供配电课程设计电机修造厂变电所设计.doc

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1、1 概 述1.1电力系统发展 电力工业发展初期，电能是直接在用户附近的发电站(或称发电厂)中生产的，各发电站孤立运行。随着工农业生产和城市的发展，电能的需要量迅速增加，而热能资源(如煤田)和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区，为了解决这个矛盾，就需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站，然后将电能远距离输送给电力用户。同时，为了提高供电可靠性以及资源利用的综合经济性，又把许多分散的各种形式的发电站，通过送电线路和变电所联系起来。这种由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即称为电力系统。 电力系统中，由升压和降压变电所和各种不同电压等级的送电线路连

2、接在一起的部分，称为电力网。电力系统在技术和经济上都可以收到很大的效益，主要的有：减少系统中的总装机容量 ，由电力系统供电的各用户的最大负荷并不是同时出现的，因此，系统中综合最大负荷总是小于各用户最大负荷的总和。由于系统综合最大负荷的降低，也就可以相应地减少系统的总装机容量。为了保证对用户可靠地供电，无论是孤立电站还是电力系统，都需要检修和事故备用容量。在孤立电站中，备用容量不应小于电站最大机组容量(可能达到电站总容量的30一40)。而在电力系统中，所有发电站连接在一起并列运行，备用容量只需系统总容量的20，其中：负荷备用25，事故备用10左右，检修备用8左右。显然，此时电力系统的备用容量比各

3、孤立电站备用容量的总和为少，即总装机容量又可以减少；可以装设大容量机组组成电力系统后，由于总负荷的增大，因此可以装设大容量机组。大容量机组效率高，每千瓦投资以及维护费用都比多台小机组经济得多。但是，电力系统中所采用的最大机组容量，以不超过总装机容量的1520为宜。能够充分利用动力资源；建成电力系统后，就可以将发电站建造在动力资源产地，如在煤矿附近建立巨型坑口电站，在水能资源集中的地方建立大型水力发电站等。同时，有些形式的电站，如热电站，水电站、风力电站、原子能电站等，如果不与系统并列，就很难保证持续正常供电以及发挥其最佳经济效益。例如，热电站的抽汽机组的出力是由热负荷确定的，而热负荷与电负荷的

4、需要往往不能互相配合。水电站的出力则是由水能及其综合利用要求来决定的，也往往与电负荷的需要不相配合：一般在夏季丰水期，水量多而用电量较少；冬季枯水期，水量少而用电量反而多，因此，就可能或由于水库调节库容不够而弃水，或对电力负荷不能保证供应。如果把水电站连接在电力系统中，由于有火电站和其它形式电站的互相配合和调节，水能资源就能得到充分利用，供电也能得到保证；提高供电可靠性 在电力系统中，由于是多电源联合供电，机组的台数较多，即使个别机组或电源发生故障，其它机组或电源仍可以在出力允许的情况下多带负荷，因此可以提高供电可靠性；提高电能质量。电能质量用频率和电压来衡量，其数值，应根据规程要求保持在一定

5、的允许变动范围内。1.2设计内容及步骤 35KV变电所设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。1.2.1负荷计算全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。1.2.2 35KV变电所主接线设计根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。

6、1.2.3短路电流计算由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。1.2.4变电所高、低压侧设备选择参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。1.2.5继电保护及二次结线设计为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其

7、灵敏系数。设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。1.2.6变电所防雷装置设计参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地 电阻计算。2 供配电系统的负荷计算电力负荷计算方法包括:利用系数法、单位产品耗电量法、需要系数法、二

8、项式系数法。我国一般使用需要系数法和二项式系数法,前者适用于确定全厂计算负荷、车间变电所计算负荷及负荷较稳定的干线计算负荷;后者用于负荷波动较大的干线或支线。在实际设计和实践中,电力负荷计算的有关计算系数和特征参数的选择都会影响电负荷计算结果,使其偏大、偏高。2.1负荷计算的意义与要求 人防工程进行供电设计的原始资料是工程工艺设计提供的用电设备的安装容量。但是由于在设备设计时，与设备配套的电动机的容量通常留有一定的裕度，即使电动机功率完全符合设备的配套要求，由于使用的情况不同，也会影响电力负荷的大小。因此，要进行工程的供电设计，必须首先将这些原始资料变成电力设计所需要的假想负荷即计算负荷，然后

9、根据计算负荷按允许发热条件来确定发电机组和变压器的容量，选择供电系统的导线截面，确定提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等等。所以，电力负荷的计算是整个工程供电设计的依据。如负荷计算过低可能使供电元件过热，加速其绝缘损坏，增大电能损耗，影响供电系统的正常工作，甚至影响工程的战时指挥、通信联络等战时作用的发挥。反之，如果负荷计算过大，将使发电机组和变乐器的容量过大，会使工程的一次性投资增加，过大的设备在长期负荷率严重不足的情况下运行也不经济。因此，负荷计算的正确与否，将直接关系到工程的供电质量和经济指标，必须认真对待。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和

10、生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： （1）安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 （2）可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。 （3）优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 （4）经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色 金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 2.2负荷计算的方法 目前，负荷计算的方法主要有：需用系数法、二项式法、利用系数法、“ABC”法等。需用系数法是在大量的测量与统计的基础上，给出各类负荷的需用系

11、数和同时系数，然后把设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法山于简单易行，在人防工程设计中被普遍采用。但是，当用电设备台数少而功率相差悬殊时，其计算结果往往偏小，因而这种方法只适用于整个工程的负荷计算。二项式法是把计算负荷看作山两个分量组成，一个分量是平均负荷，另一分量是数台大功率设备工作对负荷影响的附加功率。这种方法虽然也比较简单，但山于过分突出广大型设备对电气负荷的影响，使计算结果往往偏大，而且方法本身所推荐的公式和系数，仪限于机械加工工业，与人防工程内负荷情况相差较大，使用起来比较困难。利用系数法是采用利用系数求出最大负荷的平均功率，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以

12、与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法是以概率论和数理统计作为理论根据的，计算结果比较接近实际，适用范围较广，但囚计算过程繁琐，人防工程中一般不使用。 “ABC”法是一种较新的负荷计算方法。它把计算负荷看作是平均负荷与计算负荷对平均负荷参差值的叠加，这个参差值是由没备的容量总平方和的方根表征的，因而人设备对计算负荷的影响将更接近实际，而且这种方法只需对设备台数进行简单的加法，不牵扯到设备容量的繁琐计算，比较方便。但目前在人防丁程中平均利用系统的实测数据不足，故此法尚未被采用。2.3负荷计算的选取原则 在方案阶段可采用单位指标法；在初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要系数法。各用电设备工

13、作时，未必全在满负荷情况下运行，所以在负荷计算时要考虑一个负载系数K1d，以反映在最大负荷时，工作着的用电设备实际所需的功率与这些用电设备总设备的比值。 各用电设备在工作时都要产生功率损耗，所以负荷计算时要考虑一个用电设备组的平均效率av。 给用电设备组供电的线路在输送功率时要产生线路功率损耗，所以还要考虑一个线路的效率1。 加工条件和工人操作水平也是影响用电设备取用功率的因素，采用工作系数Kw来表示。2.4负荷的计算2.4.1负荷计算的内容和目的（1）尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的

14、依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。 （2）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有： 有功功率： P30 = PeKd无功功率: Q30 = P30 tg视在功率: S3O = P30/Cos计算电流: I30 = S30/3UN 2.4.2各用电车间负荷计算列表如下表（1.1） 表（1.1）电机修造厂各车间符合负荷情况及各车间变电所

15、容量序号车间名称设备容量计 算 负 荷车间变电所代号变压器台数及容量kW kVA1电机修造车间2505609500788No.1 车变11000 2机械加工车间886163258305No.2 车变14003新品试制车间634222336403No.3 车变15004原料车间514310183360No.4 车变14005备件车间562199158254No5 车变13156锻造车间150365868No.6 车变11007锅炉房269197172262No.7 车变13158空压站322181159241No.8 车变13159汽车库53302740No.9 车变18010大线圈车间3351

16、87118221No.10 车变125011半成品实验站365287464No.11 车变150012成品实验站2290640480800No.12 车变1100013加压站（10kV转供负荷）256163139214_125014设备处仓库（10kV转供负荷）338228444_150015成品实验站内大型集中负荷3600288023003686主要为高压整流装置，要求专线供电取 则： 故：由以上计算可知在为进行功率补偿之前功率因数仅为0.75电能的利用效率很低，对电能时一种极大的浪费因此修要进行功率因数的补偿。提高供电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗，稳定受电端及电网的电压

17、，提高供电质量。在长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿装置还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力。在电弧炉炼钢、电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。3 功率的补偿3.1电能节约和无功功率补偿的意义在工业、企业供电系统中，由于绝大多数用电设备均属于感性负载，这些用电设备在运行时除了从供电系统取用有功功率P外，还取用相当数量的无功功率Q。有些生产设备（如轧机，电弧炉等）在生产过程中还经常出现无功冲击负荷，这种冲击负荷比正常取用的无功功率可能增大倍。从电路理论知道，无功功率的增大使供电系统的功率因数降低。功率因数的降低将致使：电网回路中功率损耗增大

18、；电网回路中电压损失增大；供电设备的供电能力下降，电能成本增高。 中华人民共和国为了奖企业提高功率因数，在按两部电价制收电费时，规定了依照企业功率因数的高低而调整所收电费额的附加奖惩制度。按照这个制度，对月平均功率因数高于规定值的企业，可以按超过的多少相应地减收电费；而当功率因数低于规定值时，则增收电费。在全国供用电规则中明确规定，功率因数低于0.7时，电业局可不予供电。因而企业无论从节约电费、提高供电质量还是从提高供电设备的供电能力出发，都必须考虑补偿无功功率的措施。GZK871智能无功功率补偿控制器正是您解决该难题的理想产品。3.2无功功率与功率因数补偿许多用电设备均是根据电磁感应原理工作

19、的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的无功并不是无用的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。 在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cos，其计算公式为： cos=P/S=P/（P2+Q2）1/2 在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。 3.2

20、.1 影响功率因数的主要因素（1）大量的电感性设备如：异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率消耗的主要设备。据有关统计在工矿企业中所消耗的全不无功功率中异步电动机的消耗占到了60%70%。而一部电动机空载时所消耗得到无功有占到电动机总无功消耗的6070。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。 (2)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的1015，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。 (3)供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。 当供电电压高于额定值的1

21、0时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110时，一般无功将增加35左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。3.2.2无功补偿通常采用的方法无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。 (1)低压个别补偿： 低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通

22、过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。 (2)低压集中补偿： 低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网

23、损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。 (3)高压集中补偿： 高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的610kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用；补偿装置根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高了用户的功率因数，避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护，补偿效益高。3.2.3无功功率的补偿计算由以上计算可知功率因数因此需要进行功率因数补偿（并联电容进行功率因数补偿）。取补偿后功率因数为0.92取 额定电容：电容个数：一、 变压器选择：由于该系统属二级负荷需

24、使2台变压器。 一台单独运行 任一台单独运行选2台容量均为5700的变压器无功补偿后变电所低压侧的计算负荷：变压器功率损耗高压侧： 无功补偿后： 符合要求由上式可以看出，在变电所低压侧装设无功补偿装置以后，由于帝业侧的视在计算负荷减小，从而可使变电所住变压器的容量选得小一些。这不仅降低了变电所的初投资，而且可以减少用户的开支。4 变电所位置的选在新建的送变电工程中，变电所的所址选择是工程建设前期工作一个关键性的环节，对整个工程建设的投资费用和投产后的运行安全可靠性及生产的综合经济效益，起重要作用。结合特殊的地理、地形条件，把所址选定、选好，是绘就电网发展规划蓝图的基础。只有科学地选择所址和线路

25、路径，才能使未来的电力网络安全、经济和可靠地服务于本区域经济建设。同时，满足供电生产部门科学管理电网的需求。因此，如何选择好变电所的所址是一个值得探讨的问题。针对变电所所址选择的过程及一般要求进行分析讨论，就如何选择新建变电所的所址提出一些建议。4.1变电所所址选择的进程变电所的所址选择工作可分为两个阶段即规划选所和工程选所。4.1.1规划选所电力系统规划设计应在国家产业和能源政策指导下，在国民经济综合平衡的基础上进行的,指出了电力系统具体发展方案及电源和电网建设的主要技术原则。规划选址一般在编制电力网发展规划时进行，先对规划电网可能布置变电所的点进行预先选择，然后利用充分的技术资料进行综合经

26、济比较，从而规划出新建变电所的地点或范围。但是由于是规划性的工作，随着电网实际负荷的变化而相应发生变化。在工程项目建设得到批准后，设计进入可行性研究阶段，而进行的所址定点，称为工程选所。工程选所根据电力系统规划设计中所确定的地点或范围进行。工程选所应结合一定的变电所模式及基本平面布置。工程技术人员应充分考虑规划时期的设备发展方向和变电所建设模式基本选定电气布置方案，然后据此进行选址。同时，应考虑一定的发展余地，考虑扩建的可能性。具体选址程序有：(1)确定电压等级和接入系统方案，进行负荷预测；(2)在行政区域图上，画出(进行五年负荷预测的)负荷密度分布示意图，找出负荷中心；(3)在负荷中心区域进

27、行所址初选。利用1/50000地形图，将初选结果标示于图上，然后进行踏测。踏测选出几个所址进行比较筛选，确定初选方案；(4)将选址方案在1/10000地形图上标示，实地核准。同时，向当地气象、地质、文物等部门搜集资料。在此基础上，写出选址报告，报告包括以下内容：所址所在村(组)、占地类型、面积；当地风速、风向、日照、积雪、覆冰、冻土层等项目；所内基本模式和电气布置；进出线走廊情况和有关证明文件；影响环保内容及解决措施;提出选址报告，经县、(乡)土地、城建、计划等部门复查、核实、批准；将选址报告及相关文件内容形成档案资料后，随电网规划(建设)方案存档。4.2变电所的所址选择一般要求 （1）所址靠

28、近供电区域负荷中心通常先对变电所的供电对象，负荷分布情况以及近期和远期在电力系统中的地位作用，作出综合分析，选择比较接近负荷中心的位置作为所址，以便减少工程建设投资及电网损耗。 （2）使地区电源分布合理应充分考虑变电所所在地区原有电源、新建电源及规划建设电源使电源布局分散，既可达到安全可靠供电的目的，又可减少二次网的投资和电网损耗。 （3）高低各侧进出线方便统筹安排好变电所各级电压出线的走廊。不仅要使进出线方便，而且要使送电线路交叉、跨越少,转角少。根据发展规划预留扩建位置。高压架空进出线路走廊的位置应同时确定。 （4）交通运输方便不仅要考虑变电所施工时设备材料及变压器等大型设备的运输，还要考

29、虑长期运行、检修的交通运输方便。一般情况下所址要靠近公路。公路引进路程要短，以便减少投资。 （5）其他要求 应贯彻节约用地的精神，不占或少占耕地及经济效益高的土地。总体占地面积应根据最终规模确定。结合具体工程条件，采用多种布置方案如阶梯型、高型布置等。在选址报告和选址审批时，以总体占地面积为准。应合理选择、充分利用地形，尽量减少挖填土方量。同时，应注意防洪，并满足泄洪要求，110kV500kV变电所的标高宜在100年一遇的水位上，35kV变电所的标高宜在50年一遇的水位上；否则应设防护设施。踏勘所址的山洪及地质条件，不应受山洪冲刷，应避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞等不利的地质地带。所址宜避开有重

30、要文物或矿藏资源的地点，如地质文物部门不能进行确认时，应进行物探。对无线干扰有一定要求的设施如飞机场、导航台、收发信台、地震台、铁路信号等，应保证对附近的原有设施无影响，所址附近不应有火药库、打靶场等设施。当所址和机场、军用设施、无线通讯等有矛盾时，或其进出高压输电线路需跨越铁路或航道时，应取得这些部门的书面同意文件。5 主结线方案与配电设备的选择5.1变配电所主接线的选择原则当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资；当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线；当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线；l为了限制配出线短路电流，

31、具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行；接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关；610KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关；采用610 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器（一般都安装计量柜）；变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器；当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关

32、采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。5.2主结线方案的选择 对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为610KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。总降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。5.2.1一次侧采用内桥式结线二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如下这种主结线，其一次侧的

33、QF10跨接在两路电源线之间，犹如一座桥梁，而处在线路断路器QF11和QF12的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式结线。这种主结线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷工厂。如果某路电源例如WL1线路停电检修或发生故障时，则断开QF11 ，投入QF10 （其两侧QS先合），即可由WL2恢复对变压器T1的供电，这种内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。5.2.2 一次侧采用外桥式结线二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图(下图)，这种主结线，其一次侧的高压断路器QF10也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路

34、器QF11 和QF12的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式结线。这种主结线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式结线适用的场合有所不同。如果某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QF11 ，投入QF10 （其两侧QS先合），使两路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行结线时，也宜于采用这种结线，使环行电网的穿越功率不通过进线断路器QF11 、QF12 ，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。5.2.3一、二次侧均采用单母线分段 这种主结线

35、图兼有上述两种桥式结线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。5.2.4一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主电路图采用双母线结线较之采用单母线结线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线结线在工厂电力系统在工厂变电所中很少运用主要用与电力系统的枢纽变电所。本次设计的电机修造厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较短（2.5km）,主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展。采用一、二侧单母线分段的总降压变电所主结线（即全桥式结线）。5.3电气设备配置5.3.1 35KV进线开

36、关配置为俭省投资，35KV进线开关选用GFW35/100A型负荷开关，与安装在负荷开关前面的跌落式熔断器配合使用，负荷开关用于正常运行时断开变压器，熔断器用于变压器保护，熔断器选用K 型熔丝，因为它具有全范围内有效和可靠地开断最小过负荷电流至最大故障电流，只要熔丝选择正确，基本可以满足农村小型化户外简易变电所的需要。35KV隔离开关原采用GW4-35GD/630型，这种隔离开关配有接地刀闸，具有明显断开点，使用比较方便，运行可靠性较高。5.3.2 10KV出线开关的配置（1）基本要求因满足正常运行，检修、短路和过电压的各种情况要求，并考虑今后5-10年的远景发展规划的条件。因地制宜，力求技术先

37、进。技术合理，维护方便。尽量选择同类设备，减少品种，便于维护和减少备品，备件数量。选用的新产品应有可靠的实验数据，并经鉴定合格。在谁被参数，性能满足使用的条件前提下，尽可能选择重量轻，体积小的设备，减少战地面积。2.4.2.2、10KV断路器的选择 由于断路器在电气主接线的位置不同，对其性能要求也不同。在选择断路器时，应结合装设的特点及产品的技术经济指标综合考虑。为此，按照今后10KV设备无油化的总体思路，减少充油设备，降低设备维护工作量，保证供电可靠性的要求，10KV出线开关采用户外真空断路器。真空断路器有以下优点：适宜频繁操作、体积小、寿命长、重量轻、机构可靠、不维修周期长、操作时起火灾和

38、爆炸的危险、检修次数少。操作机构采用弹簧储能操作机构或小容量的直流操作机构，可选用电动个手动两种操作方法。选用许昌继电器厂研制出的测控保护一体化的重合闸装置，10KV户外重合闸装置是农村小型化变电所的新型产品，具有自动化程度高、技术性能好、适合农村电网的特点等优点。根据大量的运行经验和应用要求，变电所采用重合器作为保护开关时，应采用低压合闸线圈机构的分布式重合闸。以哈尔交变电所为例，我们选用的是ZCW-10/630型真空重合器，使用性能良好，完全可以满足农村供电的需要。基本参数如下：5.3.3 10KV隔离开关的选择 为保证设备检修，满足安全要求，10KV真空断路器两侧均应配置隔离开关，以便在

39、短路器检修时隔离电源。主变两侧任一短路器在检修时，主变也将推出运行，因此在两侧短路器母线侧各一组隔离开关即可。10KV电压互感器和避雷器合用一组隔离开关。隔离开关型式对配电装置的布置较大，在满足一般技术条件下，合理的选择隔离开关型式十分重要，应根据装设地点、环境条件、配电装置型式和布置方式等要求，综合比较确定。高压隔离开关没有连续的过载能力，在选择额定电流时，应按照多种运行方式下考虑可能的最大负荷电流进行选择。使全户外简易变电所10KV隔离开关选用GW-10/630型隔离开关，可以满足要求。5.3.4电压互感器的配置 对于农村小型化全户外简易变电所来说，35KV设置一套35KV高压计量箱，无须

40、设置电压互感器，10KV设置一只JSJW-10型三相电压互感器，可以满足继电保护，测量仪表、电能计量的要求。5.3.5侧不设置电流互感器。10KV侧为保证计量的准确性，达到商业化运营的要求。在每条输出线和10KV主变侧加装两台电流互感器，按照不完全星型接法配置。以满足计量要求，互感器的变比要根据负荷大小确定，使用RW11-10/0.5型跌落式熔断器与10KV母线相连。5.3.4避雷器的配置 10KV、35KV母线上都装设避雷器，作为保护母线。每条10KV出线及10KV电压互感器都装设避雷器一组，作为防护雷击用。35KV避雷器选用HY5WZ-51型，10KV选用HY5WZ-12.7型，这两种避雷

41、器是现在较为流行的复合绝缘子氧化锌避雷器，设备简单，运行可靠、体积小巧、重量轻、安装方便，在电网中得到广泛应用，是阀式避雷器的替代品。额定电压10.5额定电流630A最高电压12.5KV冲击电流为Iimp10.5KA额定开段电流20KA（4S）热稳定电流20KA稳态短路电流3.948KA热稳定电流31.5KA（4S）极限通过电流52KA5.3.5电压调整方式及电容补偿方案 变电所的电压调整方式主要通过调整变压器的分接头的方式实现，农村无功补偿应根据就地平衡的原则，采用集中补偿与分散相结合的方式进行配置，电容器补偿主要是补偿变压器所消耗的无功，补偿容量一般取变压器容量的10%-15%，用户侧所耗

42、无功采用配网分散补尝，就地平衡的原则。5.3.6电气平面布置 新建变电所的总平面布置按小型化方案设计，变电所配电装置为户外敞开方式，35KV及10KV均用半高型布置。进所有道路设在35KV及10KV配电装置之间，便于设备的运输，道路宽度为3.5米，变压器与10KV配电装置布置在一侧，便于设备的检修与维护，锩缩防雷装置可采用一根35米避雷针，变电所总占地面积约为1350平方米。5.4 继电保护及二次回路设计5.4.1 35KV常规变电所一般是变压器高压侧带断路器，变压器设差动，过流等保护，配置保护较多，二次贿赂需要采用直流操作，若10KV选用户外真空开关柜，配电磁操作机构，许培植不小于65安时的

43、直流系统，增加了投资和运行维护的工作量。小型化35KV变电所，变压器高压侧采用熔断器，并与符合开关配合使用，以达到短路电流保护的目的，不另设保护，过符合，轻重瓦斯及温度升高均动作于信号，10KV选用户外真空断路器或重合器，储能电机采用交流操作，开关设备的操作电源及保护装置等用一个+12V和+36V小容量开关电源或锂电池提供，其中+12V电源给重合器供电，36V电源供电，36V电源作用于真空开关的跳合闸线圈，与常规变电所减少了投资。主变35kV侧采用快速熔断器作主保护，重瓦斯、轻瓦斯及温升控制均动作于信号，10kV侧设限时过流，同时作为出线的后备保护。10kV出线设置自动重合器，重合器控制器分散

44、安装于户外断路器下水泥杆上，重合器控制器可实现10kV线路速断、过流、小电流接地等保护；可实现10kV线路现场操作和遥控、遥测、遥信等，且有自动重合闸功能。自动重合器操动机构选用交流电机储能弹簧机构。配置一套23kVA在线式UPS电源，作为全所控制、保护、信号及远动通信的后备电源，可省去直流屏。5.4.2考虑到主变电所高压侧采用熔丝作为主保护因而主变压器的保护设置大为简化，只需在其低压侧设过电流、过负荷、轻瓦斯等保护，对设1台主变压器的变电所，过流保护跳开主变低侧断路器，其余均动作于信号。5.4.3 10KV出现保护采用真空重合器因其具有反时限过流保护及重合功能特性，能与变压器10KV侧保护和

45、上一级保护配合，提高供电可靠性。5.4.4中央影响系统农村全户外简易变电所基本上是按照无人值班变电所设计的，只设简单的中央音响系统即可。5.4.5防误操作闭锁装置设置对于35KV农村小型化变电所一般不采用投资较大的微机闭锁装置，而是采用机械程序锁，它操作较为简单，能可靠防止误操作，特别是对于无人值班变电所，现场操作较少，巡视及检修人员对设备不是很熟悉，则显的尤其重要。改造常规所为无人值班所，也就是将运行中需要人为干预的设备改造成不需人为干预，而是变成自动干预或远方干预的设备。 （1） 遥控方面： 断路器的分合闸操作改成由调度远方操作，也就是使控制电源通过RTU的遥控，执行继电器的一对触点直接接

46、到分合闸继电器的线圈上，然后由调度直接遥控RTU上的遥控执行继电器。但执行遥控分闸时，需闭锁重合闸及切断事故音响回路。 将需要人为复归的信号继电器，更换能够远方复归的信号继电器。信号继电器动作后将信息传往调度并掉牌保持，调度记录后采用遥控方式将继电器复归。 变压器的有载调压也要作遥控处理。 将需要人为复归的事故音响和预告音响改造成为自动延时复归的方式。 (2)遥信方面： 将断路器位置及所内所有保护信号都作为遥信信号送往主站，具体有： 主变-过流、速断、过负荷、轻瓦斯、重瓦斯、油温； 线路-过流、速断、重合闸； 电容器-过流、过压； 监视信号-控制回路断线监视、事故音响回路监视、预告音响回路监视、TV二次回路断线监视。 要实现上述遥信信号的取得，还需增加及更换一定数量的继电器。如(1)中的信号没有继电器的需安装继电器，有继电器但触点不够的，需更换继电器，不能远方复归的信号继电器都需更换。 6 短路电流的计算计算短路电流时短路计算点的选择是使所选择的电气设备及载流导体通过可能最大的短路电流。一般按系统最大运行