10kV降压变电站电气设计说明

1、第一节 前言 2 第二节 设计任务书 3 第三节 设计说明书 .7一、负荷计算 7二、无功功率补偿计算 10三、变电所位置和形式选择 11四、变电所主变压器台数和容量 12五、变电所主接线选择 12六、短路电流的计算 13七、变电所一次设备的选择与校验 15八、变电所高、低压线路设计 19九、变电所二次回路设计及继电保护的整定 21 十、防雷和接地装置设计 24 第四节 电气设计图.26一、变电所平面布置图 . . 26二、厂区供电线路规划图 27三、变电所高压配电主接线图 、 2928 四 、 变 电 所 低 压 配 电 主 接 线图、第五节心得和体会.31第六节附录参考文献.32五、变电所

2、变压器保护二次回路图30第一节 前 言课程设计是教学过程中的一个重要环节， 通过课程设计可以巩固本课程理论知识， 掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程 技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计 算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。本设计根据设计任务书可分为三大部分，第一部分为设计计算书，包括负荷计算、 无功功率及补偿计算、短路电流的计算、设备选择及校验计算、配电变压器保护定值 计算；第二部分为设计说明书，包括变电所位置和形式选择、变电所主接线设计、变 电所主变压器台数和容量、变电所一次设备的选择与校验

3、、变电所高、低压线路设计、 变电所二次回路设计及继电保护的整定、防雷和接地装置设计；第三部分为电气设计 图，包括变电所平面布置图 、厂区供电线路规划图 、变电所高压配电主接线图 、 变电所低压配电主接线图 、变电所变压器保护二次回路图 。本设计基于本人掌握的供电知识基础，尚有正确和不完善的地方，敬请老师、同 学指正！2009 年 10 月第二节 设计任务一、原始资料1概况某地区新建工厂，设备情况如附表所示。经供电部门批准，距离该厂 15kM 的一10kV 变电所专用线供电， 该变电所的出口短路容量为 200MVA 。，地区气温为 38 。C， 平均气温为 25 。C ，该厂区土壤电阻率为 20

4、0 /m 2。2图 9 11二、设计内容及要求1计算全厂的计算负荷，确定无功补偿容量及设备；2 确定该厂配电主接线，确定变电所母线至本厂线路导线路径、线型 ；4 选择配电的主要设备（ 10kV 线路的导线，变压器，高、低压开关， 10kV 和0.4kV 母线， CT，PT，低压出线等）5规划所选设备的保护配置，确定配电变压器的保护方式及动作值； 6配电装置的地网设计；三、设计成果1编写设计计算书，包括：（1）计算全厂的计算负荷；（；（3）短路电流计算；（4）设备选择及校验计算；5）配电变压器保护定值计算。2编写设计说明书，包括：（1）该厂电源选择及主接线方案论证：设计该厂主电路接线，论证所设计

5、方案是最佳方案 ；2）防雷和接地装置的确定（5）配电装置的地网设计方案。3应完成的图纸：1）供电系统主接线；2）总降压变电所电气平面布置图3）配电地网配置图；4 ）配电室平面配置图（含基础断面图） ；5）配电房至各车间线路图。P tgQ 为计算无功，为功率因数角P tgQ 为计算无功，为功率因数角第三节 设计说明书、负荷计算厂区各用电车间的计算负荷，按照如下经验公式计算1、三相类负荷计算公式：P KdPe P为计算有功， Kd 为需要系数， Pe为三相设备额定有功容量2、单相类负荷等效三相负荷计算公式：P3Kd Pn P为等效三相计算有功， Kd为需要系数， Pn为单相设备有功容量3、用电车间

6、计算负荷计算公式：PiPij i 为车间序号， j 为车间内负荷类别数， Pi 为车间计算有功负荷j1QiQij i 为车间序号， j 为车间内负荷类别数， Qi 为车间计算无功负荷j1SiPi2 Qi2 Si 为车间计算视在功率I iSi Ii 为 车间 计算负荷电流， Ue 为额定线电压i 3 Ue4 、计算各车间负荷(1 )热处理车间P 480电炉： P11 Kd11Pe110.8600 480 kW ； Q11II 1 =640 kVartg 11 tg (cos 0.8)通 风 机 ： P12 K d12 Pe12 0.8 60 48 kW ； Q12 P12 12 tg 1248t

7、g (cos 10.7)I1S13 U e1047.623 0.381591.7A由计算负荷表可知：照 明 ： P13 3K d13 Pn13 1.732 0.9 6 9.35 kW ； Q1313tg 139.35281=16.43 kVartg (cos 1 0.95)P1 P11 P12 P13 480 48 9.35 537.35 kWQ1 Q11 Q12 Q13 640 240 19.31 899.31 kVarS1P12 Q12 537.352 899.312 1047.62 kVA二、无功功率 补偿计算1、变压器低压侧的视在计算负荷P(2) 6638 kW ；Q(2) 6480.

8、81 kVar ； S(2) 9277.06 kVA；I(2) 14095.44 A2、低压侧功率因数cos6638 0.729277.063、无功补偿容量为使高压侧的功率因数 0.90 ，则低压侧补偿后的功率因数应高于 0.90 ，取：cos 0.95 。要使低压侧的功率因数由 0.72 提高到 0.95 ，则低压侧需装设的并联 电容器容量 QC 为：QC P(2) (tan arccos0.72 tan arccos0.95) =6638 0.6352 4216.25 kVar 取: QC =480 9个4320 k var，则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：Q(2) Q(2) QC

9、6480.81 4320 2160.81 kVar26638222160.82S(2)6980.843Ue3 0.3810606.6 A4、变压器的功率损耗有功损耗：PT0.015 S(2) 0.015 6980 .84 104.71 kW无功损耗： QT0.06S(2) 0.06 6980.84 418.85 kW5、变电所高压侧的计算负荷P(1)P(2)PT6638 104.71 6742.71 kWQ(2)QT 2160.81 418.85 2579.66 kVarS(1)2Q(12)226742.712 2579.66 2 7219.33 kVAI (1)S(1)7219.333U e

10、 3 10416.82 Acos补偿后的功率因数为：P(1) 6742.71S(1) 7219.33 0.930.9 ，满足要求。6、年耗电量的估算年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到：年有功电能消耗量： Wp.a P(1)T年无功电能耗电量： Wq.a Q(1)T 结合本厂的情况，年负荷利用小时数 T 为 4800h ，取年平均有功负荷系数0.72，年平均无功负荷系数0.78 。由此可得本厂：年有功耗电量： Wp.a0.72 6742.71 480023.3 106 kW h年无功耗电量： Wq.a0.78 2579.66 48009.66 106 kW h三、变电所位置和形式

11、选择由于本厂有二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路6980.84 kVAS(2)P(22)Q(22)I (2)计算电流为：经 10kV 公共市电架空进线(中间有电缆接入变电所) ，另一路引自邻厂高压联络线。 变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定， 根据变电所位置和形式 的选择规定及 GB50053 1994 的规定，结合本厂的实际情况，这里变电所采用单 独设立方式，其设立位置参见厂区供电线缆规划图 ，内部布置形式参见变电所平 面布置图。四、变电所 主变压器 台数和容量1、变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜 装设两台及以上变压器：

12、有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较 大。结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。2、变电所主变压器容量选择。每台变压器的容量 SN T应同时满足以下两个条件：(1)任一台变压器单独运行时，宜满足： SNT (0.6 0.7) S30 (2)任一台变压器单独运行时，应满足： SNT S30(1 11) ，即满足全部一、二级负荷需求。 代入数据可得： SNT =(0.60.7 ) 7219.33= (4331.65053.5 )kVA。另外，考虑到本厂的气象资料(年平均气温为 20oC )，所选变压器的实际容量： SNT实 (10.08)SNT460

13、0kVA 也满足使用要求，同时又考虑到未来 510 年的负荷发 展，初步取 SNT =5000 kVA 。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为 SC3 系 列箱型干式变压器。型号： SC10-5000/10 ，其主要技术指标如下表所示：额定电压/kV损耗/kW变压器型号额定容量/ kVA高压低压联结组型号空载负载空载电流I0%短路阻抗UK %SC10-5000/10010.0.4Dyn112.47.41.36100555备注参考尺寸（mm ）：长：1760 宽：1025 高：1655 重量（kg ）：3410五、变电所主接线选择1、方案一高、低压侧均采用单母线分段。优点：用断路器把母线分段

14、后，对重要用户可以 从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动 切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 。缺点：当一段母线 或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现 交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。2、方案二单母线分段带旁路。优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断 对用户供电。缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。3、方案三高压采用单母线、低压单母线分段。优点：任一主变压器检修或发生故障时，通 过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行 检修或发生故障时，整

15、个变电所仍需停电。以上三种方案均能满足主接线要求，采用三方案时虽经济性最佳，但是其可靠性 相比其他两方案差；采用方案二需要的断路器数量多，接线复杂，它们的经济性能6km较 差；采用方案一既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选用方案一。根据所选的接线方式，画出主接线图，参见变电所高压电气主接线图 。六、短路电流的计算本厂的供电系统简图如图（一）所示。采用两路电源供线，一路为距本厂系统GK-1 K-2Dyn1110KV的馈电变电站经 LGJ-185 （额定载流 515A416.82 A ）架空线（系统按电源计） ， 该干线首段所装高压断路器的断流容量为 500MV A ；一路为邻厂高压联络线。

16、下面计 算本厂变电所高压 10kV 母线上 k-1 点短路和低压 380V 母线上 k-2 点短路的三相短 路电流和短路容量，如图 1 所示短路点。SC10-5000/10图 1 计算短路点下面采用标么制法进行短路电流计算：1、确定基准值取 Sd100MV A，Uc1 10.5kV ，Uc2 0.4kV所以： I d1Sd100MVA5.5kA；I d2 Sd100MVA144kA3U c13 10.5kV 3U c23 0.4kV2、 计算短路电路中各主要元件的电抗标么值： （忽略架空线至变电所的电缆电抗）1）电力系统的电抗标么值： X 1* Sd 100MVA 0.21Ss 500MVA2

17、）架空线路的电抗标么值：查手册得 X0 0.35 / km ，因此：*100MV AX2* 0.35（ /km） 6km 2 1.904邻厂高压联络线QF架空线 L 6kM2（10.5kV ）23）电力变压器的电抗标么值：由所选的变压器的技术参数得 Uk % 6，因此：可绘得短路等效电路图如图 2 所示图23、计算 k-1 点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量1)总电抗标么值： X *(k 1) X1 X2 0.200 1.904 2.1042)三相短路电流周期分量有效值：Ik(3)1Id1 5.50kA 2.614kAk1 X (k1) 2.1043)其他三相短路电流： I (3

18、) I (3) Ik(3)1 2.614kAis(3h) 2.55 2.614kA 6.666kAIs(3h) 1.51 2.614kA 3.947 kA4)三相短路容量： Sk(3)1Sd100MV A 47.529MV Ak1 X (k1) 2.104X3*X4*6 100MVA 1.2100 5000kVA1/0.2K-2K-13/1.22/1.9044/1.22.7042）三相短路电流周期分量有效值：I (k3) 2)d2(k 2)144kA2.70453.25kA4、 计算 k-2 点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量1)总电抗标么值： X* (k 2) X1* X2* (

19、X3* /X4*) 0.2 1.904 1.2/23)其他三相短路电流： I (3) I (3) I k(3)2 53.25kAi(3) isk1.84 53.25kA 97.98kA ；I s(k3) 1.09 53.25kA 58.04kA（4 ）三相短路容量： S（k3）2）*Sd100MVA 36.98 MVA（k 2） X* （k 2） 2.704七、变电所一次设备的选择与校验1、变电所高压一次设备的选择 根据机械厂所在地区的外界环境，高压侧采用天津市长城电器有限公司生产的JYN2-10 （ Z ）型户内移开式交流金属封闭开关设备。此高压开关柜的型号：JYN2-10/4ZTTA （说

20、明： 4：一次方案号； Z：真空断路器； T：弹簧操动； TA ：干 热带）。其内部高压一次设备根据本厂需求选取，具体设备见变电所高压电气主接线 图。初选设备：高压断路器： ZN24-10/1250/20高压熔断器： RN2-10/0.5 -50电流互感器： LZZQB6-10-0.5-200/5电压互感器： JDZJ-10 接地开关：JN-3-10/25母线型号： TMY-3 （50 4）；TMY-3 （80 10 ）+1 （60 6） 绝缘子型号： ZA-10Y 抗弯强度： Fal 3.75kN （户内支柱绝缘子） 从高压配电柜引出的 10kV 三芯电缆采用交联聚乙烯绝缘电力电缆，型号：Y

21、JV-3 50 ，无钢铠护套，缆芯最高工作温度 90oC。2、变电所高压一次设备的校验 根据高压一次设备的选择校验项目和条件 ，在据电压、电流、断流能力选择设 备的基础上，对所选的高压侧设备进行必需的动稳定校验和热稳定度校验。） 设备的动稳定校验（1）高压电器动稳定度校验校验条件： imax is（h3） ; I max I s（h3）由以上短路电流计算得 is（3h） = 6.666kA； Is（h3） = 2.614kA。并查找所选设备的数据资Fc(3) F(3)3is(3h)2 l 10 7N/A2a3(6.666kA)2 0.9m 10 7N / A20.2m料比较得：高压断路器 ZN

22、24-10/1250/20imax =50kA 6.666kA ，满足条件；电流互感器 LZZQB6-10-0.5-200/5imax =79kA 6.666kA，满足条件；JN-3-10/25 接地开关i max =63 kA 6.666kA ，满足条件。2)绝缘子动稳定度校验校验条件：Fal Fc(3) 母 线 采 用 平 放 在 绝 缘 子 上 的 方 式 ， 则 ：其 中 a =200mm ； l =900mm )， 所 以 ： Fc(3) =34.63N 3.75kN 满足要求。3)母线的动稳定校验校验条件： al c TMY 母线材料的最大允许应力 al =140MPa 。10kV

23、 母线的短路电流 Is(3h) = 3.947kA ； is(3h) = 6.666kA 三相短路时所受的最大电动力：Fc(3)= 3(6.666kA)2 00.92mm 107N /A2 34.63N母线的弯曲力矩：F (3)l 34.63N 0.9mM 3.12N m10 10母线的截面系数：22b2h (0.05 m)2 0.004m 6 3 W 1.67 10 6 m3 66母线在三相短路时的计算应力： c MW 1.637.121N0 6mm3 1.87MPa可得， al =140MPac =1.87MPa ，满足动稳定性要求。)高压设备的热稳定性校验(1)高压电器热稳定性校验I 2

24、t I (3)2 t校验条件： It t I tima 查阅产品资料： 高压断路器： It =31.5kA,t=4s ；电 流 互 感 器 ： It =44.5kA ,t=1s ； 接 地 开 关 ： It =25kA,t=4s校验条件： A Amin = I(3) tCima 查产品资料，得铜母线的C=171 As2 ，取mm母线的截面： A=50 4 mm2 =200mm2允许的最小截面： Amin 2.614kA0.75s171A s13.24mm22 mm允许的最小截面： Amin 2.614kA0.75s171A s213.24mm22 mm求。所选电缆 YJV-3 50 的截面 A

25、=50 mm2 从而，A Amin ，该电缆满足热稳定性要3、变电所低压一次设备的选择低压侧采用的也是天津长城电器有限公司生产的GGD2 型低压开关柜， 所选择的。部分初选设备：tima top toc 0.7 0.1 0.8s， I(3) = 2.614kA，将数据代入上式，经计算以上电器均满足热稳定性要求。2)高压母线热稳定性校验tima 0.75s 。从而， A Amin ，该母线满足热稳定性要求3)高压电缆的热稳定性校验校验条件： A Amin =I(3) Ctima主要低压一次设备参见附图四变电所低压电气主接线图低压断路器： NA1 型智能万能断路器、 TMS30 型塑壳无飞弧智能断

26、路器低压熔断器： NT 系列电压互感器： JDZ1 系列58.04 kA ，三相短路时所受的最大电动10电流互感器： LMZJ1 、LMZ1 系列母线型号：TMY-3 (80 10 )+1 (60 6)绝缘子型号： ZA-6Y 抗弯强度： Fal 3.75kN （户内支柱绝缘子） 另外，无功补偿柜选用 2 个 GCJ1-01 型柜子，采用自动补偿，满足补偿要求 4 、变电所低压一次设备的校验由于根据低压一次设备的选择校验项目和条件进行的低压一次侧设备选择， 不需再对熔断器、刀开关、断路器进行校验。关于低压电流互感器、电压互感器、电 容器及母线、电缆、绝缘子等校验项目与高压侧相应电器相同，这里仅

27、列出低压母线 的校验： 380kV 侧母线上母线动稳定性校验：校验条件：al cTMY 母线材料的最大允许应力 al =140MPa 。380kV 母线的短路电流 is(k3) 97.98kA 、 Is(k3) 力为： F(3) 3 (97.98kA)2 00.29mm 107N/A2 7482.31N(3)母线的弯曲力矩： M F l 7482.3N 0.9m 673.41N m10母线的截面系数： W b6h2(0.08m)2 0.01m 1.07 1053m母线在三相短路时的计算应力：M 673.41N m c W 1.07 10 5 m362.94Mpa可得， al =140MPac

28、=62.94Mpa ，满足动稳定性要求。380V 侧母线热稳定性校验：校验条件： A AminI (3) tima ICsA2查产品资料，得铜母线的 C=171 mm2 ，取 tima 0.75s 。母线的截面：22A=80 10 mm =800 mm允许的最小截面： Amin 53.25kA 0.75s 269.71mm2 ，从而 A Amin ，满足171A s2mm2热稳定性要求 。八、变电所高、低压线路设计 为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件： 发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。根据设计经验：一般 10KV 及以下的高压线路和低压动力线路

29、，通常先按发热条 件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电 压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。1、高压线路导线的选择架空进线后接了一段交联聚乙烯绝缘电力电缆 YJV 8.7/10kV-3 300 做引入线 （直埋），高压主接线如附图三所示。高压侧计算电流 I30 416.82A，所选电缆的允许载流量 Ial 485A I 30，满足发热 条件。2、低压线路导线的选择由于没有设单独的车间变电所，进入各个车间的导线接线采用 TN-C-S 系统；从 变电所到各个车间及宿舍区用埋地电缆供电，电缆采用 VV22 型铜芯交联聚氯乙烯

30、绝 缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，根据不同的车间负荷采用不同的截面。其中导线 和电缆的截面选择满足条件：1）相线截面的选择以满足发热条件即， Ial I30 ；2）中性线（ N 线）截面选择，这里采用的为一般三相四线，满足 A0 0.5A ；3）保护线（ PE 线）的截面选择1)A 35mm2时， APE 0.5A ；2) A 16mm2 时， APE A3 ) 16mm2 A 35mm2 时， APE 16mm24）保护中性线（ PEN ）的选择，取（ N 线）与（ PE）的最大截面。结合计算负荷，可得到由变电所到各个车间的低压电缆的型号为：序号车间名称（i）计算负荷电流Ii （ A）导线

31、型号额定载流（A）1热处理车间1471.84VV22-1KV-3 630+1 800A/B/C 相分别采用 630 mm2 型号 2 根 并联， Ial 2 880 1760A ； N 相采 用 1 根 800 mm2型号 Ial 1 1100 1100A2铸工车间2328.84VV22-1KV-3 630+1 800A/B/C 相分别采用 630 mm2 型号 3 根 并联， Ial 3 880 2640A ； N 相采 用 1 根 800 mm2型号 Ial 1 1100 1100A3焊接车间687.75VV22-1KV-3 630+1 150A/B/C 相分别采用 630 mm2型号 1

32、 根， Ial 1 880 880A ；N 相采用 1 根150 mm2型号 Ial 1350 350A4金工车间1128.05VV22-1KV-3 400+1 400A/B/C 相分别采用 400 mm2 型号 2 根 并联， Ial 2 650 1300A ； N 相采 用1根400 mm2型号 Ial1650 650A5电镀车间447.41VV22-1KV-3 300+1 95A/B/C 相分别采用 300 mm2 型号 1 根， Ial 1 560 560A ；N 相采用 1 根95 mm2型号 Ial1260 260A6喷漆车间3538.59VV22-1KV-3 1000+1 800

33、A/B/C 相分别采用 1000 mm2 型号 3 根 并联， Ial31300 3900A ；N 相 采用 2 根 800 mm2型号 Ial 21100 2200A7总装车间1851.03VV22-1KV-2 800+1 800A/B/C 相分别采用 800 mm2 型号 2 根 并联， Ial21100 2200A ；N 相 采用 1 根 800 mm2型号 Ial 111001100A8锻轧车间742.43VV22-1KV-3 A/B/C 相分别采用 630 mm2 型号 1 根， Ial 1 880 880A ；N 相采用 1 根630+1 185185 mm2型号 Ial 1410

34、 410A9机修车间357.83VV22-1KV-3 240+1 95A/B/C 相分别采用 300 mm2型号 1 根，Ial 1 480 480A ；N 相采用 1 根 95 mm2型号 Ial1260 260A10仓库93.65VV22-1KV-3 35+1 10A/B/C 相分别采用 35 mm2 型号 1 根，Ial 1 145 145A ；N 相采用 1 根 10 mm2型号 Ial 1 65 65A11办公楼741.7VV22-1KV-3 630+1 185A/B/C 相分别采用 630 mm2 型号 1 根， Ial 1 880 880A ；N 相采用 1 根185 mm2型号

35、 Ial 1410 410A12生活区1081.16VV22-1KV-3 400+1 400A/B/C 相分别采用 400 mm2 型号 2 根 并联， Ial 2 650 1300A ； N 相采 用1根400 mm2型号 Ial1650 650A13配电房113.6VV22-1KV-3 35+1 10A/B/C 相分别采用 35 mm2 型号 1 根，Ial 1 145 145A ；N 相采用 1 根 10 mm2型号 Ial 1 65 65A九、变电所二次回路设计及继电保护的整定1、二次回路方案选择1）二次回路电源选择二次回路操作电源有直流电源，交流电源之分。蓄电池组供电的直流操作电源带

36、有腐蚀性，并且有爆炸危险；由整流装置供电的直流操作电源安全性高，但是经济性 差。 考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化，投资大大减少，且工作可靠，维护 方便。这里采用交流操作电源。2）高压断路器的控制和信号回路高压断路器的控制回路取决于操作机构的形式和操作电源的类别。结合上面设备的选择和电源选择，采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路。3）电测量仪表与绝缘监视装置这里 根据 GBJ63-1990 的规范要求选用合适的电测量仪表并配用相应绝缘监视 装置。（1 ）10kV 电源进线上：电能计量柜装设有功电能表和无功电能表；为了解负荷电 流，装设电流表一只。（2）变电所每段母线上：装设电压表测量电

37、压并装设绝缘检测装置。（3）电力变压器高压侧：装设电流表和有功电能表各一只。（4 ）380V 的电源进线和变压器低压侧：各装一只电流表。（5 ）低压动力线路：装设电流表一只。4 ）电测量仪表与绝缘监视装置在二次回路中安装自动重合闸装置 （ARD ）（机械一次重合式） 、备用电源自动投入 装置（ APD ）。2、继电保护的整定继电保护要求具有 选择性，速动性，可靠性及灵敏性。由于本厂的高压线路不 很长，容量不很大，因此继电保护装置比较简单。对线路的相间短路保护，主要采用 带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护；对线路的单相接地保护采用绝缘监 视装置，装设在变电所高压母线上，动作于信号。继电保

38、护装置的接线方式采用两相两继电器式接线；继电保护装置的操作方式采 用交流操作电源供电中的“去分流跳闸”操作方式（接线简单，灵敏可靠） ；带时限过 电流保护采用反时限过电流保护装置。型号都采用 GL-25/10 。其优点是：继电器数 量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，可采用交流操作，运行简单经济，投资 大大降低。此次设计对变压器装设过电流保护、速断保护装置；在低压侧采用相关断路器实 现三段保护。1)变压器低压侧继电保护变电所内装有两台 10/0.4 kV 5000 kV A 的变压器。低压母线侧三相短路电流 为 I (k3) 2) 53.25kA，低压侧继电保护用电流互感器的变比为600/

39、5A ，继电器采用GL-25/10 型，接成两相两继电器方式。下面整定该继电器的动作电流，动作时限和 速断电流倍数。a)过电流保护 动作电流的整定：Krel 1.3,Kre 0.8, Kw 1， Ki 600/5 120LL max2 2I1NT4 5000kVA/( 3 10kV ) 1154.73A故其动作电流：1.3 1I op1154.73A 15.64Aop 0.8 120动作电流整定为15A。b)过电流保护动作时限的整定由于此变电所为终端变电所， 因此其过电流保护的 10 倍动作电流的动作时限整定 为 0.5s 。c)电流速断保护速断电流倍数整定取 Krel 1.5， Lkmax

40、53.25kA 0.4kV /10kV 2130 A ，故其速断电流为：I qb 1.5 1 2130A 26.63A ，因此速断电流倍数整定为： nqb 26.32 3。qb 120 qb 92 )10KV 侧继电保护在此选用 GL-25/10 型继电器。由以上条件得计算数据：变压器一次侧过电流保护的 10 倍动作时限整定为 0.5s ；过电流保护采用两相两继电器式接线；高压侧线路 首端的三相短路电流为 2.614kA ；变比为 200/5A 保护用电流互感器动作电流为 9A，Ki 200/5 40 ，Krel Kw 故I op(1)KreKi IL max1.3 10.8 40168.75

41、 A 6.9A，根据 GL-25/10型继电器的规格，母线三相短路电流 Ik反映到KA2中的电流： Ik(2)K w(2)Ki(2) Ik1402.614kA 65.35AIk (2)对KA2的动作电流 I op(2) 的倍数，即：Ik(2) n2 Iokp(22)65.35 A9A7.3，由反时限过电流保护的动作时限的整定曲线确定 KA2 的实际动作时间： t2 =0.6s 。KA1 的实际动作时间：t1t2 0.7s 0.6s 0.7s 1.3s ，母线三相短路电流 Ik 反映到 KA1中的电流：Ik (1)Kw(1) 1IkKi(1) k 402.614kA 65.35A ， Ik(1)

42、对KA1的动作电流 Iop(1)的倍数，即：n1I k(1) 65.35 AI op(1) 79.3 ，所以，由 10 倍动作电流的动作时限曲线查得 KA1的动作时限：t1 1.1s 。3)0.38KV侧低压断路器保护面对高压母线处的过电流保护装置 KA1 进行整定。(高压母线处继电保护用电流互感 器变比为 200/5A )1)整定 KA1 的动作电流：取ILmax 2.5I30(1)2.5 67.50A 168.75A ，K rel 1.3, K re 0.8, Kw 1动作电流整定为 7A 。2)整定 KA1 的动作时限：(a)瞬时过流脱扣器动作电流整定：满足 I op(0) Krel I

43、 pk ， Krel ：对万能断路器取1.35 ；对塑壳断路器取 22.5 。(b)短延时过流脱扣器动作电流和动作时间整定： 满足: Iop(s) Krel I pk Krel取 1.2。另外还应满足前后保护装置的选择性要求，前一级保护动作时间比后一级至少长个时间级差 0.2s(0.4s,0.6s)(c)长延时过流脱扣器动作电流和动作时间整定： 满足：I op (l) K rel I 30 Krel取 1.1(d)过流脱扣器与被保护线路配合要求：满足： Iop(l) KolIal Kol ：绝缘导线和电 缆允许短时过负荷倍数 (对瞬时和短延时过流脱扣器，一般取 4.5 ；对长延时过流脱扣 器，

44、取 1.1 1.2) 。(e)热脱扣器动作电流整定：满足： IopgTR K rel I 30 Krel取 1.1 ，一般应通过实际运 行进行检验。可根据以上整定要求， 参考相关产品资料对低压侧的 NA1 和 TMS30 系列低压断 路器进行整定，在此不详述。十、防雷和接地装置的确定1、防雷装置确定雷电引起的大气过电压会对电器设备和变电所的建筑物产生严重 的危害，因此，在变电所必须采取有效的防雷措施，以保证电器设备的安全。下面分 情况对防雷装置进行选择。2、直击雷的防治根据变电所雷击目的物的分类，在变电所的中的建筑物应装设直击雷保护装置。在进线段的 1km 长度内进行直击雷保护。 防直击雷的常

45、用设备为避雷针。 所选用的避 雷器：接闪器采用直径 10mm的圆钢；引下线采用直径 6mm的圆钢；接地体采用三根 2.5m 长的 50mm 50mm 5mm 的角钢打入地中再并联后与引下线可靠连接。3、雷电侵入波保护由于雷电侵入波比较常见，且危害性较强，对其保护非常重要。对变电所来说， 雷电侵入波保护利用阀式避雷器以及与阀式避雷器相配合的进线保护段；为了其内部 的变压器和电器设备得以保护，在配电装置内安放阀式避雷器4、接地装置确定接地装置为接地线和接地体的组合，结合本厂实际条件选择接地装置：交流电 器设备可采用自然接地体，如建筑物的钢筋和金属管道。本厂的大接地体采用扁钢，经校验，截面选择为 60mm2 ，厚度为 3mm。铜接地线截面选择：低压电器设备地面上的外露部分截面选择为1.5mm2 (绝缘铜线)；电缆的接地芯截面选择为 1mm2 。所用的接地电阻选择：查表得接地电阻应满足 R 5 ， Re 120V/I E，根据经 验公式： RE UN(Loh 35 lcab) 其中： I oh为同一电压的具有电联系的架空线线路总长度； E 350 ohI cab为同一电压的具有电联系的电缆线路总长度，则 RE(1) 10(6 35 4.5) =4.67