35KV变电所及配电线路设计

1、本科毕业设计（论文）35KV变电所及配电线路设计（牛圣迪）2011.12.10本科毕业设计（论文）（35KV变电所及配电线路设计）学院（系）： 继续教育学院 专 业：电气工程及自动化 学生 姓名： 牛圣迪 学 号： 39 指导 教师： 杨丽君 答辩 日期：2011-12-15 （此页空白）摘要随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。作为电能传输与控制的中间枢纽，变电所必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。此工厂供电设计包括：负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、型式的确定；变电所主接线

2、方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；二次回路方案的确定及继电器保护的选择和整定；防雷保护与接地装置的设计；车间配电线路布线方案的确定；线路导线及其配电设备和保护设备的选择；以及电气照明的设计，还有电路图的绘制。关键词变电所 变压器 断路器 继电器 隔离开关 互感器 熔断器AbstractWith development and progress of modern civilization, social production and is it put forward high request more and more to quality and management t

3、hat electric energy supply to live. As the pivot between what the electric energy is transmitted and controlled, the transformer substation must change the traditional design and control the mode , could meet modern power system , modernized industrial production and development trend of social life

4、 . This factory supplies power and designs including: Calculation of load and compensation of the inactive power; Transformer substation main voltage transformer platform count and capacity , sureness of pattern; Mainly wire the choice of the scheme in the transformer substation; Pass in and out the

5、 choice of the thread; Choice of shorting out and calculating and switchgear ; Two return circuit sureness and choice that relay protect of scheme exactly make; Defend the thunder and protect the design with the earth device ; The workshop distribution line connects up the sureness of the scheme; Ci

6、rcuit wire and distribution equipment and protecting the choice of the equipment; And the electric design that lighted, there is drawing of circuit diagram.Keywords Transformer substation Voltage transformer Circuit breaker Relay Isolate the switch Mutual inductor Fuse box. 目 录摘要IAbstractII第1章 绪论41.

7、1 课题背景4第2章 35KV变电所及低压配电线路设计52.1负荷计算52.2 无功补偿计算及设备选择82.3 变电所位置的选择142.3.1 变电所的分类142.3.2 变电所所址选择的一般的应遵循的原则142.4 变电所的主变压器台数和容量的选择162.4.1 主变压器台数的选择162.4.2 主变压器容量的选择162.5 变电所主接线方案的设计172.7 变电所一次设备的选择272.7.1 一次设备选择的一般要求272.7.2选择各类电气设备的特别的要求282.7.3 一次设备校验应满足的条件282.8 变电所高压进线和低压出线的选择382.8.1变电所进线方式的选择382.8.2 变配

8、电所进出导线和电缆的选择382.8.3 各类电力线路的导线截面的选择步骤392.8.4 电力线路选择的具体公式392.8.5 设计进出线的选择402.8.6 6KV高压母线的选择442.8.7 车间变电所低压侧母线的选择44第3章 继电保护以及二次回路的设计463.1 继电保护装置的基本要求463.2 二次回路的接线安装要求463.3 引入盘、柜的电缆及其芯线应符合的要473.4 35KV主变压器的保护装置设计473.5 6.3KV车间变压器的保护装置设计503.6 备用电源自动投入装置的选523.7 高压断路器的操动机构控制与信号回路523.8 防雷保护和接地装置设计54结论55参考文献56

9、致 谢58附录15附录27附录39第1章 绪论1.1 课题背景所谓电力系统，就是包括不同类型的发电机，配电装置，输、配电线路，升压及降压变电所和用户，组成的一个整体，对电能进行不间断的生产和分配。工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。工厂供电系统是电力系统的一个组成部分，它主要反映工厂用户的特点和要求。 电能是现代工业的主要能源和动力，做好工厂供电工作对发展工业生产，实现工业现代化，有十分重要的意义。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中和国家经济建设中应用极为广泛。随着现代文明的发展与进步，

10、社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。作为电能传输与控制的中间枢纽，变配电所必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。近年来，微电子技术、微机控制与应用技术、计算机通信与网络技术的高速发展和应用，为变电所的自动化和自能化提供了强大的技术支持。随着国民经济的持续发展，电网装机容量迅速增长，电力供应紧张状况已得到缓解。目前存在的主要问题是变配电网薄弱，难以满足用户对供电质量越来越高的要求，由此，只有加大变电所的科技含量，汲取国内外先进技术，向自动化、现代化、智能化发展，才能更好的为社会主义现代化建设服务。本设计的内容可大概的分为：负

11、荷计算、变压器的无功补偿、变压器的选择、变电所主结线方案的设计、短路电流和容量的计算、一次设备选择、变电所进出线的选择及二次回路方案的选择及继电保护的整定进行设计。为了响应国家计划用电、节约用电、安全用电的号召，在设计中负荷计算、无功补偿、一次设备选择、进出线选择、二次回路方及继电保护设计、谐波危害的抑制和消除，都是关键的步骤，要十分注意。本设计的指导老师为杨丽君老师，在此感谢她的耐心指导和辛勤的教诲。由于本人水平有限，设计中难免出现不足之处，敬请各位老师批评指正。第2章 35KV变电所及低压配电线路设计2.1负荷计算 求计算负荷这相工作称为负荷计算。显然负荷计算是根据已知的工厂用电设备的安装

12、容量确定、预期不变的最大假想负荷。这个负荷是设计是作为选择工厂电力系统供电线路导线的截面积、变压器容量、开关电器和互感器等的额定参数的依据。电力负荷又叫电力负载，它是指耗用电能的用电设备或用电单位。另一是指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流的大小。根据电力复核对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响程度，电力负荷一般分为三级：一级负荷：一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者，或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废等等。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应看着特别重要的负荷。二级

13、负荷：二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如大量产品报废、中断供电将影响重要用电部门正常工作等。三级负荷：三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述的一、二级负荷者。由于计算负荷是供电设计的基本依据，所以计算负荷确定的是否合理，直接影响到工厂电力设计的质量，电力设计的经济性问题。如计算负荷估算太大，将增加供电设备的容量，使工厂电网变的复杂，浪费有色金属，在无形中就增加了初投资和运行工作量。特别是由于工厂企业是国家电力的主要用户，以不和理的工厂电力需要量作为基础的国家电力系统的建设，将给整个国民经济建设带来很大的危害。如果选的过小，又使电器和导线电缆处在过负荷下运行，增加了电能的损耗，

14、导致绝缘过早老化甚至烧毁，降低了设备的使用寿命。可见，正确计算负荷计算，有很大设计决定作用，其意义重大。但是由于负荷情况复杂，影响因素多，很难准确的确定出来。设备的计算负荷的变化也有一定的计算规律，它与设备的性能、生产的形式、能源的供应的状况等多种因素有关。所以，负荷计算只是电力系统设备选择的一个估算负荷。我国的确定负荷的方法，主要有需要系数法、二项式法，需要系数法是普遍采用的计算负荷的基本方法，二项式法应用局限很大，但确定设备台数教少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，比较的合理，而且方便。本设计的车间设备台数较多、设备容量都相差不大，所以宜采用需要系数法。 负荷计算公式如下： 有功计算负

15、荷: P30=KdPe （1.1）式中:Pe用电设备组总容量(不含用电设备容量,单位:Kw)Kd用电设备组的需要系数无功计算负荷为: Q30=P30tan （1.2）式中:tan对应于用电设备组功率因数cos的正切值视在计算负荷为: S30=P30 /cos （1.3） 计算电流为 : I30=S30 /(31/2Un) （1.4）式中:Un用电设备组的额定电压(单位:KV)功率因数 COS=P30/S30 （1.5） 根据需要系数计算法和变电所的设计依据,通过计算可以得出此变电所的计算负荷.其计算结果如下表: 表1.1 各车间6千伏负荷计算表序 号车间名称高压设备名称设备容量kWkdCOSt

16、an计 算 负 荷P30KwQ30KvarS3KVAI30A1铸钢车间电弧炉212500.90.870.57225019562586.2248.872铸铁车间工频炉22000.80.90.48320288355.5634.23空压站空压机22500.850.850.6242536350048.1小 计 K-0.90.740.91269624773660.4323.4各车间和车间变电所负荷计算表下页：表1.2 各车间和车间变电所负荷计算表（380V）序号车 间名 称设备容量 kWkdCOStan计 算 负 荷车间变电所代号变压器台数及容量kVAP30KwQ30KvarS3KVAI30A1铸钢车间

17、20000.40.651.178009361230.71870.1No.128002铸铁车间10000.40.701.02400408571.43128.33No.22400砂库1100.70.601.3377102128.33194.99小计K-0.90.661629843铆焊车间12000.30.451.983607138001215.5No.314001.水泵房28.750.80.75211626.25398.84小计K-0.90.442.9342.9692.2772.411173.64空压站3900.850.750.88331.5291.72442671.57

18、No.41500机修车间1500.250.651.1737.543.957.7876.57锻造车间2200.30.551.5266101120182.33木型车间1860.350.601.3365.185.58108.5164.85制材场200.280.601.335.66.339.3314.18综合楼200.9101801827小计K-0.90.681.06472502688.161045.65锅炉房3000.750.800.75225168.75281.25939.41No.513152.水泵房280.750.80.752115.826.2539.9仓库(1.2)880.30.651.17

19、26.430.940.6261.72污水提升站140.650.800.759.16.8311.3817.29小 计K-0.90.770.83253.4211.1329.78501.12.2 无功补偿计算及设备选择变电所的无功补偿对于整个工厂的设计是极为重要的。按全国供用电规则规定:高压供电的工业用户,功率因素不得低于0.9;其她情况,功率因素不得底于0.85.如达不到上述要求,则需增设无功功率的人工补偿装置.功率因数是衡量工厂供电系统电能利用层度及电气设备使用状况的一个具有代表性的参数。在工厂供电系统中，绝大多数用电设备都有电感性的特性。（诸如：感应电机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷）

20、这些设备不仅需要从电力系统中吸收有功功率，还要吸收无功率以产生这些设备正常工作所必须的交变磁场，从而降低了设备运行时的功率因数。如果在设备充分充分发挥了设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数，尚达不到工厂规定的功率因数要求时，则要考虑人工补偿。人工补偿是在变压器低压侧装设无功补偿装置，在保证低压侧有功率不变的情况下减小设备的无功功率。从而减小了设备总的视在功率，缩小了变压器容量、导线的截面积及一次设备的容量。同时仅降低了变电所的初投资、设备运行时的损耗和工厂的电费开支。现在所用的补偿装置有同步补偿器和静电电容器。同步补偿器无功功率的发电机，它的最大优点是可以均匀的调节电网的电压水平，但

21、其无功功率补偿量越小，单位1kvar造价越高，即使容量很大同步无功补偿器也远叫静电无功补偿器贵，而且损耗大、安装要求高、运行维护复杂，因此只有在大电网中枢调压或中降压变电所中使用。目前：工厂中普遍采用并联电容器来补偿供电系统中的无功功率。它一般分为三中：高压集中补偿、低压集中补偿、低压分散补偿。由前面的车间负荷计算知车间的计算很大，但功率因数普遍很小。从表中可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.77。而提供电部门要求该厂35KV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功功率损耗，因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应稍微高些，取0.92。

22、 相关的无功功率补偿公式如下：无功功率补偿装置容量: QC=P30（tan-tan） （1.6）式中: P30 工厂的有功计算负荷(单位:KW)tan对应原来功率因数COS的正切;tan对应需补偿到功率因数的COS正切;补偿后总的视在负荷：S30= P302+(Q30-QC)20.5 （1.7） 变压器有功损耗: PT=Pk2+P0 （1.8） 式中: P0变压器的空载损耗;Pk变压器的短路损耗; 变压器的负荷率, = S30 / SN,对于610KV低损耗配电变压器,有攻损耗可按下列简化公式计算: PT=0.015S30 （1.9） 变压器无功损耗： QT=（I0%/100+UK%/1002

23、）SN （1.10）式中： I0 变压器的空载电流百分比UK变压器的短路电压百分比对于610KV低损耗配电变压器,有攻损耗可按下列简化公式计算:QT=0.06S30 （1.11）变压器高压侧有功功率： P=P30+PT （1.12） 变压器高压侧无功功率： Q=Q30+QT （1.13） 补偿后的有功功率：S= P2+Q20.5因此380V侧最大负荷时功率因数暂取0.92来计算，380V侧所需无功功率补偿容量各车间计算如下:第一车间: QC=P30（tan-tan） =800tan(arccos0.65)tan(arccos0.92) =692kvar选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其

24、方案2（主屏）1台与方案4(辅屏)6台相结合,总共容量112kvar7=784kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如下表所示: 表1.3 NO.1车间380V侧和6KV侧的负荷计算表项目COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A380V侧补偿前负荷0.658009361230.81870.1380V侧无功补偿容量784380V侧补偿后负荷0.98800152814.31237.3变压器功率损耗0.0210.456KV侧负荷总计0.98800.021152.4581678.52第二车间:QC=P30（tan-tan） =429.3tan(arccos

25、0.66)tan(arccos0.92) =301kvar选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案2（主屏）1台与方案3(辅屏)3台相结合,总共容量112kvar1+84kvar3=364kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如下表所示: 表1.4 NO.2车间380V侧和6KV侧的负荷计算表项目COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A380V侧补偿前负荷0.66429.3484.89647.62984380V侧无功补偿容量364380V侧补偿后负荷0.96429.3120.89445.97677.64主变压器功率损耗0.0120.266KV

26、侧负荷总计0.94429.3121.2447.3043.04第三车间:QC=P30（tan-tan） =342.9tan(arccos0.44)tan(arccos0.92) =545.2kvar选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案2（主屏）1台与方案4(辅屏)4台相结合,总共容量112kvar5=560kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如下表所示: 表1.5 NO.3车间380V侧和6KV侧的负荷计算表项目COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A380V侧补偿前负荷0.44342.9692.12772.411173.59380V侧无

27、功补偿容量560380V侧补偿后负荷0.93342.9132.12367.47558.33主变压器功率损耗0.0120.266KV侧负荷总计0.93342.91132.38367.9435.41第四车间:QC=P30（tan-tan） =471.3tan(arccos0.68)tan(arccos0.92) =301.63kvar选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案2（主屏）1台与方案4(辅屏)2台相结合,总共容量112kvar3=336kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如下表所示: 表1.6 NO.4 车间380V侧和6KV侧的负荷计算表项目COS计算负荷P

28、30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A380V侧补偿前负荷0.68471.3501.44688.161045.58380V侧无功补偿容量336380V侧补偿后负荷0.94471.3165.4499.48758.9主变压器功率损耗0.020.366KV侧负荷总计0.94472.50165.76499.7648.09第五车间:QC=P30（tan-tan） =253.35tan(arccos0.77)tan(arccos0.92)=103.87kvar选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案1（主屏）1台与方案3(辅屏)1台相结合,总共容量84kvar2=168kvar。因此无功

29、补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如下表所示: 表1.7 NO.5 车间380V侧和6KV侧的负荷计算表项目COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A380V侧补偿前负荷0.77253.35211.11329.78501.06380V侧无功补偿容量168380V侧补偿后负荷0.99253.3543.11257390.47主变压器功率损耗0.020.246KV侧负荷总计0.98253.3743.35257.424.776KV高压车间:QC=P30（tan-tan） =2695.5tan(arccos0.74)tan(arccos0.92) =1320.8kvar选P

30、GJ1型低压无功功率自动补偿屏:采用其方案2（主屏）1台与方案4(辅屏)11台相结合,总共容量112kvar12=1344kvar。因此无功补偿后工厂6KV侧的负荷计算如下表所示: 表1.8 高压车间6KV侧的负荷计算表项目COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A6KV侧补偿前负荷0.742695.52476.41 3660.375561.526KV侧无功补偿容量13446KV侧补偿后负荷0.922695.51132.412923.71281.34主变压器的负荷计算：补偿后：P30=P301+P302+P30i=4492.40KVAQ30=Q301+Q302+Q30i

31、=1476KvarS30=（P302+Q302 ）1/2=4819.77KVAI30=463.8ACos=0.93 Tan=0.386KV侧和35KV侧的负荷计算如下表所示:表1.9 主变压器35KV侧和6KV侧的负荷计算表项目COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A6V侧补偿后负荷0.934492.414764819.77441.7主变压器功率损耗0.122.2235KV侧负荷总计0.934492.521478.224820.3478.52此可见,补偿后变电低压侧的无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流显著减小,而功率因数显著提高。补偿后该变电所主变压器T的容量显然比

32、补偿前的变压器容量小得多。同时由于计算电流的减小，使补偿点以前系统中各元件上的功率损耗也相应降低，因此不仅降低了变电所的初投资，而且减少了工厂的电费开支，所以进行无功补偿效益是十分可观的。2.3 变电所位置的选择2.3.1 变电所的分类工厂变电所分为降压变电所和车间变电所，一般中小工厂不设总降压变电所。2.3.2 变电所所址选择的一般的应遵循的原则选择工厂变、配点所的所址，应该根据下面的一些要求经技术、经济比较后确定。（1）所址应尽量靠近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。（2）进出线方便。（3）接近电源侧。（4）设备运输方便。（5）不应设在有剧烈振动或高温的场所。不

33、应设在地势低洼和可能积水的场所。（6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所；当无法原理时，不应设在污染源盛行风向的下侧。（7）不应设在厕所、浴室或其她经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所向贴邻。（8）不应设在有爆炸危险环境的正下方或正上方，且不宜设在有火灾危险环境的正下方或正上方。当与爆炸报或火灾危险环境的建筑物毗邻时，应符合现行国家标准的规定。（9）高压配电所应尽量与邻近车间变电所或 有大量高压用电设备的房和健在一起.2.3.3 厂负荷中心的估算方法1） 选择合适的负荷圆比例m根据负荷统计结果，确定负荷最大的车间。在厂平面布置图上，在表示该车间的框图的负荷中心位置画一个大小合适的确圆，并以此圆

34、的面积r2表示该车间视在计算负荷S30.2的大小，然后按下式计算出该负荷圆的比例：m= S 30.2 /r22)以作为全厂各车间负荷圆的公共比例，按下式求出其她各车间负荷圆的半径:ri =( S30.2. i /m) 1/2,式中，ri为第i个车间负荷圆的半径（i=1，2，3.）；S30.2. i为i第个车间的视在计算负荷。3) 根据各车间负荷圆的半径ri，在厂平面布置图分别以各车间负荷中心为圆心，画出各车间的负荷圆。4) 通过观察分析全厂各车间负荷圆的分布情况，估算出厂负荷中心的大概位置，总变配电所就应该设在这个位置附近靠电源一侧处。2.4 变电所的主变压器台数和容量的选择 2.4.1 主变

35、压器台数的选择主变压器的台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。当符合下列条件的一种时，要装设两台及以上的变压器：有大量的一级和二级负荷。季节性负荷变化较大，适于采用经济运行方式。集中负荷较大。其她的情况只要装一台变压器。1）主变压器台数应满足负荷对供电可靠性的要求。对于供电给一、二负荷的变电所，应采用两台主变压器。 2）如果附近只有一条电源进线，则只能采用一台主变压器。此时，如果厂内有一、二级负荷，则应所内装设一台发电机，作为一、二级负荷的备用电源。 3）对于只向三级负荷供电的变电所，当负荷变动很大，填充系数0.5时，宜采用一台主变压器。 4）当厂内有大型高压用电设备（如大型高压电动机、大

36、型电炉）时，宜采用两台主变压器。根据上面的要求，因为该厂两条电源进线;工厂负荷性质为三班工作制,年最大有功利用小时数为6000小时,属二级负荷;集中负荷较大,故需要装备两台主变压器。2.4.2 主变压器容量的选择1） 变电所装有一台主变压器时，其容量应满足下列要求： SNTS30 （2.14） 式中：S30为该变电所承担的全部计算负荷（无功补偿后的计算负荷）。 2） 装有两台主变压器的变电所，每台主变压器容量不应小于总的计算负荷的60%，最好为总计算负荷的70%左右，同时每台主变压器的容量不应小于全部一、二级负荷之和,即: SNT(0.60.7)S30 （1.15） 根据上面变电所的选择要求此

37、变电所的设计要求以及负荷计算的结果,又考虑到今后的发展，可查参考资料1附录表4选出各车间所适合的变压器总变电所的主变压器.其选择如下表所示: 表1.10 变压器形式、容量选择车间变电所代号变压器型号变压器台数No.1S9-800/6.32No.2S9-400/6.32No.3S9-400/6.31No.4S9-500/6.31No.5S9-315/6.31主变压器SL7-6300/3522.5 变电所主接线方案的设计变电所的主接线,应根据变配电所在供电系统中的地位进出线回路设备特点及负荷性质等条件来确定.其主结线方案的设计原则与一般要求为：安全性、可靠性、灵活性和经济性。必须注意几点：安全性在

38、高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关。在低压短路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装低压刀开关。在装设高压熔断器和负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关。35KV及以上的线路末端,应装上与隔离开关联锁的接地铡刀。可靠性1 变电所的主结线方案，必须与其负荷级别相适应。对一级负荷，应由两个电源供电，对二级负荷，应由两回路或者一回6kv及以上专用架空线或电缆供电。其中采用电缆供电时,应采用两根电缆组成的线路,且每根电缆应承受100% 的二级负荷。2 变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器，当有继电器保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和低压侧母线分段开关，均应采

39、用低压断路器。3 变电所的非专用电源进线侧,应装设带短路保护的断路器或负荷开关.当双电源供多个变电所时,宜采用环网供电方式。4 对一般生产区的车间变电所，宜工厂总变电采放射高压配电，以1确保供电可靠，但辅助生产区和生活区的变电所，可采用树干式。灵活性变配电所的高低压母线，一般采用母线或单母线分段结构。35KV及以电源进线为双母线时，宜采用桥型接线或线路变压器组接线。需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路电器高压负荷开关。主接线方案应与变压器经济运行的要求适应。经济性主结线方案应力求简单，采用的一次设备特别是高压断路器应较少或不用断路器的接线变配电所的电器设备应选用技术先进、经济适用

40、的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品中小工厂变电所一般采用高压少油断路器；在需要频繁操做的场合，则采用真空断路器或SF6断路器工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只供计费的电度表用主接线方案应与变压器经济运行的要求相适应，还要考虑到今后的发展。负荷切换主变压器的变电所高压侧还应装设高压断路器和高压负荷开关。几种常用的高压电器有如下功能和特点：高压隔离开关的功能主要是：隔离高压电源，以保证其它设备和线路的安全检修。结构特点：即断开有明显可见的断开间隙，而断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的。它能够保证人身和设备的安全。因为隔离开关没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作

41、。 高压断路器的功能是：不仅能通断正常电流，而且能接同和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。高压熔断器是：一种当所在电路的电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体熔化而分断断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路及电路设备进行短路保护，但也具有过负荷保护的功能。本设计主变压器的主进电源线引自电网的35KV高压供电线路。供电系统在实际设计中一般都在总降压变压器的一次侧和二次侧设有隔离开关、断路器、电流互感器和电压互感器。当总降压变压器的一次侧附有电流互感器时，则可装设三只电流表。通过电流表监测负荷是否均匀，并可判断某一相线是否缺相要求在35KV电源侧进行电能

42、测量，所以要装设电度表、功率表和功率因数表，以便对其电能、功率因数进行测量和补偿。这时必须在总降压变压器的一次侧附设电压互感器和电流互感器。在总降压变电所供电引向各车间变电所时，在总降压变电所或配电所的高压开关柜内，仅装设电流表和电度表即可，电流表可装一只，电度表装一只，如果有必要可装设计量无功电能的仪表和有功电度表。2.6 短路电流和容量的计算所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。造成短路的主要原因，是电气设备载流部分的绝缘损坏，误操作、雷击或过电压击穿等。由于误操作产生的故障约占全部故障的70%。短路电流数值通常是工作电流值的十几倍或几十倍。它通

43、过电气设备时，设备温度急剧上升，过热会使绝缘自然老化或损害，同时产生大的电动力，使设备的载流部分变形损坏，同时短路电流会在线上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接的电动机或其她的设备的正常的运行。另外：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击穿，或者是设备绝缘受外力损伤而造成短路；工作人员由于未遵守安全操作规则而发生误操作，也可造成短路。供电系统要求正常的不断的可靠供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行常常因为发生短路而受到破坏，所以，我们一定要避免电力系统短路以免造成重大的损害。在选用设备时要考虑它们

44、对短路电流的稳定性。由此可见，短路的后果是非常严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路计算，目的就是为了正确的选择电气设备，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。为了切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电器保护装置和选择限制短路电流的元件（如电抗器）等，也需要计算短路电流。供电系统中短路的类型与其电源的中性点是否接地有关，可分为三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路，为了选折和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，所以要计算三相短路电流。在校验继电保护装置的灵敏度是要计算不对称短路的短路电流值。校验电气

45、设备及载流导体的力稳定和热稳定，要用到短路冲击电流、稳态短路电流、短路容量。但对瞬时动作的低压自动空气开关，则需要用冲击电流有效值来进行起动稳定性。供电系统的短路电流的大小与系统运行的方式有关，系统的运行方式可以分为最大和最小运行方式。最大运行方式下发电机组投入多、双回输电线路及并联变压器均全部运行。此时，整个系统短路阻抗最小，短路电流最大。如果在最小运行方式下，则短路阻抗最大，短路电流相应的减小。在工厂供电系统中用最小方式求IZ（3），供校验继电保护用。对一般工厂来说，电源方向的电力系统可看作无限大容量的系统。无限大容统的特点是其母线电压总维持不变短路电流计算：1.绘制计算电路图1.1 短路

46、计算电路图2.确定基准值：设Sd=100MVA，Ud=UC即高压侧Ud1=36.75KV，低压侧Ud2=6.3KV，Ud3=0.4KV，则Id1=Sd/30.5Ud1=100/1.73236.75=1.57kA Id2=Sd/30.5Ud2=100/1.7326.3=9.16KA Id3=Sd/30.5Ud3=100/1.7320.4=144.3KA3.计算短路系统电路中各元件的电控标幺值 1）电力系统:X1M*=100MVA/200MVA=0.5X1m*=100MVA/170MVA=0.572)架空线路: 查表得LGJ-240的0=0.34/KM，而线路长8KM,故 X2*=(0.348)

47、100MVA/(36.75KV)2=0.2 3)电力变压器：查表知UK%=7.5、4.5%、4.0% X3* = X4*=7.5/100100MVA/5000KVA=1.5 X15*= X16*=4.5/100100MVA/5000KVA =0.9 X27*= X28*=4.0/100100MVA/5000KVA=0.8由已知条件可以知道： X27*=X28*=X39*=X410*=X511*4.绘制等效电路图，如下： 图1.2 等效电路图5.计算k-1点(36.75kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 最大运行方式：总电抗标幺值 X(k-1)*=X1*+X2*=0.5+0.20=

48、0.7短路三相电流周期分量有效值 IK-1(3)=Id1/X(K-1)*=1.57kA/0.7=2.24KA其她短路电流I(3)=I(3)=IK-1(3)=2.24KAish=2.55I(3)=2.552.24KA =5.71KAIsh（3）=1.51I(3)=1.512.24KA=3.38KA三相短路容量 SK-1(3)=Sd/X*(k-1)=100MVA/0.7=142.9MVA最小运行方式：总电抗标幺值 X(k-1)*=X1*+X2*=0.57+0.20=0.77短路三相电流周期分量有效值 IK-1(3)=Id1/X(K-1)*=1.57kA/0.77=2.04KA其她短路电流I(3)=I(3)=IK-1(3)=2.04KAish=2.55I(3)=2.552.04KA =5.20KAIsh（3）=1.51I(3)=1.512.04KA=3.08KA三相短路容量 SK-1(3)=Sd/X*(k-1)=100MVA/0.77=129.9MVA6. 计算k-2点(6.3kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量最大运行方式：1) 总电抗标幺值X(k-2)*=X1*+X2*+X*0.5+0.20+1.52.202) 三相短路电流周期分量有效值 IK-2(3)