某塑料制品厂总配变电所及配电系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)

某塑料制品厂总配变电所及配电系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为主体。 大致分为有汇流母线和无汇流母线两大类。 其中 有汇流母线的接线形式分为单母线、单母线分段、 双母线、双母线分段、一台半断路器接线以及增设旁路母线等。 而无汇流母线的接线形式主要有单元接线、桥形接线以及多角形接线等。 电气主接线各种连接方式及其优缺点 （ 1）单母线接线 (线路变压器组接线 ) 线路变压器组接线是线路和变压器直接相连，是一种最简单的接线方式，线路变压器组接线的优点是简单清晰，设备少，投资小，运行操作方便，且有利于扩建和采用成套配电装置等。 但缺点是可靠性和灵活性差。 适用范围：一般只适用于 有一台发电机或一台主变压器的中、小型发电厂或变电站的 6~220kV 系统中，并与该电力系统中不同 电压等级的出线回路数有关。 ① 6~10kV 配电装置的出线回路数不超过 5回时。 ② 5~66kV 配电装置的出线回路数不超过 3回时。 ③ 110~220kV 配电装置的出线回路数不超过 2回时。 （ 2）单母线分段接线 单母线分段接线就是将一段母线用断路器分为两段，它的优点是接线简单，投资省，操作方便；缺点是母线故障或检修时要造成部分回路停电。 适用范围： ① 6~10kV 配电装置的出线回路数为 6 回及以上；变电站有两台主变压器时。 ② 35~66kV 配电装置的出线回路数为 4~8 回时。 ③ 110~220kV 配电装置的出线回路数为 3~4 回时。 （ 3）双母线接线 双母线接线就是将工作线、电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组 (一次 /二次 )母线上 ， 且两组母线都是工作线，而每一回路都可通过母线联络断路器并列运行。 与单母线相比，它的优点是供电可靠性大 [4]， 可以轮流检修母线而不使供电中断，当一组母线故障时，只要将故障母线上的回路倒换到另一组母线，就可迅速恢复供电，另外还具有调度、扩建、检修方便的优点；其缺点是每一回路都增加了一组隔离开关，使配电装置的构架及占地面积，投资费用都相应增加；同时由于配电装置的复杂，在改变运行方式倒闸操作时容易发 生误操作，且不宜实现自动化；尤其当母线故障时，须短时切除较多的电源和线路，这对特别重要的大型发电厂和变电站是不允许的。 （ 4）双母线带旁路接线 双母线带旁路接线就是在双母线接线的基础上，增设旁路母线，其特点是具有双母线接线的优点，当线路 (主变压器 )断路器检修时，仍有继续供电，但旁路的倒换操作比较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自动化系统复杂化，投资费用较大，一般为了节省断路器及设备间隔，当出线 达到 5个回路以上时，才增设专用的旁路断路器，出线少于 5个回路时，则采用 母联兼旁路或旁路兼母联的接线方式。 适用范 围： 220kV 出线在 4 回及以上、 110kV 出线在 6 回及以上时，宜采用有专用旁路断路器的旁路母线接线。 （ 5）双母线分段带旁路接线 双母线分段带旁路接线就是在双母线带旁路接线的基础上，在母线上增设分段断路器，它具有双母线带旁路的优点，但投资费用较大，占用设备间隔较多，一般采用此种接线的原则为： ① 当设备连接的进出线总数为 12~16 回时，在一组母线上设置分段断路。 ② 当设备连接的进出线总数为 17 回及以上时，在两组母线上设置分段器。 （ 6）一台半断路器接线 一台半断路器接线就是在每 3(4)个断路器中间送出 2(3)回回 路，一般只用于 500kV(或重要 220kV)电网的母线主接线，它的主要优点是： ① 运行调度灵活，正常时两条母线和全部断路器运行，成多路环状供电。 ② 检修时操作方便，当一组母线停电时，回路不需要切换任一台断路器检修，各回路仍按原接线方式，不需切换。 ③ 运行可靠，每一回路由两台断路器供电，母线发生故障时，任何回路都不停电。 一台半断路器接线的缺点是使用设备较多，特别是断路器和电流互感器，投资费用大，保护接线复杂。 适用范围：超高压电网，大型发电厂和变电站的 330550kV 的装置中，当进线回路数为 6回及以上的 ，配电装置在系统中有主要地位时，宜采用一台半断路器接线；现国内 500kV变电站，一般都采用此接线。 （ 7）桥形接线 桥形接线采用 4 个回路 3台断路器和 6 个隔离开关，是接线中断路器数量较少，也是投资较省的一种接线方式。 根据桥形断路器的位置又可分为内桥和外桥两种接线，由于变压器的可靠性远大于线路，因此应用较多的为内桥接线，若为了在检修断路器时不影响变压器的正常运行，有时在桥形外附设一组隔离开关，这就成了长期开环运行的四边形接线。 适用范围： ① 内桥适用于较小容量的发电厂、变电站，并且变压器不经常切换。 因此内桥接 线的应用较广泛。 ② 外桥适用于较小容量的发电厂、变电站，并且变压器切换频繁，或者线路较短，故障率较少的情况。 线路有穿越功率时，为避免穿越功率通过多台断路器，宜采用外桥接线。 ③ 桥形接线中使用断路器台数少，其配电装置占地也少，能满足变电站可靠性要求，具有一定的运行灵活性，桥形接线适用于线路为两回、变压器为两台的水电站、变电站等。 （ 8）多角形接线 多角形接线就是将断路器和隔离开关相互连接，且每一台断路器两侧都有隔离开关，由隔离开关之间送出回路。 多角形接线所用设备少，投资省，运行的灵活性和可靠性较好，正常情况下为双 重连接，任何一台断路器检修都不影响送电，由于没有母线，在连接的任一部分故障时，对电网的运行影响都较小。 其最主要的缺点是回路数受到限制，因为当环形接线中有一台断路器检修时就要开环运行，此时当其它回路发生故障就要造成两个回路停电，扩大了故障停电范围，且开环运行的时间愈长，这一缺点就愈大。 环中的断路器数量越多，开环检修的机会就越大，所一般只采四角（边）形接线和五角形接线。 同时为了可靠性，线路和变压器采用对角连接原则，四边形的保护接线比较复杂，一、二次回路倒换操作较多。 适用范围： 没有扩建余地的中小型水电厂 的 110kV 及以上配电装置中，一般多角形不要超过六角形。 设计时应将电源回路按对角原则配置，以减少设备（如断路器）故障时或开环运行合并一个回路故障时的影响范围。 主接线方案的拟定 主接线由本设计原始资料知：电力系统某 60/10KV 变电站用一条 10KV 的架空线路向本厂供电，一次进线长 1km， 年最大负荷利用小时数为 5000h，且工厂属于三级负荷，所以只进行总配电在进行车间 10/ 变电，母线联络线采用单母线不分段接线方式。 第 5 章 短路电流计算 短路电流计算方法及意义 电力 系统不可避免会发生短路事故。 短路事故威胁着电网的正常运行，并有可能损坏电气设备。 因此，在电力系统的设计和运行中，都要对供电网络进行短路电流计算，以便正确地选用和调整继电保护装置，正确地选择电气设备，确保电力系统的安全、可靠地运行。 对一般工厂来说，电源方向的大型电力系统可看作是无限大容量系统。 无限大容量系统的基本特点是其母线电压总维持不变， 即回路中发生短路时电源的内阻抗可以忽略不计，当接到这个系统的小容量电路中的电流发生任何变动甚至短路时，这个系统母线上的电压仍基本保持不变。 短路电流计算，根据电力系统的实 际情况，可以采用标幺值法或 欧姆法 计算，哪种方法方便就采用那种方法。 在高压系统中通常采用标幺值法计算。 短路计算 短路电流计算等效示意图 图 51 短路计算电路 图 52 短路等效电路图 短路电流及容量的计算 取基准容量 dS =100MVA，高压侧基准电压 kVUC  ，低压侧基kVUC  高侧基准 电流 kAUSI Cdd 11 ，低压侧基准电流 kAUSI Cdd 22 。 （ 1） 电力系统的电抗标幺值由 OCS =200MVA 得： 1X =ocdSS =100247。 200= (51) （ 2） 架空线路的电抗标幺值：由 0X = /km l =1km 得： 2X =210 cdUSlX =  = (52) （ 3） 电力变压器的电抗标幺值， 这里以 为例计算，该变电所选的变压器是 S91000/10，所以 %kU =5%： 3X =Ndk SSU 100% = 1000101001005 3 =5 (53) 短路等效电路图如图 51所示，并标明短路计算点。 计算 K1 点的短路电路总标幺值及三相短路电流和短路容量： ① 总电抗标幺值 * )1(KX = 1X + 2X =+= (54) ② 短路电流周期分量有效值 200MVA K1 K2 X0=,1km S91000 (2) (3) (1) ～ ∞系统 )3(1KI =* )1(1 KdXI=247。 KA= KA (55) ③ )3(39。 I = )3(I = )3(1KI = KA (56) )3(shi = )3(39。 I = = KA (57) )3(shI = )3(39。 I = = KA (58) ④ )3( 1KS =* )1( KdXS= = MV A (59) 计算 K2 点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 ⑤ * )2(KX = 321 XXX  =++5= ⑥ )3( 2KI =* )2(2 KdXI= = KA ⑦ )3(39。 I = )3(I = )3( 2KI = KA )3(shi = )3(39。 I = = KA )3(shI = )3(39。 I = = KA ⑧ 三相短路容量 )3( 2KS =* )2( KdXS= = MV A 其他各变电所的短路计算与 计算相同，其计算结果如表 所示： 表 51 各变电所的短路计算电路及容量 短路计算点 变电所号码 三相短路电流 /KA 三相短路容量/MVA（ )3(KS ） )3(KI )3(39。 I )3(I )3(shi )3(shI K1 K2 K2 K2 K2 K2 计算短路电流主要是校验电气控制装置的电器元件和导线在极端的条件下是否有承受能力，特别是保护器件是否能断开短路电流。 否则被粘连，不但不能起到保护作用，而且间接放大事故的灾害面积（范围）。 通过计算最大运行方式和最小运行方式下短路点至电源的等效阻抗值，计算可得短路点的短路容量、短路冲击电流、 短路全电流最大有效 值以及短路电流周期分量的有名值，这些数据是下一章进行变电站电气设备选型的重要依据。 第 6 章 电气设备的选择与校验 现代工厂要求电气设备防火、防潮、防爆、防污染、节能及小型化。 电气设备的选择是涉及多种因素，首先要考虑并坚持的是产品性能质量。 电气产品的选用必须符合国家有关规范。 其次才是经济性，要根据业主功能要求、经济情况做出选择。 所要选择的产品包含在每个设计子项之中，主要有电源设备、高低压开关柜、电力变压器、电缆电线、开关电器等。 总配电所架空线进线的选择 架空线一般按发热条件来确定导线的 型号，应该注意的是导线的允许载流量alI 小于通过相线的计算电流 30I ，即 alI 30I 高压侧补偿后的计算电流： 3039。 I =NUS3 3039。 = 103  = A 查询相关附录表：根据当地温度的需要选择适宜的导线，因此这里应该选择LGJ35型的铝绞线，该导线的截面积是 35mm2 ，机械强度也满足要求。 高压侧与低压侧母线的选择 母线的材料有铜、铝和钢。 目前，农村发电厂和变电站以及大、中型发电厂、变电站的配电装置中的母线，广泛采用铝母线，这是因为铜贵重，我国储量又少；而铝储量较多，具有价格低、重量轻、加 工方便等特点。 因此，选用铝母线要比铜母线经济。 农村发电厂和变电站配电装置中的母线截面目前采用矩形、圆形和绞线圆形等。 选择母线截面形状的原则是：肌肤效应系数尽量低；散热好；机械强度高；连接方便；安装简单。 10kV 侧 主要选择矩形截面母线，因为同样截面的矩形母线周长比圆形母线的周长要长，散热面积大，冷却条件好；由于肌肤效应的影响，矩形母线的电阻比圆形的小。 钢芯铝绞线的耐张性能比单股母线好，在允许电流相同的条件下，钢芯铝绞。