1、電氣自動化專業業畢業論文集集摘 要本設計的題目為為“遼寧工學院院綜合教學樓樓變電所擴大大初步設計”。設計的主要要內容包括：10/0.4kV變電電所主變壓器器選擇；變電電所電氣主接線設設計；短路電電流計算；負負荷計算；無無功功率補償償；電氣設備備選擇（母線線、高壓斷路路器、隔離開開關、電流互互感器、電壓壓互感器、避避雷器和補償償電容器）；配電裝置設設計；繼電保保護規劃設計計；防雷保護護設計等。根據電氣主線設設計應滿足可可靠性、靈活活性、經濟性性的要求，本本變電所電氣氣主接線的高高壓側采用單單母線接線，低低壓側采用單單母線分段的的電氣主接線線形式；對低低壓側負荷的的統計計算采采用需要系數數法；為減

2、少少無功損耗，提提高電能的利利用率， 本本設計進行了了無功功率補補償設計，使使功率因數從從0.69提提高到0.99；短路電流流的計算包括括短路點的選選擇及其具體體數值計算；而電氣設備選擇擇采用了按額額定電流選擇擇，按短路電電流計算的結結果進行校驗驗的方法；繼繼電保護設計計主要是對變變壓器進行電電流速斷保護護和過電流保保護的設計計計算；配電裝裝置采用成套套配電裝置；本變電所采采用避雷針防防直擊雷保護護。本設計十分注重重運用我國電電氣設計的新新技術和新的的設備，實用用性及強，考考慮到是實際際工程的應用用，便以通俗俗易懂的語言言進行闡述。關鍵詞：變電所所設計；電氣氣主接線；繼繼電保護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 錄TOC o 1-4 h z u 前言經濟的迅速發展展，科學技術術的不斷進步步促使社會中中各行各業都都在不斷地發發展壯大，各各大高校相繼繼出現了前所所未有的發展展勢頭，特別別是各種高、新新、尖、精的的技術應用，而而所有的一切切都離不開電電，而電的中中樞變電所更是是必不可少，起到至關重重要的作用。電是一個廣義的的范疇，伴隨隨負荷的不同同，對電的要要求也會隨之之改變。這次次設計的題目目為遼寧工工學院綜合教教學樓變電所所擴大初步設設計。取自自遼寧工學院院的實際工程程應用。理論論與實際有效效地結合，具具備了實用性性、科學性和和合理性。自自2005年年遼寧工學院院綜合教

11、學實實驗樓投入使使用以來，為為學校做出了了重要貢獻，為為廣大師生提提供了良好的的工作、學習習環境。在其其地下，建設設有遼寧工學學院最大的地地下變電所。根根據學校用電電量結合實際際確定為100kV變電所所。經過與老老師探討和與與工程技術人人員的研究分分析，10kkV的變電所所應用較為廣廣泛，其涉及及工業、農業業等諸多領域，所所以說對100kV變電所所的設計具有有十分重要的的意義。對此題目的設計計除了注重實實際應用外，還還應考慮可靠靠性、經濟性性和電能的質質量。如線路路保護、接地地保護、變壓壓器保護等保保護的有關問問題及其設備備元件的選擇擇。此題目的的設計涉及發發電廠電氣部部分、電電力系統分析析、

12、電力力系統繼電保保護、電電力系統自動動化等所學學習過的課程程及相關內容容。此設計的題目是是針對綜合樓樓10kV變變電所進行的的擴大初步設設計，在設計計伊始，在工工程技術人員員的陪同下對對變電所進行行了參觀學習習，并把所設設計的有關內內容做了整體體的記錄，參參觀過程中通通過技術人員員的指導和結結合自身的實際情況況，選擇變電電所的高低壓壓部分設計，這這部分設計相相信對自己將將來的工作也也會有很大的的幫助。本設設計按照以下下的步驟進行行：首先：依照主接接線的特點，選選擇各個電壓壓等級的接線線方式，進行行綜合比較，選選擇最佳接線線方式。其次：進行短路路電流計算，根根據短路點計計算三相短路路穩態電流和和

13、沖擊電流。再次：根據所選選電氣元件，結結合實際繪制制設計圖紙，包包括主接線圖圖、二次回路路圖等。最后后進行校驗。以上是理論知識識的體現而更更中要的一點點是在設計中中培養自己運運用所學知識識解決實際問問題的能力和和創新精神，增增強工程觀，在在設計過程中中主要立足于于應用所學基基本理論和專專業知識，大膽地地運用新理論論、新技術去去分析解決實實際問題,以以便更好地適適應工作的需需要。所有的設計查閱閱資料是必不不可少的，而而資料的獲取取應以實際為為準，做為一一名初次設計計者，設計之之前應具備一一定的設計能能力，但是由由于缺乏經驗驗，知識體系系的不夠完善善等多種原因因，適用于估估算。在估算算的過程中，所

14、所得理論結果果只要與實際際偏差不大，對整個電力系統不產生重大的影響，是可行的。了解整個設計的的目的、內容容和基本要求求進行設計的的資料推備。資資料準備主要要通過查閱(包括上網查查問)文獻資資料和參加生生產實習兩條條渠道進行。此此設計充分吸吸收專業理論論知識， 考考慮自己畢業業設計的選題方向，有有目的、有計計劃地查閱與與選題方向有有關的文獻資資料，特別是是在參加生產產實習的過程程中有意識地地搜集生產過過程及新技術術、新設備、改改革新成果的的應用等方面面資料，這也也是為畢業設設計課題收集集資料的最重重要途徑。選選定題目后，應應再有針對性性地查閱一些些資料，最后后對所有收集集的資料進行行整理。并對對

15、其進行完善善，對于一個個完整的設計計而言，文字字與圖紙并存存。文字的詳詳細敘述使內內容豐富，而而圖紙則一目目了然。最后由于設計者者的水平有限限，以及對電電氣技術日新新月異的發展展掌握不夠，加加之國外電氣氣技術和產品品的大量引進進，我國對電電氣設計設備備技術標準、規規范還在不斷斷地改進和完完善，所以設計計難免有不足足，希望老師師給予批評指指正，使本設設計更加完善善。 畢業設計概述1.1 畢業設設計題目遼寧工學院綜綜合教學樓變變電所擴大初初步設計1.2 畢業設設計目的本設計是針對遼遼寧工學院綜綜合教學樓變變電所進行的的擴大初步設設計，設計中中涉及“發電廠電氣部部分”、“電力系統分分析”、“電力系統

16、繼繼電保護”等課程有關關內容，通過過設計培養學生生綜合運用所所學知識分析析、解決本專專業領域工程程技術問題的的能力；培養學生獨獨立自學能力力；使學生受到到工程師的基基本訓練，即即工程設計和和科學研究的的初步能力；包括：調查查研究、搜集集資料（含文文獻檢索）；方案論證、技技術方案的計計劃與實施；理論分析、設設計和計算；撰寫學術論論文或設計說說明書等的能能力。1.3畢業設計計內容主變壓器選擇；變電所電氣氣主接線設計計；短路電流流計算；電氣氣設備選擇（母母線、高壓斷斷路器、隔離離開關、電流流互感器、電電壓互感器、避避雷器和補償償電容器）；配電裝置設設計；繼電保保護設計；防防雷保護設計計；繪制電氣氣主

17、接線圖，繪繪制配電裝置置平面圖及直直擊雷保護范范圍圖。進行10kV變變電所擴大初初步設計；完成任務書中的的全部內容；繪制變電所電氣氣主接線圖；繪制配電裝置平平面圖及直擊擊雷保護范圍圍圖；畢業設計說明書書按統一格式式打印裝訂成成冊；說明書文字在11 .5萬字字以上，語言言通順簡練，圖圖表畫法符合合國家標準；完成與設計有關關的英文資料料翻譯；負荷計算2.1負荷概述述設計遼寧工學院院的變電所為為綜合樓提供供可靠的電源源，負荷的確確定是為了正正確、合理地地選擇電氣設設備和線路，并并為無功補償償提高功率因因數提供依據據，由此再合合理選擇變壓壓器開關電器器等元件。電電力負荷及其其大小是供電電設備設計計計算

18、的根本依依據，正確合合理地進行負負荷計算，對對于投資的經經濟性，技術術上的安全可可靠性以及以以后的經濟運運行和維護等等關系重大，在在本設計中采采用需要系數數法來確定計計算負荷。根據設計，兩臺臺主變壓器分分別供有不同同的負荷，在此此設計中忽略略了部分負荷荷，根據工程程技術的要求求選取以下負負荷：2.2負荷計算算1#變壓器負荷荷計算照明部分如上表可知：1=295KWW =206.55KW299.4255Kvar消防電梯表2-1 遼寧寧工學院綜合合樓負荷一覽覽表1#號變壓器設備功率KWCOStg數目2#號變壓器設備功率KWCOStg數目照明設備150700801455照明設備500700800751

19、1201302211401計算機2400800800752消防電梯440200501701消防電梯440200501701電力設備16007008007512001消防照明干線50070080075112021802進風機750700850621301正壓風機140600800751進風機計算機污水泵消防照明干線2#變壓器負荷荷計算電梯部分正壓風機消防照明干線電力專用1#變壓器最后后計算負荷 2#變壓器最后后計算負荷無功功率補償所謂無功功率補補償是把具有容性性功率的裝置置與感性負荷荷聯接在同一一電路，當容容性裝置釋放放能量在相互互轉化，感性性負荷所吸收的無功功功率可由容容性裝置輸出出的無功功率

20、率中得到補償償。根據遼寧工學院院綜合樓的具具體情況，及及其無功補償償方法的技術術、經濟比較較選用電力電電容器補償中中的并聯補償償方法。并聯聯補償時把電電容器并接到到被補償設備備的電路上，以以提高功率因因數，這種方方法稱為并聯聯電容器補償償，這種方法法適用于用電單位。3.1并聯電力力電容器補償償如圖3-1所示示為并聯電力力電容器補償償的原理圖。由由圖可見電力力電容器在圖圖中所示位置置進行無功補補償時，線路路WL1輸送送無功功率仍仍為無功功率率，即，而變變壓器輸送的的無功功率則則為，線路WWL1輸送的的無功功率則則為，因此，電電源只需向電電力負荷提供供的功率。圖3-1 并并聯電力電容容器補償的原原

21、理圖通過以上可知并并聯電力電容器降降低了通過輸輸電線路及變變壓器的功率率（或電流），同同時也減少了了對發電機無無功功率的需需求量。3.2無功補償償容量的計算算根據設計要求與與實際需要變變電所的功率率因數達到00.9，所以以對無功進行行補償。1#變壓器的負負荷補償：功率因數：，現將其提高到到0.90。經過補償后：2#變壓器的負負荷補償功率因數為：現欲將提高到00.90。經過補償后：主變壓器選擇在發電廠和變電電站中，用來來向電力系統統或用戶輸送送功率的變壓壓器，稱為主主變壓器。在在輸配電系統統中，變壓器器起到橋梁作作用，變壓器器是借助電磁磁感應原理，以以相同的頻率率，交換交流流電壓和電流流而傳輸交

22、流流電能的一種種靜止電器。4.1變電所變變壓器容量、臺臺數、型號選選擇4.1.1變壓壓器容量變壓器空載運行行時需用較大大的無功功率率，這些無功功功率需由供供電系統供給給，變壓器容容量如選的過過大，不但增增加投資，而而且使變壓器器長期處于輕輕載運行，出出現“大馬拉小車車”現象，使空空載的損耗增增加，功率因數降低，網網絡損耗增加加。若容量選選的小，會使使變壓器長期期過負載，易易損壞設備。變壓器的最佳負負載率在400%-70%之間，負載載過高，損耗耗明顯增加，另另一方面，由由于變壓器容容量裕度小，負負載稍有增長長，便需要增增容，更換大大容量的變壓壓器，勢必增增加投資，且且影響供電。總總之選擇變壓壓器

23、的容量，要要以現有的負負荷為依據，按按照5-100年的發展計計劃來確定，按按照遼寧工學學院綜合樓變變電所的設計計選用的變壓壓器容量為11000kVVA。4.1.2主變變壓器臺數和和型號1臺數變壓器的臺數應應根據負荷的的特點和經濟濟運行進行選選擇，要由負負荷大小，對對供電的可靠靠性和電能質質量的要求來決定定，并兼顧節節約電能、降降低運行造價價、維護設備備等因素，確確定變壓器臺臺數應綜合考考慮，進行認認真的技術經經濟比較。按負荷的等級和和大小來說，對對于帶一、二二級負荷的變變電所，當一一、二級負荷荷較多時，應應選兩臺或兩兩臺以上變壓壓器，如只有有少量的一、二二級負荷并能能從相鄰的變變電所取得低低壓

24、備用電源源，可以只采采用一臺變壓壓器。對于像遼寧工學學院綜合樓來來說主要負荷荷是二、三類類負荷 ，二二級負荷主要要是消防電梯梯、應急照明明等負荷；而而三級負荷主主要是電力設設備和普通照照明，根據需需要擬裝設兩兩臺變壓器。2型號主變壓器的型號號選擇主要考考慮以下因素素：1）.變變電所的所址選擇；22）.建筑物物的防火等級級；3）.建建筑物的使用用功能；4）.主要用電設設備對供電的的要求；5）.當地供電部部門對變電所所的管理體制制等。設置在一類高、低低壓主體建筑筑中的變壓器器，應選擇干干式、氣體絕絕緣或非可燃燃性液體絕緣緣的變壓器；二類高、低低壓主體建筑筑也宜如此，否否則應采取相相應的防火措措施。

25、主變壓器安裝在在地下時，根根據消防要求求，不得選用用可燃性油變變壓器，地下下層一般比較較潮濕，通風風條件不好，也也不宜選用空空氣絕緣的干干式變壓器，而而宜采用環氧氧樹脂澆注型型或者六氟化化硫型變壓器器，綜合所述述結合校的具具體情況選型型為SCB99-10000/10KVV變壓器。4.1.3主變變壓器確定位于遼寧工學院院綜合樓地下下變電所的主主變壓器型號號為環氧樹脂脂澆注型，其其技術參數如如表2-1所所示。表4-1 SCCB9-10000/100變壓器技術術參數型號額定容量（KVA）額定電壓（kVV）空載損耗（W）負載損耗（W）短路阻抗（%）空載 電流（%）變壓器連接組高壓低壓SCB9-1000

26、0/100100010.50.41660855061.04.2干式變壓壓器的結構為了確保供電安安全，迫切需要即可深入入負荷中心又又無燃燒危險險的變壓器，而而當今，隨著著社會進步，干干式變壓器得得到了廣泛的的應用，根據據國家標準干干式變壓器定定義，所謂干干式變壓器，就就是指鐵心和和繞組不浸入入液體中的變變壓器。干式變壓器的結結構與油浸式式變壓器的差差別不大，采采用晶粒取向向電工鋼片，軛和柱采用全斜接縫，心柱用鋼帶或自干型絕緣粘帶綁扎，也有用粘結劑將鐵心膠合，鐵心為防止因凝結而引起銹蝕，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

27、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）與預浸環氧樹脂的絕緣材料緊密繞制，采用纏繞玻璃纖維加強樹脂包封，經過工藝處理后，使高低壓線圈各自成為一個堅固的整體，不但具有很強的承受短路能力，而且經過冷熱循環試驗，證明了線圈具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄功能。由于干式變壓器器的適用材料料不同，其絕絕緣等級也不不同，絕緣材材料等級與絕絕緣材料最高高允許溫度見見表4-2。表4-2 絕絕緣等級與最最高允許溫度度絕緣等級YAEBFHC絕緣材料最高允允許溫度(）951051201301551802204.3干式變壓壓器的特點占地面積小，不不必單獨建設設變壓器室，它它可以和

28、100kV的高壓壓柜，3800/220VV的低壓配電電柜裝在一個個室內。運行、維修量小小。具有耐熱、防塵塵、耐潮的特特點，適合于于安裝負荷中中心，對系統統經濟運行節節電起到了一一定作用。損耗小、噪聲小小。絕緣性好，局部部放電量小，耐耐雷電沖擊力力強。機械強度高,抗抗溫度變化，抗抗短路能力強強。價格昂貴。壽命期后，不易易回收，污染染環境。4.4干式變壓壓器的使用注注意事項干式變壓器選擇擇不同的外殼殼，是由所處的環境和和防護要求而而定。干式變壓器繞組組的絕緣，很很大程度影響響變壓器的安安全和使用壽壽命。自然空氣冷卻和和強迫空氣冷冷卻。4干式變壓器器的過載能力力與環境溫度度、載前的負負荷情況、變變壓

29、器的絕緣緣散熱情況和和發熱時間常常數有關。變電所電氣主接接線電氣主接線是由由高壓電器通通過連接線，按按其功能要求求組成接受和和分配電能的的電路，成為為傳輸強電流流、高電壓的的網絡，故又又稱為一次接接線或電氣主主系統。用規規定的設備文文字和圖形符符號并按工作作順序排列，詳詳細地表示電電氣設備或成成套裝置的全全部基本組成成和連接關系系的單線接線線圖，稱為主主接線電路圖圖。電氣主接接線是變電所所電氣設計的首首要部分，也也是構成電力力系統的首要要環節。對電電氣主接線的的基本要求概概括地說應包包括電力系統統整體及變電電所本身運行行的可靠性、靈靈活性和經濟濟性。5.1對電氣主主接線的基本本要求和原則則5.

30、1.1電氣氣主接線的基基本要求1可靠性所謂可靠性是指指主接線能可可靠的工作，以以保證對用戶戶不間斷的供供電。衡量可可靠性的客觀觀標準是運行行實踐。經過過長期運行實實踐的考驗，對對變電所采用用的主接線經經過優選，現現今采用主接接線的類型并并不多。主接接線的可靠性性不僅要考慮慮次設備對供供電可靠性的的影響，還要要考慮繼電保保護二次設備備的故障對供供電可靠性的的影響。同時時，可靠性不不是絕對的，而是是相對的。一一種主接線對對某些變電所所是可靠的，而而對另一些變變電所可能是是不可靠的。2靈活性 主接線的靈活活性有以下幾幾方面要求； 1)調度要求求。可以靈活活的投入和切切除變壓器、線線路、調配電電源和負

31、荷，能能夠滿足系統統在事故運行行方式下、檢檢修方式下以以及特殊運行行方式下的調調度要求。 2)檢修要求求。可以方便便的停運斷路路器、母線及及其繼電保護護設備，進行行安全檢修，且且不致影響對對用戶的供電電。 3)擴建要求求。可以容易易的從初期過過渡到終期接接線，使在擴擴建時，無論論一次和二次次設備改建量量最小。3經濟性經濟性主要是投投資省、占地地面積小、能能量損失小。5.1.2電氣氣主接線的原原則1考慮變電所所在電力系統統中的地位和和作用變電所在電力系系統中的地位位和作用是決決定主接線的的主要因素。變變電所不管是是樞紐變電所所、地區變電電所、終端變變電所、企業業變電所還是是分支變電所所，由于它們

32、們在電力系統統中的地位和和作用不同，對對主接線的可可靠性、靈活活性、經濟性性的要求也不不同。2考慮近期和和遠期的發展展規模變電所主接線設設計應根據5510年電力力系統發展規規劃進行。應應根據負荷的的大小和分布布、負荷增長長速度以及地地區網絡情況況和潮流分布布，并分析各各種可能的運運行方式，來來確定主接線線的形式以及及所連接電源源數和出線回回數。3考慮負荷的的重要性分級級和出線回數數多少對主接接線的影響對一級負荷，必必須有兩個獨獨立電源供電電，且當一個個電源失去后后，應保證全全部一級負荷荷不間斷供電電；對二級負負荷，一般要要有兩個電源源供電，且當當一個電源失失去后，能保保證大部分二二級負荷供電電

33、。三級負荷荷一般只需一一個電源供電電。4考慮主變臺臺數對主接線線的影響變電所主變的容容量和臺數，對對變電所主接接線的選擇將將產生直接的的影響。通常常對大型變電電所，由于其其傳輸容量大大，對供電可可靠性要求高高，因此，其其對主接線的的可靠性、靈靈活性的要求求也高。而容容量小的變電電所，其傳輸輸容量小，對對主接線的可可靠性、靈活活性要求低。5考慮備用容容量的有無和和大小對主接接線的影響發、送、變的備備用容量是為為了保證可靠靠的供電、適適應負荷突增增、設備檢修修、故障停運運情況下的應應急要求。電電氣主接線的的設計要根據據備用容量的的有無而有所所不問。例如如，當斷路器器或母線檢修修時，是否允允許線路、

34、變變壓器停運；當線路故障障時允許切除除線路、變壓壓器的數量等等，都直接影影響主接線的的形式。5.2電氣主接接線設計程序序1、電氣主接線線的設計程序序電氣主接線的設設計伴隨著變變電所的整體體設計，即按按照工程基本本建設程序，歷歷經可行性研研究階段、初初步設計階段段、技術設計計階段和施工工設計階段等等四個階段。在在各階段中隨隨要求、任務的不同同，其深度、廣廣度也有所差差異，但總的的設計思路、方方法和步驟相相同。 (1)對原始始資料進行分分析，具體內內容如下： 1)本工工程情況。主主要包括：變變電所類型；設計規劃容容量；變壓器器容量及臺數數；運行方式式等。 2)電力力系統情況。電電力系統近期期及遠景

35、發展展規劃(510年)；變電所在電電力系統中的的位置(地理理位置和容量量位置)和作作用；本期工工程和遠景規規劃與電力系系統連接方式式以及各級電電壓中性點接接地方式等。 3)負荷荷情況。負荷荷的性質及地地理位置、電電壓等級、出出線回路數及及輸送容量等等。電力負荷荷在原始資料料中雖已提供供，但設計時時應該認真地辯證地地分析。因為為負荷的發展展和增長速度度受政治、經經濟、工業水水平和自然條條件等方面影影響。如果設設計時，只依依據負荷計劃劃數字，而投投產時實際負負荷小了，就就等于積壓資資金，否則電電量供應不足足，就會影響響其他工業的的發展。 4)環境境條件。當地地的氣溫、濕濕度、覆冰、污污穢、風向、水

36、水文、地質、海海拔、地震等等因素對主接接線中電器的的選擇和配電電裝置的實施施均有影響。特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理條件相差甚大，應子以重視。對重型設備的運輸條件也應充分考慮。 5)設備備制造情況。為為使所設計的的主接線具有有可行性，必必須對各主要要電器的性能能、制造能力力和供貨情況、價價格等資料匯匯集并分析比比較，保證設設計的先進性性、經濟性和和可行性。(2)擬定主接接線方案。根根據設計任務務書的要求，在在原始資料分分析的基礎上上，可擬定若若干個主接線線方案。因為為對電源和出出線回路數、電電壓等級、變變壓器臺數、容量以及母線結構等考慮的不同，會出現多種接線方案(近期和遠期)。應依據對主接

37、線的基本要求，從技術上論證各方案的優缺點，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留23個技術上相當，又都能滿足任務書要求的方案，再進行可靠性定量分析計算比較，最后獲得技術合理、經濟可行的主接線方案。 (3)主接線線經濟比較。 (4)短路電電流計算。對對擬定的電氣氣主接線，為為了選擇合理理的電器，需需進行短路電電流計算。 (5)電器設設備的選擇。 (6)繪制電電氣主接線圖圖及其他必要要的圖紙。(7)工程概算算。包括：主主要設備器材材費；安裝工工程費；其他他費用。5.3主接線設設計主接線的基本形形式，就是主主要電氣設備備常用的幾種種形式，分為為兩大類：有有匯流母線的的接線形式、無無匯流母線的的接線形式。

38、變電所電氣主接接線的基本環環節是電源(變壓器)、母母線和出線(饋線)。各各個變電所的的出線回路數數和電源數不不同，且每路路饋線所傳輸輸的功率也不不一樣。在進進出線數較多多時(一般超超過4回)，為為便于電能的匯集和和分配，采用用母線作為中中間環節，可可使接線簡單單清晰，運行行方便有利于于安裝和擴建建。但有母線線后，配電裝裝置占地面積積較大，使用用斷路器等設設備增多。無無匯流母線的的接線使用開開關電器較少少，占地面積積小，但只適適用于進出線線回路少，不不再擴建和發發展的變電所所。有匯流母母線的接線形形式主要有：單母線接線線和雙母線接接線。設計中中僅以單母線線接線為例。一、單母線接線線 圖 5-1

39、單母線接線線如圖 5-1 所示，單母母線接線的特特點是整個配配電裝置只有有一組母線，每每個電源線和和引出線都經經過開關電器器接到同一組組母線上。供供電電源是變壓器或或高壓進線回回路。母線既既可以保證電電源并列工作作，又能使任任一條出線回回路都可以從從電源l或2獲得電能。每每條引出線回回路中部裝有有斷路器和隔隔離開關，靠靠近母線側的的隔離開關QQS2稱作母母線隔離開關關，靠近線路路側的QS33稱為線路隔離離開關(在實際變電電所中，通常常把靠近電源源側的隔離開開關稱為甲刀刀閘，把靠近近負荷側的隔隔離開關稱為為乙刀閘)。由于斷路路器具有開合合電路的專用用滅弧裝置，可可以開斷或閉閉合負荷電流流和開斷短

40、路路電流，故用用來作為接通通或切斷電路路的控制電器器。隔離開關關沒有滅弧裝裝置其開合合電流能力極極低，只能于于設備停運后后退出工作時時斷開電路，保保證與帶電部分隔離，起起著隔離電壓壓的作用。所所以，同一回回路中在斷路路器可能出現現電源的一側側或兩側均應應配置隔離開開關，以便檢檢修斷路器時時隔離電源。若若饋線的用戶戶側沒有電源源時，斷路器器通往用戶則則可以不裝設設線路隔離開開關。但如果果費用不大，為為了防止過電電壓的侵入。也也可以裝設。同同一回路中串串接的隔離開開關和斷路器器，在運行操操作時，必須須嚴格遵守下下列操作順序序：如對饋線送電時時，須先合上上隔離開關QQS2和QS3，再投投入斷路器QQ

41、F2；如欲欲停止對其供供電，須先斷斷開QF2，然后后再斷開QSS3和QS2。為了了防止誤操作作，除嚴格按按照操作規程程實行操作票票制度外。還還應在隔離開開關和相應的斷路器之之間，加裝電電磁閉鎖、機機械閉鎖。接接地開關(又稱接地刀刀間)QS44是在檢修電電路和設備時時合上，取代代安全接地線線的作用。當當電壓在1110kV及以上時，斷斷路器兩側的的隔離開關扣扣線路隔離開開關的線路側側均應配置接接地開關。對對35kV及以上的母母線，在每段段母線上亦應應設置12組接地開關或或接地器，以以保證電器和和母線檢修時時的安全。1單母線接線線的優缺點 優點：接線簡單清清晰、設備少少、操作方便便、便于擴建建和采用

42、成套套配電裝置。 缺點：靈活性和可可靠性差，當當母線或母線線隔離開關故故障或檢修時時，必須斷開開它所連接的的電源，與之之相連的所有有電力裝置在整整個檢修期間間均而停止工工作。此外，在在出線斷路器器檢修期間，必必須停止該回回路的供電。2單母線接線線的適用范圍圍 一般適適用于一臺主主變壓器的以以下兩種情況況： (1)6-10kkV配電裝置的的出線回路數數不超過5回。 (2)35-666kV配電裝置的出出線回路數不不超過3回。二、單母線分段段接線為了克服一般單單母線接線存存在的缺點，提提高它的供電電可靠性和靈靈活性，可以以把單母線分分成幾段，在在每段母線之之間裝設一個個分段斷路器器和兩個隔離離開關。

43、每段段母線上均接接有電源和出出線回路，便便成為單母線線分段接線，如如圖5-2所所示。1單母線分段段接線的優缺缺點優點：用斷路路器把母線分分段后，對重重要用戶可以以從不同段引引出兩個回路路，有兩個電電源供電；當一證正常常段母線不間間斷供電和不不致使大面積積停電。缺點：當一段段母線或母線線隔離開關故故障或檢修時時，該段母線線的回路都要要在檢修期間間內停電；當出線為雙雙回路時，常常使架空線路路出現交叉跨跨越；擴建時需向兩兩個方向均衡衡擴建。 2適用范圍圍 (1)6一10kkV配電裝置置出線回路數數為6回及以以上時。 (2)3566kV配配電裝置出線線回路數為448回時。圖5-2 單母母線分段接線現階

44、段最常用的的接線形式有有兩種：單母母線接線和單單母線分段接接線，依據遼遼寧工學院變變電所中實際際情況的了解解，以及對單單母線接線和和單母線分段段的比較，并并且從經濟性性、可靠性、靈靈活性三個方方面的對比，選選擇單母線接接線方式。遼寧工學院變電電所為終端變變電所高壓為為10kV低低壓為0.44kV。這在在主接線的選選擇上確定了了范圍，根據據5-10年年的發展計劃劃設計，并依依據遼寧工學學院的供電情情況，擬裝設設兩臺主變壓壓器。110kV主主接線根據設計要求及及綜合考慮，110kV側兩兩條銅電纜，一一條運行，一一條備用兩條條電纜的各種種參數均相同同，來自供電電中心的高壓壓電經隔離開開關、調相機、電

45、電流互感器接接到母線上，而而后經隔離開開關、計量柜柜進入母線接接到兩臺變壓壓器上，其間間由隔離開關關和斷路器分分離。如附錄錄。20.4kVV主接線所謂0.4kVV是一種電壓壓等級,按正正常工作需用用380kVV，10kVV高壓經過變變壓器降壓后后為0.4kkV等級，低低壓經過隔離離開關、電流流互感器、高高壓斷路器接接到母線上，而而后經過隔離離開關、儀表表通過低壓母母線接到降壓壓變壓器母線線上，兩臺變變壓器低壓分分別帶有不同同的負荷這是是0.4kVV。如附錄所示。短路計算選擇電氣設備、整整定繼電保護護、確定電氣氣主接線方案案、考慮限制制短路電流的的措施及分析析電力系統是短路計算算的最終目的的。所

46、謂短路路是指不同電電位導電部分分之間的不正正常短接，既既有相與相之之間導體的金金屬性短接或或者經小阻抗抗的短接，也也有中性點直直接接地系統統或三相四線線制系統中單單相或多相接接地（或接中中性線）。6.1短路概述述電力系統的狀態態有三種：正正常運行狀態態、不正常運運行狀態、短短路故障。在在電氣設計和和運行中，不不僅要考慮系系統正常運行行狀態，而且且要考慮它發發生故障時的的情況，最嚴嚴重的故障是是電路乃至系系統發生短路路。電力系統統正常運行時時，其相與相相之間，中性性點接地系統統的中性線與與相線之間，都都是通過負荷荷或阻抗連接接的。6.2造成短路路原因電力系統發生短短路的主要原因因是電氣設備備載流

47、部分的的絕緣被損壞壞。絕緣損壞壞大多是由于于未及時發現現和消除設備備的缺陷，以以及設計、制制造、安裝和和運行不當所所致，如由于于設備長期運運行，絕緣自自然老化或由由于設備本身身絕緣強度不不夠而被正常常電壓擊穿；設備絕緣正正常而被內部部人員違反操操作規程和安安全規程，造造成誤操作而而引發短路。電電力系統的其其他某些故障障也可能導致致短路，如輸輸電線路斷線線和倒桿事故故等。此外，飛飛禽及小動物物跨接裸導體體，老鼠咬壞壞設備、導線線的絕緣，都都可能造成短短路。6.3短路危害害1.電力系統發發生短路時，網網絡總阻抗減減小很多，短短路回路中的的短路電流可可能超過該回回路的正常工作電流十十幾倍甚至幾幾十倍

48、，如6610kV的的大容量裝置置，短路電流流可達到幾萬萬甚至幾十萬萬安。2.選的各種電電氣設備應有有足夠的熱穩穩定度。3.短路電流通通過導體時，同同時也使導體體受到很大的的電動力作用用、使導體發發生變形，甚甚至損壞。因因此，電氣裝裝置中所選的的各種電氣設設備還應有足足夠的電動(機械)穩定定度。 4.短路必將將造成局部停停電，而且短短路點越靠近近電源，停電電范圍越大、給給國民經濟造造成的損失也也越大。 5.短路也同同時引起系統統網絡電壓降降低特別是是靠近短路點點處降低得更更多，短路點點的電壓為零零，結果可能能導致非故障障范圍部分或或全部用戶的的供電破壞。當電壓降低到到額定值的880左右時時，電磁

49、開關關有可能斷開開，因而中斷斷供電；當電電壓下降到330一400。并持續續達1s以上上時，電動機機可能停止轉轉動，使工廠廠產品報廢，甚甚至造成人身身傷亡事故。直直到短路故障障被切除后，非非故障系統網網絡電壓才能能得以恢復。由此可見。短路路的后果是十十分嚴重的，且且短路所引起起的危害程度度，與短路故故障的地點、類類型及持續時時間等因素有有關。為了保保證電氣設備備安全可靠運運行，減輕短短路的影響，除除應努力設法法消除可能引引起短路的一一切因素外，一一旦發生短路路，應盡快切切除故障部分分，使系統的的電壓在較短短的時間內恢恢復到正常值值。為此，需需要進行短路路電流計算，以以便正確地選選擇具有足夠夠的動

50、穩定性性和熱穩定性性的電氣設備備，以保證在在發生可能有有的最大短路路電流時不致致損壞。6.4短路計算算根據實際情況及及圖紙的要求求分析遼寧工工學院綜合樓樓變電所的設設計，短路計計算要恰到好好處，確定短短路點位高低低壓側各一個個，互相分析析計算，如圖圖6-1所示示。 圖6-1電力系系統短路計算算電路圖計算短路前給定定電力系統饋饋線出口短路路器2QF為為2N12-10I型。計計算方法采用用比較簡潔常常用的標幺值值計算。確定基準值取 ，而而 計算短路回路中中主要元件的的電抗標幺值值電力系統根據有關資料，則架空線路由資料可知：，則則電力變壓器有資料得：，則則做出等值電路圖圖并化簡電路路，求出點及及其點

51、短路回回路阻抗標幺幺值，根據計計算電路圖及及其回路中個個主要元件的的電抗標幺值值做出等值電電路圖。求出點三相短路路電流和短路路容量如圖所示6-22 點供電系系統的等值電電路圖的短路路回路。 圖6-2 點供供電系統的等等值電路圖的的短路回路求出點三相短路路電流和短路路容量如圖6-3 點點供電系統的的等值電路圖圖的短路回路路圖6-3 點供供電系統的等等值電路圖的的短路回路在工程設計中，往往往還要列短短路計算表，如如下圖所示。表6-1短路計計算表短路計算點三相短路電流（KKV）三相短路容量（MMVA）點2.762.762.767.094.2250.25點32.0732.0732.0759.0134.

52、9622.27電氣設備選擇與與校驗在各級電壓等級級的變電所中中，使用各種種電氣設備，諸諸如變壓器、斷斷路器、隔離離開關、電流流互感器、電電壓互感器、母母線、補償電電容器等，這這些設備的任任務是保證變變電所安全、可可靠的供電，因因為選擇電氣氣設備時，必必須慮及電力力系統在正常常和故障時的的工作情況。所所謂電氣設備備的選擇，則則是根據電氣氣設備在系統統中所處的地地理位置和完完成的任務來來確定它們的的型號和參數數。電氣設備備選擇的總原原則是在保證證安全、可靠靠工作的前提提下，適當留留有裕度，力力求在經濟上上進行節約。7.1電氣設備備及分類1、電氣設備電氣設備是指電電力系統中發發電、輸電、變變配電、用

53、電設備備的總稱，它它包括發電機機、變壓器及及各種高低壓壓開關設備、保保護設備、導導線、電纜和和用電設備等等。2、電氣設備的的分類電氣設備通常分分類方法如下下：（1）.按電壓壓分 通常常把1kV以以上的設備稱稱為高壓設備備，1kV以以下的稱為低低壓設備。（2）.按電能能質量分 交流設備、直直流設備、交交直流兩用設設備。（3）.按設備備所屬的電路路性質分 一次設備、二二次設備。（4）.按是否否組合分 單元件設備備、成套設備備。（5）.一次設設備按其在一一次電路中功功能，又可分分為發電設備備、變換設備備、控制設備備、保護設備備、補償設備備和用電設備備。7.2電氣設備備選擇與校驗驗電氣設備的選擇擇是供

54、配電系系統設計的重重要內容之一一。安全、可可靠、經濟、合合理是選擇電電氣設備的基基本要求。電氣設備選擇的的一般原則為為：按正常工工作條件下選選擇額定電流流、額定電壓壓及型號，按按短路情況下下校驗開關的的開斷能力、短短路熱穩定和和動穩定。在供配電系統中中盡管各種電電器設備的作作用不一樣，但但選擇的條件件有諸多是相相同的，在表表7-1中列列出了導體和和電器選擇與與校驗的項目目。從表中可可以看出為保保證設備可靠靠的運行，各各種設備均應應按正常工作作條件下的額額定電壓和額額定電流選擇擇，并按短路路條件校驗動動穩定和熱穩穩定。表7-1導體和和電器的選擇擇與校驗項目設備名稱選擇項目校驗項目額定電壓（KV）

55、額定電流（A）裝置類（戶內戶外）準確度級短路電流開斷能力（KA）熱穩定動穩定高壓斷路器高壓負荷開關高壓隔離開關高壓熔斷器電流互感器電壓互感器母線電纜7.3高壓斷路路器選擇與校校驗7.3.1高壓壓斷路器的選擇高壓斷路器是高高壓電氣中的的重要設備，是是一次電力系系統中控制和和保護電路的的關鍵設備，它它在電網中的的作用有兩方方面，其一是是控制作用，即即根據電力系系統的運行要要求，接通或或斷開工作電電路，其二是是保護作用，當當電力系統中中發生故障時時，在繼電保保護裝置的作作用下，斷路路器自動斷開開故障部分，以以保證無故障障部分的正常常運行。高壓斷路器的主主要作用是：在正常運行行時用它接通通或切斷負荷荷

56、電流；在發發生短路故障障或嚴重負荷荷時，借助繼繼電保護裝置置用它自動、迅迅速地切斷故故障電流，以以防止擴大事事故范圍。斷路器工作性能能好壞直接關關系到供配電電系統的安全全運行。為此此要求斷路器器具有相當完善的的滅弧裝置和和足夠強的滅滅弧能力。圖7-1高壓斷斷路器的QFF的型號規格格7.3.2高壓壓斷路器的校校驗根據圖7-1高高壓斷路器的的QF的型號號規格。在短短路計算中我我們得知100kV側母線線上短路電流流為5.3kkA，控制QQF的線路繼繼電保護裝置置實際最大的的動作時間為為1.0s變壓器高壓側實實際最大工作作電流按變壓壓器額定電流流計算。 線路首端短路時時，流過短路路電流最大，而而線路首

57、端（）點短路和母線（）點短路，其短路電流相等，即：短路電流沖擊值值：短路容量：擬定選用高壓真真空斷路器，斷斷路時間：短路假想時間：根據擬定條件和和相關數據，選選用ZN122-10I型型高壓真空斷斷路器。表7-2 ZNN12-10I型型高壓真空斷斷路器序號安裝電氣條件ZN12-100I校驗結論項目數據項目技術數據110KV10KV合格257.7A1250A合格32.76KA31.5KA合格47.038KAA25KA合格57.84126合格 7.4隔離開關關選擇與校驗驗7.4.1隔離離開關原理與與類型隔離開關是發電電廠和變電所所中常用的開開關電器，用用于隔離電源源，以保證對對其它電器設設備和線路運

58、運行安全檢修修。隔離開關是應用用于斷路器的的配套裝置使使用的，但是是隔離開關無無滅弧裝置，不不能用來接通通和斷開負荷荷電流和短路路電流。隔離離開關的類型型較多，按裝裝接地點不同同分：屋內式式和屋外式；按絕緣支柱柱數目分：單單柱式、雙柱柱式和三柱式式；此外還有有V型隔離開開關。隔離開開關的型式對對配電裝置的的分布和占地地面積有很大大的影響，隔隔離開關選型型時應根據實實際情況選擇擇，遼寧工學學院選擇型號號為：GN330-10DD/630，這這種型號隔離開關系系列為高壓110kV，三三相電流頻率率50HZ的的戶內裝置，安安裝于高壓開開關柜內，使使高壓開關柜柜結構緊密占占地面積小，安安全性高。如如下表

59、所示77-3為GNN30-100D/6300的技術數據據。表7-3 GNN30-100D/6300技術數據型號型式序號額定電壓KV額定電流A結構標志GN30-100D/6300戶內3010630帶接地刀閘7.4.2隔離離開關運行與與維護 隔離開關運行行與維護的注注意事項：（1）.載流回回路及引線端端子無過熱。（2）.瓷瓶無無裂痕，瓷瓶瓶與法蘭接觸觸處無松散及及起層現象。（3）.傳動機機構外露的金金屬無明顯銹銹蝕痕跡。（4）.觸頭罩罩無異物堵塞塞。（5）.接地良良好。（6）.分合閘閘過程應無卡卡勁，觸頭中中心要標準，三三相是否同時時接觸。（7）.隔離開開關嚴禁帶負負荷分、合閘閘，維修時檢檢查它與

60、斷路路器的連鎖。7.4.3隔離離開關的校驗驗 根據型號擬選選GN30-10D/6630。 短路電流的沖擊擊值：短路容量：短路電流假想時時間： 校驗情況如如下表表7-4 GNN30-100D/6300校驗數據計算數據GN30-100D/6300工作電壓（KVV）10最大工作電流（AA）57.73短路電流 （KKA）2.76短路沖擊電流（KKA）7.038熱穩定性校驗根據以上數據可可得滿足熱穩定校驗驗條件。7.5互感器選選擇與校驗互感器是電力系系統中測量儀儀表、繼電保保護等二次設設備獲取電氣氣一次回路信信息的傳感器器。互感器將將高電壓、大大電流按比例例變成低電壓壓(100、)和小電流(5、1A)，