变配电所毕业设计论文综述

1、1引言1.1本课题的意义随着中国社会经济建设的发展，当前城市建设发展迅速，其中电力系统更是遍布各 个城市村庄，成为国民经济发展的强大动力。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多 少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产 率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件。从另一方面来说，如 果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电 工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好，便于扩建。变电所是电力 系统的重要组成部分。变

2、电所承担着升高或降低电压以及转换功率的作用。变电所设计 的正确与否不仅影响着电力负荷的供电可靠性，同时也影响着电力系统的安全可靠运 行。变电所直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节, 起着变换和分配电能的作用。变电所是供电系统的枢纽，在生产和生活中占有特殊重要 的地位。掌握供配电技术对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于 能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要 的战略意义，因此掌握供配电技术，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的 作用。1.2国内外发展状况我国变电所主要现状是老设备向新型设备转变，有人

3、值班向无人值班变电所转变， 交流传输向直流输出转变，国外主要是交流输出向直流输出转变。数字化变电所技术是变电所自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电 所自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化变电所三个主要的特征就是“一次设 备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”，即数字化变电所内的信息全部做 到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的 信息平台。这使得数字化变电所在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电 所有大幅度提升。对变配电所过电圧问题，国内外专家进行了大量的研究,包括理论分析、各种实验以 及利用计算机进行数值仿真计算等

4、，对变配电所各种过电圧方式进行了探讨分析，并提 出了一系列的过电压治理问题，研制了相应的设备装置，在系统运行中取得了一定的效 果。长期以来，国内外学者在雷电活动规律、雷击线路物理过程方面做了大量的研究工 作，建立起较为完善的输电线路防雷理论体系。雷电流幅值、波形、地闪密度以及线路 落雷次数对于分析线路防雷性能极为重要。上世纪70年代中期发展起来的基于磁场定 位和时差定位原理的雷电定位系统，使雷电测量更为准确和及时。LI前，雷电定位系统 组成的雷电监测网络已在我国和北美、日本、韩国、欧洲等世界许多国家得到运用，它 能帮助电力部门实现故障定位、分类、准确计算地面落雷密度等雷电参数，但雷电数据 分散

5、性较大，需要长期统计雷电数据。1.3课题的主要内容本课题是针对某飞机制造集团进行的电气初步设计。首先对其各车间负荷进行了计 算，统讣。然后根据该集团的要求及其实际悄况，确定了电气主接线方案，即内桥形接 线和单母线分段接线。在此基础上对其总降压变电所的主变压器选型，并进行无功补偿 的计算。补偿采用了常用的并联电容器高压集中补偿的方式。接下来用标幺制法对该接 线系统进行了短路电流及容量的计算，并列表归纳。然后根据正常工作条件选择主要电 气设备，并按照短路电流校验设备。按照经济电流密度和发热条件选择母线及高压馈电 线路的导线截面，并按发热条件、机械强度、热稳定度及动稳定度进行校验。应用电力 系统继电

6、保护专业知识，对该系统主变压器和高压馈电线路设汁了继电保护系统，其中 有瓦斯保护、电流速断保护、过电流保护以及过负荷保护。为了方便某些控制及自动装 置的供电，特别设计了电容储能式直流供电系统。最后进行防雷保护和接地装置的设计, 并用CAD软件绘制出相关的设讣图。2负荷计算的意义及相关参数的计算负荷讣算是设计的基础，它决定设备容量的选用，管网系统的规模以及工程总造价等, 这是技术人员熟知的事实。但是近儿年来用估算的方法替代了负荷计算,给制定方案、工 程审核造成一定的困难。通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称 为计算负荷。訂前，对工矿企业的电力负荷计算主要釆用三

7、种方法：单位容量法、需要系数法、 用系数法。在本设计中釆用的是需要系法来进行负荷计算。一组用电设备的计算负荷主要计算公式有：有功计算负荷：Kdpe =无功计算负荷：Q= P.Q tan （p（2）视在计算负荷：SM = Pi）/cos （p 计算电流：I妒S/羽U丿式中Kd为用电设备组的需要系数值；cos。为用电设备组的平均功率因数；tan为功 率因数cos 0的正切值；D”为用电设备组的额定电压。多组用电设备计算负荷主要计算公式有：& =心纠°、(2.1)I3()=S3O/N式中，K为同时系数，本设计取0.85。根据公式（2）,计算各车间负荷，填入表2。表2各车间低压负荷统

8、计表序号车间名称设备容量/kW需要系数COS0tan0计算负荷&/kW。30/kvarS30/kV.A/kA1铸造车间9600.70.71.0202672685.57449601458.5691锻压车间7500.60.71.0202450459.09642.8571976.7203仓库1550.550.61.333385.25113.6638142.0833215.8732办公楼1450.60.750.88198776.7253116176.2438小汁20101294.251335.052机加车间5600.750.750.8819420370.398560850.832工具车间400

9、0.550.71.0202220224.444314.2857477.5077模具车间3150.60.71.0202189192.8178270410.2226小汁1275829787.663表而处理车间1900.70.61.33331331773289221.6666336.7876动力车间2100.650.80.75136.5102.375170.625259.2379总装车间1820.60.71.0202109.2111.4058156237.0175试验站1350.70.71.020294.596.4089135205.1113小计717473.2487.523变压器的台数、容量和类型

10、的选择3.1变压器台数的选择原则1）总降压变电所主变压器台数的选择 为保证供电可靠性，一般应装两台主变压器。 若只有一条电源进线，或变电所可山低圧侧电网取得备用电源时，可装一台主变压器。 若绝大部分负荷为三级负荷，其少量的二级负荷可山邻近低压电力网取得备用电源时， 可装一台主变压器。2）车间变电所变压器台数的选择对有大量一、二级负荷的变电所，应满足电力负 荷对供电可靠性的要求，宜釆用两台变圧器。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所， 且能从邻近车间变电所取得低压备用电源时，可采用一台变压器。对季节性负荷或昼夜 负荷变化较大时，应使变压器在经济状态下运行，可用两台变压器供电，以便在低谷负 荷时切除

11、一台变压器。除上述悄况外，车间变电所可采用一台变压器。但是，当集中负 荷较大时，虽为三级负荷，也可釆用两台或多台变压器。3.2变压器容的选择原则由于本厂都为二级负荷，所以车间变压器均采用两个变压器。装有两台变压器的变 电所，每台变压器的容量Sy应同时满足一下两个条件：(3)1）任一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷几大约70%的需要，即ST « 0.7S302）任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷几（切的需要，即(3.1)3.3各个变电所的负荷计算及变压器选择3.3.1 一车间变电所的负荷计算及变压器选择根据表2.1,得一车间变电所的计算负荷为：P,012） = KQPg

12、 = 0.85 x 1294 .25kW = 1100.1125 kW2= Kt= 0.85 x 1335 .0535 kvar = 1134 .7955 kvar= yl P霊 2）+ 必=x/I1OO.11252 + 11 34.79552 kVA = 1580.5089kVA根据条件（3）和条件（3.1）,本变电所选用两台型号为S9-1600/10的变压器，连接方式为Yynoo其中变压器参数为A/> = 2.4kW=14.5kW/0% = 0.6Uk% = 4.5对于一台变压器，其计算负荷为出 0(2)= 1100.1125/2kW = 550.0563kWe3O(2) =1134

13、.7955/2kvar = 567.3978kvar530(2) = a/550.05632 +567.39782kVA = 790.2545kVAP = 790.2545/1600 = 0.4939=处 + 0氷« = 2.4 + 0.49392 x 14.5kW = 5.937lkWQt = A (/.% + p2U. %)=竺巴x(0.6 + 0.49392 x4.5) kvar = 27.1635kvar=550.0563+5.9371 = 555.9934kW Qn = 567.3978+ 27635 = 594.5613kvar S30(I) = V555.99342 +

14、 594.56132 kVA = 814.022k VA则一车间变电所10kV高压侧总计算负荷为出“ =555.9934 x 2kW = 1111 .9868 kW Q30 = 594.5613 x 2kvar = 1189.1226 kvarS30 = Villi .98682+ 1189.12262kVA = 1628 .044kVA3.3.2二车间变电所的负荷计算及变压器选择心=心纠=0.85 x 829kW= 7Q4.65kW030(2)= 0.85 x 787.6598 kvar = 669.5108 kvarS30 =J喙 2+ &=V704.652+669.51082kV

15、A = 971.996 lkVA根据条件(3)和条件(3.1),本变电所选用两台型号为59-1000/10的变压器，连 接方式为Yynoo其中变压器参数为£)= 1.7kWR =10.3kW/u% = 0.7Uk% = 4.5对于一台变压器，其计算负荷为片心=704.65/2kW = 352.325kWg30(2) =669.5108/2 = 334.7554kvar530(2> = J352.325? +334.7554, kVA = 485.998kVA/? = 485.998/1000 = 0.486SPr = Pq + 卩込Pr =1.7 + 0.4862 x 10.3

16、kW = 4.1328 lkWQ,=語(/()% + 卩认 %) = x (0.7 + 0.4862 x 4.5) kvar = 17.6288kvarPM)11( = 352.325 + 4.1328 = 356.4578kW Q?U|1 .= 334.7554+17.6288 = 352.3842kvarS30(I) = J356.457* + 352.3842： kVA = 501.2353k VA则二车间变电所10kV高压侧总计算负荷为= 356.4578 x2kW =712.9156kW Q30 = 352.3842 x2kvar = 7Q4.7684kvar530 = a/712.

17、9156 2+704.76842kVA = 1002 .4706 kVA3.3.3三车间变电所的负荷计算及变压器选择Ao =K/Aoj = 0.85 x 473,2kW = 402.22 kW03o(2)= 0.85 x 487.5186 kvar = 414.3908 kvarS3O(2) = J 圧 + 念=>/402.222+414.39082kVA = 577.4952kVA根据条件(3)和条件(3.1),本变电所选用两台型号为S9 - 630/10的变压器，连接方式为Yynoo其中变压器参数为R)= 1.2kW= 6.2kWZo% = 0.9Uk % = 4.5对于一台变压器，

18、其计算负荷为Pm 2)= 402.22 / 2kW = 201 .llkW<23O(2) =414.3908/2 = 207.1954kvar530(2> = >/201.112+207.19542kVA = 288.7476kVA/7 = 288.7476/630 = 0.4583= 乙 + j32APk =1.2 + 0.45832 x 6.2kW = 2.5022kWAQr =丄(Zo% + p2Uy %) = x (0.9 + 0.45832 x 4.5) kvar = 11.6246kvar100 100=201.11 + 2.5022 = 203.6122kW Q

19、3(Hl( = 207.1954+11.6246 = 218.82kvar530(1> = V203.61222 +218.822kVA = 298.8982kVA则三车间变电所lOkV高压侧总计算负荷为Pr= 203.6122 X2kW = 407.2244kW Q30 = 218.82x2kvar = 437.64kvarS 旳=V407.22442+437.642kVA = 597.7964 kVA4总降压变电所变压器的选择及无功补偿计算在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种，一种是有功功率，一种是无功功 率。根据电容器在工厂供电系统中的装设位置，有高压集中补偿，低压成组补偿和

20、个别 补偿三种方式。本设汁采用在10kV侧高压集中补偿的方式并联电容器进行补偿。其中，无功补偿容量的计算公式为Qc = fto -fto = o(tan-tan )(4)式中，耳)为最大有功计算负荷，tan。和ian©分别为补偿前后的功率因数角的正切值。在确定了总的补偿容量Q、后，就可根据所选电容器的单个容量来确定电容器的 个数n,即八=也(4. 1)qc10kV低压侧总计算负荷为Pg=Q 111.9868+712.9156+407.2244) x 0.85kW = 1897.3078kWfto(2)=(1189.1226+704.7684+437.64) x 0.85kvar =

21、1981.8014kvar= 1897.30782 +1981.80142 kVA = 2743.595kVAcos© = P,O(2)/S3O12( = 1897 .3078/2743 .595 = 0.6915 < 0.92考虑到变圧器的无功功率损耗远大于有功功率损耗吗，山此可判断工厂进线 处的功率因数必然小于0.6915。为使工厂的功率因数提高到0.92,需在总降压变电所 低圧侧10kV母线上装设并联电容器进行补偿，取低压侧补偿后的功率因数为0. 95,根 据公式(4),则需装设的电容器补偿容量为Qc = 1897 .3078 xtan (arccos 0.6915 )

22、- tan(arccos 0.95) = 1358 .0929 kvar综合考虑，选用BWF10. 5501W电容器进行无功补偿，则电容器个数理 J358.0929 = 27J619取n二30,则实际补偿容量Qc =30 x 50kvar = 1500 kvar补偿之后lOkV低圧侧的计算负荷为030（2）= 1981 8014 -1500 = 481.8014 kvar心=1897 .3078 kW530（2> = y/1897.30782 + 481.80142 kVA = 1957.5264k VA所以主变压器选用59-2000/35型变压器，Ydll接线。此变压器参数为 帆=2.

23、72kWR =17.82kW1957.52642000= 0.9788则变压器的损耗及35kV高圧侧的计算负荷为A/". =A+/72A/； =2.72 +0.97882x 17.82=19.7924kWQt =語（人 % + fl2Uk %） =x（0.75 + 0.97882 x 6.5） kvar = 139.5464kvar= 1897.3078+19.7924 =1917.1002kW=481.8014+139.5464 = 621.3478kvarS30 =Vi 917.10022 + 621.34782 kVA = 2015.2782k VA工厂的功率因数cos。= 鱼

24、 =1卩171（）（）2 = ° 95 > 0.92 ,因此满足要求。S30 2015.27825电气主接线方案选择5.1电气主接线的意义及盍要性电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行 等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高 压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。对一个电厂而言,电气主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力 系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能 性等方面,经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供

25、送电情况。电 气主接线又称电气一次接线图。电气主接线应满足以下儿点要求：1）运行的可鼎性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷 的供电。2）运行的灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备 检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活,不中断向用户 的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。3）主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下,做到经 济合理，尽量减少占地面积，节省投资。5.2电气主接线的设计电气主接线的基本形式有：线路一变压器单元接线、单母线接线、单母线分段接线、 单母线带旁路母线接线、双L

26、I线接线、桥形接线总降压变电所主接线的设计原则：1）装有一台主变压器的总降压变电所 总降压变电所为单电源进线和一台变压器 时，通常采用一次侧无母线、二次侧单母线的主接线。这种接线简单经济，使用设备少, 基建快，投资费用低。但当线路或变压器发生故障或检修时，需全部停电，故供电可靠 性不高，只能用于三类负荷的企业。2）装有两台主变压器的总降压变电所若一次侧釆用内桥或外桥接线、二次侧采用单母线分段接线。这种主接线所用设备 少，结构简单，占地面积小，供电可鼎性高。可供一、二类负荷，适用于具有两回电源 进线和两台变压器的总降压变电所。若一、二次侧均采用单母线分段接线。这种接线的供电可靠性高，运行灵活，但

27、所 用高压开关设备较多，投资较大。可供一、二类负荷，适用于一、二次侧进出线较多的 总降压变电所。若一、二次侧均采用双母线。这种接线的供电可靠性高，运行灵活，但设备投资大, 配电装置复朵，占地面积大，适用于负荷容量大，进、出线回路多的发电厂或区域变电 所。综合考虑，总降压变电所主变压器35kV侧釆用内桥接线，10kV侧采用点母线分段 接线（见图5）。WLl«L2QS1 jQS21QF1QF211QS3QS7 QF5 QSSQS141丄QS5IQS61K.：i T2IX.JQF3QF1I J IJI jI I门J I图5内桥形接线图6短路电流的计算6.1产生短路电流的原因、危害及计算方法

28、6.1.1短路电流产生的原因：1）设备绝缘损坏。老化、污闪、雾闪、盐碱击穿。2）外力破坏。雷击、鸟害、动物接触、人员或植物距离太近。3）设备机械损伤。疲劳严重、断线、倒塔、倒杆、电动力太大拉断导线。4）运行人员误操作、带地线合隔离开关、带负荷拉隔离开关。5）其他原因。6.1.2短路电流造成的危害：1）短路电流的弧光高温直接烧坏电气设备。2）短路电流造成的大电动力破坏其它设备，造成连续的短路发生。3）电压太低影响用户的正常供电。6.1.3短路电流计算的方法：本设计采用标幺制法。电力系统各元件电抗标幺值的常用的有欧姆法和标幺制法，计算公式有：变压器的电抗标幺值(6)X久» '10

29、0 Sn输电线路的电抗标幺值(6.1)电流基准值(6.2)6.2各个短路点短路电流的计算6. 2. 1求各元件电抗标幺值设Sd=100MVA , t/dl=37kV, t/d2=10.5kV, t/d3=0.4kV ,根据公式（6.2）,则各短路点的电流基准值为/kl_k2_k3 / ,S图6最大运行方式等效电路图1) kl点短路总电抗标幺值为Y0Xx爲 + 寺 0.2 +一 = 0.3169因此，kl点短路时的三相短路电流及短路容量分别为因此，k2点短路时的三相短路电流及短路容量分别为_ /“Iki _yAu1.560.3169=4.9227RAzt/jl =2.55/., =2.55x4.

30、9227 = 12.5529kA/讪=1.51厶i = 1.51 x 4.9227 = 7.4333kA = 3I5557MVA2) k2点短路总电抗标幺值为X；, = X；min + Il + 邑=0.2 + 匕也 + 适=1.9419 一imin 2222时gkA血=2.55=255x28323 = 72224kAIA1 = 1.5 Ukl =1.51x2.8323 = 4.2768RAr=5L496MVA3) k3点短路对于一车间，总电抗标幺值为"心仔争字皿呼+导弩72.nun因此，k3点短路时的三相短路电流及短路容量分别为1144 3-=e=43-o978kA打=1.84 人

31、 3| =l84x 43.0978 = 793kA/M3I = 1 09人31 = 1 °9 X 43.0978 = 469766k ASn. = 2- = 100 = 29.8668MVA XZ31 3.3482对于二车间，总电抗标幺值为心+丽+笙+理+荃“2 +津+逻+兰"919£32 Imm 222222G _ 1443XL 4.1919= 34.4235kA心32 = 1 84 厶 £ =1.84x 34.4235 = 63.3392RAIsh32 = 1 09 人 32 =1.09x 34.4235 = 37.5216kAXf32对于三车间，总

32、电抗标幺值为.mm5.5134X略异乙+理+心=02 +空竺+竺+沖X33 l.mm 222因此，k3点短路时的三相短路电流及短路容量分别为/144 3-=e=26j726kA=1 84人 33 = 1.84x26.1726 = 4& 1576kAIsh33 = 1.097*33 = 1.09x 26.1726 = 28.528 lkA= 1（）（）=18.1376MVA Xv33 5.51346. 2. 3系统最小运行方式下三相短路电流及容量计算系统最小运行方式下计算短路电流的等效电路图如图6.1。/.kl /k2/k3图6.1最小运行方式等效电路图1) kl点短路总电抗标幺值为x；

33、 = X；max + X； = 0.4545 + 0.2337 = 0.6882因此，kl点短路时的三相短路电流及短路容量分别为5 = 2.55 人=2.55x2.2668 = 5.7803 kAI小1.562可-2.2668 kA0.6882人加=1 51/灯=1.51 x 2.2668 = 3.4229kA =ir=2=1453066MVA2) k2点短路总电抗标幺值为XS2 = XLmax + X2 + X3 = 0.4545 +0.2337 +3.25 = 3.9382因此，k2点短路时的三相短路电流及短路容量分别为-= = =，3966kAishl = 2.55Z,2 = 2.55

34、x 1.3966 = 3.5613kA /v/>2 =1.51/.2 =1.51x1.3966= 2.1089kA%寻冷 Z923MVA3) k3点短路对于一车间，总电抗标幺值为XZ31 = XImax + X2 + X3 + X41 = 0.4545 + 0.2337 + 3.25 + 2.8125 = 6.7507因此，k2点短路时的三相短路电流及短路容量分别为二32I 144 3"艺T 如 J.375&kA .3i = 1.84Zni =1.84x21.3756 = 39.331 lkA人心=1°9 人 31 =1 °9x21.3756 = 2

35、32994kAS = _!££_ = 14.8133MVAXI31 6.7507对于二车间，总电抗标幺值为X；32 = X；max + X； + X； + X：2 = 0.4545 + 0.2337 +3.25+4.5 = 8.4382因此，k3点短路时的三相短路电流及短路容量分别为二盏二般T7008kA心32 =1.84人32 =l84xl71008 = 314655kA5/j32=1.09 人 32 = 1.09x17.1008 = 18.6399kA对于三车间，总电抗标幺值为XS33 = Xlmax + X2 + X、+ X43 = 0.4545 + 0.2337 +

36、 3.25 + 7.1429 =11.0811因此，k3点短路时的三相短路电流及短路容量分别为J144 3*33=i=nn=13,0222kA.33 = 1.84 人 33 =1.84x13.0222 = 23.9608RA加3 =1.09 人33 = 1.09x13.0222 =14.1942k A"氏TH"°244MVA将所有计算结果汇总于表6.3。表6. 3短路电流计算结果汇总短路计算点运行方式三相短路电流/kA短路容疑/MVA人kl最大4.922712.55297.4333315.557最小2.26685.78033.4229145.3066k2最大2.8

37、3237.22244.276851.496最小1.39663.56132.108925.3923k31最大43.097879.346.976629.8668最小21.375639.331123.299414.8133k32最大34.423563.339237.521623.8555最小17.100831.465518.639911.8509k33最大26.172648.157628.528118.1376最小13.022223.960814.19429.02447主要电气设备选择7.1电气设备选择的一般原则在变电所中，选择电气设备的一般条件是：保证电气设备在正常工作条件下能可靠 工作，而在短路

38、情况下不被损坏，即按长期正常工作条件进行选择，按短路情况进行校 验。7.1.1按正常工作条件选择电气设备按正常工作条件选择，主要包括以下儿个方面：1) 使用环境条件主要包括设备的安装地点、环境温度、海拔、相对温度等，还应 考虑防尘、防腐、防爆、防火等要求。即根据安装地点的环境不同，可分为室内型和室 外型两种。2) 额定电压 电气设备的额定电流厶应不小于设备安装地点电网的最高工作电压 匕皿，即匕亠匕皿3) 额定电流 电气设备的额定电流厶应不小于设备正常工作时的最大负荷电流Av.max » 即【N Av.max(7.1)U前，我国生产的电气设备是按环境温度0. = 40-C设计的，如果安

39、装地点的实际 环境温度久工40。(7,则额定电流应乘以温度校正系数K&(7.2) 枫-式中，比为电气设备长期工作时的最高允许温度；&为设备安装地点的实际环境温度。电气设备的最大长期工作电流心._，取线路的计算电流厶。或变压器的额定电流Avr ° 7.1.2按短路情况进行校验1）动稳定校验 动稳定是指电气设备承受短路电流力效应的能力，满足动稳定的条 件是爲点晋或（7.3） 式中，篇八人件分别为电气设备允许通过的最大电流峰值和有效值；冒、/第分别为设 备安装地点短路冲击电流的峰值和有效值。2）热稳定校验热稳定是指电气设备承受短路电流热效应的能力，满足热稳定的条 件是心工,

40、“<7.4）式中，人为电气设备在t时间内的热稳定电流（kA）；人为三相短路稳态短路电流（kA）： t为厂家给出的热稳定试验时间（s）； tima为假想时间（s）。7.2常用一次设备的选择方法7. 2. 1高压断路器的选择高压断路器是电力系统中最重要的电气设备之一，它除了能通断正常负荷电流外， 还担负着切断电流的任务，因此，它必须具备在通过最大短路电流时能将其可靠切断的 能力。所以选择断路器时，除了满足上述的一般原则外，还要求它的额定开断容量或额 定开断电流必须大于其安装处的最大短路容量或短路电流，即/x >/,或 S=>Sk（7.5）式中，人、S*分别为断路器在额定电圧下的最

41、大开断电流（kA）和开断容量（MVA）； 人、凡分别为安装地点的最大三相短路电流（kA）和短路容量（MVA）o7.2.2电流互感器的选择选择电流互感器时，应根据安装地点和安装方式选择其型式，其选择项U如下：1）一次绕组的额定电压。应不低于安装地点电网的额定电压。2）一次绕组的额定电流。取线路最大工作电流或变压器额定电流的1.21.5倍。3）准确度等级与二次侧负荷的选择。为了保证电流互感器的准确度，其二次侧的 实际负荷必须小于其准确度等级所规定的额定二次负荷，即sN1 n s?或 ZiV2 > z24）动稳定校验。电流互感器产品给岀的是动稳定倍数K°s，因此满足动稳定的条件为41

42、KcJm>idl（7.6）式中，K“为电流互感器的动稳定倍数，且=卡尸。5）热稳定校验。电流互感器产品给出的是热稳定倍数K因此满足热稳定的条件 为（KA/皿歸（7.7）式中，人为电流互感器的热稳定倍数，且K, 丄。】NI7.2.3电压互感器的选择1）电压的选择。电压互感器一次绕组的额定电压应与安装地点电网的额定电压相 同，二次绕组的额定电压通常为100V。2）准确度等级和二次侧负荷的选择。为了保证电压互感器的准确度，其二次侧的 实际负荷必须小于其准确度等级所规定的额定二次负荷，即?+（殳 S,sin%）2（7.8）式中，S,、cose分别为二次侧所接仪表并联线圈消耗的功率及其功率因数。7

43、.3各电气设备的选择和校验不同地点的假想时间见表7表7不同地点的假想时间地点后备保 护动作时间S/S断路器跳闸时间/ /sQP短路持续时间/ /sk周期分量假想时间気呼/S假想时间35kV进线2.5052.652.152.6535kV母线分段205252.1525主变压器35kV侧1.5051.651.651.6510kV母线分段10.21.21.21.210kV出线0.50.20.70.70.751）主变圧器35kV侧设备的选择主变压器35kV侧计算电流厶。=罟冬A = 32.9914 A , 35kV配电装置采用户外布置,各设备有关参数见表7.1表7. 1 35kV侧电气设备有关参数安装地

44、点电气条件设备型号规格项目数据项目断路器SW235/1000隔离开关GW435G/1600电流互 感器 LCW35电压互 感器JDJJ35避雷器FZ35%/kV35"0kV3535353535/30/A32.9914S,/A100060050/5丿严4.9227/kA16.55/MVA315.557Sg/MVA1000i$h皿12.5529仏/kA4550VxlOOxO.l= 14.14s4.92272xl.6= 39.98445/2/kA2 s16.52x4= 1089142x5=980(65x0.1)2 xl=42.252）主变圧器10kV侧设备的选择7000主变压器10kV侧计

45、算电流人0=二小 A = 110A,选用GG-IA(F)04型高压 73x10.5开关柜，各设备有关参数见表7.2。表7.2 10kV侧电气设备有关参数安装地点电气条件设备型号规格项目数据项目髙压断路器SN10101/630隔离开关GN810T/400电流互感器LAJ10%/kV10偸/kV101010Z30/A110630400150/5/, /kA k2.8323Q/kA16S, /MVA k51.496Sg/MVA300i ./kA sh7.224仏/kA404072x215x0.15= 45.6084/召./kA-s2.83232xO.75162x4I4-x5(12OxO.15>

46、2xl00 una= 6.0164t= 1024= 980=3243) 10kV馈电线路设备的选择这里只计算一车间，其计算电流人。=竺一A = 92376A,选用GG1A(F)03 V3xlO型高圧开关柜，各设备有关参数见表7.3。表7.3 10kV馈电线路设备有关参数安装地点电气条件设备型号规格项目数据项目髙压断路器SN10101/630隔离开关GN810T/400电流互感器LAJ10如kV1()偸/kV101010Z30/A92.376630400120/5Zk/kA1.3966/oc/kA16S?MVA25.3923Sg/MVA300/kA3.5613ZHKlX/kA4040vx215x

47、0.12= 36.48671.396QX0.75/r/kA-s162x4142x5(I20x0.12)2x1= 1.4629i= 1024= 980= 207.3610kV母线电压互感器及避雷器选用GG-lA(F)-54型高压开关柜，备用电源进线 选用GG1A(F)18型高压开关柜。8母线及厂区高压配电线路选择8.1 35kV电源进线的选择与校验1）按经济电流密度选择导线截面积，线路最大持续丄作电流为_£ = _A = 32.9914A%/3x35根据年最大负荷利用小时数rmax = 5800h ,查阅相关资料知，导线的经济电流密度L. = 09A/mm2,则导线的经济截面积为,/3

48、032.99142” 心 2A =mm = 36 6571 inn氏 0.9初选LGJ35型钢芯铝绞线。2）按发热条件校验 查相关资料得，33。（2时LGJ-35允许载流量Ia. = 0.91 xl70A = 154.7A > 32.9914 A满足发热条件。3）校验机械强度，查相关资料知，35RV以上钢芯铝绞线最小允许截面积为35mm2, 满足机械强度条件。8. 2 10kV汇流母线与10kV侧引出线的选择与校验1）按发热条件选择导线截面，线路的最大持续工作电流亠輕A + .47A运Un %/3x10查相关资料知，33弋时单条平放LMK-50x4型矩形铝母线的允许载流量Ia! = 0.

49、91 x 565 A = 514 15 A > 115.47 A2）按热稳定度校验，满足热稳定度的最小允许截面积为仏= /.xl0- = 2.64 x 心 x 罟 mm' = 26.2794 n”实际选用的母线截面积50mm2 > 26.2794mm2,所以满足热稳定度的要求。3）动稳定度的校验，取母线档距1为l2m,相间中心线距s为0.25m,因£1 =需2切>2,所以母线截面的形状系数K" 三相短路冲击电流在中间相产生的电动力为/1 7F = V3-xlO'7 =V3xlx (7.224 xlO3)2x xlO"7N = 43

50、.37N50.25母线的弯曲力矩为母线的截面系数为vv= = 0.05-x0.004 n?=i67xi().6m36母线受到的最大计算应力为=竺=6H)5 p =3.9x106出=39MP( =69MPac W 1.67x10" a“d n/所以，动稳定满足要求。lOkV汇流母线与10kV侧引出线均选用单条LMY-50X4 型矩形铝母线，水平平放。& 3 10kV配电线路的选择和校验山于该集团面积不大，各车间变电所距离总降压变电所较近，集团高压配电线路采 用电缆线路，直埋敷设。山于集团线路较短，因此按发热条件选择截面，然后进行热稳 定校验。这里只选择一车间的线路。10kV侧计

51、算电流g=9238A,查相关资料，选择ZD22 3x35油浸纸绝缘电力电缆，259时其允许载流量Zfl/= 105 A > ；30 ,故满足要求。因为集团高压配电线路很短，线路始末两端短路电流相差不大，故以10kV母线上 短路时的短路电流进行校验2.8323 xlO388x a/0.75 nun2=27.87nun2 <35mm2满足热稳定的要求。9继电保护配置与整定根据该集团的需要，对总降压变电所以下设备安装继电保护装置：主变压器保护、 10kV馈电线路保护以及10kV母线保护。9.1主变压器保护总降圧变电所主变压器容量为2000kVA,根据规程要求，应装设瓦斯保护。电流速 断保

52、护、过电流保护以及过负荷保护。总降圧变电所主变压器继电保护原理展开图见附 图2。1）电流速断保护 保护釆用两相两继电器式接线，继电器为DL-11型，电流互 感器变比K, =50/5 = 10,保护装置的动作电流应躲过变压器二次侧母线的最大三相短路穿越电流，即口 =心几呎= 13x 2.8323 x103xx|a = 482.25A牛存 482.25AF.225A灵敏度应按变圧器一次侧的最小两相短路电流来校验，即孚勢皿22）过电流保护 釆用三个电流互感器接成完全星形接线方式，继电器为DL-11 型，电流互感器变比K产50/5 = 10, Kre=0.S5 , A：, =1.5,保护装置的动作电流

53、应躲过变圧器可能出现的最大负荷电流，即=/vr=hx?A = 69.86A也誓存眇心&99A动作时间取1.5so灵敬度应按变压器二次侧母线的最小两相短路穿越电流来校验，即 只 1.3966 x xio32 = x= 4.91 >1.5269.863）过负荷保护 用一个DL-11型继电器构成，保护装置动作电流应躲过变压器额定电流，即1.05200073x35A = 40.75 A动作时间取1015s。9.2 10kV馈电线路保护山总降圧变电所送至每个车间变电所的线路需要装设电流速断保护和过电流保护。 保护釆用两相两继电器式接线，继电器为DL-11型。1）电流速断保护 电流互感器的变

54、比=150/5 = 30,保护装置的动作电流应躲过一车间变压器二次侧母线的最大三相短路穿越电流，BP/缈=心厶加严 1 3 x 43.0978x 103xx|a = 1 067.185A4x1067 185a=35-57a灵敬度应按一车间变压器一次侧的最小两相短路穿越电流来校验，即牛专X =2）过电流保护 采用三个电流互感器接成完全星形接线方式，继电器为DL-11 型，电流互感器变比« =150/5 = 30, K疗=0.85,心=1.5,保护装置的动作电流应躲过一车间变压器可能出现的最大负荷电流，即1.2x1.5x0.85op.K160073x10A = 195.62 A= ±xI95.62 = 6.52A动作时间取1.