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1、摘要 变电所高压开关设备电气设计 摘要 本文对变电所高压开关设备相关的电气知识和变电所电气设计作一些介绍。第一章主要介绍电力系统方面的知识，包括电力系统一次接线、接地系统、新能源以及高压开关柜五个方面。其中对电力系统一次接线的特点和使用场合作了详细介绍。同时对于新能源的发展现状，国内外对比，以及装机容量，技术进步也有一定描述。高压开关柜方面内容是本次毕业设计的主要部分，不仅从国内外高压开关柜的发展，以及技术进步（小型化/智能化）作了分析，同时对现在常用的高压开关柜的种类型号，产品技术参数，特性等也有较为详细的介绍。第二章以介绍电器元件为主，包括变压器，断路器、电流互感器、电压互感器、微机保护装
2、置以及开关状态值指示仪等。并对产品的种类型号，技术参数，产品特性作了详尽的描述。对于何种场合应该选择何种类型的电器元件有参考作用。 最后一章是电气工程设计，一方面给出了完整的电气设计图纸，包括一次图、二次图、端子图和设备材料表，另一方面给出了一次回路和二次回路原理分析。关键词：电力系统 高压开关柜 断路器 电气设计Abstract Electrical design of substation high - voltage switchgearAbstract This article on the substation of high voltage switchgear related t
3、o the electrical knowledge and substation electrical design for some introduction. The first chapter introduces the power system knowledge, including the power system a wiring, grounding system, new energy and high voltage switchgear five aspects. Which the characteristics of a power system wiring a
4、nd the use of a detailed description of the occasion. At the same time for the development of new energy status, domestic and international comparison, as well as installed capacity, technological progress also have a certain description. High-voltage switchgear aspects of the graduation design is t
5、he main part of this, not only from the development of high-voltage switchgear at home and abroad, as well as technological progress (miniaturization / intelligent) made an analysis, while the commonly used high-voltage switchgear types, Product technical parameters, features, etc. also have a more
6、detailed description. The second chapter to introduce electrical components, including transformers, circuit breakers, current transformers, voltage transformers, computer protection devices and switch status indicator and so on. And the type of product type, technical parameters, product features m
7、ade a detailed description. For what kind of occasions should choose what type of electrical components have a reference role. The last chapter is the electrical engineering design, on the one hand gives a complete electrical design drawings, including a map, quadratic map, terminal diagram and equi
8、pment material table, on the other hand gives a loop and secondary circuit principle analysis.Key words: Power Systems High voltage switchgear Breaker Electrical Design目录 目录第1章 绪论11.1电力系统11.1.1电力系统简介11.1.2电力系统发展21.2一次接线21.2.1线路变压器组21.2.2桥形接线31.2.3单母线41.2.4单母线分段41.2.5双母线51.3接地系统61.3.1大接地电流系统61.3.2小接地
9、电流系统61.4新能源71.4.1全球新能源产业的发展现状71.4.2新能源国内现状81.5高压开关柜国内外现状91.5.1高压开关柜技术水平101.5.2可靠性分析111.5.3开关柜发展方向（技术进步）111.5.4常见高压开关设备121.6总结16第2章 电气元件172.1变压器172.2断路器182.2.1断路器的发展182.2.2断路器的分类192.2.3断路器的主要参数和基本要求192.2.4真空断路器 EV12S系列202.2.5直流断路器C65系列222.3互感器232.3.1电流互感器232.3.2电压互感器242.4微机保护装置252.4.1简述262.4.2微机保护装置硬
10、件原理262.5总结27第3章工程设计283.1一次回路283.1.1原理283.1.2一次回路图283.2二次回路293.2.1测量保护回路原理293.2.2控制回路原理313.3结论32第4章 总结与展望33致谢34参考文献35附图.37 第1章 绪论 本章主要介绍电力系统方面的知识，包括电力系统一次接线、接地系统、新能源以及高压开关柜五个方面。其中对电力系统一次接线的特点和使用场合作了详细介绍。对于新能源的发展现状，以及装机容量，技术进步也有一定描述。高压开关柜方面内容不仅从国内外高压开关柜的发展，以及技术进步作了分析，同时对现在常用的高压开关柜的种类型号，产品技术参数，特性等也有较为详
11、细的介绍。1.1电力系统 1.1.1电力系统简介 电力系统是包含供电部分（发电厂）、配电部分（变电站）、输电线路以及用户的一个完整生产并且消费的供电系统。其作用是把地球环境中的化石资源、水能、风能等能源经过发电设备，通常为汽轮机系统、机械发电系统及汽锅炉系统、电厂生产系统等转变成日常所需的电能。然后根据需求经过输、变、配电等系统供出电能。最后由用自己的用电器变化成成热能、动能、光能等各种能量。但是电能的特点比如不能储备大量，同时电能生产点与负荷使用中心通常不在一起1。所以电能的产、输、配和用一般都要同步，电能的出产和消耗必须要保持一定平衡。电能的聚合式、连续式开发以及散开式、随机性的消费，在限
12、制电力运行结构上有巨大的影响。电力系统在每个要点和不尽相同的层次中设置的检测控制系统是重中之重。这样可以轻松地对电能的产出和输运进行检查调度，保护控制，信息传输便捷，这样可以保证电能的安全性、可靠性以及高品质2。 大型电力系统的研究设计，到最后的建造投入使用有利于管理电能的生产与消费、输配及调用。并且统对于总装机容量的缩减，动力设备资金投入的减小都有重要积极的意义。同时也使得每个区域资源的开发、分配更加合理。大型电力系统的投入可以使得日趋增长的对电力的需求得到进一步满足。无论哪个国家地区对于电力系统的投入都是以实现国民经济增长为目标。 电力系统的出现打破了原先第一次工业革命模式，同时开创了第二
13、次工业革命新模式。一个国家的电力系统综合评估已成为该国家硬实力的一种体现。1.1.2电力系统发展 在十九世纪中后期，也就是电能最初使用的时期。电力一般是向灯光系统、汽轮以及工厂车间通过小型发电站供电。这种供电方式类似于私人住户式小型供电系统。真正的中心式供电系统是在爱迪生发明了白炽灯之后。公元一八八二年出现的第一座中心式电站是爱迪生负责建造的纽约珍珠电站。总装机容量为670千瓦，共有六台发电机。其主要以110V电压为一千三百多台灯照明使用。在十九世纪九十年代，由于三相交流电站的出现以很快的速度覆盖了直流输电系统3。三相交流电的出现，是电力行业的一座丰碑。 二十世纪以后，电力能源的开发使得整个社
14、会的工业、经济迅猛发展。人们意识到电力资源的巨大潜力，便开始了大规模的电力生产。由前苏联构建的的统一电力系统，目前是世界上覆盖面积最大的电力系统。东西总长7000千米，南北跨越3000千米，总计约1000万平方千米地域。1.2一次接线 电力系统运行接线方式即相关单位确定的发电厂与变电站、输配电线路互相联系的接线方式。当输电线路输入到相应区域的地方变电站时，每一项电力设施，包括隔离开关，断路器和变压器等彼此之间的连接模式称为变电站的一次回路接线4。它的接线形式包括无母线式（线路变压器组），有母线式（3/2式、4/3式、桥式接线、角形接线即环形电网、单式、双式、三母线式、单母线分段以及双母线分段等）。以下为一些常见的接线方式以及特点。1.2.1线路变压器组 变电站仅有单路入线且仅有单台变压器，在没有其余进出线联系的情况下采用线路变压器组接线方式，这种接线方式是最为简易的接线方式。 图 1-1线路变压器组接线1.2.2桥形接线 在没有其余进出线联系的情况下。仅有双路入线以及双台变压器采用桥形接线。从变压器角度来看，联络断路器靠近变压器在进线断路器QF之内称之内桥接线（如图2），联络断路器远离变压器即
