畢業(yè)設計（論文）-某企業(yè)35KV降壓變電所的設計及防雷措施-

1、 南 京 理 工 大 學畢業(yè)設計論文作 者:學 號：1010190129學院(系):自動化學院專 業(yè):電氣工程及其自動化題 目:XX企業(yè)35KV總降變電所及高壓配電系統(tǒng)的設計 指導者： 評閱者： 2021 年 5 月畢業(yè)設計說明書論文中文摘要本設計是關于某企業(yè)總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)的設計，設計的思路是依據(jù)國家相關標準要求以及該廠二類負荷對供電可靠性的要求來制定設計方案。在該設計中，依據(jù)給定的設計范圍和根底資料，建立起適合該企業(yè)生產(chǎn)和開展需要的供配電系統(tǒng)。該企業(yè)的供電系統(tǒng)由一條35KV高壓進線電源提供，為確保負荷供電的可靠性，在高壓側又設有“單母線分段的電源供電方式，另外在兩個車間變電所的低

2、壓側設有聯(lián)絡線，從而使整個供電系統(tǒng)更具有可靠性和靈活性。該類企業(yè)具有用電負荷變大、自然功率因數(shù)低的特點，因此本設計中采用并聯(lián)電容器的方法來補償無功功率，以減少供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損失，同時提高了供電電壓的穩(wěn)定性。本設計中表達了平安、可靠、靈活、經(jīng)濟的原那么，確定高壓配電所的位置及主變壓器的臺數(shù)與容量等；確定二次保護方案，選用適宜的保護裝置；確定變電所防雷過電壓保護與接地保護方案，根據(jù)設計要求，繪制全廠主接線圖、供配電系統(tǒng)圖、進線保護保護圖、主變壓器保護圖等。關鍵詞 降壓變電所 供配電系統(tǒng) 主接線畢業(yè)設計說明書論文外文摘要Title xx Enterprise 35KV substation

3、 and the total drop design Of power distribution ststems AbstractThis design is about a company the total step-down substation and high voltage power distribution system design. Design ideas are based on the relevant state regulatory requirements as well as two types of load on power plant reliabili

4、ty requirements to develop design. In this design, the design based on the scope and given basic information, and establish suitable for the production and development needs of the supply and distribution system. Power supply system of the enterprise into the line by a 35KV high voltage power supply

5、. To ensure the reliability of power supply load, the high side and has a Single Bus, the power supply, the other two workshops at the substation low side with tie-line, so that the entire power supply system more Reliability and flexibility. Such enterprises have the power load becomes larger, the

6、natural characteristics of lowpower factor, so the design method used to compensate for shunt capacitor reactive power, power supply system to reduce power loss and voltage loss, while increasing thesupply voltage Stability. Reflected in the design of a safe, reliable, flexible and economic principl

7、es to determinethe location of high voltage power distribution and the number of main transformer station with capacity, etc.; to determine the secondary protection program, choose the appropriate protection devices; determine substation lightning too Voltage protection and ground protection program

8、, according to design requirements, draw the wiring diagram of the whole factory owners for the distribution system maps, conservation plans into line protection, transformer protection of diagrams. Keywords：Step-down substation Power supply system Main Connection 目次111125579111111131415151617171720

9、20215.3電器設備的選擇、校驗22293031346.1任務、根本要求、微機保護343536363739結論40致謝41參考文獻42附錄431 引言1.1 選題背景隨著經(jīng)濟的開展和現(xiàn)代工業(yè)建設的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增加，對電能質量、技術經(jīng)濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設計也有了更高、更完善的要求。設計是否合理，不僅直接影響基建投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的可靠性和平安生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟效益、設備人身平安密切相關。工廠廠區(qū)供電設計是整個工廠建設設計中的重要組成局部。供電設計質量, 會直接影響到日后工廠的生產(chǎn)與開展。

10、尤其對那些工業(yè)生產(chǎn)自動化程度很高的大型現(xiàn)代化工廠, 如果能有一個高質量的供電系統(tǒng), 那么, 就有利于企業(yè)的快速開展。穩(wěn)定可靠的供電系統(tǒng), 有助于工廠增加產(chǎn)品產(chǎn)量, 提高產(chǎn)品質量, 降低生產(chǎn)本錢, 增加企業(yè)經(jīng)濟效益。如果供電系統(tǒng)設計質量不高, 將會給企業(yè), 給國家造成不可估量的損失 。本畢業(yè)設計的主要任務進行企業(yè)35KV總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)畢業(yè)設計，使學生在已學知識的根底上，通過實際的企業(yè)35KV總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設計來提高學生的綜合分析能力和實際應用能力。1.2 供電系統(tǒng)設計的原那么工廠供電系統(tǒng)設計必須遵循以下原那么：1) 工廠供電設計必須遵循國家的有關法令、標準和標準，執(zhí)行國家

11、的有關方針、政策，包括節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等技術經(jīng)濟政策。2) 工廠供電設計應做到保障人身和設備的平安、供電可靠、電能質量合格、技術先進和經(jīng)濟合理，設計中應采用符合國家現(xiàn)行有關標準的效率高、能耗低、性能先進的電氣產(chǎn)品。3) 工廠供電設計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定設計方案。4) 工廠供電設計應根據(jù)工程特點、規(guī)模和開展方案，正確處理近期建設與遠期開展的關系，做到遠、近期結合，以近期為主，適當考慮擴建的可能性。1.3 供電系統(tǒng)設計的意義在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品本錢中所占的比重一般很小除電化工業(yè)外。電能在工業(yè)生

12、產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品本錢中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)本錢，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供給突然中斷，那么對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。因此，做好工廠供電工作對于開展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。本文中的設計是對全廠總配電所及配電系統(tǒng)的設計，通過對各局部的計算，最終選定廠中所需各種設備 。1.4 工廠簡介及設計要求 (1)工廠總平臺布置圖見圖1-1：圖1-1 工廠總平面布置圖2工廠生產(chǎn)任務、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格：本廠承但某大

13、型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)各附屬廠的大型電機，變電器、鍋爐配件制造任務。年生產(chǎn)規(guī)模為制造大型電機配件7500臺，總容量為45萬KW，制造電機總容量6萬KW，制造電機最大容量為5520KV.A;生產(chǎn)電氣器件60萬件。本廠為某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)重要組成局部。3工廠各車間負荷情況及轉供負荷情況如表1-1所示。表1-1 工廠各車間負荷情況及轉供負荷情況車間變電所序號車間名稱設備容量kW需要系數(shù)計算負荷KdcostanPc(KW)Qc(kvar)Sc(kv.A)1電機修理車間22501190650 2機械加工車間520570880 3新產(chǎn)品試驗車間300340160650 4原料車間5702300 5備件車間7005

14、28 6鍛造車間3600 4供電協(xié)議：1) 當?shù)毓╇姴块T提供兩個供電電源，供設計者選用。從某220/35kV區(qū)域變電所提供電源，該變電所距廠南10km。從某220/35KV區(qū)域變電所提供電源，該變電所距廠南側5km。2) 電力系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)如表1-2所示。表1-2 電力系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)電源編碼電源來源母線電壓短路容量距離l(km)繼電保護整定時間tp(s)UKVA區(qū)域變電所3560028010B某變電所3525015053) 供電部門提出的技術要求：a 區(qū)域變電所35KV饋出線定時限過電流保護整定時間為，某變電所10KV饋出線過電流保護整定時間為。b工廠最大負荷時功率因素不得低于。c在總降壓變電所3

15、5KV側進行計量。d供電貼費為700元/(KW.A),每月電費按兩部電價制：根本電費為18元/(KV.A),動力電費為元/(KW.h)，照明電費為元/(KW.h)。e工廠負荷性質。本廠大局部車間為一班制，少數(shù)車間為兩班制或三班制，年最大有功負荷利用小時數(shù)為2300h。鍋爐房供生產(chǎn)用高壓蒸汽，停電會使鍋爐發(fā)生危險，又由于該廠距離市區(qū)較遠，消防用水需要廠方自備。鍋爐房供電要求有較高的可靠性，其中60%為一、二級負荷。f 工廠自然條件：氣象資料。年最高溫度31，年平均溫度20，年最低溫度-27，年最熱月平均最高溫度31。年最熱月地下土壤中0.71m出平均溫度20，常年主導風向為南風。年雷暴雨37天。

16、地質水文資料。平均海拔31m，地層以沙質黏土為主且可耕地，自然接地電阻10，地下水位35m，地耐壓為20t/m。2 負荷計算及功率因數(shù)補償計算2.1 負荷計算2.1.1 負荷計算的意義工廠進行電力設計的根本原始資料是工藝部門提供的用電設備安裝容量，但是這種原始資料要變成電力設計所需要的假想負荷稱為計算負荷，從而根據(jù)計算負荷按照允許發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)的導線截面，確定變壓器容量，制訂提高功率因數(shù)的措施，選擇及整定保護設備以及校驗供電電壓的質量等，是一件較為復雜的事。電力裝備設計部門對機械設備進行電氣配套設計時總有一定的裕度，即使電動機功率完全門分機械計算的配套要求。在工廠中使用的情況不同，也會影

17、響到電力負荷的大小，但是這種電氣計算負荷還必須認真地確定因為它的濃度程度，直接影響整個工廠供電設計的質量。如計算過高，將增加供電設備的容量，浪費有色金屬，增加初投資。計算過低那么可能使供電元件過熱，加速其絕緣損壞增大電能影響供電系統(tǒng)的正常運行。還會給工程擴建將來很大的困難。更有甚者，由于工廠企業(yè)是國家電力的主要用戶，以不合理的工廠計算負荷為根底的國家電力系統(tǒng)的建設，將給國民經(jīng)濟帶來很大的浪費和危害，而且使電力系統(tǒng)的建設和運行受到影響，給國民經(jīng)濟帶來很大損失。所以對于本設計來說，負荷計算尤其重要。2.1.2 負荷計算的方法常用負荷計算的方法：需要系數(shù)法二項式系數(shù)法(3)形狀系數(shù)法。在此次設計中，

18、設備臺數(shù)較多，各臺設備容量相差不太懸殊，所以考慮采用需要系數(shù)法。需要系數(shù)法的主要步驟：(1)將用電設備分組，求出各組用電設備的總額定容量。(2)查出各組用電設備相應需要系數(shù)及對應的功率因數(shù)。(3)用需要系數(shù)法求車間或全廠的計算負荷時，需要在各級配電點乘以同期系數(shù)Kw。負荷計算的主要公式有：有功計算負荷單位為KW QUOTE ?工廠供電設計指導?P24公式2-6無功計算負荷單位為KVar ?工廠供電設計指導?P24公式2-6視在計算負荷單位為KVA?工廠供電設計指導?P24公式2-6 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 計算電流單位為A ?工廠供電設計指導?P24公式2-6 Q

19、UOTE EMBED Equation.DSMT4 為車間或工廠的用電設備配電電壓單位為KV負荷計算結果見表2-1表2-1 負荷計算的結果車間變電所序號車間名稱設備容量kW需要系數(shù)計算負荷KdcostanPc(KW)Qc(kvar)Sc(kv.A)1電機修理車間225011906502機械加工車間520570880 3新產(chǎn)品試驗車間30034016065044原料車間57023005備件車間7005286鍛造車間3600 72.2 功率因數(shù)補償計算2.2.1 功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響在工廠供電系統(tǒng)中輸送的有功功率維持恒定的情況下，無功功率增大，即供電系統(tǒng)的功率因數(shù)降低將會引起： 系統(tǒng)中輸送的總

20、電流增加，使得供電系統(tǒng)中的電氣元件，如變壓器、電器設備、導線等容量增大，從而使工廠內部的啟動控制設備、測量儀表等規(guī)格尺寸增大，因而增大了投資費用；由于無功功率的增大而引起的總電流的增加，使得設備及供電線路的有功功率損耗相應地增大；由于供電系統(tǒng)中的電壓損失正比于系統(tǒng)中流過的電流，因此總電流增大，就使的供電系統(tǒng)中的電壓損失增加，使得調壓困難；(4)對電力系統(tǒng)的發(fā)電設備來說，無功電流的增大，使發(fā)電機轉子的去磁效應增加，電壓降低，過度增大激磁電流，從而使轉子繞組的溫升超過允許范圍，為了保證轉子繞組的正常工作，發(fā)電機就不能到達預定的效果。無功功率對電力系統(tǒng)及工廠內部的供電系統(tǒng)都有不良的影響。因此，供電單

21、位和工廠內部都有降低無功功率需要量的要求，無功功率的減少就相應地提高了功率因數(shù)。2.2.2 功率因數(shù)的補償供電單位在工廠進行初步設計時對功率因數(shù)都要提出一定的要求，它是根據(jù)工廠電源進線、電力系統(tǒng)發(fā)電廠的相對位置以及工廠負荷的容量決定的。根據(jù)?全國供用電規(guī)那么?的規(guī)定，本設計要求用戶的功率因數(shù)。供電單位對工廠功率因數(shù)這樣高的要求，僅僅依靠提高自然功率因數(shù)的方法，一般不能滿足要求。因此，工廠便需要裝設無功補償裝置，對功率因數(shù)進行人工補償。由上表可知，可知該廠220V側最大負荷時的功率因數(shù)只有0.72，而要求該廠35KV進線側最大負荷時功率因數(shù)不低于0.90?？紤]到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，

22、因此220V側最大負荷時功率因數(shù)應稍大于0.90，選取0.92來計算220V側所需的無功功率補償容量：需裝設的并聯(lián)電容器容量為：?工廠供電設計指導?P31公式2-21取Qcb=3170KVA3補償后變電所低壓側的視在計算負荷為：變壓器的功率損耗為：?工廠供電設計指導?P27公式2-18?工廠供電設計指導?P27公式2-18變電所高壓側的計算負荷為?工廠供電設計指導?P24公式2-9?工廠供電設計指導?P24公式2-8補償后工廠的功率因數(shù)為?工廠供電設計指導?P24公式2-9采用PGJ1型補償屏，并聯(lián)電容器為BWF10.5-120-1W型。需要補償電容器的臺數(shù)：?工廠供電設計指導?P31公式2-

23、23采用其方案一主屏1臺與方案3輔屏2臺相組合，總共容量 因此無功補償后工廠220V側和35KV側的負荷計算如表2-2所示：表2-2 220側和35KV側負荷計算工程 COS計算負荷 Pc(KWQc(kvar)Sc(kv.A)/A220V側補償前負荷14229.2 220V側無功補償容量-2100220V側補償后負荷11280主變壓器功率損耗35kv側負荷計算4292.3 變壓器的選擇2.3.1 主變壓器臺數(shù)的選擇由于該廠的負荷屬于二級負荷，對電源的供電可靠性要求較高，且集中負荷較大，宜采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電，應選兩臺變壓器 。2

24、.3.2 變電所主變壓器容量的選擇計算無功補償容量 根據(jù)功率因數(shù)考核基準值0.9的要求，應將本站功率因數(shù)補償至0.9。 所以補償電容值為 ?工廠供電設計指導?P31公式2-21 選用的補償電容型號及臺數(shù)： 3臺裝有兩臺主變壓器的變電所每臺容量不應小于總的計算負荷的60%，最好為總計算負荷的70%左右，即 QUOTE =(0.6-0.7) QUOTE 同時每臺主變壓器容量 QUOTE 不應小于全部一、二級負荷之和,即(0.6-0.7) ； 不應小于全部一、二級負荷之和因此選兩臺SL7-6300/35型低損耗配電變壓器。工廠二級的備用電源亦由與鄰近單位相連的高壓聯(lián)絡線來承當。主變壓器的鏈接組別均采

25、用Y/d-11。2.3.3 車間變電所變壓器選擇車間變電所位置一般按下述原那么確定：分散設置并接近負荷中心；便于低壓網(wǎng)絡的備用聯(lián)絡，節(jié)省變壓器及開關等設備的投資。根據(jù)廠區(qū)平面布置圖提供的車間分布情況及各車間負荷的性質及大小，本廠擬設置六個車間變電所，由于主要車間的負荷均屬于類負荷，故每個車間變電所均設置兩臺變壓器。每臺變壓器的容量按能擔負全部車間負荷來選擇 。3 總配電所主接線方案的設計3.1 電氣主接線設計依據(jù)變電所主接線(一次接線)表示變電所接受、變換和分配電能的路徑。它由各種電力設備(隔離開關、避雷器、斷路器、互感器、變壓器等)及其連接線組成。通常用單線圖表示。主接線是否合理,對變電所設

26、備選擇和布置,運行的靈活性、平安性、可靠性和經(jīng)濟性,以及繼電保護和控制方式都有密切關系.它是供電設計中的重要環(huán)節(jié). 在圖上所有電器均以新的國家標準圖形符號表示，按它們的正常狀態(tài)畫出。所謂正常狀態(tài)，就是電器所處的電路中既無電壓，也無外力作用的狀態(tài)。對于圖中的斷路器和隔離開關，是畫出它們的斷開位置。在圖上高壓設備均以標準圖形符號代表，一般在主接線路圖上只標出設備的圖形符號，在主接線的施工圖上，除畫出代表設備的圖形符號外，還應在圖形符號旁邊寫明設備的型號與標準。從主接線圖上我們可了解變電所設備的電壓、電流的流向、設備的型號和數(shù)量、變電所的規(guī)模及設備間的連接方式等，因此，主接線圖是變電所的最主要的圖紙

27、之一。3.2 電氣主接線的設計原那么和要求3.2.1 電氣主接線的設計原那么(1) 考慮變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同。(2) 考慮近期和遠期的開展規(guī)模變電所主接線設計應根據(jù)五到十年電力系統(tǒng)開展規(guī)劃進行。應根據(jù)負荷的大小及分布負荷增長速度和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回數(shù)。(3) 考慮用電負荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響對一級用電負

28、荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一級用電負荷不間斷供電；對二級用電負荷，一般要有兩個電源供電，且當一個電源失去后，能保證大局部二級用電負荷供電，三級用電負荷一般只需一個電源供電。(4)考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電所主變的容量和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將會產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性的要求低。(5)考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應負荷突增、設備檢修、故障停運情況下的應急要求

29、。電氣主接線的設計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時否允切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。3.2.2 電氣主接線設計的根本要求變電所的電氣主接線應根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負荷性質、線路、變壓器連接總數(shù)、設備特點等條件確定。并應綜合考慮供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴建等要求。1可靠性：平安可靠是電力生產(chǎn)的首要任務，保證供電可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應滿足這個要求。具體要求：1斷路器檢修時，不影響對系統(tǒng)和負荷的供電。2斷路器檢修和母線故障以及母線檢修應

30、盡量減少停電時間及回數(shù)，并保證一級負荷及大局部二級負荷的供電。3應盡量防止全所停運、停電的可能性。2靈活性： 主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。 1調度時，應可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調度要求。 2檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行平安檢修，而不影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。3擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次局部的改建工作量最少。 3經(jīng)濟性： 主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，做到經(jīng)濟合理。

31、1投資?。褐鹘泳€應力求簡單清晰，以節(jié)省斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器、避雷器等一次設備；要能使繼電保護和二次回路不過于復雜，以節(jié)省二次設備和控制電纜；要能限制短路電流，以便于選擇廉價的電氣設備或輕型電路；如能滿足系統(tǒng)平安運行及繼電保護要求，110KV及以下終端或分支變電可采用簡易電器。 2占地面積?。褐鹘泳€設計要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡量使占地面積減少。 3電能損失少：經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類、數(shù)量、容量，要防止兩次變壓而增加電能損失。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設計中，要防止建立復雜的操作樞紐。為簡化主接線，發(fā)電廠、變電所所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過2種。(4)操作方便：主接線操作

32、簡便與否，視主接線各回路是否按一條回路配置一臺斷路器的原那么，符合這一原那么，不僅操作簡便、二次接線簡單、擴建也方便，而且一條回路發(fā)生故障時不影響非故障回路供電。5便于開展：設計主接線時，要為布置配電裝置提供條件，盡量減少占地面積。但是還應考慮工廠企業(yè)的開展，有的用戶第一期工程往往只上一臺變壓器，經(jīng)3-5年后，需建設第二臺主變壓器，變電所布局、基建一般都是根據(jù)主接線的規(guī)模確定的。因此，選擇主接線方案時，應留有開展余地。擴建時可以很容易地從初期接線過度到最終接線。3.3 電氣主接線方案的比擬變電所的接線應從平安、可靠、靈活、經(jīng)濟出發(fā)。本次設計的XX企業(yè)35KV總降變電所，地位較為重要，應盡量保證

33、供電的可靠性，又由于是總降變電所，從經(jīng)濟性來考慮主接線不宜復雜。(1)只裝有一臺主變壓器的總降變電所主接線通常采用一次側無母線、二次側為單母線的主接線。一次側采用斷路器為主開關。其特點是簡單經(jīng)濟，但供電可靠性不高，只適用于三級負荷。(2) 一次側為內橋式接線的總降變電所主接線 這種主接線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷。這種內橋式接線多用于電源線路較長而主變壓器不須經(jīng)常切換的總降壓變電所。(3) 一次側為外橋式接線的總降變電所主接線這種主接線也適用于一、二級負荷。這種外橋式接線多用于電源線路不長而主變壓器需經(jīng)常切換以適應經(jīng)濟運行的總降壓變電所。(4) 一、二次側均采用單母線

34、分段的總降壓變電所主接線這種主接線兼有上述內橋式和外橋式兩種接線的運行靈活性的優(yōu)點，但所用高壓開關設備較多，投資較大?？晒┮弧⒍壺摵桑m用于一、二次側進出線較多的情況。(5) 一、二次側均采用雙母線的總降壓變電所主接線采用雙母線接線較之采用單母線接線，供電可靠性和運行靈活性大大提高，但開關設備也大大提高，從而大大增加了初投資，所以雙母線接線在企業(yè)中少用，主要用于電力系統(tǒng)中。綜合上述的主接線方案的比擬,一次側選用線路變壓器組接線方式,即采用兩臺變壓器分列運行,二次側采用單母分段接線方式。3.4 變電所位置選擇選擇變電所位置時，應依照國家十至二十年的長遠規(guī)劃和五至十年的系統(tǒng)設計，搞清所選變電所的

35、負荷分布，近期和遠期在系統(tǒng)中的地位和作用，系統(tǒng)連接方式，電源潮流，負荷對象，供電要求等，以滿足國民經(jīng)濟開展的需要，從而使所址位置選擇得比擬合理。變電所位置的選擇必須適應電力系統(tǒng)開展規(guī)劃和布局的要求，盡可能的接近主要用戶，靠近負荷中心。這樣，必然就會減少輸電線路的投資和電能的損耗，既經(jīng)濟又節(jié)省能源。因此變電所位置確實定遵循以下原那么： (1)接近負荷中心。接近負荷中心主要從節(jié)約一次投資和減少運行時電能損耗的角度出發(fā)。 (2)進出線方便。要有足夠的進出線走廊，提供給架空進線、電纜溝或電纜隧道。 (3)靠近電源側。變電所應靠近電源進線側布置，以免過大的功率倒送，產(chǎn)生不必要的電能損耗和電壓損失。 (4

36、)滿足供電半徑的要求。由于電壓等級決定了線路最大的輸送功率和輸送距離，供電半徑過大導致線路上電壓損失太大，使末端用電設備處的電壓不能滿足要求。因此變電所的位置應保證所有用電負荷均處于該站的有效供電半徑內，否那么應增加變電所或采取其他措施。 (5)運輸設備方便。 (6)防止設在有劇烈震動和高溫的場所。 (7)防止設在多塵或有腐蝕性氣體的場所。8防止設在潮濕或易積水場所。目前，在635KV 各級電壓屋內配電裝置中，成套柜已被廣泛使用。這些柜在屋內的布置，雖有單、雙列之分或所處樓層的不同，其布置方法根本相同。室內平面布置，主要是協(xié)調室內設備、通道及地下管溝道的相對位置。也是土建專業(yè)進行房屋設計的主要

37、依據(jù)之一。室內平面布置是依據(jù)上述配置圖和第一節(jié)所講述的對配電裝置根本要求第三條內容及對尺寸進行布置，布置時還應考慮以下內容：1柜體根底槽鋼的埋設。 2電纜管溝道的布置。3防爆緩沖間的設置。配電室宜采用百葉窗與軸流風機并用進行通風。風機的選擇應按事故排煙量要求，裝設足夠數(shù)量的事故通風裝置。3.6 控制室布置在有人值班的變電所，主控制室布置應考慮三局部內容：A二次系統(tǒng)平臺的擺設；B值班人員工作活動的場所；C電纜溝道的設置。 (1)屏臺的布置 屏臺排列順序 屏間及通道寬度 (2) 值班人員的工作場所 對于主控制室屏前值班人工作活動場所，規(guī)程沒有明文規(guī)定，所以在實施時也就各異。究竟選用多大尺寸為宜，這

38、里不作過多探討。 (3)電纜溝道布置 控制室處于底層時，電纜溝道按常規(guī)作法進行，常規(guī)作法電纜溝道設計。主控室平面布置，除考慮上述三項內容外，還應考慮防火通道及規(guī)程規(guī)定有關內容，這里不再細述。對于無人值班站，與有人值班的，又是二次設備數(shù)量多少的差異，其做法與有人值班站類同，不再多述。3.7 配電設備的布置原那么 配電裝置場地是變電所用地的主要局部，我們這次設計的變電所建于郊區(qū)，故其配電裝置可采取占地較少的高層或半高層的戶外過半戶外布置。凡設備安裝在戶外支架或較高的根底上，周圍不設置防護圍攔，母線在上方的稱為半高層布置；母線為雙母線上下兩層重疊布置，母線隔離開關在上層操作的稱為高層布置。假設將電壓

39、較高的配電裝置和主變壓器布置在戶外，電壓較低的配電裝置布置在內，或將上下壓配電裝置布置在戶內，主變壓器布置在戶外，那么稱為半人型布置。4 短路計算4.1 短路計算概述工廠供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對用電負荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進行。但是由于各種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路.發(fā)生短路時，因短路回路的總阻抗非常小，故短路電流可能到達很大值。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遭受破壞，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，使供電受到嚴重的影響或中斷。假設在發(fā)電廠附近發(fā)上短路，還可能會使電力系統(tǒng)運行解列，引起嚴

40、重后果。此外，接地短路故障所造成的零序電流會在鄰近的通信線路內產(chǎn)生感應電動勢，干擾通信，亦可能危及人身和設備平安 。因此為了限制短路的危害和縮小故障影響的范圍，在供電系統(tǒng)的設計和運行中，必須進行短路電流計算，已解決以下技術問題。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設置和整定繼電保護裝置，使之正確的切除短路故障；3確定限流措施，當短路電流過大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等。4.2 短路計算 短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。短路計算常用的方法有兩種：有名值

41、法和標幺值法。對于低壓回路中的短路，由于電壓等級較低，一般用有名值法計算短路電流。對于高壓回路中的短路，由于電壓等級較多采用有名值法計算時，需要屢次折算，非常復雜。為了計算方便，在高壓回路短路中，通常采用標幺值法計算短路電流。故本次設計選擇標幺值法進行短路電流計算。供電系統(tǒng)圖見圖4-1：圖4-1 供電系統(tǒng)圖先取基準值：，基準值電壓，基準電流：?工廠供電設計指導?P48公式4-1?工廠供電設計指導?P48公式4-1電源內阻：?工廠供電設計指導?P48公式4-2 ?工廠供電設計指導?P48公式4-2 線路： ?工廠供電設計指導?P48公式4-3?工廠供電設計指導?P48公式4-3變壓器：?工廠供電

42、設計指導?P48公式4-4短路等效電路圖如圖4-2所示，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標明短路計算點。圖4-2 短路等效圖計算K1點和K2點的短路電流為： ?工廠供電設計指導?P49公式4-6 ?工廠供電設計指導?P49公式4-6 ?工廠供電設計指導?P49公式4-6 ?工廠供電設計指導?P49公式4-6 ?工廠供電設計指導?P49公式4-6 ?工廠供電設計指導?P49公式4-6 那么：?工廠供電設計指導?P49公式4-7 ?工廠供電設計指導?P49公式4-7 ?工廠供電設計指導?P49公式4-7 ?工廠供電設計指導?P49公式4-7 所以短路容量為： 高壓沖擊系數(shù)，那么低壓沖擊系數(shù)，那

43、么短路計算的結果見表4-1表4-1 短路計算的結果運行方式短路點K1K2最大運行方式短路電流KA最小運行方式短路電流KA沖擊電流值KA最大三相短路容量MV.A5. 主要電氣設備的選擇和校驗5.1 高壓電器選擇的一般原那么高壓電器選擇的主要任務是選擇滿足變電所及輸、配電線路正常和故障狀態(tài)下工作要求的合理的電器，以保證系統(tǒng)平安、可靠、經(jīng)濟的運行條件。要使企業(yè)供電系統(tǒng)的平安可靠，必須正確合理的選擇各種電氣設備，選擇企業(yè)供電系統(tǒng)中高壓電氣設備的一般原那么，除按正常運行下的額定電壓、額定電流等條件外，還應按短路情況下進行校驗，但各種電氣設備的選擇與校驗工程也不盡相同，見表5-1.表5-1 各種的選擇與教

44、研工程設備名稱選擇工程校驗工程額定電壓KV額定電流KV裝置類型戶內戶外準確度級電抗百分數(shù)x%短路電流開斷能力二次容量剩余電壓熱穩(wěn)定動穩(wěn)定高壓短路器*負荷開關*隔離開關*熔斷器*電流互感器*電壓互感器*電抗器*支持瓷瓶*套管瓷瓶*母線*電纜* 需要選擇的工程 * 需要校驗的工程5.2 設備的選擇校驗要求1、為了保證一次設備平安可靠的運行，必須按以下條件選擇和校驗 ：(1).應滿足正常運行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠景開展。(2).應滿足安裝地點和當?shù)丨h(huán)境條件校核。(3).應力求技術先進和經(jīng)濟合理。(4).同類設備應盡量減少品種。(5).與整個工程的建設標準協(xié)調一致。(6).選用的新產(chǎn)品均

45、應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應經(jīng)上級批準。2、技術條件：選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。 (1)電壓 選用的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電壓。 (2)電流選用的電器額定電流不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流。3、電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動熱穩(wěn)定校驗，校驗的短路電流一般取最嚴重情況的短路電流。4、用熔斷器保護的電器可不校驗熱穩(wěn)定。5、短路的熱穩(wěn)定條件6、短路熱穩(wěn)定校驗短路熱穩(wěn)定校驗就是要求所選的電器，當短路電流通過它時，其最高溫度不應超過制造廠規(guī)定的短路時發(fā)

46、熱允許溫度，即：?工廠供電設計指導?P65公式5-3或 ?工廠供電設計指導?P65公式5-3式中短路電流所產(chǎn)生的熱量； 電器在短路時的允許發(fā)熱量,制造廠通常以t秒通常為1，4，5 秒內通過的電流It所產(chǎn)生的熱量表示；短路延續(xù)時間,秒?工廠供電設計指導?P65公式5-4式中 td短路延時時間tb主保護動時間tfd斷路器分閘時間如果缺乏斷路器分閘時間數(shù)據(jù)，當主保護為速動時，短路電流可取以下數(shù)據(jù)；對于快速及中速短路器，td 秒。對于低速斷路器 td =0.2 秒。此外當td1秒時，可認為td= tj7、動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是指電器承受短路電流引起機械效應的能力，在校驗時，用短路電流的最大幅值與制造

47、廠規(guī)定的最大允許電流進行比擬即： 或： ?工廠供電設計指導?P65公式5-6式中 短路沖擊電流及其有效值； 電器極限通過電流的最大值及有效值。5.3 電器設備的選擇、校驗母線的選擇1、10KV母線選擇校驗 1 母線形式確定 由于正常工作時流經(jīng)母線的電流因此應選擇矩形鋁導體。 2 母線截面積選擇 按經(jīng)濟電流密度選擇，2， 截面那么應選擇; 本方案按按經(jīng)濟電流密度選擇母線型號： LMY-638 3 熱穩(wěn)定校驗 ?工廠供電設計指導?P67公式5-9t取1，70時C=87 所選導體截面816.5 mm2163.6 mm2,故滿足熱穩(wěn)定條件。 2、35KV母線選擇校驗35KV母線采用戶外布置，選擇軟導體

48、較為經(jīng)濟，便于施工。 1型式選擇 選擇鋼芯鋁絞線。 2截面選擇 按經(jīng)濟電流密度選擇，Tmax=5000h，鋁導體經(jīng)濟電流密度1.15A/mm2， 截面那么應選擇經(jīng)查表即選取LGJ-150/8。 3 截面熱穩(wěn)定校驗?工廠供電設計指導?P67公式5-9 即滿足熱穩(wěn)定要求。 二、隔離開關的選擇 隔離開關也是發(fā)電廠和變電所中常用的開關電器，它需與斷路器配套使用。但隔離開關無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短路電流。(1)35KV隔離開關的選擇根據(jù)隔開開展和應用情況，選取隔離開關型式為GW4-35T/630A戶外雙柱隔離開關。 其銘牌參數(shù)如下： 額定工作電壓; 額定工作電流(2) 10KV 隔離開

49、關選擇GN19-10C/1000型 其額定工作電壓為10KV，滿足要求額定工作電流1000A I g =939A三、斷路器高壓斷路器是變電所主要電氣設備之一，其選擇的好壞，不但直接影響變電所的正常狀態(tài)下運行，而且也影響在故障條件下是否能可靠地分斷。斷路器的選擇根據(jù)額定電壓、額定電流、裝置種類、構造型式、開斷電流或開斷容量各技術參數(shù)，并且進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。1按額定電壓選擇斷路器的額定電壓，應不小于所在電網(wǎng)的額定電壓，即式中 制造廠保證的最高工作電壓(KV)； 斷路器的額定電壓(KV)。2按額定電流選擇斷路器的額定電流應不小于回路的持續(xù)工作電流，即式中 斷路器額定電流(A)；回路持續(xù)工作電流

50、(A)。3按配電裝置種類選擇裝置的種類指斷路器安裝的場所。裝設在屋內的應選屋內型，裝設在屋外的，應選屋外型。4按構造型式選擇在相同技術參數(shù)的條件下，有各種型式的斷路器，如多油斷路器、少油斷路器、空氣斷路器、六氟化硫斷路器等。要根據(jù)配電裝置的工作條件和要求，結合各斷路器的特點來選用。少油斷路器的特點是油量少、重量輕，不用采取特殊的防火防爆措施。且其尺寸小、占地面積小，造價低。因此，但凡在技術上能滿足要求的場合應優(yōu)先采用。但少油斷路器由于油量少，在低溫下易于凝凍，故不適宜嚴寒地區(qū)低溫下運行。也不適于屢次重合的場合?？諝鈹嗦菲魇菬o油不會起火，而且其動作速度快，斷路時間短，斷流容量大，適用于屢次重合的

51、場合。但是，其結構復雜，附有一套壓縮空氣裝置，價值高。因此，只在要求動作速度快，屢次重合的情況下，才選用空氣斷路器。六氟化硫斷路器的特點滅弧性能好，在密封不好的情況下，在斷路器周圍環(huán)境中易于沉積SF6氣體，并需進行充氣。在設計時，具體問題要具體分析，根據(jù)上述條件，選用技術上合理而又經(jīng)濟的斷路器為宜。35KV側斷路器選擇ZN85校驗見表5-2：表5-2 35KV側斷路器的校驗ZN85計算數(shù)據(jù)37KV1250A63KA25KA熱穩(wěn)校驗10KV側斷路器選擇ZN10/1250校驗見表5-3：表5-3 10KV側斷路器的校驗ZN10/1250數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)10KV1250A40KA熱穩(wěn)校驗開斷電流100K

52、A四、電流互感器的選擇1)電流互感器選擇步驟： 選擇額定電壓和額定電流 確定裝置類別和結構 確定準確度級 校驗二次負荷或容量 校驗動穩(wěn)定性 校驗熱穩(wěn)定性電流互感器的選擇電流互感器的準確度級別有0.2，0.5,1.0，3.0，10等級。測量和計量儀表使用的電流互感器為0.2級，只為電流、電壓測量用的電流互感器允許使用1.0級，對非重要的測量允許使用3.0級。根據(jù)上述條件和短路電流計算結果選LCW35L:電流互感器，C:鏈式，w:瓷絕緣，35：額定工作電壓KV型，0.2級，額定電流比為300/5。校驗見表5-4：表5-4 電路互感器的校驗型號額定電流比(KA)級次組合二次容量(VA)熱穩(wěn)定電 流K

53、A動穩(wěn)定電流KA35kV側LCW35300/550(1S)10kV側LZZQB-10D1600/55040(4S)10035KV側電流互感器校驗見表5-5：表5-5 35KV側電流互感器的校驗工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)35KV35KV1250A動穩(wěn)定熱穩(wěn)定 校驗合格。五、電壓互感器的選擇1)電壓互感器選擇步驟： 選擇額定電壓 確定電壓互感器類型及結構 選擇準確度級 校驗二次容量2)電壓互感器的選擇工程如下： 其額定電壓要與供電電路的額定電壓相同 適宜的類型：戶內、戶外型 準確度和二次側負荷應滿足下式關系 式中的及為儀表并聯(lián)線圈所消耗的功率及其功率因數(shù)。此值可查有關手冊得到。由于電壓互感器兩側均裝有熔斷器

54、，故不需要進行短路的力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。型 號額定電壓JDZ3535000/100JDZX9106000/100電壓感器的主要技術參數(shù)見表5-6：表5-6 電壓互感器的主要技術參數(shù)電壓互感器型號表示：JDZ35 J電壓互感器 D單相 Z澆注絕緣避雷器的選擇,因此可選FZ35型(F:閥式避雷器,Z:電站用,35:額定工作電壓(KV)。,因此可選FZ210型(F:閥式避雷器,Z:電站用,2：設計序號，6:額定工作電壓(KV)。七、接地開關根據(jù)短路電流計算結果選JN35 型(J:接地開關,N:戶內用, 35:額定工作電壓(KV)。根據(jù)短路電流計算結果選JN210 型(J:接地開關,N:戶內用, 2：

55、設計序號，10:額定工作電壓(KV)。 5.4 高壓配電系統(tǒng)的導線選擇 導線和電纜的選擇是供配電設計中的重要內容之一。導線和電纜是分配電能的主要器件，選擇得合理與否，直接影響到有色金屬的消耗量與線路投資，以及電力網(wǎng)的平安經(jīng)濟運行。選擇導線和電纜以前應貫徹以鋁代銅的技術政策，盡量采用鋁心導線，目前提倡采用銅線，宜減少損耗，節(jié)約電能，而在易爆、腐蝕嚴重的場所，以及用于移動設備、監(jiān)測儀表、配電盤的二次接線等，必須采用銅線。導線和電纜的選擇，必須滿足用電設備對供電平安可靠和電能質量的要求，盡量節(jié)省投資，降低年運行費，布局合理，維修方便。導線和電纜的選擇包括兩方面的內容： 型號選擇；截面選擇。5.4.1

56、 導線和電纜型號的選擇原那么常用型號及選擇原那么 塑料絕緣電力電纜結構簡單，重量輕，抗酸堿，耐腐蝕，敷設安裝方便，并可敷設在有較大高差或垂直、傾斜的環(huán)境中，有逐步取代油浸紙絕緣電纜的趨向。常用的有兩種：聚氯乙烯絕緣及護套和交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜。 油浸紙滴干絕緣鉛包電力電纜可用于垂直或高落差處，敷設在室內、電纜溝、隧道或土壤中，能承受機械壓力，但不能承受大的拉力。導線和電纜截面的選擇必須滿足平安、可靠和經(jīng)濟的條件。 按允許載流量選擇導線和電纜截面按允許電壓損失選擇導線和電纜截面 按經(jīng)濟電流密度選擇導線和電纜截面 按機械強度選擇導線和電纜截面 滿足短路穩(wěn)定的條件本設計線路選擇按允許載流量

57、選擇截面，再校驗電壓損失和機械強度。饋電給設備組1的線路采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設。按發(fā)熱條件選擇。由及地下土壤溫度為25，查表初選，其，滿足發(fā)熱條件。短路熱穩(wěn)定性校驗求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面故滿足熱穩(wěn)定要求。纜芯截面選，即VLV2210003340+1120的四芯電纜。 饋電給設備組2的線路采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設。選擇方法同上纜芯截面選，即VLV2210003340+1120的四芯電纜。饋電給設備組3的線路采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設。選擇方法同上纜芯截面選，即VLV2210003340+1120

58、的四芯電纜。 5.5 控制保護設備的選擇 5.5.1 配電屏的選擇高壓配電屏的種類有PGL型和GGD，GGD型低壓開關柜性能比PGL型低壓配電屏優(yōu)越，考慮PGL型價格廉價，經(jīng)濟效果好，能滿足要求，因此本設計才用PGL型低壓配電屏。保護設備的參數(shù)見表5-7表5-7保護設備的參數(shù)設備名稱設備型號電壓電流斷流能力低壓斷路器DZ20-100220V100A18kA低壓刀開關HD13-100/31220V100A18KA電流互感器220V100/5A18KA5.5.3 保護設備的校驗。 高壓斷路器 斷路器的額定電壓和額定電流都滿足要求 斷路器斷流能力的校驗，滿足要求5.6 防雷保護 (1)避雷針和避雷線

59、防直擊雷最常用的措施是裝設避雷針,它是由金屬制成,比被保護設備高,具有良好接地的裝置,其作用是將雷吸引到自己身上并平安導入地中,從而保護了附近比它矮的設備、建筑免受雷擊。40mm4mm的角鋼打入地中再并聯(lián)后與引下線可靠連接。所謂避雷針的保護范圍是植被保護物再次空間范圍內不致遭受雷擊而言.它是在實驗中用沖擊電壓下小模型的放電結果求出的,由于它與近似直流電壓的雷云對空間極長間隙下的放電有很大差異,所以這一保護范圍并未得到科學界的公認,但我們可以把它看成一種用以決定避雷針的高度與數(shù)目的工程方法。(2) 避雷器避雷器共有三種形式，即保護間隙、管形避雷器和閥式避雷器。變電所通常采用閥式避雷器。閥式避雷器

60、一般用來保護交、直流系統(tǒng)中的變壓器和電氣設備的絕緣，以免由于過電壓而損壞。它主要由火花間隙和非線性電阻閥片組成。當發(fā)生大氣過電壓時，火花間隙放電，使雷電流流入大地，從而降低過電壓幅值，使其在設備的絕緣可以承受的水平以下。當過電壓過去以后，避雷器通過閥片電阻的非線性特性和間隙滅弧的作用，自行將工頻續(xù)流切斷。5.6.1 防雷接地設計接地是指電氣設備的帶電局部或不帶電局部與大地連接。接地可分為故障接地、工作接地、保護接地和重復接地。(1)接地的一般要求 在供電系統(tǒng)的某些部位，由于工作的需要或平安的需要而和大地進行直接連接，這就是接地。為了保證到達接地的目的，接地裝置必須正確設置包括正確的布置、正確的