毕业设计选煤厂35KV供电设计

1、 毕 业 设 计（论文） 题 目： 35kv 变电站设计 姓 名： 盛 夏 学 号： 20112004731 平顶山工业职业技术学院 2014 年 5 月 8 日 平顶山工业职业技术学院 毕 业 设 计 （论文） 任 务 书 姓 名 盛 夏 专业班级 矿山机电 3 班 任 务 下 达 日 期 2014 年 2 月 18 日 设计（论文）开始日期 2014 年 2 月 25 日 设计（论文）完成日期 2014 年 4 月 30 日 设计（论文）题目： 35kv 变电站供电系统设计 指 导 教 师 郭 宗 跃 院（部） 主 任 郭 宗 跃 2014 年 5 月 8 日 平顶山工业职业技术学院 毕业

2、设计（论文）答辩委员会记录 电力工程 学院 矿山机电 专业，学生 盛 夏 于 2014 年 6 月 10 日进行了毕业设计（论文）答辩。 设计题目： 35kv 变电站供电系统设计 专题（论文）题目： 田庄选煤厂工 35kv 供电系统设计 指导老师： 郭 宗 跃 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况， 经答辩委员会讨论评定，给予学生 盛 夏 毕业设计（论文）成绩为 。 答辩委员会 人，出席 人 答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， , 。 平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）评语 第 页 共 页 学生姓名： 盛

3、夏 专业班级 矿山机电 3 班 年级 2011 级 毕业设计（论文）题目： 35kv 变电站供电系统设计 评 阅 人： 指导教师： 郭 宗 跃 （签字） 2014 年 6 月 12 日 成 绩： 系（科）主任： （签字） 2014 年 6 月 12 日 毕业设计（论文）及答辩评语： 摘 要 本设计根据平煤集团田庄选煤厂的电力负荷资料，做出来该选煤厂地面 35kv 变电站的初步设计。 本设计内容共分为六大章，包括主线路的设计、负荷计算与变压器的选择、高 压气的选择、变电站的防雷和变电站的位置等。考虑到选煤厂供电系统的特点，对 变电站的负荷进行了分组，达到合理、经济的目的；同时对功率因数进行补偿，

4、使 其达到 0.95 以上。结合选煤厂的特点及位置确定了系统主接线及运行方式。通过 短路电流计算，实现了对主变压器的继电保护整定。在选择电气设备时，考虑了变 电站的室内外结构和布置、操作方便等问题。变压器采用节约、环保型，使整个供 电系统能够可靠、安全供电。继电保护装置在被保护设备发生故障时，保护装置迅 速动作，有选择地将故障切除。考虑到电器设备可能的漏电现象，对变电站进行了 保护接地的设计，满足接触电压和跨步电压的要求，保证了人身安全。为防止变电 站的电气设备遭到雷击，还进行了防雷保护，保证了安全，以提高变电站的安全性。 关键词：35kv 变电站 保护装置 接线方式 主变压器。 目 录 摘摘

5、 要要 .i i 目目 录录 .iiii 第一章第一章 负荷计算及主变压器选择负荷计算及主变压器选择 .1 1 1.1 变电站位置选择. .1 1.2 负荷统计及计算 .2 1.2.1 负荷计算目的与意义 .2 1.2.2 需用系数法统计负荷.2 1.3 功率补偿 .6 1.3.1 提高功率因数的意义.6 1.3.2 功率因数补偿的方式 .7 1.3.3 功率因数补偿装置的选择 .8 1.4 变压器的选型和确定.9 1.4.1 变压器的选择原则 .9 1.4.2 变压器的台数与容量的选择 .10 第二章第二章 供电方式供电方式 .1212 2.1 田庄选煤厂供电系统图.12 2.2 供电系统要

6、求 .13 2.3 供电系统主接线方案的确定.14 2.2.1 变压器一次侧接线方式确定.18 2.2.2 变压器二次侧接线的确定.18 第三章第三章 供电系统电气设备选型供电系统电气设备选型 .2121 3.1、高压开关柜型号的选择 .21 3.2、一次侧设备选型方案的确定 .23 3.3、二次接线的确定方案 .24 3.3.1 二次侧设备选择及接线 .24 3.3.2、供电电缆的选择.25 第四章第四章 短路电流的计算短路电流的计算 .2727 4.1、计算短路电流的意义. .27 4.2、短路电流. .27 4.3、短路电流的计算 .28 第五章第五章 主变压器的保护主变压器的保护 .3

7、232 5.1 继电保护.32 5.2.电力系统继电保护的要求 .33 5.3 主变压器的保护.34 5.3.1 主变压器的保护.35 第六章第六章 变电站的防雷与接地变电站的防雷与接地 .4040 6.1 防雷保护.40 6.2 接地保护.42 结结 论论 .4545 参考文献参考文献 .4646 致致 谢谢 .4747 第一章 负荷计算及主变压器选择 1.1 变电站位置选择. 变电站所处的环境：主导风向东南西北方向最大风速20m/s、高温度 41c、最低温度-15c、土壤温度20c、震等级7 级。 变电所位置合适与否，将直接关系到供电的可靠性、经济性和安全性。因此变 所的所址应符合以下几项

8、要求：接近负荷中心； 进出线方便； 接近电源侧； 设备吊装、交通方便； 不应设在有剧烈振动的场所；照顾附近居民用电； 不宜设在多尘、水雾或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时不应设在污源的上风 侧；所址不应为积水浸没，具有生产或生活用水的可靠水源；不应设在爆炸危 险场所以内和有火灾危险场所的正上方或正下方；高层建筑地下层配变电所的位 置，要选择在通风、散热条件较好的场所。 配变电所位于高层建筑(或其他地下 建筑)的地下室时，不要设在最底层。当地下仅有一层时，应采取适当抬高该所地 面等防水措施。避免洪水或积水从其他渠道淹渍配变电所的可能性；留有适当的 发展余地； 综上所述,来确定变电站位置，如图 1

9、-1: 图 1-1 田庄 35kv 变电站位置 1.2 负荷统计及计算 1.2.1 负荷计算目的与意义 供配电系统的设计,首先要根据用户的原始资料即用电设备的容量,对系统中各 个环节的电力负荷进行统计,其目的是确定供配电系统方案，并选择其中的各个元 器件（如电力变压器、开关设备、导线及电缆等） ，以使其满足正常运行时负荷电 流热效应的要求。另外，负荷计算也是合理地进行无功补偿的重要依据。负荷计算 的准确与否直接影响着供电设计的质量。但是，由于影响负荷变化的因素众多,要 准确地计算出实际负荷的大小几乎是不可能的,因此负荷计算力求使结果接近实际 值。 1.2.2 需用系数法统计负荷 由于一台设备的

10、额定容量往往大于其实际负荷，成组设备中各负荷的功率因数 （）不同，一般又不同时工作，最大负荷不同时出现等情况。所以难以精确 cos 地计算变电站负荷。故本设计采用了较为精确的需用系数法来进行变电所负荷计算。 其计算简便，供电系统的设计目前主要采用这种方法。 其计算公式的一般表达式为： kw ndca pkp vark tan caca pq vaps caca k cos/ n ca ca u s i 3 a 式中、 分别是用电设备的有功、无功、视在功率计算负荷； ca p ca q ca s 用电设备的总额定容量； n p 额定电压； n u 功率因数角的正切值； tan 该用电设备的计算负

11、荷电流； ca i 需用系数。 d k 需用系数法负荷计算的步骤从负载端开始逐级上推，到电源进线为止。 1.车间负荷统计 1) 洗煤车间: ，0.88 n pkw4200 d k7 . 0cos75 . 0 tan ， ndca pkpkw294042007 . 0 29400.88=2587.2kvartan caca pq ， cos ca ca p skva3920 75 . 0 2940 n ca ca u s i 3 a 2 . 377 63 3920 2) 压滤车间: ，0.88 n pkw3000 d k75 . 0 cos75 . 0 tan ， ndca pkpkw22503

12、00075. 0 tan caca pqvar198088 . 0 2250k cos ca ca p skva3000 75 . 0 2250 n ca ca u s i 3 a7 .288 63 3000 3) 压风车间: ， n pkw2001 d k8 . 0cos91 . 0 tan46. 0 ， ndca pkpkw96020018 . 0 tan caca pqvar441.646 . 0 960k ， cos ca ca p skva1055 91 . 0 096 n ca ca u s i 3 a101.5 63 1055 4) 维修车间: ， n pkw840 d k6 .

13、 0cos78 . 0 tan8 . 0 ， ndca pkpkw5048406 . 0 tan caca pqvar 2 . 4038 . 0504k ， cos ca ca p skva646 78. 0 504 n ca ca u s i 3 a5 .981 38 . 0 3 646 a k ica 2 . 62 38 . 0 /6 5 . 981 ca 1 其他类负荷的计算依上，见表 1-2 负荷统计计算表 3.全厂计算负荷： kwpca970778422502940 var7771690441.69801587.22kqca kvasca12434.477719707 22 aica

14、1203.39.397 .2882 .377 补偿前的功率因数： 817 . 0 12434 9707 cos s p nat 表 1-2 负荷统计计算表 设备容量计算容量设备 名称 电压 kv安装工作 需用 系数 功率 因数 tg 有功 kw 无功 kva 视在 kva 电流 a 洗煤 车间 6420042000.700.750.8829402587.23920377.2 压滤 车间 6300030000.750.750.88225019803000288.7 压风 机房 6120012000.80.910.46960441.61055101.5 储运 车间 6120012000.80.91

15、0.46960441.61055101.5 维修 车间 0.388400.60.780.80504403.264662.2 机电 分厂 0.388400.650.71.0254655778075 厂房 照明 0.388800.70.750.88 61654282079 办公 楼用 电 0.382100.70.750.88147129.419618.9 生活 用电 0.3811200.70.750.88784690104499.3 合计97077771124341203 1.3 功率补偿 1.3.1 提高功率因数的意义 由于工矿企业使用的大量的感应电动机和变压器等的用电设备，因此供电系统 给有功

16、功率外，还需供给大量的无功功率，为此必须提高工矿企业的功率因数，减 少对电源系统的无功功率需求量。提高功率因数的意义： 1.提高电力系统的供电能力。在发、输、配电设备容量一定情况下，用户的功 率因数越高，则无功功率越小，这样同样容量的供、配电设备，可向更多的用户提 供电能。 2.减少供电网络的中的电压损失，提高供电质量。用户的功率因数越高，在同 样的有功功率的情况下，线路中的电流越小，因而网络上的电压损失越小，用电设 备的端电压就越高。 3.减少供电网络的电能损耗。在线路电压和输送的有功功率一定的情况下，功 率因数越高，电流越小则网络中的电能损耗就越少。 可见，提高功率因数，可以充分利用现有的

17、变电、输电和配电设备，保证供电 量， 减少电能损耗，提高供电效率，因而具有显著的经济效益。为此，我国电力部 门实行电费奖惩制度，一般对功率因数大于 0.9 的用户给予奖励，而小于 0.9 的用 户给予罚款。 1.3.2 功率因数补偿的方式 提高功率因数的关键，在于如何减少电力系统中各个部分所需要的无功功率， 特别是减少负载从电网中取用的无功功率，使电网在传送一定的有功功率时，尽量 少输送或不输送无功功率。提高功率因数的方法主要有： 1.提高负荷的自然功率因数 通过采取各种技术措施及改进用电设备的运行情况来提高负荷的功率因数的方 法称为提高负荷的自然功率因数。提高自然功率因数的方法有： 1)正确

18、选择并合理使用电动机，使其不轻载或空载运行。在条件允许时尽量选 用笼型异步电动机。 2)合理选择变压器容量，适当调整其运行方式，尽量避免变压器空载或轻载运 行。 3)对于容量较大，且不需要调速的电动机，尽量选用同步电动机，并使其运行 于过激状态。因为同步电动机运行于过激状态时呈容性负载，能补偿线路上其他感 性负载的无功功率。 2.人工补偿法提高功率因数 若自然功率能满足要求，应采用人工补偿方法来提高功率因数。目前工矿企业 变电站多在 6kv 母线上装并联电容器来进行集中补偿，本变电站设计也采用了该方 法。 从理论上讲，把并联电容器分别安装在用电设备附近，就地进行无功补偿，可 减少供电线路和变压

19、器中的无功负荷，降低线路和变压器中的有功电能损耗，补偿 范围大，补偿效果也好。但是这种安装方法设备总投资大，且电容器在用电设备停 止工作时，电容器也一并被切除，所以其利用率不高。因此单独补偿只适用于个别 补偿容量大的用电设备，如大型感应电动机、高频感应电炉等。在实际中，对于需 要无功功率容量相当大的工矿企业多采用高压集中补偿。 补偿电容器的接线方式：当电容器组采用三角形接线时，若某一电容器内部击 穿会造成相间短路故障，有可能引起电容器爆炸。而星形接线时，当某一电容器被 击穿时，故障电流仅为电容器组额定电流的 3 倍，不会形成相间的短路故障，因而 gb 5022795并联电容装置设计规范中规定：

20、高压电容器组宜采用单星形或双 星形接线。在中性点非直接接地的电网中，星形接线电容器组的中性点不应接地。 低压电容器或电容器组，可采用三角形接线或中性点接地的星形接线方式。因此， 本设计中变电站的电容器补偿装置也采用双星形接线方式。 1.3.3 功率因数补偿装置的选择 1.利用电容器补偿所需的容量 企业为了使功率因数达到规定值以上，一般都用并联电容器的方法进行人工补 偿。因全厂自然功率因数，低于 0.9，所以应进行人工补偿，补偿 78 . 0 cos nat 后的功率因数应达到 0.96 以上，即，则全厂所需的补偿容量为： 96 . 0 cos ac var4953292 . 0 802 . 0

21、 9707)tan(tankpq acnatc 2.电容器柜数和型号的选择与确定 电容器采用双星型接线接在变电所的 6kv 母线上，因此选容量为 30kvar，额 定电压为的电容器，装于电容柜中，每柜装 10 个，每柜容量为 kv3/3 . 6 300kvar，则电容柜的总数为： 2 . 18 3/3 . 6 3/6 300 4953 22 cn w cn c u u q q n 由于电容器柜要接在两段母线上，为了在每段母线上构成双星型接线，因此在 每段母线上的电容器也应分为相等的两组，每组的电容器柜数为： 5 . 4 4 2 . 18 4 n n 取 n=6，则电容器柜的总数为： 台2422

22、6n 电容器实际补偿容量： var6531 3/3 . 6 3/6 24300 2 2 k u u nqq cn w cnc 人工补偿后的功率因数： var124165317771kqqq cac kvaqps acac 787012417771 2222 987 . 0 7870 7771 cos ac ac s p 故可得功率因数符合要求。 gwb-g 型高压无功固定补偿装置用于于负荷稳定、无需自动控制的工矿企业、 电力部门等变电站。装置连接在 6kv、10kv 母线上，用于改善系统功率因数、调整 网络电压及降低线路损耗。故本变电所选用此电容补偿柜，采用由成都瑞杰科能电 器有限公司生产的电

23、容补偿柜，其主要技术参数如表 1-3 所示。 表 1-3 电容补偿柜参数 型号规格电容台数 单容 /（kvar） 额定电压 /kv 过负荷能力断电能力 柜体尺寸 宽厚高 （mm） 10306,10 允许在 1.1vn或 1.3in 条件下运 行 断电 5 分 钟后剩余 电压降至 50v 以下 1200 1600 2400 1.4 变压器的选型和确定 1.4.1 变压器的选择原则 对于有一类负荷的变电所，应满足用电设备对供电可靠性的要求。根据煤炭 工业设计规范规定:矿井变电所的主变压器一般选用 2 台，当其中 1 台停止运行 时，另一台变压器应能保证安全及原煤生产用电，并不得少于全矿计算负荷的

24、80%；工业企业设计规范中也规定，对具有大量一类、二类负荷的变电所，一 般选用 2 台变压器，当其中 1 台停止时，另一台变压器应能保证所有一类、二类负 荷的正常用电，并不得小于全部符合的 70%80%。 对于只有二类、三类负荷的变压器，可以只选用 1 台变压器，但应敷设与 其他变电所相连的联络线作为设备电源。对季节负荷或昼夜负荷变动较大的，易采 用经济运行方式的变电所，也可采用 2 台变压器。 1.4.2 变压器的台数与容量的选择 在选择变压器时应考虑：供电的可靠性，经济性，节约，在未来十年内的用电 量的增加等因素；田庄洗煤厂负荷对于平煤集团来讲属于重要的二类负荷；故本设 计在选用变压器选用

25、了 s(f)11 型号低损耗、效率高的变压器 2 台。两台变压器分 列运行，所以每台变压器的容量为： 由于东北是我国的重工业基地，重工业较发达，故本变电站设计欲从沈阳天通 电力设备有限公司购置 2 台 s（f）118000/35 型变压器，其主要技术数据见表 1-4。 表 1-4 所选电力变压器的技术数据 额定电 压 （kv） 损耗（kw）外形尺寸（mm） 轨距 （mm） 型号 额 定 容 量 （ k va ） 高 压 低 压 连接 组别 空载负载 空载 电流 （% ） 短路 阻抗 （% ）长宽高横向纵向 s（ f） 11 8000 /35 80 00 35 6- 10 yn， d11 7.2

26、038.480.427.540003040351014351435 kvasks actptn 6690787085. 0 第二章 供电方式 2.1 田庄选煤厂供电系统图 洗 煤 车 间 洗 煤 车 间 压 滤 车 间 压 滤 车 间 办 公 楼 用 电 压 风 机 房 维 修 车 间 储 运 车 间 机 电 分 厂 厂 房 照 明 生 活 用 电 图 21 田庄选煤厂供电系统图 2.2 供电系统要求 现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个 电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站 和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生

27、活。因此，变电站主接线 必须满足以下基本要求： 1.安全性 高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关；低压 断路器（自动开关）的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须设低压刀开关；装设 高压熔断器负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关；变配电站高压母 线上及架空线路末端，必须装设避雷器。装于母线上的避雷器宜与电压互感器共用 一组隔离开关，线路上避雷器前不必装隔离开关。 2.可靠性 断路器检修时，不宜影响对系统的供电；断路器或母线故障以及母线检修时， 尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部大部分二级负荷的 供电；尽量避免发电厂、变电站全部停运的可能性；大

28、机组超高压电气主接线应满 足可靠的特殊要求；采用综合自动化，优化变电所设计。 3.灵活性 变配电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段接线；两路电源进线， 装有两台主变压器的变电所，当两路电源同时供电时，两台主变压器一般分列运行； 当只一路电源供电，另一路电源备用时，则两台主变压器并列运行；带负荷切换主 变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关；主接线方案应与主变 压器经济运行的要求相适应。 4.经济性 主接线方案应力求简单，采用的一次设备特别是高压断路器少，而且应选用技 术先进、经济适用的节能产品；由于工厂变配电所一般都选用安全可靠且经济美观 的成套配电装置，因此变配电所主

29、接线方案应与所选成套配电装置的主接线方案配 合一致。柜型一般宜采用固定式；只在供电可靠性要求较高时，才采用手车式或抽 屉式；采用真空断路器。优化接线及布置，减少变电站占地面积。 5应具有扩建的可能性 随着选煤厂的规模扩大，电力负荷增加很快.因此，在选择主接线时还要考虑 到具有扩建的可能性. 总之，变电所通过合理的接线、设备无油化、布置的紧凑以及综合自动化技术， 并将通信设施并入主控室，简化所内附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优 化变电所设计，节约材料，减少人力物力的投入，并能可靠安全的运行，避免不必 要的定期检修，达到降低投资的目的。 2.3 供电系统主接线方案的确定 本变电所是 35/

30、6kv，电源进线的终端变电所，电源有贾庄引线,为保证供电可 靠性,并自行有单回路改为双回路供电,使变压器分列列运行。主变容量 8000kva， 故拟定选用桥式接线. 桥式接线分为内桥、外桥、全桥三种。以下对其可行性作简单比较。 内桥接线：它由两台受电线路的断路器和内桥上的母联断路器组成。主变压器 与一次母线的隔离开关联结。它的优点是切换进线方便，设备投资、占地面积相对 全桥少，缺点是倒换变压器不方便，继电保护较复杂，适用于距离较长，变压器切 换不很频繁的变电所。内桥接线方式如图 2-2 所示： 图 2-2 内桥接线图 这种接线一次侧可设线路保护，但主变压器和受电线路保护的短路器均由受电 断路器

31、承担，互有影响，这是它的主要缺点。主变压器一次由隔离开关与母线联接， 对环形供电的变电所，在操作时常被迫用隔离开关切合空载变压器。当主变压器电 压为：电压 35kv，容量 7500kva 以上时，其空载电流超过了隔离开关的切合能力。 此时必须改用由五个断路器组成的全桥接线。 外桥接线：它由主变压器一次侧两断路器和外桥上的联络短路器组成，进线由 隔离开关受电。外桥接线方式如图 2-3 所示： 图 2-3 外桥接线 这种接线对变压器的切换方便，比内桥少两组隔离开关，继电保护简单，易于 过渡到全桥或单母线分段的结线，且投资少，占地面积小。缺点是倒换线路时操作 不方便。所以这种接线适用于进线短而倒闸次

32、数少的变电所，或变压器采用经济运 行需要经常切换的终端变电所。 全桥接线：它由进线的两台断路器、变压器一次侧的两断路器和 35kv 汇流母 线上的联络短路器组成. 全桥接线方式如图 2-4 所示： 图 2-4 全桥接线图 这种接线方式适应性强，对线路、变压器的操作均方便，运行灵活，且易于扩 展成单母线分段式的中间变电站（高压有穿越时负荷时） 。继电保护全面。缺点是 设备多，投资大，且变电所占地面积大。 2.2.1 变压器一次侧接线变压器一次侧接线方式确定方式确定 图 2-5 田庄 35kv 变电站一次侧接线图 其接线方式如图 2-5 所示。由于本设计中的变电站距电源较近（仅 1.2 公里） ，

33、 且途中故障物不多，所以出现线路故障的可能性较低，也为了减少有色金属的浪费， 只选择一个电源。但田庄选煤厂对于平煤集团来讲，是较为重要的二类负荷，又基 于本变电站所主变容量较大，所以采用全桥接线作为本变电站的主接线方式，确保 供电的可靠性、安全性及操作的灵活性。 2.2.2 变压器二次侧接线变压器二次侧接线的确定的确定 本设计采用单母分段，母线用断路器分段，这不仅便于分段检修母线，而且 可减小母线故障影响范围。可以提高可靠性和灵活性。对重要用户从不同分段上引 接，以便在母线上某一段发生故障的时候，能保证重要用户的正常供电，简单清晰， 设备少，操作方便，且有利于扩建。其接线方式如图 2-6 所示

34、。 图 2-6 田庄 35kv 变电站二次侧接线图 第三章 供电系统电气设备选型 3.1、高压开关柜型号的选择 35kv 室内布置及 6(10)kv 高压配电装置一般采用具有无妨功能的成套高压开关柜。 其五防是：防止误分、误合断路器；防止带负荷分合隔离开关；防止带电挂地 线；防止带地线和隔离开关；防止误入带电间隔； 根据安装和检修方式选择固定式或移开（手车）式高压开关柜。固定维护检修不 方便，但价格较低；移开式价格虽高，但灵性好，又便于维护检修，适用于大型变电 所或可靠性要求较高的变电所。当由柜后引出架空出线时，应选用里墙安装的开关柜； 当电缆出线时，可选用靠墙安装的开关柜。 在高压开关柜中大

35、都装设少油断路器，对于频繁通断或短路故障较多的线路，要 选用装有真空断路器的开关柜。选择高压开关柜时还应考虑其操作机构，手动式用于 小型变电所；电磁式用于大、中型的变电所。选用情况见表 31、表 32： 表 31 35kv 设备的选择 附件型号序列号出厂 日期 生产厂家最后一 次 检修日 期 备注 高压开关柜kyn60-40.508g10692010-2四川电器集 团有限公司 高压开关柜尺寸1200*2550*2600 断路器res15-40.510692010-1四川电器集 团有限公司 六氟化硫 操作机构ct100 dc220v 隔离手车 电压互感器 母线侧电流互感器ldj2b-35 30v

36、a 600/5 0.2/5p20 a：12-40 b：12-39 c：12-36 2009-12四川电器集 团有限公司 进出线侧电流互感器ldj2b-35 30va 600/5 0.5/5p20 a：1244 5 b：1-6 c：12-30 2009-12四川电器集 团有限公司 高压熔断器 开关智能操控装置edied09125 4311 2009-12珠海一多电 气自动化有 限公司 微机消谐装置 过电压保护器 接地开关 温湿度传感器dxns3-27b 穿墙套管cmz5-35 触头盒chz2b-35 630a 放电计数器 主母线 lmy-8010 分支母线 表 32 6kv 设备选择 附件型号序

37、列号出厂 日期 生产厂家最后一次 检修日期 备注 高压开关柜kyn28a-1299123102009- 12 河南森源电 气股份有限 公司 高压开关柜尺寸800*1500*2300 断路器vsp-12101000272010-1河南森源电 气股份有限 公司 真空 电流互感器lzzbj9-10c2 150/5 a：903347 9 b：903349 7 c：903347 3 2009- 12 河南森源电 气股份有限 公司 电压互感器0.2/0.5/5p20 三相过电压保护器fdb-b-7.6f/131-jtb2009519 0 2009- 12 安徽菲迈斯 电气有限公 司 开关智能操控装置ede

38、ed09125432009-珠海一多电 3012气自动化有 限公司 接地开关jn15-7.2/31.5-801208032009- 12 河南森源电 气股份有限 公司 零序电流互感器zh-ljk-12035902009- 12 保定市中恒 合力电气有 限公司 加热器jpk74222009- 12 扬州市沪迪 电器有限公 司 主母线 分支母线 tmy-606 三相多功能电能表dssd51 cl0.5011257912009深圳市龙电 电气有限公 司 出线电缆 3.2、一次侧设备选型方案的确定 高压开关柜的一次方案确定，应根据开关柜的用途、负荷类型和容量大小、有无 返送电的可能、对控制的要求、对保

39、护的要求以及布置安装条件等因素考虑。 1)、进线柜 采用断路器控制和保护，应有两组隔离开关，变压器两侧的开关柜，可只有一组 隔离开关。为了进行主变压器的差动保护，每相最好都装设电流互感器。如采用柜顶 进线和靠墙安装，应采用两柜组合进线。如柜后进线，也可采用单柜进线。 2)、联络柜 一般采用断路器联络，断路器两侧均应装隔离开关，所以也为两柜组合使用。电 流互感器应根据保护和测量的要求选择。对于小型变电所也可用隔离开关联络。 3)、出线柜 对于负荷小、保护时限要求不太严格的设备或线路，出线柜可采用负荷开关控制， 除此以外采用断路器控制。如有返送电的可能，则断路器两侧均应装设隔离开关。当 抵押变压器

40、在地面变电所内部时，在变压器一侧可不装隔离开关。电流互感器一般只 在两相上装设，对于控制和保护电容器的开关柜最好在三相上均装设电流互感器，所 有出线柜均应装有零序电流互感器。另外，还需考虑开关柜的架空或电缆出线方式。 一般采用即可监视电网绝缘，又有避雷器的开关柜。 高压开关柜中的主要元件有隔离开关，断路器，负荷开关、熔断器、电流互感器、 电压互感器等 3.3、二次接线的确定方案 3.3.1 二次侧设备选择及接线 在确定高压开关柜的二次接线方案时，应考虑操作电源的种类，开关柜的操作机 构，测量、计算仪表和保护装置等因素。 确定操作电源的种类和开关柜的操作机构 对于大型变电所，多采用直流操作系统；

41、小型变电所多采用交流操作系统，也可 采用交、直流操作系统并用的方式，即进线柜和联络柜采用直流操作，其他采用交流 操作。 对于隔离开关负荷开关和交流操作的断路器采用手动操作机构。 1）根据测量、计算的要求选择 进线柜（主变压器二次侧总开关柜） 。6（10）kv 进线应装设一个电流表。如在 6（10）kv 侧进线电能计量，还应装设一个有功电度表和一个无功电度表。对于大中型 变电所，以上仪表均应安装在控制室，故进线柜上无仪表。 联络柜。用断路器联络的一般装设一个电流表。 出线柜。一般装设一个电流表、一个有功电度表。对控制同步电动机或者独立 核算单位，应增设一个无功电度表。 静电电容器柜。一般装设三个

42、电流表、一个无功电度表。 电压互感器柜。应装设四个电压表（一个指示线电压，另三个指示相电压） ，如 在控制室指示，则柜上无电压表。 2）根据保护装置的要求选择 对于交流操系统，一般采用反时限的过流保护和独断保护。采用直流操作系统的 大中型变电所，多用定时限继电保护装置，对配出线也可采用反时限的继电保护装置。 进线柜。6（10）kv 进线的继电保护于主变压器的继电保护合为一个整体，有变 压器的瓦斯保护、电流速断保护、差动保护、过流保护和过负 荷保护。由于主变压器 的继电保护装置在控制室，故进线柜上无继电保护装置。 采用短路的联络柜的出线柜。一般设置过流和电流速断继电保护装置。 采用断路器的静电电

43、容开关柜。可采用瞬时动作的电流保护装置。 采用负荷开关控制的开关柜和电压互感器柜。采用高压熔断进行短路保护。信 号 配出线一般设有断路器位置信号，跳闸报警信号，绝缘监视信号。 表 3-3 高低压开关柜分配表 高压开关柜(35k 侧)低压开关柜 (6kv 侧) 洗煤车间 压滤车间 压风机房 储运车间 5 台 2台2台1台1台 3.3.2、供电电缆的选择、供电电缆的选择 表 34 电缆选用情况表 名称名称负荷电流负荷电流电缆型号电缆型号电缆长度电缆长度电缆截面电缆截面/mm数量数量/根根 洗煤车间洗煤车间377.2bx-6-33001202 压滤车间压滤车间288.7bx-6-33201202 压

44、风车间压风车间101.5bx-6-3200251 储运车间储运车间101.5bx-6-3350251 维修车间维修车间62.2bx-6-3260251 机电分厂机电分厂75bx-6-3350251 厂房照明厂房照明79bx-6-3300251 办公楼用办公楼用18.9bx-6-3200251 生活用电生活用电99.3bx-6-3200251 第四章 短路电流的计算 4.1、计算短路电流的意义. 供电系统中的短路，是指相导体之间或相导体与地之间不通过负载阻抗而发生 的电气连接。短路是电力系统中常发生的故障，短路电流直接影响电气的安全，危 害电力系统的安全运行，假如短路电流过大，为了使电器能承受短

45、路电流的冲击， 往往需要选择重型电器。这不仅会增加投资，甚至会因为开断电流不满足而选择不 到合适的高压电器，为了能合理选择轻型电器，在主接线设计时，应考虑限制的措 施i i,既需要计算i i。 短路电流计算是选择和检验电气设备的提前和基础，也是载流导体选择和二次 设备保护的基础。为了使所选电器具有足够的可靠性、经济性、灵活性并在一定的 时期内满足电力系统发展的需求，应对不同的短路电流进行校验。 4.2、短路电流. 1.短路的主要原因 1) 绝缘损坏: 电气设备年久陈旧,绝缘自然老化;绝缘下降;绝缘受到机械损伤;供 电系统受到雷电的侵袭或者在切换电路时产生过电压,将电气装置绝缘薄弱处击穿, 造成

46、短路。 2) 误操作: 运行人员不遵守操作和安全工作规程而造成误操作而造成短路。 3) 鸟兽危害: 鸟兽跨越部等电位的裸露导体时,造成短路. 4) 恶劣气候: 雷击造成的闪络放电或避雷器动作,架空线路由于风大或导体覆 冰引起电杆倾倒等。 5) 其他意外事故: 挖掘沟渠损伤电缆,起重机臂碰触架空导线,车辆撞击电杆 等。 2.短路的危害 短路时系统的阻抗大幅度减小,而电流大幅度增加.通常短路电流可达正常工 作电流的几十甚至几百倍,在大电力系统中短路电流可达几万甚至几十万安培.这样 大的短路电流将产生极大的危害,归纳起来其主要危害有以下几种: 1) 短路时产生很大的电动力和很高的问题,会使短路电路中

47、的元件受到损坏. 2) 短路时电路的电压骤降,严重影响电气设备的正常运行。 3) 短路时保护装置动作,如熔断器的保险丝熔断,将短路电路切除,这会造成 停电,而且短路点越靠近电源,停电范围越大,造成生活的不便和经济上的损失. 4) 严重的短路会影响电力系统运行的稳定性,可使并列运行的发电机组失去 同步,造成系统解列。 5) 不对称短路,像单相短路和两相短路,短路电流会产生较强的不平衡交变电 磁场,对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，有可能引 发误动作。 3.计算短路电流的目的 为了使电力系统可靠、安全地运行，将短路带来的损失和影响限制在最小范 围，必须正确地进行短路电流计算

48、，以解决下列技术问题： 1) 选择电气设备。选择电气设备时，需要计算出可能通过电气设备的最大短 路电流及其产生的电动力效应及热效应，以检验电气设备的分断能力及动态稳定性 和热稳定性。 2) 选择和整定继电保护装置。选择和整定继电保护装置时，需要计算被保护 范围内可能产生的最小短路电流，以校验继电保护装置动作的灵敏度是否符合要求。 3) 选择限流电抗器。当短路电流过大时，造成设备选择苦难或不经济，这时 可在供电线路中串接电抗器来限制短路电流。通过短路电流的计算，决定是否使用 限流电抗器，并确定所选电抗器的参数。 4) 确定供电系统的接线和运行方式。供电系统的接线和运行方式不同，短路 电流的大小也

49、不同。只有计算出在某种接线和运行方式下的短路电流，才能判断出 这种接线及运行方式是否合适。 4.3、短路电流的计算 进行计算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这种计算方 法叫做标幺值法。标幺值的概念是： 某量的标幺值= 与实际值同单位该量的标准值 任意单位该量的实际值 所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量是没有单 位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路， 为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺值。 1.绘制电路图并计算各元件的相对基准电抗取基准功率 (取基准功率 )mva da 100s 短路点的

50、确定及绘制短路计算电路图(见图 3-12)） 绘制短路计算电路图和等值电路图如图 3-1 所示， 05 . 0 5 j0043 . 0 3 j9375 . 0 4 j058 . 0 2 j125 . 0 1 j g 架空线 电缆电缆 0.25km0.5km2km k1k2 x 11 x2x3x4x5 (a)计算电路图 (b)短路的等值电路图 12345 k1k2 35kv 6kv sf11-8000/35 图 4-1 35kv 电源系统的相对基准电抗： 125. 0 800 100 1 s da da s s x 35kv 高压架空线路的相对基准电抗: 058 . 0 37 100 24 .

51、0 22 02 da da da u s lxx 35kv 入地电缆线路的相对基准电抗： 0043 . 0 37 100 0.54 . 0 22 03 da da da u s lxx 变压器的相对基准电抗: 0.9375 8 100 100 0.75 100 % 4*4 tn daz dada s su xx 6kv 电缆的相对基准电抗： 05 . 0 6.3 100 0.2508 . 0 22 05 da da da u s lxx 系统总电抗值： 1748 . 1 0.050.93750.0043580 . 0251 . 0 5321 dadadada da xxxxx 2.计算短路电流

52、和短路容量: k1 点的短路电流和短路容量： k1 点短路时短路回路的总相对基准电抗为： 1873 . 0 0043 . 0 058 . 0 125. 0 *321 dadada da xxxx k1 点的基准电抗电流: ka u s i da da skda 56 . 1 373 100 3 1 三相短路电流: ka x i i da da k 329. 8 1873 . 0 56 . 1 )3( 1 三相短路容量: mva x s s da da k 91.533 1873 . 0 100 1 k2 点短路时短路的总回路的总相对基准电抗为: 1748 . 1 05 . 0 9375 . 0

53、 0043 . 0 058 . 0 125 . 0 * *5*4*3*2*1 dadadadada xxxxxdax k2 点的短路电流和短路容量为 k2 点的基准电流: ka u s i da da kda 165 . 9 3 . 63 100 3 2 三相短路电流: ka x i i da kda k 8 . 7 1748 . 1 165 . 9 2 2 )3( 三相短路容量: mva x s s da da 12.85 1748. 1 100 2 k 表 4-2 短路电流计算结果表 短路点三相短路 容量 (mva) 基准电流 （ka） 三相短路电流 （ka） 35kv 进线侧（k1）53

54、3.91 1.56 8.329 6.3kv 分列运行（k2）85.12 9.165 7.8 第五章 主变压器的保护 5.1 继电保护 1.继电保护的相关概念 电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动 作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。 继电保护的基本任务是：电力系统发生故障时，自动、快速、有选择地将故障 设备从电力系统中切除，保证非故障设备继续运行，尽量缩小停电范围;电力系统 出现异常运行状态时，根据运行维护的要求能自动、及时、有选择地发出告警信号 或者减负荷、跳闸。 2.继电保护装置的组成 一般由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。 1）测量部分 测量部分是测

55、量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比 较，根据比较的结果，从而判断保护是否应该起动。 2）逻辑部分 输入输入 信号信号 测测 量量 逻辑逻辑输出输出 信号信号 执执 行行 整定整定 值值 图 5-1 继电保护装置原理结构图 逻辑部分是根据测量部分各输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺 序或它们的组合，使保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定是否应该使断路器 跳闸或发出信号，将有关命令传给执行部分。继电保护中常用的逻辑回路有“或” 、 “与” 、 “否” 、 “延时起动” 、 “延时返回”以及“记忆”等回路。 3）执行部分 执行部分是根据逻辑部分输出的信号，最后完成保

56、护装置所担负的任务。如故 障时，动作于跳闸；不正常运行时，发出信号；正常运行时，不动作等。 动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动 性、灵敏性和可靠性。 5.2.电力系统继电保护的要求 电网对继电保护的基本要求是可靠性、选择性、快速性、灵敏性，即通常所说 的“四性” ，这些要求之间，有的相辅相成、有的相互制约，需要对不同的使用条 件分别进行协调。 1.可靠性 继电保护的可靠性是对继电保护最基本的性能要求，它又可分为可信赖性和安 全性 2 个方面。可信赖性要求继电保护在异常或故障情况下，能准确地完成设计所 要求的动作；安全性要求继电保护在非设计所要求动作的所有情况下

57、，能够可靠地 不动作。 2.选择性 继电保护的选择性是指在对电网影响可能最小的地方，实现断路器的控制操作， 以终止故障或电网事故的发展。如对电力设备的继电保护，当电力设备故障时，要 求最靠近故障点的断路器动作断开电网的供电电源，即电力设备继电保护的选择性。 选择性除了决定于继电保护装置本身的性能外，还要求满足从电源算起，愈靠近故 障点，其继电保护装置的故障启动值愈小，动作时间愈短；而对振荡解列装置，则 要求当电网失去同步稳定性时，其所动作的断路器断开点，在解列后两侧电网可以 各自安全地同步运行，从而终止振荡等。 3.快速性 继电保护的快速性是指继电保护应以允许的可能最快的速度动作于断路器跳闸，

58、 以断开故障或终止异常状态的发展。继电保护快速动作可以减轻故障元件的损坏程 度，提高线路故障后自动重合闸的成功率，并特别有利于故障后的电力系统同步运 行的稳定性。快速切除线路和母线的短路故障，是提高电力系统暂态稳定的最重要 手段。 4.灵敏性 继电保护的灵敏性是指继电保护对设计规定要求动作的故障和异常状态能够可 靠动作的能力。故障时进入装置的故障量与给定的装置启动值之比，为继电保护的 灵敏系数，它是考核继电保护灵敏性的具体指标，在一般的继电保护设计与运行规 程中都有具体的规定要求。 5.3 主变压器的保护 电力变压器是一种静止的电气设备，且是电力系统中十分重要的供电元件。它的 故障将对供电可靠

59、性和系统的正常运行带来严重的影响。因此，必须根据变压器的容 量和重要程度考虑装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。 1.变压器的故障 1) 变压器的油箱内部故障：包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及 铁心的烧损等。这些故障将产生电弧，烧坏绕组绝缘及铁芯，引起绝缘材料及变压 器的强烈气化，甚至造成油箱的爆炸。 2) 变压器的油箱外部故障：主要是变压器套管和引出线上发生的相间短路以 及单相接地短路等。 2.变压器的不正常运行状态 由于变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的电流和中性点过 电压；由于负荷超过额定容量引起的过负荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低。 此外，对大容量变压

60、器，由于其额定工作时磁通密度相当接近于铁芯的饱和磁通密 度，因此在过电压或低频等异常运行方式下，还会发生变压器的过励磁故障。 3.主变压器配置保护 对于上述不正常工作状态，本设计根据 dl40091继电保护和安全自动装置 技术规定的规定，变压器应装设以下保护： 1) 主变压器的非电量保护: (1) 瓦斯保护.室外容量在 800kva 及以上和室内容量在 400kva 及以上的油浸 式变压器装设瓦斯保护，作为变压器油箱内各种和油面降低的主要保护. (2)温度保护.防止变压器运行时温度过高。 2) 主变压器的电量保护: (1)电流速断保护.容量小于 10000kva 或两台 6300kva 分列运