某飞机制造厂变电所及配电系统设计1

1、前言变电站是电力系统的重要组成部分，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，它直接影响整个电力系统、厂矿企业生产的安全与经济运行。变配电所是由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。变电所涉及方面很多，需要考虑的问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电所高低压电气设备，为变电

2、所平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）确定车间变电所变压器的台数和容量；（2）电气主接线图的设计；（3）确定短路计算点，计算三相短路电流；（4）主要电气设备选择与校验；（5）继电保护配置。工厂供电课程设计是继工厂供电课程后的一个重要性的实践性教学环节，也是整个教学过程中不可缺少的重要组成部分。通过该课程设计可以巩固本课程理论知识，了解变电所设计的基本方法和变电所电能分配的各种实际问题，从而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、编号、设计说明书等方面得到训练，为今后的学习、工作奠定良好的基础。通过设计，系统地

3、复习，巩固工厂供电的基本知识，提高设计计算能力和综合分析能力、为今后的工作奠定初步的基础。基本要求按照国家标准GB供配电系统设计规范，GB10KV及以下变电所设计规范及GB低压配电设计规范等规范、进行工厂供电设计。做到安全、可靠、优质、经济的基本要求。并处理好局部与全局、当前与长远利益的关系，以便适应今后发展的需要、同时还要注意电能和有色金属的节约等问题。关键词：10kV变电站；变压器；电气主接线；电气设备；配电系统目 录设计要求及依据1§1负荷计算及主变压器的选择21.1负荷计算的目的和内容21.1.1负荷计算的目的21.1.2负荷计算方法21.1.3负荷计算的内容31.2无功负荷

4、补偿5§2变电所位置的选择52.1变电所位置的选择要求72.2变电所的布置82.3本变电所位置的选择8§3变压器的选择83.1变压器台数的选择83.2 变压器容量的确定83.3 本厂变压器容量的确定8§4 变电所主接线方案设计94.1主接线的基本要求104.1.1安全性104.1.2可靠性104.1.3灵活性104.1.4经济性104.2 主接线的案例与分析104.2.1单母线接线104.2.2单母线分段主接线11§5 短路电流计算125.1短路电流及其计算方法125.2三相短路计算12§6 变电所一次设备的选择与校验156.1设备型号选择的一

5、般条件156.1.1 按正常工作条件选择设备156.1.2 按工作电流选择设备的额定电流156.2 高压断路器的选择166.3高压隔离开关的选择176.3.1隔离开关的用途176.3.2形式结构176.3.3选择条件176.4电流互感器的选择186.4.1电流互感器的介绍186.4.2电流互感器的选择186.5电压互感器的选择196.5.1电压互感器的介绍196.5.2电压互感器的选择206.6高压熔断器206.6.1高压熔断器选择20§7变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定207.1继电保护的基本要求217.2 10kV系统中应配置的继电保护227.3 变压器应配置的保护22&

6、#167;8 避雷器元件工作原理及设计原理258.1放电间隙与放电管258.2压敏电阻258.3 抑制式二极管（TVS）2610kV降压变电所主接线图2910kV高压柜接线图3010kV变压器的保护原理展开图31总结32参考文献33设计要求根据本厂所取得的电源及本厂用电负荷实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求。确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定机电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出说明书，绘出设计图样。设计依据（1）负荷情况：本厂多数车间为两班制，年

7、最大负荷利用小时为5500h。该厂负荷属三级负荷，设三个车间变电所，各车间（380V侧）的负荷统计情况如下表：（2）供电协议A 电源：从电业部门某35kV地区变电所取得10kV的高压电源，地区变电所距本厂约8km。B 电力系统短路数据：地区变电所10KV母线在系统最大运行方式和最小运行方式下的短路容量分别为Sk.max=500MVA和Sk.min=200MVA，系统馈电出线继电保护的动作时间为3.2sC 电业部门对功率因数要求值：工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.90。（3）自然条件：所在区域的年最高气温为40摄氏度，年平均气温为20摄氏度，年最低气温为-8摄氏度，年最热月平均最高气温为30

8、摄氏度，年最热月地下0.8m处平均温度25摄氏度。年雷暴日数为32天，土壤性质以砂质粘土为主。§1 负荷计算及无功补偿1.1负荷计算的目的和内容1.1.1 负荷计算的目的计算负荷确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘提早老化，甚至烧毁，以致发生事故，同样给国家造成损失。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实

9、现供电系统安全、经济运行的必要手段。因此，供配电设计的第一步，需要计算全厂和各车间的实际负荷。1.1.2 负荷计算方法负荷计算的方法有需用系数法、二项式系数法、利用系数方法等等。需用系数法是将用电设备的设备功率乘以需用系数和同时系数直接求出负荷。需用系数法比较简单，因而广泛使用。并且适用于计算变、配电所的负荷。所以本次设计采用需用系数法，其计算方法1如下：1. 有功计算负荷的计算公式： P30=KdPe （1-1）Pe用电设备组总的设备容量（不含备用设备容量，单位为kW）。Kd用电设备组的需要系数。2. 无功计算负荷的计算公式： Q30=P30 （1-2）3视在计算负荷的计算公式： S30=P

10、30/ （1-3）4计算电流的计算公式： I30=S30/UN （1-4）1.1.3 负荷计算的内容1.铸造车间 Pe=875 Kd=0.5 =0.7 =1.02 P30=875×0.5=437.5kW Q30=437.5×1.02=446.25kvar S30=437.5/0.7=625kV·A I30=625/*380=0.95kA2锻压车间 Pe=760 Kd=0.65 =0.6 =1.33P30=760×0.65=454kW Q30=454×1.33=658.67kvar S30=454/0.6=823.3kV·A I30=8

11、23.3/*380=1.251kA3仓库 Pe=125 Kd=0. 5 =0.8 =0.75P30=125×0. 5=62.5kW Q30=62.5×0.75=46.875kvar S30=62.5/0.8=78.125kV·A I30=78.125/*380=0.119kA4机加车间 Pe=370 Kd=0. 7 =0.8 =0.75P30=370×0.7=259kW Q30=259×0.75=194.25kvar S30=259/0.8=323.75kV·A I30=329.75/*380=0.492kA5工具车间 Pe=400

12、Kd=0. 5 =0.6 =1.33P30=400×0.5=200kW Q30=200×1.33=266kvar S30=200/0.6=333.33kV·A I30=333.33/*380=0.506kA按相同方法，依次计算出其他车间的各项功率及视在电流如下：6模具车间 Pe=205 Kd=0. 6 =0.7 =1.02P30 =123 Q30=125.46 S30=175.71 I30=0.2677表面处理车间 Pe=275 Kd=0. 6 =0.65 =1.17P30 =165 Q30=193.05 S30=253.84 I30=0.3868动力车间 Pe=

13、218 Kd=0. 7 =0.65 =1.17P30 =152.6 Q30=178.54 S30=234.76 I30=0.3579总装车间 Pe=150 Kd=0. 6 =0.8 =0.65P30 =90 Q30=67.5 S30=112.5 I30=0.17110实验站 Pe=68 Kd=0. 7 =0.7 =1.02P30 =47.6 Q30=48.552 S30=68 I30=0.1总的视在负荷计算：P30（1）=994+582+455.2=2031.2kWQ30（1）=1151.795+585.71+487.642=2224.452kvarS30= S30=3012.3015kVA表

14、1.1 各车间低压负荷统计表序号车间名称设备容量/kW需要系数Kd计算负荷变压器台数和容量/kW/kvar/ kV·A/kA1铸造车间8750.50.71.02437.5446.256250.952*2500（kV·A）锻压车间7600.650.61.33494658.67823.31.251仓库1250.50.80.7562.546.87578.1250.119小计 9941151.7951526.4252.322 机加车间3700.70.80.75259194.25323.750.492工具车间4000.50.61.33200266333.330.506模具车间2050

15、.60.71.02123125.46175.710.267小计 582585.71832.791.2653 表面处理间2750.60.651.17165193.05253.840.386动力车间2180.70.651.17152.6178.54234.760.357总装车间1500.60.80.759067.5112.50.171试验站680.70.71.0247.648.552680.1小计 455.2487.642699.11.0141.2 无功负荷补偿 无功负荷补偿的目的：由于用户的大量负荷如感应电动机、电焊机、气体放电灯等，都是感性负荷，使得功率因数偏低，因此需要采用无功补偿措施来提高

16、功率因数。电力系统要求用户的功率因数不低于0.9，按照实际情况本次设计要求功率因数为0.92以上，因此，必须采取措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的办法是装设无功自动补偿并联电容器装置。要使功率因数提高，通常需装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量QN·C应为： QN·C=Q30-Q30'=P30(-） （1-5）按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量，当负荷减小时，补偿容量也应相应减小，以免造成过补偿。因此，无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿控制器，针对预先设定的功率因数目标值，根据负荷的变化相应投切电容器组数，使瞬时功率因数满足要求。

17、 低压无功自动补偿装置通常与低压配电屏配套制造安装，根据负荷变化相应循环投切的电容器组数一般有4、6、8、10、12组等。用上式确定了总的补偿容量后，就可根据选定的单相并联电容器容量qN·C来确定电容器组数： （1-6）在用户供电系统中，无功补偿装置位置一般有三种安装方式：(1)高压集中补偿 补偿效果不如后两种补偿方式，但初投资较少，便于集中运行维护，而且能对企业高压侧的无功功率进行有效补偿，以满足企业总功率因数的要求，所以在一些大中型企业中应用。(2)低压集中补偿 补偿效果较高压集中补偿方式好，特别是它能减少变压器的视在功率，从而可使主变压器的容量选的较小，因而在实际工程中应用相当

18、普遍。(3)低压分散补偿 补偿效果最好，应优先采用。但这种补偿方式总的投资较大，且电容器组在被补偿的设备停止运用时，它也将一并被切除，因此其利用率较低。 具体计算有功功率 Pc=K pP30 （1-7）无功功率 Qc= KqQ30 （1-8）视在功率 S30= （1-9）式中：对于干线，可取K p =0.85-0.95，Kq =0.90-0.97。对于低压母线，由用电设备计算负荷直接相加来计算时，可取K p =0.8-0.9，Kq =0.85-0.95。由干线负荷直接相加来计算时，可取K p =0.9-0.95，Kq =0.93-0.97。Pc=K pP30=0.952031.2=1929.6

19、4kWQc= KqQ30=0.932224.452=2068.74kvarSc=2828.99kVA本次设计采用低压集中补偿方式。PC QC S30取自低压母线侧的计算负荷，提高至0.92=0.682QN·C=PC（-）=1929.64*tan(arccos0.682)-tan(arccos0.92)=1247.2 kvar选择BSMJ0.4-25-3型并联电容器，qN·C=25kvar =1247.2kvar/25kvar=49.9 补偿后的视在计算负荷SC=2097.2kV·A= =0.92>0.9§2变电所位置和型式的选择2.1 变电所位置的

20、选择要求变电所位置的选择，应根据下列要求经济技术、经济比较确定。 (1) 接近电源； (2) 进出线方便； (3) 设备运输方便； (4) 尽量接近负荷中心； (5) 不应设在有剧烈振动或高温的场所； (6) 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所； (7) 不应设在厕所、浴室或其他经常有水场所的正下发，且不宜与上述场所相贴近； (8) 不应设在有爆炸危险的正方或正下方，且不宜设在有火危险环境的正上方或正下方。2.2 变电所的布置变电所的总体布置，应满足以下要求。 (1) 便于运行维护和检修； (2) 保证运行安全； (3) 便于进出线； (4) 节约土地和建筑费用； (5) 适应发展要求。2.3

21、本变电所位置的选择依据上述原则和要求以及本厂的具体情况，有利于交通运输，并且靠近于电源侧，正在几个大型的负荷中心。远离了剧烈震动、高温、多尘、腐蚀性气体及常积水的场所来确定本变电所的位置，如图1.1所示。§3 变压器台数、容量的选择3.1 变压器台数的选择变电所主变压器台数选择原则（1）为了保证供电可靠，在变电所中一般应装设备用电源时，可装设两台主变压器。如果有一个电源进线或变电所可由低压侧电力网取得备用电源时，可装设一台主变压器。（2）当工厂绝大部分负荷属于三级负荷，其少量一、二级负荷可由邻压电网(10kv)取得备用电源时，可装设一台主变压器。（3）装有两台及以上主变电器的变电所，

22、当断开一台时，其余主变压器容量不应小于60%-70%的全部负荷，并应保证用户一、二级负荷。3.2 变压器容量的确定变压器容量装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证80%负荷供电。3.3 本厂变压器容量的确定变压器的容量计算：SNT=（0.60.7）S30 （1-10）SNT=0.6×3012.3015=1807.38kV·A即可选定两台容量为2500kV·A的变压器。本厂负荷较大，经过整定计算后可的S30=3012.3015kV·A，要求选择两

23、台变压器，根据公式SNT=(0.60.7)S30计算，可选用两台容量为2500KV·A的变压器。变压器型号为S92500/10的变压器。表1.2 变压器S92500/10的技术参数额定容量（KVA）额定电压损 耗短路阻抗连接一次二次空载负荷6.5%组标号250010.50.4320020700Y,Yd11降压变电所两台主变压器 图1.1 厂总平面图§4 变电所主结线方案设计4.1 主接线的基本要求主接线是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行人员进

24、行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。概括地说，对一次接线的基本要求包括安全、可靠、灵活和经济四个方面。4.1.1 安全性安全包括设备安全及人身安全。一次接线应符合国家标准有关技术规范的要求，正确选择电气设备及其监视、保护系统，考虑各种安全技术措施。4.1.2 可靠性不仅和一次接线的形式有关，还和电气设备的技术性能、运行管理的自动化程度因素有关。4.1.3 灵活性用最少的切换来适应各种不同的运行方式，适应负荷发展。4.1.4 经济性在满足上述技术要求的前提下，主接线方案应力求接线简化、投资省、占地少、运行费用低。采用的设备少，且应选用技术先进、经济适用的节能产品。4.2 主接线的案例与分析主接线

25、的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。在此主要介绍单母线接线。4.2.1 单母线接线这种接线的优点是接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障检修，均需要使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：适应于容量较小、对供电可靠性要求不高的场合，出线回路少的小型变配电所，一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。图2.1 单母线不分段主接线4.2.2 单母线分段主接线当出线回路数增多且有两路电源进

26、线时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线。母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。在正常工作时，分段断路器可接通也可断开运行。两路电源进线一用一备时，分段断路器接同运行，此时，任一段母线出现故障，分段断路器与故障段进线断路器都会在继电保护装置作用下自动断开，将故障段母线切除后，非故障段母线便可继续工作，而当两路电源同时工作互为备用时，分段断路器则断开运行，此时若任一电源出现故障，电源进线断路器自动断开，分段断路器可自动投入，保证给全部出线或重要负荷继续供电。图2.2 单母线分段主接线单母线分段接线保留了单母线接线的优点，又在一定程度上克服了它的缺点，如缩小了母线故障的影响范围、分别从两段

27、母线上引出两路出线可保证对一级负荷的供电等。本次主接线的设计我们采用的10kV侧采用单母接线，0.4kV侧采用单母分段（具体图见附录一）。§5 短路电流计算5.1 短路电流及其计算方法供电系统应该正常的不间断地可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行常常因为发生短路故障而遭到破坏。造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏、误动作、雷击或过电压击穿等。短路电流数值通常是正常工作电流值的十几倍或几十倍。当它通过电气设备时，设备的载流部分变形或损坏，选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定。短路电流在线路上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与

28、母线连接的电动机或其它设备的正常运行。计算方法采用标幺值法计算。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= 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。5.2 三相短路计算电源取自距本变电所8km外的35kV变电站，用10kV双回架空线路向本变电所供电，出口处的短路容量为500MV·A。图3.1 短路计算示意图求10kV母线上K-1点短路和380V低压

29、母线上K-2点短路电流和短路容量。电源侧短路容量定为Sk=500MV·A确定基准值：取 Sd=100MV·A Uc1=10.5kV Uc2=0.4kV Id1= =100MV·A/（*10.5kV）=5.50kA （3-1）Id2= =100MV·A/（*0.4kV）=144.34kA （3-2）计算： 电力系统 X1*= Sd/Sk=100MV·A/500MV·A=0.2 （3-3） 架空线路（架空线路电抗查表的0.35）6 X2*=X0LSd/Uc2=0.35/km*8km*=2.54 （3-4） 电力变压器（UK%取6.5） X

30、3*=Uk%Sd/100SNT=2.6 （3-5）求K-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量： 总电抗标幺值X*(k-1) =X1*+X2*=0.2+2.54=2.74 （3-6） 三相短路电流周期分量有效值Ik-1(3) = Id1/X*(k-1) =5.50kA/2.74=2kA （3-7） 其他三相短路电流 在10/0.4KV变压器一次侧低压母线发生三相短路时，可取ksh=1.9，因此： Ik-1"(3) =Ik-1 (3) = Ik-1(3) =2kA （3-8） ish (3) =2.55*2kA=5.1kA （3-9） Ish(3) =1.51*2kA=3.

31、02kA （3-10） 三相短路容量 Sk-1(3) = Sd/X*(k-1) =100MV·A/2.74=36.5 MV·A （3-11）求K-2点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量：两台变压器并列运行： 总电抗标幺值 X*(k-2) =0.2+2.54+2.6/2=4.04 三相短路电流周期分量有效值Ik-2(3) = Id2/X*(k-2) =144.34kA/4.04=35.72kA （3-13） 其他三相短路电流在10/0.4KV变压器二次侧低压母线发生三相短路时，R<<X，可取ksh=1.6，因此： Ik-2"(3) =Ik-2

32、 (3) = Ik-2(3) =35.72kA （3-14） ish (3) =2.26*35.72kA=80.73kA （3-15） Ish(3) =1.31*35.72kA=46.8kA （3-16） 三相短路容量 Sk-2(3) = Sd/X*(k-2) =100MV·A/4.04=24.75 MV·A （3-17）两台变压器分列运行： 总电抗标幺值 X*(k-2) =0.2+2.54+2.6=5.34 三相短路电流周期分量有效值Ik-2(3) = Id2/X*(k-2) =144.34kA/5.34=27kA 其他三相短路电流 Ik-2"(3) =Ik-2

33、 (3) = Ik-2(3) =27kA ish (3) =2.26*27kA=61.02kA Ish(3) =1.31*27kA=35.37kA 三相短路容量 Sk-2(3) = Sd/X*(k-2) =100MV·A/5.34=18.73MV·A 表3.1 高压短路计算结果短路计算点总电抗标幺值三相短路电流/ kA三相短路容量/MV·AX*Ik (3)I”(3)I(3)ish (3)Ish(3)Sk (3)k-12.742225.13.0236.5k-2变压器并列运行4.0435.7235.7235.7280.7346.824.75变压器分列运行5.34272

34、72761.0235.3718.73 §6 变电所一次设备的选择与校验6.1 设备型号选择的一般条件变电所一次设备包括高压开关柜、高压断路器、隔离开关、高压负荷开关、高压熔断器、避雷器、电压互感器、电流互感器，低压成套配电装置等。在选择这些设备时，应保证这些设备在正常工作条件下能可靠工作，在短路故障时不被损坏，即按长期正常工作条件选择参数，按环境条件选择结构类型，按短路情况进行校验，并在保证供配电安全、可靠的前提下积极而稳妥地采用新技术，且节省投资，力争做到技术先进、经济合理。6.1.1 按正常工作条件选择设备所选电气设备的最高允许的工作电压，必须高于或等于所在电网的最高运行电压。设

35、备允许长期承受的最高工作电压，一般为相应电网额定电压的1.11.5倍，即 UNUNS6.1.2 按工作电流选择设备的额定电流 1.短路动稳定校验：直接给出定型设备允许的稳定峰值电流imax，动稳定条件为：imaxish或ImaxIshimax , Imax设备允许通过的动稳定电流（极限电流）峰值和有效值(kA)ish, Ish设备三相短路冲击电流的幅值和有效值 2.短路热稳定校验：用直接给出设备的热稳定电流（有效值）It及允许持续时间t，热稳定条件为：It2tI2teqIt, t设备厂家给定的通过的热稳定电流（kA）和持续时间(s)。3. 校验断路器的开断能力。4. 短路电流计算条件： (1)

36、短路类型：通常为三相短路计算。 (2)系统容量和接线。 (3)短路计算点。是被选设备通过最大短路电流的短路点称为设备的短路计算点。6.2 高压断路器的选择高压断路器是电力系统中最重要的开关设备，它及可以在正常情况下接通或断开电路，又可以在系统发生短路故障是迅速地自动断开电路。灭弧能力是断路器的核心性能。 主要参数： (1)额定电压UN。断路器的最高工作电压。其值为额定电压的1.15倍。 (2)额定电流IN。 (3)额定开断电流Ibr。断路器在额定电压下能可靠断开的最大电流，表明了断路器的灭弧能力，是断路器最重要的性能参数。 (4)动稳定电流imax。是断路器允许通过的短路电流的最大瞬时值。是反

37、映断路器机械强度的一项指标。 (5)热稳定电流It。在规定时间内，断路器通过此短路电流时，引起的温度升高不会超过短时发热允许值。是反映断路器承受短路电流热效应能力的参数。 (6)全分闸时间。包括固有分闸时间和灭弧时间两段。断路器的选择内容包括：选择型式。选择额定电压。选择额定电流。校 验开断能力。校验动稳定。 校验热稳定。10KV高压断路器选择型真空断路器。表4.1 高压断路器的选择校验表序号安装地点的电气条件型真空断路器项目数据项目数据结论1.UN10kVUN.QF10kV合格2.IC20.07AIN.QF630A合格3.Ik(3)2kAIoc16kA合格4.ish(3)5.1kAimax4

38、0kA合格5.I2tima(2kA)2*(3.2)S=12.8 kA2·sIt2t(16kA)2*4S=1024kA2·s合格6.3 高压隔离开关的选择6.3.1 隔离开关的用途 (1)隔离电压。在检修电气设备是，将隔离开关打开，形成明显可见的开点，使带电部分与被检修部分隔开，以确保检修安全。 (2)可接通和断开很小的电流。 (3)可与断路器配合或单独完成倒闸操作。6.3.2 形式结构高压隔离开关一般有底座、支柱绝缘子、导电刀闸、动触头、静触头、传动机构等组成。一般配有独立的电动或手动操动机构，单相或三相操动。高压隔离开关主刀闸与接地刀闸间一般都设有机械连锁装置，确保两者之

39、间操作顺序正确。各类高压隔离开关、接地开关根据不同的安装场所有各种不同的安装方式。6.3.3 选择条件海拔高度不大于1000米为普通型，海拔高度大于1000米为高原型；地震烈度不超过8度；环境温度不高于+400°C，户内产品环境温度不低于-100°C，户外产品环境温度不低于-300°C；户内产品空气相对湿度在+250°C时其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%（有些产品要求空气相对湿度不大于85%）；户外产品的覆冰厚度分为5毫米和10毫米；户内产品周围空气不受腐蚀性或可燃气体、水蒸气的显著污秽的污染，无经常性的剧烈震动。户外产品的使用环境为普通型，

40、用于级污秽区，防污型用于级（中污型）、级（重污型）污秽区。 10KV的高压隔离开关选择GN1910C/400型表4.2 高压隔离开关的选择校验表序号安装地点的电气条件GN1910C/400型隔离开关项目数据项目数据结论1.UN10kVUN.QF10kV合格2.IC20.07AIN.QF400A合格3.Ik(3)Ioc4.ish(3)5.1kAimax50kA合格5.I2tima(2kA)2*(3.2)S=12.8 kA2·sIt2t(12.5kA)2*4S=156.25kA2·s合格6.4 电流互感器的选择6.4.1 电流互感器的介绍1电流互感器是一次电路和二次电路间的连接

41、元件，用以分别向测量仪表和继电器的电压线圈与电流线圈供电。电流互感器的结构特点是：一次绕组匝数少（有的只有一匝，利用一次导体穿过其铁心），导体相当粗；而二次绕组匝数很多，导体较细。它接入电路的方式是：将一次绕组串联接入一次电路；而将二次绕组与仪表、继电器等的电流线圈串联，形成一个闭合回路，由于二次仪表、继电器等的电流线圈阻抗很小，所以电流互感器工作时二次回路接近短路状态。二次绕组的额定电流一般为5A。 电流互感器在使用中要注意以下几点：电流互感器在工作时其二次侧不得开路，二次侧不允许串接熔断器和开关；电流互感器二次侧有一端必须接地，防止一次、二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人

42、身和设备的安全。6.4.2 电流互感器的选择选择电流互感器时，首先根据装设地点、用途等具体条件确定互感器的结构类型、额定电流比KL；最后校验其动稳定和热稳定。(1) 结构类型 根据配电装置的类型，相应选择户内式或户外式电流互感器。本厂为10KV供电，故选户内式。一般用于继电保护装置的电流互感器，可选5P或10P级。此外还应该按10%误差曲线进行校验，保证在短路时误差也不会超过-10%6。(2) 额定电压的选择 电流互感器的额定电压应满足条件：UNUNS(3) 额定电流的选择和额定电流比的确定 电流互感器一次绕组的额定电流I1N已标准化，应选择比一次回路最大长期电流Imax略大一点的标准值。当I

43、1N确定后，电流互感器的额定电流比也随之确定，即为KL=I1N/5(1)。(4) 热稳定校验电流互感器的热稳定校验，应满足下列条件：(I1NK1)2QK(5) 动稳定校验 电流互感器的动稳定校验包括两个方面的内容，即内部电动力稳定校验和外部电动力稳定校验。型电流互感器参数如表4.3表4.3 型电流互感器参数秒度表型号额定电流比额定输出容量热稳定电流动稳定电流(A)0.5级6.8kA12kA10V·A型电流互感器校验结果如表4.4表4.4 型电流互感器校验表校验项目安装地点电气参数型电流互感器结果项目数据项目数据额定电压10kV10kV合格额定电流20.07A75A合格动稳定5.1kA

44、12kA合格热稳定(2kA)2*3.2s6.82*1s=43.24kA合格6.5 电压互感器的选择6.5.1 电压互感器的介绍电压互感器TV式将高电压变成低电压的设备，分为电磁式电压互感器和电容式电压互感器。电压互感器在使用中要注意以下几点：电压互感器在工作时其二次侧不得短路。电压互感器二次侧有一端必须接地，防止一次、二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备的安全。6.5.2 电压互感器的选择电压互感器的选择内容包括：根据安装地点和用途，确定变压器的结构类型，确定额定电压比。(1) 选择结构类型 根据配电装置类型，相应的电压互感器可选择户内式或户外式。本厂为10kV，可选用

45、油浸式结构或浇注式结构。 (2)电压互感器一次绕组的额定电压应与安装处电网额定电压相同。开口三角绕组额定电压，35kV及以下的应选择(100/3)V (3)选择容量。 计量柜中所选电压互感器应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求。型电压互感器参数如表4.5。表4.5 型电压互感器参数表型号额定电压（）额定输出容量原绕组副绕组辅助绕组50V·A6.6 高压熔断器熔断器是用于保护短路和过负荷的最简单的电器。但其容量小，保护特性较差，一般仅适用于35kV及以下电压等级，主要用于电压互感器短路保护。6.6.1 高压熔断器的介绍高压熔断器是一种过流保护元件,由熔件与熔管组成。当过载或短路时，

46、熔件熔断，达到切断故障保护设备的目的。电流越大，熔断时间越短。在选择熔件时，除保证在正常工作条件下（包括设备的起动）熔件不熔断外，还应该符合保护选择性的要求。6.6.2 高压熔断器的选择除按环境、电网电压、电源选择型号外，还必须按SNbrS"校验熔断器的断流容量；选择的主要指标是选择熔件和熔管的额定电流，熔断器额定电流按INFUINFB 选。所选择的熔件应在长时最大工作电流及设备起动电流的作用下不熔断，在短路电流作用下开关熔断；要求熔断器特性应与上级保护装置的动作时限相配合（即动作要有选择性）。保护一般回路的熔断器还要选择熔断体的额定电流和熔断器(壳)的额定电流。10kV的高压熔断器

47、选择XRNP310型熔断器。表6.4 高压熔断器的选择校验表序号安装地点的电气条件XRNP310型熔断器项目数据项目数据结论1.UN10kVUN.QF10kV合格2.IC20.07IN.QF200A合格3.Ik(3)5.1kAIoc50kA合格4.ish(3)imax5.I2timaIt2t§7变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定7.1 继电保护的基本要求在电力系统运行过程中，由于绝缘老化,外力破坏和操作维护不当等原因造成各种故障或不正常运行状态。当电力系统发生故障时继电保护装置能自动将故障切除，限制事故的范围,当出现不正常运行状态时，继电保护装置能及时发出信号或警报，通知运行值

48、班人员进行处理,继电保护装置应满足四项基本要求，即选择性、速度性、灵敏性和可靠性。(1)选择性 当电力系统发生故障时，使距离故障点最近的继电保护装置动作，切除故障设备或线路，从而保证无故障部分继续运行，选择性的要求是保证对用户可靠供电的基本条件之一。(2)速动性 为了限制短路电流对电气设备的破坏程度，减少短路故障时因电压降低而对用户产生的不利影响，加快恢复电力系统正常运行的过程，防止系统瓦解，要求继电保护装置以尽可能快的速度动作来切除故障。(3)灵敏性 在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数，灵敏系数应根据不利的正常（含正常检修）运行方式和不利的故障类型计算，

49、但可不考虑可能性很小的情况。(4)可靠性 投入运行的保护装置，应随时处于准备动作状态。当属于该保护范围内的故障或不正常运行状态发生时，应能可靠动作；保护范围外的故障或不正常工作状态发生时，不应误动作。为了保证保护装置的动作的可靠性，则要求保护装置的设计原理、整定计算、安装调试应正确无误；组织保护装置的各元件质量可靠；继线保护装置接线力求简化有效，运行维护良好，以提高装置的可靠性。7.2 10kV系统中应配置的继电保护按照工厂企业10kV供电系统的设计规范要求，在10kV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置。1.10kV线路应配置的继电保护 10kV线路一般均应装设过电流保护

50、。当过电流保护的时限不大于0.5s0.7s,并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。 2. 10kV配电变压器应配置的继电保护(1)当配电变压器容量小于400kV·A时，一般采用高压熔断器保护；(2)电变压器容量为400630kV·A，高压侧采用断路器时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护。(3)电变压器容量为800kV·A及以上时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护；对于油浸式配电变压器还应装设气体保护，另外尚应装设温度保护。 3. 10kV分段母线应配置的继电保护 于不并列运行的分段母线,应装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除；另外应装设过电流保护。7.3 变压器应配置的保护变压器的故障一般分为内部故障和外部故障，内部故障主要有绕组的相间短路、绕组匝间短路和中性点直接接地侧的单相接地短路。外部故障有引出线上绝缘套管的故障，可能导致引出线的相间短路或单相接地短路。变压器的不正常工作状态有：由于外部短路和过负荷而引起的