毕业设计（论文）35KV降压变电所继电保护的设计

1、 35kv35kv 降压变电所继电保护的设计降压变电所继电保护的设计 学生姓名学生姓名 院系名称院系名称工学院工学院 专业名称专业名称电气工程及其自动化电气工程及其自动化 班班 级级20072007 级级 学学 号号 指导教师指导教师 完成时间完成时间20112011 年年 0505 月月 1515 日日 35kv 降压变电所继电保护的设计 学生： 指导老师： 内容摘要： 本设计根据设计的原始资料及参考书籍，作出了 35kv 降压变电站继电保 护设计。设计说明书内容共分为七章，包括负荷计算，功率补偿与变压器，高 压电器选择，短路电流计算，继电保护和防雷措施等。改设计以实际负荷为依 据，变电所的

2、最佳运行为基础，按照有关规定和规范，完成了满足改要求的 35kv 降压变电所继电保护设计。 变电所电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为 保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流控制以 及输配电线路和主要电工设备的保护。 继电保护对我国电力系统的安全运行,起着不可替代的作用,在我国经济持 续发展,对电力要求不断增大的情况下,要做好继电保护工作,就要从各方面对继 电保护的基本任务和意义,以及起保护作用的继电保护装置有深刻的了解,并要 及时掌握未来技术发展的方向。 关键词： 35kv35kv 变电所 继电保护 the design of 35kv step

3、-down substation relay protection abstract : the design according to the design of the original data and reference books, made a 35kv step-down substation relay protection design. design specification is divided into seven chapters, including load calculations, power compensation and transformers, h

4、igh voltage electric appliance choice, short- circuit current calculations, relay protection and lightning protection measures. change the design based on actual load, substation based on the best run in accordance with relevant regulations and norms, and completed the requirements to meet the chang

5、e 35kv step-down substation relay protection design. substation power system voltage and current of electrical energy to transform, focus and allocation of places. to ensure the quality of electricity and equipment safety, the need for the substation voltage regulation, power flow control, and the m

6、ain electrical transmission and distribution lines and equipment protection. protection of the safe operation of power system, plays an irreplaceable role in chinas sustained economic development, increasing the power requirements of the case, to do protection work, we should all aspects of the rela

7、y protection of the basic tasks and significance, and the protective relay device has a deep understanding of, and to grasp the future direction of technology development. key words: 35kv substation relay protection 目录目录 1设计原始资料 .1 1.1某 35kv 变电所主要供电用户基础资料.1 1.2水文资料.1 1.3电气工程技术指标及各材料供应情况.1 1.4工厂与供电部门

8、达成的“供电协议”内容：.1 2负荷计算及功率补偿 .2 2.1 铸钢车间的计算负荷 .3 2.1.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值.3 2.1.2 无功补偿容量.3 2.1.3 补偿后的变压器容量和功率因数.3 2.2 下料车间的计算负荷 .4 2.2.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值.4 2.2.2 无功补偿容量.4 2.2.3 补偿后的变压器容量和功率因数.5 2.3 铸铁车间的计算负荷 .5 2.3.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值.5 2.3.2 无功补偿容量.6 2.3.3 补偿后的变压器容量和功率因数.6 2.4 铁铸车间的计算负荷 .6 2.4.1 补偿前应选变压器

9、容量及功率因素值.6 2.4.2 无功补偿容量.7 2.4.3 补偿后的变压器容量和功率因数.7 2.5 工具车间的计算负荷 .7 2.5.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值.8 2.5.2 无功补偿容量.8 2.5.3 补偿后的变压器容量和功率因数.8 2.6 锻压车间的计算负荷 .9 2.6.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值.9 2.6.2 无功补偿容量.9 2.6.3 补偿后的变压器容量和功率因数.9 2.7 锅炉房的计算负荷 .10 2.7.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值.10 2.7.2 无功补偿容量.10 2.7.3 补偿后的变压器容量和功率因数.11 2.8 空压机站

10、的计算负荷 .11 2.8.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值.11 2.8.2 无功补偿容量.12 2.8.3 补偿后的变压器容量和功率因数.12 2.9 机修车间的计算负荷 .12 2.9.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值.12 2.9.2 无功补偿容量.13 2.9.3 补偿后的变压器容量和功率因数.13 2.10 化工厂的计算负荷 .13 2.10.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值.14 2.10.2 无功补偿容量.14 2.10.3 补偿后的变压器容量和功率因数.14 2.11 全厂总计算负荷 .15 2.12 估算总降变压器功率损耗 .15 3工厂供电系统 .16 3.1

11、 厂区配电电压选择 .16 3.2 导线的选择 .16 3.2.1 架空线的选择.16 3.2.2 选择电缆.17 3.3 总电压变电所所址的选择 .18 3.4 主变压器台数和容量的选择 .18 3.5 变压器主要运行方式确定 .19 3.6 主接线的选择 .20 3.7 低压侧接线方式的确定 .21 4短路电流计算 .22 4.1 短路电流计算的目的及方法 .22 4.2 最小运行方式 .22 4.3 最大运行方式 .24 4.4 短路电流计算结果 .26 5高压电器的选择 .27 5.1 35kv 高压开关柜的选择.27 5.2 高压断路器的选择 .27 5.3 高压隔离开关的选择 .2

12、8 5.4 高压负荷开关的选择 .29 5.5 高压熔断器的选择 .30 5.6 互感器的选择 .32 5.6.1 电压互感器 .32 5.6.2 电流互感器 .33 6继电保护设计 .33 6.1 电力变压器的继电保护 .33 6.1.1 单相短路.34 6.1.2 过电流保护.34 6.1.3 电流速断保护.35 6.1.4 差动保护.35 6.1.5 过负荷保护.35 6.1.6 瓦斯保护.36 6.2 低压侧配电保护 .36 6.3 高压线路的继电保护 .36 6.3.1 电流速断保护.36 6.3.2 限时电流速断保护 .37 6.3.3 定时限过电流保护 .38 6.3.4 过负荷

13、保护 .38 7变电所的防雷、接地与电气安全 .39 7.1 避雷针 .39 7.2 避雷线 .39 7.3 避雷器 .39 7.4 安全保护接地 .40 7.5 电气安全 .40 附 录.41 参考文献.42 致谢.43 1 设计原始资料 1.1 某 35kv 变电所主要供电用户基础资料 1工厂情况及扩建计划 工厂三班工作制。由于工厂受环境限制，有增加 30% 负荷扩建可能。 2工厂负荷性质 工厂电力负荷情况分析：铸铁车间为一级负荷、化工厂（转供）为二级 负荷，锅炉房、铸铁车间、空压机站、热处理车间为二级负荷，其余车 间为三级负荷；住宅区为 3 级负荷。工厂昼夜负荷变化较大。 1.2 水文资

14、料 1厂区砂质粘土，土壤允许承载能力为 20 吨/米 2。中等含水量时，实得 土壤电阻率为 0.8104/cm。 2地下水位 3.55m。 3最热月平均温度为 23，极端温度为 38，极最低温度为-26.5。 4本地区年雷暴日数为 36.5 天。 5最热日地下 0.8m 处，土壤平均温度为 19.5，冬季冷却冻结深度为 1.2m。 6本地区夏季主导风向为西南风，最大风速为 15m/s。 1.3 电气工程技术指标及各材料供应情况 由于本地区的电力供应的特定条件，供电部门要求本厂从东北方向 45km 的地区变电所用 35kv 的两回线路向本厂供电。该电源短路电抗 电源出口过电流保护时间最大为 2.

15、0s。21 . 0 )*3( max. k x 1.4 工厂与供电部门达成的“供电协议”内容： 1在本厂总变电所高压侧计量。 2功率因数0.92。 3对本厂（按大型工业用电企业基本电费）按最大需要量收取为 25.00 元/kw.月,表计电价（或电度电价）为 0.525 元/kw.h。大工业电 价适用范围：凡以电为原动力，或以电冶炼、烘熔、熔焊、电解、电化 的一切工业生产，受电变压器容量在 315kva 及以上者，均执行大工业 电价。大工业电价均实行二部制电价，即按电表抄见电度计算的电度电 费和按变变压器容量（或最大需量）计算的基本电费。 表 1 参考负荷表 设备容量 pe（kw） 需用系数 （

16、kd） 功率因数 （cos） 照明容量 （kw） 总降到车 间长度 （m） 铸钢车间 9400.40.657600 下料车间 4000.300.653800 铸铁车间 6000.40.761000 铸铁车间 9000.350.751500 工具车间 3500.30.656800 锻压车间 13000.30.661200 锅炉房 3000.750.83600 空压机站 3000.850.81900 机修车间 2500.250.655600 化工厂 24000.830.91365000 2 负荷计算及功率补偿 负荷计算是确定供电系统选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量 程的依据，也是整定继电

17、保护的重要依据。计算负荷确定得是否正确，直接影 响到电器和导线是否经济合理。如计算负荷确定过大将使电器和导线截面选择 过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线 运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以致发生 事故，同样给造成经济损失。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也 是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。 无功补偿，在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变 压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装 置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装 置，可以做到最大限度的减

18、少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或 使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。考虑用电设 备的经济性，本设计中应选择用并联电容器的方式进行分组补偿。它具有投资 少、占位小、安装容易、配置灵活、维护简单、事故率低等优点。 类 别 数 据 车 间 2.1 铸钢车间的计算负荷 由设计任务书可知铸钢车间的设备容量，照明容量为，查wkpe 940kw7 工厂供电附录表 1 可得需要系数分别为 0.3、0.9。 2.1.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 1. 低压侧电力： kwpekdp2829403 . 0 230 var 3 . 32415 . 1 282tan 2302

19、30 kpq 2. 低压侧照明： kw3 . 679 . 0p 230 3. 低压侧的视在计算负荷： 故未进行无功补偿时，变压器容量应选为。kva400 4. 低压侧的功率因素： 66 . 0 92.433/3 . 6282/cos 2302302302 spp 2.1.2 无功补偿容量 230230 ppqc c qvar65.27997 . 0 3 . 6282k 取var270kqc 选择电容器 bcmj0.4-30-3,此电容器单个容量为 30kvar，故电容器需要个 数。930/270/ c qqcn 2.1.3 补偿后的变压器容量和功率因数 1. 低压侧的视在计算负荷： 故变压器容

20、量可选。vak 315 2. 变压器的功率损耗： kwspt38 . 4 74.291015 . 0 015 . 0 230 var50.1774.29106 . 0 06 . 0 230 ksqt 3. 高压侧的计算负荷： kwpppp t 68.29238 . 4 3 . 6282 230230130 akvqcqpps 74.291)65.279 3 . 324() 3 . 6282()( 22 2 230 2 230230230 akvqpps 92.433 3 . 324) 3 . 6282()( 22 2 230 2 230230230 var 9 . 7150.17270 3 .

21、 324 230130 kqqcqq t akvqps 38.301 9 . 7168.292 22 130 2 130 2 130 4. 高压侧的功率因素： 满足要求 97 . 0 38.301/68.292/cos 130130 sp 2.2 下料车间的计算负荷 由表 1 可知下料车间的设备容量，照明容量为，查工厂kwpe400kw3 供电附录表 1 可得需要系数分别为 0.3、0.9。 2.2.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 1. 低压侧电力： kwpekdp1204003 . 0 230 var 4 . 12202 . 1 120tan 230230 kpq 2. 低压侧照明：

22、kw7 . 239 . 0p 230 3. 低压侧的视在计算负荷： 故未进行无功补偿时，变压器容量应选为。vak 175 低压侧的功率因素： 71. 087.251/7 . 2175s/ppcos 2302302302 2.2.2 无功补偿容量 230230 ppqc c qvark28.11766. 07 . 2175 取vark120qc 选择电容器 bcmj0.4-30-3,此电容器单个容量为 30kvar，故电容器需要个 数。 430/120q/qcn c 2.2.3 补偿后的变压器容量和功率因数 1低压侧的视在计算负荷： 故变压器容量可选。kva200 2. 变压器的功率损耗： kv

23、aqcqpps08.187)120 5 . 178()7 . 2175()( 22 2 230 2 230230230 akvqpps 31.173 4 . 122)7 . 2120()( 22 2 230 2 230230230 kw81 . 2 08.187015 . 0 s015 . 0 p 230t vark22.1108.18706. 0s06 . 0 q 230t 3. 高压侧的计算负荷： kw51.18081 . 2 7 . 2175pppp t230230130 vark72.6922.11120 5 . 178qqcqq t230130 kvaqps 5 . 19372.69

24、 5 . 180 22 130 2 130 2 130 4. 高压侧的功率因素： 满足要求 93. 0 5 . 193/5 .180s/pcos 130130 2.3 铸铁车间的计算负荷 由表 1 可知铸铁车间的设备容量，照明容量为，查工kw1050pe kw6 厂供电附录表 1 可得需要系数分别为 0.4、0.9。 2.3.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 1. 低压侧电力： kw42010504 . 0pekdp 230 vark 4 . 42802 . 1 420tanpq 230230 2. 低压侧照明： kw4 . 569 . 0p 230 3. 低压侧的视在计算负荷： 故未进行

25、无功补偿时，变压器容量应选为。vak630 低压侧的功率因素： 7 . 073.603/4 . 5420s/ppcos 2302302302 2.3.2 无功补偿容量 230230 ppqc c qvark76.28066. 04 . 5420 取vark300qc 选择电容器 bcmj0.4-30-3,此电容器单个容量为 30kvar， 故电容器需要个 数。1030/300q/qcn c akv73.6034 .428) 4 . 5420(q)pp(s 22 2 230 2 230230230 2.3.3 补偿后的变压器容量和功率因数 1. 低压侧的视在计算负荷： 故变压器容量可选。vak5

26、00 2. 变压器的功率损耗： kw67 . 6 36.444015 . 0 s015 . 0 p 230t var66.2636.44406 . 0 06 . 0 230 ksqt 3. 高压侧的计算负荷： kw07.43267 . 6 4 . 5420pppp t230230130 vark06.15566.26300 4 . 428qqcqq t230130 akv05.45906.15507.432qps 22 130 2 130 2 130 4. 高压侧的功率因素： 满足要求 94. 005.459/07.432s/pcos 130130 2.4 铁铸车间的计算负荷 由表 1 可知铸

27、铁车间的设备容量，照明容量为，查工kw900pe kw5 厂供电附录表 1 可得需要系数分别为 0.4、0.9。 2.4.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 1. 低压侧电力： kw3609004 . 0pekdp 230 vark 2 . 36702 . 1 360tanpq 230230 2. 低压侧照明： kw5 . 459 . 0p 230 3. 低压侧的视在计算负荷： 故未进行无功补偿时，变压器容量应选为。vak630 低压侧的功率因素： 7.039.517/5.4360s/ppcos 2302302302 akv36.444)3004 .428() 4 . 5420(qcq)pp

28、(s 22 2 230 2 230230230 akv39.5172 .367)5 . 4360(q)pp(s 22 2 230 2 230230230 2.4.2 无功补偿容量 230230 ppqc c qvark57.24066. 05 . 4360 取vark270qc 选择电容器 bcmj0.4-30-3,此电容器单个容量为 30kvar， 故电容器需要个 数。930/270q/qcn c 2.4.3 补偿后的变压器容量和功率因数 1. 低压侧的视在计算负荷： 故变压器容量可选。vak400 2. 变压器的功率损耗： kw66 . 5 24.377015 . 0 s015 . 0 p

29、 230t vark63.2224.37706. 0s06. 0q 230t 3. 高压侧的计算负荷： kw16.37066 . 5 5 . 4360pppp t230230130 vark83.11963.22270 2 . 367qqcqq t230130 kvaqps07.38983.11916.370 22 130 2 130 2 130 4. 高压侧的功率因素： 满足要求 95 . 0 07.389/16.370s/pcos 130130 2.5 工具车间的计算负荷 由表 1 可知工具车间的设备容量，照明容量为，查工厂kw360pe kw6 供电附录表 1 可得需要系数分别为 0.3

30、4、0.9。 2.5.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 1. 低压侧电力： kw4 .12236034. 0pekdp 230 vark21.14317. 1 4 . 122tanpq 230230 2. 低压侧照明： kw4 . 569 . 0p 230 kvaqcqpps24.377)270 2 . 367() 5 . 4360()( 22 2 230 2 230230230 3. 低压侧的视在计算负荷： 故未进行无功补偿时，变压器容量应选为。vak200 低压侧的功率因素： 67 . 0 94.191/4 . 5 4 . 122s/ppcos 2302302302 2.5.2 无功补

31、偿容量 230230 ppqc c qvark68.9978. 04 . 54 .122 取vark120qc 选择电容器 bcmj0.4-30-3,此电容器单个容量为 30kvar，故电容器需要个 数。430/120q/qcn c 2.5.3 补偿后的变压器容量和功率因数 1. 低压侧的视在计算负荷： 故变压器容量可选。vak160 2. 变压器的功率损耗： kw95 . 1 89.129015 . 0 s015 . 0 p 230t vark79 . 7 89.12906 . 0 s06 . 0 q 230t 3. 高压侧的计算负荷： kw75.12995 . 1 4 . 5 4 . 12

32、2pppp t230230130 vark3179 . 7 12021.143qqcqq t230130 kvaqps 4 . 1333175.129 22 130 2 130 2 130 4. 高压侧的功率因素： 满足要求 97 . 0 4 .133/75.129s/pcos 130130 2.6 锻压车间的计算负荷 由表 1 可知锻压车间的设备容量，照明容量为，查工kw1300pe kw6 厂供电附录表 1 可得需要系数分别为 0.3、0.9。 2.6.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 1. 低压侧电力： kvaqcqpps89.129)12021.143() 4 . 5 4 . 12

33、2()( 22 2 230 2 230230230 kvaqpps94.19121.143) 4 . 5 4 . 122()( 22 2 230 2 230230230 kw39013003 . 0pekdp 230 vark 3 . 45617 . 1 390tanpq 230230 2. 低压侧照明： kw4 . 569 . 0p 230 3. 低压侧的视在计算负荷： 故未进行无功补偿时，变压器容量应选为。vak630 4. 低压侧的功率因素： 65 . 0 78.603/4 . 5390s/ppcos 2302302302 2.6.2 无功补偿容量 230230 ppqc c qvark

34、14.33284 . 0 4 . 5390 取vark360qc 选择电容器 bcmj0.4-30-3,此电容器单个容量为 30kvar，故电容器需要个 数。1230/360q/qcn c 2.6.3 补偿后的变压器容量和功率因数 1. 低压侧的视在计算负荷： 故变压器容量可选。vak500 2. 变压器的功率损耗： kw11 . 6 407015 . 0 s015 . 0 p 230t vark42.2440706. 0s06 . 0 q 230t 3. 高压侧的计算负荷： kw51.40111 . 6 4 . 5390pppp t230230130 vark72.12042.24360 3

35、 . 456qqcqq t230130 akv27.41972.12051.401qps 22 130 2 130 2 130 4. 高压侧的功率因素： 满足要求 96 . 0 27.419/51.401s/pcos 130130 akv407)3603 .456() 4 . 5390(qcq)pp(s 22 2 230 2 230230230 akv78.603 3 . 456)4 . 5390(q)pp(s 22 2 230 2 230230230 2.7 锅炉房的计算负荷 由表 1 可知锅炉房的设备容量，照明容量为，查工厂供kw320pe kw3 电附录表 1 可得需要系数分别为 0.7

36、5、0.9。 2.7.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 1. 低压侧电力： kw24032075 . 0 pekdp 230 vark18075 . 0 240tanpq 230230 2. 低压侧照明： kw7 . 239 . 0p 230 3. 低压侧的视在计算负荷： 故未进行无功补偿时，变压器容量应选为。vak315 4. 低压侧的功率因素： 8 . 016.302/7 . 2240s/ppcos 2302302302 2.7.2 无功补偿容量 230230 ppqc c qvark65.9439 . 0 7 . 2240 取vark120qc 选择电容器 bcmj0.4-30-3,

37、此电容器单个容量为 30kvar，故电容器需要个 数。 430/120q/qcn c 2.7.3 补偿后的变压器容量和功率因数 1. 低压侧的视在计算负荷： 故变压器容量可选。vak315 2. 变压器的功率损耗： kw75 . 3 250015 . 0 s015 . 0 p 230t vark1525006. 0s06. 0q 230t 3. 高压侧的计算负荷： kw45.24675 . 3 7 . 2240pppp t230230130 akv250)120180() 7 . 2240(qcq)pp(s 22 2 230 2 230230230 akv16.302180)7 . 2240(

38、q)pp(s 22 2 230 2 230230230 vark7515120180qqcqq t230130 akv61.2577545.246qps 22 130 2 130 2 130 4. 高压侧的功率因素： 满足要求 96 . 0 61.257/45.246s/pcos 130130 2.8 空压机站的计算负荷 由表 1 可知空压机站的设备容量，照明容量为，查工厂kw120pe kw1 供电附录表 1 可得需要系数分别为 0.8、0.9。 2.8.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 1. 低压侧电力： kw961208 . 0pekdp 230 vark7275 . 0 96tan

39、pq 230230 2. 低压侧照明： kw9 . 019 . 0p 230 3. 低压侧的视在计算负荷： 故未进行无功补偿时，变压器容量应选为。vak125 4. 低压侧的功率因素： 8 . 072.120/9 . 096s/ppcos 2302302302 2.8.2 无功补偿容量 230230 ppqc c qvark79.3739 . 0 9 . 096 取vark60qc 选择电容器 bcmj0.4-30-3,此电容器单个容量为 30kvar， 故电容器需要个 数。 230/60q/qcn c 2.8.3 补偿后的变压器容量和功率因数 1. 低压侧的视在计算负荷： 故变压器容量可选。

40、vak100 2. 变压器的功率损耗： akv64.97)6072() 9 . 096(qcq)pp(s 22 2 230 2 230230230 akv72.12072)9 . 096(q)pp(s 22 2 230 2 230230230 kw46 . 1 64.97015 . 0 s015 . 0 p 230t vark86. 564.9706 . 0 s06 . 0 q 230t 3. 高压侧的计算负荷： kw36.9846 . 1 9 . 096pppp t230230130 vark86.1786 . 5 6072qqcqq t230130 akv97.9986.1736.98qp

41、s 22 130 2 130 2 130 4. 高压侧的功率因素： 满足要求 98 . 0 97.99/36.98s/pcos 130130 2.9 机修车间的计算负荷 由表 1 可知机修车间的设备容量，照明容量为，查工厂kw250pe kw5 供电附录表 1 可得需要系数分别为 0.25、0.9。 2.9.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 1. 低压侧电力： kw5 .6225025 . 0 pekdp 230 vark13.10873 . 1 5 . 62tanpq 230230 2. 低压侧照明： kw5 . 459 . 0p 230 3. 低压侧的视在计算负荷: 故未进行无功补偿时

42、，变压器容量应选为。kva160 4. 低压侧的功率因素: 53 . 0 2 .127/5 . 4 5 . 62s/ppcos 2302302302 2.9.2 无功补偿容量 230230 ppqc c qvark11.8933 . 1 5 . 4 5 . 62 取vark90qc 选择电容器 bcmj0.4-30-3,此电容器单个容量为 30kvar， 故电容器需要个 数。 330/90q/qcn c kvaqpps2 .12713.108) 5 . 4 5 . 62()( 22 2 230 2 230230230 2.9.3 补偿后的变压器容量和功率因数 1. 低压侧的视在计算负荷 故变压

43、器容量可选。vak80 2. 变压器的功率损耗: kw04 . 1 41.69015. 0s015 . 0 p 230t vark16. 441.6906 . 0 s06 . 0 q 230t 3. 高压侧的计算负荷: kw04.6804 . 1 5 . 4 5 . 62pppp t230230130 vark29.2216 . 4 9013.108qqcqq t230130 akv6 .7129.2204.68qps 22 130 2 130 2 130 4. 高压侧的功率因素: 满足要求 95 . 0 6 . 71/04.68s/pcos 130130 2.10 化工厂的计算负荷 由表 1

44、 可知机修车间的设备容量,查工厂供电附录表 1 可 kw800pe 得需要系数为 0.35。 2.10.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 1. 低压侧电力: kw28080035 . 0 pekdp 230 vark 6 . 32717. 1280tanpq 230230 2. 低压侧的视在计算负荷: 故未进行无功补偿时，变压器容量应选为。kva500 3. 低压侧的功率因素: 65 . 0 95.430/280s/pcos 2302302 2.10.2 无功补偿容量 230 pqc c qvark 2 . 23584 . 0 280 取vark240qc akv41.69)9013.10

45、8() 5 . 45 .62(qcq)pp(s 22 2 230 2 230230230 kvaqps95.430 6 . 327280 22 2 230 2 230230 选择电容器 bcmj0.4-30-3,此电容器单个容量为 30kvar， 故电容器需要个 数。 830/240q/qcn c 2.10.3 补偿后的变压器容量和功率因数 1. 低压侧的视在计算负荷 故变压器容量可选。 kva315 2. 变压器的功率损耗: kw4 . 438.293015. 0s015 . 0 p 230t vark 6 . 1738.29306 . 0 s06 . 0 q 230t 3. 高压侧的计算负

46、荷 kw 4 . 2844 . 4280ppp t230130 vark2 .105 6 . 172406 .327qqcqq t230130 kvaqps23.303 2 . 105 4 . 284 22 130 2 130 2 130 4. 高压侧的功率因素 满足要求 94 . 0 23.303/ 4 . 284s/pcos 130130 2.11 全厂总计算负荷 根据经验知线路的损耗与各车间的负荷之和相比可忽略不计。固各车间高 低压侧计算负荷求和后，再乘以同时系数（取 0.9） ，可得总降压变电 d k d k 所 1. 10kv 侧的计算负荷，即 130d230 pkp 36.9845

47、.24654.40175.12916.37007.4325 .18082.231(9 . 0 kw76.219807.24439 . 0)4 .28404.68 130d 230 qkq 86.177572.1203183.11906.15572.6935.69(9 . 0 vark43.70703.7869 . 0)2 .10529.22 2. 视在计算负荷: kvaqps76.230943.70776.2198 22 230 2 230 2 230 故未进行无功补偿时，总降变压器容量应选为kva2500 3. 功率因数: kvaqcqps38.293)240 6 . 327(280 22

48、2 230 2 230230 满足要求 95 . 0 76.2309/76.2198s/pcos 230230 2.12 估算总降变压器功率损耗 kw64.3476.2309015 . 0 s015 . 0 p 230t vark59.13876.230906 . 0 s06. 0q 230t 1. 高压侧的计算负荷: kw4 .223364.3476.2198ppp t230130 vark02.84659.13843.707qqq t230130 kvaqps27.238802.846 4 . 2233 222 130 2 130130 高压侧的功率因素: 94. 027.2388/ 4

49、. 2233s/psco 130130 因此，满足要求。 3 工厂供电系统 3.1 厂区配电电压选择 一个地区的供配电系统如果没有一个全面的规划，往往造成资金浪费、能 耗增加等不合理现象。因此，在供配电系统设计中，应由供电部门与用电单位 全面规划，从国家整体利益出发，判别供配电系统合理性。 如果我们选择 110kv 高压电供电的话，我们不但在刚开始投入的时候资金 高，并且在以后的各种设备的选择之中，比如变压器、断路器、互感器等设备 的选择中，投资也较高，各方面的消耗都较高。相反，如果我们选择的是 35kv 高压电供电的话，我们不但在开始的时候投资少，而且在各种设备的选择上以 及各方面的消耗上的

50、花费都较少。所以，我们选择 35kv 高压电供电。 3.2 导线的选择 为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，选择导线截面时必须 满足下列条件： 1.发热条件 2.电压损耗条件 3.经济电流密度 4.机械强度 一般情况之下，车间内以及变电所各车间之间的导线，我们都采取电缆线 路。因为电缆线路与架空线路相比，具有运行可靠、不易受外界的影响、不需 架设电杆、不占地面、不碍观瞻等优点，特别是在有腐蚀性气体和易燃、易爆 场所，不宜架设架空线路时，只有敷设电缆线路。而且在现代化工厂和城市中， 电缆线路得到了越来越广泛的应用。 当变电所向各种用户端输电时，才常采用架空线路。那是因为架空线路成 本低

51、、投资少、安装容易、维护和检修方便、易于发现和排除故障。所以在长 距离的输电过程中，为了减小成本等，我们经常且普遍采用架空线路。 综合考虑架空线和电缆各自的优点，本次设计中在高压侧采用架空线，低 压侧选择铝母线，到各个车间用电缆。 3.2.1 架空线的选择 35kv 及以上的高压线路及电压在 35kv 以下但距离长电流大的线路，其导线 的截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年运行费用支出最小。 1.按经济电流密度选择 选择经济截面： a39)94. 0353/(89.2225)cosu3/(pi n13030 ，查工厂供电表 5-3 得年最大负荷 2 ec30ec mm33.439 . 0/3

52、9j/ia 利用小时按 5000h 以上，取。 2 ec mm/a9 . 0j 选最接近的标准截面，即选 lgj-50 型钢芯铝绞线。 2 mm50 2.校验发热条件 导线在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度，不应超过其 正常运行时的最高允许温度。lgj-50 的允许载流量（室外）c25o ,因此满足发热条件。 30al ia220i 3.校验电压损耗 导线在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的电压损耗，不应超过正 常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校 验，但对供电距离较远、容量较大的架空线来说，应校验其电压损失。%u 三相架空线路电压损耗值，查工

53、厂供电附录表 3 得，kmr/68 . 0 0 km/39 . 0 x0 v29.1373 35 )39 . 0 26(02.846)68 . 0 26( 4 . 2233 u qxpr u n 电压损耗百分值： %5%9 . 3%100 kv35 v29.1373 %100 u u %u n 因此所选 lgj-50 满足允许电压损耗要求。 4.校验机械强度 导线（包括裸导线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面，35kv 架空 线路钢芯铝绞线的最小允许截面，因此所选 lgj-50 也满足机械 2 min mm35a 强度要求。 3.2.2 选择电缆 10kv 及以下线路，通常不按经济截面电流

54、密度选择。根据设计经验，一 般 10kv 及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件选择截面，再就算 电压损耗。 1. 按发热条件选择 允许载流量计算电流，根据第二章各车间的计算负荷可知铸铁车间 al i 30 i 的视在功率，故计算电流为 akvs05.459 130 a u s i n 5 . 26 103 05.459 3 130 30 最大。 查工厂供电附录表 22 得三芯电缆（敷设方式空气中）的允许载流量最 小为 100a，均大于车间的计算电流，满足发热条件，故选择缆芯截面为。 2 25mm 2. 计算电压损耗 查工厂供电附录表 3 得，kmr/41 . 1 1 kmx/12 .

55、 0 1 电压损耗值： v45.18 10 )12 . 0 3 . 0(06.155)41 . 1 3 . 0(07.423 u qxpr u n 电压损耗百分值： %5%2 . 0%100 kv10 v45.18 %100 u u %u n 因此满足允许电压损耗要求。 3.3 总电压变电所所址的选择 变电所的所址选择也分为规划选所和工程选所两个阶段。所址选择应按审 定的本地区电力系统远景发展规划，综合考虑网络结构、负荷分布、城建规划、 土地征用、出线走廊、交通运输、水文地质、环境影响、地震烈度和职工生活 条件等因素，通过技术经济比较和经济效益分析，然后选择最佳方案。具体原 则有以下几种： 1

56、. 变电所的设立要有利于电力系统运行性能的提高，便于系统的控制和管 理；110kv 及以下变电所应接近负荷中心。 2. 注意节约用地，尽量不占或少占耕地，减少拆迁。 3. 充分考虑出线条件，避免或减少相互交叉跨越。 4. 所址应有适宜的地质条件，避开滑坡、滚石、洞穴、明暗河塘、岸边冲 刷区等不良的地质结构。 5. 交通运输方便。 6. 应有满足生产和生活用水需要的可靠水源。 7. 所址不宜设在大气严重污秽地区和严重盐雾地区。 8. 选址时应注意变电所与邻近设施的相互影响，如军事设施、通信电台、 飞机场、导航台、风暴旅游区等，应与有关部门达成协议。 9. 所址的选择应考虑职工生活方便。 10.

57、所址位置必将影响企业供电系统接线方式，送电线路的而已，电网损 失和投资的大小，故所址位置的选择应与各变电所的数量、容量、用户负荷的 分配同时考虑，亦应避免电力倒流。对于相近方案则应进行技术经济比较。 根据综合考虑和供电部门的要求变电所应该设在本厂的东北方向 45km 的地 区。 3.4 主变压器台数和容量的选择 1. 主变压器台数的选择 由于该厂的二级负荷比较多，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台 变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负 荷继续供电，故选两台变压器。 2. 主变压器容量的选择 装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：

58、（1）任一台单独运行时， 130t s)7 . 06 . 0(s kvas27.2388 130 kvast)16721433(27.2388)7 . 06 . 0( (2) 任一台单独运行时， iii30t ss kvas ii 105023.30397.9961.25707.389 30 akv1050st 因此选容量为的变压器，35kv 级 9 型三相双绕组有载调压变压akv2000 器型号为 sz9-2000/35，其技术参数：联结组标号,空载损耗,负载11ydkw9 . 2 损耗,空载电流，短路阻抗。kw72.18%4 . 1%5 . 6 3.5 变压器主要运行方式确定 1. 变压器

59、的负载与损耗的关系 变压器的有功功率损耗是由空载损耗和负载损耗两部分组成的，空载损耗 是一个常数，它不随变压器负载的变化而变化。而负载损耗则与变压器负载的 平方成正比，在一定的负载下，变压器的有功功率损耗为： kw62.2172.189 . 2ppp k0 变压器在一定负载时总的有功功率损耗为： kw6 .4772.182 2000 27.2388 9 . 2p2 s s pp k e 130 0 2. 两台相同容量变压器的运行方式 此方式可以是单台变压器运行(条件是变压器的负载不大于其中一台变压器 的容量)和两台变压器并列运行。假设变压器单台运行时，变压器的负载为 s， 则此时改为两台变压器

60、并列运行时变压器的总有功功率损耗为： kw1772.182 2000 27.2388 4 1 9 . 22p2 s s 4 1 p2p k e 130 0t2 如果两台变压器的负载由一台变压器单独运行，另一台备用，则此时变压 器的有功功率损耗为： k e 0t1 p2 s s pp 设实际负荷为 s，当 ss时，单台变压器带全部负载运行的总有功功率 损耗小于两台变压器并列运行的总有功功率损耗；当 ss时，则两台变压器 并列运行较为经济。 令，则可求得单台变压器带全部负载运行与两台变压器并列运行 t2t1 pp 时，总的有功功率损耗相等时的临界负载： kva p spp s k et 2 . 7