總降壓變電所設計 工廠供電畢業(yè)設計

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1、摘要摘要為使工廠供電工作很好地為工業(yè)生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，本設計在大量收集資料，并對原始資料進行分析后，做出 35kV 變電所及變電系統(tǒng)電氣部分的選擇和設計，使其達到以下基本要求：1、安全 在電能的供應、分配和使用中，不發(fā)生人身事故和設備事故。2、可靠 滿足電能用戶對供電可靠性的要求。3、優(yōu)質 滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求4、經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資少，運行費用低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 此外，在供電工作中，又合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，顧全大局，適應發(fā)展。按照國家標準 GB500

2、52-95 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范 、GB50059-92 35110kV 變電所設計規(guī)范 、GB50054-95 低壓配電設計規(guī)范等的規(guī)定，工廠供電設計遵循以下原則：1、遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；遵守國家的有關規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術經(jīng)濟政策。2、安全可靠、先進合理；做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質量合格，技術先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進電氣產品。3、近期為主、考慮發(fā)展；根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到遠近結合，適當考慮擴建的可能性。4、全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負荷性質、用電容量、工程特點和地區(qū)供電

3、條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質量直接影響到工廠的生產及發(fā)展。關鍵詞：節(jié)能配電安全合理發(fā)展目錄目錄摘要摘要IABSTRACTIII1 緒論緒論11.1 設計題目11.2 設計依據(jù)11.2.1 工廠總平面布置圖（略）11.2.2 全廠各車間負荷情況匯總表。11.2.3 供用電協(xié)議。21.2.4 工廠的負荷性質31.2.5 工廠的自然條件31.3 設計任務及設計大綱31.3.1 高壓供電系統(tǒng)設計31.3.2 總變電所設計31.4 設計成果41.4.1 設計說明書41.4.2 設計圖紙42 供電電壓等級選擇供電電壓等級選擇52.1 電源電壓等級選

4、擇53 全廠負荷計算全廠負荷計算53.1 變電所的負荷計算53.1.1 用電設備的負荷計算53.1.2 變壓器損耗估算63.1.3 無功功率補償計算73.1.4 變壓器選擇84 系統(tǒng)主接線方案的選擇系統(tǒng)主接線方案的選擇94.1 方案 1：單回路高壓線路變壓器組、低壓單母線分段主接線94.2 方案 2：雙回路高壓線路變壓器組、低壓單母線分段主接線94.3 方案的比較與選擇105 變電所位置及變壓器、配電裝置選擇變電所位置及變壓器、配電裝置選擇115.1 變電所位置115.2 變壓器選擇115.3 所用變壓器選擇115.3 配電裝置選擇116 短路電流計算短路電流計算126.1 確定計算電路及計算

5、電抗126.2 最大運行方式下的短路點計算136.3 最小運行方式下的短路點計算147 高壓電氣設備的選擇高壓電氣設備的選擇167.135KV 架空線的選擇167.210KV 母線的選擇167.3 高壓斷路器的選擇187.4 高壓隔離開關的選擇197.5 電流互感器的選擇207.6 電壓互感器的選擇227.7. 10KV 高壓柜的選擇248 繼電保護裝置設計繼電保護裝置設計258.1.繼電保護配置258.2 主變壓器保護的繼保整定269 接地及防雷設計接地及防雷設計289.1 防雷設計289.2 接地設計28致謝30參考文獻目錄參考文獻目錄31附錄附錄 1：設備匯總一覽表：設備匯總一覽表32附

6、錄附錄 2：所區(qū)平面布置圖：所區(qū)平面布置圖331 緒論緒論1.1 設計題目 某電機制造廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設計1.2 設計依據(jù)1.2.1 工廠總平面布置圖（略）1.2.2 全廠各車間負荷情況匯總表。車間名稱車間名稱Pe/kWKdcos電機修理車間23000.60.7機械加工車間8800.650.65新品試制車間6500.550.6原料車間5500.350.65備件車間5600.50.7鍛造車間1800.60.65鍋爐房2600.90.8空壓房3020.80.65汽車庫560.50.7線圈車間3280.550.65半成品試驗車間7500.650.75成品試驗車間25640.350.6加壓

7、站（10KV 轉供負荷）2740.550.65設備處倉庫（10KV 轉供負荷）6540.550.75成品試驗站內大型集中負荷38740.650.751.2.3 供用電協(xié)議。1）當?shù)毓╇姴块T可提供兩種電源：從某 220/35KV 區(qū)域變電站提供電源，該站距離廠南 5 公里；從某 35/10KV 變電所，提供 10KV 備用電源，該所距離廠南 5 公里。2）配電系統(tǒng)技術數(shù)據(jù)。（1）區(qū)域變電站 35KV 母線短路數(shù)據(jù)為：運行方式運行方式電源電源 35 千伏母線短容量千伏母線短容量說明說明系統(tǒng)最大運行方式時S（3）dmax=580 兆伏安系統(tǒng)最小運行方式時S（3）dmin=265 兆伏安（2）配電系統(tǒng)

8、kVkVkVkVtops3）供電部門對工廠提出的技術要求：區(qū)域變電站 35KV 饋電線路定時限過流保護裝置的整定時間 為 1.8 秒，要求廠總降壓變電所的保護動作時間不大于 1.3 秒。工廠在總降壓變電所 35KV 側計量。功率因素值應在 0.9 以上。1.2.4 工廠的負荷性質本工廠大部分車間為一班制，少數(shù)車間為兩班或三班制，年最大負荷利用小時數(shù)為 2500 小時。鍋爐房提供高壓蒸汽，停電會使鍋爐發(fā)生危險。由于距離市區(qū)較遠，消防用水需要廠方自備。因此，鍋爐房要求較高的可靠性。1.2.5 工廠的自然條件 （1）年最高氣溫為 40，年最低氣溫 5，年平均氣溫為 10。 （2）站所選地址地質以粘土

9、為主，地下水位 3-5 米。 （3）風向以東南風為主。 1.3 設計任務及設計大綱1.3.1 高壓供電系統(tǒng)設計根據(jù)供電部門提供的資料，選擇本廠最優(yōu)供電電壓等級。1.3.2 總變電所設計 1）主結線設計：根據(jù)設計任務書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術上可能實現(xiàn)的多個方案，經(jīng)過概略分析比較，留下 2-3 個較優(yōu)方案進行詳細計算和分析比較（經(jīng)濟計算分析時，設備價格、使用綜合投資指標） ，確定最優(yōu)方案。 2）短路電流計算：根據(jù)電氣設備選擇和繼電保護的需要，確定短路計算點，計算三相短路電流，計算結果列出匯總表。 3）主要電氣設備選擇：主要電氣設備的選擇，包括斷路器、隔離開關、互感器、導線截面和型號、絕緣子

10、等設備的選擇及效驗。選用設備型號、數(shù)量、匯總設備一覽表。 4）主要設備繼電保護設計：包括主變壓器、線路等元件的保護方式選擇和整定計算。 5）配電裝置設計：包括配電裝置形式的選擇、設備布置圖。 6）防雷、接地設計：包括直擊雷保護、進行波保護和接地網(wǎng)設計。1.4 設計成果1.4.1 設計說明書包括對各種設計方案分析比較的扼要說明，并附有必要的計算及表格。1.4.2 設計圖紙 1）降壓變電所電氣主結線圖。 2）變電所平面布置圖3）主變壓器保護原理接線圖。2 供電電壓等級選擇供電電壓等級選擇2.1 電源電壓等級選擇根據(jù)供電協(xié)議可知，當?shù)毓╇姴块T可提供電源為兩種：主電源為廠南的某220/35KV 區(qū)域變

11、電站提供，10kV 備用電源為廠南的某 35/10KV 變電所提供，因此可以考慮本廠總降壓變電所主電源采用 35kV 電壓等級，經(jīng)過變壓后采用 10kV 輸送至各個車間變電房降壓至 0.4kV 直供負荷。同時采用 10kV 作為保安電源，為鍋爐房等一級負荷提供備用電源。3 全廠負荷計算全廠負荷計算3.1 變電所的負荷計算3.1.1 用電設備的負荷計算根據(jù)設計任務書的要求，按照需要系數(shù)法及以下計算公式 KdPePj21/COSPjQj 22QjPjSj UeSjIj3/得各項數(shù)據(jù)列表如下（下表數(shù)據(jù)均為 35kV 側）：計計 算算 負負 荷荷用電設用電設備備Pe/kWKdCosPj/kWQj/kV

12、ASj/kVAIj/A電機修理車間23000.60.713801407.61971.2332.52機械加工車間8800.650.65572669.24880.3814.52新品試制車間6500.550.6357.5475.48594.889.83原料車間5500.350.65192.5225.23296.284.89備件車間5600.50.7280285.6399.966.6鍛造車間1800.60.65108126.36166.232.74鍋爐房2600.90.8234175.5292.54.83空壓房3020.80.65241.6282.67371.856.13汽車庫560.50.72828

13、.56400.66線圈車間3280.550.65180.4211.07277.664.58半成品試驗車間7500.650.75487.5429649.3810.72成品試驗車間25640.350.6897.41193.541493.2724.67加壓站（10KV轉供負荷）2740.550.65150.7176.32231.953.82設備處倉庫（10KV轉供負荷）6540.550.75359.7316.54479.157.91成品試驗站內大型集中負荷38740.650.750.882518.12215.933357.2055.39合 計7987.48218.6411501.92189.81有功

14、負荷同時系數(shù)取95. 0kP無功負荷同時系數(shù)取97. 0kq7588.037927.0810527.37173.663.1.2 變壓器損耗估算Pb=1%Sj=0.0110527.37=105.27kwQb=5%Sj=0.0510527.37=526.37kvar3.1.3 無功功率補償計算從設計任務書的要求可知，工廠 35kV 高壓側進線在最大負荷時，其功率因素不應小于 0.9，考慮到變壓器的無功功率損耗 Qb，遠遠大于有功功率損耗 Pb，因此，在變壓器的 10kV 側進行無功功率補償時，其補償后的功率因素應稍大于 0.9，現(xiàn)設 cos=0.95，則10kV 側在補償前的功率因素為:Pj/Sj

15、1cos37.10527/03.7588 72. 0因此，所需要的補償容量為：)21(tgtgPjQc )95. 0arccos72. 0arccos(03.7588tgtg var4818k 選取var5000kQc 35kV 側在補償后的負荷及功率因素計算：kWPbPjPjg30.769327.10503.7588var45.3453500037.52608.7927kQcQbQjQjgKvaQjgPjgSjg842545.34533 .76932222Pjg/Sjg2cos8425/30.7693 913. 0滿足了設計任務書的要求，其計算數(shù)據(jù)如下：913. 0cos計算機負荷計算機負荷

16、項項 目目cosPj/kWQj/kvarSj/kVAIj/A（10kV 側）10kV 側補償前0.6577588.037927.0810527.37607.81需要補償容量-5000變壓器損耗105.27526.3735kV 側補償后0.9227693.303453.458425138.98根據(jù)設計任務書的要求以及以上計算結果，選?。翰⒙?lián)補償電容為 BWF10.5-100-1 型電容器 50 只。補償總容量為 100kvar50=5000kvar。3.1.4 變壓器選擇 根據(jù)補償后的總計算負荷（8425kVA） ，同時考慮工廠 5-10 年的負荷增長，變壓器容量考慮一定的預留，本期工廠負荷能保

17、證變壓器運行在 60-70%經(jīng)濟負荷區(qū)內即可，因此選擇型號為： SFZ7-10000-353*2.5%/10.5kV YN,d11 的變壓器。4 系統(tǒng)主接線方案的選擇系統(tǒng)主接線方案的選擇4.1 方案 1：單回路高壓線路變壓器組、低壓單母線分段主接線4.2 方案 2：雙回路高壓線路變壓器組、低壓單母線分段主接線4.3 方案的比較與選擇根據(jù)設計任務書的要求，本廠基本負荷為一班制，少數(shù)負荷為兩班或三班制，屬于二級負荷；同時鍋爐房供電可靠性要求高，屬于一級負荷。主接線的設計必須滿足工廠電氣設備的上述要求，因此：方案 1：該方案 35kV 側為單回路線路-變壓器組接線、10kV 單母線，與 10kV備用

18、電源通過母聯(lián)連接，正常運行時母聯(lián)合閘，由主電源供給鍋爐房；當主電源故障或主變等設備停電檢修退出運行時，母聯(lián)分閘，由 10kV 備用電源直供鍋爐房及其他重要負荷。由于本廠基本負荷為二級負荷，對供電可靠性要求不高，采用單回路進線和 1臺主變基本可滿足對二級負荷供電的要求，對于鍋爐房等重要負荷采用 10kV 備用電源作為備用，以保證工廠的重要用電設備不會出現(xiàn)長時間斷電，即在任何時候都能滿足對二級負荷的供電要求。方案 2：該方案 35kV 側采用從 220/35kV 變電站出雙回路電源、高壓線路變壓器組接線、10kV 側為單母線分段接線。方案 2 的特點就是采用雙電源、可靠性高。其缺點就是設備投資大、

19、運行維護費用高，同時本廠最大負荷利用小時僅為 2600 小時，相對來說，變壓器的利用率低，2 臺主變的空載損耗將大大超過 1 臺主變的選擇。選擇結果：從上述分析可知，方案 1 能滿足供電要求，同時設備投資、運行維護費用和占地面積、建筑費用等方面均由于方案 2，技術和經(jīng)濟的綜合指標最優(yōu)，因此，在本設計中，選用方案 1 作為本設計的主接線方案。方案詳細的圖紙見35/10kV 降壓變電所電氣主接線圖降壓變電所電氣主接線圖 。5 變電所位置及變壓器、配電裝置選擇變電所位置及變壓器、配電裝置選擇5.1 變電所位置根據(jù)變電所選址原則：a.變電所盡量選擇在負荷中心，可減少低壓損耗；b.便于維修；c.便于進出

20、線；d.節(jié)約費用；e.便于運行安全的原則，將 35/10kV 總降壓變電所設置在木工車間后側。具體位置見附件 3工廠總平面布置圖 。5.2 變壓器選擇根據(jù)設計方案的選擇結果，本期只設計 1 臺主變壓器即可滿足需要，因此變壓器選擇結果不變，即為：型號SFZ7-10000/35聯(lián)接組標號YN， d11空載電流%1.1高壓低壓額定電壓(KV)3532.5%10.5高中阻抗電壓7.5型號中個符號表示意義：S：三相 F：風冷卻 Z：有載調壓 7：性能水平號 10000：額定容量 35：電壓等級5.3 所用變壓器選擇 為保證變電所正常運行，需要設置所用變壓器。根據(jù)常規(guī)，本所所用變壓器可以選擇為：SC9-3

21、0/10 105%/0.4kV Y,y11 阻抗電壓 4%，布置在 10kV 柜內。5.3 配電裝置選擇根據(jù)供電電壓等級選擇的結果：進線電源采用 35kV，經(jīng)過變壓器降為 10kV 供給各車間配電所，從經(jīng)濟性和運行維護等方面考慮，35kV 配電裝置采用戶外常規(guī)布置，10kV 采用戶內配電裝置。6 短路電流計算短路電流計算6.1 確定計算電路及計算電抗6.1.1 計算電路圖 MVASd580max MVASd265min kmL5kmXO/4 . 0 MVASN10 5 . 7% Vs設基準容量MVASB100 基準電壓 kVVavVB3711kVVavVB5 .10226.1.2 歸算前的等值

22、電路圖6.1.3 計算電抗 將所有電抗歸算到 35kV 側：系統(tǒng)電抗 X1*=Xsmax*=SB/Sdmax=100/580=0.172（最大運行方式下）X1*=Xsmin*=SB/Sdmin=100/265=0.377（最小運行方式下）架空線路電抗 X2*=XL*=XOL（SB/VB12）=0.45100/372=0.146變壓器電抗 X3*=XT1*=（SS%/100）（SB/ST1） =(7.5/100) (100/10)=0.756.1.4 歸算后的等值電路圖6.2 最大運行方式下的短路點計算6.2.1d1 點的短路電流計算10kV 母線側沒有電源，無法向 35kV 側提供短路電流，即

23、可略去不計，則 d1 點短路電流標幺值為：I d1*=3.145*2*11XX146. 0172. 01換算到 35kV 側 0 秒鐘短路電流有名值I = I d1* =3.145 = 4.908kABBUS3373100根據(jù)電力工程電氣設計手冊的相關規(guī)定，遠離發(fā)電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數(shù) Kch = 1.8，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值Ich = I =4.908=7.41kA2) 1(21Kch2) 18 . 1 (21當不計周期分量衰減時，短路電流沖擊電流ich =Kch I =1.87I = 2.55 I = 2.554.908= 12.515 kA22短路

24、容量 S = UB I = 374.908 =314.52MVA336.2.2d2 點的短路電流計算10kV 母線側沒有電源，無法向 35kV 側提供短路電流，即可略去不計，則 d2 點短路電流標幺值為：I d1*=0.936*3*2*11XXX75. 0146. 0172. 01換算到 10kV 側 0 秒鐘短路電流有名值I = I d1* =0.936 =5.15kABBUS35 .103100根據(jù)電力工程電氣設計手冊的相關規(guī)定，遠離發(fā)電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數(shù) Kch = 1.8，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值Ich = I =5.15=7.78kA2) 1(2

25、1Kch2) 18 . 1 (21當不計周期分量衰減時，短路電流沖擊電流ich =Kch I =1.87I = 2.55 I = 2.555.15= 13.133kA22短路容量 S = UB I = 10.55.15 =93.66MVA336.3 最小運行方式下的短路點計算6.3.1d1 點的短路電流計算同上所得，則 d1 點短路電流標幺值為：I d1*=1.912*2*11XX146. 0377. 01換算到 35kV 側 0 秒鐘短路電流有名值I = I d1* =1.912 =2.983KABBUS3373100根據(jù)電力工程電氣設計手冊的相關規(guī)定，遠離發(fā)電廠的地點（變電所）取電流沖擊系

26、數(shù) Kch = 1.8，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值Ich = I =2.983=4.505kA2) 1(21Kch2) 18 . 1 (21當不計周期分量衰減時，短路電流沖擊電流ich =Kch I =1.87I = 2.55 I = 2.552.983= 7.61kA22短路容量 S = UB I = 372.983=191.16MVA336.2.2d2 點的短路電流計算10kV 母線側沒有電源，無法向 35kV 側提供短路電流，即可略去不計，則 d2 點短路電流標幺值為：I d1*=0.785*3*2*11XXX75. 0146. 0377. 01換算到 10kV 側

27、 0 秒鐘短路電流有名值I = I d1* =0.785 =4.317KABBUS35 .103100根據(jù)電力工程電氣設計手冊的相關規(guī)定，遠離發(fā)電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數(shù) Kch = 1.8，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值Ich = I =4.317=6.519kA2) 1(21Kch2) 18 . 1 (21當不計周期分量衰減時，短路電流沖擊電流ich =Kch I =1.87I = 2.55 I = 2.554.317= 11.008kA22短路容量 S = UB I = 10.54.317=78.51MVA33以上計算結果列表如下：運行方式運行方式短路點短路點I

28、d/kAich/kAIch/kASd/MVAD14.90812.5157.41314.52最大運行方式D25.1513.1337.7893.66D12.9837.614.505191.16最小運行方式D24.31711.0086.51978.517 高壓電氣設備的選擇高壓電氣設備的選擇7.135kV 架空線的選擇考慮到變壓器在電壓降低 5%時其出力保持不變，所以 35kV 架空線相應的Igmax=1.05Ie 即：Igmax =1.05 =1.05 =0.173kANNUS335310根據(jù)設計條件 Tmax=2500h 取 J=1.3則導體經(jīng)濟截面面積 S=Igmax/J=173/1.3=13

29、3.08mm2。7.1.1選擇導線（按照經(jīng)濟電流密度）： 選擇 LGJ-150/20 鋼芯鋁絞線，其室外載流量為 Ij1=306A，面積為S=145.68mm2,導線最高允許溫度為 70，根據(jù)工作環(huán)境溫度為 30，查綜合修正系數(shù) K=0.94，Ij1 xz=K Ij1=0.94306=287.64AIgmax，滿足電流的要求。7.1.2熱穩(wěn)定校驗（按最大運行方式 d2 點短路）：根據(jù)設計任務書的條件，變電所的繼保動作時限不能大于 1.3 秒，即 top=1.3s，斷路器開短時間 tos=0.2s，非周期分量等效時間 tos=0.05s，則： 短路假想時間 tima=top+tos+ts=1.3

30、+0.2+0.05=1.55s。架空線最小截面積Smin= =73.69133.08 mm2CQD32108755. 115. 5SSmin，滿足熱定的要求。7.210kV 母線的選擇考慮到變壓器在電壓降低 5%時其出力保持不變，所以 35kV 架空線相應的Igmax=1.05Ie 即：Igmax =1.05 =1.05 =0.527kANNUS35 .113107.2.1 選擇母線（按照最大工作電流）：選擇 808 單條矩形鋁導體平放作母線，面積為 S=6400mm2，平放時，長期允許載流量為 Ia1=1249A，導體最高允許溫度為 70，根據(jù)工作環(huán)境溫度為 30的條件，查綜合修正系數(shù) K=

31、0.94：Ie=kIa1=0.941249=1174.06AIgmax,滿足載流量的要求。7.2.2熱穩(wěn)定的校驗（按最大運行方式 d2 點短路）：根據(jù)設計任務書的條件，配電所的繼保動作時限不能大于 1.3 秒，即 top=1.3s，斷路器開短時間 toc=0.2s，非周期分量等效時間 ts=0.05s,則:短路假想時間 tima=top+toc+ts=1.3+0.2+0.05=1.55s。母線最小截面積Smin= =73.69 Qk ，滿足要求。11.2.2.1.1.8檢驗動穩(wěn)定：ish ies即：ish= ich=13.133 ies= idw =17kA, 滿足要求額定開斷電流為 IK =

32、6.6kA動穩(wěn)定電流峰值 idw =17kA4S 熱穩(wěn)定電流 6.6kA額定合閘時間 0.12S固有分閘時間 0.06s故 35kV 進線側斷路器選擇戶外 SW235 型少油式斷路器能滿足要求。7.3.2安裝在變壓器 10kV 低壓側的斷路器7.3.2.110kV 斷路器參數(shù)選擇額定電壓選擇：UnUns =10kV最高工作電壓選擇：UalmUsm =Un1.15 =10 1.15 =11.5kV額定電流選擇：IeIgmax 考慮到變壓器在電壓降低 5%時其出力保持不變，所以相應回路的 Igmax=1.05Ie 即：Igmax =1.05 =1.05 =0.527kANNUS335 .11310

33、額定開斷電流選擇（按最大運行方式 d2 點短路）：Ik =I即：Ik =5.15kA額定短路關合電流選擇：iNclish 即：iNcl 13.133kA根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇 ZN1810 型真空式斷路器其參數(shù)如下：額定電壓：UN=10kV最高工作電壓 Ualm =11.5kV額定電流 Ie =630A7.3.2.210kV 斷路器校驗校驗熱穩(wěn)定：I2 t t Qk計算時間 tima=1.55s Qk = Ik2dz = 5.1521.55 = 41.11kA2SI2r t = 2524 = 2500 kA2S 即 I2 t t Qk ，滿足要求。11.2.2.1.1.8檢驗動穩(wěn)定：ish

34、ies即：ish= ich=13.133 ies= idw =63kA, 滿足要求故 10kV 主變進線側斷路器選擇戶內 ZN1810 型真空式斷路器能滿足要求。7.4 高壓隔離開關的選擇7.4.1. 35kV 側隔離開關額定電壓選擇：UnVns = 35kV額定電流選擇：IeIgmax 考慮到隔離開關是與相應的斷路器配套使用，所以相應回路的 Ie 應與斷路器相同，即：Ie =600A額定開斷電流為 IK =25kA動穩(wěn)定電流峰值 idw =63kA3S 熱穩(wěn)定電流 25kA額定合閘時間 0.045S固有分閘時間 0.03s根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇 GW435II(D)W 型隔離開關，其參數(shù)分

35、別如下：額定電壓：UN=35kV 額定電流 Ie =630A 最高運行電壓：Ula=38.5kV動穩(wěn)定電流峰值 idw =50kA 4S 熱穩(wěn)定電流 20kA7.4.2. 校驗熱穩(wěn)定（下列時間均取自對應斷路器，后備保護取 2S）：即 I2 t t Qk計算時間 tjs= td + tb = 0.05 + 2=2.05S Qk = Ik2dz = 5.1522.05 = 54.37kA2SI2r t = 4004 =1600 kA2S即 I2 t t Qk ，滿足要求。7.4.3檢驗動穩(wěn)定：ish ies即：ish= ich=13.133 ies= idw =50kA, 滿足要求7.4.4. 由

36、于后面在選擇了 KYN28A-12（VE）的手車式高壓開關柜，10kV 高壓斷路器等高壓設備就安裝手車上，需要檢修時斷路器等高壓設備時，可隨時拉出手車，已經(jīng)起到隔離開關的作用，所以本設計沒有必要再另外選擇 10kV 高壓隔離開關。7.5 電流互感器的選擇根據(jù)設計任務書的條件，配電所的繼保動作時限不能大于 1 秒，即，stop3 . 1斷路器開短時間，非周期分量等效時間，則：stoc2 . 0sts05. 0短路假想時間。ststoctoptima55. 105. 02 . 017.5.1.安裝在 35kV 高壓進線側的電流互感器7.5.1.1. 35kV 主變側電流互感器的配置原則：1）對直接

37、接地系統(tǒng)，一般按三相配制；2）本站 35kV 配電裝置為戶外式，因此電壓互感器也為戶外油浸式；3）根據(jù)設計任務書要求，本所計量在 35kV 側，因此為滿足保護和測量、計費的需要，電流互感器二次繞組應分別配置計量、測量、保護三種繞組，其中保護分為主保護、后備保護、備用，共計需要 5 個繞組。7.5.1.2. 35kV 主變側電流互感器的一次回路額定電壓選擇電流互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：UgUn=35kV 7.5.1.3. 35kV 主變側電流互感器的一次回路額定電流選擇電流互感器的一次額定電流選擇必須滿足：Ig.maxIn In 電流互感器的一次額定電流 Igmax 電流互感器一次最大工

38、作電流考慮到變壓器在電壓降低 5%時其出力保持不變，所以相應回路的 Igmax=1.05Ie即：Igmax =1.05 =1.05 =0.173kANNUS335310因此電流互感器的一次額定電流可選用與此匹配的等級 In=200 A。7.5.1.4.準確度選擇按照常規(guī)設計，一般二次繞組準確度選擇：計量繞組 0.2S 級、測量繞組 0.5 級，保護繞組 10P 級。7.5.1.5.型號、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終 35kV 主變側電流互感器型號及參數(shù)為：戶外油浸式 LB-35kV 0.2S 30VA/0.5 30VA/3*10P 30VA 200/5A。7.5.2安裝在 10kV 變壓器低壓側

39、的電流互感器7.5.2.1. 10kV 主變側電流互感器的配置原則：1）對非直接接地系統(tǒng)，可按三相或兩相配制，一般進線側按三相配置，饋線側按兩相配置；2）本站 10kV 配電裝置為戶內式，因此電壓互感器也為戶內干式絕緣；3）根據(jù) 10kV 保護和測量、計費的需要，電流互感器二次繞組應分別配置計量、測量、保護三種繞組，共計需要 3 個繞組。7.5.2.2. 10kV 主變側電流互感器的一次回路額定電壓選擇電流互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：UgUn=10kV 7.5.2.3. 10kV 主變側電流互感器的一次回路額定電流選擇電流互感器的一次額定電流選擇必須滿足：Ig.maxIn In 電流互感

40、器的一次額定電流 Igmax 電流互感器一次最大工作電流考慮到變壓器在電壓降低 5%時其出力保持不變，所以相應回路的 Igmax=1.05Ie即：Igmax =1.05 =1.05 =0.527kANNUS35 .11310因此電流互感器的一次額定電流可選用與此匹配的等級 In=600 A。7.5.2.4.準確度選擇按照常規(guī)設計，一般二次繞組準確度選擇：計量、測量繞組 0.5 級，保護繞組10P 級。7.5.1.5.型號、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終 10kV 主變側電流互感器型號及參數(shù)為：戶內干式LZZJB6-10kV 0.2S 30VA/0.5 30VA/10P 30VA 600/5A。7.

41、6 電壓互感器的選擇7.6.1.35kV 電壓互感器的參數(shù)計算與選擇7.6.1.1. 35kV 電壓互感器的配置原則：1）為監(jiān)視線路電壓和滿足計量、保護裝置的需要，在 35kV 的進線側裝設三相電壓互感器。本站 35kV 配電裝置為戶外式，因此電壓互感器也為戶外油浸式。電壓互感器一般采用電容均壓式電壓互感器（TYD） ；2）根據(jù) 35kV 保護和測量、計費的需要，電壓互感器二次繞組應分別配置計量、測量、保護三種繞組，對應的組別分別為：一次側星形，二次側計量測量、保護為星形，單相接地監(jiān)測為開口三角。7.6.1.2. 一次額定電壓選擇一次額定電壓為 Un=35kV，允許一次電壓波動范圍為 U=35

42、kV10%。7.6.1.3.二次額定電壓選擇根據(jù)一次繞組接入方式為接入相電壓上，電壓互感器測量、計量和保護繞組二次額定電壓為 Un=0.1/kV，單相接地繞組二次額定電壓為 Un=0.1kV。37.6.1.4.額定容量選擇為保證互感器的準確級，其二次側所接負荷 S2應不大于該準確級所規(guī)定的額定容量 Se2。即：Se2 S2 = Ie22z2f z2f = Vy + Vj + Vd + Vc（） Vy 測量儀表電流線圈電阻 Vj 繼電器電阻 Vd 連接導線電阻 Vc 接觸電阻一般取 0.1按照常規(guī)設計，一般二次繞組額定容量為：計量、測量 45VA，保護、接地監(jiān)測 30VA。7.6.1.5.準確度

43、選擇按照設計任務書要求，本所計量在 35kV 側，因此二次繞組準確度選擇：計量、測量繞組 0.5 級，保護繞組 10P 級，單相接地監(jiān)測繞組 10P 級。7.6.1.6.型號、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終 35kV 電壓互感器型號及參數(shù)為：戶外油浸式 JDJJ2- 35kV 34.5/：0.1/：0.1/：0.1 kV 0.5 30VA/10P 30VA/10P 30VA。3337.6.2.10kV 電壓互感器的參數(shù)計算與選擇7.6.2.1. 10kV 電壓互感器的配置原則：1）為監(jiān)視線路電壓和滿足計量、保護裝置的需要，在 10kV 的 I、II 段母線側裝設三相電壓互感器。本站 10kV 配電

44、裝置為戶外式，因此電壓互感器也為戶內干式。2）根據(jù) 10kV 保護和測量、計費的需要，電壓互感器二次繞組應分別配置計量、測量、保護三種繞組，對應的組別分別為：一次側星形，二次側計量測量、保護為星形，單相接地監(jiān)測為開口三角。7.6.2.2. 一次額定電壓選擇一次額定電壓為 Un=10kV，允許一次電壓波動范圍為 U=10kV10%。7.6.2.3.二次額定電壓選擇根據(jù)一次繞組接入方式為接入相電壓上，電壓互感器測量、計量和保護繞組二次額定電壓為 Un=0.1/kV，單相接地繞組二次額定電壓為 Un=0.1kV。37.6.2.4.額定容量選擇為保證互感器的準確級，其二次側所接負荷 S2應不大于該準確

45、級所規(guī)定的額定容量 Se2。即：Se2 S2 = Ie22z2f z2f = Vy + Vj + Vd + Vc（） Vy 測量儀表電流線圈電阻 Vj 繼電器電阻 Vd 連接導線電阻 Vc 接觸電阻一般取 0.1按照常規(guī)設計，一般二次繞組額定容量為：計量、測量 75VA，保護、接地監(jiān)測 30VA。7.6.2.5.準確度選擇根據(jù)慣例，二次繞組準確度選擇：計量、測量繞組 0.5 級，保護繞組 10P 級，單相接地監(jiān)測繞組 10P 級。7.6.2.6.型號、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終 10kV 電壓互感器型號及參數(shù)為：戶內干式 JDZJ1- 10kV 10/：0.1/：0.1/：0.1 kV 0.5

46、 75VA/10P 30VA/10P 30VA。3337.7. 10kV 高壓柜的選擇 根據(jù)上文所述：10kV 采用戶內高壓開關柜，選擇型號為 KYN28A-12 的手車式開關柜，高壓斷路器等主要電氣設備安裝手車上，高壓斷路器等設備需要檢修時，可隨時拉出手車，然后推入同類備用手車，即可恢復供電。柜體規(guī)格為80017002300。8 繼電保護裝置設計繼電保護裝置設計8.1.繼電保護配置根據(jù)主接線方案，本降壓變電所采用線路變壓器組接線，35kV 進線電源線路保護由上級變電站提供，本站在繼保設計時無須考慮 35kV 線路故障，只需要考慮本所主變壓器保護和 10kV 線路保護、10kV 電容器保護。8

47、.1.1.主變壓器保護配置電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設備之一，它的安全運行直接關系到電力系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行，特別是大型電力變壓器，由于其造價昂貴，結構復雜，一旦因故障而遭到損壞，其修復難度大，時間也很長，必然造成很大的經(jīng)濟損失。所以，本設計中主變保護配置為：主保護-瓦斯保護、縱聯(lián)差動保護，后備保護-過流保護、過負荷保護、復合電壓閉鎖過流。8.1.1.1.瓦斯保護對變壓器油箱內的各種故障以及油面的降低，應裝設瓦斯保護，它反應于油箱內部所產生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳開變壓器各側電源斷路器。8.1.1.1.2差動保護對變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路

48、時，其保護瞬時動作，跳開變壓器高低壓側斷路器。8.1.1.1.3過流保護為了反應變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內部故障時，作為差動保護和瓦斯保護的后備，所以需裝設過電流保護。8.1.1.1.4過負荷保護變壓器的過負荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只需裝設單相式過負荷保護，過負荷保護一般經(jīng)延時動作于信號。在無人值班站，過負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。8.1.2. 10kV 線路保護配置10kV 出線一般配置限時電流速斷保護、定時限過電流保護、過負荷保護。8.1.3. 10kV 電容器保護配置10kV 電容其一般配置限時電流速斷保護、定時限過電流保護、過電壓保護

49、、欠電壓保護。8.2 主變壓器保護的繼保整定8.2.1過負荷保護1）電流整定：取可靠系數(shù)，繼電器返回系數(shù) 05. 1Krel85. 0Kf變壓器的一次額定電流，換算成二次額96.164)353/(100003/UnSnIe定電流為AIe12. 4200/596.164 =1.054.12/0.85=5.09A KfIeKkIdz/ 2）動作時限：stop15108.2.2過電流保護 1）電流整定：取可靠系數(shù)，接線系數(shù)，電流互感器變比，繼3 . 1Krel1Kw405/200Ki電器返回系數(shù)8 . 0Kre變壓器最大負荷電流=1.51000/（351.732）=247.44A)3/(5 . 11

50、5 . 1max.UnSnnIIl=10.05A44.2478 . 04013 . 1max.IlKreKiKwKrelIop2）保護動作時間整定根據(jù)設計任務書要求，本所保護動作時間st5 . 13）靈敏度效驗： 1.5 滿足要求。6 . 11 .min/2)2(IopdISp8.2.3電流速斷保護 1）電流整定：取可靠系數(shù)，接線系數(shù)，電流互感器變比，電3 . 1Krel1Kw405/200Ki壓互感器變比33. 35 .10/35Kt=50.26A15. 533. 34013 . 1max.IkKtKiKwKrelIqb2）靈敏度效驗： 2 滿足要求。3 . 226.50/1161min/2

51、1)2(IqbdImK9 接地及防雷設計接地及防雷設計9.1 防雷設計9.1.1防雷措施的選擇由于供電部門到工廠之間的 35kV 架空線路的距離比較短（5kM） ，因此沒有必要安裝避雷線，只需要在高壓側進行對雷入侵波的防護，就可以滿足防雷的要求。本降壓變電所 35kV 配電裝置為戶外布置，為避免直接雷擊，考慮裝設獨立避雷針，獨立避雷針應距變壓器金屬外殼接地點地中距離達到大于 15M。獨立避雷針的接地電阻不大于 10 歐姆。9.1.2避雷器的選擇 1）為了保護 35kV 進線設備和變壓器，在 35kV 線路進線和母線 PT 處各安裝一套避雷器。2）為了保護 10kVPT，在 10kV I、II

52、段母線 PT 處各安裝一套避雷器。 3）避雷器的安裝點與 35kV 進線設備和變壓器的之間的距離不大于 15m。 4）35kV 所選擇的避雷器為 Y10W1-51/125 型氧化鋅無間隙避雷器，10kV 所選擇的避雷器為 HY5WZ-17/45 型氧化鋅無間隙避雷器其技術數(shù)據(jù)如下：額定電壓滅弧電壓沖擊放電電壓幅值50kV 雷電沖擊電流下的殘壓35kV51kV125kV不大于 50kV101745不大于 17kV9.2 接地設計根據(jù)設計任務書的條件，工廠區(qū)域地點的土壤為砂質粘土、可耕地，所以：電阻率 =100/m，可選用直徑為 50mm、長 2.5m 的鋼管作為人工接地體。由于在廠區(qū)的地下水位為

53、 3-5m，為了得到良好的接地效果，接地體的頂面埋設深度為 0.8m，采用環(huán)行敷設方式（=0.65） ，用長 L=2.5m，直徑 d=50mm 的鋼管作為人工接地體。單根接地體電阻為)/4ln()2/()1(dLLRE )5 . 214. 32/(100()05. 0/5 . 24(1n 7 .3335kV 系統(tǒng)為中性點非直接接地系統(tǒng)，允許接地電阻，則垂直接地體5 . 0ER根數(shù)為：根，取根。n3 .93)5 . 065. 0/(7 .339 . 0/9 . 0)1(EERR96n根據(jù)以上分析和計算，接地網(wǎng)的垂直接地體采用 96 根 50mm，長 2.5m 的鍍鋅鋼管，整個接地網(wǎng)采用網(wǎng)格狀布局

54、，網(wǎng)格間的間距為 55m，鋼管之間采用40mm40mm4mm 的鍍鋅扁鋼構成水平均壓帶，防止跨步電壓，同時在人行通道出入口鋪設瀝青地面。變電所內接地線及引至公共接地網(wǎng)的接地干線均采用25mm25mm4mm 的鍍鋅扁鋼。接地網(wǎng)示意圖見附圖。致謝本論文是在 老師的悉心指導下完成的。 老師嚴謹?shù)闹螌W風范、淵博的學識、敏銳的洞察力、只爭朝夕的工作熱情、開拓的創(chuàng)新精神給了我極大的啟迪。在整個課題的研究和論文的結稿過程中， 老師傾注了大量的時間和心血。值此論文付梓之際，謹向我的導師致以最深的謝意!感謝一直以來他給予我學習和生活上無微不至的關懷和幫助! 老師在畢業(yè)設計的過程給予了許多具體的幫助，就課題的基礎

55、理論和研究方法等方面給予全面的指導，為本課題解決疑難問題提供了積極的建議，從而為論文的完成奠定了基礎。本論文的研究工作是在 老師悉心指導和啟發(fā)鼓勵下順利完成的，當完成了這篇論文的初稿后，老師還在百忙之中擠出時間，仔細地閱讀了論文初稿，提出了許多珍貴的修改意見。在學習和研究工作期間，我的導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、忘我的工作精神和樸實謙和的作風時刻感染著我，成為我學習的典范，使我受益匪淺、終生難忘。在此特向 老師表示深深的謝意和崇高的敬意。另外，學院對本課題的研究工作和生活也給予了極大的支持和關心，在此一并感謝。 同時，在畢業(yè)設計期間，作為小組的一員，我深深的體會到團隊的合作精神，我衷心的感謝其他組員對

56、我的幫助和鼓勵，在此表示誠摯的謝意。在課題的研究過程中還得到了其他同學的幫助和支持。如果沒有諸位老師、同學和朋友的幫助，設計的工作是難以順利完成的，在此再一次表示衷心的感謝。最后，要深深感謝我的父母，在我生命的每個重要時刻，他們一直默默給予我無微不至的關懷，他們的愛是我前進的力量。在整個求學期間，我的父母一直不遺余力地幫助我，我前進的每一步都飽蘸他們期待和鼓勵的關切之情。正是他們的關懷和支持才使我使我能夠走進知識的殿堂，在此，謹以此文獻給他們，希望能給他們帶來一絲欣慰。在論文即將付印之時，對老師、朋友、同學們及家人給予我真誠的幫助再次表示萬分的感謝！參考文獻目錄參考文獻目錄1 工廠供電設計指導

57、第 2 版 劉介才 機械工業(yè)出版社2 工廠配電設計指導 高來先 廣東省電力工業(yè)學校3 電力系統(tǒng)分析 何仰贊 溫增銀 華中科技大學出版社4 發(fā)電廠電氣部分 姚春球 中國電力出版社5 電力系統(tǒng)繼電保護原理第三版 賀家李 宋從矩 中國電力出版社6 發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料 黃純華 中國電力出版社7 電力工程電氣設計手冊 電氣一次部分 水利部西北院 中國電力出版社8 電力工程電氣設計手冊 電氣二次部分 水利部西北院 中國電力出版社附錄附錄 1：設備匯總一覽表：設備匯總一覽表序號序號設備名稱設備名稱設備型號設備型號數(shù)量數(shù)量1主變壓器 SFZ7-10000-3532.5%/10.5 YN，d11 阻

58、抗電壓7.5%12所用變壓器SC9-30/10 105%/0.4kV Y,y11 阻抗電壓 4%1335kV 架空線 LGJ-150/205kM4 10kV 架空線 LGJ-1205kM5 10kV 母線 808 單條矩形鋁導體60m6 35kV 斷路器 SW2-35 600A 6.6kA 17kA17 10kV 斷路器 ZN18-10 630A 25kA 63kA108 35kV 隔離開關 GW4-35II(D)W 630A 20kA 50kA2935kV 電流互感器 LB-35 0.2S/0.5/3*10P 200/5310 10kV 電流互感器 LZZJB6-10 0.5/10P/10P 600/5311 35kV 電壓互感器 JDJJ2-35 34.5/：0.1/：0.1/：0.1 333kV312 10kV 電壓互感器 JDZJ1-10 10/：0.1/：0.1/：0.1 333kV613 35kV 避雷器 Y10W1-51/125614 10kV 避雷器 HY5WZ-17/45615 10kV 高壓開關柜 KYN28A-121816 10kV 電容器組(成套裝置) TBB-10-2500/300M-3AK2附錄附錄 2：所區(qū)平面布置圖：所區(qū)平面布置圖