工廠35KV變電站設計

1、平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書摘要 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。因此，變電站設計工作是整個工程環(huán)節(jié)的關鍵部分。本論文主要是針對岷山機械廠的35kv變電站的設計，概述了變電站設計的基本過程和基本方法。首先介紹了變電站設計應注意的地方；其次根據(jù)原始資料進行負荷計算和主變壓器及其容量的選擇，確定主變壓器容量和型號；接著進行電氣主接線的設計；在對35kV變電站做了短路電流計算和電器設備的選擇，最后針對短路電流進行繼電保護和變電站的防雷設施和接地裝置等。隨著國民經(jīng)濟和科學技術的發(fā)展，企業(yè)用電的需求量

2、越來越大，這就對變電站的主接線形式和配套設備提出了更高的要求，同時也要求發(fā)變電站做到可靠、經(jīng)濟、合理地運行，滿足人們對電能的基本需求。關鍵字：35KV，變電站，繼電保護，短路電流目錄第一章 緒論11.1企業(yè)概述11.2 變電站的選址要求11.3 工廠的負荷性質2第二章 負荷計算和無功功率計算及補償32.1 設備的負荷計算32.2 功率補償計算4第三章 工廠供電系統(tǒng)設計73.1 變電站位置的選擇73.2 主變壓器臺數(shù)和容量的選擇73.3 變電所主接線的要求83.4 35KV主接線的選擇93.5 10KV主接線的選擇12第四章 短路電流的計算144.1 短路原因和種類144.2 短路的危害和研究短

3、路的目的144.3 短路電流的計算154.3.1 短路計算的步驟154.3.2 計算各基準點154.3.3 計算各元件的標幺電抗164.3.4短路電流的計算17第五章 電氣設備的選擇215.1 高壓斷路器的選擇215.2 高壓隔離開關的選擇215.3 高壓熔斷器的選擇225.4 電流互感器的選擇235.4.1參數(shù)選擇235.4.2 型式選擇245.5 電壓互感器的選擇245.5.1 參數(shù)選擇255.5.2 電壓互感器的選擇255.6 高壓開關柜的選擇255.7 高壓負荷開關的選擇265.7.1. 35KV及以下通用型負荷開關，應具有以下能力265.7.2負荷開關的參數(shù)選擇26第六章 變電所高、

4、低壓線路的選擇296.1 35kv配電母線的選擇296.2 10kv配電母線的選擇30第七章 變電所繼電保護裝置的設計327.1 繼電保護的基礎327.1.1 繼電保護的任務327.1.2 繼電保護的組成及其工作原理327.1.3 繼電保護的基本要求327.2 變電所繼電保護的配置337.2.1 35kv進線保護337.2.2 35kv母聯(lián)開關保護357.2.3主變壓器保護357.2.4 10kv母線保護397.2.5 10kv出線保護39第八章 變電站防雷和接地裝置的選擇418.1 避雷針的選擇418.2 避雷線41致謝42參考文獻43 第 46 頁第一章 緒論目前，在我國經(jīng)濟飛速上升之中，

5、占國民經(jīng)濟生產(chǎn)重要地位的工業(yè)在此中起了中流砥柱的作用進行工業(yè)現(xiàn)代化，必然離不開對電能的需求，電能在工業(yè)中越來越來顯示其作用的巨大，變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個工業(yè)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和企業(yè)的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。35kv變電站其實就是一個轉換電壓的樞紐，主要是實現(xiàn)把高的電壓轉化成低的電壓，達到轉換電壓傳輸電壓的目的，基本上電廠發(fā)出來的電要經(jīng)過線路傳輸、變電站、線路傳輸?shù)侥康牡?，一般發(fā)電廠發(fā)出來的電都是可以直接給用戶的，但是因為地理位置的原因，就是距離太遠的關系，所以沿途輸送要把電壓升高進行送電，然后經(jīng)過進行降壓輸送給用戶，這就是變電所的主要作用，降了電

6、壓給用戶用電。因此，分析設計和發(fā)展變電站是一項很重要的任務。通過對本課題的研究，在遵循電力系統(tǒng)設計基本原則前提下，應用所學知識完成負荷分析并求出計算負荷電容器補償容量，確定總降變壓器容量數(shù)量，完成電氣主接線的設計，計算短路電流以及對部分主要設備進行選型，繼電保護設計與計算整定，進線導線截面選擇等。1.1企業(yè)概述本企業(yè)位于東經(jīng)116度23分117度02分，北緯33度16分34度14分之間，在安徽省北部地區(qū)。地貌以平原為主，平原面積占土地總面積的95.3%，低山殘丘面積僅占4.7%?；幢笔械靥幈睖貛?，屬北方型大陸性氣候與濕潤性氣候之間的季風氣候。氣候溫和、四季分明、無霜期202天1.2 變電站的選

7、址要求（1）符合電網(wǎng)區(qū)域規(guī)劃，靠近負荷中心。（2）節(jié)約用地、不占或少占耕地及經(jīng)濟效益高的土地。（3）與城鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空和電纜線路的引入和引出。（4）交通運輸方便。（5）應該設在受污源影響最小處。（6）具有適宜的地質、地形和地貌條件。（7）變電所應考慮水源及排水條件。1.3 工廠的負荷性質所設計的35kV變電站屬于小型化變電站。主要適用于中小型企業(yè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及廣大農(nóng)村的供電。其建設規(guī)模為架空進線4回，采用內(nèi)橋接線方式；10kV出線8回，采用單母線分段接線方式。第二章 負荷計算和無功功率計算及補償2.1 設備的負荷計算計算負荷是根據(jù)已知的廠礦的用電設備安裝容量確定的、預期不變的最大假想

8、負荷。它是設計時作為選擇廠礦電力系統(tǒng)供電線路的導線截面、變壓器容量、開關電器及互感器等的額定參數(shù)的重要依據(jù)。這種電氣計算負荷必須認真地確定，因為它的標準程度直接影響到整個工廠企業(yè)供電設計地質量。如計算過高將增加供電設備地容量浪費有色金屬，增加初投資。計算過低則可能使供電元件過熱，加速其絕緣損壞，增大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正常還會給工程擴建帶來很大的困難。負荷計算的目的是為了掌握用電情況，合理選擇配電系統(tǒng)的設備和元件。正確進行負荷計算是供電設計的前提，是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。(1)待建35kV變電站從相距20km外的電力系統(tǒng)相連。(2)設待建35kV變電站年負荷增長率為5%，變

9、電站總負荷考慮五年發(fā)展規(guī)劃。(3)地區(qū)氣溫:年最高氣溫38.9，年最低氣溫 8.4。年平均氣溫22.6。(4）待建變電所各電壓級負荷數(shù)據(jù)如下表: 表2-1 10kV負荷數(shù)據(jù) 出線1線2線3線4線5線6線7線8線有功功率(mw)10.91.111.51.50.81.2無功功率(mvar)0.30.40.60.30.70.50.50.4Ksi0.80.80.80.80.80.80.80.8有功功率計算負荷：無功功率計算負荷：視在功率計算負荷：各線路有功功率總和Pno各線路無功功率總和 同時系數(shù) KW=0.8*(0.3+0.4+0.6+0.3+0.7+0.5+0.5+0.4)=2.96kvar=7.

10、78MVA2.2 功率補償計算補償前的功率因數(shù)=7.2/7.78=0.93tan=0.40補償后的功率因數(shù)一般情況下10kV母線上的功率因數(shù)一般應0.95，設計中可控制在0.95-0.97之間，所以在設計中對10kV母線上功率因數(shù)補償后為0.96，即=0.96，則可得到=0.29。已知補償前10kV母線上功率因數(shù)為=0.93，可得到=0.40。則依據(jù)公式得到：=0.757200=5400kW=5400（0.400.29）=594kvar其中 平均負荷系數(shù)，取為0.75（一般為0.650.85）；該變電所10kV母線上補償前的計算負荷。補償容量；補償前功率因數(shù)角；補償后功率因數(shù)角。10kV側將采

11、用單母分段的接線方式，所以所選用的電容柜應分成兩組分別裝在兩段母線上，并且平均分配，所以電容柜的數(shù)量應為偶數(shù)。首先應先選擇電容器柜單柜的容量，然后根據(jù)公式進行數(shù)量的選擇，其公式為：，式中為電容器柜的單柜容量。在這里選擇=100kvar的BGM10.51001W型號的電容器柜。電容器柜的數(shù)量選擇為：= 540/100 = 5.4所以選用6臺電容器柜進行補償，=6。則實際補償容量為：=600kvar，折合的計算容量為：=/=600/0.75=800kvar。第三章 工廠供電系統(tǒng)設計3.1 變電站位置的選擇變電所的所址選擇應按審定的本地區(qū)電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃，綜合考慮網(wǎng)絡結構、負荷分布、城建規(guī)劃、土

12、地征用、水文地質、環(huán)境影響、地震烈度和職工生活條件等因素，通過技術經(jīng)濟比較和經(jīng)濟效益分析，然后選擇最佳方案。具體原則有以下幾種：(1). 變電所的設立要有利于電力系統(tǒng)運行性能的提高，便于系統(tǒng)的控制和管理。(2). 注意節(jié)約用地。(3). 充分考慮出線條件，避免或減少相互交叉跨越。(4). 所址應有適宜的地質條件，避開滑坡、滾石等不良的地質結構。(5). 交通運輸方便。(6). 選址時應注意變電所與鄰近設施的相互影響。(7). 所址位置必將影響企業(yè)供電系統(tǒng)接線方式，送電線路的而已，電網(wǎng)損失和投資的大小，故所址位置的選擇應與變電所的容量、負荷的分配同時考慮。根據(jù)綜合考慮和供電部門的要求變電所應該設

13、在本廠的東北方向20km的地區(qū)。3.2 主變壓器臺數(shù)和容量的選擇(1）變壓器的臺數(shù)和容量應根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質、用電容量、運行方式和企業(yè)發(fā)展等因數(shù)綜合考慮確定。(2）一般采用三相變壓器，其容量可按投入運行后5到10年的預期負荷選擇，至少留有15%到25%的裕量。(3）有一、二級負荷的變電所中應裝設兩臺主變壓器。當在技術經(jīng)濟上比較合理時，可裝設兩臺以上的主變壓器。此設計中有一、二級負荷，所以應裝2臺變壓器。(4）裝有兩臺以上主變壓器的變電所中，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量應保證用戶的一、二負荷，且不應小于60%的全部負荷。(5）變壓器過載能力應滿足運行方式。(6）此設計中變壓器有功和無

14、功損耗計算，因為所占比重較小，而本站考慮的容量裕度比較大，所以不計算。根據(jù)總負荷考慮5年發(fā)展規(guī)劃主變壓器的容量選擇10MVA，型號為S7-10000/35，接線組別為Yd11, #1所用變壓器布置于屋內(nèi)，選用35KV三相式油浸變壓器，型號為S9-50/35，為與#2所用變壓器低壓相位一致，接線組別采用D，yn11;#2所用變壓器設置于開關柜內(nèi)，選用10KV三相式干式變壓器，型號為SC8-50/10，接線組別Yyn0. 3.3 變電所主接線的要求(1)安全性 必須保證在任何可能的運行方式及檢修狀態(tài)下運行人員及設備的安全。(2)可靠性 主接線的可靠性要求由自由用電負荷的等級確定。要保證主接線的可靠

15、性的可靠性可以采用多種措施。如系統(tǒng)中某一元件故障時，可以由保護裝置自動把故障元件迅速切除，使之不影響系統(tǒng)其他部分的繼續(xù)運行。因此，在主接線中就要考慮是否方便電氣元件的投切操作。(3)靈活性 應能適應各種可能的運行方式的要求。(4)經(jīng)濟性 應滿足最少的投資與年運行費用的要求，使得總經(jīng)濟效益為最佳。(5)應具有擴建的可能性 由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能。3.4 35KV主接線的選擇35kV電壓級線路回路數(shù)2回，采用單母、單母分段或橋形接線，以保證其供電的可靠性和靈活性。橋式結線根據(jù)跨接橋橫聯(lián)位置的不同，可分為內(nèi)橋、外橋、全橋三種。所以一共

16、有5種方案，但由于全橋接線需設備多，投資大，占地面積大，所以不考慮。故現(xiàn)在四種可供選擇的接線就是單母接線、單母分段接線、內(nèi)橋接線、外橋接線。方案1 采用單母線接線 如圖3-1 圖3-1 單母接線優(yōu)點：接線簡單清晰、設備少、操作方便、占地少、便于擴建和采用成套配電裝置。缺點：不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修 時，均需要整個配電裝置停電。適用范圍：單母線接線只適用于容量小、線路少和對二、三級負荷供電的變電所。方案2 采用單母線分段接線 如圖3-2 圖3-2 單母分段接線優(yōu)點：接線簡單清晰、設備較少、操作方便、占地少和便于擴建采用成套配電裝置。當一段母線發(fā)生故障，可保證正常母線不間斷供電，不致使重要

17、負荷停電。缺點：當一段母線或母線隔離開關發(fā)生永久性故障或檢修時，則連接在該段母線上的回路在檢修期間停電。適用范圍：具有兩回電源線路，一、二回路轉送線路和兩臺變壓器的變壓器的變電所。方案3 采用內(nèi)橋接線 如圖3-3圖3-3 內(nèi)橋接線優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，占地少，四個回路只需3個高壓斷路器。缺點：1變壓器的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時停運。2 橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。3 線路斷路器檢修時，需較長時間中斷線路的供電。為避免此缺點，可在線路斷路器的外側增設帶兩組隔離開關的跨條。橋連斷路器檢修時，也可利用此跨條。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，對一、二級負荷供

18、電，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的變電所。方案4 采用外橋接線 如圖3-4 圖3-4 外橋接線優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，占地少，四個回路只需3個高壓斷路器。缺點：1變壓器的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。2 橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。3線路斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運。為避免此缺點，可加裝正常斷開運行的跨條。橋連斷路器檢修時，也可利用此跨條。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，對一、二級負荷供電，并且變壓器經(jīng)常切換或線路較短，故障率較少的變電所。這4種接線方式都能適應運行方式的變化，也能保證供電可靠，所以現(xiàn)在要考慮經(jīng)濟性，能明顯看出，內(nèi)橋

19、接線只用了3臺斷路器，比具有4條回路的單母線接線節(jié)省了1臺斷路器，并且沒有母線，投資省，所用設備少，運行操作方便，配電裝置簡單，保護配置也相對簡單，所以選用內(nèi)橋接線。3.5 10KV主接線的選擇610kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場合。方案1 采用單母線分段接線 如圖3-5 圖3-5 單母分段接線方案2 采用雙母線接線 如圖3-6 圖3-6 雙母接線主接線方案比較如下表表3-1 主接線方案比較 方案1 方案2單母分段接線 雙母接線技術 ： 1不會造成全所停電 1供電可靠2 調(diào)度靈活

20、2調(diào)度靈活3保證對重要用戶的供電 3擴建方便4任一斷路器檢修， 4便于實驗該回路必須停止工作 5易誤操作經(jīng)濟： 占地少、設備少 設備多、配電裝置復雜投資和占地面少經(jīng)過綜合比較方案在經(jīng)濟性上比方案好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案。第四章 短路電流的計算4.1 短路原因和種類產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設備載流部分絕緣損壞所致。絕緣損壞是由于絕緣老化、過電壓、機械損傷等造成。其他如操作人員帶負荷拉閘或者檢修后未拆除接地線就送電等誤操作而引起的短路；鳥獸在裸露的載流部分上跨越以及風雪等自然現(xiàn)象也能引起短路。在三相供電中可能發(fā)生的主要短路類型有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路

21、等。第一種短路稱為對稱短路，后三種通稱為不對稱短路。一切不對稱短路的計算，在采用對稱分量法后，都可以歸納為對稱短路的計算。在供電系統(tǒng)中，出現(xiàn)單相短路故障的幾率最大，但由于三相短路所產(chǎn)生的短路電流最大，危害最嚴重，因而短路電流計算的重點是三相短路電流的計算。4.2 短路的危害和研究短路的目的發(fā)生短路時，因短路回路的總阻抗非常小，故短路電流可能達到很大的數(shù)值。強大的短路電流所產(chǎn)生的熱和電動力效應會使電氣設備受到損害，短路點的電弧可能燒毀電氣設備，短路點附近的電壓顯著降低，使供電受到嚴重影響。為了限制短路的危害和縮小故障影響的范圍，在變電所和供電系統(tǒng)的設計和運行中，必須用短路電流計算，以解決下列技術

22、問題：(1)選擇電氣設備和載流導體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和機械強度。(2)選擇和整定繼電保護裝置，使之能正確得切除短路故障。(3)確定限流措施，當短路電流過大在造成設備選擇困難或不夠經(jīng)濟時，可采取限制短路電流的措施。(4)確定合理的主接線方案和主要運行方式。4.3 短路電流的計算4.3.1 短路計算的步驟1設定基準容量和基準電壓，計算短路點基準電流2計算短路回路中各主要元件的電抗標幺值3繪制短路回路的等效電路，按阻抗串并聯(lián)求等效阻抗的方法，化簡電路，計算短路回路的總電抗標幺值 4.3.2 計算各基準點根據(jù)原始設計資料，?。夯鶞嗜萘浚?100MVA；35kV母線基準電壓：=35kV；則=

23、1.65kA；10kV母線基準電壓：=10kV；則=5.77kA；最大運行方式下系統(tǒng)標么電抗：=0.16；最小運行方式下系統(tǒng)標么電抗：=0.25。4.3.3 計算各元件的標幺電抗(1）35kV架空進線線路相對電抗兩回進線的距離均為6，取架空線路的=0.35，=6，則： =/=0.356100/=0.17(2）變壓器相對電抗變壓器的主要參數(shù)為： =10000kVA，=7.5，則：=0.75(3) 10kV架空線路 取一出線，距離為5，=0.35，則：=/=0.355100/=1.75(4) 計算阻抗圖如圖3-135kV10kV0.17+=0.750.751.75圖4-1 阻抗圖4.3.4短路電流

24、的計算(1）k1點短路最大運行方式系統(tǒng)總相對電抗=+=0.17+0.16=0.33短路電流相對值=1/0.33=3.03實際短路參數(shù) =3.03*1.65=5.00kA =2.55=2.55*5.00=12.75KA最小運行方式系統(tǒng)總相對電抗=+=0.17+0.25=0.42短路電流相對值=1/0.42=2.38實際短路參數(shù)=2.38*1.65=3.93kA=0.866=0.866*3.93=3.40kA(2）k2點短路最大運行方式系統(tǒng)總相對電抗=+=0.33+0.375=0.705短路電流相對值=1.42實際短路參數(shù)=1.42*5.77=8.19kA=2.55=2.55*8.19=20.88

25、KA最小運行方式系統(tǒng)總相對電抗 =+=0.42+0.375=0.795短路電流相對值=1/0.795=1.26KA=1.26*5.77=7.27kA實際短路參數(shù) =0.866=0.866*7.27=6.30kA(3）k3點短路最大運行方式系統(tǒng)總相對電抗=+=0.705+1.75=2.455短路電流相對值=0.41實際短路參數(shù)=0.41*5.77=2.37kA=2.55=2.55*2.37=6.03kA最小運行方式系統(tǒng)總相對電抗=+=0.795+1.75=2.545短路電流相對值=1/2.545=0.39kA=0.39*5.77=2.25kA實際短路參數(shù) =0.866=0.866*2.25=1.

26、95kA短路電流計算結果如下表 表4-1 短路電流計算結果短路點 短路點 最大運行 短路點平 穩(wěn)態(tài)短路 短路電流位置 編號 方式 均工作電 電流有效 沖擊值 壓U（Kv） 值I（kA） i（kA）35kV 最大 37 5.00 12.75母線 最小 37 3.4010Kv 最大 10.5 8.19 20.88母線 最小 10.5 6.3010kV 最大 10.5 2.37 6.03架空線 最小 10.5 1.95第五章 電氣設備的選擇5.1 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器除在正常情況下通、斷電路外，主要是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動而快速地將故障切除，以保證電力系統(tǒng)及設備的安全運行。 所以選擇斷路

27、器時應滿足以下基本要求：（1）在合閘運行時應為良導體，不但能長期通過負荷電流，即使通過短路電流，也應該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。（2）在跳閘狀態(tài)下應具有良好的絕緣性。（3）應有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。（4）應有盡可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結構簡單、體積小、重量輕、安裝維護方便。考慮到可靠性和經(jīng)濟性，方便運行維護和實現(xiàn)變電站設備的無油化目標，所以選用真空斷路器。5.2 高壓隔離開關的選擇隔離開關是高壓開關設備的一種，它主要是用來隔離電源，進行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。所以選擇隔離開關時應滿足以下基本要求：（1）隔離開關分開后應具有明顯的斷開點，易于鑒別設備是否與

28、電網(wǎng)隔開。（2）隔離開關斷開點之間應有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。（3）隔離開關應具有足夠的熱穩(wěn)定性、動穩(wěn)定性、機械強度和絕緣強度。（4）隔離開關在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。（5）隔離開關的結構簡單，動作要可靠。（6）帶有接地刀閘的隔離開關，必須裝設連鎖機構，以保證隔離開關的正確操作。5.3 高壓熔斷器的選擇 目前常用的高壓熔斷器分為三種：一般熔斷器、后備熔斷器及全范圍熔斷器。 選擇高壓熔斷器熔體時，應保證前后兩級熔斷器之間，熔斷器與電源側繼電保護之間，以及熔斷器與負荷側繼電保護之間動作的選

29、擇性。高壓熔斷器應能在最短的時間內(nèi)切斷故障，以防止熔斷時間過長而加劇被保護電器的損壞。(1)保護35KV及以下電力變壓器的高壓熔斷器，其熔體的額定電流可按下式選擇 式中 熔體的額定電流 系數(shù)，當不考慮電動機自起動時，可取1.1到1.3，當考慮電動機自起動時，可取1.5到2.0 電力變壓器回路最大工作電流為了防止變壓器突然投入時產(chǎn)生的勵磁涌流損傷熔斷器，變壓器的勵磁涌流通過熔斷器產(chǎn)生的熱效應可按10到20倍的變壓器滿載電流持續(xù)0.1S計算，必要時可按20到25倍的變壓器滿載電流持續(xù)0.01S計算(2) 保護電壓互感器的高壓熔斷器，只需按額定電壓和斷流容量選擇，熔體的選擇只限能承受電壓互感器的勵磁

30、沖擊電流，不必校驗額定電流。(3) 保護并聯(lián)電容器的高壓熔斷器，熔體的額定電流可按下式選擇 式中 熔體的額定電流系數(shù)，當不考慮電動機自起動時，可取1.1到1.3，當考慮電動機自起動時，可取1.5到2.0 電力電容器的回路的額定電流(4) 后備熔斷器除校驗額定最大開斷電流外，還應滿足最小短路電流大于額定最小開斷電流的要求。(5) 選擇跌落式熔斷器時，其斷流容量應分別按上、下限值校驗。 根據(jù)最大持續(xù)工作電流得知 如下表 表5-1 熔斷器的技術參數(shù)電壓 型號 額定 額定 額定開斷 等級 電壓 電流 電流 35kV RW5-35/200 35kV 100A 5kA10kV RN3-10/50 10kV

31、 15kA 6.3kA5.4 電流互感器的選擇 電流互感器一次匝數(shù)很少，串聯(lián)于主回路中。二次組與負載的電流線圈串聯(lián)，阻抗很小，接近于短路狀態(tài)工作。所以互感器等值總阻抗在依次回路中所占比重極小，其一次電流大小決定于負荷電流，而與互感器二次負荷無關。5.4.1參數(shù)選擇（1）正常工作條件一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側負荷，準確度等級，(2) 短路穩(wěn)定性動穩(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù)(3) 承受過電壓能力絕緣水平，泄露比5.4.2 型式選擇35kV以下的屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構。35kV以上配電裝置一般采用油浸式絕緣

32、結構的獨立式電流互感器，在有條件時，如回路中有變壓器套管,穿墻套管，應優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資，減少占地。根據(jù)設計手冊35KV及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器常用L(C)系列。出線側CT采用戶外式，用于表計測量和保護裝置的需要準確度。當電流互感器用于測量、時，其一次額定電流盡量選擇得比回路中正常工作電流的1/3左右以保證測量儀表的最佳工作、并在過負荷時使儀表有適當?shù)闹笜?。根?jù) 35KV側CT可根據(jù)安裝地點和最大長期工作電流選LCZ-3510KV側CT可根據(jù)安裝地點和最大長期工作電流選LMC-105.5 電壓互感器的選擇電壓互感器一次線圈是并聯(lián)在高壓線路，二次

33、線圈與儀表和繼電器電壓線圈相并聯(lián)，其工作原理和變壓器相似。一次線圈并聯(lián)在電路中，其匝數(shù)很多，阻抗很答案，因而它的接入對被測電路沒有影響，二次線圈匝數(shù)很少，阻抗很小。二次惻并接的儀表和繼電器的電壓線圈具有很大阻抗，在正常運行時，電壓互感器接近于空載運行。5.5.1 參數(shù)選擇(1)正常工作條件一次回路電壓，一次回路電流，二次負荷，準確度等級，機械負荷(2)承受過電壓能力絕緣水平，泄露比距。5.5.2 電壓互感器的選擇 620kV配電裝置一般采用油浸絕緣結構，在高壓開關柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結構。當需要零序電壓是，一般采用三相五柱電壓互感器。 所以在10KV母線選電壓互感器的

34、型號如下表 表5-2 JDZJ-10的技術參數(shù)型號 一次繞組 二次繞組 剩余電壓 接線方式繞組JDZJ-10 10000/ 100/ 100/3 Y/Yo/r5.6 高壓開關柜的選擇對于35kV變電所，其10kV側通常都采用室內(nèi)布置形式，這里也不例外，對10kV側仍舊采用室內(nèi)高壓開關柜的布置形式。在這里選用了JYN410型手車式高壓開關柜（以下簡寫為JYN410），其柜內(nèi)配置電器元件一次線路方案應與供電系統(tǒng)圖上的要求相適應。開關柜中電流互感器的數(shù)量應根據(jù)繼電保護與測量的要求進行選擇。在每段母線上還應裝設電壓互感器與避雷器柜，供10kV絕緣檢測、儀表繼電保護及電壓保護之用。根據(jù)低壓變壓器容量及低

35、壓出線回路數(shù)選擇低壓配電盤型號和數(shù)量，所選用的高壓開關柜只對其斷路器進行校驗。5.7 高壓負荷開關的選擇高壓負荷開關是介于高壓隔離開關與高壓斷路器之間的一種高壓電器，具有簡單的滅弧裝置，因而能通過一定的負荷電流和過負荷電流，但不能斷開短路電流，因此它必須與高壓熔斷器串聯(lián)使用，以借助熔斷器來切斷短路故障。負荷開關斷開后，與隔離開關一樣具有明顯可見的斷開間隙，因此它也具有隔離電源、保證安全檢修的功能。5.7.1. 35KV及以下通用型負荷開關，應具有以下能力(1) 開斷有功負荷電流和閉環(huán)電流，其值等于負荷開關的額定電流；(2) 開斷不大于10A的電纜電容電流或限定長度的架空線的充電電流；(3) 開

36、斷1250kVA配電變壓器的空載電流；(4) 能關合額定的“短路關合電流”。5.7.2負荷開關的參數(shù)選擇 高壓負荷開關可按表5-3所列的技術條件選擇，并按表中使用環(huán)境條件校驗。 表5-3 負荷開關參數(shù)選擇表項目參數(shù)技術條件按正常工作條件選擇電流、電壓、頻率、機械荷載按短路條件校驗動穩(wěn)定電流、額定關合電流、熱穩(wěn)定電流和持續(xù)時間環(huán)境條件環(huán)境溫度、最大風度、覆冰相對溫度、厚度、污穢、海拔、地震烈度根據(jù)綜合考慮選擇FN12-10D型戶內(nèi)交流高壓負荷開關，其技術數(shù)據(jù)如下表5-4所示：表5-4 FN12-10D型高壓負荷開關技術數(shù)據(jù)序號項目單位技術參數(shù)101額定電壓kV2最高工作電壓kV123額定電流A6

37、304額定頻率Hz505額定熱穩(wěn)定電流kA20(2s)6額定動穩(wěn)定電流kA50(峰值)7額定短路關合電流kA50(峰值)81min工頻耐受電壓kV相間及相對地42，隔離斷口489雷電沖擊耐受電壓kV相間及相對地75，隔離斷口8510額定空載變壓器開斷電流1600kVA變壓器，空載電流11額定電流下電壽命次不小于10012機械壽命次2021 第六章 變電所高、低壓線路的選擇6.1 35kv配電母線的選擇35KV以上的室外配電母線，一般采用多股絞線（如鋼芯鋁絞線），并用耐張絕緣子串固定在構件上，使得室外母線的結構和布置簡單，投資少，維護方便。由于管行鋁母線具有結構緊湊，構架低，占地面積小，金屬消耗

38、少等優(yōu)點，在室外得到推廣使用。變電所匯流母線截面，一般按長時最大工作電流選，用短路電流校驗其動。熱穩(wěn)定性。但對年平均負荷較大，線路較長的鋁母線，則按經(jīng)濟電流密度選。由于35kV母線為室外配置，所以選擇鋼芯鋁絞線。按長時最大工作電流選擇母線截面，應滿足下式要求：。根據(jù)設計要求， 35kV母線應選硬導體為宜。LGJ150型鋼芯鋁絞線即滿足熱穩(wěn)定要求，同時也大于可不校驗電暈的最小導體LGJ70，故不進行電暈校驗。 LGJ185型鋼芯鋁絞線 截面150 、載流量445A、 0.211 0.358即，滿足要求。故=445=306.1A=165A式中 母線最高允許溫度最高環(huán)境溫度考慮到動穩(wěn)定性，母線采用平

39、放，其允許電流值應再較低8，故為： A165A長時允許電流負荷要求。以上計算，從截流量考慮此母線已經(jīng)滿足要求，但還需進行熱穩(wěn)定校驗。下面就進行短路熱穩(wěn)定校驗。 mm2445A長時允許電流符合要求。（2）熱穩(wěn)定性校驗下面就進行短路熱穩(wěn)定校驗。 mm21.5 符合要求動作時限 s（2） 過流保護的整定計算該站的總負荷為10000kVA，則進線的最大長時負荷電流為一次動作電流 過流保護的接線方式是選用二相三繼電器接線（可以提高遠后備保護的靈敏度），接線系數(shù)=1, 選用電磁型電流繼電器, 返回系數(shù)=0.85，CT變比為200/5，則二次動作電流： =349.41=8.73A由計算，選用DL-21電流繼

40、電器，電流整定范圍為25100A可知，35kV母線上的最小二相短路電流為3.43kA,則近后備靈敏度1.5 符合要求。 可知，10kV母線上的最小二相短路電流為7.85kA, 則遠后備靈敏度 符合要求動作時間 s7.2.2 35kv母聯(lián)開關保護35kV母聯(lián)開關設置速斷保護。其與35kV進線的限時速斷一樣，故用電磁式電流繼電器DL21，電流整定范圍為25100A。靈敏度校驗也同35kV進線限時速斷校驗一樣，校驗合格。7.2.3主變壓器保護主變壓器設置 溫度保護、瓦斯保護、差動保護、過流保護、過負荷保護等保護。（1） 主變差動保護網(wǎng)絡參數(shù)：35kV母線歸算至平均電壓為37kV的最大運行方式三相短路

41、電流為5.00kA，最小運行方式下的兩相短路電流為3.40kA；10kV母線歸算至平均電壓為10.5kV的最大運行方式三相短路電流為8.19kA。把10kV側短路參數(shù)歸算到35kV側后，最大運行方式三相短路電流為8.1910.5/37=2.32kA，最小運行方式兩相短路電流為3.40*10.5/37=0.96kA。下面對差動保護進行整定計算。計算變壓器各側一次額定電流，選出電流互感器變比，并計算各側電流互感器二次回路額定電流，計算結果如下表。表7-1 繼電器的計算結果名稱35kv側10kv側各側額定電流A=165=578互感器接線方式 D Y電流互感器計算變比165/5=286/5578/5=

42、600/5選擇變比300/560二次回路電流A首先確定基本側，基本側是指繼電器中差動線圈的首端（正極性。由上表可以看出，6kV側為基本側。計算保護裝置10kV側的一次動作電流按躲過外部最大不平衡電流： =1.3(10.1+0.05+0.05)8190 =2129.4A按躲過勵磁涌流 按躲過電流互感器二次斷線綜合考慮，應按躲過外部故障不平衡電流條件，選用10kV側一次動作電流Ion=2129.4A確定線圈接線與匝數(shù)平衡線圈、分別接與10kV側與35kV側。計算基本側繼電器動作電流基本側工作線圈計算匝數(shù)為根據(jù)編程BCH-2內(nèi)部實際接線，選擇實際整定匝數(shù)為，其中取差動線圈匝數(shù)為3,平衡線圈I的匝數(shù)為

43、則10kV側繼電器實際電流動作電流2560.74/7=322A.確定10kV側平衡線圈的匝數(shù)確定平衡線圈實際匝數(shù)為計算由于實際匝數(shù)與計算匝數(shù)不等產(chǎn)生的相對誤差因為，相差很少，故不需要核算動作電流。初步確定短路線圈的抽頭選用抽頭。計算最小靈敏系數(shù) 按最小運行方式下，10kV側兩相短路校驗。因為基本側互感器二次額定電流最大，故非基本側靈敏系數(shù)最小。35kV側通過繼電器的電流為繼電器的整流電流為則最小靈敏系數(shù)為最小靈敏系數(shù)滿足要求。差動保護計算結果由以上計算，主變壓器選用差動保護，短路線圈“”,差動線圈4匝； 10kV接線方式側Y形，變比600/5；35kV接線方式側，變比300/5；（2） 主變過

44、流保護為了防止外部短路引起變壓器線圈的過電流，并作為差動和瓦斯保護的后備保護，變壓器還必須裝設過電流保護。過電流保護動作應躲過變壓器的最大工作電流整定。一次動作電流為：A繼電器動作電流為： A 選用繼電器 DL31，2.5-10A靈敏度校驗： 符合要求。動作時限整定為2s。（3） 主變過負荷保護變壓器過負荷大都是三相對稱的，所以過負荷保護可采用單電流繼電器接線方式，經(jīng)過一定延時作用于信號，保護裝置的動作電流按躲過變壓器額定電流整定。一次動作電流為： A繼電器動作電流： A 動作時限整定為10s，選用繼電器DL31，1.5-6A。7.2.4 10kv母線保護10kV母聯(lián)保護設置限時速斷保護。一次

45、動作電流： 二次動作電流（6kV母聯(lián)開關CT600/5，）： A 選用電磁式電流繼電器DL31，電流調(diào)節(jié)范圍12.550A。7.2.5 10kv出線保護對10kV出線保護,回路設置速斷保護和過流保護，具體選型和校驗如下。（1） 速斷保護：一次動作電流Iop=4.2KA繼電器動作保護電流Iop=52.5A 由計算，選用繼電器DL31，25-100A。（2）過流保護：一次動作電流A繼電器動作電流A 動作時限整定為1.5s，選用繼電器DL31，10-25A。（3） 靈敏度校驗 Ks=7.711.5由計算得，所選符合條件。第八章 變電站防雷和接地裝置的選擇露天的變電所建筑和電氣設備通常用避雷針或避雷線

46、防止直擊雷，其防雷設計應做到設備先進、保護動作靈敏、安全可靠、維護試驗方便，在此前提下，力求經(jīng)濟合理的原則。8.1 避雷針的選擇為了防止設備免受直接雷擊，通常采用裝設避雷針的措施。避雷針高于被保護物，其作用是將雷電吸引到避雷針本身上來并安全地將雷電引入大地，從而保護了設備。本設計中采用雙支等高避雷針，有兩根避雷針，高度都為25米 距離40米，保護物的高度為12米8.2 避雷線避雷線的功能也是引雷作用。它一般采用截面小于35mm2的鍍鋅鋼絞線，架設在架空線路的上方，以保護架空線路或其他物體面遭直接雷擊。由于避雷線既是架空，又要接地，因此它又稱架空地線。由于35kV線路不宜全線架設避雷線，故在變電所的進線段架設500-600m的避雷線，同時在雷電活動強烈的地段架設避雷線。致謝這次的35KV工廠供