【正文】 ng form。 Reactive power pensation。關(guān)鍵詞：變電所設(shè)計(jì)；電氣主接線；繼電保護(hù)AbstractThe design on the topic of Liaoning Institute of Technology Teaching Building substation expansion preliminary design. The main design elements include : 10/ main transformer substation choice。摘 要本設(shè)計(jì)的題目為“遼寧工學(xué)院綜合教學(xué)樓變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)”。本設(shè)計(jì)十分注重運(yùn)用我國電氣設(shè)計(jì)的新技術(shù)和新的設(shè)備，實(shí)用性及強(qiáng)，考慮到是實(shí)際工程的應(yīng)用，便以通俗易懂的語言進(jìn)行闡述。 Load Calculation。 relay Planning and Design。 shortcircuit current calculations include shortcircuit point for the selection and specific numerical calculation。 The substation using direct lightning stroke prevention lightning protection. The design is very close attention to the use of our electrical design of the new technology and new equipment, practical and strong, Taking into account the actual application, in a userfriendly language to describe it. Key words：: substation design。這次設(shè)計(jì)的題目為《遼寧工學(xué)院綜合教學(xué)樓變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)》。在其地下，建設(shè)有遼寧工學(xué)院最大的地下變電所。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)問題及其設(shè)備元件的選擇。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。所有的設(shè)計(jì)查閱資料是必不可少的，而資料的獲取應(yīng)以實(shí)際為準(zhǔn)，做為一名初次設(shè)計(jì)者，設(shè)計(jì)之前應(yīng)具備一定的設(shè)計(jì)能力，但是由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)體系的不夠完善等多種原因，適用于估算。此設(shè)計(jì)充分吸收專業(yè)理論知識(shí)， 考慮自己畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題方向，有目的、有計(jì)劃地查閱與選題方向有關(guān)的文獻(xiàn)資料，特別是在參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)的過程中有意識(shí)地搜集生產(chǎn)過程及新技術(shù)、新設(shè)備、改革新成果的應(yīng)用等方面資料，這也是為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題收集資料的最重要途徑。最后由于設(shè)計(jì)者的水平有限，以及對電氣技術(shù)日新月異的發(fā)展掌握不夠，加之國外電氣技術(shù)和產(chǎn)品的大量引進(jìn)，我國對電氣設(shè)計(jì)設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范還在不斷地改進(jìn)和完善，所以設(shè)計(jì)難免有不足，希望老師給予批評(píng)指正，使本設(shè)計(jì)更加完善。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)法來確定計(jì)算負(fù)荷。如圖31所示為并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償?shù)脑韴D。1變壓器的負(fù)荷補(bǔ)償：功率因數(shù)：。、臺(tái)數(shù)、型號(hào)選擇變壓器空載運(yùn)行時(shí)需用較大的無功功率，這些無功功率需由供電系統(tǒng)供給，變壓器容量如選的過大，不但增加投資，而且使變壓器長期處于輕載運(yùn)行，出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，使空載的損耗增加，功率因數(shù)降低，網(wǎng)絡(luò)損耗增加。1．臺(tái)數(shù)變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇，要由負(fù)荷大小，對供電的可靠性和電能質(zhì)量的要求來決定，并兼顧節(jié)約電能、降低運(yùn)行造價(jià)、維護(hù)設(shè)備等因素，確定變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)綜合考慮，進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。設(shè)置在一類高、低壓主體建筑中的變壓器，應(yīng)選擇干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣的變壓器；二類高、低壓主體建筑也宜如此，否則應(yīng)采取相應(yīng)的防火措施。干式變壓器的結(jié)構(gòu)與油浸式變壓器的差別不大，采用晶粒取向電工鋼片，軛和柱采用全斜接縫，心柱用鋼帶或自干型絕緣粘帶綁扎，也有用粘結(jié)劑將鐵心膠合，鐵心為防止因凝結(jié)而引起銹蝕，在鐵心表面涂有耐熱的防銹覆蓋漆或樹脂，容量較大時(shí)，鐵芯中要有氣道，氣道尺寸為1520mm，而干式變壓器的繞組材料是銅箔或鋁箔，有時(shí)也采用銅線繞制，而低壓線圈（1000V及以下），用銅箔（或鋁箔）與預(yù)浸環(huán)氧樹脂的絕緣材料緊密繞制，采用纏繞玻璃纖維加強(qiáng)樹脂包封，經(jīng)過工藝處理后，使高低壓線圈各自成為一個(gè)堅(jiān)固的整體，不但具有很強(qiáng)的承受短路能力，而且經(jīng)過冷熱循環(huán)試驗(yàn)，證明了線圈具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄功能。3. 具有耐熱、防塵、耐潮的特點(diǎn)，適合于安裝負(fù)荷中心，對系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)電起到了一定作用。7. 價(jià)格昂貴。3. 自然空氣冷卻和強(qiáng)迫空氣冷卻。電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。經(jīng)過長期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對變電所采用的主接線經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。2．靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面要求； 1)調(diào)度要求。 3)擴(kuò)建要求。變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。5．考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電、適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。在各階段中隨要求、任務(wù)的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟相同。電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃(5—10年)；變電所在電力系統(tǒng)中的位置(地理位置和容量位置)和作用；本期工程和遠(yuǎn)景規(guī)劃與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。因?yàn)樨?fù)荷的發(fā)展和增長速度受政治、經(jīng)濟(jì)、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差甚大，應(yīng)子以重視。(2)擬定主接線方案。 (3)主接線經(jīng)濟(jì)比較。 (6)繪制電氣主接線圖及其他必要的圖紙。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)。無匯流母線的接線使用開關(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。供電電源是變壓器或高壓進(jìn)線回路。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置．其開合電流能力極低，只能于設(shè)備停運(yùn)后退出工作時(shí)斷開電路，保證與帶電部分隔離，起著隔離電壓的作用。也可以裝設(shè)。接地開關(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。 缺點(diǎn)：靈活性和可靠性差，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開它所連接的電源，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。二、單母線分段接線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)隔離開關(guān)。 2．適用范圍 (1)6一10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)。這在主接線的選擇上確定了范圍，根據(jù)510年的發(fā)展計(jì)劃設(shè)計(jì)，并依據(jù)遼寧工學(xué)院的供電情況，擬裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。如附錄Ⅱ所示。在電氣設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)，而且要考慮它發(fā)生故障時(shí)的情況，最嚴(yán)重的故障是電路乃至系統(tǒng)發(fā)生短路。電力系統(tǒng)的其他某些故障也可能導(dǎo)致短路，如輸電線路斷線和倒桿事故等。，同時(shí)也使導(dǎo)體受到很大的電動(dòng)力作用、使導(dǎo)體發(fā)生變形，甚至損壞。當(dāng)電壓降低到額定值的80％左右時(shí)，電磁開關(guān)有可能斷開，因而中斷供電；當(dāng)電壓下降到30％一40％。短路的后果是十分嚴(yán)重的，且短路所引起的危害程度，與短路故障的地點(diǎn)、類型及持續(xù)時(shí)間等因素有關(guān)。 圖61電力系統(tǒng)短路計(jì)算電路圖計(jì)算短路前給定電力系統(tǒng)饋線出口短路器2QF為2N1210I型。 圖62 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量如圖63 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路圖63 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路在工程設(shè)計(jì)中，往往還要列短路計(jì)算表，如下圖所示。電氣設(shè)備電氣設(shè)備是指電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、變配電、用電設(shè)備的總稱，它包括發(fā)電機(jī)、變壓器及各種高低壓開關(guān)設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、導(dǎo)線、電纜和用電設(shè)備等。（4）.按是否組合分 單元件設(shè)備、成套設(shè)備。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)，按短路情況下校驗(yàn)開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。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。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。隔離開關(guān)的類型較多，按裝接地點(diǎn)不同分：屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目分：單柱式、雙柱式和三柱式；此外還有V型隔離開關(guān)。（2）.瓷瓶無裂痕，瓷瓶與法蘭接觸處無松散及起層現(xiàn)象。（6）.分合閘過程應(yīng)無卡勁，觸頭中心要標(biāo)準(zhǔn)，三相是否同時(shí)接觸?；ジ衅魇请娏ο到y(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器。此外，電容式電壓互感器在超高壓系統(tǒng)中也被廣泛應(yīng)用。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理來說，互感器是一種特殊變壓器。雖然電流互感器一次額定電流不同，但二次額定電流一般為5A。同樣，用一只量程為100V的電壓表與不同變壓比的電壓互感器配套使用，就可測量不同范圍的電壓。圖 72 電流互感器原理接線圖1—鐵芯；2—一次繞組；3—二次繞組2．結(jié)構(gòu)電流互感器的結(jié)構(gòu)如圖72所示，它主要由鐵芯、一次繞組、二次繞組和絕緣構(gòu)成。如圖所示73為電壓互感器原理接線圖，其基本結(jié)構(gòu)與變壓器相同，電壓互感器一、二次側(cè)額定電壓之比稱為變壓比，用表示。 母線的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，變電所10kV側(cè)為電纜線，經(jīng)技術(shù)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。根據(jù)實(shí)際情況：，電流經(jīng)濟(jì)密度10kV側(cè)：：故選用 10kV側(cè)：TMY3 ：經(jīng)過與短路電流的比較滿足條件。2． 靈敏性靈敏性是指對于保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或非正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。計(jì)算變壓器過電流的整定值 式中 ——繼電保護(hù)動(dòng)作整定值（A）； ——保護(hù)裝置的可靠系數(shù)； ——接線系數(shù)； ——電流互感器電流比； ——線路最大負(fù)載電流（A）； ——繼電器返回系數(shù)； 式中 ——繼電器返回電流，電流互感器開始釋放的最大電流（A）； ——繼電器起動(dòng)電流，電流繼電器開始吸合的最小電流（A）。（1）.過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限 （2）．靈敏度的校驗(yàn)。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。（２） 躲過變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流。圖81電流速斷保護(hù)原理接線圖圖82電流速斷保護(hù)原理接線圖展開式 式中 ——電流繼電器速斷保護(hù)動(dòng)作電流（A）； ——保護(hù)裝置可靠系數(shù)，取=； ——接線系數(shù)，取=1； ——電流互感器電流比，=75/5=15； ——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）；取 ，對于電力系統(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23倍。1． 保證運(yùn)行可靠；2． 便于操作、巡視和檢修；3． 保證工作人員的安全；4． 力求提高經(jīng)濟(jì)性；5． 具有擴(kuò)建的可能；配電裝置按電氣設(shè)備裝設(shè)的地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置；按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式。2S GGD36G柜包括：B樓六層計(jì)算機(jī)房、B樓七層照明、B樓八層照明、B樓九層照明、備用、備用。6S 柜包括：無功優(yōu)化補(bǔ)償裝置。10S GGD09G柜包括：母線聯(lián)絡(luò)。14S 柜：無功優(yōu)化補(bǔ)償裝置。18S GGD36G柜包括：B樓負(fù)二層電力、B樓三層電力、B樓四層電力、備用。雷電過電壓又分為：直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓。另外雷電的閃落放電，可能燒壞絕緣子，使斷路器跳閘，造成停電事故。圖101為避雷器與被保護(hù)設(shè)備的連接其中 1——相線；2——被保護(hù)設(shè)備；3——避雷針； 4——過電壓波。2）低壓架空線轉(zhuǎn)換金屬改裝電纜或護(hù)套電纜穿鋼管直接埋地引入時(shí)，其埋地長度應(yīng)大于或等于15m。（3）35kV及以下的屋外高壓配電裝置，采用獨(dú)立避雷器或避雷線保護(hù)，宜裝設(shè)獨(dú)立的接地裝置，接地電阻不宜超過20。（7）獨(dú)立避雷針避雷線與配電裝置帶電部分，變電所電力設(shè)備接地部分、構(gòu)架接地部分之間的空氣距離一般不小于5m，當(dāng)條件允許時(shí)應(yīng)盡量增大，以便降低感應(yīng)過電壓。在設(shè)計(jì)中電氣主接線根據(jù)原始資料及實(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)。通過完成遼寧工學(xué)院綜合教學(xué)樓的變電所的設(shè)計(jì)，把過去所學(xué)的專業(yè)知識(shí)綜合的利用起來，并運(yùn)用到了實(shí)際工程當(dāng)中去，把基礎(chǔ)知識(shí)與工程實(shí)際相互結(jié)合。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對我整個(gè)學(xué)習(xí)階段的一次綜合測試。在這四年的大學(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)中對我傳授的知識(shí)會(huì)使我受益終