(房地产管理)观海国际小区箱式变电站设计

观海国际小区箱式变电站设计观海国际小区箱式变电站设计#（（8-1）7.3.4低压侧K′点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量.电抗标么值：（7-12）.三相短路电流周期分量有效值： （7-13）（7-14）（7-14）（7-15）（高压系统）（（高压系统）（7-16）（7-17）（7-17）8设备选型电气设备选择条件电器设备选择的一般条件如下：.按正常条件选择电器设备按正常条件选择，就要考虑电器装置的环境条件和电气要求。环境条件是指电器装置所处的位置特征；电器要求是指电器装置对设备的电压、电流、频率（一般为50HZ）等方面的要求；对一些断路电器如开关、熔断器等，还应考虑起断流能力。1）考虑所选设备的工作环境。如户内、户外、防腐、防暴、防尘、放火等要求，以及沿海或湿热地域的特点。2）所选设备的额定电压应不低于安装地点电网电压即一般电器设备的电压设计值满足1.1应而可在应1.1下安全工作。3）电器的额定电流是指在额定周围环境温度¥下，电器的长期允许电流应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续的工作电流，即（8-2）本设计所选择的变压器BS7-1000/10其额定电流:（8-3）由式可以推算，当电器的环境温度6高于40℃（但不高于60℃）时，环境温度每升高1℃，应减少允许电流1.8%；当使用环境低于40℃时，每降低1℃，允许电流增加0.5%。2.按短路条件校验1）动稳定校验动稳定（电动力稳定）是指导体和电器承受短路电流机械效力的能力。满足稳定的条件（8-4）（8-5）式中、一设备安装地点短路冲击电流的峰值及其有效值（kA）、-设备允许通过电流的峰值及其有效值（kA）对于下列情况可不校验动稳定或热稳定。a用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故不校验热稳定。b电压互感器及其所在回路的裸导体和电器可不校验动、热稳定，因为短路电流很小。c电缆一般均有足够的机械强度，可不校验动稳定。2）热稳定校验短路电流通过时，电器各部件温度不应超过短时发热最高允许值，即（8-6）式中—设备安装地点稳态三相短路电流；—短路电流假想时间；一t秒内允许通过的短路电流值或称t秒热稳定电流（kA）；t一厂家给出的热稳定计算时间，一般为4s、5s、1s等。高低压电器设备选择的要求1）高压一次设备的选型高压一次设备的选择，必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下工作的要求，同时设备应安全可靠的运行，运行维护方便，投资经济合理。高压电器的选择和校验可按表8-1所列各项条件进行。现仅对选择的特殊条件或简要步骤予以介绍。2）低压一次设备选型低压一次设备的选择，与高压一次设备的选择一样，必须考虑安装地点并满足在正常条件下和短路故障条件下工作的要求；同时设备工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。表8-1高压电器选择与校验条件Tab.8-1high-voltageelectricalconditionswithchecksum项目

额定电压额定电流开断电流动稳定热稳定设备。TOC\o"1-5"\h\z高压断路器 >隔离开关> > — > >高压熔断器 >或低压一次设备的选择校验项目如表8-2所列。表8-2低压一次设备的选择校验项目Tab.8-2thechoiceofalow-voltageequipmentvalidationproject设备名称电压（V）电流（A）断流能力（kA）短流电流校验动稳定度热稳定度低压熔断器VVV低压负荷开关VVVVV低压断路器VVVVV断路器的选型断路器型式的选择应综合考虑安装地点环境的条件、使用的技术条件和安装调试与维护护方便等因素。先对几种内型短路器的技术性能和运行维护方面的特点简要介绍如下。少油短路器开断电流大，对35以下可采用加并联以提高额定电流；10kV以上为积木结构。该断路器全开断时间短。增加压油活塞装置加强机械油吹后，可开断空载长线。少油断路器使用较早，运行经验丰富，易于维护，噪声低，油量少；它易劣化，需要一套油处理装置。六氟化硫（SF6）断路器的额定电流和开断能力都可以作得很大；开断性能好，可适用于各种工况开断；SF6气体灭弧、绝缘性能好，所以断开电压做得较高；断开开距小。运行噪声低，维护工作量小，检修间隔期长，运行稳定、安全可靠、寿命较长；断路器价格较高。真空断路器连续多次操作，且开断性能好，灭弧迅速、动作时间短；运行维护简单，灭弧室不需要检修；噪声低，无火灾爆炸危险；价格较昂贵。综合考虑10kV箱式变电站10kV侧选用ZN23-10型真空断路器，技术参数如表8-3所示。表8-3ZN23-35型真空断路器的技术参数Tab.8-3ZN23-35vacuumcircuitbreakerstechnicaldata类别型号额定电压kV额定电流A断流容量kA动稳定电流峰值kV热稳定电流kA固有分闸时间<合闸时间<陪用操动机构开断电流kA真空ZN23-10106306325（4s）0.06s0.075sCT1225真空ZN28-00.420020200.06s0.1s204（4s）

0.4kv低压侧我选择的是DZ20系列塑料外壳式断路器，具体型号如表8-4所示:表8-4低压侧断路器选择Tab.8-4choiceoflow-pressuresideofcircuitbreaker建筑名称额定电流/A断路器型号A1129.9DZ20C-160A2160.79DZ20Y-200A3152.84DZ20C-160A4194.86DZ20Y-200A5146.73DZ20C-160A6155.88DZ20C-160A7195.64DZ20Y-200A8194.86DZ20Y-200续上表8-4：A9146.73DZ20C-160A10194.86DZ20Y-200A11183.41DZ20Y-200A12259.81DZ20C-400A13183.41DZ20Y-200A14146.73DZ20C-160A15207.85DZ20C-250A16127.20DZ20C-160A17183.41DZ20Y-200

A18244.55DZ20C-250VA19194.86DZ20Y-200A20127.20DZ20C-160A21215.50DZ20C-250A22172.73DZ20Y-200A23213.62DZ20C-250A24204.47DZ20C-250幼儿园77.94DZ20Y-100消防水泵88.05DZ20Y-100供水泵48.50DZ20Y-100温泉水泵48.50DZ20Y-100换热站352.18DZ20C-400路灯1，2，412.63DZ20Y-100路灯311.73DZ20Y-100电容器的选择并联电容器组成提高功率因素原理把电容并联在电网中将取得超前电压90度的无功电流，来补偿用电设备中滞后于电压的感性无功电流，使电网总功率因素得到提高1）补偿前:在U作用下， （8-7）电流比电压滞后角，很低。2）并联电容器组后：(8-8)(8-9)比超前n/2，可知与夹角，所以，，即功率因数得到提高。电容器组接线方式的确定在工业企业采用并联电容器来提高功率因数时，电容器装设部位的补偿方式分别有单独补偿、分组补偿和集中补偿三种。为了提高功率因数，可采用并联电容器补偿供电系统中所需的无功功率。因为有今妾和Y接两种接线方式,而本设计采用叶妾,原因如下所述：1)△接可以防止由于电容器容量不对称时，由于中性点位移而使有的相电压欠压，有的过电压，从而造成电容器组烧毁的现象。2)若发生一相断线时，只影响各项补偿容量有所减少，不至于严重不平衡。△接：如A相断线，C=Q/U,3组不变，1、2组变化。U减小-C减小-Q减小。不会造成严重不平衡。Y接：若2线路断开，C=0,1、2组不变，将造成严重不平衡，中性点位移。会使有的相电压升高，而烧毁电容器组。3)△接线可以充分发挥电容器组的补偿能力。(8-10)(8-11)综上所述，电力电容器组采用△接线。8.4.3各相补偿电容个数=170.52，=160.34，=165.28，=169.12，并联电容器可选择国家生产的系列电容器YWW10.5-25-1,12kvar的电容量。变电箱1无功补偿，则每相补偿的电容为：只，将所有补偿放到10kv侧进行补偿，把补偿容量分为两组电容去补偿，考虑3相分配，取3的整数倍，N取18只，每相补偿容量np=18/3=6只，考虑到分为两段支路，即为2的倍数，则每段每相n=6/2=3只。即采用18个电容器，每组每相用3个12kvar的电力电容器并联进行无功补偿。同理可得出变电箱2、变电箱3和变电箱4同样采用18个电容器，每组每相用3个12kvar的电力电容器并联进行无功补偿。8.5高压熔断器的选择熔断器额定电流的选择，除了根据环境条件确定采用户内或户外、根据用于保护电力线路和电气设备还是保护互感器确定采用RN1(及其改进型RN3、RN5、RN6)或RN2等项目外，还包括熔管的额定电流和熔体的额定电流选择。1)熔管额定电流为了保证熔断器壳不致过热毁坏，要求熔断器熔管的额定电流不小于熔体的额定电流即：> (6)2)熔体的额定电流=k(7)式中Imax一熔断器所在电路最大工作电流；k—可靠系数。为防止熔体误动作而考虑留有一定裕度。对于变压器回路k的取值，在不计电动机自起动时k=1.1~1.3,记入自起动时k=1.5~2.0;对于电力电容器回路，一台电容器时k=1.5~2.0，一组电容器时k=1.3~1.8。3）熔断器开断电流校验“或） （8）对于没有限流作用的熔断器，选择时用冲击电流的有效值1sh进行校验；对于有限流作用的熔断器，在电流过最大值之前已截断，故不计非周期分量的影响，而取［8（Ik）进行校验。高压熔断器选用RW5-10/25如表8-5所示。表8-5高压熔断器技术参数Tab.8-5technicalparametersofhigh-voltagefuse型号额定额定溶丝额定电流额定开断电流断路容量上限 下限电压电流RW5-10/251025A40A6.3kA200MVA15MVA隔离开关的选型隔离开关高压侧选用GW14-10/200，其技术数据如表8-6所示。表8-6高压隔离开关技术数据Tab.8-6technicaldataofhighpressureisolationswitch型号额定电压（kA）额定电流（A）极限通过电流峰值（kA）热稳定电流s45sGW14-10/200102004031.5

低压侧选择的是HD17系列刀型隔离器如表8-7:表8-7低压侧隔离开关选择Tab.8-7choiceoflow-voltagesideoftheisolationswitch建筑名称额定电流/A隔离开关型号A1129.9HD17-200A2160.79HD17-200A3152.84HD17-200A4194.86HD17-200A5146.73HD17-200A6155.88HD17-200A7195.64HD17-200A8194.86HD17-200A9146.73HD17-200A10194.86HD17-200

A11183.41HD17-200A12259.81HD17-200A13183.41HD17-200A14146.73HD17-200A15207.85HD17-400续上表8-7：A16127.20HD17-200A17183.41HD17-200A18244.55HD17-400VA19194.86HD17-200A20127.20HD17-200A21215.50HD17-400A22172.73HD17-200A23213.62HD17-400

A24204.47HD17-400幼儿园77.94HD17-100消防水泵88.05HD17-100供水泵48.50HD17-100温泉水泵48.50HD17-100换热站352.18HD17-400路灯1,212.63HD17-100路灯311.73HD17-100路灯412.63HD17-100开关柜的选型制造厂生产各种不同电路的开关柜、配电屏或标准元件，品种很多。设计时可按照主接线选择相应电路的柜、屏或元件，组成一套配电装置。高压开关柜和低压配电屏的选择，应满足变配电所一次电路图的各要求并经几个方案的技术经济比较后，优选出柜、屏的型式及其一次线路方案编号，同时确定其中所有一、二次设备的型号和规格。向开关电器厂订购高压开关柜时应向厂家提供一、二次电路的图纸及有关技术资料。10kV开关柜选用XGN6-10-101型。电缆的选择1）电线电缆选用的一般原则在选用电线电缆时，一般要注意电线电缆型号、规格（导体截面）的选择。电线电缆型号的选择选用电线电缆时，要考虑用途，敷设条件及安全性；例如，根据用途的不同，可选用电力电缆、架空绝缘电缆、控制电缆等；根据敷设条件的不同，可选用一般塑料绝缘电缆、钢带铠装电缆、钢丝铠装电缆、防腐电缆等；根据安全性要求，可选用不延燃电缆、阻燃电缆、无卤阻燃电缆、耐火电缆等。电线电缆规格的选择确定电线电缆的使用规格（导体截面）时，一般应考虑发热，电压损失，经济电流密度，机械强度等选择条件。根据经验，低压动力线因其负荷电流较大，故一般先按发热条件选择截面，然后验算其电压损失和机械强度；低压照明线因其对电压水平要求较高，可先按允许电压损失条件选择截面，再验算发热条件和机械强度；对高压线路，则先按经济电流密度选择截面，然后验算其发热条件和允许电压损失；而高压架空线路，还应验算其机械强度。说明：1）同一规格铝芯导线载流量约为铜芯的0.7倍，选用铝芯导线可比铜芯导线大一个规格，交联聚乙烯绝缘可选用小一档规格，耐火电线电缆则应选较大规格。2）本表计算容量是以三相380V、Cos①=0.85为基准,若单相220V、Cos①=0.85,容量则应X1/3。3）当环境温度较高或采用明敷方式等，其安全载流量都会下降，此时应选用较大规格；当用于频繁起动电机时，应选用大2~3个规格。4)本表聚氯乙烯绝缘电线按单根架空敷设方式计算，若为穿管或多根敷设，则应选用大2~3个规格。5)以上数据仅供参考，最终设计和确定电缆的型号和规格应参照有关专业资料或电工手册。观海国际小区由于是开放性住宅小区，电缆需要在地下铺设，所以根据建筑电气手册可知，我决定高压侧选取4条交联聚乙烯绝缘电力电缆。如表8-9：表8-910kv高压侧电缆选型表Tablet.8-9the10kvcableselectiontable变电名称高压侧相电流/A电缆型号变电箱157.74YJV-316变电箱257.74YJV-316变电箱357.74YJV-316变电箱457.74YJV-316该电缆具有如下优点：具有优异的机械物理性能，耐环境应力开裂性能好，有优良的耐磨性，比PVC和PE更能承受集中的机械应力。耐各种化学溶剂，在周围各种腐蚀性媒质中比较稳定。交联聚乙烯绝缘电线的外径比同种规格截面的全聚氯乙烯绝缘电线外径小，在穿管施工中可以减小使用管径，或在同一管径条件下穿更多电线，降低建筑安装成本。交联聚乙烯绝缘电线产品比聚氯乙烯绝缘电线产品的重量要轻许多，更便于安装运输，降低劳动强度，降低运输费用。交联聚乙烯绝缘电线长期工作时最高额定温度可达90℃，短路时（最长持续时间不超过5s）电线导体的最高温度可达250℃,载流量大于聚氯乙烯绝缘电线。6）燃烧时不释放腐蚀性气体及有毒气体，不会产生二次危害，符合现代消防安全要求是一种新型的环保产品。7）良好的电气性能，绝缘电阻与PVC电线（缆）相比要高得多，且介质损耗角正切值tgS很小,基本不随温度的变化而变化。低压侧我选取的是3芯聚氯乙烯绝缘电缆，具体参数如表8-10：表8-10400v低压侧电缆选型表Tablet.8-10the400vcableselectiontable建筑名称额定电流/A电缆型号A1129.9VV22VLV22A2160.79VV22VLV22A3152.84VV22VLV22A4194.86VV22VLV22A5146.73VV22VLV22A6155.88VV22VLV22A7195.64VV22VLV22A8194.86VV22VLV22A9146.73VV22VLV22A10194.86VV22VLV22

A11183.41VV22VLV22A12259.81VV22VLV22A13183.41VV22VLV22A14146.73VV22VLV22A15207.85VV22VLV22A16127.20VV22VLV22A17183.41VV22VLV22A18244.55VV22VLV22VA19194.86VV22VLV22A20127.20VV22VLV22续上表8-10:A21215.50VV22VLV22A22172.73VV22VLV22A23213.62VV22VLV22A24204.47VV22VLV22幼儿园77.94VV22VLV22消防水泵88.05VV22VLV22供水泵48.50VV22VLV22温泉水泵48.50VV22VLV22换热站352.18VV22VLV22路灯112.63VV22VLV22路灯212.63VV22VLV22路灯3 11.73 VV22VLV22路灯4 12.63 VV22VLV22避雷与接地装置的确定电力系统防雷的重要性随着电力系统容量的增加和自动化水平的不断提高，电力自动化系统已使用了相当数量的计算机、RTU和其它微电子设备。县级电力调度及其变电所由于所在地土壤电阻率较高或地处山区，其地网的接地电阻往往很难达到电力标准规范中的要求，为防雷工作增加了许多难度。由于一些微电子器件工作电压仅几伏，传递信息电流小至ma级，对外界的干扰极其敏感，而雷电流产生的瞬变电磁场对微电子设备的干扰和损害尤为严重。在雷雨季节，有的县电力局调度大楼和电力局所属自动化显示系统、通讯系统（Modem、载波机、程控交换机等）常常损坏，造成较大的直接和间接经济损失，影响当地电力系统的正常调度、工农业生产和人民的日常生活。因此，电力系统的防雷工作非常重要。变电箱的防雷措施箱式变电站遭受的雷击是下行雷，其防护主要是两方面，一是接地，二是变压器的防护。变电箱接地与等电位连接A、环行接地网接地是防雷的基础，标准规定的接地方法是采用金属型材铺设水平或垂直地极，在腐蚀强烈的地区可以采用镀锌和加大金属型材的截面积的方法抗腐，更合理的方法是利用建筑物的基础钢筋地网作为共用接地系统，这有事半功倍之效。如建筑物没有基础钢筋地网，宜在建筑物四周埋设人工垂直接地体和水平环型接地体。环行接地体与建筑物水平距离不应小于2m。接地体的冲击接地电阻不宜大于4欧姆，如达不到要求可用添加降阻剂和增加接地体数量等方法来降低阻值。为使雷电浪涌电流泄入大地，使被保护物免遭直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害，所有建筑物、电气设备、线路、网络等不带电金属部分，金属护套，避雷器，以及一切水、气管道等均应与共用接地系统作金属性连接。B、等电位连接将建筑物电气装置内外露可导电部分、电气装置外可导电部分、人工或自然接地体用导体连接起来以达到减少电位差称为等电位联结。在IEC和GB50057-94标准中指出等电位连接是内部防雷措施的一部分其目的在于减少雷电流所引起的电位差。等电位，是用连接导线或过电压（电涌）保护器，将处在需要防雷空间内的防雷装置和建筑物的金属构架、金属装置、外来导线、电气装置、电信装置等连接起来，形成一个等电位连接网络，以实现均压等电位。利用钢筋混凝土结构的建筑物内所有金属构件的多重连接，建立一个三维的连接网络是实现等电位连接的最佳选择。所有从室外进入的金属导体（包括水管、气管，电缆屏蔽层或电缆屏蔽管）应在进入防雷区的交界处就近直接接地，不能直接接地的导体（如电力线、传输线等）应通过避雷器接地，电力、通信电缆应穿金属管并埋地进入机房，穿管埋地的距离应大于25米。室内设备的金属部分应可靠接地，所有的接地必须接在同一个接地基准点上，这个基准点在工程上称为汇流排或均压环，这样就能保证室内设备不会因为地电位升高而产生电位差。建筑物外部防雷装置是直接安装在建筑物顶面，防雷装置与各种金属物体之间的安全距离不可能得到保证。为防止防雷装置与邻近的金属物体之间出现高电位反击，进小其间的电位差，除了将屋内的金属物体做好等电位连接外，应将各种接地（交流工作地、安全保护地、支流工作地、防雷接地等）共用一组接地装置。上述四种接地的接地引出线可与环行接地体相连形成等电位连接，但防雷接地在环行接地体上的接地点与其他几种接地的接地点之间的距离宜大于10m。变压器的防护变压器的基本保护措施是靠近变压器安装避雷器，这样可以防止线路侵入的雷电波对变压器的破坏。装设避雷器时，要尽量靠近变压器，并尽量减少连线的长度，避雷器与被保护设备间的电气距离越近，在避雷器放电时，加在变压器上的残余电压就越低，以提高变压器的耐雷水平。同时，避雷器的接线应与变压器的金属外壳及低压侧中性点连接在一起，这样，当侵入波使避雷器动作时，作用在高压侧主绝缘上的电压就只剩下避雷器的残压了（不包括接地电阻上的电压压降），就减少了雷电对变压器破坏的机会。观海国际小区的防雷接地设计避雷器：采用FZ系列电站用阀式避雷器，型号为FZ-10。接地：观海国际小区变电箱的统一采用接地装置为接地线和接地体的组合，结合该小区实际条件选择接地装置：交流电器设备可采用自然接地体，如建筑物的钢筋和金属管道。大接地体采用3块的镀锌扁钢，间隔为2.5米，打入地下0.8米深，再用的镀锌角钢将镀锌角钢连接起来，接入变电所变压器的中性线。这样就能形成有效的接地。技术经济分析对于观海国际小区一期供电，在主接线方面我一开始设计了2套方案,分别是：1）方案一采用单母分段母线的接线方式。2）方案二采用双母分段带旁路母线的接线方式单母线接线造价低而供电稳定性低，双母线供电稳定性高但其造价高且接线线路复杂，而单母线分段接线一方面线路简单，造价低，另一方面其供电稳定性也能在一定程度上能够得以保证，而且住宅小区属于三级负荷，并不需要太高的稳定性。由以上的分析，最终将方案二淘汰掉。确定方案一作为本次观海国际小区一期工程箱式变电站设计的主接线设计的选择方案。而关于变压器的选择我也有两种方案,分别是；1）方案一采用4个箱式变电站，分别选用额定电压为1000kva的变压器。2）方案二采用3个箱式变电站，分别选用额定电压为1600kva的变压器。两种方案的选择我主要从价格方面来考虑。方案一，1000kva变压器的价格大约是128000元，而和其配套的YJV-316型电缆的价格为37.78元/平米，长度约为426米，那么其总价约为：元 （10-1）方案二，16000kva变压器的价格大约为200000元，而和其配套的YJV-325型电缆的价格为53.34元，其长度约为312米，那么其总价约为：元 （10-2）从上面的价格可以看出，方案一笔方案二节约大约9万元人民币，所以从经济方面考虑，我选择方案一作为本次观海国际小区一期工程箱式变电站设计的变压器选择方案。结论本设计主要对10kV箱式变电站进行设计，系统的阐述了箱式变电站的结构、特点以及其应用领域和市场前景。所做的工作主要包括四个方面：首先是箱式变电站整体结构设计，包括主变器和站用变压器容量，接线组别的确定，以及高压室、低压室、和变压器室的的布置。其次是箱式变电站的一次系统设计及设备选型，10kV侧母线采用单母线，0.4kV侧母线采用单母线分段接线方式。一段母线发生故障，自动装置可以保证正常母线不间断供电。重要用户可以从不同分段上引接。母线由分段断路器进行分段。当一段母线发生故障时，由自动装置将分段断路器跳开，不会发生误操作。从可靠性、灵活性、经济性以及可扩建性等几方面考虑，我认为单母线分段接线方式较适合本设计要求，故高、中、低压三侧均采用单母线分段接线方式。在主接线方案确定以后，进行了无功补偿、短路电流计算、设备选择。根据力求可靠、经济，以及符合电力设备发展现状的要求，结合该变电站的现状，先后对主变，站用变，断路器，进行了选择和校验，使之符合国家规程的规定，运行可靠，经济合理。同时，结合上面的计算和分析，根据该站所处自然环境等特点以及运行、检修的要求,选择4kV为屋内布置单层结构,10kV采用屋外普通中型配电装置。对于总平面设计，要因地制宜，充分利用荒地、劣地，不占或少占良田的思想，设计总平面布置图，要使变电箱的总体设计轮廓明朗。至此,观海国际小区10kV降压变电站电气部分设计的一次设计完成。致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及帮助我的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的导师罗伟老师。罗老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为烦琐，但是罗老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩罗老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其次要感谢李贵杨科长热心的帮助带我们参观了校变电所，是我对变电过程有了了解。最后要感谢的是我的同学对我无私的帮助，特别是在制图软件的使用方面，正因为他们我才能顺利的完成设计，我要感谢我的母校——辽宁工程技术大学大学，是母校给我们提供了优良的学习环境；另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次谢谢！谢谢大家！！！。在这即将离校的时刻我祝大家身体健康，万事如意，工作顺利！参考文献[1]费广标.10kV箱式变电站模式设计[M].中国电力出版社，2003[2]朱宝骅.一种新型箱式变电站-集成变配电站J].电工技术杂志，2002（2）[3]麦艳红.新型箱式变电站的应用与分析J].广西水利水电，2001（1）[4]熊作胜.关于10kv箱式变电站的技术改进[几电气时代,2001（3）[5]吕亚杰.箱变的结构及适用型分析J].大同职业技术学院学报，2001(1)[6]蔡心一，颜长斌.欧式、美式、国产式箱变的特性分析J].江苏电器，2001(1)[7]高颂九.预装式变电站小区布点及容量选择分析J].变压器,2002(11)[8]赵磊.对箱式变电站设计的建议J].农村电气化,2002(4)[9]刘涤尘.电气工程基础[M].武汉理工大学出版社,2002(1)[10]输变电常用标准汇编[M].中国标准出版社,2001(3)[11]贺家李.电力系统继电保护原理[M].北京，水利电力出版社,1994[12]苏文成.工厂供电[M].北京，机械工业出版社,1981[13]文锋.发电厂及配电所的控制[M].北京，中国电力出版社,1998[14]同济大学电气工程系编.《工厂供电》.中国建筑工业出版社.P22[15]《新编电气工程师实用手册》上册、下册.中国水利水电出版社.P304[16]《中国电力百科全书第二版电力系统卷》.中国电力出版社.P217[17]中小型变电所实用设计手册.[18]《电气设备实用手册.[上、下]》.中国水利水电出版社.P184[19]《中国电力百科全书•第二版•输电与配电卷》.中国电力出版社P37~P38.[20]《电气运行》.中国水利水电出版社.P191[21]《新编电气工程师实用手册上册》.中国水利水电出版社.P288,P289。[22]《3~10KV高压配电装置设计规范》[25]N.R.DraperandH.smith.AppliedRegressionAnalysis，wiley，NewYoek，2ndedu.1981.[26]M.H.J.Bollen,UnderstandingPowerQualityProblems:VoltageSagsandInterruptions.Piscataway,NJ:IEEEPress,1999.[27]R.C.Dugan,M.F.McGranaghan,andH.W.Beaty,ElectricalPowerSystemsQuality.NewYork:McGraw-Hill,1996[28]MembersForAuthorsTechnicalSupportFrequentlyAskedQuestions(FAQs)FeedbackIEEEXploreDemoAccessibilityHome|Login|Logout，1998附录A译文直流电机导论负载运行的变压器直流电机以其多功用性而形成了鲜明的特征。通过并励、串励和特励绕组的各种不同组合，直流电机可设计成在动态和稳态运行时呈现出宽广范围变化的伏-安或速度-转矩特性。由于直流电机易于控制，因此该系统用于要求电动机转速变化范围宽或能精确控制电机输出的场合。定子上有凸极，由一个或一个以上励磁线圈励磁。励磁绕组产生的气隙通以磁极中心线为轴线对称分布，这条轴线称为磁场轴线或直轴。我们知道，每个旋转的电枢绕组中产生的交流电压，经由一与电枢连接的旋转的换向器和静止的电刷，在电枢绕组出线端转换成直流电压。换向器一电刷的组合构成机械整流器，它产生一直流电枢电压和一在空间固定的电枢磁势波形。电刷的放置应使换向线圈也处于磁极中性区，即两磁极之间。这样，电枢磁势波形的轴线与磁极轴线相差90°电角度，即位于交轴上。在示意图中，电刷位于交轴上，因为此处正是与其相连的线圈的位置。这样，如图所示电枢磁势波的轴线也是沿着电刷轴线的。（在实际电机中，电刷的几何位置大约偏移图例中所示位置90°电角度，这是因为元件的末端形状构成图示结果与换向器相连。）电刷上的电磁转矩和速度电压与磁通分布的空间波形无关；为了方便起见，我们假设气隙中仍然是正弦磁密波，这样便可以从磁场分析着手求得转矩。转矩可以用直轴每极气隙磁通和电枢磁势波的空间基波分量相互作用的结果来表示。电刷处于交轴时，磁场间的角度为90°电角度，其正弦值等于1，则对于一台P极电机式中由于转矩的正方向可以根据物理概念的推断确定，因此负号已经去掉。电枢磁势锯齿波的空间基波是峰值的8/。上式变换后有式中=电枢外部电路中的电流；=电枢绕组中的总导体数；=通过绕组的并联支路数；且其为一个由绕组设计而确定的常数。简单的单个线圈的电枢中的整流电压前面已经讨论过了。将绕组分散在几个槽中的效果可用图形表示，图中每一条整流的正弦波形是一个线圈产生的电压，换向线圈边处于磁中性区。从电刷端观察到的电压是电刷间所有串联线圈中整流电压的总和，在图中由标以的波线表示。当每极有十几个换向器片，波线的波动变得非常小，从电刷端观察到的平均电压等于线圈整流电压平均值之和。电刷间的整流电压即速度电压，为式中为设计常数。分布绕组的整流电压与集中线圈有着相同的平均值，其差别只是分布绕组的波形脉动大大减小。将上述几式中的所有变量用SI单位制表达，有这个等式简单地说明与速度电压有关的瞬时功率等于与磁场转矩有关的瞬时机械功率，能量的流向取决于这台电机是电动机还是发电机。直轴气隙通由励磁绕组的合成磁势产生，其磁通-磁势曲线就是电机的具体铁磁材料的几何尺寸决定的磁化曲线。在磁化曲线中，因为电枢磁势波的轴线与磁场轴线垂直，因此假定电枢磁势对直轴磁通不产生作用。这种假设有必要在后述部分加以验证，届时饱和效应会深入研究。因为电枢电势与磁通成正比，所以通常用恒定转速下的电枢电势来表示磁化曲线更为方便。任意转速时，任一给定磁通下的电压与转速成正比，即图中表示只有一个励磁绕组的磁化曲线，这条曲线可以很容易通过实验方法得到，不需要任何设计步骤的知识。在一个相当宽的励磁范围内，铁磁材料部分的磁阻与气隙磁阻相比可以忽略不计，在此范围内磁通与励磁绕组总磁势呈线性比例，比例常数便是直轴气隙磁导率。直流电机的突出优点是通过选择磁场绕组不同的励磁方法，可以获得变化范围很大的运行特性。励磁绕组可以由外部直流电源单独激磁，或者也可自励，即电机提供自身的励磁。励磁防哪个法不仅极大地影响控制系统中电机的静态特性，而且影响其动态运行。他励发电机的连接图已经给出，所需励磁电流是额定电枢电流的很小一部分。励磁电路中很小数量的功率可以控制电枢电路中相对很大数量的功率，也就是说发电机是一种功率放大器。当需要在很大范围内控制电枢电压时，他励发电机常常用于反馈控制系统中。自励发电机的励磁绕组可以有三种不同的供电方式。励磁绕组可以与电枢串联起来，这便形成了串励发电机；励磁绕组可以与电枢并联在一起，这便形成了并励发电机；或者励磁绕组分成两部分，其中一部分与电枢串联，另一部分与电枢并联，这便形成复励发电机。为了引起自励过程，在自励发电机中必须存在剩磁。在典型的静态伏-安特性中，假定原动机恒速运行，稳态电势和端电压关系为：式中为电枢输出电流，为电枢回路电阻。在发电机中，比大，电磁转矩T是一种阻转矩。他励发电机的端电压随着负载电流的增加稍有降低，这主要是由于电枢电阻上的压降。串励发电机中的励磁电流与负载电流相同，这样，气隙磁通和电压随负载变化很大，因此很少采用串励发电机。并励发电机电压随负载增加会有所下降，但在许多应用场合，这并不防碍使用。复励发电机的连接通常使串励绕组的磁势与并励绕组磁势相加，其优点是通过串励绕组的作用，每极磁通随着负载增加，从而产生一个随负载增加近似为常数的输出电压。通常，并励绕组匝数多，导线细；而绕在外部的串励绕组由于它必须承载电机的整个电枢电流，所以其构成的导线相对较粗。不论是并励还是复励发电机的电压都可借助并励磁场中的变阻器在适度的范围内得到调节。任何用于发电机的励磁方法都可用于电动机。在电动机典型的静态转速-转矩特性中，假设电动机两端由一个恒压源供电。在电动机电枢中感应的电势与端电压间的关系为式中此时为输入的电枢电流。电势此时比端电压小，电枢电流与发电机中的方向相反，且电磁转矩与电枢旋转方向相同。在并励和他励电动机中磁场磁通近似为常数，因此转矩的增加必须要求电枢电流近似成比例增大，同时为允许增大的电流通过小的电枢电阻，要求反电势稍有减少。由于反电势决定于磁通和转速，因此，转速必须稍稍降低。与鼠笼式感应电动机相类似，并励电动机实际上是一种从空载到满载速降仅约为5%的恒速电动机。起动转矩和最大转矩受到能成功换向的电枢电流的限制。并励电动机的突出优点是易于调速。在并励绕组回路装上变阻器，励磁电流和每极磁通都可任意改变，而磁通的变化导致转速相反的变化以维持反电势大致等于外施端电压。通过这种方法得到最大调速范围为4或5比1，最高转速同样受到换向条件的限制。通过改变外施电枢电压，可以获得很宽的调速范围。在串励电动机中，电枢电流、电枢电势和定子磁场磁通随负载增加而增加（假设铁芯不完全饱和）。因为磁通随负载增大，所以为了维持外施电压与反电势之间的平衡，速度必须下降，此外，由于磁通增加，所以转矩增大所引起的电枢电流的增大比并励电动机中的要小。因此串励电动机是一种具有明显下降的转速-负载特性的变速电动机。对于要求转矩过载很多的应用场合，由于对应的过载功率随相应的转速下降而维持在一个合理的范围内，因此，这种特性具有特别的优越性。磁通随着电枢电流的增大而增大，同时还带来非常有用的起动特性。在复励电动机中，串励磁场可以连接成积复励式，使其磁势与并励磁场相加；也可以连接成差复励式，两磁场方向相反。差复励连接很少使用。积复励电动机具有界于并励和串励电动机之间的速度-负载特性，转速随负载的降低取决于并励磁场和串励磁场的相对安匝数。这种电动机没有像串励电动机那样轻载高转速的缺点，但它在相当的程度上保持着串励方式的优点。直流电机的应用优势在于可接成并励、串励和复励等各种励磁方式，因而可提供多种性能各异的运行特性。其中有一些特性在本文中已大致提及。如果增加附加的电刷组以至于从换向器上另外可得到一些电压，那么还会存在更多的运用场合，因此直流电机系统的多用性，及其不论对人工还是自动控制的适应性，是它们的显著特性。附录B外文原文IntroductiontoDCMachinesTheTransformeronloadDCmachinesarecharacterizedbytheirversatility.Bymeansofvariouscombinationofshunt,series,andseparatelyexcitedfieldwindingstheycanbedesignedtodisplayawidevarietyofvolt-ampereorspeed-torquecharacteristicsforbothdynamicandsteadystateoperation.Becauseoftheeasewithwhichtheycanbecontrolled,systemsofDCmachinesareoftenusedinapplicationsrequiringawiderangeofmotorspeedsorprecisecontrolofmotoroutput.TheessentialfeaturesofaDCmachineareshownschematically.Thestatorhassalientpolesandisexcitedbyoneormorefieldcoils.Theair-gapfluxdistributioncreatedbythefieldwindingissymmetricalaboutthecenterlineofthefieldpoles.Thisaxisiscalledthefieldaxisordirectaxis.Asweknow,theACvoltagegeneratedineachrotatingarmaturecoilisconvertedtoDCintheexternalarmatureterminalsbymeansofarotatingcommutatorandstationarybrushestowhichthearmatureleadsareconnected.Thecommutator-brushcombinationformsamechanicalrectifier,resultinginaDCarmaturevoltageaswellasanarmaturem.m.f.wavewhichisfixedinspace.Thebrushesarelocatedsothatcommutationoccurswhenthecoilsidesareintheneutralzone,midwaybetweenthefieldpoles.Theaxisofthearmaturem.m.f.wavethenin90electricaldegreesfromtheaxisofthefieldpoles,i.e.,inthequadratureaxis.Intheschematicrepresentationthebrushesareshowninquaratureaxisbecausethisisthepositionofthecoilstowhichtheyareconnected.Thearmaturem.m.f.wavethenisalongthebrushaxisasshown..(Thegeometricalpositionofthebrushesinanactualmachineisapproximately90electricaldegreesfromtheirpositionintheschematicdiagrambecauseoftheshapeoftheendconnectionstothecommutator.)Themagnetictorqueandthespeedvoltageappearingatthebrushesareindependentofthespatialwaveformofthefluxdistribution;forconvenienceweshallcontinuetoassumeasinusoidalflux-densitywaveintheairgap.Thetorquecanthenbefoundfromthemagneticfieldviewpoint.Thetorquecanbeexpressedintermsoftheinteractionofthedirect-axisair-gapfluxperpoleandthespace-fundamentalcomponentofthearmaturem.m.f.wave.Withthebrushesinthequadratureaxis,theanglebetweenthesefieldsis90electricaldegrees,anditssineequalsunity.ForaPpolemachineInwhichtheminussignhasbeendroppedbecausethepositivedirectionofthetorquecanbedeterminedfromphysicalreasoning.Thespacefundamentalofthesawtootharmaturem.m.f.waveis8/timesitspeak.SubstitutioninaboveequationthengivesWhere=currentinexternalarmaturecircuit;=totalnumberofconductorsinarmaturewinding;=numberofparallelpathsthroughwinding;AndIsaconstantfixedbythedesignofthewinding.Therectifiedvoltagegeneratedinthearmaturehasalreadybeendiscussedbeforeforanelementarysingle-coilarmature.Theeffectofdistributingthewindinginseveralslotsisshowninfigure,inwhicheachoftherectifiedsinewavesisthevoltagegeneratedinoneofthecoils,commutationtakingplaceatthemomentwhenthecoilsidesareintheneutralzone.Thegeneratedvoltageasobservedfromthebrushesisthesumoftherectifiedvoltagesofallthecoilsinseriesbetweenbrushesandisshownbytheripplinglinelabeledinfigure.Withadozenorsocommutatorsegmentsperpole,theripplebecomesverysmallandtheaveragegeneratedvoltageobservedfromthebrushesequalsthesumoftheaveragevaluesoftherectifiedcoilvoltages.Therectifiedvoltagebetweenbrushes,knownalsoasthespeedvoltage,isWhereisthedesignconstant.Therectifiedvoltageofadistributedwindinghasthesameaveragevalueasthatofaconcentratedcoil.Thedifferenceisthattherippleisgreatlyreduced.Fromtheaboveequations,withallvariableexpressedinSIunits:Thisequationsimplysaysthattheinstantaneouselectricpowerassociatedwiththespeedvoltageequalstheinstantaneousmechanicalpowerassociatedwiththemagnetictorque,thedirectionofpowerflowbeingdeterminedbywhetherthemachineisactingasamotororgenerator.Thedirect-axisair-gapfluxisproducedbythecombinedm.m.f.ofthefieldwindings,theflux-m.m.f.characteristicbeingthemagnetizationcurvefortheparticularirongeometryofthemachine.Inthemagnetizationcurve,itisassumedthatthearmaturem.m.f.waveisperpendiculartothefieldaxis.Itwillbenecessarytoreexaminethisassumptionlaterinthischapter,wheretheeffectsofsaturationareinvestigatedmorethoroughly.Becausethearmaturee.m.f.isproportionaltofluxtimesspeed,itisusuallymoreconvenienttoexpressthemagnetizationcurveintermsofthearmaturee.m.f.ataconstantspeed.Thevoltageforagivenfluxatanyotherspeedisproportionaltothespeed,i.e.Figureshowsthemagnetizationcurvewithonlyonefieldwindingexcited.Thiscurvecaneasilybeobtainedbytestmethods,noknowledgeofanydesigndetailsbeingrequired.Overafairlywiderangeofexcitationthereluctanceoftheironisnegligiblecomparedwiththatoftheairgap.Inthisregionthefluxislinearlyproportionaltothetotalm.m.f.ofthefieldwindings,theconstantofproportionalitybeingthedirect-axisair-gappermeance.TheoutstandingadvantagesofDCmachinesarisefromthewidevarietyofoperatingcharacteristicswhichcanbeobtainedbyselectionofthemethodofexcitationofthefieldwindings.ThefieldwindingsmaybeseparatelyexcitedfromanexternalDCsource,ortheymaybeself-excited;i.e.,themachinemaysupplyitsownexcitation.Themethodofexcitationprofoundlyinfluencesnotonlythesteady-statecharacteristics,butalsothedynamicbehaviorofthemachineincontrolsystems.Theconnectiondiagramofaseparatelyexcitedgeneratorisgiven.Therequiredfieldcurrentisaverysmallfractionoftheratedarmaturecurrent.Asmallamountofpowerinthefieldcircuitmaycontrolarelativelylargeamountofpowerinthearmaturecircuit;i.e.,thegeneratorisapoweramplifier.Separatelyexcitedgeneratorsareoftenusedinfeedbackcontrolsystemswhencontrolofthearmaturevoltageoverawiderangeisrequired.Thefieldwindingsofself-excitedgeneratorsmaybesuppliedinthreedifferentways.Thefieldmaybeconnectedinserieswiththearmature,resultinginashuntgenerator,orthefieldmaybeintwosections,oneofwhichisconnectedinseriesandtheotherinshuntwiththearmature,resultinginacompoundgenerator.Withself-excitedgeneratorsresidualmagnetismmustbepresentinthemachineirontogettheself-excitationprocessstarted.Inthetypicalsteady-statevolt-amperecharacteristics,constant-speedprimemoversbeingassumed.Therelationbetweenthesteady-stategeneratede.m.f.andtheterminalvoltageisWhereisthearmaturecurrentoutputandisthearmaturecircuitresistance.Inagenerator,islargethan;andtheelectromagnetictorqueTisacountertorqueopposingrotation.Theterminalvoltageofaseparatelyexcitedgeneratordecreasesslightlywithincreaseintheloadcurrent,principallybecauseofthevoltagedropinthearmatureresistance.Thefieldcurrentofaseriesgeneratoristhesameastheloadcurrent,sothattheair-gapfluxandhencethevoltagevarywidelywithload.Asaconsequence,seriesgeneratorsarenotoftenused.Thevoltageofshuntgeneratorsdropsoffsomewhatwithload.Compoundgeneratorsarenormallyconnectedsothatthem.m.f.oftheserieswindingaidsthatoftheshuntwinding.Theadvantageisthatthroughtheactionoftheserieswindingthefluxperpolecanincreasewithload,resultinginavoltageoutputwhichisnearlyconstant.Usually,shuntwindingcontainsmanyturnsofcomparativelyheavyconductorbecauseitmustcarrythefullarmaturecurrentofthemachine.Thevoltageofbothshuntandcompoundgeneratorscanbecontrolledoverreasonablelimitsbymeansofrheostatsintheshuntfield.Anyofthemethodsofexcitationusedforgeneratorscanalsobeusedformotors.Inthetypicalsteady-statespeed-torquecharacteristics,itisassumedthatthemotorterminalsaresuppliedfromaconstant-voltagesource.Inamotortherelationbetweenthee.m.f.generatedinthearmatureandtheterminalvoltageisWhereisnowthearmaturecurrentinput.Thegeneratede.m.f.isnowsmallerthantheterminalvoltage,thearmaturecurrentisintheoppositedirectiontothatinamotor,andtheelectromagnetictorqueisinthedirectiontosustainrotationofthearmature.Inshuntandseparatelyexcitedmotorsthefieldfluxisnearlyconstant.Consequently,increasedtorquemustbeaccompaniedbyaverynearlyproportionalincreaseinarmaturecurrentandhencebyasmalldecreaseincountere.m.f.toallowthisincreasedcurrentthroughthesmallarmatureresistance.Sincecountere.m.f.isdeterminedbyfluxandspeed,thespeedmustdropslightly.Likethesquirrel-cageinductionmotor,theshuntmotorissubstantially