某機械廠KV變電所畢業(yè)設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計論文題目：**機械廠35KV變電所的設(shè)計系別：電氣工程系專業(yè)：電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)班級：電力05-2姓名：***指導(dǎo)教師：***職稱：高級工程師2008年2月28日畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書電氣工程系2008屆電力工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計（論文）題題目***機械制造廠廠35KV變電電所的設(shè)計校內(nèi)（外）指導(dǎo)教教師職稱工作單位及部門聯(lián)系方式***高工***一、題目說明（目目的和意義）：：熟悉供配電電初步設(shè)計的的思路與方法法，掌握負(fù)荷荷統(tǒng)計、負(fù)荷荷計算、供電電方案比較、短短路電流計算算、電氣設(shè)備備選擇、繼電電保護的選擇擇與整定以及及防雷接地等等方法，達到到培養(yǎng)學(xué)生對對所學(xué)電力系系統(tǒng)的基本知知識綜合運用用能力。二、設(shè)計（論文）要要求（工作量量、內(nèi)容）：：一、設(shè)計基礎(chǔ)資料料分析（見附附表）；二、高壓供配電系系統(tǒng)設(shè)計：全廠計算負(fù)荷的確確定供電電壓的選擇總降壓變電所位置置及主接線圖圖短路電流計算及高高壓電氣設(shè)備備選擇車間變電所位置和和變壓器數(shù)量量、容量的選選擇繼電保護的選擇與與整定防雷接地設(shè)計三、進度表日期內(nèi)容14周（11.26~122.2）15周（12.3~12..9）16周（12.10~122.16）17周（12.17~122.23）18周（12.24~122.30）19周（12.31~1..6）20周（1.7~1.133）消化畢業(yè)設(shè)計任務(wù)務(wù)書的要求，準(zhǔn)準(zhǔn)備設(shè)計資料料全廠計算負(fù)荷的確確定、供電電電壓的選擇總降壓變電所位置置及主接線圖圖短路電流計算及高高壓電氣設(shè)備備選擇車間變電所位置和和變壓器數(shù)量量、容量的選選擇繼電保護的選擇與與整定、防雷雷接地設(shè)計撰寫畢業(yè)設(shè)計說明明書完成日期20周（2007年冬季）答辯日期第1、2周（2008春季）四、主要參考文獻獻、資料、設(shè)設(shè)備和實習(xí)地地點及翻譯工工作量：1蘇文成.工廠供電.北京：機械械工業(yè)出版社社，1983..2于永源，楊綺雯..電力系統(tǒng)分分析.北京：中國國電力出版社社，2004..3范錫普.發(fā)電廠電氣氣部分.北京：中國國電力出版社社，2004..4周澤存，沈其工..高電壓技術(shù).北京：中國國電力出版社社，2004..5相關(guān)電氣設(shè)計手冊冊指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字主管系領(lǐng)導(dǎo)簽字王峰07年111月20日年月日年月日注：本任務(wù)書要求一式兩份，一份系部留存，一份報教務(wù)處實踐教學(xué)科。附表：全廠設(shè)備容量及臺數(shù)統(tǒng)計表配電計算點名稱設(shè)備臺數(shù)n設(shè)備容量平方和計算有功功率（kkW）Pjs計算無功（kvAAR）Pqjs計算視在功率（kVA）Psjs計算電流（A）功率因數(shù)cos?

Tg?利用系數(shù)KL變壓器容量（kVA）三車間10278820四車間干線1

4310700

四車間干線2

496471一變電所（B1）194

85985

煅工（B22）

37

537327二車間（B3）177

93555

一車間（B4）

28184922一車間（B5）70

92565

工具機修（B6）81

65835

空壓站煤氣站等（B7）45

198171

高壓泵房（B8）3

584802給水泵房（B9）

3180000

污水泵房、照明、其其他（B10）30

10000

全廠總負(fù)荷

2123262

摘要電力行業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，它的發(fā)展直接關(guān)系到國家經(jīng)濟建設(shè)的興衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防提供必不可少的動力。本設(shè)計是針對一家黃河機械制造廠的供配電設(shè)計。以發(fā)電廠電氣部分、高電壓技術(shù)、繼電保護等專業(yè)知識為理論依據(jù)，主要對該廠變電站高壓部分進行畢業(yè)設(shè)計訓(xùn)練。設(shè)計步驟主要包括：負(fù)荷統(tǒng)計、負(fù)荷計算、方案比較、供電方式確定、短路電流計算、電氣設(shè)備選擇與繼電保護整定以及防雷接地等內(nèi)容。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力.隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展與進步，社會生產(chǎn)和生活對電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來越高的要求。工廠供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。因此，設(shè)計和建造一個安全、經(jīng)濟的變電所，是極為重要的。關(guān)鍵詞變電站設(shè)計；負(fù)荷統(tǒng)計；短路電流計算AbstractTheelectricpowerprofessionistheprimaryindustryofnationaleconomy,itsdevelopmentrelatestonationaleconomicconstructiondirectlyoftheriseandfallsuccessorfailure,itprovidesthemotiveofessentialtohaveforthemodernindustry,agriculture,sciencetechniqueandnationaldefense.ThedesignisforamachineryfactoryintheYellowRiverfordistributiondesign.Theelectricpowerplantstosome,high-voltagetechnology,suchasprotectionforthetheoreticalbasisofprofessionalknowledge,highVoltageSubstationonthemainpartoftheplantdesigngraduatetraining.Designstepsinclude:loadstatistics,theloadcalculation,theprogramme,theestablishedpower,short-circuitcurrent,theelectricalequipmentselectionandrelaycoordinationandLightningProtection,andsoforth.Energymodernindustrialproductionisthemajorenergyandpower.Withthedevelopmentofmoderncivilizationandprogress,socialproductionandlifetothequalityofpowersupplyandmanagementoftheincreasinglyhighdemands.Factoriespowersupplysystemisthecoreofthesubstation.Therefore,thedesignandconstructionofasecurity,economicsubstation,isextremelyimportant.KeywordsDesignthePowersubstation,Loadcounts,ShortcircuitElectriccurrentSecretlyschemeagainst目錄HYPERLINK\l"_Toc101197629"第1章緒論1HYPERLINK\l"_Toc101197630"第2章負(fù)荷計算2HYPERLINK\l"_Toc101197631"2.1負(fù)荷計算的意義2HYPERLINK\l"_Toc101197632"2.2負(fù)荷的計算方法2HYPERLINK\l"_Toc101197633"2.3負(fù)荷計算的應(yīng)用范圍及評價3HYPERLINK\l"_Toc101197634"2.4全廠負(fù)荷的計算3HYPERLINK\l"_Toc101197635"第3章方案設(shè)計與論證5HYPERLINK\l"_Toc101197636"3.1本設(shè)計的相關(guān)資料5HYPERLINK\l"_Toc101197637"3.2供電設(shè)計方案6HYPERLINK\l"_Toc101197638"3.3車間變電所9HYPERLINK\l"_Toc101197639"3.4廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)9HYPERLINK\l"_Toc101197640"第4章總降壓變電所位置及主接線圖11HYPERLINK\l"_Toc101197641"4.1總降壓變電站位置的選擇11HYPERLINK\l"_Toc101197642"4.2變電站主接線方式的確定11HYPERLINK\l"_Toc101197643"4.3變電站的平面布置圖12HYPERLINK\l"_Toc101197644"第5章短路電流的計算13HYPERLINK\l"_Toc101197645"5.1短路計算的目的13HYPERLINK\l"_Toc101197646"5.2短路計算的簡單分析13HYPERLINK\l"_Toc101197647"第6章電氣設(shè)備選擇及說明15HYPERLINK\l"_Toc101197648"6.1概述15HYPERLINK\l"_Toc101197649"6.2高壓電器選擇的標(biāo)準(zhǔn)15HYPERLINK\l"_Toc101197650"6.335kV側(cè)電氣設(shè)備選擇15HYPERLINK\l"_Toc101197651"6.410kV側(cè)電氣設(shè)備選擇18HYPERLINK\l"_Toc101197652"6.5該變電站的主接線圖18HYPERLINK\l"_Toc101197653"第7章變電站的繼電保護20HYPERLINK\l"_Toc101197654"7.1繼電保護20HYPERLINK\l"_Toc101197655"7.2數(shù)字保護22HYPERLINK\l"_Toc101197656"7.3變電站的總體保護接線圖24HYPERLINK\l"_Toc101197657"第8章變電站的防雷設(shè)計25HYPERLINK\l"_Toc101197658"8.1變電站的防雷保護25HYPERLINK\l"_Toc101197659"8.2變電站的進線段保護25HYPERLINK\l"_Toc101197660"致謝27HYPERLINK\l"_Toc101197661"參考文獻28HYPERLINK\l"_Toc101197662"附錄A錯誤！未定義書簽。HYPERLINK\l"_Toc101197663"附錄B錯誤！未定義書簽。HYPERLINK\l"_Toc101197664"附錄C錯誤！未定義書簽。第1章緒論電力行業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，它的發(fā)展直接關(guān)系到國家經(jīng)濟建設(shè)的興衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防提供必不可少的動力。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計及運行的任務(wù)是：在國民經(jīng)濟發(fā)展計劃的統(tǒng)籌安排下，合理開發(fā)、利用動力資源，用較少的投資和運行成本，來滿足國民經(jīng)濟各部門及人民生活不斷增長的需要，提供可靠充足、質(zhì)量合格的電能。所以在本次設(shè)計中選擇變電站電氣部分的初步設(shè)計，是為了更多的了解現(xiàn)代化變電站的設(shè)計規(guī)程、步驟和要求，設(shè)計出比較合理變電站。根據(jù)設(shè)計要求的任務(wù)，在本次設(shè)計中主要通過負(fù)荷統(tǒng)計、負(fù)荷計算、方案比較、供電方式確定、短路電流計算、電氣設(shè)備選擇與繼電保護整定以及防雷接地等內(nèi)容。使我對三年來所學(xué)的知識更進一步的鞏固和加強，并從中獲得一些較為實際的工作經(jīng)驗。由于在設(shè)計中查閱了大量的相關(guān)資料，所以開始逐步掌握了查閱，運用資料的能力，又可以總結(jié)三年來所學(xué)的電力工業(yè)的部分相關(guān)知識，為我們?nèi)蘸蟮墓ぷ鞔蛳铝藞詫嵉幕A(chǔ)。第2章負(fù)荷計算2.1負(fù)荷計算的意義工廠進行電力設(shè)計的基本原始資料是工藝部門提供的用電設(shè)備安裝容量，但是這種原始資料要變成電力設(shè)計所需要的假設(shè)負(fù)荷，稱為負(fù)荷計算，這種電氣負(fù)荷計算要準(zhǔn)確，因為負(fù)荷計算值直接影響整個供電設(shè)計的質(zhì)量。2.2負(fù)荷的計算方法1、“ABC”算法“ABC”法求計算負(fù)荷，其特點是：（1）運用概率論的基本原理找出計算負(fù)荷與設(shè)備之間的關(guān)系。（2）利用單元功率的概念和“ABC”列表法，將繁雜的功率運算簡化為臺數(shù)的運算，使運算準(zhǔn)確。（3）它的基本計算系數(shù)是最大負(fù)荷和的平均利用系數(shù)，該系數(shù)穩(wěn)定，容易實測取值。2、二項式法它是用兩個系數(shù)表征負(fù)荷變化規(guī)律的方法，其公式：——組中x臺容量最大的用電設(shè)備的總額定容量（kw）——該組中所有用電設(shè)備的總額定容量（kw）2.3負(fù)荷計算的應(yīng)用范圍及評價在初步設(shè)計階段，宜采用單位產(chǎn)品耗電量法或生產(chǎn)面積的負(fù)荷密度法，估算全廠和車間的負(fù)荷，這兩種方法來源于實際統(tǒng)計和經(jīng)驗積累，這種方法簡單。計算車間干線，支干線的負(fù)荷，一般采用二項式法?！癆BC”法也把計算負(fù)荷看作是評價負(fù)荷Ppj與計算負(fù)荷對評價負(fù)荷差值的疊加，它也是一個差值的估計，由于容量的大小，多少，臺數(shù)的多少，都會影響到結(jié)果，而計算本身也很方便。根據(jù)本設(shè)計提供的資料分析，該廠的負(fù)荷特點選用“ABC”法統(tǒng)計更合適。2.4全廠負(fù)荷的計算“ABC”計算負(fù)荷的公式為：。式中D——單臺等值功率（kw）。一般容量小于50kw的機床，取D=3kw——改組用電設(shè)備的利用系數(shù)，以一、二車間為例，“ABC”法的應(yīng)用。一車間：Q=PtanΦS=P／cosΦI=S／二車間：根據(jù)經(jīng)驗及統(tǒng)計，C與的關(guān)系可按下式確定：當(dāng)≥，當(dāng)＜0.3時，，其它結(jié)果見表2.1。配電計算點名稱設(shè)備臺數(shù)n設(shè)備容量平方和計算有功功率（kkW）Pjs計算無功（kvAAR）Pqjs計算視在功率（kVA）Psjs計算電流（A）功率因數(shù)cos?

Tg?利用系數(shù)KL變壓器容量（kVA）三車間10278820四車間干線1

4310700

四車間干線2

496471一變電所（B1）194

85985

煅工（B22）

37

537327二車間（B3）177

93555

一車間（B4）

28184922一車間（B5）70

92565

工具機修（B6）81

65835

空壓站煤氣站等（B7）45

198171

高壓泵房（B8）3

584802給水泵房（B9）

3180000

污水泵房、照明、其其他（B10）30

10000

全廠總負(fù)荷

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附表黃河機械廠負(fù)荷統(tǒng)計表第3章方案設(shè)計與論證3.1本設(shè)計的相關(guān)資料1、設(shè)計基礎(chǔ)資料表3.1產(chǎn)品及單耗產(chǎn)品類型單位數(shù)量（套）單位重量（kg//套）每公斤重耗電量kkWh/kg耗電量（Kwh）特大型套30003001900000中型套20萬20.55205000000小型套10萬0.3510350000共計2175000002、負(fù)荷類型本廠除動力站、房部分設(shè)備為二級負(fù)荷外，其余均為三級負(fù)荷。3、電源工廠東北方向6公里處有新建地區(qū)降壓變電所，110/35/10kV。125MV·A變壓器一臺作為工廠是主電源，允許用35kV或10kV中的一種電壓，以一回架空向工廠供電。此外，有正北方向其它工廠引入10kV電纜作為備用電源，平時不準(zhǔn)投入，只在該廠的主電源發(fā)生故障或檢修時提供照明及部分重要負(fù)荷用電，輸送容量不得超過全廠計算負(fù)荷的20%。4、其它設(shè)計基礎(chǔ)資料（1）35kV側(cè)系統(tǒng)最大三相短路容量1000MV·A35kV側(cè)系統(tǒng)最小三相短路容量500MV·A（2）供電部門對功率因數(shù)要求值當(dāng)以35kV供電時cosφ=0.9當(dāng)以10kV供電時cosφ=0.95（3）電價：變壓器安裝容量每14元/kV·A·月。電度電價當(dāng)供電壓為：35kV時，β=0.55元/kWh；10kV時，β=0.58元/kWh。（4）工廠為二班制，全年工作4500h，最大負(fù)荷利用4000h（均為統(tǒng)計參數(shù)值）。（5）線路的功率損失在發(fā)電廠引起的附加投資Zj=1000元/kV圖3.1全廠總平面布置圖3.2供電設(shè)計方案一般來說，提高供電電壓減少電能損耗，提高電能質(zhì)量，節(jié)約有色金屬，卻增加了線路和投資費用。負(fù)荷大小和距離電源遠近對供電電壓的選擇有很大關(guān)系，當(dāng)電壓一定時，能量損耗都和負(fù)荷距離成正比。我們可以根據(jù)不同的容量和距離選擇不同的電壓。方案一：變電站35kV供電電壓1、利用35kV電壓供電的結(jié)構(gòu)圖總變電所總變電所配電所車間變電所配電所車間變電所變用電設(shè)備發(fā)電廠圖3.235kV設(shè)計方案2、利用35kV電壓供電的優(yōu)點：（1）cosΦ要求值低，可以減少提高功率因素的補償設(shè)備投資；（2）線路損失小，年運行費用較節(jié)?。唬?）電壓損失小，調(diào)壓問題容易解決。3、以35kV電壓供電的實際計算從計算負(fù)荷并考慮到工廠的擴建，需選擇35/10kV，6300KVA變壓器一臺，建設(shè)工廠總將壓變電所，因此，由供電系統(tǒng)供給工廠的容量，必須在原有計算負(fù)荷的基礎(chǔ)上加該變壓器的功率損耗。即35kV側(cè)電流為：考慮本廠負(fù)荷增長是逐漸的，為節(jié)約有色金屬消耗量，根據(jù)允許發(fā)熱選擇導(dǎo)線截面，未采用電流經(jīng)濟密度選擇導(dǎo)線截面，選擇導(dǎo)線LGJ—35，=0.85Ω/km。表3.2方案一中投資概算項目說明單價（萬元）數(shù)量費用（萬元）線路綜合投資變壓器綜合投資變壓器進線避雷器及電壓互感感器功率損失引起發(fā)電電廠附加投資LGJ—35SJL—35/11063300VKVASW2-25/11000A10000MVAZNO—35JJDJJ—3511000元/kw611124.5x6+660=217kw812.22.5221.7共計46.4表3.3方案一中年運行費項目目說明費用（萬元）線路折舊費電氣設(shè)備折舊費線路電能損耗費變壓器電能損耗費費按線路投資5%按設(shè)備投資8%0.41.21.690.83共計計4.12萬，查出為2300h，β取平均值0.05/kwh。全年小時數(shù)8750h方案二：變電站10kV供電電壓1、利用10kV電壓供電結(jié)構(gòu)圖圖3.310kV設(shè)計方案2、利用10kV電壓供電的優(yōu)點（1）不需要投資建設(shè)工廠總降壓變電所；（2）占用工廠建設(shè)面積較少：根據(jù)工廠年用電量為2175萬度計算，二部電價制，每用電費差價計算如下：設(shè)工廠有效生產(chǎn)時間為10個月，則每月電費差價為：（元）。故以10kV供電可以減少工作人員。。用10kV供電時，計算電流為：為此比較在同一基礎(chǔ)之，也按允許發(fā)熱選擇導(dǎo)線截面。選LGJ—95，其允許載流量為335A，查出表3.4方案二投資項目說明單價（萬元）數(shù)量費用（萬元）線路綜合投資功率損失引起發(fā)電電廠附加投資資LGJ—952.31000元/kwwh613.862共計75.8表3.5方案二年運行費項目說明費用線路折舊費線路電能損失費以投資費5%計0.696.54共計7.23（是根據(jù)查出的）第一方案較第二方案投資及年運行費用較少，再從兩種方案的電壓損失來看，由于因此：對35kV對10kV在本廠具體條件下，決定采用第一方案由總降壓變電所一級放射的廠區(qū)配電方案。計算表明：在正常工作時，以10kV電壓供電，電壓損失達到極為嚴(yán)重的程度，因此，采用35kV電壓供電、建設(shè)總降壓變電所。3.3車間變電所車間變電所的位置、變電所變壓器的數(shù)量和容量，根據(jù)車間負(fù)荷中心位置，集中程度和選擇的其它各項原則，與工藝、土建有關(guān)方面協(xié)商確定，數(shù)量、容量如表3.6.3.4廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)由于備用電源來自本廠正北方向，進入總降壓變電所，所以廠區(qū)內(nèi)高壓配電方案受到局限，為便于管理，實現(xiàn)集中控制，并盡可能提高用戶用電的可靠性，在本降壓變電所饋電線路不多的條件下，首先考慮采用放射式，方案一的供電方式計算結(jié)果如表3.7。表3.6變壓器數(shù)量及容量變電所名稱位置及型式變壓器臺數(shù)×容量量（kV·A）變壓器型號B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10三車間位置鍛工外附二車間內(nèi)附一車間內(nèi)附一車間內(nèi)附工具機修外附壓縮空氣站外附鍛工外附給水泵房外附露天天污水泵房外附露天天1×10001×10001×8001×8001×6301×6301×10001×16001×10001×800S9一1000/10S9一1000/10S9一800/10S9一800/10S9一630/10S9一630/10S9一1000/10S9一1600/10//3.15S9一1000/10S9一800/10表3.7具體計算結(jié)果線路序號線路用途供變計算負(fù)荷計算電流歸算值截面選定截面L-1L-2L-3L-4L-5L-6L-7L-8L-9L-10B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10735612496854920657470737589342487416129-168276124183496-44523051.7432950553829474222161616161616161625162525252525252525————————353525252525252525253535第4章總降壓變電所所位置及主接接線圖4.1總降壓變電電站位置的選擇擇1、總降壓變電站位置置選擇的一般般原則變電站位置的選擇擇，應(yīng)根據(jù)下下列要求并經(jīng)經(jīng)過經(jīng)濟分析析比較后確定定：（1）接近負(fù)荷中心，以以降低配電系系統(tǒng)的電能損損耗、電壓損損耗和有色金金屬消耗量；；（2）進出線方便，特別別是要便于架架空進出線；；（3）接近電源側(cè)，特別別是工廠的總總降壓變電所所和高壓配電電所；（4）設(shè)備運輸方便，特特別是要考慮慮電力變壓器器和高低成套套配電裝置的的運輸。2、負(fù)荷示意圖負(fù)荷指示圖是將電電力負(fù)荷按一一定比例用負(fù)負(fù)荷圓的形式式在工廠或車車間的平面圖圖上，如圖所所示。各車間間的負(fù)荷圓的的圓心應(yīng)與車車間的負(fù)荷中中心大致相符符。在負(fù)荷大大體均勻的車車間內(nèi)，這一一重心就是車車間內(nèi)，這一一重心應(yīng)偏向向負(fù)荷集中的的一側(cè)。負(fù)荷圓的的半徑r，由車間的的計算負(fù)荷得得式中，為車間內(nèi)的的有功計算負(fù)負(fù)荷；k為負(fù)荷圓的的比例。3、實際運行中的要求求（1）因工廠距地區(qū)變電電所較遠，聯(lián)聯(lián)系不便，為為便于檢修、維維護、管理、控控制，進線處處應(yīng)設(shè)置油斷斷路器；（2）根據(jù)規(guī)定，備用電電源只有在主主電源線路解解列及主變壓壓器或檢修時時才允許投入入，因此備用用電源進線開開關(guān)在正常工工作時必須斷斷開；（3）變壓器二次側(cè)設(shè)油油斷路器，與與備用電源進進線斷路器組組成備用電源源自動投入裝裝置，當(dāng)工作作母線失去電電壓時，BZT工作設(shè)備自自動投入；（4）根據(jù)前3項，100kV母線應(yīng)分段段，母線聯(lián)絡(luò)絡(luò)開關(guān)正常工工作時投入，重重要二級負(fù)荷荷可接在第二二段母線上，期期使主電源停停止供電時，不不使重要負(fù)荷荷供電受到影影響；（5）當(dāng)主電源發(fā)生故障障時，本變電電所的操作電電源來自備用用電源斷路器器前的所用變變壓器。4.2變電站主接線方式式的確定本設(shè)計采用單母線線分段的接線線方式，其滿滿足與電源數(shù)數(shù)量和容量。因因為段數(shù)分的的越多，故障障時停電范圍圍越小，但使使用斷路器的的數(shù)量亦越多多，且配電裝裝置和運行也也越復(fù)雜，通通常以2～3段為宜。這這種接線廣泛泛用于小容量量發(fā)電廠和變變電站的6～10kv接線中。根據(jù)本變電站的需需要，對電氣氣主接線的可可靠性、靈活活性及經(jīng)濟性性等基本要求求。在滿足技術(shù)術(shù)、經(jīng)濟政策策的前提下，力力爭使其技術(shù)術(shù)先進，供電電可靠，經(jīng)濟濟合理的主接接線方案。此此主接線還應(yīng)應(yīng)具有足夠的的靈活性，能能適應(yīng)各種運運行方式的變變化，且在檢檢修、事故等等特殊狀態(tài)下下操作方便、調(diào)調(diào)度靈活、檢檢修安全，所所以選擇單母母線分段接線線，如圖4.1所示。圖4.1單母線分段段接線接線圖圖4.3變電站的平面布置置圖見附錄A第5章短路電流的計計算5.1短路計算的的目的在發(fā)電廠和變電站站的電氣設(shè)計計中，短路電電流計算是其其中的一個重重要環(huán)節(jié)，其計算的目目的是在選擇電氣氣主接線時，為為了比較各種種接線方案，或或確定某一接接線是否需要要采取限制短短路電流的措措施等，均需需進行必要的的短路電流計計算。以及選擇電氣氣設(shè)備時，為為了保證設(shè)備備在正常運行行和故障情況況下都能安全全、可靠地工工作，同時又又力求節(jié)約資資金，這就需需要進行全面面的短路電流流計算。5.2短路計算的的簡單分析從工廠供電要求來來看，計算短短路電流大為為了選擇校驗驗電氣設(shè)備、載載流導(dǎo)體和整整定廠內(nèi)供電電系統(tǒng)繼電保保護裝置用的的。短路的類類型可分為：：三相短路用用表示，兩相相短路用表示示；單相短路路用。單相短路只可能在在中性點接地地系統(tǒng)中發(fā)生生，兩相短路路和單相短路路是不對稱短短路，而三相相短路是對稱稱短路。一般般情況三相短短路是最嚴(yán)重重的。因此三三相短路只是是滿足了，其其它的短路也也就可以了，計算短路電電流如下。圖5.1短路電電流計算為了選擇高壓電氣氣設(shè)備，校驗驗繼電保護，需需計算處的短短路電流但因因工廠面積緊緊湊，例如本本設(shè)計中至最最遠車間變電電所的距離未未超過500m處的的短路電流差差別極小，故故只計算和兩點。1、點短路電流已知時，假設(shè)則系統(tǒng)電抗當(dāng)當(dāng)時，當(dāng)時，架空線電抗變壓器電抗于是又表5.1d1點短短路電流項目計算公式=2.55當(dāng)系統(tǒng)為最大短路路容量5.74kA5.74kA14.6kA372MVA當(dāng)系統(tǒng)為最小短路路容量4.20kA4.20kA10.7kA271MVA2、點短路電流假設(shè)表5.2d2點點短路電流項目計算公式=2.55當(dāng)系統(tǒng)為最大短路路容量3.8kA3.8kA9.69kA69MVA當(dāng)系統(tǒng)為最小短路路容量3.47kA3.47kA9kA64MVA第6章電氣設(shè)備選擇擇及說明6.1概述為了保證高壓電器器的可靠運行行，在發(fā)生故故障時能最快快的跳閘及其其保護用電設(shè)設(shè)備，因此裝裝設(shè)一些電氣氣設(shè)備。高壓電器應(yīng)按以下下條件性質(zhì)：：1、按正常工作條件件包括電壓、電電流頻率、開開斷電流等選選擇；2、按短路條件包括括動穩(wěn)定、熱熱穩(wěn)定和持續(xù)續(xù)時間校驗。6.2高壓電器選擇的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)表6.1選擇導(dǎo)體體和電器時選選擇和校驗的的項目電器名稱額定電壓額定電流額定開斷電流短路電流及校驗環(huán)境條件其他動穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器隔離開關(guān)高壓熔斷器電流互感器電壓互感器母線電纜○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○操作性能操作性能操作性能上、下級間配合二次側(cè)負(fù)荷、準(zhǔn)確確等級二次側(cè)負(fù)荷、準(zhǔn)確確等級注：1.表中“00”代表校驗，校校核項目。6.335kV側(cè)側(cè)電氣設(shè)備選選擇1、戶外高壓真空斷路路器按正常工作條件選選擇電氣設(shè)備備額定電壓和和電流選擇：：Un>Uns(;;)In>Imax(In=20kA;Imax=1..25kA)式中、—分別為電電氣設(shè)備和電電網(wǎng)的額定電電壓（kV），In、Imax—分別為電電氣設(shè)備的額額定電流和電電網(wǎng)的最大負(fù)負(fù)荷電流（kA）。按短路狀態(tài)斷路熱熱穩(wěn)定和動穩(wěn)穩(wěn)定的校驗校驗式≥，≥所以選用ZW7--35系列戶外高高壓真空斷路路器系三相交交流50Hz戶外高壓開開關(guān)設(shè)備，主主要用于400.50kV電網(wǎng)中，作作分、合負(fù)荷荷電流、過載載電流及短路路電流之用，也也可以用于其其他類似場所所，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計合理，維維護簡便。表6.2ZW77-35型高壓真空空短路器的主要技術(shù)參參數(shù)型號額定電壓（kV）最高工作電壓（kV）額定電流（A）額定斷開電流（kA）極限開斷電流（kA）額定斷流容量（MMVA）ZW7-353540.50150024.8024.8015002、隔離開關(guān)隔離開關(guān)也是發(fā)電電廠和變電所所中常用的開開關(guān)電器，它需與斷路路器配套使用用。但隔離開開關(guān)無滅弧裝裝置，不能用用來接通和切切斷負(fù)荷電流流和短路電流流。隔離開關(guān)與斷路器器相比，額定定電壓、額定定電流的選擇擇及短路動、熱熱穩(wěn)定的項目目相同。但由由于隔離開關(guān)關(guān)不用來接通通和切斷短路路電流，故無無需進行開斷斷電流和短路路關(guān)合電流的的校驗。選擇GW4-35D型型隔離開關(guān)適適用于頻率為為50Hz，額定電壓壓為35kV，額定電流600A、1000A的交流電路路中作有電壓壓無負(fù)載時斷斷開與閉合電電路之用，借助連桿可可組成三極聯(lián)聯(lián)動。表6.3GW44-35D型高壓隔離離開關(guān)的主要要技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（kV）最高工電壓（kV）額定電流（A）極限通過電流有效效值（kV）極限通過電流峰值（kV）熱穩(wěn)定電流（kV）熱穩(wěn)定電流（kV）GW4—35D3540.50600—4220—3、高壓限流熔斷器高壓熔斷器用來保保護電氣設(shè)備備免受過載、短短路電流的損損害和保護電電壓互感器，當(dāng)電流超過額定電流時，自動切斷電流.保護電力設(shè)施。選擇RW10-35型型戶外高壓限限流熔斷器，其其適用于交流50Hz，額定電壓10kV-35kV-66kV的輸電線和和電壓互感受受器的短路和和過載保護。表6.4RW100—35型戶外高壓壓限流熔電器器的主要技術(shù)術(shù)參數(shù)型號額定電壓額定電流三相斷流容量RW10—35//0.5350.502000RW10—35//2352.00600RW10—35//3353.006004、電流互感器在裝有斷路器的回回路應(yīng)安裝電電流互感器，變變壓器中性點點裝設(shè)電流互互感器，1110kV側(cè)及變壓器器，回路采用用三相配置，35kV、10kV采用兩相置、母聯(lián)，亦采用兩相配6—20kV屋內(nèi)配電裝置，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式CT。選擇LSJ-355，LSJC--35I，II，III型裝入式電電流互感器,適用于交流50Hz，額定工作電電壓35kV的電力系統(tǒng)統(tǒng)中，作為電流電電能測量及繼繼電保護使用用。表6.5LSJ——35電流互感器器的主要技術(shù)術(shù)參數(shù)額定一次電流（AA）額定二次負(fù)荷（CCosφ=0.8）（歐）0.5級1級3級10級2000.802.003000.803.004001.205.006000.603.005、電壓互感器電壓互感器是電力力系列中重要要的電器設(shè)備備之一，用來來轉(zhuǎn)換電壓，目目的在于傳遞遞電能，而互互感器轉(zhuǎn)換電電壓或電流的的目的，在于測量和和監(jiān)視線路的的電壓或電流流等。選擇JDJJ-335型電壓互互感器為單相相三繞組油浸浸戶外式產(chǎn)品品。適用于交交流50Hz、35kV中性點不直直接接地的電電力系統(tǒng)，供供繼電保護和和信號裝置的的電源用。表6.6JDJJJ—35電互感器的的主要技術(shù)參參數(shù)型號額定電壓一次線圈圈（V）額定電壓二次線圈圈（V）額定電壓輔助線圈圈（V）額定容量3級（VVA）額定容量1級（VVA）額定容量0.5級級（VA）最大容量（VA）JDJJ—3535000/100/100/360025015012006、避雷器為了防止過電壓，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓時，電阻片呈低電阻，從而保護電器設(shè)備，在正常運行狀態(tài)下，電阻片呈高電阻，避雷器僅流過很小的泄漏電流，起到與系統(tǒng)絕緣的作用。選擇ZnO—355型避雷器，其用于保護護交流35kkV電力系統(tǒng)的的輸變電設(shè)備備免受過電壓壓危害。表6.7ZnnO避雷器的技技術(shù)參數(shù)型號組合方式額定電壓（kV）滅弧電壓（kV）工頻放電電壓，有有效值（kV）沖擊放電壓，峰值值，不大于（kV）殘壓峰值，不大于于（KV）電導(dǎo)電流直流試驗電壓（kkV）電流（A）不小于不大于5kV10kVZnO—352353541829813413414816400—6006.410kV側(cè)側(cè)電氣設(shè)備選選擇1、高壓開關(guān)柜選用GM6系列10kkVGISS充氣開關(guān)柜柜，其額定電電壓為10kV，額定頻率率為50Hz的三相交流流單母線和單單母線旁路系系統(tǒng)中，作為為接受和分配配電能之用。主要特點如下：（1）使用六氟化硫氣體體絕緣式開關(guān)關(guān)柜，并且斷斷路器采用SF6分?jǐn)嘟橘|(zhì)，有有效的避免了了類似真空斷斷路器的操作作過電壓危害害。（2）內(nèi)燃弧防護、完善善的連鎖機構(gòu)構(gòu)，鑰匙鎖機械械連鎖實現(xiàn)“五防”。2、隔離開關(guān)選用戶內(nèi)隔離開關(guān)關(guān)戶內(nèi)高壓設(shè)設(shè)備在有電壓壓無負(fù)載時,切斷與閉合合線路之用。表6.8隔離開關(guān)關(guān)的主要技術(shù)術(shù)參數(shù)型號額定電壓（kV）最高工電壓（kV）額定電流（A）極限通過電流有效效值（kV）極限通過電流峰值（kV）熱穩(wěn)定電流（kV）GN8—10T//200GN8—10T//400GN8—10T//600GN8—10T//10001011.50200400600100014.7030304325.50405275101420303、電流互感器選用LAJ-100在外表面增加加了傘形結(jié)構(gòu)構(gòu)，從而增加加了外表面的的爬電距離，能能適用于輕污污穢地區(qū)，也也適用于50Hz、額定電壓壓為10kV及其以下的的電力系統(tǒng)中中作電流、電電能的測量及及繼電保護。表6.9電流互感器器的主要技術(shù)術(shù)參數(shù)型號額定一次電流（AA）準(zhǔn)確級數(shù)額定二次負(fù)荷（歐歐）10％倍數(shù)最大二次電流倍數(shù)數(shù)二次線圈阻抗LAJ—1020—8001000—150002000—600000.500.801.602.004、母線導(dǎo)體截面可按照長長期發(fā)熱允許許電流或經(jīng)濟濟電流密度選選擇。對年負(fù)負(fù)荷利用小時時數(shù)大（通常常指Tmax>5000h），傳輸容容量大，長度度在20m以上的的導(dǎo)體，如發(fā)發(fā)電機、變壓壓器的連接導(dǎo)導(dǎo)體其截面一一般按經(jīng)濟電電流密度選擇擇。（1）按導(dǎo)體長期發(fā)熱允允許電流選擇擇：Imax≤kIal（2）按經(jīng)濟電流密度選選擇：表6.10高壓側(cè)母母線的主要技術(shù)參參數(shù)尺

寸寬×厚（mm）TMY銅母線載流流量（安）交流（每相）直流（每極）1片2片3片4片1片2片3片4片25×334034030×447547540×46256256.5該變電站站的主接線圖圖見附錄B第7章變電站的繼電保護護7.1繼電保護本廠總降壓變電所所需要設(shè)置以以下的保護：：變電所饋電電線路保護、變壓器保護護、母線保護、備用電源進進線保護。還須設(shè)置以下裝置置：備用電源源自動投入裝裝置、絕緣監(jiān)視裝裝置。1、變電所饋電線路保保護由總降壓變電所送送至每一車間間變電所的線線路需設(shè)速斷斷保護和過電電流保護?；セジ衅鹘映刹徊煌耆切?，繼繼電器選用GL一11/10型。（1）過電流保護的動作作電流整定值值按下式計算算：式中——可靠系數(shù)，取=11.25；——接線系數(shù)，在在具體接線方方式下=1；——返回系數(shù)，=0..8；——最大負(fù)載電電流；——電流互感器變比；；和根據(jù)各回路路具體情況而而定。選出接近的動作作電流值為23A。動作時間因需要與與低壓側(cè)空氣氣相配合，故故選為0.55s。靈敏度校驗靈敏系數(shù)可可根據(jù)下式校校驗：式中——380VV側(cè)母線發(fā)生生兩相短路、電電流電流最小小值對10kV側(cè)的歸算值值；——繼電保護裝置一次次動作電流。=.（2）速斷保護的動作電電流應(yīng)躲開變變壓器二次側(cè)側(cè)三相電流電電流歸算值。即以計算得出的與（1）中求得的的相除得倍數(shù)數(shù)k，整定繼電電器電磁速斷斷機構(gòu)。靈敏系數(shù)為式中——100kV側(cè)兩相電流流電流最小值值；k——整定倍數(shù)2、變壓器保護根據(jù)本降壓變電所所變壓器的容容量及重要性性按照規(guī)程規(guī)規(guī)定，一次側(cè)側(cè)應(yīng)設(shè)置帶有有定時限的過過電流保護及及電流速斷保保護。此外，還還應(yīng)裝設(shè)瓦斯斯保護及溫度度信號。具體體整定如下：：（1）定時限過電流保護護采用三個電流互感感器接成全星星形接線方式式以提高保護護動作的靈敏敏度，繼電器器選用DL-11型，動作電電流整定值如如下：式中——過負(fù)荷系系數(shù)，根據(jù)本本變壓器運行行特點，可按按照下式計算算：=式中——起動動電流最大的的電動機的起起動電流；——計算電流減去該電電動機的額定定電流。于是代入取=7A動作時間因需與母母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)關(guān)配合可取11.5s。靈敏系數(shù)（2）電流速斷保護采用互感器不完全全星形接法進進行速斷保護護，動作電流流躲開二次側(cè)側(cè)三相短路值值，即歸算到35kV側(cè)側(cè)選1500A，則靈靈敏系數(shù)為3、母線保護設(shè)置兩個個電流互感器器接成不完全全星形。裝設(shè)設(shè)時電流帶時時限保護，繼繼電器選用DL-11型，其動作作時限比饋出出線大△t，即t=1s。4、備用電源進線保護護備用電源進進線設(shè)過負(fù)荷荷保護，定時時限過電流保保護?；ジ衅髌鹘映刹煌耆切?，繼電電器選DL-11型，過負(fù)荷荷保護作用于于信號?？紤]到母母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)關(guān)動作的時間間，定時限過過流保護的動動作時限取1.5s。5、BZT起動電壓的的確定當(dāng)母線線上任何原因因失去電壓，則則變壓器兩端端斷路器切斷斷，備用電源源斷路器投入入。BZT的起動電壓壓為式中=1.2=1..15，=0.9，則則≈1.65式中為電壓壓互感器變比比。斷路器切斷與備用用電源斷路器器投入時間整整定為0.5s。7.2數(shù)字保護圖7.1SEL——551的后面板示示意圖選項主要特點及適適用范圍：·變電站線路保護——包括重合閘閘功能·電動機保護—允許許冷負(fù)載啟動動時定值自動動切換·工業(yè)、企業(yè)配電饋饋線保護—包括快速母母線分?jǐn)喾桨赴浮ぷ儔浩鹘M保護—包包括連接獨立立中性線電流流的變壓器·其他電力系統(tǒng)設(shè)設(shè)備保護—電容器、電電抗器和斷路路器等SEL—551可可用于安裝了了線路重合閘閘的場合·過流保護—“快”“慢”反時限曲線線操作·重合閘—多達四次次重合閘，并并帶順序配合合·控制—仿真本地/遠程開開關(guān)控制SEL-551保保護的應(yīng)用示示意圖SEL-551端端子結(jié)構(gòu)SEL-551硬硬件可選項·可選螺絲型的接線線端子會拔插插型接線端子子·可選大截斷容量的的輸出接點：：10A在L/R=440ms1225dc·可選EIA-232或或EIA-4485串行通信口口，二種串口口包括解調(diào)IRIG--B時鐘輸入圖7.2SEL--551的輸入、輸輸出和通信端端口圖7.3SELL-5511變電站配電電饋線提供電電流保護和重重合閘圖7.4SEL-551應(yīng)用于工業(yè)業(yè)饋線電流保保護圖7.5SELL-5511為配電母線線提供過電流流保護快速母線分?jǐn)喾桨赴阜Q為反向連連鎖或分段連連鎖方案對專門的斷路器故故障保護，SEL-5551通過編程，使使輸出接點具具有釋放和對對斷路器故障障釋放功能，并并將斷路器故故障啟動功能能編入－輸入接點。7.3變電站的總總體保護接線線圖見附錄C第8章變電站的防雷雷設(shè)計8.1變電站的防防雷保護由于雷電直接擊中中變電站建筑、電氣氣設(shè)備、電纜纜和操作人員員，可能會造造成建筑損毀毀，設(shè)備損壞壞、人員傷亡亡和電氣短路路引起火災(zāi)等等嚴(yán)重后果，因因此直擊雷發(fā)發(fā)生的概率雖雖然很小，但但其危害十分分大，所以做做防雷保護。為防止雷擊于發(fā)電電廠、變電所所，可以裝設(shè)設(shè)避雷針，應(yīng)應(yīng)該使所有設(shè)設(shè)備處于避雷雷針保護范圍圍之內(nèi)，此外外，還應(yīng)該采采取措施，防防止雷擊避雷雷針時的反擊擊事故。雷擊擊避雷針時，雷雷電流經(jīng)避雷雷針及其接地地裝置，在避避雷針h高度處和避避雷針的接地地裝置上，將將出現(xiàn)高電位位和，此時有式中：L為避雷針針的等值電感感，為避雷針的的沖擊接地電電阻；和分別為流經(jīng)經(jīng)避雷針的雷雷電流和雷電電流平均上升升速度。圖8.1避雷針針的保護示意意圖對于35kV及以下的的變電所，因因其絕緣水平平較低，不允允許將避雷針針裝設(shè)在配電電構(gòu)架上，以以免出現(xiàn)反擊擊事故，需架架設(shè)獨立避雷雷針，并應(yīng)滿滿足不發(fā)生反反擊的要求。8.2變電站的進進線段保護對35kV的小容量量變電所，可可根據(jù)變電所所的重要性和和雷電活動強強度等情況采采取簡化的進進線保護。由由于35kV小容量變電電所范圍小，避避雷器距變壓壓器的距離在在10m內(nèi)，故入侵侵波陡度的增加，進線線長度可以縮縮短到500～600m。圖8.2355kV變電站的進進線保護避雷器的選擇：10kV側(cè)避雷器器的選擇：初初選ZnO—10型避雷器器，額定電壓壓10kV，滅弧電壓壓12.7kV，工頻放電電壓壓不小于266kV，