安居小區(qū)家屬院變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)及XX中心大廈基坑降水設(shè)計(jì)方案

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目摘要本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：10/0.4kV變電所主變壓器選擇；變電所電氣主接線設(shè)計(jì)；短路電流計(jì)算；負(fù)荷計(jì)算；無功功率補(bǔ)償；電氣設(shè)備選擇（母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補(bǔ)償電容器）；配電裝置設(shè)計(jì)等。根據(jù)電氣主線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求，本變電所電氣主接線的高壓側(cè)采用單母線接線，低壓側(cè)采用單母線分段的電氣主接線形式；對低壓側(cè)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算采用需要系數(shù)法；為減少無功損耗，提高電能的利用率，本設(shè)計(jì)進(jìn)行了無功功率補(bǔ)償設(shè)計(jì)，使功率因數(shù)從0.69提高到0.9；短路電流的計(jì)算包括短路點(diǎn)的選擇及其具體數(shù)值計(jì)算；而電氣設(shè)備選擇采用了按額定電流選擇，按短路電流計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)的方法；繼電保護(hù)設(shè)計(jì)主要是對變壓器進(jìn)行電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；配電裝置采用成套配電裝置；本變電所采用避雷針防直擊雷保護(hù)。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。關(guān)鍵詞變電所設(shè)計(jì)；電氣主接線；繼電保護(hù)AbstractThedesignonthetopicof"LiaoningInstituteofTechnologyTeachingBuildingsubstationexpansionpreliminarydesign."Themaindesignelementsinclude:10/0.4kVmaintransformersubstationchoice;ElectricalSubstationmainwiringdesign;Short-circuitcurrentcalculation;LoadCalculation;Reactivepowercompensation;ElectricalEquipment(bus,HVcircuitbreakers,isolationswitches,currenttransformerandvoltagetransformer,andcompensationcapacitorMOA);design.Accordingtothemainlineofelectricaldesignshouldmeetthereliability,flexibility,economyrequirements,ThesubstationmainelectricalwiringHighSidesingle-buswiring,lowvoltagesideofthesingle-busabovethemainelectricalwiringform;thelow-pressuresideloadcalculatedusingthestatisticalneedscoefficient;Toreducethereactivepowerloss,increasedenergyutilization,Thedesignofreactivepowercompensationdesign,powerfactorfrom0.69to0.9;short-circuitcurrentcalculationsincludeshort-circuitpointfortheselectionandspecificnumericalcalculation;andelectricalequipmentchosenbythechoiceofratedcurrent,short-circuitcurrentcalculationbytheresultsofthecalibrationmethods;relaydesignofthemaintransformerCurrentProtectionandover-currentprotectiondesign;distributioninstallationscompletesetofpowerdistributionequipment;Thesubstationusingdirectlightningstrokepreventionlightningprotection.Thedesignisverycloseattentiontotheuseofourelectricaldesignofthenewtechnologyandnewequipment,practicalandstrong,Takingintoaccounttheactualapplication,inauser-friendlylanguagetodescribeit.Keywords：:substationdesign;Electricalwiring;Relay.目錄摘要 IAbstract II目錄 III第1章畢業(yè)設(shè)計(jì)概述 6緒論 71.1畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 71.2畢業(yè)設(shè)計(jì)目的 71.3畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容 7第2章主變壓器選擇 82.1變電所變壓器容量、臺數(shù)、型號選擇 82.1.1變壓器容量 82.1.2主變壓器臺數(shù)和型號 82.1.3主變壓器確定 92.2干式變壓器的結(jié)構(gòu) 92.3干式變壓器的特點(diǎn) 102.4干式變壓器的使用注意事項(xiàng) 10第3章變電所電氣主接線 113.1對電氣主接線的基本要求和原則 113.1.1電氣主接線的基本要求 113.1.2電氣主接線的原則 113.2電氣主接線設(shè)計(jì)程序 123.3主接線設(shè)計(jì) 13第4章短路計(jì)算 174.1短路概述 174.2造成短路原因 174.3短路危害 174.4短路計(jì)算 18第5章電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 215.1電氣設(shè)備及分類 215.2電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 215.3高壓斷路器選擇與校驗(yàn) 225.3.1高壓斷路器的選擇 225.3.2高壓斷路器的校驗(yàn) 235.4隔離開關(guān)選擇與校驗(yàn) 245.4.1隔離開關(guān)原理與類型 245.4.2隔離開關(guān)運(yùn)行與維護(hù) 245.4.3隔離開關(guān)的校驗(yàn) 245.5互感器選擇與校驗(yàn) 255.5.1互感器應(yīng)用 255.5.2電流互感器原理與結(jié)構(gòu) 265.5.3電流互感器校驗(yàn) 275.6電壓互感器 315.6.1電壓互感器原理 315.7母線選擇與校驗(yàn) 335.7.1母線的選擇 335.7.2母線校驗(yàn) 33結(jié)論 35致謝 36參考文獻(xiàn) 37附錄 38畢業(yè)設(shè)計(jì)概述緒論經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步促使社會中各行各業(yè)都在不斷地發(fā)展壯大，特別是各種高、新、尖、精的技術(shù)應(yīng)用，而所有的一切都離不開電，而電的中樞—變電所更是必不可少，起到至關(guān)重要的作用。電是一個(gè)廣義的范疇，伴隨負(fù)荷的不同，對電的要求也會隨之改變。10kV的變電所應(yīng)用較為廣泛，其涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域，所以說對10kV變電所的設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。此設(shè)計(jì)的題目是針對10kV變電所進(jìn)行的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)伊始，在工程技術(shù)人員的陪同下對變電所進(jìn)行了參觀學(xué)習(xí)，并把所設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容做了整體的記錄，參觀過程中通過技術(shù)人員的指導(dǎo)和結(jié)合自身的實(shí)際情況，選擇變電所的高低壓部分設(shè)計(jì)，這部分設(shè)計(jì)相信對自己將來的工作也會有很大的幫助。本設(shè)計(jì)按照以下的步驟進(jìn)行：首先：依照主接線的特點(diǎn)，選擇各個(gè)電壓等級的接線方式，進(jìn)行綜合比較，選擇最佳接線方式。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。再次：根據(jù)所選電氣元件，結(jié)合實(shí)際繪制設(shè)計(jì)圖紙，包括主接線圖、二次回路圖等。最后進(jìn)行校驗(yàn)。以上是理論知識的體現(xiàn)而更中要的一點(diǎn)是在設(shè)計(jì)中培養(yǎng)自己運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新精神，增強(qiáng)工程觀，在設(shè)計(jì)過程中主要立足于應(yīng)用所學(xué)基本理論和專業(yè)知識，大膽地運(yùn)用新理論、新技術(shù)去分析解決實(shí)際問題,以便更好地適應(yīng)工作的需要。了解整個(gè)設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容和基本要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的資料推備。資料準(zhǔn)備主要通過查閱(包括上網(wǎng)查問)文獻(xiàn)資料和參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)兩條渠道進(jìn)行。此設(shè)計(jì)充分吸收專業(yè)理論知識，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。選定題目后，應(yīng)再有針對性地查閱一些資料，最后對所有收集的資料進(jìn)行整理。并對其進(jìn)行完善，對于一個(gè)完整的設(shè)計(jì)而言，文字與圖紙并存。文字的詳細(xì)敘述使內(nèi)容豐富，而圖紙則一目了然。1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)題目《滄電安居小區(qū)家屬院變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)》1.2畢業(yè)設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)是針對變電所進(jìn)行的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中涉及“發(fā)電廠電氣部分”、“電力系統(tǒng)分析”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”等課程有關(guān)內(nèi)容，通過設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析、解決本專業(yè)領(lǐng)域工程技術(shù)問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自學(xué)能力；使學(xué)生受到工程師的基本訓(xùn)練，即工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究的初步能力；包括：調(diào)查研究、搜集資料（含文獻(xiàn)檢索）；方案論證、技術(shù)方案的計(jì)劃與實(shí)施；理論分析、設(shè)計(jì)和計(jì)算；撰寫學(xué)術(shù)論文或設(shè)計(jì)說明書等的能力。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容主變壓器選擇；變電所電氣主接線設(shè)計(jì)；短路電流計(jì)算；電氣設(shè)備選擇（母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補(bǔ)償電容器）；配電裝置設(shè)計(jì)；繼電保護(hù)設(shè)計(jì)；防雷保護(hù)設(shè)計(jì)；繪制電氣主接線圖，進(jìn)行10kV變電所擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)；完成任務(wù)書中的全部內(nèi)容；繪制變電所電氣主接線圖；畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書按統(tǒng)一格式打印裝訂成冊；說明書文字在1.5萬字以上，語言通順簡練，圖表畫法符合國家標(biāo)準(zhǔn)；主變壓器選擇在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。在輸配電系統(tǒng)中，變壓器起到橋梁作用，變壓器是借助電磁感應(yīng)原理，以相同的頻率，交換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。2.1變電所變壓器容量、臺數(shù)、型號選擇2.1.1變壓器容量變壓器空載運(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。若容量選的小，會使變壓器長期過負(fù)載，易損壞設(shè)備。變壓器的最佳負(fù)載率在40%-70%之間，負(fù)載過高，損耗明顯增加，另一方面，由于變壓器容量裕度小，負(fù)載稍有增長，便需要增容，更換大容量的變壓器，勢必增加投資，且影響供電?？傊x擇變壓器的容量，要以現(xiàn)有的負(fù)荷為依據(jù)，按照5-10年的發(fā)展計(jì)劃來確定，按照工程隊(duì)家屬院變電所的設(shè)計(jì)選用的變壓器容量為1000kVA。2.1.2主變壓器臺數(shù)和型號1．臺數(shù)變壓器的臺數(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，確定變壓器臺數(shù)應(yīng)綜合考慮，進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。按負(fù)荷的等級和大小來說，對于帶一、二級負(fù)荷的變電所，當(dāng)一、二級負(fù)荷較多時(shí)，應(yīng)選兩臺或兩臺以上變壓器，如只有少量的一、二級負(fù)荷并能從相鄰的變電所取得低壓備用電源，可以只采用一臺變壓器。對于像工程隊(duì)家屬院來說主要負(fù)荷是二、三類負(fù)荷，二級負(fù)荷主要是消防電梯、應(yīng)急照明等負(fù)荷；而三級負(fù)荷主要是電力設(shè)備和普通照明，根據(jù)需要擬裝設(shè)兩臺變壓器。2．型號主變壓器的型號選擇主要考慮以下因素：1）.變電所的所址選擇；2）.建筑物的防火等級；3）.建筑物的使用功能；4）.主要用電設(shè)備對供電的要求；5）.當(dāng)?shù)毓╇姴块T對變電所的管理體制等。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。主變壓器安裝在地下時(shí)，根據(jù)消防要求，不得選用可燃性油變壓器，地下層一般比較潮濕，通風(fēng)條件不好，也不宜選用空氣絕緣的干式變壓器，而宜采用環(huán)氧樹脂澆注型或者六氟化硫型變壓器，綜合所述結(jié)合校的具體情況選型為SCB9-1000/10KV變壓器。2.1.3主變壓器確定位于工程隊(duì)家屬院地下變電所的主變壓器型號為環(huán)氧樹脂澆注型，其技術(shù)參數(shù)如表2-1所示。表2-1SCB9-1000/10變壓器技術(shù)參數(shù)型號額定容量（KVA）額定電壓（kV）空載損耗（W）負(fù)載損耗（W）短路阻抗（%）空載電流（%）變壓器連接組高壓低壓SCB9-1000/10100010.50.41660855061.02.2干式變壓器的結(jié)構(gòu)為了確保供電安全，迫切需要即可深入負(fù)荷中心又無燃燒危險(xiǎn)的變壓器，而當(dāng)今，隨著社會進(jìn)步，干式變壓器得到了廣泛的應(yīng)用，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《干式變壓器》定義，所謂干式變壓器，就是指鐵心和繞組不浸入液體中的變壓器。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15-20mm，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。由于干式變壓器的適用材料不同，其絕緣等級也不同，絕緣材料等級與絕緣材料最高允許溫度見表2-2。表2-2絕緣等級與最高允許溫度絕緣等級YAEBFHC絕緣材料最高允許溫度(）951051201301551802202.3干式變壓器的特點(diǎn)占地面積小，不必單獨(dú)建設(shè)變壓器室，它可以和10kV的高壓柜，380/220V的低壓配電柜裝在一個(gè)室內(nèi)。運(yùn)行、維修量小。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。損耗小、噪聲小。絕緣性好，局部放電量小，耐雷電沖擊力強(qiáng)。機(jī)械強(qiáng)度高,抗溫度變化，抗短路能力強(qiáng)。價(jià)格昂貴。壽命期后，不易回收，污染環(huán)境。2.4干式變壓器的使用注意事項(xiàng)干式變壓器選擇不同的外殼，是由所處的環(huán)境和防護(hù)要求而定。干式變壓器繞組的絕緣，很大程度影響變壓器的安全和使用壽命。自然空氣冷卻和強(qiáng)迫空氣冷卻。4．干式變壓器的過載能力與環(huán)境溫度、載前的負(fù)荷情況、變壓器的絕緣散熱情況和發(fā)熱時(shí)間常數(shù)有關(guān)。變電所電氣主接線電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。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)。對電氣主接線的基本要求概括地說應(yīng)包括電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。3.1對電氣主接線的基本要求和原則3.1.1電氣主接線的基本要求1．可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。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。主接線的可靠性不僅要考慮—次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響。同時(shí)，可靠性不是絕對的，而是相對的。一種主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能是不可靠的。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?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。2)檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，且不致影響對用戶的供電。3)擴(kuò)建要求?？梢匀菀椎膹某跗谶^渡到終期接線，使在擴(kuò)建時(shí)，無論一次和二次設(shè)備改建量最小。3．經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。3.1.2電氣主接線的原則1．考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。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。2．考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)5—10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。3．考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回?cái)?shù)多少對主接線的影響對一級負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級負(fù)荷不間斷供電；對二級負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級負(fù)荷供電。三級負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。4．考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電所主變的容量和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。3.2電氣主接線設(shè)計(jì)程序1、電氣主接線的設(shè)計(jì)程序電氣主接線的設(shè)計(jì)伴隨著變電所的整體設(shè)計(jì)，即按照工程基本建設(shè)程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段等四個(gè)階段。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。(1)對原始資料進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下：1)本工程情況。主要包括：變電所類型；設(shè)計(jì)規(guī)劃容量；變壓器容量及臺數(shù)；運(yùn)行方式等。2)電力系統(tǒng)情況。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)連接方式以及各級電壓中性點(diǎn)接地方式等。3)負(fù)荷情況。負(fù)荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷在原始資料中雖已提供，但設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該認(rèn)真地辯證地分析。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。如果設(shè)計(jì)時(shí)，只依據(jù)負(fù)荷計(jì)劃數(shù)字，而投產(chǎn)時(shí)實(shí)際負(fù)荷小了，就等于積壓資金，否則電量供應(yīng)不足，就會影響其他工業(yè)的發(fā)展。4)環(huán)境條件。當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素對主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。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。對重型設(shè)備的運(yùn)輸條件也應(yīng)充分考慮。5)設(shè)備制造情況。為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。(2)擬定主接線方案。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定若干個(gè)主接線方案。因?yàn)閷﹄娫春统鼍€回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會出現(xiàn)多種接線方案(近期和遠(yuǎn)期)。應(yīng)依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2—3個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最后獲得技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案。(3)主接線經(jīng)濟(jì)比較。(4)短路電流計(jì)算。對擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。(5)電器設(shè)備的選擇。(6)繪制電氣主接線圖及其他必要的圖紙。(7)工程概算。包括：主要設(shè)備器材費(fèi)；安裝工程費(fèi)；其他費(fèi)用。3.3主接線設(shè)計(jì)主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種形式，分為兩大類：有匯流母線的接線形式、無匯流母線的接線形式。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)。各個(gè)變電所的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?。在進(jìn)出線數(shù)較多時(shí)(一般超過4回)，為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運(yùn)行方便有利于安裝和擴(kuò)建。但有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設(shè)備增多。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。有匯流母線的接線形式主要有：單母線接線和雙母線接線。設(shè)計(jì)中僅以單母線接線為例。一、單母線接線圖3-1單母線接線如圖3-1所示，單母線接線的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一組母線，每個(gè)電源線和引出線都經(jīng)過開關(guān)電器接到同一組母線上。供電電源是變壓器或高壓進(jìn)線回路。母線既可以保證電源并列工作，又能使任一條出線回路都可以從電源l或2獲得電能。每條引出線回路中部裝有斷路器和隔離開關(guān)，靠近母線側(cè)的隔離開關(guān)QS2稱作母線隔離開關(guān)，靠近線路側(cè)的QS3稱為線路隔離開關(guān)(在實(shí)際變電所中，通常把靠近電源側(cè)的隔離開關(guān)稱為甲刀閘，把靠近負(fù)荷側(cè)的隔離開關(guān)稱為乙刀閘)。由于斷路器具有開合電路的專用滅弧裝置，可以開斷或閉合負(fù)荷電流和開斷短路電流，故用來作為接通或切斷電路的控制電器。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。所以，同一回路中在斷路器可能出現(xiàn)電源的一側(cè)或兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便檢修斷路器時(shí)隔離電源。若饋線的用戶側(cè)沒有電源時(shí)，斷路器通往用戶則可以不裝設(shè)線路隔離開關(guān)。但如果費(fèi)用不大，為了防止過電壓的侵入。也可以裝設(shè)。同一回路中串接的隔離開關(guān)和斷路器，在運(yùn)行操作時(shí)，必須嚴(yán)格遵守下列操作順序：如對饋線送電時(shí)，須先合上隔離開關(guān)QS2和QS3，再投入斷路器QF2；如欲停止對其供電，須先斷開QF2，然后再斷開QS3和QS2。為了防止誤操作，除嚴(yán)格按照操作規(guī)程實(shí)行操作票制度外。還應(yīng)在隔離開關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間，加裝電磁閉鎖、機(jī)械閉鎖。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。當(dāng)電壓在110kV及以上時(shí)，斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)扣線路隔離開關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置接地開關(guān)。對35kV及以上的母線，在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置1—2組接地開關(guān)或接地器，以保證電器和母線檢修時(shí)的安全。1．單母線接線的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。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。此外，在出線斷路器檢修期間，必須停止該回路的供電。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)6-10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。(2)35-66kV配電裝置的出線回路數(shù)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(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)。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3-2所示。1．單母線分段接線的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：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(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；②當(dāng)一證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。缺點(diǎn)：①當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；②當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；③擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。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)。(2)35—66kV配電裝置出線回路數(shù)為4—8回時(shí)。圖3-2單母線分段接線現(xiàn)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(jù)遼寧工學(xué)院變電所中實(shí)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(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性三個(gè)方面的對比，選擇單母線接線方式。遼寧工學(xué)院變電所為終端變電所高壓為10kV低壓為0.4kV。這在主接線的選擇上確定了范圍，根據(jù)5-10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)兩臺主變壓器。1．10kV主接線根據(jù)設(shè)計(jì)要求及綜合考慮，10kV側(cè)兩條銅電纜，一條運(yùn)行，一條備用兩條電纜的各種參數(shù)均相同，來自供電中心的高壓電經(jīng)隔離開關(guān)、調(diào)相機(jī)、電流互感器接到母線上，而后經(jīng)隔離開關(guān)、計(jì)量柜進(jìn)入母線接到兩臺變壓器上，其間由隔離開關(guān)和斷路器分離。如附錄。2．0.4kV主接線所謂0.4kV是一種電壓等級,按正常工作需用380kV，10kV高壓經(jīng)過變壓器降壓后為0.4kV等級，低壓經(jīng)過隔離開關(guān)、電流互感器、高壓斷路器接到母線上，而后經(jīng)過隔離開關(guān)、儀表通過低壓母線接到降壓變壓器母線上，兩臺變壓器低壓分別帶有不同的負(fù)荷這是0.4kV。短路計(jì)算選擇電氣設(shè)備、整定繼電保護(hù)、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(tǒng)是短路計(jì)算的最終目的。所謂短路是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接，既有相與相之間導(dǎo)體的金屬性短接或者經(jīng)小阻抗的短接，也有中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中單相或多相接地（或接中性線）。4.1短路概述電力系統(tǒng)的狀態(tài)有三種：正常運(yùn)行狀態(tài)、不正常運(yùn)行狀態(tài)、短路故障。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)正常運(yùn)行時(shí)，其相與相之間，中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的中性線與相線之間，都是通過負(fù)荷或阻抗連接的。4.2造成短路原因電力系統(tǒng)發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣被損壞。絕緣損壞大多是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備的缺陷，以及設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行不當(dāng)所致，如由于設(shè)備長期運(yùn)行，絕緣自然老化或由于設(shè)備本身絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；設(shè)備絕緣正常而被內(nèi)部人員違反操作規(guī)程和安全規(guī)程，造成誤操作而引發(fā)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。此外，飛禽及小動物跨接裸導(dǎo)體，老鼠咬壞設(shè)備、導(dǎo)線的絕緣，都可能造成短路。4.3短路危害1.電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，網(wǎng)絡(luò)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(dá)到幾萬甚至幾十萬安。2.選的各種電氣設(shè)備應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定度。3.短路電流通過導(dǎo)體時(shí)，同時(shí)也使導(dǎo)體受到很大的電動力作用、使導(dǎo)體發(fā)生變形，甚至損壞。因此，電氣裝置中所選的各種電氣設(shè)備還應(yīng)有足夠的電動(機(jī)械)穩(wěn)定度。4.短路必將造成局部停電，而且短路點(diǎn)越靠近電源，停電范圍越大、給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大。由此可見。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)。為了保證電氣設(shè)備安全可靠運(yùn)行，減輕短路的影響，除應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素外，一旦發(fā)生短路，應(yīng)盡快切除故障部分，使系統(tǒng)的電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。為此，需要進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確地選擇具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。4.4短路計(jì)算根據(jù)實(shí)際情況及圖紙的要求分析遼寧工學(xué)院綜合樓變電所的設(shè)計(jì)，短路計(jì)算要恰到好處，確定短路點(diǎn)位高低壓側(cè)各一個(gè)，互相分析計(jì)算，如圖4-1所示。圖4-1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2N12-10I型。計(jì)算方法采用比較簡潔常用的標(biāo)幺值計(jì)算。確定基準(zhǔn)值取，，，而計(jì)算短路回路中主要元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)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(diǎn)及其點(diǎn)短路回路阻抗標(biāo)幺值，根據(jù)計(jì)算電路圖及其回路中個(gè)主要元件的電抗標(biāo)幺值做出等值電路圖。求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量如圖所示4-2點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路。圖4-2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4-3點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路圖4-3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。表4-1短路計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流（KV）三相短路容量（MVA）點(diǎn)2.762.762.767.094.2250.25點(diǎn)32.0732.0732.0759.0134.9622.27電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)在各級電壓等級的變電所中，使用各種電氣設(shè)備，諸如變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線、補(bǔ)償電容器等，這些設(shè)備的任務(wù)是保證變電所安全、可靠的供電，因?yàn)檫x擇電氣設(shè)備時(shí)，必須慮及電力系統(tǒng)在正常和故障時(shí)的工作情況。所謂電氣設(shè)備的選擇，則是根據(jù)電氣設(shè)備在系統(tǒng)中所處的地理位置和完成的任務(wù)來確定它們的型號和參數(shù)。電氣設(shè)備選擇的總原則是在保證安全、可靠工作的前提下，適當(dāng)留有裕度，力求在經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行節(jié)約。5.1電氣設(shè)備及分類1、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。2、電氣設(shè)備的分類電氣設(shè)備通常分類方法如下：（1）.按電壓分通常把1kV以上的設(shè)備稱為高壓設(shè)備，1kV以下的稱為低壓設(shè)備。（2）.按電能質(zhì)量分交流設(shè)備、直流設(shè)備、交直流兩用設(shè)備。（3）.按設(shè)備所屬的電路性質(zhì)分一次設(shè)備、二次設(shè)備。（4）.按是否組合分單元件設(shè)備、成套設(shè)備。5.2電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理是選擇電氣設(shè)備的基本要求。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，按短路情況下校驗(yàn)開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。在供配電系統(tǒng)中盡管各種電器設(shè)備的作用不一樣，但選擇的條件有諸多是相同的，在表7-1中列出了導(dǎo)體和電器選擇與校驗(yàn)的項(xiàng)目。從表中可以看出為保證設(shè)備可靠的運(yùn)行，各種設(shè)備均應(yīng)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(yàn)動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。表5-1導(dǎo)體和電器的選擇與校驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)備名稱選擇項(xiàng)目校驗(yàn)項(xiàng)目額定電壓（KV）額定電流（A）裝置類（戶內(nèi)戶外）準(zhǔn)確度級短路電流開斷能力（KA）熱穩(wěn)定動穩(wěn)定高壓斷路器√√√√√√高壓負(fù)荷開關(guān)√√√√√√高壓隔離開關(guān)√√√√√高壓熔斷器√√√√電流互感器√√√√√√電壓互感器√√√母線√√√√電纜√√5.3高壓斷路器選擇與校驗(yàn)5.3.1高壓斷路器的選擇高壓斷路器是高壓電氣中的重要設(shè)備，是一次電力系統(tǒng)中控制和保護(hù)電路的關(guān)鍵設(shè)備，它在電網(wǎng)中的作用有兩方面，其一是控制作用，即根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求，接通或斷開工作電路，其二是保護(hù)作用，當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，在繼電保護(hù)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(yùn)行。斷路器工作性能好壞直接關(guān)系到供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。為此要求斷路器具有相當(dāng)完善的滅弧裝置和足夠強(qiáng)的滅弧能力。圖5-1高壓斷路器的QF的型號規(guī)格5.3.2高壓斷路器的校驗(yàn)根據(jù)圖7-1高壓斷路器的QF的型號規(guī)格。在短路計(jì)算中我們得知10kV側(cè)母線上短路電流為5.3kA，控制QF的線路繼電保護(hù)裝置實(shí)際最大的動作時(shí)間為1.0s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。線路首端短路時(shí)，流過短路電流最大，而線路首端（）點(diǎn)短路和母線（）點(diǎn)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(shí)間：短路假想時(shí)間：根據(jù)擬定條件和相關(guān)數(shù)據(jù)，選用ZN12-10I型高壓真空斷路器。表5-2ZN12-10I型高壓真空斷路器序號安裝電氣條件ZN12-10I校驗(yàn)結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目技術(shù)數(shù)據(jù)110KV10KV合格257.7A1250A合格32.76KA31.5KA合格47.038KA25KA合格57.84126合格5.4隔離開關(guān)選擇與校驗(yàn)5.4.1隔離開關(guān)原理與類型隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器，用于隔離電源，以保證對其它電器設(shè)備和線路運(yùn)行安全檢修。隔離開關(guān)是應(yīng)用于斷路器的配套裝置使用的，但是隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和斷開負(fù)荷電流和短路電流。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)。隔離開關(guān)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(guān)選型時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇，遼寧工學(xué)院選擇型號為：GN30-10D/630，這種型號隔離開關(guān)系列為高壓10kV，三相電流頻率50HZ的戶內(nèi)裝置，安裝于高壓開關(guān)柜內(nèi)，使高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)緊密占地面積小，安全性高。如下表所示5-3為GN30-10D/630的技術(shù)數(shù)據(jù)。表5-3GN30-10D/630技術(shù)數(shù)據(jù)型號型式序號額定電壓KV額定電流A結(jié)構(gòu)標(biāo)志GN30-10D/630戶內(nèi)3010630帶接地刀閘5.4.2隔離開關(guān)運(yùn)行與維護(hù)隔離開關(guān)運(yùn)行與維護(hù)的注意事項(xiàng)：（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(xiàn)象。（3）.傳動機(jī)構(gòu)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(yīng)無卡勁，觸頭中心要標(biāo)準(zhǔn)，三相是否同時(shí)接觸。5.4.3隔離開關(guān)的校驗(yàn)根據(jù)型號擬選GN30-10D/630。短路電流的沖擊值：短路容量：短路電流假想時(shí)間：校驗(yàn)情況如下表表5-4GN30-10D/630校驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)GN30-10D/630工作電壓（KV）10最大工作電流（A）57.73短路電流（KA）2.76——短路沖擊電流（KA）7.038熱穩(wěn)定性校驗(yàn)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件。5.5互感器選擇與校驗(yàn)互感器是電力系統(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?；ジ衅鲗⒏唠妷?、大電流按比例變成低電壓(100、)和小電流(5、1A)，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表與繼電保護(hù)等。為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電器時(shí)的安全，互感器的每一個(gè)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?；ジ衅靼娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鲀纱箢悾饕请姶攀降?。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。非電磁式的新型互感器，如電子式、光電式互感器，尚未進(jìn)入廣泛的工業(yè)實(shí)用階段。5.5.1互感器應(yīng)用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(jié)構(gòu)和工作原理來說，互感器是一種特殊變壓器?；ジ衅饔腥缦伦饔?；(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(shè)備，有利于保障人身安全；可避免一次電路發(fā)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(kuò)大二次設(shè)備的使用范圍采用互感器后，就相當(dāng)于擴(kuò)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(guī)格統(tǒng)一，有利于這些產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化和大規(guī)模生產(chǎn)。5.5.2電流互感器原理與結(jié)構(gòu)1．工作原理電流互感器的基本結(jié)構(gòu)與變壓器相似，原理接線如圖7-2所示．其一次繞組的匝數(shù)很少(有的利用一次導(dǎo)體穿過其鐵芯，只有一匝)，導(dǎo)體較粗，串接在被測電路中，因此一次電流完全取決于被測電路的負(fù)載電流；其二次繞組的匝數(shù)很多，且與低阻抗的儀表或繼電器的電流線圈相連，因而二次阻抗很小，所以它實(shí)際上就相當(dāng)于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器。電流互感器一、二次額定電流之比叫變流比，用表示，由變壓器的基本知識可知：（5-1）式中、——電流互感器一、二次繞組的匝數(shù)；、——電流互感器一、二次額定電流；、——電流互感器一、二次實(shí)際電流；由式7-1可見，若已知電流互感器的變流比(或一、二次繞組的匝數(shù))和二次實(shí)際電流，便可計(jì)算出一次實(shí)際電流的近似值。圖5-2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7-2所示，它主要由鐵芯、一次繞組、二次繞組和絕緣構(gòu)成。按照一次繞組匝數(shù)的多少，電流互感器又可分為單匝式和多匝式，多匝式電流互感器又分為只有一個(gè)鐵芯和具有兩個(gè)鐵芯的兩種類型。5.5.3電流互感器校驗(yàn)對于大多數(shù)電流互感器，給出了相對于額定一次電流的動穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其動、熱穩(wěn)定度應(yīng)按下式校驗(yàn)。動穩(wěn)定倍數(shù)：則動穩(wěn)定校驗(yàn)的條件為：擬定型號為：LZZBJ9-10型電流互感器，查表得，熱穩(wěn)定倍數(shù)：，則熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為：，一般為1S熱穩(wěn)定倍數(shù)，即電流互感器試驗(yàn)時(shí)間t=1s，因此上式可改寫為：通過計(jì)算結(jié)果可知滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。5.6電壓互感器5.6.1電壓互感器原理如圖所示5-3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。圖5-3電壓互感器原理接線圖1—鐵芯；2—一次繞組；3—二次繞組式中、——電壓互感器一、二次繞組的匝數(shù)；、——電壓互感器一、二次額定電壓；、——電壓互感器一、二次實(shí)際電壓；由式可知電壓互感器變壓比和二次實(shí)際電壓，可計(jì)算出一次實(shí)際電壓的近似值。1．電壓互感器的結(jié)構(gòu)一次繞組被分為匝數(shù)相等的兩部分，分別繞在上下鐵芯柱上并且并聯(lián)起來，其連接點(diǎn)于鐵芯相連，二次繞組繞在鐵芯上，此外還有一個(gè)平衡線圈，也有匝數(shù)相等的兩部分組成，分別繞在上下兩個(gè)鐵芯上，并且串起來，連接點(diǎn)與鐵芯相連。2．電壓互感器校驗(yàn)為了保證電壓互感器的安全運(yùn)行和在規(guī)定的準(zhǔn)確級下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓互感器應(yīng)滿足下列條件：其中式中為電網(wǎng)電壓；為電壓互感器一次繞組額定電壓；其電壓互感器參數(shù)如下表所示表5-5電壓互感器參數(shù)型號額定電壓（KV）一次繞組額定容量（VA）二次繞組額定容量（VA）最大容量（VA）JDZ18-10一次二次0.5133P6P400100.15080200綜合公式：校驗(yàn)后滿足要求。5.7母線選擇與校驗(yàn)5.7.1母線的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，變電所10kV側(cè)為電纜線，而屋內(nèi)配電10kV側(cè)和0.4kV側(cè)應(yīng)用硬母線，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。5.7.2母線校驗(yàn)實(shí)際工程應(yīng)用10kV及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇截面，再校驗(yàn)，其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。對于一般建筑物的10kV線路距離短，電流不太大，按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面的意義并不大。選擇根據(jù)負(fù)荷計(jì)算電流：折算到10kV得到高壓側(cè)電流：根據(jù)變壓器SCB9-1000/10型空載電流為0.8%，其有名值：空載電流;根據(jù)實(shí)際情況：，電流經(jīng)濟(jì)密度10kV側(cè)：0.4kV側(cè)：故選用10kV側(cè)：TMY-30.4kV側(cè)：經(jīng)過與短路電流的比較滿足條件。結(jié)論此畢業(yè)論文設(shè)計(jì)了滄電安居小區(qū)家屬院的變電所，這是一次綜合設(shè)計(jì)的考驗(yàn)。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)。在主變壓器選擇中首先確定了變壓器的容量、臺數(shù)、型號，而后根據(jù)變電所所帶負(fù)荷情況采用需要系數(shù)法計(jì)算，同時(shí)結(jié)合相關(guān)的功率因數(shù)計(jì)算出變壓器的容量。設(shè)計(jì)變壓器繼電保護(hù)時(shí)，采用了過電流保護(hù)、速斷保護(hù)。防雷保護(hù)設(shè)計(jì)，參照設(shè)計(jì)要求利用滾球法為防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)方法，并且采用四支等高等距離的避雷針。通過完成滄電安居小區(qū)家屬院的變電所的設(shè)計(jì)，把過去所學(xué)的專業(yè)知識綜合的利用起來，并運(yùn)用到了實(shí)際工程當(dāng)中去，把基礎(chǔ)知識與工程實(shí)際相互結(jié)合。既做到技術(shù)先進(jìn)又保證安全可靠，進(jìn)一步提高了自己設(shè)計(jì)的能力，而最重要的是培養(yǎng)了自己的工程觀念，為以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。致謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，衷心的感謝齊老師，在百忙之中對我的設(shè)計(jì)給予了細(xì)致的指導(dǎo)和建議。您那嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)作風(fēng)、誨人不倦的耐心，給我留下了難以磨滅的印象。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)中對我傳授的知識會使我受益終身。在此，我對您表示最衷心的感謝，我將在今后的工作中不斷追求新知識、繼續(xù)努力，不辜負(fù)老師對我細(xì)心的培養(yǎng)。參考文獻(xiàn)[1]熊信銀，發(fā)電廠電氣部分（第三版），北京：中國電力出版社，2004.8[2]陳躍，電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南電力系統(tǒng)分冊，北京：中國水利水電出版社，2003.8[3]丁毓山雷振山，中小型，變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊，北京：中國水利水電出版社，2000.6[4]陳化鋼,電氣設(shè)備及其運(yùn)行,合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社,2004[5]賀家李等,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理,北京：中國電力出版社，2004.[6]朱獻(xiàn)清,物業(yè)供用電,北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003[7]尹克寧,變壓器設(shè)計(jì)原理,北京：中國電力出版社，2003[8]張連斌.變電所電氣部分.北京：中國水利電力出版社，2002[9]王秀英，繼電保護(hù)和自動裝備2003[10]李駿年，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2002[11]于長順，發(fā)電廠電氣設(shè)備2003[12]李薇薇李芳，電力系統(tǒng)2003[13]西北、東北電力設(shè)計(jì)院編，電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊[14]導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[15]遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，10-220kV變電所設(shè)計(jì)附錄上海中心大廈基坑降水設(shè)計(jì)方案上海XX建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)XX巖土工程有限公司目錄TOC\o"1-2"\u第一章工程概況 1一、工程簡介 1二、地下地質(zhì)條件 1三、水文地質(zhì)條件 3第二章降水設(shè)計(jì)要點(diǎn) 5一、目的 5二、設(shè)計(jì)依據(jù) 5三、降水施工難點(diǎn)分析 5四、降水施工對策 6第三章降水井設(shè)計(jì) 7一、真空深井分析計(jì)算 7二、減壓管井分析計(jì)算 8三、井點(diǎn)布置 12四、降水井構(gòu)造與設(shè)計(jì)要求 12五、降水井工作量 12第四章地下水滲流數(shù)值模擬及地面沉降預(yù)測 13一、承壓水位降深分析 13二、降壓水位降深計(jì)算 14三、由降水引起的地面沉降與控制 18第五章基坑降水重大風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案 20一、目的 20二、組織機(jī)構(gòu) 21三、聲光報(bào)警器的設(shè)置 21四、遠(yuǎn)程監(jiān)控措施 21五、電源保證措施 22六、井管保護(hù)措施 22七、排水保證措施 22八、降水過程中遇到異?，F(xiàn)象的處理 23九、監(jiān)測措施 23十、回灌措施 23附圖： 24工程概況一、工程簡介“上海中心大廈”工程位于上海浦東新區(qū)陸家嘴中心區(qū)Z3-1地塊，東至東泰路，南依銀城南路，北靠花園石橋路，西臨銀城中路（地理位置參見圖1），即原“陸家嘴高爾夫球場”，整個(gè)基地面積約30368m2，地上建筑面積380000m2，總建筑面積約為520000m2。圖1-1地理位置本工程由22層塔樓（結(jié)構(gòu)高度565.6m、建筑頂高度632.0m）和1幢5層商業(yè)裙房（高度35m）組成，整個(gè)基坑由1幢1場地下設(shè)5層地下室，基礎(chǔ)埋深約為25~30m。本場地位于上海浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)核心地段，為陸家嘴金融區(qū)最重要的標(biāo)志性功能性建筑區(qū)，與金茂大廈、環(huán)球金融中心成“品”字型分布?！吧虾Ｖ行拇髲B”是目前國內(nèi)最高的建筑。二、地下地質(zhì)條件2.1地形地貌該工程位于長江三角洲東南前緣，成陸較晚，屬上海地區(qū)四大地貌單元中的濱海平原類型。2.2工程地質(zhì)條件在目前所揭露深度185.0m范圍內(nèi)的屬第四紀(jì)中更新世Q2至全新世Q4沉積物，主要由粘性土、粉性土、砂土組成，一般具有成層分布特點(diǎn)。根據(jù)土的成因、結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)性質(zhì)差異可劃分為12個(gè)主要層次（上海市統(tǒng)編地層第⑧層粘性土層缺失）。其中第⑤、⑦、⑨層根據(jù)土的成因、土性特征分為若干亞層和次亞層和透鏡體（第⑤1a、⑤1b；第⑦1、⑦2、⑦3層；第⑨1、⑨2-1、⑨2t、⑨2-2、⑨3、（1）擬建場地第①層雜填土，松散，表層約0.5～1.5m深度范圍內(nèi)夾多量碎磚、碎石等雜物，局部區(qū)域?yàn)榛炷恋仄?，下部多以粘性土為主，夾植物根莖、石子等。（2）第②層褐黃～灰黃色粉質(zhì)粘土，可塑～軟塑，層面埋深約2.0m，含氧化鐵斑點(diǎn)和鐵錳質(zhì)結(jié)核，局部以粘土為主；雜填土較厚區(qū)域該層缺失。（3）第③層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，流塑，層面埋深約3.3m，5.0～7.0m深度范圍夾層狀粉性土。（4）第④層灰色淤泥質(zhì)粘土，流塑，層面埋深約8.0～10.0m，分布較為穩(wěn)定，屬軟弱粘性土。（5）第⑤層根據(jù)土性不同可分為2個(gè)亞層：第⑤1a層灰色粘土，軟塑，層面埋深約16.0～18.0m左右，在擬建場地內(nèi)分布穩(wěn)定，層面起伏平緩。第⑤1b層灰色粉質(zhì)粘土，軟塑～可塑，層面埋深約20.0m左右，場地東北角鉆探9#、10#，靜探C12、C13孔區(qū)域該層底部夾多量粉性土。（6）第⑥層暗綠色粉質(zhì)粘土，可塑～硬塑，含氧化鐵斑點(diǎn)和鐵錳質(zhì)結(jié)核，該層在擬建場地大部分區(qū)域分布穩(wěn)定，層面起伏平緩（層面埋深一般在24.0m左右），僅在場地東北側(cè)層面埋深略偏深，厚度較薄。（7）第⑦層據(jù)土性不同可分為3個(gè)亞層：第⑦1層草黃色砂質(zhì)粉土夾粉砂，中密～密實(shí)，層面埋深約為28.0～30.0m，在擬建場地分布穩(wěn)定，層面起伏平緩。第⑦2層草黃～灰黃色粉砂，密實(shí)，層面埋深約35.0～38.0m，在擬建場地內(nèi)分布穩(wěn)定、層面起伏平緩。第⑦3層灰色粉砂，中密～密實(shí)，層面埋深約64.0m，在擬建場地內(nèi)分布穩(wěn)定、層面起伏平緩。（8）第⑨層根據(jù)土性不同可分為⑨1、⑨2、⑨3層3個(gè)亞層，其中第⑨2、⑨3層中局部分布有透鏡體：第⑨1層灰色砂質(zhì)粉土，中密～密實(shí)，層面埋深約為68.0～70.0m左右，在擬建場地內(nèi)分布穩(wěn)定、層面起伏平緩。該層土性不均，粘性土夾層頻率及厚度在縱橫向變化較大，局部粘性土夾層厚度為1～2cm，甚至達(dá)3～5cm。第⑨2-1層灰色粉砂，密實(shí)，層面埋深約為76.0～80.0m，該層中上部夾多量中粗砂及礫砂，礫石粒徑0.5～1.5cm，下部84.0-89.0米深度段局部夾粘性土較多，一般夾粘層厚度約2-5cm，局部粘性土夾層厚度達(dá)20-30cm，土質(zhì)不甚均勻。第⑨2t層灰色粉質(zhì)粘土夾粘質(zhì)粉土，可塑，夾層狀粉砂，土質(zhì)不均。該層僅在鉆探8#、24#、初勘B3#孔及靜探C29、C33孔位置呈透鏡體分布，深度范圍87.0～94.6m（初勘B3#孔該層深度范圍97.9～100.8m），層厚及層面埋深變化較大。第⑨2-2層灰色粉砂，密實(shí)，層面埋深約為88～90.0m（受第⑨2t層透鏡體切割影響，塔樓底板擴(kuò)展區(qū)局部層面埋深達(dá)94.0m左右），夾細(xì)砂、砂質(zhì)粉土及薄層粘性土，土性較佳、土質(zhì)相對較均勻。第⑨3層灰色細(xì)砂，密實(shí)，土質(zhì)均勻，層面埋深約為100.0m左右，在擬建場地內(nèi)分布較為穩(wěn)定、土性佳。第⑨3t層灰色粉質(zhì)粘土，可塑，該層僅在鉆探17#孔位置呈透鏡體分布，深度范圍104.8～109.4m，夾粉細(xì)砂團(tuán)塊，土質(zhì)不均。（9）第⑩層淺灰～灰色粉質(zhì)粘土，可塑～硬塑，層面埋深約126.0m（10）第=11\*GB2⑾層灰色粉砂，密實(shí)，層面埋深約135.0～143.0m，夾細(xì)砂及層狀粘性土，土質(zhì)不均。（11）第=12\*GB2⑿層蘭灰～灰色粉質(zhì)粘土，可塑～硬塑，層面埋深約143.0～148.0m，局部夾多量粉砂。（12）第=13\*GB2⒀層灰色細(xì)砂，密實(shí)，層面埋深約168.0～175.0m，至185.0m未穿，局部夾多量粉質(zhì)粘土，土質(zhì)不均。三、水文地質(zhì)條件根據(jù)本工程《巖土工程勘察報(bào)告》，擬建場區(qū)地下水根據(jù)埋藏條件可劃分為淺層潛水及承壓水。潛水本場地淺部地下水屬潛水類型，主要補(bǔ)給來源為大氣降水、地表逕流。勘探期間由鉆孔中測得的地下水埋深一般為0.75m～3.90m，相應(yīng)標(biāo)高為3.36m～0.承壓水?dāng)M建場地深部第⑦層屬上海地區(qū)第一承壓含水層，其層頂埋深約為28～30m,其承壓水位埋深一般在3～11m，承壓水位一般呈周期性變化，隨季節(jié)、氣候、潮汐等因素變化。正常情況下承壓水水位埋深約為8.50～10.20m。本場區(qū)由于缺失第⑧層粘性土，第=1\*ROMANI、第=2\*ROMANII承壓含水層（即第⑦層、第⑨層）相互連通,總厚達(dá)97m,含水量極其豐富（地層分布參見圖1-3）。圖1-3地層剖面圖降水設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、目的⑴加固基坑坑底的土體，提高坑底土體強(qiáng)度，從而減少坑底隆起和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形量，防止坑外地表過量沉降。⑵有利于邊坡穩(wěn)定，防止滑坡。⑶疏干坑內(nèi)地下水，方便挖掘機(jī)和工人在坑內(nèi)施工作業(yè)。⑷及時(shí)降低下部承壓含水層的承壓水水頭高度，將其降至安全的水頭高度，以防止基坑底部突涌的發(fā)生，確保施工時(shí)基坑底板的穩(wěn)定性。二、設(shè)計(jì)依據(jù)1、本工程巖土工程勘察報(bào)告；2、本工程抽水試驗(yàn)報(bào)告；3、本工程設(shè)計(jì)施工圖紙和設(shè)計(jì)要求；4、降水設(shè)計(jì)和施工采用的規(guī)范：上海市標(biāo)準(zhǔn)基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程DBJ08-61-97國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GBJ50202-2002國家標(biāo)準(zhǔn)鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程JGJ18-2003上海市標(biāo)準(zhǔn)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DGJ08-11-1999行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范JGJ/T111-98國家標(biāo)準(zhǔn)供水管井技術(shù)規(guī)范GB50296－99三、降水施工難點(diǎn)分析本基坑開挖面積大，深度深，裙樓區(qū)域開挖深度25米、局部塔樓區(qū)域開挖深度為30米，承壓含水層層頂已被挖穿，而本基坑下部第=1\*ROMANI、第=2\*ROMANII承壓含水層（即第⑦層、第⑨層）相互連通，總厚達(dá)97m，含水量極其豐富，地質(zhì)條件復(fù)雜。基坑開挖到一定高度后，如不能很好地控制承壓水，基坑將有發(fā)生突涌的風(fēng)險(xiǎn)，而基坑周邊分布有重要建筑物且距離較近，路邊分布有多種市政