電氣工程及其自動化畢業(yè)論文

1、歡迎閱讀西安科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書畢業(yè)生姓名李東專業(yè)電氣工程及其自動化學(xué)號指導(dǎo)教師所屬系（部）二O 年 月西安科技大學(xué)繼續(xù)斂育學(xué)陵畢業(yè)設(shè)計(jì)評閱書題目：變電所電氣主接線設(shè)計(jì)系電氣工程及其自動化專業(yè)姓名李東設(shè)計(jì)時間：2016年10月01 0-2011年11月30日評閱意見：成績：指導(dǎo)教師：（簽字）職 務(wù)：201年_月_日西安科技大學(xué)繼續(xù)教7T學(xué)陜畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄卡電氣工程及其自動化專業(yè)姓名 李東答辯內(nèi)問題摘要評議情況（簽名）成績評定指導(dǎo)教師評定成績答辯組評定成績綜合成績注：評定成績?yōu)?00分制，指導(dǎo)教師為30%,答辯組為70%。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：10/0.4kV變電所主變壓器選擇；

2、變電所電氣主接線 設(shè)計(jì)；短路電流計(jì)算；負(fù)荷計(jì)算；無功功率補(bǔ)償；電氣設(shè)備選擇（母線、高壓斷 路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補(bǔ)償電容器）；配電裝置 設(shè)計(jì)；繼電保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)；防雷保護(hù)設(shè)計(jì)等。根據(jù)電氣主線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求，本變電所電氣主 接線的高壓側(cè)采用單母線接線，低壓側(cè)采用單母線分段的電氣主接線形式；對低 壓側(cè)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算采用需要系數(shù)法；為減少無功損耗，提高電能的利用率，本 設(shè)計(jì)進(jìn)行了無功功率補(bǔ)償設(shè)計(jì)，使功率因數(shù)從0.69提高到0.9；短路電流的計(jì)算 包括短路點(diǎn)的選擇及其具體數(shù)值計(jì)算；而電氣設(shè)備選擇采用了按額定電流選擇， 按短路電流計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)的方法；

3、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)主要是對變壓器進(jìn)行電流 速斷保護(hù)和過電流保護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；配電裝置采用成套配電裝置；本變電所采用 避雷針防直擊雷保護(hù)。本設(shè)計(jì)十分注重運(yùn)用我國電氣設(shè)計(jì)的新技術(shù)和新的設(shè)備，實(shí)用性及強(qiáng)，考慮 到是實(shí)際工程的應(yīng)用，便以通俗易懂的語言進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞：變電所設(shè)計(jì)；電氣主接線；繼電保護(hù)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步促使社會中各行各業(yè)都在不斷地發(fā)展 壯大，特別是各種高、新、尖、精的技術(shù)應(yīng)用，而所有的一切都離不開電，而電 的中樞一變電所更是必不可少，起到至關(guān)重要的作用。電是一個廣義的范疇，伴隨負(fù)荷的不同，對電的要求也會隨之改變。10kV的 變電所應(yīng)用較為廣泛，其涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域，所以說對

4、10kV變電所的設(shè) 計(jì)具有十分重要的意義。此設(shè)計(jì)的題目是針對10kV變電所進(jìn)行的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)伊始，在工程 技術(shù)人員的陪同下對變電所進(jìn)行了參觀學(xué)習(xí)，并把所設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容做了整體的 記錄，參觀過程中通過技術(shù)人員的指導(dǎo)和結(jié)合自身的實(shí)際情況，選擇變電所的高 低壓部分設(shè)計(jì)，這部分設(shè)計(jì)相信對自己將來的工作也會有很大的幫助。本設(shè)計(jì)按 照以下的步驟進(jìn)行：首先：依照主接線的特點(diǎn)，選擇各個電壓等級的接線方式，進(jìn)行綜合比較， 選擇最佳接線方式。其次：進(jìn)行短路電流計(jì)算，根據(jù)短路點(diǎn)計(jì)算三相短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流。再次：根據(jù)所選電氣元件，結(jié)合實(shí)際繪制設(shè)計(jì)圖紙，包括主接線圖、二次回 路圖等。最后進(jìn)行校驗(yàn)。以上是理論

5、知識的體現(xiàn)而更中要的一點(diǎn)是在設(shè)計(jì)中培養(yǎng)自己運(yùn)用所學(xué)知識解 決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新精神，增強(qiáng)工程觀，在設(shè)計(jì)過程中主要立足于應(yīng)用所學(xué) 基本理論和專業(yè)知識，大膽地運(yùn)用新理論、新技術(shù)去分析解決實(shí)際問題，以便更好 地適應(yīng)工作的需要。了解整個設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容和基本要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的資料推備。資料準(zhǔn)備主要 通過查閱（包括上網(wǎng)查問）文獻(xiàn)資料和參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)兩條渠道進(jìn)行。此設(shè)計(jì)充分吸 收專業(yè)理論知識，考慮自己畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題方向，有目的、有計(jì)劃地查閱與選題 方向有關(guān)的文獻(xiàn)資料，特別是在參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)的過程中有意識地搜集生產(chǎn)過程及 新技術(shù)、新設(shè)備、改革新成果的應(yīng)用等方面資料，這也是為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題收集資 料的最重要途徑。選定

6、題目后，應(yīng)再有針對性地查閱一些資料，最后對所有收集 的資料進(jìn)行整理。并對其進(jìn)行完善，對于一個完整的設(shè)計(jì)而言，文字與圖紙并存。 文字的詳細(xì)敘述使內(nèi)容豐富，而圖紙則一目了然。第1章畢業(yè)設(shè)計(jì)概述1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)題目西安科技大學(xué)學(xué)院綜合教學(xué)樓變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)1.2畢業(yè)設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)是針對變電所進(jìn)行的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中涉及“發(fā)電廠電氣部分”、 “電力系統(tǒng)分析”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”等課程有關(guān)內(nèi)容，通過設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜 合運(yùn)用所學(xué)知識分析、解決本專業(yè)領(lǐng)域工程技術(shù)問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自學(xué) 能力；使學(xué)生受到工程師的基本訓(xùn)練，即工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究的初步能力；包括: 調(diào)查研究、搜集資料（含文獻(xiàn)檢索）；方案論證

7、、技術(shù)方案的計(jì)劃與實(shí)施；理論 分析、設(shè)計(jì)和計(jì)算；撰寫學(xué)術(shù)論文或設(shè)計(jì)說明書等的能力。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容主變壓器選擇；變電所電氣主接線設(shè)計(jì)；短路電流計(jì)算；電氣設(shè)備選擇（母 線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補(bǔ)償電容器）； 配電裝置設(shè)計(jì)；繼電保護(hù)設(shè)計(jì)；防雷保護(hù)設(shè)計(jì)；繪制電氣主接線圖，繪制配電裝 置平面圖及直擊雷保護(hù)范圍圖。1. 進(jìn)行10kV變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)；2. 完成任務(wù)書中的全部內(nèi)容；3. 繪制變電所電氣主接線圖；4. 繪制配電裝置平面圖及直擊雷保護(hù)范圍圖；5. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書按統(tǒng)一格式打印裝訂成冊；6. 說明書文字在1.5萬字以上，語言通順簡練，圖表畫法符合國家標(biāo)準(zhǔn)；7

8、. 完成與設(shè)計(jì)有關(guān)的英文資料翻譯；第2章主變壓器選擇在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變 壓器。在輸配電系統(tǒng)中，變壓器起到橋梁作用，變壓器是借助電磁感應(yīng)原理，以 相同的頻率，交換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。4.1變電所變壓器容量、臺數(shù)、型號選擇變壓器空載運(yùn)行時需用較大的無功功率，這些無功功率需由供電系統(tǒng)供給， 變壓器容量如選的過大，不但增加投資，而且使變壓器長期處于輕載運(yùn)行，出現(xiàn) “大馬拉小車”現(xiàn)象，使空載的損耗增加，功率因數(shù)降低，網(wǎng)絡(luò)損耗增加。若容 量選的小，會使變壓器長期過負(fù)載，易損壞設(shè)備。變壓器的最佳負(fù)載率在40%-70%之間，負(fù)載過高，損耗

9、明顯增加，另一方面, 由于變壓器容量裕度小，負(fù)載稍有增長，便需要增容，更換大容量的變壓器，勢 必增加投資，且影響供電?？傊x擇變壓器的容量，要以現(xiàn)有的負(fù)荷為依據(jù)，按 照5-10年的發(fā)展計(jì)劃來確定，按照遼寧工學(xué)院綜合樓變電所的設(shè)計(jì)選用的變壓器 容量為lOOOkVAo1. 臺數(shù)變壓器的臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇，要由負(fù)荷大小，對供 電的可靠性和電能質(zhì)量的要求來決定，并兼顧節(jié)約電能、降低運(yùn)行造價(jià)、維護(hù)設(shè) 備等因素，確定變壓器臺數(shù)應(yīng)綜合考慮，進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。按負(fù)荷的等級和大小來說，對于帶一、二級負(fù)荷的變電所，當(dāng)一、二級負(fù)荷 較多時，應(yīng)選兩臺或兩臺以上變壓器，如只有少量的一、二級負(fù)荷

10、并能從相鄰的 變電所取得低壓備用電源，可以只釆用一臺變壓器。對于像遼寧工學(xué)院綜合樓來說主要負(fù)荷是二、三類負(fù)荷，二級負(fù)荷主要是消 防電梯、應(yīng)急照明等負(fù)荷；而三級負(fù)荷主要是電力設(shè)備和普通照明，根據(jù)需要擬 裝設(shè)兩臺變壓器。2. 型號主變壓器的型號選擇主要考慮以下因素：1).變電所的所址選擇；2).建筑 物的防火等級；3).建筑物的使用功能；4).主要用電設(shè)備對供電的要求；5). 當(dāng)?shù)毓╇姴块T對變電所的管理體制等。設(shè)置在一類高、低壓主體建筑中的變壓器，應(yīng)選擇干式、氣體絕緣或非可燃 性液體絕緣的變壓器；二類高、低壓主體建筑也宜如此，否則應(yīng)釆取相應(yīng)的防火 措施。主變壓器安裝在地下時，根據(jù)消防要求，不得選用

11、可燃性油變壓器，地下層 一般比較潮濕，通風(fēng)條件不好，也不宜選用空氣絕緣的干式變壓器，而宜采用環(huán) 氧樹脂澆注型或者六氟化硫型變壓器，綜合所述結(jié)合校的具體情況選型為 SCB9-1000/10KV 變壓器。位于遼寧工學(xué)院綜合樓地下變電所的主變壓器型號為環(huán)氧樹脂澆注型，其技 術(shù)參數(shù)如表2-1所示。表4-1 SCB9-1000/10變壓器技術(shù)參數(shù)型號額定 容量 (KVA)額定電壓(kV)空載 損耗 (W)負(fù)載 損耗(W)短路阻抗(%)卞找電流(%)變壓器連接組高壓低壓SCB9-1000/10100010.50.41660855061.04. 2干式變壓器的結(jié)構(gòu)為了確保供電安全，迫切需要即可深入負(fù)荷中心乂

12、無燃燒危險(xiǎn)的變壓器，而 當(dāng)今，隨著社會進(jìn)步，干式變壓器得到了廣泛的應(yīng)用，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)干式變壓 器定義，所謂干式變壓器，就是指鐵心和繞組不浸入液體中的變壓器。干式變壓器的結(jié)構(gòu)與油浸式變壓器的差別不大，采用晶粒取向電工鋼片，輒 和柱采用45。全斜接縫，心柱用鋼帶或自干型絕緣粘帶綁扎，也有用粘結(jié)劑將鐵 心膠合，鐵心為防止因凝結(jié)而引起銹蝕，在鐵心表面涂有耐熱的防銹覆蓋漆或樹 脂，容量較大時，鐵芯中要有氣道，氣道尺寸為15-20mm,而干式變壓器的繞組 材料是銅箔或鋁箔，有時也采用銅線繞制，而低壓線圈(1000V及以下)，用銅 箔(或鋁箔)與預(yù)浸環(huán)氧樹脂的絕緣材料緊密繞制，釆用纏繞玻璃纖維加強(qiáng)樹脂 包封

13、，經(jīng)過工藝處理后，使高低壓線圈各自成為一個堅(jiān)固的整體，不但具有很強(qiáng) 的承受短路能力，而且經(jīng)過冷熱循環(huán)試驗(yàn)，證明了線圈具有耐潮、耐裂、阻燃和 自熄功能。由于干式變壓器的適用材料不同，其絕緣等級也不同，絕緣材料等級與絕緣 材料最高允許溫度見表4-2o表4-2絕緣等級與最高允許溫度絕緣等級YAEBFHC絕緣材料最高允許溫度(°C)951051201301551802204. 3干式變壓器的特點(diǎn)1. 占地面積小，不必單獨(dú)建設(shè)變壓器室，它可以和10kV的高壓柜，380/220V 的低壓配電柜裝在一個室內(nèi)。2. 運(yùn)行、維修量小。3. 具有耐熱、防塵、耐潮的特點(diǎn)，適合于安裝負(fù)荷中心，對系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

14、節(jié) 電起到了一定作用。4. 損耗小、噪聲小。5. 絕緣性好，局部放電量小，耐雷電沖擊力強(qiáng)。6. 機(jī)械強(qiáng)度高,抗溫度變化，抗短路能力強(qiáng)。7. 價(jià)格昂貴。8. 壽命期后，不易回收，污染環(huán)境。4. 4干式變壓器的使用注意事項(xiàng)1. 干式變壓器選擇不同的外殼，是由所處的環(huán)境和防護(hù)要求而定。2. 干式變壓器繞組的絕緣，很大程度影響變壓器的安全和使用壽命。3. 自然空氣冷卻和強(qiáng)迫空氣冷卻。4. 干式變壓器的過載能力與環(huán)境溫度、載前的負(fù)荷情況、變壓器的絕緣散熱 情況和發(fā)熱時間常數(shù)有關(guān)。第3章 變電所電氣主接線電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的 電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)

15、，故乂稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī) 定的設(shè)備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的 全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。電氣主接線是變電 所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。對電氣主接線的基本要 求概括地說應(yīng)包括電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。5. 1對電氣主接線的基本要求和原則1. 可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。衡量可 靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。經(jīng)過長期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對變電所采用的主接線 經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今釆用主接線的類型并不多。主接線的可靠性不僅要考慮一次設(shè)備 對供電可靠性的影

16、響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響。 同時，可靠性不是絕對的，而是相對的。一種主接線對某些變電所是可靠的，而 對另一些變電所可能是不可靠的。2. 靈活性主接線的靈活性有以下幾方面要求；1）調(diào)度要求。可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠 滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。2）檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢 修，且不致影響對用戶的供電。3）擴(kuò)建要求?？梢匀菀椎膹某跗谶^渡到終期接線，使在擴(kuò)建時，無論一次和 二次設(shè)備改建量最小。3. 經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。1. 考慮變電所在

17、電力系統(tǒng)中的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是 樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們 在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也 不同。2. 考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)5-10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大 小和分布、負(fù)荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行 方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。3. 考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回?cái)?shù)多少對主接線的影響對一級負(fù)荷，必須有兩個獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，應(yīng)保證全部 一級負(fù)荷不間斷

18、供電；對二級負(fù)荷，一般要有兩個電源供電，且當(dāng)一個電源失去 后，能保證大部分二級負(fù)荷供電。三級負(fù)荷一般只需一個電源供電。4. 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電所主變的容量和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常 對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的 可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可 靠性、靈活性要求低。5. 2電氣主接線設(shè)計(jì)程序1、電氣主接線的設(shè)計(jì)程序電氣主接線的設(shè)計(jì)伴隨著變電所的整體設(shè)計(jì)，即按照工程基本建設(shè)程序，歷 經(jīng)可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段等四個階段。 在各階段中隨要求、任務(wù)的不同

19、，其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路、 方法和步驟相同。（1）對原始資料進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下：1）本工程情況。主要包括：變電所類型；設(shè)計(jì)規(guī)劃容量；變壓器容量及臺 數(shù)；運(yùn)行方式等。2）電力系統(tǒng)情況。電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（5-10年）；變電所在電 力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和遠(yuǎn)景規(guī)劃與電力系統(tǒng) 連接方式以及各級電壓中性點(diǎn)接地方式等。3）負(fù)荷情況。負(fù)荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量 等。電力負(fù)荷在原始資料中雖己提供，但設(shè)計(jì)時應(yīng)該認(rèn)真地辯證地分析。因?yàn)樨?fù) 荷的發(fā)展和增長速度受政治、經(jīng)濟(jì)、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。如果設(shè)計(jì) 時，只依據(jù)負(fù)荷計(jì)劃數(shù)

20、字，而投產(chǎn)時實(shí)際負(fù)荷小了，就等于積壓資金，否則電量 供應(yīng)不足，就會影響其他工業(yè)的發(fā)展。4）環(huán)境條件。當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔、 地震等因素對主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。特別是我國土地 遼闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差英大，應(yīng)子以重視。對重型設(shè)備的運(yùn)輸條件也應(yīng) 充分考慮。5) 設(shè)備制造情況。為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對各主要電器的 性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、 經(jīng)濟(jì)性和可行性。(2) 擬定主接線方案。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可 擬定若干個主接線方案。因?yàn)閷﹄娫春统鼍€回路數(shù)、電壓等級、變

21、壓器臺數(shù)、容 量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會出現(xiàn)多種接線方案(近期和遠(yuǎn)期)。應(yīng)依據(jù)對主 接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，淘汰一些明顯不合理的方案， 最終保留23個技術(shù)上相當(dāng)，乂都能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行可靠性定量 分析計(jì)算比較，最后獲得技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案。(3) 主接線經(jīng)濟(jì)比較。(4) 短路電流計(jì)算。對擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短 路電流計(jì)算。(5) 電器設(shè)備的選擇。(6) 繪制電氣主接線圖及其他必要的圖紙。(7) 工程概算。包括：主要設(shè)備器材費(fèi)；安裝工程費(fèi)；其他費(fèi)用。5. 3主接線設(shè)計(jì)主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種形式，分為兩大類

22、：有匯 流母線的接線形式、無匯流母線的接線形式。變電所電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源(變壓器)、母線和出線(饋線)。各個變電 所的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?。在進(jìn)出線數(shù) 較多時(一般超過4回)，為便于電能的匯集和分配，釆用母線作為中間環(huán)節(jié)，可 使接線簡單清晰，運(yùn)行方便有利于安裝和擴(kuò)建。但有母線后，配電裝置占地面積 較大，使用斷路器等設(shè)備增多。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器較少，占地面積 小，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的變電所。有匯流母線的接線形 式主要有：單母線接線和雙母線接線。設(shè)計(jì)中僅以單母線接線為例。一、單母線接線圖5-1單母線接線如圖5-1所示，單母線接

23、線的特點(diǎn)是整個配電裝置只有一組母線，每個電源 線和引出線都經(jīng)過開關(guān)電器接到同一組母線上。供電電源是變壓器或高壓進(jìn)線回 路。母線既可以保證電源并列工作，乂能使任一條出線回路都可以從電源1或2 獲得電能。每條引出線回路中部裝有斷路器和隔離開關(guān)，靠近母線側(cè)的隔離開關(guān) QS2稱作母線隔離開關(guān)，靠近線路側(cè)的QS3稱為線路隔離開關(guān)(在實(shí)際變電所中, 通常把靠近電源側(cè)的隔離開關(guān)稱為甲刀閘，把靠近負(fù)荷側(cè)的隔離開關(guān)稱為乙刀 閘)。由于斷路器具有開合電路的專用滅弧裝置，可以開斷或閉合負(fù)荷電流和開斷 短路電流，故用來作為接通或切斷電路的控制電器。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置.其 開合電流能力極低，只能于設(shè)備停運(yùn)后退出工作時

24、斷開電路，保證與帶電部分隔 離，起著隔離電壓的作用。所以，同一回路中在斷路器可能出現(xiàn)電源的一側(cè)或兩 側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便檢修斷路器時隔離電源。若饋線的用戶側(cè)沒有電源時, 斷路器通往用戶則可以不裝設(shè)線路隔離開關(guān)。但如果費(fèi)用不大，為了防止過電壓 的侵入。也可以裝設(shè)。同一回路中串接的隔離開關(guān)和斷路器，在運(yùn)行操作時，必 須嚴(yán)格遵守下列操作順序：如對饋線送電時，須先合上隔離開關(guān)QS2和QS3,再投入斷路器QF2；如欲 停止對其供電，須先斷開QF2,然后再斷開QS3和QS2。為了防止誤操作，除嚴(yán) 格按照操作規(guī)程實(shí)行操作票制度外。還應(yīng)在隔離開關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間，加裝 電磁閉鎖、機(jī)械閉鎖。接地開關(guān)(乂稱

25、接地刀間)QS4是在檢修電路和設(shè)備時合上, 取代安全接地線的作用。當(dāng)電壓在UOkV及以上時，斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)扣線 路隔離開關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置接地開關(guān)。對35kV及以上的母線，在每段母線上 亦應(yīng)設(shè)置1一2組接地開關(guān)或接地器，以保證電器和母線檢修時的安全。1單母線接線的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和釆用成套配電裝 置。缺點(diǎn)：靈活性和可靠性差，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，必須 斷開它所連接的電源，與之相連的所有電力裝置在整個檢修期間均而停止工作。 此外，在出線斷路器檢修期間，必須停止該回路的供電。2.單母線接線的適用范圍一般適用于一臺主變壓器的以下兩種情況：(1)

26、6-10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。(2) 35-66kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。二、單母線分段接線為了克服一般單母線接線存在的缺點(diǎn)，提高它的供電可靠性和靈活性，可以 把單母線分成兒段，在每段母線之間裝設(shè)一個分段斷路器和兩個隔離開關(guān)。每段 母線上均接有電源和出線回路，便成為單母線分段接線，如圖5-2所示。1 單母線分段接線的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路， 有兩個電源供電；當(dāng)一證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在 檢修期間內(nèi)停電；當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越

27、；擴(kuò)建時 需向兩個方向均衡擴(kuò)建。2.適用范圍(1) 6 一 10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時。(2) 3566kV配電裝置出線回路數(shù)為48回時。圖5-2單母線分段接線現(xiàn)階段最常用的接線形式有兩種：單母線接線和單母線分段接線，依據(jù)遼寧 工學(xué)院變電所中實(shí)際情況的了解，以及對單母線接線和單母線分段的比較，并且 從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性三個方面的對比，選擇單母線接線方式。遼寧工學(xué)院變電所為終端變電所高壓為10kV低壓為0.4kVo這在主接線的選 擇上確定了范圍，根據(jù)5-10年的發(fā)展計(jì)劃設(shè)計(jì)，并依據(jù)遼寧工學(xué)院的供電情況， 擬裝設(shè)兩臺主變壓器。1. 10kV主接線根據(jù)設(shè)計(jì)要求及綜合考慮，10kV側(cè)

28、兩條銅電纜，一條運(yùn)行，一條備用兩條電 纜的各種參數(shù)均相同，來自供電中心的高壓電經(jīng)隔離開關(guān)、調(diào)相機(jī)、電流互感器 接到母線上，而后經(jīng)隔離開關(guān)、計(jì)量柜進(jìn)入母線接到兩臺變壓器上，其間由隔離 開關(guān)和斷路器分離。如附錄II。2. 0.4kV主接線所謂0.4kV是一種電壓等級，按正常工作需用380kV, 10kV高壓經(jīng)過變壓器 降壓后為0.4kV等級，低壓經(jīng)過隔離開關(guān)、電流互感器、高壓斷路器接到母線上, 而后經(jīng)過隔離開關(guān)、儀表通過低壓母線接到降壓變壓器母線上，兩臺變壓器低壓 分別帶有不同的負(fù)荷這是0.4kVo如附錄II所示。第4章短路計(jì)算選擇電氣設(shè)備、整定繼電保護(hù)、確定電氣主接線方案、考慮限制短路電流的 措

29、施及分析電力系統(tǒng)是短路計(jì)算的最終目的。所謂短路是指不同電位導(dǎo)電部分之 間的不正常短接，既有相與相之間導(dǎo)體的金屬性短接或者經(jīng)小阻抗的短接，也有 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中單相或多相接地（或接中性線）。6. 1短路概述電力系統(tǒng)的狀態(tài)有三種：正常運(yùn)行狀態(tài)、不正常運(yùn)行狀態(tài)、短路故障。在電 氣設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)，而且要考慮它發(fā)生故障時的情 況，最嚴(yán)重的故障是電路乃至系統(tǒng)發(fā)生短路。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，其相與相之 間，中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的中性線與相線之間，都是通過負(fù)荷或阻抗連接的。6. 2造成短路原因電力系統(tǒng)發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣被損壞。絕緣損壞 大多是由于未

30、及時發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備的缺陷，以及設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行不當(dāng)所 致，如由于設(shè)備長期運(yùn)行，絕緣自然老化或由于設(shè)備本身絕緣強(qiáng)度不夠而被正常 電壓擊穿；設(shè)備絕緣正常而被內(nèi)部人員違反操作規(guī)程和安全規(guī)程，造成誤操作而 引發(fā)短路。電力系統(tǒng)的其他某些故障也可能導(dǎo)致短路，如輸電線路斷線和倒桿事 故等。此外，飛禽及小動物跨接裸導(dǎo)體，老鼠咬壞設(shè)備、導(dǎo)線的絕緣，都可能造 成短路。6. 3短路危害1. 電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，網(wǎng)絡(luò)總阻抗減小很多，短路回路中的短路電流可能 超過該回路的正常工作電流十幾倍其至幾十倍，如6-10kV的大容量裝置，短路 電流可達(dá)到幾萬甚至幾十萬安。2. 選的各種電氣設(shè)備應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定度。3. 短路

31、電流通過導(dǎo)體時，同時也使導(dǎo)體受到很大的電動力作用、使導(dǎo)體發(fā)生 變形，其至損壞。因此，電氣裝置中所選的各種電氣設(shè)備還應(yīng)有足夠的電動（機(jī)械） 穩(wěn)定度。4. 短路必將造成局部停電，而且短路點(diǎn)越靠近電源，停電范圍越大、給國民 經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大。由此可見。短路的后果是十分嚴(yán)重的，且短路所引起的危害程度，與短路故 障的地點(diǎn)、類型及持續(xù)時間等因素有關(guān)。為了保證電氣設(shè)備安全可靠運(yùn)行，減輕 短路的影響，除應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素外，一旦發(fā)生短路，應(yīng) 盡快切除故障部分，使系統(tǒng)的電壓在較短的時間內(nèi)恢復(fù)到正常值。為此，需要進(jìn) 行短路電流計(jì)算，以便正確地選擇具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備， 以保證在發(fā)生可能有的最大