某塑料制品厂总配变电所与配电系统毕业设计

1、摘要某塑料制品厂总配变电所与配电系统设计是工厂供电的一部分。一套完整的现代化供电系统对于一个工厂实现生产自动化、提高成品质量是不可缺少的。设计对工厂供电方式、主要设备的选择、保护装置的配置与防雷接地系统进行了相应的叙述。本设计首先进行负荷计算，无功功率补偿计算，短路电流计算，并对变压器容量进行选择。然后，对主接线方案进行选择并拟定，电气主接线对接下来电气设备的选择，运行的可靠性和灵活性，操作和检修的安全以与今后的扩建，对电力工程建设和运行的经济节约等，都由很大的影响。接着，对主要电气设备选型并校验。最后，对主要设备继电保护进行设计和整定计算，对防雷和接地系统做相应叙述。在论文的最后还附上了主接

2、线图。关键词：负荷计算; 短路计算; 继电保护; 主接线设计目 录第1章 绪论11.1 工厂供电的意义11.2 工厂供电的要求11.3 设计依据21.3.1 平面布置图如图21.3.2 生产任务与车间组成21.3.3 工厂各车间的负荷情况与车间变电所的容量如下表21.3.4 供用电协议31.3.5 本厂负荷性质41.3.6 自然条件4第2章 负荷计算52.1 负荷计算的意义52.2 负荷计算的方法52.3 负荷计算6第3章 功率补偿计算与变压器的选择103.1 功率补偿计算103.2 变压器型式的选择113.3 变压器台数的选择123.4 变压器容量的选择12第4章 主接线的设计144.1 基

3、本要求144.2 电气主接线设计144.2.1 电气主接线各种连接方式与其优缺点154.2.2 主接线方案的拟定17第5章 短路电流计算195.1 短路电流计算方法与意义195.2 短路计算195.2.1 短路电流计算等效示意图195.2.2 短路电流与容量的计算19第6章 电气设备的选择与校验226.1 总配电所架空线进线的选择226.2 高压侧与低压侧母线的选择226.3 各变电所进线选择236.4 变电所低压出线的选择246.5 设备的选择246.5.1 高压侧设备的选择256.5.2 各车间进线设备的选择266.5.3 各变电所低压侧出线回路设备选择与校验表27第7章 继电保护307.

4、1 高压进线的继电保护307.2 各变电所进线的保护317.3 变压器继电保护33第8章 防雷与接地保护368.1 防雷保护368.2 接地装置36结论38致39参考文献40第1章 绪论1.1 工厂供电的意义工厂供电（electric power supply for industrial plants），就是指工厂所需电能的供应和分配。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。例如在机械工业中，电费的开支仅占产品成本的5%左右。因此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自动化以后可以大大增加

5、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，有利于实现生产过程的自动化。从另一方面说，如果工厂的电能供应突然中断，对工业生产可能造成严重的后果。例如某些供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短暂的停电，也会引起重大的设备损坏，或引起大量的产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。所以，工厂应该根据本厂环境条件和供电要求来选择适当的电气设备和确定其各项参数，保证工厂正常运行时安全可靠，出现故障时不致出现严重的后果，并在合理的情况下注意节约，还应该根据工厂生产情况与供应能力统筹兼顾。因此，一套完整的现代化供电系统对于

6、一个工厂实现生产自动化、提高成品质量是不可缺少的。 1.2 工厂供电的要求在工厂供电的过程中要切实保证工厂生产和生活的需要，还要做好节能工作，就应该做到以下要求：（1） 可靠 要满足供电可靠性的要求。（2） 安全 要满足在电能的使用中不应发生设备和人身事故。（3） 优质 要保证用户对电能质量的要求。（4） 经济 尽量减少供电系统中不必要的投资，并尽可能地节约电能。此外，在设计工厂配电系统的时候还要考虑到当地的天气设计防雷接地装置，合理地处理当前和长远的关系，既要节约能源，又要保证工厂生产和生活的需要。1.3 设计依据1.3.1平面布置图如图图 1-1 平面布置图1.3.2生产任务与车间组成 年

7、产量为万吨聚乙烯塑料制品，产品品种有薄模、单丝、管材和注射等制品。其原材料来源于某石油化纤总厂。1.3.3 工厂各车间的负荷情况与车间变电所的容量如下表表 1-1各车间与车间变电所负荷计算表（380V）序号车间或用电单位名称设备容量（千瓦）需用系数Kd功率因数 功率因数正切1薄膜车间14000.60.61.332原料库300.250.51.733生活间100.81.00.04成品库（一）250.30.51.735成品库（二）240.30.51.736包装材料库290.30.51.73小计（K&=0.95）1单丝车间13850.60.651.172水泵房200.650.80.75小计（K

8、&=0.95）1注塑车间1890.40.61.332管材车间8800.350.61.33小计（K&=0.95）1备料车间1380.60.51.732生活间100.813浴室50.814锻工车间300.30.651.175原料间150.816仓库150.30.51.737机修模具车间1000.250.651.178热处理车间1500.60.71.029铆焊车间1800.30.51.08（K&=0.87）1锅炉房2000.70.750.882试验室1250.250.51.733辅助材料库1100.20.51.734油泵房150.650.61.275加油站120.60.51.

9、66办公楼、招待所、食堂500.60.61.331.3.4 供用电协议工厂与电业部门所签订的供用电协议主要容如下：（1） 从电力系统的某66/10KV变电站，用10KV架空线路向工厂馈电。该变电站在工厂南侧1Km。（2） 系统变电站馈电线的定时限过电流保护的整定时间Top=2s,工厂总配电所保护整定时间不得大于1.5s.（3） 在工厂总配电所得10KV进线侧进行电能计量。工厂最大负荷时功率不得低于0.9.（4） 系统变电站10KV母线出口断路器的断流容量为200MVA.图2-2 供电协议图（1）从电业部门某35/10kV变电所用10kV架空线向本厂供电，该所在厂南侧1km。（2）供电系统短路技

10、术数据：电业部门变电所10kV母线，为无限大电源系统，其短路容量为200MVA。（3）电业部门对本厂提出的技术要求：电业部门配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒，工厂“总降”不应大于1.3秒；在总配变电所10kV侧进行电能计量；本厂的功率因数值应在0.9以上。1.3.5 本厂负荷性质生产车间为三班工作制，部分车间为单班或两班制，最大有功负荷年利用小时数为5000小时，属于三级负荷。1.3.6 自然条件（1）最热月平均最高气温为35 ；（2）土壤中0.71米深处一年中最热月平均温度为20 ；（3）年雷暴日为30天；（4）土壤冻结深度为1.1米；（5）夏季主导风向为南风。（6）地表面比较平坦

11、，土壤主要成分为积土与砂质粘土，层厚1.67m不等；（7）地下水位一般为0.7m；（8）地耐压力为20吨/平方米。 第2章 负荷计算2.1 负荷计算的意义计算负荷是供电系统设计计算的基础，为选择变压器台数和容量，选择电气设备，确定测量仪表的量程，选择继电保护装置等提供重要的数据依据。所以负荷计算准确与否直接影响着供电设计的质量。工厂供电系统运行时的实际负荷并不等于所有用电设备额定功率之和。这是因为用电设备不可能全部同时运行，每台设备也不可能全部满负荷，各种用电设备的功率因数也不可能完全一样。因此，工厂供电系统在设计过程中，必须找出这些用电设备的等效负荷。所谓等效是指这些用电设备在实际运行中所产

12、生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等，产生的最大温升与等效负荷产生的最高温升相等。我们按照等效负荷，从满足用电设备发热的条件来选择用电设备，用以计算的负荷功率或负荷电流称为“计算负荷”。通常规定取30分钟(min)平均最大负荷、和作为该用户的“计算负荷”，并用、和分别表示其有功、无功、视在和电流计算负荷。计算负荷也称需要负荷或最大负荷，目的是为了合理地选择工厂各级电压供电网络、变压器容量和设备型号等。2.2 负荷计算的方法计算负荷的确定是工厂供电设计中很重要的一环，计算负荷的确定是否合理，直接影响到电气设备选择的合理性、经济性。如果计算负荷确定的过大，将使电气设备选得过大，造成投资利有色金

13、属的浪费；而计算负荷确定的过小，则电气设备运行时电能损耗增加，并产生过热，使其绝缘过于老化，甚至烧毁、造成经济损失。因此，在供电设计中，应根据不同的情况，选择正确的计算入法来确定计算负荷。常用的负荷计算方法有需要系数法、二项式法、利用系数法和面积功率法等。在实际工程配电设计中，广泛采需用系数法，因其计算方便，多采用方案估算，初步设计和全厂大型车间变电所的施工设计。按需要系数法确定计算，应从实际每台用电设备开始，逐级向电源推进，一直计算到电源，用每一级的计算负荷为选择该用电器的依据。需用系数法的计算，现在己普遍应用于供配电设计中，其缺点是它未考虑到用电设备中少数容量特大的设备对计算负荷的影响。本

14、设计的情况符合需要系数法，因此本设计中的负荷计算都用需要系数法进行计算。2.3 负荷计算现以第5变电所车间负荷计算为例，计算过程如下：（在计算各车间变电所负荷合计时，同时系数分别取值：=0.9；=0.95）NO.5变电所（1） 锅炉房有功功率： =200×0.7=140 KW 无功功率：=140×0.88=123.2 Kvar视在功率：=140÷0.75=186.66 KV·A（2） 试验室有功功率：=140×0.25=35 KW无功功率：=35×1.73=60.55Kvar视在功率：=35÷0.5=70 KV·A

15、（3） 辅助材料库有功功率：=110×0.2=22 KW无功功率：=22×1.73=38.06Kvar视在功率：=22÷0.5=44 KV·A（4） 油泵房有功功率：=15×0.65=9.75KW无功功率：=9.75×1.27=12.385 Kvar视在功率：=9.75÷0.65=15 KV·A有功功率：=12×0.65=7.8KW无功功率：=7.8×1.6=12.48 Kvar视在功率：=7.8÷0.5=15.6 KV·A（5） 办公楼、招待所、食堂有功功率：=50

16、5;0.6=30 KW无功功率：=30×1.33=39.9 Kvar视在功率：=30÷0.6=50 KV·A变电所N0.5的计算负荷：有功计算负荷：= (2-1) =0.9×（14035229.757.830） =220.095 KW 无功计算负荷：= （2-2) =0.95×(123.260.5538.0612.38512.4839.9) =272.24625 Kvar 视在计算负荷：= （2-3) = =350kv.A其余变电所的计算方法与NO.5变电所的计算方法一样。第3章 功率补偿计算与变压器的选择3.1 功率补偿计算供电单位一般对用电

17、用企业要求要求功率因数达到0.9以上，若达不到要求，需增设无功功率的人工补偿装置。提高负荷的功率因数，可以减少发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无功功率，使线损大为降低，而且还可以改善电压质量、提高线路和变压器的输送能力。无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电容器两种。由于并联电容器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以与组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电容器在供电系统中应用最为普遍。下面以NO.5变电所为例计算：变电所的补偿前功率因数：=220.095÷350=0.63 (3-1)计算电流：=20.23 A (3-2) 补偿后功率因数：=0.92需要补偿的功

18、率：=220.095 ×（1.17-0.43） (3-3) =156.26Kvar补偿电容器的个数：=145.85÷25=5.83所以实际补偿的功率：=150 Kvar（所以本设计中选用电容器的型号为BKMJ0.4-25-3 ）补偿后有功计算负荷：=197.1 KW补偿后无功计算负荷：=-=228.46-150=78.46 Kvar (3-4)补偿后视在计算负荷：=212.14 KV·A (3-5)补偿后的计算电流：=12.25 A高压侧功率因数的校检：=0.015=0.015×212.14=3.18 KW (3-5)=0.06=0.06×21

19、2.14=12.73 Kvar (3-6)高压侧有功计算负荷：=+=200.28 KW (3-7)高压侧无功计算负荷：=+=91.19 KV·A (3-8)高压侧视在计算负荷：=220.06 KV·A高压侧计算电流：=12.71 A高压侧的功率因数：=0.91>0.9，满足要求。其他各变电所的计算方法一样，计算结果如表3-1所示：3.2变压器型式的选择一般正常环境的变电所，可以选用油浸式变压器，且应优先选用S9、S11等系列变压器。在多尘或由腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所，应选用S9-M、S11-M R等系列全密封式变压器。多层或高层建筑的变电所，宜选用SC9

20、等系列环氧树脂注干式变压器或SF666充气型变压器。根据本论文给出的自然条件：工厂所在地址自然条件正常，可以选用油浸式变压器。3.3 变压器台数的选择主变压器台数应根据负荷特点和经济运行的要求进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台以上主变压器：（1） 有大量一级或二级负荷。（2） 季节性符合变化较大，适于采用经济运行方式。（3） 集中符合较大，例如大于1250kVA时。本设计中所有负荷均为三级负荷，所以应该装设1台变压器。3.4 变压器容量的选择(1)只装一台变压器的变电所变压器的容量:应满足用电设备全部的计算负荷的需要，即(2)装有两台变压器的变电所每台变压器的容量应满足以下两个条件。1

21、 任一台变压器工作时，宜满足总计算负荷 的大约60%70%的需要，即=（0.60.7）2 任一台变压器工作时，应满足全部一、二级负荷的需要，即(3)车间变电所变压器的容量上限单台变压器不宜大于1000KV·A。这一方面是受以往低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的限制；另一方面也是考虑到可以使变压器更接近于车间负荷中心，以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。(4)并行运行的变压器最大容量与最小容量之比不应超过3:1。同时，并联运行的两台变压器必须符合以下条件：1 并联变压器的电压比必须一样，允许差值不应超过 ，否则会产生环流引起电能损耗，甚至绕组过热或烧坏。2 并列

22、变压器的阻抗电压必须相等，允许差值应不超过±10%，否则阻抗电压小的变压器可能过载。3 并列变压器的联接组别应一样，否则二次侧会产生很大的环流，可能使变压器绕组烧坏。本设计属于第一种情况，故变电所选取的变压器仅考虑（1）即可。以NO.5变电所选型为例（查看负荷计算大小，可确认选择一台变压器既满足）根据负荷计算是所得变电所补偿后总视在功率：=220.06KVA，选择的变压器应该满足：应选变压器的容量，查询附录表可知选择的变压器容量为250KVA，故选择的变压器型号为：S925010，参照变压器各参数，可以满足要求。结果如表3-2所示：表3-2 各变电所选的变压器与台数变电所变压器型号额

23、定容量（KVA）额定电压（V）连接组标号损耗阻抗电压（%）空载电流（%）高压低压空载负载1S9-1000/10100010K0.4KDyn111700920051.72S9-1000/10100010K0.4KDyn111700920051.73S9-400/1040010K0.4KDyn11870420043.04S9-315/1031510K0.4KDyn11720345043.05S9-250/1025010K0.4KDyn11600290043.0第4章 主接线的设计电气主接线是指从电源进线到负荷出线之间所有一次设备连成的回路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统

24、。主接线代表了发电厂或变电站电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，它直接影响电力系统运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合考虑变电站在电力系统中的地位、作用以与用户的负荷性质等因素，最大限度地满足运行灵活性、可靠性以与操作简便、经济合理便于扩建的基本要求。在选择电气主接线形式时，应根据变电站进出线回路数、设备特点、负荷性质等条件确定。4.1基本要求变电站的电气主接线应根据该变电站在电力系统中地位，变电站的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑

25、供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。因此对主接线的设计要求可以归纳为以下三点。（1）可靠性可靠性是指电气主接线能可靠保证对用户的供电。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。衡量可靠性的客观标准是运行实践。因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。一种主接线对某些变电站是可靠的，而对另一些变电站可能是不可靠的，因此可靠性是相对的而不是绝对的。（2）灵活性主接线的灵活性有以下几方面要求：1 调度要求可以灵活地投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在事故运行方式下、检修方式

26、下以与特殊运行方式下的调度要求。2 检修要求可以方便地停运断路器、母线与其继电保护设备进行安全检修，且不致影响对用户的供电。3 扩建要求可以容易地从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次或二次，设备改造量最小。（3）经济性经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。4.2电气主接线设计电气主接线的基本形式就是主要电气设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为主体。大致分为有汇流母线和无汇流母线两大类。其中有汇流母线的接线形式分为单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、一台半断路器接线以与增设旁路母线等。而无汇流母线的接线形式主要有单元接线、桥形接线以与多角形接线等。4.2.1 电气主接线各种连

27、接方式与其优缺点（1）单母线接线(线路变压器组接线)线路变压器组接线是线路和变压器直接相连，是一种最简单的接线方式，线路变压器组接线的优点是简单清晰，设备少，投资小，运行操作方便，且有利于扩建和采用成套配电装置等。但缺点是可靠性和灵活性差。适用围：一般只适用于有一台发电机或一台主变压器的中、小型发电厂或变电站的6220kV系统中，并与该电力系统中不同电压等级的出线回路数有关。1 610kV配电装置的出线回路数不超过5回时。2 566kV配电装置的出线回路数不超过3回时。3 110220kV配电装置的出线回路数不超过2回时。（2）单母线分段接线单母线分段接线就是将一段母线用断路器分为两段，它的优

28、点是接线简单，投资省，操作方便；缺点是母线故障或检修时要造成部分回路停电。适用围：1 610kV配电装置的出线回路数为6回与以上；变电站有两台主变压器时。2 3566kV配电装置的出线回路数为48回时。3 110220kV配电装置的出线回路数为34回时。（3）双母线接线双母线接线就是将工作线、电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组(一次/二次)母线上，且两组母线都是工作线，而每一回路都可通过母线联络断路器并列运行。与单母线相比，它的优点是供电可靠性大第6章 电气设备的选择与校验现代工厂要求电气设备防火、防潮、防爆、防污染、节能与小型化。电气设备的选择是涉与多种因素，首先要考虑并坚持

29、的是产品性能质量。电气产品的选用必须符合国家有关规范。其次才是经济性，要根据业主功能要求、经济情况做出选择。所要选择的产品包含在每个设计子项之中，主要有电源设备、高低压开关柜、电力变压器、电缆电线、开关电器等。6.1 总配电所架空线进线的选择架空线一般按发热条件来确定导线的型号，应该注意的是导线的允许载流量小于通过相线的计算电流，即>高压侧补偿后的计算电流：=149.97 A 查询相关附录表：根据当地温度的需要选择适宜的导线，因此这里应该选择LGJ-35型的铝绞线，该导线的截面积是35mm，机械强度也满足要求。6.2 高压侧与低压侧母线的选择母线的材料有铜、铝和钢。目前，农村发电厂和变电

30、站以与大、中型发电厂、变电站的配电装置中的母线，广泛采用铝母线，这是因为铜贵重，我国储量又少；而铝储量较多，具有价格低、重量轻、加工方便等特点。因此，选用铝母线要比铜母线经济。农村发电厂和变电站配电装置中的母线截面目前采用矩形、圆形和绞线圆形等。选择母线截面形状的原则是：肌肤效应系数尽量低；散热好；机械强度高；连接方便；安装简单。10kV侧主要选择矩形截面母线，因为同样截面的矩形母线周长比圆形母线的周长要长，散热面积大，冷却条件好；由于肌肤效应的影响，矩形母线的电阻比圆形的小。钢芯铝绞线的耐张性能比单股母线好，在允许电流一样的条件下，钢芯铝绞线的直径比单股母线直径大，其表面附近的电场强度小于单

31、股母线。为了使农村发电厂和变电站的屋外配电装置结构和布置简单，投资少，在高压侧一般采用钢芯铝绞线。母线的选择方法与架空线的选择方法一样，所以计算电流为：=149.97 A 查询相关附录表：根据当地温度的需要选择适宜的导线，因此这里应该选择LMY型矩形硬铝母线，选择导线的截面积为50×4mm，其允许载流量为586A。低压侧与高压侧的母线选择一致，此处省略计算过程。查表得，低压侧母线选用LMY型矩形硬铝母线的截面为125×10mm。6.3 各变电所进线选择NO.1 变电所引进线年最大负荷利用小时在5000h以上的架空线路且材料为铝芯电缆的经济电流密度为1.54A/mm。回路电流

32、：=50 A所以=32.47mm查表知：可选择ZLQ20-10000-3×35 mm的三芯油浸纸电缆铝芯铅包钢带凯装防腐电缆，相关参数：在温度为35时，允许的载流量是105A，正常允许的最高温度为60。其他变电所均采用ZLQ20-10000型电缆，其选择结果如表6-1所示：表6-1 各变电所高压进线列表变电所回路电流I（A）截面积（mm） 架空线 电力电缆（每回路）型号S（mm）根数35允许载流量（A）NO.15032.47ZLQ20-10000-3×35351130NO.248.5231.5ZLQ20-10000-3×35351130NO.322.1914.41

33、ZLQ20-10000-3×1616165NO.416.5510.75ZLQ20-10000-3×1616165NO.512.718.25ZLQ20-10000-3×16161656.4变电所低压出线的选择选择原则:根据计算变电所计算电流大小，来选择线型。NO.1 变电所低压侧回路电流：=1273.45A所选母线载流量应大于回路电流，查表可知：矩形硬铝母线LMY100×6.3,其放平时的载流量是1371A，能够满足载流要求。其他变电所选择如下表6-2所示：表6-2 各变电所低压进线列表变电所回路电流（A）低压侧回路母线型号尺寸（mm）根数允许载流量（A）

34、NO.11273.45LMY100×6.3100×6.311371NO.21230.94LMY100×6.3100×6.31371NO.3563.24LMY50×450×41586NO.4419.57LMY40×440×41480NO.5322.31LMY40×440×414806.5 设备的选择（1）按工作电压选则 设备的额定电压一般不应小于所在系统的额定电压，即，高压设备的额定电压应不小于其所在系统的最高电压，即。=10kV， =11.5kV，高压开关设备、互感器与支柱绝缘额定电压=12kV

35、，穿墙套管额定电压=11.5kV，熔断器额定电压=12kV。（2）按工作电流选择设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即。（3）按断流能力选择设备的额定开断电流或断流容量，对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的最大短路有效值或短路容量，即或对于分断负荷设备电流的设备来说，则为，为最大负荷电流。（1） 隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验a.动稳定校验条件或、分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，、分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值。b.热稳定校验条件 6.5.1 高压侧设备的选择表6-3 高压侧设备列表选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数量

36、程10KV149.97A 6.4KA16.32KA设备型号规格参数隔离开关GN19-10/40010KV400A31.5KA12.5电流互感器LQJ-10- 200/510KV200/5A160××0.2=45.25高压断路器ZN2-10/63010KV630A11.6KA30KA高压熔断器RN2-10/0.510KV500A200MVA电压互感器JDZ-10-10000/10010/0.1KV电压互感器JDZJ-10-10000/100/避雷器FS4-1010KV 6.5.2 各车间进线设备的选择各变电所回路电流计算值：NO.1变电所：回路电流=50.00A，电压=10K

37、V；NO.2变换所：回路电流=48.52A，电压=10KV；NO.3变电所：回路电流=22.19A，电压=10KV；NO.4变电所：回路电流=16.55A，电压=10KV；NO.5变电所：回路电流=12.71A，电压=10KV。此处设备器材均以K1点的短路电流来进行动稳定和热稳定校验，因此各车间变电所10KV进线回路设备一样。此处只列出第一车间的设备型号，其他车间选用设备型号均一样。 表6-4 高压侧设备列表 装置地点条件参数/KV/A/KA/KA量程10506.416.32设备型号规格参数高压隔离开关GN9-10/4001040031.512.5高压断路器SN10-10I/630106301

38、640电流互感器LQJ-10- 150/510150/51600.15=33.9126.566.5.3各变电所低压侧出线回路设备选择与校验表（1）NO.1车间变电所：低压侧回路电流A,V表6-5 NO.1变电所低压侧进线设备装置地点条件参数/KV/A/KA/KA量程101273.4524.6345.32=1334.6设备型号规格参数低压断路器DW15-1500/30.38150040低压刀开关HD13-1500/300.381500电流互感器LMZJ1-0.5-1500/50.51500/5（2）NO.2车间变电所：低压侧回路电流A,V表6-6 NO.2变电所低压侧进线设备装置地点条件参数/K

39、V/A/KA/KA量程101230.9424.6345.32=1334.6设备型号规格参数低压断路器DW15-1500/30.38150040低压刀开关HD13-1500/300.381500电流互感器LMZJ1-0.5-1500/50.51500/5（3）NO.3车间变电所，低压侧回路电流A,V表6-7 NO.3变电所低压侧进线设备装置地点条件参数/KV/A/KA/KA量程10563.2413.2924.45=388.57设备型号规格参数低压断路器DW15-600/30.3860030低压刀开关HD13-600/300.38600电流互感器LMZJ1-0.5-600/50.5600/5（4）

40、NO.4车间变电所，低压侧回路电流A,V表6-8 NO.1变电所低压侧进线设备装置地点条件参数/KV/A/KA/KA量程10419.5710.6419.58=249.06设备型号规格参数低压断路器DW15-600/30.3860030低压刀开关HD13-600/300.38600电流互感器LMZJ1-0.5-500/50.5500/5（5）NO.5车间变电所，低压侧回路电流A,V表6-9 NO.5变电所低压侧进线设备装置地点条件参数/KV/A/KA/KA量程10322.318.5615.75=161.2设备型号规格参数低压断路器DW15-600/30.3840025低压刀开关HD13-600/

41、300.38400电流互感器LMZJ1-0.5-400/50.5400/5第7章 继电保护在工厂的设计和运行中，应当考虑到电力系统发生故障和不正常运行的可能性，如设备的相间短路、对地短路与过负荷等故障。为了保证工厂的可靠供电，防止电气设备的损坏与事故扩大，应尽快地将故障切除。这个任务靠运行人员进行手动操作控制是无法实现的，必须由继电保护装置自动地、迅速地、有选择性地将故障设备切除，而当不正常运行情况时，要自动地发出信号以便与时处理，这就是继电保护的任务。7.1 高压进线的继电保护（1） 装设定时限过电流保护，采用DL-15型电磁式过电流继电器。1 过电流保护动作电流的整定 (7-1)式中=2，

42、为线路的计算电流，数值2应为电动机的自启动系数 ，=149.97A，,=1，=0.8，=200/5=40，因此动作电流为：，因此过电流保护动作电流整定为12A。2 过电流保护动作时间的整定过电流保护动作时间整定为2s。3 过电流保护灵敏系数的检验 (7-2)式中 在电力系统最小运行方式下，高压线路末端两相短路：5542.4 A (7-3)继电保护的动作电流换算到一次电路的值，称为一次动作电流：480 A (7-4)因此其保护灵敏系数为: 11.55>1.5,灵敏系数满足要求。（2）装设电流速断保护，利用DL-15的速断装置。1 电流速断保护动作电流的整定 (7-5)式中为被保护线路末端的

43、三相短路电流，这里=6.4KA，=1，=200/5=40，因此动作电流为：192 A (7-6)因此动作电流整定为192A。整定的速断电流倍数: (7-7)2 电流速断保护灵敏系数的校验 式中为在电力系统最小运行方式下，被保护线路首端的两相短路电流，5542.4 A为速断电流折算到一次电路的值:因此灵敏度系数为：2，满足灵敏度系数的要求。7.2 各变电所进线的保护NO.1车间变电所高压进线的保护：（1）装设定时限过电流保护，采用DL-15型电磁式过电流继电器。1 过电流保护动作电流的整定式中=2，为线路的计算电流，数值2应为电动机的自启动系数, =50A,=1，=0.8，=150/5=30，因

44、此动作电流为：5 A因此过电流保护动作电流整定为5A。2 过电流保护动作时间的整定 式中为后一级保护的线路首端发生三相短路时，前一级保护的动作时间；为后一级保护中最长的一个动作时间,为前后两级保护装置的时间级差，对定时限过电流保护取0.5s，前一级保护动作时间为2s,所以过电流保护动作时间整定为1.5s。3 过电流保护灵敏系数的检验式中为在电力系统最小运行方式下，被保护线路末端的两相短路电流,为动作电流折算到一次电路的值,因此其灵敏度系数为： 1.5，满足灵敏度系数的要求。（2）装设电流速断保护1 电流速断保护动作电流的整定式中为被保护线路末端的三相短路电流，这里=6.4KA，=1，=150/

45、5=30，因此动作电流为：256 A因此动作电流整定为256A。整定的速断电流倍数为：2 电流速断保护灵敏系数的校验式中为在电力系统最小运行方式下，被保护线路首端的两相短路电流5542.4 A 为速断电流折算到一次电路的值，因此其灵敏度系数为：36.952,满足灵敏度系数的要求。其他变电所高压侧进线的保护方案与NO.1变电所的保护方案一样。7.3 变压器继电保护变压器的继电保护装置（以NO.1变电所选用的S91000/10型变压器为例）（1）瓦斯保护：800kVA与以上的油浸式变压器和400kVA与以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。当变压器油箱内由故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瓦斯保

46、护应顺时动作于信号；当产生大量瓦斯时，瓦斯保护应动作于断开变压器各侧的断路器。当变压器安装处电源侧无断路器或短路开关时，瓦斯保护也可只动作于信号。 所以，本设计NO.1变电所选用的S91000/10型变压器应装设瓦斯保护。（2）装设定时限过电流保护，采用DL-15型电磁式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸的操作方式。1 过电流保护动作电流的整定其中：115.5 A可靠系数，接线系数，继电器返回系数，电流互感器的电流比=150/5=30 ，动作电流为：,因此过电流保护动作电流整定为6A。2 过电流保护动作时间的整定:,式中 为变压母线发生三相短路时高压侧继电保护的动作时间，在变压器低压

47、侧保护装置发生低压母线发生三相短短时的一个最长的动作时间，为前后两极保护装置的时间级差，对定时限过电流保护，可取0.5s，对反时限过电流保护可取0.7s。必须注意：对反时限过电流保护装置，由于其过电流继电器的整定时间只能是“10的倍动作电流的动作时间”，因此整定时必须借助继电器的动作特性曲线，以确定相应的实际动作时间，或由实际动作时间确定整定时间。但是，对于变压器的过电流保护时，其动作时间一般整定为住0.6s即可满足要求。3 过电流保护灵敏系数的检验 其中：=0.86624.63kA÷(10kV÷0.4kV)=853.18A；因此其灵敏度系数为： 4.741.5，满足灵敏度

48、系数的要求。（3）装设电流速断保护，利用DL15的速断装置。1 电流速断保护动作电流的整定 其中：，因此速断保护电流为:45.98 A2 电流速断保护灵敏系数的检验其中：5.542 KA1.379 KA因此其保护灵敏度系数为：2，满足灵敏度系数的要求。（4）温度保护所有干式变压器和1000kVA与以上油浸式变压器，均装设有温度保护。当变压器绕组温度或上层油温超过规定值时，发出报警信号。所以，本设计NO.1变电所选用的S91000/10型变压器应装设温度保护。选用的S91000/10型变压器应装设温度保护。第8章 防雷与接地保护8.1 防雷保护防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门

49、用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危与被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危与设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀式和排气式等。 在变电所屋顶装设避雷针和避雷带，并引进出两根接地线与变电所公共接装置相连。如变电所的主变压器装在室外和有露天配电装置时，则应在变电所外面的适当位置装

50、设独立避雷针，其装设高度应使其防雷保护范围包围整个变电所。如果变电所所在其它建筑物的直击雷防护范围内时，则可不另设独立的避雷针。按规定，独立的避雷针的接地装置接地电阻。通常采用3-6根长2.5 m的刚管，在装避雷针的杆塔附近做一排和多边形排列，管间距离5 m，打入地下，管顶距地面0.6 m。接地管间用40mm×4mm 的镀锌扁刚焊接相接。引下线用25 mm ×4 mm的镀锌扁刚，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔与其基础内的钢筋相焊接，上与避雷针焊接相连。避雷针采用直径20mm的镀锌扁刚，长11.5。独立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有3m以上的距离。8.2 接地装置电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道与建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地