型分布式发电设备直接接入配电网，给配电网的分析计算、设计、保护与控制、运行管理提出了许多新的课题。1.4 本课题的根本思路课题主要针对一座现代化大厦配电展开

25、。根据给定的设计范围：1变、配电系统，配电系统，照明系统，建筑物防雷及接地平安等。1工程的电压等级：采用两路10KV高压双电源供电，两路10KV电力电缆穿管埋地引入地下室变配电站,引入线路和走向由电力部门统筹规划。2负荷等级：消防用电设备、应急照明、变频供水生活水泵、排污泵、客梯电力、弱电电源负荷等级为一级。商场营业厅照明、主要通道照明、地下汽车库用电、空调电力负荷等级为二级。其它用电负荷等级为三级根据电网开展规划，负荷的需求对各级负荷及设备参数进行计算，然后根据配电需求，画电气主接线图，根据计算结果参考有关资料对设备进行选型，规划配电。课题的总体思路可用以下框图表示出来：分析给定条件绘制电气

26、一次主接线图计算设备参数 设备选型 确定二次接线方案总体方案再验算图1.1 总体设计思路框图第2章 小型配电系统整体方案的设计该配电系统将为一座现代化建设的新型大厦供电，改革开放以来，随着城市工业迅速开展，城市也形成门类比拟齐全的工业结构体系，该大厦也具有相应的供电系统。试设计一个能满足工作、生活等要求的配电系统。2.1 10/0.4kV变、配电系统各类负荷容量1各类负荷容量负荷统计：对水泵、风机、电梯、空调设备等用电设备按其设备安装容量进行统计，对照明等设备的用电负荷按单位容量法进行统计。用电标准： 住宅：A、B户型4KW/户，D户型6kW/户，C、E户型8kW/户，商业、办公：30W/m2

27、( (空调主机除外),地下车库：8W/m2 ，电力负荷按实计。各级负荷统计一级负荷：718.5kW，二级负荷：514kW，三级负荷：710kW， 负荷计算及变压器选择进行电力设计的根本原始资料是用电部门提供的用电设备安装容量。求算负荷的这项工作称为负荷计算。显然，计算负荷是根据的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷。这个负荷是设计时作为选择供配电系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据，所以非常重要。 主变压器的单台容量上限车间变电所主变压器的单台容量，一般不宜大于1000kV·A或1250 kV·A。这一方面是受以往低压开关电

28、器断流能力和短路稳定度要求的限制；另一方面也是考虑到可以使变压器更接近于车间负荷中心，以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。如车间负荷容量较大、负荷集中且运行合理时，也可以选用单台容量为1250或1600kV·A2000kV·A的配电变压器，这样可减少主变压器台数及高压开关电器和电缆等。对装设在二层以上的电力变压器，应考虑其垂直与水平运输对通道及楼板荷载的影响。如采用干式变压器时，起容量不宜大于630 kV·A。 配电变压器装置由于该配电中心供有大量一、二级负荷，宜采用两台变压器，以便当一台故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。通过参照其

29、他建筑大厦比拟，其次，考虑到今后5-10年负荷的开展，并留有一定的余地。主变压器台数和容量的选择为：1建设规模 主变压器：2×1250kVA环氧树脂浇注干式变压器。2主变压器参数及接地方式 变压器型号：SCB10-1250/10 容量：1250 kVA 接线组别：Dyn11阻抗电压：UD%=63考前须知装有两台主变压器的变配电所，每台变压器的容量S应同时满足以下两个条件：任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷S30的60%70%的需要，即 主接线方案确实定根据10kV及以下变配电所中的主接线原那么：高压及低压母线宜采用单母线或分段单母线接线。当供电连续性要求很高时，高压母线可采用分

30、段单母线带旁路母线或双母线的接线。本配电为一般大厦配电，采用上下压侧均为单母线分段接地的接线方式，当任一台变压器或任一路电源进线停电检修或发生故障时，通过切换操作，均可恢复整个配电系统的供电，可靠性相当高，因此，本配电系统采用10kV高压双电源进线，上下压侧均采用单母线分段的接线方式，低压侧中间设联络开关，联络开关设自投自复/自投不自复/手动转换开关。自投时自动断开非保证负荷,以保证变压器正常运行。低压主进线与联络开关之间设电气联锁,任何情况下只能合其中的两个开关。低压断路器的运行分断能力要求在25kA以上，且设有过载长延时，短路短延时，短路瞬时脱扣器主进断路器不设短路瞬时脱扣器。 配电系统1

31、 本设计的电力、照明电源引自室内变配电站，电压等级为0.4/0.23KV。2电力负荷采用放射式配电，照明负荷采用放射式配电或树干式与放射式相结合的混合配电。3一级负荷采用双电源配电，分别引自变配电站的正常电源和备用电源供电母线段，并在末端配电箱自动切换。4二级负荷采用由变电所的专用单回路供电。5消防泵、生活泵、空调设备等大型电力设备采用配电控制柜落地式安装，其它配电控制箱均为挂墙明装，距地.6照明主干线采用密闭式母线槽明敷设。照明配电箱出线采用BV-0.5型铜芯聚氯乙烯绝缘电线穿阻燃PVC管暗敷设。7电力电缆采用YJV-1型电力电缆穿钢管保护敷设。8消防栓泵、喷洒泵、空调设备等采用软启动控制方

32、式，排污泵采用液位控制方式，其它电动机均采用直接启动的控制方式 系统防雷及接地平安1将进线电缆的金属外皮和保护钢管等进入建筑物的金属管道与电气设备接地相连，以防雷电波侵入。2本工程的低压配电系统接地形式采用TN-S系统。3工作系统接地、保护性接地、雷电保护接地、弱电接地共用统一的合接地装置，接地电阻不大于1欧姆，否那么在室外增设人工接地体。4在变配电室设置总等电位联接。5在住宅的卫生间、消防控制室、弱电设备房内设局部等电位连接6低压配电屏、消防控制室、弱电设备房配电箱内设置电源线路浪涌保护器。7在始端箱设置电源线路限压型浪涌保护器作为第一级保护。8在楼层电表箱设置电源线路限压型浪涌保护器作为第

33、二级保护。 成套开关柜的设计开关柜的设计高、低压开关柜的设计包括结构设计和电气设计两大局部。结构设计是根底，它具体确定了产品的结构和性能(包括机械性能和局部电气性能)；它同时对电气设计也有很大影响，决定着电器元件的选择、安装方式和操作性能。结构设计与电气设计必须相互配合与协调。本设计的高压配电设备采用户内金属铠装移开式开关柜，电缆下进下出，柜下设置电缆沟。低压配电设备采用抽屉式配电柜，电缆下进下出，柜下设置电缆沟。结构设计包括以下主要内容：(1)开关柜的外形尺寸和内部空间的整体布局。(2)外壳与柜体骨架：外壳局部包括外壳材料的选择、外壳温升、防护以及外壳各组成局部，如盖板、门、观察窗、通风窗、

34、排气口等的设计：对于充气式高压开关柜，还要对充气隔室的密封、压力释放进行设计；柜体骨架设计包括型材的选择、连接方式、机械强度等。(3) 隔板和活门。(4) 联锁，即“五防。(5) 开关的操作方式。电气设计包括以下主要内容：(1) 主回路：包括一次接线方案和电器元件的选择以及母线的选择。(2) 辅助回路：包括开关电器的控制电路、保护电路、测量电路、信号电路等。(3) 防电击(接地保护)。(4) 绝缘配合。(5) 内部故障防护。2.6.2 高压开关柜的五防设计“五防是电力系统中防止五种电气误操作的简称。据统计，电力系统的误操作事故有80%以上属于五种误操作，即误分、误合断路器，带负荷操作隔离开关，

35、带电挂接地线或合接地开关，带接地线开关合闸，误人带电间隔。因此，各种开关设备间必须有一定的操作顺序，否那么就会造成严重后果甚至出现事故。为此，高压开关柜应具有"五防"功能，即：(1) 防止带负荷分、合隔离开关和隔离插头。(2) 防止误分、误合断路器，负荷开关和接触器。(3) 防止接地开关处在合闸位置时关合断路器、负荷开关等。(4) 防止带电时误合接地开关。(5) 防止误入带电隔室。对于移开式高压开关柜还应做到：(1)只有当断路器、负荷开关或接触器处在分闸位置时，隔离插头方可抽出或插入。否那么便会出现隔离插头开断或关合负荷电流或者短路电流，在触头间产生电弧使触头及附近的其他零

36、部件严重烧损及造成短路事故。(2)只有当装有断路器的小车处在工作位置、试验位置、断开位置、接地位置和移开位置时，断路器、负荷开关和接触器才能进行分合操作。(3)只有当接地开关处在分闸位置时，装有断路器的小车方可推入到工作位置。否那么断路器一旦进行合闸操作，而接地开关尚在合闸位置，断路器就会出现一次没有必要的关合短路操作。(4) 只有当装有断路器的小车向外拉出到试验位置或随后的其他位置，即隔离触头间形成足够大的绝缘间隙后，接地开关才允许合闸。 主要设备参数的计算 变压器参数的计算 变压器线路的最大持续工作电流 (2.1) 断路器的参数计算 断路器线路的最大持续工作电流 (2.2) 互感器的参数计

37、算互感器的额定电压 电流互感器一次回路的最大工作电流 (2.3) (2.4)电压互感器的参数计算 电压互感器一次侧额定电压 (2.5)第3章 主要电气设备及其选型电气设备的选择是供配电系统设计的主要内容之一，起保证电网平安、经济运行的重要条件。在选择电气设备时，应根据工程实际情况，按照有关设计规程的规定，积极采用新技术、新设备，力争使电气设备工作平安、可靠，运行维护方便，投资合理。在供配电系统中尽管电气设备的作用不一样，具体选择的方法也不同，但其根本要求是相同的。为保证电气设备平安可开的运行，必须按正常工作条件进行选择，并按短路条件校验动稳定和热稳定。按正常工作条件选择电气设备为了保证电气设备

38、在正常运行情况下可靠地工作，必须按照正常运行条件选择电气设备。正常运行条件是指电气设备正常运行时的工作电压及工作电流。(1)按工作电压选择电气设备电气设备所在的电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压，故所选择电气设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。通常规定一般电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的1.11.15倍数，而电气设备所在的电网的运行电压波动，一般不超过电网额定电压的1.15倍。因此，在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压UN不低于设备安装地点电网额定电压的条件选择，即 3.1(2)按工作电流选择电气设备电气设备的额定电流是指在规定的环

39、境温度下，设备的长期允许电流。不应小于该回路的最大持续工作电流，即 3.2由于发电机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的Imax应为发电机和变压器额定电流的1.05倍；假设变压器有可能过负荷运行时应按过负荷确定；出线回路的除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。当周围环境温度0不等时，其长期允许电流可按式子3.3修正 3.3其中 式中 K修正系数导体或电气设备正常发热允许最高温度，一般可取=70我国生产的电气设备的规定环境温度0=40，如果环境温度高于+40但小于或者等于60时，其允许电流一般可按每增高1，额定电流可增加0.5%，但增加幅度最多不得超过原

40、额定电流的20%。我国生产的裸导体的额定环境温度为+25，当装置地点环境温度在-5+50范围内变化时，导体允许通过的电流可按式3.3修正。(3)按装置地点、使用条件、检修和运行等要求选择电气设备指按照设备的装置地点、使用条件、检修和运行等要求选择导体、电器的种类和型式。例如选户外或户内设备，防爆型或普通型设备。按短路电流校验设备的热稳定性和动稳定性(1)短路热稳定度的校验条件电器和载流局部的热稳定度校验，依校验对象的不同而不同的具体条件。对一般电器，热稳定度校验条件为 3.4式中 电器的热稳定试验电流； 电器的热稳定试验时间； 短路电流的稳态值；短路电流的假想时间。以上的和t均可由电器产品样本

41、查得。对母线及绝缘导线和电缆等导体，可按以下条件校验其热稳定度； 3.5式中 导体在短路时的最高允许温度，可查表； 导体短路时产生的最高温度。要确定比拟麻烦，因此也可根据热稳定度的要求来确定其最小允许截面Amin。 (3.6)式中 导体的最小热稳定截面积； 三项短路稳态电流A； C导体的短路热稳定性系数，可查表。导体的热稳定度校验条件转换成导体的截面积校验条件，要求A (3.7)(2)短路动稳定度的校验条件电气和导体的动稳定度校验，也依校验对象的不同而采用不同的具体条件对一般电器，热稳定度校验条件为 (3.8)或 (3.9)式中 电器的极限通过电流峰值和有效值三相短路冲击电流峰值和有效值以上均

42、可由电器产品样本查得。绝缘子的动稳定度校验条件 (3.10)式中 ；短路时作用于绝缘子上的计算力，如母线在绝缘子上为平放，那么，如为竖放，那么。对母线等硬导体，一般按短路时所受到的最大应力来校验其动稳定度，满足的条件为 (3.11)式中 母线材料的最大允许应力Pa，硬铜137MPa,硬铝69MPa母线通过时所受到的醉倒计算应力。上述最大计算应力按式3.12计算 (3.12)式中 M母线通过时所受到的弯曲力矩N·m，当母线的挡数为12时，当挡数大于2时，这里按(3.13)计算，L为母线的挡距； (3.13)W母线的截面系数，当母线水平放置W= /6时，此处b为母线截面的水平宽度，h为母

43、线截面的垂直高度，b和h的单位均为m。高压电气设备的选择，要满足平安、可靠，运行维护方便和投资经济合理等要求。不仅要满足正常工作的条件要求，而且要按短路条件进行热稳定和动稳定校验。高压电气设备选择及其校验工程可按表3-1所列各项进行选择和校验。表3.1 高压电气设备的选择及其校验工程和条件电气设备名称电压/kV电流/A断流能力/kA热稳定度动稳定度其他工程高压熔断器选择性高压断路器操动机构高压隔离开关操动机构高压负荷开关操动机构电流互感器准确度及二次负荷电压互感器母线截面形状支柱绝缘子套管绝缘子校验条件按式3.43.6按式3.83.12注：表中“表示必须校验；“表示不要校验。 高压断路器的选择

44、高压断路器的选择、校验条件如表(3.1)所示。在选择时还应注意以下几点。1断路器种类和型式的选择高压断路器应根据断路器安装地点、环境和使用技术条件等要求选择其种类和型式。由于少油断路器制造简单、价格廉价、维护工作量少，故3k220kV一般采用少油断路器；对于110k330kV，当少油断路器的技术性能不能满足要求时，可以选用压缩空气或SF6断路器。2按开断电流选择高压断路器的额定开断电流应满足 (3.14)式中 高压断路器触头实际开断瞬间的短路电流周期分量的有效值；高压断路器的额定开断电流。高压断路器的操动机构，大多数是由制造厂配套供给，仅局部少油断路器有电磁式、弹簧式或液压式等几种型式的操动机

45、构可供选择。一般电磁式操动机构虽需配又专用的直流合闸电源，但其结构简单可靠，弹簧式的结构比拟复杂，调整要求较高；液压操动机构加工精度要求较高。操动机构的型式，可根据安装调试方便和运行可靠性进行选择。由第2章计算(2.1)可得，变压器线路的最大持续工作电流为，所以选择断路器的型号为真空断路器VS1-12/1250A-31.5KA。 隔离开关的选择隔离开关的选择和校验条件如表(3.1)所列。屋外隔离开关的型式较多，它与配电装置和占地面积等有很大关系，因此，其形式应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合技术经济比拟后确定。 高压熔断器的选择高压熔断器的选择、校验条件如表(3.1)所示。在选

46、择时还应注意如下几点。1按额定电压选择对于一般的高压熔断器，其额定电压必须大于或等于电网的额定电压。而对于充填石英砂的限流熔断器，只能用在等于其额定电压的电网中，因为这种类型的熔断器在电流到达最大值之前就将电流截断，致使熔断体熔断时产生过电压。过电压的倍数与电路的参数及熔体的长度有关，一般在等于额定电压的电网中为2.0倍到2.5倍，但如在低于其额定电压的电网中，由于熔体较长，过电压可高达3.5倍到4倍相电压，以致损害电网中的电气设备。2按额定电流选择对于熔断器，其额定电流应包括熔断器载流局部与接触局部发热所依据的电流和熔体发热所依据的电流两局部，前者为熔管额定电流，后者为熔体额定电流。同一熔管

47、可装配不同额定电流的熔体，但受熔管额定电流的限制。所以熔断器额定电流的选择包括这两局部电流的选择。熔管额定电流的选择。为了保证熔断器载流局部不致过热和损坏，高压熔断器的熔管额定电流应大于或等于熔体的额定电流,即 (3.15)熔体额定电流选择。保护35kV以下电力变压器的高压熔断器，为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路及电动机自启动等冲击电流时误动作，其熔体的额定电流可按下式3.16选择 (3.16)式中 可靠系数不计电动机自起动时K1=1.11.3；考虑电动机自起动时K1=1.52。 用于保护电力电容器的高压熔断器，当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或运行过程中产生涌流时

48、不应误动作，其熔体额定电流可按下式3.17选择 (3.17)式中 可靠系数对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时=1.52.0；当一组电力电容器时=1.31.8； 电力电容器回路的额定电流。熔断器开断电流校验。 (3.18)对于非限流熔断器，选择时用冲击电流的有效值Ish进行校验；对于限流熔断器，在电流达最大值之前电路已切断，可不计非周期分量的影响，而采用进行校验熔断器选择性校验。为了保证前后两级熔断器之间保护动作的选择性，应进行熔体选择性校验。熔体的选择性校验应根据制造厂提供的熔体的安秒特性进行。安秒特性是熔体的熔断时间与通过电流的关系。本次设计的电网额定电压为10kV，所选高压熔断器的额定

49、电压=10kV=10kV ，采用限流式高压熔断器，保护计量柜的全范围。所以所选高压熔断器的型号为XRNT-10/1A。 母线的选择母线一般按以下各项选择和校验：母线导体材料、类型和敷设方式；母线截面；热稳定；动稳定。1母线导体材料、类型和敷设方式常用母线导体材料有铜、铝和铝合金。铜的电阻率很低、机械强度大，抗腐蚀性强；但它在工业上有很多重要用途，且我国铜的储量不多，价值较贵；因此铜母线只用在持续工作电流大，且出线位置特别狭窄或对铝有严重腐蚀而对铜腐蚀较轻的户外配电装置中。铝的电阻率较大，为铜的1.72倍，但密度只有铜的30，我国铝的储量丰富，且价值低，因此一般采用铝或铝合金作为导体材料。常用的

50、工程上常用的硬母线导体，其截面有矩形、槽形和管形。矩形母线散热条件好，有一定的机械强度，便于安装，但集肤效应严重。为减小肌肤效应，单条矩形截面最大不超过1250mm2。当工作电流超过最大截面单条导体允许载流量时，每相可将24条矩形母线并列使用。矩形母线一般用于35kV及以下，工作电流在4000A及以下50MW及以下机组的配电装置中。槽型母线机械强度好，载流量大，集肤效应也较小，一般用于工作电流4000A8000A50MW100MW机组的配电装置中。管型母线机械强度好，集肤效应也较小，管内可以通水或通风来冷却，另外管型母线载流量大，外表光滑，而且均匀，电晕放电电压高，因而常用于工作电流8000A及以上的大电流和110kV及以上的高压配电装置中。2母线截面的选择按最大工作电流选择。按最大工作电流选择母线截面时，应满足母线额定电流不小于该回路的最大持续工作电流，即 (3.19)按经济电流密度选择。对于全年平均负荷较大、母线较长、传输容量较大的回路如发电机、主变压器回路等