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第六章 电气设备的选择及校验

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发电厂电气部分第六章习题解答

发电厂电气部分第六章习题解答

第6章导体和电气设备的原理与选择6-1什么是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？答：演算热稳定的短路计算时间t k为继电保护动作时间t pr和相应断路器的全开断时间t br之和，而t br是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。

6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？答：电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘故。

电弧形成过程：⑴电极发射大量自由电子：热电子+强电场发射；⑵弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：碰撞游离+热游离。

电弧的熄灭关键是去游离的作用，去游离方式有２种：复合：正负离子相互吸引，彼此中和；扩散：弧柱中的带电质点由于热运行逸出弧柱外。

开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下因素有关：⑴电弧温度；⑵电场强度；⑶气体介质的压力；⑷介质特性；⑸电极材料。

6-3开关电器中常用的灭弧方法有那些？答：有以下几种灭弧方式：1）利用灭弧介质，如采用SF6气体；2）采用特殊金属材料作灭弧触头；3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈地冷却面复合；4）采用多段口熄弧；5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。

6-4什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些因素有关？答：弧隙介质强度恢复过程是指电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要经过一定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。

弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质所决定，随断路器形式而异。

弧隙电压恢复过程是指电弧电流自然过零后，电源施加于弧隙的电压，将从不大的电弧熄灭电压逐渐增长，一直恢复到电源电压的过程，这一过程中的弧隙电压称为恢复电压。

电压恢复过程主要取决于系统电路的参数，即线路参数、负荷性质等，可能是周期性的或非周期性的变化过程。

110KV变电所电气一次部分设计论文

110KV变电所电气一次部分设计论文

. . ..毕业论文系（部）：水利水电工程系专业班级：10秋姓名：小龙学号：54目录毕业设计计算书2第一篇 110KV变电所电气一次部分设计2第一章负荷资料21.1、工程概况：21.2、气候条件2第二章变电站主变压器的选择32.1设计原则32.2主变容量与台数选择32.2.1 选择计算32.2.2.相数选择4绕组数量和连接方式的选择42.2.4 主变阻抗和调压方式选择42.2.5 容量比52.2.6 冷却方式52.2.7 电压级选择5全绝缘，半绝缘问题5. 资第三章电气主接线设计53.1电气主接线5电气主接线设计的基本要求5各电压级主接线型式选择63.2所用电设计7所用变电源数量及容量的确定73.2.2 所用电源引接方式83.3变压器中性点接地方式和中性点设计[4]83.4无功补偿设计8无功补偿的意义8无功补偿装置的容量确定8并联电容器装置的分组与接线9单台电容器容量与台数的确定9计算9第四章线路及变压器回路电流IFma*第五章短路电流计算95.1短路计算目的95.2短路电流计算的一般规定95.3短路电流的计算方法10第六章电气设备的选择与校验116.1本次设计中电器选择的主要任务11导体和绝缘子11电器设备116.2选择导体和电器的一般原则116.3 开关电器选择116.3.1 断路器型式选择116.3.2 隔离开关的选择原则126.3.3 电压互感器的选择原则12电流互感器选择原则126.4电气设备的选择12第二篇**巴楚县110kV变电所二次设计部分设计21第七章概述217.1 继电保护装置的作用[9]217.2电力系统对继电保护的基本要求[10]217.3 保护整定时应考虑的问题22选择保护配置及构成方案时的基本原则227.3.2 系统运行方式的确定227.3.3 短路点的确定22第八章**巴楚县110kV变电所保护配置方案设计238.1主变压器保护配置方案的设计23第九章变压器差动保护整定与计算239．1差动保护保护围239．2 变压器保护的整定计算[11]239．2．1确定保护的动作电流239．2．2 确定保护的二动作电流和差动线圈匝数249．2．3非基本侧工作线圈和平衡线圈匝数选择24 总结24参考文献25致25毕业设计计算书第一篇 110KV变电所电气一次部分设计第一章负荷资料1.1、工程概况：随着改革开放政策的深放，城市化发展，各工商业用电也在不断的增长。

第六发电厂电气12节

第六发电厂电气12节
第六章 电气设备的选择
第一节 电气设备选择的一般条件
大多数电气设备具有必须满足的共同选择校验项目，即 按正常工作条件选择额定电压和额定电流，按短路条件校验 热稳定和动稳定。
一、按正常工作条件选择额定电压和额定电流 按环境条件修正
1、额定电压选择 正常电压：电气设备所在回路的最高运行电压不得高
于电气设备的允许最高电压。
式中 K----综合修正系数,不计日照时，裸导体和电缆的综合修正系数为
K ? ? al ? ? ? al ? ? 0
式中 ?al ----导体的长期发热允许最高温度，裸导体一般为70℃。
? 0 ----导体的额定环境温度，裸导体一般为25℃。
二、按短路条件校验热稳定和动稳定
1、短路热稳定校验：
① 定义：热稳定是指电气设备承受短路电流热效应而不 损坏的能力。
② 接线---可能发生最大短路电流的正常接线方法
（2）短路种类： ① 开断电流一般按三相短路计算； ② 若单、两相接地短路教三相短路严重时，则应按严重 情况验算。
（3）计算短路点：
1）对两侧均有电源的电气设备，
应比较电气设备前、后短路时的 短路电流，选通过电气设备短路 电流较大的地点作为短路计算点。 （QF1、k1、k2） 2）短路计算点选在并联支路时，
电气设备的裕度较大，短路计算 点可以只选一个，选在母线上。 （ k6 ）
（4）短路电流的实用计算方法
在进行电气设备的热稳定验算时，需要用短路后不同时刻的
短路电流（I〞、Itk/2 、Itk ），即计及暂态过程，通常采用短
路电流的实用计算方法，即运算曲线法。
步骤：
1）网络化简为以各电源至短路点的辐射形网络，得各转移电 抗。
② 电器满足动稳定的条件：

电气设备安装工程定额-第六章 电机检查接线及调试

电气设备安装工程定额-第六章 电机检查接线及调试

第六章电机检查接线及调试说明一、本章定额中的专业术语“电机”系指发电机和电动机的统称。

如小型电机检查接线定额，适用于同功率的小型发电机和小型电动机的检查接线，定额中的电机功率系指电机的额定功率。

二、直流发电机组和多台一串的机组，可按单台电机分别执行相应定额。

三、本章的电机检查接线定额，除发电机和调相机外，均不包括电机的干燥工作，发生时应执行电机干燥定额，本章的电机干燥定额系按一次干燥所需的人工、材料、机械消耗量考虑的。

四、单台重量在3t以下的电机为小型电机，单台重量超过3t至30t以下的电机为中型电机，单台重量在30t以上的电机为大型电机。

大中型电机不分交、直流电机，一律按电机重量执行相应定额。

五、微型电机分为三类：驱动微型电机（分马力电机）系指微型异步电动机、微型同步电动机、微型交流换向器电动机、微型直流电动机等；控制微型电机系指自整角机、旋转变压器、交直流测速发电机、交直流伺服电动机、步进电动机、力矩电动机等；电源微型电机系指微型电动发电机组和单枢变流机等。

其它小型电机凡功率在0.75kW以下的电机均执行微型电机定额，但一般民用小型交流电风扇安装另执行本册第四章的风扇安装定额。

六、各类电机的检查定额均不包括控制装置的安装和接线。

七、电机的接地线按镀锌扁钢（25×4）编制，如采用铜接地线时，主材（导线和接头）应更换，但安装人工和机械不变。

八、电机安装执行《第一册机械设备安装工程》的电机安装定额，其电机的检查接线和干燥执行本定额。

九、各种电机的检查接线，规范要求均需配有相应的金属软管，如设计有规定的按设计规格和数量计算。

例如：设计要求用包塑金属软管、阻燃金属软管或采用铝合金软管接头等，均按设计计算。

设计没有规定时，平均每台电机配金属软管1～1.5m（平均按 1.25m）。

电机的电源线为导线时，应执行本册的压（焊）接线端子定额。

135工程量计算规则一、发电机、调相机、电动机的电气检查接线，均以“台”为计量单位。

发电厂电气部分第六章(3)

发电厂电气部分第六章(3)
Kθ θ al θ θ al θ 0
式中：Imax － 导体所在回路的最大持续工作电流 Ial
裸导体的选择
2.选择导体的截面大小 (2)按经济电流密度选择截面
作者：李长松 版权所有
当负荷电流通过载流导体时，将产生电能损耗。电能 损耗的大小与负荷电流的大小、母线截面(或母线电 阻)有关。
同一熔断器内，通常可分别接入额定电流 大于熔断器额定电流的任何熔体
6
7
用来保护电路中的电气设备免受过载和电路电流的危害。
不能用来正常地切断和接通电路，必须与其它电器（隔离开关、 接触器、负荷开关等）配合 广泛用在1000V及以下的装置中，在3~110kV高压配电装置作为 小功率电力线路、配电变压器、电力电容器、电压互感器等设备 的保护。
三、高压熔断器的分类
2. 非限流型高压熔断器：自然灭弧
作者：李长松 版权所有
在熔体熔化后，短路电流不减小，一直达到最大值。 在第一次过零或经过几个半周期之后电弧才熄灭。
四、高压熔断器的选择和校验
1. 选择额定电压 非限流型： UN ≥ UNS
作者：李长松 版权所有
限流型：
原因：
UN ≡ UNS
I
IN1 Id
2－截面较大 1－截面较小
三、高压熔断器的分类
分类方式 性能 保护范围 熄弧方式 安装场所 保护对象 型式 结 构 极数 底座绝缘子 限流式、非限流式 一般、后备、全范围 角壮式(大气中熄弧)、石英砂填料、喷射式、真空等 分类名称
户外、户内
变压器、电动机、电压互感器、单台并联电容器、电容 器组、电容器组、供电回路等 插入式、母线式、跌落式、非跌落式、混合式等 单极、三级 单柱、双柱
t 1 电源 2(粗) 1(细) d 2

工厂供电第六版答案

工厂供电第六版答案

工厂供电（2006年2月化学工业出版社出版的图书）：《工厂供电》是2006年2月化学工业出版社出版的图书，作者是李友文。

内容简介：本书共分十一章。

内容有工厂供电系统、工厂供电的一次系统、工厂电力负荷及其计算、短路电流及其计算、工厂供电设备及其选择校验、继电保护及二次系统、工厂供电自动化技术、防雷、接地及电气安全、工厂电气照明、工厂供电系统的运行管理、工厂供电系统电气设计。

本书注意体现以下特点和特色。

在以往同类教材的基础上，注意引入较为成熟的最新技术，力求取材新颖。

全书教学内容模块化，可根据专业需要进行选择或删减。

本书在知识点分布上，力求覆盖工厂供电所要求的全部重点内容。

同时增加了“变电所运行与维护”、“供电系统的调度管理”、“变电所微机保护”、“变电所微机监控系统”、“变电所电气设计示例”等实践性强且包括高新技术的内容。

书中符号和插图均采用国家新标准。

本书适用于高职高专、成教及职大电气、机电类相关专业，还可供中职学校同类专业选用，也可作为有关工程技术人员参考资料或岗位培训教材。

目录：第一章工厂供电系统第一节供电系统概述第二节电力系统的额定电压第三节电力系统中性点运行方式本章小结思考题与习题第二章工厂供电的一次系统第一节工厂变配电所的电气主接线第二节工厂变配电所的配电结构第三节工厂供电线路本章小结思考题与习题第三章工厂电力负荷及其计算第一节电力负荷与负荷曲线第二节工厂电力负荷的计算第三节尖峰电流的计算本章小结思考题与习题第四章短路电流及其计算第一节短路问题概述第二节短路电流的计算第三节短路电流的效应本章小结思考题与习题第五章工厂供电设备及其选择校验第一节电气设备中的电弧问题第二节高低压电气设备第三节电气设备的选择与校验第四节导线截面的选择与校验本章小结思考题与习题第六章继电保护及二次系统第一节继电保护的基本知识第二节高压供电线路的继电保护第三节电力变压器的继电保护第四节高压电动机的继电保护第五节二次系统接线图第六节断路器控制回路及信号系统第七节中央信号系统第八节绝缘监察装置和电气测量仪表本章小结思考题与习题第七章工厂供电自动化技术第一节供电线路自动重合闸装置(ARD)第二节备用电源自动投入装置(APD) 第三节变电所的微机保护第四节变电所微机监控系统本章小结思考题与习题第八章防雷、接地及电气安全第一节过电压与防雷第二节电气设备的接地第三节静电及其防护第四节电气安全本章小结思考题与习题第九章工厂电气照明第一节电气照明的基本知识第二节工厂常用的电光源和灯具第三节电气照明的照度计算第四节工厂照明供电系统本章小结思考题与习题第十章工厂供电系统的运行与管理第一节电力变压器的经济运行第二节工厂用电设备的电能节约第三节工厂变配电所的运行维护第四节工厂供电线路的运行维护第五节工厂供电系统的调度管理本章小结思考题与习题第十一章工厂供电系统电气设计第一节工厂供电系统电气设计概述第二节工厂供电系统电气设计示例本章小结思考题与习题附录参考文献。

第六章 导体和电气设备的原理与选择

第六章 导体和电气设备的原理与选择

tpr——继电保护动作时间。备在保验护算动电作器时的间短。路热效应时，宜采用后
tbr——相应断路器的全开断时间
tbr =tin+ta
tin ——断路器固有分闸时间，可在手册上查出。 ta ——断路器开断时电弧持续时间。
第二节 高压断路器和隔离开关的原理与选择
回顾 : 高压断路器的主要功能 ①正常状况下，控制各电力线路的开断与闭合。 ②事故时在继电保护装置控制下能自动切除短路电流。
（3）计算短路点
②母联断路器 考虑当采用该母联断路器向备用路线充电时，备
用母线故障流过该备用母线的全部短路电流。 ③带电抗器的出线回路
由于干式电抗器工作可靠性较高，且断路器与电 抗器间的连线很短，故障几率小，一般可选电抗 器后为计算短路点，这样出线可选用轻型断路器， 以节约投资。
系统
k6
k5
It
(2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不 校验动稳定。
(3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设 备可不校验动、热稳定。
3、短路电流计算条件：
做校验用的短路电流应按下列情况确定： （1）容量和接线
按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划 (一般为本工程建成后5～10年)；其接线应采用可能发生最大短 路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列 的接线方式(如切换厂用变压器时的并列)。
（二）交流电弧特性
1、交流电弧的波形 交流电弧具有过零值自然熄灭 及动态的伏安特性两大特点。
i Ua
图中A点是电弧产生时的电压，称为燃弧电压。 B点是电弧熄灭时的电压，称为熄弧电压。
显然，由于介质的热惯性，燃弧电压必然大于熄弧电压。
2、交流电弧的熄灭
在电流过零时，采取有效 措施加强弧隙的冷却，使 弧隙介质的绝缘能力达到 不会被弧隙外施电压击穿 的程度，则在下半周电弧 就不会重燃而最终熄灭。

发电厂电气部分第六章习题解答

发电厂电气部分第六章习题解答

第6章导体与电气设备的原理与选择6-1什么就是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？答:演算热稳定的短路计算时间t k为继电保护动作时间t pr与相应断路器的全开断时间t br 之与,而t br就是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起,到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。

6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？答:电弧就是导电的,电弧之所以能形成导电通道,就是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘故。

电弧形成过程:⑴电极发射大量自由电子:热电子+强电场发射;⑵弧柱区的气体游离,产生大量的电子与离子:碰撞游离+热游离。

电弧的熄灭关键就是去游离的作用,去游离方式有２种:复合:正负离子相互吸引,彼此中与;扩散:弧柱中的带电质点由于热运行逸出弧柱外。

开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下因素有关:⑴电弧温度;⑵电场强度;⑶气体介质的压力;⑷介质特性;⑸电极材料。

6-3开关电器中常用的灭弧方法有那些？答:有以下几种灭弧方式:1)利用灭弧介质,如采用SF6气体;2)采用特殊金属材料作灭弧触头;3)利用气体或油吹动电弧,吹弧使带电离子扩散与强烈地冷却面复合;4)采用多段口熄弧;5)提高断路器触头的分离速度,迅速拉长电弧,可使弧隙的电场强度骤降,同时使电弧的表面突然增大,有利于电弧的冷却与带电质点向周围介质中扩散与离子复合。

6-4什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些因素有关？答:弧隙介质强度恢复过程就是指电弧电流过零时电弧熄灭,而弧隙的绝缘能力要经过一定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。

弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的结构与灭弧介质的性质所决定,随断路器形式而异。

弧隙电压恢复过程就是指电弧电流自然过零后,电源施加于弧隙的电压,将从不大的电弧熄灭电压逐渐增长,一直恢复到电源电压的过程,这一过程中的弧隙电压称为恢复电压。

电气主系统第六章电气设备选择

电气主系统第六章电气设备选择

UN ≥ UNs
■
6-2
发电厂电气主系统
注意： 1) 海拔影响电气设备的绝缘性能，随装设地点海拔的增加，空 气密度和湿度相应减小，使得电气设备外部空气间隙和固体绝
缘外表面的放电特性降低，电气设备允许的最高工作电压减小。 对海拔超过1000m的地区，一般应选用高原型产品或外绝
缘提高一级的产品。 对于现有110kV及以下大多数电器的外绝缘有一定裕度，
1
1
Smin Ah Aw Qk Ks C Qk Ks
显然，当所选导体截面S≥Smin时 ，由于短路电流热效应Qk保持 不变，短路终了时的A值Af减小，Af <Ah，故导体短路时的温升 不会超过短时最高允许温度。
■
6-16
发电厂电气主系统
Qk的单位为 A²·s；热稳定系数C的单位为 J /( mm4 ) 。
■
6-7
发电厂电气主系统
3．短路计算时间 计算短路电流热效应时所用的短路切除时间tk等于继电保护动 作时间tpr与相应断路器的全开断时间tab之和，即
tk tpr tab
断路器的全开断时间tab等于断路器的固有分闸时间tin与燃弧时 间ta之和，即
tab tin ta
验算裸导体的短路热稳定时，tpr宜采用主保护动作时间，如主 保护有死区时，则采用能对该死区起保护作用的后备保护动作 时间； 验算电器的短路热稳定时，tpr宜采用后备保护动作时间。 少油断路器的燃弧时间ta为0.04~0.06s，SF6断路器的燃弧时间ta 为0.02~0.04s。
It2t Qk
Qk——短路电流热效应； It——所选用电器t（单位为s）内允许通过的热稳定电流。
2. 短路动稳定校验 动稳定：指电气设备承受短路电流产生的电动力效应而不损坏 的能力。

第六章-电气设备的选择电子教案

第六章-电气设备的选择电子教案
第二节 敞露母线及电缆的选择
一、敞露母线的选择 （一）母线材料、截面形状和布置方式选择 1．材料
一般采用铝母线；特殊场所，采用铜母线。
发电厂电气部分
2．截面形状 35kV及以下、�Imax≤4000A屋内，一般采用矩形母线； 35kV及以下、�Imax ＝4000～8000A的屋内，一般采用槽形
发电厂电气部分
（3）短路计算点：选择通过校验对象的短路电流为最大的那 些点作为短路计算点。对两侧均有电源的电气设备，应选其前、 后短路时，通过它的短路电流较大的地点作为短路计算点。
1）发电机回路QF1。 当k4 短路时流过QF1电流由G1供 给；当k1短路时由QF2和系 统提供，若两台发电机容量 相等，后者大，应选k1为短 路计算点。
二、按短路条件校验热稳定和动稳定 1．短路电流的计算条件 （1）短路计算容量和接线： ➢容量: 应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的 远景发展规划（一般为本期工程建成后5~10年）。 ➢接线: 可能发生最大短路电流的正常接线方式。 （2）短路种类：
一般按三相短路验算；若发电机出口的两相短路，或中性 点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路 较三相短路严重时，则应按严重情况验算。
K al al 0
（6-4）
电器的�K值计算：
（6-5）
发电厂电气部分
➢ 回路最大持续工作电流Imax 的计算:
回路名称
最大持续工作电流
说明
发电机、调相机回路 变压器回路 出线
母联回路、主母线 母线分段回路
1.05倍发电机、调相机额定电流
1.05倍变压器额定电流
1.3~2.0倍变压器额定电流 单回路：线路最大负荷电流
双回路：1.2~2倍一回线的政策最大 负荷电流 环形与一台半断路器接线：两个相邻 回路正常负荷电流 桥型接线：最大元件负荷电流 母线上最大一台发电机或变压器的最 大持续工作电流 母线上最大一台发电机额定电流的 50%~80% 变电所应满足用户的一级负荷和大部 分二级负荷

110KV变电站一次设计

110KV变电站一次设计

10KV母线 图6.2.1 短路电流接线图
110kV电力系统继电保护的等值网络如图：
1 0.0301
110KV
d-1
2 0.269 3 0.269
d-2 图6.2.2等值阻抗图
10KV
短路计算表如下：
第六章 选择和校验所需的电气设备、设计和校验母 线系统

6.1、主接线中的设备配置 6.2、各级配电装置的配置 6.3、变电站设备选择
第一章 负荷分析

1.1、10KV侧及站用电各侧负荷大小 1.1.1、本期负荷

1.1.2、最终负荷
考虑本变电站所辖区域的长远发展及最终的建设规模 ，本 次按最终负荷设计选型

第二章 主变压器的选择

2.1、主变压器台数的确定 2.2、主变容量的确定
2.1、主变压器台数的确定

由于本次设计所辖区域有学校、医院等大量一级负 荷和二级负荷，本地区四季温差大。季节性负荷变 化较大，而且工厂集中负荷较大，从安全角度考虑， 本次设计装设两台主变压器为宜。
导体的选择与校验


导体选择的一般要求： 裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择和校 验。 1、工作电流； 2、电晕（对110级以上电压的母线）； 3、动稳定和机械强度； 4、热稳定性； 5、同时也应注意环境条件，如温度、日照、海拔等。 导体截面可以按长期发热允许电流或经济密度选择，除配电 装置的汇流母线外，对于年负荷利用小时数大，传输容量大， 长度在20m以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。
谢辞

论文设计在XX老师的悉心指导和严格要求下 已完成，从课题选择到具体的写作过程，论 文初稿与定稿无不凝聚着杜老师的心血和汗 水。同时也谢谢同学及室友的帮助。要在这 里向老师和同学道一声谢谢 ！

供用电技术专业毕业设计(论文)指导书

供用电技术专业毕业设计(论文)指导书

绝密文件，核心资料，拒绝盗版，支持正版，从我做起，一切是在为了方便大家！知识就是力量！供用电技术专业毕业综合实践与设计（论文）指导一、毕业综合实践的目的及要求毕业综合实践是专业教学计划的重要组成部分，是学生完成专业学习任务所必需的重要的实践性教学环节，是对学生理论联系实际的全面的工程技术训练，是完成电力工程技术人员初步培训的重要步骤。

毕业综合实践的目的是：培养学生综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能去分析和解决本专业的一般工程技术问题，进行一次工程技术人员所必须具备的基本初步训练，使学生毕业后能较快的胜任本专业的技术工作。

基于上述目的，对毕业综合实践的要求是：1．在毕业综合实践中，要求学生能综合运用所学基础理论和专业知识，运用计算、绘图、实验等技能，在教师的指导下，完成毕业综合实践任务，以便巩固、深化所学到的知识及技能。

2．要求学生通过毕业综合实践学会对本专业的技术课题进行调查研究，使用有关资料和工具书；了解有关的技术方针、政策、掌握一般的设计程序和方法，学会编制技术文件。

3．要求学生通过毕业综合实践树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、扎扎实实地工作作风。

二、毕业设计的目的和要求1．培养学生综合运用所学专业理论知识和技能分析解决电子工程实际问题的能力。

2．培养学生从工程技术工作的全局观念出发，树立正确的工程设计思维方式和严谨认真的工作作风。

3．养学生技术经济分析和技术组织工作的能力。

4．培养学生开展调查研究，查阅技术文献、资料、手册，进行技术分析和工程计算，绘制电路图释及编写技术文件的能力。

5．要求学生在指导教师的指导下，独立完成所分担的设计课题。

内容包括：（1）通过调查研究和毕业实习，搜集和查阅有关资料和图纸并进行技术分析。

（2）进行方案选择，完成整体设计。

（3）根据课题的要求，动手完成电子系统的实验验证或电子装置（设备）的整机安装调试。

（4）撰写毕业设计论文或编写设计说明书。

三、毕业综合实践与设计时间安排注：上表内时间是按13周计划安排的，如果周数不一样，毕业综合实践的工作要适当变化。

发电厂电气部分-第六章

发电厂电气部分-第六章

（4）短路电流的实用计算方法：在进行电气设 备的热稳定计算时，需要用短路后不同时刻的 短路电流，即计及暂态过程，通常采用短路电 流实用计算方法，即运算曲线法。
4、短路电流热效应计算时间的确定

短路电流热效应计算时间tk 为继电保护动作时间tpr 和相应 断路器的全分闸时间tbr之和，即 tk = tpr + tbr 式中tbr为断路器的固有分闸时间和燃弧时间之和。 验算电气设备时宜采用后备保护动作时间；在验算裸导体 的短路热效应时，宜采用主保护动作时间。如主保护有死 区时，则采用能对该死区起作用的后备保护动作时间，并 采用相应处的短路电流值；验算电缆时，对电动机等直馈 线应采用主保护动作时间，其余宜按后备保护动作时间。 在验算电器的短路热效应时，宜采用后备保护动作时间。
④ 不要求断开或闭合电流，只用来在检修时隔离电 压的开关电器，如隔离开关等。
引言
2. 断路器的作用
在正常情况下，控制各种电力线路和设备的开 断和关合。 在电力系统发生故障时，自动地切除电力系统 的短路电流，以保证电力系统的正常运行。
一、电弧的形成与熄灭



当开关电器开断电路时，电压和电流达到一定 值时，触头刚刚分离后，触头之间就会产生强 烈的白光，称为电弧。 此时，触头虽已分开，但电路中的电流还在继 续流通。只有电弧熄灭，电路才被真正断开。 电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中 了出现大量自由电子的缘故。
2、短路动稳定校验
动稳定也称电动力稳定，是指电气设备承受 短路电流机械效应的能力。满足动稳定的条件为：
ies ish 或I es I sh
式中 ish、I sh — 短路冲击电流幅值及其有效值。ish 2K sh I ''， I ''为0s短路电流周期分量有效值，K sh 为冲击系数； ies、I es — 电气设备允许通过的动稳定电流幅值及其有效值。

第六章常用电气设备 第四节常用低压电器

第六章常用电气设备 第四节常用低压电器
由于组合开关具有结构紧凑，安装面积小，操作 方便等优点，故广泛用于机床上作为引入电源的开关； 有时也用来接通和分断小电流的电路，如直接起动冷 却泵电动机、控制机床照明等。
常用电气设备
4．自动空气断路器 自动空气断路器也称自动空气开关或自动开关， 在低压电路中，用作分断和接通电路，控制电动机 运行和停止。当电路发生过载、短路、失压等故障 时，它能自动切断故障电路，保护电路和用电设备 的安全。它的特点是动作后不需要更换新的元件， 工作可靠，应用安全，操作方便，断流能力大(可 达到数千安)。
热继电器在使用前，必须调节其整定电流值，使其与电动机 的额定电流值相等。
常用电气设备
1．闸刀开关 闸刀开关是最简单、最常用的一种开关，刀极数 目有二极和三极两种。 图6．10(a)为二极闸刀开关的 结构图，在瓷质底座上装有静插座、接熔丝的接头和 带瓷质手柄的闸刀等。图示为合闸位置，闸刀已推入 静插座，胶盖防止电弧烧伤和触电。图6．10(b)为三 极闸刀开关。 安装闸刀开关时应将电源进线接在静插座上，将 用电器接在闸刀开关的出线端，这样在分闸时，闸刀 和熔丝上不带电，可以保证装换熔丝和维修用电器时 的安全。闸刀开关在电器原理图中的符号如图6．10 (c)所示。
热驱动器件由双金属片和绕在双金属片上的电阻丝组成。双 金属片是由两种膨胀系数不同的金属片压制成的，它的一端固 定在支架上，另一端是自由端。电阻丝串接在电动机的主电路 中，常闭触头串接在控制电路中。当电动机过载时，电阻丝中 通过的电流超过了它的额定值，产生较大的热量，使双金属片 受热膨胀发生弯曲，通过连动机构迫使常闭触头断开。在控制 电路中，常闭触头和接触器的线圈相串联，当常闭触头断开时， 接触器线圈断电，使主触头分断，电动机停转，实现了过载保 护。要使电动机恢复工作，需待热继电器冷却复位后，重新起 动电动机。

变电站电气部分设计以及继电保护系统设计

变电站电气部分设计以及继电保护系统设计

本次设计的内容是大型化纤厂二车间10/0.4kV变电站电气部分设计以及继电保护系统设计，内容包括：负荷计算、变压器选择、电气主接线设计和导线选择、短路计算、电气设备的选择与校验和继电保护。

电力系统继电保护和安全自动装置对电力系统安全稳定地运行和对用户的不间断供电起着极为重要的作用，没有继电保护的电力系统是不能运行的。

如果设计与配置不当。

继电保护将不能正确动作，从而会扩大试过的停电范围。

给国民经济带来严重的后果，还可能造成人身和设备安全事故。

因此，为了保证变电站的正常运行，必须根据《规程》来设计变电站所需要的保护装置，并根据满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性进行整定值，是整个系统的各种继电保护有机协调地不知，正确地发挥作用。

本次的设计的宗旨是经济适用、操作简单、安全稳定等综合因数来确定设计方案的。

通过严谨的计算和严格校验，最终达到了10/0.4kV车间变电站电气部分设计与继电保护系统设计任务的要求。

关键词：电气主接线、短路电流计算、电气设备选择与校验、继电保护摘要 0第一章绪论 (2)1.1 工厂供电的意义和要求 (3)1.2 原始资料 (3)第二章工厂负荷计算 (5)2.1车间负荷计算 (5)2.1.1 车间负荷计算公式 (5)2.1.2 各车间负荷计算 (6)第三章变压器选择 (7)3.1 变压器台数与容量的选择原则 (7)3.2 变压器台数与容量的选择 (8)第四章电气主接线设计 (9)4.1 电气主接线设计的基本要求 (9)4.2 电气主接线设计的基本原则 (10)4.3 主接线的基本接线方式 (10)4.4 电气主接线设计 (11)4.5 导线截面选择 (13)4.5.1 10KV进线架空线截面选择 (13)4.5.2 各路用电负荷进线截面的选择 (14)第五章短路电流计算 (14)5.1 短路的概念 (14)5.2 短路危害 (15)5.3 短路电流计算的目的 (15)5.4 短路电流计算 (15)5.4.1 短路电流计算公式 (15)5.4.2 线路短路电流计算 (16)第六章电气设备选择 (19)6.1 电气设备的选择原则 (19)6.1.1 电气设备选择 (19)6.1.2 电气设备选择原则 (20)6.2 电气设备的校验 (20)6.3 电气类型选择与校验 (21)6.3.1 断路器选择 (21)6.3.2 隔离开关 (22)6.4 互感器选择 (24)第七章继电保护 (25)7.1 继电保护的概述 (25)7.1.1 继电保护的作用 (26)7.1.2 继电保护装置满足的基本要求 (26)7.2 10/0.4KV车间变电所继电保护原理 (27)7.2.1 变压器保护原理 (27)7.2.2 线路保护 (28)7.3 变电所继电保护 (29)7.3.1 继电保护整定公式 (29)7.3.2 变压器保护 (29)总结 (32)参考文献 (33)致谢 (33)第一章绪论1.1 工厂供电的意义和要求工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

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(a) 平放
(b) 竖放
图6-1 水平放置的母线
(3) 对母线等硬导体，一般按短路时所受到的最大应力来校验其动稳定度， 满足的条件为 al c (6-13) 式中 ——母线材料的最大允许应力(Pa)，硬铜 al≈137MPa，硬铝 al al ≈69MPa； (3) c ——母线通过 ish 时所受到的最大计算应力。上述最大计算应力按式
确定 k，可根据短路热稳定度的要求来确定其最小允许截面Amin。
Amin
(3) = I (
tima
/C)
(6-9)
式中 Amin——导体的最小热稳定截面积(mm2)；
(3) I ——三相短路稳态电流(A)；
C——导体的短路热稳定系数，可查表。
导体的热稳定度校验条件转换成导体的截面积校验条件，要求
Fmax 2 1.73ish 2a 10 1.73ish 2 Lca 107 (N) a
(6-20)
式中 Lca ——计算跨距(m)， Lca = ( L1 L2 ) 2 ； L1、L2——支持绝缘子的相邻两跨距 (m)。 式(6-20)也可用于计算穿墙套管承受的作 用力，其中 Lca = ( L1 Lp ) 2 式中 Lp——套管长度。
续上页
• 2）若变压器有可能过负荷运行时，Imax应按过负荷确定；。 • 3）出线回路的Imax除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他 回路转移过来的负荷0不等时，其长期允许电流 Ial可按式(6-5)修正 al I alθ I al KI al (6-5) al 0 其中
一.高压开关设备的选择
1. 高压断路器的选择 高压断路器的选择、校验条件如表6-1所示。在选择时还应注意以下几 点。 二、高压电气设备的选择 1) 断路器种类和型式的选择 高压断路器应根据其安装地点、环境和使用技术条件等要求选择其种 类和型式。由于少油断路器制造简单、价格便宜、维护工作量少，故3k～ 220kV一般采用少油断路器；对于110k～330kV，当少油断路器的技术性能 不能满足要求时，可以选用压缩空气或SF6断路器。 2) 按开断电流选择 高压断路器的额定开断电流应满足 Ik I Nk ≥ (6-15) 式中 Ik ——高压断路器触头实际开断瞬间的短路电流周期分量有效值； INk ——高压断路器的额定开断电流。 高压断路器的操动机构，大多数是由制造厂配套供应，仅部分少油断路 器有电磁式、弹簧式或液压式等几种型式的操动机构可供选择。一般电磁式 操动机构虽需配有专用的直流合闸电源，但其结构简单可靠；弹簧式的结构 比较复杂，调整要求较高；液压操动机构加工精度要求较高。操动机构的型 式，可根据安装调试方便和运行可靠性进行选择。
W ──母线的截面系数(m3)，当母线水平放置时(图4.13)，
b2 h W 6
不作为母线的矩形硬导线，其动稳定度校验条件和校验方法与硬母 线一样。
由于回路的特殊性，对下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：
① 用熔断器保护的电源，其热稳定由熔体的熔断时间保证，故可不 校验热稳定。
② 采用限流熔断器保护的设备可不校验动稳定。 ③ 在电压互感器回路中的裸导体和电器可不校验动、热稳定。 ④ 对于电缆，因其内部为软导线，外部机械强度很高，不必校验其 动稳定。
2)按额定电流选择 对于熔断器，其额定电流应包括熔断器载流部分与接触部分发热所依据 的电流和熔体发热所依据的电流两部分，前者为熔管额定电流，后者为熔体 额定电流。同一熔管可装配不同额定电流的熔体，但受熔管额定电流的限制。 所以熔断器额定电流的选择包括这两部分电流的选择。
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(1) 熔管额定电流的选择。 为了保证熔断器载流及接触部分不致过热和损坏，高压熔断器的熔管额 定电流 I N.FE t 应大于或等于熔体的额定电流 I N.FE ，即 ≥ I (6-16) I
(6-14) 式中 M ——母线通过 i 时所受到的弯曲力矩( N m )，当母线的挡数为1～2时， (3) = M F (3) L 8 ，当挡数大于2时， ＝ M F L 10 ，L为母线的挡距；
(3) sh
c M W
，此处 b为母线截面的水平宽度，h为母线截面的垂直高度，b和h的单位均为m。
Fal Fc(3)
• • 式中 Fal——绝缘子的最大允许载荷可由产品样本查得，如果产品样本给出的 是绝缘子的抗弯破坏载荷值，则应将抗弯破坏载荷值乘以0.6作为 Fal；
•
Fc(3) ——短路时作用于绝缘子上的计算力，如母线在绝缘子上为平放，如 图6-1(a)，则Fc(3)＝F(3)，如为竖放，如图6-1(b)所示，则Fc(3)＝1.4 F(3)。
N.FE t
N.FE
(2) 熔体额定电流选择。 保护35kV以下电力变压器的高压熔断器，为了防止熔体在通过变压器 励磁涌流和保护范围以外的短路及电动机自起动等冲击电流时误动作，其熔 体的额定电流可按式下式选择
1 max = (6-17) 式中 K1——可靠系数(不计电动机自起动时K1=1.1～1.3；考虑电动机自起 动时K1=1.5～2)。
图6-3 绝缘子和穿墙套管所受的电动力
由于母线电动力Fmax是作用在母线截面的中心线 上，而支持绝缘子的抗弯破坏强度是按作用在绝缘 子帽上给定的，如图6-4所示为绝缘子受力示意图。 为了便于比较，必须求出短路时作用在绝缘子帽上 的计算作用力Fc (6-21) H Fc Fmax 1 (N) 其中 H
(3) 熔断器开断电流校验。
I Noc I sh
(6-19)
对于非限流熔断器，选择时用冲击电流的有效值 I sh 进行校验；对于限流熔 Ik 断器，在电流达最大值之前电路已切断，可不计非周期分量的影响，而采用 进行校验 (4) 熔断器选择性校验。 为了保证前后两级熔断器之间保护动作的选择性，应进行熔体选择性校 验。熔体的选择性校验应根据制造厂提供的熔体的安秒特性进行。安秒特性 是熔体的熔断时间与通过电流的关系。如图6-2所示，两个不同熔体的安秒特 性曲线( I N.FE1 I N.FE2 )。同一电流同时通过此两熔体时，熔体1先熔断。所以， 为了保证保护动作的选择性，前一级熔断器应采用熔体1，后一级熔断器应 选用熔体2。 对于保护电压互感器用的高压 熔断器，只需按额定电压及开 断电流两项来选择。
第六章
电气设备的选择与校验
第一节 电气设备的选择及校验原则
• 选择及校验意义： • 电气设备的选择是供配电系统设计的主要内容之一，是保证电网安全、 经济运行的重要条件。 • 一. 选择电气设备的一般原则： • 选择应满足条件： • 供配电系统中的电气设备总是在一定的电压、电流、频率和工作环境 条件下工作的。所以，电气设备的选择应满足： • 1）正常工作条件下安全可靠运行 • 2) 短路故障条件下不损坏。开关电器还必须具有足够的断流能力 • 3) 适应所处的位置（户内或户外）、环境温度、海拔高度以及防尘、 防火、防腐、防爆等环境条件 • 选择基本要求： • 1）按正常工作条件进行选择 • 2）按短路条件校验动稳定和热稳定。
I N.FE
K I
用于保护电力电容器的高压熔断器，当系统电压升高或波形畸变引起 回路电流增大或运行过程中产生涌流时不应误动作，其熔体额定电流可按 下式选择 I N.FE K2 I Ngc (6-18) 式中 K2——可靠系数(对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时 K2=1.5～2.0；当一组电力电容器时K2=1.3～1.8)； IN.C——电力电容器回路的额定电流。
二.按正常工作条件选择电气设备
• 1 按工作电压选择电气设备的额定电压 • 电气设备的额定电压UN应不低于其所在线路(安装点)的额定电压U， 即： • UN ≥U （6-3） • 例如在10kV线路中，应选择额定电压为10kV的电气设备，380V 系统中应选择额定电压为380V（0.4kV）或500V的电气设备。
• 2 按工作电流选择电气设备 • 电气设备的额定电流IN是指在规定的环境温度下，设备的长期 允许电流Ial。IN不应小于该回路的最大持续工作电流Imax，即 •
• •
I N ( Ial ) Imax
（6-4）
Imax的几种特殊情况： 1） 由于发电机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故 其相应回路的Imax应为发电机和变压器额定电流的1.05倍；
(3)2 I t2t I tima
(6-7)
式中 It——电器的热稳定试验电流； t ——电器的热稳定试验时间； (3) t I 、 ima——短路电流的稳态值及短路电流的假想时间。 以上的It和t均可由电器产品样本查得。 (2) 对母线及绝缘导线和电缆等导体，可按下列条件校验其热稳定 度： kal ≥ k (6-8) 式中 kal——导体在短路时的最高允许温度，可查表； k——导体短路时产生的最高温度。
al al 0
3 按装置地点、使用条件、检修和运行等要求选择电气设备
指按照设备的装置地点、使用条件、检修和运行等要求选择导体、电器的种 类和型式。例如选户外或户内设备，防爆型或普通型设备。
三. 按短路电流校验设备的热稳定和动稳定性
1) 短路热稳定度的校验条件
电器和载流部分的热稳定度校验，依校验对象的不同而采用不同 的具体条件。 (1) 对一般电器，热稳定度校验条件为
A
≥
Amin
(6-10)
• • • •
2) 短路动稳定度的校验条件 电器和导体的动稳定度校验，依校验对象的不同而采用不同的具体条件。 (1) 对一般电器，动稳定度校验条件 (3) 或 (3) max sh max sh
i
i
I
I
• • •
式中 imax、Imax——电器的极限通过电流峰值和有效值；可由电器产品样本查得 、 ——三相短路冲击电流峰值和有效值。 (2) 绝缘子的动稳定度校验条件
二.
支持绝缘子和穿墙套管的选择
绝缘子包括支持绝缘子和穿墙套管。支持绝缘子的作用是为了支撑母线； 穿墙套管的作用是为了保证母线穿墙时的绝缘。它们的选择和校验项目，如 表6-1所列。 绝缘子和穿墙套管的机械应力计算： 布置在同一平面内的三相母线，如 图6-3所示为绝缘子和穿墙套管受力示意 图。在发生短路时，支持绝缘子所受的 力为 F1 F2 2 L L2 7 1