电气自动化专业毕业论文库

1、电气自动化专业业毕业论文集集摘 要本设计的题目为为“辽宁工学院院综合教学楼楼变电所扩大大初步设计”。设计的主要要内容包括：10/0.4kV变电电所主变压器器选择；变电电所电气主接线设设计；短路电电流计算；负负荷计算；无无功功率补偿偿；电气设备备选择（母线线、高压断路路器、隔离开开关、电流互互感器、电压压互感器、避避雷器和补偿偿电容器）；配电装置设设计；继电保保护规划设计计；防雷保护护设计等。根据电气主线设设计应满足可可靠性、灵活活性、经济性性的要求，本本变电所电气气主接线的高高压侧采用单单母线接线，低低压侧采用单单母线分段的的电气主接线线形式；对低低压侧负荷的的统计计算采采用需要系数数法；为减

2、少少无功损耗，提提高电能的利利用率， 本本设计进行了了无功功率补补偿设计，使使功率因数从从0.69提提高到0.99；短路电流流的计算包括括短路点的选选择及其具体体数值计算；而电气设备选择择采用了按额额定电流选择择，按短路电电流计算的结结果进行校验验的方法；继继电保护设计计主要是对变变压器进行电电流速断保护护和过电流保保护的设计计计算；配电装装置采用成套套配电装置；本变电所采采用避雷针防防直击雷保护护。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Abstracc

3、tThe dessign oon thee topiic of Liaooning Instiitute of Teechnollogy TTeachiing Buillding substtationn expaansionn prelliminaary deesign. Thee mainn desiign ellementts incclude : 10/0.4kVV mainn trannsformmer suubstattion cchoicee; Eleectriccal Suubstattion mmain wwiringg desiign; SShort-circuuit cu

4、urrentt calcculatiion; LLoad CCalcullationn; Reaactivee poweer commpensaation; Electtricall Equiipmentt (buss, HV circuuit brreakerrs, issolatiion swwitchees, cuurrentt trannsformmer annd volltage transsformeer, annd commpensaation capaccitor MOA); Disttributtion EEquipmment ddesignn; rellay Pllanni

5、nng andd Desiign; LLightnning pprotecction desiggn. Accordiing too the main line 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

6、aboove thhe maiin eleectriccal wirinng forrm; thhe loww-presssure side load calcuulatedd usinng thee stattisticcal neeeds ccoeffiicientt; To reducce thee reacctive powerr losss, inccreaseed eneergy uutilizzationn, Thee desiign off reacctive powerr comppensattion ddesignn, powwer faactor from 0.69 to

7、 0.9; shhort-ccircuiit currrent ccalcullationns incclude shortt-circcuit ppoint for tthe seelectiion annd speecificc numeericall calcculatiion; aand ellectriical eequipmment cchosenn by tthe chhoice of raated ccurrennt, shhort-ccircuiit currrent calcuulatioon by the rresultts of the ccalibrrationn m

8、ethhods; relayy desiign off the mmain ttransfformerr Currrent PProtecction and oover-ccurrennt prootectiion deesign; disttributtion iinstalllatioons coomplette sett of ppower distrributiion eqquipmeent; TThe suubstattion uusing direcct ligghtninng strroke pprevenntion lighttning proteectionn. The de

9、ssign iis verry cloose atttentioon to the uuse off our electtricall desiign off the new ttechnoology and nnew eqquipmeent, ppractiical aand sttrong, Takiing innto acccountt the actuaal appplicattion, in a user-frienndly llanguaage too desccribe it. Key worrds：: substtationn desiign; EElectrrical wir

10、inng; Reelay . 目 录TOC o 1-4 h z u 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，各各大高校相继继出现了前所所未有的发展展势头，特别别是各种高、新新、尖、精的的技术应用，而而所有的一切切都离不开电电，而电的中中枢变电所更是是必不可少，起到至关重重要的作用。电是一个广义的的范畴，伴随随负荷的不同同，对电的要要求也会随之之改变。这次次设计的题目目为辽宁工工学院综合教教学楼变电所所扩大初步设设计。取自自辽宁工学院院的实际工程程应用。理论论与实际有效效地结合，具具备了实用性性、科学性和和合理性。自自2005年年辽宁工学院院综合教

11、学实实验楼投入使使用以来，为为学校做出了了重要贡献，为为广大师生提提供了良好的的工作、学习习环境。在其其地下，建设设有辽宁工学学院最大的地地下变电所。根根据学校用电电量结合实际际确定为100kV变电所所。经过与老老师探讨和与与工程技术人人员的研究分分析，10kkV的变电所所应用较为广广泛，其涉及及工业、农业业等诸多领域，所所以说对100kV变电所所的设计具有有十分重要的的意义。对此题目的设计计除了注重实实际应用外，还还应考虑可靠靠性、经济性性和电能的质质量。如线路路保护、接地地保护、变压压器保护等保保护的有关问问题及其设备备元件的选择择。此题目的的设计涉及发发电厂电气部部分、电电力系统分析析、

12、电力力系统继电保保护、电电力系统自动动化等所学学习过的课程程及相关内容容。此设计的题目是是针对综合楼楼10kV变变电所进行的的扩大初步设设计，在设计计伊始，在工工程技术人员员的陪同下对对变电所进行行了参观学习习，并把所设设计的有关内内容做了整体体的记录，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际情况况，选择变电电所的高低压压部分设计，这这部分设计相相信对自己将将来的工作也也会有很大的的帮助。本设设计按照以下下的步骤进行行：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

13、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，大胆地地运用新理论论、新技术去去分析解决实实际问题,以以便更好地适适应工作的需需要。所有的设计查阅阅资料是必不不可少的，而而资料的获取取应以实际为为准，做为一一名初次设计计者，设计之之前应具备一一定的设计能能力，但是由由于缺乏经验验，知识体系系的不够完善善等多种原因因，适用于估估算。在估算算的过程中，所

14、所得理论结果果只要与实际际偏差不大，对整个电力系统不产生重大的影响，是可行的。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。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方向，有有目的、有计计划地查阅与与选题方向有有关的文献资资料，特别是是在参加生产产实习的过程程中有意识地地搜集生产过过程及新技术术、新设备、改改革新成果的的应用等方面面资料，这也也是为毕业设设计课题收集集资料的最重重要途径。选选定题目后，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

15、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。最后由于设计者者的水平有限限，以及对电电气技术日新新月异的发展展掌握不够，加加之国外电气气技术和产品品的大量引进进，我国对电电气设计设备备技术标准、规规范还在不断断地改进和完完善，所以设计计难免有不足足，希望老师师给予批评指指正，使本设设计更加完善善。 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 毕业设设计目的本设计是针对辽辽宁工学院综综合教学楼变变电所进行的的扩大初步设设计，设计中中涉及“发电厂电气部部分”、“电力系统分分析”、“电力系统

16、继继电保护”等课程有关关内容，通过过设计培养学生生综合运用所所学知识分析析、解决本专专业领域工程程技术问题的的能力；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、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

17、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；负荷计算2.1负荷概述述设计辽宁工学院院的变电所为为综合楼提供供可靠的电源源，负荷的确确定是为了正正确、合理地地选择电气设设备和线路，并并为无功补偿偿提高功率因因数提供依据据，由此再合合理选择变压压器开关电器器等元件。电电力负荷及其其大小是供电电设备设计计计算

18、的根本依依据，正确合合理地进行负负荷计算，对对于投资的经经济性，技术术上的安全可可靠性以及以以后的经济运运行和维护等等关系重大，在在本设计中采采用需要系数数法来确定计计算负荷。根据设计，两台台主变压器分分别供有不同同的负荷，在此此设计中忽略略了部分负荷荷，根据工程程技术的要求求选取以下负负荷：2.2负荷计算算1#变压器负荷荷计算照明部分如上表可知：1=295KWW =206.55KW299.4255Kvar消防电梯表2-1 辽宁宁工学院综合合楼负荷一览览表1#号变压器设备功率KWCOStg数目2#号变压器设备功率KWCOStg数目照明设备150700801455照明设备500700800751

19、1201302211401计算机2400800800752消防电梯440200501701消防电梯440200501701电力设备16007008007512001消防照明干线50070080075112021802进风机750700850621301正压风机140600800751进风机计算机污水泵消防照明干线2#变压器负荷荷计算电梯部分正压风机消防照明干线电力专用1#变压器最后后计算负荷 2#变压器最后后计算负荷无功功率补偿所谓无功功率补补偿是把具有容性性功率的装置置与感性负荷荷联接在同一一电路，当容容性装置释放放能量在相互互转化，感性性负荷所吸收的无功功功率可由容容性装置输出出的无功功率

20、率中得到补偿偿。根据辽宁工学院院综合楼的具具体情况，及及其无功补偿偿方法的技术术、经济比较较选用电力电电容器补偿中中的并联补偿偿方法。并联联补偿时把电电容器并接到到被补偿设备备的电路上，以以提高功率因因数，这种方方法称为并联联电容器补偿偿，这种方法法适用于用电单位。3.1并联电力力电容器补偿偿如图3-1所示示为并联电力力电容器补偿偿的原理图。由由图可见电力力电容器在图图中所示位置置进行无功补补偿时，线路路WL1输送送无功功率仍仍为无功功率率，即，而变变压器输送的的无功功率则则为，线路WWL1输送的的无功功率则则为，因此，电电源只需向电电力负荷提供供的功率。图3-1 并并联电力电容容器补偿的原原

21、理图通过以上可知并并联电力电容器降降低了通过输输电线路及变变压器的功率率（或电流），同同时也减少了了对发电机无无功功率的需需求量。3.2无功补偿偿容量的计算算根据设计要求与与实际需要变变电所的功率率因数达到00.9，所以以对无功进行行补偿。1#变压器的负负荷补偿：功率因数：，现将其提高到到0.90。经过补偿后：2#变压器的负负荷补偿功率因数为：现欲将提高到00.90。经过补偿后：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

22、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

23、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决定定，并兼顾节节约电能、降降低运行造价价、维护设备备等因素，确确定变压器台台数应综合考考虑，进行认认真的技术经经济比较。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

24、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）.变变电所的所址选择；22）.建筑物物的防火等级级；3）.建建筑物的使用用功能；4）.主要用电设设备对供电的的要求；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。

25、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）负载损耗（W）短路阻抗（%）空载 电流（%）变压器连接组高压低压SCB9-1000

26、0/100100010.50.41660855061.04.2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，轭和柱采用全斜接缝，心柱用钢带或自干型绝缘粘带绑扎，也有用粘结剂将铁心胶合，铁心为防止因凝结而引起锈蚀，在铁心表面涂有耐热的防锈覆盖漆或树脂，容量较大时，铁芯中要有气道，气道尺寸为15-20mm，而干式变压器的绕组材

27、料是铜箔或铝箔，有时也采用铜线绕制，而低压线圈（1000V及以下），用铜箔（或铝箔）与预浸环氧树脂的绝缘材料紧密绕制，采用缠绕玻璃纤维加强树脂包封，经过工艺处理后，使高低压线圈各自成为一个坚固的整体，不但具有很强的承受短路能力，而且经过冷热循环试验，证明了线圈具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄功能。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

28、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，是由所处的环境和和防护要求而而定。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

29、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首首要部分，也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.

30、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，而是是相对的。一一种主接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

31、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

32、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，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

33、。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考虑备用容容量的有无和和大小对主接接线的影响发、送、变的备备用容量是为为了保证可靠靠的供电、适适应负荷突增增、设备检修修、故障停运运情况下的应应急要求。电电气主接线的的设计要根据据备用容量的的有无而有所所不问。例如如，当断路器器或母线检修修时，是否允允许线路、

34、变变压器停运；当线路故障障时允许切除除线路、变压压器的数量等等，都直接影影响主接线的的形式。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、任务的不同同，其深度、广广度也有所差差异，但总的的设计思路、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

35、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。 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辩证地地分析。因为为负荷的发展展和增长速度度受政治、经经济、工业水水平和自然条条件等方面影影响。如果设设计时，只依依据负荷计划划数字，而投投产时实际负负荷小了，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

36、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。特别是我国土地辽阔，各地气象、地理条件相差甚大，应子以重视。对重型设备的运输条件也应充分考虑。 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、价价格等资料汇汇集并分析比比较，保证设设计的先进性性、经济性和和可行性。(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、容量以及母线结构等考虑的不同，会出现多种接线方案(近期和远期)。应依据对主接

37、线的基本要求，从技术上论证各方案的优缺点，淘汰一些明显不合理的方案，最终保留23个技术上相当，又都能满足任务书要求的方案，再进行可靠性定量分析计算比较，最后获得技术合理、经济可行的主接线方案。 (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。

38、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)，为为便于电能的汇集和和分配，采用用母线作为中中间环节，可可使接线简单单清晰，运行行方便有利于于安装和扩建建。但有母线线后，配电装装置占地面积积较大，使用用断路器等设设备增多。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

39、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。供供电电源是变压器或或高压进线回回路。母线既既可以保证电电源并列工作作，又能使任任一条出线回回路都可以从从电源l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称为线路隔离离开关(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

40、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QQ

41、F2；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断路器之之间，加装电电磁闭锁、机机械闭锁。接接地开关(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组接地开关或或接地器，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

42、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整整个检修期间间均而停止工工作。此外，在在出线断路器器检修期间，必必须停止该回回路的供电。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配电装置的出出线回路数不不超过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。

43、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；扩建时需向两两个方向均衡衡扩建。 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 单母母线分段接线现阶

44、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、电

45、电流互感器接接到母线上，而而后经隔离开开关、计量柜柜进入母线接接到两台变压压器上，其间间由隔离开关关和断路器分分离。如附录录。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短路计算算的最终目的的。所

46、谓短路路是指不同电电位导电部分分之间的不正正常短接，既既有相与相之之间导体的金金属性短接或或者经小阻抗抗的短接，也也有中性点直直接接地系统统或三相四线线制系统中单单相或多相接接地（或接中中性线）。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因因是电气设备备载流

47、部分的的绝缘被损坏坏。绝缘损坏坏大多是由于于未及时发现现和消除设备备的缺陷，以以及设计、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作电流十十几倍甚至几几十倍

48、，如6610kV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。 5.短路也同同时引起系统统网络电压降降低特别是是靠近短路点点处降低得更更多，短路点点的电压为零零，结果可能能导致非故障障范围部分或或全部用户的的供电破坏。当电压降低到到额定值的880左右时时，电磁

49、开关关有可能断开开，因而中断断供电；当电电压下降到330一400。并持续续达1s以上上时，电动机机可能停止转转动，使工厂厂产品报废，甚甚至造成人身身伤亡事故。直直到短路故障障被切除后，非非故障系统网网络电压才能能得以恢复。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

50、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

51、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2.762.762.767.094.2250.25点32.0732.0732.0759.0134.

52、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，力力求在经济上上进行节约。7.1电气设备备及分类1、电气设备电气设备是指电电力系统中发发电、输电、变变配电、用

53、电设备备的总称，它它包括发电机机、变压器及及各种高低压压开关设备、保保护设备、导导线、电缆和和用电设备等等。2、电气设备的的分类电气设备通常分分类方法如下下：（1）.按电压压分 通常常把1kV以以上的设备称称为高压设备备，1kV以以下的称为低低压设备。（2）.按电能能质量分 交流设备、直直流设备、交交直流两用设设备。（3）.按设备备所属的电路路性质分 一次设备、二二次设备。（4）.按是否否组合分 单元件设备备、成套设备备。（5）.一次设设备按其在一一次电路中功功能，又可分分为发电设备备、变换设备备、控制设备备、保护设备备、补偿设备备和用电设备备。7.2电气设备备选择与校验验电气设备的选择择是供

54、配电系系统设计的重重要内容之一一。安全、可可靠、经济、合合理是选择电电气设备的基基本要求。电气设备选择的的一般原则为为：按正常工工作条件下选选择额定电流流、额定电压压及型号，按按短路情况下下校验开关的的开断能力、短短路热稳定和和动稳定。在供配电系统中中尽管各种电电器设备的作作用不一样，但但选择的条件件有诸多是相相同的，在表表7-1中列列出了导体和和电器选择与与校验的项目目。从表中可可以看出为保保证设备可靠靠的运行，各各种设备均应应按正常工作作条件下的额额定电压和额额定电流选择择，并按短路路条件校验动动稳定和热稳稳定。表7-1导体和和电器的选择择与校验项目设备名称选择项目校验项目额定电压（KV）

55、额定电流（A）装置类（户内户外）准确度级短路电流开断能力（KA）热稳定动稳定高压断路器高压负荷开关高压隔离开关高压熔断器电流互感器电压互感器母线电缆7.3高压断路路器选择与校校验7.3.1高压压断路器的选择高压断路器是高高压电气中的的重要设备，是是一次电力系系统中控制和和保护电路的的关键设备，它它在电网中的的作用有两方方面，其一是是控制作用，即即根据电力系系统的运行要要求，接通或或断开工作电电路，其二是是保护作用，当当电力系统中中发生故障时时，在继电保保护装置的作作用下，断路路器自动断开开故障部分，以以保证无故障障部分的正常常运行。高压断路器的主主要作用是：在正常运行行时用它接通通或切断负荷荷

56、电流；在发发生短路故障障或严重负荷荷时，借助继继电保护装置置用它自动、迅迅速地切断故故障电流，以以防止扩大事事故范围。断路器工作性能能好坏直接关关系到供配电电系统的安全全运行。为此此要求断路器器具有相当完善的的灭弧装置和和足够强的灭灭弧能力。图7-1高压断断路器的QFF的型号规格格7.3.2高压压断路器的校校验根据图7-1高高压断路器的的QF的型号号规格。在短短路计算中我我们得知100kV侧母线线上短路电流流为5.3kkA，控制QQF的线路继继电保护装置置实际最大的的动作时间为为1.0s变压器高压侧实实际最大工作作电流按变压压器额定电流流计算。 线路首端短路时时，流过短路路电流最大，而而线路首

57、端（）点短路和母线（）点短路，其短路电流相等，即：短路电流冲击值值：短路容量：拟定选用高压真真空断路器，断断路时间：短路假想时间：根据拟定条件和和相关数据，选选用ZN122-10I型型高压真空断断路器。表7-2 ZNN12-10I型型高压真空断断路器序号安装电气条件ZN12-100I校验结论项目数据项目技术数据110KV10KV合格257.7A1250A合格32.76KA31.5KA合格47.038KAA25KA合格57.84126合格 7.4隔离开关关选择与校验验7.4.1隔离离开关原理与与类型隔离开关是发电电厂和变电所所中常用的开开关电器，用用于隔离电源源，以保证对对其它电器设设备和线路运

58、运行安全检修修。隔离开关是应用用于断路器的的配套装置使使用的，但是是隔离开关无无灭弧装置，不不能用来接通通和断开负荷荷电流和短路路电流。隔离离开关的类型型较多，按装装接地点不同同分：屋内式式和屋外式；按绝缘支柱柱数目分：单单柱式、双柱柱式和三柱式式；此外还有有V型隔离开开关。隔离开开关的型式对对配电装置的的分布和占地地面积有很大大的影响，隔隔离开关选型型时应根据实实际情况选择择，辽宁工学学院选择型号号为：GN330-10DD/630，这这种型号隔离开关系系列为高压110kV，三三相电流频率率50HZ的的户内装置，安安装于高压开开关柜内，使使高压开关柜柜结构紧密占占地面积小，安安全性高。如如下表

59、所示77-3为GNN30-100D/6300的技术数据据。表7-3 GNN30-100D/6300技术数据型号型式序号额定电压KV额定电流A结构标志GN30-100D/6300户内3010630带接地刀闸7.4.2隔离离开关运行与与维护 隔离开关运行行与维护的注注意事项：（1）.载流回回路及引线端端子无过热。（2）.瓷瓶无无裂痕，瓷瓶瓶与法兰接触触处无松散及及起层现象。（3）.传动机机构外露的金金属无明显锈锈蚀痕迹。（4）.触头罩罩无异物堵塞塞。（5）.接地良良好。（6）.分合闸闸过程应无卡卡劲，触头中中心要标准，三三相是否同时时接触。（7）.隔离开开关严禁带负负荷分、合闸闸，维修时检检查它与

60、断路路器的连锁。7.4.3隔离离开关的校验验 根据型号拟选选GN30-10D/6630。 短路电流的冲击击值：短路容量：短路电流假想时时间： 校验情况如如下表表7-4 GNN30-100D/6300校验数据计算数据GN30-100D/6300工作电压（KVV）10最大工作电流（AA）57.73短路电流 （KKA）2.76短路冲击电流（KKA）7.038热稳定性校验根据以上数据可可得满足热稳定校验验条件。7.5互感器选选择与校验互感器是电力系系统中测量仪仪表、继电保保护等二次设设备获取电气气一次回路信信息的传感器器。互感器将将高电压、大大电流按比例例变成低电压压(100、)和小电流(5、1A)，