電氣自動化專業畢業論文集(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 2．單母線接線的適用范圍 一般適用于一臺主變壓器的以下兩種情況： (1)610kV配電裝置的出線回路數不超過5回。 (2)3566kV配電裝置的出線回路數不超過3回。二、單母線分段接線為了克服一般單母線接線存在的缺點，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一個分段斷路器和兩個隔離開關。每段母線上均接有電源和出線回路，便成為單母線分段接線，如圖52所示。1．單母線分段接線的優缺點優點：①用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；②當一證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。缺點：①當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內停電；②當出線為雙回路時，常使架空線路出現交叉跨越；③擴建時需向兩個方向均衡擴建。 2．適用范圍 (1)6一10kV配電裝置出線回路數為6回及以上時。 (2)35—66kV配電裝置出線回路數為4—8回時。圖52 單母線分段接線現階段最常用的接線形式有兩種：單母線接線和單母線分段接線，依據遼寧工學院變電所中實際情況的了解，以及對單母線接線和單母線分段的比較，并且從經濟性、可靠性、靈活性三個方面的對比，選擇單母線接線方式。這在主接線的選擇上確定了范圍，根據510年的發展計劃設計，并依據遼寧工學院的供電情況，擬裝設兩臺主變壓器。1．10kV主接線根據設計要求及綜合考慮，10kV側兩條銅電纜，一條運行，一條備用兩條電纜的各種參數均相同，來自供電中心的高壓電經隔離開關、調相機、電流互感器接到母線上，而后經隔離開關、計量柜進入母線接到兩臺變壓器上，其間由隔離開關和斷路器分離。如附錄Ⅱ。2．,按正常工作需用380kV，低壓經過隔離開關、電流互感器、高壓斷路器接到母線上，而后經過隔離開關、儀表通過低壓母線接到降壓變壓器母線上。如附錄Ⅱ所示。第6章 短路計算選擇電氣設備、整定繼電保護、確定電氣主接線方案、考慮限制短路電流的措施及分析電力系統是短路計算的最終目的。所謂短路是指不同電位導電部分之間的不正常短接，既有相與相之間導體的金屬性短接或者經小阻抗的短接，也有中性點直接接地系統或三相四線制系統中單相或多相接地（或接中性線）。電力系統的狀態有三種：正常運行狀態、不正常運行狀態、短路故障。在電氣設計和運行中，不僅要考慮系統正常運行狀態，而且要考慮它發生故障時的情況，最嚴重的故障是電路乃至系統發生短路。電力系統正常運行時，其相與相之間，中性點接地系統的中性線與相線之間，都是通過負荷或阻抗連接的。電力系統發生短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣被損壞。絕緣損壞大多是由于未及時發現和消除設備的缺陷，以及設計、制造、安裝和運行不當所致，如由于設備長期運行，絕緣自然老化或由于設備本身絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿；設備絕緣正常而被內部人員違反操作規程和安全規程，造成誤操作而引發短路。電力系統的其他某些故障也可能導致短路，如輸電線路斷線和倒桿事故等。此外，飛禽及小動物跨接裸導體，老鼠咬壞設備、導線的絕緣，都可能造成短路。，網絡總阻抗減小很多，短路回路中的短路電流可能超過該回路的正常工作電流十幾倍甚至幾十倍，如6—10kV的大容量裝置，短路電流可達到幾萬甚至幾十萬安。，同時也使導體受到很大的電動力作用、使導體發生變形，甚至損壞。因此，電氣裝置中所選的各種電氣設備還應有足夠的電動(機械)穩定度。 ，而且短路點越靠近電源，停電范圍越大、給國民經濟造成的損失也越大。 ．特別是靠近短路點處降低得更多，短路點的電壓為零，結果可能導致非故障范圍部分或全部用戶的供電破壞。當電壓降低到額定值的80％左右時，電磁開關有可能斷開，因而中斷供電；當電壓下降到30％一40％。并持續達1s以上時，電動機可能停止轉動，使工廠產品報廢，甚至造成人身傷亡事故。直到短路故障被切除后，非故障系統網絡電壓才能得以恢復。由此可見。短路的后果是十分嚴重的，且短路所引起的危害程度，與短路故障的地點、類型及持續時間等因素有關。為了保證電氣設備安全可靠運行，減輕短路的影響，除應努力設法消除可能引起短路的一切因素外，一旦發生短路，應盡快切除故障部分，使系統的電壓在較短的時間內恢復到正常值。為此，需要進行短路電流計算，以便正確地選擇具有足夠的動穩定性和熱穩定性的電氣設備，以保證在發生可能有的最大短路電流時不致損壞。根據實際情況及圖紙的要求分析遼寧工學院綜合樓變電所的設計，短路計算要恰到好處，確定短路點位高低壓側各一個，互相分析計算，如圖61所示。 圖61電力系統短路計算電路圖計算短路前給定電力系統饋線出口短路器2QF為2N1210I型。計算方法采用比較簡潔常用的標幺值計算。確定基準值取 ，，而 計算短路回路中主要元件的電抗標幺值電力系統根據有關資料，則架空線路由資料可知：，則電力變壓器有資料得：，則做出等值電路圖并化簡電路，求出點及其點短路回路阻抗標幺值，根據計算電路圖及其回路中個主要元件的電抗標幺值做出等值電路圖。求出點三相短路電流和短路容量如圖所示62 點供電系統的等值電路圖的短路回路。 圖62 點供電系統的等值電路圖的短路回路求出點三相短路電流和短路容量如圖63 點供電系統的等值電路圖的短路回路圖63 點供電系統的等值電路圖的短路回路在工程設計中，往往還要列短路計算表，如下圖所示。表61短路計算表短路計算點三相短路電流（KV）三相短路容量（MVA）點點第7章 電氣設備選擇與校驗在各級電壓等級的變電所中，使用各種電氣設備，諸如變壓器、斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、母線、補償電容器等，這些設備的任務是保證變電所安全、可靠的供電，因為選擇電氣設備時，必須慮及電力系統在正常和故障時的工作情況。所謂電氣設備的選擇，則是根據電氣設備在系統中所處的地理位置和完成的任務來確定它們的型號和參數。電氣設備選擇的總原則是在保證安全、可靠工作的前提下，適當留有裕度，力求在經濟上進行節約。電氣設備電氣設備是指電力系統中發電、輸電、變配電、用電設備的總稱，它包括發電機、變壓器及各種高低壓開關設備、保護設備、導線、電纜和用電設備等。電氣設備的分類電氣設備通常分類方法如下：（1）.按電壓分 通常把1kV以上的設備稱為高壓設備，1kV以下的稱為低壓設備。（2）.按電能質量分 交流設備、直流設備、交直流兩用設備。（3）.按設備所屬的電路性質分 一次設備、二次設備。（4）.按是否組合分 單元件設備、成套設備。（5）.一次設備按其在一次電路中功能，又可分為發電設備、變換設備、控制設備、保護設備、補償設備和用電設備。電氣設備的選擇是供配電系統設計的重要內容之一。安全、可靠、經濟、合理是選擇電氣設備的基本要求。電氣設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，按短路情況下校驗開關的開斷能力、短路熱穩定和動穩定。在供配電系統中盡管各種電器設備的作用不一樣，但選擇的條件有諸多是相同的，在表71中列出了導體和電器選擇與校驗的項目。從表中可以看出為保證設備可靠的運行，各種設備均應按正常工作條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路條件校驗動穩定和熱穩定。表71導體和電器的選擇與校驗項目設備名稱選擇項目校驗項目額定電壓（KV）額定電流（A）裝置類（戶內戶外）準確度級短路電流開斷能力（KA）熱穩定動穩定高壓斷路器√√√√√√高壓負荷開關√√√√√√高壓隔離開關√√√√√高壓熔斷器√√√√電流互感器√√√√√√電壓互感器√√√母線√√√√電纜√√高壓斷路器是高壓電氣中的重要設備，是一次電力系統中控制和保護電路的關鍵設備，它在電網中的作用有兩方面，其一是控制作用，即根據電力系統的運行要求，接通或斷開工作電路，其二是保護作用，當電力系統中發生故障時，在繼電保護裝置的作用下，斷路器自動斷開故障部分，以保證無故障部分的正常運行。高壓斷路器的主要作用是：在正常運行時用它接通或切斷負荷電流；在發生短路故障或嚴重負荷時，借助繼電保護裝置用它自動、迅速地切斷故障電流，以防止擴大事故范圍。斷路器工作性能好壞直接關系到供配電系統的安全運行。為此要求斷路器具有相當完善的滅弧裝置和足夠強的滅弧能力。圖71高壓斷路器的QF的型號規格根據圖71高壓斷路器的QF的型號規格。，變壓器高壓側實際最大工作電流按變壓器額定電流計算。 線路首端短路時，流過短路電流最大，而線路首端（）點短路和母線（）點短路，其短路電流相等，即：短路電流沖擊值：短路容量：擬定選用高壓真空斷路器，斷路時間：短路假想時間：根據擬定條件和相關數據，選用ZN1210I型高壓真空斷路器。表72 ZN1210I型高壓真空斷路器序號安裝電氣條件ZN1210I校驗結論項目數據項目技術數據110KV10KV合格21250A合格3合格425KA合格5126合格 隔離開關是發電廠和變電所中常用的開關電器，用于隔離電源，以保證對其它電器設備和線路運行安全檢修。隔離開關是應用于斷路器的配套裝置使用的，但是隔離開關無滅弧裝置，不能用來接通和斷開負荷電流和短路電流。隔離開關的類型較多，按裝接地點不同分：屋內式和屋外式；按絕緣支柱數目分：單柱式、雙柱式和三柱式；此外還有V型隔離開關。隔離開關的型式對配電裝置的分布和占地面積有很大的影響，隔離開關選型時應根據實際情況選擇，遼寧工學院選擇型號為：GN3010D/630，這種型號隔離開關系列為高壓10kV，三相電流頻率50HZ的戶內裝置，安裝于高壓開關柜內，使高壓開關柜結構緊密占地面積小，安全性高。如下表所示73為GN3010D/630的技術數據。表73 GN3010D/630技術數據型號型式序號額定電壓KV額定電流A結構標志GN3010D/630戶內3010630帶接地刀閘 隔離開關運行與維護的注意事項：（1）.載流回路及引線端子無過熱。（2）.瓷瓶無裂痕，瓷瓶與法蘭接觸處無松散及起層現象。（3）.傳動機構外露的金屬無明顯銹蝕痕跡。（4）.觸頭罩無異物堵塞。（5）.接地良好。（6）.分合閘過程應無卡勁，觸頭中心要標準，三相是否同時接觸。（7）.隔離開關嚴禁帶負荷分、合閘，維修時檢查它與斷路器的連鎖。 根據型號擬選GN3010D/630。 短路電流的沖擊值：短路容量：短路電流假想時間： 校驗情況如下表表74 GN3010D/630校驗數據計算數據GN3010D/630工作電壓（KV）10最大工作電流（A）短路電流 （KA）——短路沖擊電流（KA）熱穩定性校驗根據以上數據可得滿足熱穩定校驗條件。互感器是電力系統中測量儀表、繼電保護等二次設備獲取電氣一次回路信息的傳感器。互感器將高電壓、大電流按比例變成低電壓(100、)和小電流(1A)，其一次側接在一次系統，二次側接測量儀表與繼電保護等。為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電器時的安全，互感器的每一個二次繞組必須有可靠的接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓。互感器包括電流互感器和電壓互感器兩大類，主要是電磁式的。此外，電容式電壓互感器在超高壓系統中也被廣泛應用。非電磁式的新型互感器，如電子式、光電式互感器，尚未進入廣泛的工業實用階段。 互感器包括電流互感器和電壓互感器。電流互感器又稱儀用變流器，文字符號為TA；電壓互感器又稱儀用變壓器，文字符號為TV。從基本結構和工作原理來說，互感器是一種特殊變壓器。互感器有如下作用；(1)安全絕緣采用互感器作一次電路與二次電路之間的中間元件，可避免一次電路的高電壓直接引入測量儀表、繼電器等二次設備，有利于保障人身安全；可避免一次電路發生短路使二次儀表、繼電器等電流線圈受大電流沖擊而損壞；也可避免二次電路的故障影響一次電路。這樣就提高了一、二次電路工作的安全性和可靠性。(2)按比例減小電流和降低電壓電流互感器是將一次大電流按比例變成二次小電流的裝置。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。電壓互感器是將一次高電壓按比例變成二次低電壓的裝置，雖然電壓互感器一次額定電壓不同，但二次額定電壓一般為100V。(3)擴大二次設備的使用范圍采用互感器后，就相當于擴大了儀表和繼電器的使用范圍。例如：用一只量程為5A的電流表與不同變流比的電流互感器配套使用，就可測量不同范圍的電流。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。此外，使用互感器后，可使二次儀表和繼電器等的電流或電壓規格統一，有利于這些產品的標準化、小型化和大規模生產。1．工作原理電流互感器的基本結構與變壓器相似，原理接線如圖72所示．其一次繞組的匝數很少(有的利用一次導體穿過其鐵芯，只有一匝)，導體較粗