郑州航空工业管理学院
毕业设计
二零一三届电气工程及其自动化专业 1106971 班级
题目10kV开闭所电气接线及保护配置选择
姓名韩道友学号110697107
指导教师李响职称讲师
二О一三年五月二十日
目录
绪论 (1)
第一节10kV开闭所基本介绍 (2)
1.1 、10kV开闭所的主要功能 (2)
1.2 、10kV开闭所的设置原则 (2)
1.3 、10kV开闭所电气主接线方式可分为单母线接线、单母线分段接线、双母线接线 (2)
1.4 、10kV开闭所按其在电网中的功能可分为环网型和终端型 (3)
1.5 、10kV开闭所接入系统的方案 (3)
1.6 、10kV开闭所的最终建设规模 (3)
第二节10kV开闭所的基本接线方式及适用范围 (3)
2.1、单母线接线 (3)
2.2、单母线分段接线 (4)
2.3、双母线接线 (5)
第三节10kV开闭所在实际应用中的典型设计方案 (7)
3.1、方案1的电气技术条件和电气主接线图 (7)
3.1.1、电气技术条件一览表 (7)
3.1.2、电气主接线图 (7)
3.2、方案2的电气技术条件和电气主接线图 (7)
3.2.1、电气技术条件一览表 (7)
3.1.2、电气主接线图 (8)
3.3、方案3的电气技术条件和电气主接线图 (8)
3.3.1、电气技术条件一览表 (8)
3.3.2、电气主接线图 (8)
3.4、方案4的电气技术条件和电气主接线图 (9)
3.4.1、电气技术条件一览表 (9)
3.4.2、电气主接线图 (9)
第四节10kV开闭所典型设计方案的保护配置的分析 (9)
4.1、总述 (9)
4.2、电流、电压互感器在保护配置中的应用 (9)
4.2、对于各个方案的具体分析 (10)
第五节10kV开闭所设计实例 (11)
5.1、关于短路电流的概述 (11)
5.1.1、短路电流计算目的 (11)
5.1.2、短路电流的计算方法 (11)
5.1.3、一般规定 (11)
5.2、短路点位置的选择 (12)
5.2.1、选择原则 (12)
5.2.2、短路点的选择分析 (12)
5.3、短路电流计算 (12)
5.4、电气设备的选择 (13)
5.4.1、母线的选择 (13)
5.4.2、电缆的选择 (14)
5.4.3、熔断器的选择 (15)
5.4.4、电流互感器的选择和校验 (16)
5.4.5、电压互感器的选择 (17)
5.4.6、断路器的选择 (17)
5.5、继电保护配置的简单说明 (18)
参考文献 (19)
附录 (20)
绪论
10kV开闭所是城镇配电网的重要组成部分，随着大规模城、网建设与改造的开展，10kV 开闭所不仅在大、中城市的配电网中得到广泛的使用，而且在县城配电网和其他负荷密集的城镇配电网中也已普遍使用，10kV开闭所已成为配电网的主要设施之一。10kV的数量还在迅速增长之中，他在城镇配电网中扮演者越来越重要的角色。为了在实际应用中能够更好的将10kV开闭所建设好，本文将对10kV开闭所建设的经验和典型案例进行总结，并通过实际工程来说明该怎样结合实际把这些优秀的典型案例适当的融入进我们的实际设计中。本文的主要内容包括：10kV开闭所的基本介绍、10kV开闭所的基本接线方式及适用范围。
关键词
10kV开闭所；主接线方式；典型设计方案；保护配置
第一节10kV开闭所基本介绍
1.1 、10kV开闭所的主要功能
10kV开闭所式变电所10kV母线的延伸，由变电所送出较大容量的馈线至开闭所。再由10kV开闭所按用户需要送出馈线至用户。10kV开闭所接受和重新分配10kV出线。减少高压变电所10kV出线间隔和出线走廊，可用作配电线路间的联络枢纽，还可为用户提供双电源。
此外，配电网中10kV开闭所的合理设置，可以加强对配电网的控制，提高电网运行及调度的灵活性，从而提高整个配电网供电的可靠性。有了一定数量的开闭所，可实现对配电网的优化调度，部分城网设备检修时，可以进行运行方式的调整，做到设备检修时用户不停电；当设备发生故障时，开闭所可发挥其操作灵活性的优势，迅速隔离故障单元，减小停电范围。
1.2 、10kV开闭所的设置原则
由于10kV开闭所能加强对配电网的控制，提高配电网供电的灵活性和可靠性，因此在重要用户附近或电网联络部位应设10kV开闭所。由于10kV开闭所具有变电所10kV母线延伸的功能，对电能进行二次分配，为周边用户提供电源，因此在用户比较集中的地区如大型住宅小区、高层住宅小区、商业中心区、工业园区等地，应设置10kV开闭所。
由于10kV开闭所内有大量的10kV开关柜等中压设备，这些设备对环境的要求比较高，为了便于管理，要求10kV开闭所设置在通道顺畅、巡视检修方便、电缆进出方便的位置。一般情况下要求10kV开闭所设置在单独的建筑物中，或附设在建筑物一楼的裙房中，尽量不要设置在大楼的地下室内。室外环网柜或电缆分接箱与室内的开闭所相比具有体积小、占地面积小、设置比较灵活等优点，一般可设置在绿地或绿化带上。也可设置在对行人影响较小的空地上或道路人行道侧。室外环网柜及电缆分接箱安装处应有避免外力碰撞措施，同时应避免安装在有腐蚀性的物质附近。
1.3 、10kV开闭所电气主接线方式可分为单母线接线、单母线分段接线、双母线接线
单母线接线一般只适用于容量小、线路少和对二、三级负荷供电的的开闭所。其优点是接线简单清晰、设备少、操作方便、占地少、便于扩建和采用成套配电装置。其缺点是不够灵活可靠、任意元件故障或检修时均需整个配电装置停电。
单母线分段接线适用于为重要用户提供双电源、供电可靠性要求比较高的开闭所。其优点是接线简单清晰、设备少、操作方便、占地少、便于扩建和采用成套配电装置。当一段母线发生故障，可保证正常母线不间断供电，不致使重要负荷停电。其缺点是当一段母线隔离开关发生永久性故障或检修时，则连接在该段母线上的回路在检修期间停电。
双母线接线一般有2至4路10kV电源进线间隔，若干路出线间隔，两端母线之间没有联系。双母线接线方式按照功能不同可分为环网型双母线接线和终端型双母线接线，如图2-3所示。环网型双母线接线每段母线上有一进一出2路10kV电源进线间隔，终端双母线
接线的每段母线上只有一路10kV电源进线间隔。
1.4 、10kV开闭所按其在电网中的功能可分为环网型和终端型
环网型开闭所每段母线有2路电源进线间隔，其他为出线间隔，其主要功能是功率交换和线路分段，在城网中实施运行方式的调整。环网型开闭所常以“手拉手” 方式进行环网，其开闭所的用户或分支线有较高的供电可靠性。负荷较集中但超出单个开闭所供电范围的居民小区，需要多个分散的开闭所供电。这类开闭所设计为“手拉手”接线方式为优。
终端型开闭所每段母线一般只有一路电源进线间隔，其他为出线间隔。其主要功能是向周边用户及公用变压器提供电源。
1.5 、10kV开闭所接入系统的方案
10kV开闭所接入系统时，应考虑其供给电源的配电新路能否承担接入开闭所所增加的负荷。对于为终端型开闭所供给电源的配电线路，其10kV开闭所接入后配电变压器容量一般控制在10000—15000kV·A；对于为环网型开闭所供给电源的配电线路，由于正常运行时两条环网是各自分开的，在事故或其他特殊情况时需要将部分或全部负荷有一条线路供电，所以两条环网线路的负荷率应控制在50%以下，环网内配置的开闭所数量不宜过多，开闭所的设计容量不宜过大，配电变压器的总容量一般不超过20000kV·A。
1.6 、10kV开闭所的最终建设规模
10kV开闭所的规模应根据10kV配电网的规划、用户负荷增长情况、电网结构等因素进行选择。10kV开闭所的规模一般为：每座10kV开闭所内设置1-2段10kV母线，每段10kV母线所接配电变压器总容量不宜大于5000kV·A，进出线回路不宜超过8回；总容量大于5000kV·A的大用户，宜从10kV主干线直接接入该用户或采用10kV专线供电。
第二节10kV开闭所的基本接线方式及适用范围
开闭所根据不同的用途，有多种接线方式，常用的主要有一下三种接线方式：单母线接线方式、单母线分段接线方式和双母线接线方式。
2.1、单母线接线
单母线接线方式一般为1至2路10kV电源进线间隔，若干出路出线间隔。个别也有三路及以上电源进线间隔的接线方式，在此不作论述。单母线接线方式按照功能不同刻分为环网型单母线接线方式和终端型单母线接线方式，如图2-1所示。环网型单母线接线有2路10kV电源进线间隔，一进一出构成环网；终端型接线只有一路10kV电源进线间隔。
有点：接线简单清晰、规模小投资省。
缺点：不够灵活可靠，单母线或进线开关故障或检修时，均可能造成整个开闭所停电。
适用范围：一般用于线路分段、环网，或为单电源用户配置的开闭所、户外环网柜、高压电缆分接箱及箱式变高压配电装置。
（a）
（b）
图2-1单母线接线方式(a)环网型（b）终端型
2.2、单母线分段接线
单母线分段接线方式一般有2至4路10kV电源进线间隔，若干出线间隔，丽两段母线之间设有联络开关。单母线分段接线按照功能分为环网型单母线分段接线和终端型单母线分段接线如图2-2所示。断网型单母线分段接线有4路10kV电源进线间隔，即每段母线有一进一出两回10kV电源进线间隔；终端型单母线分段接线一般每段母线只有一路10kV电源进线间隔（也有多路电源进线间隔的，在此不作论述）
优点：1。用开关把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引进出两个回路，提供
双电源供电。2、当一段母线发生检修或故障时，另一段母线可以正常供电，不致使重要用户停电。
缺点：1、母线联络占用两个间隔的位置，增加了开闭所的投资。2、当一段母线的供电电源故障或检修时，导入第二段母线供电时，系统的运行方式会变得复杂。
适用范围：一般适用于为重要用户提供双电源、供电可靠性要求比较高的开闭所。
（a）
(b)
图2-2单母线分段接线方式（a）环网型（b）终端型
2.3、双母线接线
双母线接线一般有2至4路10kV电源进线间隔，若干路出线间隔，两端母线之间没有联系。双母线接线方式按照功能不同可分为环网型双母线接线和终端型双母线接线，如图2-3所示。环网型双母线接线每段母线上有一进一出2路10kV电源进线间隔，终端双母线接线的每段母线上只有一路10kV电源进线间隔（也有多路电源进线间隔的，在此不作论述）。
优点：1、供电可靠性高。对于环网型双母线接线每一段母线均可以有两个不同的电源供电，两回电源线路中的任意一回线路故障或检修，均不影响用户的供电。对终端型双母线任一进线电源故障或检修时，能保证对重要用户的供电。2、调度灵活。能灵活地适应10kV
配电系统中各种运行方式下调度和潮流变化的需要。
缺点：与开闭所相连的外部网架要加强，每段母线必须要有两个供电电源。
适用范围：一般适用于为重要用户提供双电源供电、供电可靠性要求较高的环网型开闭所。
（a）
（b）
图2-3双母线接线方式（a）环网型（b）终端型
第三节10kV开闭所在实际应用中的典型设计方案
类型方案序
号
电气主接线进出线回路数主要设备选择设备布置
户外1 单母线1回进线
2至3回出线
充气式负荷开关柜户外单列
2 单母线分段2进2环出
2至6回出线
空气绝缘负荷开关柜户外双列
户内3 单母线1进1环出
1至7回出线
充气式负荷开关柜户内单列
4 单母线分段2回进线
2至14回出线
空气绝缘断路器柜户内双列
3.1、方案1的电气技术条件和电气主接线图
3.1.1、电气技术条件一览表
序号项目名称内容
1 10kV进线、出
线回路数
10kV进线1回、出线2--3回，全部采用电缆出线
2 电气主接线10kV采用单母线接线
3 短路电流10kV短路电流20kA/2s
4 主要设备选型10kV充气式负荷开关柜
5 布置方式10kV开关柜采用单列布置于户外箱体内
说明：本方案属于终端型单母线接线方式。适用于容量较小的不太重要的三级负荷。采用户外箱式开闭所，内设共箱充气式负荷开关柜和PT柜。电缆进线采用阻燃聚氯乙烯铠装3芯300平方铜芯电缆。出现电缆应根据实际容量进行选用，一般采用铝芯。电缆进线和出线处均应装设带电显示装置和测量用电流互感器（0。5s），电流互感器在进线柜处选用600/5、出线柜出选用400/5。负荷开关在进线柜处选用额定电流选用630A、出线柜处选用200A，开断电流均为20kA。PT柜内应装设熔断器以对电压互感器进行必要的保护。
3.1.2、电气主接线图
见附录1
3.2、方案2的电气技术条件和电气主接线图
3.2.1、电气技术条件一览表
序号项目名称内容
1 10kV进线、出10kV进线2回，2回环出，出线2--6回，全部采用电缆出线。
线回路数
2 电气主接线10kV采用单母线分段接线，预留PT柜，最终规模可按需要配置PT柜。
3 短路电流10kV短路电流20kA/2s。
4 主要设备选型10kV充气式负荷开关柜。
5 布置方式10kV开关柜采用单列布置于户外箱体内。
说明：本方案属于环网型单母线分段接线方式。适用于容量中等的二、三级负荷。采
用户外箱式开闭所，内设共箱充气式负荷开关柜、PT柜、联络柜。电缆进线采用阻燃聚氯
乙烯铠装3芯300平方铜芯电缆。出现电缆应根据实际容量进行选用，一般采用铝芯。电
缆进线和出线处均应装设带电显示装置和测量用电流互感器（0。5s），电流互感器在进线
柜处选用600/5、出线柜出选用400/5。负荷开关在进线柜处选用额定电流选用630A、出线
柜处选用200A，开断电流均为20kA。PT柜内应装设熔断器以对电压互感器进行必要的保
护。出线柜用熔断器做保护。
3.1.2、电气主接线图
见附录2
3.3、方案3的电气技术条件和电气主接线图
3.3.1、电气技术条件一览表
序号项目名称内容
1 10kV进线、出线回
10kV进线1回，1回环出，出线1--7回，全部采用电缆出线。
路数
2 电气主接线10kV采用单母线接线，预留PT柜，最终规模可按需要配置PT柜。
3 短路电流10kV短路电流20kA/2s。
4 主要设备选型10kV充气式负荷开关柜。
5 布置方式10kV开关柜采用单母线户内单列布置。
说明：本方案属于环网型单母线接线方式。适用于容量中等的三级负荷。采用户内开
闭所，内设1环进柜、1环出柜、1PT柜、7出线柜共十面柜子。电缆进线采用阻燃聚氯乙
烯铠装3芯300平方铜芯电缆，出现电缆应根据实际容量进行选用，一般采用铝芯。电缆
进线和出线处均应装设带电显示装置和测量用电流互感器（0。5s），电流互感器在进线柜
处选用600/5、出线柜出选用400/5。负荷开关在进线柜处选用额定电流选用630A、出线柜
处选用200A，开断电流均为20kA。PT柜内应装设熔断器以对电压互感器进行必要的保护。
出线柜用熔断器做保护，熔断器熔丝熔断时能同时将负荷开关断开。
3.3.2、电气主接线图
见附录3
3.4、方案4的电气技术条件和电气主接线图
3.4.1、电气技术条件一览表
序号项目名称内容
1 10kV进线、出
10kV进线2回，出线6回，站用变一回，进出线全部采用电缆。
线回路数
2 电气主接线10kV采用单母线接线，设有PT柜，站用变柜。
3 短路电流10kV短路电流20kA/2s。
4 主要设备选型10kV空气绝缘断路器柜。
5 布置方式10kV开关柜采用单母线户内双列布置。
说明：本方案属于终端型单母线接线方式。适用于容量较大的一、二级负荷。采用户内开闭所，内设2进线柜、2联络柜、1PT柜、1占用变柜、4出线柜共十面柜子。电缆进线采用阻燃聚氯乙烯铠装3芯400平方铜芯电缆，出现电缆应根据实际容量进行选用，一般采用铝芯。电缆进线和出线处均应装设带电显示装置和测量用（0。5s）、保护用(15p)电流互感器，电流互感器在进线柜处选用600/5、出线柜出选用400/5。断路器在进线柜处选用额定电流选用1250A、出线柜处选用630A，开断电流均为20kA。PT柜内应装设熔断器以对电压互感器进行必要的保护。
3.4.2、电气主接线图
见附录4
第四节10kV开闭所典型设计方案的保护配置的分析
4.1、总述
开闭所分为环网型和终端型，环网型和终端型的保护配置是区别的。
环网型开闭所的环进环出柜内一般是不配置任何保护的，主要原因是：环网型开闭所之间是以手拉手的方式开环运行的，它常应用于市区，而市区内线路的供电半径一般都会在5km以内，线路是很短的。一条10kV主干线一般会连接2—4个开闭所，每个开闭所按装设最少的两个断路器开关计，则一条10kV主干线相当于装设了4—8个断路器开关，由于线路很短各个开关之间的短路时间无法进行配合。一旦发生短路故障，短路点之前的开关和变电所的出现开关都可能发生都可能跳闸，起不到隔离故障点的作用。环网型开闭所的馈线柜一般配置熔断器保护或负荷开关+熔断器保护，起到过负荷和过电流保护的作用。
终端型开闭所进线柜一般会配置熔断器保护或断路器保护，馈线柜也宜配置断路器进行保护。
4.2、电流、电压互感器在保护配置中的应用
在电力系统中，通过测量线路电流或电压来判定线路是否出现故障。我们通常是借助电流、电压互感器来间接的反应实际线路中的电压、电流情况，这样既能避免主电路的高压直接接入仪表、继电器等二次设备，也能避免二次设备的故障影响到主电路。
电流、电压互感器在连接于主电路中会因保护的内容及场合不同而有不同的接线方式。10kV电力系统中常用的电流互感器接线方式有两相V形接线和三相星形接线，常用的电压互感器接线方式有两个单相电压互感器接成V/V形，三个单相电压互感器接成Y0/Y0形、三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器接成Y0/Y0/△（开口三角形）。
过电流保护和电流速断保护基本都采用两相V形接线或两相电流差接线，V形接线反应的是未接保护的那一相的相电流，两相电流差接线其电流大小为相电流的√3倍。
小电流系统绝缘监视装置中的电压互感器接线形式基本采用Y0/Y0/△（开口三角形）接线形式。
4.2、对于各个方案的具体分析
方案二和方案三属于环网型开闭所，所以他们的环进环出柜的没有配置任何保护，只是简单的配置了负荷开关柜。而对于方案一虽是属于终端型的，也只是简单的配置了负荷开关柜，其原因主要是方案一所使用的是小容量的三级负荷，简单经济，基本能满足用户的用点要求。
方案二和方案三的出线均配置了负荷开关+熔断器保护，以满足出线柜过负荷和过电流保护的要求。但方案三熔断器和负荷开关具有联动性（当任一相熔丝熔断后负荷开关也随即断开），而方案二的出线保护却不具有这种功能。需要指出的是现在出线柜保护配置一般会采用方案三而不采用方案二，方案三能够避免出现缺相运行情况，从而隔离故障点。采用方案三时应注意出线所能承载的容量问题，一般出线所供负荷不超过2000kW，原因是目前国内厂家生产的熔丝的最大额定电流为125A（国外进口的熔丝最大额定电流为200A）。当所供负荷电流大于125A或所供变压器容量大于2000kV A时，国产熔丝将无法满足要求，对于这种情况可采用断路器柜或其他方式。
方案四属于终端型开闭所，供电容量较大，负荷级别较高，因此保护配置要求也比较高。本方案中进线柜、出线柜、联络柜均采用了手车式断路器，以满足较高保护配置的要求，实现根据线路的运行情况自动的切断和闭合线路。在进行保护配置时可采用两段式或三段式保护。进线处的断路器以保护母线为主，出线出断路器以保护出线线路和变压器为主。在进线处可采用两段式保护，出线处采用三段式保护。由于进线保护距离较短，进线处的第一段保护应采用略带时限的电流速断保护作为母线的主保护，第二段保护应采用定时限过电流保护作为母线的近后备保护。此外，母线出应安装有绝缘监视装置，当母线处或出线线路出线单相接地短路时绝缘监视装置将发出报警信号。出线保护主要保护线路---变压器，采用三段式保护，第一段保护采用瞬时电流速断保护作为本线路的辅助保护，第二段保护采用略带时限的电流速断保护作为本线路的主保护，第三段保护采用定时限过电流保护，作为本线路的后备保护。此外，出线应安装有零序电流保护，并动作于信号；当危及人身和设备安全时，动作于跳闸。
第五节10kV开闭所设计实例
项目说明：现需要在A住宅小区建一开闭所。其总用电容量13800kVa，包括A南区6800kVa和A北区4200kVa。A南区的居民生活三级负荷安装容量为5000kVa，消防、电梯、公用等二级负荷的安装容量为1800kVa。A北区南区的居民生活三级负荷安装容量为3200kVa，消防、电梯、公用等二级负荷的安装容量为1000kVa。
5.1、关于短路电流的概述
5.1.1、短路电流计算目的
1、校验电气接线的合理性，选择限制短路电流的方式。
2、进行电气设备和校验。
3、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件（如电抗器）。
5.1.2、短路电流的计算方法
由于电力系统供电的住宅小区发生短路时，由于工业企业内所装置的元件，其容量要小，而阻抗则较系统阻抗大得多，当这些元件遇到短路时，系统母线上的电压变动很小，可以为电压维持不变，即系统容量为无限大。所以我们在这里进行短路电流计算方法，以无限大容量电力系统供电作为前提计算的，其步骤如下：
1、对各等值网络按个别计算法进行化简，求出计算电抗。
2、分别查运算曲线，系统查带有自动电压调整器的“发电机的平均运算曲线”。
3、求出短路电流的标么值。
4、归算到各电压等级求出有名值。
5.1.3、一般规定
1、计算的基本情况
1）电力系统中所有电源均在额定负荷下进行。
2）所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强励装置）。
3）短路发生在短路电流最大值的瞬间。
4）应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电流。
2、接线方式
计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不能用在仅切换过程中可能并联运行的接线方式。
3、计算容量
应按本工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。
4、短路点的种类
一般按三相短路计算，若发电机的两相短路式中性点有接地系统的以及自耦变压器等回路中单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的时候进行计算。
5.2.1、选择原则
（1）短路电流的计算，是为了选择电气设备提供依据，使所选的电气设备能在各种情况下正常运行，因此短路点的选择应考虑到电器可能通过的最大短路电流。
（2）为了保证选择的合理性及经济性，不考虑极其稀有的运行方式。
5.2.2、短路点的选择分析
1、网络计算电路图如图所示：
2、10kV开闭所只有一个电压等级，10kV选择10kV侧的断路器及隔离开关时，要考虑当网络在发生短路时流过最大短路电流，因此在10kV母线上设置一个三相短路点D。
∝电源
·电力电缆L=5km D
开闭所
5.3、短路电流计算
电力系统出口断路器的断流容量为S OC=600MV A，电力系统出口至开闭所的距离为5km，短路计算电压值取U C1=10.5kV。
1、电力系统的电抗：X1=U2c1/S OC=(10.5)2/600MV A=0.18Ω
2、电力电缆的电抗：X2=X0L=5×0.08=0.4Ω
3、D点的等效电路如下图所示：
D
1/0.18Ω2/0.4Ω
X= X1+ X2=0.58Ω
1）三相短路电流周期分量的有效值
I(3)=U C1÷(X√3)=7.58kA
2）三相短路次暂态电流和稳态电流：
I”3)= I∝(3)= I(3)= 7.58kA
3）三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流的有效值
i sh(3)=2.55 I(3)=2.55×7.58kA=19.33kA
I sh(3)=1.55 I(3)=1.55×7.58kA=11.75kA
高压一次设备的选择必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。
电气设备按在正常条件下工作进行选择就是要考虑电气装置的环境条件和电气要求。环境条件是指电气装置所处的位置（室内或室外）、环境温度、海拔高度以及有无防尘、防火、防腐等要求。
电气要求是指电气装置对设备的电压、电流、频率等的要求。对一些断流电器应考虑其断流能力。电气设备按在故障条件下工作进行选择，就是按照可能发生的最大短路电流时的动稳定度和热稳定度进行校验。
部分高压一次设备选择校验的项目和条件如下图所示。
电气设备名称电压
（kV）
电流
（A）
断流能力
(kA或MV A）
短路电流校验
动稳定校验热稳定校验
母线——√——√√电缆√√————√高压断路器√√√√√高压熔断器√√√————电流互感器√√——√√5.4.1、母线的选择
10kV侧采用屋内配电装置，所以10kV电压母线选用硬母线。为了经济选用铝硬母线即矩形母线，矩形导体散热条件较好，便于固定和连接，但集肤效应较大。为了避免集肤效应系数过大，单条矩形截面最大不超过1250mm2，当工作电流超过最大截面单条导体允许载流量时，可将2—4条矩形导体并列使用，但多条导体并列的允许电流并不成比例增加。故一般避免采用4条矩形导体并列使用。
1、试选LMY——60×6铝母线
其长期允许的载流量I al=765A
按导体长期发热允许电流选择：
I al>I(30)
郑州市最高温度为35℃，查表得温度修正系数为0.88。
则：I=765×0.88=673.2A
计算电流的计算按照各种可能的运行方式中计算电流最大的一种计算。即：
I(1)30=7800kVa/10√3=450.36A
I>I(1)30 满足设计要求。
2、热稳定校验：
用θl=70℃查铝导体的曲线，对应的K l=0.7×104A2.s/mm4
而t ima=t k＋0.05s=T op＋t op＋0.05s=0.6s＋0.15s＋0.05s=0.8s
T op母线的短路保护动作时间，t op断路器的断路时间。
(3)= 7.58kA ，母线横截面积A=60×6mm2
又断路稳定电流I
∝
由此可计算K k=K l＋(I∝(3)/A)2×t ima=0.7×104A2.s/mm4＋(7.58×103A/60×6mm2)2×0.8S=0.74A2.s/mm4
用K k去查铝导体曲线可得θk=120℃
=200℃>θk
由查表可得铝母线的最高允许温度θk
·max
因此该母线满足断路热稳定度的要求。
3、动稳定校验
硬母线的动稳定度的校验条件应按下列公式进行计算σal≥σc，
其中σal母线材料的最大允许应力（pa），应铝母线σal=70MPA,σc为母线通过i sh（3）时所受到的最大应力。
取母线的档距L=1M，两导体的轴线间的距离a=25CM=0.25M
σc=M/W
M=F(3)L/8
W=b2h/6
F(3)=√3×（i sh（3））2×L×10-7/a×N/A2
所以：F(3)=√3×（i sh（3））2×L×10-7/a×N/A2=√3×（19.33kA）2×1×10-7/a×N/A2=64.7N M=64.7/8=8.08N.M
W=602×6×10-6/6=2246.5pa
σc=M/W=2246.5pa
所以σal≥σc
，满足动稳定度的要求。
5.4.2、电缆的选择
根据设计经验，一般10kV及以下的高压线路，通常先按发热条件来选择电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。
进线应分别能承载各自所属母线所带的负荷。当有任一路进线出现故障或检修时，母联柜中的断路器闭合，三级负荷中的出线柜的断路器应断开一部分，另一路进线应能承载所有的二级负荷正常工作。
根据《河南省电力公司城市中低压配电网技术导则及编写说明》中关于10kV电缆的选用的说明应选用U0/U＝8.7kV/10kV 阻燃型交联聚乙烯绝缘电缆。其中U0为电缆导体与绝缘屏蔽层或金属护套之间的额定工频电压；U为电缆任何两相线之间的额定工频电压。1）一号进线电缆的选择
其所承载的容量为7800kVa
I(1)30=7800kVa/10√3=450.36A
根据I(1)30查附录表，假定选用400mm2铜线
则I(1)AL=378*1.29=487.62A ，满足I(1)AL≥I(1)30。所以一号进线应选用400mm2铜电缆所以一号进线电缆应选用的型号为：ZRYJV22-8.7/10-3X400
2）二号进线电缆的选择
根据《河南省电力公司城市中低压配电网技术导则及编写说明》中关于10kV电缆的选用的说
明：电缆主干线的导线截面宜按远期规划一次选定，主干线导线截面不宜超过两种。而且二号进线电缆的承载容量为6000kVa小于一号进线。所以二号进线的选定宜与一号进线保持一致。
所以二号进线电缆应选用的型号为：ZRYJV22-8.7/10-3X400
3）三号出线电缆的选择
其所承载的容量为5000kVa
I(3)30=5000/10√3=288.68A
根据I(1)30查附录表，假定选用300mm2铜线
则I(1)AL=332A ，满足I(3)AL≥I(3)30。所以三号出线应选用300mm2铝电缆。
所以三号出线电缆应选用的型号为：ZRYJLV22-8.7/10-3X300
4）四号出线电缆的选择
其所承载的容量为3000kVa
I(3)30=3000/10√3=173.21A
根据I(4)30查附录表，假定选用95mm2铜线
则I(1)AL=182A ，满足I(3)AL≥I(3)30。所以三号出线应选用300mm2铝电缆。
考虑到省电力公司规范：选择电缆截面，应在电缆额定载流量的基础上，考虑环境温度、并行敷设、热阻系数、埋设深度等因素后确定：
（1）主干线：电缆截面铜芯300、400 mm2（或铝芯400 mm2）
（2）次干线：电缆截面铜芯240、300 mm2（或铝芯240、300 mm2）
（3）分支线：电缆截面铜芯95～185 mm2（或铝芯120～240 mm2）
所以四号出线电缆应选用的型号为：ZRYJLV22-8.7/10-3X240
5)五、六、七、八号出线电缆的选择
五、六、七、八号出线电缆所承载的容量均小于3000kVa，而省电力公司规定次干线电缆截面不能小于300mm2，所以他们的型号应为：ZRYJLV22-8.7/10-3X240
5.4.3、熔断器的选择
熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害，屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，而在电厂中多采用保护电压互感器。
一、10kV侧熔断器的选择
1、10kV侧熔断器属于高压熔断器，属屋内配电装置，则所选的熔断器是户内高压熔断器，对于10kV RN型户内限流熔断器应按下列原则进行选择。
1）熔断器额定电压等于安装地点的电网额定电压；
2）熔断器的额定电流必须不小于最大长期负荷电流；
3）必须校验熔断器的断流能力，即流过熔断器的最大三相短路功率应不大于熔断器允许断流容量。
2、熔断器选择
试选RN1—10型熔断器，技术参数如下表：
型号装设地点额定电流额定电压
XRNT 站用变 6.3a 10kV
XRNP PT柜0.5a 10kV
5.4.4、电流互感器的选择和校验
一、电流互感器的选择要求
电流互感器的选择应满足继电保护，自动装置和侧量仪表的要求：
1、参数的选择：
1）电流互感器的二次额定电流有5A和1A两种，一般弱电系统用1A，强电系统用5A，当配电装置距控制室较远时，可考虑用1A。
2）电流互感器额定的二次负荷标准按G131208—75的规定有下列等级：5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100A。当额定电流为5A时，相对应的额定负荷阻抗值为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.6,2.0,2.4,3.2,4.0Ω，当一个二次绕组的容量不能满足要求时，可将两绕组串联使用。
3）二次级的数量决定于测量仪表，保护装置和自动装置的要求，一般情况下，测量仪表与保护装置宜分别接于不同的二次绕组。
2、型式选择
1）35kV以下屋内配电装置的电流互感器，根据安装使用条件和产品情况，采用瓷绝缘结构或树脂绕组绝缘结构，一般常用型式为，低压配电屏和配电设备中，LQ线圈式，LM母线式，6—20kV屋内配电装置和高压开关柜中，LD单匝贯案式，LF复匝贯穿式，发电机回路和2000A以上回路，LMC，LMZ型，LBT型，LRD，LRZD型。
2）按安装方式可分别为穿墙式、支持式和装入式。穿墙式装在墙壁或金属结构的孔中，可节约穿墙套管。支持式安装在平面式支柱上。回路中有变压器套管，穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以节省投资或占地。
二、10kV电流互感器的选择
查《工业与民用配电设计手册》选LZZBJ9—10型电流互感器，参数如下：
安装地点型号电流变比测量准确级保护用准确级
进线柜LZZBJ9 600/5A 0.5 10p
联络柜LZZBJ9 600/5A 0.5 10p
站用变柜LZZBJ9 400/5A 0.5 无
馈线柜LZZBJ9 400/5A 0.5 10p
5.4.5、电压互感器的选择
一、电压互感器的选择要求：
选择电压互感器应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求。
1、电压互感器配置
1）母线：除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一组电压互感器，用于同步
测量仪表和保护装置。
2）线路：35kV及以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压，进行
同步和设置重合闸，装有一台单相电压互感器。
3）变压器：变压器低压侧有时为了满足同步式继电保护的要求，设有一组电压互
感器。
4）当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。
2、接线方式选择：
在满足二次电压和负荷要求的条件下，电压互感器应尽量采用简单接线。
二、10kV电压互感的选择
查《工业与民用配电设计手册》选LZZBJ9—10型电流互感器，型号：JDZ-10 10/0.1kV。
5.4.6、断路器的选择
对于10kV开闭所来说，其进线柜及母联的断路器额定电流不小于1250A、额定短路开
断电流不小于31.5kA，其馈线柜的断路器的额定电流应不小于630A、额定短路开断电流不
小于25kA。继电保护动作时间0.6s，断路器动作时间取0.15s。
由 2.1 电缆的选择知道I
(1)30
=450.36A，所以进线柜的断路器试选择ZN-12/1250A-31.5kA
对所选择的断路器进行校验，校验项目如下：
序号装设地点的电气条件ZN-12/1250A-31.5kA型真空断路器项目数据项目数据结论
1 U
N /U
max
10kV/11.5kV U
N
12kV 合格
2 I
(1)30450.36A I
N
1250A 合格
3 I
K (3)7.58kA I
OC
31.5kA 合格
4 i sh(3)19.33kA i
max
80kA 合格
5 I
∝(3)2t
mia
7.582X0.75=43.09 I T2t 31.52×4=3969 合格
由2.1 电缆的选择知道I
(3)30
=288.68A，所以出线柜的断路器试选择ZN-12/630A-25kA。
电气主接线图使用分析 王霞 电气1202班，电气工程及自动化，水利与能源动力工程学院，2013.11.5 摘要：电气主接线是由各种电气设备如发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、电缆、线路等按照一定的要求和顺序连接起来，完成电能的输送和分配的电路。电气主接线是传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。当用国家统一规定的图形和文字符号表示各种电气设备，并按工作顺序排列，详细地表示电气主接线的全部基本组成和连接关系的接线图，称为主接线图。电气主接线的选择，直接影响着电气设备的选择和配电装置的布置，也在一定程度上决定了这些设备和装置运行的可靠性和经济性。现就发配电技术中的电气主接线图的基本形式进行分析研究。 一．对一次主接线的要求 1.安全性 对电气主接线的安全性，主要体现在：隔离开关的正确配置和隔离开关接线的正确绘制。隔离开关的主要用途是将检修部分与电源隔离，以保证检修人员的安全。在电气主接线图中，凡是应该安装隔离开关的地方都必须配置隔离开关，不能有遗漏之处，也不可以为乐节省投资而不装。在绘制隔离开关时，电源应接在通过瓷瓶与隔离开关的刀片联结，因为这样安装在打开和合上隔离开关时，刀片端的带电时间较短，这样可以保证操作人员的安全。 2.可靠性 电气主接线的可靠性不是绝对的。同样的形式在一些发电厂或变电所来说是可靠的，但对另一些发电厂或变电所则不一定能满足可靠性要求。所以在分析主接线图时，要考虑发电厂或变电所在整个系统中的地位和作用，也要考虑用户的负荷性质和类别。 （1）在分析电气主接线可靠性时，根据负荷性质，可按以下几个方面进行： 1）各断路器检修时，停电的范围和时间； 2）母线故障或检修时，停电范围和时间； 3）有没有使发电厂或变电所全部停电的可能。 电气主接线可靠性的高低直接决定着经济损失的大小，可靠性越高停电时的经济损失越少，反之，则越多。 （2）按重要性的不同，将负荷分为三类： Ⅰ类负荷——停电后将造成人员伤亡和重大设备损坏的最重要负荷。如机场和军事设施等电力
第五章电气主接线讲义 第一节电气主接线概述 一、电气主系统与电气主接线图 （一）电气主接线 电气主接线是由多种电气设备通过连接线，按其功能要求组成的汇聚和分配电能的电路，也称电气一次接线或电气主系统。 （二）电气主接线图 用规定的设备文字和图形符号将各电气设备，按连接顺序排列，详细表示电气设备的组成和连接关系的接线图，称为电气主接线图。 电气主接线图一般画成单线图。 二、电气主接线中的电气设备和主接线方式 （一）电气主接线中的电气设备 电气主接线中的主要电气设备包括：电力变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、接地装置以及各种无功补偿装置等。（二）主接线方式 常用的主接线方式有：单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路母线接线、双母线接线、双母线带旁路母线接线、双母线分段接线、双母线分段带旁路母线接线、内桥接线、外桥接线、一台半断路器接线、单元接线、和角形接线等。 三、电气主接线的基本要求 电气主接线的选择正确与否对电力系统的安全、经济运行，对电力系统的稳定和调度的灵活性，以及对电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护及控制方式的拟定等都有重大的影响。在选择电气主接线时，应满足下列基本要求。 1. 保证必要的供电可靠性和电能的质量； 2. 具有一定的运行灵活性； 3. 操作应尽可能简单、方便； 4. 应具有扩建的可能性； 5. 技术上先进，经济上合理。
第二节 电气主接线的基本接线形式 一、单母线接线 （一） 单母线接线的优点 简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便，有利于扩建和采用成套配电装置。 （二） 单母线接线的主要缺点 母线或母线隔离开关检修时，连接在母线上的所有回路都将停止工作；当母线或母线隔离开关上发生短路故障，装设母差保护时，所有断路器都将自动断开，造成全部停电；检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。 二、单母线分段接线 出线回路数增多时，可用断路器或隔离开关将母线分段，成为单母线分段接线，如图所示。根据电源的数目和功率，母线可分为2～3段。 （一）单母线分段接线的优点 该接线方式由双电源供电，故供电可靠性高，同时具有接线简单、操作方便、投资少等优点。当一段母线发生故障时，分段断路器或隔离开关将故障切除，保证正常母线供电，重要用户分别取自不同母线，不会全停，提高了供电的可靠性。 （二）单母线分段接线的缺点 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开接在该分段上的全部电源和出线，并使该段单回路供电的用户停电；任一出线断路器检修时， 该回路
以下是对仪器进行详细的介绍试验前应该常备的试验项目和介绍，以及仪器在现场是如何接线的，如果你需要了解更多详细的参考资料和技术说明，推荐一个不错的地方:直流高压发生器 使用直流高压试验器的工作人员必须是具有“高压试验上岗证”的专业人员。 ● 使用本仪器请用户必须按《电力安规》168条规定，并在工作电源进入试验器前加装两个明显 断开点，当更换试品和接线时应先将两个电源断开点明显断开。 ● 试验前请检查试验器控制箱、倍压筒和试品的接地线是否接好。试验回路接地线应按本说明书 所示一点接地。 ● 对大电容试品的放电应经100Ω/V放电电阻棒对试品放电。放电时不能将放电棒立即接触试品，应先将放电棒逐渐接近试品，至一定距离空气间隙开始游离放电有嘶嘶声。当无声音时可用放电 棒放电，最后直接接上地线放电。 ● 如做容性负载试验时，一定要接上限流电阻。 ● 直流高压在200kV及以上时，尽管试验人员穿绝缘鞋且处在安全距离以外区域，但由于高压直流离子空间电场分布的影响，会使几个邻近站立的人体上带有不同的直流电位。试验人员不要互 相握手或用手接触接地体等，否则会有轻微电击现象，此现象在干燥地区和冬季较为明显，但由 于能量较小一般不会对人造成伤害。 ● 试验完毕必须将接地线挂至高压输出端方可拆除高压引线。 （1）．控制箱面板示意图 错误！未指定应用程序。 1．控制箱接地端子：控制箱接地端子与倍压筒接地端子及试品接地联接为一点后再与接地网相连。 2．中频及测量电缆快速联接插座：用于机箱与倍压部分的联接。联接时只需将电缆插头顺时针 方向转动到位,拆线时只需逆时针转动电缆插头。 3．过压整定拨盘开关：用于设定过电压保护值。拨盘开关所显示单位为kV ，设定值为试验电压1.1倍。 4．电源输入插座：将随机配置的电源线与电源输入插座相联。(交流220V±10％，插座内自带保 险管。) 5．数显电压表：数字显示直流高压输出电压。
现代物业?新建设 2013年第12卷第4期现代建设 Modern Construction 在进行发电厂以及变电站设计时，主要内容就是对电气主接线图的设计，并且主接线图是设计的主体，由此可见电气主接线图的重要性。在对主接线图进行设计时，主要是对设备的施工地址、施工范围、施工过程中所需要的设备数量以及一些线路的连接方式等进行设计。电气主接线图在发配电技术中起着非常重要的作用，电气主接线图的设计好坏直接影响着变电站、发电厂以及一些其他的变电设备的运行可靠性。因此，在发配电技术中，要加强对电气主接线图的设计。 一、发配电技术中主接线图设计的基本要求 发电厂以及变电站在施工时会按照主接线图来进行施工，设计的好坏直接影响着施工的全过程。在对主接线路进行设计时，要综合考虑，将涉及到的因素综合考虑，否则会影响到整个发电厂以及变电站运行的可靠性。例如，在对主接线图进行设计时，要对电气设备在系统中的位置、运行的情况、电气设备中的各个元件等综合考虑，最后保证电气主接线图设计的经济性、合理性以及工作的持续性。 二、发配电技术中电气主接线图的设计原则 在对发配电技术中的电气主接线图进行设计时要严格地在设计规范下进行，与此同时还要严格遵守国家对此技术的法律规范，在此前提下，通过对施工环境的充分考虑，从实际工程出发来进行设计。设计的图纸要确保变电站、发电厂、电气设备运行的可靠性，设计的图纸要具有经济性；在对主接线图进行设计时还要不断地引入新的技术，使其具备先进性；设计时要充分考虑施工的顺利，保证工程结束后操作灵活等。 三、电气主接线的主要接线方式 （一）单母线接线方式 单母线接线只有一组母线接线。单母线接线方式有很多特点，此接线方式是将电源以及线路接在同一个母线上，由于只有一组母线，所以接线工作操作简便，在施工过程中不需要太多的设备进行辅助工作，所以成本的投入比较小，除此之外还有一个更重要的特点，由于其接线的特征使其有利于日后的扩建工作，在对单母线接线时可以在任意装置中安装排除负电流和故障电流的开关，此开关可以将任何一个出现故障的引线排除。当某一断路器需要检修时，要在检修此断路器的同时还要保证其他线路可以正常运行，此时要想保证断路器检修且不影响其他线路，就必须将断路器从电源处隔离。为了满足这一要求，当对装置进行隔离开关安装的时候，应该将隔离开关安装在断路器附近，以确保当断路器出现故障时，能及时将其断开再进行维修而不影响其他线路的正常工作。但是单母线接线方式也有一个缺点，当装置中的母线或者是隔离开关出现故障时，只能将整个装置系统停止运行，才能对其进行维修，从而影响整个装置系统的运行。 （二）单母线的分段接线方式 由于普通的单母线接线方式有一定的缺陷，为了弥补单母线接线方式的缺点，采取单母线分段接线方式。在进行单母线分段接线时主要进行以下步骤：由于单一的母线出现障碍时就无法工作，所以在母线的中间位置加一个隔离器，将单母线分为两段，这样当母线出现故障时，也可以满足供电工作的正常运行，从而满足客户的需求。对每一段母线都要接上输电线，以确保任意一段出现故障或者对其进行检修时，不影响供电系统正常工作。为了提高单母线的有效性，要对其进行定期的检修与维护，一旦发 发配电技术中对电气主接线图的分析 黄浩 （广西 南宁 530001） 摘 要：在发配电技术中对电气主接线图的确定是非常重要的，因为电气主接线图直接影响着配电装置和电气设备，对设备的运行也有一定的影响，可见电气主接线图在发配电技术中的重要性。本文对发配电技术中的电气主接线图进行分析，提出电气主接线图的重要作用以及接线方法。 关键词：发配电技术；电气主接线图；接线方式 中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2013）04-0046-02 – 46 –