電氣自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)--供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　設(shè)計(jì)課題： 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p&g

2、t;<p>　　專 業(yè)： </p><p>　　年 級(jí)： </p><p>　　2016年 2月 16 日</p><p>　　摘要：意義，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；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(wú)功功率補(bǔ)償；電氣設(shè)

3、備選擇（母線、高壓斷路器、隔離開(kāi)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。本設(shè)計(jì)十分注重運(yùn)用我國(guó)電氣設(shè)計(jì)的新技術(shù)和新的設(shè)備，實(shí)用性及強(qiáng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：變電所設(shè)計(jì)；電氣主接線；繼電保護(hù)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言V

4、I</b></p><p>　　第1章 畢業(yè)設(shè)計(jì)概述1</p><p>　　1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目1</p><p>　　1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的1</p><p>　　1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容1</p><p>　　第2章 負(fù)荷計(jì)算2</p><p><b>　　2.1負(fù)荷

5、概述2</b></p><p><b>　　2.2負(fù)荷計(jì)算2</b></p><p>　　第3章 無(wú)功功率補(bǔ)償7</p><p>　　3.1并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償7</p><p>　　3.2無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算7</p><p>　　第4章 主變壓器選擇9</p>

6、<p>　　4.1變電所變壓器容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)選擇9</p><p>　　4.1.1主變壓器確定10</p><p>　　第5章 變電所電氣主接線12</p><p>　　5.1主接線設(shè)計(jì)14</p><p>　　第6章 短路計(jì)算18</p><p>　　6.1短路計(jì)算19</p>

7、<p>　　第7章 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)23</p><p>　　7.1電氣設(shè)備及分類23</p><p>　　7.2電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)23</p><p>　　7.3高壓斷路器選擇與校驗(yàn)24</p><p>　　7.3.1高壓斷路器的選擇24</p><p>　　7.3.2高壓斷路器的校驗(yàn)25&

8、lt;/p><p>　　7.4隔離開(kāi)關(guān)選擇與校驗(yàn)26</p><p>　　7.4.1隔離開(kāi)關(guān)原理與類型26</p><p>　　7.4.3隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn)26</p><p>　　7.5互感器選擇與校驗(yàn)27</p><p>　　7.5.1電流互感器校驗(yàn)28</p><p>　　7.5.2電壓

9、互感器校驗(yàn)29</p><p>　　7.6母線選擇與校驗(yàn)30</p><p>　　7.6.1母線的選擇30</p><p>　　7.6.2母線校驗(yàn)32</p><p>　　第8章 繼電保護(hù)33</p><p>　　8.1過(guò)電流與速斷保護(hù)整定值的計(jì)算34</p><p>　　8.1.1

10、過(guò)電流整定值計(jì)算34</p><p>　　8.1.2速斷保護(hù)整定值計(jì)算36</p><p><b>　　總 結(jié)47</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)48</b></p><p><b>　　致謝49</b></p><p><

11、b>　　附錄Ⅰ50</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　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(huì)中各行各業(yè)都在不斷地發(fā)展壯大，各大高校相繼出現(xiàn)了前所未有的發(fā)展勢(shì)頭，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(kāi)電，而電的中樞—變電所更是必不可少，起到至關(guān)重要的作用。</p><p&g

12、t;　　電是一個(gè)廣義的范疇，伴隨負(fù)荷的不同，對(duì)電的要求也會(huì)隨之改變。這次設(shè)計(jì)的題目為《實(shí)驗(yàn)樓變電所擴(kuò)大設(shè)計(jì)》，取自的實(shí)際工程應(yīng)用。理論與實(shí)際有效地結(jié)合，具備了實(shí)用性、科學(xué)性和合理性。自實(shí)驗(yàn)樓投入使用以來(lái)，為學(xué)校做出了重要貢獻(xiàn)，為廣大師生提供了良好的工作、學(xué)習(xí)環(huán)境。在其地下室，建設(shè)有最大的地下變電所。根據(jù)學(xué)校用電量結(jié)合實(shí)際確定為10kV變電所。經(jīng)過(guò)與老師探討和與工程技術(shù)人員的研究分析，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)

13、域，所以說(shuō)對(duì)10kV變電所的設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。</p><p>　　對(duì)此題目的設(shè)計(jì)除了注重實(shí)際應(yīng)用外，還應(yīng)考慮可靠性、經(jīng)濟(jì)性和電能的質(zhì)量。如線路保護(hù)、接地保護(hù)、變壓器保護(hù)等保護(hù)的有關(guān)問(wèn)題及其設(shè)備元件的選擇。此題目的設(shè)計(jì)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)》、《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》等所學(xué)習(xí)過(guò)的課程及相關(guān)內(nèi)容。</p><p>　　此設(shè)計(jì)的題目是針對(duì)綜合樓10kV變電

14、所進(jìn)行的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)選擇變電所的高低壓部分設(shè)計(jì)。了解整個(gè)設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容和基本要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的資料準(zhǔn)備。</p><p>　　本設(shè)計(jì)按照以下的步驟進(jìn)行：</p><p>　　首先：依照主接線的特點(diǎn)，選擇各個(gè)電壓等級(jí)的接線方式，進(jìn)行綜合比較，選擇最佳接線方式。</p><p>　　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。</p>

15、<p>　　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)。</p><p>　　以上是理論知識(shí)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(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神，增強(qiáng)工程觀，在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要立足于應(yīng)用所學(xué)基本理論和專業(yè)知識(shí)，大膽地運(yùn)用新理論、新技術(shù)去分析解決實(shí)際問(wèn)題,以便更好地適應(yīng)工作的需要。</p><p><b>

16、;　　1 **實(shí)驗(yàn)樓概述</b></p><p><b>　　1.。。；</b></p><p><b>　　2、。。。。。</b></p><p><b>　　2負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　設(shè)計(jì)的變電所為綜合樓提供可靠的電源，負(fù)荷的確定是為了正確、合理地

17、選擇電氣設(shè)備和線路，并為無(wú)功補(bǔ)償提高功率因數(shù)提供依據(jù)，由此再合理選擇變壓器開(kāi)關(guān)電器等元件。電力負(fù)荷及其大小是供電設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算的根本依據(jù)，正確合理地進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，對(duì)于投資的經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)上的安全可靠性以及以后的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和維護(hù)等關(guān)系重大，在本設(shè)計(jì)中采用需要系數(shù)法來(lái)確定計(jì)算負(fù)荷。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)，兩臺(tái)主變壓器分別供有不同的負(fù)荷，在此設(shè)計(jì)中忽略了部分負(fù)荷，根據(jù)工程技術(shù)的要求選取以下負(fù)荷：</p>

18、<p><b>　　1#變壓器負(fù)荷計(jì)算</b></p><p><b>　　照明部分</b></p><p><b>　　如上表可知：</b></p><p><b>　　1=295KW</b></p><p><b>　　=206.

19、5KW</b></p><p>　　299.425Kvar</p><p><b>　　消防電梯</b></p><p>　　表2-1 綜合樓負(fù)荷一覽表</p><p><b>　　進(jìn)風(fēng)機(jī)</b></p><p><b>　　計(jì)算機(jī)</b>&

20、lt;/p><p><b>　　污水泵</b></p><p><b>　　消防照明干線</b></p><p><b>　　2#變壓器負(fù)荷計(jì)算</b></p><p><b>　　電梯部分</b></p><p><b>　

21、　正壓風(fēng)機(jī)</b></p><p><b>　　消防照明干線</b></p><p><b>　　電力專用</b></p><p>　　1#變壓器最后計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　2#變壓器最后計(jì)算負(fù)荷</p><p><b>　　3無(wú)功功率補(bǔ)償<

22、/b></p><p>　　所謂無(wú)功功率補(bǔ)償是把具有容性功率的裝置與感性負(fù)荷聯(lián)接在同一電路，當(dāng)容性裝置釋放能量在相互轉(zhuǎn)化，感性負(fù)荷所吸收的無(wú)功功率可由容性裝置輸出的無(wú)功功率中得到補(bǔ)償。</p><p>　　根據(jù)綜合樓的具體情況，及其無(wú)功補(bǔ)償方法的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較選用電力電容器補(bǔ)償中的并聯(lián)補(bǔ)償方法。并聯(lián)補(bǔ)償時(shí)把電容器并接到被補(bǔ)償設(shè)備的電路上，以提高功率因數(shù)，這種方法稱為并聯(lián)電容器補(bǔ)償，這

23、種方法適用于用電單位。</p><p>　　3.1并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償</p><p>　　如圖3-1所示為并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償?shù)脑韴D。由圖可見(jiàn)電力電容器在圖中所示位置進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，線路WL1輸送無(wú)功功率仍為無(wú)功功率，即，而變壓器輸送的無(wú)功功率則為，線路WL1輸送的無(wú)功功率則為，因此，電源只需向電力負(fù)荷提供的功率。</p><p>　　圖3-1 并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償

24、的原理圖</p><p>　　通過(guò)以上可知并聯(lián)電力電容器降低了通過(guò)輸電線路及變壓器的功率（或電流），同時(shí)也減少了對(duì)發(fā)電機(jī)無(wú)功功率的需求量。</p><p>　　3.2無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求與實(shí)際需要變電所的功率因數(shù)達(dá)到0.9，所以對(duì)無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。</p><p>　　1#變壓器的負(fù)荷補(bǔ)償：</p>

25、<p><b>　　功率因數(shù)：</b></p><p>　　，現(xiàn)將其提高到0.90。</p><p><b>　　經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后：</b></p><p>　　2#變壓器的負(fù)荷補(bǔ)償</p><p><b>　　功率因數(shù)為：</b></p><p>

26、　　現(xiàn)欲將提高到0.90。</p><p><b>　　經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后：</b></p><p><b>　　4主變壓器選擇</b></p><p>　　在發(fā)電廠和變電站中，用來(lái)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

27、流電能的一種靜止電器。</p><p>　　4.1變電所變壓器容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)選擇</p><p>　　變壓器容量： 變壓器的最佳負(fù)載率在40%-70%之間，負(fù)載過(guò)高，損耗明顯增加，另一方面，由于變壓器容量裕度小，負(fù)載稍有增長(zhǎng)，便需要增容，更換大容量的變壓器，勢(shì)必增加投資，且影響供電。</p><p>　　選用的變壓器容量為1000kVA。</p>&

28、lt;p>　　臺(tái)數(shù)：裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。</p><p><b>　　41-42</b></p><p>　　型號(hào)：選型為SCB9-1000/10KV變壓器。</p><p>　　主變壓器型號(hào)為環(huán)氧樹(shù)脂澆注型，其技術(shù)參數(shù)如4-1所示。</p><p>　　表4-1 SCB9-1000/10變壓器技術(shù)參數(shù)</p&g

29、t;<p><b>　　5變電所電氣主接線</b></p><p>　　電氣主接線是由高壓電器通過(guò)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)，故又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(hào)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

30、力系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。對(duì)電氣主接線的基本要求概括地說(shuō)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。</p><p><b>　　5.1主接線設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主接線的基本形式分為兩大類：有匯流母線的接線形式、無(wú)匯流母線的接線形式。</p><p>　　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)。有母

31、線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設(shè)備增多。無(wú)匯流母線的接線使用開(kāi)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：?jiǎn)文妇€接線和雙母線接線。設(shè)計(jì)中僅以單母線接線為例。</p><p><b>　　一、單母線接線</b></p><p>　　圖 5-1 單母線接線</p><p>　　如圖

32、5-1 所示，單母線接線的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一組母線，每個(gè)電源線和引出線都經(jīng)過(guò)開(kāi)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，又能使任一條出線回路都可以從電源l或2獲得電能。每條引出線回路中部裝有斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，靠近母線側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)QS2稱作母線隔離開(kāi)關(guān)，靠近線路側(cè)的QS3稱為線路隔離開(kāi)關(guān)。由于斷路器具有開(kāi)合電路的專用滅弧裝置，可以開(kāi)斷或閉合負(fù)荷電流和開(kāi)斷短路電流，故用來(lái)作為接通或切斷電路的控

33、制電器。隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置．其開(kāi)合電流能力極低，只能于設(shè)備停運(yùn)后退出工作時(shí)斷開(kāi)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(kāi)關(guān)，以便檢修斷路器時(shí)隔離電源。若饋線的用戶側(cè)沒(méi)有電源時(shí)，斷路器通往用戶則可以不裝設(shè)線路隔離開(kāi)關(guān)。但如果費(fèi)用不大，為了防止過(guò)電壓的侵入。也可以裝設(shè)。同一回路中串接的隔離開(kāi)關(guān)和斷路器，在運(yùn)行操作時(shí)，必須嚴(yán)格遵守下列操作順序：</p><

34、p>　　如對(duì)饋線送電時(shí)，須先合上隔離開(kāi)關(guān)QS2和QS3，再投入斷路器QF2；如欲停止對(duì)其供電，須先斷開(kāi)QF2，然后再斷開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)(又稱接地刀間)QS4是在檢修電路和設(shè)備時(shí)合上，取代安全接地線的作用。當(dāng)電壓在110kV及以上時(shí)，斷路器兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)扣線路隔離開(kāi)關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置接地開(kāi)關(guān)。對(duì)35kV及以上的母線

35、，在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置1—2組接地開(kāi)關(guān)或接地器，以保證電器和母線檢修時(shí)的安全。</p><p>　　1．單母線接線的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。</p><p>　　缺點(diǎn)：靈活性和可靠性差，當(dāng)母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開(kāi)它所連接的電源，與之相連的所有電力裝置在整個(gè)檢修期間均而停止工作。此外

36、，在出線斷路器檢修期間，必須停止該回路的供電。</p><p>　　2．單母線接線的適用范圍</p><p>　　一般適用于一臺(tái)主變壓器的以下兩種情況：</p><p>　　(1)6-10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)5回。</p><p>　　(2)35-66kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)3回。</p><p>&l

37、t;b>　　二、單母線分段接線</b></p><p>　　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，可以把單母線分成幾段，在每段母線之間裝設(shè)一個(gè)分段斷路器和兩個(gè)隔離開(kāi)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。</p><p>　　1．單母線分段接線的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：①用斷路器把

38、母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；②當(dāng)一證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。</p><p>　　缺點(diǎn)：①當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；②當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；③擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。</p><p><b>　　2．適用范圍</b></p>&l

39、t;p>　　(1)6一10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)。</p><p>　　(2)35—66kV配電裝置出線回路數(shù)為4—8回時(shí)。</p><p>　　圖5-2 單母線分段接線</p><p>　　現(xiàn)階段最常用的接線形式有兩種：?jiǎn)文妇€接線和單母線分段接線，依據(jù)變電所中實(shí)際情況的了解，以及對(duì)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(gè)方

40、面的對(duì)比，選擇單母線接線方式。</p><p>　　變電所為終端變電所高壓為10kV低壓為0.4kV。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)的供電情況，擬裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。</p><p><b>　　1．10kV主接線</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求及綜合考慮，10kV側(cè)兩條銅電纜，一條運(yùn)行，一條備用兩條

41、電纜的各種參數(shù)均相同，來(lái)自供電中心的高壓電經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)、調(diào)相機(jī)、電流互感器接到母線上，而后經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)、計(jì)量柜進(jìn)入母線接到兩臺(tái)變壓器上，其間由隔離開(kāi)關(guān)和斷路器分離。如附錄Ⅱ。</p><p>　　2．0.4kV主接線</p><p>　　所謂0.4kV是一種電壓等級(jí),按正常工作需用380kV，10kV高壓經(jīng)過(guò)變壓器降壓后為0.4kV等級(jí)，低壓經(jīng)過(guò)隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、高壓斷路器接到母線上，而后

42、經(jīng)過(guò)隔離開(kāi)關(guān)、儀表通過(guò)低壓母線接到降壓變壓器母線上，兩臺(tái)變壓器低壓分別帶有不同的負(fù)荷這是0.4kV。如附錄1所示。</p><p><b>　　6短路計(jì)算</b></p><p>　　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

43、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）。</p><p><b>　　6.1短路計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況及圖紙的要求分析綜合樓變電所的設(shè)計(jì)，短路計(jì)算要恰到好處，確定短路點(diǎn)位高低壓側(cè)各一個(gè)，互相分析計(jì)算，如圖6-1所示。</p><p>　　圖6-1電力系統(tǒng)短路計(jì)算電路圖<

44、/p><p>　　計(jì)算短路前給定電力系統(tǒng)饋線出口短路器2QF為2N12-10I型。計(jì)算方法采用比較簡(jiǎn)潔常用的標(biāo)幺值計(jì)算。</p><p><b>　　確定基準(zhǔn)值</b></p><p><b>　　取 ，，，而</b></p><p>　　計(jì)算短路回路中主要元件的電抗標(biāo)幺值</p>&l

45、t;p><b>　　電力系統(tǒng)</b></p><p><b>　　根據(jù)有關(guān)資料，，則</b></p><p><b>　　架空線路</b></p><p><b>　　由資料可知：，則</b></p><p><b>　　電力變壓器<

46、/b></p><p><b>　　有資料得：，則</b></p><p>　　做出等值電路圖并化簡(jiǎn)電路，求出點(diǎn)及其點(diǎn)短路回路阻抗標(biāo)幺值，根據(jù)計(jì)算電路圖及其回路中個(gè)主要元件的電抗標(biāo)幺值做出等值電路圖。</p><p>　　求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量</p><p>　　如圖所示6-2 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路

47、回路。</p><p>　　圖6-2 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路</p><p>　　求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量</p><p>　　如圖6-3 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路</p><p>　　圖6-3 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路</p><p>　　在工程設(shè)計(jì)中，往往還要列短路計(jì)算表，如下圖所示。

48、</p><p><b>　　表6-1短路計(jì)算表</b></p><p>　　7電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)</p><p>　　電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理是選擇電氣設(shè)備的基本要求。</p><p>　　電氣設(shè)備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號(hào)，按短路情況下校

49、驗(yàn)開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力、短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。</p><p>　　在表7-1中列出了導(dǎo)體和電器選擇與校驗(yàn)的項(xiàng)目。從表中可以看出為保證設(shè)備可靠的運(yùn)行，各種設(shè)備均應(yīng)按正常工作條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路條件校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。</p><p>　　表7-1導(dǎo)體和電器的選擇與校驗(yàn)項(xiàng)目</p><p>　　7.3高壓斷路器選擇與校驗(yàn)</p><p&

50、gt;　　7.3.1高壓斷路器的選擇</p><p>　　高壓斷路器是高壓電氣中的重要設(shè)備，是一次電力系統(tǒng)中控制和保護(hù)電路的關(guān)鍵設(shè)備，它在電網(wǎng)中的作用有兩方面，其一是控制作用，其二是保護(hù)作用</p><p>　　高壓斷路器的主要作用是：在正常運(yùn)行時(shí)用它接通或切斷負(fù)荷電流；在發(fā)生短路故障或嚴(yán)重負(fù)荷時(shí)，借助繼電保護(hù)裝置用它自動(dòng)、迅速地切斷故障電流，以防止擴(kuò)大事故范圍。</p>&

51、lt;p>　　要求斷路器具有相當(dāng)完善的滅弧裝置和足夠強(qiáng)的滅弧能力。 </p><p>　　圖7-1高壓斷路器的QF的型號(hào)規(guī)格</p><p>　　7.3.2高壓斷路器的校驗(yàn)</p><p>　　根據(jù)圖7-1高壓斷路器的QF的型號(hào)規(guī)格。在短路計(jì)算中我們得知10kV側(cè)母線上短路電流為5.3kA，控制QF的線路繼電保護(hù)裝置實(shí)際最大的動(dòng)作時(shí)間為1.0s</p

52、><p>　　變壓器高壓側(cè)實(shí)際最大工作電流按變壓器額定電流計(jì)算。</p><p>　　線路首端短路時(shí)，流過(guò)短路電流最大，而線路首端（）點(diǎn)短路和母線（）點(diǎn)短路，其短路電流相等，即：</p><p><b>　　短路電流沖擊值：</b></p><p><b>　　短路容量：</b></p>

53、<p>　　擬定選用高壓真空斷路器，斷路時(shí)間：</p><p><b>　　短路假想時(shí)間：</b></p><p>　　根據(jù)擬定條件和相關(guān)數(shù)據(jù)，選用ZN12-10I型高壓真空斷路器。</p><p>　　表7-2 ZN12-10I型高壓真空斷路器</p><p>　　7.4隔離開(kāi)關(guān)選擇與校驗(yàn)</p>

54、<p>　　隔離開(kāi)關(guān)選擇型號(hào)為：GN30-10D/630，這種型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)系列為高壓10kV，三相電流頻率50HZ的戶內(nèi)裝置，安裝于高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，使高壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)緊密占地面積小，安全性高。如下表所示7-3為GN30-10D/630的技術(shù)數(shù)據(jù)。</p><p>　　表7-3 GN30-10D/630技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn)</b>

55、;</p><p>　　根據(jù)型號(hào)擬選GN30-10D/630。</p><p><b>　　短路電流的沖擊值：</b></p><p><b>　　短路容量：</b></p><p>　　短路電流假想時(shí)間： </p><p><b>　　校驗(yàn)情況如下表</b&

56、gt;</p><p>　　表7-4 GN30-10D/630校驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件。</p><p>　　7.5互感器選擇與校驗(yàn)</p><p>　　互感器包括電流互感器和電壓互感器。電流互感器又稱儀用變流器，文字符號(hào)為TA；電壓互感器又稱儀用變壓器，文字符號(hào)為TV。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理來(lái)說(shuō)，互感器

57、是一種特殊變壓器。</p><p>　　7.5.1電流互感器校驗(yàn)</p><p>　　對(duì)于大多數(shù)電流互感器，給出了相對(duì)于額定一次電流的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其動(dòng)、熱穩(wěn)定度應(yīng)按下式校驗(yàn)。動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)：</p><p>　　則動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的條件為：</p><p>　　擬定型號(hào)為：LZZBJ9-10型電流互感器，查表得</p>&

58、lt;p><b>　　，</b></p><p>　　熱穩(wěn)定倍數(shù)：，則熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為：</p><p>　　，一般為1S熱穩(wěn)定倍數(shù)，即電流互感器試驗(yàn)時(shí)間t=1s，因此上式可改寫為：</p><p>　　通過(guò)計(jì)算結(jié)果可知滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。</p><p>　　7.5.2電壓互感器校驗(yàn)</p><

59、p>　　為了保證電壓互感器的安全運(yùn)行和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓互感器應(yīng)滿足下列條件：</p><p>　　其中式中 為電網(wǎng)電壓；</p><p>　　為電壓互感器一次繞組額定電壓；</p><p>　　其電壓互感器參數(shù)如下表所示</p><p>　　表7-5 電壓互感器參數(shù)</p>&

60、lt;p><b>　　綜合公式：</b></p><p><b>　　校驗(yàn)后滿足要求。</b></p><p>　　7.6母線選擇與校驗(yàn)</p><p>　　7.6.1 母線的選擇</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，變電所10kV側(cè)為電纜線，而屋內(nèi)配電10kV側(cè)和0.4kV側(cè)應(yīng)用硬母線，經(jīng)技術(shù)

61、經(jīng)濟(jì)比較選用硬母線即矩形硬母線，它的優(yōu)點(diǎn)是便于固定和連接，散熱性能好，缺點(diǎn)是集膚效應(yīng)系數(shù)較大，集膚效應(yīng)系數(shù)與電流的頻率、導(dǎo)體的形狀和尺寸有關(guān)，為了避免集膚效應(yīng)系數(shù)過(guò)大，應(yīng)減小導(dǎo)體片（條）間的距離，相應(yīng)地改變它有關(guān)因素。</p><p><b>　　7.6.2母線校驗(yàn)</b></p><p>　　實(shí)際工程應(yīng)用10kV 及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇截

62、面，再校驗(yàn)，其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)于一般建筑物的10kV線路距離短，電流不太大，按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面的意義并不大。</p><p><b>　　選擇</b></p><p><b>　　根據(jù)負(fù)荷計(jì)算電流：</b></p><p><b>　　折算到10kV </b></p>&

63、lt;p><b>　　得到高壓側(cè)電流：</b></p><p>　　根據(jù)變壓器SCB9-1000/10型空載電流為0.8%，其有名值：</p><p><b>　　空載電流;</b></p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況：，電流經(jīng)濟(jì)密度</p><p><b>　　10kV側(cè)：</

64、b></p><p><b>　　0.4kV側(cè)：</b></p><p>　　故選用 10kV側(cè)：TMY-3</p><p><b>　　0.4kV側(cè)：</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)與短路電流的比較滿足條件。</p><p><b>　　8繼電保護(hù) &l

65、t;/b></p><p>　　電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)是繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置的統(tǒng)稱。它對(duì)保證系統(tǒng)安全運(yùn)行和電能質(zhì)量、防止故障擴(kuò)大和事故發(fā)生起著及為重要的作用。</p><p>　　對(duì)繼電保護(hù)的基本要求1.選擇性2.靈敏性3.速動(dòng)性4.可靠性</p><p>　　8.1過(guò)電流與速斷保護(hù)整定值的計(jì)算</p><p>　　8.1.1過(guò)電流整

66、定值計(jì)算</p><p>　　計(jì)算變壓器過(guò)電流的整定值</p><p>　　式中 ——繼電保護(hù)動(dòng)作整定值（A）；</p><p>　　——保護(hù)裝置的可靠系數(shù)；</p><p><b>　　——接線系數(shù)；</b></p><p>　　——電流互感器電流比；</p><p&g

67、t;　　——線路最大負(fù)載電流（A）；</p><p>　　——繼電器返回系數(shù)；</p><p>　　式中 ——繼電器返回電流，電流互感器開(kāi)始釋放的最大電流（A）；</p><p>　　——繼電器起動(dòng)電流，電流繼電器開(kāi)始吸合的最小電流（A）;</p><p>　　DL型繼電器的一般要求在0.85-0.9。若返回系數(shù)小于0.85，說(shuō)明繼電器傳

68、動(dòng)部分有油污，應(yīng)清洗加油，以減少摩擦阻力矩，如果清洗加油后，仍達(dá)不到0.85以上，應(yīng)考慮更換電流互感器。</p><p>　　設(shè)計(jì)中所選用的變壓器型號(hào)為SCB9-1000/10變壓器，10KV/0.4KV，57.7A/1443A，干式變壓器，其中電流互感器電流比為其過(guò)電流整定值計(jì)算如下所示：</p><p><b>　　電流整定值：，</b></p>&

69、lt;p>　　過(guò)電流保護(hù)繼電器選用DL-11/11型。</p><p>　　（1）.過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限</p><p>　?。?）．靈敏度的校驗(yàn)。變壓器過(guò)電流保護(hù)的靈敏度，按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下運(yùn)行，發(fā)生兩相短路來(lái)檢驗(yàn)，其靈敏度也與線路過(guò)電流保護(hù)要求相同，即，個(gè)別情況下，允許。</p><p>　　即 （靈敏度合格）。</p>&

70、lt;p><b>　　電流速斷保護(hù)</b></p><p>　　對(duì)于小容量的變壓器，可裝設(shè)電流速斷保護(hù)和氣體保護(hù)一起構(gòu)成變壓器主保護(hù)。變壓器電流速斷保護(hù)的工作原理與輸電線路的相同，只是將保護(hù)設(shè)備換成變壓器保護(hù)而已。保護(hù)的原理接線圖如附錄1。</p><p>　　保護(hù)的原理接線圖如圖8-1，由于容量較小的變壓器一般為單側(cè)電源，此時(shí)注意將電流速斷保護(hù)裝于變壓器電源側(cè)

71、。</p><p>　　保護(hù)動(dòng)作電流的整定值有兩個(gè)原則：</p><p>　　躲過(guò)變壓器二次測(cè)母線上Ｋ1處故障時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大短路電流，即</p><p>　　式中　?。煽肯禂?shù)，取1.2－1.3。</p><p>　　躲過(guò)變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流。通常取</p><p>　　式中?。Ｗo(hù)安裝側(cè)變壓器的額定電流。&l

72、t;/p><p>　　保護(hù)動(dòng)作電流取上述兩者中最大者。</p><p>　　保護(hù)的靈敏度按保護(hù)安裝出Ｋ2點(diǎn)故障時(shí)流過(guò)保護(hù)的最小兩相短路電流校驗(yàn)，即要求：</p><p>　　變壓器電流速斷保護(hù)具有接線簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速等優(yōu)點(diǎn)，但是由于不能保護(hù)變壓器的全部，且范圍隨系統(tǒng)運(yùn)行方式及類型的變化而變化，因此，只能在容量較小的變壓器中，與氣體保護(hù)構(gòu)成變壓器的主保護(hù)。</p>

73、;<p>　　圖8-1電流速斷保護(hù)原理接線圖</p><p>　　圖8-2電流速斷保護(hù)原理接線圖展開(kāi)式</p><p>　　8.1.2速斷保護(hù)整定值計(jì)算</p><p>　　式中 ——電流繼電器速斷保護(hù)動(dòng)作電流（A）；</p><p>　　——保護(hù)裝置可靠系數(shù)，取=1.2；</p><p>　　——接線

74、系數(shù)，取=1；</p><p>　　——電流互感器電流比，=75/5=15；</p><p>　　——線路末端最大短路電流，即三相金屬性短路電流穩(wěn)定性（A）；</p><p><b>　　取 ，</b></p><p>　　對(duì)于電力系統(tǒng)末端供配電電力變壓器的速斷保護(hù)，一般取額定電流的2-3倍。</p>

75、<p><b>　　則 ；</b></p><p>　　速斷保護(hù)動(dòng)作電流整定值為10A；</p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限為0s;</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)公式：</b></p><p><b>　　；</b>&

76、lt;/p><p><b>　　取 ；</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。`敏度合格）</b></p><p><b>　　9總 結(jié)</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)中電氣主接線根據(jù)原

77、始資料及實(shí)際工程應(yīng)用，分析并選定兩種接線方式，通過(guò)實(shí)地考察和供電情況分析，最終選定的接線方式為：高壓側(cè)采用單母線接線，低壓側(cè)采用單母線分段接線，在本變電所的設(shè)計(jì)中還對(duì)變壓器選擇、短路電流的計(jì)算及設(shè)備選擇進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在主變壓器選擇中首先確定了變壓器的容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)，而后根據(jù)變電所所帶負(fù)荷情況采用需要系數(shù)法計(jì)算，同時(shí)結(jié)合相關(guān)的功率因數(shù)計(jì)算出變壓器的容量。設(shè)計(jì)變壓器繼電保護(hù)時(shí)，采用了過(guò)電流保護(hù)、速斷保護(hù)。</p><p&

78、gt;<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 許珉，發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)（第2版），北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.2</p><p>　　[2] 陳躍，電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南 電力系統(tǒng)分冊(cè) (第二版)(大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)指南叢書)，北京：中國(guó)水利水電出版社，2008.1</p><p>　　[3] 宋繼成，1220-500kV變電

79、所電氣接線設(shè)計(jì)(精)，北京：中國(guó)電力出版社，2004.7</p><p>　　[4] 胡志光, 發(fā)電廠電氣設(shè)備及運(yùn)行, 北京： 中國(guó)電力出版社, 2008.9</p><p>　　[5] 賀家李等, 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理（第四版）, 北京：中國(guó)電力出版社，2010.8 </p><p>　　[6] 張煒, 供用電設(shè)備（第二版）—

80、—21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材, 北京：中國(guó)電力出版社，2006.11 </p><p>　　[7] （美）麥克萊曼, 變壓器與電感器設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）, 北京：中國(guó)電力出版社，2009.1 </p><p>　　[8] 孫成普 .發(fā)電廠變電所電氣部分（第2版）.北京：中國(guó)電力出版社，2008.9</p><p>　　[9] 孫成普 .普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃

81、教材（高職高專教育） 變電所及電力網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用（第二版）.北京：中國(guó)電力出版社，2008.9</p><p>　　[10] 文遠(yuǎn)芳.高電壓技術(shù).湖北：華中科技大學(xué)出版社，2001.1</p><p>　　[11] 苗世洪，朱永利.十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 發(fā)電廠電氣部分（第五版）.北京：中國(guó)電力出版社，2015.9</p><p>　　[12] 李慶義

82、.淺談如何正確選擇及使用電流互感器. 電氣開(kāi)關(guān).2005.1：23-27</p><p>　　[13] 張冬柏.低壓配電線路設(shè)計(jì)、安裝與維護(hù).北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.2014.9</p><p>　　[14] 何仰贊等，電力系統(tǒng)分析(上下冊(cè))(第三版)，武漢：華中理科技學(xué)出版社，2002.3</p><p><b>　　致謝</b><

83、;/p><p>　　通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，加深了我所學(xué)的電氣工程專業(yè)知識(shí)，為今后順利的開(kāi)展工作打下良好的基礎(chǔ)，特別是對(duì)認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力有了較大的提高。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對(duì)我整個(gè)學(xué)習(xí)階段的一次綜合測(cè)試。</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，衷心的感，在百忙之中對(duì)我的設(shè)計(jì)給予了細(xì)致的指導(dǎo)和建議。他們那嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)作風(fēng)、誨人不倦的耐心，給我留下了難以磨滅的印象。我還要感謝我的專業(yè)老師

84、等各位老師。在這三年的大學(xué)生活和學(xué)習(xí)中，老師不僅教導(dǎo)我做人的原則，尤其在學(xué)習(xí)當(dāng)中對(duì)我傳授的知識(shí)會(huì)使我受益終身。</p><p>　　在此，我對(duì)您們表示最衷心的感謝，我將在今后的工作中不斷追求新知識(shí)、繼續(xù)努力，不辜負(fù)老師們對(duì)我細(xì)心的培養(yǎng)。</p><p><b>　　附錄Ⅰ</b></p><p>　　0.4kV側(cè)主接線圖</p>