毕业设计论文某机械修造厂全厂总降压变电所的设计

1、摘要 本课题实现了某机械修造厂全厂总降压变电所的设计。首先确定总体放案，并通过全厂负荷情况确定主变压器及容量，并对功率补偿进行计算，确定合适的电容器，再确定变压器的接线方式。第三章对短路电流进行计算，以确定电器设备，然后进行校验，用以确定高压开关柜的型号，高压侧采用jyn1-35型，低压侧选用jyn2-10型，且均能满足要求，性能较为优良。在第五章中，对主变压器，线路进行气体、过电流、过负荷、电流速段保护、差动保护，并对保护进行了整定计算，做出保护设计图。同时，在考虑到地形、环境、经济、节约土地及方案的要求，确定了总降压变电站的平面布置图，最后对接地防雷进行了设计。设计还对功率补偿方式进行了专

2、题设计，采用无功功率补偿方式，是目前较为先进的补偿方式，用来降低由于被补偿电容的不合理造成的功率因数不稳定和电网的波动。关键词 负荷计算， 功率补偿， 短路电流计算， 电器选择校验 ， 设备保护，接地防雷 abstract this topic has realized some mechanical repair shop entire factory always voltage dropping resistor transformer substation design. first determined the overall puts the document, and throu

3、gh the entire factory load situation determination main transformer and the capacity, and carries on the computation to the power compensation, determined the appropriate capacitor, determines the transformer again the wiring way. third chapter carries on the computation to the short-circuit current

4、, by the definite electric appliance equipment, then carries on the verification, with by determined the high-pressured switch cabinet the model, the high-tension side uses jyn1-35, the low pressure side selects jyn2-10, also can satisfy the request, the performance is fine. in the fifth chapter, to

5、 the main transformer, the line carries on the gas, the electric current, the load, the electricity speed of flow section protection, the differential motion protection, and to protected has carried on the installation computation, made the protection design drawing. at the same time, was considerin

6、g the terrain, the environment, the economical, the frugal land and the plan request, had determined always the voltage dropping resistor transformer substation floor-plan, finally docked anti-radar has carried on the design. the design has also carried on the special design to the power compensatio

7、n way, selects the reactive power compensation method, is the present more advanced compensation way, uses for to reduce because is compensated the power factor which the electric capacity creates not reasonably unstable and the electrical network undulation.keyword work-load computation， power comp

8、ensation， short-circuit current， electric equipment verification， protection equipment docked anti-radar 目录摘要iabstractii引 言1第一章 负荷计算21.1 负荷计算31.2 功率损耗的计算及无功功率41.2.1 变压器的功率损耗计算41.2.2 无功功率补偿51.3.3 线路损耗61.4.4 无功补偿后对变压器进行校验6第二章 主接线方案的设计72.1 变压器台数的确定72.1.1 变压器台数的确定72.2变压器容量的确定92.3总降压变电所的主接设计9第三章 短路电流计算12

9、第四章 主要电器设备选择15第五章 继电保护的选择与整定225.1 继电保护概述225.2 主变压器保护225.2.1气体保护225.2.2变压器的过电流保护235.2.3 电流速段保护245.2.3变压器的过负荷保护255.2.4 变压器的差动保护265.3 备用电源自动投入装置27第六章 配电装置设计296.1变电所的布置方案296.2对变电所总体布置的要求296.3 变电所的结构30第七章 防雷接地设计347.1 防雷设计347.1.1过电压的种类347.2.2 防雷设备357.2.3建筑物防雷接装置的选择与布置377.2.4 避雷针的保护范围387.2.5 避雷针的接地装置387.2.

10、6 避雷针保护范围的计算387.2 接地保护设计437.2.1 接地和接地装置437.2.2 工作接地、保护接地、和重复接地437.2.3 接地装置的装设44第八章 专题 低压动态柔性无功功率补偿装置468.1 引言468.2 可控并联电容柔性补偿（tcpc）技术468.3 电压、电流相量的关系478.4 实时测量控制电路478.5 结束语48参考文献49设计感想与体会50致 谢51 引 言 在现代工农业生产和人民生活的各个方面电能都起着至关重要的作用。电能相比较其它能源来说有很多优点：（1）它可以方便的转变成另外一种形式的能。（2）电能经过高压输电线可输送很长的距离给远方供电。（3）便于实现

11、自动化，提高产品质量和经济效益。电能从生产、输送到分配、使用要经过一个复杂的过程。电能在输送的过程中不可避免的要产生损耗，为了减小损耗采用高压输电是有效的方法之一。但是高压电不能被用户直接使用，必须经过把高压变换为用户所需要的电压等级的过程，因此说变电所是电力系统输电的一个重要环节。电能一般要经过变电所升压，经过高压输电线送出，再经过变电所降压才能供给用户使用，因此变电所的设计工作是工程建设的关键环节。做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。设计是工程建设的灵魂。对变配电所的设计是一门涉及多种学科的综合性的应用技术科学。

12、设计又是先进技术转化为生产力的纽带。通过毕业设计，将我们在课本上的理论与实践有机的结合起来。本次设计课题为某机械修造厂35千伏总降压变配电所的设计，设计任务以一次系统为主，从负荷计算、变压器的选择、短路电流计算、电力变压器及配电设备的保护、平面布置图、接地防雷等几个方面作了详细的计算和选择，保证降压变电所经济效益、安全可靠的运行，况且对每种设备特别是变压器的选择作了详细的比较。选出了最优方案，经济合理。在设计过程中，由于经验和专业水平的某个方面有限，满面会出现一些不足和错误，敬请老师和同学们批评指正，我将不断的学习改进，不断充实自己，谢谢指导。 2006 6 4 第一章 负荷计算供电设计是工厂

13、设计的重要组成部分，工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。因此，工厂供电的设计要按照一定的原则，结合具体的需要进行。按照国家标准gb50050-95共配电系统设计规范，gb50053-9410千伏一下变电设计规范、gb50054-95高压配电设计规范等的规定，进行工厂设计必须准旬一下一般原则。（1） 遵守规范，执行政策。必须遵循国家的有关规程的规定，执行国家的有关规定和政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。（2）安全可靠，现进合理。应做到保护人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高，能耗低和性能较先进的电器产品。（3）近期为主，考虑发展。应根据

14、工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设和远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4）全局出发，统筹兼顾。必须按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区条件等，合理、正确设计方案。本设计了题为工厂总降压变电所设计。变电所设计内容：变电所负荷计算和武功功率补偿；变电所的选址；变电所变压器的台数和容量、形式的确定；便配电所主接线方案的选择，导线的选择，短路电流的计算机开关设备的选择；二次回路方案的确定及继电保护的选择与整定；防雷保护与接地保护的设计，变电所照明的设计等。 本厂总降压变电所吉佩点系统设计是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对用电负荷的要求，以及负荷布局，结合国家电网的

15、供电情况，解决对全厂各部门安全、可靠、经济、合理的分配电能问题。 1.1 负荷计算 计算负荷有成需要负荷或计算负荷。负荷计算的方法有需求系数法、利用系数法、单位面积法等几种方法。本设计采用需求系数法。根据设计依据中提供的数据及供用电协议，按需求系数法，=,=tg和将全厂与各车间的负荷情况及计算负荷列入表11中。单位名称设备容量（kw）电压等级（kv）需要系数costg计算负荷pc(kw)qc(kvar)sc(kva)no1变电所铸钢车间20000.380.40.651.178009361231.3no2变电所铸铁车间10000.380.40.71.02400408571.37砂库1100.38

16、0.70.61.3377102.41128.128no3变电所柳焊车间12000.380.30.451.98360712.8798.5511#水泵房280.380.750.80.7522.416.828no4变电所空压站2*3900.380.850.750.88663583.44883.16机修车间1500.380.250.651.1737.543.87557.717锻造车间4400.380.30.551.52132200.64240.168木型车间185.850.380.350.61.3365.08486.513108.39制造厂200.380.280.61.335.67.4489.318综

17、合楼200.380.91018018no5变电所锅炉房3000.380.750.80.75225168.75281.252#水泵房280.380.750.80.752115.7526.25仓库88.120.380.30.651.1726.43630.93040.688污水提升站140.380.650.80.759.16.82511.375高压负荷电弧焊4*125060.90.870.57450025655179.594工频焊4*30060.80.90.48960460.81064.865空压机4*25060.850.850.628505271000.114合计9172.0846872.9811

18、1461.457 注：no1、no2车间变电所设置两台变压器，其余设置一台变压器。1.2 功率损耗的计算及无功功率1.2.1 变压器的功率损耗计算因变压器具有电阻和电抗，所以其功率损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分。（1） 有功功率损耗 变压器的有功功率损耗分为铁耗和铜耗两部分。 有功功率损耗为： =+*² =13.68+59.9*()²=64.04kw式中：为变压器的额定容量，为变压器的计算负荷，为变压器的负荷率。(2) 无功功率损耗变压器的无功功率损耗也有两部分组成。1、 ,是变压器空载时，由产生主磁通的励磁电流所造成的。和绕组电压有关，与负荷无关。其值与励磁电流

19、成正比，即： io%/100*sn式中，io%为变压器空载电流占额定电流的百分比，可以从变压器技术数据表中查得。2、 ，是变压器负荷电流在一次、二次绕组电抗上产生的无功功率损耗，其值也与电流的平方成正比。因变压器绕组的电抗远大于电阻，固可认为其在额定电流时的值与阻抗电压成正比，即： %/100式中%为变压器的阻抗电压百分值。 因此，变压器的无功功率损耗为：=+=+()² (%/100+%/100²=965.74kw以上各式中，、io%、%均可由变压器产品技术数据中查出。1.2.2 无功功率补偿a、求得的各车间低压侧有功功率及无功功率加上变电所变压器的无功功率损耗和无功功率损

20、耗，即为总降压变电所高压侧的计算负荷。有表可知=9172.084kw =6872.981kvar=9172.084+64.04=9236.124kw =6872.981+965.741=7838.721kvar =12114.105kva cos=9172.084/12114.105=0.757b 、电力部规定，不带负荷调整的电压设备的工厂，cos必须在0.9以上。而实际功率因数为0.757因此需安装无功功率补偿设备，以改善功率因数。c 、无功功率的人工补偿可分为：并联电容其人工补偿、同步电机补偿、动态无功功率补偿。本厂补偿方式采用动态无功补偿方式，自动切除电容其以保证功率因数的稳定性，补偿选

21、择在高压侧，运行维护方便。具体补偿装置见后面的专题柔性无功功率补偿装置。d 、补偿容量的确定 由 cos=0.757可知，=40.8º,因此，tg=0.836取补偿后功率因数为0.925（补偿容量过高会造成电网不稳定），则得容量为： =( tg- tg)=4145.782kvar1.3.3 线路损耗 因线路存在电阻和电抗，通过电流时将产生有功功率损耗和无功功率损耗，但对于本设计来说，线路在工厂内，长度较小，与变压器损耗相比可忽略不计。1.4.4 无功补偿后对变压器进行校验选buf10.5-120-1w型电容起36个，每相12个补偿后的容量为：qc=6872.981-4320=2550

22、.981kvarpc=9172.084kw sc=9520.950kvar因此，变压器考虑余量选用sz9-12500/35负荷要求， 再次计算变压器的功率损耗，校验功率因数是否满足要求。变压器的功率损耗为：pt=46.37kw qt=705.15kvarpc=9520.950+46.37=9567.32kw qc=3256.13kvarsc=10106.235kva cos=0.947 因此补偿后满足功率因数的要求。第二章 主接线方案的设计2.1 变压器台数的确定2.1.1 变压器台数的确定 本厂为高压用电，电网电压相对波动较大，为改善电能质量，选用有载调压电力变压器对于变压器器台数的确定，应

23、依据负荷容量，对供电可靠性的要求、设备价格、综合投资指标及工厂发展等因素综合考虑。 设计初选三种方案，因为计算符合为9172.084kva。因此，考虑其工厂以后的发展和扩建，选用变压器容量大约为12500kva左右，因此要考虑是选择一台变压器单独运行，一台作为备用；还是两台变压器并列运行，一台变压器作为备用电源；还是两台变压器并列运行，另外两台变压器作为备用电源。下面对每一种方案的优缺点从几个方面做一下简单的分析：从年功率损耗上看，因为变压器的损耗公式为： a=因为为工厂用电，年用电比较均衡，设工厂用电为八小时，晚上站用电为五小时，且工厂用电变压器的负荷率为80%，站用电为10%。且年用电时间

24、为300天。因此,使用12500kva电力变压器年运行损耗量为： a1=（）+（=64.04kw2400h+36.38kw1500h=153696+54570=208266kwh如果选用两台6300kva变压器，变压器的负荷也为80%，如果考虑晚上也是两台供电，则变压器年运行电能总消耗量为： a2=（）+（=39.591kw22400h+39.59121500h=190036.8kw+118773kw=308809.8kwh从两种方案的变压器年损耗电量比较看，相差100543.8kwh。由此看来，采用一台12500kva变压器单独运行，将比二台6300kva 变压器运行年节电10543.8kw

25、h。如果折合成电费，按该变电所平均售电单价0.45元计算，每年可节约45244.71元。如果工厂晚上站用电采用一台变压器工电，将减少损耗，其年损耗量为：a2=（）+（=39.591kw22400h+39.591kw1500h=190036.8kwh+59386.5kwh=249423.3kwh由此也可以看出，年消耗量也大于一台运行，而且给操作带来很大的麻烦。而且损耗过大会造成功率因数无法提高，造成补偿电容的增大，功率因数较低，造成较大浪费。因此，选用12500kva变压器经济效果更加。从投资上看，一台12500kva的变压器价格在60万左右。而每台6300kva的变压器价格在35万左右。可节省

26、大约十几万元。加之省去一次构架、二次构架、熔断器、隔离开关、主二次开关等约20万元，两种方案的总投资相差30万元。如果用这笔差价资金是完全可以解决12500kva 变压器的主一次开关保护和二次保护及互感器、开关的更换问题。这样，采用第一种方案不仅降低了主变压器无故的电能损耗，也大大提高了变压器的保护水平，而且还节省了大量的投资，可谓一举多得。 从安全运行方面来看，一台变压器运行管理比两台变压器容易得多，假设故障率相同，以台变压器比两台变压器的故障率低，能保证供电的可靠性，且变压器占地面积较小，更有利于以后的发展。从系统发展和负荷增长的角度看，变电所变压器的容量在不断增大，容量较小的变压器在以后

27、的发展过程中将无法与大容量变压器并联运行，如果工厂的容量进一步增大，小容量的变压器将不能使用，造成巨大浪费。因此，小容量的变压器将逐步被淘汰。在节约土地方面，采用一台变压器不仅可以节约建筑面积，节省费用，而且在以后的发展过程中，可以为以后的扩建留有更多的安装变压器的空间，为以后的用电增大时多他其变压器并列运行创造了条件。在备用电源的问题上，从以上几个角度考虑，以同样选用一台12500kva的变压器，更加经济，更加合理，且维护运行方便。因此经过损耗，、投资、维护、功率因数等方面的计算，选用一台变压器单独运行更加合理。因此最终方案确定为一台变压器单独运行，一台变压器作为备用。本厂用电等级为三级，采

28、用此方案完全可以保证工厂用电可靠性的要求。2.2变压器容量的确定变压器容量的选择要求为：a、装单台变压器时，其额定容量应满足全部用电设备的计算负荷，考虑今后发展应留有一定的裕度，并考虑变压器经济运行，即： 当装两台变压器时，其中一台主变压器容量应同时满足以下两个条件：任一台运行时，应满足总计算负荷底60%-70%的要求；任一台运行时，应满足全部一、二级负荷的需要。变压器的容量也跟主接线方式的选择有关。跟主接线方案一起确定，因此，选择变压器容量时，考虑主接线方式。2.3总降压变电所的主接设计2.3.1根据设计任务书，本设计内容为：将电源进线为35千伏的电压先经过工厂总降压变电所为6千伏的高压配电

29、电压，然后经过车间变电所，降为一般用电设备需要的低压电源。 （1） 高压侧接线方式：单母线分段方式 对大型企业来说，为使重要负荷得到可靠的供电，应采用两台变压器，有两个独立电源供电，采用单母线分段接线方式。（2） 低压侧接线方式：单母线分段接线方式 总降压变电所通常采用单母线接线分段方式。单母线的可靠性及灵活性不高，适用于三级负荷或另有低压备用电源的一、二级负荷。 对于两台或者多台变压器的变电所，一般采用单母线分段方式以台变压器出现故障时，另外一台变压器自动接入，保证了供电的可靠性。综上所述，主接线确定方案为：两路电源供电及两台变压器两个电源分列运行，两台变压器非并列运行：高压侧低压侧均采用单

30、母线分段接线方式。主接线如下图所示。第三章 短路电流计算短路电流按正常方式计算如图所示：3.1.1根据计算电路作出的计算短路电流的等值电路如下图所示：3.2.2 为了选择高压电器设备，整定继电保护，需计算总降压变电所的5千伏侧、6潜伏母线侧及厂区高压配电线路末端的短路电流，但是因为工厂厂区不大，总降压变电所到最远距离不过数百米，因此，6潜伏母线侧与6千伏馈电线末端出的短路电流极小。故先计算主变压器高、低压测量点的短路电流。（1） 各元件电抗用标么值计算输电线路为lgj-185型，查表得：=0.33 =0.334,设基准容量=100mva，基准点压=37kv， =6.3kv 系统电抗为*，地区变

31、电所220伏母线短路容量未知，本设计忽略，认为=0。35千伏供电线路的电抗： *=l*/²=0.317*8*100/37*37=0.185总降压变电所的主变压器电抗：=%/100*/=0.64 由此可知，供电系统短路技术数据，即在最大、最小运行方式下的短路容量求得的系统电抗标么值为： 最大运行方式下：*=/=0.5 最小运行方式下：*=/=0.57（2）、点三相短路电流计算 a、最大运行方式下: =*8*/=0.107 =*+*+*=1.325 0.107<1.325/3=0.441 忽略不计。 点基准电流：=/1.732=9.16ka =1/=1/1.325=0.755 =9

32、.16*0.755=6.919ka =2.55=17.644ka =75.472mvab、最小运行方式下： =0.57+0.185+0.64=1.395 =6.566ka =2.55*=16.744ka =71.685kva列表如下： 点短路电流计算结果项目（ka）(ka)(ka)(mva)系统最大运行方式6.9196.91917.64475.472系统最小运行方式6.5666.56616.74471.685(3)、点三相短路电流计算a、最大运行方式下： =0.5+0.185=0.685 =/1.732*=1.56ka=2.277ka=5.807ka=145.985mvab、最小运行方式下：=

33、0.57+0.185=0.755=2.066ka=5.269ka=132.45mva 列表如下： 短路电流计算结果项目（ka）(ka)(ka)(mva)系统最大运行方式2.2772.2775.807145.985系统最小运行方式2.0662.0665.269132.45第四章 主要电器设备选择4.1.1 本工厂总降压变电所所需选择的高压电器设备，主要指6千伏和35千伏侧短路器及操动机构、隔离开关、熔断器、互感器、导线的截面和型号，绝缘子和成套控制设备，要按照一定的原则进行选择：（1）、按工作环境及正常工作条件选择电器设备（2）、按短路条件校验电器设备的动稳定性和热稳定性（3）、开关电器断流能力

34、校验 下表为高压电器设备的选择和校验项目电器设备名称额定电压额定电流短路电流校验动稳定热稳定断流能力高压断路器 高压隔离开关高压负荷开关高压熔断器电流互感器电压互感器支柱绝缘子套管绝缘子母线电缆4.1.2 按工作环境、运行要求、经济效果和货源情况选择设备型号规格（1） 35千伏侧初选高压开关柜jyn1型设备名称主开关操动机构电流互感器电压互感器熔断器避雷器型号sn-35cd-10lcz-35jdjjz-35rn2-35fz-35 a 、高压开关柜是将开关电器、互感器、避雷器、及计量仪表保护装置在一起的设备，可分为固定式和移开式两种，安装地点可分为户外型和户内型两种。b 、设计选用jyn1-35

35、型交流金属移开式全封闭户内型高压开关柜，灵活型好、适用于大型变电所或可靠性要求较高的变配电所，安全可靠、检修方便，将逐步取代半封闭式开关柜，并将得到广泛应用。4.1.3、 根据环境特点和运行要求分别选择高压开关柜的六种一次接线方式，分别为： jyn1-37-07 jyn1-35-23 jyn1-35-55 jyn1-35-54 jyn1-35-112 各电器设备所用数量如下表所示一次线电器设07255455112sn10-3511cd-1011lcz-351223接地开关1rn2-353fz-353jdjjz-353尺寸 1818240029254.1.4、器设备按短路故障条件的选择，就是要按

36、最大可能的短路故障时的动稳定度和热稳定度进行校验。对熔断器和装有熔断器保护的电压互感器，不必进行短路稳定度校验和热稳定度校验，对于电力电缆，由于机械强度不够，不必进行稳定度校验。4.1.5、本设计35千伏侧高压设备重需要动稳定度、热稳定度校验的是sn10-35型高压断路器及lcz-35型电流互感器，现分别对这两种电器设备进行校验，并列出校验表如下 sn10-35型高压断路器选择校验表序号装置地点电气条件sn10-35型短路器项目数据项目数据结论135kv35kv符合2157.1a125oa符合32.277ka符合45.807ka51ka符合5*=6.740*1600符合6145.985mva1

37、500mva符合 lcz-35型电流互感器选择校验序号装置地点电气条件lcz-35型电流互感器项目数据项目数据结论135kv35kv满足2157.1a额定电流比300/5满足32.277ka满足45.807ka动稳定校验150*1.414*0.3=63.64ka满足5*6.999s热稳定校验(65*0.3)*(65*0.3)=380.25满足式中的求得如下所示：=+其中，为短路电流周期分量等值时间为短路电流非周期分量等值时间从周期等值时间曲线=f(t,)上查得， 在无限大短路电流计算中，= 所以 =1t为短路持续时间等于继电保护时间加上短路器断开时间，由于短路电流非周期分量衰减很快，当短路电流

38、持续时间t1s时，导体发热主要有在今周期分量短路电流决定，非周期分量忽略不计。查表得：=1.34.1.6 6千伏侧高压开关柜的选择 6千伏侧高压开关柜选择原则余35千伏侧相似，也需要动稳定、热稳定及可断流能力的校验。 根据选择原则，考虑到经济效益及购买方便和设备性能先进性等因素，低电压侧初选jyn2-10型交流金属封闭型移开式开关柜，具有五防功能。高压开关柜的一次接线方式如下： jyn2-10-03 jyn2-10-20 jyn2-10-32 jyn2-10-26 jyn2-10-34 jyn2-10-37其接线方式所需设备名称及数量如下表所示：编号设备032026323437111cd-10

39、型操动机构111sn10-10型短路器333jdzj6-10型电压互感器3rn2-10型熔断器3rn3-10型熔断器3fz2型避雷器3dz10-100/300型自动开关3jn-10型接地开关1尺寸 84015002200 以下为短路器及电流互感器的选择校验表： 高压断路器选择校验表序号sn10-10型短路器选择要求装设地点电气条件项目数据项目数据结论110kv10kv满足21200a840.57ka满足331.5ka6.919ka满足480ka17.644ka满足51984.5s62.234ks满足 低压熔断器的选择校验有以下三个方面：1 额定电压不应小于保护线路的额定电压2 熔断器的额定电流

40、不应小于线路的计算电流，使熔体在工作时不致于熔断3 对熔断器断流能力进行校验经计算，所选熔断器符合要求，可以满足系统需要。电流互感器选择校验表序号lzzjb-6-10型电流互感器选择要求装设地点电气条件项目数据项目数据结论110kv10kv满足2额定变比1200/5840.57a满足36.919ka满足4110ka17644ka满足5372162.234满足注：其中及计算与35千伏侧时相同。经校验可知，所选的高压电气设备都能满足要求，能保证正常可靠的运行，各种开关柜均能满足要求。4.1.7、导线及站内电缆的选择 导线和电缆的选择是供配电设计的重要内容之一。导线和电缆是分配电能的主要器件，选择的

41、合理与否，直接影响到有色金属的消耗量量与线路的投资，以及电力网的安全运行。 导线和电缆的选择，必须满足用电设备对供电安全可靠和电能质量的要求，尽量节省投资，降低年运行费，布局合理，维修方便。 导线和电缆的选择包括两方面内容：型号选择和截面选择。a、导线和电缆型号的选择原则 导线和电缆的选择应根据其使用环境、工作条件等因素来确定。 本厂户外架空线选用lgj型 ，解决了机械强度差的问题，而交流电具有趋肤效应，所以导体中通过电流时，电流实际只从铝线经过，这样确定钢心铝绞线的界面时只需考虑铝线部分的面积。 本厂内电缆由于额定电流较大，因此选用yjv型。b、导线和电缆的界面选择原则 导线和电缆的选择不须

42、满足安全、可靠和经济原则，可按以下几种方式选择：按允许载流量选择按机械强度选择、 按允许电压损失选择按经济电流密度选择 、 满足短路稳定条件由于本厂属于高压供电，因此选用经济电流选择导线方式=/1.732*=157.1a=0.9(钢心铝线)=157.1/0.9=174.5a选用lgj-150型导线。发热条件校验 25度时 515>157.1机械强度 =35<185均符合要求。站内电缆选用yjv22-240型，其电流可以满足要求。且有一定余量。第五章 继电保护的选择与整定5.1 继电保护概述 5.1.1 供电系统在正常运行中，可能由于种种原因会发生各种故障或不正常运行状态。最严重的是

43、发生短路故障并导致严重后果，如烧毁损坏电器设备造成大面积停电，甚至破坏电力系统的稳定性，引起系统振荡或解列。因此，必须采取各种有效的措施消除或减少故障。一旦系统发生故障，应迅速切出故障设备，恢复正常运行；当发生不正常运行状态时，应及时处理，一面引起设备故障。机电保护装置就是反映供配电系统中电器设备发生故障或不正常运行状态，并能使短路器跳闸或启动信号装置发出预告信号的一种自动装置。继电保护的任务是：（1） 自动地、迅速地、有选择地将故障设备从供电系统中切除，是其他非故障部分迅速恢复正常供电；（2） 正确反映电器设备的不正常运行状态，发出预告信号，以便操作人员采取措施，恢复电器设备的正常运行；（3

44、） 与供配电系统的自动装置（如自动重合闸装置、备用电源自动投入装置）配合，提高供电系统的宫殿可靠性。 5.1.2 对继电保护的要求根据继电保护的任务，继电保护应满足选择性、可靠性、速动性和灵敏性的要求。5.2 主变压器保护 5.2.1气体保护气体保护是油浸式电力变压器的一种主要保护装置。gb50062-92规定，800kva以上的油浸式变压器应装设气体保护。油浸式变压器内部发生故障时，短路电流和电弧的作用使绝缘物和变压器油分解而产生了大量气体引起又流的变化，它使装载变压器油箱和油枕管道上的瓦斯继电器动作，构成气体保护。目前，我国采用的气体继电器主要有浮筒式和开口杯挡板式两种型号。下图是气体保护

45、的原理接线图。当变压器内部发生轻微故障时，气体继电器kg动作，上触点闭合 ，发出轻瓦斯动作预告信号。当变压器内部发生严重事故时，气体继电器kg下触点闭合，启动中间继电器km,是短路器跳闸线圈yr动作，短路起跳闸，同时信号继点器ks发出中瓦斯跳闸信号。为了避免中瓦斯动作时，气体继电器因油气混合物冲击引起下触点“抖动”，利用中间继点器进行“自保持”，以保证短路器可靠跳闸。5.2.2变压器的过电流保护当通过电力变压器的电流大于继电器的动作电流时，保护装置起动并用时限保证动作的选择性，这种继电保护装置成为过电流保护。过电流保护的整定有：动作电流整定，动作时限整定和保护灵敏性校验三项内容。过电流保护的动

46、作电流必须满足以下两个条件：a、 正常运行时，保护装置不动作，即保护装置一次侧的动作电流应大于二次侧可能出现的最大负荷电流。b、 保护装置在外部故障切除后，可靠返回原始装置。变压器过电流保护的继电器动作电流为： = （1.53）=7.855a 式中，为可靠系数，为接线系数，一般情况下为1，为返回系数，为电流户干器的变流比。整定动作时限：按级差原则整定，变压器过电流动作时限应比二次出线过电流保护的最大动作达一个t，一般为0.50.7s因变电所6千伏出现过电流保护动作时间取1秒 =1.0+0.5=1.5s灵敏度校验：按照变压器二次侧在系统最小运行方式下发生两相短路式的一次侧的穿越电流 =1033a

47、 因此， 过电流保护满足要求。5.2.3 电流速段保护电流速段保护用于防御变压器线圈和引出线俄多相短路，动作于跳闸。当过电流保护的动作时限过长，而且短路电流越大，危害也就越大，这是过电流的不足，。因此，gb50062-92规定，当过电流保护动作时限超过0.50.7s时，应装设瞬懂的电流速段保护。（4） 动作电流整定应躲过变压器二次侧母线三相短路时的最大穿越电流： =2.227=390.34a 满足条件。5.2.3变压器的过负荷保护运行中可能出现过负荷的变压器应装设过负荷保护，由于过负荷电流对称，过负荷保护采用单相式接线，并和电流速段保护公用电流互感器，所以，过电流保护、电流速段保护、过负荷保护

48、的原理及接线方式如下图： 动作电流整定要躲过变压器的额定电流：=3.142a动作时间一般整定为10-15s5.2.4 变压器的差动保护电流速段保护虽然动作迅速，但它有保护的“死区”，不能保护整个变压器。过电流保护虽然灵敏，但它也只能保护变压器的箱内故障，gb50062-92规定，10000kva以上的变压器需装设差动保护。1、差动保护的工作原理变压器的差动保护原理接线图如下图所示：在变压器两侧安装电流互感器，其二次绕组串联成环路，继电器ka并联在环路上，流入继电器的电流等于变压器两侧电流互感器的二次绕组电流之差，即：，为变压器一、二侧的不平衡电流。当变压器正常运行或差动保护的保护区外短路时，流

49、入差动继电器的不平衡电流小于继电器的动作电流，保护不动作，在保护区内短路时，对单端电源宫殿的变压器=0，远大于动作电流，ka瞬时动作，通过中间继电器km，使两侧短路起跳闸，切除故障。2、 变压器差动保护动作电流的整定差动保护一次侧动作电流应满足以下两个条件：a、 躲过变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时的励磁涌流即：=1.3157.1=204.23a 式中，为可靠系数取1.3。为变压器二次侧的额定电流。b、 躲过变压器外部短路式的最大不平衡电流，即：i 所以， c、 躲过变压器正常运行时的最大负荷电流，即：=265.499a灵敏度校验： 满足灵敏度条件。5.3 备用电源自动投入装置 在供电

50、可靠性要求较高的变配电所中，通常采用两路及两路以上的电源进线，或互为备用，或一为主电源，另一为备用电源，各电源自动投入装置就是当电源线路中发生故障而断电时，能自动而且迅速地将被用电源投入运行，以确保供电可靠，简称apd。a、 对备用电源自动投入装置的要求工作电源不论何种原因停止工作时，apd应动作；应保证在工作电源断开后备电源电压正常时，才投入备用电源；apd只允许动作一次电压互感器二次回路段线时，apd不应误动作。b、 双电源互为备用电源的apd原理接线图如下：当1wl工作时，2wl为备用。1qf在合闸位置，1sa的5-8、6-7不通，16-13通。1qf的辅助触点中常闭打开，常开闭合。2qf在跳闸位置，2sa的5-8、6-7、13-16均断开。当1wl电源恻隐故障而断电时，电压继电器1kv,2kv常闭触头闭合，1kt动作，其延时闭合触头延时闭合，使1qf的跳闸线圈1yr通电，则1qf跳闸。1qf(12)闭合，则2qf的合闸线圈2yo经1sa(16-13)1qf(1-2)4ks2km常闭触点2qf(7-8)wc(b)通电，将2qf合上，从而使备用电源2wl自动投入，便配电所恢复供电。同样，当2wl为主电源时，发生上述现象后。1wl也能自动投入。在合闸电路中，虚框内的触点为对方断路器保护回路的出口继电器触点，用于闭锁