电气一次设计和发电机保护设计的现状和发展.doc

绪论电能是现代工业生产的主要能源和动力，电能既易于由其它形式的能量转换二来。又易于转换为其它形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，又利于实现生产自动化。因此，电能在现代化工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。一般中小型工厂的电源进线电压是6-10kv电能先经高压变电所集中。再由高压配电线路分送到各车间变电所，或由高压配电线路供给高压用电设备。车间变电所装备电力变压器，将6-10kv的高压降为一般低压用电设备所需的电压（如380v-220v），然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备。 对于大型工厂及某些电源进线电压为35kv及以上的中型工厂，一般经过两次降压，也就是电源进厂以后，先经总降压变电所，由大容量的电力变压器将35kv及以上的电源电压降为6-10kv的配电电压，再经过高压配电线或高压变电所将电能送到各个车间变电所，最后经配电变压器降为一般低压用电设备所需的电压。该厂属于中大型工厂，采用35kv供电电源。距该厂10km正东方向有一地区变电所，可引一回35kv架空线作为工作电源至本厂总变电所，经厂总变压器将35kv降为10kv，然后通过高压配电线路送给车间变电所（或高压用电设备），再经车间变压器二次降压至380v-220v，经低压配电线路送给车间负荷。该厂有四个车间为级负荷，中断供电会造成严重的经济损失，为了保障供电的安全可靠性，应做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电，因此采用两个以上的电源供电。正常供电时由地区变电站35kv电源供电，距离该厂2km东南方向有一大型联合企业总降压变电站，可引一回10kv架空线做为备用电源。工作电源因故障时备用电源自动投入供电，工作电源正常时，备用电源进线开关处于断开状态，处于备用状态。 设计中所涉及的计算、选型、配置等，均根据工厂设计原则和设计任务初始资料而开展。第一章 总降压站电力负荷的计算及变压器的选型1-1、各车间负荷计算由原始资料可知，供电示意图如下：一、负荷计算目的及依据确定供电系统的最大负荷（也称计算负荷）。它是按发热条件选择供电变压器，导线以及开关等电气设备的依据。二、负荷计算：1、计算方法：工厂负荷计算的方法主要有需要系数、二项式法、利用系数和单位产品耗电法。接自配电线路上用电设备组的多台设备上不可能都同时运转，即使都运行的设备又不可能都是满负荷，因此对工业用电设备组的负荷计算，均采用需要系数法和二项式法计算。而需要系数法计算比较简便，适用于方案估算并且接近实际负荷。故本厂的负荷计算一律用需要系数法。需要系数法用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。用这种方法计算时，可从用电端起逐往电源方向计算，即首选按需要系数法求得车间低压侧有功及无功计算负荷加上本车间变电压器的有功及无功损耗，即得本车间变电所高压侧负荷，其次将全厂各车间变电所高压侧负荷相加同时加上厂区配电线路得功率损耗，再乘以同时系数（有功和无功均取0.9），便得工厂总降压站低压侧计算负荷，然后再考虑无功影响及总降压站主变的功率损耗，其总和就是全厂计算负荷。2、计算公式：1、用电设备组的计算负荷有功功率：pjs=kxpe kw kx=无功功率：qjs=pjstg kvar视在功率：sjs= kva计算电流：ijs= akx需要系数查原始资料表（一）pjs有功计算负荷kwpe用电设备组的设备功率kwqjs无功计算负荷kvarsjs视在计算负荷kvacos负荷功率因数 查原始资料表得tg用电设备功率因数角我正切值 查原始资料表得un用电设备额定电压（线电压）v2、车间变电所的计算负荷： 有功功率： kw无功功率： kvar视在功率： kva计算电流： a功率因数：、有功功率、无功功率同时系数，分别取0.90.95和0.920.983、各车间负荷计算流程.根据原始资料表（一）及需要系数法的计算公式计算如下：原始资料表（一）序号用电或车间单位名称设备容量（kw）kxcostg（一）no1变电所1织造车间5250.80.80.752染整车间4900.80.80.753浴室、理发室4.880.814食堂20.630.750.80.755独身宿舍200.81（二）no2变电所6制条车间3400.80.80.757纺纱车间3400.80.80.75（三）no3变电所8软水站86.10.650.80.759锻工车间86.90.30.651.1710机修车间296.20.30.51.7311托儿所、幼儿园12.80.60.61.3312仓库37.060.30.651.17（四）no4变电所13锅炉房1510.750.80.7514水泵房1480.750.80.7615化验室500.750.80.7516卸油泵房280.750.80.75各车间的计算负荷：pjs qjs sjs ijs（一）.no1变电所负荷计算中心1、织造车间pjs(1)=kxpe=0.8525=420(kw)qjs(1)= pjs(1)tg=4200.75=315(kvar)2、染整车间pjs1(2)=kxpe=0.8490=392(kw)qjs1(2)= pjs1(2)tg=3920.75=294(kvar) 3、浴室、理发室pjs1(3)=kxpe=0.84.88=3.904(kw)qjs1(3)= pjsi(3)tg=3.940=0(kvar) 4、食堂pjs1(4)=kxpe=0.7520.63=15.47(kw)qjs1(4)= pjs1(4)tg=15.470.75=11.6(kvar) 5、独身宿舍pjs1(5)=kxpe=0.820=16(kw)qjs1(5)= pjs1(5)tg=160=0(kvar)（二）.no2变电所负荷计算6、织条车间 pjs1(6)=kxpe=0.8340=272(kw)qjs1(6)= pjs1(6)tg=2720.75=204(kvar) 7、纺纱车间 pjs1(7)=kxpe=0.8340=272(kw)qjs1(7)= pjs1(7)tg=2720.75=204(kvar)（三）. no3变电所负荷计算8、软水站 pjs1(8)=kxpe=0.6586.1=55.97(kw)qjs1(8)= pjs1(8)tg=55.970.75=41.98(kvar) 9、锻工车间 pjs1(9)=kxpe=0.386.9=26.07(kw)qjs1(9)= pjs1(9)tg=26.071.17=30.5(kvar) 10、机修车间pjs1(10)=kxpe=0.3296.2=88.86(kw)qjs1(10)= pjs1(10)tg=88.861.73=153.73(kvar) 11、托儿所、幼儿园pjs1(11)=kxpe=0.612.8=7.68(kw)qjs1(11)= pjs1(11)tg=7.681.33=10.21(kvar) 12、仓库pjs1(12)=kxpe=0.337.96=11.39(kw)qjs1(12)= pjs1(12)tg=11.391.17=13.33(kvar) （四）. no4变电所负荷计算13、锅炉房pjs1(13)=kxpe=0.75151=113.25(kw)qjs1(13)= pjs1(13)tg=113.250.75=84.94(kvar) 14、水泵房pjs1(14)=kxpe=0.75148=111(kw)qjs1(14)= pjs1(14)tg=1110.75=83.25(kvar) 15、化验室pjs1(15)=kxpe=0.7550=37.5(kw)qjs1(15)= pjs1(15)tg=37.50.75=28.125(kvar) 16、卸油泵房pjs1(16)=kxpe=0.7528=21(kw)qjs(16)= pjs(15)tg=210.75=15.75(kvar) 各车间计算负荷值汇总表（二）序号用电或车间单位名称pjs1(kw)qjs1(kvar)sjs1(kva)ijs1(a)（一）no1变电所1织造车间420315525797.662染整车间392294490744.483浴室、理发室3.90403.9045.934食堂15.4711.619.2829.295独身宿舍1601624.31（二）no2变电所6制条车间272204340516.587纺纱车间272204340516.58（三）no3变电所8软水站55.9741.9869.96106.299锻工车间26.0730.540.1260.9610机修车间88.86153.73177.56269.7711托儿所、幼儿园7.6810.2112.7819.4212仓库11.3913.3317.5326.63（四）no4变电所13锅炉房113.2584.94141.56215.0814水泵房11183.25138.75210.815化验室37.528.12546.87571.2216卸油泵房2115.7526.2539.88.计算各个车间变电所的计算负荷，即各车间变电所变压器低压侧和高压侧的负荷。1、变压器低压侧和高压侧的负荷计算：同时系数取=0.95 =0.95（一）、no1变电所变压器低压侧和高压侧负荷计算低压侧：在负荷计算中，sl7、s7、s9等型低损耗电力变压器功率损耗可按下列简化公式近似计算即： pb车=0.015sjs qb车=0.065sjspbno1车=0.015sjs2(1)=0.015997.81=14.97kwqbno1车=0.06sjs2(1)=0.06997.81=59.87kvar高压侧： pjs3(1)=pjs2(1)pbno1车=805.00+14.97=819.97kwqjs3(1)=qjs2(1)qbno1车=589.57+59.87=649.44kvar（二）、 no2变电所变压器低压侧和高压侧负荷计算低压侧：pbno2车=0.015sjs2(2)=0.015646.00=9.69kwqbno2车=0.06sjs2(2)=0.06646.00=38.76kvar高压侧：pjs3(2)=pjs2(2)pbno2车=516.80+9.69=526.49kwqjs3(2)=qjs2(2)qbno2车=387.60+38.76=426.36kvar （三）、no3变电所变压器低压侧和高压侧负荷计算低压侧：pbno3车=0.015sjs2(3)=0.015297.81=4.47kwqbno3车=0.06sjs2(3)=0.06297.81=17.87kvar高压侧：pjs3(3)=pjs2(3)pbno3车=180.00+4.47=184.47kwqjs3(3)=qjs2(3)qbno3车=237.26+17.87=255.13kvar（四）、no4变电所变压器低压侧和高压侧负荷计算低压侧：pbno4车=0.015sjs2(4)=0.015335.77=5.04kwqbno4车=0.06sjs2(4)=0.06335.77=20.15kvar高压侧：pjs3(4)=pjs2(4)pbno4车=268.61+5.04=273.65kwqjs3(4)=qjs2(4)qbno车=201.47+20.15=221.62kvar各车间高、低压侧的计算负荷的车间变压器损耗列表（三）名称低压侧变压器损耗高压侧nopjs2(kw)qjs2(kvar)sjs2(a)ijs2(kw)pb车(kw)qb车(kvar)pjs3(kw)pjs3(kvar)sjs3(kva)ijs3(a)no1变电所805.00589.57997.811516.0114.9759.87819.97649.441046.0060.39no2变电所516.80387.60646.00981.509.6938.76526.49426.36677.4839.11no3变电所180.00237.26297.81452.484.4717.87184.47255.13314.8318.18no4变电所268.61201.47335.77510.155.0420.15273.65221.62352.1420.33三、车间变压器的选择变压器的选择应在变压器的容量基础上进行选择。为了使车间变压器能经济地运行，车间变压器容量应比车间计算负荷高15%，即车间计算负荷地1.15倍，取负荷率为85%。车间变压器容量：no1： sjs3(1)=1.15sjs3(1)=1.151046.00=1202.90kvano2： sjs3(2)=1.15sjs3(2)=1.15677.48=779.10kvano3： sjs3(3)=1.15sjs3(3)=1.15314.83=362.05kvano4： sjs3(4)=1.15sjs3(4)=1.15352.14=404.96kva.变压器容量的选择变压器容量应根据计算负荷选择。对平衡负荷供电地单台变压器，负荷率一般取85%左右，对昼夜或季节性波动较大的负荷供电的变压器，其容量与台数应考虑运行合理，并可在高峰时适当过载运行，对短时负荷供电的变压器要充分利用其过载能力。选择变压器容量应考虑低压电器的短路工作条件。车间变电所变压器的单台容量，一般不宜大于1000kva。这一方面是受以往低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的限制；另一方面也是考虑到可以使变压器更接近车间负荷中心，以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。.变压器台数的选择变压器台数主要根据负荷大小、对供电可靠性和电能质量的要求来决定并兼顾节约电能、降低造价、运行方便。负荷等级选用原则带有一、二级负荷的变电所(1).一、二级负荷较多时，应设两台或两台以上变压器；(2).只有少量一、二级负荷，并能从邻近变电所取得低压备用电源时，可采用一台变压器。带有三级负荷的变电所(1).负荷较小时采用一台变压器；(2).负荷较大，一台变压器不能满足要求时，采用两台及以上变压器。(3).昼夜负荷或季节性负荷变化大，选用一台变压器在技术上不合理时，宜选用两台变压器。从设计任务书知道，本厂有四个生产车间即制条车间、纺纱车间、织造车间、染整车间为级负荷，中断供电会造成严重的经济损失，要求供电系统无论是正常还是发生事故时，都应保证其连续供电。因此对一级负荷，应由两个独立的电源供电。其他辅助车间为级负荷。根据以上计算数据和资料，查建筑电气设备手册选择各车间变压器型号及台数如下： no1： sg1000/10 2台 no2： sg800/10 2台 no3： sg500/10 1台 no4： sg500/10 1台各车间高低压侧的计算负荷和车间变压器损耗及车间变压器容量、变压器选择情况（四）名称低压侧变压器损耗高压侧车间变压器容量pjs2(kw)qjs2(kvar)sjs2(kva)ijs2(a)pb车(kw)qb车(kvar)pjs3(kw)qjs3(kvar)sjs3(kva)ijs3(a)s、js3(kva)no1805.00589.57997.811516.0114.9759.87819.97649.441046.0060.391202.90变压器型号：sg1000/10 台数：2台no2516.80387.60646.00981.509.6938.76526.49426.36677.4839.11779.10变压器型号：sg800/10 台数：2台no3180.00237.26297.81452.484.4717.87184.47255.13314.8318.18362.05变压器型号：sg500/10 台数：1台no4268.61201.47335.77510.155.0420.15273.65221.62352.1420.33404.96变压器型号：sg500/10 台数：1台附表1 sg型10kv三相铜线干式电力变压器技术参数表型号额定容量(kva)额定电压(kv)损耗(kw)阻抗电压(%)空载电流(%)连接组初级次级空载短路sg1000/101000105%0.42.911.323101.44y/y0-12重量（t）绝缘外形尺寸（）台数（台）器身总重abc3.123.405h级绝缘2110114022602型号额定容量(kva)额定电压(kv)损耗(kw)阻抗电压(%)空载电流(%)连接组初级次级空载短路sg800/10800105%0.42.3959.4781.64y/y0-12重量（t）绝缘外形尺寸（）台数（台）器身总重abc2.753.026h级绝缘198098021602型号额定容量(kva)额定电压(kv)损耗(kw)阻抗电压(%)空载电流(%)连接组初级次级空载短路sg500/10500105%0.41.8736.745.51.96y/y0-12重量（t）绝缘外形尺寸（）台数（台）器身总重abc1.842.058h级绝缘16908601950212 厂总降压站的计算负荷及无功补偿和主变的选择一、计算厂总降压站的计算负荷，即厂总降压站变压器低压侧和高压侧的负荷（一）、厂总降压站变压器低压侧（10kv）的负荷计算：pjs4、qjs4、sjs4、ijs4、cos 由于总降压站变压器低压侧至各车间变压器线路较短，故不再计算线路损耗。 考虑同时系数取 kp=0.90.95 kq=0.920.98在本设计中同时系数取kp=0.95 kq=0.95 =0.95(819.97+526.49+184.47+273.65)=1714.35(kw) =0.95(649.44+426.36+255.13+221.62)=1474.92(kvar)（二）、变压器损耗计算在负荷计算中，sl7、s7、s9等型低损耗电力变压器功率损耗可按下列简化公式近似计算即：pb车=0.015sjs qb车=0.06sjspb=0.0152261.50=33.92(kw)qb=0.062261.50=135.69(kvar)（三）、厂总降压站变压器高压侧（35kv）的负荷计算：pjs5、qjs5、sjs5、ijs5、cospjs5= pjs4+pb=1714.35+33.92=1748.27(kw)qjs5= qjs4+qb=1474.92+135.69=1610.61(kvar) 二、无功功率的补偿 一般工业电气设备，由于采用了大量的感应电动机及变压器，电源除供给有功功率外尚需供给大量的无功功率。由于无功电流通过线路系统，导致配电设备能力未能得到充分的利用，并且引起以下损害：.功率因数愈低电力损失也愈大；.电压降亦愈大；.增加了设备容量与电力损耗；.影响电费收费率。供电部门一般要求企业的功率因数达到0.9以上。从计算的结果知道该工厂的功率因数目前只有0.74，因此需进行无功功率补偿。提高功率因数的方法分为改善自然功率因数和安装人工补偿装置两种。安装人工补偿装置的方法既简单，见效又快。对于感性负荷与电源之间的补偿变为感性负荷的两端并联电容器的方法，使其原为感性负荷与电源之间的补偿变为感性负载与容性负载之间的补偿，这样就减轻了电源的负担，提高了电源的利用率，减小了输电线路上的电能损失，这里采用在主变压器低压侧装设电力电容器的方法来提高功率因数。由原始资料知本厂的功率因数：cos0.9 因此在低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率略高于0.9，这里取cos0.9=0.92补偿电容器的计算公式： qc=pjs4(tg- tg)-有功负荷系数，一般按负荷情况选取，由工作班次决定 由原始资料知道：=0.650.85 故取=0.85tg-补偿前计算负荷功率因数角的正切值tg-补偿后功率因数角的正切值 cos=0.74 =42.27 cos=0.92 =23.07=pjs4(tg- tg)=0.851714.35(tg42.27- tg23.07)=703.91(kvar).查工厂常用电气设备手册选择并联电容器的型号规格：选bwf10.5-120-1w.确定并联电容器的数量： -单个电容器的额定容量考虑三相均衡，所以决定装设6个电容器，每相2个.这时并联电容器的实际容量为：qc=1206=720 kvar补偿并联电容器：bwf10.5-120-1w6只附表2 bwf10.5-120-1wx 型电容器技术参数表型号额定电压（kv）标称容量（kvar）标称电容（f）频率（hz）相数外型尺寸（mm）重量（kg）lbhhbwf10.5-120-1w10.51203.4750162013074034035三、主变压器的选择.补偿后主变压器高压侧的视在计算负荷： .无功补偿后的功率因数：这一功率因数满足规定要求.确定变压器的额定容量：主变压器容量sn1962.05kva,因此确定主变压器容量为2000kva查工厂常用电气设备手册确定主变压器的型号为:sl7-2000/35三相油浸自冷式铝线电力变压器四.确定变压器台数的选择：工厂总降压站变电所主变压器的容量与台数的选择在很大程度上取决于负荷大小及其对供电可靠性的要求，同时应考虑工厂发展规划等因素并与电气接线简单，运行方便，供电可靠，节约电能与减少投资。变压器台数多则供电可靠性高，但设备投资也大，运行费用也要增加。因此，在能满足可靠性要求的同时，变压器台数越少越好，对能求取得被用电源的一级负荷供电时，选用一台主变压器，我们从原始资料知道该工厂引进了一路10kv架空线做为该工厂的备用电源。工作电源正常时，备用电源进线开关处于断开状态。所以该总降压变电所采用一台主变压器。附表 3 sl7-2000/35三相油浸自冷式铝线电力变压器技术参数表型号额定容量(kva)额定电压损耗(kw)阻抗电压(%)空载电流(%)连接组高压低压空载短路sl7-2000/3520003510.53.419.86.51.4y/-11重量(t)外型尺寸(mm)台数(台)器身总重abc3.056.242750187031351第二章 总降压站变电所电气主接线设计总降压变电所是工厂接受和分配电能的中枢,它是由变压器、配电装置、保护及控制设备、测量仪表以及其它附属设备（试验、维修、油处理设备等）及有关建筑物构成的。变电所的电气主接线是变电工程的关键部分。它与电力系统、电气设备的选择与布置，以及供电系统运行的可靠性和经济性等各方面都是有联系的，因此设计变电所的电气接线时必须全面分析一些有关因素，正确处理它们之间的关系。2-1、工厂供电、配电系统电压的选择工厂供配电电压主要决定于地区电网供电电源电压、工厂计算负荷的大小以及高压用电设备的容量。一.供电电压的确定工厂供电电源电压主要根据工厂负荷大小，供电距离，以及地区电网可能供电的电源电压，与电力部门协商确定。一般大型工厂可选用kv或kv，中小型工厂可选用kv或kv电压，作为工厂供电的电源电压，一般工厂可选用一种或两种供电电压。选用较高的供电电压可以减少电能损耗，节约有色金属，提高供电质量，但是增加设备投资费用。如果有良种电压皆可满足供电要求可供选择时，则应进行技术经济比较并结合工厂发展规划，择优确定。二.高压供电系统设计（一）供电电压的选择1、方案的拟定根据系统电源的实际情况以及电气设备、负荷类型，经过分析研究，对供电电压的确定初步提出了两个可行方案：方案一：工作电源由架空线从地区变电所引35kv电源，备用电源为由附近联合企业中心的变电站引出10kv架空线。方案二：工作电源和备用电源均为35kv，工作电流由地区变电站引出35kv架空线，备用电源由附近联合企业引出35架空线。2、方案的分析及比较（1）分析方案一正常运行时，电压损失不大，当35kv线路故障时，10kv备用电流投入运行时，电压降很大，此方案只需一台主变压压器，故经济投资和占地面积都不大。（2）分析方案二根据运行经验的统计数据，35kv线路的故障率比10kv线路的故障率低一半，因此供电可靠性高，运行灵活。供电电压等级高，输电线路功率损耗和电能损耗较少，电压损失小。但需要装设两台35kv京变压器和三台35kv的高压断路器，设备较多，建设投资及运行维护费用均增加，占地面积也大，维护较困难。（3）比较两个方案方案一的投资比方案二的投资少，虽然当备用电源投入运行时，电压降较大，但在实际运行中，备用电源的投入几率较小，对线路的电压损失，可通过适当提高10kv主线路导线截面得以降低，另外，10kv主线路较短，故电压损失不会太大。经分析比较，确定是佳设计方案一为本设计方案。（二）厂区高压配电电压选择一般工厂采用得高压配电电压为610kv，从经济技术指标来看，最好选用10kv，如果选用3kv或6kv，又需增加一个变压器，这就增加了设备投资费用，不经济。2-2、主接线的选择电气主接线是变电所的主要电路，它明确表示了变电所电能接受与分配的主要关系，是变电所允许操作的主要依据。在设计中，主接线的拟定对电气设备选择，配电装置布置，维护和控制测量的设计，建议投资以及变电所运行的可靠性，灵活性及经济性都有密切关系，所以主接线的选择是供电系统设计中一项综合性的重要环节。一、对电气主接线的基本要求1、根据用电负荷的要求，保证供电的可靠性，供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，可靠性要包括一次部分和相应组的二次部分在运行中可靠性的综合，在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线，检修时不宜影响对系统的供电，独立车间，变电所检修时不宜影响其它车间的正常供电。2、电气主接线应具有一定的运行灵活性，主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性，调度时可以灵活地投入和切换变压器，调配电源和负荷满足系统在事故运行方式，检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求，检修时方便停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电网的运行和对各车间变电所的供电，扩建时可以容易地从初期接线过渡到最终接线。3、主接线在满足供电可靠性、灵活性的前提下要做到经济性，接线简单，投资少，占地面积小，电能损失少，年运行费用低。4、结合工厂发展规划，应留有扩建余地。二、工厂总降压站变电所电气主接线的选择（一）工厂总降压站变电所的特点：1、供电、配电的电压为35110/610kv；2、电源进线为12回；3、主变压器的台数为两台。（二）总降压站变电所高、低压侧的接线形式变电所的主接线形式有多种，常见的有如下几种：1、线路变压器组接线。当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器接线，高压侧可能装设隔离开关、高压跌落式熔断器、高压断路器受电，装设那种设备合适视具体情况而定。优点：接线简单，使用的设备少，基建投资省。缺点：供电可靠性低，当主接纸中任设备（包括供电线路）发生故障或检修时，全部负荷都将停电。所以这种接线方式多用于仅有二、三极负荷的变电所，如大型企业的车间变电所和小型用电单位的10kv变电所等。2、桥式接线为了重要负荷得到可靠供电，大型企业变电所通常有两回电源进线，并且装设两台主变压器，在这种情况下，变电所高压侧多采用桥式结线。桥形接线的优缺点：优点：采用设备少，接线清晰简单。缺点：可靠性不高，而且隔离开关为操作电源。桥式接线分为全桥、内桥和外桥三种方式。全桥接线的特点：适应性强，对线路、变压器的操作均方便，运行灵活，且易于扩展成单母线分段式的中间变电所（高压有突起负荷时）。缺点是设备多、投资大，变电所占地面积较大。外桥接线的特点：外桥接线对变电所的切换方便，比内桥少两组隔离开关，继电保护简单，易于过渡到全桥或单母线分段的接线，且投资少，占地面积小。缺点是倒换线路时操作不方便，变电所一侧无线路保护。所以这种接线适用于进线短而倒闸次数少的变电所，或变压器采用经济运行需要经常切换的终端变电所以及可能发展为有穿越负荷的变电所。内桥接线的特点：内桥接线一次侧可设线路保护，倒换线路时操作方便，设备投资与占地面积均较全桥少。缺点是操作变压器和扩建成全桥或单母线不如外桥方便。所以适用于进线距离长，变压器切换少的中断变电所。根据桥连断路器qdf及低压母线分段开关fdl的不同状态，桥式接线在正常情况下有多种运行方式：. 高压断路器qdf闭合，低压母线开关也闭合，这时两回电源进线和两台变压器均作为并联运行，可靠性高，但短路电流大，继电保护装置复杂。. 高压断路器断开，低压分段开关闭合，这种运行方式可以限制短路电流，适用于来自同一电源的双回进线。. 高压断路器断开，低压母线分段开关也断开，这适用于两个未经同期的独立电源，它的运行性能相当于两个互为备用的线路变压器组。. 高压断路器闭合，低压母线分段开关断开，这种运行方式适用于高压两回电源进线来自不同的地我变电所，其中有一电源进线是正常工作电源，而另一电源进线在正常情况下则是备用电源，这种情况下低压母线分段开关是为了减少短路电流。所以桥形接线只适用小容量发电厂和变电所，以及作为最终发展为单母线3.单线线分段式接线。有穿越负荷的两回电源进线的中间变电所，其受、配电母线以及桥式接线变电所主变压器二次侧的配线母，多采用单母线分段的接线方式。优点：当某回受电线路或变压器因故障及检修停止运行时，可通过母线分段断路器的联络，保证继续对两端母线上的重要负荷供电，多用于具有一、二级负荷，且进、出线较多的变电所。母线采用断路器分段比用隔离开关操作方便，运行灵活，可实现自动切换以提高借电的可靠性。单母分段比双母线所用设备少，系统简单、经济、操作安全。缺点：当其中一段母线需要检修或发生故障时，接于该母线上的环形系统或双回路借电，以便互为备用。结合原始资料分析比较，由于本厂设计中有两回电源进线，因为初选方案是方案一，备用电源为10kv，所以高压侧只需采用一台主变压器，不采用桥式接线。而变压器低压侧采用单母线分段接线方式，一般分为两段，分段开关可采用断路器或隔离开关，在本设计中采用断路器分段，所有负荷均接于两段上，这有利提高供电的可靠性和灵活性。确定总降压站主接图为下图的供电示意图：该接线主要特点：1.总降压变电所设一台2000kva，35/10kv的降压变压器，变压器与35哪线路接成线路变压器组。在变压器高压侧设少油断路器，这便于变电所的控制运行和维护。2.降压变电所的10kv侧采用单母线接线，用10kv少油断路器将母线分成两段。3.主变压器低压侧经少油断路器接在10kv母线的一个分段上，而备用10kv线路也经少油断路器接在另一个分段上。4.各车间的一级负荷都由两段母线供电，以保证供电可靠性。5.根据规定备用电源只有在主电源停止运行或主变压器故障（检修）时才投入，因此，正常时备用电源进线开关是断开的，10kv母线断路器是闭合。6.在10kv母线侧，工作电源与备用电源之间设有备用电源自动投切装置（bzt），当工作电源因故障断开时，备用电源会立即投入。当主电源发生故障时，变电所的操作电源来自备用电源断路器前的所用变压器。第三章 短路电流计算3-1、概述一、短路电流的危害短路后，短路电流比正常电流大得多；在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。如此大的短路电流可对供电系统产生极大的危害，即：1）短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件损坏。2）短路时电压要聚降，严重影响电气设备的正常运行。3）短路可造成停电，而且越靠近电源，停电范围越大，给国民经济造成的损失也越大。4）严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机失去同步，造成系统解列。5）单相短路，其电流将产生较强的不平衡主交变磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。二、短路的原因造成短路的主原因，是电气设备载流部分的绝缘损坏。这种损坏可能是由于设备长期运行，绝缘自然老化或由于设备本身不合格、绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备绝缘正常而被过电压（包括雷电过电压）击穿，或者是设备绝缘受到外力损伤而造成短路。工作人员由于未遵守安全操作规程而产生误操作，或者误将低电压的设备接较高电压的电路中，也可能造成短路。鸟兽跨越载裸露的相线之间或相线与接地物体之间，或者咬坏设备导线电缆的绝缘，也是导致短路的一个原因。三、短路电流计算的目短路的后果是十分严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流计算，以便正确地选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件（如电抗器）等，也必须计算短路电流。四、短路的种类所谓短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。短路有四种类型：三相短路、两相短路、单相短路接地、两相短路接地电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小。但一般三相短路的短路电流最大，造成的危害也最严重。为了使电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地工作，因此作为选择检验电气设备用地短路计算中，以三相短路计算为主。3-2、短路电流计算一、一般规定为了简化短路电流计算的方法，在保证计算精度的情况下，忽略了一些次要因素的影响，作出如下规定：1.所用电源的电动势相位角相同，电流的频率相同，短路前，电力系统的电势和电流是对称的。2.认为变压器是理想变压器，变压器的铁心始终处于不饱和状态，即电抗值不随电流大小发生变化。3.输电线路的分布电容略去不计。4.每一个电压级采用平均额定电压，这个规定在计算短路电流时，所造成误差很小。唯一例外的是电抗器，应采用加于电抗器端点的实际额定电压，因为电抗器的阻抗通常比其他元件阻抗大得多，否则误差偏大。5.计算高压系统短路电流时，一般只计及发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗，因为这些元件x/3r时，可略去电阻的影响。只有在短路点总电阻大于短路点总电抗1/3时才加以考虑，此时采用来代替。6.短路点离同步调相机和同步电动机较近时，应考虑对短路电流值的影响。7.在简化系统阻抗时，距短路点远的电源与近的电源不能合并。8.以供电电源为基准的电抗标么值3，可认为电源容量为无限大的系统，短路电流的周期分量在短路全过程中保持不变。二、短路电流计算程序在进行短路电流计算之前，应根据计算的目的搜集有关资料，如电力系统接线图，运行方式和各元件的技术数据等，然后按下述步骤进行：1.确定计算电路；2.作等值电路图；3.求电路各元件电抗；4.网络化简，求短路回路总电抗；5.计算短路电流。三、短路电流计算的方法对工厂供电系统，短路电流的计算一般采用近似的方法，计算中假定：1.供电的电源是无限大功率系统。2.认为短路回路的元件的电抗为常数。3.元件的电阻，一般略去不计，只有在短路电路中总电阻大于总电抗的三分之一时考虑电阻，否则认为=。当电源系统运行方式改变时，短路电流也要变化，选择电气设备时，确定电气设备容量或额定参数时，需要知道通过该设备最大可能的三相短路电流，因此要按系统最大运行方式计算短路电流。当校验继电保护装置的灵敏度是否合格以及选择熔断器、整定继电保护装置和校验电动机起动的依据，需要计算出系统最小运行方式下的最小短路电流量。在选择和校验电气设备，载流导体以及进行继电保护整定计算中，一般需计算下列是短路电流值：id 三相短路电流周期分量有效值（ka）i 次暂态短路电流（即三相短路电流周期分量第一周的有效值（ka）i0.2 短路后0.2秒的短路电流周期分量有效值（ka）i 三相短路电流稳态有效值（ka）ich 短路冲击电流（ka）ich 短路全电流最大有效值（ka）sd 0秒时短路容量（mva）高压短路电流一般采用标么值计算，使运算步骤简单。数值简明便于分析，所谓标么值就是对各个物理量选一个固定的数值作基值，取实际值与基值之比称为该物理量的标么值。即标么值（相对值）=有名值/基准值计算中用到的无件四个电气量的标么值为：容量标么值s*= 电压标么值u*=电流标么值i*= 电抗标么值x*=式中：s、u、i、x容量、电压、电流、电抗的有效值 sj、uj、ij、xj容量、电压、电流、电抗的基准值为计算方便通常取基准容量sj=100mav 基准电压用各级的平均额定电压，即uj=up=1.05uekv （其中ue为额定电压千伏）当基准容量sj和基准电压uj确定以后，基准电流ij和基准电抗xj便可决定 即：ij= 由此可求出三相电力系统中，有名值电抗为x的电路元件的电抗标幺值为：四、高压系统短路电流计算（一）原始资料的分析针对本设计，短路时可能出现的电网情况：35kv 三相三线制，