安徽理工大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)

1、安康理工犬爭(zhēng)ANHUI UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY課程設(shè)計(jì)某冶金機(jī)械修造廠全廠總壓降變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)A METALLURGICAL MACHINERY PLANT SOURCETOTAL PRESSURE DROP SUBSTATION ANDELECTRICAL SYSTEM DESIGN學(xué) 院：電氣與信息工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)：電氣門(mén)動(dòng)化08 J班 學(xué)生姓名：第一組指導(dǎo)教師：XX老師2011年6月2日某冶金機(jī)械修造廠全廠總壓降變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要現(xiàn)代化工廠的設(shè)計(jì)是一門(mén)綜合性技術(shù)，而工廠供電系統(tǒng)是其中重要設(shè)計(jì)內(nèi)容 之一，本文所探討的就是某冶

2、金機(jī)械修造廠全廠總壓降變電所及配電系統(tǒng)設(shè)訃問(wèn) 題。在文章里，我們認(rèn)真對(duì)工廠所提供的原始資料進(jìn)行了分析。首先進(jìn)行電力負(fù) 荷的運(yùn)算，根據(jù)功率因數(shù)的要求在低圧母線(xiàn)側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，進(jìn)而對(duì)主變和各車(chē) 間變壓器進(jìn)行選擇。同時(shí)對(duì)架空線(xiàn)進(jìn)行了選擇和校驗(yàn)。在文章里，我們對(duì)35KV和6KV母線(xiàn)處發(fā)生短路時(shí)的短路電流進(jìn)行了計(jì)算， 得到了最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式下的短路電流。根據(jù)本廠對(duì)繼電保護(hù)的要 求，進(jìn)行了繼電保護(hù)裝置的整定訃算。關(guān)鍵詞：電力負(fù)荷，變壓器，短路電流，繼電保護(hù)24A METALLURGICAL MACHINERY PLANT SOURCE TOTALPRESSURE DROP SUBSTATION

3、AND ELECTRICAL SYSTEMDESIGNABSTRACTThe design of the modern factory is a comprehensive tech no logy, and factory is one of the important power supply system design, this paper discussed the content of the is a metallurgical machinery plant source total pressure drop substation end electrical system

4、design problem In the article, we provided to factory earnestly the raw data is onalyzed First operation of electric power load, according to the requirements of the low voltage power factor in busbar side of the reactive power compensation, then the mein transformer and the workshop transformer in

5、choice. At the same time for aerial were chosen and calibration.In the article, we to 35 KV and six KV short-circuited the bus place when short-circuit current calculation, got the biggest operation mode and minimum running under the way of short-circuit current According to our factory to the requi

6、rements of the relay protection, relay protection device of setting calculation.KEYWORDS: electric power load, transformer, short-circuit current, relay protection目錄1原始資料及 電力 負(fù)荷計(jì)算1.1設(shè)計(jì)任務(wù)11.2原始資料11.3電力負(fù)荷計(jì)算22. 變 電所高壓 電氣設(shè) 備選型42.1主變壓器選擇42.2架空線(xiàn)路選擇62.3補(bǔ)償電容器選擇72.4車(chē)間變壓器選擇73. 電氣 主 接 線(xiàn) 設(shè) 計(jì)84. 短路 電流及沖擊電流計(jì)算94.1

7、短路及危害94.2短路電流及沖擊電流計(jì)算105. 電氣 設(shè) 備 選 擇 及 校 驗(yàn)135.135KV高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)及熔斷器145.2電流互感器和電壓互感器155.3 6KV側(cè)開(kāi)關(guān)柜選擇166. 主變 壓 器 繼 電 保 護(hù)197. 防雷、接地設(shè)計(jì)21總結(jié)23參考文獻(xiàn)241 原始資料及電力負(fù)荷計(jì)算1.1設(shè)計(jì)任務(wù)完成某冶金機(jī)械修造廠全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)訃1.2原始資料1. 本廠產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模本廠主要承擔(dān)全國(guó)冶金工業(yè)系統(tǒng)礦山、冶煉和軋鋼設(shè)備的配件生產(chǎn)，即以生 產(chǎn)鑄造、鍛造、釧焊、毛坯件為主體，生產(chǎn)規(guī)模為：鑄鋼件1萬(wàn)噸、鑄鐵件3 千噸、鍛件1千噸、釧焊件2千5百?lài)崱?. 車(chē)間組成：（1）

8、鑄鋼車(chē)間；（2）鑄鐵車(chē)間；（3）鍛造車(chē)間；（4）釧焊車(chē)間；（5）木 型間及木型庫(kù)；（6）機(jī)修車(chē)間；（7）砂庫(kù)；（8）制材場(chǎng)；（9）空壓站；（10） 鍋爐房；（11）綜合樓；（12）水塔；（13）水泵房；（14）污水提升站等3. 供用電協(xié)議工廠與電業(yè)部門(mén)所簽訂的供用電協(xié)議主要內(nèi)容如下：（1）工廠電源從電業(yè)部門(mén)某220/35千伏變壓所，用35千伏雙回架空線(xiàn)引 入本廠，其中一個(gè)做為工作電源，一個(gè)做為備用電源，兩個(gè)電源不并列運(yùn)行，該 變電所距廠東側(cè)8公里。（2）供電系統(tǒng)及短路技術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行 方式短路容量說(shuō)明最大運(yùn)行方式Cax = 200兆伏安最小運(yùn)行方式瑞腫175兆伏安（3）電業(yè)部門(mén)對(duì)本廠提出的技術(shù)

9、要求 區(qū)域變電所35千伏配出線(xiàn)路定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為2秒，工廠"總降”不應(yīng)大于1.5秒； 在總降變電所35千伏側(cè)進(jìn)行計(jì)量； 本廠的功率因數(shù)值應(yīng)在0.9以上。4. 本廠負(fù)荷的性質(zhì)本廠為三班工作制，最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)為6000小時(shí)，屬于二級(jí)負(fù) 荷。5. 廠的自然條件(1Q氣象條件最熱月平均最高溫度為30°C；土壤中0.71米深處一年中最熱月平均溫度為20°C；年雷暴日為31天；土壤凍結(jié)深度為1.10米；夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。地質(zhì)及水文條件根據(jù)工程地質(zhì)勘探資料獲悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢(shì)平坦，底層以砂 質(zhì)粘土為主，地質(zhì)條件較好，地下水位為2.85.3米。地

10、耐壓力為20噸/平方米。1.3電力負(fù)荷計(jì)算（1）荷也稱(chēng)計(jì)算容量或最大需要負(fù)荷，它是個(gè)假定的等效的持續(xù)性負(fù)荷， 其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際的不一定恒穩(wěn)的負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配 電設(shè)計(jì)中，通常采用能讓中小截面導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間段（30min）的最大 平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇配電變壓器、導(dǎo)體及相關(guān)電器的依據(jù)，并用來(lái)計(jì)算 電壓損失和功率消耗。在工程上為方便計(jì)，也可作為電能消耗量及無(wú)功功率補(bǔ)償 的計(jì)算依據(jù)。（2）相關(guān)電力負(fù)荷的理論依據(jù)：在所計(jì)算的范圍內(nèi)（如一條干線(xiàn)、一段母線(xiàn)或一臺(tái)變壓器），用電設(shè)備組的 計(jì)算負(fù)荷并不等于其設(shè)備容量，兩者之間存在一個(gè)比值關(guān)系，因此引進(jìn)需要系數(shù) 的概念，即用電設(shè)

11、備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為_(kāi)kk(23)廠皿n-nwL式中 K.設(shè)備組同時(shí)使用系數(shù) Kt 反備組的平均加權(quán)負(fù)荷系數(shù) n設(shè)備的平均加權(quán)效率 血配電線(xiàn)路的平均效率尸 _K“Kl令人 一,則Kd就稱(chēng)為需要系數(shù)。由式（2-3）可知心的n Hwl定義式為：K - & d頁(yè)形成該系數(shù)的原因有：用電設(shè)備的設(shè)備容量是指輸出容量，它與輸入容量之 間有一個(gè)額定效率；用電設(shè)備不一定滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，因此引入負(fù)荷系數(shù)；用電設(shè)備本身及配電線(xiàn)路有功率損耗，所以引入一個(gè)線(xiàn)路平均效率；用電設(shè)備組的所有設(shè) 備不一定同時(shí)運(yùn)行，故引入一個(gè)同時(shí)系數(shù)。實(shí)際上，需要系數(shù)還與操作人員的技 能及生產(chǎn)等多種因素有關(guān)。山此可得較需要系數(shù)發(fā)的確定三

12、相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算方法。a)單用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷他)=島 P/vs=/30 *tanCOS0I =S*)式中，Kd為需要系數(shù)；P”為設(shè)備容量; b)多組用電設(shè)備組將計(jì)算負(fù)荷P30 = K d Q=Kq Q 匹tan0為設(shè)備功率因數(shù)角的正切角。根據(jù)以上相關(guān)理論全廠各車(chē)間計(jì)算負(fù)荷如下表所示:表1-2全廠各車(chē)間380V負(fù)荷計(jì)算表1) 電所1鑄鋼車(chē)20001720842.1100.9間00.4651748.169No2 變2) 電所<鑄飲車(chē)間10000.407102400408571.4砂庫(kù)110070613377102.4128.3小計(jì)429.459.62&0.933674

13、(No3 變3)電所W焊車(chē)12001360712.800間00.3459881水泵房280002115.726.2.7587555小計(jì)342.655739.0.9979No4 變4) 電所空壓站39000331.2914420.85758857機(jī)修車(chē)1500137.543.957.7間0.256517«鍛適車(chē)2200166100.120間0.355523術(shù)型車(chē)1800165.086.5108間5.85.3563354c制材場(chǎng)200015.67.459.33.286336綜合樓20010180189/小訃523.529.744.658595No5 變5) 電所鍋爐房3000.75080

14、7522516&75281.2542水泵房280.75080752115.7526.25*倉(cāng)庫(kù)(18800126.430.940.62).12.365173637L污水提140009.16.8211.3升站.65875575小計(jì)281.222358536255692表葺3各車(chē)間6KV負(fù)荷計(jì)算表1車(chē)間或電單位名稱(chēng)設(shè)備容（千瓦）AXCO妙愀計(jì)算負(fù)荷說(shuō)明P>（千瓦）Q（千乏）S（千伏安）電弧爐2 X12500.908705722501282.52586.2工頻爐2 X3000.8090484802304533.33變壓機(jī)2 X2500.85085062425263.5500£

15、小計(jì)31551776.43620.7說(shuō)明：Nol,No2,No3車(chē)間變電所設(shè)置兩臺(tái)變壓器且均為明備用，其余車(chē)間變 設(shè)一臺(tái)。由以上電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表可得：總有功功率 IP = 5452.386kw總無(wú)功功率 IQ = 4485.965kvar總視在功率 E S =7201.152KV A2 變電所高壓電氣設(shè)備選型2.1主變壓器選擇大中型企業(yè)，由于負(fù)荷較大，往往采用35-110kV電源進(jìn)線(xiàn)，降壓至10kV 或6kV,再向各車(chē)間變電所和高壓用電設(shè)備配電，這種壓降變電所稱(chēng)為總壓降變 電所。用戶(hù)是否要設(shè)置總圧降變電所，是山地區(qū)供電電源的電壓等級(jí)和用戶(hù)負(fù)荷 的大小及分布情況而定的。一般來(lái)講，企業(yè)規(guī)模不太大，車(chē)

16、間或生產(chǎn)廠房比較集 中，應(yīng)盡量設(shè)一個(gè)總壓降變電所，這樣既節(jié)省投資，乂便于運(yùn)行維護(hù)。但如果企 業(yè)規(guī)模較大，且有兩個(gè)或兩個(gè)以上的集中大負(fù)荷用電車(chē)間群，而彼此之間相距乂 較遠(yuǎn)時(shí)，可以考慮設(shè)立兩個(gè)或兩個(gè)以上的總壓降變電所。本設(shè)計(jì)中主變壓器的選 擇主要根據(jù)負(fù)荷計(jì)算表。因?yàn)橐笕珡S的功率因數(shù)在0.9以上，所以要進(jìn)行無(wú)功 補(bǔ)償，從而計(jì)算出補(bǔ)償后變電所的視在功率。本廠的負(fù)荷性質(zhì)屬于二級(jí)負(fù)荷，可 靠性要求較高，所以主變圧器應(yīng)選擇兩臺(tái)，其中一臺(tái)備用。當(dāng)一臺(tái)故障時(shí)，另一 臺(tái)可以馬上投入運(yùn)行以保證此冶金機(jī)械修造廠全廠的供電需求。(1) 無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算總有功功率總無(wú)功功率總視在功率IP = 5452.386kw£

17、;Q = 4485.965kvarIS=7201.152KV A全廠功率因數(shù) COS0 = YP/ZQ = 5452.386/7201.152 = 0.757 < 0.9所以要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償Qc = SP(tan arccos 0.757 一 tan arccos0.92) = 2382 69k var取 Q = 2400 kvar低壓側(cè)補(bǔ)償后無(wú)功功率：Q2 = Q- Qc =4485 .96 - 2400 = 2085 .965 var低壓側(cè)補(bǔ)償后視在功率：S2 = 7(XP)2+(G2)2 = 5837.788/fVA變壓器損耗：AP = 0.01S, =58.3 如0 = OO5S2

18、 =291.89var高壓側(cè)有功功率：R = SP + AP = 5510.766高壓側(cè)無(wú)功功率：Qi =Q2+Q = 2377 855k var高壓側(cè)視在功率：S|=600L89KVA補(bǔ)償后的功率因數(shù)：cos/ = P、丨S、= 0.9182 > 0.9(2) 主變壓器選擇主變壓器選擇要求S>S,故選擇型號(hào)為35KV級(jí)SL7系列低損耗電力變壓 器兩臺(tái)。一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。其主要參數(shù)如表2-1表2-1 35kv級(jí)主變型號(hào)及參數(shù)型號(hào)損耗(W)1定容 量抗 電 J.k載電流總質(zhì)量(kg)額 定電壓(kV)聯(lián) 結(jié)組 標(biāo)號(hào)軌 距(mm)2載負(fù)載KVA?%7總壓SL7-63008200410

19、00630059723029101334053Y,yn014752.2架空線(xiàn)路選擇本廠電源從電業(yè)部門(mén)某220/35千伏變電所用35千伏雙回架空線(xiàn)引入本廠， 其中一個(gè)做工作電源，一個(gè)做備用電源，兩個(gè)電源不并列運(yùn)行。架空線(xiàn)最大工作電流：I嚴(yán)SJ/Un=99A因?yàn)楸緩S為三班工作制，最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)為6000小時(shí)。屬于二 級(jí)負(fù)荷，所以選取經(jīng)濟(jì)電流密度：Jec = 0.9導(dǎo)線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)截面積：S廣仏=110切2選LGJ-120型鋁導(dǎo)線(xiàn)。(1) 長(zhǎng)時(shí)間允許電流校驗(yàn)LGJ-120型鋁導(dǎo)線(xiàn)，長(zhǎng)期允許工作電流Zy =380/1,最高允許溫度為900C。 其中 q = 90" C, % = 25 &

20、#176; C, &)= 30° C長(zhǎng)時(shí)允許電流:/max = /(i4y =365.14線(xiàn)路承受的最大負(fù)荷電流就為兔=99A</max滿(mǎn)足要求。(2) 電壓損失校驗(yàn)雙回路供電，每條導(dǎo)線(xiàn)上的最大負(fù)荷電流：=0.270/x() =0.3910/如 K 幾何均距 3.0m)線(xiàn)路電壓損耗百分比：A(/% = V3/v incos + x0 sin(!>)/UN = 1.572% < 5%符合要求(3) 功率因數(shù)校驗(yàn)35KV最小允許截面積為35mm2,滿(mǎn)足負(fù)荷要求。35KV架空線(xiàn)的損耗：=(2+ei2)/i/i；x/?xlO_3= 63.519k wQt =(用 +

21、 0；)/訂 X x IO” = 95& var35kv架空線(xiàn)電路電源入口處的功率因數(shù)4 =片+出=5510.766 + 63.519 = 5574.2855，Qz=Ql + Aft = 2377.855 + 95 = 2472.855R varSr =職 + Q； = a/5574.2852 +2472.8552 = 6098.69K4P. 5574.285nocos% = 0.9l4> 0.9 Qz 6098.69滿(mǎn)足要求。2.3補(bǔ)償電容器選擇為了提高功率因數(shù)，安裝并聯(lián)電容器，用于無(wú)功補(bǔ)償。補(bǔ)償無(wú)功后可以提高 電壓、降低線(xiàn)損、減少電費(fèi)支出、節(jié)約能源、增加電網(wǎng)有功容量傳輸、提高

22、設(shè)備 的使用效率。本設(shè)計(jì)中本廠的功率因數(shù)值應(yīng)在09以上，必須6KV母線(xiàn)上并聯(lián)電 力電容器，使變電所35KV處的功率因數(shù)得到提高到0.9,需要補(bǔ)償?shù)目傠娏﹄?容器容量為(2C =2400kvar,所以選24臺(tái)BWF-6.3-100-1的電容器。表2-2電容器參數(shù)型號(hào)額定電壓額定容量標(biāo)算電容CBWF-6.3-100-16.3KVlOOKvar8.0uF注：B一一并聯(lián)電容器，W 浸漬劑為烷基苯，F(xiàn) 聚丙烯薄膜和電容器紙復(fù) 合介質(zhì)。2.4車(chē)間變壓器選擇根據(jù)電氣設(shè)備選擇的一般條件選擇各車(chē)間變壓器的型號(hào)及相應(yīng)參數(shù)如表23表2-3各變電所變壓器選擇型號(hào)間號(hào)壓組合(KV)損耗(KW)抗電壓空載電 流 (%)聯(lián)

23、 接組 標(biāo)號(hào)總質(zhì)量(KG)軌 距(mm)3壓器 臺(tái)數(shù)丿1；壓2載1載n身ih0.1S9-125041.9512.50.6Y,dll2615854525107020.2hS9-6304.201625.90Y,yn0172010283020820.3hS9-8004.401575.80Y,yn0965190326020820.4hS9-10004.7010.315.70Y,yn0180265382020810.5卜S9-40048034.01Y,ynO010120164060613. 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)電氣主接線(xiàn)乂稱(chēng)為電氣一次接線(xiàn)，它是將電氣設(shè)備以規(guī)定的圖形和文字符 號(hào)，按電能生產(chǎn)、傳輸、分配順序及相

24、關(guān)要求繪制的單項(xiàng)接線(xiàn)圖。主接線(xiàn)代表了 發(fā)電廠或變電站高電壓、大電流的電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的重要 組成部分。其基本要求，概括地說(shuō)應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容如下：(1) 對(duì)原始資料分析；(2) 主接線(xiàn)方案的擬定與選擇；(3) 短路電流的訃算和主要電氣設(shè)備的選擇；(4) 繪制電氣主接線(xiàn)圖；本廠主接線(xiàn)采用橋形接線(xiàn)和單母分段接線(xiàn)相結(jié)合，能夠滿(mǎn)足本廠的用電需求, 主接線(xiàn)圖如圖3-1 o6.3KV電弧爐工頻爐空壓機(jī)LD4 LD1 LD2 LD3LD5圖3J電氣主接線(xiàn)4. 短路電流及沖擊電流計(jì)算4.1短路及危害短路是山于電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞。造

25、成絕緣損壞的原因主要有設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，絕緣自然老化，操作過(guò)電壓，雷電過(guò)電壓，絕緣受到機(jī)械 損傷等。還有運(yùn)行人員不遵守操作規(guī)則發(fā)生的誤操作或是鳥(niǎo)獸跨越在裸露導(dǎo)體上 引起的短路。三相交流系統(tǒng)的短路種類(lèi)主要有三相短路、兩相短路、單相短路和 兩相接地短路。在電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，發(fā)生三相短路的可 能性最小，但通常三相短路的短路電流最大，危害也最嚴(yán)重，短路發(fā)生后將產(chǎn)生 如下危害：（1）短路產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)體溫度升高，將絕緣損壞。（2 ）短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，使電氣設(shè)備收到機(jī)械損壞。（3）短路使系統(tǒng)電壓嚴(yán)重下降，電氣設(shè)備正常工作收到破壞。（4）短路造成停電，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成損失，給人民生活帶

26、來(lái)不便。（5）嚴(yán)重的短路可能影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā) 電機(jī)失去同步，造成系統(tǒng)解列，甚至崩潰。由上可見(jiàn)，短路產(chǎn)生的后果極為嚴(yán)重，在供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中釆取有 效措施，設(shè)法消除可能引起短路的一切因素，使系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。同時(shí)為了 減輕短路的嚴(yán)重后果和故障擴(kuò)大，需要計(jì)算短路電流，以便正確地選擇和校驗(yàn)各 種電氣設(shè)備、計(jì)算和整定保護(hù)短路的繼電保護(hù)裝置及選擇短路電流的電氣設(shè)備 等。4.2短路電流及沖擊電流計(jì)算下面利用各元件的標(biāo)幺值計(jì)算系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式下的短 路電流，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4-135KV6.3KVKV4OLD1L()2L圖4J）3L系統(tǒng)結(jié)構(gòu)頁(yè)D4LqD5短路電

27、流計(jì)算過(guò)程如下：根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖畫(huà)出相應(yīng)的等值電路如圖42Xs圖牛2等值電路圖取基準(zhǔn)值Sd =100M<4各變壓器的標(biāo)幺值計(jì)算如下:X產(chǎn)絡(luò)亠務(wù)釜X氣冊(cè)= 3.6A2100S 小 100630X產(chǎn)空X昱=2叱1心5625小100Stn 100800x廠空耳竺皿“100S 八 1001000X s=Ex=±lx122rio：=1oA 51005/v °°400= 1.19_S%,Sd_4.500xl(yA 7100S 八 1001300架空線(xiàn)路：Xl = X l （Sd/t/：丿= 0.391x8x = 0.255無(wú)窮大系統(tǒng)：最大運(yùn)行方式下：Xs=xJsZ=最小運(yùn)

28、行方式下：Xs = X “/S：爲(wèi)二黑=0571（1）當(dāng)35KV母線(xiàn)K1點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)：無(wú)窮大電源電壓可認(rèn)為電壓保持 不變，設(shè)每相電源電壓標(biāo)幺值為1。沖擊系數(shù)取K,h=0.85系統(tǒng)處于最大運(yùn)行方式時(shí)：XL=X5+XL =0.5 + 0.255 = 0.755故短路電流標(biāo)幺值為：/* = 1/Y_ = ! = 1.324514 S 乞 0.755電流基準(zhǔn)值九"咼T島十住故最大運(yùn)行方式下35KA母線(xiàn)上發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流為:1=1* J t vi = 1.3245xl.65 = 2.185KA沖擊電流為：幾=Ksh V2/ = 1.85xv/2x285 = 5.717曲系統(tǒng)處于最小

29、運(yùn)行方式時(shí)：X十 X/ + XL = 0.571 +0.255 = 0.826短路電流標(biāo)幺值：/* = ! = ! = i.2i 1 八 Xz 0.826因此，三相短路電流：/ = /</(v) = 1.21 lx 1.65 = 2.0/C4沖擊電流為：/心=A：sh - <'2/ = 1.85x <"2 x 2.0 = 5.233/C4（2）當(dāng)6.3KV母線(xiàn)K2點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)：系統(tǒng)處于最大運(yùn)行方式時(shí)：X廠 X, + X + X=°5 + 0255 + 1.19 = 1.945 短路電流標(biāo)幺值為：T = 1/= ! = 0.51414 /心 1.

30、945電流基準(zhǔn)值為:100V3x6.3= 9.164KA三相短路電流：/=0.514x964 = 4.710曲沖擊電流為：幾=K,h -2/ = 1.85xv,f2x4.710 = 12.323/C4系統(tǒng)處于最小運(yùn)行方式時(shí)：Xw = X + X,，+ X/=0571 + 0.255 +1.19 = 2.016短路電流標(biāo)幺值：/* = ! = ! = 0.496八 Xz 2.016因此，三相短路電流：/=/(/ivi = 0.496x964 = 4.545曲沖擊電流為：=心-<2/ = 1.85x<"2 x4.545 = 11.891/C4表4-1各短路點(diǎn)的三相短路電流及沖

31、擊電流運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式短處三相短路 電流（KA）沖擊電流（KA）三相短路 電流（KA）沖擊電流（KA）2.1855.7172.05.233k24.710123234.54511.8915. 電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)電氣設(shè)備選擇的一般原則：供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備是在一定的電壓、電流、頻率、和工作環(huán)境條件下 工作的，電氣設(shè)備的選擇，除了應(yīng)滿(mǎn)足在正常工作時(shí)能安全可靠運(yùn)行，適應(yīng)所處 的位置（戶(hù)外和戶(hù)內(nèi)）、環(huán)境溫度、海拔高度，以及防火、防腐、防暴等要求， 還應(yīng)滿(mǎn)足在短路故障時(shí)不至于損壞的條件，開(kāi)關(guān)電氣還必須具有足夠的斷流能 力。電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下四點(diǎn)原則。（1）按工作要求和環(huán)境條件選擇電

32、氣設(shè)備的型號(hào)。（2）按正常工作條件選擇電氣設(shè)備的額定電壓和額定電流。（3）按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。（4）開(kāi)關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)下面訃算主變壓器高低壓側(cè)的額定電流和額定電壓：高壓線(xiàn)路額定電流為:6001.8975x35=99 A額定電壓為：5 =35KV低壓線(xiàn)路額定電流為："為；=需"5人額定電壓為： UN = 6.3KV5.1 35KV高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)及熔斷器(1)高壓斷路器選擇高壓斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一。高壓斷路器的主要功能是：正 常運(yùn)行時(shí)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線(xiàn)路接入電路或退出運(yùn)行，起控制作用；當(dāng)設(shè) 備或線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路、

33、保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，起保護(hù) 作用。高壓斷路器最大特點(diǎn)是能斷開(kāi)電氣設(shè)備中負(fù)荷電流和短路電流。其選擇必 須保證額定開(kāi)斷容量大于安裝處短路容量，額定電流IN大于安裝處的短路電流 因此高壓側(cè)我們選SW2-35/600型戶(hù)外少油型斷路器，所選斷路器的具體參數(shù)如 圖5J表5-1 SW2-35/600型戶(hù)外少油型斷路器參數(shù)型號(hào)定 電 壓 KV定 電 流A開(kāi)斷 容量SN.QF (MVA)額 定開(kāi)斷 電流 1NQF(KA)極 限通過(guò) 電流KA穩(wěn) 定 電 流 KA1-有分 閘時(shí) 間S合閘時(shí) 間S值效值SSW2-35/6005004006.67.8.6.060.12下面進(jìn)行高壓斷路器校驗(yàn):Szqf = 400M

34、VA > S? = ®nI = x5x35x2.185 = 132.46MVA I nqf =6.6/C4>/ = 2.185/C41極限電流的峰值>沖擊電流符合要求。（2）高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇高壓隔離開(kāi)關(guān)的主要功能是保證高壓電器設(shè)備及裝置在檢修工作時(shí)的安全， 不能用于切斷、投入負(fù)荷電流或開(kāi)端短路電流，僅可允許用于不產(chǎn)生強(qiáng)大電弧的 某些切換操作。根據(jù)電氣設(shè)備選擇的一般條件選擇其高壓側(cè)選GN2-35T/400-52型 高壓隔離開(kāi)關(guān)。主要參數(shù)如表52：表52 GN2-35T/400-52型拓壓隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓KV額 定電流A極 限通過(guò) 電流峰 值KA熱穩(wěn)定電流KA操

35、動(dòng) 機(jī)構(gòu)型號(hào)4s5sGN2-35T/400-52354005214CS6-2T（3）熔斷器選擇熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器，它用來(lái)保護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)載和短路電流的危 害，具有很強(qiáng)的限流特性。本系統(tǒng)高壓側(cè)選用RN2-35型熔斷器，其主要技術(shù)參 數(shù)如表53：表53 RN235型熔斷器參數(shù)型號(hào)定電；KV定電 流A額 定開(kāi) 關(guān)容 量MVA最犬開(kāi)斷電流有效值KA最小開(kāi) 斷電流（額定 電流*倍 數(shù)）過(guò)電 壓倍數(shù)（額 定電壓 5倍數(shù)）備注RN2350.550085<2.5保 護(hù)屋內(nèi)TV5.2電流互感器和電圧互感器（1）電流互感器選擇電流互感器是將電力系統(tǒng)的一次電流按一定的變比變換成二次較小電流，供 給測(cè)量

36、表計(jì)和繼電器，同時(shí)還可以使二次設(shè)備與一次高壓隔離，保證人生與設(shè)備 安全。電流互感器正常工作時(shí)二次側(cè)阻抗很小，可認(rèn)為工作在短路狀態(tài)。因此， 電流互感器二次側(cè)不允許開(kāi)路。本廠高壓側(cè)選用LCW-35型電流互感器，其主要 參數(shù)如表5-4：表54 LCW-35型電流互感器參數(shù)型號(hào)定額 定電確額定二0%穩(wěn)Z穩(wěn)外形尺寸mm量電 壓 KV流比A級(jí) 次次負(fù)荷VA倍數(shù)定倍數(shù)倍數(shù)0.5級(jí)LCW-355150/5(55051000000108050電流互感器的校驗(yàn)：額定一次電流150A>99ALCW-35型斷路器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)為= 100-=K*x、伍 =100x"xl50 = 21.213曲>5

37、.717 曲'滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定條件熱穩(wěn)定校驗(yàn)：熱穩(wěn)定倍數(shù)為K、=65(KJ/ =(65x150)2 = 95.06/G42-Sqk =/x2 t)=2.1852x(24- 0.06) = 9.83/C42 S < 95.06/C42 S滿(mǎn)足熱穩(wěn)定條件(2)電壓互感器選擇電壓互感器是將電力系統(tǒng)的一次電壓按一定的變比變換成二次較小電壓，供 給測(cè)量表計(jì)和繼電器，同時(shí)還可以使二次設(shè)備與一次高壓隔離，保證人生與設(shè)備 安全。電壓互感器正常工作時(shí)二次側(cè)阻抗很大，可認(rèn)為工作在斷路狀態(tài)。因此， 電壓互感器二次側(cè)不允許短路。本廠選用JDJ-35型電壓互感器，主要參數(shù)如表5-5：表5-5JDJ-35型電圧互

38、感器參數(shù)型號(hào)額定電壓二次繞組額定 容量V A輔助繞 組額定容量VA最 大容量VA一次繞組(KV)次繞組(KV)$1 助繞 組2.5P6PJDJ-35350.150500012005.3 6KV側(cè)開(kāi)關(guān)柜選擇高壓開(kāi)關(guān)是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、 控制或保護(hù)等作用，電壓等級(jí)在3.6kV550kV的電器產(chǎn)品，主要包括高壓斷路器、 高壓隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、高壓自動(dòng)重合與分段器，高壓操作機(jī) 構(gòu)、高圧防爆配電裝置和高圧開(kāi)關(guān)柜等兒大類(lèi)。高壓開(kāi)關(guān)制造業(yè)是輸變電設(shè)備制 造業(yè)的重要組成部分，在整個(gè)電力工業(yè)中占有非常重要的地位。流進(jìn)主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)柜、各車(chē)間變壓器高壓側(cè)及6K

39、V負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜的電流計(jì)算 如下，込Un計(jì)算結(jié)果如下：主變低壓側(cè)IN =588 = 535 A73x6.3同理可得 NO.l、N0.2、N0.3、N0.4、N0.5 的額定電流為：101.56A. 57.62A、 67.81、68.27A、32.87A選用KYN-10交流金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜。KYN-10型開(kāi)關(guān) 柜用于三相交流50H乙額定電壓310KVd額定電流3000A以下的單母線(xiàn)分段系統(tǒng) 中，接受和分配電能。本開(kāi)關(guān)柜有完善的“五防”裝置，符合各類(lèi)發(fā)電廠，變電 站及工礦企業(yè)的要求。其具體參數(shù)如表56：表5-6 KYN-10型開(kāi)關(guān)柜主要電氣設(shè)備技術(shù)數(shù)據(jù)名稱(chēng) 及型號(hào)數(shù)據(jù)及內(nèi)容、名稱(chēng)額定 電壓（KV）

40、6額定 電流（A）630額定 開(kāi)斷電流（KA）20CD10 型電磁操 作機(jī)構(gòu)合閘線(xiàn)圈額定電丿k（V）脫扣線(xiàn)圈額定電壓（V）直流 110、220直流 24、48、110. 220CT8型彈簧操作機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能 電動(dòng)機(jī)額 定電壓（V）合閘 線(xiàn)圈額定 電壓（V）分勵(lì) 脫扣器額 定電壓（V）失壓 脫扣器額 定電壓（V）過(guò)電流脫扣器額 定電流（A）交、直流交流交流交流5110110110110220220380220380220380交流直流直流3804811922048119220配用 少油斷路 器型號(hào)額定電壓（KV）額定 電流（A）額定 開(kāi)斷電流（KA）極限 通過(guò)電流 峰值（KA）2S熱穩(wěn)定電流配用 操作

41、機(jī)構(gòu) 型號(hào)SN1010630164016CD10-10 11CT8=1.489/CA<167G4動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)/max=40/rA><$, =12.323熱穩(wěn)定校驗(yàn)符合要求電弧爐、工頻爐、空壓機(jī)237A、48.88A、45.82A。因此本廠選擇jyn2-o型交流金屬封閉型移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜。其技術(shù)參數(shù)如下 表57：表57 JYN2-O型開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)主要電氣設(shè)備技術(shù)參數(shù)J- 號(hào)名稱(chēng)單位開(kāi)關(guān)柜和配用斷路器 參數(shù)SNg-inci1額定電壓KV62最高工作電壓KV6.93開(kāi)關(guān)柜額定電流A8002斷路器額定電流KA （有效值）1000耳額定開(kāi)斷電流KA （有效值）31.56最大關(guān)合電流KA （峰值

42、）807動(dòng)穩(wěn)定電流KA （峰值）8082S熱穩(wěn)定電流KA （有效值）31.5Q開(kāi)斷電容器組Kvar1000001一次母線(xiàn)動(dòng)穩(wěn)定 電流KA （峰值）8011外形尺寸寬*深1*高(mm)840*1500*220021重量Kg800下面進(jìn)行開(kāi)關(guān)柜的校驗(yàn): 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)im=80KH>b=12323KA熱穩(wěn)定校驗(yàn)=1.489 K4 <31 5KA符合要求6主變壓器繼電保護(hù)（1）瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的相當(dāng)良效的保護(hù) 裝置，其工作原理概括為：變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，故障點(diǎn)局部產(chǎn)生高溫，使油 溫升高體積膨脹，而且故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧，使絕緣物和變壓器油分解而產(chǎn)生大量氣

43、體。這些氣體必然從油箱內(nèi)部流向上部的油枕，故障越嚴(yán)重，流向油枕的油氣流 速度就越大，利用這些內(nèi)部故障產(chǎn)生的油氣流而使瓦斯保護(hù)繼電器動(dòng)作，接線(xiàn)圖 如圖圖6-1變壓器瓦斯保護(hù)原理圖當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障（輕瓦斯）時(shí)， 瓦斯繼電器KG的上觸點(diǎn)KG1-2 閉合，動(dòng)作于報(bào)警信號(hào)。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障（重 瓦斯）時(shí)，KG的下觸 點(diǎn)KG3-4閉合，通常是經(jīng)中間繼電器KM動(dòng)作于斷路器QF的跳閘機(jī)構(gòu)YR,同時(shí)通過(guò) 信號(hào)繼電器KS發(fā)出跳閘信號(hào)。但KG3-4閉合，也可以利用切換片XB切換，使KS線(xiàn) 圈串接限流電阻R，動(dòng)作于報(bào)警信號(hào)。（2）變壓器縱差動(dòng)保護(hù)所謂變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，是指山變壓器的一次和二次電流的

44、數(shù)值和相位 進(jìn)行比較而構(gòu)成的保護(hù)?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置，一般用來(lái)保護(hù)變壓器線(xiàn)圈及引出線(xiàn) 上發(fā)生的相間短路和大電流接地系統(tǒng)中的單相接地短路。對(duì)于變壓器線(xiàn)圈的匝間 短路等內(nèi)部故障，通常只作后備保護(hù)?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置山變壓器兩側(cè)的電流互感器和繼電器等組成，兩個(gè)電流互 感器串聯(lián)形成環(huán)路，電流繼電器并接在環(huán)路上。因此，流經(jīng)繼電器的電流等于兩 側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差。在正常情況下或保護(hù)范圍外發(fā)生故障時(shí)，兩側(cè)電 流互感器二次側(cè)電流大小相等，相位相同，因此流經(jīng)繼電器的差電流為零，但如 果在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障，流經(jīng)繼電器的差電流不再為零，因此繼電器將動(dòng)作, 使斷路器跳閘，從而起到保護(hù)作用。以下是雙繞組變壓器縱

45、差動(dòng)保護(hù)的單相原理 接線(xiàn)圖：圖62雙繞組變壓器縱差動(dòng)保護(hù)原理圖本廠采用BCH-2型繼電器，下面進(jìn)行整定計(jì)算：a）確定保護(hù)裝置的一次動(dòng)作電流躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁電流A>per = rci<v=l-3x99A = 128.7Ab）躲過(guò)外部短路時(shí)的最大不平衡電流/訕mx = K切（KJ” +" +紂廿”皿a o= 1.3x(lx0+ 0 + 005)x(4710x-) = l267/C4ac）躲過(guò)電流互感器二次側(cè)回路斷線(xiàn)時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流1= K 1 opcr 八 rcr 1-max（3）電流速斷保護(hù)/電流速斷保護(hù)一次的動(dòng)作值人吟應(yīng)按下式計(jì)算r = K Iopcrrcl kni

46、ax式中；K沁可靠系數(shù)，取1.31.4A.max-最大運(yùn)行方式下，變壓器低圧側(cè)母線(xiàn)發(fā)生短路故障時(shí)，流過(guò)保護(hù) 的最大短路電流。對(duì)工廠供電系統(tǒng)的降壓變壓器，該電流為低壓側(cè)母線(xiàn)上三相短 路時(shí)，流過(guò)高壓側(cè)的短路電流。電流速斷的靈敬度可按下式校驗(yàn)/= ->1.5式中A2爲(wèi)一一最小運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝處發(fā)生兩相短路時(shí)的最小短路電 流。速斷保護(hù)采用兩相不完全星形接地，動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí), 變壓器二次側(cè)三相短路值，按公式我們進(jìn)行以下整定：/ 爲(wèi)=K4x =1.3x （4.710 x 善）=1.05KA靈敬度按系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)保護(hù)裝置處的兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)Kg滿(mǎn)足要求。7 防雷、接地設(shè)計(jì)雷電是大氣中的放電現(xiàn)象。靂電過(guò)電壓也稱(chēng)外部過(guò)