工廠35KV總降壓變電所設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、年4月19日工廠35KV總降壓變電所設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 姓 名 ： 學(xué) 習(xí) 形 式 ：函 授 站 ：專 業(yè) ：電氣工程及其自動(dòng)化級(jí) 別 ：學(xué) 號(hào) ：指 導(dǎo) 教 師 ：年九月十三日大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)（論文）題目：工廠35kV總降壓變電所設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)年級(jí)： 學(xué)習(xí)形式：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容：高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)（根據(jù)供電部門(mén)提供的資料，選擇本廠最優(yōu)供電電壓等級(jí)）總降壓變電所設(shè)計(jì)主接線設(shè)計(jì)短路電流計(jì)算主要電器設(shè)備選擇主要設(shè)備（主變壓器）繼電保護(hù)設(shè)計(jì)配電裝置設(shè)計(jì)防雷接地設(shè)計(jì)（只要求方案）設(shè)計(jì)成果設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)圖紙二張總降壓

2、變電站電氣主接線圖主變壓器繼電保護(hù)展開(kāi)圖專題（子課題）題目： 內(nèi)容：設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師：（簽字） 主管教學(xué)院長(zhǎng)：（簽字） 9 月 13日 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)某廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料1、全廠用電設(shè)備情況負(fù)荷大小用電設(shè)備總安裝容量：6630kW計(jì)算負(fù)荷（10kV側(cè)）有功：4522 kW 無(wú)功：1405kVar各車(chē)間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表81負(fù)荷類型本廠絕大部分用電設(shè)備均屬長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)荷，要求不間斷供電。停電時(shí)間超過(guò)兩分鐘將造成產(chǎn)品報(bào)廢；停電時(shí)間超過(guò)半小時(shí)，主要設(shè)備，電爐將會(huì)損壞；全廠停電將造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，故主要車(chē)間及輔助設(shè)施均為I類負(fù)荷。(3) 本廠為三班工作制，全年工作時(shí)數(shù)8760小時(shí)，最大負(fù)荷利

3、用小時(shí)數(shù)5600小時(shí)。全廠負(fù)荷分布，見(jiàn)廠區(qū)平面布置圖。（圖81）表81 全廠各車(chē)間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)車(chē)間名稱負(fù)荷類型計(jì)算負(fù)荷Pjs(kW)Qjs(kVar)Sjs(kVA)123456789空氣壓縮車(chē)間熔制成型（模具）車(chē)間熔制成型（熔制）車(chē)間后加工（磨拋）車(chē)間后加工（封接）車(chē)間配料車(chē)間鍋爐房廠區(qū)其它負(fù)荷（一）廠區(qū)其它負(fù)荷（二）共計(jì)同時(shí)系數(shù)全廠計(jì)算負(fù)荷IIIIIIIII-IIIII-III78056059065056036042040044047609545221801501702201501001101682001448971405800580614686580374434434483498547

4、35.242、電源情況工作電源本廠擬由距其5公里處的A變電站接一回架空線路供電，A變電站110kV母線短路容量為1918MVA，基準(zhǔn)容量為1000 MVA，A變電站安裝兩臺(tái)SFSLZ131500kVA110kV三圈變壓器，其短路電壓U高中=10.5%，U高低=17%，U低中=6%。詳見(jiàn)電力系統(tǒng)與本廠聯(lián)接圖（圖82）。圖81 廠區(qū)平面布置示意圖 82 電力系統(tǒng)與本廠聯(lián)接示意圖供電電壓等級(jí)，由用戶選用35kV或10kV的一種電壓供電。最大運(yùn)行方式：按A變電站兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行考慮。最小運(yùn)行方式：按A變電站兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行考慮。備用電源擬由B變電站接一回架空線作為備用電源。系統(tǒng)要求，只有在工作電源

5、停電時(shí)，才允許備用電源供電。功率因數(shù)供電部門(mén)對(duì)本廠功率因數(shù)要求值為：當(dāng)以35kV供電時(shí)，cos=0.9當(dāng)以10kV供電時(shí)，cos=0.95電價(jià)供電局實(shí)行兩部電價(jià)。基本電價(jià)：按變壓器安裝容量每1千伏安每月4元計(jì)費(fèi)。電度電價(jià)：35kV =0.05元kWh 10kV =0.06元kWh線路的功率損失在發(fā)電廠引起的附加投資按每千瓦1000元。前 言電力工業(yè)對(duì)中國(guó)社會(huì)主義建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活影響很大，因此，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，保證安全供電是從事電力設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。電氣設(shè)備除要承受正常工作電壓、電流外，還要承受異常和故障情況下的過(guò)電壓、大電流的沖擊。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中可能發(fā)生各種故障或出現(xiàn)各種不

6、正常運(yùn)行狀態(tài)，從而在電力系統(tǒng)中引發(fā)事故，故障一旦發(fā)生，能迅速而有選擇性切除故障單元，是保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效方法之一。本次設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理等專業(yè)學(xué)科的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際對(duì)35kV變電站電氣部分供電方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性、可靠性的綜合比較，著重對(duì)電氣主接線的選擇、短路電流的計(jì)算、設(shè)備的選型及保護(hù)配置、原理、整定計(jì)算進(jìn)行闡述，掌握一次設(shè)備選擇、了解地方變電站接線方式以及繪制變電站的主接線圖、保護(hù)回路二次接線等，本次設(shè)計(jì)也旨在加強(qiáng)和提高電力系統(tǒng)一次設(shè)備的運(yùn)行和技術(shù)管理水平，我經(jīng)過(guò)對(duì)三年學(xué)習(xí)進(jìn)行總結(jié)和應(yīng)用，在本次設(shè)計(jì)中找到一個(gè)理論聯(lián)系實(shí)際的

7、切入點(diǎn)，提高了本人的業(yè)務(wù)水平，以便在生產(chǎn)過(guò)程中更好地解決實(shí)際問(wèn)題，保證設(shè)備安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于時(shí)間倉(cāng)促和本人水平有限，在設(shè)計(jì)中存在不少錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師提出寶貴意見(jiàn)，謝謝！目 錄 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和內(nèi)容 7第二章 高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7第一節(jié) 概述8第二節(jié) 主接線設(shè)計(jì)的原則8第三節(jié) 供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 8第三章 總降壓變電所的設(shè)計(jì) 21第一節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì) 21第二節(jié) 短路電流計(jì)算 22第三節(jié) 主要電氣設(shè)備選擇 30第四節(jié) 配電裝置設(shè)計(jì)37第五節(jié) 主變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)39第六節(jié) 防雷接地設(shè)計(jì)48摘要本次經(jīng)過(guò)對(duì)35kV總降壓站繼電保護(hù)及主接線的設(shè)計(jì)，對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié)和應(yīng)用，提高了

8、我的專業(yè)技術(shù)水平，使我在以后的生產(chǎn)過(guò)程中能更好地理論聯(lián)系實(shí)際，保證了設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)鍵詞 35kV 變電站 設(shè)計(jì)第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和內(nèi)容經(jīng)過(guò)三年的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，加深了我對(duì)專業(yè)知識(shí)的鞏固和提高，為了對(duì)專業(yè)知識(shí)有更深一步的了解和認(rèn)識(shí)，經(jīng)過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)加強(qiáng)對(duì)發(fā)供電電氣設(shè)備設(shè)計(jì)的選擇原則、設(shè)計(jì)方案、接線方式、設(shè)備選型、保護(hù)配置及安全接地保護(hù)的認(rèn)識(shí)與了解，運(yùn)用所學(xué)的基本理論知識(shí)，獨(dú)立地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，以達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的。第二章 高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述高壓供配電裝置的設(shè)計(jì)主要以安全、可靠運(yùn)行為原則，同時(shí)兼顧運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與靈活性。因此，主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各個(gè)方

9、面的因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。一、可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求；二、靈活性：電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換；三、經(jīng)濟(jì)性：主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理，主要從以下幾方面考慮：投資省，占地面積少，電能損耗少。 根據(jù)提供的設(shè)計(jì)資料，本變電所有兩路電源，正常運(yùn)行時(shí)一路運(yùn)行一路備用。全所9回出線有7回為類負(fù)荷，且對(duì)供電可靠性要求較高，停電時(shí)間超過(guò)兩分鐘即會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)廢，停電時(shí)間超過(guò)半小時(shí)主要設(shè)備、鍋爐將會(huì)損壞；全廠停電將造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。本廠為三班工作制，全年工作時(shí)數(shù)8760小時(shí)，最大負(fù)

10、荷利用小時(shí)數(shù)5600小時(shí)。另外，備用電源由B變電站引入，要求只有在工作電源停電時(shí)才允許備用電源供電。供電局實(shí)行兩部電價(jià)：基本電價(jià)按變壓器安裝容量每千伏安每月4元，電度電價(jià)：35kV按0.05元/kWh，10kV按0.06元/kWh。計(jì)費(fèi)；線路功率損失在發(fā)電廠引起的附加投資按每千瓦1000元計(jì)算。第二節(jié) 主接線設(shè)計(jì)的原則主接線的設(shè)計(jì)，必須結(jié)合電力系統(tǒng)、發(fā)電廠和變電所的具體情況，全面總結(jié)分析，經(jīng)過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較，合理地選擇主接線方案。電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)，執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策、技術(shù)規(guī)定，從全局出發(fā)，結(jié)合工程的實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、等各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧

11、運(yùn)行和檢修的方便，盡可能地就地取材，節(jié)省投資。第三節(jié) 供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案一、供電方案的擬定本所電源進(jìn)線可為35kV或10kV的兩路，按照要求正常情況下一路運(yùn)行，一路備用。配電母線為10kV，負(fù)荷出線有9回，且對(duì)供電可靠性要求較高，停電時(shí)間超過(guò)兩分鐘即會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)廢，因此考慮配電母線采用單母線分段接線，為了提高供電可靠性，10kV擬采用成套開(kāi)關(guān)柜單層布置。而對(duì)于電源進(jìn)線，則可取兩路35kV、兩路10kV一路35kV一路10kV，為此得出了三種不同的方案。1、方案一:工作電源與備用電源均采用35kV電壓供電。在這個(gè)方案中，總降壓變電所內(nèi)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。工廠總降壓變電所的高壓側(cè)接線方式可采用單母線

12、分段接線和內(nèi)橋接線。顯然，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上比較，內(nèi)橋接線優(yōu)于單母線分段接線，故采用內(nèi)橋接線作為本方案的接線方式。2、方案二:工作電源與備用電源均采用10kV電壓供電，兩路電源進(jìn)線均采用斷路器控制。3、方案三:工作電源采用35kV電壓供電，用架空線路引入總降壓變電所，裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。備用電源采用10kV電壓供電，35kV降壓后接在10kV的一段配電母線上，備用電源接在10kV的另一段配電母線上。三個(gè)方案的主接線圖如下：方案分析比較工廠供電設(shè)計(jì)不但要滿足生產(chǎn)工藝提出的各項(xiàng)具體要求，保證安全可靠的供電，而且應(yīng)力求經(jīng)濟(jì)合理,投資少，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。對(duì)此，需要對(duì)上述三個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)

13、合理的最佳方案。技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較一般包括技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)計(jì)算和有色金屬消耗量三個(gè)方面。方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分析（1）方案一 工作電源和備用電源均采用35kV供電優(yōu)點(diǎn)：供電電壓高，線路功率損耗少，電壓損失小，調(diào)壓?jiǎn)栴}易解決，要求的功率因數(shù)值低，所需補(bǔ)償容量小，可減少投資，供電的安全可靠性較高。缺點(diǎn)：工廠內(nèi)要設(shè)總降壓變電所，占用的土地面積多，總降壓變電所要裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，投資及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。（2）方案二 工作電源和備用電源均采用10 kV供電優(yōu)點(diǎn)：工廠內(nèi)不設(shè)主變壓器，能夠簡(jiǎn)化接線，降低了投資及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)。工廠內(nèi)不設(shè)總降壓變電所，能夠減少占地面積，減少管理人員及維護(hù)工作量。缺點(diǎn)：供電電壓低，線路的功率損耗

14、增大，電壓損失也大，要求的功率因數(shù)值高，需增加補(bǔ)償裝置及相關(guān)的投資，工廠內(nèi)設(shè)總配電所，供電的安全可靠性不如35kV。（3）方案三 工作電源采用35kV供電，備用電源采用10kV供電。本方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)介于方案一和方案三之間?？墒怯捎谠假Y料要求兩路電源正常時(shí)只用一路供電，工作電源停運(yùn)時(shí)方用備用電源供電。因此該方案較好，因?yàn)閭溆秒娫垂╇姇r(shí)間較少，因此該方案既能滿足供電可靠性要求，投資也相對(duì)較少。1、技術(shù)指標(biāo)計(jì)算1.1方案一 根據(jù)全廠計(jì)算負(fù)荷為4735.24kVA，考慮原始資料要求兩路電源正常時(shí)只用一路供電，工作電源停運(yùn)時(shí)方用備用電源供電，本方案選用5000 kVA的變壓器兩臺(tái)，型號(hào)為SJL15

15、00035，電壓為3510kV，查表得到變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)：空載損耗P0=6.9kW ，短路損耗Pk=45kW阻抗電壓Uk% =7 ， 空載電流I0% =1.1 變壓器的有功功率損耗Pb=nP0 +Pk(Sjs/Sbe)2n （n為變壓器臺(tái)數(shù)）已知：n=2 （正常運(yùn)行時(shí)備用變壓器充電備用）；Sjs=4735.24kVA ；Sbe=5000 kVA 因此，變壓器的有功損耗Pb=26.9 +45(4735.24/5000)2=54kW變壓器的無(wú)功功率損耗Qb=n(I0%100)Sbe+(1/n) (Uk%100) Sbe (Sjs/Sjb)2= 2（1.1100）5000+（7 100）5000

16、 (4735.24/5000)2=424kVar一臺(tái)變壓器運(yùn)行的有功損耗=PbP0=54-6.9=47 kW一臺(tái)變壓器運(yùn)行的無(wú)功損耗=Qb-1.1/100*5000=424-55=369 kVar35kV線路的功率：Pjs=Pjs+PbP0=4522+54-6.9=4569kWQjs=Qjs+Qb-1.1/100*5000=1405+424-55=1774 kVarSjs=4901kVAIjs=Sjs（Ue1）= 4901（35）=80.9A35kV線路的功率因數(shù)：cos= PjsSjs= 45694901=0.93導(dǎo)線在運(yùn)行中，因其中有電流流過(guò)，將使導(dǎo)線溫度升高。溫度過(guò)高，將會(huì)降低導(dǎo)線的機(jī)械

17、強(qiáng)度，加大導(dǎo)線接頭處的接觸電阻，增大導(dǎo)線的弧垂。為保證導(dǎo)線在運(yùn)行中不致過(guò)熱，要求導(dǎo)線的最大負(fù)荷電流必須小于導(dǎo)線的允許載流量，即IjsIux 。按照國(guó)家電線產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，經(jīng)過(guò)查表，35kV線路選用LGJ35鋼芯鋁絞線架設(shè)，幾何均距確定為2.5米。查表得：r0=0.85km ,x0=0.417km 。工作電源電壓損失：u1=（r0 PjsL1+ x0 QjsL1）Ue1 (L=5 km) =（0.85 45695+ 0.41717745）35 = 0.66 kVu1355%=1.75 kV ，電壓損失合格。備用電源電壓損失：u2=（r0 PjsL2+ x0 QjsL2）Ue1 (L=7 km)

18、 =（0.85 45697+ 0.41717747）35= 0.92 kVu2355%=1.75 kV ，電壓損失合格。方案二 根據(jù)全廠計(jì)算負(fù)荷Sjs=4735.24kVA，能夠計(jì)算出10kV線路的負(fù)荷電流Ijs=Sjs/（Ue2）=4735.24/（10）=273A它的功率因數(shù)：cos= PjsSjs=4522/4735.24=0.95根據(jù)導(dǎo)體的發(fā)熱條件，10kV線路選用LGJ70鋼芯鋁絞線架設(shè)，幾何均距確定為1.5米。查表得：r0=0.46km ,x0=0.365km 。電壓損失：u1=（r0 PjsL+ x0 QjsL）Ue2 (L=5 km) =（0.46 45225+ 0.36514

19、055）10 = 1.3 kV電壓損失過(guò)大，為了降低電壓損失，10kV線路考慮選用LGJ120的鋼芯鋁絞線架設(shè)。查表得：r0=0.27km ,x0=0.335km電壓損失為：u1=（r0 PjsL+ x0 QjsL）Ue2 (L=5 km) =（0.27 45225+ 0.33514055）10= 0.85 kV同理：u2=（0.27 45227+ 0.33514057）10=1.18 kVu2u1105%=0.5 kV ，電壓損耗依然偏高。只有經(jīng)過(guò)提高供電側(cè)電壓才能保證供電電壓。1.2.方案三 正常運(yùn)行時(shí)以35kV單回路供電，10kV線路作為備用電源。根據(jù)全廠計(jì)算負(fù)荷為4735.24kVA，

20、廠內(nèi)總降壓變電所設(shè)一臺(tái)容量為5000 kVA的主變壓器，型號(hào)為SJL15000/35 ，查表得到變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)：空載損耗P0=6.9kW ，短路損耗Pk=45kW阻抗電壓Uk% =7 ， 空載電流I0% =1.1 變壓器的有功功率損耗Pb=nP0 +Pk(Sjs/Sbe)2n （n為變壓器臺(tái)數(shù)）已知：n=1 ；Sjs=4735.24kVA ；Sbe=5000 kVA 因此，Pb=16.9 +45(4735.24/5000)2=47kW變壓器的無(wú)功功率損耗Qb=n(I0%100)Sbe+(1/n) (Uk%100) Sbe (Sjs/Sjb)2= 1（1.1100）5000+（7 100）

21、5000 (4735.24/5000)2= 369kVar35kV線路的功率：Pjs=Pjs+Pb=4522+47=4569 kWQjs=Qjs+Qb=1405+369=1774 kVarSjs=4901kVAIjs=Sjs（Ue1）= 4901（35）=80.9A35kV線路的功率因數(shù)：cos= PjsSjs= 45694901=0.93導(dǎo)線在運(yùn)行中，因其中有電流流過(guò)，將使導(dǎo)線溫度升高。溫度過(guò)高，將會(huì)降低導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度，加大導(dǎo)線接頭處的接觸電阻，增大導(dǎo)線的弧垂。為保證導(dǎo)線在運(yùn)行中不致過(guò)熱，要求導(dǎo)線的最大負(fù)荷電流必須小于導(dǎo)線的允許載流量，即IjsIux 。按照國(guó)家電線產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，經(jīng)過(guò)查表

22、，35kV線路選用LGJ35鋼芯鋁絞線架設(shè)，幾何均距確定為2.5米。查表得：r0=0.85km ,x0=0.417km 。35kV工作電源電壓損失：u1=（r0 PjsL1+ x0 QjsL1）Ue1 (L=5 km) =（0.85 45695+ 0.41717745）35 = 0.66 kVu1355%=1.75 kV ，電壓損失合格。10kV備用線路僅考慮一級(jí)負(fù)荷之用，一級(jí)計(jì)算負(fù)荷為3868.5kVA ，可計(jì)算出10kV備用線路的負(fù)荷電流IjsIjs=Sjs/（Ue）=3868.5/（10）=223.35 A按導(dǎo)體的發(fā)熱條件選用LGJ120鋼芯鋁絞線架設(shè)，幾何均距確定為1.5米，查表得每公

23、里的電阻值r0=0.27,每公里的電抗值x0=0.335 ?？捎?jì)算出 10kV備用線路的電壓損失：u2=（r0 PjsL+ x0 QjsL）ue2 (L=7 km) =（0.27 37247+ 0.3351047.67）10 = 0.95kV要求電壓損失為：105%=0.5 kV ，作為備用電源由于所用時(shí)間少，基本滿足要求；另外也可經(jīng)過(guò)提高供電側(cè)電壓來(lái)保證。經(jīng)過(guò)對(duì)三個(gè)方案的技術(shù)指標(biāo)分析計(jì)算，可知：方案一 ：供電可靠，運(yùn)行靈活，線路損失小，但因裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器和三臺(tái)35kV斷路器，致使投資增大。方案二 ：工作及備用電源均采用10kV，無(wú)須裝設(shè)主變壓器，投資小，但線路損耗大，電壓損失嚴(yán)重，無(wú)法滿足

24、一級(jí)負(fù)荷長(zhǎng)期正常運(yùn)行的要求，故不予考慮。方案三 ：介于方案一和方案二之間，正常運(yùn)行時(shí)，線路損耗低，電壓損失小，能滿足一級(jí)負(fù)荷長(zhǎng)期正常運(yùn)行的要求。35kV線路故障或檢修時(shí)，10kV備用線路運(yùn)行期間，電壓損失較大，但這種情況較少，且時(shí)間不長(zhǎng)，從設(shè)備投資來(lái)看，方案三比喻案一少一臺(tái)主變壓器和兩臺(tái)35kV斷路器，投資降低。至于備用線路電壓損失問(wèn)題，可采用適當(dāng)提高線路導(dǎo)線截面的辦法來(lái)降低電壓損失或適當(dāng)提高供電側(cè)電壓。因此，將方案一與方案三再作進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)計(jì)算比較。經(jīng)濟(jì)計(jì)算經(jīng)濟(jì)計(jì)算包括基本建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)兩大項(xiàng)?；ㄍ顿YZ基建投資一般采用供配電系統(tǒng)中各主要設(shè)備從訂貨到安裝完成所需的全部工程費(fèi)用的綜合投資指

25、標(biāo)表示。所謂綜合投資，包括設(shè)備本體價(jià)值、輔助設(shè)備及配件材料費(fèi)和設(shè)備的試驗(yàn)調(diào)試費(fèi)用、土建及安裝費(fèi)用，也包括設(shè)備的運(yùn)輸費(fèi)。年運(yùn)行費(fèi)用F年運(yùn)行費(fèi)是指設(shè)備投入運(yùn)行后維持正常運(yùn)行每年所付出的費(fèi)用，一般包括以下四項(xiàng)：設(shè)備的折舊費(fèi)用Fz ；設(shè)備維護(hù)管理費(fèi)Fw；年電能損耗費(fèi)用FA；年基本電價(jià)費(fèi)FJ。整個(gè)供電系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)F=Fz+Fw+FA+FJ 。方案一和方案三的基建投資和年運(yùn)行費(fèi)見(jiàn)表14，經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表5。表1 方案一的投資費(fèi)Z1項(xiàng)目說(shuō)明單價(jià)（萬(wàn)元）數(shù)量費(fèi)用 （萬(wàn)元）線路綜合投資LGJ351.005+712.00變壓器綜合投資SJL15000/357.00214.0035kV斷路器SW235/10002.0

26、636.18電壓互感器及避雷器JDJJ-35+FZ-350.9221.84功率損耗引起附加投資3Ijs2r0L10-3+Pb1000元/kW137.4513.745合計(jì)47.765表2 方案一的年運(yùn)行費(fèi)F1項(xiàng)目說(shuō)明費(fèi)用 （萬(wàn)元）線路折舊費(fèi)按線路投資的3.4%計(jì)算0.41線路維護(hù)費(fèi)按線路折舊費(fèi)的100%計(jì)算0.41變電設(shè)備折舊費(fèi)按投資的5.8%計(jì)算1.28變電設(shè)備維修費(fèi)按投資的5.8%計(jì)算1.28線路電能損耗Fx=380.920.85556000.0510-310-42.34變壓器電能損耗Fb=26.98760+45（4985/5000）256000.0510-41.85基本電價(jià)費(fèi)用500012

27、410-424合計(jì)31.57表3 方案三的投資費(fèi)Z3項(xiàng)目說(shuō)明單價(jià) （萬(wàn)元）數(shù)量費(fèi)用 （萬(wàn)元）線路綜合投資LGJ-35+LGJ-1201.00+1.355+714.45變壓器綜合投資SJL15000/357.0017.0035kV斷路器SW235/10002.0612.06電壓互感器及避雷器JDJJ-35+FZ-350.9210.92功率損耗引起附加投資3Ijs2r0L10-3+ Pb1000元/kW130.4513.045合計(jì)37.475表4 方案三的年運(yùn)行費(fèi)F3項(xiàng)目說(shuō)明費(fèi)用 （萬(wàn)元）線路折舊費(fèi)按線路投資的3.4%計(jì)算0.49線路維護(hù)費(fèi)按線路折舊費(fèi)的100%計(jì)算0.49變電設(shè)備折舊費(fèi)按投資的5

28、.8%計(jì)算0.58變電設(shè)備維修費(fèi)按投資的5.8%計(jì)算0.58線路電能損耗Fx=380.920.85556000.0510-310-42.34變壓器電能損耗Fb=6.98760+45（4985/5000）256000.0510-41.55基本電價(jià)費(fèi)用500012410-424.00合計(jì)30.03表5 方案一與方案三的經(jīng)濟(jì)比較費(fèi)用 方案方案一方案三差額（萬(wàn)元）投資Z（萬(wàn)元）47.76537.47510.3年運(yùn)行費(fèi)F（萬(wàn)元）31.5730.031.54由經(jīng)濟(jì)計(jì)算比較結(jié)果可知，方案三的綜合投資及年運(yùn)行費(fèi)均低于方案一。從供電的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，決定采用方案三，即正常運(yùn)行時(shí)以35kV單回路供

29、電，備用電源采用10kV線路供電。第三章 總降壓變電所的設(shè)計(jì)第一節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)對(duì)以上資料的分析及方案的比較，為了滿足保證供電可靠、調(diào)度靈活及各項(xiàng)技術(shù)要求，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持安全可靠與經(jīng)濟(jì)適用的前提下。10kV配電系統(tǒng)采用單母線分段接線以提高供電可靠性?？傮w來(lái)說(shuō)，本次設(shè)計(jì)根據(jù)前面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選擇方案三，正常運(yùn)行時(shí)采用35kV供電，35kV供電系統(tǒng)故障或檢修時(shí)，采用10kV備用電源系統(tǒng)供電。10kV配電系統(tǒng)采用上述的單母線分段接線。為此，所選定的主接線（見(jiàn)電氣主接線圖）具有如下特點(diǎn)：1、總降壓變電所設(shè)一臺(tái)主變壓器，型號(hào)為SJL1

30、5000/35。以35kV架空線從電力網(wǎng)中引入作為工作電源。在變壓器的高壓側(cè)裝設(shè)一臺(tái)SW235型少油斷路器，便于變電所的控制和維修。2、主變壓器低壓側(cè)經(jīng)少油斷路器（型號(hào)為SN1010）接在10kV母線的一個(gè)分段上。另一路以10kV架空線引入作為備用電源，也經(jīng)少油斷路器（型號(hào)為SN1010）接在10kV母線的另一個(gè)分段上。3、總降壓變電所的10kV側(cè)采用單母線分段接線，選用LMY型硬鋁母線，用10kV少油斷路器將母線分段。4、各車(chē)間的一級(jí)負(fù)荷都由兩段母線供電，以提高供電的可靠性。5、根據(jù)規(guī)定，備用電源只有在主電源停運(yùn)及主變壓器故障或檢修時(shí)，才能投入使用。因此，在正常運(yùn)行方式下，主變壓器兩側(cè)開(kāi)關(guān)合

31、上，10kV母線分段開(kāi)關(guān)合上，備用電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。在備用電源開(kāi)關(guān)上裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置（APD），當(dāng)工作電源故障時(shí)，自動(dòng)投入備用電源，保證一級(jí)負(fù)荷車(chē)間的正常供電。6、主變壓器檢修時(shí)，只需合上10kV備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)，就可實(shí)現(xiàn)一級(jí)負(fù)荷車(chē)間的正常供電。第二節(jié) 短路電流計(jì)算對(duì)擬訂的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。 一、短路點(diǎn)的確定 為了選擇高壓電氣設(shè)備，整定繼電保護(hù)，需要計(jì)算總降壓變電所35kV側(cè)、10kV母線以及廠區(qū)高壓配電線路末端（即車(chē)間變電所高壓側(cè)）的短路電流。可是，由于工廠廠區(qū)不大，總降壓變電所到最遠(yuǎn)的車(chē)間距離不過(guò)幾百米，因此，10kV母線與10kV配電線路末端的短路電

32、流差別較小。故只計(jì)算主變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)兩邊的短路電流，即短路點(diǎn)確定在主變壓器的高低壓兩側(cè)（如圖1示）。二、短路電流計(jì)算圖1 短路電流計(jì)算接線圖1、短路電流計(jì)算等值電路圖（1）基本等值電路：（2）最大運(yùn)行方式的等值電路圖：（3）最小運(yùn)行方式的等值電路圖：2、短路電流計(jì)算計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值 設(shè)基準(zhǔn)容量為Sj =1000MVA，基準(zhǔn)電壓 Uj1=37kV，Uj2=10.5kV，根據(jù)已知條件就能夠求出元件的電抗標(biāo)么值：電源：三圈變壓器：（計(jì)算時(shí)按正值計(jì)算）線路：變壓器（雙線圈）：計(jì)算d1點(diǎn)短路電流（35kV側(cè)）最大運(yùn)行方式下：短路電流Id1短路電流有效值標(biāo)么值最大運(yùn)行方式下d1點(diǎn)短路電流：最大

33、運(yùn)行方式下d1點(diǎn)短路沖擊電流：最大運(yùn)行方式下d1點(diǎn)短路沖擊電流有效值：最大運(yùn)行方式下短路容量：最小運(yùn)行方式下：短路電流Id1短路電流有效值標(biāo)么值最小運(yùn)行方式下d1點(diǎn)短路電流：最小運(yùn)行方式下d1點(diǎn)短路沖擊電流：最小運(yùn)行方式下d1點(diǎn)短路沖擊電流有效值：最小運(yùn)行方式下d1點(diǎn)短路容量：計(jì)算d2點(diǎn)短路電流（10kV側(cè)）最大運(yùn)行方式下：短路電流Id2短路電流有效值標(biāo)么值最大運(yùn)行方式下d2點(diǎn)短路電流：最大運(yùn)行方式下d2點(diǎn)短路沖擊電流：最大運(yùn)行方式下d2點(diǎn)短路沖擊電流有效值：最大運(yùn)行方式下d2點(diǎn)短路容量：最小運(yùn)行方式下：短路電流Id2短路電流有效值標(biāo)么值最小運(yùn)行方式下d2點(diǎn)短路電流：最小運(yùn)行方式下d2點(diǎn)短路沖

34、擊電流：最小運(yùn)行方式下d2點(diǎn)短路沖擊電流有效值：最小運(yùn)行方式下d2短路容量：三、短路電流計(jì)算結(jié)果表序號(hào)短路點(diǎn)運(yùn)行 方式短路電流Id（kA）I（kA）沖擊電流ic（kA）短路容量Sd（MVA）135kVd1最大4.1910.7269最小2.857.27183210kVd2最大3.17.9156最小2.87.1451第三節(jié) 主要電氣設(shè)備選擇一、設(shè)備選擇概述正確地選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)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)、新工藝，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。電器要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并

35、按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。三、35kV側(cè)高壓電氣設(shè)備的選擇其主要設(shè)備包括：高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、電流互感器和避雷器。1、35kV斷路器選擇（1）、高壓斷路器的選擇及校驗(yàn)原則 高壓斷路器的選擇主要考慮以下五個(gè)方面： 斷路器種類和型式的選擇一般35kV回路的斷路器多選用少油斷路器，也可用多油斷路器或真空斷路器。額定電壓選擇UN UNS額定電流選擇IN Imax開(kāi)斷電流選擇高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流INbr，不應(yīng)小于實(shí)際開(kāi)斷瞬間的短路次暫態(tài)電流I/INbr I 短路關(guān)合電流選擇為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷 路器的額定關(guān)合電流iNc1不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值iimiNc1 i

36、im斷路器的校驗(yàn)則需要校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定： 熱穩(wěn)定校驗(yàn)It2t Qk 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)ies iim（2）35kV斷路器的選擇主變35kV供電回路最大持續(xù)工作電流為IN=SN/（UN） =5000/（35）=82.48（A） 根據(jù)規(guī)定，在發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、變壓器回路一般考慮1.05倍的額定電流，因此 Imax =1.05 IN=1.0582.48=86.6（A）UN=35kV根據(jù)35kV斷路器的UN 、Imax及安裝在屋外的要求，查表，可選擇SW2-35/600型斷路器。取短路計(jì)算時(shí)間tk=4s根據(jù)上面計(jì)算出的短路電流值為：I=I2s=I4s= I.=4.2（kA） iC=10.7（kA）短路電流周

37、期分量的熱效應(yīng)QpQp= tk/12（I2+10 Itk/2 2 + Itk 2） =4（4.2 2+10 4.2 2+ 4.2 2）/12 =70.56（kA）2s由于設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定：遠(yuǎn)離發(fā)電廠的變電所和配電網(wǎng)無(wú)需考慮非周期分量的影響，故不計(jì)非周期熱效應(yīng)。因此短路電流引起的熱效應(yīng)Qk= Qp=70.56（kA）2s下表中列出了斷路器的有關(guān)參數(shù)，并與計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。斷路器選擇結(jié)果表計(jì)算數(shù)據(jù)SW2-35/600斷路器UNs35（kV）UN35（kV）Imax86.6（A）IN600（A）I4.2（kA）INbr6.6（kA）iim10.7（kA）iNc117（kA）Qk70.56 （kA）2sI

38、t2.t6.624=174.24（kA）2siim10.7（kA）ies17（kA）Sd269（MVA）SN400（MVA）由選擇結(jié)果可見(jiàn)各項(xiàng)條件均能滿足，故所選SW2-35/600型少油斷路器合格。2、35kV隔離開(kāi)關(guān)選擇隔離開(kāi)關(guān)是發(fā)電廠中常見(jiàn)的電器，它能夠在電氣設(shè)備檢修時(shí)，將被檢修設(shè)備與電源電壓隔離，以保證檢修的安全；也能夠與斷路器配合使用，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠的倒閘操作；還能夠分合一些小電流電路。其選擇及校驗(yàn)原則如下：種類和形式的選擇一般35kV及以上的屋外中型配電裝置多采用三柱式隔離開(kāi)關(guān)。額定電壓選擇UN UNS額定電流選擇IN Imax（4） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)It2t Qk（5） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

39、ies Iim由于選擇的隔離開(kāi)關(guān)為總降壓變電所主變壓器回路隔離開(kāi)關(guān)，因此其最大持續(xù)工作電流Imax和短路電流引起的熱效應(yīng)Qk與上述選擇斷路器時(shí)相同，即UNS=35（kV）Imax=86.6（A）Qk= 70.56（kA）2s根據(jù)總降壓變電所主變壓器回路隔離開(kāi)關(guān)的UNS 、Imax及安裝在屋外的要求，查表，可選擇GW5-35G/600-72型屋外隔離開(kāi)關(guān)。 下表中列出了隔離開(kāi)關(guān)的有關(guān)參數(shù)，并與計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。隔離開(kāi)關(guān)選擇結(jié)果表計(jì)算數(shù)據(jù)GW5-35G/600-72型隔離開(kāi)關(guān)UNs35（kV）UN35（kV）Imax86.6（A）IN600（A）Qk70.56 （kA）2sIt2.t1624=10

40、24（kA）2siim10.7（kA）ies72（kA）由表中能夠看出，所選GW5-35G/600-72型屋外隔離開(kāi)關(guān)合格。3、35kV電壓互感器的選擇電壓互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇一二次電壓應(yīng)滿足要求；應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)和使用條件選擇種類和型式；應(yīng)根據(jù)接入的測(cè)量?jī)x表、繼電器和自動(dòng)裝置等設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確度等級(jí)的要求確定準(zhǔn)確度；容量和二次負(fù)荷；接線方式，在滿足二次電壓和負(fù)荷要求的條件下，電壓互感器應(yīng)盡量采用簡(jiǎn)單接線。35kV側(cè)進(jìn)線裝設(shè)電流表3只，電壓表1只，功率表1只，有功電度表和無(wú)功電度表各1只。二次側(cè)負(fù)荷如下表所示：35kV電壓互感器二次負(fù)荷儀表名稱儀表型號(hào)電壓線圈數(shù)目每個(gè)線圈消耗功率（VA）cos負(fù)

41、荷AB相BC相PabQabPbcPbc電壓表ITI-V14.514.5功率表IDI-W20.7510.750.75有功電表DS-I21.50.380.571.390.571.39無(wú)功電表DX-I21.50.380.571.390.571.39合計(jì)6.392.781.892.78求各相負(fù)荷：Sab=6.97 VASbc=3.36 VACosab=Pab/Sab=6.39/6.97=0.92 ab=23.07Cosbc=Pbc/Sbc=1.89/3.36=0.56 bc=55.94A相負(fù)荷為：PA=1/Sabcos（ab30） =1/6.97cos（23.0730）=3.99 WQA=1/Sabs

42、in（ab30） =1/6.97sin（23.0730）=0.49 VarB相負(fù)荷為：PB=1/Sabcos（ab+30）+ Sbccos（bc30） =1/6.97cos（23.07+30）+ 3.36cos（55.9430）=4.16 WQB=1/Sabsin（ab+30）+ Sbcsin（bc30） =1/6.97sin（23.07+30）+ 3.36sin（55.9430）= 4.07 VarC相負(fù)荷為：PC=1/Sbccos（bc+30） =1/3.36cos（55.94+30）=0.14 WQC=1/Sbcsin（bc+30） =1/3.36sin（55.94+30）=1.94 V

43、ar可見(jiàn)，B相負(fù)荷較大，故應(yīng)按B相總負(fù)荷進(jìn)行選擇：SB=5.82 VA查表可選JDJJ-35型單相油浸式電壓互感器，其0.5級(jí)的二次繞組額定容量為150VA 。由于B相負(fù)荷較大，故按照B相總負(fù)荷進(jìn)行校驗(yàn)SB=5.82150/3=50 VA故所選JDJJ-35型單相油浸式電壓互感器滿足要求。4、35kV側(cè)電流互感器的選擇為便于設(shè)備的安裝、運(yùn)行、維護(hù)及檢修，35kV系統(tǒng)的電流互感器全部選擇成一致，按最大短路電流回路來(lái)校驗(yàn)。35kV側(cè)電流互感器校驗(yàn)二次負(fù)荷表儀表名稱儀表型號(hào)電流線圈數(shù)目A相B相C相VAVAVA電流表ITI-A130.1230.1230.12功率表ITI-W21.450.0581.45

44、0.058有功電表DS-120.50.020.50.02無(wú)功電表DX-120.50.020.50.02合計(jì)5.450.21830.125.450.218根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓（35kV）、最大工作電流（86.6A）和安裝地點(diǎn)的要求，查表初選LCW-35型油浸式電流互感器，因所選電流互感器除用于電流測(cè)量和繼電保護(hù)外，還用于電度計(jì)量，故應(yīng)選用0.5級(jí)，其二次負(fù)荷額定阻抗為2，互感器變比為150/5，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kes=100，熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=65 。由上表能夠看出，A、C相負(fù)荷最大，為Sn=5.45 VA，其阻抗為ra=Sn/I2n2= 5.45/52 =0.218 電流互感器接線為不完全星

45、型接線，連接線的計(jì)算長(zhǎng)度Lc=L，則SLc/（Zn2-ra-rc）=（1.7510-8100）/（2-0.218-0.1）=1.8mm2選用標(biāo)準(zhǔn)截面為2.5mm2的銅線。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：（KtIN1）2= （650.15）2=95.0670.56（kA）2s動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：IN1Kes=0.15100=21.210.7 kA故所選LCW-35型電流互感器滿足要求。四、10kV側(cè)電氣設(shè)備選擇1、變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線設(shè)備的選擇10kV側(cè)電氣設(shè)備選擇參數(shù)比較表 設(shè)備名稱型號(hào) 計(jì)算數(shù)據(jù) 斷路器SN10-10隔離開(kāi)關(guān)GN6-10T/600電壓互感器JDJ-10電流互感器LAT-10-300/5UN=10k

46、V10 kV10 kV10 kV10 kVIN=273A600A600A600A300/5Aic=7.91kA52 kA52 kA52 kA57kASk=56MVA350 MVAI2tj= 37.94 （kA）2s1632 （kA）2s （kA）2s （kA）2s900 （kA）2s根據(jù)列表比較，各種條件均滿足，故所選設(shè)備合格。10kV饋電線路設(shè)備的選擇以負(fù)荷最大的空氣壓縮車(chē)間為例，選用GG-10型高壓開(kāi)關(guān)柜，見(jiàn)下表：10kV饋電線路設(shè)備選擇參數(shù)表設(shè)備名稱計(jì)算數(shù)據(jù) 型號(hào) 斷路器SN8-10隔離開(kāi)關(guān)GN8-10電流互感器LAT-10-300/5UN=10kV10 kV10 kV10 kVIN=4

47、6A600A400A300/5Aic=7.91kA33 kA50 kA57.3kASk=56MVA200 MVAI2tj=37.94 （kA）2s11.624 （kA）2s1425 （kA）2s可見(jiàn)，所選設(shè)備合格。3、10kV母線的選擇導(dǎo)體類型的選擇10kV設(shè)備為戶內(nèi)成套配電裝置，考慮方便布置、大電流、配線合理等因素，10kV配電裝置采用硬導(dǎo)體。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面在正常情況下，各回路的持續(xù)工作電流Igmax=1.05In=1.05Sn/（Un）=1.055000/（10） =303.1 A考慮環(huán)境條件，查表得綜合校正系數(shù)K=0.88Imax= Igmax/K=303.1/0.88=344.

48、43 A查表，選用3條404mm矩形鋁導(dǎo)體，平放時(shí)允許電流為456A，S=160mm2，滿足最大持續(xù)工作電流的要求。導(dǎo)體的熱穩(wěn)定校驗(yàn)Smin=I=3.08（2/95）103=64.84160 mm2導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)導(dǎo)體截面系數(shù)W=0.167bh2=0.1670.442 =1.07cm3f =1.76ic2（1/a）10-2= 1.767.912（1/25）10-2=0.044 kg/cm得lmax= 412.6cmGG-10型高壓開(kāi)關(guān)柜一般柜寬為1米，進(jìn)線柜最寬為1.5米，因此上述校驗(yàn)滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。由于采用標(biāo)準(zhǔn)柜，故不必再選擇支持絕緣子。第四節(jié) 配電裝置設(shè)計(jì)一、配電裝置的分類及特點(diǎn)配電裝置是

49、發(fā)電廠和變電所的重要組成部分，它是根據(jù)主接線的連接方式，由開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來(lái)接受和分配電能的裝置。配電裝置按電器裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式：在現(xiàn)場(chǎng)將電器組裝而成的稱為裝配式；在制造廠預(yù)先將開(kāi)關(guān)電器、互感器等組裝成各種電路成套供應(yīng)的稱為成套式。屋外式的特點(diǎn)：土建工作量及費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；擴(kuò)建比較方便；相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；占地面積大；受外界環(huán)境影響設(shè)備運(yùn)行條件較差，須加強(qiáng)絕緣；不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。屋內(nèi)式的特點(diǎn)：允許安全凈距小和能夠分層布置而使占地面積較?。痪S修操作不受氣候影響

50、；外界環(huán)境影響較小，可減少維護(hù)工作量；房屋建筑投資大。成套配電裝置的特點(diǎn)：電器布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對(duì)地距離能夠縮小，結(jié)構(gòu)緊湊占地面積??；所有電器元件已在工廠組裝成一體，大大減少現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬遷；運(yùn)行可靠性高，維護(hù)工作量??；耗用鋼材較多，造價(jià)較高。鑒于以上配電裝置的特點(diǎn)，且負(fù)荷要求供電可靠性較高，年工作時(shí)數(shù)較長(zhǎng)，為保證安全生產(chǎn)以減小維護(hù)工作量，決定選擇屋內(nèi)成套配電裝置。第五節(jié) 主變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)一、主設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原則繼電保護(hù)裝置，就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于短路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置，其基本任

51、務(wù)是：（1）自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；（2）反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)作于發(fā)信號(hào)、減負(fù)荷或延時(shí)跳閘。因此繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)原則為：滿足四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。故障發(fā)生在任何一點(diǎn)，保護(hù)均應(yīng)有選擇性的可靠動(dòng)作，無(wú)死區(qū)。主變壓器保護(hù)配置現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，雖然結(jié)構(gòu)可靠，故障機(jī)會(huì)較少，但在實(shí)際運(yùn)行中，仍有可能發(fā)生各種類型故障和異常運(yùn)行，為了保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)地運(yùn)行，并將故障和異常運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的影響限制到最小范圍，必須根據(jù)變壓器容量大小、電壓等級(jí)等因素裝設(shè)必要的、動(dòng)作可靠性高的繼電保護(hù)裝置

52、。根據(jù)規(guī)定，容量5000kVA的變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)：瓦斯保護(hù)。電流速斷保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)。主變絕緣監(jiān)視。三、主變壓器保護(hù)展開(kāi)圖各套保護(hù)的展開(kāi)圖如下：四、主變壓器保護(hù)說(shuō)明瓦斯保護(hù)氣體保護(hù)是保護(hù)油浸式變壓器內(nèi)部故障的一種主要保護(hù)裝置。按規(guī)定，800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車(chē)間內(nèi)油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。氣體保護(hù)裝置主要由氣體繼電器構(gòu)成。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，電弧的高溫會(huì)使變壓器內(nèi)的油分解為大量的油氣體，氣體保護(hù)就是利用這種氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)采用的氣體繼電器有浮筒擋板式和開(kāi)口杯擋板式兩種型號(hào)。常見(jiàn)的開(kāi)口杯擋板式氣體繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖及工作原理示意圖如下

53、：變壓器正常運(yùn)行時(shí)，氣體繼電器容器內(nèi)充滿了油，上下開(kāi)口油杯產(chǎn)生的力矩小于平衡錘產(chǎn)生的力矩，開(kāi)口杯處于上升位置，如圖（a）所示，上下兩對(duì)干簧觸點(diǎn)處于斷開(kāi)位置。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，產(chǎn)生的氣體較少，氣體緩慢上升，聚集在氣體繼電器容器上部，使繼電器內(nèi)油面下降，上開(kāi)口油杯露出油面，上開(kāi)口油杯因其產(chǎn)生的力矩大于平衡錘的力矩而處于下降位置，上干簧觸點(diǎn)閉合，如圖（b）所示，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，稱為輕瓦斯動(dòng)作。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，產(chǎn)生大量的氣體，油汽混合物迅猛地從油箱經(jīng)過(guò)聯(lián)通管沖向油枕。在油汽混合物沖擊下，氣體繼電器擋板被掀起，使下開(kāi)口油杯下降，上下干簧觸點(diǎn)閉合，如圖（c）所示，發(fā)出跳閘信號(hào)，使變

54、壓器兩側(cè)斷路器跳閘，稱為重瓦斯。若變壓器油箱嚴(yán)重漏油，隨著氣體繼電器內(nèi)的油面逐漸下降，首先上油杯下降，從而上干簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，接著下油杯下降，從而下干簧觸點(diǎn)閉合，如圖（d）所示，發(fā)出跳閘信號(hào)，使斷路器跳閘。氣體保護(hù)的原理接線圖及氣體繼電器的安裝圖如下。從原理接線圖上可看出：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，氣體繼電器KG動(dòng)作，上觸點(diǎn)閉合，發(fā)出輕瓦斯動(dòng)作預(yù)告信號(hào)。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，氣體繼電器KG下觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)中間繼電器KM，使斷路器跳閘線圈YR動(dòng)作，斷路器跳閘，同時(shí)信號(hào)繼電器KS發(fā)出重瓦斯跳閘信號(hào)。為了避免重瓦斯動(dòng)作時(shí)，氣體繼電器因油氣混合物沖擊引起下觸點(diǎn)抖動(dòng)，利用中間繼電器觸點(diǎn)

55、1-2進(jìn)行自保持，以保證斷路器可靠跳閘。變壓器在運(yùn)行中進(jìn)行濾油、加油、換硅膠時(shí)，必須將重瓦斯保護(hù)改投信號(hào)，防止重瓦斯保護(hù)誤動(dòng)。氣體繼電器安裝圖說(shuō)明：如圖氣體繼電器安裝在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管道上。為了使變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的氣體能通暢地經(jīng)過(guò)氣體繼電器而排往油枕，要求在變壓器安裝時(shí)應(yīng)有1-1.5%傾斜度；在制造變壓器時(shí)，聯(lián)通管對(duì)油箱上蓋也應(yīng)有2-4%的傾斜度。變壓器的氣體保護(hù)動(dòng)作后，運(yùn)行人員應(yīng)立即對(duì)變壓器進(jìn)行檢查，查明原因，可在氣體繼電器頂部打開(kāi)放氣閥，用干凈的玻璃瓶收集氣體，經(jīng)過(guò)分析氣體性質(zhì)可判斷出發(fā)生故障的原因和處理要求，見(jiàn)下表：氣體繼電器動(dòng)作后的氣體分析和處理要求氣體性質(zhì)故障原

56、因處理要求無(wú)色、無(wú)臭、不可燃變壓器含有空氣允許繼續(xù)運(yùn)行灰白色、有劇臭、可燃紙質(zhì)絕緣物燒毀應(yīng)立即停電檢修黃色、難燃木質(zhì)絕緣部分燒毀應(yīng)停電檢修深灰色或黑色、易燃油內(nèi)閃絡(luò)、油質(zhì)炭化分析油樣，必要時(shí)檢修電流速斷保護(hù)。變壓器電流速斷保護(hù)的接線、工作原理與線路電流速斷保護(hù)相同。它是一種不帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)，實(shí)際中電流速斷保護(hù)常與過(guò)電流保護(hù)配合使用。當(dāng)線路發(fā)生短路，流經(jīng)繼電器的電流大于電流速斷的動(dòng)作電流時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通信號(hào)繼電器和中間繼電器，動(dòng)作發(fā)訊和使斷路器跳閘。下圖所示為變壓器定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)接線圖。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)均為兩相兩繼電器式接線。變壓器電流速

57、斷保護(hù)的動(dòng)作電流，與線路的電流速斷保護(hù)相似，應(yīng)躲過(guò)變壓器二次側(cè)母線三相短路時(shí)的最大穿越電流。變壓器電流速斷保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)，與線路速斷保護(hù)靈敏度校驗(yàn)一樣，以變壓器一次側(cè)最小兩相短路電流進(jìn)行校驗(yàn)，靈敏系數(shù)應(yīng)大于或等于2，若電流速斷保護(hù)的靈敏度不滿足要求，應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)。變壓器過(guò)電流保護(hù)裝置的接線、工作原理和線路過(guò)電流保護(hù)的接線、工作原理完全相同。變壓器過(guò)電流保護(hù)的電流整定值按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定。變壓器過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定與線路過(guò)電流保護(hù)相同，按級(jí)差原則整定。變壓器過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比二次側(cè)出線過(guò)電流保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)t ，一般取0.5-0.7秒。變壓器過(guò)電流保護(hù)的靈敏

58、度校驗(yàn)按最小運(yùn)行方式下變壓器二次側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)一次側(cè)的穿越電流校驗(yàn)。主變絕緣監(jiān)視。當(dāng)變電所出線回路較少或線路允許短時(shí)停電時(shí)，可采用無(wú)選擇性的絕緣監(jiān)視裝置作為單相接地的保護(hù)裝置。如下圖所示：在變電所每段母線上，裝設(shè)一只三相五柱式電壓互感器，在接成Y形的二次繞組上接3只相電壓表，在接成開(kāi)口三角形的二次繞組上接一只電壓繼電器。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓對(duì)稱，3只相電壓表讀數(shù)近似相等，開(kāi)口三角形繞組兩端電壓近似為零，電壓繼電器不動(dòng)作。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地相對(duì)地電壓近似為零，該相電壓表讀數(shù)近似為零，非故障相對(duì)地電壓升高3倍，非故障相的兩只電壓表讀數(shù)升高，近似為線電壓。同時(shí)，開(kāi)口三角形繞組兩端電壓也升高，近似為100V，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出單相接地信號(hào)，以便運(yùn)行人員及時(shí)處理。因此，絕緣監(jiān)視裝置又稱為零序電壓保護(hù)。運(yùn)行人員可根據(jù)接地信號(hào)和電壓表讀數(shù)，判斷哪一段母線、哪一相