电气工程及其自动化毕业论文

1、青岛农业大学继续教育学院 本科生毕业设计（论文） PAGE PAGE XII摘 要本设计的主要内容包括：10/0.4kV变电所主变压器选择；变电所电气主接线设计；短路电流计算；负荷计算；无功功率补偿；电气设备选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器）；配电装置设计；继电保护规划设计；防雷保护设计等。根据电气主线设计应满足可靠性、灵活性、经济性的要求，本变电所电气主接线的高压侧采用单母线接线，低压侧采用单母线分段的电气主接线形式；对低压侧负荷的统计计算采用需要系数法；为减少无功损耗，提高电能的利用率， 本设计进行了无功功率补偿设计，使功率因数从0.69提高到0

2、.9；短路电流的计算包括短路点的选择及其具体数值计算；而电气设备选择采用了按额定电流选择，按短路电流计算的结果进行校验的方法；继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设计计算；配电装置采用成套配电装置；本变电所采用避雷针防直击雷保护。本设计十分注重重运用我国电电气设计的新新技术和新的的设备，实用用性及强，考考虑到是实际际工程的应用用，便以通俗俗易懂的语言言进行阐述。关键词：变电所所设计；电气气主接线；继继电保护AbstracctThe dessign oon thee topiic of Liaooning Instiitute of Teechnollogy TTeachii

3、ng Buuildinng subbstatiion exxpansiion prrelimiinary desiggn. TThe maain deesign elemeents iincludde : 110/0.44kV maain trransfoormer substtationn choiice; EElectrrical Substtationn mainn wiriing deesign; Shorrt-cirrcuit curreent caalculaation; Loadd Calcculatiion; RReactiive poower ccompennsatioon;

4、 Ellectriical EEquipmment (bus, HV ciircuitt breaakers, isollationn swittches, currrent ttransfformerr and voltaage trransfoormer, and compeensatiion caapacittor MOOA); DDistriibutioon Equuipmennt dessign; relayy Plannning and DDesignn; Ligghtninng prootectiion deesign. Accordiing too the main line

5、of ellectriical ddesignn shouuld meeet thhe relliabillity, flexiibilitty, ecconomyy requuiremeents, The ssubstaation main electtricall wiriing Hiigh Siide siingle-bus wwiringg, loww volttage sside oof thee singgle-buus aboove thhe maiin eleectriccal wiiring form; the low-ppressuure siide looad caalc

6、ulaated uusing the sstatissticall needds coeefficiient; To reeduce the rreactiive poower lloss, increeased energgy utiilizattion, The ddesignn of rreactiive poower ccompennsatioon dessign, powerr facttor frrom 0.69 too 0.9; shorrt-cirrcuit curreent caalculaationss incllude sshort-circuuit pooint ffo

7、r thhe sellectioon andd speccific numerrical calcuulatioon; annd eleectriccal eqquipmeent chhosen by thhe chooice oof ratted cuurrentt, shoort-ciircuitt currrent ccalcullationn by tthe reesultss of tthe caalibraation methoods; rrelay desiggn of the mmain ttransfformerr Currrent PProtecction and oove

8、r-ccurrennt prootectiion deesign; disttributtion iinstalllatioons coomplette sett of ppower distrributiion eqquipmeent; TThe suubstattion uusing direcct ligghtninng strroke pprevenntion lighttning proteectionn. The dessign iis verry cloose atttentiion too the use oof ourr elecctricaal dessign oof th

9、ee new technnologyy and new eequipmment, practtical and sstrongg, Takking iinto aaccounnt thee actuual appplicaation, in aa userr-frieendly languuage tto desscribee it. Key worrds：: substtationn desiign; EElectrrical wirinng; Reelay . 目 录TOC o 1-4 h z u HYPERLINK l _Toc107830766 前言 PAGEREF _Toc10783

10、0766 h VI HYPERLINK l _Toc107830767 第1章 毕业设设计概述 PAGEREF _Toc107830767 h 1 HYPERLINK l _Toc107830768 1.1 毕业设设计题目 PAGEREF _Toc107830768 h 1 HYPERLINK l _Toc107830769 1.2 毕业设设计目的 PAGEREF _Toc107830769 h 1 HYPERLINK l _Toc107830770 1.3毕业设计计内容 PAGEREF _Toc107830770 h 1 HYPERLINK l _Toc107830771 第2章 负荷计计算

11、 PAGEREF _Toc107830771 h 2 HYPERLINK l _Toc107830772 2.1负荷概述述 PAGEREF _Toc107830772 h 2 HYPERLINK l _Toc107830773 2.2负荷计算算 PAGEREF _Toc107830773 h 2 HYPERLINK l _Toc107830774 第3章 无功功功率补偿 PAGEREF _Toc107830774 h 7 HYPERLINK l _Toc107830775 3.1并联电力力电容器补偿偿 PAGEREF _Toc107830775 h 7 HYPERLINK l _Toc1078

12、30776 3.2无功补偿偿容量的计算算 PAGEREF _Toc107830776 h 7 HYPERLINK l _Toc107830777 第4章 主变压压器选择 PAGEREF _Toc107830777 h 9 HYPERLINK l _Toc107830778 4.1变电所变变压器容量、台台数、型号选选择 PAGEREF _Toc107830778 h 9 HYPERLINK l _Toc107830779 4.1.1变压压器容量 PAGEREF _Toc107830779 h 9 HYPERLINK l _Toc107830780 4.1.2主变变压器台数和和型号 PAGEREF

13、 _Toc107830780 h 9 HYPERLINK l _Toc107830781 4.1.3主变变压器确定 PAGEREF _Toc107830781 h 10 HYPERLINK l _Toc107830782 4.2干式变压压器的结构 PAGEREF _Toc107830782 h 10 HYPERLINK l _Toc107830783 4.3干式变压压器的特点 PAGEREF _Toc107830783 h 11 HYPERLINK l _Toc107830784 4.4干式变压压器的使用注注意事项 PAGEREF _Toc107830784 h 11 HYPERLINK l

14、_Toc107830785 第5章 变电所所电气主接线线 PAGEREF _Toc107830785 h 12 HYPERLINK l _Toc107830786 5.1对电气主主接线的基本本要求和原则则 PAGEREF _Toc107830786 h 12 HYPERLINK l _Toc107830787 5.1.1电气气主接线的基基本要求 PAGEREF _Toc107830787 h 12 HYPERLINK l _Toc107830788 5.1.2电气气主接线的原原则 PAGEREF _Toc107830788 h 12 HYPERLINK l _Toc107830789 5.2电

15、气主接接线设计程序序 PAGEREF _Toc107830789 h 13 HYPERLINK l _Toc107830790 5.3主接线设设计 PAGEREF _Toc107830790 h 14 HYPERLINK l _Toc107830791 第6章 短路计计算 PAGEREF _Toc107830791 h 18 HYPERLINK l _Toc107830792 6.1短路概述述 PAGEREF _Toc107830792 h 18 HYPERLINK l _Toc107830793 6.2造成短路路原因 PAGEREF _Toc107830793 h 18 HYPERLINK

16、l _Toc107830794 6.3短路危害害 PAGEREF _Toc107830794 h 18 HYPERLINK l _Toc107830795 6.4短路计算算 PAGEREF _Toc107830795 h 19 HYPERLINK l _Toc107830796 第7章 电气设设备选择与校校验 PAGEREF _Toc107830796 h 23 HYPERLINK l _Toc107830797 7.1电气设备备及分类 PAGEREF _Toc107830797 h 23 HYPERLINK l _Toc107830798 7.2电气设备备选择与校验验 PAGEREF _To

17、c107830798 h 23 HYPERLINK l _Toc107830799 7.3高压断路路器选择与校校验 PAGEREF _Toc107830799 h 24 HYPERLINK l _Toc107830800 7.3.1高压压断路器的选选择 PAGEREF _Toc107830800 h 24 HYPERLINK l _Toc107830801 7.3.2高压压断路器的校校验 PAGEREF _Toc107830801 h 25 HYPERLINK l _Toc107830802 7.4隔离开关关选择与校验验 PAGEREF _Toc107830802 h 26 HYPERLINK

18、 l _Toc107830803 7.4.1隔离离开关原理与与类型 PAGEREF _Toc107830803 h 26 HYPERLINK l _Toc107830804 7.4.2隔离离开关运行与与维护 PAGEREF _Toc107830804 h 26 HYPERLINK l _Toc107830805 7.4.3隔离离开关的校验验 PAGEREF _Toc107830805 h 26 HYPERLINK l _Toc107830806 7.5互感器选选择与校验 PAGEREF _Toc107830806 h 27 HYPERLINK l _Toc107830807 7.5.1互感感器

19、应用 PAGEREF _Toc107830807 h 27 HYPERLINK l _Toc107830808 7.5.2电流流互感器原理理与结构 PAGEREF _Toc107830808 h 28 HYPERLINK l _Toc107830809 7.5.3电流流互感器校验验 PAGEREF _Toc107830809 h 29 HYPERLINK l _Toc107830810 7.6电压互感感器 PAGEREF _Toc107830810 h 30 HYPERLINK l _Toc107830811 7.6.1电压压互感器原理理 PAGEREF _Toc107830811 h 30

20、HYPERLINK l _Toc107830812 7.7母线选择择与校验 PAGEREF _Toc107830812 h 31 HYPERLINK l _Toc107830813 7.7.1 母母线的选择 PAGEREF _Toc107830813 h 31 HYPERLINK l _Toc107830814 7.7.2母线线校验 PAGEREF _Toc107830814 h 32 HYPERLINK l _Toc107830815 第8章 继电保保护 PAGEREF _Toc107830815 h 33 HYPERLINK l _Toc107830816 8.1继电保护护 PAGEREF

21、 _Toc107830816 h 33 HYPERLINK l _Toc107830817 8.1.1对继继电保护的基基本要求 PAGEREF _Toc107830817 h 33 HYPERLINK l _Toc107830818 8.1.2继电电保护原理 PAGEREF _Toc107830818 h 33 HYPERLINK l _Toc107830819 8.2过电流与与速断保护整整定值的计算算 PAGEREF _Toc107830819 h 34 HYPERLINK l _Toc107830820 8.2.1过电电流整定值计计算 PAGEREF _Toc107830820 h 34

22、HYPERLINK l _Toc107830821 8.2.2速断断保护整定值值计算 PAGEREF _Toc107830821 h 36 HYPERLINK l _Toc107830822 第9章 配电装装置 PAGEREF _Toc107830822 h 38 HYPERLINK l _Toc107830823 9.1对配电装装置的基本要要求 PAGEREF _Toc107830823 h 38 HYPERLINK l _Toc107830824 9.2配电装置置的类型 PAGEREF _Toc107830824 h 38 HYPERLINK l _Toc107830825 9.3配电装置

23、置的应用 PAGEREF _Toc107830825 h 38 HYPERLINK l _Toc107830826 9.4配电装置置的设计步骤骤 PAGEREF _Toc107830826 h 39 HYPERLINK l _Toc107830827 第10章 防雷雷保护设计 PAGEREF _Toc107830827 h 42 HYPERLINK l _Toc107830828 10.1雷电过过电压 PAGEREF _Toc107830828 h 42 HYPERLINK l _Toc107830829 10.2雷电的的危害 PAGEREF _Toc107830829 h 42 HYPERL

24、INK l _Toc107830830 10.3防雷保保护装置 PAGEREF _Toc107830830 h 42 HYPERLINK l _Toc107830831 10.4防雷设设计 PAGEREF _Toc107830831 h 43 HYPERLINK l _Toc107830832 10.5防雷保保护计算 PAGEREF _Toc107830832 h 43 HYPERLINK l _Toc107830833 总 结 PAGEREF _Toc107830833 h 47 HYPERLINK l _Toc107830834 参考文献 PAGEREF _Toc107830834 h 4

25、88 HYPERLINK l _Toc107830835 致谢 PAGEREF _Toc107830835 h 49 HYPERLINK l _Toc107830836 附录 PAGEREF _Toc107830836 h 50 HYPERLINK l _Toc107830837 附录 PAGEREF _Toc107830837 h 55 前言经济的迅速发展展，科学技术术的不断进步步促使社会中中各行各业都都在不断地发发展壮大，特特别是各种高高、新、尖、精精的技术应用用，而所有的的一切都离不不开电，而电电的中枢变电所更是是必不可少，起起到至关重要要的作用。电是一个广义的的范畴，伴随随负荷的不同同

26、，对电的要要求也会随之之改变。100kV的变电电所应用较为为广泛，其涉涉及工业、农农业等诸多领领域，所以说说对10kVV变电所的设设计具有十分分重要的意义义。此设计的题目是是针对10kkV变电所进进行的扩大初初步设计，在在设计伊始，在在工程技术人人员的陪同下下对变电所进进行了参观学学习，并把所所设计的有关关内容做了整整体的记录，参参观过程中通通过技术人员员的指导和结结合自身的实实际情况，选选择变电所的的高低压部分分设计，这部部分设计相信信对自己将来来的工作也会会有很大的帮帮助。本设计计按照以下的的步骤进行：首先：依照主接接线的特点，选选择各个电压压等级的接线线方式，进行行综合比较，选选择最佳接

27、线线方式。其次：进行短路路电流计算，根根据短路点计计算三相短路路稳态电流和和冲击电流。再次：根据所选选电气元件，结结合实际绘制制设计图纸，包包括主接线图图、二次回路路图等。最后后进行校验。以上是理论知识识的体现而更更中要的一点点是在设计中中培养自己运运用所学知识识解决实际问问题的能力和和创新精神，增增强工程观，在在设计过程中中主要立足于于应用所学基基本理论和专专业知识，大大胆地运用新新理论、新技技术去分析解解决实际问题题,以便更好好地适应工作作的需要。了解整个设计的的目的、内容容和基本要求求进行设计的的资料推备。资资料准备主要要通过查阅(包括上网查查问)文献资资料和参加生生产实习两条条渠道进行

28、。此此设计充分吸吸收专业理论论知识， 考考虑自己毕业业设计的选题题方向，有目目的、有计划划地查阅与选选题方向有关关的文献资料料，特别是在在参加生产实实习的过程中中有意识地搜搜集生产过程程及新技术、新新设备、改革革新成果的应应用等方面资资料，这也是是为毕业设计计课题收集资资料的最重要要途径。选定定题目后，应应再有针对性性地查阅一些些资料，最后后对所有收集集的资料进行行整理。并对对其进行完善善，对于一个个完整的设计计而言，文字字与图纸并存存。文字的详详细叙述使内内容丰富，而而图纸则一目目了然。 PAGE 85毕业设计概述1.1 毕业设设计题目辽宁工学院综综合教学楼变变电所扩大初初步设计1.2 毕业

29、设设计目的本设计是针对变变电所进行的的扩大初步设设计，设计中中涉及“发电厂电气气部分”、“电力系统分分析”、“电力系统继继电保护”等课程有关关内容，通过过设计培养学学生综合运用用所学知识分分析、解决本本专业领域工工程技术问题题的能力；培养学生独独立自学能力力；使学生受到到工程师的基基本训练，即即工程设计和和科学研究的的初步能力；包括：调查查研究、搜集集资料（含文文献检索）；方案论证、技技术方案的计计划与实施；理论分析、设设计和计算；撰写学术论论文或设计说说明书等的能能力。1.3毕业设计计内容主变压器选择；变电所电气气主接线设计计；短路电流流计算；电气气设备选择（母母线、高压断断路器、隔离离开关

30、、电流流互感器、电电压互感器、避避雷器和补偿偿电容器）；配电装置设设计；继电保保护设计；防防雷保护设计计；绘制电气气主接线图，绘绘制配电装置置平面图及直直击雷保护范范围图。进行10kV变变电所扩大初初步设计；完成任务书中的的全部内容；绘制变电所电气气主接线图；绘制配电装置平平面图及直击击雷保护范围围图；毕业设计说明书书按统一格式式打印装订成成册；说明书文字在11 .5万字字以上，语言言通顺简练，图图表画法符合合国家标准；完成与设计有关关的英文资料料翻译；主变压器选择在发电厂和变电电站中，用来来向电力系统统或用户输送送功率的变压压器，称为主主变压器。在在输配电系统统中，变压器器起到桥梁作作用，变

31、压器器是借助电磁磁感应原理，以以相同的频率率，交换交流流电压和电流流而传输交流流电能的一种种静止电器。4.1变电所变变压器容量、台台数、型号选选择4.1.1变压压器容量变压器空载运行行时需用较大大的无功功率率，这些无功功功率需由供供电系统供给给，变压器容容量如选的过过大，不但增增加投资，而而且使变压器器长期处于轻轻载运行，出出现“大马拉小车车”现象，使空空载的损耗增增加，功率因因数降低，网网络损耗增加加。若容量选选的小，会使使变压器长期期过负载，易易损坏设备。变压器的最佳负负载率在400%-70%之间，负载载过高，损耗耗明显增加，另另一方面，由由于变压器容容量裕度小，负负载稍有增长长，便需要增

32、增容，更换大大容量的变压压器，势必增增加投资，且且影响供电。总总之选择变压压器的容量，要要以现有的负负荷为依据，按按照5-100年的发展计计划来确定，按按照辽宁工学学院综合楼变变电所的设计计选用的变压压器容量为11000kVVA。4.1.2主变变压器台数和和型号1台数变压器的台数应应根据负荷的的特点和经济济运行进行选选择，要由负负荷大小，对对供电的可靠靠性和电能质质量的要求来来决定，并兼兼顾节约电能能、降低运行行造价、维护护设备等因素素，确定变压压器台数应综综合考虑，进进行认真的技技术经济比较较。按负荷的等级和和大小来说，对对于带一、二二级负荷的变变电所，当一一、二级负荷荷较多时，应应选两台或

33、两两台以上变压压器，如只有有少量的一、二二级负荷并能能从相邻的变变电所取得低低压备用电源源，可以只采采用一台变压压器。对于像辽宁工学学院综合楼来来说主要负荷荷是二、三类类负荷 ，二二级负荷主要要是消防电梯梯、应急照明明等负荷；而而三级负荷主主要是电力设设备和普通照照明，根据需需要拟装设两两台变压器。2型号主变压器的型号号选择主要考考虑以下因素素：1）.变变电所的所址址选择；2）.建筑物的防防火等级；33）.建筑物物的使用功能能；4）.主主要用电设备备对供电的要要求；5）.当地供电部部门对变电所所的管理体制制等。设置在一类高、低低压主体建筑筑中的变压器器，应选择干干式、气体绝绝缘或非可燃燃性液体

34、绝缘缘的变压器；二类高、低低压主体建筑筑也宜如此，否否则应采取相相应的防火措措施。主变压器安装在在地下时，根根据消防要求求，不得选用用可燃性油变变压器，地下下层一般比较较潮湿，通风风条件不好，也也不宜选用空空气绝缘的干干式变压器，而而宜采用环氧氧树脂浇注型型或者六氟化化硫型变压器器，综合所述述结合校的具具体情况选型型为SCB99-10000/10KVV变压器。4.1.3主变变压器确定位于辽宁工学院院综合楼地下下变电所的主主变压器型号号为环氧树脂脂浇注型，其其技术参数如如表2-1所所示。表4-1 SCCB9-10000/100变压器技术术参数型号额定容量（KVA）额定电压（kVV）空载损耗（W）

35、负载损耗（W）短路阻抗（%）空载 电流（%）变压器连接组高压低压SCB9-10000/100100010.50.41660855061.04.2干式变压压器的结构为了确保供电安安全，迫切需需要即可深入入负荷中心又又无燃烧危险险的变压器，而而当今，随着着社会进步，干干式变压器得得到了广泛的的应用，根据据国家标准干干式变压器定定义，所谓干干式变压器，就就是指铁心和和绕组不浸入入液体中的变变压器。干式变压器的结结构与油浸式式变压器的差差别不大，采采用晶粒取向向电工钢片，轭轭和柱采用全全斜接缝，心心柱用钢带或或自干型绝缘缘粘带绑扎，也也有用粘结剂剂将铁心胶合合，铁心为防防止因凝结而而引起锈蚀，在在铁心

36、表面涂涂有耐热的防防锈覆盖漆或或树脂，容量量较大时，铁铁芯中要有气气道，气道尺尺寸为15-20mm，而而干式变压器器的绕组材料料是铜箔或铝铝箔，有时也也采用铜线绕绕制，而低压压线圈（10000V及以以下），用铜铜箔（或铝箔箔）与预浸环环氧树脂的绝绝缘材料紧密密绕制，采用用缠绕玻璃纤纤维加强树脂脂包封，经过过工艺处理后后，使高低压压线圈各自成成为一个坚固固的整体，不不但具有很强强的承受短路路能力，而且且经过冷热循循环试验，证证明了线圈具具有耐潮、耐耐裂、阻燃和和自熄功能。由于干式变压器器的适用材料料不同，其绝绝缘等级也不不同，绝缘材材料等级与绝绝缘材料最高高允许温度见见表4-2。表4-2 绝绝缘

37、等级与最最高允许温度度绝缘等级YAEBFHC绝缘材料最高允允许温度(）951051201301551802204.3干式变压压器的特点占地面积小，不不必单独建设设变压器室，它它可以和100kV的高压压柜，3800/220VV的低压配电电柜装在一个个室内。运行、维修量小小。具有耐热、防尘尘、耐潮的特特点，适合于于安装负荷中中心，对系统统经济运行节节电起到了一一定作用。损耗小、噪声小小。绝缘性好，局部部放电量小，耐耐雷电冲击力力强。机械强度高,抗抗温度变化，抗抗短路能力强强。价格昂贵。寿命期后，不易易回收，污染染环境。4.4干式变压压器的使用注注意事项干式变压器选择择不同的外壳壳，是由所处处的环境

38、和防防护要求而定定。干式变压器绕组组的绝缘，很很大程度影响响变压器的安安全和使用寿寿命。自然空气冷却和和强迫空气冷冷却。4干式变压器器的过载能力力与环境温度度、载前的负负荷情况、变变压器的绝缘缘散热情况和和发热时间常常数有关。变电所电气主接接线电气主接线是由由高压电器通通过连接线，按按其功能要求求组成接受和和分配电能的的电路，成为为传输强电流流、高电压的的网络，故又又称为一次接接线或电气主主系统。用规规定的设备文文字和图形符符号并按工作作顺序排列，详详细地表示电电气设备或成成套装置的全全部基本组成成和连接关系系的单线接线线图，称为主主接线电路图图。电气主接接线是变电所所电气设计的的首要部分，也

39、也是构成电力力系统的首要要环节。对电电气主接线的的基本要求概概括地说应包包括电力系统统整体及变电电所本身运行行的可靠性、灵灵活性和经济济性。5.1对电气主主接线的基本本要求和原则则5.1.1电气气主接线的基基本要求1可靠性所谓可靠性是指指主接线能可可靠的工作，以以保证对用户户不间断的供供电。衡量可可靠性的客观观标准是运行行实践。经过过长期运行实实践的考验，对对变电所采用用的主接线经经过优选，现现今采用主接接线的类型并并不多。主接接线的可靠性性不仅要考虑虑次设备对供供电可靠性的的影响，还要要考虑继电保保护二次设备备的故障对供供电可靠性的的影响。同时时，可靠性不不是绝对的，而而是相对的。一一种主接

40、线对对某些变电所所是可靠的，而而对另一些变变电所可能是是不可靠的。2灵活性 主接线的灵活活性有以下几几方面要求； 1)调度要求求。可以灵活活的投入和切切除变压器、线线路、调配电电源和负荷，能能够满足系统统在事故运行行方式下、检检修方式下以以及特殊运行行方式下的调调度要求。 2)检修要求求。可以方便便的停运断路路器、母线及及其继电保护护设备，进行行安全检修，且且不致影响对对用户的供电电。 3)扩建要求求。可以容易易的从初期过过渡到终期接接线，使在扩扩建时，无论论一次和二次次设备改建量量最小。3经济性经济性主要是投投资省、占地地面积小、能能量损失小。5.1.2电气气主接线的原原则1考虑变电所所在电

41、力系统统中的地位和和作用变电所在电力系系统中的地位位和作用是决决定主接线的的主要因素。变变电所不管是是枢纽变电所所、地区变电电所、终端变变电所、企业业变电所还是是分支变电所所，由于它们们在电力系统统中的地位和和作用不同，对对主接线的可可靠性、灵活活性、经济性性的要求也不不同。2考虑近期和和远期的发展展规模变电所主接线设设计应根据5510年电力力系统发展规规划进行。应应根据负荷的的大小和分布布、负荷增长长速度以及地地区网络情况况和潮流分布布，并分析各各种可能的运运行方式，来来确定主接线线的形式以及及所连接电源源数和出线回回数。3考虑负荷的的重要性分级级和出线回数数多少对主接接线的影响对一级负荷，

42、必必须有两个独独立电源供电电，且当一个个电源失去后后，应保证全全部一级负荷荷不间断供电电；对二级负负荷，一般要要有两个电源源供电，且当当一个电源失失去后，能保保证大部分二二级负荷供电电。三级负荷荷一般只需一一个电源供电电。4考虑主变台台数对主接线线的影响变电所主变的容容量和台数，对对变电所主接接线的选择将将产生直接的的影响。通常常对大型变电电所，由于其其传输容量大大，对供电可可靠性要求高高，因此，其其对主接线的的可靠性、灵灵活性的要求求也高。而容容量小的变电电所，其传输输容量小，对对主接线的可可靠性、灵活活性要求低。5.2电气主接接线设计程序序1、电气主接线线的设计程序序电气主接线的设设计伴随

43、着变变电所的整体体设计，即按按照工程基本本建设程序，历历经可行性研研究阶段、初初步设计阶段段、技术设计计阶段和施工工设计阶段等等四个阶段。在在各阶段中随随要求、任务务的不同，其其深度、广度度也有所差异异，但总的设设计思路、方方法和步骤相相同。 (1)对原始始资料进行分分析，具体内内容如下： 1)本工工程情况。主主要包括：变变电所类型；设计规划容容量；变压器器容量及台数数；运行方式式等。 2)电力力系统情况。电电力系统近期期及远景发展展规划(510年)；变电所在电电力系统中的的位置(地理理位置和容量量位置)和作作用；本期工工程和远景规规划与电力系系统连接方式式以及各级电电压中性点接接地方式等。

44、3)负荷荷情况。负荷荷的性质及地地理位置、电电压等级、出出线回路数及及输送容量等等。电力负荷荷在原始资料料中虽已提供供，但设计时时应该认真地地辩证地分析析。因为负荷荷的发展和增增长速度受政政治、经济、工工业水平和自自然条件等方方面影响。如如果设计时，只只依据负荷计计划数字，而而投产时实际际负荷小了，就就等于积压资资金，否则电电量供应不足足，就会影响响其他工业的的发展。 4)环境境条件。当地地的气温、湿湿度、覆冰、污污秽、风向、水水文、地质、海海拔、地震等等因素对主接接线中电器的的选择和配电电装置的实施施均有影响。特特别是我国土土地辽阔，各各地气象、地地理条件相差差甚大，应子子以重视。对对重型设

45、备的的运输条件也也应充分考虑虑。 5)设备备制造情况。为为使所设计的的主接线具有有可行性，必必须对各主要要电器的性能能、制造能力力和供货情况况、价格等资资料汇集并分分析比较，保保证设计的先先进性、经济济性和可行性性。(2)拟定主接接线方案。根根据设计任务务书的要求，在在原始资料分分析的基础上上，可拟定若若干个主接线线方案。因为为对电源和出出线回路数、电电压等级、变变压器台数、容容量以及母线线结构等考虑虑的不同，会会出现多种接接线方案(近近期和远期)。应依据对对主接线的基基本要求，从从技术上论证证各方案的优优缺点，淘汰汰一些明显不不合理的方案案，最终保留留23个技术上上相当，又都都能满足任务务书

46、要求的方方案，再进行行可靠性定量量分析计算比比较，最后获获得技术合理理、经济可行行的主接线方方案。 (3)主接线线经济比较。 (4)短路电电流计算。对对拟定的电气气主接线，为为了选择合理理的电器，需需进行短路电电流计算。 (5)电器设设备的选择。 (6)绘制电电气主接线图图及其他必要要的图纸。(7)工程概算算。包括：主主要设备器材材费；安装工工程费；其他他费用。5.3主接线设设计主接线的基本形形式，就是主主要电气设备备常用的几种种形式，分为为两大类：有有汇流母线的的接线形式、无无汇流母线的的接线形式。变电所电气主接接线的基本环环节是电源(变压器)、母母线和出线(馈线)。各各个变电所的的出线回路

47、数数和电源数不不同，且每路路馈线所传输输的功率也不不一样。在进进出线数较多多时(一般超超过4回)，为为便于电能的的汇集和分配配，采用母线线作为中间环环节，可使接接线简单清晰晰，运行方便便有利于安装装和扩建。但但有母线后，配配电装置占地地面积较大，使使用断路器等等设备增多。无无汇流母线的的接线使用开开关电器较少少，占地面积积小，但只适适用于进出线线回路少，不不再扩建和发发展的变电所所。有汇流母母线的接线形形式主要有：单母线接线线和双母线接接线。设计中中仅以单母线线接线为例。一、单母线接线线 图 5-1 单母线接线线如图 5-1 所示，单母母线接线的特特点是整个配配电装置只有有一组母线，每每个电源

48、线和和引出线都经经过开关电器器接到同一组组母线上。供供电电源是变变压器或高压压进线回路。母母线既可以保保证电源并列列工作，又能能使任一条出出线回路都可可以从电源ll或2获得电能。每每条引出线回回路中部装有有断路器和隔隔离开关，靠靠近母线侧的的隔离开关QQS2称作母母线隔离开关关，靠近线路路侧的QS33称为线路隔隔离开关(在实际变电电所中，通常常把靠近电源源侧的隔离开开关称为甲刀刀闸，把靠近近负荷侧的隔隔离开关称为为乙刀闸)。由于断路路器具有开合合电路的专用用灭弧装置，可可以开断或闭闭合负荷电流流和开断短路路电流，故用用来作为接通通或切断电路路的控制电器器。隔离开关关没有灭弧装装置其开合合电流能

49、力极极低，只能于于设备停运后后退出工作时时断开电路，保保证与带电部部分隔离，起起着隔离电压压的作用。所所以，同一回回路中在断路路器可能出现现电源的一侧侧或两侧均应应配置隔离开开关，以便检检修断路器时时隔离电源。若若馈线的用户户侧没有电源源时，断路器器通往用户则则可以不装设设线路隔离开开关。但如果果费用不大，为为了防止过电电压的侵入。也也可以装设。同同一回路中串串接的隔离开开关和断路器器，在运行操操作时，必须须严格遵守下下列操作顺序序：如对馈线送电时时，须先合上上隔离开关QQS2和QS3，再投投入断路器QQF2；如欲欲停止对其供供电，须先断断开QF2，然后后再断开QSS3和QS2。为了了防止误操

50、作作，除严格按按照操作规程程实行操作票票制度外。还还应在隔离开开关和相应的的断路器之间间，加装电磁磁闭锁、机械械闭锁。接地地开关(又称接地刀刀间)QS44是在检修电电路和设备时时合上，取代代安全接地线线的作用。当当电压在1110kV及以上时，断断路器两侧的的隔离开关扣扣线路隔离开开关的线路侧侧均应配置接接地开关。对对35kV及以上的母母线，在每段段母线上亦应应设置12组接地开关关或接地器，以以保证电器和和母线检修时时的安全。1单母线接线线的优缺点 优点：接线简单清清晰、设备少少、操作方便便、便于扩建建和采用成套套配电装置。 缺点：灵活性和可可靠性差，当当母线或母线线隔离开关故故障或检修时时，必

51、须断开开它所连接的的电源，与之之相连的所有有电力装置在在整个检修期期间均而停止止工作。此外外，在出线断断路器检修期期间，必须停停止该回路的的供电。2单母线接线线的适用范围围 一般适适用于一台主主变压器的以以下两种情况况： (1)6-10kkV配电装置的的出线回路数数不超过5回。 (2)35-666kV配电装置的的出线回路数数不超过3回。二、单母线分段段接线为了克服一般单单母线接线存存在的缺点，提提高它的供电电可靠性和灵灵活性，可以以把单母线分分成几段，在在每段母线之之间装设一个个分段断路器器和两个隔离离开关。每段段母线上均接接有电源和出出线回路，便便成为单母线线分段接线，如如图5-2所所示。1

52、单母线分段段接线的优缺缺点优点：用断路路器把母线分分段后，对重重要用户可以以从不同段引引出两个回路路，有两个电电源供电；当一证正常常段母线不间间断供电和不不致使大面积积停电。缺点：当一段段母线或母线线隔离开关故故障或检修时时，该段母线线的回路都要要在检修期间间内停电；当出线为双双回路时，常常使架空线路路出现交叉跨跨越；扩建时需向向两个方向均均衡扩建。 2适用范围围 (1)6一10kkV配电装置置出线回路数数为6回及以以上时。 (2)3566kV配配电装置出线线回路数为448回时。图5-2 单母母线分段接线线现阶段最常用的的接线形式有有两种：单母母线接线和单单母线分段接接线，依据辽辽宁工学院变变

53、电所中实际际情况的了解解，以及对单单母线接线和和单母线分段段的比较，并并且从经济性性、可靠性、灵灵活性三个方方面的对比，选选择单母线接接线方式。辽宁工学院变电电所为终端变变电所高压为为10kV低低压为0.44kV。这在在主接线的选选择上确定了了范围，根据据5-10年年的发展计划划设计，并依依据辽宁工学学院的供电情情况，拟装设设两台主变压压器。110kV主主接线根据设计要求及及综合考虑，110kV侧两两条铜电缆，一一条运行，一一条备用两条条电缆的各种种参数均相同同，来自供电电中心的高压压电经隔离开开关、调相机机、电流互感感器接到母线线上，而后经经隔离开关、计计量柜进入母母线接到两台台变压器上，其

54、其间由隔离开开关和断路器器分离。如附附录。20.4kVV主接线所谓0.4kVV是一种电压压等级,按正正常工作需用用380kVV，10kVV高压经过变变压器降压后后为0.4kkV等级，低低压经过隔离离开关、电流流互感器、高高压断路器接接到母线上，而而后经过隔离离开关、仪表表通过低压母母线接到降压压变压器母线线上，两台变变压器低压分分别带有不同同的负荷这是是0.4kVV。如附录所示。短路计算选择电气设备、整整定继电保护护、确定电气气主接线方案案、考虑限制制短路电流的的措施及分析析电力系统是是短路计算的的最终目的。所所谓短路是指指不同电位导导电部分之间间的不正常短短接，既有相相与相之间导导体的金属性

55、性短接或者经经小阻抗的短短接，也有中中性点直接接接地系统或三三相四线制系系统中单相或或多相接地（或或接中性线）。6.1短路概述述电力系统的状态态有三种：正正常运行状态态、不正常运运行状态、短短路故障。在在电气设计和和运行中，不不仅要考虑系系统正常运行行状态，而且且要考虑它发发生故障时的的情况，最严严重的故障是是电路乃至系系统发生短路路。电力系统统正常运行时时，其相与相相之间，中性性点接地系统统的中性线与与相线之间，都都是通过负荷荷或阻抗连接接的。6.2造成短路路原因电力系统发生短短路的主要原原因是电气设设备载流部分分的绝缘被损损坏。绝缘损损坏大多是由由于未及时发发现和消除设设备的缺陷，以以及设

56、计、制制造、安装和和运行不当所所致，如由于于设备长期运运行，绝缘自自然老化或由由于设备本身身绝缘强度不不够而被正常常电压击穿；设备绝缘正正常而被内部部人员违反操操作规程和安安全规程，造造成误操作而而引发短路。电电力系统的其其他某些故障障也可能导致致短路，如输输电线路断线线和倒杆事故故等。此外，飞飞禽及小动物物跨接裸导体体，老鼠咬坏坏设备、导线线的绝缘，都都可能造成短短路。6.3短路危害害1.电力系统发发生短路时，网网络总阻抗减减小很多，短短路回路中的的短路电流可可能超过该回回路的正常工工作电流十几几倍甚至几十十倍，如610kV的的大容量装置置，短路电流流可达到几万万甚至几十万万安。2.选的各种

57、电电气设备应有有足够的热稳稳定度。3.短路电流通通过导体时，同同时也使导体体受到很大的的电动力作用用、使导体发发生变形，甚甚至损坏。因因此，电气装装置中所选的的各种电气设设备还应有足足够的电动(机械)稳定定度。 4.短路必将将造成局部停停电，而且短短路点越靠近近电源，停电电范围越大、给给国民经济造造成的损失也也越大。由此可见。短路路的后果是十十分严重的，且且短路所引起起的危害程度度，与短路故故障的地点、类类型及持续时时间等因素有有关。为了保保证电气设备备安全可靠运运行，减轻短短路的影响，除除应努力设法法消除可能引引起短路的一一切因素外，一一旦发生短路路，应尽快切切除故障部分分，使系统的的电压在

58、较短短的时间内恢恢复到正常值值。为此，需需要进行短路路电流计算，以以便正确地选选择具有足够够的动稳定性性和热稳定性性的电气设备备，以保证在在发生可能有有的最大短路路电流时不致致损坏。6.4短路计算算根据实际情况及及图纸的要求求分析辽宁工工学院综合楼楼变电所的设设计，短路计计算要恰到好好处，确定短短路点位高低低压侧各一个个，互相分析析计算，如图图6-1所示示。 图6-1电力系系统短路计算算电路图计算短路前给定定电力系统馈馈线出口短路路器2QF为为2N12-10I型。计计算方法采用用比较简洁常常用的标幺值值计算。确定基准值取 ，而而 计算短路回路中中主要元件的的电抗标幺值值电力系统根据有关资料，则

59、架空线路由资料可知：，则则电力变压器有资料得：，则则做出等值电路图图并化简电路路，求出点及及其点短路回回路阻抗标幺幺值，根据计计算电路图及及其回路中个个主要元件的的电抗标幺值值做出等值电电路图。求出点三相短路路电流和短路路容量如图所示6-22 点供电系系统的等值电电路图的短路路回路。 图6-2 点供供电系统的等等值电路图的的短路回路求出点三相短路路电流和短路路容量如图6-3 点点供电系统的的等值电路图图的短路回路路图6-3 点供供电系统的等等值电路图的的短路回路在工程设计中，往往往还要列短短路计算表，如如下图所示。表6-1短路计计算表短路计算点三相短路电流（KKV）三相短路容量（MMVA）点2

60、.762.762.767.094.2250.25点32.0732.0732.0759.0134.9622.27电气设备选择与与校验在各级电压等级级的变电所中中，使用各种种电气设备，诸诸如变压器、断断路器、隔离离开关、电流流互感器、电电压互感器、母母线、补偿电电容器等，这这些设备的任任务是保证变变电所安全、可可靠的供电，因因为选择电气气设备时，必必须虑及电力力系统在正常常和故障时的的工作情况。所所谓电气设备备的选择，则则是根据电气气设备在系统统中所处的地地理位置和完完成的任务来来确定它们的的型号和参数数。电气设备备选择的总原原则是在保证证安全、可靠靠工作的前提提下，适当留留有裕度，力力求在经济上