變電所設計論文.doc

工礦企業(yè)35/6kv地面變電所設計摘 要本變電所為中小型企業(yè)變電所，此礦是由35kv架空進線，經主變壓器降壓為6kv，再分別進入各車間變電所。此設計涉及到變電所主接線的設計、短路電流計算、繼電保護設計、電氣設備選擇、配電裝置設計、防雷和接地設計。設計中將各個電氣設備分別裝入合適的高壓開關柜和低壓配電屏中，其結構簡單、占地面積小。新設備的引進，自動化的配合，供電可靠性得到了很大的提高。 關鍵詞：降壓變電所 負荷計算 主接線 電氣設備 前 言一設計課題：工礦企業(yè)35/6kv地面變電所設計。二指導教師：朱建明。三設計學生：四設計要求：1. 變電所的負荷統(tǒng)計及主變壓器的選擇2. 變電所供電電源統(tǒng)系確定；3變電所供電系統(tǒng)結線方式的擬定；4短路電流的計算；5電氣設備的及輸電線路選擇6變電所的繼電保護及變電所所用電系統(tǒng)；7變電所的中央信號裝置；8變電所二次回路元件的選擇；9. 變電所的屋內外布置變電所10.變電所的防雷與接地。五資料要求：1.畢業(yè)設計論文一份2.5萬字；2.變電所主接線圖一張（0號）；3.變壓器保護展開圖一張（1號）；4變電所整流直流系統(tǒng)圖一張（1號）六、負荷統(tǒng)計表 礦負荷統(tǒng)計表 表1-1序號用電設備設備工作容量（kw）需用系數(shù)costan有功功率pca (kw)無功功率 qca (kvar)視在功率kva計算電流ica(a)備注一選煤廠4871.00.740.82二地面負荷：1.主提升機8000.810.852.副提升機5500.770.83.壓風機5*2500.770.85同步機4.主扇8000.70.9同步機5.機修廠10140.40.656.工人村603.810.70.77.醫(yī)院390.80.858.水源井283.50.750.759.鍋爐房382.20.680.810.其它608.40.50.78三井下負荷主排水3*6800.70.89一至三綜采3*1188.40.70.7普采762.40.50.7車場348.20.80.75計算結果負荷合計計算負荷補償容量補償后的負荷主變損失全礦負荷 本設計是根據(jù)“畢業(yè)設計指導書和任務書”所要求的設計內容，綜合運用所學的專業(yè)知識以及結合以往實地實習的實踐基礎，同時參考工廠供電部分課程設計參考資料上而設計的。本設計為某工礦企業(yè)35/6kv地面變電所的設計，適用于中小型降壓變電所。通過本次畢業(yè)設計應該達到以下目的：1、 鞏固、提高以學過的專業(yè)知識，并通過本次設計能進一步學習新的知識和掌握技能，最終達到能夠獲得綜合運用理論知識解決實際問題的能力；2、 使設計者掌握工廠供電設計的基本程序和思想方法，使設計者獲得查閱文獻、收集資料、計算比較、綜合分析、設計圖紙、編寫設計等方面的訓練和基本技能；3、 力爭在設計過程中采用新思維、力求設計新穎，選用的方式經濟合理并適應新時代電氣化建設的要求；4、 在老師的指導和幫助下，通過查閱有關資料和文獻，獨立完成規(guī)定的內容。設計分為十章，開頭都簡要的介紹與本章相關的基本知識，接著系統(tǒng)的講述工礦企業(yè)的電力負荷及其計算、短路電流的計算、電氣設備及輸電線路的選擇、變電所的繼電保護及變電所所用電系統(tǒng)、變電所的中央信號裝置、變電所二次回路元件的選擇、變電所的屋內外布置、變電所的防雷與接地。我國早期建立起來的變電所的主要問題是設備陳舊落后，開關容量不足，占地面積大，建設周期長，耗費投資多。為進一步探討我國變電所的建設原則，發(fā)展方向和模式方案。研制開發(fā)新型裝備，在總結國內建設和借鑒國外經驗的基礎上，本設計有以下特點：1.建設方案既要滿足現(xiàn)代化的需要，又要適合我國的國情，網情。2.研究新技術和開發(fā)研究的新裝備，要結合電網的實現(xiàn)，做到技術上先進，安全可靠，不檢修周期長。3.變電所的總體布局，節(jié)省投資，維修方便。小型變電所，新設備的應用，大大促進了電氣化的建設，加速了經濟的發(fā)展，供電可靠性有了很大的提高。小型化變電所方案，符合電網的特點，適合中國的國情，符合國家的政策，達到少花錢、辦好事，辦快事的目的。第一章 變電所的負荷統(tǒng)計與主變壓器的選擇1.1變電所的負荷統(tǒng)計統(tǒng)計變電所的負荷時，應首先將企業(yè)的用電設備，按照生產環(huán)節(jié)和用電設備所處的地理位置等因素劃分成若干組。先分別求出各組用電設備的計算負荷和負荷電流等參數(shù)，并將其填入負荷統(tǒng)計表中，然后計算整個變電所的總負荷。在計算各組用電設備的計算負荷時，應先將不同工作制下的負荷容量換算為統(tǒng)一工作制下的額定容量，單相負荷換算為三相負荷，然后按下述方法進行負荷計算。1.1.1 按需要系數(shù)法確定三相用電設備有功計算負荷的計算公式1.1.1.1 單組用電設備計算公式1） 有功計算負荷 error! no bookmark name given.用電設備容量 用電設備的需要系數(shù)2） 無功計算負荷 對應于用電設備功率因數(shù)的正切值3） 視在計算負荷 4） 計算電流 用電設備的額定電壓1.1.1.2 多組用電設備計算公式1） 有功計算負荷 所有設備組有功計算負荷之和有功負荷同時系數(shù)，可取0.85-0.952） 無功計算負荷 所有設備組無功計算負荷之和 無功負荷同時系數(shù)，可取0.9-0.973） 視在計算負荷 4） 計算電流 下面以主提升機為例進行統(tǒng)計計算： 查下表1-1可知 =0.81，=0.850.620.81 *800=648 kw648* 0.62=401.76 kvar648/0.85=762.4 kva762.4/（ *6）=73.4a由于其他設備的負荷統(tǒng)計與此相同。故不再一個一個統(tǒng)計。1.1.2 負荷總計 p30=3604.5+648+423.5+962.5+560+405.6+422.667+31.2+212.6+259.9+304.2+1428+2495.64+381.2+278.56=12418.067 kwq30=2523.15+401.76+317.63596.75274.4+474.6+426.9+19.34+187.1+194.9+246.4+742.56+2520.6+385+245.1=7795.89kvar總計算負荷由下式計算p=kspp30q=ksqq30s= p2+q2式中p30、q30 各組用電設備的有功、無功計算負荷之和;ksp、ksq 考慮各組用電設備最大負荷不同時出現(xiàn)的有功無功組同最大負荷同時系數(shù)，組數(shù)越多，其值越小，一般取ksp =0.850.95,ksq=0.90.97;p、q、s 干線或變電所二次母線的總有功、無功、視在計算負荷。本例中取ksp =0.85，ksq =0.9則：p= kspp30 =0.85 *12418.067=10555.36 kw q= ksqq30 =0.9* 7795.89=6983.9 kvar s=p2+q2= 10555.362+6983.92=12656.64kva = p/ s=10555.36/12656.64=0.83=0.671.2無功功率的補償根據(jù)全國供用電規(guī)則的規(guī)定：高壓供電的工業(yè)用戶功率因數(shù)應在0.9以上。所以當變電所的功率因數(shù)低于0.9時，應采用人工補償措施，補償后的功率因數(shù)應不低于0.95。目前35kv變電所一般采用在6kv母線上裝設并聯(lián)電容器進行集中補償?shù)霓k法，來提高變電所的功率因數(shù)。當某配電線路負荷較大、線路較長時，為了提高補償效果，可先在該配電線路末端或配電變壓器的低壓側進行補償，然后計算變電所的總計算負荷和功率因數(shù)，如功率因數(shù)不符合要求，可在變電所6kv母線上在進行集中補償。1.2.1電容器補償容量的計算電容器的無功補償容量為：qc= pn(tan-tana.c)式中 tan補償前功率因數(shù)角的正切值；tana.c補償后應達到的功率因數(shù)角的正切值。 電容器所需補償量，因全礦功率因數(shù)cos=0.83，低于0.9所以應進行人工補償，補償后的功率因數(shù)應達到0.95以上即cosa.c=0.95則全礦所需補償容量為：qc= pn(tan-tana.c)=10555.36* (0. 67-/0.95)=3602.71 kvar 1.2.2電容器（柜）型號和臺數(shù)的確定變電所的無功補償裝置，可選擇單個電容器，也可選擇成套電容器柜。為了加快變電所設備的安裝速度和布置上的規(guī)范整齊，一般均選擇成套電容器柜。 選擇電容器的型號時，應根據(jù)各種型號電容器的特點和變電所的要求選擇。由于目前生產廠家較多，相同規(guī)格的電容器其外型尺寸不完全相同，選擇時應注意這一問題。電容器擬采用雙星型接線接在變電所的二次母線上，因此選標稱容量為30 kvar。額定電壓為6.3 kv的電容器，裝于電容器柜中，每柜中裝15個，每柜容量為450 kvar，則電容器柜數(shù)為n= qc /qa.c(uw/un.c)= 3602.71/ 450 *(6 /6.3)9由于電容器柜要分接在兩端母線上。且為了在每段母線上構成雙星形接線，因此每段母線上的電容器柜也應分成相等的兩組。所以每段母線上的電容器柜數(shù)n1為：n1= n /4=9/43 所以變電所電容器柜總數(shù)n =4n1=12臺 ，電容器型號為bwf-6.3-30-/w根據(jù)我礦實際情況，電容器柜選擇gr-1型采用01接線方案。1.2.3補償后的實際功率因數(shù)因電容器（柜）的臺數(shù)選擇與計算值不同，所以應計算補償后的實際功率因數(shù)。電容器實際補償容量為：qca= nqn.c(uw/un.c)= 12 *450*(6/6.3)=4897.96kvar補償后變電所負荷的總無功功率： qa.c= q-q ca=6983.9-4897.96=2085.94 kvar補償后變電所的負荷總容量: sa.c= =10759 kva補償后的功率因數(shù)：cosa.c=p/ sa.c =10555.36/10759=0.98功率因數(shù)符合要求。1.3主變壓器的選擇變電所中主變壓器的容量應按補償后變電所的負荷容量及主變器的臺數(shù)和運行方式確定，還應考慮5年-10年的發(fā)展規(guī)劃。主變壓器應選擇低損耗變壓器，同一變電所中的幾臺變壓器的型號和容量應該相同。工礦企業(yè)變電所主變壓器的臺數(shù)，應根據(jù)負荷的重要程度確定。對于一、二累負荷的工礦企業(yè)變電所主變壓器一般選擇兩臺，在特殊情況下也可選擇三臺。對只有三類負荷的變電所或變壓器側能取得備用電源的一、二類負荷的變電所，也可選擇一臺變壓器。由于工礦企業(yè)變電所一般都屬于一、二級負荷，為了保證供電的可靠須選兩臺變壓器。每臺變壓器的容量為：sn.tkt.psa.c=0.8* 10759=8607.2kva式中 sn.t變壓器的額定容量kva;kt.p故障保證系數(shù)，根據(jù)全企業(yè)一、二類負荷所占比例確定（對煤礦企業(yè)取kt.p不應小于0.8）。 sn.tkt.psa.c查工礦企業(yè)供電設計表1-10，確定每臺主變壓器容量為10000kva，選sfl-10000/35型變壓器兩臺，其技術數(shù)據(jù)如下:型號: sfl-10000/35 額定容量kva: 10000額定高壓kv: 35額定低壓kv: 6.3 額定空載損耗kw: 13.6額定短路損耗kw: 53 阻抗電壓%: 7.5 空載電流%: 0.8 連接組: yn,d11 重量kg: 油（4800）器身（11200）總體（20250） 外形尺寸mm： 長（4130）寬（3210）高（2580）1.4主變壓器的損耗變壓器的損耗包括有功損耗和無功損耗兩部分n臺變壓器并聯(lián)運行有功損耗公式為： 變壓器的空載損耗 變壓器的短路損耗s變電所視在計算負荷 n變壓器臺數(shù)變壓器額定容量無功損耗公式n變壓器臺數(shù) 空載電流百分數(shù)變壓器額定容量 短路電壓百分數(shù) s車間變電所視在計算負荷主變壓器的損耗 查工礦企業(yè)供電表1-10,得, 6kv側的負荷： 35kv側的負荷： 全礦負荷統(tǒng)計如下表1-1：序號用電設備設備工作容量（kw）徐用系數(shù)cosatana有功功率 pca (kw)無功功率 qca (kvar)視在功率 kva計算電流ica(a)備注一選煤廠48710.740.820.73604.52523.154399.9423.386kv二地面負荷6kv1.主提升機8000.810.850.62648401.76762.473.362.副提升機5500.770.80.75423.5317.63529.450.943.壓風機5*2500.770.850.62962.5-596.751132.5108.98同步機4.主扇8000.70.90.49560-274.4623.660.01同步機5.機修廠10140.40.651.17405.6474.6624.360.076.工人村603.810.70.71.01422.667426.9600.757.87.醫(yī)院390.80.850.6231.219.3436.73.538.水源井283.50.750.750.88212.6187.1283.227.259.鍋爐房382.20.680.80.75259.9194.9324.931.2610.其它608.40.50.780.81304.2246.4391.537.67三井下負荷6kv計算結果主排水3*6800.70.890.521428742.561609.5154.87一至三綜采3*1188.40.70.71.012495.642520.63547.1341.32普采762.40.50.71.01381.2385541.852.13車場348.20.80.750.88278.56245.1371.0435.7全礦負荷統(tǒng)計12418.17795.914662.46kv全礦計算負荷0.830.6710555.46983.912656.66kv補償容量4897.9補償后的負荷0.9810555.42085.4107591035.3主變損失149.9639.17全礦總負荷0.9710705.32724.5711046.618235kv第二章 變電所供電電源系統(tǒng)確定確定供電電源時，應根據(jù)各類企業(yè)對供電的要求和該地區(qū)現(xiàn)有電源的地理接線情況，確定出幾種可行的電源進線方案。工礦企業(yè)變電所的電源可以從鄰近變電所或發(fā)電廠的不同母線段，通過平行雙回路的供電方式獲得，也可與鄰近變電所構成環(huán)形供電系統(tǒng)來獲得。電源究竟取自何處，采用什么供電方式，還應根據(jù)各種供電方案其線路所經路徑的地理地形、地質、氣候、供電距離等情況，考慮供電的安全性、可靠性、線路的造價、供電損耗、供電質量、線路敷設和維護的難易程度、運行管理是否方便等幾方面的因素，經過技術經濟比較后確定最佳的電源進線方案。 電源進線方案確定后，還應確定兩回路電源線路的運行方式。兩回路電源線路同時工作，也可一回路工作一回路備用。對工礦企業(yè)當兩回路電源線路同時工作時，為了簡化系統(tǒng)和保護裝置，一般采用分列運行；當每一回路能擔負企業(yè)全部用電負荷時，亦可采用一回路工作、一回路帶電備用的運行方式。根據(jù)以上要求，我礦的實際情況，綜合比較了從鄰近變電所或發(fā)電廠的不同母線段取電或平行雙回路的供電方式及與鄰近變電所構成環(huán)形供電系統(tǒng)的供電方式等的比較分析，我礦35/6kv配電所擬采用從鄰近變電所的不同母線段上取電方式，根據(jù)實際情況，這兩回路線路的運行采用并列運行方式。第三章 變電所主接線設計3.1 主接線的基本要求主接線可分為有母線接線和無母線接線兩大類。變配電所的主接線，應根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位，進出線回數(shù)，設備特點及負荷性質等條件確定，并應滿足安全、可靠、靈活和經濟等要求。經濟是在滿足了安全、可靠、靈活的條件下，保證需要的設計投資少，在主接線設計時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經濟之間。主接線的設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下，做到經濟合理。3.2 確定主接線方案設計變電所的主接線時，一般提出幾種不同的接線方案，進行技術和經濟比較，選擇能滿足技術要求且最經濟的方案，以下提出四種不同的主接線方案。 圖3-1 圖3-2 圖3-3 圖3-4圖3-1為采用外橋式接線的總降壓變電所主接線圖，適用一、二級負荷的工廠，電源線路較短而變電所晝夜負荷變動較大，適用于經濟運行需經常切換變壓器的總降壓變電所。圖3-2為只裝有一臺主變壓器的總降壓變電所主接線圖，其特點是簡單經濟，但供電可靠性不高，只適用于三級負荷的工廠。圖3-3為采用內橋式接線的總降壓變電所主接線圖，適用于一、二級負荷的工廠，多用于電源線路較長，變壓器不需經常切換的總降壓變電所。圖3-4為一、二次側均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖，供電可靠性和靈活運行性大大增加了初投資。主要用于電力系統(tǒng)中的樞紐變電站。本設計有一類負荷，電源進線較長，設備利用率高，比較以上四種接線，本設計選附圖3-4為主接線方案，一次接線采用全橋式。第4章 短路電流計算4.1 短路電流短路電流計算的方法，常用的有歐姆法和標么制法，本設計采用了標么制法。為了能選擇電氣設備的型號和進出線的型號，把短路點選在每個電壓等級處。其短路計算電路如圖4-1：圖4-1確定基準值：取,而 4.2 短路電流計算4.2.1 最大運行方式：4.2.1.1 計算短路電路中各主要元件的電抗標么值1）電力系統(tǒng)的電抗標么值 2）架空線路的電抗標么值，進線為35kv架空線路，因而得 3）電力變壓器的電抗標么值，查工礦企業(yè)供電設計表1-10得， 繪短路等效電路圖如圖4-2：圖4-24.2.1.2 計算k-1點的短路電路總電抗標么值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標么值2）三相短路電流周期分量有效值3）其他三相短路電流4）三相短路容量4.2.1.3 計算k-2點1）總電抗標么值2）三相短路電流周期分量有效值3）其他三相短路電流4）三相短路容量4.2.2 最小運行方式：4.2.2.1 計算短路電路中各主要元件的電抗標么值1）電力系統(tǒng)的電抗標么值 2）架空線路的電抗標么值，進線為35kv架空線路，因而得 ,因此3）電力變壓器的電抗標么值，查工礦企業(yè)供電設計表1-10得，繪短路等效電路圖如圖4-3：圖4-34.2.2.2 計算k-1點的短路電路總電抗標么值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標么值2）三相短路電流周期分量有效值3）其他三相短路電流4）三相短路容量4.2.2.3 計算k-2點1）總電抗標么值2）三相短路電流周期分量有效值3）其他三相短路電流4）三相短路容量以上計算結果綜合如下表4-1：表4-1短路計三相短路電流/ka三相短路容量/mva算點最大運行方式k-11.031.031.032.631.5665.79k-24.834.834.8312.327.2952.77最小運行方式k-10.980.980.982.51.4862.89k-24.724.724.7212.047.1351.6第5章 電氣設備及輸電線路的選擇5.1 高壓開關柜5.1.1 gbc-35型手車式高壓開關柜gbc-35型手車式高壓開關柜系三相交流50hz單母線系統(tǒng)的戶類保護型成套裝置作為接受和分配35kv的網絡電能之用。本開關柜為手車式結構，可直接配用zn23-35c真空斷路器，sn10-35少油斷路器，sf6斷路器，系三相交流50hz單母線系統(tǒng)的戶內保護成套裝置，作為接受和分配35kv的網絡電能之用。對電路具有控制和保護的作用。根據(jù)所選擇的主接線，并給其配備適當?shù)母邏洪_關柜選擇一次界限方案。5.1.2 gg-1a（f2）型高壓開關柜gg-1a(f)型高壓開關柜適用于3-10kv，三相交流50hz，作為單母線系統(tǒng)及單母線帶旁路系統(tǒng)接受與分配電能之用。根據(jù)所選擇的主接線選擇一次接線方案。5.2 一次設備選擇與校驗 5.2.1 高壓一次設備的選擇校驗5.2.1.1 35kv側：1）工作電壓： 2）工作電流： 3）斷流能力： 4）動穩(wěn)定度： 5）熱穩(wěn)定度：1.斷路器的選擇校驗zn-35/1000-12.5 sn10-35/1250-16戶內高壓少油斷路器校驗如表5-1:表 5-1序號裝設地點的電氣條件zn-35/1000-12.5型斷路器結論項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)135kv35kv合格2182.23a1000a合格31.03ka12.5ka合格42.63ka32ka合格51.03（2.5+0.2）=1.3812.52=312.5合格序號裝設地點的電氣條件sn10-35/1250-16型斷路器結論項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)135kv35kv合格2182.23a1250a合格31.03ka20ka合格42.63ka40ka合格51.03（2.5+0.2）=1.38164=1024合格根據(jù)以上校驗結果，所選zn-35/1000-12.5，sn10-35/1250-16戶內高壓少油斷路器是合格的。2.電流互感器的選擇校驗 lcz-35型電流互感器校驗如表5-2:表 5-2序號裝設地點的電氣條件lcz-35型電流互感器結論項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)135kv35kv合格2182.23a750a合格32.63ka16.3ka合格41.03（2.5+0.2）=1.384.91=24.01合格根據(jù)以上校驗結果，所選lcz-35型電流互感器是合格的。3.高壓隔離開關選擇校驗gn-35/400型高壓隔離開關檢驗如表5-3：表5-3序號裝設地點的電氣條件gn-35/400型高壓隔離開關結論項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)135kv35kv合格2182.23a400a合格32.63ka50ka合格41.03（2.5+0.2）=1.381010=1000合格根據(jù)以上校驗結果，所選gn-35/400型高壓隔離開關是合格的。35kv側一次設備的選擇校驗如表5-4:表5-4選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點條件參數(shù)/kv/a/ka/ka數(shù)據(jù)35182.231.032.631.38額定參數(shù)/kv/a/ka/ka真空斷路器zn-35/1000-12.535100012.532312.5戶內高壓少油斷路器sn-10-35/1250-1635125020401024高壓隔離開關gn-35/40035400501000電流互感器lcz-353510016.324.01避雷器fz-3535電壓互感器jdjj2-35/高壓熔斷器rn2-35/0.5350.517戶外式高壓隔離開關gn4-353510005.2.1.2 6kv側: 1）工作電壓： 2）工作電流： 3）斷流能力： 4）動穩(wěn)定度： 5）熱穩(wěn)定度：1.高壓斷路器sn10_10/1250-43.3型高壓斷路器校驗如表5-5表5-5序號裝設地點的電氣條件sn10_10/1250-43.3型高壓斷路器結論項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)16kv10kv合格21035.23a1250a合格34.83ka43.3ka合格412.32ka40ka合格539.6643.32=3749合格根據(jù)以上校驗結果，所選sn10-10/1250-43.3型高壓斷路器是合格的。2.電流互感器ldzj1-10型電流互感器 lmz1-10型電流互感器校驗如表5-6：表5-6序號裝設地點的電氣條件ldzj1-10型電流互感器結論項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)16kv10kv合格21035.3a1200a合格312.32ka合格序號裝設地點的電氣條件lmz1-10型電流互感器結論項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)16kv10kv合格21035.3a2000a合格312.32ka合格根據(jù)以上校驗結果，所選ldzj1-10型電流互感器,lmz1-10型電流互感器是合格的。3.高壓隔離開關gn19-10/125040型高壓隔離開關校驗如表5-7：表5-7序號裝設地點的電氣條件gn19-10/1250-40高壓隔離開關結論項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)16kv10kv合格21035.3a1250a合格312.32ka40ka合格439.66合格根據(jù)以上校驗結果，所選gn19-10/400型高壓隔離開關是合格的。6kv側一次設備選擇校驗如表5-8：表5-8選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點條件參數(shù)/kv/a/ka/ka數(shù)據(jù)61035.34.8312.3239.66額定參數(shù)/kv/a/ka/ka高壓少油斷路器sn10-10/1250-43.310125043.3403749高壓隔離開關gn19-10/4001040031.5625電流互感器ldzj1-1010120084.9電流互感器lmz1-1010100/5300/550/5避雷器fs4-1010電壓互感器jdzj-10/0.550高壓熔斷器rn2-10100.550電壓互感器jdz-1010/0.1熔斷器rn2-10100.5505.3 選擇輸電線路條件為保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質、經濟地運行，選擇導線和電纜截面時必須滿足下列條件：發(fā)熱條件、經濟電流密度、電壓損耗條件和機械強度。5.4 進出線的選擇校驗5.4.1 變電所進出線和鄰近單位聯(lián)絡線的選擇35kv高壓進線選擇校驗按經濟電流密度來選擇導線，導線的截面越大電能損耗越小，但是線路投資，維修管理費用和有色金屬消耗量都要增加。因此，從經濟方面考慮，可選擇一個比較合理的導線截面。表5-9 lgj型鋼芯鋁線的允許載流量額定截面/162535507095120150185240環(huán)境溫度/a4085110137178222272307360416494表5-10 架空裸導線的最小截面線路類別導線最小截面/鋁及鋁合金線鋼芯鋁線銅絞線35kv及以上線路353535310kv線路居民區(qū)352525非居民區(qū)251616表5-11 6kv鋁芯電纜的允許載流量絕緣類型交聯(lián)聚乙烯鋼鎧護套無有纜芯最高工作溫度90敷設方式空氣中直埋空氣中直埋三芯電纜纜芯截面/501461251411207017815217315295219182214182表5-12 13kv鋁芯電纜的允許載流量（a）絕緣類型聚氯乙烯鋼鎧護套有無 纜芯最高工作溫度70敷設方式空氣中直埋直埋三芯或四芯電纜纜芯截面/24213130627383710385350165270682569908735821101055010413412970129157152951551891801201812122071502112422371852462732642402943193103003283473411）選擇經濟截面 ，由于生產用電為三班制，設備利用率較高，所以，年最大有功負荷利用小時為30005000h，查經濟電流密度表，選擇lgj型鋼芯鋁線，故選標準截面150,即選lgj-150型鋼芯鋁線。2）校驗發(fā)熱條件查表5-9得，lgj-150的允許載流量（假設環(huán)境溫度40），因此滿足發(fā)熱條件。3）校驗機械強度查表5-10得,35kv架空鋼芯鋁線的最小截面為，因此滿足機械強度要求。4）線路電壓損耗利用和aav=1.261.6=2m, v線路的電壓損耗百分值為：u%=（100*1379.2）/35000=4%，符合電壓損耗要求。5.4.2 由6kv高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗1）按發(fā)熱條件選擇，由，假設土壤溫度25，查表5-12，初選纜芯為70mm的交聯(lián)電纜，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗短路熱穩(wěn)定因此，yjl22-10000-395電纜滿足要求。5.4.3 6kv母線的選擇1)按允許載流量選擇母線的截面 母線采用平放,根據(jù)母線上的計算電流1035a,查表4-3選808矩形鋁母線，其允許電流為1215a,電流校驗滿足要求。2）母線短路動穩(wěn)定校驗 每跨距母線所受的最大電動力為 f=0.173ksiim2l/a =0.173112.3221.218/0.25=128n 作用在母線上的彎矩為m=fl/10=1281.218/10=15.6nm 母線的抗彎矩為 w=b2h/6=0.0820.008/6=8.510-6m3 母線的計算應力為 ca=m/w=15.6/8.510-6=1.9mpa 鋁母線的允許應力 p=70mpa1.9mpa 動穩(wěn)定校驗滿足要求。3）母線短路的熱穩(wěn)定校驗母線的最小熱穩(wěn)定截面為amin=65mm2808=640mm2母線的熱穩(wěn)定校驗滿足要求。確定選用lmy808型矩形硬鋁母線第6章 變電所的繼電保護及變電所所用電系統(tǒng)6.1 繼電保護的整定6.1.1 35kv進線的繼電保護按gb50062-1992電力裝置的繼電保護華和自動裝置設計規(guī)范規(guī)定：對366kv電力線路，應裝設相間短路保護、單相接地保護和過負荷保護。由于一般工廠的高壓線路不很長，容量不很大，因此其繼電保護裝置比較簡單。由于該系統(tǒng)為中性點不接地系統(tǒng)，對其進行相間短路保護可采用二互感器二繼電器的不完全星形接線。此時接線系數(shù)為1,其中1、 采用定時限過電流保護時，用電磁型繼電器進行保護，保護原理如圖6-1。一次側動作電流：繼電器動作電流：為了便于繼電器整定，取繼電器整定值：則一次側的實際動作電流：保護裝置的動作時間為：保護靈敏度：，滿足要求。圖6-12、 采用速斷保護時一次側動作電流：繼電器動作電流：為了便于繼電器整定，取繼電器整定值：則一次側的實際動作電流：保護靈敏度：，滿足要求。6.1.2 主變壓器的繼電保護裝置1、裝設瓦斯保護：當變壓器油箱內故障產生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號，當產生大量瓦斯時應動作于高壓側斷路器。2、裝設反時限過電流保護:：采用gl15型感應式過電流繼電器，兩項兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。1）型號為sfl-10000/35的變壓器反時限過電流保護，電流速斷保護和過負荷保護過電流保護動作電流的整定：其中，因此動作電流為：，整定為21a。過電流保護動作時間的整定：t=0.5+0.7=1.3過電流保護靈敏系數(shù)的檢驗：其中，因此其保護靈敏系數(shù)為：，滿足靈敏系數(shù)1.5的要求。 利用dl的速斷裝置 速斷電流的整定：其中 ，因此其保護靈敏系數(shù)為： 速斷電流倍數(shù)整定為： （在28之間）電流速斷保護靈敏系數(shù)的校驗：其中因此其保護靈敏系數(shù)為：過負荷保護動作電流的整定，按大于變壓器的額定電流來整定過負荷保護動作時間的整定：三、裝設差動保護1)變壓器差動保護的原理 變壓器的差動保護是利用變壓器兩側電流之差而動作的保護裝置。將變壓器兩側裝設的電流互感器二次側串聯(lián)起來構成環(huán)路，將電流繼電器并在環(huán)路上，那么，流進電流繼電器線圈的電流等于兩側電流互感器二次側電流之差。即： 在正常運行或外部短路時，只要電流互感器的變比選得合適，兩側電流互感器的二次電流相等，則=0，繼電器不動作。圖 變壓器差動保護的原理kasi當保護范圍內（兩側電流互感器安裝位置以內，如s點）發(fā)生故障時，由于=0，則，繼電器的電流不為零，繼電器動作，使兩側斷路器同時跳閘。由于種種原因，在正常運行和外部故障情況下，實際流進繼電器的電流并不為零，有一個較小的值，稱該電流為不平衡電流，約為變壓器額定電流的3%5%。2、不平衡電流產生的原因 （1）由兩側電流互感器的型號、電壓等級、特性、飽和程度的不同所引起的不平衡電流。（2）帶負載調壓引起的不平衡電流。為滿足負載的需要，有時要調節(jié)變壓器的電壓分接頭。改變分接頭，即改變了線圈的匝數(shù)，從而改變了變壓器的變比，通常兩側電流互感器的變比不變，則出現(xiàn)不平衡電流。（3）由變壓器兩邊的接線方式不同所引起的不平衡電流。三相變壓器如果是y/d（y/）接線時，三角形測的線電流超前于星形側線電流30，盡管兩種情況下的線電流的大小相等，但相位不同，則兩側二次電流之差不為零。（4）由變壓器的勵磁涌流引起的不平衡電流。當變壓器空載投入或外部故障切除后的電壓恢復時，變壓器的一次側將會產生很大的勵磁涌流。原因是，在變壓器正常運行情況下，鐵芯未飽和，磁導率較大，繞組中的電感也大，勵磁電流較小。當變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復時，因鐵芯飽和，使磁導率降低，繞組電感降低，勵磁電流突增，由于鐵芯中的磁通不能突變，勵磁涌流將由大到小產生過渡過程，勵磁涌流在開始的兩個周波內其值最大，可達變壓器額定電流的48倍，變壓器的容量越大，勵磁涌流對額定電流幅值的倍數(shù)越小。隨著過渡過程的進行，勵磁涌流將逐漸減小，若干周波后，其值等于正常勵磁電流，過渡過程結束。3、消除不平衡電流的方法 針對產生不平衡電流的原因，可采取如下的措施來消除不平衡電流：1、正確選擇兩側電流互感器的變比：2、有效躲過勵磁涌流，具體措施為：（1）采用帶有速飽和鐵芯和短路線圈的bch-2型差動繼電器；（2）利用勵磁涌流波形的間斷角來判斷并躲過勵磁涌流；（3）利用二次諧波制動的原理來判斷并躲過勵磁涌流。3、利用相位補償?shù)姆椒?，消除因變壓器原、副邊繞組接線不同所造成的電流互感器二次測電流的相位差。如圖6-33所示，對于y/d接線方式的變壓器，可將變壓器y側電流互感器的二次側接成，將變壓器d側電流互感器的二次側接成星形，從而使引出的電流互感器的二次電流相位相同，從而消除相位不同的影響。第七章 變電所的中央信號裝置7.1變電所裝置的種類 信號裝置是監(jiān)視電氣設備運行狀態(tài)的一種聲光指示裝置，它從各個不同側面監(jiān)視和判斷電氣設備的運行狀態(tài)。變電所的信號有中央信號、斷路器與隔離開關的位置信號及保護和自動裝置的動作信號三部分。中央信號由事故信號和預告信號組成，裝在變電所的主控室中。當變電所任一斷路器事故跳閘時，啟動事故信號；當發(fā)生其他故障或不正常運行情況時，啟動預告信號。中央信號裝置按復歸方式可分就地復歸和中央復歸。就地復歸是指信號動作后，在發(fā)生故障的配電裝置上將信號復歸；中央復歸是指在主控制室將信號復歸。按動作性能可分為重復動作與不重復動作，重復動作是指某一回路故障發(fā)出信號后，故障狀態(tài)還未解除（音響信號已被復歸），另一回路又發(fā)生故障時，能重復發(fā)出信號；不重復動作是指信號發(fā)出后，故障狀態(tài)未解除