KV景觀公園箱式變電站設計

1、1 / 43本科畢業(yè)設計自然科學）題目景觀公園箱式變電站院 系、部）：_ 機電工程學院學生姓名：_尹春鵬指導教師：侯桂成 職稱 副教授20182018 年 5 5 月 2222 日河北科技師范學院教務處制資料目錄Hebei Normal University of Science & Technology專業(yè)：電氣工程及其自動化學號:0413080127II / 431.學術(shù)聲明. 11 頁河北科技師范學院本科畢業(yè)論文 設 142 頁2.計）.3.河北科技師范學院本科畢業(yè)論文設計）任務書 . 12 頁4.河北科技師范學院本科畢業(yè)論文 設計）開題報告 . 14 頁河北科技師范學院本科畢業(yè)

2、論文 設計）中期檢查 11 頁5.表.河北科技師范學院本科畢業(yè)論文 設計）答辯記錄 11 頁6.表.河北科技師范學院本科畢業(yè)論文 設計）成績評定匯總12 頁7.表.8河北科技師范學院本科畢業(yè)論文 設計）工作總結(jié) . 12 頁9其他反映研究成果的資料 100一般箱變12m2ZBW174m24安裝地點和不能十分接近負荷中心，能貼近負荷中心，甚至直接置于負荷中心距供電線路半徑較長，電壓建筑物處，供電線路半徑可以很離降落及電能損失較咼。短電壓降落及電能損失較少，提 高了供電質(zhì)量。5生產(chǎn)方式土建施工后，現(xiàn)場裝配。大規(guī)模、工作化生產(chǎn)，質(zhì)量容量 得到保證。6生產(chǎn)周期7:17投資費用2:18和環(huán)境協(xié)調(diào)性和環(huán)境

3、不協(xié)調(diào)和環(huán)境協(xié)調(diào)一致/ZBW17高度1.6M,不擋視線,美化環(huán)境。1.3 箱式變電站的技術(shù)要求與設計規(guī)范設計嚴格按照國家標準高壓/低壓預裝式變電站VGB/T12467-1998),以及適 合的工藝流程。1.4 本設計的主要任務1)10KV箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設計3 / 432)箱式變電站主接線設計與一次設備選型0.93,而由上面計算可知cos=0.810.93，因此升壓吏醫(yī)器th降壓變壓器F8 / 43需要進行無功補償。綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進行低壓集中補償?？蛇x用BW0.4-12-3型的電容器Qc = 303.5xtanarccos0.8 1tanarccos0.94)kvar=303

4、.5x0.933 變電站主變壓器臺數(shù)、容量、類型的選擇3.1 變壓器容量、接線組別的確定箱變用變壓器為降壓變壓器，一般將10KV降至380V/220V變壓器容量一般為1601 600KVA，最常用的容量為315630KVA其器身為三相三柱或三相五柱結(jié)構(gòu)、Dyn 11或Yyn0聯(lián)結(jié)，熔斷器連接在“”外部。三相五柱式Dyn11變壓器的優(yōu)點是帶三相不對稱負荷能力強，不會因三相負載不對稱造成中性點電壓偏移，負載電壓質(zhì)量 可得到保證，這種變壓器具有很好的耐雷特性。對于Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器來說，其3n次n為整數(shù))諧波勵磁電流在其三角形結(jié)構(gòu)的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，不注入公共的高壓 電網(wǎng)中去，這較之一次繞組接成

5、星型接線的Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器更利于抑制高次諧波電流；Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器的小得多，從而更有利于低壓 單相接地短路故障的保護和切除；當接用單相不平負荷時，由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器要求中性線電流不超過二次繞組額定電流的25%因而嚴重影響了接用單相負荷的容量，影響設備能力的發(fā)揮。因此國家規(guī)定在TT和TN系統(tǒng)中，推廣Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器。但是Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的絕緣要求稍低于Dyn11,從而制造成本稍低于Dyn11聯(lián)結(jié)9 / 43的變壓器。變壓器聯(lián)結(jié)方式如圖3o o oabcO6 o變壓器 YynO 聯(lián)結(jié)組變壓器 Dyn 11 聯(lián)結(jié)組圖 3 變壓器的 YynO 聯(lián)

6、結(jié)和 Dy nil 聯(lián)結(jié)綜合考慮10kV箱式變電站變壓器的容量確定為200kVA型號為S6-200/10,變壓 器的連接組別為Yyn0,阻抗電壓為Ud=4.0%，采用油浸式變壓器。3.2 變壓器的散熱處理變壓器設置有二種方式：一種將變壓器外露，另一種將就壓器安裝在封閉隔室 內(nèi)。10kV箱式變電站變壓器采用第二種接線方式，將變壓器安裝在封閉的變壓器隔室 內(nèi)。為防日照輻射使室溫升高，采用四周壁添加隔熱材料、雙層夾板結(jié)構(gòu)，頂蓋設計 成帶空氣墊或隔熱材料的氣樓結(jié)構(gòu)，內(nèi)設通風道，裝有自動強迫排氣通風裝置（軸流風機或幅面風機。裝置的開啟和停止，由變壓器室的溫度監(jiān)控裝置自控，其溫度的整定 值按允許溫度的80

7、%- 90%設定；室內(nèi)正常溫度下，靠自然通風來散熱。有為防止灰塵 對絕緣的影響，在變壓器連接處加上絕緣防護罩。室內(nèi)溫度不正常的情況下采用機械 強迫通風，以變壓器油溫不超過95C作為動作整定值。3.3 采用負荷開關(guān)一熔斷器組合電器保護變壓器負荷開關(guān)是用來開、合負載電流的開關(guān)裝置，它一般具有關(guān)合短路電流能力，但 是它不能開斷短路電流。負荷開關(guān)可以單獨使用在遠離電源中心、且容量較小的終端 變電站，用于投切無功補償回路、并聯(lián)電抗器及電動機等。熔斷器結(jié)構(gòu)簡單、價格便 宜、維護方便，仍然具有發(fā)展前途。熔斷體是熔斷器的主要元件，當熔斷體通過的電 流超過一定值時，熔斷體本身產(chǎn)生的焦耳熱，使本身溫度升高，在達到

8、熔斷體熔點B QALfA o 10 / 43時，熔斷體自行熔斷切斷過載電流或短路電流。限流熔斷器切斷短路電流的電流波形 如圖4所示圖 4 限流熔斷器切斷短路電流時電流波形1 切斷前電流波形 2切斷過程中電流波形Ik1截止電流；tb2動作時間負荷開關(guān)一熔斷器組合電器中使用限流型高壓熔斷器，這種熔斷器是依靠填充在 熔體周圍的石英砂冷卻電弧， 達到有效熄滅電弧， 用于在強力冷卻熄弧過程中建立起 高于工作電壓的電弧電壓，因而具有很強限流能力。由曲線可見到，短路開始后電流 上升，熔體發(fā)熱，溫度上升，電流升到a點，熔體熔化，由于熔斷器的限流作用，電流上升停止，開始沿ab線段下降，在b點電流下降到零，此時完

9、成熄弧。這種熔斷器 的整個動作過程發(fā)生在密封的瓷管中，在熄滅電弧時，巨大氣流不會沖出管外。負荷開關(guān)與熔斷器配合使用于箱變可替代斷路器，作為變壓器的保護開關(guān)設備。當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，為使油箱不爆炸，故障切除時間必須限在20ms內(nèi)。采用斷路 器保護的話，斷路器最快全開斷時間（繼電保護動作時間+斷路器固有動作時間+燃弧時 間一般需要23個周波（40ms60ms：左右，而限流熔斷器則可保證在10ms以內(nèi)切除 故障。由于同電壓等級負荷開關(guān)的價格大約是斷路器的價格的1/41/5,而負荷開關(guān)+熔斷器的價格僅僅是斷路器的價格的1/3，因此采用負荷開關(guān)+熔斷器有較大經(jīng)濟性。由于斷路器是用于開斷短路故障電流、大

10、負荷電流、容性電流等通用的開關(guān)設備，因 此體積大、笨重，結(jié)構(gòu)也復雜。相比之下負荷開關(guān)體積小，簡單易開發(fā)。11 / 434 變電站主接線方案的選擇4.1 箱式變電站對主接線的基本要求簡況地說，對主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟四個方面安全包括設備安全及人身安全。要滿足這一點，必須按照國家標準和規(guī)范的規(guī) 定，正確選擇電氣設備及正常情況下的監(jiān)視系統(tǒng)和故障情況下的保護系統(tǒng)，考慮各種 人身安全的技術(shù)措施?？煽烤褪侵鹘泳€應滿足對不同負荷的不中斷供電，且保護裝置在正常運行時不誤 動、發(fā)生事故時不拒動，能盡可能的縮下停電范圍。為了滿足可靠性要求，主接線應 力求簡單清晰。電器是電力系統(tǒng)中最薄弱的元件，

11、所以不應當不適當?shù)卦黾与娖鞯臄?shù) 目，以免發(fā)生事故。靈活是用最少的切換，能適應不同的運行方式，適應調(diào)度的要求，并能靈活、簡 便、迅速地倒換運行方式，使發(fā)生故障時停電時間最短，影響范圍最小。因此，電氣 主接線必須滿足調(diào)度靈活、操作方便的基本要求。經(jīng)濟是指在滿足了以上要求的條件下，保證需要的設計投資最少。在主接線設計 時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間。欲使主接線靈活、可靠，必須要選用 高質(zhì)量的設備和現(xiàn)代化的自動裝置，從而導致投資費用的增加。因此，主接線的設計 應滿足可靠性和靈活性的前提下，做到經(jīng)濟合理。主要應從投資聲、占地面積少、電 能損耗小等幾個方面綜合考慮。電氣主接線是變電所電氣設計的首

12、要核心部分，也是電力構(gòu)成的重要環(huán)節(jié)。電氣 主接線設計是依據(jù)變電所的最高電壓等級和變電所的性質(zhì)，選擇出某種與變電所在系 統(tǒng)中的地位和作用相適應的接線方式。4.2 主接線的接線方式4.2.1單母線接線優(yōu)點：接線簡單清晰，設備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。缺點：不夠靈活可靠，任一元件母線或母線隔離開關(guān)等）故障時檢修，均需使整 個配電裝置停電，單母線可用隔離開關(guān)分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短 時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復非故障母線的供電。適用范圍：6-10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；35-63KV配電裝置出線回 路數(shù)不超過3回；110-220KV配電裝

13、置的出線回路數(shù)不超過2回。4.2.2單母線分段接線優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個 電源供電。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間 斷供電和不致使重要用戶停電。缺點：當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期 間內(nèi)停電。12 / 43當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴建時需向兩個方向均 衡擴建。適用范圍：6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時；35KV配電裝置出線回路 數(shù)為4-8回時；110-220KV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時。4,2.3單母分段帶旁路母線這種接線方式在進出線不多，容

14、量不大的中小型電壓等級為35-110KV的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。4.2.4橋型接線(1內(nèi)橋形接線優(yōu)點：高壓斷器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點：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；橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；出線斷路器檢修時，線路需較長時期 停運。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較 長，故障率較高的情況。(2外橋形接線優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點：線路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。高壓側(cè)斷路器檢修時，變壓器較長時期停運。適用范圍：適用于

15、較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器的切換較頻繁或線路較 短，故障率較少的情況。4.3 電氣主接線的選擇10kV電氣主接線，根據(jù)資料顯示，由于10KV的出線有一類負荷，可以初步選擇以 下兩種方案：(1單母分段接線,610kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時，如果有一類負 荷可采用單母線分段帶旁路接線，如圖5所示：(2內(nèi)橋式接線，一般用于電源進線線路較長，負荷比較平穩(wěn)，變壓器不需要經(jīng)常 操作，沒有穿越功率的終端總降壓變電所，如圖6。3)10KV主接線方案比較如表三所示：13 / 43圖 5 單母線分段接線表 3 10KV 主接線方案比較萬案方案I單母分段方案U內(nèi)橋式接線技術(shù)不會造成全所停電供電可

16、靠調(diào)度靈活調(diào)度靈活保證對重要用戶的供電擴建方便任一斷路器檢修，可以用利用旁路不會造便于實驗成停電易誤操作擴建時需向兩個方向均衡擴建經(jīng)濟占地少對變壓器回路操作不方設備少便可選擇用分段斷路器兼作旁路斷路器適合沒有穿越功率的終端總降壓變電所經(jīng)過綜合比較方案I在經(jīng)濟性上比方案U好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠 性。在根據(jù)此變電站的用途，所以選用方案Io5 短路電流計算5.1 短路電流計算目的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 整定計算進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考 慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短

17、路計算點。短 路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。14 / 43接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路高壓設備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件圖 6 內(nèi)橋式接線圖上， 只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來， 并標明其序號 和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當作無限 大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可 將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。5.2 短路電流計算方法：標幺值法5.3 短路電流計算圖5.4 電力系

18、統(tǒng)中各元件的標幺值輸電線路：XXolS(2其中 sd, uf為基準的電壓與容量。Ud電力變壓器:*：UK %SdXT一100SN.T15 / 43其中 UK%，SN.T分別為變壓器的短路百分數(shù)和變壓器的額定容量=2016 / 43電抗器：XLR=XLR% _UN.LRSd2100V3uN.LRIN .LRUd其中 XLR% , uN.LR, IN.LR分別為電抗器的電抗百分數(shù)，額定電壓和額定電流 電源：X；二殂 其中 Sk為出口斷路器的短路容量。SkIsh=1.09Ik3)5.5 實際短路計算5.5.1第一點短路選取基準容量 Sd=100MVA基準電壓 Ud=10.5KV求出基準電流 J 二S

19、d00 10=5.5KA頂d10.55.5.2電力變壓器的電抗標幺值*XT：UK% Sd100SN .T其中if)為三相短路電流的周期分量, 和。X；.為從電源到短路處的點抗標幺值的總其中SK為三相短路容量。高壓側(cè)短路沖擊電流及其有效值:1sh= 1.511k)ish=2.55Ik3)低壓側(cè)短路沖擊電流及其有效值:ish=1.84Ik)17 / 435.5.3電力線路的電抗標幺值查表可知LGJ120,線距2m電抗為 0.37B km）X、x0l 皂=3.4Ud圖 8 第一點短路電流等值電路圖5.5.4總阻抗標幺值X：-X =1.685.5.5三相短路周期分量5.5.6高壓側(cè)沖擊電流|十弘3.2

20、7ish=2.55 3.27 =8.34Ish=1.51*3.27 =7.52(3)5.5Xz1.68-3.27圖 9 第二點短路電流等值電路圖1. b5.5.7第二點短路18 / 43選取基準容量 Sd=100MVA， 基準電壓 Ud=0.4KV求出基準電流JOO103.144KA.3Ud3 O.45.5.8總阻抗標幺值二X+XTXT=1.68+20/20=11.75.5.9三相短路電流周期分量5.5.10低壓側(cè)短路沖擊電流廠1；3)胡2.31廿2.55 3.27 =22.7Ish=1.51*3.27 =13.4表 4 短路電流計算結(jié)果基準電(3)(3)(3)(3).(3)(3)短路點壓1k

21、II:Ikish1shkv)(KA(KA(KA(KA(KA(KAk11O.53.273.273.273.278.347.52k2O.3812.312.312.312.322.713.46 一次設備的選擇與校驗導體和設備的選擇是變電所設計的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設備是使電氣主接 線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟的重要條件。在進行設備選擇時，應根據(jù)工程實際情 況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇 合適的電氣設備。6.1 選擇設備的一般原則和基本要求1）基本要求19 / 431應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需 要；2應按當?shù)丨h(huán)境條件

22、校核；3應力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理；4選擇導體時應盡量減少品種；5擴建工程應盡量使新老設備的型號一致；6選用的新品，均應具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。由于變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應回路的 電器額定電流）1.05 SN3UN3按當?shù)丨h(huán)境條件校核當周圍環(huán)境溫度Q和導體額定環(huán)境溫度Qo不等時，其長期允許電流I可按下式修 正為一導體或電氣設備長期發(fā)熱允許溫度我國目前生產(chǎn)的電氣設備的額定環(huán)境溫度丸=40C,裸導體的額定環(huán)境溫度為+25 C9。導體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度Qo下，導體和電器的長期允許電1gma)= 1.05Iealal0Ie(5.420 / 43上式

23、中：Q 短路電流的熱效應KA2S）Itt秒內(nèi)設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值KA2S）t-設備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間上式中：ieses短路沖擊電流幅值及其有效值ish,lsh-廠家給出的動穩(wěn)定電流的幅值和有效值6.2 高壓斷路器的選擇高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護的作用，是高壓電路中最重要的電器設 備。6.2.1斷路器選擇的具體技術(shù)條件10由于高壓開斷器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運 行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，及取最大持續(xù)工作電流I當斷路器的INbr較系統(tǒng)短路電流大很多時，簡化計算可用INbr一I進行選擇，I為 短路電流值。4）短路關(guān)合電流的選擇為了保證斷

24、路器在關(guān)合短路電流時的安全，斷路器的額定關(guān)合電流INCl不應小于短路電流最大沖擊電流值ish即INcl -ish6）動穩(wěn)定校驗式同6.2.2斷路器選擇及校驗10KV斷路器選擇1）額定電壓選擇：UN-UNSUN=10KV(5.622 / 43三相變壓器一次側(cè)額定電流：Igm疔1.05XS/1.732/U=1.05X200/1.732/10科.5(A 3)按開斷電流選擇：lNbr-l=1.51KA即lNbr_1.51KA(kA2sZN5-10/63 10KV 1063020505020- 0.05 ,0.10-20表 6 10KV 斷路器計算結(jié)果表ZN5-10/630-20 型設備產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)

25、工程UN-UNs10KV10KVle-Igmax630A11.5Aiessh50KA22.7 KAlNbr-120KA1.51KAIe(A固有分間(s閘時間(s1Nel- ish50KA22.7 KAIf -Q800KAS2.74KA2S23 / 43時間為0.1Stk二tprtbr=1.05+0.15=1.2S2Q =1二t=1.512X 1.2=2.74 KA2S11% =202X 2=800KA2S即丨鶯Q滿足要求。6)校驗動穩(wěn)定：iesshish=2.85KA80KA滿足要求。故選擇戶內(nèi)ZN-10/630型真空斷路器能滿足要求，由上述計算可列下表如表6:6.3 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是

26、高壓開關(guān)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。6.3.1隔離開關(guān)選擇的具體技術(shù)條件11由于高壓隔離開關(guān)沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時，應滿足各種可能 運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，及取最大持續(xù)工作電流Imaw6.3.2隔離開關(guān)選擇計算10KV側(cè)隔離開關(guān)1)額定電壓選擇：UN-UNSUNS=10KV由上述計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶內(nèi)GN -10T/600型隔離開關(guān)，其參數(shù)如表7。表 7 10KV 隔離開關(guān)參數(shù)表型號額定電壓ue(kv額定電流Ie(A動穩(wěn)定電流峰值(kA熱穩(wěn)定電流(kA 5sGN5 -10/2001020025.510Q滿足要求25 /

27、 434）校驗動穩(wěn)定：iesshish=22.7KAies=25.5KA所以iessh滿足要求故選擇GN5 -10/200型戶內(nèi)隔離開關(guān)能滿足要求，如表8表 8 10KV 隔離開關(guān)計算結(jié)果表設備工程GN8-10T/600產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)UN-LNS10KV10KVIIegmax200A11.5A1$ Q500 KA2S2.74KA2Sies -ish25.5KA22.7KA6.4 電流互感器的選擇互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡元件，用 以分別向測量儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設備的正常運 行和故障情況。6.4.1電流互感器的選擇技術(shù)條件1）

28、電流互感器由于本身存在勵磁損耗和磁飽和的影響，使一次電流在數(shù)值和相 位上都有差異，即測量結(jié)果有誤差，所以選擇電流互感器應根據(jù)測量時誤差的大小和 準確度來選擇12。2）電流互感器10%差曲線：是對保護級電流互感器的要求與測量級電流互感器有所不同。 對測量級電流互感 器的要求是在正常工作范圍內(nèi)有較高的準確級，而當其通過故障電流時則希望早已飽 和，以便保護儀表不受短路電流的損害，保護級電流互感器主要在系統(tǒng)短路時工作， 因此準確級要求不高，在可能出現(xiàn)短路電流范圍內(nèi)誤差限制不超過-10%。電流互感器的10%M差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過-10%的條件下，一次電流的倍數(shù)入與 電流互感器允許最大二次

29、負載阻抗Zf關(guān)系曲線。S2=Ie2Z?（5.9式中：uy測量儀表電流線圈電阻Zf=UyUjUdUc26 / 43U繼電器電阻ud連接導線電阻UC接觸電阻一般取0.1Q4）按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器用于測量時，其一次額定電流應盡量選擇得比回路中正常工作電流大1/3左右以保證測量儀表的最佳工作電流互感器的一次額定電壓和電流選擇必須滿足： -乞QwJe -lemax,為了確保所供儀表的準確度，互感器的一次工作電流應盡量接近額 定電流5）種類和型式的選擇選擇電流互感器種類和形式時，應滿足繼電保護、自動裝置和測量儀表的要求， 再根據(jù)安裝地點屋內(nèi)、屋外）和安裝方式穿墻、支持式、裝入式等）來選擇

30、。6）熱穩(wěn)定校驗電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流lei的倍數(shù)Kr來表示即：2 27）動穩(wěn)定校驗電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值642電流互感器選擇及校驗10KV側(cè)電流互感器1）額定電壓選擇：UN-UNsUNs=10KV根據(jù)上述條件和短路電流計算結(jié)果選；LQJ- 10100/5其參數(shù)為如表9表 9 10KV 電流互感器參數(shù)表型號額定準確等極額定二次負荷310%倍數(shù)倍數(shù)1S 熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定電流KA電流比級次組合LQJ 10100/50.5 310.46751603)熱穩(wěn)定校驗：QK= 2.74 KA2S即：(ktlel)2tQ滿足要求。ies滿足要求。故選擇LQJ- 10

31、型電流互感器能滿足要求，如下表10表 10 10KV 電流互感器計算結(jié)果表LQJ- 10 型計算數(shù)據(jù)6.5 電壓互感器選擇6.5.1電壓互感器選擇技術(shù)條件1)電壓互感器的準確級和容量13電壓互感器的準確級是指在規(guī)定的一次電壓和二次負荷變化范圍內(nèi)，負荷功率因 數(shù)為額定值時，電壓誤差最大值，由于電壓互感器本身有勵磁電流和內(nèi)阻抗，導致測 量結(jié)果的大小和相位有誤差，而電壓互感器的誤差與負荷有關(guān)，所以用一臺電壓互感 器對于不同的準確級有不同的容量，通常額定容量是指對應于最高準確級的容量。2)按一次回路電壓選擇為了保證電壓互感器安全和在規(guī)定的準確級下運行，電壓互感器一次繞組所接電 網(wǎng)電壓應在U10.9Ue

32、l(5.13ies90.5KA22.7KAUN- LNS10KV10KV產(chǎn)品數(shù)據(jù)28 / 43電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應滿足保護和測量使用標準儀表的要求，電壓互感 器二次側(cè)額定電壓可按下表選擇，如表11表 11 電壓互感器型號選擇表接線型式電網(wǎng)電壓KV）型式二次繞組電壓V）接成開口三角形 輔助繞組電壓 IV.一-臺PT 不完全3-35單相式100無此繞組4）電壓互感器及型式的選擇電壓互感器的種類和型式應根據(jù)安裝地點和使用條件進行選擇，在635KV屋內(nèi)配電裝置中一般采用油浸式或澆注式電壓互感器。110220KV配電裝置中一般采用半級式電磁式電壓互感器。220KV及以上配電裝置，當容量和準確級滿

33、足要求時，一般 采用電容式電壓互感器。5）按容量的選擇互感器的額定二次容量S2（5.14S2= .（ PO）2O Q）2（5.15其中，Po、Qo儀表的有功功率和無功功率。6.5.2電壓互感器的選擇一般原則1）應滿足一次回路額定電流的要求。2）對于I、U類計費用途的電能計算裝置，宜按計量點設置專用電壓互感器或 二次繞組。3）電壓互感器的主二次繞組額定二次線電壓為100V。按照型式和接線選擇，工業(yè)企業(yè)和民用建筑變、配電所常用的幾種電壓互感器接 線如下：1）采用一個單相電壓互感器1*JDZ）的接線，供儀表和繼電器接于同一個線電 壓，如用作備用電源進線的電壓監(jiān)視。2）采用兩個單相電壓互感器2*JDZ

34、）接成V型的接線，供儀表和繼電器接于u- v、v-w兩個線電，用于主接線較簡單的變、配電所。最大容量JDJ-10一次繞組二次繞組10000/3100/, 3剩余電壓繞組640MVA6.6 熔斷器的選擇1）熔斷器作用和分類：熔斷器是一種最簡單的保護電器，當電路發(fā)生故障或異 常時，伴隨著電流不斷升高，并且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴 重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災。若電路中正確地安置了熔斷器，那么，熔 斷器就會在電流異常升高到一定的高度和一定時間的時候，自身熔斷切斷電流，從而 起到保護電路安全運行的作用。熔斷器根據(jù)使用電壓可分為高壓熔斷器和低壓熔斷 器。根據(jù)保護對象可分為保護

35、變壓器用和一般電氣設備用的熔斷器、保護電壓互感器 的熔斷器、保護電力電容器的熔斷器、保護半導體元件的熔斷器、保護電動機的熔斷 器和保護家用電器的熔斷器等。根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為敞開式、半封閉式、管式和噴射式熔 斷器。2）主要依據(jù)負載的保護特性和短路電流的大小選擇熔斷器的類型，當保護電壓 互感器時，只按額定電壓和短路容量選擇。V3）按額定電壓選擇要求：Ue-Ug其中 Ue熔斷器額定點電壓；Ug回路工 作電壓）Ue=12KV_ Ug=10. 5KV滿足要求。4）按熔斷器熔體電流的選擇由于電壓互感器二次側(cè)的負荷很小，因此保護高壓互感器的熔斷器額定電流一般 為0.5A。5）按斷流容量校驗：Sd- 100MVA

36、 Sd- 14.37MVA滿足要求。Sd廠家給定的XRNP-12型熔斷器三相最大斷流容量所以XRNP-12型號的熔斷器滿足要求14。AMIN7.2.2低壓出線的電壓損失校驗由于電壓較低，對低壓出線必須進行電壓損失的校驗，并且進行熱穩(wěn)定的校驗, 電壓損失校驗的公式如下：PR QX31 / 43U%直U/UU表示380V)7.2.3低壓進出線的熱穩(wěn)定校驗低壓熱穩(wěn)定校驗公式如下：Amin = |J)需=0.75 S)C1熱穩(wěn)定系數(shù)C=65As2 mmJ由上短路計算可知，低壓側(cè)短路電流穩(wěn)定值l：=18kA,因此可知，Amin=240mm2由于我們采用的是聚氯乙烯鋁鋅電纜，電纜采用四芯電纜， 校驗條件：

37、A Amin所以，所選低壓電纜截面均不小于240。7.3 10KV 進線的選擇7.3.1 10KV主干線的選取由于公共干線在大街另一側(cè)，為了不破壞大街的街面，不采用直埋方式，從公共電源干線引線，根據(jù)發(fā)熱條件采用LGJ-3 35鋁鋅線，引入廠區(qū)后采用ZR-YJV22-23 25鋁鋅電纜直埋至變電所根據(jù)有關(guān)資料，10kV進線要求的最小截面為25 mm，可 知所選鋁鋅線A-Amin7.3.2鄰廠備用線的選用由以上負荷計算可知，二級負荷計算電流為I3O=27.15A，所以選擇ZR-YJV22-3 25鋁鋅電纜直埋至變電所，對臨場備用線的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗由于數(shù)據(jù)缺乏，無 法進行。7.4 380V 側(cè)出

38、線的選擇與校驗根據(jù)發(fā)熱條件，選取聚氯乙烯絕緣電纜VLV22-3 400+1 185直埋，熱穩(wěn)定校驗滿足條件。電壓損失校驗如下：避雷針一一避雷針的作用是它能對雷電場產(chǎn)生一個附加電場，使雷電場畸變， 因而將雷云的放電通路吸引到避雷針本身，由它及與它相連的引下線和接地體將雷電 流安全導入地中，從而保護了附近的建筑物和設備免受雷擊。（2避雷器一一雷電擊中送電線路后，雷電波沿導線傳播，若無適當保護措施，必 然進入變電所或其他用電設施，造成變壓器、電壓互感器或大型電動機的絕緣損壞， 避雷器就是防止行波侵入而設置的保護裝置。避雷器有管式避雷器和閥式避雷器。8.2.2工廠供電系統(tǒng)的防雷保護1）工廠供電系統(tǒng)架空

39、線路的防雷：送電線路防雷的目的是盡量保持導線不受雷 擊，即使受到雷擊，也不致發(fā)展成為穩(wěn)定電弧而中斷供電。工廠供電系統(tǒng)的輸電線路 的特點如下：一般廠區(qū)架空線路都在35KV以下，中性點不接地系統(tǒng)，當雷擊桿頂對一相導線放 電時，工頻接地電流很小，不會引起線路的跳閘。工廠配電線路一般不長，廠區(qū)內(nèi)一般采用電纜供電，即使用架空線，也會受到建 筑物和樹木的屏蔽，遭受雷擊的機會比較小。對重要負荷的工廠較易實現(xiàn)雙電源供電和自動合閘裝置，可以減輕雷害事故的影 響。對于10.5KV架空線高度較低， 不需裝設避雷線， 防雷方式可以采用鋼筋混泥土桿 的自然接地，必要時采用雙電源供電和自動合閘。2）變電所的防雷：工廠變電

40、所是工廠電力供應的樞紐，一旦遭受雷擊，會造成全廠停產(chǎn)，影響很 大，工廠還有許多其他建筑物和構(gòu)筑物，有的較高，有的易燃，有的易爆，也需要可 靠的防雷措施，對他們的防雷要求，水電部頒發(fā)的過電壓保護規(guī)程中均有明確的規(guī) 定。根據(jù)運行經(jīng)驗表明，按規(guī)程規(guī)定裝設避雷針或避雷線對直擊雷的防護是非?？煽?的。在本設計中由于沿線路侵入雷電波所形成的雷害事故比較頻繁，所以在距變電所12KM勺進線段加強防雷措施，裝設避雷線。對直擊雷的線路侵入沖擊波的防護：1避雷針和附近導體間有一定距離，足以使絕緣介質(zhì)閃絡電壓大于反擊電壓。2當雷擊于線路導體時，沿導線就有雷電沖擊波流動，從而會傳到變電所。為保 護電氣設備中最重要、最昂

41、貴、絕緣最薄弱的變壓器，避雷器的選擇，必需使其伏秒 特性的上限低與變壓器的伏秒特性的下限，并且避雷器的殘壓必須小于變壓器絕緣耐 壓所能允許的程度。但是他們的數(shù)值都必需小于沖擊波的幅值，以保證侵入波能夠受 到避雷器放電的限制。并且避雷器要盡量靠近變壓器。33 / 43823電力系統(tǒng)的接地電力系統(tǒng)的接地有兩類接地方式，中性點接地大電流接地）和中性點不接地小電流接地）。在高壓或超高壓電力系統(tǒng)中一般采用大電流接地，其目的是為了降低電 氣設備的絕緣水平，防止系統(tǒng)發(fā)生接地故障后引起的過電壓。工廠供電系統(tǒng)中一般采 用中性點不接地系統(tǒng)，工廠中電氣設備的接地分為三大類：IT類、TN類、TT;類其中TN類又分為三

42、個系統(tǒng)：TN-S, TN-C, TN-C-S。8.2.4設計中采用的防雷及接地系統(tǒng)配電所防雷分為對直接雷擊的防護與對雷電沖擊波的的防護對直接雷擊的防護采用避雷針，避雷針由接閃器，引入線及接地裝置三部分組成。對雷擊沖擊波的防護采用 避雷器。利用閥型避雷器以及與閥型避雷器相配合的進線保護段作為配電所配電裝置，電器設備絕緣不致被沿供電線路傳來的雷電沖擊波擊穿。閥式避雷器型號選擇FS4-10GY。NO.2變電所防雷要求與配電所基本一致。變電所避雷器型號選擇分為高壓部分和低壓部分。高壓部分選擇FS4-10GY型閥式避雷器低壓部分選擇FS-0.38型低壓閥式避本設計中配電系統(tǒng)的接地采用TN-C系統(tǒng)，整個系

43、統(tǒng)中的中性線N與保護線PE是 合一的，如下圖所示，在這種系統(tǒng)中由于電氣設備的外殼接到保護中性線PEN上，當一相絕緣損壞與外殼相連，則由該相線，設備外殼，保護中性線形成閉合回路。這時，電流值一般說是比較大的，從而引起保護電器動作使故障設備脫離電源。TN-C系統(tǒng)由于是將保護線與中性線合一的，所以通常適用于三相負荷比較平衡而且單相負荷 比較小的場所。9 結(jié)論本論文根據(jù)變電站的設計原則，圍繞10KV景觀變電站設計這一課題展開設計，主 要完成的設計工作：1）針對煤礦供電負荷的用電需求情況，用需用系數(shù)法進行了負荷計算。并以此 對主變壓器進行選擇，并進行無功補償。同時也為短路計算提供了依據(jù)。2）根據(jù)變電站主

44、接線的設計原則，對變電站的主接線進行了設計；高壓10KV側(cè)采用單母線分段，低壓側(cè)0.4KV的母線采用單母線分段接線形式。3）用標幺值對供電系統(tǒng)進行了短路電流計算，為電氣設備的選擇及校驗提供了 數(shù)據(jù)。4）按安裝地點、運行環(huán)境和使用要求對電氣設備的規(guī)格型號進行了選擇，并對 他們進行了動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定等方面的校驗。這次設計是我對過去四年的學習作了一次全面的總結(jié)，使理論知識和實踐得到了 有機的結(jié)合。雖然只有短短的幾個月，但是學到了很多知識，同時又認識到自己實際 經(jīng)驗的匱乏，檢查發(fā)現(xiàn)設計34 / 43中有很多漏洞，雖盡力修正，仍存在不完善的地方，請各 位老師給予批評指正。通過本次設計深感自己知識的有限，在今后的學習和工作中， 一定更加努力。10 致謝此畢業(yè)設計設計無論難度還是強度都是目前所有完成題目中較難的， 在一個新的 起點對我們進行了考驗。無論是WOR的排版、CAD的繪制、高密度的計算、繁復的原 件查詢都對我學習的各方面進行了深入的考驗，也讓我對團隊合作有了一個嶄新的認 識，因為我得到了諸多同學和老師的幫助，在此深