电气工程基础课程设计题目：110kV降压变电站电气系统初步设计
学生姓名：林俊杰
专业：电气工程及其自动化
班级：电气0906班
学号：200911914
指导教师：罗毅
目录
变电站电气系统课程设计说明书
一、概述
1、设计目的————————————————————————————
2、设计内容
3、设计要求
二、设计基础资料
1、待建变电站的建设规模
2、电力系统与待建变电站的连接情况
3、待建变电站负荷
三、主变压器与主接线设计
1、各电压等级的合计负载及类型
2、主变压器的选择
四、短路电流计算
1、基准值的选择
2、各元件参数标幺值的计算
3、用于设备选择的短路电流计算
五、电气设备的选择
1、电气设备选择的一般条件
2、各回路的工作电流计算
3、断路器和隔离开关选择
4、导线的选择
5、限流电抗器的选择
6、电压互感器的选择
7、电流互感器的选择
8、电压熔断器的选择
9、支持绝缘子和穿墙套管的选择
10、消弧线圈的选择
11、避雷器的选择
一、概述
1、设计目的
（1）复习和巩固《电气工程基础》课程所学知识。
（2）培养和分析解决电力系统问题的能力。
（3）学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法。
2、设计内容
本课程设计只作电气系统的初步设计，不作施工设计和土建设计。
（1）主变压器选择：根据负荷主变压器的容量、型式、电压等级等。
（2）电气主接线设计：可靠性、经济性和灵活性。
（3）短路电流计算：电力系统侧按无限大容量系统供电处理；
用于设备选择时，按变电所最终规模考虑；用于保护整定计算时，按本期工程考虑；举例列出某点短路电流的详细计算过程，列表给出各点的短路电流计算结果S k、I”、I∞、I sh、T eq（其余点的详细计算过程在附录中列出）。
（4）选择主要电气设备：断路器、隔离开关、母线及支撑绝缘子、限流电抗器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈。每类设备举例列出一种设备的详细选择过程，列表对比给出选出的所有设备的参数及使用条件。
（5）编写“××变电所电气部分设计”说明书，绘制电气主接线图（＃2图纸）3、设计要求
（1）通过经济技术比较，确定电气主接线；
（2）短路电流计算；
（3）主变压器选择；
（4）断路器和隔离开关选择；
（5）导线（母线及出线）选择；
（6）限流电抗器的选择（必要时）。
（7）完成上述设计的最低要求；
（8）选择电压互感器；
（9）选择电流互感器；
（10）选择高压熔断器（必要时）；
（11）选择支持绝缘子和穿墙套管；
（12）选择消弧线圈（必要时）；
（13）选择避雷器。
二、设计基础资料
1、待建变电站的建设规模
⑴变电站类型：110 kV降压变电站
⑵三个电压等级：110 kV、35 kV、10 kV
⑶110 kV：近期线路2回；远期线路3回
35 kV：近期线路2回；远期线路4 回
10 kV：近期线路4回；远期线路8回
2、电力系统与待建变电站的连接情况
⑴变电站在系统中地位：地区变电站
⑵变电站仅采用110 kV的电压与电力系统相连，为变电站的电源
⑶电力系统至本变电站高压母线的标么电抗（S d=100MVA）为：
最大运行方式时0.28 ；
最小运行方式时0.35；
主运行方式时0.30;
⑷上级变电站后备保护动作时间为2.5s
3、待建变电站负荷
⑴110 kV出线：负荷每回容量10000 kVA，
cos?＝0.9，T max＝4000 h
⑵35 kV负荷每回容量5000 kVA，
cos?＝0.85，T max＝4000 h；
其中，一类负荷0回；二类负荷2回
⑶10kV负荷每回容量1500 kW，cos?＝0.95，T max＝4200 h；
其中，一类负荷0回；二类负荷2回
(4)负荷同时率0.78
4、环境条件
⑴当地年最高气温400C，年最低气温-200C，最热月平均最高气温350C，年最低气温-50C。
⑵当地海拔高度：600m
⑶雷暴日：15日/年
5、其它
⑴变电站地理位置：城郊，距城区约10km
⑵变电站供电范围：110 kV线路：最长100 km，最短50 km；
35 kV线路：最长60 km，最短20 km；
10 kV低压馈线：最长15 km，最短3 km；
⑶未尽事宜按照设计常规假设。
三、主变压器与主接线设计
1、主变压器的选择
（1）变压器台数的选择
在大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台变压器为宜；对地区性孤立的一次变电站或复合较高的变电站，在设计时应该考虑装设三台变压器的可能性。考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系紧密，含有交大份额的一、二类负载，故一起工程选择两台主变压器，并列运行且容量相等。考虑到地区经济发展较快，远期增加负荷较多，负荷密度迅速增大，故而起工程增加一台主变压器。
变压器是变电站主要电气设备之一，其主要功能是升高或降低电压，以利于电能的合理输送、分配和使用。从电工学中知道，输电线路中流过的电流越大，损失的功率就越大。所以采用高压输电减少线路的功率损耗，故将发电厂发出的电力经变压器升压后输送，送到供电地区后经降压变压器变换成低电压供用户使用。
（2）变压器容量的选择
设计的变电站中，35kV侧负荷每回容量5000kVA,cosφ=0.85，T max=4000h；10kV
侧负荷每回容量1500KW ，cos φ=0.95，T max =4200h 。 近期系统负荷总量和类型统计如下： 35kV 侧的总负荷
S 35=5000×2kVA=10000kVA 10kV 侧的总负荷
S 10=（1500×4）/0.95kVA=6316kVA 近期的总负荷
S =0.78×（S 35 +S 10）=12726kVA
远期系统负荷总量和类型统计如下： 35kV 侧的总负荷
S 35=5000×4kVA=20000kVA 10kV 侧的总负荷
S 10=（1500×8）/0.95kVA=12632kVA 远期的总负荷
S =0.78×（S 35 +S 10）=25453kVA
拟选用三台（近期两台、远期增加一台）SFSL7-10000/110型三绕组变压器，其容量比为：100/100/50；电压比为110±2×2.5%/38.5±2×2.5%/11kV ；接线方式为YN,y0,d11，阻抗电压为：U k12%=10.5%,U k13%=18%,U k23%=6.5%。 （2） 校验变压器的负荷
① 近期工程的主变压器的负荷率：0063.63kVA
2000012726kVA
==
β。
② 远期工程的主变压器的负荷率：
084.84kVA 3000025453kVA
==
β
（3）事故情况下变压器过载能力的校验
三台主变，停一台，应承担全部负荷的70%～80
①远期时，三台主变，停一台，应承担全部负荷的70%～80%。此变电站一台出现故障时承担全部负荷为β=20000
25453=78.6% ③ 三绕组变压器各侧容量选择： 要求：各侧容量均应≥15%(远期)
110kV ： 25453/30000=84.84% 选S N 35kV ： 20000/30000=66.67% 选S N 10kV ： 12632/30000=42.11% 选0.5S N 变
压
器
容
量
比
50
100100
④ 接地方式：
在我国110KV 及以上的电压变压器绕组都采用Y 型联接；35KV 也采用Y 型联接，其中中性点多通过消弧线圈接地。35KV 以下电压变压器绕组都采用?型联接。 110kV ：经消弧线圈接地；
35kV：经消弧线圈接地；
10kV：不接地
不考虑自耦变压器
2、主接线的选择
根据国家标准《GB50059-9235——110KV变电所设计规范》，变电所的主接线应根基变电所在电网中的地位出线回路数、设备特点及负载性质等条件确定。并满足供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。按照以上要求对主接线进行选择。
设计原则：应根据发电厂和变电所在电力系统中的地位和作用，首先应满足电力系统可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压登记、进出线回数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性要求。
主接线的选择必须要保证向用户供给符合质量的电能，而且能够适应各种的运行方式（包括正常，事故和检修运行方式）并能够通过操作来实现运行方式的变化而且在某一基本回路检修时不影响其它回路的继续运行。其次，主接线还应该简明清晰，运行维护方便，在满足上述要求的前提下，主接线的设计应简单，投资少，运行管理费用低，一般情况下，应考虑节约电能和有色金属的消耗量。即考虑安全、可靠、经济性原则，按照以上原则对主接线进行选择。（1）110kV侧接线的选择
方案一：采用单母分段接线
段母线发生故障或者检修的时候另一段仍然可以继续运行。由于接线简单，操作人员发生误操作的可能性就要小。但是不够灵活可靠，当要一路母线检修或者出现故障时，该母线上的负荷会停电。
而双母线分段接线供电可靠，可以不停电而轮流检修每一组母线，一组母线故障后能够通过隔离开关的轮换操作来迅速恢复供电。当个别线路需要单独进行试验时，可将其接至备用母线，不直接影响工作母线的正常运行。）各电源和回路的负荷可以任意的分配到某一组母线上，可以灵活的调度以适应系统各种运行方式和潮流变化。但是投资较大，由于线路较为复杂，在隔离开关的倒换操作中很容易出现误操作，还需在隔离开关与断路器之间加装连锁装置，增加投资
比较结论：经过比较，在保证供电可靠性前提下，就必须适当的增加投资。采用方案一的供电可靠性太差，一旦发生故障，有可能导致全网停电。故选择双母线接线，即保证供电可靠性，同时投资也有一定的加大，但是在可以承受
的范围之内。.
（2）35kV侧接线的选择和10kV侧接线的选择
方案一：采用单母线接线
优点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好。由于接线简单，操作人员发
生误操作的可能性就要小。
缺点：可靠性和灵活性差。当电源线路，母线或者母线隔离开关发生故障或者检
修的时候全部回路停止供电，造成很大的经济损失。
方案二：选择单母线分段接线
优点：母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。对于双回路线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证重要用户的供电。
缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在此段的所有回路减少了系统的供电量，并使该回路的用户停电。
方案三：选择单母分段加旁路母线
优点：供电可靠，可以不停电而轮流检修每一组进出线，一组母线故障后能够通过隔离开关的轮换操作来迅速恢复供电。当个别线路需要单独进行试验时，可将其接至备用母线，不直接影响工作母线的正常运行。
缺点：投资大，由于线路较为复杂。在隔离开关的倒换操作中很容易出现误操作，还需在隔离开关与断路器之间加装连锁装置，增加投资。
比较结论：
由于该两个电压电压等级侧没有一类负荷，2回路的二类负荷，选择方案一可靠性太差，故采用方案二双母线接线。
比较结论：
经过比较，一方面要保证可靠性，另一方面要考虑到投资的多少，所以35kV
母线采用选择单母分段加旁路母线接线方式，而10kV母线采用单母线分段接线方式。
注：
35kV侧和10kV侧的二类负荷均由两个独立电源供电，其来自不同的变电站。
三、短路电流以及工作电流计算
1、主变压器各侧阻抗的百分值：
U k1%=(10.5+18-6.5)/2=11%
U k2 %=(10.5+6.5-18)/2=0
U k3 %=(18+6.5-10.5)/2=7%
其标幺值：(Sd=100 000kVA=100MVA)
7.010
10010070
1.110
10010011*
**
=?=
==?=X X
X ⅢⅡⅠ
各个电压等级基准电流： 1100kv 侧： KA kV
MVA Ud Sd I d 502.01153100131=?=
?=
35kv 侧：KA kV MVA Ud Sd I d 56.1373100232=?=?=
10kv 侧：KA kV
MVA
Ud Sd I d 5.55.1031003
33=?=
?=
2、三相短路电流的计算（远期）： （1）、三台主变同时运行的情况
A K1 点三相短路电流计算 最大运行方式
MVA
MVA S X S kA
kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 35710028.01
*156.479.155.255.279.1502.028
.01*111=?===?=''==?==
''短路功率：冲击电流：短路电流： 正常工作时运行方式下：
MVA
MVA S X S kA
kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 3.33310030.01
*127.467.155.255.267.1502.030
.01
*111=?===?=''==?==
''短路功率：冲击电流：短路电流： 最小运行方式下：
MVA
MVA S X S kA
kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 7.28510035.01
*166.343.155.255.243.1502.035
.01
*111=?===?=''==?==
''短路功率：冲击电流：短路电流： B K2点三相短路电流计算 最大运行方式
MVA
MVA S X S kA
kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 64.1541003/1.128.01
*114.641.255.255.241.256.13
/1.128.01
*111=?+===?=''==?+==
''短路功率：冲击电流：短路电流：
正常工作时运行方式下：
MVA
MVA S X S kA
kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 0.1501003/1.130.01
*197.534.255.255.234.256.13
/1.130.01*111=?+===?=''==?+==
''短路功率：冲击电流：短路电流： 最小运行方式下：
MVA
MVA S X S kA
kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 5.1391003/1.135.01
*155.517.255.255.217.256.13
/1.135.01
*111=?+===?=''==?+==
''短路功率：冲击电流：短路电流： C K3点三相短路电流计算 最大运行方式
MVA MVA S X S kA kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 64.1131003/)7.01.1(28.01*19.1525.655.255.225.6499.53
/)7.01.1(28.01
*111=?++==
=?=''==?++==''短路功率：冲击电流：短路电流：
正常工作时运行方式下：
MVA MVA S X S kA kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 1.1111003
/)7.01.1(30.01*158.1511.655.255.211.6499.53
/)7.01.1(30.01
*111=?++==
=?=''==?++==''短路功率：冲击电流：短路电流：
最小运行方式下：
MVA MVA S X S kA kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 3.1051003/)7.01.1(35.01*176.1479.555.255.279.5499.53
/)7.01.1(35.01*111=?++==
=?=''==?++==''短路功率：冲击电流：短路电流：
三台变压器同时运行时最大运行方式下的短路电流如下表一所示：
表一：
（2）、一台主变停运情况
A K1 点三相短路电流计算 最大运行方式
MVA
MVA S X S kA
kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 35710028.01
*156.479.155.255.279.1502.028
.01
*111=?===?=''==?==
''短路功率：冲击电流：短路电流： 正常工作时运行方式下：
MVA
MVA S X S kA
kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 3.33310030.01
*127.467.155.255.267.1502.030
.01
*111=?===?=''==?==
''短路功率：冲击电流：短路电流：
最小运行方式下：
MVA
MVA S X S kA
kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 7.28510035.01
*166.343.155.255.243.1502.035
.01*111=?===?=''==?==
''短路功率：冲击电流：短路电流： B K2点三相短路电流计算 最大运行方式
MVA
MVA S X S kA
kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 5.1201003/1.128.01
*179.441.255.255.288.156.12
/1.128.01
*111=?+===?=''==?+==
''短路功率：冲击电流：短路电流： 正常工作时运行方式下：
MVA
MVA S X S kA
kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 6.1171002/1.130.01
*169.434.255.255.284.156.12
/1.130.01
*111=?+===?=''==?+==
''短路功率：冲击电流：短路电流： 最小运行方式下：
MVA
MVA S X S kA
kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 1.1111002/1.135.01
*141.417.255.255.273.156.12
/1.135.01
*111=?+===?=''==?+==
''短路功率：冲击电流：短路电流：
C K3点三相短路电流计算 最大运行方式
MVA MVA S X S kA kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 7.841002/)7.01.1(28.01*188.1125.655.255.266.4499.52
/)7.01.1(28.01*111=?++==
=?=''==?++==''短路功率：冲击电流：短路电流：
正常工作时运行方式下：
MVA
MVA S X S kA kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 3.831002/)7.01.1(30.01
*168.1111.655.255.258.4499.52
/)7.01.1(30.01
*111=?++===?=''==?++==
''短路功率：冲击电流：短路电流：
最小运行方式下：
MVA MVA S X S kA kA I i kA kA I X I d k k sh dI k 801002/)7.01.1(35.01*122.1179.555.255.240.4499.52
/)7.01.1(35.01
*111=?++==
=?=''==?++==''短路功率：冲击电流：短路电流：
停运一台变压器时最大运行方式下的短路电流如下表二所示：
表二：
由以上数据可以得出最大运行方式下的短路电流，如下表三所示：
表三：
3、热稳定计算的等效时间
热稳定计算的等效时间等于三部分等效时间之和，即继电保护动作时间＋继电
器固有分闸时间＋断路器灭弧时间。系统中各处的热稳定计算的等效时间计算如下：
10kV出线：0.5S＋0.2S＋0.05S＝0.75S
10kV母联：1S＋0.2S＋0.05S＝1.25S
主变10kV侧：1.5S＋0.2S＋0.05S＝1.75S
35kV出线：1.0S＋0.15S＋0.05S＝1.20S
35kV母联：1.5S＋0.15S＋0.05S＝1.70S
主变35kV侧：2.5S＋0.15S＋0.05S＝2.70S
110kV出线：2S＋0.1S＋0.05S＝2.15S
主变110kV侧：2S＋0.1S＋0.05S＝2.15S
110kV进线：3S＋0.1S＋0.05S＝3.15S
结果统计见表二。
表二：热稳定等效时间（S）如表四所示
4、回路的工作电流计算： 主变压器110KV 侧： A KV kVA I 1.5511031000005.11=??
=
主变压器35KV 侧： A KV kVA I 5.1575.3831000005.12=??=
主变压器10KV 侧： A KV
kVA I 6.275113500005.13=??=
110KV 进线： ()A KV kVA
I 7.328110395.0/150085*********
34=??+?+?=
110KV 出线：A KV kVA
I 4.521103100005=?=
35KV 出线： A KV
kVA I 5.8235350006=?=
10KV 出线： A KV
kW I 2.911095.0315007=??=
10kV 母线分段开关按10kV 侧的总负荷的60%计算，分段开关流过的电流：
A
KV
KVW I 5.473%601095.03150088=????=
35kV 母线分段开关按35kV 侧的总负荷的60%计算，分段开关流过的电
流： A
KV
KVA I 9.197%60353500049=???=
110KV 母线分段开关按总负荷和穿越功率和的60%，分段开关流过的电流：
A
KV
KVA
I 2.197%60110395.0/150085000410000310=???+?+?=
四、设备选择：
1、开关电器的选择：
（选择条件来源参见各短路点计算）
高压断路器是变电站的重要设备之一。正常情况下，断路器用来开断和关合电
路；故障时通过继电保护动作来断开故障电路，以保证电力系统安全运行；同时，
断路器又能完成自动重合闸任务，以提高供电可靠性。
为此，对高压断路器要求：
⑴在正常情况下能开断和关合电路。能开断和关合负载电流，能开断和关合空
载长线路或电容器组等电容性负荷电流，以及能开断空载变压器或高压电动机等电
感性小负载电流。
⑵在电网发生故障时能将故障从电网上切除。
⑶尽可能缩短断路器故障切除时间，以减轻电力设备的损坏，提高电网稳定性。
⑷能配合自动重合闸装置进行单重、综重的动作。
电力系统应在有电压无负荷电流的情况下，应用隔离开关分、合闸电路，达到
安全隔离的目的，因此隔离开关是高压电器中应用最多的一种电器。在选用时应考
虑的主要因素有以下几点：
⑴隔离开关一般不需要专门的灭弧装置。
⑵隔离开关在分闸状态下应有足够大的断口，同时不论隔离开关高压线端电压
是否正常，均要满足安全隔离的目的。
⑶隔离开关在合闸状态时应能耐受负荷电流和短路电流。
⑷在使用环境方面，户外隔离开关应能耐受大气污染并应考虑温度突变、雨、
雾、覆冰等因素的影响。
⑸在机械结构上，需考虑机械应力、风力、地震力与操作力的联合作用，其中
包括隔离开关高压接线端在三个方面耐受有机械力，以及支持绝缘子的机械强度要
求。此外，对垂直伸缩式隔离开关，还需考虑静触头接触范围的要求。
⑹隔离开关应具备手动、电动操动机构，信号及位置指示器与闭锁装置等附属
装置。
⑺隔离开关亦应配备接地刀闸，以保证线路或其他电气设备检修时的安全。
⑻应考虑配电装置尺寸的要求及引线位置与形式来选用合适的隔离开关。
（1）变压器110KV侧断路器和隔离开关：
1. 设备选型。根据设备参数列表，拟选用SW3-110G/1200型断路器，GW4-110/600 型隔离开关。该两种型号的断路器和隔离开关的额定电流电压均可以满足要求。
2. 校核动稳定性。断路器：i max=41kA>i sh=4.564kA
隔离开关：i max=50kA>i sh=4.564kA
3.校核热稳定性。断路器：I t2×T=15.82×4KA2*S>I t"2×T eq=1.7932×2.15KA2*S
隔离开关：I t2×T=142×5KA2*S >I t"2×T eq=1.7932×2.15KA2*S
4.校核开断能力。I Br=1
5.8KA>1.793KA
有关参数如表五、六所示：
表五：断路器：SW3-110G/1200
4
其他参数如下所示：
（2）110kV进线断路器和隔离开关：设备选择如表七，表八
表七断路器：SW3-110G/1200
4
（3）110kV出线断路器和隔离开关：设备选择如表九，表十
表九断路器：SW3-110G/1200
表十隔离开关：GW4-110/600
（4）110kV母线断路器和隔离开关：设备选择如表十一，表十二
4
（5）主变压器35kV侧断路器和隔离开关：设备选择如表十三，表十四
3
表十四隔离开关：GW2-35/600
（6）35KV出线断路器和隔离开关：设备选择如表十五，表十六
3
2
武汉大学2009—2010学年度第二学期 《电气工程基础（下）》试卷（A ） 学号 姓名 院（系） 分数 （全部答案写在答题纸上） 1 判断正误（10分，每小题1分） （1）在对远距离交流输电线路进行分析计算时，应采用分布参数和波动方程。（√） （2）在三段式过电流保护中，一段与二段合起来称作主保护。（√） （3）纵差动保护是由比较被保护元件两侧的电流的相位构成。（×） （4）电力系统中，电压互感器饱和过电压只发生在系统轻载运行的情况下。（×） （5）切除有负载的变压器比切除空载变压器更容易产生过电压。（×） （6）在方向继电器中，规定的功率正方向是功率从母线流向线路。（√） （7）控制回路不属于二次回路。（×） （8）低频减负荷时，特殊级动作，基本级一定动作。（√） （9）同步发电机以自同期方式并列时，冲击电流较大，会对系统有较大扰动。（√） （10）在电力系统的正常状态下，可以实现电力系统的经济运行。（√） 2 名词解释（10分，第（1），（2）题3分，第（3）题4分） （1） 自然功率 c Z U P 21n ，称为自然功率，在传输功率等于自然功率条件下，线路任意点的电压均与首、末端电压相等。 （2） 潜供电流 在具有单相重合闸的线路中，当故障相被切除以后，通过健全相对故障相的静电和电磁耦合，在接地电弧通道中仍将流过不大的感应电流，称为潜供电流。 （3） 操作电源 在发电厂和变电所中，对开关电器的远距离操作、信号设备、测量设备、继电保护和自动控制装置、事故照明、直流油泵及交流不停电装置等用电，都需有专门的供电电源，这种电源称为操作电源。 3 简答题（30分，每题6分） （1） 什么是电流保护的接线方式？常用的有哪两种？各有什么优缺点？ 答：电流保护的接线方式，是指电流保护中电流继电器线圈与电流互感器二次绕组之间的连接方式。目前常用的有两种：三相星形接线和两相星形接线。当小电流接地电网中发生不同地点的两点接地短路时，若为并行线路上的两点接地，若采用两相星形接线，则保护有2/3机会只切除一条线路，
电气工程基本知识汇总 （一）直流系统 1．两线制直流系统 直流两线制配电系统应予接地。但以下情况可不接地：备有接地检测器并在有限场地内只向工业设备供电的系统；线间电压等于或低于50V，或高于300V、采用对地绝缘的系统；由接地的交流系统供电的整流设备供电的直流系统；最大电流在0.03A 及以下的直流防火信号线路。 2．三线制直流系统 三线制直流供电系统的中性线宜直接接地. （二）交流系统 1．低于50V 的交流线路 一般不接地，但具有下列任何一条者应予接地；（1）由变压器供电，而变压器的电源系统对地电压超过150V；（2）由变压器供电，而变压器的电源系统是不接地的；（3）采取隔离变压器的，不应接地，但铁芯必须接地；（4）安装在建筑物外的架空线路。 2．50～1000V 的交流系统 符合以下条件时可作为例外，不予接地：（1）专用于向熔炼、精炼、加热或类似工业电炉供电的电气系统；（2）专为工业调速传动系统供电的整流器的单独传动系统；（3）由变压器供电的单独传动系统，变压器一次侧额定电压低于1000V 的专用控制系统；其控制电源有供电连续性，控制系统中装有接地检测器，且保证只有专职人员才能监视和维修。 3．l～10kV 的交流系统 根据需要可进行消弧线圈或电阻接地。但供移动设备用的1～10kV 交流系统应接地。 （三）移动式和车载发电机 1．移动式发电机 在下列条件下不要求将移动式发电机的机架接地，该机架可作为发电机供电系统的接地，其条件是发电机只向装在发电机上的设备和（或）发电机上的插座内软线和插头连接的设备供电，且设备的外露导电部分和插座上的接地端子连接到发电机机架上。 2．车载发电机 在符合下列全部条件下可将装在车辆上的发电机供电系统用的车辆的框架作为该系统的接地极。（1）发电机的机架接地连接到车辆的框架上；（2）发电机只向装在车辆上的设备和（或）通过装在车辆上或发电机上的插座内软线和插头连接设备供电；（3）设备的外露导电部分和插座上的接地端子连接到发电机机架上。 3．中性线的连接 当发电机为单独系统时，应将中性线连接到发电机机架上。 （四）电气设备 1．电气设备的下列外露导电部分应予接地 （1）电机、变压器、电器、手携式及移动式用电器具等的金属底座和外壳；（2）发电机中性点柜外壳、发电机出线柜外壳；（3）电气设备传动装置；（4）互感器的二次绕组；（5）配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框
电气工程基础课程设计题目发电厂主接线及线路电流保护设计 学生姓名秦鹏 学号20081340219 学院信息与控制学院 专业08电气6班 指导教师刘玉娟 二Ｏ一Ｏ年十二月十六日
目录 绪论———————————————————————————--3 设计题目及原始材料——————————————————————-4设计计算书——————————————————————————--5 原始材料分析————————————————————————-5 计算过程——————————————————————————-7 设计说明书——————————————————————————--9 主接线图——————————————-———————————-9 继电保护的原理接线图——————————————-—————--10 展开接线图————————————————————————--11 方案可行性评估————————————————————————-13 结论—————————————————————————————-14 参考文献———————————————————————————-14
绪论 一、设计的目的 通过这个具体的课题，综合运用所学知识，解决具体工程实际问题，学习工程设计的基本技能，基本程序和基本方法，培养自己的科学研究和设计计算方面的能力，培养自己关于工业建设中的政策观念和经济技术观念，扩大知识领域，提高学自己分析问题和解决问题的能力。 二、设计内容： 1.发电厂主接线方案的选择和主变型式的确定。 2.继电保护方式选择和整定的计算。 3.绘图 4.整理说明书及计算书
2018-2019学年第一学期期末考试 《基础工程》复习题 一、选择 1.以下哪些情况可不考虑承台分担荷载的作用（ a ）。 A.饱和土中的挤土群桩 B.非挤土摩擦型群桩 C.欠固结土中的群桩 D可液化土中的群桩 2.在地下水位较高的市区建设高层建筑，适宜采用的桩型有（）。 A.静压式预制桩 B.打入式预制桩 C.钻孔灌注桩 D.挖孔灌注桩 3.对于产生负摩阻力的条件，下列说法正确的是（）。 A. 桩周土体相对于桩身向下位移时 B. 桩周土体相对于桩身向上位移时 C. 桩周土层产生的沉降与桩沉降相等 D.桩穿越较厚的松散土层进入相对较硬层时 4.水下灌注桩的混凝土强度等级不应低于（）。 A.C15 B.C20 C.C25 D.C30 5.目前工程上选用的地基模型可分为线性和非线性两大类，但无论那种模型都要满足（）。 A.静力平衡条件； B.强度条件； C.变形协调条件； D.极限平衡条件 6.如遇下列情况（）时，设计等级为丙级的建筑物仍应作变形验算。 A.地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑； B.在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时； C.软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； D.地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时 7．淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土等地基的浅层处理，宜采用（）。 A堆载预压法 B 强夯法 C 振冲法 D 换填法 8.当桩设置于深层的软弱土层中，无硬土层作为桩端持力层，这类桩应按下列（）哪类桩进行设计？ A 摩擦桩 B 端承摩擦桩 C 端承桩 D 摩擦端承桩 9.水下灌注桩时，其混凝土强度等级不应低于（）。 A C35 B C25 C C20 D C15 10.已知某条形基础底面宽2.0m，基础埋深1.5m，荷载合力偏心距e=0.05m，地基为均质粉质黏土，地下水位位于基底下3.5m，基础底面下土层的黏聚力c k=10kPa，内摩擦角φk=200，土的重度γ=18kN/m3，则地基土的承载力特征值接近（）kPa。 A 142.6; B 156.58; C 162.74; D 175.71 11.某地区标准冻深为1.9m，地基由均匀的粉砂土组成，为冻胀土，场地位于城市市区，基底平均压力为130 kPa，建筑物为民用住宅，基础尺寸2.0m×2.0m，基础的最小埋深（）m。 A 1.2； B 1.15； C 1.25； D 1.9 12.减少建筑物不均匀沉降的建筑措施包括下述（） A建筑物体型力求简单； B 适当设置沉降缝； C 合理确定相邻建筑物的间距； D 设置圈梁
[试题分类]:专升本《电气工程基础》_08188450 [题型]:单选 [分数]:2 1.额定电压在一下的发电机,其额定电压一般（）相应的系统额定电压。 A.高于 B.低于 C.等于 D.不确定 答案:A 2.电流互感器的二次侧绕组不能（）。 A.开路 B.短路 C.无所谓 答案:A 3.双母线带旁路接线的优点不包括（）。 A.检修母线可以不停电 B.检修母联断路器可以不停电 C.检修出线断路器可以不停电 D.任意一段母线故障可以不停电 答案:D 4.冲击电流是指（）。 A.每次短路电流的最大短路电流有效值
B.每次短路电流的最大短路电流瞬时值 C.可能出现的最大短路电流有效值 D.可能出现的最大短路电流瞬时值 答案:D 5.在220kV电力系统中,并联静电电容器一般装设在变压器的（）。 A.低压侧 B.中压侧 C.高压侧 D.低压侧或中压侧 答案:A 6.铁磁谐振过电压的特点不包括（）。 A.铁芯未饱和时感抗大于容抗 B.产生谐振时出现“翻相”现象 C.谐振状态可能自保持 D.电感-电容效应 答案:D 7.测量用电流互感器二次侧电流额定值一般为（）。 答案:D 8.对降低供电网电能损耗的效果最差的是（）。 A.采用并联电容就地补偿
B.在向供电网供电的变电站内采用调相机补偿 C.改造供电网络,缩短供电路径 D.将供电网络的电压提高到接近上限运行 答案:B 9.在超高压或特高压系统中主要由内过电压决定系统的绝缘水平,请问主要是如下哪种电压决定？ A.操作过电压 B.谐振过电压 C.工频过电压 D.由上述三种电压共同决定 答案:A 10.为了提高线路耐雷性能、降低雷击跳闸率、保证安全供电,下列防雷措施不正确的是（）。 A.架设避雷线 B.增加杆塔接地电阻 C.采用中性点经消弧线圈接地 D.安装线路避雷器 答案:B 11.启停速度最快的发电机组是（）。 A.凝汽式汽轮机组 B.水轮机组 C.供热式背压机组 D.燃气轮机组 答案:B 网络中有A,B两台变压器,已知SNA=,UkA%=UKB%,则变压器的电抗（）。 >XB =XB
模考吧网提供最优质的模拟试题，最全的历年真题，最精准的预测押题！ 电气工程基础考试试题(二) 一、单选题（本大题60小题．每题1.0分，共60.0分。请从以下每一道考题下面备选答案中选择一个最佳答案，并在答题卡上将相应题号的相应字母所属的方框涂黑。） 第1题 在Y/△—11接法的变压器的Y 侧施加负序电流，则在△侧( )。 A 线电流超前于Y 侧的线电流30° B 线电流与Y 侧的线电流同相位 C 线电流落后于Y 侧的线电流30° D 相电流超前于Y 侧的相电流30° 【正确答案】：C 【本题分数】：1.0分 第2题 一台单相变压器的额定容量S N =100kVA ，额定电压U 1N /U 2N =6/0.23kV ，一次绕组电 阻与漏抗为R 1=4.32Ω、X 1=8.9Ω，二次绕组电阻与漏抗为R 2=0.006Ω、X 2=0.013Ω。利用简化等效电路求得额定电压下的稳态短路电流为( )A 。 A 606.06 B 584.51 C 306.59 D 250.58 【正确答案】：C 【本题分数】：1.0分 第3题 一台绕线型感应电动机，将定子三相绕组短接，转子三相绕组通入三相交流电流，转子旋转磁场逆时针方向旋转，此时电动机将会( )。 A 顺时针方向旋转 B 逆时针方向旋转
模考吧网提供最优质的模拟试题，最全的历年真题，最精准的预测押题！ C 不动 D 摆动 【正确答案】：A 【本题分数】：1.0分 第4题 一台Y/Y n —0连接的三相变压器，其额定容量S N =320kVA ，额定电压 U 1N /U 2N =6.3/0.4kV ，短路损耗P kN =5.5kW ，阻抗电压U k =4.5%，当带纯电感负载在额定情况下运行时，其电压调整率△U%为( )。 A 4.39% B 4.15% C 3.38% D 2.75% 【正确答案】：B 【本题分数】：1.0分 第5题 一台三相感应电动机的额定频率f=50Hz ，额定转速n N =2900r/min ，其额定转差率S N 为( )。 A 0.013 B 0.034 C 0.033 D 0.043 【正确答案】：C 【本题分数】：1.0分 第6题 变压器一次绕组漏电抗X 1是与交链一次绕组( )相对应的参数。 A 总磁通 B 磁通
一、单选（共20题,每题2分,共40分） 1.我国实现配电网故障隔离的方法一般是（） A.利用电流保护中电流定值选择性配合实现故障隔离 B.线路首端断路器跳闸实现故障隔离 C.利用电流保护时间阶梯原则实现故障隔离 D.在线路首端断路器跳闸后，利用自动化系统或自动化设备实现故障隔离 2.二次设备不包括（） A.远动装置 B.继电保护装置 C.电流互感器 D.监视与测量仪表 3.不需要同时校验动稳定和热稳定的电气设备是（） A.电压互感器 B.电抗器 C.断路器 D.隔离开关 4.下列发电机组中，启动速度最快的发电机组是（） A.背压式热电机组 B.核电机组 C.水电机组 D.凝汽式火电机组 5.下列发电机组中，有功功率应该尽可能在额定功率附近运行的发电机组是（） A.背压式热电机组 B.凝汽式火电机组 C.水电机组 D.核电机组 ?? 6.对于Y0/接的变压器，变压器Y0侧输电线路上发生两相短路故障，绕组侧输电线路中（） A.肯定产生零序电流 B.肯定产生零序电压 C.可能产生零序电压 D.肯定产生负序电压 7.计量用电压互感器的准确级是（） A.0.2级 B.1级 C.0.1级 D.0.5级 8.短路电流最大有效值用于校验电气设备的（） A.动稳定 B.机械强度 C.热稳定 D.开断能力 9.在下列措施中，对降低电能损耗效果最明显的是（） A.在线路首端并联电容器 B.调整分接头提高运行电压 C.提高发电机的端电压 D.在用户端并联电容器，提高用户的功率因数 10.在下列保护中，保护范围最短的保护是（） A.带时限电流速断保护 B.无时限电流电压连锁速断保护 C.定实限过电流保护 D.无时限电流速断保护 11.关于调压的地点，正确的是（） A.仅仅只在中枢点调压 B.先在负荷点调压，再对电压不合格的中枢点调压 C.仅仅只在负荷点调压 D.先在中枢点调压，再对电压不合格的负荷点调压
电气工程基础课程设计任务书（第1组） 1．题目：220kV变电所主接线及线路电流保护设计 2．系统接线图： 2×20MV A 3．原始资料： 为满足某地区经济发展和人民生活对电力的需要，经系统规划设计论证，新建一座220kV变电所，变电所与系统连接情况如上图所示。 3.1 建设规模 3.1.1 本所安装2台120MV A主变压器 3.1.2 电压等级220/110/10kV 3.1.3 各电压侧出线回路数：220kV 侧4回，110kV侧6回，10kV侧16回。 3.2 各侧负荷情况 110kV侧有2回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为60MV A；其他作为地区变电所进线，其最小负荷与最大负荷之比为0.6。 10kV总负荷为50MV A，I、II类负荷用户占70％；最大一回出线负荷为5MV A，最小负荷与最大负荷之比为0.65。 3.4 系统阻抗 220kV电源近似为无限大电源系统，以100MV A为基准容量，归算至本所220kV母线阻抗为0.021；110kV侧电源容量为800MV A，以100MVA为基准容量，归算至本所110kV 母线阻抗为0.12。
3.5 变电所外接线路采用三段式电流保护，相关参数如下： 3.5.1 线路AB 、BC 的最大负荷电流分别为230A 、150A ；负荷自启动系数 1.5st K =； 3.5.2 各变电所引出线上后备保护的动作时间如图所示；后备保护的0.5t s ?=； 3.5.3 线路的电抗为0.4/km Ω。 4．设计内容及要求 4.1 拟定主接线方案：分析原始资料，确定主变型式；确定最佳方案；选择各侧接线方式；画出主接线图； 4.2 继电保护方式的选择与整定：1DL 处的保护方式，及相应的op I 、lm K 和dz t 。 5．设计成果： 编制设计说明书、设计计算书，绘制变电所的电气主接线图、继电保护的原理接线图、展开接线图。 6．主要参考资料： 《电气工程基础》（上、下） 《电力系统继电保护》 《电力工程电气设计手册》（电气一次、电气二次） 滨江课程设计分组安排 第1组：1班：20082340001-20082340020 2班：20082340034-20082340051 3班：20082300006-20082340098
上午包括数学，物理，化学，三大力学，计算机基础知识，电气技术基础（包括电路，数电，模电），信号处理基础，工程经济，法律法规； 下午包括电路，数电，模电以及电气工程基础。 参考书： 《注册电气工程师(公共基础)考试复习教程》天津大学出版社2010； 《注册电气工程师(专业基础)考试复习教程》天津大学出版社2010； 《注册电气工程师执业资格考试基础考试复习指导书(专业基础)》2007版电力出版社； 《注册电气工程师执业资格考试基础考试（上）复习教程》天津大学出版社； 《注册电气工程师执业资格考试基础考试（下）复习教程》天津大学出版社； 《注册电气工程师（供配电）公共基础部分》； 《注册电气工程师执业资格考试习题与解答公共基础》； 《注册电气工程师（供配电）专业基础部分》； 《注册电气工程师执业资格考试习题与解答专业基础》； 《2008全国勘察设计注册电气工程师执业资格考试考前冲刺习题集公共基础专业基础》； 《2008全国勘察设计注册电气工程师执业资格考试精讲精练专业基础》建设部考试中心专业基础视频指定教材； 《注册工程师执业资格考试公共基础知识问答》； 《注册电气工程师执业资格考试专业基础知识问答》； 这些都可以，建议去淘宝上买两本天津的，加真题就可以了，最好电子版，便宜些，电子书加真题才20多块钱，书就要100左右了！
天津大学出的《注册电气工程师执业资格考试基础考试（上）复习教程》，这本书是目前市面上最好的一本辅导教材 《注册电气工程师执业资格考试基础考试（下）复习教程》天津大学出版社； 《全国勘察设计注册工程师公共基础考试辅导丛书电气与信息技术基础》，这本书是执业资格考试中心编的，不买它的书会吃亏的
作业二 1、有几个参数反映架空输电线路？它们具体反映线路的什么特性？ 答： 电阻 R线路通过电流时产生的有功功率的损耗效应 电感 L:载体导流的磁场效应 电导 G:线路通电时绝缘介质产生的泄露电流以及导体附近空气游离而产生的有功功率损耗 电容 C:带电导体周围产生的磁场效应 2、一条 LGJQ-3×500 的分裂导线的输电线路，按等间距排列，间距为12m，每相分裂间距为400mm，导体直径为30.2mm。求该线路每公里电抗和电纳。 3、一台 SFL-15000/110 型双绕组变压器，额定容量为15MVA，额定变比为 110/11kV，其试验参数为Pk=133kW，P0=50kW，Uk﹪=10.5，I0﹪=3.5，试计算归算到高压侧的各参数并画出等值电路。
4、与普通变压器相比，自耦变压器有哪些优缺点？自耦变压器运行需要注意哪些问题？ 答： 1）、在大型超高压电力系统中，多数采用由自耦变压器来联接两个电压级的电力网，自耦变压器具有消耗材料少、投资低、损耗小等优点，得到广泛的应用。另外，由于通常自耦变压器变比接近于1，导致短路电压百分数要比普通变压器小得多，所以在系统发生短路时，自耦变压器的情况将更为严重。
2）、自耦变压器除了与一般变压器运行特性相同之外，还需要注意的一些问题是： a，由于自耦变压器一、二次侧有直接的电的联系，为了防止高压侧单相接地故障而引起低压侧过电压，其中性点必须牢靠接地； b，自耦变压器两侧都需安装避雷器，以防止过电压； c，自耦变压器短路电压比普通变压器小得多，因此短路电流较普通双绕组变压器大，必要时，必须采取限制短路电流措施。 5、在开关电器断开的过程中，间隙的自由电子是如何产生的？试说明电弧的形成和熄灭过程。 解： 切断电路瞬间，由于动静触头间的介质迅速游离，存在着一定浓度的带正电荷的离子和带负电荷的离子。通过强电场发射、碰撞游离、热游离、热电子发射等过程，弧隙中带电质点不断增多，产生电弧电流。 电弧中存在的游离与去游离这两个性质相反过程的强弱对比决定了电弧的最终发展趋势，即当游离强于去游离时，电弧就会发生并燃烧剧烈;若去游离与游离过程达到平衡，电弧就会稳定燃烧；而去游离占优势时，电弧的燃烧即将减弱并最终熄灭。 6、什么叫介质强度恢复过程和电压恢复过程？它们与哪些因素有关？交流电弧电流有何特点？熄灭交流电弧的条件是什么？ 解： 弧隙中介质强度的恢复过程与电弧电流的大小有关，但主要决定于断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质、电弧的冷却条件等因素，描述的是弧隙介质绝缘能力由电弧电流过零的水平恢复至正常状态的过程。 恢复电压的变化过程是指施加于弧隙上的电压由弧隙电压过渡到电源电压的过程，以开关电器触头间电压描述，交流电弧恢复电压的变化过程与线路结构、参数、负荷性质有关。 交流电弧特点： 1）交流电弧存在自然暂时熄弧点，与交流电流特性一样，交流电弧电流每半周期也要过零一次。电流过零时，电弧自然暂时熄灭，与电弧中去游离程度有关。
电气工程基础实验指导 李丽 实验一：电度表接线方式实验 说明：三相电度表的接线方式有两种：三相三线式和三相四线式。 本实验使用三相四线式。选用型号为DTS237电子式电度表。参考电压为3*220/380V ；参比频率为50Hz ； 同时可以看到试验台线路装置中，有三相电流互感器TA301和电压互感器TV101。当使用电度表测量时，三相电度表有两种接线方式，一种是三相四线直接接入式；一种是经电流互感器接入式。 注：通常规格为A )20(53?、A )40(103?、A )60(153?、A )80(203?，采用直接接入式接线方式。而A )6(5.13?采用经互感式接线方式。本实验台模拟10KV 、35KV 电压，而实际接的电压为380V ，实际负载为一个1.5KW 的小电机。所以该3*1.5（6）A 规格的电度表，在该实验过程中两种接线测量均可以用，实用倍率为B L =1。 实验注意事项：当不使用电度表测量时，面板显示的35KV 侧A 、B 、C 、N 应左右两侧短接起来。TA301的三相电流互感器的二次侧也要短接起来。 1、 电度表三相四线直接接入式实验： 附图1：三相四线电度表直接接线原理图：
步骤：实验前，查阅电能计量的相关知识，自学机械式和电子式电能表的工作原理。试验中，按图接线，测量负载电能。最后注意观察脉冲。接线中即1、2、3为一组；4、5、6 为一组；7、8、9 为一组。 2、三相四线经电流互感器接入式实验： 附图2：三相四线电度表经电流互感器接线原理图： 实验注意事项及步骤： 1)、实验前，查阅电能计量的相关知识，自学机械式和电子式电能表的结构以及工作原理。 2）、试验中，断电，按图接线。注意的是各电流测量取样必须与其电压取样保持同相，特别注意的是各电流互感器的电流测量取样必须与其电压取样保持同相，即1、2、3为一组；4、5、6 为一组；7、8、9 为一组。实验2经电流互感器接入时，注意，其中1、4、7接电流互感器二次侧S1端，即电流进线端；3、6、9接电流互感器二次侧S2端，即电流出线端；2、5、8分别接三相电源；10、11是接零端。同时注意：为了安全，应将电流互感器S2端连接后接地。 3）、按图接线完成，经老师检查无误，方可接通电源。步骤为首先合上“电源开关”和“控制开关”，保护装置上电，旋转“转换开关”，检查10kv进线电压是否正常。然后按下启动按钮，依次合上QS101、QF101、QS102、QF102、QS103, 旋
1、直流输电优点 优点：与交流输电相比，直流输电具有稳定性好，控制灵活等优点，特别适合于跨海输电、大区域电网互联、远距离输电及风力发电等非工频系统与工频系统的联网。在输电线路导线截面相等、对地绝缘水平相同的条件下，双极直流输电的线路造价及功率损耗均比三相交流输电要少，约为其2/3。 直流输电的缺点:1.由于触发角和逆变角的存在，不论换流装置是工作于整流状态还是逆变状态，其交流侧的电流相位总会滞后于电压相位，因此换流装置在运行中要消耗大量无功功率。正常运行时，整流侧所需的无功功率为直流功率的30%-50%，逆变侧为40%-60%，所以必须进行无功功率补偿。2.换流装置在运行中会同时在换流站的交流侧和直流侧产生谐波电压和谐波电流，为了抑制谐波，在交流侧和直流侧都需要装设滤波装置，在直流侧还需装设平波电抗器。3.由于换流装置要用大量容量大，电压高的可控硅阀器件，换流站的造价较高，部分抵消了因线路投资低而带来的经济效益。4.直流高压断路器不能利用电流过零的条件来熄弧，其制造困难，限制了直流输电向多端直流电网的发展。 2、潜供电流的定义 在超高压线路运行中，时常会发生因雷击闪络等原因所产生的单相电弧接地故障。在具有单相重合闸的线路中，当故障相被切除后，通过健全相对故障相的静电和电磁耦合，在接地电弧通道中仍将流过不大的感应电流，称为潜供电流或二次电流。 3灵活交流输电系统：以大功率可控硅部件组成的电子开关代替现有的机械开关，灵活自如地调节电网电压、功角和线路参数。使电力系统变得更加灵活、可控、安全可靠。从而能在不改变现有电网结构的情况下提高系统的输送能力，增加其稳定性。FACTS控制设备接入电力系统的方式：并联型：静止无功补偿器SVC静止同步调相器STATCOM 串联型：可控串联补偿器TCSC混合型：统一潮流控制器UPFC 4名词解释：1、输电线路的耐雷水平：在线路防雷设计中把线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值叫耐雷水平。 2、内部过电压倍数：内过电压的幅值与电网该处最高运行相电压的幅值之比。 3、电气二次回路：又称二次接线，是将二次设备按照工作要求，互相连接组合在一起所形成的电路。 4、准同期并列：在同步发电机已投入调速器和励磁装置，当发电机电压的幅值、频率和相位与并列点系统侧电压的幅值、频率和相位接近相等时，通过并列点断路器合闸将发电机并入系统。 5、接地电阻：接地体对无穷远处零电位面之间的电压U与通过接地体泄入大地的电流I之比值。 6、电流保护的接线方式：指电流保护中电流继电器线圈与电流互感器二次绕组间的连接方式。 7、二次系统：二次电气设备一般包括控制和信号设备、测量表计、继电保护装置及各种自动装置等，它们构成了发电厂和变电所的二次系统。、自同期并列：自同期并列，是将未加励磁电流但接近同步转速，且机组加速度小于允许值的发电机，通过断路器合闸并入系统，随之投入发电机励磁，在原动机转矩、同步力矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。 5．铁磁谐振的特性 ⑴谐振参数是一个范围 ⑵在一般情况下，谐振需要外界“激发” ⑶C值太大时，出现谐振的可能性减小 ⑷过电压主要受电感非线性特性的限制（小于电源电压的三倍) 但电流却可能很大 ⑸谐振状态能自保持 ⑹从感性到容性是“突变”，电压、电流要“翻相”—小型电动 机反转 ⑺在工频电压作用下，回路中可能出现 谐波谐振 6参数谐振过电压:当同步发动机接有容性负荷（如空载线路）时，由于容性电流的助磁作用，如果参数配合不当，即使激磁电流很小，甚至为零（零起升压），也会使发电机的端电压和电流急剧上升，最终产生很高的过电压，使与其他电机的并联运行成为不可能，这种现象称为电机的自励磁，所产生的自激磁过电压称自激过电压。电机的自励磁现象就其物理本质来说是由于电机旋转时电感参数发生周期性变化，与电容形成参数谐振而引起的。 7. 空载变压器的分闸过电压是由于开关截流引起的,其大小与变压器励磁电流的大小以及变压器绕组电容CB的大小有关。当变压器绕组的电容CB增大时，过电压将减小.由于变压器的励磁电流较小，励磁绕组所贮存的磁能不大，所以切空变过电压的能量可以用限制雷电过电压的避雷器来吸收. 8.中性点位移的确定： 一 C L ω ω 1 >
电气工程基础课程设计题目：110kV降压变电站电气系统初步设计 学生姓名：林俊杰 专业：电气工程及其自动化 班级：电气0906班 学号：4 指导教师：罗毅
目录 变电站电气系统课程设计说明书 一、概述 1、设计目的———————————————————————————— 2、设计内容 3、设计要求 二、设计基础资料 1、待建变电站的建设规模 2、电力系统与待建变电站的连接情况 3、待建变电站负荷 三、主变压器与主接线设计 1、各电压等级的合计负载及类型 2、主变压器的选择 四、短路电流计算 1、基准值的选择 2、
一、概述 1、设计目的 （1）复习和巩固《电气工程基础》课程所学知识。 （2）培养和分析解决电力系统问题的能力。 （3）学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法。 2、设计内容 本课程设计只作电气系统的初步设计，不作施工设计和土建设计。 （1）主变压器选择：根据负荷主变压器的容量、型式、电压等级等。 （2）电气主接线设计：可靠性、经济性和灵活性。 （3）短路电流计算：电力系统侧按无限大容量系统供电处理； 用于设备选择时，按变电所最终规模考虑；用于保护整定计算时，按本期工程考虑；举例列出某点短路电流的详细计算过程，列表给出各点的短路电流计算 结果S k 、I”、I ∞ 、I sh 、T eq （其余点的详细计算过程在附录中列出）。 （4）选择主要电气设备：断路器、隔离开关、母线及支撑绝缘子、限流电抗器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈。每类设备举例列出一种设备的详细选择过程，列表对比给出选出的所有设备的参数及使用条件。 （5）编写“××变电所电气部分设计”说明书，绘制电气主接线图（＃2图纸）3、设计要求 （1）通过经济技术比较，确定电气主接线； （2）短路电流计算； （3）主变压器选择； （4）断路器和隔离开关选择； （5）导线（母线及出线）选择； （6）限流电抗器的选择（必要时）。 （7）完成上述设计的最低要求； （8）选择电压互感器； （9）选择电流互感器； （10）选择高压熔断器（必要时）； （11）选择支持绝缘子和穿墙套管； （12）选择消弧线圈（必要时）； （13）选择避雷器。 二、设计基础资料 1、待建变电站的建设规模 ⑴变电站类型： 110 kV降压变电站 ⑵三个电压等级： 110 kV、 35 kV、 10 kV ⑶ 110 kV：近期线路2回；远期线路 3回 35 kV：近期线路2回；远期线路4 回
模拟试题( 1 ) 31.我国电力网络目前的额定电压主要有：( C )。 (A) 3.15，6.3，10.5，35，110，220，500 kV (B) 3.15，6.3，10.5，35，116，300，500kV (C) 3，6，10，35，110，220，500kV (D) 3，6，10，37，110，220，300kV 32.不直接和发电机相连的变压器一次绕组的额定电压( A )。 (A) 等于相连线路的额定电压 (B) 比相连线路的额定电压高10% (C) 比相连线路的额定电压高10% (D) 比母线的额定电压高10% 33.我国目前( A )kV 及其以上的电力网络的中性点采用直接接地的方式。 (A) 110 (B) 35 (C) 220 (D) 500 34.已知某双回线的线路长80km ，对地等值阻抗电纳62.8010/km S -?，则该双回线的等值电纳为( D )S 。 (A) 44.4810-? (B) 41.2210-? (C) 42.4410-? (D) 44.4810-? 35.某双绕组变压器的额定容量为90MVA ，短路损耗340s P ?=kW ，短路电压百分值%10.5s U =，额定变比为220/38.5kV ，选基准功率为100MVA ，基准电压为各级额定电压，则归算到低压侧的阻抗参数的标幺值为( A )。 (A) 1412.00051.0j + (B) 01412.00051.0j + (C) 1412.0051.0j + (D) 01412.0051.0j + 36. 某线路的等值阻抗为l Z R jX =+,首端电压为1U 和送入的功率为111S P jQ =+,末端电压为2U 和流出的功率为222S P jQ =+,则计算该阻抗元件的电压降落的公式是:( B )。 (A) 111111PR Q X PR Q X j U U -++ (B) 111 111 PR Q X P X Q R j U U +-+ (C) 222222P R Q X P R Q X j U U -++ (D) 222222 P X Q R P X Q R j U U +-+ 37.若某110kV 线路输入侧的电压1 .1115j U e δ=，输出侧输出的功率2200100S j =+MVA ，电 压2.2110j U e δ=，则1δ与2δ的关系为:( C )。 (A) 1δ等于2δ (B) 1δ滞后2δ (C) 1δ超前2δ (D) 不确定 38.在无功功率不足的电力系统中，首先应采取的措施是( B )。 (A) 改变变压器的变比 (B) 采用无功补偿装置补偿无功的缺额 (C) 增加发电机的有功出力 (D) 调节发电机励磁电流 39.某变电所低压侧有功负荷为20MW ，cos 0.85?=，低压侧母线额定电压为10kV ，为将该变电所低压侧负荷的功率因数补偿到0.95，则并联电容器的容量应为( C )。 (A) 12.39MVar (B) 9.69MVar (C) 2.71MVar (D) 22.08MVar 40.若某110kV 线路参数是：100l =km ，0.2x =Ω/km ，100B S =MVA ，则其阻抗标么值为( D )。 (A) 0.5 (B) 17.39 (C) 0.302 (D) 0.151
第一章 1、由生产、输送、分配与消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。 2、输送与分配电能的部分称为电力网,或电力网络,包括升、降压变压器与各种电压等级的输电线路。 电力网 + 发电机 = 电力系统 (输送,分配) 动力系统:包括所有,把水轮机也包进去 3、输送功率一定时,输电电压越高,电流越小,导线电阻一定时,导线损耗也相应减小。理论上,输电线路的输电能力与输电电压的平方成正比。 4、国家从设备设计制造角度考虑,为保证生产的系列性,就规定了一系列的标准的电压等级,又称额定电压。3/6/10/35/110/220/330/500 5、 同一个电压等级下(同一行中),各种设备的额定电压并不完全相等。 6、电压等级越高,传输功率随传输距离增大下降得越快。 7、我国规定电力系统的额定频率为50Hz,简称工频或基频。 频率:50Hz 允许偏移:±0、2~±0、5Hz 与有功功率有关 电压:35kV 及以上的允许偏差为±5% 10kV 及以下的允许偏差为±7% 与系统的无功功率有关 波形:6~10kV 供电电压的波形畸变率不超过4% 0、38kV 供电电压的波形畸变率不超过5% 8、每一个负荷都只能沿唯一的路径取得电能的网络,称为开式网络。 有备用接线的网络中,每一个负荷点至少通过两条线路从不同的方向取得电能,统称为闭式网络。 第二章 jX R V S +=2e &&
1、 电力线路包括:输电线路与配电线路。 从结构上分为:架空线路、电缆线路 2、 架空线路由导线、避雷线(即架空地线)、杆塔、绝缘子与金具等主要部件组成。 3、 导线型号后的数字代表主要载流部分(非整根导线)额定截面积的平方毫米数 4、绝缘子片数越多,电压等级越高 5、 在220kV 及以上的超高压架空线路上,为了减小电晕放电与单位长度电抗,普遍采用分裂导线。 6、 分裂导线由数根相同的钢芯铝绞线并联构成,每相导线分裂成若干根,各根导线之间每隔一定长度用金具支撑,以固定尺寸。所用的导线根数称分裂数,常用的有2、3与4分裂。 7、 普通的分裂导线的分裂根数一般不超过4,而且就是布置在正多边形的顶点上。正多边形的边长d 称为分裂间距,一般取40cm 左右。 8、 ∵d>>Ds,∴Dsb>Ds,∴L 分裂
课程设计说明书 设计题目110kV变电站电气系统初步设计 电气学院电气工程及其自动化专业班 学生姓名： 学号： 完成日期： 指导老师（签字）： 华中科技大学
对说明书的基本要求及注意事项 1.说明书的编号内容参看课程设计指导书中的有关部分。 2.为清楚说明设计计算内容，应有必要的插图。 3.除插图可用铅笔绘制外，计算和说明一律用钢笔书写，并要求计算正确、完整、文字简 明扼要、简介。（打印一律用黑色） 4.设计过程中所应用的公式和数据，应注明来源（参考资料的代号、页次以及图表编号等）。 5.根据计算稿本整理设计主要过程时，只须首先列出文字符号表达的计算公式，然后依次 代入各相应文字符号的数值，就直接写出计算结果（不作任何运算和简化，但计算结果必须注明单位）。 6.设计中所选主要参数，尺寸或规格以及主要计算结果等，均应写入右侧结果栏中，有的 也可采用表格形式列出。 7.对主要计算结果应用简短的结论。如计算结果与实际取值相差较大时，应作简短的解释， 并说明其原因。 8.对每一自成单元的内容，都应有大小标题和前后一致的顺序编号，使其醒目突出。 9.封面所列“设计题目”一栏，只须填写所设计的具体名称即可。 关于模板说明：前面两页必须打在同一页，即双面打印，后面内容单面打印。
目录 110kV变电所电气系统设计说明书 (3) 一、概述 (3) 1. 设计目的 (3) 2. 设计内容 (3) 3. 设计要求 (3) 二、设计基础资料 (4) 1. 待建变电站的建设规模 (4) 2. 电力系统与待建变电站的连接情况........................................................... 4 3. 待建变电站负荷 (4) 4. 环境条件 (4) 5. 其它 (4) 三、主变压器及主接线设计 (5) 1. 各电压等级的合计负载及类型................................................................... 5 2. 主变压器的选择 (5) 四、短路电流计算 (9) 1. 基准值的选取 (9) 2. 各元件参数标幺值的计算......................................................................... 10 3. 用于设备选择的短路电流计算................................................................. 10 五、电气设备选择 (12) 1. 电气设备选择的一般条件......................................................................... 12 2. 各回路的工作电流计算 (13) 3. 断路器和隔离开关选择 (14) 4. 导线的选择 (20) 5. 限流电抗器的选择 (22) 6. 电压互感器的选择 (23) 7. 电流互感器的选择 (24) 8. 高压熔断器的选择 (26) 9. 支持绝缘子和穿墙套管的选择................................................................. 26 10. 消弧线圈的选择 (27) 11. 避雷器的选择 (27) 六、课程设计体会及建议 (29) 参考文献 (29) 附录 (30) 短路电流计算书 (30) 附图：110kV变电所电气主接线图（#2图纸） (33)
一、单项迭择題｛本大题共鬲小題，每/卜題1分，共丹分） 1＞电力卿通常按电压等级的高低、供电范围的大小分沖： O A＞配电网 0?傑“电岡 Oc.枢鈕电网 g超高圧远距离输电阿 2、对单元接线的发电机变压器姐，变压器的可能变比箱I O A. iokv/22atv OE、10kV/242kV OC.10.5kW220kV 0叭10+ 5kV/242kV 3、我国电力系统的中性点接地方式主茎有4种，即不接地 O A.经电阻穩地 O B.经电客接地 OC＞经电压互感春捺地 0叭经电境養地 4、启停建度最快的笈电机组是（） Ok.凝汽式汽轮机组 C E.水轮机组 Os哄热武背压机粗 g燃=枪机组 DDAB DBCD CCCDABA 5、可以保证不停电核修出线断路器的主接线賂式是（）g单母线 OS.双母线分段 g双母线 OD；双母绒带旁母塢 6.目前测量用电流互感器的港确级一般为（） Ok、级 O B.o. 5级 Oc. 1 圾 C D.3级 %下列方式中，哪一项不厲干保护橫零方式了（） Oh、7N-C-S方式 C■艮顶-孑方式 OC. TT方式 Olh TM-C方式 &输电线蹈一相等值电略中的电抗所蕃征的物理现線是（ 5载流导线的岌熱 「艮载涼导绒周围产生的电场效应地方电力陶、区域电力网和（） 经消弧建圈接地、直接接地和（）
Oc.载流导线的泄漏电潇 ■；叽载流导线周围产生的磁场效应 CCCDABA 氛220iV^申育A 、B 两合变压器，已知鼻 =15歸,巴申二 5%'则变压器电扰（） 10. 在正常运行我杰下，电烦誥两端的电压菱不应该超过网络颔定电压的5%,这垦5%指的昱（ g 电 压偏移 O 氐电圧偉落 Oc.电压损耗 Or.电压闪变 H.蛊路后焉的短路电瀟近似为（） g 冲违电涼 O B .起始次暫态电流 g 稳态想路电渝 JD 、想路电沛的自由分量 12. 工程上进行电为系统短路计算时遗常用时基准值不包括（〕 O 氛三相功幸 O 乩线电压 5、统电流 g 二拥尊值阻挤 f 电力吾统三相毎路后D.O2S 的規路电流“a 血和乩"的短路电渝『roh 箱比（） C'A^皿 -^XQI J 匚;'乩 厶工102』冃？血丄 1仪若境电机电压母线上接有？台或以上主变压器，当其中容童協大的一台因故退出运行时, O 乩&啸 O B 、70s OCs 80^ OD-，90S 其他主变压雜在允许正常过负荷范围內应能输送刖余功军的（） 好经电抗器供电的线路外，在短路计算点烹主三相短路时（） 匚A 在被选择设备上渝过最大短路电流 6、京统具有堀大短路电流 Cc.母线上流过壘丸短蹈电浣 袪 无