1、word某機械廠供配電一次系統設計畢業論文目錄前言1第1章 負荷計算21.1 負荷概述21.1.1 負荷的概念21.1.2 電力負荷的等級21.2 用電設備組計算負荷確實定31.2.1 按需要系數法確定計算負荷31.2.2 車間負荷計算7第2章 變壓器選擇102.1 變配電所選址102.2 車間變電所變壓器選擇112.2.1 變壓器臺數及容量選擇112.2.2 計算電流152.3 無功補償及工廠總降壓變電所設計172.3.1 無功功率平衡及無功補償182.3.2 并聯電容器的選擇計算182.3.3 工廠總降壓變電所設計19第3章 變電所主接線設計213.1 電氣主接線選擇及運行方式213.1.

2、1 主接線設計原那么與要求213.1.2 電氣主接線確定223.2 短路電流計算233.2.1 繪制計算電路243.2.2 最大短路電流計算243.2.3 最小短路電流計算26第4章 高壓電網一次設備選擇294.1 35kV架空線選擇294.2 10kV電纜選擇304.2.1 假想時間確實定304.2.2 高壓配電室至各車間電纜的選擇校驗304.3 母線選擇334.3.1 母線選擇334.3.2 母線選擇344.4 電氣設備選擇校驗344.4.1 選擇原那么354.4.2 電氣設備和載流導體選擇的一般條件354.4.3 側斷路器選擇364.4.4 電流互感器的選擇374.4.5 電壓互感器的選

3、擇384.4.6 熔斷器選擇394.5 高壓開關柜選擇404.5.1 側高壓開關柜選擇404.5.2 高壓開關柜選擇40第五章 防雷及過電壓保護425.1 避雷器425.2 避雷器的選擇計算425.2.1 按額定電壓選擇425.2.2 按持續運行電壓選擇425.2.3 按雷電沖擊殘壓選擇425.2.4 按標稱放電電流選擇435.2.5 校核陡波沖擊電流下的殘波435.2.6 按操作沖擊殘壓選擇435.3 變電所的防雷保護44結論45謝 辭46參考文獻47附錄48外文資料翻譯52.word前言眾所周知，電能是現代工業的主要能源和動力。電能既易于由其他形式的能量轉換而來，又易于轉換為其他形式的能量

4、以供使用。電能的輸送和分配既經濟又便于控制、調節和測量，有利于生產的自動化，因此電能在現代工業生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛。而工廠供電主要是指電能的供給和分配。工廠供電設計的主要任務是從電力系統取得電源，經過合理的傳輸、變換，分配到工廠車間的每一個用電設備上。隨著工業電氣自動化技術的開展，工廠的用電量也迅速增長，對電能質量、供電可靠性以及技術經濟指標等的要求也日益提高。供電設計是否完善，不僅影響到工廠的根本建設投資、運行費用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠供電的可靠性和工廠平安生產上，它與企業的經濟效益、設備和人生平安等密切相關的。工廠工業負荷是電力系統的主要用戶，工廠供電系統也是電

5、力系統的一個組成局部，保證企業平安供電和經濟運行，不僅關系到企業的利益，也關系到電力系統的平安和經濟運行以及能源的合理利用。搞好工廠供電對于企業的開展、工業現代化的實現以及節能減排有重要意義，因此切實保證工廠的正常用電，必須使供電系統在電能的供給、分配和使用中能夠平安、可靠、經濟、穩定的運行。為此在供電的設計過程中既要考慮到技術因素，又要考慮到工廠的實際情況，在嚴格按照供電設計規程及在國家方針政策的引導下，最終確定好一個經濟、平安、穩定、可靠的方案。本次設計從工廠供電的技術要求出發并結合工廠的實際情況，在各種技術規程及供電協議的要求下設計了一個機械廠供電一次系統，本設計從多個方面介紹了工廠供電

6、一次系統的設計及主要設備的選擇、校驗等。使讀者能夠清晰的了解該廠的供電一次局部設計。.word第1章 負荷計算1.1 負荷概述 負荷的概念負荷在電力系統中有以下幾種含義：(1)電力負荷是指電力系統中一切用電設備所消耗的總功率，這稱為電力系統的用電負荷。用電負荷加上電網的損耗功率，稱為電力系統的供電負荷。供電負荷加上發電廠的廠用電，就是各發電廠應發的總功率，稱為電力系統的發電負荷。(2)電力負荷有時又指用用電設備，包括異步電動機，同步電動機，整流設備，電熱爐和照明設備等。如分為動力負荷，照明負荷，三相負荷，單相負荷等。(3)電力負荷有時也指用電設備或用電單位所消耗的電流。如輕負荷，重負荷，空負荷

7、，滿負荷等。1.1.2 電力負荷的等級工廠的電力負荷，按GB50052-95規定，根據其對供電可靠性要求及中斷供電造成的損失或影響程度，電力負荷分為三級。(1)一級負荷一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡者：或者中斷供電將在政治、經濟上造成重大損失者，如重大設備損害、重大產品報廢、用重要原料生產的產品大量報廢、國民經濟中重點企業的連續生產過程被打亂需要長時間才能恢復等。在一級負荷中，當中斷供電將發生中毒、爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，應視為特別重要的負荷。 (2)二級負荷二級負荷假設中斷供電會造成較大的經濟損失，如主要設備損壞，大量產品報廢，重點企業大量減產等。二

8、級負荷也應由兩回路供電，也不應中斷供電，或中斷后能迅速恢復。(3)三級負荷三級負荷為一般電力負荷，對供電回路無特殊要求。 1.2 用電設備組計算負荷確實定 計算負荷是用來按發熱條件選擇供電系統中各元件的負荷值。用電設備組計算負荷確實定，在工程中常用的有需要系數法和二項式法，而前者應用最為普遍1。當用電設備臺數較多、各臺設備容量相差不甚懸殊時、通常都采用需要系數法計算。當用電設備臺數較少而容量又相差懸殊時，那么宜于采用二項式法計算。本設計宜于采用需要系數法。 按需要系數法確定計算負荷NO.1 變電所(1) 動力局部負荷計算： 所以：NO.2 變電所(1)一 車間： 所以：(2) 砂庫： 所以：N

9、O.3 變電所(1)鉚焊車間： 所以：(2) 1* 水泵房： 所以：NO.4 變電所(1)空壓站： 所以：(2) 機修車間： 所以：(3) 鍛造車間： 所以：(4) 木型車間： 所以：(5) 制材場： 所以：(6)終合樓： 所以：NO.5 變電所(1) 鍋爐房 ： 所以：(2) 2* 水泵房： 所以：(3) 倉庫1、2： 所以：(4) 污水提升站： 所以： 各車間10kV高壓負荷：(1) 電弧爐： 所以：(2) 工頻爐 所以(3) 空壓機 所以備注：1.2.2 車間負荷計算確定全廠計算負荷采用需要系數法。用這種方法計算時，先從用電端起逐級往電源方向計算，即首先按需要系數法求得各車間低壓側有功及

10、無功計算負荷，加上本車間變電所的變壓器有功及無功功率損耗，即得車間變電所高壓側計算負荷；其次是將全廠各車間高壓側負荷相加如有高壓用電設備，也加上高壓用電計算負荷，再乘以同時系數。便得出工廠總降壓變電所低壓側計算負荷；然后再考慮無功功率的影響和總降壓變電所主變壓器的功率損耗，其總和就是全廠計算負荷。1.NO.1變電所取同時系數： 2 .NO.2變電所取同時系數： 3 .NO.3變電所取同時系數：4 .NO.4變電所取同時系數：5. NO.5變電所取同時系數：6.車間10kV高壓負荷取同時系數：表1-1各車間變電所負荷數據表序號車間變電所設備容量1NO.1變電所2000720889.21144.1

11、2NO.2變電所1110429.3484.88647.623NO.3變電所1228342.9692.1772.394NO.4變電所985.85471.29495.30683.695NO.5變電所430.12278.59231.09361.966各車間10kV高壓負荷36002839.51687.583303.1.word第2章 變壓器選擇2.1 變配電所選址變配電所的所址選擇原那么選擇工廠變配電所的所址，應根據以下要求經技術與經濟比擬后確定：(1)接近負荷中心。(2)進出線方便。(3)接近電源側。(4)設備運輸方便。(5)不應設在有劇烈震動或高溫的場所。(6)不宜設在多塵或有腐蝕氣體的場所，當

12、無法遠離時，不應設在污染源盛行風向的下風側。(7)不應設在廁所浴池或其它經常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。(8)不應設在有爆炸危險的正上方或正下方，且不易設在有火災危險環境的正上方或正下方，當與有爆炸或火災危險環境的建筑物毗連時，應符合現行國家標準GB50058-92 爆炸和火災危險環境電力裝置設計標準 的規定。(9)不應設在地勢低洼和可能積水的場所。(10)高壓配電所應盡量與鄰近車間變電所或有大量高壓用電設備的廠房合建在一起。GB50053-94 10kV及以下變電所設計標準 還規定：(1)裝有可燃性電力變壓器的車間內變電所，不應設在三四級耐火等級的建筑物內；當設在二級耐火等級的

13、建筑物內時，建筑物應采取局部防火措施。(2)多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設備的變配電所應設在底層靠外墻部位，且不應設在人員密集場所的正上方，正下方，貼鄰和疏散出口的兩旁。(3)高層主體建筑物內不宜設裝有可燃性油的電氣設備的變配電所。當受條件限制必須設置時，應在底層靠外墻部位，且不應設在人員密集的場所的正上方，正下方，貼鄰和疏散出口的兩旁，并采取相應的防火措施。(4)露天或半露天的變電所，不應設在以下場所：有腐蝕氣體的場所；挑檐為燃燒體或難燃燒和耐火等級為四級的建筑物旁；附近有棉糧及其它易燃易爆物品集中的露天堆放場；容易沉積粉塵，可燃纖維和灰塵，或導電塵埃且嚴重影響變壓器平安運行的場所2。2.

14、2 車間變電所變壓器選擇主變壓器臺數應根據負荷特點和經濟運行要求進行選擇。當符合以下條件之一時，宜裝設兩臺及以上變壓器：1.有大量一級或二級負荷。2.季節性負荷變化較大，適于采用經濟運行方式。3.集中負荷較大，例如大于其它情況下宜裝設一臺變壓器。2.2.1 變壓器臺數及容量選擇NO.1變電所變壓器臺數及容量選擇(1) NO.1變電所的供電負荷統計 取同時系數 (2) NO.1變電所變壓器選擇。為保證供電可靠性，選用兩臺變壓器每臺可供車間總負荷的70%。 選擇變壓器型號為，額定容量為，兩臺查表得變壓器項參數：空載損耗 ；負載損耗 ;阻抗電壓 ;空載電流 ；(3) 計算每臺變壓器的損耗n=1 由簡

15、化經驗公式得:NO.2變電所變壓器臺數及容量選擇(1) NO.2變電所的供電負荷統計取同時系數 (2) NO.2變電所變壓器選擇。為保證供電可靠性，選用兩臺變壓器每臺可供車間總負荷的70%。 選擇變壓器型號為 ，額定容量為，兩臺 查表得變壓器項參數： 空載損耗； 負載損耗; 阻抗電壓; 空載電流；(3) 計算每臺變壓器的損耗n=1 由簡化經驗公式得: NO.3變電所變壓器臺數及容量選擇(1) NO.3變電所的供電負荷統計取同時系數 (2) NO.3變電所變壓器選擇。為保證供電可靠性，并降低本錢，選用一臺變壓器。選擇變壓器型號為，額定容量為，一臺查表得變壓器項參數：空載損耗；負載損耗;阻抗電壓;

16、空載電流；(3) 計算每臺變壓器的損耗n=1由簡化經驗公式得:NO.4變電所變壓器臺數及容量選擇1NO.4變電所的供電負荷統計取同時系數 (2) NO.4變電所變壓器選擇。為保證供電可靠性，并降低本錢，選用一臺變壓器。選擇變壓器型號為，額定容量為，一臺查表得變壓器項參數：空載損耗；負載損耗;阻抗電壓;空載電流；(3) 計算每臺變壓器的損耗n=1 由簡化經驗公式得:NO.5變電所變壓器臺數及容量選擇(1) NO.5變電所的供電負荷統計取同時系數 (2) NO.5變電所變壓器選擇。為保證供電可靠性，并降低本錢，選用一臺變壓器。選擇變壓器型號為，額定容量為，一臺查表得變壓器項參數：空載損耗；負載損耗

17、;阻抗電壓;空載電流；(3)計算每臺變壓器的損耗n=1 由簡化經驗公式得:表2-1 各變電所變壓器臺數及容量變電所名稱變壓器臺數臺容量NO.12800NO.22500NO.31800NO.41800NO.514002.2.2 計算電流1.NO.1變電所計其變壓器的損耗： 所以：計算電流2.NO.2變電所計其變壓器的損耗： 所以：計算電流 3.NO.3變電所計其變壓器的損耗： 所以：計算電流4.NO.4變電所計其變壓器的損耗： 所以：計算電流5.NO.5變電所計其變壓器的損耗： 所以：計算電流表2-2變電所計算電流名稱NO.1變電所NO.2變電所NO.3變電所NO.4變電所NO.5變電所總計I3

18、0A37.2621.1149.9944.6223.68176.662.3 無功補償及工廠總降壓變電所設計2.3.1 無功功率平衡及無功補償無功平衡是保證電力系統電壓質量的根底。合理的無功補償和有效的電壓控制，不僅可保證電壓質量，而且能提高電力系統運行的經濟性、平安性和穩定性。無功負荷包括：電力用戶的無功負荷主要是大量的感應電動機，送電線路及各級變壓器的無功損耗，以及發電廠自用無功負荷等。無功電源包括：發電機實際可調無功容量，線路充電功率，以及無功補償設備中的容性無功容量等。無功補償設備包括：并聯電容器，串聯電容器，并聯電抗器，同步調相機以及靜止無功補償裝置等。電力系統中發電機所發的無功功率和輸

19、電線的充電功率缺乏以滿足負荷的無功需求和系統中無功的損耗，并且為了減少有功損失和電壓降落，不希望大量的無功功率在網絡中流動，所以在負荷中心需要加裝無功功率電源，以實現無功功率的就地供給、分區平衡的原那么。工廠中普遍采用并聯電容器來補償供電系統中的無功功率。并聯電容器的補償方式，有以下三種： (1) 高壓集中補償：電容器裝設在變配電所的高壓電容器室內，與高壓母線相聯。按GB50227-95 并聯電容器裝置設計標準 規定：高壓電容器組宜采用單星形接線或雙星形接線。在中性點非直接接地電網中，星形接線電容器組的中性點不應接地。 (2) 低壓集中補償:電容器裝在變電所的低壓配電室或單獨的低壓電容器室內，

20、與低壓母線相聯。按GB50227-95規定：低壓電容器組可采用三角形接線或中性點不接地的星形接線方式。(3) 低壓分散補償：電容器裝設在低壓配電箱旁或與用電設備并聯。它利用用電設備本身的繞組放電，電容器組多采用三角形接線3。 由于本設計在側補償，所以選高壓集中補償。2.3.2 并聯電容器的選擇計算(1)無功功率補償容量單位為的計算式中 工廠的有功計算負荷；對應于原來功率因數的正切；對應于需補償到的功率因數的正切；無功補償率；(2)并聯電容器個數的計算式中 單個電容器的容量2.3.3 工廠總降壓變電所設計1.工廠總降壓變電所主變壓器臺數及容量的選擇 取同系數 功率因數 總降壓變壓器側無功補償后功

21、率因數不低于0.9，取。無功功率補償容量為：無功補償后的容量為為保證供電的可靠性，選用兩臺主變壓器每臺可供總負荷的70%所以選擇變壓器型號為 ,額定容量,兩臺 ,查表得： 空載損耗 ;負載損耗 ;阻抗電壓 ;空載電流 ；2.計算每臺變壓器的損耗有簡化經驗公式得：3.變壓器高壓側的負荷為,所以選主變壓器符合要求。.word第3章 變電所主接線設計3.1 電氣主接線選擇及運行方式3.1.1 主接線設計原那么與要求變配電所的主接線，應根據變配電所在供電系統中的地位、進出線回路數、設備特點及負荷性質等條件確定，并應滿足平安、可靠、靈活和經濟等要求。1.平安性(1) 在高壓斷路器的電源側及可能反應電能的

22、另一側，必須裝設高壓隔離開關。(2) 在低壓斷路器的電源側及可能反應的另一側，必須裝設低壓刀開關。(3) 在裝設高壓熔斷器負荷開關的出線柜母線側，必須裝設高壓隔離開關。(4) 及以上的線路末端，應裝設與隔離開關關聯鎖的接地刀閘。(5) 變配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設避雷器，宜與電壓互感器共用一組隔離開關。接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設隔離開關。2.可靠性(1) 變電所的主接線方案，必須與其負荷級別相適應。對一級負荷，應由兩個電源供電。對二級負荷，應由兩回路或者一回及以上專用架空線路或電纜供電；其中采用電纜供電時，應采用兩根電纜組成的線路，且每根電纜應能承受100%的二級負荷。

23、(2) 變電所的非專用電源進線側，應裝設帶短路保護的斷路器或負荷開關串熔斷器。當雙電源供多個變電所時，宜采用環網供電方式。(3) 對一般生產區的車間變電所，宜由工廠總變電所采用放射性高壓配電，以確保供電可靠性，但對輔助生產區及生活區的變電所，可采用樹干式配電。(4) 變電所低壓側的總開關，宜采用低壓斷路器。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側總開關和低壓母線分段開關，均應采用低壓斷路器。3.靈活性(1) 變配電所的上下壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段接線。(2) 及以上電源進線為雙回路時，宜采用橋形接線或線路變壓器組接線。(3) 需帶負荷切換主變壓器的變電所，高壓側應裝設高壓斷路器或高

24、壓負荷開關。(4) 主接線方案應與主變壓器經濟運行的要求相適應。(5) 主接線方案應考慮到今后可能的擴展。4.經濟性(1) 主接線方案在滿足運行要求的前提下，應力求簡單，變電所高壓側宜采用且斷路器較少或不用斷路器的接線。(2) 變配電所的電氣設備應選用技術先進、經濟適用的節能產品，不得選用國家明令淘汰的產品。(3) 中小型工廠變電所一般采用高壓少油斷路器；在需頻繁操作的場合，那么應采用真空斷路器或斷路器。(4) 工廠的電源進線上應裝設專用的計量柜，其中的電流、電壓互感器只供計費的電度表用。(5) 應考慮無功功率的人工補償，是最大負荷時功率因數到達規定的要求4。3.1.2 電氣主接線確定 變配電

25、所的主接線常見的形式有：單母線不分段、分段、內橋、外橋、單母線加旁路母線、雙母線等。所謂母線又稱匯流排，原理上相當與電氣上的一個節點，當用電回路較多時，饋電線路和電源之間的聯系常采用母線制。母線有銅排、鋁排，它起著接收電源電能和向用戶分配電能的作用。裝設兩臺主變的變電所主接線采用橋形接線，因橋形接線適應性強，對線路變壓器的操作方便，運行靈活，且易擴展成單母線分段接線的變電所。考慮到本廠線路較短，且兩臺變壓器要經常切換，檢修的情況，采用外橋接線5。10kV側采用單母線分段式接線，變壓器兩側都裝有電流互感器，均用成套配電裝置配電。二次側各重要負荷均采用雙回路供電，以保證可靠性。主變壓器二次的配電母

26、線，采用單母線分段，當某線路或變壓器因故障及檢修停止運行時，可能通過母線分段斷路器的聯絡，保證對負荷的不間斷供電。35kV側電源進線采用雙回架空線從而保證供電可靠，根據與供電部門所簽訂的供電協議，35kV側進線不同時運行，正常情況下一趟運行，一趟備用，變壓器的正常運行方式是兩臺都運行。10kV分段斷路器閉合。運行方式確實定：當220/35kV區域變電所為最大運行方式時，本變電所為正常運行時，是本廠供電系統的最大運行方式。當220/35kV區域變電所為最小運行方式時，本變電所一臺變壓器工作或10kV分段斷路器斷開時，是本廠供電系統的最小運行方式。3.2 短路電流計算在無限大容量系統中或遠離發電機

27、處短路時，兩相短路電流和單相短路電流均較三相短路電流小，因此用于選擇電氣設備和導體的短路穩定校驗的短路電流，應采用三相短路電流。短路電流的計算主要是三相短路電流計算，短路電流計算的方法中常用的有歐姆法和標幺值法。進行短路電流計算，首先要繪出計算電路圖，如圖31所示。在計算電路圖上，將短路計算所需考慮的各元件的額定參數都表示出來，并將各元器件一次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選擇需要進行短路校驗的元器件有可能通過的最大的電流。通過等效電路化簡。最后計算短路電流和短路容量。本設計采用標么值法計算短路電流。標么值是選定一個基準值，用此基準值去除與其單位相同的實際值。計算中取按無窮大系統供電計

28、算短路電流。短路計算電路圖見圖31。為簡單起見，標幺值版本號*全去掉.3.2.1 繪制計算電路圖3-1 短路電路圖3.2.2 最大短路電流計算工廠總降壓變母線短路電流短路點k-1(1) 確定標幺值基準 ，式中是線路所在電網的短路計算電壓，比所在電網額定電壓高。即高壓側 ，低壓側。那么短路基準電流按下式計算(2) 計算短路回路中各主要元件的電抗標幺值1.因為變電所最大運行方式時電源母線出口斷路器的容量是。所以：系統電抗取斷路器2.架空線路與電纜線路相比有較多的優點，如本錢低，投資少，安裝容量維護和檢修方便，易與發現和排除故障。所以架空線路在一般工廠中應用相當廣泛，架空線路由導線，電桿，絕緣子和線

29、路金屬等主要元件組成。本線路采用(見下章線路選取) 查表得 ，線路長公里。因此架空線路標幺值為(3) 電力變壓器電抗標幺值對于，查表得 故 (4) 計算三相短路電流和短路容量1.k-1短路時總電抗標幺值2.三相短路電流和三相短路容量3.k-2點短路總電抗標幺值為4.k-2點短路時的三相短路電流和三相短路容量為3.2.3 最小短路電流計算 (1) 確定標幺值基準 ，式中是線路所在電網的短路計算電壓，比所在電網額定電壓高。即高壓側 ，低壓側。那么短路基準電流按下式計算(2) 計算短路回路中各主要元件的電抗標幺值1.因為變電所最小運行方式時電源母線出口斷路器的容量是175MVA。所以：系統電抗取斷路

30、器2.本線路用高壓架空線，型號采用查表得 ，線路長公里。因此架空線路電抗標幺值為(3) 電力變壓器電抗標幺值對于，查表得 故 (4) 計算三相短路電流和短路容量1.k-1短路時總電抗標幺值2.三相短路電流和三相短路容量3.k-2點短路總電抗標幺值為4.k-2點短路時的三相短路電流和三相短路容量為表3-2 最大運行方式下短路電流短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量K-12.162.162.165.513.26138.31K-2)3.613.613.619.215.4562.58表3-3最小運行方式下短路電流短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量K-11.971.971.975.022.97

31、126.10K-23.463.463.468.825.2259.95.word 第4章 高壓電網一次設備選擇4.1 35kV架空線選擇該架空線導線的選擇對電網的技術、經濟性的影響很大，只有綜合考慮技術經濟的效益，才能選出合理的導線截面。及以上的高壓線路及電壓在以下但距離長電流大的線路，其導線和電纜截面宜按經濟電流密度選擇，以使線路的年費用支出最小。所選截面，稱為“經濟截面6 。本廠采用兩回高壓架空線路，線路全長8公里。供電線路截面選擇1.為保證供電的可靠性，選用兩條供電線路每回35kV架空線路負荷計算電流：2.按經濟電流密度選擇導線的截面由于任務書中給的最大負荷利用小時數為6000小時，查表得

32、：架空線的經濟電流密度 所以可得經濟截面 ：可選 ，其允許載流量：取幾何間距為按長期發熱條件檢驗：，溫度修正系數為：由上式可知所選導線符合發熱條件。4.2 10kV電纜選擇電纜截面的選擇除臨時線路或年利用小時在1000h以下者外，均按經濟電流密度、長時允許電流、電壓損失及熱穩定條件進行校驗。因為區域變電所35千伏配出線路定時限過流保護裝置的整定時間為2秒，工廠“總降不應大于1.5秒；4.2.1 假想時間確實定在無限大容量中，由于，因此式中短路持續時間，采用該電路主保護動作時間加對應的斷路器全分閘時間。當時，選擇真空斷路器，其全分閘時間取，工廠“總降不應大于。所以 4.2.2 高壓配電室至各車間

33、電纜的選擇校驗采用YJ2210000 型交聯聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設1.NO.1變電所(1) 按經濟電流密度選擇計算電流 ，年負荷最大利用小時數6000小時，查表得經濟電流密度：所以可得經濟截面：可選截面的電纜，其允許載流量其中：乘以修正系數0.94滿足發熱條件。(2) 校驗短路熱穩定按下面的公式計算滿足短路熱穩定的最小截面，式中的C值查表得因此纜芯2的交聯電纜不滿足要求，故改選纜芯的交聯電纜，型號為YJL22100003×502.NO.2變電所(1) 按發熱條件選擇計算電流 ，年負荷最大利用小時數6000小時，查表得經濟電流密度：所以可得經濟截面：可選截面的電纜，允許載流量

34、不存在。(2) 校驗短路熱穩定按下面的公式計算滿足短路熱穩定的最小截面，式中的C值查有關數據得因此纜芯的交聯電纜不滿足要求，故改選纜芯的交聯電纜，型號為YJL22100003×503.NO.3變電所(1) 按發熱條件選擇計算電流 ，年負荷最大利用小時數6000小時，查表得經濟電流密度：所以可得經濟截面：可選截面的電纜，其允許載流量其中：乘以修正系數0.94滿足發熱條件。(2) 校驗短路熱穩定按下面的公式計算滿足短路熱穩定的最小截面，式中的值查表得因此纜芯的交聯電纜不滿足要求，故改選纜芯的交聯電纜，型號為YJL22100003×504.NO.4變電所(1) 按發熱條件選擇計算

35、電流 ，年負荷最大利用小時數6000小時，查表得經濟電流密度：所以可得經濟截面：可選截面的電纜，其允許載流量其中：乘以修正系數0.94滿足發熱條件。(2) 校驗短路熱穩定按下面的公式計算滿足短路熱穩定的最小截面，式中的C值查表得因此纜芯的交聯電纜不滿足要求，故改選纜芯的交聯電纜，型號為YJL22100003×505.NO.5變電所(1) 按發熱條件選擇計算電流 ，年負荷最大利用小時數6000小時，查表得經濟電流密度：所以可得經濟截面：可選截面的電纜，其允許載流量不存在。(2) 校驗短路熱穩定按下面的公式計算滿足短路熱穩定的最小截面，式中的C值查表得因此纜芯的交聯電纜不滿足要求，故改選

36、纜芯的交聯電纜，型號為YJL22100003×50。6.其余10KV電纜的選擇及過程同上，電纜型號及長度見下表表4-1 電纜型號10kV導線的選擇選用的規格型號回路數至N01變電所YJL22100003×502至N02變電所YJL22100003×502至N03變電所YJL22100003×501至N04變電所YJL22100003×501至N05變電所YJL22100003×501至電弧爐YJL22100003×2402至工頻爐YJL22100003×702至空壓機YJL22100003×5024.3

37、母線選擇 選擇配電裝置中的母線應考慮如下內容：1.選擇母線截面；2.校驗母線短路時的熱穩定。4.3.1 母線選擇母線采用矩形母線，矩形母線具有集膚效應小，散熱條件好，安裝簡單，連接方便等優點。對于傳輸容量大，年負荷利用小時數高，長度在以上的導體，其截面應按經濟電流密度選擇。最大持續工作電流可由下式計算按經濟電流密度選擇導線截面，可使其年運行費用降低，母線的經濟截面可由下式決定式中經濟電流密度可查表得到按短路條件校驗母線的熱穩定按正常條件選擇的母線截面，必須校驗它在短路時的熱穩定。工程上為簡化計算常采用短路時發熱滿足最高容許溫度的條件下所需的導體最小截面來校驗載流導體的熱穩定性。當所選的導體截面

38、大于或等于時便是 穩定的，反之不穩定式中 熱穩定系數集膚效應系數。當鋁矩形母線截面在以下時為1，時為1.1因為 熱穩定滿足。 4.3.2 母線選擇采用矩形鋁母線最大持續工作電流可由下式計算按經濟電流密度選擇導線截面，可使其年運行費用降低，母線的經濟截面可由下式決定式中經濟電流密度可查表得到按短路條件校驗母線的熱穩定式中 熱穩定系數集膚效應系數。當鋁矩形母線截面在以下時為1.1因為 熱穩定滿足。4.4 電氣設備選擇校驗4.4.1 選擇原那么為保證電器供電線路及電器設備自身的平安可靠、經濟合理、運行維修方便，電器設備應按正常條件下和短路故障條件下工作的要求來選用。正常條件是指電器使用中的額定容量、

39、額定電壓、額定電流、額定頻率及電器所處在的場所、環境溫度、海拔高度等。其中所處的場所包括用于戶外或戶內、有無防塵、防腐、防火、防爆要求，空氣中的濕度、鹽堿成份等。短路故障條件是指發生短路時滿足動穩定性和熱穩定性。電器設備選用的一般原那么是：1.電器的額定電壓大于或等于所在回路的工作電壓。2.電器的額定電流大于或等于所在回路的工作電流。3.電器設備指斷路器、熔斷器、開關、負荷開關等的額定斷流容量應大于或等于該設備所處的短路容量。4.局部電器設備在選擇后要進行短路動穩定度、熱穩定度的校驗。4.4.2 電氣設備和載流導體選擇的一般條件(1) 按正常工作條件選擇1.按工作電壓選擇 設備的額定電壓不應小

40、于所在線路的額定電壓，即但需注意：使用限流式高壓熔斷器時，熔斷器的額定電壓應與線路額定電壓相同，即。2.按工作電流選擇 設備的額定電流不應小于所在線路的計算電流，即(2) 按短路條件校驗 1.動穩定校驗：式中開關的極限通過電流動穩定電流峰值和有效值單位為 開關所在處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值單位為2.熱穩定校驗：當短路電流通過被選擇的電氣設備和載流導體時，其熱效應不應超過允許值，校驗電氣設備及電纜廠用饋線電纜除外熱穩定時，短路持續時間一般采用后備保護動作時間加斷路器全分閘時間。4.4.3 側斷路器選擇1.進線側斷路器母聯斷路器選擇流過斷路器的最大持續工作電流為額定電壓選擇：額定電流選擇：

41、開斷電流選擇：在本設計中側斷路器采用SF6高壓斷路器，因為與傳統的斷路器相比SF6高壓斷路器具有平安可靠，開斷性能好，結構簡單，尺寸小，質量輕，操作噪音小，檢修維護方便等優點，已在電力系統的各電壓等級得到廣泛的應用。從 電氣工程電器設備手冊 上冊中比擬各種SF6高壓斷路器的應采用型號的斷路器。其技術參數如下：表4-2斷路器參數斷路器型號額定電壓kV額定電流A開斷電流kA極限通過電流kA熱穩定電流kA固有分閘時間S峰值4S3512501640160.06熱穩定校驗：I 可知滿足熱穩定校驗動穩定校驗： 滿足動穩定校驗，因此所選斷路器適宜。2.主變壓器側斷路器選擇額定電壓選擇：額定電流選擇：開斷電流

42、選擇：可知同樣滿足主變壓器側斷路器的選擇，其動穩定熱穩定計算與母聯側相同。4.4.4 電流互感器的選擇電流互感器的選擇和配置應按以下條件：電流互感器應按裝設地點條件及額定電壓、一次電流、二次電流一般為準確級等進行選擇，并校驗其短路動穩定和熱穩定。一次回路電壓： 一次回路電流： 準確等級：要先知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準確等級的要求，并按準確等級要求高的表計來選擇。二次負荷：動穩定： 式中， 是電流互感器動穩定倍數。熱穩定：為電流互感器的1s熱穩定倍數。側電流互感器的選擇一次回來電壓:：二次回路電流：根據以上兩項初選型獨立電流互感器表4-3電流互感器參數型號電流組合1S熱穩定倍

43、數動穩定倍數0.5；365100動穩定校驗：熱穩定校驗：兩種校驗都滿足，選型獨立電流互感器適合。4.4.5 電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇和配置應按以下條件：電壓互感器應按裝設地點條件及一次電壓、二次電壓一般為、準確級等進行選擇。電壓互感器滿足準確級要求的條件也決定于二次負荷。一次電壓、為電壓互感器額定一次線電壓。二次電壓：按表所示選用所需二次額定電壓。表4-4電壓互感器繞組繞組主二次繞組附加二次繞組高壓側接入方式接于線電壓上接于相電壓上用于中性點直接接地系統中心用于中性點不接地或經消弧線圈接地二次額定電壓100100準確等級：電壓互感器在哪一準確等級下工作，需根據接入的測量儀表，繼電器和自

44、動裝置等設備對準確等級的要求確定，規定如下：用于發電機、變壓器、調相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表，及所有計算的電度表，其準確等級要求為0.5級。 供監視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，其準確等級，要求一般為1級。用于估計被測量數值的標記，如電壓表等，其準確等級要求較低，要求一般為3級即可。在電壓互感器二次回路，同一回路接有幾種不同型式和用途的表計時，應按要求準確等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準確度等級8。負荷： 1.電壓互感器的選擇型式：采用串聯絕緣瓷箱式電壓互感器，作電壓，電能測量及繼電保護用。電壓：額定一次電壓： U1n=35kV U2n=0.1/kV 準確等級：用

45、于保護、測量、計量用，其準確等級為0.5級，查相關設計手冊，選擇PT的型號： ，最大容量1200VA，額定變比：。選擇PT的型號：，額定變比：4.4.6 熔斷器選擇 高壓熔斷器是一種防止電氣設備長期通過過載電流和短路的保護元件。由于熔斷器的結構簡單，使用方便，價格低廉，所以在工廠的供配電系統中，對中斷供電無特殊要求的設備或網絡，得到極為廣泛的應用，對于動作時要求不太嚴格，且靈敏系數有較大潛力時，從降低造價考慮，只要斷流容量合格，應優先考慮采用高壓熔斷作為控制和保護設備。由電壓和電流，熔斷器選型。表 4-5 35KV側一次設備的選擇校驗表選擇校驗工程電壓電流斷流能力動穩定度熱穩定度裝置地點選擇參

46、數數據35kV2.166kA5.523kA一次設備型號規格額定參數高壓斷路器35kV1250A16kA40kA1024高壓熔斷器35kV200A25kA電流互感器35kV100/5A14.1442.25電壓互感器,35kV4.5 高壓開關柜選擇高壓開關柜是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發電廠和變配電所中作為控制和保護發電機、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓開關設備、保護電器、監視儀表和母線、絕緣子等。高壓開關柜有固定式和手車式兩大類型。本設計選擇手車式開關柜。4.5.1 側高壓開關柜選擇根據主接線圖與計算出的斷路器容量，母線側選擇型高壓開關柜，編號分

47、別為26、38、87、102。開關柜從到共12臺。主要電氣設備見表4-7。表4-7JYN1-35型高壓開關柜主要電氣設備名稱型號主要技術數據斷路器,操作機構合閘線圈,分閘線圈電流互感器電壓互感器熔斷器避雷器所用變壓器柜外形尺寸寬深高4.5.2 高壓開關柜選擇根據主接線圖與計算出的斷路器容量，側選擇型高壓開關柜，編號分別為01、07、20。開關柜從到共15臺。主要電氣設備見表4-8。表4-8JYN2-10型高壓開關柜主要電氣設備名稱型號主要技術數據斷路器, 操作機構用電磁操動 電流互感器電壓互感器熔斷器避雷器柜外形尺寸寬深高.word第五章 防雷及過電壓保護防雷保護裝置是指能使被保護物體防止雷擊

48、,而引雷于本身,并順利地泄入大地的裝置。電力系統中最根本的防雷保護裝置有：避雷針避雷線避雷器和防雷接地等裝置。5.1 避雷器避雷器是一種過電壓限制器,它實質上是過電壓能量的接受器,它與別保護設備并聯運行,當作用電壓超過一定的幅值以后避雷器總是先動作，泄放大量能量,限制過電壓,保護電氣設備。目前在新建或技術改造的變電所中，一般都選用氧化鋅避雷器，作為電力變壓器等電氣設備的大氣過電壓、操作過電壓及事故過電壓的保護設備9。5.2 避雷器的選擇計算5.2.1 按額定電壓選擇選擇的避雷器額定電壓應大于或等于所在保護回路的標稱額定電壓：式中 -避雷器的額定電壓，單位為kV； -系統標稱額定電壓，單位為kV

49、。5.2.2 按持續運行電壓選擇為了保證選擇的避雷器具有一定的使用壽命，長期施加于避雷器上的運行電壓不得超過避雷器的持續運行電壓： 式中 -金屬氧化物避雷器的持續運行電壓有效值，單位為kV； -系統最高相電壓有效值，單位為kV。5.2.3 按雷電沖擊殘壓選擇避雷器的額定電壓選定之后，避雷器在流過標稱放電電流而引起的雷電沖擊殘壓便是一個確定的數值。它與設備絕緣的全波雷電沖擊耐壓水平BLE比擬，應滿足絕緣配合的要求：式中 -避雷器額定雷電沖擊電流下的殘壓峰值，單位為kV； -各類設備絕緣全波雷電沖擊耐壓水平，單位為kV； -雷電沖擊絕緣配合系數，取。5.2.4 按標稱放電電流選擇10kV配電設備過

50、電壓保護選用的氧化鋅標稱放電電流一般選擇5A；35kV的一般選用5kA、10kA；110kV的一般選用5kA、10kA；220kV的一般選用10kA。35kV級變壓器中性點過電壓保護選用的氧化鋅避雷器標稱放電電流選擇1.5kA、5kA；110kV的選擇1kA、1.5kA；220kV的選用1.5kA。5.2.5 校核陡波沖擊電流下的殘波避雷器應滿足截斷雷電沖擊耐受峰值電壓的配合：式中 -避雷器陡波沖擊電流下的殘壓峰值，單位為kV； -變壓器類設備內絕緣截斷雷電沖擊耐受電壓峰值，單位為kV； -各類設備額定雷電沖擊耐受電壓，單位為kV； -雷電沖擊絕緣配合系數，取。5.2.6 按操作沖擊殘壓選擇35kV及以下氧化鋅避雷器操作沖擊殘壓按下式選擇：式中 -避雷器操作沖擊電流下的殘壓，單位為kV； -變壓器線端操作波試驗電壓，單位為kV； -各類電氣設備短時1S工頻試驗電壓，單位為kV； 1.35-內絕緣沖擊系數； -操作沖擊絕緣配合系數，取。由第4章算出的電壓和電流， 側避雷器選, 側避雷器選型。參數表如下：表5-2 避雷器參數表型號額定電壓有效值，滅弧電壓有效值，工頻放電電壓有效值沖擊放電電壓幅值，沖擊電流殘壓幅值不大于不小于不大于610354