毕业设计（论文）工矿企业供电设计

1、平顶山工业职业技术学院毕业论文题 目： 工厂供电 姓 名： 编 号： 平顶山工业职业技术学院2010 年 4 月 18日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 班大鹏 专业 矿山机电 任 务 下 达 日 期 年 月 日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）完成日期 年 月 日设计（论文）题目： a编制设计 b设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 系（部）主 任 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录 系 专业，学生 于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 专题（论文）题目： 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）

2、材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名： 专业 年级 毕业设计（论文）题目： 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： 前 言 电力工业是国民经济的一个重要部门，它为工业、农业、商业、交通运输、国防建设和人民生活等诸方面提供能源。由于电能能够方便而经济地有其他形式的能量专化而得，又能简便而经济

3、地转化成其他形式的能量供给使用；无论是工业生产还是居民生活，电能的应用极为广泛，一旦中断可能造成人员伤亡、设备损坏、生产停顿、居民生活混乱。所以搞好供电工作对企业生产和职工生活的正常进行具有十分重要的意义。 供电是指电能的供应和分配。企业供电就是研究如何安全可靠、经济合理、保质保量地保障企业所需电能的供应和合理分配的问题。此次设计注重能力和技能训练的原则，结合工业企业电气化、电气工程自动化电器控制的目标，以供电设计基础能力为主兼顾供电系统的运行和设备维护与管理等知识。设计搜集、总结了供电方面的知识，为供电设计提供了参考依据。课程设计介绍了供电设计的内容与步骤、供电设计应收集的原始资料以及供电设

4、计方案技术经济比较的方法等。旨在锻炼能力，为企业供电提供参考，不足之处敬请师生批评指正。目 录第1章 供电的基本要求3第2章 企业电源及变电所位置42.1 企业电源 32.2 变电所的位置 32.2.1 企业变电所位置的确定 32.2.2 车间变电所位置的确定 4第3章 变压器的选择6第4章 功率因数的提高64.1 功率因数的提高的意义 64.2 提高功率因数的方法 64.2.1提高负荷的自然功率因数.64.2.2人工补偿法提高功率因数74.3 电容器的选择 7第5章 短路85.1 短路的类型及原因85.2 短路的危害8第6章电气设备的选择96.1 电气设备选择的一般原则 .96.2 开关与熔

5、断器的选择 .106.2.1 高压开关与熔断器的选择 106.2.2 低压开关与熔断器的选择 116.3 互感器的选择 .13 6.3.1 电流互感器的选择136.3.2 电压互感器的选择13 6.4母线和绝缘子的选择14 6.4.1母线的选择.14 6.4.2 绝缘子的选择15 6.5 输电导线的选择16 6.5.1 导线截面的选择.16第7章 成套配电装置 177.1 确定成套配电装置的型号17 7.1.1 高压配电装置的型号的选择 187.1.2 低压配电装置的型号的选择 187.2 成套配电装置一次电路方案的选择187.2.1 高压开关柜一次电路方案的选择 187.2.2 低压配电装置

6、一次电路方案的选择 197.3 成套配电装置电气参数的选择19第8章 内部过电压及保护 20 8.1 内部过电压产生的原因21 8.1.1 操作过电压 21 8.1.电弧接地过电压 21 8.1.3 谐振过电压 22 8.2 防护措施 21第9章 变电所微机适时监控系统 22 9.1 变电所微机适时监控系统的功能22 9.2 变电所微机适时监控系统的硬件组成23致 谢.27参考文献 .27摘要供电的主要把电力系统接受的电能合理分配到各用点，总结如何安全可靠、经济合理、保质保量的保障企业所需电能的供应和分配；包括系统的接线方式及确定原则，变电所的位置，电气设备的选择，以及某些维护保护、监控等。关

7、 键 词：供应安全经济质量论文类型：论文 第1章供电的基本要求电力是企业生产的主要能源。对企业进行可靠、安全、经济的供电，对提高生产品质量、提高经济效益及保证生产等方面都有十分重要的意义。因此，对供电提出以下基本要求：1. 供电可靠供电可靠就是要求供电不间断。在工矿企业中，各种电力负荷对供电可靠性要求不同，为了能在技术经济合理的前提下满足不同负荷对供电可靠性的要求，把电力负荷分为三类。1） 一类负荷（一级负荷）凡因突然中断供电，可能造成人身伤亡事故或重大设备损坏，给国民经济造成重大损失的或在政治上产生不良影响的负荷，均属一类负荷。如钢厂炼钢炉，矿井通风设备。其中影响人身与设备安全的负荷叫保安负

8、荷。应由两个独立电源供电；对有特殊要求的，两个独立电源应来自不同地点，保证供电绝对可靠。2） 二类负荷（二级负荷）凡因突然停电，造成大量减产或生产大量废品的负荷，属于二类负荷。如矿井提煤设备、空压机，工厂的主要生产车间。对于中、小型企业二类负荷有专线供电；对于大型企业二类负荷，也有两个电源，两回路电源应尽量引自不同的变电所或母线。3） 三类负荷（三级负荷）三类负荷是指除一类、二类负荷外的其他负荷。如企业附属车间及生活福利设施。一般用单回路供电，不考虑备用电源，根据负荷需要还可公用一条线路。2. 供电安全在电能分配、供应和使用过程中，不应发生人身触电事故和设备事故，也不致引起火灾和爆炸事故。3.

9、 供电质量用电设备在额定参数下运行时性能最好。包括电压、波形、频率等。频率为50hz偏移范围是1%，电压偏移范围是5%。4. 供电经济一般考虑三个方面：尽量降低企业变电所与电网的基本建设投资；尽可能降低设备、材料及有色金属的消耗；尽量降低供电系统的电能损耗及维护费用。第2章企业电源及变电所位置2.1企业电源电源是指获得电能的来源。大多来自电网，尚未建成电力网的地区，才由地方发电厂或自备发电厂供电。各个企业一般都设有企业总变电所，电压为6kv35kv。当总变电所距电源较近时，采用平行双回路供电;当相邻企业之间距离较近，距电源较远时，一般由电力系统向其中两个总变电所各送一回路线路。各企业总变电所之

10、间设一回路，形成供电网络。2.2 变电所的位置2.2.1 企业变电所位置的确定企业变电所是企业供电的枢纽。正确确定变电所的位置，对企业供电系统的合理布局及提高供电可靠性、经济性和供电质量都具有很重要的关系。因此变电所的位置应根据工矿企业负荷的大小、分布特点及内部环境特点等因素进行综合分析，经技术比较后确定位置。一般在确定变电所位置时应遵循以下几项原则：（1）变电所应尽量靠近负荷中心，以减少配电线路长度，降低电能损 耗和电压损失；（2）不占或少占农田；（3）进出线要方便，尽量避免线路相互交叉和跨越，架空线路走廊与所址同时确定；（4）交通运输要方便，以利于变压器等大型设备和消防车进出；（5）具有适

11、宜的地质条件，有防止地下水、雨水和洪水浸淹的措施；（6）应考虑与近邻设施的相互影响，远离震动大的设备和易燃易爆的场所，应尽量避开污染源，否则应采取防污措施；（7）应与其他建筑物保持一定防火距离；（8）应留有扩建的余地，不妨碍工厂或车间的发展；总之，要根据企业的具体情况，从技术和经济方面进行综合分析，以便确定变电所的位置。2.2.2 车间变电所位置的确定车间变电所位置的确定于上述原则上相同。一般车间变电所的位置根据变压器的安装地点确定类型，如图2-1所示。图2-11） 车间附近社变电所变电所的一面或几面墙体与生产车间墙体公用，变压器的大门或墙体外，如图2-1中的1、2、3所示。这种类型适用于一般

12、车间。2） 车间内变电所变电所位于车间内部的单独房间内，并尽量靠近负荷中心，如图2-1中的4所示。这种类型适用于负荷大而集中且布置比较稳定的大型车间厂房。3） 变电所在车间外单独建立，变压器可以在户内，也可以在户外，也可安装在地面上或安装在电线杆上，如图2-1中5、6所示。这种类型适合于负荷较小而分散的中小型工厂或生活区，或为了远离易燃、易爆及腐蚀性物质的场所。第3章变压器的选择主变压器是企业变电所的重要设备，正确选择主变压器的容量和台数对企业供电的可靠性和经济性具有十分重要的意义。主变压器台数的确定1）一类负荷的变电所对于一类负荷的变电所，应满足用电设备对供电可靠性的要求，应选择2台变压器；

13、可1台工作、1台备用，也可2台同时工作；2台同时工作时，1台变压器的容量应满足负荷用电，且不低于全负荷的70%80%；1台变压器的容量应满足能邻近与变压器二次电压相同的备用电源时，也可选1台变压器。2）对于只有二类、三类负荷的变电所对于只有二类、三类负荷的变电所，可以只选1台变压器，但应敷设预期他变电所相连接的联络线为备用电源；其容量应考虑15%25%的余量，以备发展的需要。对于季节负荷或昼夜负荷变动较大的，宜采用经济运行方式的变电所，也可选2台。3）计算出变压器的经济运行的临界负荷，然后根据变电所实际负荷情况确定投入运行的变压器台数。第4章功率因数的提高4.1提高功率因数的意义由于企业使用大

14、量的感应电动机和变压器等用电设备，因此供电系统除供给有功功率外，还需供给大量的无功功率，为此必须提高工矿企业用户的功率因数，减少对电源系统的无功功率需求量。提高功率因数具有下列实际意义：1）提高电力系统的供电能力。在发、输、配电设备容量一定情况下，用户的功率因数越高，则无功功率越小，所需视在功率越小，这样同样容量的供、配电设备，可向更多的用户提供电能。2）减少供电网络中的电压损失，提高供电质量。用户的功率因数越高，在同样有功功率的情况下，线路中的电流就越小，因而网络上电压损失也越小，用电设备的端电压就越高。3）减少供电网络中的电能损耗。在线路电压和输送的有功功率一定的情况下，功率因数越高，电流

15、就越小，则网络中的电能损耗就越少。可见，提高功率因数，可以充分利用现有的变电、输电和配电设备，保证供电质量，减少电能损耗，提高功率因数，因而有显著的经济效益。4.2提高功率因数的方法4.2.1 提高负荷的自然功率因数通过采用各种技术措施及改进用电设备的运行情况来提高负荷的功率因数的方法称为提高负荷的自然功率因数。提高自然功率因数的方法有：1）正确选择并合理使用电动机，使其不轻载或空载运行。在条件允许时尽量选用笼型异步电动机。2）合理选择变压器容量，适当调整其运行方式，尽量避免变压器空载或轻载运行。3）对于容量较大，且不需要调整的电动机，尽量选用同步电动机，并使其运行于过激状态。因为同步电动机运

16、行于过激状态时呈容性负载，能补偿线路上其他感性负载的无功能功率。4.2.2人工补偿法提高功率因数若自然因数不能满足要求，应尽量采用人工补偿法来提高功率因数。目前企业广泛采用并联电容器进行无功功率的补偿。4.3 电容器的选择（1） 否自然功率因数低于0.9时，应进行无功功率补偿，补偿后的功率因数应达到0.95以上。（2） 选择电容器时，应考虑电容器端电压对补偿容量的影响。（3） 选择单个电容器时，其总台数应为3的倍数；选择电容器时，其总台数应根据情况选择2或4的倍数。（4） 电容器选好后，应根据所选数量计算出实际补偿容量。（5） 电容器组最好采用单星形或双星形接线。第5章 短路短路指电位不同的点

17、在电气上被短接。5.1短路的类型及原因在三相系统中，短路的基本类型有：三相短路、两相短路、两相接地短路、单相短路和单相接地短路。三相短路时，三相短路回路中的阻抗相等，三相电压和电流仍然保持对称，属于对称短路。其他形式的短路，由于短路回路三相阻抗不相等，三相电压和电流不保持对称，属于不对称短路。造成短路故障的原因很多，主要有以下几个方面：（1） 绝缘损坏。电气设备年久陈旧，绝缘自然老化；绝缘瓷瓶表面污秽，使绝缘下降；绝缘受到机械性损伤；供电系统受到雷电的侵袭或者在切换电路时产生过电压 ，将电气绝缘薄弱处击穿，都会造成短路。（2） 误操作。例如，带负荷拉切隔离开关，形成强大的电弧，造成弧光短路；或

18、将低压设备误接入高压电网，造成短路。（3） 鸟兽危害。鸟兽跨越不等电位的裸露导体时，造成短路。（4） 恶劣的气候。雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倾倒等。（5） 其他意外事故。挖掘沟渠损伤电缆，起重机臂碰触架空导线，车辆撞击电杆等。5.2 短路的危害短路时系统的阻抗大幅度减小，而电流则大幅度增加，系统电压骤降。其危害有以下几种。（1） 损坏电气设备。短路电流产生的电动力效应和热效应，会使故障设备及短路回路中的其他设备遭到破坏。（2） 影响电气设备的正常运行。短路时电网电压骤降，电气设备不能正常运行。（3） 影响系统的稳定性。严重的短路会使并列运行的发电机组失去

19、同步，造成电力系统解列。（4） 造成停电事故。短路时，电力系统的保护装置动作，使开关跳闸，从而造成大范围停电。越靠近电源，停电范围越大，造成的经济损失也越严重。（5） 产生电磁干扰。不对称短路的不平衡电流，在周围空间将产生很大的交变磁场干扰附近的通讯线路和自动控制装置的正常工作。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。此外还可以正确的选择电气设备，使电气设备在短路电流的作用下不至损坏；正确选择和整定保护装置，使其能发生短路时，迅速、准确的把故障线路和设备从电网中切除，尽量减少短路所造成的危害和损失。 第6章 电气设备的选择6.1电气设备选择的一般原则正确选

20、择电气设备对供电的可靠性、安全性、经济性都有着重要的意义。首先应根据环境条件选择电气设备的类型，使所选设备的形式与环境相适应；其次按电路的实际工作条件选择和校验电气设备的技术参数，以保证电力系统在正常或发生故障时，电气设备能安全、可靠地工作。选择电气设备时应尽量选用国产先进设备，并注意在技术合理的条件下，尽量节约投资。不同的电器设备在选择时考虑的条件也不尽相同，下面介绍选择电气设备的一般原则。1 按使用环境选择电气设备类型为了适应不同的装设地点，电气设备分户内式和户外式；按照不同的工作环境又分为普通型、房污型、湿热型、高原型和矿用型等。选择时应首先根据电气设备工作的环境条件选择出合适的类型。2

21、按正常的工作参数选择电气设备1） 额定电压的选择电气设备可在高于其额定电压10%15%的情况下长期安全运行，故所选电器设备的额定电压应不低于其所在电网的额定电压。2)电气设备的额定电流应不小于通过它的最大长时工作电流。普通电气设备的额定电流，是在环境40的条件下，长时允许通过的最大电流。3按短路条件校验对电气设备1） 开关电器断电流能力的校验当开关电器的额定断流容量（或最大分断电流）大于其所在电路的最大短路容量（或最大分断电流）时，开关电器才可能可靠地切除短路故障。否则，故障不能切除，并有可能使故障扩大，影响到系统的安全运行。2） 电气设备的短路稳定性校验为了保证电气设备不至于因短路电流的电动

22、力和热效应所破坏，应校验其在发生短路时的动稳定性和热稳定性。根据最严重的短路情况计算可能出现的最大短路电流，即三相短路电流。6.2开关与熔断器的选择6.2.1高压开关与熔断器的选择1.隔离开关的选择隔离开关应按额定电压、额定电流及使用的环境条件选择出合适的规格和型号，然后按短路电流得动、热稳定性校验。按环境条件选择隔离开关时，可根据安装地点和环境条件选择户内型、户外型、普通型或防污型等类型，防污型用于污染严重的地方，同时必须选择配套的操作机构。2.断路器的选择变电所一般应选少油断路器，户内一般安装在高压开关柜中。对于断流能力要求高的地方或操作十分频繁的地方，应选真空断路器。对于污秽的地方应选用

23、防污染型的断路器。断路器操作机构的选择与断路器的控制方式、安装情况及操作电源相适应。3.高压熔断器选择首先应根据使用环境、负荷种类、安装方式和操作方式等条件选择出合适的类型。然后，按照额定电压、额定电流、额定断流能力选择熔断器的技术参数。在选择和校验熔断器技术参数时，应注意以下几点：（1） 对于限流型的熔断器，额定电压与所在电网的电压应为同意电压等级，若高于电网电压等级，熔体熔断时将会产生过压。（2） 在校验熔断器的断流能力时，对于限流型用次暂态电流，对于非限流用短路冲击电流的有效值。（3） 利用产气灭弧的断路器，选择时，熔断器安装处短路短路电流的最大、最小值，应在熔断器分断电流的上、下极限范

24、围内。（4） 熔断器的额定电流应不小于熔体的额定电流，否则熔断器将会因过热而损坏。6.2.2低压开关与熔断器的选择对经常带负荷操作并需切断短路电流的应选用低压断路器；对需远距离操作的应选用接触器；对不带负荷操作操作至起隔离开关作用的应选用刀开关；对只用于通、断负荷电流且不经常操作的，应选用负荷开关或带灭弧装置的刀开关；对没有保护功能的开关一般还可以选择熔断器作为过流保护装置。低压开关电器按不同的使用环境分为开启式、防护式、封闭式、防爆式等几种，所以还应根据使用环境条件选择电器的形式。还应根按额定电压、额定电流、额定分断能力、短路时的东热稳定性选择。1刀开关的选择低压刀开关分为不带熔断器和带熔断

25、器，以及不带灭弧装置和带灭弧装置等多种类型，刀开关除按表规定的项目选择和校验外，对允许带负荷操作的刀开关，还应按断开电流选择和校验。2自动空气断路器选择自动空气断路器常用的有框架式和装置式两大类。选择时除按表规定的项目选择和校验外，还应注意：（1）对于瞬时动作的自动空气断路器，其分断能力应按短路冲击电流校验。（2）自动空气断路器中瞬时过电流脱扣的调整范围，应能满足电路对保护装置整定值的要求。（3）低压熔断器的选择先根据使用环境选择出类型，然后按正常运行及启动情况确定熔断器的额定电流，由此再确定出熔断器的额定电流。熔断器的额定电压应和线路额定电压相符，熔断器的最大分断电流应大于线路上的短路冲击电

26、流有效值。此外，还要考虑前、后两级熔断器之间的选择相配合问题。前后熔断器配合，就是在线路上发生故障时，应该是靠近故障点的熔断器最先熔断，切出故障部分，从而使系统的其他部分迅速恢复正常运行。表 6-1 开关与熔断器的选择教研项目额定电压额定电流熔断器容量（额定）极限分断电流短路稳定性 校 验动稳定热稳定隔离开关断路器高压熔断 器刀开关自动空气开关低压熔断 器6.3互感器的选择6.3.1 电流互感器的选择根据使用环境和安装条件确定电流互感器的类型，然后按正常工作条件及短路参数确定规格。选择步骤如下：（1） 额定电流的选择电流互感器的额定电压应大于或等于电网的额定电压。（2） 一次额定电流的选择电流

27、互感器原边额定电流应大于1.215倍最大长时工作电流。（3） 准确等级校验电流互感器的准确等级应与二次设备的要求相适应。0.2级用于精密测量；0.5级用于计费仪表；1.0级用于测量仪表；3级、10级用于监视仪表和继电保护；5p、10p用于继电保护。互感器的准确等级与二次负载的负载的容量有关，如果容量过大，准确等级下降，要满足准确等级要求，二次负载的总容量应小于或等于该准确等级所规定的额定容量。6.3.2电压互感器的选择根据使用地点，安装条件及用途确定出电压互感器的型号后，再按如下步骤选择1） 一次额定电压的选择电压互感器一次额定电压应与其所在电网的电压相适应，二次侧电压任何情况下都不得超过标准

28、值（100v），因此二次绕组额定电压应按表进行选择。表6-2 电压互感器二次绕组的额定电压绕组二次主绕组二次辅助绕组高压侧接线接于电网线电压接于电网相电压中性点直接接地中性点不直接接地二次绕组电压100100/1.732100100/1.7322） 按准确等级与二次负荷校验所选电压互感器，应满足二次设备在用途上对准确等级的要求。电压互感器的准确等级应按下列原则选择：（1） 供给费用的电度表，应选0.5级得电压互感器。（2） 向监视用电度表，功率表或电压继电器等供电的电压互感器，其准确等级为1级。（3） 用来作一般电压监视用或补偿电容器电容器放电用的电压互感器准确等级可取3级。（4） 用于保护装

29、置时电压互感器的准确等级可取5p、10p等级。按二次负荷校验电压互感器的准确等级时，应使互感器的二次容量小于或等于互感器在该等级下所规定的二次额定容量。电压互感器多采用限流型熔断器保护，故不做短路稳定性校验。6.4 母线和绝缘子的选择6.4.1母线的选择母线的材料有铜、铝、钢三种。铜导电率高，性能稳定，多用于大电流装置中或有化学腐蚀的场所。铝导电率不及铜，机械强度也较小，较铜廉价，一般都采用。钢线机械强度大，导电率小，电能损耗大用于工作电流不大于200a及不重要的配电装置内或用作接地母线。形状有矩形、圆形和环形等；35kv以下户内用户多采用矩形截面的母线，散热好、交流肌肤效应较小，比截面相同的

30、圆形母线承受电流大。三线交流母线u相涂黄色，v相涂绿色，w相涂红色。不接地的中线涂紫色，接地的中线（零线）涂紫色并带黑色条纹，保护接地母线涂以黑色，直流母线的正极涂以褐色，负极涂以蓝色。母线截面的选择母线截面一般按最大长时工作电流选择，按短路条件校验其动、热稳定性。但平均负荷较大、线路较长的主母线，还应按经济电流密度选择其截面。（1） 按最大长时工作电流选择根据发热条件规定，流过母线的最大长时工作电流，应不大于母线的最大允许持续电流。表6-3 矩形母线的最大允许持续载流量截面/ mm单条两条三条四条平放竖放平放竖放平放竖放平放竖放40448405034055425625045866135056

31、61692636.391095214091547186621116381038108516231777211323796310116812211825199423812665806.311281178172418922211250525583411808127413301946213124912809286338178010142714902175237327743114316742221006.3137114302054225326332985303240431008154216092298251629333311335944791001017281803255827963181357836

32、2248291256.3167417442446268030793490352547001258187619552726298233753813384751291251020892177300532823725419442255633（2） 短路热稳定校验为了保证在短路时母线不致过热，所选母线的截面积应不小于最小短路热稳定截面。6.4.2绝缘子的选择（1） 绝缘子的种类绝缘子是用来支撑和固定载流导体，并保证导体对地或其他部分的绝缘。绝缘子有电站绝缘子、电器绝缘子和线路绝缘子三种基本类型。电站绝缘子又分为支柱绝缘子和套管绝缘子；电器绝缘子也分为支柱式和套管式；线路绝缘子分为针式、蝶式和悬式等几种

33、。同一电压等级的绝缘子，根据其抗弯曲强度不同，又分为a、b、c、d等多个等级（2） 支柱绝缘子的选择根据安装地点选择户内型或户外；根据额定电压选择，其额定电压应不小于线路的额定电压；此外还应满足动稳定性要求。（3） 套管绝缘子的选择套管绝缘子按使用地点分户内式、户外式；按安装情况分水平安装、垂直安装。电气参数应按以下条件确定：额定电压和额定电流的确定额定电压应不小于电网的额定电压，额定电流应不小于通过的最大长时工作电流。套管的额定电流是以环境40，导体的最高工作工作温度为80时给出的。校验动稳定性和热稳定性6.5 输电导线的选择输电导线的选择是供电设计的重要内容之一，为了保证供电安全、可靠、经

34、济合理和供电质量的要求，必须正确合理地选择输电导线的型号和截面。输电导线型号的选择应根据其所处的电压等级和使用场所来选择，应按下列原则确定。6.5.1导线截面的选择1） 选择导线截面的一般原则（1） 按长时允许电流选择。为了使导线在正常运行时不超过其长时允许温度，并能够充分利用导线的带电负荷能力，避免有色金属的浪费，应按导线的长时允许电流选择其截面。（2） 按允许电压损失选择。为了保证用电设备的电压质量，应按电网允许的电压损失选择导线的截面。（3） 按经济电流密度选择。为了是线路的年运行费用最低，保证电压的经济性，应按经济电流密度选择导线的截面。（4） 按机械强度选择。为了避免导线在运行或安装

35、过程中中断线。应按机械强度选择导线截面。（5） 按短路时的热稳定条件选择。为了使导线在通过短路电流时不超过其短路时允许温度，应按短路时的热稳定条件选择导线截面。2） 各种导线截面的选择（1）高压架空导线架空导线因受风、雨、冰雪等自然条件的影响很大，所以其机械强度必须满足要求。高压架空导线因是裸导线，散热条件好、允许温度高。其截面应按经济电流密度选择，按长时允许电流、允许电压和机械强度校验。对年运行费用不高的线路，可不考虑经济电流密度条件，此时可根据线路的长短和通过电流的大小，按允许电压损失或长时允许电流选择。（2）高压电缆其散热条件差，必须考虑短路时的热稳定性。对年运行费用高的线路考虑经济电流

36、密度条件，按允许电压损失或长时允许电流选择。对年费用低的，可根据情况按长时允许电流或允许电压损失条件选择。3）低压导线和电缆度负荷电流大、线路长的干线，应按正常工作时的允许电压损失初选其截面。对经常移动的橡胶电缆支线，应按机械强度初选其截面。对负荷电流较大，但线路较短的导线应按长时允许电流初选其截面。低压线路短，年运行时间不长，对供电经济性影响不大，一般不安经济电流密度选择。笼型电动机启动电流大，启动时的电压损失也大，为了保证电动机有足够的启动转矩，电磁启动器有足够的吸持电压，导线截面还应按启动时的允许电压损失条件进行校验。总之，在选择各种导线的截面时，应在其诸多的选择条件中，确定一个有可能选

37、择出最大截面的条件初选其截面，然后再按其他条件校验，这样可使选择计算简便避免返工。第7章 成套配电装置 成套配电装置的选择主要是确定其型号和一、二次电路方案，选择校验其电气参数。7.1 确定配电装置的型号7.1.1 高压成套配电装置型号的选择高压成套配电装置按安装地点和使用环境可分为户内型、户外型、普通型、封闭型、矿用一般型和矿用防爆型等。按电器元件在高压开关柜内的安装方式不同，可分为固定式和移开式两种。固定式维护检修不方便，但价格低；移开式价格高，灵活性好，便于检修，适用于大型变电所或可靠性较高的变电所。 在高压开关柜中大都装设少油断路器，对于频繁通断或短路故障较多的线路。要选用装有真空断路

38、器的开关柜。选择高压开关柜时还应考虑其操作机构，手动式用于小型变电所，电磁式用于大、中型变电所。7.1.2 低压成套配电装置型号的选择在500v以下低压动力配电系统中，现常用pgl系列低压配电屏。其为户内安装、开启式、双面维护，防护性能好，运行安全。此外，还有bfc等系列抽屉式开关柜，主要设备都装在抽屉或手车上，单元回路故障时可立即换上备用件，迅速恢复供电，但其结构复杂，消耗钢材较多，价格较高。7.2成套配电装置一次电路方案的选择7.2.1高压开关柜一次电路方案的选择选择高压开关柜的一次电路方案时，应考虑以下几个因素：（1） 考虑开关柜的用途。高压开关按用途可分为进线柜、配出线柜、电压互感器、

39、避雷器柜、联络柜和所用变压器等多种。开关柜的用途不同，柜内电气元件和接线方式也不同。（2） 考虑负荷情况。对于负荷容量大，对继电保护要求高的用户，必须使用断路器进行控制和保护。对于负荷容量小，对继电保护要求不高、且灵敏独有较大潜力的不太重要的用户，可采用装有负荷开关与熔断器的高压开关。对于单回路供电的用户，开关柜中只要求在断路器靠近母线一侧装设隔离开关；对双回路供电用户，断路器的两侧均应装设隔离开关。（3） 考虑开关之间的组合情况。变电所的进线柜和联络柜，由于安装需要，往往选用两种不同的开关柜组合使用。对于组合使用的开关柜，应注意其左右联络方向，不可选错，否则将给安装带来困难。（4） 考虑进出

40、线及安装布置情况。对于进线开关柜，有的电缆进线，有的架空进线，架空进线又分为柜顶进线和柜后进线两种。对于出线开关柜，也分为电缆出线和架空出线两种，为了保证足够的安全距离，两个架空出线柜不得相邻布置，中间至少应隔一个其他方案的开关柜。此外，在选择一次电路方案时，还应考虑开关柜中电流互感器的个数，以满足保护和测量需要。7.2.2低压配电装置一次电路方案的选择（1） 保证对重要用户供电的可靠性。对重要负荷应采用双回路供电，例如矿井主、副井提升机等设备采用双回路供电。（2） 恰当地确定配电屏出线的控制保护方案。对于负荷较大的分路，一般应装设刀开关和自动开关；负荷较小的分路，可用负荷开关或刀熔开关或带灭

41、弧罩的刀开关和熔断器作分路的控制和保护；对负荷不大、操作频繁、需远距离操作的线路，采用接触器。（3） 确定配电屏进线的控制保护方案。根据出线数的多少，各出线的控制、保护方式和配电变压器容量的大小，确定配电屏的进线及控制、保护方案。分路较多、变压器容量较大时。应装设总刀开关和总自动开关；分路较少，变压器容量较小时。可用刀开关和熔断器做总开关和总保护。配电变压器容量较小，低压线路较短，分路较少且未装设漏电保护开关时，应装设带有或配有漏电保护的总自动开关。若分路都装有漏电保护开关，总自动开关可不舍漏电保护装置。此外，系统接线应有一定的灵活性，以便于检修和保障生产的正常运行。还应力求接线简单，操作方便

42、、安全。7.3成套配电装置电气参数的选择校验当高压开关柜的型号和一次电路方案确定以后，开关柜中所装电器元件的型号也就基本确定。下一步就是对技术参数进行选择和校验，有些高压配电设备，厂家配套生产，选择时，只需按配电箱所给技术参数选择和校验。低压配电屏的型号和一次电路方案确定过以后主要电气就基本确定。电气参数的选择主要根据额定电流和分段能力选择。第8章 内部过电压及保护8.1内部过电压产生的原因电力系统在运行过程中，由于断路器操作和接地短路等，引起系统的某些参数发生变化，使电系统有一种稳态过渡到另一种稳态。在过渡过程中，系统内部电磁能量振荡、互相转换和种新分布，可能在某些设备上或全系统中出现过压。

43、内部过电压能量来于系统本身，其大小与电网电压基本成正比，一般额定电压的2.54倍，最大不超过相电压的7倍。内部过电压根据产生的原因可分为操作过电压、电弧接地过电压及谐振过电压等几种。8.1.1操作过电压切断空载线路或并联电容器组时，如果断路器熄灭小电弧的能力差，导致电弧在触头之间多次重燃，可能引起电感电容回路的振荡过程，从而产生过压。切断电感性负荷时，由于断路器强制熄弧，随着电感电流的遮断，电感中的磁能将转化电能，会使电感性电路产生很高的感应电势，及过电压。在中性点不接地或经消弧圈接地的系统中，切断空载线路或电感负荷所出现的最大操作过电压一般不超过3.5倍。切断空载变压器时，由于变压器的激磁电

44、流较小，如断路器灭弧能力强时，可能在电流未过零时被强迫切断，出现截流现象，使变压器绕组中的电磁能量转化为电能，从而产生很高的过电压。过电压数值的大小与断路器的结构、回路参数、中性点接地方式、变压器接线和构造等因素有关。在中性点接地的电力网中，切断110kv330kv空载变压器时的过电压一般不超过3倍相电压。中性点不接地或经消弧线圈接地的35kv110kv电力网中，切断空载变压器的过电压一般不超过4倍相电压。8.1.2电弧接地过电压中性点对地绝缘的电网中，发生单相接地故障时，在接地点若产生不稳定的电弧，电弧就会发生时断时续的现象。由于系统存在电感和电容，这种间歇性电弧，将导致多次重复的电磁振荡，

45、在非故障和故障相上产生严重的电弧接地过电压。这种过电压一般不超过3倍相电压，个别可达3.5倍相电压。8.1.3谐振过电压电力系统中所有回路都包含着电容和电感，当这些参数组合不利时，由于某种原因，可能引起谐振，此时出现的过电压称为谐振过电压。在中性点不接地不接地系统中，比较常见的是铁磁谐振过电压。此时过电压的幅值一般不超过1.52.5倍相电压，个别可达3.5倍相电压以上。为了保证电力系统安全运行，在设计时一般均按以下电压值验算其绝缘水平：电压为35kv及以下的电网取4倍相电压，110kv154kv中性点经消弧线圈接地系统取3.5倍相电压；110kv220kv中性点直接接地系统取3倍相电压， 33

46、0kv取2.75倍相电压。对电压220kv及以下的变电所和线路的绝缘，一般能承受通常可能出现的内部过电压。为了防止内部过电压对绝缘较弱的电力设备的损坏，应采取适当措施予以防护。8.2 防护措施为了防止切断空载变压器时产生的操作过电压对变压器绕组绝缘的损坏，可在变压器入口处装设阀型避雷器允许通过的能量小得多，所以这种保护是可靠的。这种过电压保护哦、用的避雷器，任何时候均不能退出运行。为了防止真空断路器或真空接触器切断感性负荷时产生的操作过电压对设备绝缘的损坏，可在电路中加装压敏电阻或阻容吸收装置来保护。图8-1阻容吸收装置的原理如图8-1所示。图8-1中电容器c1、c2、c3不仅可以减缓过电压的

47、上升陡度，而且可以降低负荷回路的波阻抗，电阻r1r3用来增强线路的绝缘，电阻r4r6用来消耗过电压的能量，减少电弧重燃和对感性负荷绝缘的影响。为防止电路中可能出现的谐振电压，可采取调整电路参数或装设电容器，破换其谐振条件，来防止这种过电压的发生。第9章 变电所微机适时监控系统9.1变电所微机适时监控系统的功能变电所正常运行中，每小时都要记录设备（如主要变压器）、线路等的电压、电流、功率等参数。如果负荷变化，应需进行必要的调整和操作。特别当电力系统发生故障时，系统中的变化信息很多，信息变化速度快。在这种情况下，要求值班人员能及时和准确地分析大量的变化信息，并迅速做出判断和决策是很困难的。随着变电

48、所容量日益增大，以及微机技术应用的迅速普及，现已逐渐采用微机适时监控代替以往的人工监控。微机监控系统，可以实现下列功能：（1） 电力系统正常工作时，对系统各部分的主要参数（如电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等）每小时的最大值和最小值，进行自动采集、处理、打印和显示。当其中某些参数偏离规定值时，可发出越限报警。（2） 定时打印电能量和负荷率。对变电所每条线路，每小时、每班、每天的电能量和负荷率进行定时打印。（3） 变电所主接线和潮流的自动显示。当主接线有变更时，如某台变压器或线路的投入和切除，嫩在显示器屏幕上即时显示出来。（4） 自动投切电容器。当系统的功率因数偏离规定值，能自动投

49、切电容器，以实现功率因数随负荷变化而自动调整。（5） 实现有载自动调压。具有带负载调压的变压器，当系统电压偏离规定值时，便自动调节变压器的分接头，改变输出电压。（6） 抑制尖峰负荷。当变电所出现尖峰负荷时，能自动切除部分次要负荷，将最大负荷抑制在规定那个范围内。（7） 对每条线路的线损，进行适时计算和打印。（8） 事故综合分析。当系统发生短路时，自动记录故障发生的时间、故障线路名称、断路跳闸的顺序以及自动重合闸的动作情况。根据所采集的这些开关量变化情况，经过综合分析，能够判断出发生短路的线路名称、继电保护的动作情况、重合闸是否成功等，如未成功，使那部分出现故障。（9） 自动寻找故障点。如变电所的进出线路较长，当线路发生短路故障时，能自动测算故障点距变电所的距离。（10） 自动选出接地线路。中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，当发生单相接地时，自动找出接地线路，并打印和在屏幕上显示出来。（11） 通过