供电技术课程设计

1、第一章 绪论1.1 工厂供电的意义在学完供电技术这门课程后，对电力系统和供配电系统的概念、电能的质量指标和电力负荷等基本知识有了基本的了解，也能根据负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等条件给出合理的设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。工厂供电设计主要包括全厂变电所设计、车间配电系统所设计及车间动力和照明设计。电能是一种清洁的二次能源，它不仅能传送和分配，易于转换为其他的能源，而且便于控制、管理和调制，易于实现自动化。所以，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人们的日常生活之中。1.2 设计概述skmax=300mvaskm

2、in=200mva t=1.6slj-70 5km1、工厂总平面图（参见附图-5）2、各车间用电设计资料（参见附表1）3、电源情况1) 电源电压等级10kv2) 电源线路，用一回架空非专用线向本厂供电，导线型号为lj70，线路长度为5公里；3) 电源变电所10kv母线短路容量最大运行方式时为300mva，最小运行方向时为200mva，单相接地电流为10a；4) 电源变电所10kv引出线继电保护的整定时限为1.6秒。4、全厂功率因数要求不低于供用电规程5、计量要求高供高量6、二部电价制收费：（1）电度电价为0.058元/度（2）设备容量电价4元/kva月（或最高量电价6元/kw月）7、工厂为二班

3、制生产，全年工作时数4500小时，最大负荷利用小时3500小时（均为统计参考值）8、厂区内低压配电线路允许电压损失3.55%9、本地气象、地壤等资料：（1）海拔高度9.2米（2）最热月平均温度28.4（3）最热月平均最高温度32.2（4）极端最高温度38.5（5）极端最低温度-15.5（6）雷暴日数35.6日/年（7）最热月地下0.8米的平均温度27.41.3 设计任务及设计方案1、设计任务（1）设计说明书一份其内容包括以下主要部分：1）各车间与全厂的负荷计算，功率因数的补偿（放电电阻值）2）变（配）电所位置的确定，变压器数量、容量的决定3）全厂供电系统的接线方式与变电所主接线的确定4）高气压

4、电气设备与导线电缆的选择5）短路电流的计算与电气设备的校验6）继电保护整定电流（2）设计图纸：1）变(配)电所主接线图一张(或将高、低压分开画两张)2）工厂变配电所和电力线路平面布置图一张3）继电保护原理展开图一张4）变配电所平剖面布置图一张（两张）（3）主要设备材料表一份2、设计方案我们根据工厂各车间的实际情况，利用需要系数法计算出各组设备容量、功率因数不满足供电规程，则进行无功补偿。然后按功率距法确定负荷中心，根据变电所位置选择的原则确定了变电所的位置，如果车间的视在功率大于320kva，则需设一个车间变电所，再确定变压器的台数和容量，并选择了变压器的型号。根据选择的额定容量计算短路电流，

5、在选择电气设备时，一定要遵循选择的原则。继电保护设计时，要就实际情况选择保护。厂区采用电缆接线方式，高压电缆进线用硬铝母线，变压器室需抬高地平，窄面推进，双列，离墙安装。设计时尽量使设计的方案简单明了，不浪费资源。第二章 负荷计算及功率补偿2.1 负荷计算的内容和目的一、负荷计算的内容负荷计算又称需要负荷或最大负荷。计算负荷时一个假想的持续性负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。负荷计算要将各车间设备分组，求出各用电设备的设备容量，然后用需要系数法逐个算出分组的计算负荷，车间计算负荷以及全厂

6、计算负荷。按照要求高压侧的功率因数应该大于0.9，若不满足要求，需要对高压侧进行无功功率补偿。同时，无功功率补偿要考虑设备安装地点和控制方式，根据补偿要求选择相应的成套补偿装置。二、负荷计算的目的工厂企业电力负荷计算的主要目的是：（1）全厂在工程设计的可行性研究阶段要对全厂用电量做出估算以便确定整个工程的方案；（2）在设计工厂供电系统时，为了正确选择变压器的容量，正确选择各种电气设备和配电网络，以及正确选择无功补偿设备等，需要对电力负荷进行计算。 2.2 负荷计算的方法工程上根据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，负荷计算的方法有很多种，包括估算法、需要系数法、二项式法和单相负

7、荷计算法，我们采用需要系数法。一、进行负荷计算时，首先要将不同工作制下的用电设备的额定容量换算成统一的设备容量。1、长期工作制和短时工作制的用电设备 pe=pn2、反复短时工作制的用电设备1) 电焊机和电焊机组换算到=100%时的功率 pe=pnn100%式中pn电焊机额定有功功率 n额定负荷持续率 100%其值为100%的负荷持续率2) 起重机换算到=25%时的额定功率 pe=pnn25%式中pn起重机额定有功功率 n额定负荷持续率 25%其值为25%的负荷持续率3) 照明设备的额定容量可按建筑物的单位面积容量法估算 pe=s1000式中建筑物单位面积照明容量w/m2s建筑物面积m2二、用电

8、设备的计算负荷1、单台用电设备的计算负荷就是其设备容量 pc=pe2、单组用电设备的计算负荷有功功率：pc=kdpe无功功率：qc=pctan视在功率：sc=pc2+qc2计算电流：ic=sc3un式中kd该用电设备组的需要系数 tan功率因数角的正切值3、多组用电设备的计算负荷有功功率：pc=kpi=1npci无功功率：qc=kqi=1nqci视在功率：sc=pc2+qc2计算电流：ic=sc3un 式中k同时系数三、全厂的负荷计算全厂计算负荷用需要系数法逐级从负荷端计算到变电所电源进线处。表2-1第二车间（中、小件加工）序号用电设备型号名称台数每台设备 额定容量（千瓦）备注1m2110内圆

9、磨床4.72m2120内圆磨床27.13m7120a平面磨床4.24m7130k平面磨床37.65m131w外圆磨床6.86m8621a花键轴磨床34.57mq1350a外圆磨床17.68ho57外圆磨床17.69y2235弧齿轮滚齿轮26.510y4245剃齿机3.911y4632珩齿轮24.812yb31125滚齿轮23.613y38a滚齿轮23.914y38滚齿轮23.915y3150滚齿轮3.116c6301m车床10.117c6201车床37.618l612020t卧式拉床22.119yb6016花键轴铣床36.820y5120a插齿机2.421y54插齿机33.622y236锥齿轮

10、刨齿机2.923b6050牛头刨床4424b69牛头刨床1125b665牛头刨床3326b5020插床3327b5030插床428x62w万能铣床9.729x502立式铣床4.930x63万能铣床13.231x53t立式铣床13.332z535立式铣床4.633z3040摇臂钻床5.234c6150车床7.635c6203车床8.336cw6140a车床837c6201车床2438c6150车床7.639卧式珩磨机1040c6201车床7.641c616a车床33.342c868丝杠车床33.143y7132锥形砂轮倒角机33.444mg1432齿轮倒角机7.545yj9332齿轮倒角机51.

11、146m3030砂轮机61.547z521台式铣床70.648q1131200剪边机3349w6740板料折边压力机23.850ax320直流弧焊机14=65%51bs3301焊接变压器21kva=65%单相380伏cos=40%525吨电动桥式吊车24.2=40%表2-1为第二车间的用电设备。下面是第二车间的负荷计算：各用电设备组的计算负荷为：冷加工机床：kd1=0.16，tan1=1.73；147均分在这一组。pc1=kd1pe1=0.16485.312=77.65kwqc1=pc1tan1=77.651.73=134.3kvar剪床压床：kd2=0.25，tan2=1.33；48、49归

12、为一组。pc2=kd2pe2=0.25（3+3.8）=1.7kwqc2=pc2tan2=1.71.33=2.26kvar电焊机：kd3=0.35，tan3=1.33，n=65%；50归在这一组。将电焊机的设备容量转换到=100%时的功率，且该组只有1台设备，故pc3=pe3=pnn100%=65%100% 14=11.29kw qc3=pc3tan3=1.3311.29=15.02kvar焊接变压器：kd4=0.15，tan4=1.73，n=65%，sn=21kvar，cos=40%；51号归于这组。将弧焊变压器的设备容量转换到=100%时的功率，且该组仅有1台设备，故pn =sncos=21

13、0.4=8.4kw pe=pnn100%=65%100% 8.4=6.77kw， pc4=pe4=3pe=11.73kw qc4=pc4tan4=1.3311.29=15.02kvar吊车：kd5=0.15，tan4=1.73，n=40%；52号归与于这组。将吊车的设备容量转换到=25%时的功率，且该组仅有1台设备，故pc5=pe5=pnn25%=40%25% 24.2=30.6kw qc5=pc5tan5=1.7330.6=52.94kvar车间照明：s=0.0120000.0272000=1080m2，=9w/m2，kd6=1，tan6=0 pc6=pe6=s1000=910801000=

14、9.72kw ， qc6=pc6tan6=0车间2的计算负荷：kp=kq=0.9pc=kpi=16pci=0.9（77.65+1.7+11.29+11.73+30.6+9.72）=128.42kwqc=kqi=16qci=0.9（134.3+2.26+15.02+26.86+52.94）=208.24kvarsc=pc2+qc2=128.422+208.242=244.65kvaic=sc3un=244.6530.38=371.7a生活：kd=1.0，tan=0办公室（4层）照明：s=2352m2，=12w/ m2 pc1=pe1=s1000=1223521000=28.224kw qc1=0

15、kvar职工学校（3层）照明：s=2016 m2，=13w/ m2 pc2=pe2=s1000=1320161000=26.208kw qc2=0 kvar仓库照明：s=780 m2，=5w/ m2 pc3=pe3=s1000=57801000=3.9kw qc3=0 kvar食堂照明：s=780 m2，=12w/ m2 pc4=pe4=s1000=57801000=3.9kw qc4=0 kvar车库照明：s=312 m2，=7w/ m2 pc5=pe5=s1000=73121000=2.184kw qc5=0 kvar门卫照明：s=180 m2，=8w/ m2 pc6=pe6=s1000=

16、81801000=1.44kw qc6=0 kvar则照明的总计算负荷为（kp=kq=0.9） pc=kpi=16pci=71.404kw qc=kqi=16qci=0kvar sc=pc2+qc2=71.404kva ic=sc220=71.404220=324.56a其他车间的计算负荷见表2-2表2-2全厂的负荷计算表序号车间及用电设备组kd计算负荷ic（a）pckwqckvarsckvano.1第一车间冷加工机床0.161.7363.78110.33127.43起重机0.151.7312.6921.9525.49照明12.9612.96k=0.980.56125.66149.27226.

17、8no.2第二车间冷加工机床0.161.7377.65134.3剪床0.251.331.72.26弧焊机1.3311.2915.02焊接变压器2.2911.7326.86吊车1.7330.652.94照明9.72k=0.9128.42208.24244.65371.7no.3第三车间电阻炉0.70.2370.474.1起重机0.21.336.889.2通风机0.750.757354.7锻工机械0.251.334.696.24照明0.88k=0.9416.7130436.45663.2no.4第四车间小批生产的热加工机床0.750.7571.753.78连锁的运输机械及铸造车间整砂机械0.70.

18、334514.85通风机、水泵、空压机及电动发电机组0.80.7516.812.6焊机0.351.3311.2915.02小批生产的冷加工机床0.161.734.88.3锅炉房，吊车0.151.735.068.75照明10.9kwk=0.9149.03101.97180.58274.36no.5第五车间连续连锁整砂机械0.650.883.062.69搅拌机、凝结器分级器等0.750.883.453.04破碎机、筛选机、碾砂机等0.750.7516.4412.3水泵、活塞式压缩机、鼓风机、电动发电机组、排风机等0.750.7542.631.95连续运输机械0.650.8810.279.04电阻炉

19、0.711.2照明2.5kwk=0.980.6152.8996.41146.48no.6生活照明71.40471.404324.56路灯11.2411.248.56k=0.9no.7全厂低压侧总计834556.921002.851523.7高压侧总计849.04617.091049.660.6无功功率补偿224全厂低压侧总计834332.928981364.4全厂高压侧总计847.5386.8931.653.782.3无功功率补偿一、功率因数对供配电系统的影响及提高功率因数的方法1、功率因数产生的原因及对供配电系统的影响 功率因数是衡量供配电系统是否经济运行的一个重要指标。用户中绝大多数用电设

20、备，如感应电动机、电力变压器、电焊机及交流接触器等，它们都要从电网吸收大量无功电流来产生交变磁场，其功率因数均小于0.9，需要进行无功功率补偿，提高功率因数。感性用电设备都需要从供配电系统中吸收无功功率，从而降低功率因数。功率因数太低将会给供配电系统带来电能损耗增加和供电设备利用率降低等不良影响。所以要求电力用户功率因数必须达到一定值，低于某一定值就必须进行补偿。2、提高功率因数的方法（1）提高自然功率因数 合理选择电动机的规格、型号； 防止电动机长时间空载运行； 保证电动机的检修质量； 合理选择变压器的容量； 交流接触器的节电运行。 （2）人工补偿功率因数 并联电容器人工补偿；同步电动机补偿

21、；动态无功功率补偿；调相机补偿。3、并联电容器补偿容量的确定（1）采用固定补偿在变电所6-10kv高压母线上进行人工补偿时，一般采用固定补偿，其补偿容量按下式计算 qc.c=pav（tanav1-tanav2）式中qc.c补偿容量，pav平均有功负荷， tanav1补偿前平均功率因数角的正切值 tanav2补偿后平均功率因数角的正切值（2）采用自动补偿在变电所0.38kv母线上进行补偿是，都采用自动补偿 qc.c=pc（tan1-tan2）二、功率补偿计算 因为全厂变电所是10kv/0.4kv，所以采用固定补偿。将低压侧功率因数角补偿到0.92，使得高压侧功率因数角不小于0.9，故qc.c=p

22、av（tanav1-tanav2）=834tancos-10.832-tan（cos-10.92）=200.83kvar，查表选取电容器柜型号为pgj1-2,2只，qc.c=224kvar第三章 变电所一次系统设计3.1 变电所的配置一、变电所位置选择1、变电所位置选择的原则 应尽可能接近负荷中心；进出线方便，靠近电源侧；考虑扩建的可能性；设备运输方便。2、负荷中心的确定负荷中心可以用负荷指示图、负荷功率矩法或负荷电能矩法近似来确定。我们的设计均采用功率矩法。下面详细介绍功率矩法计算负荷中心：图3-1yyy1y2y3xxx1x2x3pp1p2p3如图3-1所示，设有负荷p1 p2 p3，任意建

23、立一个直角坐标系，选取p1（x1，y1）， p2 （x2，y2），p3（x3，y3），则负荷中心p（x，y） x=（pixi）pi ， y=（piyi）pi按负荷功率矩法确定负荷中心，只考虑了各负荷的功率和位置，而未考虑各负荷的工作时间，因而负荷中心被认为是固定不变的。经计算，负荷中心在3车间内部，依照变电所位置选择原则，将全厂变电所设在3车间旁边，则不需设车间变电所。3.2 变压器的选择3.2.1 变压器型号选择变压器：文字符号为t，是变电所中关键的一次设备，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。1、 变压器的分类按功能分：升压变压器和降压变压器；按相数分：单相变压器

24、和三相变压器；按绕组导体的材质分：铜绕组和铝绕组变压器；按用途分：普通变压器和特殊变压器；按调压方式分：无载调压变压器和有载调压变压器;2、 型号的选择 现在工厂供电一般选择节能型变压器s9、s10系列。本课程设计我们选用s9系列的节能变压器。3.2.2 变压器的台数和容量的确定全厂变的变压器的台数和容量的确定：（1）变压器台数的确定 应该满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术、经济上比较合理时，主变压器选择也可多于两台； 对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的宜用经济运行方式的变电所，技术经济合理时刻选择两台主变压器；三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较

25、大时，也可选择两台主变压器。（2）变压器容量的确定 选单台变压器时，其额定容量sn应能满足全部用电设备的计算负荷sc，考虑负荷发展应留有一定的容量裕度，并考虑变压器的经济运行，即 s（1.151.4）sc选用两台主变压器时，其中任意一台主变压器容量s应同时满足下列两个条件。任一台主变压器单独运行时，应满足总计算负荷的60%-70%的要求，即 s=（0.6 0.7）s任一台主变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷s（+）的需要，即 s s（+）根据前面计算出来的负荷 s=819kva 选择两台变压器，单台变压器的容量不要超过1000kva 。 s=（0.6 0.7）s=（0.6 0.7）931

26、.57=（558.94652.1）kva选择s9-800/10变压器两台，额定容量为800kva。3.3 全厂变电所主接线设计3.3.1 对变电所主接线的要求 变配电所由一次回路和二次回路构成。变配电所的主接线两种表现形式：系统式主接线、配置式主接线。基本要求：安全、可靠、灵活、经济。3.3.2 变电所主接线方案 供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路变压器组接线、单母线接线和桥式接线3种类型。单母线接线又分为单母线不分段和单母线分段。桥式接线分内桥和外桥。本次，我们选用的是单母线接线方式，一次侧用单母线不分段，二次侧变压器采用单母线分段接线。3.3.3 变电所主接线设计 高压侧选择kgn

27、型高压开关柜，电流互感器采用两相式接线，电压互感器采用v-v型和y0/y0/y0型，右侧架空线引入，左侧电缆引出。分别有进线柜、计量柜、互感器柜和2个出线柜。低压侧选择ggd型成套开关柜，两台无功电容补偿柜，由两台pgj-2型无功功率自动补偿屏组成。3.4 变电所的布置和结构设计3.4.1 变电所的布置设计变电所的布置主要由变压器室、高压配电室、低压配电室和值班室等组成。参见附图-5布置要求：（1）室内布置应紧凑合理，便于值班人员操作、检修、试验、巡视和搬运，配电装置安放位置应保证所要求的最小允许通道宽度，考虑今后发展和扩建的可能。（2）合理布置变电所各室的位置。（3）变压器室应避免西晒，值班

28、室应尽量朝南，尽可能利用自然采光和通风。（4）配电室的设置应符合安全和防火要求，对电气设备载流部分应采用金属网板隔离。（5）高低压配电室、变压器室的门应向外开，相邻的配电室的门应双向开启。（6）变电所内不允许采用可燃性材料装修，不允许热力管道、可燃气管等各种管道从变电所内经过。3.4.2 变电所的结构设计1、变压器室2、高压配电室3、低压配电室第四章 电气设备的选择4.1 短路电流计算 三相交流系统的短路种类主要有三相短路、两相短路、单相短路和两相接短路。短路发生的主要原因是电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏，运行人员不遵守操作规程发生的误操作以及鸟兽跨越在裸露导体上等。为了减轻短路的严重后

29、果和防止故障扩大，需要计算出短路电流，以便正确地选择和校验各种电气设备、计算和整定保护短路的继电保护装置及选择限制短路电流的电气设备（如电抗器）等。1、 关于短路电流计算的方法我们上课所学的是利用标幺值来计算短路电流。采用标幺值计算，能够简化计算、便于比较分析。swlk1（3）k2（3）10.3322.0835.62535.625图4-1短路电流计算图2、 短路电流计算最大运行方式是单台变压器运行时，最小运行方式是在两台变压器并联时。k1点三相短路时： xk1*=x1*+xl* id1=sd3ud1 ik1*=1xk1* ik1 =id1ik1* ish.k1=2.55ik1 sk1=sdxk

30、1*k2点三相短路时： xk2*=xl*+x1t*/x2t* id2=sd3ud2 ik2*=1xk2* ik1 =id1ik1* ish.k2=2.55ik2 sk2=sdxk2*则用上述公式计算的结果列出下表表4.1短路电流计算表运行方式项 目k1k2最大三相短路电流（ka）2.718.8冲击短路电流（ka）6.8934.6三相短路容量（mva）4913最小三相短路电流（ka）2.514.43冲击短路电流（ka）6.426.55三相短路容量（mva）45204.2电气设备选择一、 电气设备的选择是供配电系统设计的重要内容，其选择的恰当与否将影响到整个系统能否安全可靠地运行，故必须遵循一定的

31、选择原则：（1） 按工作要求和环境条件选择电气设备的型号（2） 按正常工作条件选择电气设备的额定电压和额定电流 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u应不低于其所在线路的额定电压uw.n，即uu 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。电气设备的额定电流应不小于实际通过它的最大负荷电流i（或计算电流i），即 ii或 i i（3）按短路电流条件校验电气设备的动稳定性和热稳定性（4）开关电器断流能力校验二、高压开关电器的选择 高压开关电器主要指高压断路器、高压熔断器、高压隔离开关和高压负荷开关。高压断路器、高压隔离开关和高压负荷开关的具体选择原则如下： 根据使用环境和安装条件来选择设

32、备的型号； 在正常条件下，选择设备的额定电压和额定电流； 短路校验： 动稳定校验 热稳定校验； 开关电器断流能力校验。1、高压断路器选择i=53.78a选择sn10-10i/630型少油断路器，其有关技术参数及装设地点的电气条件和计算结果列于表4-2中，从中可以看出断路器的参数均大于装设地点的电气条件，故所选断路器合格。表4-2 高压断路器校验表序号sn10-10i/630选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1u10kvu10kv合格2i630ai53.78a合格3i16kai2.7ka合格4i40kai6.89ka合格5i16=1024kasi2.71.1+0.1=8.75ka2s合

33、格2、高压隔离开关选择选择gn-10t/200型高压隔离开关。校验结果列于表4-3中表4-3 高压隔离开关校验表序号gn-10t/200选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1u10kvu10kv合格2i200ai53.78a合格4i25.5kai6.89a合格5i10=500kasi2.71.1+0.1=8.75ka2s合格3、电流互感器的选择 选择lqj-10-50/5a型电流互感器，校验过程如下：动稳定校验：kes=225，kt=90，t=1s kes2i1n=22520.05=15.9ka ish=5.81ka，满足要求；热稳定校验： （ktiw）2t=（900.05）2=20.

34、25ka2si(3)2tima=5.8121.7=8.81ka2s，满足要求。4、低压断路器的选择下面以2号车间为例选择：（1）2车间一条线路ic=235.7a，ik2.max（3）=17.89ka，选取导线型号为bv-500-395，则允许载流量ial=303a。瞬时脱扣器 in.oric=235.7a，故选in.or=300a脱扣器 iop（0）kre1ipk=1.352235.7=636.39a 选则3倍整定倍数的瞬时脱扣器，动作电流整定值 3300=900a636.39a iop（0）=900a4.5ial=4.5303=1363.5a长延时过电流脱扣器 iop（1）kre1ic=1.

35、1235.7=259.27a，选取192240300中整定电流为300a的脱扣器与保护线路的配合 iop（1）=300akolial=303a断路器in.qfin.or=300a,选400a dw15系列断路器，过流脱扣器额定电流为300a的脱扣器断流能力 ioc=50kvik(3)=17.89ka选dw15-400a断路器，脱扣器额定电流为300a（2）同理，另一条线路ic=159.8a，ik2.max（3）=17.89ka，选取导线型号为bv-500-350，则允许载流量ial=201a。瞬时脱扣器 in.oric=159.8a，故选in.or=200a脱扣器 iop（0）kre1ipk=

36、1.352159.8=431.46a 选则3倍整定倍数的瞬时脱扣器，动作电流整定值 3200=600a431.46a iop（0）=600a4.5ial=4.5201=904.5a长延时过电流脱扣器 iop（1）kre1ic=1.1159.8=175.78a，选取128160200中整定电流为200a的脱扣器与保护线路的配合 iop（1）=200akolial=201a断路器in.qfin.or=200a,选400a dw15系列断路器，过流脱扣器额定电流为200a的脱扣器断流能力 ioc=50kvik(3)=17.89ka选dw15-400a断路器，脱扣器额定电流为200a其他车间的见下表

37、表4-4低压断路器车间号车间1车间3车间4车间5照明型号dw15-400dw15-200dw15-200dw15-400dw15-600过流脱扣器额定电流(a)300100100100150100100150100150200400第五章 电力变压器继电保护设计5.1 电力变压器继电保护配置电力变压器继电保护配置的一般原则：（1）装设过电流保护和电流速断保护保护装置用于保护相间短路；（2）800kva以上油浸式变压器和400kva及以上车间内油浸式变压器应装设气体保护装置用于保护变压器的内部故障和油面降低；（3）单台运行的变压器容量在10000kva及以上和并列运行的变压器每台容量在6300k

38、va及以上或电流速断保护的灵敏度不满足要求时应装设差动保护装置用于保护内部故障和引出线相间短路；（4）装设过负荷保护和温度保护装置分别用于保护变压器的过负荷和温度升高。由于我们变压器的视在功率为800kva，所以我们不需要采用温度保护。5.2 电力变压器继电保护原理展开图设计k1（3）k2（3）继电保护配置的展开图参见图-4 继电保护配置的原理如下：1电流速断保护由继电器ka1、ka2和信号继电器ks1等组成，保护动作后，由出口中间继电器km瞬时断开qf1、qf1，并由连接片xb4xb5确定要断开的断路器。2定时限过电流保护由电流继电器ka3、ka4、ka5、时间继电器kt1与信号继电器ks2

39、等组成，保护范围内故障时，ka3、ka4、ka5启动kt1，经整定时限作用于跳闸。3气体保护气体保护（瓦斯保护）由气体继电器（瓦斯继电器）kg、信号继电器ks3、xb、r2等组成。轻瓦斯触点kg1仅作用于信号，重瓦斯触点kg2则瞬时断开变压器两侧的断路器。变压器换油或试验时，为了防止气体保护误动作，可将切换片xb投至位置2，作用于信号。气体继电器是靠油气流冲击而动作的，为了使重瓦斯保护可靠动作，保护出口回路选择具有自保持线圈的中间继电器km。4过负荷保护过负荷保护由电流继电器ka6与时间继电器kt2等组成，保护延时作用于信号。5温度保护温度保护由温度继电器k与信号继电器ks4等组成，保护作用于

40、信号。5.3 电力变压器继电保护整定计算1定时限过电流保护动作电流整定 iop.kaoc=kre1kwkreki1.53i1n=1.20.85102800310=13.04a选dl-11/20电流继电器，线圈并联，iop.ka(oc)=14a。保护一次侧动作电流为iop1=kikwiop.ka(oc)=101.014=140a动作时间整定 t2=t1-t=1.6-0.5=1.1s灵敏度校验 ks =ik2.min2iop1=（1332133500.410.5）140=1.821.52电流速断保护动作电流整定 iop.kaoc=kre1kwkiik2.max3=1.310178900.410.5

41、=88.6a选dl-11/100电流互感器，线圈并联，iop.ka(oc)=89a保护一次侧动作电流为 iop1=kikwiop.ka(oc)=101.089=890a灵敏度校验 ks =ik1.min2iop1=（322129）890=2.072.0变压器电流保护灵敏度满足要求。第六章 厂区线路设计6.1电力线路的接线方式接线方式是指由电源端（变、配电站）向负荷端（电能用户或用电设备）输送电能时采用的网络形式。高压电力线路的接线方式和低压电力线路的接线方式都是一样的，常用的接线方式有：放射式、树干式和环式三种。在本次的设计中我们采用的接线方式是放射式，该接线方式接线清晰简单，操作维护方便，引

42、出线发生故障时互不影响，供电可靠性高。6.2电力线路的结构1架空线路架空线路时指室外架设在电线杆上用于输送电能的线路。由于要经常承受自身重量和各种外力的作用，且需承受大气中有害物质的侵蚀，所以导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。2电缆线路的结构电缆线路有电路电缆和电缆头组成。由于其故障大部分情况发生在接头处，故对电缆头的安装质量尤其要重视，要求密封性好，有足够的机械强度，耐压强度不低于电缆本身的耐压强度。6.3导线和电缆的选择6.3.1导线和电缆型号的选择原则1、常用架空线路导线型号及选择裸导线常用的型号及适用范围为：（1）铝绞线（lj）；（2）钢芯铝绞线（lgj）；（3）铜绞线

43、（tj）；（4）防腐钢芯铝绞线6.3.2导线和电缆截面的选择原则1、原则：（1）按允许载流量选择导线和电缆截面（2）按允许电压损失选择导线和电缆截面（3）按经济电流密度选择导线和电缆截面（4）按机械强度选择导线和电缆截面（5）满足短路稳定的条件2、方法：按上述5个原则中某一个选择，其他条件校验。母线按经济电流密度选择；导线和电缆截面按允许载流量选择。6.3.3高压导线截面的选择1.变电所高压侧母线选择：选择硬铝母线，按经济电流密度选择，计算过程如下：年最大负荷利用小时数3500h，查表得： jec=1.15（a/mm2）ic=（a）sec=（mm2）选择 lmy-15型号的导线发热条件校验：i

44、al=135（a）ic=53.78（a）故高压侧母线满足条件。变电所低压侧母线选择：选择硬铜母线，按经济电流密度选择，计算过程(同高压侧计算过程)：年最大负荷利用小时数3500h，查表得： jec=2.25（a/mm2）ic=1364.37a，sec=606.4mm2选择tmy-3(80)发热条件校验：ial=1690(a)1364.37(a)中性线选择：so，选择so=320 mm2低压侧母线选：tmy-3()+()低压侧母线满足条件。2.相线截面的选择以2车间一条线路为例计算选择导线截面，ic=235.7a三相四线制线路，查表a-12-1得，明敷设的bv铜芯线截面为95的bv型导线，在环境温度为30时的允许载流量为303a，其正常最高允许温度为65，即ial=303a。温度校正系数为 k=al-0al-0=65-32.265-30=0.97导线的实际允许载流量为 ial=kial=0.97303=293.91a所以，所选相截面s=95满足允许载流量的要求，且满足低压断电器的校验。6.4厂区照明设计一、工厂常用光源的类型：分为热辐射