某铸造厂总降压变电所的电气设计

1、-. z.*铸造厂总降压变电所的电气设计前言电力业对我国社会主义建立工农业生产和人民生活影响很大，因此，提高电力系统的可靠性，保证平安供电是从事电力设计的重要任务。变电站是电力系统不可或缺的重要环节，对电网的平安和经济运行起着举足轻重的作用，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务。变电站不仅是实现自动化的重要根底之一，也是满足现代化供电的实时、可靠、平安、经济运行管理的需要，更是电力系统自动化EMS和DMS的根底。 本课程设计根据教师所给原始资料，对资料进展分析，完成*铸造厂总降压变电所的电气设计，主要包括1对设计对象、设计原则、设计任务等作简要论述2外部供电方案设计3总降压变电站设计 1、

2、选择最正确方案 2、绘制有关图纸 3、短路电流计算 4、主要电气设备选择与校验 5、工厂总降压变电所主变压器保护 6、工厂总降压变电所10KV馈线保护厂区10KV配电系统设计车间变电所设计目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc5269 第一章 概述1 HYPERLINK l _Toc11725 第一节 设计对象简介1 HYPERLINK l _Toc28104 第二节 原始资料介绍1 HYPERLINK l _Toc18912 第三节 设计原则4 HYPERLINK l _Toc25779 第四节 设计任务4 HYPERLINK l _Toc15705 第二章 外部

3、供电方案设计5 HYPERLINK l _Toc21688 第一节 供电方案的主要内容5 HYPERLINK l _Toc5270 第二节 供电方案的根本原则6 HYPERLINK l _Toc17723 第三节 铸造厂供用电情况分析6 HYPERLINK l _Toc7167 第四节 供电方案的选择6 HYPERLINK l _Toc29006 第五节 方案三的经济计算7 HYPERLINK l _Toc27003 第六节 变压器的选择8 HYPERLINK l _Toc18901 第三章 总降压变电站设计8 HYPERLINK l _Toc31381 第一节 主接线的设计8 HYPERLI

4、NK l _Toc11673 第二节 工厂负荷计算及无功补偿12 HYPERLINK l _Toc21683 第三节 短路电流计算16 HYPERLINK l _Toc12068 3.3.1 根本概念16 HYPERLINK l _Toc16392 3.3.2 确定短路点16 HYPERLINK l _Toc15970 3.3.3 短路电流计算16 HYPERLINK l _Toc15155 最大运行方式16 HYPERLINK l _Toc31828 最小运行方式19 HYPERLINK l _Toc29857 第四节 主要电气设备选择与校验22 HYPERLINK l _Toc29022

5、3.4.1 概述22 HYPERLINK l _Toc16425 3.4.2 断路器的选择与校验23 HYPERLINK l _Toc25330 3.4.3 隔离开关的选择与校验24 HYPERLINK l _Toc29319 3.4.4 负荷开关的选择与校验25 HYPERLINK l _Toc11175 3.4.5 熔断器的选择与校验26 HYPERLINK l _Toc6552 3.4.6 电压互感器的选择与校验26 HYPERLINK l _Toc20737 3.4.7 电流互感器的选择与校验27 HYPERLINK l _Toc32646 3.4.8 低压一次设备的选择与校验27 H

6、YPERLINK l _Toc11373 第五节 工厂总降压变电所主变压器保护29 HYPERLINK l _Toc6211 第六节 工厂总降压变电所10kV馈线保护31 HYPERLINK l _Toc26954 第四章 厂区10kV配电系统设计34 HYPERLINK l _Toc13326 第五章 车间变电所设计35 HYPERLINK l _Toc26601 完毕语37 HYPERLINK l _Toc26317 主要参考文献38-. z.第一章 概述第一节 设计对象简介变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿

7、装置和主控制室等组成 。其中 ，主接线、主变压器、上下压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所的最重要组成局部。它决定着变电所的功能、建立投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种根本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装23台主变压器；330 千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5 10年的预期负荷选择。此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求 。变电所继电保护分系统保护包括输

8、电线路和母线保护和元件保护包括变压器、电抗器及无功补偿装置保护两类。第二节 原始资料介绍1 、厂区平面布置示意如图1所示图1 *铸造厂厂区平面布置图2、全厂用电设备情况 全厂负荷统计资料如表1所示。表1 工厂负荷统计资料序号车间名称负荷类型设备容量KW需要系数Kd功率因数costan1空压车间17650.50.750.882模具车间12990.350.71.023熔制车间14900.60.720.964磨抛车间11200.40.80.755封接车间8000.320.720.966配料车间6620.40.760.867锅炉房4680.80.780.88其他负荷4560.530.80.759其他负

9、荷5610.450.750.8810同期系数K=0.92负荷对供电质量要求16车间为长期连续负荷，要求不连续供电。停电时间超过2分钟将造成产品报废，停电时间超过半小时，主要设备将受到损坏，故这6个车间定为级负荷。该厂为三班工作制，全年时数为8760小时，最大负荷利用小时数为5600小时。3、外部电源情况 电力系统与该厂连接如图2所示。图2 电力系统与*铸造厂连接示意图(1)工作电源距该厂5km有一座A变电站，其主要技术参数如下：主变容量为231.5MVA；型号为SFSLZ131500kVA110kV三相三绕组变压器；短路电压比110KV/35KV为%=10.5；110KV/10KV为%=17%

10、。110kV母线三相短路容量：1918MVA；供电电压等级：可选用35kV或10kV电压供电；最大运行方式：按A变电站两台变压器并列运行考虑；最小运行方式：按A变电站两台变压器分列运行考虑；2备用电源拟由B变电站提供一回10kV架空线作为备电源。系统要求仅在工作电源停顿供电时，才允许使用备用电源供电。3功率因数要求供电部门对该厂功率因数要求为：用35kV供电时，全厂总功率因数不低于0.90;用10kV供电时，全厂总功率因数不低于0.95。4电价实行两部电价：根本电价：工厂总降压变电所变压器总容量10元kVA月；电能电价：可按所在地的工业电价计算。5线路功率损耗在发电厂引起的附加投资按1000元

11、kW计算。第三节 设计原则按照国家标准GB50052-95供配电系统设计规*、GB50053-9410kv及以下设计规*、GB50054-95低压配电设计规*等的规定，进展工厂供电设计必须遵循以下原则：遵守规程、执行政策。必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2平安可靠、先进合理。应做到保障人身和设备的平安，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。3近期为主、考虑开展。应根据工作特点、规模和开展规划，正确处理近期建立与远期开展的关系，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。按

12、负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成局部。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及开展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。第四节 设计任务1对设计对象、原始资料电网状况、负荷等级、负荷统计资料、地质、气候条件等设计原则及设计任务作简要论述2外部供电方案设计 根据供电部门提供的资料，选择该厂适当的供电方案3总降压变电站设计 1、根据对原始资料的计算结果，选择不同主线接线形式和主变形式及容量，组成23个不同方案，进展技术、经济方面的比拟，选择最正确方案。 2、绘制有关图纸，对

13、所选方案绘出变电所主接线草图及变电所平面布置草图。 3、短路电流计算，根据电气设备选择校验和继电保护需要确定主接线上的短路计算点，分别按系统最大运行方式和最小运行方式计算各短路点三相短路电流值。 4、主要电气设备选择与校验，主要有断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、电压和电流互感器、导线、母线等电气设备的选择与校验。 5、工厂总降压变电所主变压器保护，保护方式的选择、整定值的计算及灵敏度校验。 6、工厂总降压变电所10KV馈线保护，保护方式的选择和整定值计算。4厂区10KV配电系统设计 只要求对厂区10KV配电系统设计原则给予扼要的论述，对厂区线路进展初步设计。车间变电所设计只要求对车间变电所

14、设计原则给予扼要的论述。第二章 外部供电方案设计第一节 供电方案的主要内容 工厂的供电方案主要依据工厂的用电要求、用电性质、现场调查的信息以及电网构造和运行情况来确定。其主要内容包括供电电源位置、出线方式、供电线路敷设、供电回路数、走径、跨越、工厂进线方式、工厂受送电装置容量、主接线、继电保护方式、电能计量方式、运行方式、调度通信等内容。第二节 供电方案的根本原则 1应能满足供用电平安、可靠、经济、运行灵活、管理方便的要求，并留有开展余度。 2符合电网建立、改造和开展规划的要求；满足工厂近期、远期对电力的需求，具有最正确的综合经济效益。 3具有满足工厂需求的供电可靠性及合格的电能质量。 4符合

15、相关国家标准、电力行业技术标准和规程，以及技术装备先进要求，并应对多种供电方案进展技术经济比拟，确定最正确方案。 第三节 铸造厂供用电情况分析高压供电系统的设计要以平安、可靠运行为原则，同时兼顾运行的经济性和灵活性。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比拟前方可确定。本变电所原始资料有两路电源可供选择。并且该厂16车间为长期连续负荷，要求不连续供电。停电时间超过2分钟将造成产品报废，停电时间超过半小时，主要设备将受到损坏，故这6个车间定为级负荷。由于一级负荷属重要负荷，如果中断供电造成的后果十分严重，因此要求由两路电源供电，当其中一路电源发生故障时，另一

16、路电源应不致同时受到损坏。本厂为三本工作制，全年工作小时数为8760小时，最大负荷利用小时数为5600小时。第四节 供电方案的选择该厂供电电源可由35KV高压线和10KV高压线提供，可作出三种供电电源设计方案：工作电源与备用电源均来自A变电站35KV母线；工作电源与备用电源均来自A变电站或B变电站10KV母线；工作电源来自A变电站35KV母线，备用电源来自B变电站10KV母线。因供电系统的根本要求是平安、可靠、经济、优质。所以在设计过程要对三种方案综合考虑，在平安可靠的根底上选择最经济的方案。由所给资料知，该厂工作电源由A变电站提供，备用电源由B变电站10KV架空线提供，应选择方案3供电，即工

17、作电源来自A变电站35KV母线，备用电源来自B变电站10KV母线。方案三的经济计算表2 方案三的基建费用设备名称型号规格单价(万元)数量综合投资电力变压器SJL1-5000/357.0017.00线路投资LGJ-35+LGJ_1201.00+1.035+714.45高压断路器SW2-25/10002.0612.06电压互感器JDJJ-35+FZ-350.9210.92附加投资1000元/kw130.4513.045合计37.475表3 方案三的年运行费用工程计算标准金额万元线路折旧费按照线路投资的4%计算0.58线路维护费按照线路折旧标准计算0.58变电设备维护费按照综合投资的6%计算0.6变

18、电设备折旧费按照综合投资的6%计算0.6线路电能损耗380.920.85556000.0510-72.34变压器电能损耗6.98760+45 (4985/5000)256000.05*10-71.55根本电价费用500012410-424.00合计30.25第六节 变压器的选择由于该厂的负荷有一级负荷，对电源的供电可靠性要求高，应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一级负荷继续供电，应选两台变压器。变电所主变压器容量的选择：装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量ST应同时满足以下两个条件：任一台单独运行时，SN.T0.60.7S30任一台单独运行时，SN.TS

19、30(+)由所给资料计算得S30=4889.81KVA，S30(+)=3885.57kVA，所以SN.T0.6-0.74999.81KVA=2933.893244.87kVA且SN.TS30(+)=3885.57kVA，因此，选定容量为5000KVA的变压器二台。第三章 总降压变电站设计第一节 主接线的设计1主接线根本要求平安 符合有关国家标准和技术规*的要求，能充分保证人身和设备的平安可靠 应满足电力负荷特别是期中一二级负荷对供电系统的可靠性的要求。灵活 应能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应符合的开展。经济 在满足上述要求的前提下，应尽量是主接线简单，投资少，运行费用低，并

20、节约电能和有色金属消耗量变电站主接线的选择原则1.当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。2.当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。3.当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组接线。4.为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。变电站主接线方案的拟定方案一：一次侧采用内桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图，如下列图3图3 一次侧采用内桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图 这种主接线，其一次侧的高压断路器QF10跨接在两路电源进线之间，犹如一架桥梁，而且处在

21、线路断路器QF11和QF12的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式接线。这种主接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用一、二级负荷的工厂。这种内桥式接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的时机较多、并且变压器器不需要经常切换的总降压变电所。方案二：一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图，如下列图4图4 一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图这种主接线，其一次侧的高压断路器QF10也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器QF11和QF12的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式接线。这种主接线的运行灵活性也较好，供电可靠性也较高，适用于一、二

22、级负荷的工厂。这种外侨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的总降压变电所。 方案三：一二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主接线图，如下列图图5 一二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主接线图 这种主接线兼有前两种桥式接线运行灵活性的有点，但采用的高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。4主接线技术经济比拟： 表4 主接线技术经济比拟比拟方案一次侧内桥式一次侧外桥式一二次侧均用单母线分段技术指标供电平安性满足要求满足要求满足要求供电可靠性较高较高高供电质量满足要求满足要求满足要求灵活方便性较好较好好扩建适应性较高较高

23、高经济指标电力变压器的综合投资一样一样一样高压开关柜的综合投资一般少一点多年运行费一般一般较多供电贴费三种方案根本一样 通过表2的比拟得出：在技术指标方面，三种方案均能满足要求；在经济指标方面，方案三的初期投入较方案一、二的多。而方案一更适用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的时机较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所；方案二更适合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的总降压变电所。本次设计电源距离变电所5KM或者7KM，且本工厂采用三班工作制，昼夜负荷变动较小，切不需要经常切换变压器。所以综合技术经济指标，最终选择方案一，即一次侧采用内桥式接

24、线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图。第二节 工厂负荷计算及无功补偿一工厂负荷计算供电系统要能平安可靠的正常运行，各个元件都必须选择得当，除了满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统各个环节的电力负荷进展统计计算。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个元件的负荷值，称为计算负荷。我国目前普遍采用确实定用电设备计算负荷的方法，有需求系数法和二项式法。需要系数法是国际上普遍采用确定计算负荷的根本方法，最为简便。二项式法的局限性比拟大，但是确定设备台数较少而容量差异悬殊的分支干线的计算负荷时，较之需要系数法合理，切计算比拟简便。

25、 计算负荷的计算：先求各车间的计算负荷空压车间 设备总容量，故，模具车间 设备总容量，故熔制车间 设备总容量，故磨抛车间 设备总容量，故封接车间 设备总容量，, 故配料车间 设备总容量，故，锅楼房 设备总容量，故其他负荷 设备总容量，, 故其他负荷 设备总容量，, 故同时系数，因此总的计算负荷为一级负荷总的计算负荷为各个车间的计算负荷、总的计算负荷及一级负荷总的计算负荷如下表所示。 表5 计算负荷汇总表序号车间名称负荷类型计算负荷序号车间名称负荷类型计算负荷kvarkvar1空压车间882.5776.61175.557锅炉房374.4299.52479.472模具车间454.65463.746

26、49.438其他负荷241.68181.26302.13熔制车间894858.241239.289其他负荷252.45222.16336.284磨抛车间448336560同时系数0.95封接车间256245.76354.87总计算负荷3653.533249.914889.816配料车间264.8227.73349.26一级负荷总计算负荷2871.862617.263885.57二、功率补偿工厂中由于有大量的感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负载，还有感性的电力变压器，从而使功率因数降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高自然功率因数的情况下，尚达不到规定的功率因数要求，则需

27、要增设无功功率补偿装置。这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约电能又提高电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对供电系统大有好处。按规定，用35kV供电时，全厂总功率因数不低于0.90，用10kV供电时，全厂总功率因数不低于0.95。该铸造厂装设两台主变压器，经过计算可知低压侧有功计算负荷为4760Kw，无功计算负荷为1448kvar.视在功率4985kw.高压侧有功计算负荷4522KVA。无功计算负荷为1405KVAR,视在计算负荷为4735.24KVA。35KV的功率因数为0.93，10KV线路的功率因数为0.95均满足供电要求。因此无需再次进展无功功率补

28、偿。第三节 短路电流计算1根本概念 短路是指不同电位的导体之间电气短接，这是电力系统中最常见的一种故障，也是电力系统中最严重的一种故障。短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。短路按短路电路的对称性来分可分为对称性短路和非对称性短路，三相短路属于对称性短路，其他形式的短路均为非对称性短路。电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小。但是一般情况下，三相短路的短路电流最大，因此造成的危害也最为严重。为了使电力系统的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地工作，因此作为选择和校验电气设备用的短路计算中，以三相短路计算为主。短路电流的计算，常用的有欧姆法和标幺值法

29、，本次设计采用欧姆法。确定短路点为了选择电气设备，整定继电保护，需要计算总降压变电所35KV侧、380v母线的短路电流。3短路电流计算 1、最大运行方式计算电路图图6 最大运行方式的短路计算电路图求K1点的三相短路电流=37KV电力系统的电抗:=0.71三线圈变压器的电抗(%=10.5)：=4.56 架空线路的电抗()：=0.35=1.75绘制K1点短路的等效电路，如下列图所示，图上标出各元件的序号分子和电抗值分母，并计算其总电抗为=0.71+2.28+1.75=4.74图7 最大运行方式的K1点短路等效电路图三相短路电流=4.51 kA三相短路次暂态电流和稳态电流三相短路冲击电流及第一个周期

30、短路全电流有效值三相短路容量求K2点的三相短路电流()电力系统的电抗:=0.057三线圈变压器的电抗(%=10.5)：=0.37架空线路的电抗()：=0.35=0.14两线圈变压器电抗%=7=1.54绘制K2点短路的等效电路，如下列图所示，图上标出各元件的序号分子和电抗值分母，并计算其总电抗为=0.057+0.185+0.14+0.77=1.152图8 最大运行方式的K2点短路等效电路图三相短路电流=5.27kA三相短路次暂态电流和稳态电流三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值三相短路容量2、最小运行方式计算电路图图9 最小运行方式的短路计算电路图求K1点的三相短路电流=37KV电力系统

31、的电抗:=0.71三线圈变压器的电抗(%=10.5)：=4.56 架空线路的电抗()：=0.35=1.75绘制K1点短路的等效电路，如下列图所示，图上标出各元件的序号分子和电抗值分母，并计算其总电抗为=0.71+4.56+1.75=7.02图10 最小运行方式的K1点短路等效电路图三相短路电流=3.05 kA三相短路次暂态电流和稳态电流三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值三相短路容量求K2点的三相短路电流()电力系统的电抗:=0.057三线圈变压器的电抗(%=10.5)：=0.37 架空线路的电抗()：=0.35=0.14两线圈变压器电抗%=7=1.54绘制K2点短路的等效电路，如下列

32、图所示，图上标出各元件的序号分子和电抗值分母，并计算其总电抗为=0.057+0.37+0.14+0.77=1.34图11 最小运行方式的K2点短路等效电路图三相短路电流=4.53kA三相短路次暂态电流和稳态电流三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值三相短路容量表6 短路计算结果汇总表运行方式短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVA最大运行方式K14.514.514.5115.506.81289.03K25.275.275.279.705.7495.84最小运行方式K13.053.053.057.784.61195.46K24.534.534.538.344.9482.38第四节

33、主要电气设备选择与校验一、概述变配电所中承当输送和分配电能任务的电路，称为一次电路，或称为主电路、主接线主结线。一次电路中所有电气设备成为一次设备或一次元件。一次设备按其功能来分，可分为以下几类：1、变换设备 其功能是按照电力系统运行的要求改变电压或电流、频率等。例如电力变压器、电压互感器、电流互感器、变频器等。2、控制设备 其功能是按照电力系统运行的要求来控制一次电路的通、断，例如各种上下压侧开关。3、保护设备 其功能是用来对电力系统进展过电流和过电压的保护，例如熔断器和避雷器。4、补偿设备 其功能是用来补偿电力系统的无功功率，提高系统的功率因数，例如并联电容器。5、成套设备 它是按照一次电

34、路接线方案的要求，将有关一次设备及控制、指示、监测和保护一次设备的二次设备组合为一体的电气设备，例如高压开关柜、低压配电屏和照明配电箱等。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置到达平安经济运行的重要条件。表7 高压一次设备的选择和校验工程和条件电气设备名称电压/kV电流/A断流能力/kA或MVA短路电流校验动稳定度热稳定度高压断路器高压隔离开关高压负荷开关高压熔断器电压互感器电流互感器选择校验的条件设备的额定电压应不小于装置地点的额定电压设备的额定电流应不小于通过设备的计算电流设备的最大开断能力或功率应不小于它可能开断的最大电流或功率按三相短路冲击电流校验按三相短路稳态电流和短路发热假想时

35、间校验注：表中表示必须校验，表示不要校验。二、断路器的选择与校验高压断路器文字符号为QF的功能是：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。一般35KV及以下的户内配电装置中都采用少有断路器。因为,根据我国生产的高压户内少油断路器型式，初步选用SN10-35型。又根据线路计算电流，试选SN10-35型断路器来进展校验，如下表5所示，校验结果，所选SN10-35型是合格的。表8 高压断路器的选择校验表序号装设地点电气条件SN10-35/1000-1000型断路器工程数据工程数据结论135kV35kV合格280.76A1000A合格34

36、.51kA16kA合格415.50kA40kA合格5合格三、隔离开关的选择与校验高压隔离开关文字符号QS的功能主要是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的平安检修。因此其构造特点是断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的，能充分保障人身和设备的平安。但是隔离开关没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。然而可用来隔离一定的小电流，如励磁电流不超过2A的空载变压器，电容电流不超过5A的空载线路及高压互感器和避雷电路等。高压隔离开关按安装地点不同，可分为户内及户外两大类。根据我国生产的高压户内隔离开关型式，初步选用GN5-35G/600-72户内型隔离开关来进展校验，如

37、下表6所示，校验结果，所选GN5-35G/600-72户内型隔离开关是合格的。 表9 高压隔离开关的选择校验表序号装设地点电气条件GN5-35G/600-72户内型隔离开关工程数据工程数据结论135kV35kV合格280.76A600A合格315.50kA72kA合格4合格四、负荷开关的选择与校验高压负荷开关文字符号QL是一种功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器，高压负荷开关常与高压熔断器串联配合使用；用于控制电力变压器。高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因为能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但是它不能断开短路电流，所以它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进展短路保护。根据我国生产的高

38、压户内负荷开关型式，初步选用FN21-35/630-20户内型负荷开关来进展校验，如下表7所示，校验结果，所选FN21-35/630-20户内型负荷开关是合格的。表10 高压断路器的选择校验表序号装设地点电气条件FN21-35/630-20户内型负荷开关工程数据工程数据结论135kV35kV合格280.76A630A合格34.51kA20kA合格415.50kA50kA合格5合格五、熔断器的选择与校验熔断器文字符号为FU是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害；按安装条件及用途选择不同类型高压熔断器如屋外跌落式、屋内式，对于一些专用设备的高压熔断器应选专用系列；我们常说的

39、保险丝就是熔断器类。根据我国生产的高压户内熔断器型式，初步选用RN1-35G/1000-2000型熔断器来进展校验，如下表8所示，校验结果，所选RN1-35G/1000-2000型熔断器是合格的。表11 高压熔断器的选择校验表序号装设地点电气条件RN1-35G/1000-2000型熔断器工程数据工程数据结论135kV35kV合格280.76A1000A合格34.51kA20kA合格六、电压互感器的选择与校验电压互感器相当于降压变压器，其特点是一次绕组匝数多，二次绕组匝数较少，工作时一次绕组并联在一次电路中，而二次绕组则并联仪表、继电器的电压线圈。根据我国生产的电压互感器型式，初步选用JDJJ-

40、35型单相油浸式电压互感器来进展校验，如下表9所示校验结果，故所选JDJJ-35型单相油浸式电压互感器满足要求。表12 电压互感器的选择校验表序号装设地点电气条件JDJJ-35型单相油浸式电压互感器工程数据工程数据结论135kV35kV合格七、电流互感器的选择与校验电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比拟多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。根据我国生产的

41、电流互感器型式，初步选用LMCQ-35型电流互感器来进展校验，如下表10所示校验结果，故所选LMCQ-35型电流互感器满足要求。表13 电流互感器的选择校验表序号装设地点电气条件LMCQ-35型电流互感器工程数据工程数据结论135kV35kV合格280.76A200A合格315.50kA40kA合格4合格八、低压一次设备的选择与校验低压一次设备。是指供电系统中1000V或略高及以下的电气设备。低压一次设备的选择与高压一次设备的选择一样，必须满足在正常条件下和短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作平安可靠，运行维护方便，投资经济合理。表14 低压一次设备的选择和校验工程和条件电气设备名称电压/

42、kV电流/A断流能力/kA短路电流校验动稳定度热稳定度低压断路器低压隔离开关电压互感器电流互感器选择校验的条件设备的额定电压应不小于装置地点的额定电压设备的额定电流应不小于通过设备的计算电流设备的最大开断能力或功率应不小于它可能开断的最大电流或功率按三相短路冲击电流校验按三相短路稳态电流和短路发热假想时间校验注：表中表示必须校验，表示一般可不校验，表示不要校验。表15 低压一次设备的选择和校验装设地点电气条件断路器DZ10-600L隔离开关NH3-400电流互感器LAT-300电压互感器JDJ-0.38380V380V380V380V380V285A600A400A300A600A15.45k

43、A52kA32kA52kA20kA50论合格合格合格合格第五节 工厂总降压变电所主变压器保护根据规定，对于高压侧为35KV及以上的工厂总降压变电所主变压器来说，应装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护；在有可能过负荷时应装设过负荷保护。如果单台运行的变压器容量在10000kVA及以上或者并列运行的变压器每台容量在6300kVA及以上时，则应装设纵联差动保护来取代电流速断保护。本课程设计所选主变压器容量为5000kVA，故应装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护。1、轻、重瓦斯保护瓦斯保护又称气体继电保护，是保护油浸式电力变压器内部故障的一种根本的相当灵敏

44、的保护装置，按照规定，800KVA及以上的油浸式电力变压器和400KVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。气体保护装置主要由气体继电器构成。当变压器油箱内出现故障时，电弧高温使变压器内的油分解为大量的油气体，气体保护就是利用这种气体实现保护的装置。瓦斯保护的主要原件是瓦斯继电器，它装设在油箱和油枕之间的连通管中。为了使油箱内产生的气体能够顺畅地通过瓦斯继电器排往油枕，变压器安装应取1%1.5%的倾斜度；而变压器在制造时，联通管对油箱顶盖也有2%4%的倾斜度。2.电流速断保护变压器电流速度按保护的接线、工作原理与线路电流速断保护一样。它是一种不带时限的过电流保护，实际中电流速断保护常

45、与过电流保护配合使用。当线路发生短路，流经继电器的电流大于电流速断的动作电流时，电流继电器动作，其常开触点闭合，接通信号继电器和中间继电器，动作发讯和使用断路器跳闸。变压器电流速断保护的动作电流与线路电流素缎保护相似，应躲过变压器二次侧母线三相短路时的最大穿越电流。变压器电流速断保护的灵敏度校验，与线路速断保护灵敏度校验一样，以变压器一次侧最小两相短路电流进展校验，灵敏系数应大于等于2，假设电流速断保护的灵敏度不满足要求，应装设差动保护。采用两相不完全星型接法，动作电流按系统最大运行方式下变压器二次侧三相短路值整定,其中，,，所以 灵敏度按系统最小运行方式下变压器一次侧两相短路的短路电流进展校

46、验，所以，满足要求。3.过电流保护变压器过电流保护装置的接线、工作原理和线路过电流饱保护的接线、工作原理完全一样。也按阶梯原则整定。但对电力系统的终端变电所入车间变电所的变压器来说，其动作时间可整定为最小值0.5S。变压器过电流保护的动作时限应比二次侧出线过电流保护的最大动作时限大一个t,一般取0.50.7S。变压器过电流饱和的灵敏度检验按最小运行方式下变压器二次侧发生两相短路时一次侧的穿越电流校验。采用两个电流互感器接成不完全星型，保护电流按照躲过最大负荷电流来整定。 ，其中， ,所以 。10KV馈电线路的保护时间为0.5秒，母线保护动作时间为1秒。则变压器过电流保护时间为1.5秒。 灵敏度

47、按最小运行方式下二次侧母线发生两相短路条件进展校验：，满足要求。4.过负荷保护变压器过负荷保护的动作电流的整定计算公式为，变压器过负荷保护的动作时限一般取1015s。变压器定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护的综合电路图如下。图12 变压器定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护的综合电路图第六节 工厂总降压变电所10kV馈线保护按GB50062-1992电力装置的继电保护和自动装置设计规*规定：对3-66KV电力线路，应装设相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护。由于工厂的高压线路不很长，容量不很大，因此其继电保护装置通常比拟简单。作为线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流和瞬时

48、动作的电流速断按保护。作为线路的单相接地保护，有两种方式：一、绝缘监视装置；二、有选择性的单相接地保护。继电保护装置的接线主要由两种方式，一种为两相两继电器式接线，另一种是两相一继电器式接线。两相一继电器式接线能反映各种相间短路故障，但不同的短路保护灵敏度不同，有的甚至相差一倍，因此不如两相两继电器式接线。 1.带时限的过电流保护 带时限的过电流保护按照动作时限分可分为定时限和反时限过电流保护两种。反时限是保护装置的动作时限是按10倍动作电流来整定，而实际动作时间与短路电流成反比关系；定时限是保护装置的动作时限按预先整定的动作时间固定不变，与短路电流无关。过电流整定计算，带时限过电流保护的动作

49、电流,应躲过线路的最大负荷电流以免保护装置发生误动作，而且其返回电流也应该躲过线路的最大负荷电流。整定动作电流，取，则，故动作电流整定为10A。灵敏度按最小运行方式下二次侧母线发生两相短路条件进展校验：，满足要求。 2.电流速断保护电流速断保护就是一个瞬时动作的过电流保护，在过电流保护动作时间超过0.5-0.7s时，都应装设顺动的电流速断保护。电流速断保护装置就相当于定时限过电流保护中抽去时间继电器，在启动电流继电器后直接将信号继电器和中间继电器接通断路器的跳闸回路。电流速断整定计算，取,，则 灵敏度校验，所以，满足要求。3.线路的定时限过电流保护及电流速断保护连接图图13 线路的定时限过电流

50、保护及电流速断保护连接图该图中同时装有定时限的过电流保护和电流速断保护，其中KA1、KA2、KT、KS1、和KM属于定时限过电流保护，当线路发生短路时，起动用的电流继电器KA动作，使时间继电器动作，经过一定延时后，接通信号继电器和中间继电器。KM就接通断路器的跳闸回路使断路器QF自动跳闸。KA3、KA4、KS2和KM属于电流速断保护，当线路发生短路故障后，起动用的电流继电器动作不经过时间继电器，直接接通信号继电器及中间继电器，使跳闸回路的断路器迅速动作。小电流接地系统单相接地保护在小接地电流的电力系统中，假设发生单相接地故障时，只有很小的接地电容电流，而相间电压不变，因此可暂时继续运行。但是这毕竟是一种故障，而且由于非故障相的对地电压要升高为原来对地电压的倍，因此对线路绝缘是一种威胁，如果长期下去可能引起非故障相的对地绝缘击穿而导致两相接地短路，这将引起开关跳闸，线路停电。因此，应装设绝缘监视装置或单相接地保护装置。单相接地保护动作电流的整定，取，未知，故不能计算结果。 厂区10kV配电系统设计变电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后配点的任务。而配电所担负着从电力系统受电，然后直接配点的任务。显然，变、配电所是工厂供电系统的枢纽，在工厂中占有特殊重要的地位。高压配电所的设计原则及要求高压配电装置的设计必须认真贯彻国家技术经济政策，遵循上级公布的有关规程、规*及技