某塑料制品厂总配变电所及配电系统设计(37页).doc

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1、-某塑料制品厂总配变电所及配电系统设计-第 30 页Southwest university of science and technology本科毕业设计（论文）某塑料制品厂总配变电所及配电系统设计学院名称信息工程学院专业名称电气工程及其自动化学生姓名冯啸学号20105214指导教师于春梅 教授二一四年六月某塑料制品厂总配变电所及配电系统设计摘要：某塑料制品厂总配变电所及配电系统设计是工厂供电的一部分。一套完整的现代化供电系统对于一个工厂实现生产自动化、提高成品质量是不可缺少的。设计对工厂供电方式、主要设备的选择、保护装置的配置及防雷接地系统进行了相应的叙述。本设计首先进行负荷计算，无功功率

2、补偿计算，短路电流计算，并对变压器容量进行选择。然后，对主接线方案进行选择并拟定，电气主接线对接下来电气设备的选择，运行的可靠性和灵活性，操作和检修的安全以及今后的扩建，对电力工程建设和运行的经济节约等，都由很大的影响。接着，对主要电气设备选型并校验。最后，对主要设备继电保护进行设计和整定计算，对防雷和接地系统做相应叙述。在论文的最后还附上了主接线图。关键词：负荷计算; 短路计算; 继电保护; 主接线设计A plastic products factory workshop substation and electrical systemAbstract：A plastic products

3、factory workshop substation and electrical system design of the factory is the targeted design of power supply. A complete set of modern power supply system is indispensable for factory production automation and improving the quality of products . This design is firstly performed load calculation, r

4、eactive power compensation calculations,short circuit current calculation, as well as the capacity of choosing transformer.The conclusion is that a main electrical wiring has a great influence on the active and reliable main equipment of technical parameters ,operation and maintenance of the securit

5、y as well as the future expansion.Finally,the design narrates the lightning protection and grounding systems ,also designs and calculates relay protection of main equipment .The main wiring diagram is attached on the end of the paper.Key Words: Load calculation,Short circuit calculation,Relay protec

6、tion,Design of main wiring目 录第1章 绪论11.1 工厂供电的意义11.2 工厂供电的要求11.3 设计依据21.3.1 平面布置图如图21.3.2 生产任务及车间组成21.3.3 工厂各车间的负荷情况及车间变电所的容量如下表21.3.4 供用电协议31.3.5 本厂负荷性质41.3.6 自然条件4第2章 负荷计算52.1 负荷计算的意义52.2 负荷计算的方法52.3 负荷计算6第3章 功率补偿计算及变压器的选择103.1 功率补偿计算103.2 变压器型式的选择113.3 变压器台数的选择123.4 变压器容量的选择12第4章 主接线的设计144.1 基本要求1

7、44.2 电气主接线设计144.2.1 电气主接线各种连接方式及其优缺点154.2.2 主接线方案的拟定17第5章 短路电流计算195.1 短路电流计算方法及意义195.2 短路计算195.2.1 短路电流计算等效示意图19 5.2.2 短路电流及容量的计算19第6章 电气设备的选择与校验226.1 总配电所架空线进线的选择226.2 高压侧与低压侧母线的选择226.3 各变电所进线选择236.4 变电所低压出线的选择246.5 设备的选择246.5.1 高压侧设备的选择256.5.2 各车间进线设备的选择266.5.3 各变电所低压侧出线回路设备选择与校验表27第7章 继电保护307.1 高

8、压进线的继电保护307.2 各变电所进线的保护317.3 变压器继电保护33第8章 防雷与接地保护368.1 防雷保护368.2 接地装置36结论38致谢39参考文献40附录 主接线图41第1章 绪论1.1 工厂供电的意义工厂供电（electric power supply for industrial plants），就是指工厂所需电能的供应和分配。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。例如在机械工业中，电费的开支仅占产品成本的5%左右。因此电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气自动化以

9、后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程的自动化。从另一方面说，如果工厂的电能供应突然中断，对工业生产可能造成严重的后果。例如某些供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短暂的停电，也会引起重大的设备损坏，或引起大量的产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。所以，工厂应该根据本厂环境条件和供电要求来选择适当的电气设备和确定其各项参数，保证工厂正常运行时安全可靠，出现故障时不致出现严重的后果，并在合理的情况下注意节约，还应该根据工厂生产情况与供应能力统筹兼顾。因此，一套完整的现代

10、化供电系统对于一个工厂实现生产自动化、提高成品质量是不可缺少的。 1.2 工厂供电的要求在工厂供电的过程中要切实保证工厂生产和生活的需要，还要做好节能工作，就应该做到以下要求：（1） 可靠 要满足供电可靠性的要求。（2） 安全 要满足在电能的使用中不应发生设备和人身事故。（3） 优质 要保证用户对电能质量的要求。（4） 经济 尽量减少供电系统中不必要的投资，并尽可能地节约电能。此外，在设计工厂配电系统的时候还要考虑到当地的天气设计防雷接地装置，合理地处理当前和长远的关系，既要节约能源，又要保证工厂生产和生活的需要。1.3 设计依据图 1-1 平面布置图 年产量为万吨聚乙烯塑料制品，产品品种有薄

11、模、单丝、管材和注射等制品。其原材料来源于某石油化纤总厂。1.3.3 工厂各车间的负荷情况及车间变电所的容量如下表表 1-1各车间及车间变电所负荷计算表（380V）序号车间或用电单位名称设备容量（千瓦）需用系数Kd功率因数 功率因数正切（1）NO1变电所1薄膜车间13802原料库383生活间1214成品库（一）265成品库（二）226包装材料库19（2）NO2变电所1单丝车间13652水泵房及其附属设备28（3）NO3变电所1注塑车间1982管材车间870（4）NO4变电所1备料复制车间1402生活间913浴室414钳工车间355原料、生活间1316仓库147机修模具车间908处理车间1409

12、车间190（5）NO5变电所1锅炉房1902试验室1353辅助材料库1004油泵房185加油站156办公楼、招待所、食堂181.3.4 供用电协议工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：图2-2 供电协议图（1）从电业部门某35/10kV变电所用10kV架空线向本厂供电，该所在厂南侧1km。（2）供电系统短路技术数据：电业部门变电所10kV母线，为无限大电源系统，其短路容量为200MVA。（3）电业部门对本厂提出的技术要求：电业部门配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒，工厂“总降”不应大于秒；在总配变电所10kV侧进行电能计量；本厂的功率因数值应在以上。1.3.5 本厂负荷性质生产

13、车间为三班工作制，部分车间为单班或两班制，最大有功负荷年利用小时数为5000小时，属于三级负荷。1.3.6 自然条件（1）最热月平均最高气温为35 ；（2）土壤中0.71米深处一年中最热月平均温度为20 ；（3）年雷暴日为30天；（4）土壤冻结深度为1.1米；（5）夏季主导风向为南风。（6）地表面比较平坦，土壤主要成分为积土及砂质粘土，层厚1.67m不等；（7）地下水位一般为0.7m；（8）地耐压力为20吨/平方米。第2章 负荷计算2.1 负荷计算的意义计算负荷是供电系统设计计算的基础，为选择变压器台数和容量，选择电气设备，确定测量仪表的量程，选择继电保护装置等提供重要的数据依据。所以负荷计算

14、准确与否直接影响着供电设计的质量。工厂供电系统运行时的实际负荷并不等于所有用电设备额定功率之和。这是因为用电设备不可能全部同时运行，每台设备也不可能全部满负荷，各种用电设备的功率因数也不可能完全相同。因此，工厂供电系统在设计过程中，必须找出这些用电设备的等效负荷。所谓等效是指这些用电设备在实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等，产生的最大温升与等效负荷产生的最高温升相等。我们按照等效负荷，从满足用电设备发热的条件来选择用电设备，用以计算的负荷功率或负荷电流称为“计算负荷”。通常规定取30分钟(min)平均最大负荷、和作为该用户的“计算负荷”，并用、和分别表示其有功、无功、视在和

15、电流计算负荷。计算负荷也称需要负荷或最大负荷，目的是为了合理地选择工厂各级电压供电网络、变压器容量和设备型号等。2.2 负荷计算的方法计算负荷的确定是工厂供电设计中很重要的一环，计算负荷的确定是否合理，直接影响到电气设备选择的合理性、经济性。如果计算负荷确定的过大，将使电气设备选得过大，造成投资利有色金属的浪费；而计算负荷确定的过小，则电气设备运行时电能损耗增加，并产生过热，使其绝缘过于老化，甚至烧毁、造成经济损失。因此，在供电设计中，应根据不同的情况，选择正确的计算入法来确定计算负荷。常用的负荷计算方法有需要系数法、二项式法、利用系数法和面积功率法等。在实际工程配电设计中，广泛采需用系数法，

16、因其计算方便，多采用方案估算，初步设计和全厂大型车间变电所的施工设计。按需要系数法确定计算，应从实际每台用电设备开始，逐级向电源推进，一直计算到电源，用每一级的计算负荷为选择该用电器的依据。需用系数法的计算，现在己普遍应用于供配电设计中，其缺点是它未考虑到用电设备中少数容量特大的设备对计算负荷的影响。本设计的情况符合需要系数法，因此本设计中的负荷计算都用需要系数法进行计算。2.3 负荷计算 现以NO.5变电所车间负荷计算为例，计算过程如下：（在计算各车间变电所负荷合计时，同时系数分别取值：=0.9；）（1） 锅炉房有功功率：=1900.7=133 KW 无功功率：= =1330.88=117.

17、04 Kvar视在功率：=1330.75=177.33 KVA（2） 试验室有功功率：=1350.25=33.75 KW无功功率：= 1.73=58.39 Kvar视在功率：=0.5=67.50 KVA（3） 辅助材料库有功功率：=1000.2=20 KW无功功率：= =20视在功率：=200.5=40.00 KVA（4） 油泵房有功功率：=18无功功率：= 0.75=8.78 Kvar视在功率：=0.8=14.63 KVA（5） 加油站有功功率：=15无功功率：= 0.75=7.31 Kvar视在功率：=0.8=12.19 KVA（6） 办公楼、招待所、食堂有功功率：=180.6=10.80

18、 KW无功功率：= 1.33=14.36 Kvar视在功率：=0.6=18.00 KVA变电所N0.5的计算负荷：有功计算负荷：= (2-1) （13333.75209.7511.7010.80） =197.1 KW 无功计算负荷：= （2-2)(117.0458.3934.608.787.3114.36) =228.46 Kvar 视在计算负荷：= （2-3) =301.73 KVA其余变电所的计算方法与NO.5变电所的计算方法相同，这里就不一一计算了，其计算结果如表3-1所示。表3-1 负荷计算结果序号车间（单位）名称计算负荷有功（KW）无功（Kvar）视在（KVA）（1）NO1变电所1薄

19、膜车间828.00 1101.24 1380.00 2原料库9.50 16.44 19.00 3生活间9.60 0.00 9.60 4成品库（一）7.80 13.49 15.60 5成品库（一）6.60 11.42 13.20 6包装材料库5.70 9.86 11.40 7小计867.20 1111.10 1391.40 乘以同时系数KP=0.9，KQ（2）NO2变电所1单丝车间819.00 1089.27 1365.00 2水泵房及其附属设备18.20 13.65 22.75 3小计837.20 1102.92 1387.75 乘以同时系数KP=0.9，KQ（3）NO3变电所1油塑车间79.

20、20 105.34 132.00 2管材车间304.50 404.99 507.50 3小计383.70 510.32 639.50 乘以同时系数KP=0.9，KQ（4）NO4变电所1备料复制车间84.00 145.32 168.00 2生活间7.20 0.00 7.20 3浴室3.20 0.00 3.20 4钳工车间10.50 12.29 16.15 5原料、生活间10.40 0.00 10.40 6仓库4.20 7.27 8.40 7机修模具车间22.50 26.33 34.62 8处理车间84.00 85.68 120.00 9车间57.00 98.61 114.00 10小计283.0

21、0 375.49 481.97 乘以同时系数KP=0.9，KQ（5）NO5变电所1锅炉房133.00 117.04 177.33 2试验室33.75 58.39 67.50 3辅助材料库20.00 34.60 40.00 4油泵房11.70 8.78 14.63 5加油站9.75 7.31 12.19 6办公楼、招待所、食堂10.80 14.36 18.00 7小计219.00 240.48 329.65 乘以同时系数KP=0.9，KQ第3章 功率补偿计算及变压器的选择3.1 功率补偿计算供电单位一般对用电用企业要求要求功率因数达到0.9以上，若达不到要求，需增设无功功率的人工补偿装置。提高负

22、荷的功率因数，可以减少发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无功功率，使线损大为降低，而且还可以改善电压质量、提高线路和变压器的输送能力。无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电容器两种。由于并联电容器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电容器在供电系统中应用最为普遍。下面以NO.5变电所为例计算：变电所的补偿前功率因数：= (3-1)计算电流：=17.42 A (3-2) 补偿后功率因数：需要补偿的功率：=（1.17-0.43） (3-3) =145.85 Kvar补偿电容器的个数：所以实际补偿的功率：=150 Kvar（所以本设计中选用

23、电容器的型号为BKMJ0.4-25-3 ）补偿后有功计算负荷：=197.1 KW补偿后无功计算负荷：=-=228.46-150=78.46 Kvar (3-4)补偿后视在计算负荷：=212.14 KVA (3-5)补偿后的计算电流：=12.25 A高压侧功率因数的校检：212.14=3.18 KW (3-5) 212.14=12.73 Kvar (3-6)高压侧有功计算负荷：=+=200.28 KW (3-7)高压侧无功计算负荷：=+=91.19 KVA (3-8)高压侧视在计算负荷：=220.06 KVA高压侧计算电流：=12.71 A高压侧的功率因数：=0.910.9，满足要求。其他各变电

24、所的计算方法相同，计算结果如表3-1所示：表3-1 功率补偿计算结果变电所补偿前(KW)(Kvar)(KVA)(A)补偿后(KW)(Kvar)(KVA)(A)高压侧(KW)(Kvar)(KVA) (A)一般正常环境的变电所，可以选用油浸式变压器，且应优先选用S9、S11等系列变压器。在多尘或由腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所，应选用S9-M、S11-M R等系列全密封式变压器。多层或高层建筑内的变电所，宜选用SC9等系列环氧树脂注干式变压器或SF666充气型变压器。根据本论文给出的自然条件：工厂所在地址自然条件正常，可以选用油浸式变压器。3.3 变压器台数的选择主变压器台数应根据负荷特点

25、和经济运行的要求进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台以上主变压器：（1） 有大量一级或二级负荷。（2） 季节性符合变化较大，适于采用经济运行方式。（3） 集中符合较大，例如大于1250kVA时。本设计中所有负荷均为三级负荷，所以应该装设1台变压器。3.4 变压器容量的选择(1)只装一台变压器的变电所变压器的容量:应满足用电设备全部的计算负荷的需要，即(2)装有两台变压器的变电所每台变压器的容量应满足以下两个条件。 任一台变压器工作时，宜满足总计算负荷 的大约60%70%的需要，即=（0.60.7） 任一台变压器工作时，应满足全部一、二级负荷的需要，即(3)车间变电所变压器的容量上限单台变

26、压器不宜大于1000KVA。这一方面是受以往低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的限制；另一方面也是考虑到可以使变压器更接近于车间负荷中心，以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。(4)并行运行的变压器最大容量与最小容量之比不应超过3:1。同时，并联运行的两台变压器必须符合以下条件： 并联变压器的电压比必须相同，允许差值不应超过 ，否则会产生环流引起电能损耗，甚至绕组过热或烧坏。 并列变压器的阻抗电压必须相等，允许差值应不超过10%，否则阻抗电压小的变压器可能过载。 并列变压器的联接组别应相同，否则二次侧会产生很大的环流，可能使变压器绕组烧坏。本设计属于第一种情况，故变电所选取

27、的变压器仅考虑（1）即可。以NO.5变电所选型为例（查看负荷计算大小，可确认选择一台变压器既满足）根据负荷计算是所得变电所补偿后总视在功率： =KVA，选择的变压器应该满足：应选变压器的容量，查询附录表可知选择的变压器容量为250KVA，故选择的变压器型号为：S925010，参照变压器各参数，可以满足要求。结果如表3-2所示：表3-2 各变电所选的变压器及台数变电所变压器型号额定容量（KVA）额定电压（V）连接组标号损耗阻抗电压（%）空载电流（%）高压低压空载负载1S9-1000/10100010KDyn111700920052S9-1000/10100010KDyn111700920053S

28、9-400/1040010KDyn11870420044S9-315/1031510KDyn11720345045S9-250/1025010KDyn1160029004第4章 主接线的设计电气主接线是指从电源进线到负荷出线之间所有一次设备连成的回路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。主接线代表了发电厂或变电站电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，它直接影响电力系统运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合考虑变电站在电力系统中的地位、作用以及用户的负荷性质等

29、因素，最大限度地满足运行灵活性、可靠性以及操作简便、经济合理便于扩建的基本要求。在选择电气主接线形式时，应根据变电站进出线回路数、设备特点、负荷性质等条件确定。4.1 基本要求变电站的电气主接线应根据该变电站在电力系统中地位，变电站的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。因此对主接线的设计要求可以归纳为以下三点。（1）可靠性 可靠性是指电气主接线能可靠保证对用户的供电。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。衡量可靠性的客观标准是运行实践。因此，不仅要考虑一次

30、设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。一种主接线对某些变电站是可靠的，而对另一些变电站可能是不可靠的，因此可靠性是相对的而不是绝对的。（2）灵活性 主接线的灵活性有以下几方面要求： 调度要求 可以灵活地投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。 检修要求 可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不致影响对用户的供电。 扩建要求 可以容易地从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次或二次，设备改造量最小。（3）经济性 经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。4.2 电气主

31、接线设计电气主接线的基本形式就是主要电气设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为主体。大致分为有汇流母线和无汇流母线两大类。其中有汇流母线的接线形式分为单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、一台半断路器接线以及增设旁路母线等。而无汇流母线的接线形式主要有单元接线、桥形接线以及多角形接线等。4.2.1 电气主接线各种连接方式及其优缺点（1）单母线接线(线路变压器组接线)线路变压器组接线是线路和变压器直接相连，是一种最简单的接线方式，线路变压器组接线的优点是简单清晰，设备少，投资小，运行操作方便，且有利于扩建和采用成套配电装置等。但缺点是可靠性和灵活性差。适用范围：一般只适用于有一台发电机或一台

32、主变压器的中、小型发电厂或变电站的6220kV系统中，并与该电力系统中不同电压等级的出线回路数有关。 610kV配电装置的出线回路数不超过5回时。 566kV配电装置的出线回路数不超过3回时。 110220kV配电装置的出线回路数不超过2回时。（2）单母线分段接线单母线分段接线就是将一段母线用断路器分为两段，它的优点是接线简单，投资省，操作方便；缺点是母线故障或检修时要造成部分回路停电。适用范围： 610kV配电装置的出线回路数为6回及以上；变电站有两台主变压器时。 3566kV配电装置的出线回路数为48回时。 110220kV配电装置的出线回路数为34回时。（3）双母线接线双母线接线就是将工

33、作线、电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组(一次/二次)母线上，且两组母线都是工作线，而每一回路都可通过母线联络断路器并列运行。与单母线相比，它的优点是供电可靠性大，可以轮流检修母线而不使供电中断，当一组母线故障时，只要将故障母线上的回路倒换到另一组母线，就可迅速恢复供电，另外还具有调度、扩建、检修方便的优点；其缺点是每一回路都增加了一组隔离开关，使配电装置的构架及占地面积，投资费用都相应增加；同时由于配电装置的复杂，在改变运行方式倒闸操作时容易发生误操作，且不宜实现自动化；尤其当母线故障时，须短时切除较多的电源和线路，这对特别重要的大型发电厂和变电站是不允许的。（4）双母线带旁

34、路接线双母线带旁路接线就是在双母线接线的基础上，增设旁路母线，其特点是具有双母线接线的优点，当线路(主变压器)断路器检修时，仍有继续供电，但旁路的倒换操作比较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自动化系统复杂化，投资费用较大，一般为了节省断路器及设备间隔，当出线达到5个回路以上时，才增设专用的旁路断路器，出线少于5个回路时，则采用母联兼旁路或旁路兼母联的接线方式。适用范围：220kV出线在4回及以上、110kV出线在6回及以上时，宜采用有专用旁路断路器的旁路母线接线。（5）双母线分段带旁路接线双母线分段带旁路接线就是在双母线带旁路接线的基础上，在母线上增设分段断路器，它具有双母线带旁路的优点，

35、但投资费用较大，占用设备间隔较多，一般采用此种接线的原则为： 当设备连接的进出线总数为1216回时，在一组母线上设置分段断路。 当设备连接的进出线总数为17回及以上时，在两组母线上设置分段器。（6）一台半断路器接线一台半断路器接线就是在每3(4)个断路器中间送出2(3)回回路，一般只用于500kV(或重要220kV)电网的母线主接线，它的主要优点是： 运行调度灵活，正常时两条母线和全部断路器运行，成多路环状供电。 检修时操作方便，当一组母线停电时，回路不需要切换任一台断路器检修，各回路仍按原接线方式，不需切换。 运行可靠，每一回路由两台断路器供电，母线发生故障时，任何回路都不停电。 一台半断路

36、器接线的缺点是使用设备较多，特别是断路器和电流互感器，投资费用大，保护接线复杂。 适用范围：超高压电网，大型发电厂和变电站的330-550kV的装置中，当进线回路数为6回及以上的，配电装置在系统中有主要地位时，宜采用一台半断路器接线；现国内500kV变电站，一般都采用此接线。（7）桥形接线 桥形接线采用4个回路3台断路器和6个隔离开关，是接线中断路器数量较少，也是投资较省的一种接线方式。根据桥形断路器的位置又可分为内桥和外桥两种接线，由于变压器的可靠性远大于线路，因此应用较多的为内桥接线，若为了在检修断路器时不影响变压器的正常运行，有时在桥形外附设一组隔离开关，这就成了长期开环运行的四边形接线

37、。 适用范围： 内桥适用于较小容量的发电厂、变电站，并且变压器不经常切换。因此内桥接线的应用较广泛。 外桥适用于较小容量的发电厂、变电站，并且变压器切换频繁，或者线路较短，故障率较少的情况。线路有穿越功率时，为避免穿越功率通过多台断路器，宜采用外桥接线。 桥形接线中使用断路器台数少，其配电装置占地也少，能满足变电站可靠性要求，具有一定的运行灵活性，桥形接线适用于线路为两回、变压器为两台的水电站、变电站等。（8）多角形接线多角形接线就是将断路器和隔离开关相互连接，且每一台断路器两侧都有隔离开关，由隔离开关之间送出回路。多角形接线所用设备少，投资省，运行的灵活性和可靠性较好，正常情况下为双重连接，

38、任何一台断路器检修都不影响送电，由于没有母线，在连接的任一部分故障时，对电网的运行影响都较小。其最主要的缺点是回路数受到限制，因为当环形接线中有一台断路器检修时就要开环运行，此时当其它回路发生故障就要造成两个回路停电，扩大了故障停电范围，且开环运行的时间愈长，这一缺点就愈大。环中的断路器数量越多，开环检修的机会就越大，所一般只采四角（边）形接线和五角形接线。同时为了可靠性，线路和变压器采用对角连接原则，四边形的保护接线比较复杂，一、二次回路倒换操作较多。 适用范围：没有扩建余地的中小型水电厂的110kV及以上配电装置中，一般多角形不要超过六角形。设计时应将电源回路按对角原则配置，以减少设备（如

39、断路器）故障时或开环运行合并一个回路故障时的影响范围。主接线由本设计原始资料知：电力系统某60/10KV变电站用一条10KV的架空线路向本厂供电，一次进线长1km，年最大负荷利用小时数为5000h，且工厂属于三级负荷，所以只进行总配电在进行车间10/0.4KV变电，母线联络线采用单母线不分段接线方式。根据主接线方案大致画出主接线示意图，如下：图4-1 主接线示意图第5章 短路电流计算5.1 短路电流计算方法及意义电力系统不可避免会发生短路事故。短路事故威胁着电网的正常运行，并有可能损坏电气设备。因此，在电力系统的设计和运行中，都要对供电网络进行短路电流计算，以便正确地选用和调整继电保护装置，正

40、确地选择电气设备，确保电力系统的安全、可靠地运行。对一般工厂来说，电源方向的大型电力系统可看作是无限大容量系统。无限大容量系统的基本特点是其母线电压总维持不变，即回路中发生短路时电源的内阻抗可以忽略不计，当接到这个系统的小容量电路中的电流发生任何变动甚至短路时，这个系统母线上的电压仍基本保持不变。短路电流计算，根据电力系统的实际情况，可以采用标幺值法或欧姆法计算，哪种方法方便就采用那种方法。在高压系统中通常采用标幺值法计算。5.2 短路计算5.2.1 短路电流计算等效示意图200MVAK-1K-2,1kmS9-1000(2)(3)(1)系统图5-1 短路计算电路图5-2 短路等效电路图5.2.

41、2 短路电流及容量的计算取基准容量=100MVA，高压侧基准电压 ，低压侧基高侧基准电流，低压侧基准电流。（1） 电力系统的电抗标幺值由=200MVA得：=100 (5-1)（2） 架空线路的电抗标幺值：由/km =1km得：= (5-2)（3） 电力变压器的电抗标幺值，这里以NO.1为例计算，该变电所选的变压器是S9-1000/10，所以=5%：=5 (5-3)短路等效电路图如图5-1所示，并标明短路计算点。计算K-1点的短路电路总标幺值及三相短路电流和短路容量： 总电抗标幺值=+ (5-4)=0.86 KA=6.4 KA (5-5)=6.4 KA (5-6)6.4=16.32 KA (5-7)6.4=9.66 KA (5-8)=116.28 MVA (5-9)计算K-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量=24.63 KA=24.63 KA24.63=45.32 KA24.63=26.85 KA 三相短路容量=17.06 MVA其他各变电所的短路计算与NO.1计算相同，其计算结果如表5.1所示：表5-1 各变电所的短路计算电路及容量短路计算点变电所号码三相短路电流/