备用电源自动投入原理图

摘要电力配电站是由由一系列设备备组成的电力力系统，电能能在其中转换换、分配、联联络、变压、转转换。一个配配电站包括各各类设备：变变压器、断路路器、负荷开开关、母线、电电流互感器、电电压互感器等等。配电站是一种综综合设施，它它可以从分支支输电网到初初级配电网对对电压进行切切换和调节。最最重要的是，由由于配电站的的存在，一部部分配电站设设备的损坏，或或一条通向配配电站的电缆缆切断，都不不会引起全局局的供电故障障。本文是对10千千伏变电站电电气部分的设设计。在设计计中，我们运运用经济及技技术比较的方方法来确定变变电站的电气气主接线，运运用短路电流流实用计算法法来进行短路路电流计算。通通过查阅设计计手册和技术术规程对主要要设备和导体体以及电气总总平面布置和和高压配电装装置进行了设设计和选择。该变压室设有22台主变压器器，采用单母母线结构及单单母线分段的的结构。进行行了电气主接接线图形式的的论证、短路路电流计算、主主要电气设备备选择及校验验（包括断路路器、负荷开开关、隔离开开关、电流互互感器、电压压互感器），同同时介绍了继继电保护的设设计整定等相相关方面的知知识。关键词：10KKV变配电站短路电流变压器继电保护ABSTRACCTTheeleectriccpoweersubbstatiionissanaassembblyoffequiipmenttinaaneleectriccpoweersysstemtthrougghwhiichellectriicaleenergyyisppasseddfortranssmissiion,ddistriibutioon,inntercoonnecttion,transsformaation,,orsswitchhing.Asubbstatiioninncludeesavvariettyofequippment::trannsformmers,circuuitbrreakerrs,looadbrreaksswitchh,buss-barss,currrenttranssformeers,ppotenttialttransfformerrs,anndsoon.Thedisstribuutionsubsttationnisaanasssemblaageoffequiipmenttforpurpooseoffswittchingg,chaangingg,anddreguulatinngtheevolttageffromssubtraanmisssionttodisstribuution..Moreeimpoortanttsubsstatioonsarredessigneddsotthattthefaailureeofaapiecceofequippmentinthhesubbstatiionorroneofthhesubbtranmmissioonlinnestoothesubsttationnwilllnotcauseeaniinterrruptioonofpowerrtotthelooad.Thispaaperiintrodducestheddesignnofmmaineelectrricityysysttemabbouttthe100KVsuubstattion，andrreturnnfishh-eyeanellectriicitylordtocoonnecttthelinediagrramtootakeeintootheeluciidatioonatthessamettime.Weuttilizeethemeanssofeeconommyanddtechhnologgycommparinngtoselecctmaiineleectriccitycconnecctofthe110KVssubstaation,,andcompuuteshhortccurrenntbythemmeansofprracticcalshhortccurrennt’scommputeinthhedessign..Weddesignnandselecctmaiinequuipmenntanddcondductorr、planttnetwwork、planofsiiteanndhigghvolltagedistrributiioneqquipmeentthhroughhchecckingdesiggninghandbbookaandteechniccalcoode.Thattrransfoormersubsttationnhastwommainttransfformerrofssets,cchooseesingglebuus-barrstruucturee.Andreturrnfissh-eyeeaneelectrricityylordd、shorttcurrrent、choicceanddchecckofmainequippment((incluudeciircuittbreaaker、loadbreakkswittch、discoonnecttswittch、curreenttrransfoormer、potenntialtranssformeer)，introoducetherrelayproteectionnandsoonn.Keyworrds:110KVdiistribbutionnsubsstatioon;shhortccurrennt;trransfoormerss;rellayprrotecttion给定条件1．电源和环境境条件：由西王集团热电电厂10KV双回路供电电，正常情况况下，一路工工作，一路备备用。，希望望热电厂10kv出线母线线短路容量为为200MVVA，该路线路路长为：架空空线采用高压压架空绝缘线线LYJ—3ⅹ150mmm2，长度1.2KM，印制厂区区北边，然后后换用YJLV222型高压交联联聚乙烯电缆缆直埋至高压压配电室内。为为满足部分二二级负荷的要要求，厂内设设柴油发电机机组一台型号号为6170—300GS。（设计时时应预留一路路出线与柴油油发电机组相相连）。西王王集团热电厂厂10KV母线的定时时限过电流保保护装置整定定为1.2秒。酵母生生产厂变电所所内设有两台台变压器，容容量待选。1）济南供电局局要求在10KV电源进线处处装设计量电电费的专用仪仪表，要求厂厂总负荷的月月平均功率因因数不低于0.92。2）当地最热月月平均最高气气温为35℃`。3）总配电所周周围无严重粉粉尘和腐蚀性性气体。2、负荷对供电电的要求：1）低压负荷：：同期系数见见负荷资料2）要求总配电电所设值班室室。3）要求继电保保护选机电型型或微机型产产品，备用进进线处应装设设APD装置。4）要求低压出出线全部采用用铠装电缆直直埋。5)要求无功功功率在低压压侧补偿。6)所有低压压设备进线都都由总配电所所低压开关柜柜控制引出。7)要求完成成总配电所电电器部分的设设计。详细要要求见供、配配电毕业设计计指导书。3、负荷资料：：序号用电单位名称设备容量需要系数KX功率因数cosφ计算系数tgφφ计算负荷额定工作电流（AA）工作（KW）备用（KW）有功功率P300（KW）无功功率Q30（Kvaar）视在功率S300（KVA）1制冷站13320.80.80.752空压站3800.80.80.753干燥550.80.80.754压榨成型150.750.750.885真空包装400.750.750.886搅拌14.50.750.750.887水泵房及水处理理900.750.750.888真空过滤300。70.750.889酵母离心900。650.750.8810试验室200.60.750.8811照明500.850.61.3312办公楼400.60.61.3313宿舍楼1000.60.61.3314小计2361.5第一章说明明书1.1主接线1.1.1主接接线方式主结线（或一次次结线）是指指由多种电气气设备（如各各种开关电器器、变压器、互互感器、避雷雷器、母线电电力电缆和移移相电容器等等），依照一一定顺序连接接而成的，接接受和分配电电能的电路。主主接线是变配配电所电气设设计的首要部部分，主结线线的确定对变变电所电气设设备的选择、配配电装置的布布置以及供电电的可靠和经经济性有很密密切的关系。对对所选用的主主结线，必须须满足下列要要求：（1）可靠性，要要尽量减少计计划外停电时时间，尽量缩缩小事故后的的影响范围。（2）灵活性，主主接线应力求求简单，满足足在调度，检检修及扩建市市的灵活性。（3）安全性，保保证在一切操操作切换时工工作人员和设设备的安全，以以及能在安全全条件下进行行维护检修工工作。（4）经济性，应应使主接线的的初投资和年年运行费用达达到经济合理理。本方案根据设计计课题给定的的条件，100KV单电源源进线，采用用高压单母线线，低压单母母线分段的主主结线形式，这这种结线形式式供电可靠性性很高。高压压一路进线，一一路保护、计计量，两路出出线；低压联联络，以便一一台变压器检检修时，能让让厂内重要负负荷持续运转转。1.1.2主接接线的主要电电气设备选择择高压开关柜属于于成套配电装装置，它是由由制造厂按一一定的接线方方式将同一回回路的开关电电器母线、测测量仪表、保保护电器和辅辅助设备等都都装配在封闭闭的或不封闭闭的金属柜中中，成套供应应用户。高压侧一台避雷雷器柜，一台台进线柜，一一台计量柜为为，两路出线线柜接变压器器；高压开关关柜均选择KYN-110型交流金属属铠装移开式式开关柜，这这种开关柜的的最大好处是是柜中的高压压断路器等主主要设备是装装在可以拉出出、推进的手手车上，它可可以大大减少少停电维修的的时间，从而而提高了供电电的可靠性。当当断路器故障障需停电维修修时，拉出需需检修的手车车，推入同类类型被用手车车即可恢复供供电，既方便便又安全。本方案采用少油油断路器作为为高压开关柜柜的主要开关关电器。少油油断路器是一一种带有灭弧弧装置的开关关电器，在正正常工作时用用来接通负荷荷电流，电路路发生短路时时用来切断巨巨大的短路电电流。由于采采用抽屉式高高压开关柜，不不需要再装设设隔离开关。低压侧两台进线线柜，六台电电容器柜，一一台联络柜，以以及五台出线线柜。正常运运行时为断开开联络柜为断断开，以保证证两台变压器器分别带动两两边负载，当当一台变压器器损坏时，联联络柜开关闭闭合，又一台台变压器带动动。低压配电电屏均为GCK型低压抽出出式控制中心心，单元回路路的电气设备备均安装在抽抽出式功能单单元中，当某某一单元回路路发生故障时时，可以立即即换上备用的的抽出式功能能单元，保证证迅速恢复供供电，便于对对故障回路进进行检修，提提高了供电可可靠性。低压自动空气开开关根据回路路电流选择，进进线柜和联络络柜采用DW10型框架式自自动开关，其其余采用DZ型低压断路路器，电流大大于600A的出线选择ME系列框架断断路器。本设计方案为使使测量仪表和和继电器标准准化，使测量量仪表和继电电器与高压系系统隔离，降降低仪表和继继电器的绝缘缘水平，简化化仪表构造同同时保证工作作人员安全。另另外，避免短短路电流直接接流过测量仪仪表及继电器器线圈，因此此，高压进线线柜、计费柜柜、出线柜以以及低压配电电柜均采用电电流互感器。计计费柜含电压压互感器及电电流互感器，可可以同时对电电压和电流计计量，所用仪仪表由供电局局决定。1.2负荷计算算及无功功率率补偿计算负荷的确定定计算负荷是按发发热条件选择择电气设备的的一个等效负负荷，也就是是说“计算负荷”产生的热效效应和实际变变动的负荷产产生的最大热热效应是相等等的。也可用用持续时间为为半小时平均均有功负荷的的最大值来描描述“计算负荷”。计算负荷荷的方法有多多种，本设计计方案采用“需要系数法”，由设备开开始依次地推推计算到变压压器高压侧，用用每一级的计计算负荷作为为选择该级供供电设备的依依据。无功功率补偿在工厂中，吸取取无功功率的的用电设备比比较分散，进进行个别补偿偿为最佳这样样不但可以减减少供配电线线路和变压器器中的无功电电能损耗，还还可以减少线线路的截面及及车间变压器器的容量，仅仅就补偿这点点，是比较完完善的，但是是其利用率低低，投资大，而而且是分散操操作，不够方方便，有爆炸炸危险的车间间及有腐蚀性性气体的车间间也不允许安安装电容器。而而集中补偿虽虽然不利于减减少线路损耗耗，但能克服服个别补偿的的其它缺点，所所以，在本方方案中采用低低压集中补偿偿。功率补偿偿容量经计算算得出，低压压联络柜两侧侧分别为324.443KVARR。经查阅电电气工程手册册选择合适的的补偿柜。本方案采用低压压侧集中功率率补偿。1.3短路电流流计算1.3.1短路路电流的计算算方法电力系系统发生短路路后将造成停停电事故，严严重的短路会会影响电力系系统的稳定性性，使系统中中个电厂之间间的功率平衡衡受到破坏。但但是，短路有有时是不可避避免的，因此此除积极设法法防范可能发发生短路的一一切因素外，还还要进行短路路计算，以便便正确的选择择电气设备，进进行继电保护护装置的整定定计算，使其其有足够的动动热稳定性即即使在发生最最大的短路电电流时也不至至于损坏。由于低压侧不属属于本设计范范围，变压器器采用D,yn111接线方式，因因此只计算三三相短路电流流。本方案采用标么么值法计算短短路电流。标标么值是选定定一个基准值值，用此基准准值去除与其其单位相同的的实际值。计算中取Sd＝＝100MVVA变压器标幺值计计算公式为输出线路标幺值值计算公式为为1.3.2短路路点的确定本设计计算短路路电流时按总总配电所高压压母线侧各主主要开关电器器动稳定校验验、母线动、热热稳定校验和和继电保护整整定计算选二二处短路点(变压器高压压侧、低压侧侧)进行短路计计算。K1点短路电流流作为断路器器、电流互感感器、母线、电电缆动、热稳稳定校验用，作作为继电保护护整定计算用用。K2点点短路电流折折算到变压器器高压侧作为为继电保护整整定计算用。1.4设备选择择、线路和计计量仪表的选选择1.4.1设备备选择一、设备选择原原则在系统主接线、负负荷计算和短短路电流计算算的基础上，进进行电气设备备选择，在选选择时遵守了了以下几项原原则：1、按正常工作作条件选择电电气设备的额额定值①按额定电压、电电气设备的额额定电压ＵNNe应符合电电气装设点的的电网电压，并并应大于或等等于正常时可可能出现的最最大工作电压压ＵN，即ＵNe≥ＵN。②按额定电流选选择—为导线敷设地地点的实际环环境温度（℃）—为电气设备额额定温度或允允许的最高温温度(℃)INe—电气设备的的额定电流（ＡＡ）IWMAXX—电气设备所所在线路的最最大长期工作作电流（Ａ）2、按短路条件件校验电气设设备的动、热热稳定。①动稳定校验的的条件：ImaxIshhimaxiish式中Imax、ish—制造厂规定定的电气设备备极限通过电电流的有效值值和峰值；Ish、ishh—电气设备安安装处三相短短路时的短路路电流的有效效值和冲击值值；②热稳定校验的的条件：—制造厂规定的的电气设备在在ｔ秒内的热热稳定电流—电气设备安装装处短路时的的最大稳态短短路电流—短路电流发热热的假想时间间③安装置地点的的三相短路条条件校验开关关电器的断流流能力开关电器开、断断能力的校验验IIOC≥I0.2IIOC—制造厂提供供的最大开断断电流II0.2—短路后0.22s时的三相相短路电流的的有效值④安装置地点、工工作环境、使使用要求及供供货条件来选选择电气设备备的适当形式式。二、母线及绝缘缘子的选择1、母线按最最大长期工作作电流选择截截面，进行动动热稳定校验验。选择公式：II30—该母线在电电路中的计算算电流热稳定校验公式式：—短路发热假想想时间--保护装置动动作时间--断路器的断断路时间—热稳定最小允允许截面（mmm）Ｃ—热稳定系数数动稳定校验公式式：—母线材料的最最大允许应力力—母线通过时所所受到的最大大计算应力高、低低压母线均按按照允许载流流量选择截面面，查手册得得母线型号，并并校验其动稳稳定性和热稳稳定性。2、支持绝缘子子和穿墙套管管的选择支持绝缘子是根根据额定电压压和装置地点点来选择，并并校验短路时时的动稳定。穿穿墙套管是根根据额定电压压、额定电流流来选择，按按短路时的动动稳定和热稳稳定进行校验验。3、高压开关柜柜和低压配电电屏的选择高压开关关柜选择KYN型交流金属属铠装移开式式开关柜，选选择时要注意意柜子的外形形尺寸一致。低低压选择GCK型低压抽出出式控制中心心，选择时根根据回路电流流选择型号。4、断路器及其其他设备的选选择高压断路路器是高压配配电装置中最最重要的控制制和保护电器器，本方案选选择SN10--10型少油断路路器。少油断断路器的优点点是体积小、重重量轻、可以以节省大量钢钢材，并且爆爆炸和失火的的危险性小。高高压断路器及及负荷开关等等都需要校验验和整定。低压自动动空气开关需需根据计算电电流选择型号号和整定，并并对过流脱扣扣器进行整定定。电流互感器，电电压互感器也也是根据电流流选择型号、变变比和准确度度等级，并对对其动稳定性性和热稳定性性进行校验。电缆选择计量仪表按所处处线路额定电电压、电流选选择。本方案只须选择择10KV出线的一段段电缆。1.5总配电所所布置1.5.1布置置原则总配电室的布置置通常是以本本配电室的最最高一级电压压的配电装置置为中心，在在电气主接线线的基础上进进行的，电气气主接线设计计中所选择的的接线方式和和继电器是否否合理，将通通过配电装置置的运行实践践来证明。在总配电所布置置设计中的基基本原则是：：便于进行维护和和检修本设计计方案，高压压开关柜为单单列布置，低低压配电屏采采用双列布置置，采用手车车式易于检修修和维护，变变压器位于变变压器室中央央，各维护通通道都有足够够的宽度。值值班室靠近高高、低压配电电室，且有直直通门。2、保证运行维维护的安全本设计方案，选选用成套的配配电装置，保保证了人身安安全，灰尘和和小动物不易易侵入，减少少了故障的可可能性，其连连接装置可把把错误操作的的可能性减少少到最低限度度。变压器室大门不不朝阳，避免免太阳直晒。选用成套开关设备对工作人员的人身安全起了一定的保证作用。变压器室采用地坪抬高方式，地下及门下通风，安全楼出风，散热条件较好。另外，变压器室和高压配电室分别为一、二级耐火建筑，所以比较安全。3、节约占地面面积和费用本设计方案，总总配电所结构构紧凑，占地地面积较小，具具有一定的经经济性。4、应适当考虑虑发展本设计方案，高高低压配电室室都留有适当当的设备位置置。另外，既既要考虑到配配电室留有扩扩建的余地，又又不妨碍工厂厂和车间的发发展。布置方案本设计方案，总总配电所建筑筑面积196m2，设有高低低压配电室、变变压器室、值值班室，休息息室，维修室室建筑正面朝朝南。高压配电室：面积51，高高5.00m内可单靠墙墙放9台开关柜。北北墙门宽1.5m，高2.5m，向外开。东东墙小门宽0.9m，高2.0m，通往低压压配电室，向向外开。西面面墙上有1个页窗。建筑耐耐火等级为二二级。顶棚和和邻近带电部部分的内墙面面应刷白，其其余部分应抹抹灰刷白，地地面作用水泥泥抹面压光。(2)变压器室室：两个变压器室面面积均为20.5，地坪抬高0.8m。变压器窄窄面推进。北北门宽2.3米，高2米，向外开开。变压器器室为一级耐耐火建筑。(3)低压配电电室：面积51，高高5.0m。内部可单单列放置GCK型低压配电电屏11个，正面维维护通道为2.8m，背面维护护通道为1.5m；东墙有一一个距地1.4m，宽1.5m的窗。南墙墙有一个宽1.2m，高2.5m的门，向外外开，与值班班室相连；西西墙有一个宽宽0.9m，高2.0m的门，通往往高压配电室室。建筑耐耐火等级为二二级。(4)值班室：：面积18，北北面有一宽1.2m，高2m的门，通往往低压配电室室；西面有一一宽1.2m，高2m的门，通往往休息室；南南面有一宽1.2m，高2m的门，并有有一离地高1.4m，宽1.5m的窗户一个个。(5)休息室：：面积18.7，东面有一一宽1.2m，高2m的门，通往往值班室；西西面有一个离离地高1.4m，宽1.5m的窗户。(6)工具室：：面积16南南面有一宽1.2m，高2m的门，向外外开。高压配电电室电源进线线一路为架空空进线，一路路为电缆进线线。电缆出线线至变压器室室。变压器室至低压压配电室用低低压母线，穿穿墙和安装在在低压配电室室墙上的自动动空气开关相相连。变压器器前0.5m处设有栅栏栏。1.6继电保护护继电保护的任务务和要求在供电系系统中，由于于多种原因，可可能发生各种种故障和不正正常工作状态态，其中，最最严重和最常常见的故障是是短路。巨大大的短路电流流将给供电系系统中的电气气设备和人身身安全带来极极大的危害和和威胁。供电电系统发生故故障，必需迅迅速切除，以以减小事故范范围，保证系系统无故障部部分继续正常常运行；而当当系统出现不不正常工作状状态时，要给给值班人员发发出信号，使使值班人员及及时进行处理理，以免引起起设备故障，这这就是本供电电系统继电保保护所承担的的任务。继电保护装置是是能反应电气气设备发生故故障或不正常常工作状态而而动作于跳闸闸或发出信号号的自动装置置。它由各种种继电器组成成。继电保护装置按按其其所承担的的任任务，必须须满满足以下四四个个基本要求求：：1、选择性：当当供电电系统某部部分分发生故障障时时，继电保保护护装置只将将故故障部分切切除除，保证无无故故障部分继继续续运行。2、快速性：快快速切切除故障，可可可以减轻短短路路电流对电电气气设备的破破坏坏程度；减减小小对用户的的影影响。3、灵敏性：对对被保保护电气设设备备可能发生生故故障和不正正常常工作方式式的的反应能力力。4、可靠性：要要求保保护装置动动作作可靠，在在应应该动作时时，不不拒绝动作作，而而在不应该该动动作时，不不会会误动作。高压线路保护一、过电流保护护1、过流保护原原理本设计方案采用用两两相不完全全星星形接线的的定定时限过电电流流保护。原原理理接线图见见附附图GML-008。图中KA1-55为为电流继电电器器，作为保保护护的启动元元件件；QF是断路器器的辅助触触点点，TA1、TA2是装于于线路A相和C相的电流互互感器。当当被被保护线路路发发生短路时时，流流过线路的的电电流剧增，当当当电流增加加到到电流继电电器器的整定值值时时，继电器器瞬瞬时动作，触触触点打开，断断断路器QF的跳闸线线圈YR通电，于于是断路器器跳跳闸，将故故障障切除。故故障障切除后，自自自动复归。2、整定计算①整定原则：躲躲过线线路的最大大负负荷电流IL.maxx。返回电流流应大于最最大大负荷电流流。动作电流（Ioopp。1）躲过线路路上的最大大电电流IL。max（I30）。返回电流（Innee。1）躲过线路路上的最大大负负荷电流IL。max（I30）。动作电流整定公公式式：Krel：可靠靠系数数，DL：取1.2，GL：取1.3。Kw：接线系数数，取11。Kst：起动系系数，取1.5-22.5。Kre：返回系系数，DL：0.85，GL：0.8。Ki：电流互感感器变比比。②灵敏度校验：：安保保护区末端端最最小两相短短路路电流IKmin（2）校验。③提高灵敏度措措施：：采用地电电压压起动的过过电电流保护。④低电压继电器器的动动作电压按按躲躲过正常最最低低的工作电电压压整定。二、电流速断保保护护本设计方案采用用定定时限过电电流流保护和电电压压、电流联联锁锁保护。动作电流整整定计算算：<原则：按躲躲过被保护护线线路末端短短路路时的最大大短短路电流来来整整定>公式：Iqb：电流继继电器器的动作电电流流。Krel：可靠靠系数数；DL取1.2-11.3，GL取1.4-11.5。IK1max：：最大大运行方式式下下被保护线线路路末端短路路时时的最大短短路路电流校验：按保护装装置置安装处最最小小两相短路路电电流进行校校验验。Ks=IKmmin（2）/Iqb。1=Kw*IKminn（2）/（Ki*Iqb）≥1.25--1.5。由于过电流保护护的的灵敏系数数不不满足要求求，故故采用电压压、电电流联锁保保护护，提高灵灵敏敏度。变压器保护根据已知条件选选择择变压器容容量量为1250KVAA，因此对变变压器的保保护护有瓦斯保保护护、定时限限过过电流保护护、电电流速断保保护护、速断保保护护、过负荷荷保保护、温度度信信号。保护原理：1、变压器过负负荷保护护是反应变变压压器正常运运行行时的过载载情情况，一般般仅仅仅动作于于延延时报警信信号号。变压器器的的过负荷电电流流多为三相相对对称，因此此过过负荷保护护只只需要在一一相相上安装一一个个电流继电电器器。2、过电流保护护其保护原理与线线路路过电流保保护护完全相同同。整定计算动作电流整定公公式式3、变压器速断断保护护其基本原理与线线路路速断保护护的的原理基本本一一致，只是是速速断保护动动作作后，无延延时时的断开变变压压器两侧的的短短路器。整定计算：动作电流整定公公式式4、瓦斯保护（1）瓦斯保护护的原理理当变压器内部轻轻微微故障时，瓦瓦瓦斯继电器器KKG的上接点点闭合，作作用用于报警信信号号。当变压压器器内部发生生严严重故障时时，KG的下接点点闭合，通常常是经过中间间继电器KMM作用于跳闸闸，同时发重重瓦斯信号。（2）瓦斯保护护整定重瓦斯保护整定定瓦瓦斯继电器器流流速整定在在00.8m//ss轻瓦斯保护整定定瓦瓦斯继电器器动动作容积整整定定为过负荷保保护。1.7配电所接接地地和防雷一、接地的目的的和和作用电力系统有两种种接接地方式，即即即中性点直直接接接地，称称为为大接地电电流流系统，一一类类是中性点点不不接地(或经消弧线线圈接地)，称为小接接地电流系系统统。本课题10KVV高高压系统为为小小接地电流流系系统。为了防止本系统统的的10/0..4KV变压压器一次，二二二次绕组绝绝缘缘有可能损损坏坏，而受触触电电危险，因因此此，变压器器采采取中性点点接接地，即工工作作接地。在中性点对地绝绝缘缘的电网中中，带带电部分意意外外碰壳时，接接接地电流将将通通过接通碰碰壳壳设备的人人体体和电网与与大大地间的电电容容构成回路路，流流过故障点点的的接地电流流主主要是电容容电电流，在一一般般情况下，此此此电流是不不大大的，但是是如如果电网分分布布很广，或或者者电网绝缘缘强强度下降，这这这个电流就就有有可能达到到危危险的程度度，这这就有必要要采采取安全措措施施了。因此此，采采取将电气气设设备的不带带电电金属部分分((支架外壳)接地，即保保护接地。本设计方案确定定，高高压开关柜柜、补补偿电容器器、低低压配电屏屏保保护接地，变变变压器采用用工工作接地。二、接地装置的的确确定接地电流通过接接地地体向地中中作作半球形扩扩散散，靠近接接地地体处面积积小小，电阻大大，距距离接地体体愈愈远，面积积愈愈大，电阻阻愈愈小，测验验证证明，在距距离离2.5米长的的接地体200米以外的地地方呈零电电位位。称为“地”。本方案采用垂直直和和水平接地地体体联合组成成唤唤醒接地装装置置；为了减减小小接触电压压和和跨步电压压，应应使用保护护区区内的电位位分分布尽可能能均均匀，采用用有有均压带的的环环形接地网网。本方案以的钢管管作作为垂直接接地地体，采用用扁扁钢作为水水平平接地体，接接接地线采用用相相应截面的的钢钢线；管顶顶距距离地面0..7m，扁钢钢在距离地地面面0.75mm处，水平敷敷设，与钢钢管管用电焊或或气气焊牢固的的连连接，围绕绕变变电所周围围敷敷设；高压压配配电室和低低压压配电室分分别别有两处和和接接地体连接接，变变压器室有有一一处和接地地体体连接；另另外外，高压配配电电室、低压压配配电室和变变压压器室在室室内内用扁钢联成成一体。为降低接地体屏屏蔽蔽作用，两两垂垂直接地体体间间的电气距距离离不应小于于；；接地体与与建建筑物的距距离离一般不小小于于；与门及及人人行道的距距离离不应小于于；；与独立避避雷雷针接地体体地地中的距离离不不应小于。考考考虑到冬季季冻冻土层对散散流流接地电阻阻的的影响，垂垂直直接地体顶顶端端距地面一一般般为，水平平均均压带距离离一一般不小于于五五米。接地地网网距建筑物物两两米。高压开关柜、补补偿偿电容器和和低低压配电屏屏的的外壳与底底座座角铁用螺螺丝丝牢固连接接，外外引接地线线和和变电所内内各各接地装置置的的接地联络络线线和底座角角铁铁连接，变变压压器的工作作接接地由中性性点点引下。接地电阻计算按按满满足高压小小接接地系统的的保保护接地和和低低压电气设设备备的保护接接地地、工作接接地地电阻计算算。第二章计算算书书2.1负荷计算算序号用电单位名称设备容量需要系数KX功率因数cosφ计算系数tgφφ计算负荷额定工作电流（AA）工作（KW）备用（KW）有功功率P300（KW）无功功率Q30（Kvaar）视在功率S300（KVA）1制冷站13320.80.80.751065.6799.213322073.7662空压站3800.80.80.75304228380577.353干燥550.80.80.7544335583.564压榨成型150.750.750.8811.259.91522.795真空包装400.750.750.883026.44060.776搅拌14.50.750.750.8810.8759.5714.522.037水泵房及水处理理900.750.750.8867.559.490136.748真空过滤300。70.750.882118.482842.549酵母离心900。650.750.8858.551.4878118.5110试验室200.60.750.881210.561624.3111照明500.850.61.3342.556.52570.83107.6212办公楼400.60.61.332431.924060.7713宿舍楼1000.60.61.336079.8100151.9314小计2361.51751.2331414.2442159.333151.931#变压器所带带负荷：：=975.003KW(K同期系数，K=0.887)=737.511Kvvar=1222.554KKVA2、2#变压器器所带负荷：：：548..54KW492.88KKvvar=737.455KKVA3、电容器补偿偿计算算1）1##变变压器cosφ==00..78<00..92取cosφ′==0..93无功补偿：=97755.03((00.8-00..4)=33990.011kkvar补偿后的计算负负荷荷：=10335.1KKVVA变压器损耗：==115.533KKW=62.11KKvvar1#变压器高压压侧的计计算负荷:=990..56KWW=409.611Kvarr=1071.9911KVAcosφ==00..924＞0.9∴满足全厂总负负荷的的月平均率率因因数不低于0.92。2）2#变压器器cosφ==00..74<00..92取cosφ′==0..94无功补偿：=548.5544*(0..991-0..336)=301.66997kvaarr补偿后的计算负负荷荷：=5800.9KVVAA变压器损耗：==88.71KKWW=34.85kkvvar变压器高压侧的的计计算负荷:=557..25KWW=226.044Kvarr=601.355KKVAcosφ==00..927＞0.92∴满足全厂总负负荷的的月平均率率因因数不低于0.92。3）变压器的选选择1#变压器经补补偿后的的视在功率S=10771.9KKVVA,考虑到安装装点平均气气温温相对于20℃每升高一度度，变压器器容容量相应的的减减少1%，当地最热热月平均气气温温为35℃所以初选变变压器的容容量量为1600KKVA=1360KVVAA加上考虑到室内内散散热条件差差，室室内变压器器的的温度要比比外外界高出8℃，所以容量量要相应减减少少8%，∴S=136000..92=112251KVAA考虑到为发展需需求求留有一定定的的空间，所所以以选择容量量为为1600KKVA满足要要求.查《工厂供电》附附录表5-1选择变压器:SS99-160000/10型油式变压压器；阻抗电压Uk%%==6；外形尺寸：233770×188992×277119mm；滚轮间距：E==11070mmmm。同理2#变压器器也选择同样样样的型号，2#变压器的计计算负荷小小，所所以在2#变压器处装装备用出线线。2.2短路电流流计计算则系统原理图及及参参数为如下下：：作计算等值电路路图图：选择基准值：==1100MVVAA,=110.5KKVV计算短路回路中中个个元件的电电抗抗标幺值：：（1）电力系统统：由已已知进线容容量量为200MVVA得Soc=2200MVVAA=0.5（2）架空线路路：==0.35Ω/KM（《工厂供供电》P58）=0.38（3）电力变压压器：==3.133K-1点短路：：==10.55KKV,=55.5KAA=0.5+0..338=0..888=6.25KAA=15.94KKAA=9.44KAA=113.6MMVVAK-2点短路：：==0.4KKVV,=1144KAA=0.5+0..338+3..113=4..001=35.91KKAA=66.07KKAA=39.1477KKA=24.94MMVVA2.3设备的选选择择计算及校校验验2.3.1高压压设设备一、高压母线的的选选择1、高压母线按工作电流选择择母母线截面：：≥≥变压器型号为SS99-125500/10：=92.449A=184.977AA查《工厂配电设设计计手册》P299初选矩形铝铝母线LMY-330*4型，当前最热月平均均最最高气温为35℃,因变压器在在市内最高高温温度加5℃：∴1)动稳定校验验：≥查《工厂供电》（第66页）得：硬铝=70Mpa根据高压开关柜柜型型号：取L=0.88m,a==00.4m,竖直放置（b=4mmm,h=3300mm）,跨距数大于2。=10.88＞＞2,∴取K=1=88Nm³∴==88Mppa〉770Mpaa∴不满足动稳定定在原来每两档档之间间加一排绝绝缘缘子。=444Mpa热稳定校验验：≥,2)热稳定校验验查《工厂供电》附附表7：铝母线热热稳定系数C=87=1.2+0..22+0.0055=1.4455s=86.5mmm²²所选母线的的截面A=300*4=11220∴满足热稳定2、架空线户外外支持绝绝缘子：ZN4000-10Y型==66.5NN校验：=1.44××66.5=93.1N＜=0.6×4400=2400N∴满足要求3、户内铝导线线穿墙套套管：=100KV==92.499A选择CL400—10/2000型校验：①动稳定定：：∴满足要求②热稳定：=11.445∴满足要求二、电缆的选择择1）高压出线到到变压压器电缆的的选选择按允许通过最大大负负荷电流选选择择截面：A查《工厂配电设设计计手册》（第第第298页）表9-26，选YJLVV-10型型交联聚乙乙烯烯绝缘（铝铝）电电力电缆，直埋敷设设。导线截面：255mmm2长期允许载载流量：：=117AA。校验:因电缆太太短短，无需校校验验其动、热热稳稳定性及电电压压损失。电缆沟：高高压：宽宽400mm，深400mmm；低压：宽800mm，深400mmm。三、电流互感器器的的选择及校校验验查《工厂常用电电气气设备手册册（补补充本）》（第161页）：选LDJ-100型电电流互感器器进线：=10KKVV=92.49AA=（1.2～11.5）2=2221.96～277.446A取=250A选择变比为：22550/5；准确度等等级为：1级/B。1)动稳定校验验：≥查《工厂常用电电气气设备手册册（补补充本）》（第162页）得：=50KA＞=15.94KA∴满足动稳定2)热稳定校验验:≥≥查《工厂常用电电气气设备手册册（补补充本）》（第162页）得：t=2s,=20KA=5.32KAA〉5.32KKA∴满足热稳定2、出线：=110KKV=92.49AA=(1.2～11..5)×=1110.9988～138.773A选择变比为：11550/5；准确度等等级为：1级/B1)动稳定校验验：≥==15.9944KA查《工厂常用电电气气设备手册册（补补充本）》（第162页）得：=40KA＞15.94KA∴满足动稳定2)热稳定校验验:≥≥查《工厂常用电电气气设备手册册（补补充本）》（第162页）得：t=2s,=16KA=5.32KAA∴＞5.32KKA∴满足热稳定3、计费：=110KKV=92.49AA=(1.2～11.55)×2=221.996～277.446A取=250A选择变比为：22550/5；准确度等等级为：0.5级/1级。热稳定校验:≥≥=5.32KKAA查《工厂常用电电气气设备手册册（补补充本）》（第162页）得：t=2s,=20KA＞5.32KA∴满足热稳定动稳定校验：≥≥==15.9944KA查《工厂供电》附附表4-9得：=50KKA＞15.944KA∴满足动稳定四、电压互感器器的的选择查《工厂常用电电气气设备手册册上上册》（第159页）：选JDZ6--10型1000//100电压互感器器准确度等级：计计费费选0.5级，避雷选1级。五、其他设备的的选选择1、负荷开关((QL))：查《工厂厂常用电气气设设备手册上上册册》（第259页）选型户内压气式式高压压负荷开关关；；=10KV=4000A极限通过电流峰峰值值：25KA；5秒热稳定电流流峰值值：8.5KKA；配用操作机构型型号号CS4，CS4-T；校验:(1))动稳定定：=19..54KAA(2)热稳定定：：=3.37KA＜8.5KA∴满足要求。2、避雷器：查查《工工厂常用电电气气设备手册册上上册》（第347页）选FS2-100型配配电用阀式式避避雷器；熔断器：设计的的电电路中只有有电电压互感器器保保护选择熔熔断断器，查《工工工厂常用电电气气设备手册册上上册》（第288页）选RN2-100型户户内高压熔熔断断器；4、断路器：进进线柜柜中的断路路器器KAMVA=6.25KAA=184.997A查查《工工厂常用电电气气设备手册册上上册》（第240页）选选SSN10--10II/6300--16型高压少油油断路器。=10KV=6300A额定开断电电流：==16KAA额定开断容量：：==300MMVVA热稳定电流：==16KAA((2s)校验:①电电流流：=6.25KKA＜16KA==②断流容量：11088.13MMVVA＜300MVVA③动稳定：=115..94KA＜40KA④热稳定：≥=1.2+0..22+0.055=1.455s—短路发热假想想时间间--保护装置动动作时间间--断路器的断断路时间间=5.32KAA＜116KA∴满足要求六、高压开关柜柜的的选择查《工厂常用电电气气设备手册册（补补充本）》（第298页）选KYN-100型交交流金属铠铠装装移开式开开关关柜。避雷器柜：选KKYYN-100--45型，外形尺寸寸：800××15000××22000mmm进线柜：选KYYNN-10--004型,外形尺寸：：800×11650××22200mmmm计费柜：选选KYNN-10--117（改）型,外形尺寸：：800×11500××22200mmmm出线柜：选KYYNN-10--002型,外形尺寸：：800×11500××22200mmmm2.3.2低压压设设备一、低压母线的的选选择按发热选择择母线：：≥因两台变压压器的型型号容量都都一一样，容量量为为1600KKVA，平时两台台变压器分分开开运行，所所以以计算负荷荷用用一台变压压器器的算。∴=2438..955A当前最热月平均均最最高气温为35℃,因变压器在在室内，其其最最高温度加5℃：∴2964.577AA查《工厂配电设设计计手册》（第第第300页）得：选矩矩形铜母线TMY*22型100mmm*8mmmm,=30060A动稳定校验：≥≥查《工厂供电》（第66页）得：硬铜=140Mpa根据已选抵押开开关关柜类型GCK1--10最大跨距为1000mmm,能满足最大大跨距就能能满满足其它情情况况。∴取L=10000mmm,a=22000mm,竖立放置（b=16mmm,h==1100mm）,跨距数大于2。=1.59＜22,,b/hh==16/11000<1查老《工厂供电电》图3-31：取K=1.004m³∴==88.552MPPa＜137Mppa∴满足动稳定热稳定校验：≥≥,,查《工厂供电》附附表7：C=17111.45s=252.877mmm²＜A=16000mm²²∴满足热稳定二、零母线的选选择择≥∴选矩形铜母线线TMMY10000mm×88mmm型三、补偿电容柜柜的的选择及其其电电流互感器器的的选择根据据补补偿容量来来选选1#变压器的补补偿容量量为2#变压器的补补偿容量量为电容补偿柜GCCK1-0011的补偿容量量为120kvvar，182.332A电容容补补偿柜GCK1--02的补偿容量量为120kvvar，364.665A所以1#变压器器的的补偿电流流==182..332+36644.65==7729.33AA2#变压器的补补偿电流流=2*3664.655==911..663A1#变压器选LLMZ11-0.55--12500//5型电流互感感器2#变压器选LLMZ11-0.55--10000//5型电流互感感器四、低压设备的的选选择与校验验根据计算出的低低压压设备的工工作作电流和低低压压短路时的的短短路电流，查查查《现代工工业业与民用供供配配电设计手手册册》可得下下表表序号低压用电单位名名称称低压抽屉电流互感器断路器备注1制冷站GCK1-077--BGCK1-077--CLMZ1-0..55-150000/5LMZ1-0..55-125500/5ME-16000ME-125002空压站GCK1-077--GLMZ1-0..55-7500//5DWX15C--66303干燥GCK1-111--CLMZ1-0..55-1000//5DZ20J-220004压榨成型GCK1-111--DLMZ1-0..55-50//55QSA-635真空包装GCK1-111--CLMZ1-0..55-1000//5DZ20J-220006搅拌GCK1-111--ALMZ1-0..55-50//55DZ20J-110007水泵房及水处理理GCK1-111--CLMZ1-0..55-2000//5DZ20J-220008真空过滤GCK1-111--ELMZ1-0..55-75//55QSA-12559酵母离心GCK1-111--CLMZ1-0..55-1500//5DZ20J-2200010试验室GCK1-200--ELMZ1-0..55-50//55QSA-125511照明GCK1-200--FLMZ1-0..55-1500//5QSA-160012办公楼GCK1-200--ELMZ1-0..55-1000//5QSA-125513宿舍楼GCK1-200--GLMZ1-0..55-2000//5，QSA-2500五、低压断路器器的的脱扣器的的整整定进线柜：断路器器选选ME-32200联络柜：断路器器选选ME-20000查《供常常常常用电器设设备备手册下册册》（第1030页）1、瞬时或短延延时过过电流脱扣扣器器的整定：：动作电流：取—可靠系数，对对动作作时间大于0.02s的自动空气气开关（如DW型），取1.3～1.35；对动作时时间间小于0.02s的自动空气气开关（如DZ型）,取1.7~22.0。2、长延时过电电流脱脱扣器的整整定定取—可靠系数，可可取11.1。。3、脱扣器整整定计算：：查《工厂厂常常用电气设设备备手册补充充册册》（第611页）《工厂常用用电气设备备手手册下册》（第1010页）1)ME--33200整定：短延时：，取取；长延时：，取取。2)ME--11600整定：短延时：，取取；长延时：，取取。3)ME-122550整定：短延时：，取取；长延时：，取取4)DWX155CC-630整定：短延时：，取取；长延时：，取取5)DZ20JJ--100整定定：短延时：，取取；长延时：，取取6)DZ20JJ--200整定定：短延时：，取取；长延时：①干燥：，取取②真空包装：，取③水泵房及水处处理：：，取④酵母离心：，取7）QSA-663整定定：短延时：，取取；长延时：，取取8）QSA-1125整整定：短延时：，取取；长延时：①真空过滤：，取②实验室：，取③办公楼：，取9)QSA--1160整定：：短延时：，取取；长延时：，取取10)QSAA--250整定定：短延时：，取取；长延时：，取取11)ME-220000整定：短延时：，取取；长延时：，取取。五、刀熔开关的的选选择查《工厂常用电电气气设备手册册补补充册》（第第第562页）选HR5-8000//3型熔断器式式开关。六、低压配电屏屏的的选择查《工厂常常用电气气设备手册册补补充册》（第第第375页）选GCK型型低压抽出出式控制中中心心。进线柜：GGCK11-04型,额定电流为2500AA,外形尺寸：1000××10000××22000mmm；联络柜：GGCK11-05型,额定电流为2000AA,外形尺寸：1000××10000××22000mmm；电容补偿柜：选选GGCK1自带的两个个型号电容容补补偿柜GCK1--01和GCK1--02GCK1-011的的容量120Kvvar，GCK1--02的容量240Kvvar，外形尺寸寸都为：800×6600×222200mmm。出线柜：GGCK11-11型用于有大电电机的负荷荷。GCCKK1-20型，用于一一般负荷。GCCKK1-07型，用于大大电流的负负荷荷（制冷站站）。2.4继电保护护2.4.1高压压侧侧线路保护护预选用定时限DDLL型电磁式继继电器，线圈圈并联接线线方方式为不完完全全星型接法法。定时限过流保护护（1）动作电流流整定：：=1.2,==11,=2,=0.88=250/5==550=184..97A=(1.5～33))=369..94A=11.1A取=11A选取DL-111-20型型继电器。由已知西王集团团热热电厂10KV母线的定时时限过电流流保保护装置整整定定为1.2秒。前一级级保护动作作的的时间比后后一一级保护动动作作时间,用公式表示示，查《工厂厂供电》P222=0.55s动作时限取0..77秒。（2）灵敏度校校验:保护线路末端两两相相短路电流流：：=54122.5A保护装置的灵敏敏系系数：=9..75＞1.5∴满足灵敏度要要求电流速断保护动作电流整定：：=1.3,==1,==250//55=50==6.255KA=203.1AA保护装置的灵敏敏系系数：=00.53＜1.25不满足速断断保护的的要求按常规∴可取3=3111==33A保护装置的灵敏敏系系数：=33.61>>11.25∴满足速断保护护的要要求查《工厂常用电电气气设备手册册（下下册）》（第第第1494页）选DL-11--2000型电磁式电电流继电器器（线线圈并联）②电压继电器的的动作作电压整定定动作电压为：==0.000338Ω=35.5V=35.5//1100=00..35V查《工厂常用电电气气设备手册册（下下册）》（第第第1491页）选DY-26CC型低低电压继电电器器，动作电电压压为12V。2.4.2变压压器器保护选用S9-12250/1000型油式变压压器，其容容量量大于800KVVA，需装设瓦瓦斯保护，过过过电流保护护，速速断保护，过过过负荷保护护，温温度保护。1、过电流保护护1)动作电流整整定:==1.2,,=1,=00.8，=30=92.49AA=9.24A取=9A2)过流保护整整定时间间=0.5s=0.2ss整定时间取0.2s。查《工厂常常用电器器设备手册册下下册》（