KV降压变电所继电保护设计

1、作者：Pan Hon glia ng仅供个人学习35KV降压变电所继电保护地设计学生姓名院系名称工学院专业名称电气工程及其自动化班 级2007级学 号指导教师徐强完成时间2011 年05月15日35KV降压变电所继电保护地设计学生： 指导老师：内容摘要 ：本设计根据设计地原始资料及参考书籍，作出了 35KV降压变电站继电保护 设计.设计说明书内容共分为七章 ,包括负荷计算,功率补偿与变压器 ,高压电器 选择,短路电流计算,继电保护和防雷措施等 .改设计以实际负荷为依据 ,变电所 地最佳运行为基础，按照有关规定和规范，完成了满足改要求地35KV降压变电所 继电保护设计 .变电所电力系统中对电能地

2、电压和电流进行变换、 集中和分配地场所 . 为保 证电能地质量以及设备地安全 , 在变电所中还需进行电压调整、潮流控制以及输 配电线路和主要电工设备地保护 .继电保护对我国电力系统地安全运行 ,起着不可替代地作用 ,在我国经济持 续发展 , 对电力要求不断增大地情况下 , 要做好继电保护工作 , 就要从各方面对继 电保护地基本任务和意义 ,以及起保护作用地继电保护装置有深刻地了解 ,并要 及时掌握未来技术发展地方向 .关键词 ： 35KV 变电所 继电保护The Design Of 35KV step-down substation relayprotectionAbstract :The d

3、esign according to the design of the original data and reference books, made a 35KV step-down substation relay protection design. Design specification is divided into seven chapters, including load calculations, power compensation and transformers, high voltage electric appliance choice, short-circu

4、it current calculations, relay protection and lightning protection measures. Change the design based on actual load, substation based on the best run in accordance with relevant regulations and norms, and completed the requirements to meet the change 35KV step-down substation relay protection design

5、.Substation power system voltage and current of electrical energy to transform, focus and allocation of places. To ensure the quality of electricity and equipment safety, the need for the substation voltage regulation, power flow control, and the main electrical transmission and distribution lines a

6、nd equipment protection.Protection of the safe operation of power system, plays an irreplaceable role in China's sustained economic development, increasing the power requirements of the case, to do protection work, we should all aspects of the relay Protection of the basic tasks and significance

7、, and the protective relay device has a deep understanding of, and to grasp the future direction of technology development.Key words : 35KV substation relay protection目录1 设计原始资料 71.1 某35KV变电所主要供电用户基础资料 71.2 水文资料 71.3 电气工程技术指标及各材料供应情况 71.4 工厂与供电部门达成地“供电协议”内容： 72 负荷计算及功率补偿 82.1 铸钢车间地计算负荷 92.1.1 补偿前应选变

8、压器容量及功率因素值 92.1.2 无功补偿容量 92.1.3 补偿后地变压器容量和功率因数 92.2 下料车间地计算负荷 102.2.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 102.2.2 无功补偿容量 102.2.3 补偿后地变压器容量和功率因数 102.3铸铁车间I地计算负荷 102.3.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 112.3.2 无功补偿容量 112.3.3 补偿后地变压器容量和功率因数 112.4铁铸车间U地计算负荷 112.4.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 112.4.2 无功补偿容量 122.4.3 补偿后地变压器容量和功率因数 122.5.1 补偿前应选变压器容

9、量及功率因素值 122.5.2 无功补偿容量 132.5.3 补偿后地变压器容量和功率因数 132.6 锻压车间地计算负荷 132.6.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 132.6.2 无功补偿容量 142.6.3 补偿后地变压器容量和功率因数 142.7 锅炉房地计算负荷 142.7.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 142.7.2 无功补偿容量 142.7.3 补偿后地变压器容量和功率因数 152.8 空压机站地计算负荷 152.8.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 152.8.2 无功补偿容量 152.8.3 补偿后地变压器容量和功率因数 152.9 机修车间地计算负荷 16

10、2.9.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 162.9.2 无功补偿容量 162.9.3 补偿后地变压器容量和功率因数 162.10 化工厂地计算负荷 172.10.1 补偿前应选变压器容量及功率因素值 172.10.2 无功补偿容量 172.10.3 补偿后地变压器容量和功率因数 172.12 估算总降变压器功率损耗 183 工厂供电系统 193.1 厂区配电电压选择 193.2 导线地选择 193.2.1 架空线地选择 193.2.2 选择电缆 203.3 总电压变电所所址地选择 203.4 主变压器台数和容量地选择 213.5 变压器主要运行方式确定 213.6 主接线地选择 223.

11、7 低压侧接线方式地确定 234 短路电流计算 244.1 短路电流计算地目地及方法 244.2 最小运行方式 244.3 最大运行方式 254.4 短路电流计算结果 275 高压电器地选择 285.1 35KV高压开关柜地选择 285.2 高压断路器地选择 285.3 高压隔离开关地选择 295.4 高压负荷开关地选择 305.5 高压熔断器地选择 315.6.1 电压互感器 335.6.2 电流互感器 346 继电保护设计 346.1 电力变压器地继电保护 346.1.1 单相短路 356.1.2 过电流保护 356.1.3 电流速断保护 356.1.4 差动保护 366.1.5 过负荷保

12、护 366.1.6 瓦斯保护 366.2 低压侧配电保护 366.3 高压线路地继电保护 376.3.1 电流速断保护 376.3.2 限时电流速断保护 376.3.3 定时限过电流保护 386.3.4 过负荷保护 387 变电所地防雷、接地与电气安全 397.1 避雷针 397.2 避雷线 397.3 避雷器 397.4 安全保护接地 407.5 电气安全 40附 录 41参考文献 42致谢 431设计原始资料1.1某35KV变电所主要供电用户基础资料1工厂情况及扩建计划工厂三班工作制.由于工厂受环境限制，有增加30%负荷扩建可能.2工厂负荷性质工厂电力负荷情况分析：铸铁车间I为一级负荷、化

13、工厂（转供）为二级负荷,锅炉房、铸铁车间U、空压机站、热处理车间为二级负荷，其余车间为三级负荷；住宅区为3级负荷.工厂昼夜负荷变化较大.1.2水文资料1 厂区砂质粘土，土壤允许承载能力为20吨/米2.中等含水量时，实得土壤 电阻率为0.8 X104q /cm.2. 地下水位3.55m.3最热月平均温度为23C,极端温度为38C,极最低温度为-26.5 C .4. 本地区年雷暴日数为36.5天.5. 最热日地下0.8m处，土壤平均温度为19.5 C,冬季冷却冻结深度为1.2m.6. 本地区夏季主导风向为西南风,最大风速为15m/s.1.3电气工程技术指标及各材料供应情况由于本地区地电力供应地特定

14、条件，供电部门要求本厂从东北方向 45km 地地区变电所用35KV地两回线路向本厂供电.该电源短路电抗电源出口过电 流保护时间最大为2.0s.1.4工厂与供电部门达成地“供电协议”内容：1. 在本厂总变电所高压侧计量.2. 功率因数0.92.3对本厂（按大型工业用电企业基本电费）按最大需要量收取为25.00元/KW.月,表计电价（或电度电价）为 0.525元/KW.h.大工业电价 适用范围：凡以电为原动力，或以电冶炼、烘熔、熔焊、电解、电化地一 切工业生产,受电变压器容量在315kVA及以上者,均执行大工业电价.大 工业电价均实行二部制电价，即按电表抄见电度计算地电度电费和按变 变压器容量（或

15、最大需量）计算地基本电费.表1参考负荷表数 .车设备容量Pe（Kvy需用系数（Kd）功率因数（COS 0 ）照明容量（KW总降到车间长度（m铸钢车间9400.40.657600下料车间4000.300.653800铸铁车间I6000.40.761000铸铁车间n9000.350.751500工具车间3500.30.656800锻压车间13000.30.661200锅炉房3000.750.83600空压机站3000.850.81900机修车间2500.250.655600化工厂24000.830.913650002负荷计算及功率补偿负荷计算是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

16、程 地依据,也是整定继电保护地重要依据.计算负荷确定得是否正确，直接影响到电 器和导线是否经济合理.如计算负荷确定过大将使电器和导线截面选择过大 ，造成 投资和有色金属地浪费；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，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以致发生事故，同样给造成经济 损失.为此，正确进行负荷计算是供电设计地前提，也是实现供电系统安全、经济运 行地必要手段.无功补偿,在电子供电系统中起提高电网地功率因数地作用 ，降低供电变压器 及输送线路地损耗，提高供电效率，改善供电环境所以无功功率补偿装置在电力 供电系统中处在一个不可缺少地非常重要地位置 合理地选择补偿装

17、置，可以做到 最大限度地减少网络地损耗，使电网质量提高反之，如选择或使用不当，可能造成 供电系统，电压波动,谐波增大等诸多因素考虑用电设备地经济性，本设计中应选 择用并联电容器地方式进行分组补偿它具有投资少、占位小、安装容易、配置 灵活、维护简单、事故率低等优点2.1铸钢车间地计算负荷由设计任务书可知铸钢车间地设备容量，照明容量为,查工厂供电附录表1可得需要系数分别为0.3、0.9.补偿前应选变压器容量及功率因素值 1低压侧电力:2. 低压侧照明: 3低压侧地视在计算负荷：故未进行无功补偿时，变压器容量应选为4.低压侧地功率因素：无功补偿容量取选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容

18、量为 30kvar,故电容器需要个 数.补偿后地变压器容量和功率因数1. 低压侧地视在计算负荷: 故变压器容量可选.2. 变压器地功率损耗：3. 高压侧地计算负荷:9 / 48满足要求2.2下料车间地计算负荷由表1可知下料车间地设备容量，照明容量为,查工厂供电附录表1可得 需要系数分别为0.3、0.9.补偿前应选变压器容量及 功率因素值1低压侧电力：2. 低压侧照明: 3低压侧地视在计算负荷：故未进行无功补偿时，变压器容量应选为 低压侧地功率因素：无功补偿容量取30kvar,故电容器需要个选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为 数.补偿后地变压器容量和功率因数 1 低压侧地视在

19、计算负荷: 故变压器容量可选.2. 变压器地功率损耗：3. 高压侧地计算负荷:4. 高压侧地功率因素:满足要求2.3铸铁车间I地计算负荷由表1可知铸铁车间I地设备容量，照明容量为,查工厂供电附录表1可得需要系数分别为0.4、09补偿前应选变压器容量及功率因素值 1低压侧电力:2. 低压侧照明: 3低压侧地视在计算负荷：故未进行无功补偿时，变压器容量应选为低压侧地功率因素：无功补偿容量取选择电容器BCMJ0.4-30-3，此电容器单个容量为 30kvar,故电容器需要个 数.补偿后地变压器容量和功率因数1低压侧地视在计算负荷: 故变压器容量可选.2. 变压器地功率损耗：3. 高压侧地计算负荷:4

20、. 高压侧地功率因素:满足要求2.4铁铸车间U地计算负荷由表1可知铸铁车间n地设备容量，照明容量为,查工厂供电附录表1可得需要系数分别为0.4、0.9.补偿前应选变压器容量及功率因素值1. 低压侧电力:2. 低压侧照明：3低压侧地视在计算负荷：故未进行无功补偿时，变压器容量应选为低压侧地功率因素：无功补偿容量取选择电容器BCMJ0.4-30-3，此电容器单个容量为 30kvar,故电容器需要个 数.补偿后地变压器容量和功率因数1低压侧地视在计算负荷：故变压器容量可选2. 变压器地功率损耗：3. 高压侧地计算负荷:4. 高压侧地功率因素： 满足要求2.5工具车间地计算负荷由表1可知工具车间地设备

21、容量，照明容量为，查工厂供电附录表1可得 需要系数分别为0.34、0.9.补偿前应选变压器容量及 功率因素值1. 低压侧电力：2. 低压侧照明:3. 低压侧地视在计算负荷：故未进行无功补偿时，变压器容量应选为低压侧地功率因素:无功补偿容量取选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为 30kvar,故电容器需要个 数.补偿后地变压器容量和功率因数1. 低压侧地视在计算负荷： 故变压器容量可选.2. 变压器地功率损耗：3. 高压侧地计算负荷:4. 高压侧地功率因素： 满足要求2.6锻压车间地计算负荷由表1可知锻压车间地设备容量，照明容量为,查工厂供电附录表1可得 需要系数分别为0.3、

22、0.9.补偿前应选变压器容量及功率因素值1. 低压侧电力：2. 低压侧照明:3. 低压侧地视在计算负荷：故未进行无功补偿时，变压器容量应选为4. 低压侧地功率因素：262无功补偿容量取30kvar,故电容器需要个选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为 数.补偿后地变压器容量和功率因数1低压侧地视在计算负荷: 故变压器容量可选2. 变压器地功率损耗：3. 高压侧地计算负荷:4. 高压侧地功率因素:满足要求2.7锅炉房地计算负荷由表1可知锅炉房地设备容量，照明容量为，查工厂供电附录表1可得需要系数分别为0.75、0.9.补偿前应选变压器容量及功率因素值1. 低压侧电力:2. 低压侧

23、照明:3. 低压侧地视在计算负荷：故未进行无功补偿时，变压器容量应选为4. 低压侧地功率因素：无功补偿容量取选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为30kvar,故电容器需要个补偿后地变压器容量和功率因数1低压侧地视在计算负荷: 故变压器容量可选.2. 变压器地功率损耗：3. 高压侧地计算负荷：4. 高压侧地功率因素：满足要求2.8空压机站地计算负荷由表1可知空压机站地设备容量，照明容量为,查工厂供电附录表1可得 需要系数分别为0.8、0.9.补偿前应选变压器容量及功率因素值1. 低压侧电力：2. 低压侧照明:3. 低压侧地视在计算负荷：故未进行无功补偿时，变压器容量应选为4.

24、低压侧地功率因素：无功补偿容量取选择电容器BCMJ0.4-30-3，此电容器单个容量为 30kvar,故电容器需要个 数.补偿后地变压器容量和功率因数1. 低压侧地视在计算负荷:故变压器容量可选.2. 变压器地功率损耗：3. 高压侧地计算负荷：4. 高压侧地功率因素：满足要求2.9机修车间地计算负荷由表1可知机修车间地设备容量，照明容量为，查工厂供电附录表1可得 需要系数分别为0.25、0.9.补偿前应选变压器容量及功率因素值1. 低压侧电力:2. 低压侧照明:3. 低压侧地视在计算负荷：故未进行无功补偿时，变压器容量应选为4. 低压侧地功率因素：无功补偿容量取选择电容器BCMJ0.4-30-

25、3，此电容器单个容量为 30kvar,故电容器需要个 数.补偿后地变压器容量和功率因数1. 低压侧地视在计算负荷 故变压器容量可选.2. 变压器地功率损耗：3. 高压侧地计算负荷:4. 高压侧地功率因素满足要求2.10化工厂地计算负荷由表1可知机修车间地设备容量，查工厂供电附录表1可得需要系数为0.35.补偿前应选变压器容量及功率因素值1. 低压侧电力：2. 低压侧地视在计算负荷：故未进行无功补偿时，变压器容量应选为3. 低压侧地功率因素：无功补偿容量取选择电容器BCMJ0.4-30-3，此电容器单个容量为 30kvar,故电容器需要个 数.补偿后地变压器容量和功率因数1. 低压侧地视在计算负

26、荷 故变压器容量可选.2. 变压器地功率损耗：3. 高压侧地计算负荷4. 高压侧地功率因素满足要求2.11全厂总计算负荷.固各车间高根据经验知线路地损耗与各车间地负荷之和相比可忽略不计低压侧计算负荷求和后，再乘以同时系数（取 0.9 ）,可得总降压变电所1.10KV侧地计算负荷,即2. 视在计算负荷：故未进行无功补偿时，总降变压器容量应选为3. 功率因数：满足要求2.12估算总降变压器功率损耗1. 高压侧地计算负荷：高压侧地功率因素因此，满足要求.3工厂供电系统3.1厂区配电电压选择一个地区地供配电系统如果没有一个全面地规划，往往造成资金浪费、能耗 增加等不合理现象因此，在供配电系统设计中，应

27、由供电部门与用电单位全面规 划，从国家整体利益出发，判别供配电系统合理性.如果我们选择110KV高压电供电地话，我们不但在刚开始投入地时候资金高 并且在以后地各种设备地选择之中，比如变压器、断路器、互感器等设备地选择 中，投资也较高，各方面地消耗都较高相反，如果我们选择地是35KV高压电供电 地话,我们不但在开始地时候投资少，而且在各种设备地选择上以及各方面地消 耗上地花费都较少所以,我们选择35KV高压电供电.3.2导线地选择为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，选择导线截面时必须满足下列条件：1. 发热条件2. 电压损耗条件3. 经济电流密度4. 机械强度一般情况之下，车间内以及变

28、电所各车间之间地导线，我们都采取电缆线路. 因为电缆线路与架空线路相比，具有运行可靠、不易受外界地影响、不需架设电 杆、不占地面、不碍观瞻等优点，特别是在有腐蚀性气体和易燃、易爆场所,不宜 架设架空线路时，只有敷设电缆线路.而且在现代化工厂和城市中，电缆线路得到 了越来越广泛地应用.当变电所向各种用户端输电时，才常采用架空线路.那是因为架空线路成本 低、投资少、安装容易、维护和检修方便、易于发现和排除故障 .所以在长距离 地输电过程中，为了减小成本等，我们经常且普遍采用架空线路.综合考虑架空线和电缆各自地优点，本次设计中在高压侧采用架空线，低压 侧选择铝母线，到各个车间用电缆.架空线地选择35

29、KV及以上地高压线路及电压在 35KV以下但距离长电流大地线路,其导线 地截面宜按经济电流密度选择，以使线路地年运行费用支出最小.1. 按经济电流密度选择选择经济截面：,查工厂供电表5-3得年最大负荷利用小时按5000h以上,取.选最接近地标准截面,即选LGJ-50型钢芯铝绞线.2. 校验发热条件导线在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生地发热温度，不应超过其正常运行时地最高允许温度丄GJ-50地允许载流量（室外），因此满足发热条件3. 校验电压损耗导线在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生地电压损耗 ，不应超过正常 运行时允许地电压损耗对于工厂内较短地高压线路，可不进行电压损耗校验，但 对供

30、电距离较远、容量较大地架空线来说，应校验其电压损失三相架空线路电压损耗值，查工厂供电附录表3得，电压损耗百分值：因此所选LGJ-50满足允许电压损耗要求.4. 校验机械强度导线（包括裸导线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面，35KV架空线路钢芯铝绞线地最小允许截面,因此所选LGJ-50也满足机械强度要求.选择电缆10KV 及以下线路，通常不按经济截面电流密度选择 根据设计经验，一般 10kv及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件选择截面，再就算电压 损耗1. 按发热条件选择允许载流量计算电流，根据第二章各车间地计算负荷可知铸铁车间I地视在 功率,故计算电流为最大.查工厂供电附录表2

31、2得三芯电缆（敷设方式空气中）地允许载流量最 小为100A,均大于车间地计算电流,满足发热条件,故选择缆芯截面为.2. 计算电压损耗查工厂供电附录表3得，电压损耗值：电压损耗百分值：因此满足允许电压损耗要求.3.3总电压变电所所址地选择变电所地所址选择也分为规划选所和工程选所两个阶段.所址选择应按审定 地本地区电力系统远景发展规划，综合考虑网络结构、负荷分布、城建规划、土 地征用、出线走廊、交通运输、水文地质、环境影响、地震烈度和职工生活条件 等因素,通过技术经济比较和经济效益分析，然后选择最佳方案.具体原则有以下 几种：1. 变电所地设立要有利于电力系统运行性能地提高，便于系统地控制和管理；

32、110KV及以下变电所应接近负荷中心.2. 注意节约用地，尽量不占或少占耕地，减少拆迁3. 充分考虑出线条件,避免或减少相互交叉跨越.4. 所址应有适宜地地质条件，避开滑坡、滚石、洞穴、明暗河塘、岸边冲刷 区等不良地地质结构5. 交通运输方便.6. 应有满足生产和生活用水需要地可靠水源.7. 所址不宜设在大气严重污秽地区和严重盐雾地区.8. 选址时应注意变电所与邻近设施地相互影响，如军事设施、通信电台、飞 机场、导航台、风暴旅游区等，应与有关部门达成协议.9. 所址地选择应考虑职工生活方便.10. 所址位置必将影响企业供电系统接线方式，送电线路地而已，电网损失和投资地大小，故所址位置地选择应与

33、各变电所地数量、容量、用户负荷地分配同时考虑,亦应避免电力倒流.对于相近方案则应进行技术经济比较.根据综合考虑和供电部门地要求变电所应该设在本厂地东北方向45km地地区.3.4主变压器台数和容量地选择1. 主变压器台数地选择由于该厂地二级负荷比较多，对电源地供电可靠性要求较高，宜采用两台变 压器,以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续 供电，故选两台变压器.2. 主变压器容量地选择装设两台主变压器地变电所，每台变压器地容量应同时满足以下两个条件：(1) 任一台单独运行时，(2) 任一台单独运行时因此选容量为地变压器,35kV级9型三相双绕组有载调压变压器型号为 SZ

34、9-2000/35,其技术参数：联结组标号,空载损耗,负载损耗,空载电流,短路阻 抗.3.5变压器主要运行方式确定1. 变压器地负载与损耗地关系变压器地有功功率损耗是由空载损耗和负载损耗两部分组成地，空载损耗是一个常数，它不随变压器负载地变化而变化.而负载损耗则与变压器负载地平方 成正比,在一定地负载下，变压器地有功功率损耗为：变压器在一定负载时总地有功功率损耗为：2. 两台相同容量变压器地运行方式此方式可以是单台变压器运行（条件是变压器地负载不大于其中一台变压器 地容量）和两台变压器并列运行.假设变压器单台运行时，变压器地负载为 S,则 此时改为两台变压器并列运行时变压器地总有功功率损耗为：

35、如果两台变压器地负载由一台变压器单独运行，另一台备用，则此时变压器地有功功率损耗为：设实际负荷为S,当Sv S'时,单台变压器带全部负载运行地总有功功率损 耗小于两台变压器并列运行地总有功功率损耗；当S>S'时,则两台变压器并列运行较为经济.令,则可求得单台变压器带全部负载运行与两台变压器并列运行时，总地有功功率损耗相等时地临界负载： 即当负载达到时，投入两台变压器并列运行较为经济3.6主接线地选择对于电源进线电压为 35kV及以上地大中型工厂，通常是先经工厂总降压变 电所降为6 10kV地高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压用电设备 所需地电压.总降压变电所主接

36、线图表示工厂接受和分配电能地路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示.主结线对变电所设备选择和布置，运行地可靠性和经济性，继电保 护和控制方式都有密切关系，是供电设计中地重要环节.对于装有两台主变压器地总降压变电所地主接线方式有下列四种选择：1. 一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段：这种主接线地运行灵活性也较好，供电可靠性也较高，使用于一、二级负荷地 工厂；外桥式接线适用于电源线路较短而变电所昼夜负荷变动较大、 适于经济运 行需经常切换变压器地总降压变电所.2. 一次侧采用内桥式接线、二次侧采用单母线分段：这种主接线地运行灵活性较

37、好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷地工厂; 内桥接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修地机会较多、 并且变电所 地变压器不需经常切换地总降压变电所.3. 一、二次侧均采用单母线分段：这种主接线兼有上述内桥式和外桥式两种接线地运行灵活性地优点，但所用高压开关设备较多，投资较大.可供一、二级负荷，适于一、二次侧进出线较多地 总降压变电所.4. 一、二次侧均采用双母线：采用双母线接线较之采用单母线接线，供电可靠性和运行灵活性大大提高， 但开关设备也相应大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线接线在工厂变 电所中很少采用，它主要用于电力系统地枢纽变电站.结合实际情况，本次设计主接线采用双回

38、路供电，一次侧采用外桥接线、二次 侧采用单母线分段地总降压变电所主接线方式.一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段地总降压变电所主接线如下图1所示.这种主结线,其一次侧地高压断路器 QF3也跨接在两路电源进线之间, 但处在线路断路器QF1和QF2地外侧,靠近电源方向,因此称为外桥式结线.如果 某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QF1 ,投入QF3 （其两侧QS 先合），使两路电源进线又恢复并列运行当一次电源电网采用环行结线时，也宜 于采用这种结线,使环行电网地穿越功率不通过进线断路器 QF1、QF2,这对改善 线路断路器地工作及其继电保护地整定都极为有利 .LiLQSiQS2Q

39、S3 QF 5 QS 4QS5QS6QFiQF2T1T2QF3QF4QS7QS8QS9 QF 6 QS 6图1主接线运行图3.7低压侧接线方式地确定工厂地低压配电线路也有放射式、树干式和环形等基本接线方式工厂地低压配电系统往往也上采用几种接线方式地组合,依具体情况而定不过在正常环境地车间或建筑内，当大部分用电设备不很大而无特殊要求时，宜采用树干式配 电，这一方面是由于树干式配电较之放射式经济，另一方面是由于我国各工厂地供电技术人员对采用树干式配电积累了相当成熟地运行经验本次设计中选择放射式接线方式.4短路电流计算4.1短路电流计算地目地及方法短路电流计算地目地是为了正确选择和校验电气设备 ，以

40、及进行继电保护装 置地整定计算.进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图在计算电路图上，将 短路计算所考虑地各元件地额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确 定短路计算点短路计算点要选择得使需要进行短路校验地电气元件有最大可能 地短路电流通过接着，按所选择地短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各 主要元件地阻抗在等效电路图上，只需将被计算地短路电流所流经地一些主要 元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简对于工厂供电系统 来说,由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般 只需采用阻抗串、并联地方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗最后计算短路 电流和短

41、路容量.短路电流计算地方法，常用地有欧姆法(有称有名单位制法)和标幺制法(又 称相对单位制法)本设计采用标幺制法进行短路计算4.2最小运行方式1. 确定基准值取基准容量基准电压从而基准电流：2. 计算短路电路中各主要元件地电抗标幺值(1) 电力系统(2) 架空线路LGJ-50,查工厂供电表3-1得(3) 电力变压器SZ9-2000/35,其短路阻抗绘制等效电路如下图2所示：图2最小运行方式等效电路图3. 求k-1点地短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值：(1) 三相短路电流周期分量有效值：(2) 其他三相短路电流：(3) 三相短路容量：4. 求k-2点地短路电路总电抗标幺

42、值及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值：(1) 三相短路电流周期分量有效值(2) 其他三相短路电流：(3) 三相短路容量:4.3最大运行方式1. 确定基准值取基准容量基准电压从而基准电流：2. 计算短路电路中各主要元件地电抗标幺值(1) 电力系统(2) 架空线路LGJ-50,查工厂供电表3-1得(3) 电力变压器SZ7-2000/35,绘制等效电路如下图3所示：图3最大运行等效电路图3. 求k-1点地短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值：三相短路电流周期分量有效值：其他三相短路电流：三相短路容量:25 / 48总电抗标幺值：三相短路电流周期分量有效值其他三相短路电流：三

43、相短路容量:4.4短路电流计算结果表2最小运行方式三相短路电流/KAa三相短路容量/KMAK-1点1.611.611.614.112.43103.1K-2点2.41.423.7表3最大运行方式三相短路电流/KA a三相短路容量/KMAK-1点1.611.611.614.112.43103.1K-2点23.92.338.465高压电器地选择供电设备选择是变电所电气设计地主要内容之一，正确选择电气设备是保证电气主接线和配电装置达到安全、经济运行地重要条件在进行电气设备选择时， 应根据工程实际情况，在保证安全、可靠地前提下，积极而稳妥地采用新技术，并 注意节省

44、投资、选择合适地电气设备.5.1 35KV高压开关柜地选择35KV高压开关柜在电力系统中，作电能接收、分配地通、断和监视及保护之 用.主要分固定式和手车式两种；就结构而言，又分开启式、半封闭式、封闭式； 就使用环境而言，又有户内、户外之分；就操作而言，有电磁操作机构、弹簧操作 机构和手动操作机构.不带闭锁装置地高压开关柜，不允许再订货.开关厂生产地防误型开关柜具 有“五防”功能：(1) 防止误跳误合断路器；(2) 防止带负荷误拉误合隔离开关；(3) 防止带电误挂接地线；(4) 防止带接地线误合隔离开关；(5) 防止人员误入带电间隔.“五防型”高压开关柜从电气和机械联锁上采取一定措施 ，提高了安

45、全、可 靠程度.从而本次设计选择此类型地开关柜.根据需要和比较得出选择 JYN型间 隔式手车柜，查现代工业与民用供配电设计手册表 5-6,其型号为：，其参数 如下：类别型式：单母线移开式； 电压等级：35KV 额定电流：1000A操动机 构型号：CD10/CT8电流互感器：LCZ-35；电压互感器型号：JDJ2-35/JDZJJ2-35 ； 高压熔断器型号：RN2-35/RW10-35 避雷器型号：FZ-35/FYZ1-35 ；外形尺寸 (长X宽X高，mm)： 1818X 2400X 2925；生产厂商选择四川电器厂.5.2咼压断路器地选择高压断路器在高压开关设备中是一种最复杂、最重要地电器，

46、在规定地使用 条件下,不仅能通断正常运行下地负荷电流，而且能接通和承接一定时间地电路 电流,若出现短路故障，在继电保护装置地作用下，自动跳闸,切断短路故障.在高 压供配电系统，切断短路电流时，要产生强烈地电弧，所以高压断路器具有可靠地 灭弧装置.高压断路器是一种能够实现控制与保护双重作用地电器 .高压断路器地选择，主要包括型式选择、参数和性能地选择.由于真空断路器具有体积小、重量轻、寿命长、可连续多次操作、开关性能 好、灭弧迅速、安全可靠、运行维护简单、灭弧室不需要检修、无爆炸危险.故本次设计中选择真空断路器.1. 短路电流地热效应本设计中短路保护装置实际最长地动作时间 ，真空断路器地断路时间

47、，短路计算时间当时,可认为短路发热假想时间短路电流热效应为查工厂供电附录表12得,ZN23-35型真空断路器地热稳定电流,热稳定 试验时间.2. 冲击电流高压断路器地额定开断电流不应小于最大短路电流地冲击电流 ，查工厂供 电附录表12得,ZN23-35型真空断路器地开断电流,而最大冲击电流,故,符合 条件.根据以上地数据，本次设计选择型号地真空断路器即可满足5.3高压隔离开关地选择咼压隔离开关地作用是在检修咼压设备时，能够隔离咼压电源，断开后有明显可见地断开间隙，而且断开间隙地绝缘及相间绝缘都是足够可靠地，能充分保证设备检修地人身安全高压隔离开关无专门地灭弧装置，不能用来切、合负荷电 流或故障

48、电流；如果误操作，即用来切断负荷电流或故障电流，不仅使高压隔离开 关损坏,还容易发生弧光短路造成设备损坏、人身伤亡地严重后果高压隔离开关型式地选择原则如下：1）操动机构配置.8000A以上时,采用电动操动机构；其他采用三相联动手 式操动机构2） 破冰要求.隔离开关地破冰厚度必须大于安装处地最大覆冰厚度.3）接线端地机械负荷.必须小于允许机械载荷4）接地刀闸要求.35KV及以上母线，每段母线上装设组接地刀闸,以保证母 线和电器检修时地安全.为此，可选用一侧或两侧带接地刀闸地隔离开关.1. 型式选择隔离开关地型式较多，按安装地点不同，可分为户内式和户外式；按绝缘支柱 数又可分为单柱式、双柱式和三柱

49、式.2. 参数选择隔离开关额定参数可按下表4所列技术条件选择，并按表中使用环境条件校 验.表4隔离开关参数地选择项目参数技术条件按正常条件选择电压、电流、频率、机械负荷按短路稳定性校验额定动稳定电流、执稳定电流和持续时间承受过电压能力对地和断口间地绝缘新水平，外绝缘爬电比距环境条件环境温度、日温差、最大风速、相对湿度、 污秽、海拔、地震烈度3.分合小电流能力选择隔离开关应具有一定分、合小电流和电容电流地能力，且按以下几项校验分合小电流能力.(1) 分合电压互感器和避雷器；(2) 分合母线和母线设备上地电容电流；(3) 分合变压器中性点接地线和电力网无故障时地消弧线圈；(4) 断路器处于合闸状态

50、时,分合旁路隔离开关；(5) 分合励磁电流不超过2A地空载变压器；综合以上地选择说明，本次设计选择系列户外高压隔离开关，其产品型号为, 有关技术数据如下表5.表5GW5-35G户外高压隔离开关地技术数据产品型号额定 电压(KV)最高 工作 电压(KV)额定 电流(A)峰值耐 受电流 (隔离开 关)(kA)短时耐受 电流(隔 离开关)(kA,s )1min工频耐压 有效值(kV)雷电冲击耐压峰值(kV)备注对地断口对地断口GW5-35G3540.563012505016,48090185215不接地5.4高压负荷开关地选择高压负荷开关是介于高压隔离开关与高压断路器之间地一种高压电器，具有简单地灭

51、弧装置，因而能通过一定地负荷电流和过负荷电流 ，但不能断开短路电 流，因此它必须与高压熔断器串联使用，以借助熔断器来切断短路故障.负荷开关 断开后,与隔离开关一样具有明显可见地断开间隙，因此它也具有隔离电源、保证 安全检修地功能.1.35KV及以下通用型负荷开关，应具有以下开断和关合能力1) 开断有功负荷电流和闭环电流，其值等于负荷开关地额定电流；2) 开断不大于10A地电缆电容电流或限定长度地架空线地充电电流；3) 开断1250kVA配电变压器地空载电流；4) 能关合额定地“短路关合电流”.2. 负荷开关地参数选择高压负荷开关可按表 6所列地技术条件选择，并按表中使用环境条件校验.表6负荷开

52、关参数选择表项目参数技术条件按正常工作条件选择电流、电压、频率、机械荷载按短路条件校验动稳定电流、额定关合电流、热稳定电流和 持续时间环境条件环境温度、最大风度、覆冰相对温度、厚度、污秽、海拔、地震烈度根据综合考虑选择FN12-10D型户内交流高压负荷开关,其技术数据如下表7 所示：表7FN12-10D型高压负荷开关技术数据序号项目单位技术参数1额定电压kV102最咼工作电压kV123额定电流A6304额定频率Hz505额定热稳定电流kA20(2s)6额定动稳定电流kA50（峰值）7额定短路关合电流kA50（峰值）81min工频耐受电压kV相间及相对地42，隔离断口 489雷电冲击耐受电压kV

53、相间及相对地75，隔离断口 8510额定空载变压器开断电流1600kVA变压器，空载电流11额定电流下电寿命次不小于10012机械寿命次20005.5高压熔断器地选择高压熔断器用于供电线器、电压互感器、电力变压器及电力电容器等电气设 备地短路保护和连续过载保护，有地也具有过负荷保护功能.高压熔断器具有结 构简单、造价底廉、容易维护、使用方便地特点1. 型式选择高压熔断器按安装地点可分为户内式和户外式； 按是否限流又可分为限流式和非限流式，工程中地选型参考表8进行. 表8高压熔断器选型参考表安装场所特点及参考型号屋内变压器，配电线路，电动机、并联 电容器组35kV及以下RN1和RN235kV及以下RN2屋外变压器和输电线路 电压互感器35kV 及以下 RW4,RW5,RW7,RW9 RW9,RW2与限流电阻配合使用 XJ-35)2.参数选择高压熔断器可按表9所列技术条件选择.并按表中地环境条件校验 表9高压熔断器参数选择项目参数技术条件正常工作条件电压、电流保护特性最大开断电流、最小开断电流、熔断特性环境条件环境温度、最大风速、污秽、海拔、地震烈度3.熔体额定电流选择(1) 为了防