《工厂供配电系统设计》13000字

125478.3测量二次回路 37131838.4断路器控制二次回路 3732218.5信号回路设计 37233948.6微机综合保护装置 3821385参考文献 39第一章绪论1.1研究背景变电站是电力系统的重要组成部分[1]。主系统是整个变电站的主系统建设环节，只有通过加强设计和优化运行条件，系统才能平稳运行[2]。随着我国经济的快速发展，变电站的建设越来越受到人们的重视。宏光煤矿机械厂是一家区域性加工企业，设有锻造车间，金工车间，装配车间和其他车间，在区域经济发展和人才招聘中发挥着重要作用。变电站是维持电力系统稳定运行的一项重要而重要的任务，这对电力系统中电网的安全性和经济性具有重大影响。安静高效的变电站对当地经济的发展非常重要，并且对变电站的设计提出了要求。令人满意的变电站不仅可以确保电源的稳定性，而且还需要充分考虑可伸缩性和经济性。1.2国内外研究现状就目前来看我国用电负荷的增长十分迅速，在我国输电系统与配电系统中，变电所是非常重要的一个环节，为了保证变电所能够对人身安全有保障并且能够保持高效率的长时间进行工作，在变电所的设计之初就要做好各种准备。在实际应用中，大量的10kV变电所都已经投运，虽然我国的10kV变电所技术成熟比较晚，但是经过长期的研究、学习和研发，许多新型、高度智能化、数字化的10kV变电所已经被研发出来，并且已经投入使用，在江苏等地方，就已经有了10kV智能变电所已经投入运行，已经具有比较成熟的设计、规划和建设，并且已经用于实际项目运用，也就是通过不断学习、总结，不断吸取国外的优秀经验，从而形成具有自我特色的典型设计。相比国内，国外很多国家的电能都比较紧缺。特别是对于一些发展中国家，由于石油等资源比较匮乏，为了节省能源，他们致力于研究变电所新技术、新设备、智能控制，力求做到节约、集约、高效等特点，这样十分的节省能量，从而改变自己国家的电力状况，进一步提高变电所的利用效果。从现在来看电能的供应紧缺依旧是某些发达国家的主要问题，制约着这些发达国家发展的主要原因之一就是电力的供应不足资源的紧缺。这些发达国家想尽办法用尽手段，为了实现这些需求来降低电能的损耗，例如有一个简单并且相对来讲实用的方法就是将电压进行增高，完备的对变电所进行设计的理论早已经在这些发达国家根深蒂固，能够做到真正的损耗小、效率高、对人身安全正是这些完备的设计理论的特点。于是，很多国家都在致力于研发低能耗、绿色环保的变电所，都在力求变电所更加智能。目前就全世界来看，掌握智能化、数字化、低耗能化的10kV变电所的公司有很多，且规模还在不断增加，这对我国即是挑战，也是机遇。第二章主变压器选择及变电所形式选择2.1负荷计算电力负载的分类很大程度上取决于电源的可靠性和稳定性以及在断电情况下会影响人身安全和经济性的损坏程度。根据重要性，它分为1类负载，2类负载和3类负载。根据《民用建筑电气设计规程》JGJ16-2008，本设计的负荷主要为煤矿机械制造厂若干车间及家用电工的设备供电，负荷属于三阶段。对动力用电负荷进行计算：铸造车间：，，锻造车间：，，金工车间：，，工具车间：，，热处理室：，，热处理室：， ，装配车间：， ，机修车间：， ，锅炉房：， ，仓库：， ，对照明用电负荷进行计算：表1动力用电负荷方位P(kW)Q(kVar)铸造车间297302.94锻造车间120140.28金工车间126147.3工具车间120159.96热处理室9067.5热处理室10088.2装配车间4040.8机修车间90119.97锅炉房7061.74仓库64.5对照明用电负荷54.3113.192.2无功补偿计算2.2.1补偿前的功率因数：补偿前。2.2.2确定无功补偿量按照供电部门一般要求，无功功率因数一般要达到0.9才满足要求。即：因此，需要补偿的容量为：并根据此补偿容量配置无功补偿装置。补偿后的变压器容量和功率因数：根据，其中，所以则：满足设计题目要求。无功补偿装置配置：选择并联电容器作为无功功率补偿装置，并采用集中式补偿方法。补偿器通常安装在0.4kV的低压侧，并由智能补偿电容器控制器控制。在该设计中，选择了11个额定容量为50kVar的BZMJ0.45-50-3低压并联电容器。可以满足这种设计的需求。可以在无功补偿柜中安装电容器，该柜使用GGD型配电柜，其中安装了11套相关的电气设备，例如11个电容器和接触器。2.3主变压器的选择2.3.1主变压器台数的选择主变压器的选择还应基于城市规划，负荷特性和电网结构等综合考虑因素来确定容量。同时，变压器的选择主要是根据数量和容量的选择，最后，选择符合实际要求的变压器，以确保电源的可靠性和经济性满足变压器的数量以下要求。1.满足与电气负载有关的电源可靠性要求。如果负载具有主负载或大量次级负载，则需要两台变压器，并且如果一个变压器发生故障并需要维修，则另一台可以继续向初级负载和次级负载供电。对于只有负载而没有主负载的变电站，只能使用一个变压器，但它必须具有备用电源。2.如果负载集中并且变电站的容量很大，那么即使是三相负载也可以使用两个或多个变压器来满足最大功耗需求。总而言之，此设计是三相负载，因此需要一个变压器。2.3.2主变压器容量的选择主变压器的容量为：=2.3.3主变压器相数及绕组的选择我国一般有单相和三相两种类型，主变压器采用三相或单相，通常不考虑单相，因为它需要大量且成本很高。因此，在本文中，使用了三相变压器。变压器绕组的连接方式必须与系统电压的相位相匹配[6]。由于此设计中只有两个电压电平，分别为10kV和0.4kV，因此使用了双绕组变压器。2.3.4主变压器中性点接地方式在10kV测采用Δ连接，在0.4kV侧采用Y连接，其连接组别为Dyn11。2.3.5主变压器选型本设计采用干式变压器，因为干式变压器避免了油的污染，并且性能更加稳定。根据上述的有关计算，并查阅有关变压器选型表，确定的主变压器主要技术参数如表2所示：变压器型号额定容量连结组别空载损耗短路损耗空载电流阻抗电压SCB10-12500/101250Dyn11211097401.46表2主变压器主要技术参数2.4备用电源设计主电源的丢失不会影响电源的正常和安全运行，从而避免发生诸如发电机组失去控制，整个工厂和机器的电源故障所导致的设备损坏之类的事故。已经实施了备用电源设计，以防止对主要负载（火力等）的电源中断。考虑到工厂的实际情况，将400kVA柴油发电机本身用作备用设备。如果所有主电源均发生故障，则将打开和关闭备用电源以确保部分负载利用率[10]。2.5变电所选址变电所的选址应该严格按照国家标准等相关规定，主要要根据下列要求：(1)、合理分布，选址要靠近负荷中心；(2)、节约资金，尽量选在土地价格低廉、利用率不高的地方；(3)、交通方便；(4)、周围环境良好；(4)、地质、地形能够满足要求，不要建立在容易引发地震等地方；(6)、考虑到水、电等生活资源的方便性；7、远离宿舍等设施。2.6变电所的形式变电所的形式多种多样，本设计采取10kV配电室形式。这是因为近年来，我国的预装式变电站技术比较成熟，可以将10kV设备和0.4kV设备都安装在配电室中。这样的一大好处就是维修、运行人员的工作条件比较好，不用受到风吹日晒。2.7全厂供电平面图全厂供电平面如图2.1所示，变电所要深入负荷中心，并且进行合理，让各个车间都在变电所周围，从而减少供电距离。图2.1全厂供电平面图第三章电气主接线的确定3.1概述主配线是根据功能要求通过连接线从高压电气设备接收和分配电能的电路，也用于主配线或电气系统。可以说主配线是变电站设计中的重要环节。该设计基于“灵活性，可靠性和经济性”的原则执行主布线设计工作，并最终获得最佳的主布线图[3]。通常，主配线必须满足三个基本要求：可靠性，灵活性和经济性[4]。（1）可靠性可靠性原则是确保生产和使用寿命的基本电源质量的关键原则之一[5]。主接线系统的设计必须首先满足此要求。如果系统出现故障，则所需的停电范围应较小，并且可以快速恢复电源。在设计主配线时，有必要参考国内外大型企业的设计模式并使用相对可靠的电气设备来优化和简化电路。（2）营运灵活性灵活性来自变电站控制以及调度和其他方面，尤其是在调度方面。合理的电源接线可以满足一定的灵活性和高可靠性。灵活性还应该促进变电站的扩展。（3）简单经济主电气系统也有经济要求，因此在选择主导体时，要确保经济性和简便性，减少占地面积并经济地计算线损。3.2主接线形式的确定电气主接线有多种，一般常用的主要有内桥、外桥、单母线、单母线分段，双母线等等[7]，此外，还有带旁路的。主接线形式的选择要紧紧依靠设计背景、负荷情况以及整体规划情况。这有考虑到了这些，才能选择合适的主接线。否则，主接线可能满足不了供电稳定性或者过度浪费。下面本设计将几种主接线进行简单介绍，由于本设计为10kV系统，所以桥型接线、双母线接线等就不再赘述。（1）单母线接线：单母线接线一般用于10kV及以下，或者不需要很高的供电可靠性的场合，由于其接线形式简单、电气设备使用较少，在10kV及以下场合有一定应用（2）单母线分段接线：单母线分段接线是单母线的延伸，他的主要原理主要是将母线一分为二，并使用联络装置将已经分开的两段母线连接起来。对于10kV多个回路的系统，单母线分段接线的应用比较广泛，一是他的供电可靠性比较高，由2个进线相互为备用，一般其中一个发生故障，另外一个能够及时投切、保证供电可靠性，二是他的电气设备相对较少，经济性也比较好。（3）增设旁路母线的接线：与单母线分段相比，增设旁路母线主要是增加了一套旁路装置。它的主要优点是：比单母线分段相比，供电更加可靠，他的主要缺点是电气设备比较多，同时调度也比较复杂。在此设计中，负载均为三级负载，因此输入线使用单个电源，发电机用作备用电源。总共有5个循环。因此，主要接线图如图3.1所示。在这种情况下，使用10KV电源同时供电，以进行关键负载切换而不会发生功率损耗，连接方式互为冗余，切换方式采用工作方式。汇流条上的断路器是手动打开的。输入断路器和母线断路器，输入断路器和母线断路器，母线断路器和母线同时存在电气和机械联锁。在强制断开和称重柜之间也有一个电子锁。采用互锁设置后，断路器可以合闸直到进线断路器开关和计量柜处于工作状态，并且只有在断开进线断路器后才能断开新的绝缘和计量柜的开关。同样，仅在横拉杆处于工作状态时才能关闭横拉杆，并且在拆下横拉杆后才能将横拉杆拆下。图3.1主接线方案图

第四章短路电流计算4.1短路电流的概述在变电站运行期间，除了其正常运行外，还会发生各种错误。例如，线路或系统中的短路会导致电气系统和电气设备损坏。因此，在选择电气设备时，必须计算短路电流并提供校正标准，而短路电流也是计算继电保护的标准之一。短路电流会产生热效应和动态效应，从而严重损坏电气设备，从而影响电气系统的安全运行[7]。短路电流计算主要用于选择电气设备，检查电气设备的热稳定性和动态稳定性以及设计和调整保护继电器。4.2短路电流的分类有两种类型的段落：对称和不对称段落[8]。不对称短路有3种类型：单相对地短路，两相对地短路和两相对地短路，这没有考虑其他因素。4.3短路电流计算的步骤（1）绘制等值网络图。（2）通过计算求出每个元件的标幺值。（3）选择短路点，本设计选取10kV侧和0.4kV侧两个点。（4）对等值网络图进行化简。（5）得出计算数据。4.4短路电流计算4.4.1系统参数计算及短路条件的选择一般情况下，基准值都是取：。4.4.2变压器参数计算取，，。由公式得出：，求各元件的标幺值：系统短路容量为600MVA，可得系统阻抗为：拟定电源通过6km外的架空线路，可得线路阻抗为：变压器阻抗为：其等值网络图如图4.1所示：图4.1等值网络图图4.1经过简化后，如图4.2所示。图4.2短路简化图4.4.310kv侧短路电流的计算三相短路电流周期分量有效值三相短路冲击电流最大值短路冲击电流有效值4.4.40.4kV侧短路电流的计算三相短路电流周期分量有效值三相短路冲击电流最大值短路冲击电流有效值4.4.5短路电流计算结果表表3三相短路电流计算结果表短路点编号短路点额定电压平均工作电压短路电流周期分量有效值短路点冲击电流有效值最大值U/kvU/kvI/kAI/kA/kA/kAK20.380.420.1820.182237.13K11010.52.342.343.535.97第五章一次电气设备选择由于电气设备的选择是变电站设计的重要方面之一，因此主要电气设备的选择和设计包括许多类型的电气设备，例如断路器开关。选择正确的用电不仅可以确保电力系统的可靠性和灵活性，而且还可以通过经济合理地选择电气设备来减少对变电站的投资[9]。只有选择电气设备，变电站部分的设计才能变得更加准确，从而促进整个电力系统的高效运行[10]。由于电气设备在发生故障时容易发生事故，因此必须严格遵守变电站的电气设计，以确保安全用电和人身安全[11]。5.1电气设备选择原则及技术条件1.长期工作条件（1）电压（5-1）（2）电流（5-2）2.短路稳定条件（1）短路的热稳定性能条件（5-3）（2）短路的动稳定性能条件（5-4）高压侧长期最大工作电流[12]：=1.05*低压侧长期最大工作电流：=1.05*5.2母线的选择与校验5.2.110kV进线电缆的选择与校验母线是用于承载电流重要的一次设备[13]。对于10kV母线，由于承载电流比较大，一般采用铜导体。（1）初步选择型式：LGJ-95表4导线的技术数据规格型号载流量310A按最大持续工作电流选择导线截面积S，即：其中为该母线布置方式和环境温度为+20度时的导体长期允许载流量，为温度修正系数，经过上表可知：一次回路电流：（2）按照经济密度进行选择： （5-5）式中：J为导体的经济电流密度，按此条件选择的导体截面S应尽量接近经济计算的截面Sj。由于题目没有给定，此处暂按Tmax=4500h计算，查表的J=1.15则符合要求。热稳定校验：公式： 式中：S：按上述情况选择的导体截面：根据热稳定决定的导体最小允许截面：热稳定系数：稳态短路电路：短路电流等值时间s满足热稳定校验情况。5.2.210kV出线电缆及母线的选择与校验与10kV进线电缆相同，此处不再赘述。母线选用LMY-40x4，载流量为389A。按最大持续工作电流选择导线截面积S，即：热稳定校验：公式： 式中：S：按上述情况选择的导体截面：根据热稳定决定的导体最小允许截面：热稳定系数：稳态短路电路：短路电流等值时间s满足热稳定校验情况。动稳定校验：式中：为母线材料的允许应力，硬铝为为作用在母线上的最大计算应力，其值与母线的截面形状有关，铝为500-700。本设计选的是单条矩形铝母线，则 满足要求。式中：ish：短路冲击电流(A)，10kV母线侧L：支柱绝缘子间的跨距（m）：相间距离（m）：母线截面系数（m3），单条平放：：振动系数，。5.2.30.4kV变压器侧的母线选择与校验一次回路电流：初步选择型式：矩形铝导体LMY-2×120×10，根据铝排载流量表可知其载流量为2160A。按最大持续工作电流选择导线截面积S，即：热稳定校验：公式： 式中：S：按上述情况选择的导体截面：根据热稳定决定的导体最小允许截面：热稳定系数：稳态短路电路：短路电流等值时间s 满足热稳定校验情况。动稳定校验：式中：为母线材料的允许应力，硬铝为为作用在母线上的最大计算应力，其值与母线的截面形状有关，铝为500-700。本设计选的是单条矩形铝母线，则 满足要求式中：ish：短路冲击电流(A)，0.4kV母线侧L：支柱绝缘子间的跨距（m）：相间距离（m）：母线截面系数（m3），单条平放：：振动系数，。5.2.40.4kV出线侧的母线选择与校验对于0.4kV出线侧的母线，其选择和校验过程与变压器侧一致，本设计不再赘述，只列出选择结果：（1）铸造车间一次回路电流：选择型式：矩形铝导体LMY-60×6，根据铝排载流量表可知其载流量为705A。（2）锻造车间一次回路电流：选择型式：矩形铝导体LMY-40×4，根据铝排载流量表可知其载流量为380A。（3）金工车间一次回路电流：选择型式：矩形铝导体LMY-40×4，根据铝排载流量表可知其载流量为380A。（4）工具车间一次回路电流：选择型式：矩形铝导体LMY-40×4，根据铝排载流量表可知其载流量为380A。（5）热处理室一次回路电流：选择型式：矩形铝导体LMY-30×3，根据铝排载流量表可知其载流量为227A。（6）热处理室一次回路电流：选择型式：矩形铝导体LMY-30×3，根据铝排载流量表可知其载流量为227A。（7）装配车间一次回路电流：选择型式：矩形铝导体LMY-20×3，根据铝排载流量表可知其载流量为174A。（8）机修车间一次回路电流：选择型式：矩形铝导体LMY-40×4，根据铝排载流量表可知其载流量为380A。（9）锅炉房一次回路电流：选择型式：矩形铝导体LMY-20×3，根据铝排载流量表可知其载流量为174A。（10）仓库一次回路电流：选择型式：矩形铝导体LMY-20×3，根据铝排载流量表可知其载流量为174A。5.3高压侧电气设备的选择与校验5.3.1高压断路器的选择与校验目前，我国主流使用的10kV高压断路器有很多，本设计采用VS1型真空断路器，断路器是手车式断路器，自身就带有隔离功能，当把手车拉出来时，元器件连接断开，即起到了隔离功能。这也是目前比较主流的断路器[13]。可用KYN28-12等配电柜配合使用。（1）额定电压：（2）额定电流：>110KV侧长期最大持续工作电流（3）经过相关书籍及网络资料查询，如表4.1所示。表6高压断路器VS1-12/630主要技术参数型号额定电流（A）额定电压（KV）最高电压（KV）额定短路开断电流（KA）额定短路关合电流（KA）额定短时耐受电流（KA)4SVS1-12/6306301010.54010040（4）校验：热稳定的校验：=3.45s由断路器的热稳态短路电流的时间t查表得=3.4s，可得：又因为根据设备选型可得：经过比较可以得到：＞结论：合格。动稳定的校验：经过计算：经过比较可得：＞结论：合格。开断能力的校验：＜结论：合格。5.3.2高压熔断器的选择与校验根据相关的选型表，选择其参数如表6所示：表6高压熔断器技术参数型号额定电压UN(KV)XRNP-1010505.3.3电流互感器的选择与校验选择10kV侧电流互感器型号:LZZBJ9X-10系列。（1）额定电压：（2）额定电流：（3）预选LZZBJ9X-10型电流互感器参数见下表所示：表7LZZBJ9X-10型电流互感器主要技术参数型号技术参数额定电流比级次组合动稳定倍数Kd1S热稳定倍数KtLZZBJ9X-10100/50.2/0.5/10P22590（4）校验：1)热稳定校验：单相稳态短路电流则有短路热效应：电流互感器的额定电流电流互感器1s热稳定倍数则有：符合热稳定性要求。2)动稳定校验：单相稳态短路冲击电流值电流互感器的额定电流电流互感器的动稳定倍数符合动稳定性要求。5.3.4电压互感器的选择与校验经过选型，其型号如表8所示：表8JDZXF-12技术参数型号额定电压，kV连接组标号JDZXF-12初次绕组次级绕组剩余绕组1/1/1-12-125.4低压侧电气设备的选择与校验5.4.1主变压器侧低压断路器的选择与校验（1）选择主变压器侧一次最大电流为：根据低压侧由k2点短路电流计算可得：选择DW17-2000A断路器，主要技术参数为：表9低压断路器技术参数额定电压UN/V380200050（2）检验：额定电压：结论：满足要求。额定电流：结论：满足要求。断流能力结论：满足要求。5.4.20.4kV出线侧的断路器选择与校验对于0.4kV出线侧的断路器，其选择和校验过程与变压器侧一致，本设计不再赘述，只列出选择结果：（1）铸造车间一次回路电流：选择型式：NM1-800/3P。（2）锻造车间一次回路电流：选择型式：NM1-400/3P。（3）金工车间一次回路电流：选择型式：NM1-400/3P。（4）工具车间一次回路电流：选择型式：NM1-400/3P。（5）热处理室一次回路电流：选择型式：NM1-250/3P。（6）热处理室一次回路电流：选择型式：NM1-250/3P。（7）装配车间一次回路电流：选择型式：NM1-125/3P。（8）机修车间一次回路电流：选择型式：NM1-250/3P。（9）锅炉房一次回路电流：选择型式：NM1-250/3P。（10）仓库一次回路电流：选择型式：NM1-125/3P。5.4.3低压刀开关的选择与校验（1）低压断路器，也称为隔离开关[14]，具有断开电源或打开和关闭低压电路的功能。结合了刀开关和保险丝的双重优点，结构简单，易于操作且用途广泛。可以清楚地观察工作条件，从而可以确保准确的判断和安全的操作。调整模型尺寸时，额定电流必须大于隔离电路中所有其他负载电流的总和。选择低压电弧开关柜HD13-2000/31，低压开关柜的主要技术参数见表10。表10低压刀开关技术参数额定电压UN/V3802000额定电压：结论：满足要求。额定电流：结论：满足要求。5.4.40.4kV出线侧的隔离开关选择与校验对于0.4kV出线侧的隔离开关，其选择和校验过程与变压器侧一致，本设计不再赘述，只列出选择结果：（1）铸造车间一次回路电流：选择型式：HD13-1000/31。（2）锻造车间一次回路电流：选择型式：HD13-400/31。（3）金工车间一次回路电流：选择型式：HD13-400/31。（4）工具车间一次回路电流：选择型式：HD13-400/31。（5）热处理室一次回路电流：选择型式：HD13-200/31。（6）热处理室一次回路电流：选择型式：HD13-400/31。（7）装配车间一次回路电流：选择型式：HD13-100/31。（8）机修车间一次回路电流：选择型式：HD13-400/31。（9）锅炉房一次回路电流：选择型式：HD13-200/31。（10）仓库一次回路电流：选择型式：HD13-100/31。5.4.5低压侧电流互感器的选择与检验对于主变压器侧的低压电流互感器的选择与校验：（1）选择经过选型，其参数如下：表11BH-0.66电流互感器技术参数额定电压UN/V动稳定倍数热稳定倍数380200013090（2）检验：1)热稳定校验：单相稳态短路电流则有短路热效应：电流互感器的额定电流电流互感器1s热稳定倍数则有：符合热稳定性要求。2)动稳定校验：单相稳态短路冲击电流值电流互感器的额定电流电流互感器的动稳定倍数符合动稳定性要求。对于0.4kV出线侧的电流互感器，其选择和校验过程与变压器侧一致，本设计不再赘述，只列出选择结果：（1）铸造车间一次回路电流：选择型式：BH-0.66700/5。（2）锻造车间一次回路电流：选择型式：BH-0.66300/5。（3）金工车间一次回路电流：选择型式：BH-0.66400/5。（4）工具车间一次回路电流：选择型式：BH-0.66400/5。（5）热处理室一次回路电流：选择型式：BH-0.66200/5。（6）热处理室一次回路电流：选择型式：BH-0.66300/5。（7）装配车间一次回路电流：选择型式：BH-0.66100/5。（8）机修车间一次回路电流：选择型式：BH-0.66300/5。（9）锅炉房一次回路电流：选择型式：BH-0.66200/5。（10）仓库一次回路电流：选择型式：BH-0.6650/5。5.4.6过电压保护器的选择经过选型，其型号为：HY1.5-0.28/1.3。第六章配电装置设计变电站必须使用相关的技术手段来保护变电站，以有效防止雷击。防雷必须分为不同级别的防雷要求和适用于各种组件的避雷器。雷电通常分为直击雷和直击雷，直击雷主要引起电气设备损坏，雷电主要通过线路穿透变电站。6.1配电装置的基本要求一个合理的配电装置应该满足以下要求：1.符合国家有关政策。对于10kV的配电装置，一般采用室内，因为建造的配电室也要符合国家政策。2.便于操作和检修。变电所要经常检修，配电装置也要经常进行巡视。我们设计的配电装置要布局合理、方便操作人员进行检修、巡视和操作。3.尽量降低造价。变电所的造价非常庞大，设计到土建、成套设备、水、暖等设施，因此为了节省费用，配电装置的设计应该空间合理、不铺张浪费。4.安装和扩建方便。一个地区的发展不是固定的，而是持续发展的，为了日后的安装和扩建方面，配电装置应该具有可扩建性、留有扩建的余量[16]。6.2配电装置的确定对于10kV配电装置，本设计采用室内配电装置。用电设备都安装在室内，工作环境也比较好。这种布置是我国屋外配电装置普遍采用的一种方式，而且运行方面和安装抢修方面积累了比较丰富的经验。在变电所的配电装置选择中，这种选择的概率比较大。

第七章防雷接地系统设计雷电是一种不可避免的现象，由于雷电引起的瞬时过电压会因为电压很高而严重损坏电气设备，因此需要采取有效的防雷措施。变电站信号和变电站，以确保电气设备的安全。背景技术通常，使用避雷针和避雷针装置，避雷针相对较旧并且可靠，安装在建筑物中以吸引雷电，并且避雷针是保护设备的高目标。使用避雷针和避雷针的常规避雷器室外配电设备通常将避雷针用作直接避雷器，而屋顶避雷器通常使用镀锌扁钢接地体。[14]使用避雷针保护电气设备的主要原理是，当雷击时，避雷针上的阀门会打开并将雷电发送到地面，以保护电气设备免受雷击[15]。7.1避雷器的选择目前在新建或技术改造的变电所中，一般都选用氧化锌避雷器，作为电力变压器等电气设备的大气过电压、操作过电压及事故过电压的保护设备。对于0.4kV避雷器，选择Y1.5WS-0.5/2.6型号，此处不再校验，下面对10kV避雷器进行选择和校验。1)灭弧电压：，其中为导线对地相电压，k为系数（当导线对地相电压最大时为1）因为 所以 2)工频放电电压下限： 因为 所以 则可选FZ-10型号的避雷器。7.2接地装置的选择必须通过建筑物的电气系统或电气系统的一部分与接地设备良好接地的接地设备称为接地[16]。根据应用场合，接地可分为4种类型。（1）基础工作（或系统）。在电力系统的电气设备中，运行所需的接地称为工作接地，例如直接或通过其他设备接地的中性点。（2）保护接地。为了保护人员和设备的安全，通常不给带电但由于绝缘损坏会带电的电气设备的金属部件称为保护性接地。（3）接地以防雷击。避雷器将雷电流释放到地面的地面称为雷电地面。（4）防静电接地。接地是为了防止静电对易燃燃料油，天然气储罐和管道的危害。如果在接地设备内部或外部发生接地故障，则由于流经接地设备到地面的最大短路电流而引起的接地故障电势的增加和接地故障电势的分布不会造成危害。人员和设备的安全。在此设计中，10kV侧必须使用接地装置，该接地装置使用JN15-12/T31.5型接地开关，以避免在维护过程中发生电击事故。第八章继电保护与二次设计继电保护是对一次系统进行测量、控制和保护，防止一次系统发生故障，以及在发生故障后及时切断回路，防止故障进一步扩大[16]。8.1继电保护概述在继电保护设计中，主变压器保护是重点，本设计以主变压器继电保护设计为例，对继电保护设计进行说明和计算。主变压器继电保护一般包括差动保护、瓦斯保护、过电流保护等，通过对这些保护进行设计和整定计算，对于主变压器保护具有重要意义。8.2变压器保护设计8.2.1差动保护差动保护的基本原理，简单的说就是利用电流的矢量和零这一特点，如果有不正常电流，比如短路电流，电流的矢量和不是零，从而控制相应的开关动作，切断回路，保证变压器的安全使用。图8.1为电力变压器差动保护的原理图：图8.1电力变压器差动保护原理图纵向差动保护反映了变压器导体的故障状态。如果单机或双机变压器符合相关法规的规定，则备用保护时间超过0.5秒时，应安装快速跳闸保护装置。如果电流快速跳闸保护不满足变压器要求，则必须安装纵向差动保护。1）躲开变压器的励磁涌流式中：——可靠系数取1.3；——变压器基本侧的额定电流。2）躲开电流互感器二次断线产生的不平衡电流式中：——可靠系数，取1.3；——变压器最大负荷电流，在变压器最大负荷电流不能确定的情况下，用变压器额定电流。3）确定外部短路时的最大不平衡电流式中：∆U——变压器调分接头引起的误差；——同型系数（同型号取0.5，不同型号取1）；——平衡线圈的误差（计算变比和实际变比不同取0.05）；——变压器外部短路时的最大电流。确定基本侧二次动作电流：式中：——取为1；——基本侧一次动作电流。基本侧差动线圈的计算匝数：式中：——继电器的动作安匝，一般取60安匝。取，其中，继电器的实际动作电流为：一次动作电流为：4)确定继电器平衡线圈的匝数实用匝数取。5）平衡线圈的相对误差计算可得：＜0.05结论：满足要求。4）灵敏度校验变压器0.4kV侧流入继电器的电流：10kV侧继电器动作电流：保护范围内短路最小灵敏度大于2，满足要求。8.2.2瓦斯保护瓦斯保护的原理，简单的说，就是当变压器内发生故障，产生的热量会让变压器油蒸发形成蒸汽，从而触动气体流量开关，通过继电保护，产生保护动作，让断路器跳闸，这也是油变压器常用的一种保护装置，很久以前一直沿用到现在，具有保护简单、价格低廉等优点。瓦斯保护分为轻保护和重保护，轻保护一般动作的结果是进行报警，重保护一般动作的结果是跳闸。如图8.2所示。图8.2瓦斯保护原理图8.2.3过电流保护过电流保护也是变压器保护的重要保护措施。激活保护后，主要是将断路器连接在变压器的两侧，以防止故障进入变压器。保护的浪涌电流设置为与最大可能的负载电流匹配，以避开变压器。过电流保护通常用作备用保护。如果当前值大于我们设定的特定值，则保护装置将被激活，并且操作结果可能会使断路器跳闸或发出警报信号。该保护一般用于容量较小的降压变压器上，其单相原理接线如图5.3所示。图8.3过电流保护原理图（1）对于过电流保护，保护动作后，跳开变压器两侧的断路器。保护的启动电流按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即式中：可靠系数，一般采用1.2-1.3；：返回系数，一般采用0.85；：变压器的最大负荷电流。取10A。保护一次侧动作电流为：过电流时间取0.5s，当时间大于0.5s时，增加速断保护。灵敏系数：结论：满足要求。（2）电路速断保护：保护装置的动作电流：瞬动电流倍数：取12倍。结论：满足要求。8.3测量二次回路本变电站的测量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数。电能计量一般都在低压侧进行计量，位置在低压总开关的上侧，其计量原图如图8.4所示。图8.4测量回路二次原理图8.4断路器控制二次回路开关电气设备的控制操作通过操作机构完成。开关设备上的大多数隔离开关都是在现场手动操作的，而断路器的断开和闭合是通过控制回路完成的。根据操作位置，它分为本地控制和中央控制。集中控制实际控制是移动内部面板上的控制开关，通过控制回路将指令发送到距离几十到几百米的断路器安装位置，然后通过断路器的执行机构打开和关闭断路器。当前，控件通常分为三类：1）根据控制位置，有中央控制和本地控制两种类型。2）根据断路器的不同，监视模式分为两种：照明监视和声音监视。3）根据控制电路的布线，分为不适合控制开关固定位置的布线和自动与控制开关触点重叠的布线。使用LW2，LW5和其他系列控制开关来实现对操作员的强大一对一控制是一种在我国已经使用很长时间的方法，并且它是大多数操作员所熟悉的方法。实践证明，该方法是安全可靠的。8.5信号回路设计在配电室的控制中，除了使用各种设备监视电气设备的运行状态外，还必