厂区供配电设计浅析

1、 PAGE 401.绪论1.1 选题的背景及其意义本课题应用供配电设计的基本原则和方法，结合实际条件进行降压变电所的设计。通过本设计，可以较好的解决电力供应困难，大大提高供电的可靠性。1.1.11 电能能的特点点及工厂厂变电所所的作用用电能是电做做功的能能力。电电能有各各种形式式，如直直流电能能、交流流电能、交交流工频频电能和和高频电电能等等等。它可可作用为为动力、照照明、冶冶炼、电电镀、电电热、通通信等之之用。其其优点是是便于控控制、测测量、变变换和远远距离输输送，电电能使用用方便、清清洁。电电能的单单位是千千瓦时（俗俗称“度”）。电电器设备备与电源源连接形形成回路路，当电电流通过过电气设设

2、备时、电电源要输输出电能能，电气气设备要要消耗电电能。发发电厂是是生产电电能的工工厂，发发电厂将将热能、水水能等通通过发电电设备转转换为电电能。按按照发电电厂的动动力来源源，发电电厂主要要分为火火力发电电厂、水水力发电电厂及核核能发电电厂等1。发电机输出出的交流流电压不不够高，要要通过升升压变电电所升压压后远距距离传送送电力，电电压高，则则电流小小，线路路损耗小小。 电电力输送送到用户户区后，降降压变电电所再把把电压降降低，供供给工厂厂使用。1.1.22 电力力系统的的发展概概况长期以来我我国的电电网设备备应用未未得到应应有的重重视，电电力设备备技术性性能陈旧旧，可靠靠性低，直接影影响了人人民

3、生活活和经济济建设的的发展。随随着新技技术的发发展,电电网的规规模越来来越大，设设备使用用量增加加，供电电可靠性性、自动动化水平平的要求求也在不不断提高高。因此此从配电电网的安安全运行行出发，电电力装备备要符合合现代网网络的发发展要求求，技术术上先进进、运行行安全可可靠、操操作维护护简单、经经济合理理、节约约能源及及符合环环境保护护政策2。立足于国情情；保证供电可可靠性为为前提；优化网络接接线、降降低电网网损耗；选择自化程程度较高高的自动动化设备备；监控系统与与设备的的综合配配套33。我国配电自自动化的的展望：（1）做好好配电网网规划和和改造是是实现配配电自动动化的前前提和基基础配电网规划划包

4、括电电源容量量及分布布、主干干线一次次网架、配配电设备备等内容容，只有有在配电电网网架架合理、结结构灵活活、转供供互带能能力强，一一次设备备满足自自动化的的要求的的前提下下配电自自动化才才能顺利利进行。我国配电自自动化采采用的三种基基本功能能模式：就地控制的的馈线自自动化；集中监控模模式的配配电自动动化；集中监控模模式的配配电自动动化与配配电管理理相结合合的模式式；对于近期采采用较多多的后两两种模式式，都采采用分布布式总体体结构，一一般分为为两层（主主站、远远方终端端）或三三层（主主站、子子站、远远方终端端）。主主站至子子站、子子站至远远方终端端间通过过网络联联在一起起，形成成统一的的配电自自

5、动化系系统。2.此设计计的主要要任务及及原始资资料分析析根据本厂所所能取得得的电源源进线110千伏伏及本厂厂用电负负荷的实实际情况况，并适适当考虑虑工厂生生产的发发展，按按照安全全可靠、技技术先进进、经济济合理的的要求，设设计降压压变电所所。本次设计的的主要任任务包括括选择变变电所的的位置与与形式及及主变压压器的台台数、容容量和类类型；选选择变电电所的主主接线方方案及高高低压设设备和进进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，完成变配电所的电气照明设计，并进行必要的短路电流计算。2.1 供供电协议议（1）从电电力系统统66/10KKV变电电站用110kVV架空线线路向

6、工工厂馈电电。（2）系统统变电站站馈电线线路定时时限过流流保护装装置的整整定时间间t=22s，工工厂总配配电所保保护整定定时间不不得大于于1.55s。（3）在工工厂总配配电所110kVV进线侧侧计量。（4）工厂厂最大负负荷时功功率因数数不得低低于0.9。（5）供电电系统技技术数据据：电业部门变变电所110千伏伏母线，为为无限大大电源系系统，其其短路容容量为2200兆兆伏安。供供电系统统如图22-1所所示：图2-1 供电系系统图3.负荷计计算的意意义及相相关参数数的计算算3.1 负负荷计算算的意义义负荷计算是是设计的的基础，它它决定设设备容量量的选用用，管网网系统的的规模以以及工程程总造价价等，

7、这这是技术术人员熟熟知的事事实。但但是近几几年来用用估算的的方法替替代了负负荷计算算，给制制定方案案、工程程审核造造成一定定的困难难。3.2 参参数的计计算全厂总降压压变电所所的负荷荷计算，是是在车间间负荷计计算的基基础上进进行的。考考虑车间间变电所所变压器器的功率率损耗，从从而求出出全厂总总降压变变电所高高压侧计计算负荷荷及总功功率因数数。列出出负荷计计算表、表表达计算算成果。工厂电力负荷的计算方法,一般常用的有:逐级法、需要系数法、二项式法以及产值、产量估算法等。其中需要系数法计算比较简单，适用于用电设备台数比较多，各台设备容量差别不十分悬殊的用电场合，特别适用于车间及工厂计算负荷的计算，

8、故本设计拟采用需要系数法4。具体计算过程：有功功率计计算：计算公式：(kW)=(kWW)* （33-1）补偿值 (kWW)=00.9(kWW)无功功率计计算：计算公式：(kvarr)=*(kWW) （33-2）补偿值(kvaar)=0.995(kvvar)视在功率计计算：计算公式： （3-3）低压额定电电流(AA)计算算公式 （33-4）无功补偿的的计算在交流电路路中，由由电源供供给负载载的电功功率有两两种；一一种是有有功功率率，一种种是无功功功率。有有功功率率是保持持用电设设备正常常运行所所需的电电功率，也也就是将将电能转转换为其其他形式式能量(机械能能、光能能、热能能)的电电功率。比比如：

9、55.5千千瓦的电电动机就就是把55.5千千瓦的电电能转换换为机械械能，带带动水泵泵抽水或或脱粒机机脱粒；各种照照明设备备将电能能转换为为光能，供供人们生生活和工工作照明明。有功功功率的的符号用用P表示示，单位位有瓦(W)、千千瓦(kkW)、兆兆瓦(MMW)。无功功率比比较抽象象，它是是用于电电路内电电场与磁磁场的交交换，并并用来在在电气设设备中建建立和维维持磁场场的电功功率。它它不对外外作功，而而是转变变为其他他形式的的能量。凡凡是有电电磁线圈圈的电气气设备，要要建立磁磁场，就就要消耗耗无功功功率。比比如400瓦的日日光灯，除除需400多瓦有有功功率率(镇流流器也需需消耗一一部分有有功功率率

10、)来发发光外，还还需800乏左右右的无功功功率供供镇流器器的线圈圈建立交交变磁场场用。由由于它不不对外做做功，才才被称之之为“无功”。无功功功率的的符号用用Q表示示，单位位为乏(Varr)或千千乏(kkVarr)5。无功功率决决不是无无用功率率，它的的用处很很大。电电动机需需要建立立和维持持旋转磁磁场，使使转子转转动，从从而带动动机械运运动，电电动机的的转子磁磁场就是是靠从电电源取得得无功功功率建立立的。变变压器也也同样需需要无功功功率，才才能使变变压器的的一次线线圈产生生磁场，在在二次线线圈感应应出电压压。因此此，没有有无功功功率，电电动机就就不会转转动，变变压器也也不能变变压，交交流接触触

11、器不会会吸合。为为了形象象地说明明这个问问题，现现举一个个例子：农村修修水利需需要开挖挖土方运运土，运运土时用用竹筐装装满土，挑挑走的土土好比是是有功功功率，挑挑空竹筐筐就好比比是无功功功率，竹竹筐并不不是没用用，没有有竹筐泥泥土怎么么运到堤堤上呢?在正常情况况下，用用电设备备不但要要从电源源取得有有功功率率，同时时还需要要从电源源取得无无功功率率。如果果电网中中的无功功功率供供不应求求，用电电设备就就没有足足够的无无功功率率来建立立正常的的电磁场场，那么么，这些些用电设设备就不不能维持持在额定定情况下下工作，用用电设备备的端电电压就要要下降，从从而影响响用电设设备的正正常运行行。无功功率对对

12、供、用用电产生生一定的的不良影影响，主主要表现现在：降低发电机机有功功功率的输输出。降低输、变变电设备备的供电电能力。造成线路电电压损失失增大和和电能损损耗的增增加。造成低功率率因数运运行和电电压下降降，使电电气设备备容量得得不到充充分发挥挥。从发电机和和高压输输电线供供给的无无功功率率，远远远满足不不了负荷荷的需要要，所以以在电网网中要设设置一些些无功补补偿装置置来补充充无功功功率，以以保证用用户对无无功功率率的需要要，这样样用电设设备才能能在额定定电压下下工作。这这就是电电网需要要装设无无功补偿偿装置的的道理。电网中的电电力负荷荷如电动动机、变变压器等等，属于于既有电电阻又有有电感的的电感

13、性性负载。电电感性负负载的电电压和电电流的相相量间存存在着一一个相位位差，通通常用相相位角的余弦弦coss来表示示。coos称为功功率因数数，又叫叫力率。功功率因数数是反映映电力用用户用电电设备合合理使用用状况、电电能利用用程度和和用电管管理水平平的一项项重要指指标。三三相功率率因数的的计算公公式为： （44-1）式中coss功率因因数；P有功功功率，kkW；Q无功功功率,kVaar；S视在在功率,kV。AA；U用电电设备的的额定电电压,VV；I用电电设备的的运行电电流,AA。功率因数分分为自然然功率因因数、瞬瞬时功率率因数和和加权平平均功率率因数。(1)自然然功率因因数：是是指用电电设备没没

14、有安装装无功补补偿设备备时的功功率因数数，或者者说用电电设备本本身所具具有的功功率因数数。自然然功率因因数的高高低主要要取决于于用电设设备的负负荷性质质，电阻阻性负荷荷(白炽炽灯、电电阻炉)的功率率因数较较高，等等于1，而而电感性性负荷(电动机机、电焊焊机)的的功率因因数比较较低，都都小于11。(2)瞬时时功率因因数：是是指在某某一瞬间间由功率率因数表表读出的的功率因因数。瞬瞬时功率率因数是是随着用用电设备备的类型型、负荷荷的大小小和电压压的高低低而时刻刻在变化化5。(3)加权权平均功功率因数数：是指指在一定定时间段段内功率率因数的的平均值值，其计计算公式式为： （4-2）提高功率因因数的方方

15、法有两两种，一一种是改改善自然然功率因因数，另另一种是是安装人人工补偿偿装置。5.变压器器的台数数、容量量和类型型的选择择5.1 变变压器的的介绍变压器的最最基本型型式，包包括两组组绕有导导线的线线圈，并并且彼此此以电感感方式耦耦合一起起。当一一交流电电流(具具有某一一已知频频率)流流于其中中之一组组线圈时时，于另另一组线线圈中将将感应出出具有相相同频率率的交流流电压，而而感应的的电压大大小取决决于两线线圈耦合合及磁交交链的程程度。一一般指连连接交流流电源的的线圈称称之为“一次线线圈”(Priimammaryy Cooil)；而跨跨于此线线圈的电电压称之之为“一次电电压”。在二二次线圈圈的感应

16、应电压可可能大于于或小于于一次电电压，是是由一次次线圈与与二次线线圈间的的“匝数比比”所决定定的。因因此，变变压器区区分为升升压与降降压变压压器两种种。大部部份的变变压器均均有固定定的铁心心，其上上绕有一一次与二二次的线线圈。基基于铁芯芯材料的的高导磁磁性，大大部份磁磁通量局局限在铁铁心里，因因此，两两组线圈圈藉此可可以获得得相当高高程度的的磁耦合合。在一一些变压压器中，线线圈与铁铁心二者者间紧密密地结合合，其一一次与二二次电压压的比值值几乎与与二者的的线圈匝匝数比相相同。因因此，变变压器的的匝数比比，一般般可作为为变压器器升压或或降压的的参考指指标。由由于此项项升压与与降压的的功能，使使得变

17、压压器已成成为现代代化电力力系统中中的一种种重要设设备，升升压变压压器可以以提升输输电电压压使得长长途输送送电力更更为经济济，至于于降压变变压器，它它使得电电力运用用方面更更加多元元化，我我们可以以这幺说说，倘无无变压器器，则现现代工业业实无法法达到目目前发展展的现况况。5.2 厂厂用变压压器厂用变压器器大多数数采用双双绕组无无励磁调调压辐向向分裂方方式。因因运行环环境条件件要求，变变压器须须有较强强的抗短短路能力力。产品设计上上采取铁铁芯级间间加装圆圆木撑条条，绕组组增加辅辅助撑条条以及内内衬硬纸纸筒保证证其刚度度。工艺艺上采取取保证高高、低压压绕组同同一高度度，轴向向可靠压压紧，引引线出头

18、头牢固夹夹持，垫垫块密化化处理等等措施，使使其安全全可靠。5.3变压压器的保保护变压器的继继电保护护是利用用当变压压器内外外发生故故障时，由由于电流流、电压压、油温温等随之之发生变变化，通通过这些些突然变变化来发发现、判判断变压压器故障障性质和和范围，继继而作出出相应的的反应和和处理。动作后的检检查与处处理继电电保护动动作后，如如确认是是速断保保护动作作，可暂暂时解除除信号音音响。如如有瓦斯斯保护，先先检查瓦瓦斯保护护是否动动作，如如未动作作，说明明故障点点在变压压器外部部，重点点检查变变压器及及高压断断路器向向变压器器供电的的线路，看看电缆、母母线是否否有相间间短路故故障。此此外，还还应重点

19、点检查变变压器高高压引线线有无明明显故障障点和其其他明显显异常现现象，如如变压器器喷油、起起火、温温升过高高等。如果发现是是瓦斯动动作，可可基本判判断故障障在变压压器内部部。一是是，当变变压器绕绕组匝间间与层间间局部短短路、铁铁芯绝缘缘不良，以以及变压压器严重重漏油，油油面下降降，轻瓦瓦斯均会会动作；当变压压器内部部发生严严重故障障，如一一次绕组组故障造造成相间间短路，故故障电流流使变压压器产生生强烈气气流和油油流，冲冲击重瓦瓦斯挡板板，使重重瓦斯动动作，断断路器掉掉闸并发发出信号号。二是是，如当当时变压压器无明明显异常常，可收收集变压压器瓦斯斯气体，进进一步分分析、确确定故障障性质。收收集到

20、的的气体若若无色、无无味，且且不可燃燃，说明明瓦斯继继电器动动作的原原因是油油内排出出的空气气引起；如果收收集到的的气体是是黄色的的，不易易燃烧，说说明是变变压器木木质部分分故障；如气体体是淡黄黄色带有有强烈臭臭味并可可燃的，则则为绝缘缘纸或纸纸板故障障；当气气体为灰灰色或黑黑色易燃燃，则为为绝缘油油故障。对对于室外外变压器器，可以以打开瓦瓦斯继电电器的气气阀，点点燃从放放气阀排排出的气气体，如如果气体体可燃，则则将燃烧烧并发出出明亮的的火焰。需需要注意意的是当当油开始始从放气气阀外溢溢出时，应应迅速将将放气阀阀关闭；对于室室内变压压器，应应禁止在在室内进进行点燃燃试验；判断气气体颜色色要迅速

21、速，否则则气体颜颜色会很很快消失失；取变变压器瓦瓦斯气体体时应停停电后进进行。三三是，如如瓦斯保保护动作作仍未查查明原因因，为了了进一步步证实变变压器是是否为良良好状态态，可取取出变压压器油样样作简化化试验，看看有无耐耐压降低低和油闪闪点下降降的现象象。如仍仍然没有有问题，应应进一步步检查瓦瓦斯保护护二次回回路，看看是否因因瓦斯保保护误动动作，以以证实继继电保护护的可靠靠性。变变压器重重瓦斯动动作时，断断路器掉掉闸，如如未进行行故障处处理并未未确实证证明变压压器无故故障时，不不可重新新合闸送送电。若发现是差差动保护护动作，需需对动作作原因进进行判断断。要准准确判断断出是变变压器套套管等原原因造

22、成成的，还还是变压压器内部部故障的的原因。主变压器保保护原理理图如图图5-11所示：其中1LJJ6LLJ-电电流继电电器；（DL-111）ZZJ-中中间继电电器；（DZS-1366）SJJ-时间间继电器器；（DS-1112）11XJ3XJJ-电流流式信号号继电器器；（DX-111/00.0225）44XJ5XJJ-电压压式信号号继电器器；（DX-111/2220）11LP3LPP-连接接片；R-管型电电阻；（ZG-111-550）WWSJ-瓦斯继继电器；WJ-温度度信号计计。图5-1 主变压压器保护护原理图图6.短路电电流的计计算6.1 产产生短路路电流的的原因、危危害及计计算方法法短路实际上

23、上是电路路中的电电流过大大,原因因是电路路中没有有用电器器,因在在电路中中电流产产生的热热量与电电流的平平方成正正比,故故当电路路中没有有用电器器时,导导线的电电阻很小小,所以以电路中中的电流流就非常常大，于于是使电电路中产产生很大大的热.瞬间的的高温使使电源损损坏。短路电电流的计计算6KKV，99.2除除电抗；10KKV，55.5除除电抗; 355KV，11.6除除电抗; 1110KVV，0.5除电电抗。00.4KKV，1150除除电抗例例：已知知一短路路点前各各元件电电抗标么么值之和和为 XX*=2,短短路点电电压等级级为6KKV,则则短路点点的短路路电流IId=99.2/2=44.6KK

24、A。短短路电流流单位：KA短路冲击电电流的计计算，10000KVVA及以以下变压压器二次次侧短路路时，冲击电电流有效效值：= （66-1）冲击电流峰峰值=11.8，10000KVVA以上上变压器器二次侧侧短路时时，冲击电电流有效效值：=1.5 （66-2）冲击电流峰峰值：=2.5 （66-3）例：已知短短路点16000KVVA变压压器二次次侧的的短路电电流=44.6KKA，则则该点冲冲击电流流有效值值=1.511.5*4.667.36KKA,冲冲击电流流峰值=2.55=2.5*4406=11.5KAA。可见见短路电电流计算算的关键键是算出出短路点点前的总总电抗标么值值.但但一定要要包括系系统电

25、抗抗6。6.2 短短路电流流点的计计算确定短路电电流时，应应按可能能发生最最大短路路电流的的正常接接线方式式计算。做做短路电电流动稳稳定、热热稳定校校验时短短路点的的选择，对对于不带带电抗器器的回路路，短路路点应选选择在正正常接线线方式下下短路电电流为最最大的地地点；对对于固定定式开关关柜带电电抗器的的 10（66）kVV出线，隔隔板（母母线与母母线隔离离开关之之间）前前的引线线和套管管应按短短路点在在电抗器器前计算算；隔板板后的引引线和电电器一般般按短路路点在电电抗器后后计算8。验算电缆的的热稳定定时，短短路点按按下述情情况确定定：不超过制造造长度的的单根电电缆，短短路发生生在电缆缆的末端端

26、。中间接头的的电缆，短短路发生生在每一一缩减电电缆截面面的线段段首端；电缆线线段为等等截面时时，则短短路发生生在下一一段电缆缆的首端端，即第第一个中中间接头头处。无中间接头头的并列列连接的的电缆，短短路发生生在并列列点后。7.高、低低压电气气一次设设备的选选择7.1 电电气设备备的选择择对工厂厂企业的的意义在配网的建建设中，只只要加强强对配电电设备的的选择，严严格按照照上面提提到的选选择方法法和注意意问题进进行选择择，就可可以提高高设备运运行的水水平，减减少事故故发生。7.2 电电气设备备的选择择及其效效验理论论电力系统的的各种电电气设备备的作用用和工作作条件并并不一样样，它们们的具体体选择方

27、方法也不不完全相相同，但但对它们们的基本本要求却却是一致致的，因因此，对对各种电电气设备备必须按按正常工工作条件件进行选选择，并并且按短短路情况况校验其其热稳定定和动稳稳定的基基本方法法。(1)按正正常工作作条件选选择电器器。正常常工作条条件是指指电器的的额定电电压和额额定电流流。1）额定电电压的选选择。电电器的额额定电压压就是铭铭牌上标标出的电电压。另另外，电电器还有有最大工工作电压压，电器器长期运运行所允允许的最最大电压压(一般般指超过过额定电电压100155的电电压)。制制造厂对对电器、绝绝缘子、电电缆等都都规定了了它们的的额定电电压和最最大工作作电压，如如10/11.5、335/440

28、.55、1110/1121、2220/2422、3330/3360kkV等。选选择时必必须使电电器装置置点的电电网额定定电压不不应超过过电器的的额定电电压7。实际上，电电器所在在的工作作电压是是在变化化的，各各点的电电压也不不相同，根根据规定定，电网网最高电电压不得得大于电电网额定定电压的的5，此此值未超超过电器器的最大大工作电电压。因因此，电电器在此此电网下下运行是是安全可可靠的。另外，选择择额定电电压时，要要考虑海海拔对电电气设备备外绝缘缘的影响响，随着着海拔高高度的增增加，大大气的压压力下降降，空气气密度和和湿度相相应地减减少，使使空气间间隙和瓷瓷绝缘的的放电特特性下降降，影响响电气设设

29、备的外外绝缘(指暴露露于空气气中的绝绝缘)强强度，制制造厂规规定的电电气设备备的最大大工作电电压就要要下降，对对此，必必须进行行校正8。2）额定电电流的选选择。电电器的额额定电流流是指在在额定周周围环境境温度下下，长时时间内电电器所能能允许通通过的电电流。选选择电器器时应满满足额定定电流不不小于该该回路在在各种合合理运行行方式下下的最大大持续工工作电流流。周围空气温温度对允允许连续续电流有有很大的的影响。我我国目前前生产的的电器，设设计时取取周围介介质最高高温度440，如果果周围最最高气温温大于440，由于于冷却条条件变坏坏，其允允许电流流应按下下式校正正： （77-1）式中In-空气温温度为

30、440时电器器的额定定电流，AAIP-空气气温度为为实际环环境温度度时的连连续允许许电流，AA当周围介质质温度低低于400时，每每低1，允许许电流增增加0.5，但但增加的的总数不不得大于于额定电电流的220。为使电器能能适应地地区的温温度变化化，我国国规定，对对于按标标准制造造的电器器，其适适用温度度为440+400(变压压器、电电压互感感器为30+400)，但但不能在在大于+60的周围围环境温温度下工工作。此外，选择择电器时时，还应应考虑电电器的装装置环境境。屋外外配电装装置的电电器，经经常受到到风、霜霜、雨露露、霜冰冰、灰尘尘和有害害气体等等的影响响，工作作条件比比屋内配配电装置置的电器器

31、要差得得很多，因因此，电电器常制制成屋内内装置和和屋外装装置两种种。周围围环境有有污秽的的地区、海海边、盐盐湖区等等，必须须注意加加强绝缘缘，采用用特殊绝绝缘结构构的加强强型电器器，或选选用额定定电压高高一级的的电器。(2)按短短路情况况校验电电器的热热稳定和和动稳定定。通过过短路电电流愈大大，电器器受到的的影响愈愈严重。选选择通过过电器的的短路电电流为最最大的那那些点为为短路计计算点。校验电器的的热稳定定和开断断能力时时，还必必须正确确估计短短路的计计算时间间。短路路计算时时间t为为相应的的继电保保护动作作时间tt1和断路路器分闸闸时间tt2之和，即即: （7-2）t2是指主主保持动动作时间

32、间。如果果主保护护有死区区时，应应使用后后备保护护动作时时间，此此时，应应采用相相应死区区内的短短路电流流值。1）短路热热稳定校校验。短短路热稳稳定校验验就是要要求所选选的电器器，当短短路电流流通过时时，其最最高温度度不应超超过制造造厂规定定的短路路时发热热最高允允许温度度。2）电动稳稳定校验验。电动动稳定是是指电器器承受短短路电流流引起的的机械效效应的能能力，在在校验时时，须用用短路电电流的最最大值与与制造厂厂规定的的设备允允许通过过的动稳稳定电流流进行比比较。ishiiP或IshhIP式中ishh、Ishh-短短路冲击击电流幅幅值及其其有效值值iP、IPP-设设备允许许通过的的动稳定定电流

33、的的峰值及及其有效效值但以下几种种情况可可以不校校验热稳稳定或动动稳定：熔断器保护护的电器器，其热热稳定由由熔断器器时间保保证，故故可不校校验热稳稳定。采用有限流流电阻的的熔断器器保护的的设备，可可不校验验动稳定定。装设在电压压互感器器回路中中的裸导导体和电电器可不不校验动动稳定、热热稳定。7.3 高高压断路路器的选选择断路器的选选择必须须按正常常的工作作条件进进行选择择，并且且按断路路情况校校验其热热稳定和和动稳定定。此外外，还应应考虑电电器安装装地点的的环境条条件，当当气温、风风速、温温度、污污秽等级级、海拔拔高度、地地震烈度度和覆冰冰厚度等等环境条条件超过过一般电电器使用用条件时时，应采

34、采取有效效措施8。对高压断路路器有以以下几个个方面的的要求，这这些要求求在断路路器的基基本技术术参数上上得到体体现。(1)断路路器在额额定条件件下（额额定电压压、额定定电流）可可以长期期工作。(2)应有有足够的的开断能能力，并并保证有有足够的的热稳定定和动稳稳定（开开断电流流、额定定关合电电流、极极限通过过电流、热热稳定电电流）。(3)具有有尽可能能短的开开断时间间，这对对减少电电网的故故障时间间，减轻轻故障设设备的损损害，提提高系统统稳定性性都是有有利的。(4)结构构简单、价价格低廉廉、体积积小、重重量轻、便便于安装装。下面是几种种常用断断路器的的特点：多油断路器器实现简简单、价价格便宜宜，

35、但由由于用油油量大、体体积大、检检修工作作量大、且且易发生生爆炸和和火灾现现象，一一般情况况下不采采用。少油断路器器用油少少、油箱箱结构小小而坚固固，具有有节省材材料、防防爆防火火特点。少少油断路路器使用用安全，使使配电装装置大大大简化，体体积小、便便于运输输、目前前被大量量采用。空气断路器器断路能能力大、动动作时间间快、尺尺寸小、重重量轻、无无火灾危危险，但但结构复复杂、价价格贵、需需要装设设压缩空空气系统统等，主主要用于于1100KV及及以上对对电气参参数及断断路时间间有较高高要求的的系统中中。SF6电气气性能好好、断口口电压可可较高。设设备的操操作维护护和检修修都很方方便、检检修周期期长

36、而且且它的开开断性能能好、占占地面积积小、特特别是发发展SFF6封闭闭组合电电器可大大大减少少变电所所的占地地面积。SSF6断断路器广广泛应用用于900年代，目目前我国国已成功功生产和和研制了了2200、3330、5500KKV的SSF6断断路器7.4 继继电保护护选择及及整定整定计算原原则：（1）需符符合电电力装置置的继电电保护和和自动装装置设计计规范GGB5000622-922等相关关国家标标准99。（2）可靠靠性、选选择性、灵灵敏性、速速动性应应严格保保障。7.5 电电流互感感器、电电压互感感器的选选择高压电网中中，计量量仪表的的电流线线圈和继继电保护护装置中中断路器器的电流流线圈都都是

37、通过过电流互互感器供供电的。这这样可以以隔离高高电压，有有利于运运行人员员的安全全，同时时还可以以使仪表表及继电电器等制制造标准准化10。根据电流互互感器的的选择项项目：一次绕组的的额定电电压；一次侧的额额定电流流，一般般要大于于等于线线路最大大工作电电源或线线路变压压器额定定电流的的1.22-1.5倍11；电压互感器器是测量量高压用用的。其其一次绕绕组与高高压电路路并联，额额定电压压与电路路电压同同一等级级。8.电气主主接线8.1 电电气主接接线的意意义及重重要性电气主接线线主要是是指在发发电厂、变变电所、电电力系统统中，为为满足预预定的功功率传送送和运行行等要求求而设计计的、表表明高压压电

38、气设设备之间间相互连连接关系系的传送送电能的的电路。电电路中的的高压电电气设备备包括发发电机、变变压器、母母线、断断路器、隔隔离刀闸闸、线路路等。它它们的连连接方式式对供电电可靠性性、运行行灵活性性及经济济合理性性等起着着决定性性作用。一一般在研研究主接接线方案案和运行行方式时时，为了了清晰和和方便，通通常将三三相电路路图描绘绘成单线线图。在在绘制主主接线全全图时，将将互感器器、避雷雷器、电电容器、中中性点设设备以及及载波通通信用的的通道加加工元件件（也称称高频阻阻波器）等等也表示示出来。对一个电厂厂而言，电电气主接接线在电电厂设计计时就根根据机组组容量、电电厂规模模及电厂厂在电力力系统中中的

39、地位位等，从从供电的的可靠性性、运行行的灵活活性和方方便性、经经济性、发发展和扩扩建的可可能性等等方面，经经综合比比较后确确定。它它的接线线方式能能反映正正常和事事故情况况下的供供送电情情况。电电气主接接线又称称电气一一次接线线图。电气主接线线应满足足以下几几点要求求：运行的可靠靠性：主主接线系系统应保保证对用用户供电电的可靠靠性，特特别是保保证对重重要负荷荷的供电电。运行的灵活活性：主主接线系系统应能能灵活地地适应各各种工作作情况，特特别是当当一部分分设备检检修或工工作情况况发生变变化时，能能够通过过倒换开开关的运运行方式式，做到到调度灵灵活，不不中断向向用户的的供电。在在扩建时时应能很很方

40、便的的从初期期建设到到最终接接线。主接线系统统还应保保证运行行操作的的方便以以及在保保证满足足技术条条件的要要求下，做做到经济济合理，尽尽量减少少占地面面积，节节省投资资。8.2 电电气主接接线的设设计图8-1 变电所所直配供供配电方方式电力力系统接接线简图图设计要求：（1）保证证向用户户供电的的可靠性性。（2）保证证电能质质量频率和和电压符符合要求求（3）大型型电厂的的机组在在分期投投入过程程中，应应考虑逐逐年电力力，电量量平衡。设计原则：新机组效率率较高，应应保证安安全满发发。大中型电厂厂的电压压等级不不宜多于于三级。电气参数：最小负荷与与最大负负荷之比比，取00.6-0.77。按不同企业

41、业，确定定负荷率率或最大大负荷利利用小时时数，用用以计算算电量或或电能损损耗，以以便进行行技术比比较。35千伏以以下负荷荷的同时时率取00.855-0.9；对对大型工工矿企业业则取00.9-1。综合负荷荷功率因因数取为为0.88；大型型冶金企企业取为为0.995。线损平均均取为00.055，有具具体数值值时，可可采用实实际值。对于电厂设设计，首首先应有有任务书书作为依依据。一一般给定定电厂容容量，机机组台数数，主要要负荷性性质和要要求，接接入情况况。其他他资料，如如燃料来来源和发发热量、供供水、出出灰、交交通、环环境污染染、可利利用场地地、迁徙徙设施和和居民等等情况，均均应充分分掌握，才才能进

42、行行设计11。对于单元接接线的发发电机变变压器组组，如果果设计师师不考虑虑采用扩扩大单元元或分裂裂低压绕绕组的变变压器，它它的容量量的台数数就没有有必要进进行很多多计算，均均按发电电机标准准规范配配套即可可。在具具有发电电机电压压母线的的电厂和和地区负负荷很多多的情况况下，则则要求选选定两台台或三台台适当容容量的升升压变压压器。从从设备简简单，可可靠性高高的角度度考虑，一一般优先先设置两两台容量量相同的的升压变变压器。确确定变压压器容量量的原则则应以地地区负荷荷最低时时发电机机的功率率能全部部送出，同同时，考考虑地区区负荷最最大时，允允许系统统倒送一一部分功功率，以以保证全全部用户户的需要要。

43、变压压器检修修可考虑虑与发电电机检修修同时进进行。当当一台变变压器故故障时，其其余变压压器允许许过负荷荷并加强强冷却，保保证送出出75%以上的的电源功功率。若若设计的的主接线线由几个个方案，其其中变压压器台数数和容量量也不同同时，应应进行比比较后才才能确定定。设计计时，需需要计算算和考虑虑以下几几个问题题：（1）电能能损耗计计算（2）计算算综和造造价的运运行费（3）确定定方案技术经济比比较：（1）根据据任务书书，原始始资料和和数据，就就可初步步拟出几几个主接接线方案案。其中中包括发发电机，变变压器，母母线的连连接方式式及电压压等级，出出线回数数，厂用用电高压压部分等等。出线线一般由由系统设设计

44、单位位提供，但但需要研研究配合合。厂用用电部分分，如果果在几个个方案中中是相同同的，可可不必列列出，只只需记入入综合造造价和年年运行费费中112。（2）结合合系统接接线图，对对提出的的几个方方案，将将重点部部分进行行断路电电流计算算，以选选定主要要断路器器级母线线设备等等，并结结合系统统计算的的要求，确确定主变变压器台台数，容容量和电电压分接接头。然然后对这这几个方方案作概概率略分分析，即即对负荷荷，供电电能力，事事故情况况下的影影响，检检修维护护，起停停过程进进行比较较，并列列出概算算表。再再从技术术经济两两方面进进行考虑虑去掉一一些比较较差的方方案，保保留23个个比较好好的方案案，留作作详

45、细比比较。在在这过程程中，初初步提出出的方案案考虑面面可以宽宽些，不不要让较较好的方方案在第第一次被被漏掉。（3）对较较好的22-33个方案案，进行行详细计计算分析析，包括括短路电电流补充充计算，选选出主要要设备，并并计算全全厂电气气综合投投资和运运行费，进进行技术术经济比比较。具具体做法法与确定定变压器器台数容容量是相相同，只只不过范范围更广广些，这这里不再再重复。可靠性：可靠性本身身在理论论上是概概率问题题，应用用在发、输输电方面面的概念念有：设设备的可可靠性；发电厂厂供给电电力的可可靠性；发电厂厂供给电电量的可可靠性13。9.导线截截面的选选择9.1 110KVV侧导线线的选择择10kV

46、线线路导线线截面的的选择应应考虑线线路所需需的供电电能力、电电压损耗耗、网络络结线等等因素外外，基于于规范110kVV线路导导线截面面选择的的要求，对对于100kV线线路导线线截面的的选择应应尽量简简化以及及标准化化，通常常每个单单位选择择233个等级级，其中中特别强强调用户户分、支支线导线线截面的的选择应应与公用用线路导导线的选选择同等等考虑，通通过导线线选择的的标准化化有利于于今后配配网网络络的改造造。10kV线线路导线线截面主主干线的的通流容容量应与与变电站站开关柜柜的通流流容量相相匹配。架架空线路路主干线线选用LLGJ-2400或LGJJ-1885，次干干线选用用LGJJ-1550或L

47、GJJ-1220，分分支线选选用LGGJ-770，架架空绝缘缘导线截截面选择择与裸导导线同等等考虑。电电缆线路路主干线线干线选选用3000或2400，分线线1500，支线线一般用用70。（当当与电缆缆导线与与架空导导线配合合使用，电电缆导线线截面比比架空导导线截面面大一个个规格）9.2 车车间变电电所进线线的选择择低压配电线线路导线线应采用用绝缘导导线，淘淘汰裸导导线及逐逐步淘汰汰麻皮导导线，导导线截面面应按中中期规划划，按照照经济电电流密度度确定，并并能满足足末端电电压的要要求。电电缆建议议采用（四四芯）交交联聚乙乙烯绝缘缘带铠装装保护的的铜芯电电力电缆缆，或（单单芯）交交联聚乙乙烯绝缘缘铜

48、芯电电力电缆缆，绝缘缘水平为为1kVV；架空空主线宜宜采用铜铜芯聚氯氯乙烯绝绝缘聚氯氯乙烯护护套电缆缆（BVVV），铝铝芯线建建议采用用铝芯聚聚氯乙烯烯绝缘聚聚氯乙烯烯护套电电缆（BBLVVV）或铝铝芯橡皮皮绝缘氯氯丁线（BLXF），绝缘水平为0.5kV。当电力电缆与架空线配合使用时，应考虑电力电缆线径比架空线线径大一个等级。应根据各种种类型导导线的敷敷设适用用条件进进行导线线的敷设设，严禁禁将架空空导线用用电力电电缆的敷敷设方式式敷设。常常用低压压配电线线路导线线适用条条件导线线类型适适用条件件YJVV、VV系列列室内、外外电缆沟沟道及管管道固定定敷设，电电缆不能能承受机机械外力力作用。不不

49、能直埋埋敷设，单单芯电缆缆不能穿穿入金属属管中敷敷设。YYJV222、VV222系列列 室内内、外电电缆沟道道、管道道及直埋埋壕沟固固定敷设设。电缆缆能承受受机械外外力作用用，但不不能承受受大的拉拉力或冲冲击性的的压力，单单芯电缆缆不能穿穿入金属属管中敷敷设。BBVV、BLVVV系列列室内外外明敷固固定布线线及挠性性连接电电器，单单芯电缆缆不能穿穿入金属属管中敷敷设。BBLXFF系列室室内外明明敷固定定布线，特特别适用用于寒冷冷地区，单单芯电缆缆不能穿穿入金属属管中敷敷设113。10.防雷雷设计10.1 防雷接接地的理理论基础础防雷接地技技术在发发电、供供电、用用电单位位中处于于极为重重要的地

50、地位，是是保证电电网安全全、可靠靠运行及及生产和和生活用用电的关关键技术术。防雷雷接地技技术的应应用直接接影响供供用电的的可靠性性、供电电的质量量及用电电设备的的安全，并并与社会会的大生生产和人人民生命命财产密密切相关关。10.1.1 过电压压的概念念过电压是指指工频下下 HYPERLINK o 交流电 o 交流电 交流电电压均方方根值升升高，超超过额定定值的110%，并并且持续续时间大大与1 HYPERLINK o 分钟 o 分钟 分分钟的长长时间电电压变动动现象；过电压压的出现现 HYPERLINK o 通常 o 通常 通常是负负荷投切切的结果果，例如如：切断断某一大大 HYPERLINK

51、 o 容量 o 容量 容量负荷荷或向电电容器组组增能（ HYPERLINK o 无功补偿 o 无功补偿 无功补偿 HYPERLINK o 过剩 o 过剩 过剩导致的过电压）。电力系统在在 HYPERLINK o 特定 o 特定 特定 HYPERLINK o 条件 o 条件 条件件下所出出现的超超过工作作电压的的 HYPERLINK o 异常 o 异常 异常电压压升高。属属于电力力系统中中的一种种电磁扰扰动现象象。电工工设备的的绝缘长长期耐受受着 HYPERLINK o 工作电压 o 工作电压 工作作电压，同同时还 HYPERLINK o 必须 o 必须 必必须能够够承受一一定幅度度的过电电压，

52、这这样才能能 HYPERLINK o 保证 o 保证 保证电力力系统 HYPERLINK o 安全 o 安全 安安全可靠靠地运行行。 HYPERLINK o 研究 o 研究 研究究各种过过电压的的起因， HYPERLINK o 预测 o 预测 预测其幅值，并采取措施加以 HYPERLINK o 限制 o 限制 限制，是确定电力系统 HYPERLINK o 绝缘配合 o 绝缘配合 绝缘配合的前提，对于电工设备 HYPERLINK o 制造 o 制造 制造和电力系统运行都具有重要 HYPERLINK o 意义 o 意义 意义。过电压分外过电压和内过电压两大类。外过电压又又称雷电电过电压压、大气气过

53、电压压。由 HYPERLINK o 大气 o 大气 大大气中的的雷云对对地面放放电而引引起的。分分直击雷雷过电压压和感应应雷过电电压两种种。雷电电过电压压的持续续时间约约为几十十 HYPERLINK o 微秒 o 微秒 微秒， HYPERLINK o 具有 o 具有 具有 HYPERLINK o 脉冲 o 脉冲 脉冲冲的特性性，故常常称为 HYPERLINK o 雷电 o 雷电 雷雷电 HYPERLINK o 冲击波 o 冲击波 冲击击波。直直击雷过过电压是是雷闪直直接击中中电工设设备导电电部分时时所出现现的过电电压。雷雷闪击中中带电的的导体，如如架空输输电线路路导线，称称为直接接雷击。雷雷闪

54、击中中正常情情况下处处于接地地 HYPERLINK o 状态 o 状态 状态的导导体，如如输电线线路 HYPERLINK o 铁塔 o 铁塔 铁塔塔，使其其 HYPERLINK o 电位 o 电位 电位升高高以后又又对带电电的 HYPERLINK o 导体 o 导体 导体体放电 HYPERLINK o 称为 o 称为 称为为 HYPERLINK o 反击 o 反击 反击。 HYPERLINK o 直击雷 o 直击雷 直击雷雷过电压压幅值可可达上 HYPERLINK o 百万 o 百万 百百万伏，会会 HYPERLINK o 破坏 o 破坏 破坏 HYPERLINK o 电工 o 电工 电工工设

55、施绝绝缘，引引起短路路接地故故障。 HYPERLINK o 感应雷 o 感应雷 感感应雷过过电压是是 HYPERLINK o 雷闪 o 雷闪 雷闪 HYPERLINK o 击中 o 击中 击中中电工设设备 HYPERLINK o 附近 o 附近 附近近 HYPERLINK o 地面 o 地面 地面，在在 HYPERLINK o 放电 o 放电 放电 HYPERLINK o 过程 o 过程 过程程中由于于 HYPERLINK o 空间 o 空间 空间电磁磁场的急急剧 HYPERLINK o 变化 o 变化 变化化而使未未 HYPERLINK o 直接 o 直接 直接遭受受雷击的的 HYPERLI

56、NK o 电工设备 o 电工设备 电工设设备（包包括 HYPERLINK o 二次设备 o 二次设备 二次次设备、 HYPERLINK o 通信 o 通信 通信 HYPERLINK o 设备 o 设备 设备备）上感感应出的的过电压压。因此此， HYPERLINK o 架空输电线路 o 架空输电线路 架空空输电线线路需架架设 HYPERLINK o 避雷线 o 避雷线 避雷雷线和 HYPERLINK o 接地装置 o 接地装置 接地装装置等进进行防护护。通常常用线路路耐雷水水平和 HYPERLINK o 雷击 o 雷击 雷雷击跳闸闸率 HYPERLINK o 表示 o 表示 表示示输电线线路的防

57、防雷 HYPERLINK o 能力 o 能力 能力力。内过电压是是指电力力系统 HYPERLINK o 内部 o 内部 内内部运行行方式发发生 HYPERLINK o 改变 o 改变 改变变而引起起的过电电压。有有暂态过过电压、操操作过电电压和谐谐振过电电压。暂暂态过电电压是由由于 HYPERLINK o 断路器 o 断路器 断路路器操作作或发生生短路故故障，使使电力系系统 HYPERLINK o 经历 o 经历 经历历过渡过过程以后后重新达达到某种种暂时稳稳定的情情况下所所出现的的过电压压 ，又又称工频频电压升升高。常常见的有有：空载载长线电电容效应应（ HYPERLINK o 费兰梯 o

58、费兰梯 费兰兰梯效应应），在在工频电电源 HYPERLINK o 作用 o 作用 作用用下，由由于远距距离空载载线路电电容效应应的 HYPERLINK o 积累 o 积累 积累累，使沿沿线电压压 HYPERLINK o 分布 o 分布 分布 HYPERLINK o 不等 o 不等 不等等，末端端电压最最高。不不对称短短路接地地，三相相输电线线路a相相短路接接地故障障时，bb、c相相上的 HYPERLINK o 电压 o 电压 电电压会升升高。甩甩负荷过过电压，输输电线路路因发生生 HYPERLINK o 故障 o 故障 故障而被被迫突然然甩掉 HYPERLINK o 负荷 o 负荷 负负荷时，

59、由由于电源源电动势势尚未及及时 HYPERLINK o 自动 o 自动 自动动 HYPERLINK o 调节 o 调节 调节而引引起的过过电压。 HYPERLINK o 操作过电压 o 操作过电压 操作过电压是由于进行断路器 HYPERLINK o 操作 o 操作 操作或发生 HYPERLINK o 突然 o 突然 突然 HYPERLINK o 短路 o 短路 短路而引起的 HYPERLINK o 衰减 o 衰减 衰减较快持续 HYPERLINK o 时间 o 时间 时间较短的过电压，常见的有：空载 HYPERLINK o 线路 o 线路 线路合闸和 HYPERLINK o 重合闸 o 重合闸

60、 重合闸过电压。切除空载线路过电压。切断空载 HYPERLINK o 变压器 o 变压器 变压器过电压。弧光 HYPERLINK o 接地 o 接地 接地过电压。谐振过电压是电力系统中 HYPERLINK o 电感 o 电感 电感、 HYPERLINK o 电容 o 电容 电容等储能元件在某些接线 HYPERLINK o 方式 o 方式 方式下与 HYPERLINK o 电源 o 电源 电源 HYPERLINK o 频率 o 频率 频率发生谐振所造成的过电压。一般按起因分为： HYPERLINK o 线性 o 线性 线性谐振过电压。铁磁谐振过电压。参量 HYPERLINK o 谐振 o 谐振