35kV总降压变电所与高压配电系统初步设计说明

..目录1前言11.1毕业设计背景11.2毕业设计意义11.3设计要求1235kV变电所一次系统负荷计算22.1变电所电力负荷分组与计算22.2需要系数法的计算2设备负荷计算举例3总配电所和车间变电所数量的确定4各车间变电所负荷计算及无功功率补偿52.3低压变压器的选择与损耗计算8低压变压器的选择82.3.2各低压变压器的损耗计算92.4主变压器的选择11主变压器损耗计算123系统主接线设计133.1主接线设计的基本要求13供电电源的确定133.2电气主接线方案的确定133.2.1确定35kV、10kV电气主接线13供电系统简图144短路电流的计算154.1短路电流15短路的原因154.1.2短路的危害154.1.3短路电流计算的目的154.1.4短路电流计算的标幺值法154.2计算各元件的电抗标幺值16选取基准值16供配电系统中各主要元件电抗标么值16短路电流具体计算短路电路中各主要元件的电抗标么值174.2.4在最大运行方式下18在最小运行方式下195变电所高压电气设备的选择与校验215.1.35KV高压开关柜的选择21短路校验的原则215.2高压设备选择及校验215.2.135KV断路器的选择215.2.235KV隔离开关的选择235.2.335KV电流互感器的选择235.2.435KV电压互感器的选择235.2.535KV熔断器的选择235.2.635KV避雷器的选择245.310KV电气设备的选择245.3.110KV开关柜的选择245.3.210KV断路器的选择245.3.3隔离开关的选择25电流互感器的选择25电压互感器的选择256高压配电线路的设计266.1高压配电线路接线方式的选择266.2高压配电线路截面的选择与校验266.2.135KV高压进线的选择266.2.2截面积的校验266.2.310KV高压出线线路的选择与校验277防雷与接地设计297.1防雷保护297.1.1电力线路的防雷措施297.1.2变配电所的防雷措施29雷电侵入波的防护307.2接地设计308继电保护的整定计算318.1继电保护的基本任务及要求31继电保护的基本任务318.1.2继电保护的基本要求318.2变压器的继电保护设置318.3变电所主变压器继电保护的计算32装设瓦斯保护32装设定时限过电流保护328.3.3装设电流速断保护338.3.4装设过负荷保护3410kV母线断路器的保护348.3.610kV出线各支路的保护34结论35致谢36参考文献37摘要本设计是为某矿山起重机设计一座35kV变电所及其配电系统。其内容包括有：1、总降压变电所一次部分的初步设计①变电所主接线方案的确定；②负荷计算及无功补偿容量和补偿方案的确定；③主变压器的选择计算；④短路电流计算；⑤总降压变电所各种高压电气设备的选择；⑥防雷接地的设计。2、高压配电线路的设计①高压配电线路接线方式的确定；②高压配电线路的类型和结构的确定；③导线或电缆截面的选择。关键字：负荷计算；电气主接线；短路计算；电气设备选择；继电保护ABSTRACTThisdesignforacertainminecraneco.,LTD.Isa35kvsubstationandpowerdistributionsystemdesign.Itscontentsinclude:1,thegeneralvoltagesubstationforpreliminarydesignofapartThedetermineofsubstationmainwiringscheme;<2>theloadcalculationandtheschemeofreactivepowercompensationcapacityandcompensation;<3>thechoiceofmaintransformercalculation;<4>shortcircuitcurrentcalculation;<5>generalvoltagesubstationhigh-voltageelectricalequipmentchoice;6.Thedesignoflightningprotectiongrounding.2,thedesignofhighpressuredistributionline<1>thedeterminationofhighpressuredistributionlineconnectionmode;<2>thetypeofhighpressuredistributionlineandthedeterminationofstructure;<3>thechoiceofwireorcable.Keywords:loadcalculation;Themainelectricalwiring;Shortcircuitcalculation.Electricalequipmentchoice;Relayprotection..1前言1.1毕业设计背景供电工程,就是指工厂所电能的供应和分配,亦称工厂配电。众所周知,电能是现代工业生产的主要能源和动力电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来,又易于转换为其它形式的能量以供应用；而电能的输送和分配既简单经济,又便于控制、调节和测量,有利于实现生产过程自动化。因而,电能在现代工业生产及整个国民经济生活中必不可少。1.2毕业设计意义通过此次对变电所的设计,不仅使我加深了对专业的理解和应用,还培养了我树立工程的观点。初步地掌握生产工厂、变电站电气主系统的设计方法,且在分析、计算和解决实际工程能力等方便得到训练,熟悉了CAD制图软件的应用,为我今后从事电力工程设计、建设、运行及管理工作打下了必要基础。1.3设计要求供电工程要很好地为工业生产服务,切实保证工厂生产和生活用电的需要,并做好的供应工作,就必须达到以下基本要求：1、安全性：在供应、分配和使用电能中,不应发生人身事故和设备事故。2、可靠性：应满足电能用户对供电可靠性的要求。3、优质性：应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。4、经济性：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。235kV变电所一次系统负荷计算2.1变电所电力负荷分组与计算我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法,有需要系数法和二项式法。需要系数法简单方便,计算结果基本符合实际,用电设备台数较多,各台设备容量相差不悬殊时,宜采用需要系数法,一般用于干线、配变电所的负荷计算。下面介绍需要系数法的计算。2.2需要系数法的计算〔1用电设备组计算负荷的确定用电设备组是由工艺性质相同、需用系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中,可以根据具体情况将用电设备分为若干组,再分别计算各用电设备组的计算负荷。其计算公式为：有功计算负荷〔kW〔2-12无功计算负荷〔kvar〔2-13视在计算负荷〔kV.A〔2-14计算电流〔A〔2-15式中、、——该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷；——该用电设备组的设备总额定容量,kW——额定电压,V——功率因数角的正切值——该用电设备组的计算负荷电流,A——需用系数〔2多个用电设备组的计算负荷在配电干线上或矿山变电所低压母线上,常有多个用电设备组同时工作,但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现,因此在求配电干线或矿山变电所低的计算符合时,应再计入一个同时系数。具体计算公式如下：i=1,2,3…….m〔2-16〔2-17〔2-18式中、、——为配电干线或变电站低压母线有功、无功、视在功率计算负荷；——同时系数m——为配电干线或变电站低压母线上所接用电设备总数;——该干线或低压母线上的额定电压,V——该干线变电站低压母线上的计算负荷电流,A——需用系数、、——分别对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角的正切值、总设备容量。设备负荷计算举例计算举例：〔1机械加工车间1已知：=1150kw,Kx=0.25,COSφ=0.65则tanφ=tan<artCOSφ>=1.17=Kx·=0.25×1150=287.5kW=·tanφ=287.5×1.17=336.4kvar=／COSφ==287.5/0.65=442.3kV·A=/=442.3/0.38×EQEQ=672A〔2机械加工车间2已知：=850kw,Kx=0.25,COSφ=0.65则tanφ=tan<artCOSφ>=1.17=Kx·Pe=0.25×850=212.5kW=·tanφ=212.5×1.17=248.6kvar=／COSφ==212.5/0.65=326.9kV·A=/=326.9/0.38×=496.7A〔3金属结构车间已知：=1345kw,Kx=0.40,COSφ=0.65则tanφ=tan<artCOSφ>=1.17=Kx·=0.40×1345=538kW=·tanφ=538×1.17=629.5kvar=／COSφ==538/0.65=827.7kV·A=/=827.7/0.38×EQEQ=1257.6A其它车间负荷计算过程不再一一列举同理可得,计算结果列表如下序号车间名称Pe/kWKdCosφ补偿前计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kV·AIc/A1机械加工车间111500.250.65287.5336.4442.36722机械加工车间28500.250.65212.5248.6326.9496.73金属结构车间13450.400.65538629.5827.71257.64装配车间16800.400.65272318.2418.5635.85装配车间24580.400.65183.2214.3281.8428.26热处理车间6200.600.70372379.5531.4807.47喷漆车间5700.400.70228232.6325.7494.98试验车间2600.400.8010478130197.59起重电器分厂18600.500.70930948.81328.62018.610办公楼2200.500.8511068.2129.4196.611仓库880.350.9030.814.934.252.0表2-1全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表总配电所和车间变电所数量的确定〔一高压配电所的确定该厂属于大中型用户,设一个高压配电所。〔二车间变电所的确定一般情况每个车间均单独设立变电所,根据负荷容量大小分六个车间变电所。表2-2车间变电所分配车间变电所车间名称标号NO1机械加工车间1D1机械加工车间2D2NO2装配车间1D3装配车间2D4NO3金属结构车间D5NO4热处理车间D6喷漆车间D7试验车间D8NO5起重电器分厂D9NO6办公楼D10仓库D11各车间变电所负荷计算及无功功率补偿以第一车间变电所来计算求解,确定D1、D2点的计算负荷,见表2-3.表2-3计算点D1、D2的负荷计算点Pe/kWKdCosφ计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/AD111500.250.65287.5336.4442.3672.0D28500.250.65212.5248.6326.9496.7〔1确定C1点的计算负荷由于本设计中要求功率因数应不低于0.90,所以先需要求各车间变电所自然功率因数：,如果就需要进行无功补偿。本设计中取,在低压母线上设置无功自动补偿装置进行补偿。取,取。①补偿前计算负荷<0.95②补偿容量计算：因此选用方案号为RC450F的大容量无功补偿柜进行补偿,其补偿容量为。③补偿后计算负荷：,满足要求。同理可以算出其余车变计算负荷表2-4计算点C1-C6的负荷计算点∑Pc/kW∑Qc/kvar同时系数Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/Acosφ补偿前C1500585k∑P=0.90

k∑Q=0.95450555.75715.11086.50.63补偿量-450补偿后C1450105.75462.3702.30.97补偿前C2455.2532.5k∑P=0.90

k∑Q=0.95409.7505.9651989.10.63补偿量-360补偿后C2409.7145.9434.9660.80.94补偿前C3538629.5k∑P=1.0

k∑Q=1.0538629.5827.71257.50.65补偿量-450补偿后C3538179.5567.2861.70.95补偿前C4704690.1k∑P=0.90

k∑Q=0.95633.6655.6911.71385.20.69补偿量-450补偿后C4633.6205.6666.11012.10.95补偿前C5930948.8k∑P=1.0

k∑Q=1.0930948.81328.62018.60.70补偿量-640补偿后C5930308.8979.91488.80.95补偿前C6140.883.1k∑P=0.90

k∑Q=0.95126.778.9149.3226.80.85补偿量-40补偿后C6126.738.9132.5201.40.96表2-5各车间变电所无功补偿柜选择情况车间变电所无功功率补偿柜方案号补偿容量1RC450F450kvar2RC360F360kvar3RC450F450kvar4RC450F450kvar5WZ0.4-160/8-J×4640kvar6BSMJ0.4-4040kvar2.3低压变压器的选择与损耗计算低压变压器的选择车间变电所①变压器的选择根据附录表可知其计算容量为462.3kVA,工作电压为380V,故选择S11-M-630/10型的变压器,变压器额定容量,查表得。车间变电所②变压器的选择根据附录表可知其计算容量为434.9kVA,工作电压为380V,故选择S11-M-630/10型的变压器,变压器额定容量EQ,查表得。车间变电所③的选择根据附录表可知其计算容量为567.2kVA,工作电压为380V,故选择S11-M-800/10型的变压器,变压器额定容量,查表得。车间变电所④变压器的选择根据附录表可知其计算容量为666.1kVA,工作电压为380V,故选择S11-M-800/10型的变压器,变压器额定容量,查表得。车间变电所⑤变压器的选择根据表附录可知其计算容量为979.9kVA,工作电压为380V,故选择S11-M-1250/10型的变压器,变压器额定容量,查表得。车间变电所⑥变压器的选择根据附录表2可知其计算容量为132.5kVA,工作电压为380V,故选择S11-M-200/10型的变压器,变压器额定容量,查表得。表2-6各车间变压器选择情况如下车间变电所型号额定电压/kV连接组别损耗/kW空载电流〔%阻抗电压〔%高压低压空载短路NO1S11-M-630/10100.4Dyn110.816.20.94.5NO2S11-M-630/10100.4Dyn110.816.20.94.5NO3S11-M-800/10100.4Dyn110.987.50.74.5NO4S11-M-800/10100.4Dyn110.987.50.74.5NO5S11-M-1250/10100.4Dyn111.36120.54.5NO6S11-M-200/10100.4Dyn110.342.61.34.0各低压变压器的损耗计算①变压器的损耗可按以下公式进行计算：空载无功损耗：额定短路无功损耗：变压器负荷率：〔两台同时运行时变压器的有功功率损耗：变压器的无功功率损耗：②计算举例〔车间变电所11变压器功率损耗：2B1点的负荷计算：同理可计算出其它车间变电所负荷则表3-7计算点B1-B6的负荷计算点变压器功率损耗高压侧〔10kVcosφΔPO/kWΔPk/kWI0%Uk%ΔPT/kWΔQT/kvarPc/kWQc/kvarSc/kVAIc/AB10.816.20.94.54.1520.9454.15126.65471.527.20.96B20.816.20.94.53.7619.2413.46165.1445.225.70.93B30.987.50.74.54.7523.7542.75203.2579.533.50.94B40.987.50.74.56.1830.56639.78236.16682.09.40.94B51.36120.54.58.7340.8938.73349.61001.757.80.94B60.342.61.34.01.486.1128.1845135.87.80.942.4主变压器的选择1．变电所主变压器台数的选择选择主变压器台数时应考虑下列原则：〔1一般情况下应首先考虑选择一台变压器。〔2下列情况可考虑选择两台或两台以上变压器：①供有大量一、二级负荷的变电所。②季节性负荷变化较大。③集中负荷容量较大虽为三级负荷,但一台变压器供电容量不够,也应装设两台及以上变压器。2．变电所主变压器容量的选择〔1只装设一台主变的变电所。变压器容量应满足全部用电设备总计算负荷的需要,即〔2装设两台主变压器的变电所。每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：①任一台变压器单独运行时,宜满足总计算负荷S30的60％～70％的需要,即②任一台变压器单独运行时,应满足全部一、二级负荷的需要,即S30〔Ⅰ+Ⅱ〔3车间变电所主变压器的单台容量一般不宜大于1000kVA〔或1250kVA。如车间负荷容量较大、负荷集中且运行合理时,也可以选用单台容量为1250～2000kVA的配电变压器。必须指出,变电所主变压器台数和容量的最后确定,应结合变电所主接线方案的选择,通过对几个较合理的方案进行技术经济比较后择优确定。工厂总负荷计算则>0.90满足要求。考虑到矿区的发展情况,负荷可能增加,变压器容量可选为4000kV·A.根据主变压器的选择条件,主变压器应选用一主一备,在一台主变压器故障或者检修时,另一台变压器必须保证矿山起重机公司的安全生产用电,两台变压器并联运行。由以上计算,再考虑到以后的发展,故35/10kV选择两台SZ9-4000/35/1035kV±3×2.5%/10kV型三相油浸式有载调压铜线电力变压器,其技术参数如下表。表3-8SZ9－4000/35型电力变压器技术数据容量kVA高压额定值kV低压额定值kV阻抗电压％空载电流％空载损耗kW负载损耗kW40003510.57.01.24.830.0主变压器损耗计算变压器负荷率：变压器有功功率损耗：变压器无功功率损耗：全厂总负荷=+ΔPT=2805.3+18.26=2823.56kW=+ΔQT=1069.4+176.9=1246.3kvar3系统主接线设计3.1主接线设计的基本要求〔1安全性为保障设备安全及人身安全,主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.〔2可靠性主接线应符合电力负荷特别是一、二级负荷对供电可靠性的要求。一级负荷要求由两个电源供电,二级负荷,要求由两回路供电或一回路6kV及以上的专用架空线路或电缆供电。〔3灵活性主接线应能适应供配电系统各种不同的运行方式〔如变压器经济运行方式、电源线路备用方式等,倒闸切换操作简便；检修操作,也应保证供电可靠性的条件。①变配电所的高低压母线,一般宜采用单母线或单母线分段接线。②35kV及以上电源进线为双回路时,宜采用桥形接线或双线路变压器组接线。③需带负荷切换主变压器的变电所,高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。④主接线方案应与主变压器经济运行的要求相适应。⑤主接线方案应考虑到今后可能的扩展。〔4经济性结线方式在满足生产要求和保证供电质量的前提下,应力求简单,以减少设备投资和运行费用,一次接线应尽量做到投资省、占地少、电损小。供电电源的确定由设计原始资料可知,工厂电源拟从电业部门某200/35千伏变压所,用35千伏双回架空线引入本厂,其中一个作为工作电源,一台作为备用电源,该变电站距厂8公里。3.2电气主接线方案的确定确定35kV、10kV电气主接线内桥接线方式可提高供电可靠性,适于电源线路较长、变压器不需经常切换操作的情况。外桥接线方式电源线路投入和切除时操作较复杂,变压器故障时操作简便,适用于电源线路较短、变压器需经常切换操作的情况。。随着对供电可靠性、运行灵活性要求的提高,现代工厂35kV侧多采用内桥,所以35kV侧采用内桥接线。两路电源进线,单母线分段可提高供电可靠性和灵活性,所以10kV主接线确定为单母线分段〔分两段接线。供电系统简图根据以上分析,可绘制出变电所供电系统简图,如图所示。4短路电流的计算4.1短路电流短路的原因短路是指两个或多个导电部分之间形成的导电通路,此通路迫使导电部分之间的电位差等于或接近于零。引起短路发生的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏,其次是人员误操作、鸟兽的危害等。电气设备载流部分的绝缘损坏可能是有雨设备长期运行绝缘自然老化或设备本身绝缘缺陷而被工频电压击穿,或设备绝缘正常呗过电压击穿,或者是设备绝缘受到外力损伤而造成短路。短路的危害〔1短路电流通过电气设备时,温度急剧上升,会使绝缘老化或损坏；同时产生很大的电动力,会使设备载流部分发生机械变形甚至损坏。〔2短路会使系统电压骤降,影响系统其它设备的正常运行。〔3短路可造成停电事故,而且越靠近电源,停电范围越大,给国民经济造成的损失也越大。〔4严重的短路会影响电力系统运行的稳定性,可使并列运行的发电机组失去同步,造成电力系统解列。〔5电力系统发生不对称短路时,其电流会产生较强的不平衡交变磁场,对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰。短路电流计算的目的〔1在选择电气主接线时,为了比较各种接线方案,或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等,均需要进行必要的短路电流计算。〔2在选择电气设备时,为了保证设备在正常运行和故障下都能安全、可靠地工作,同时又力求节约资金,这就需要进行全面的短路电流计算。〔3在选择继电保护方式和进行整定计算时,需以各种短路时的短路电流为依据。短路电流计算的标幺值法对较复杂的高压供电系统,计算短路电流时采用标么制进行计算比较简便。标么制属于相对电位制的一种,在用标么制计算时,各电气元件的参数都用标么值表示。在短路计算中所遇到的电气量有功率、电压、电流和电抗等四个量。某一电气量的标么值就是它的实际值〔有名值与一个预先选定的同单位的基准值的比值。以下就是用标么值法进行短路电流的计算。4.2计算各元件的电抗标幺值选取基准值由设计对象中已知,本变电所主要有35kV、10kV两种电压等级的线路段,主变压器连接了35kV、10kV电压等级的线路段,为简化分析,采用近似计算法计算标幺值,在近似计算中不管变压器电压比如何,选择各级的基准功率是统一的,通常选择各级网络的平均额定电压为基准电压,即Ud=1.05UN。选取基准容量：＝100MVA选取短路点所在母线的平均电压为基准电压,取=36.75kV,=10.5kV,=/<>则kA,kA,供配电系统中各主要元件电抗标么值短路计算电路图〔1电力系统的电抗标么值。电力系统电抗,可由系统的短路容量求取最大运行方式下：最小运行方式下：〔2电力变压器的电抗标么值。电力变压器的电抗值可由其短路电压近似的计算,即式中,为变压器的额定容量。〔3电力线路的电抗标么值短路电流具体计算短路电路中各主要元件的电抗标么值1电力系统电抗标么值最大运行方式最小运行方式2架空线路标么值3电力变压器〔由附录表查得SZ9-4000型油浸式变压器Uk%=7.0短路等效电路图如图所示〔系统最大运行方式下在最大运行方式下k-1点的短路电路总电抗标么值及短路电流和短路容量⑴总电抗标么值⑵三相对称短路电流初始值⑶其他三相短路电流⑷三相短路容量k-2点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量⑴总电抗标么值⑵三相短路电流周期分量有效值⑶其他三相短路电流⑷三相短路容量在最小运行方式下k-1点的短路电路总电抗标么值及短路电流和短路容量⑴总电抗标么值⑵三相对称短路电流初始值⑶其他三相短路电流⑷三相短路容量k-2点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量⑴总电抗标么值⑵三相短路电流周期分量有效值⑶其他三相短路电流⑷三相短路容量表4-1短路计算结果短路计算点总电抗标么值三相短路电流/kA两相短路电流/kA三相短路容量/MVA在最大运行方式下k-1点0.443.573.839.105.393.09227.3k-2点1.3154.184.189.455.483.6276.05在最小运行方式下k-1点0.742.122.125.413.201.84135.14k-2点2.492.212.214.992.901.9140.165变电所高压电气设备的选择与校验5.1.35KV高压开关柜的选择选用XGN-40.5型固定式金属封闭开关柜。该柜内配有ZN12-40.5型真空断路器,作为40.5kV交流系统接受和分配电能之用。开关柜具有安全联锁装置、防误性能,运行安全可靠。真空灭弧室免维护。该产品满足GB3906-91《3-35kV交流金属封闭开关设备》等标准。短路校验的原则对于相应高压开关柜内的设备进行短路校验,主要有断路器的额定电压、额定电流、额定开断电流以及相应的额定动、热稳定电度校验。5.2高压设备选择及校验高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求,同时设备应该工作安全可靠、运行方便,投资经济合理。一般要遵循以下原则：1、按正常工作条件选择额定电压和额定电流；2、按短路情况来校验电气设备的动稳定和热稳定；3、安装地点的三相短路容量来校验高压断路器的速断容量。5.2.135KV断路器的选择〔1额定电压选择断路器的额定电压应大于或等于所在电网的工作电压,即。〔2额定电流选择断路器的额定电流应大于或等于它的最大长期工作电流,即。〔3开断电流选择在给定的电网电压下,断路器的开断电流不应小于实际瞬间的短路电流周期分量,即。〔4动稳定校验若断路器的极限通过电流峰值,大于三相短路时通过断路器的冲击电流,则其动稳定便满足要求,即。〔5热稳定校验断路器热稳定电流,即在短时允许发热量应大于短路期间短路电流所发出的热量,则此断路器满足热稳定要求。可表示为。初步选用高压开关柜配有的ZN12-40.5型真空断路器校验:①

ZN12-40.5型真空断路器额定电压为40.5kV,=35kV,,符合条件。②ZN12-40.5型真空断路器额定电流为630A,最大长期工作电流为又因为=630A即,因此符合技术条件。③断路器开断电流＝50kA,＝3.9kA,>符合技术条件。④＝63kA,＝9.77kA序号选择项目装置地点的技术参数断路器的技术参数结论1额定电压Un=35KV,Um=36.75KVUr=40.5KVUr>Un,√2额定电流Ic=Ir=1000AIr>Ic,√3额定短路开断电流Ib3=3.57KA〔最大运行方式Ib=50KAIb>Ib3,√4额定峰值耐受电流〔动稳定ip3=9.10KA<最大运行方式>imax=63KAImax>ip3,√5额定短时〔4s耐受电流〔热稳定Qt=3.572×〔0.1+0.8+0.05KA2.s=12.11KA2.s25KA2.sQ>Qt,√6额定短路关合电流ip3=9.10KA〔最大运行方式im=50KAim>ip3,√7环境条件某矿山起重机公司变电所高压开关正常使用环境满足条件则满足动稳定校验。表5-135kV高压断路器的校验QtkA2S﹤25kA2S,满足热稳定校验。5.2.235KV隔离开关的选择选用GN27-35/630隔离开关,其技术参数为：额定电压35kV,额定电流630A,极限通过电流峰值50kA,4s热稳定电流20kA。短路电流取Ioo=IK3=3.57kA,电抗器通过短路电流的持续时间为tla=0.2+2.0=2.2s。故,所以热稳定度符合要求。电抗器所在线路的短路电流冲击值=1.51×3.57=5.39kA＜50kA,所以动稳定度符合要求。由此可知GN27-35/630隔离开关符合要求。5.2.335KV电流互感器的选择电流互感器是一种专门用于变换测量电流的特殊电气器,选用LCZ-35Q电流互感器,,适用于额定频率50Hz或60Hz、额定电压为35kV及以下的电力系统中,作为电能计量、电流测量和继电保护用。选用额定电流变比为200/5,准确级次0.5。校验数据如下表5-2选择项目装置地点的技术参数电流互感器参数结论额定电压35KV35KV√额定电流50.9A300A√动稳定9.10KA42.4KA√热稳定12.11KA2.s13KA2.s√5.2.435KV电压互感器的选择互感器是交流供电系统中一次回路将交流电流或电压按比例降低供二次回路仪表使用。根据一次额定电压选择。并按二次负荷大小及负荷准确等级校验。可选高压开关柜配套的JDJJ2-35型电压互感器,根据资料手册选用JDJJ2-35型电压互感器。5.2.535KV熔断器的选择选择装设RN2-35型高压熔断器分别对额定电压、额定电流、开断电流〔最大分断电流的有效值进行校验,符合要求。5.2.635KV避雷器的选择避雷器用来防止雷电冲击波沿线路侵入变配电所,对电气设备的绝缘造成损坏。本设计中选用两组35kV合成套无间隙氧化锌避雷器HY5WZ2-52.7/134两组分放在35kV母线上,与电压互感器共用一个间隔。5.310KV电气设备的选择5.3.110KV开关柜的选择选用KYNl8A-12型户内交流铠装移开式金属封闭开关柜,产品符合GB3906-91《3-35kV交流金属封闭开关设备》DL404-91《户内交流开关柜订货技术条件》及IEC298《交流金属封闭开关设备和控制设备》等标准。适用于3-10kV单母线电力系统中作为接受和分配电能之用。可广泛用于各类型发电厂,变电站及工矿企业中。5.3.210KV断路器的选择表5-3ZN12-10B型真空断路器校验序号选择项目装置地点的技术参数断路器的技术参数结论1额定电压Un=10KV,Um=10.5KVUr=12KVUr>Un,√2额定电流Ic=Ir=1250AIr>Ic,√3额定短路开断电流Ib3=4.18KA〔最大运行方式Ib=31.5KAIb>Ib3,√4额定峰值耐受电流〔动稳定ip3=9.45KA<最大运行方式>imax=80KAImax>ip3,√5额定短时〔4s耐受电流〔热稳定Qt=4.182×〔0.1+0.8+0.05KA2.s=16.60KA2.s31.5KA2.sQ>Qt,√6额定短路关合电流ip3=9.45KA〔最大运行方式im=80KAim>ip3,√7环境条件某矿山起重机公司变电所高压开关柜正常使用环境满足条件隔离开关的选择查阅设备资料,其所选型号有GN6-10T/200、GN6-10T/400、GN6-10T/600GN19—10〔C/400、GN19-10〔C/630等,选用GN19—10c/630隔离开关,其操动机构配套选用手动CS6—1T型。表6-510kv隔离开关的选择选择项目装置地点的技术参数GN19—10c/630隔离开关参数额定电压10kVU=10kv额定电流178.2AI=630A动稳定i=9.45kAi=50kA热稳定16.60kAI=20kA对上述数据校验符合要求,故都符合要求。电流互感器的选择电流互感器选用LAJ-10型,变比为100/5、150/5、200/5、600/5等选用额定电流变比为200/5,准确级次0.5,经过动、热稳定性校验,都大于实际值,电流互感器能满足要求。电压互感器的选择电压互感器选用JDZJ系列,为单相三卷浇注绝缘户内。供中性点不接地系统,做电流、电能测量及单相接地保护用。用三台JDJZ型产品能在1.1倍额定电压下长期运行,并能在八小时内无损伤地承受2倍额定电压。选择型号为JDZJ—10,可选两台双圈JDZJ—10型互感器接在10kV母线上,配用二个XRNT1-12/200A型熔断器,用作线路的器短路保护,其最额定电压原线圈6/,副线圈0.1/,辅助线圈0.1/,选用0.5级额定容量为30MVA。选择XRNT1-12/200A型熔断器额定电压10KV<12KV,符合要求。额定电流Ic=178.2A<200A,符合要求。额定短路开断电流4.31KA<31.5KA,符合要求。6高压配电线路的设计6.1高压配电线路接线方式的选择电力线路的接线方式是指由电源端〔变配电所向负荷端〔电能用户或用电设备输送电能时采用的网络形式。常用的接线方式有放射式、树干、环式三种。〔一放射式放射式接线的特点是每路馈线仅给一个复合垫单独供电,放射式线路故障影响范围小,易于控制盒实现自动化,供电可靠性高,适于对重要负荷的供电。单回路放射式接线一般供二、三级负荷,供二级负荷宜用备用电源；双回路放射式接线供电可靠性较单回路放射式接线大大提高,可供二级负荷。〔二树干式树干式接线是有分支的辐射网络,特点是每路馈线可给同一方向的多个负荷点供电,其开关电器数量少,投资省,但可靠性不高。〔三环形环形接线的特点是配电线路从一个供电点开始,接入许多负荷点后,返回至同一或不同的供电点,形成环网。环形接线运行灵活,供电可靠性较高,在现代化配电网中这种接线方式应用较广。为了便于管理,实现集中控制,尽量提高厂区用电的可靠性,而放射式接线可靠性较高,保护配合简单、便于运行管理。因此总降压变电所采用10KV单回路放射式配电。6.2高压配电线路截面的选择与校验6.2.135KV高压进线的选择变电所中各种电压配电装置的母线,以及电器间的连接大都采用铜、铝或钢的矩形、圆形、管形裸导线或多芯绞线。母线的截面形状,35KV及以下的屋内配电装置中,都采用矩形截面。因为它的冷却条件好,对交流肌肤效应的影响小。一般采用LGJ型钢芯铝绞线。根据设备资料中附录表29知35kV线路钢芯铝绞线的最小允许截面为35mm2。所以初选LGJ-35型钢芯铝绞线。截面积的校验〔1按发热条件进行校验线路计算电流为Ic=从《供电工程》中附录表42,得35mm2截面积的LGJ型钢芯铝绞线在环境温度25℃的载流量为220A,大于线路的计算电流50.9A,满足发热条件。〔2按线电压损失条件进行校验查《供电工程》附表12,以及设备资料中的附表32,得LGJ-50型钢芯铝绞线的r=0.823Ω/km,x=0.39Ω/km。将参数代入公式〔4-18可得=1.835﹪＜5﹪,因此,所选截面积也满足电压损失要求。〔3校验机械强度查设备资料中附表29得35KV线路钢芯铝绞线的最小允许截面为35mm2,,因此,所选的LGJ-35型钢芯铝绞线也满足机械强度要求的。〔4按经济电流条件进行校验线路工作时的最大时常电流Ic由于该厂的年最大有功负荷利用小时数为4800h,根据网上资料得出经济电流密度Jec=1.15A/㎜,所以经济截面积Sec=Iar•m/Jec=50.9/1.15=44.26㎜2﹥35㎜2,符合要求。6.2.310KV高压出线线路的选择与校验变配电所10KV高压出线一般选用电缆,而交联聚乙烯绝缘电力电缆具有卓越的热-机械性能,其结构简单,重量轻,敷设不受落差限制等优点,目前广泛应用于城市电网和工厂。故10kV出现采用YJV型电缆。根据校验及选择经验,一般10kv及以下高压线路及低压动力线路,通常先按发热条件求选择截面,再校验电压损失、机械强度、短路热稳定等条件。而本设计中因厂区小,不考虑电压损失,故不用校验,而对于电缆,不必校验其机械强度。截面积选择校验计算如下〔1按发热条件选择电缆截面积线路计算电流为Ic=查《供电工程》附录表40,得120mm2温度25℃的载流量为245A,同一路径有6根电缆按固定间距0.8m并列埋地敷设,根据附录表48校正,电缆的实际载流量为,大于178.2A,因此,选择YJV-6/35-6×120型电缆。〔2按短路热稳定条件进行校验查《供电工程》附录表31,YJV-10/35-3×120型电缆的热稳定系数,热稳定最小面积为所选电缆截面积也满足热为稳定要求。7防雷与接地设计7.1防雷保护电力线路的防雷措施〔1装设避雷线防止防止架空线路遭受直接雷击的有效措施。全线假设避雷线一般只用于35kv以上的架空线路,35kv架空线路只在进出变配电所的1—2km范围假设避雷线。〔2提高线路本身的耐雷水平可采用木横担、瓷横担,或采用高一电压级的绝缘子〔在采用角刚横担时〔3个别绝缘薄弱点假装避雷器对架空线路中的跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆及个别金属杆上,装设排气或避雷器或保护间隙。变配电所的防雷措施户外变配电所中,一般采用避雷针作为直击雷的防护装置,并要求所有被保护的电气设备和建筑物均应处于避雷针的保护范围之内,为防止反击事故的发生,避雷针与被保护的建筑物和电气设备应保持一定的安全距离,工程上的安全距离应大于5m。在变电所屋顶装设避雷针或避雷带,并引出两根接地线与变电所公共接地装置相连。如变电所的变压器装在屋外或露天配电装置时,则应在变电所外面的使应的适当位置装设独立避雷针,其装设高度应使其防雷保护范围包括整个变电所。表8-1变配电所与线路的防雷装置的接地电阻最大值序号装置名称装置特点接地电阻/Ω1变配电所与线路的防雷装置独立避雷针和避雷线2变配电所装设避雷器与总容量100kVA以上的变压器相连的接地装置3与总容量100kVA以下的发电机或变压器相连的接地装置此外,在35kv及以上的变配电所架空进线上,架设1-2km避雷线,以消除近区进线上的雷击闪络,避免其引起的雷电侵入波对变配电所电气装置的危害。雷电侵入波的防护〔1在35kv高压配电室内装设有XGN-40.5型开关柜,其中配有35kV合成套无间隙氧化锌避雷器。主变压器依靠此避雷防护,防止雷电侵入波的危害。〔2在10kv高压配电室内10KV开关柜内装设HY5WZ-10/27型型避雷器。7.2接地设计接地是指电气设备的带电部分或不带电部分与大地连接。接地可分为故障接地、工作接地、保护接地和重复接地。<1>接地的一般要求在供电系统的某些部位,由于工作的需要或安全的需要而和大地进行直接连接,这就是接地。为了保证达到接地的目的,接地装置必须正确设置〔包括正确的布置、正确的连接、采用适当的散流电阻等,并且连接可靠,否则,不仅达不到接地的目的,还可能反而带来不利的影响。变电所的接地装置除采用自然接地体外,还应设置人工接地网,通常用钢管或角钢作垂直接地体埋入地中,用扁钢作水平接地体来连接各条垂直接地体形成一个接地网,两垂直接地体之间应大于2.5m,以免影响散流电阻。扁钢应侧放而不应平放,以提高散流效果。接地装置的形式有外引式和回路式两种。<2>接地的种类按实施接地的目的不同可分为工作接地、保护接地和防雷接地。工作接地是指为了电力系统的正常运行,人为的将供电系统的某些点〔例如发电机和变压器的中性点和大地进行金属性的连接。保护接地是指由于电气设备绝缘损坏时可能危及人身安全而将电气设备不带电的金属外壳与大地相连。防雷接地则是为了引泄雷电流而将防雷设备〔如避雷针、避雷器等与大地相连。8继电保护的整定计算8.1继电保护的基本任务及要求继电保护的基本任务〔1当电力系统中某电气元件发生故障时,能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除,避免故障元件继续遭到破坏,使非故障元件迅速恢复正常运行。〔2当系统中电气元件出现不正常运行状态时,能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。继电保护的基本要求对动作于跳闸的继电保护,在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护四性。〔1选择性选择性是指保护检出电力系统的故障区和/或故障相的能力。〔2速动性速动性是指在发生短路故障时保护装置能够尽快地将故障切除,从而提高系统稳定性并减轻故障设备和线路的损坏程度,提高自动重合闸和备用电源或备用设备自