目錄、，.、■刖言第一章概論第一節工廠供電的意義和要求第二節工廠供電設計的一般原則第三節本設計內容及步驟第二章變電所位置確定、負荷統計，主變壓器選擇，靜電電容器補償，供電系統的擬定第一節變電所位置確定第二節變電所的主結線第三節負荷統計第四節變電所變壓器臺數和容量選擇第五節靜電電容器補償第三章短路電流計算第一節概述第二節短路電流計算第四章高、低壓電器設備的選擇第一節高低壓電氣設備選擇要求第二節高壓電氣設備選擇第三節低壓電氣設備選擇第五章高低壓導線及電纜截面選擇第一節導線和電纜形式的選擇第二節導線及電纜截面選擇的條件第三節導線截面選擇及校驗第六章變電所繼電保護第一節繼電保護的任務和要求第二節變壓器的繼電保護第三節電力線路的繼電保護第七章變電所的用電系統第八章變電所中央信號裝置第九章變電所的屋內外布置第十章變電所的防雷與接地第一節架空線路的防雷措施第二節變電所的防雷保護措施第三節接地裝置的確定結束語說明設計體會及收獲參考文獻附圖第一章概論第一節工廠供電的意義和要求工廠供電，就是指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是現代工業生產的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送的分配既簡單經濟，又便于控制、調節和測量，有利于實現生產過程自動化。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。在工廠里，電能雖然是工業生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所占的比重一般很小（除電化工業外）。電能在工業生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業生產實現電氣化以后可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現生產過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業生產可能造成嚴重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發展工業生產，實現工業現代化，具有十分重要的意義。由于能源節約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節約對于國家經濟建設具有十分重要的戰略意義，因此做好工廠供電工作，對于節約能源、支援國家經濟建設，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節能工作，就必須達到以下基本要求：（1）安全在電能的供應、分配和使用中，不應發生人身事故和設備事故。（2）可靠應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3）優質應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求（4）經濟供電系統的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發展。第二節工廠供電設計的一般原則按照國家標準GB50052-95《供配電系統設計規范》、GB50053-94《10kv及以下設計規范》、GB50054-95《低壓配電設計規范》等的規定，進行工廠供電設計必須遵循以下原則：（1）遵守規程、執行政策；必須遵守國家的有關規定及標準，執行國家的有關方針政策，包括節約能源，節約有色金屬等技術經濟政策。（2）安全可靠、先進合理；應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質量合格，技術先進和經濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產品。（3）近期為主、考慮發展；應根據工作特點、規模和發展規劃，正確處理近期建設與遠期發展的關系，做到遠近結合，適當考慮擴建的可能性。（4）全局出發、統籌兼顧。按負荷性質、用電容量、工程特點和地區供電條件等，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展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設計的有關知識，以便適應設計工作的需要。第三節本設計內容及步驟全廠總降壓變電所及配電系統設計，是根據各個車間的負荷數量和性質，生產工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經濟的分配電能問題。其基本內容有以下幾方面。1、負荷計算全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎上進行的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側計算負荷及總功率因數。列出負荷計算表、表達計算成果。2、工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數及容量選擇參考電源進線方向，綜合考慮設置總降壓變電所的有關因素，結合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數和容量。3、工廠總降壓變電所主結線設計根據變電所配電回路數，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數綜合主變壓器臺數，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經濟，安裝容易維修方便。4、廠區高壓配電系統設計根據廠內負荷情況，從技術和經濟合理性確定廠區配電電壓。參考負荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網布置放案，計算出導線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術經濟條件列表比值，擇優選用。按選定配電系統作線路結構與敷設方式設計。用廠區高壓線路平面布置圖，敷設要求和架空線路桿位明細表以及工程預算書表達設計成果。5、工廠供、配電系統短路電流計算工廠用電，通常為國家電網的末端負荷，其容量運行小于電網容量，皆可按無限容量系統供電進行短路計算。由系統不同運行方式下的短路參數，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。6、改善功率因數裝置設計按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數，通過查表或計算求出達到供電部門要求數值所需補償的無功率。由手冊或廠品樣本選用所需移相電容器的規格和數量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機還可以采用控制電機勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數。7、變電所高、低壓側設備選擇參照短路電流計算數據和各回路計算負荷以及對應的額定值，選擇變電所高、低壓側電器設備，如隔離開關、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關柜等設備。并根據需要進行熱穩定和力穩定檢驗。用總降壓變電所主結線圖，設備材料表和投資概算表達設計成果。8、繼電保護及二次結線設計為了監視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯絡線斷路器，皆需要設置相應的控制、信號、檢測和繼電器保護裝置。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數。設計包括繼電器保護裝置、監視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結線系統，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達設計成果。35kv及以上系統尚需給出二次回路的保護屏和控制屏屏面布置圖。9、變電所防雷裝置設計參考本地區氣象地質材料，設計防雷裝置。進行防直擊的避雷針保護范圍計算，避免產生反擊現象的空間距離計算，按避雷器的基本參數選擇防雷電沖擊波的避雷器的規格型號，并確定其接線部位。進行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗以及沖擊接地電阻計算。10、總降壓變電所變、配電裝置總體布置設計綜合前述設計計算結果，參照國家有關規程規定，進行內外的變、配電裝置的總體布置和施工設計。第二章變電所位置確定、負荷統計，主變壓器選擇，靜電電容器補償，供電系統的擬定第一節變電所位置確定企業總變電所是工礦企業供電的樞紐。正確確定變電所的位置。對工礦企業供電系統的合理布局及提高供電可靠性、經濟性和供電質量都有很重要的關系。因此，變電所的位置應根據工礦企業負荷的大小、分布特點及內部環境特點等因素進行綜合分析，經技術經濟比較后確定。一般在確定變電所位置時應遵循以下幾項原則：（1）變電所位置應盡量靠近負荷中心，以減少配電線路長度，降低電能損耗和電壓損失；（2）不占或少占農田；（3）進出線要方便，盡量避免線路相互交叉和跨越，架空線路走廊與所址同時確定；（4）交通運輸要方便，以利于變壓器等大型設備的運輸和消防車輛進出；（5）具有適宜的地質條件，有防止地下、雨水和洪水浸淹措施；（6）應考慮與鄰近設施的相互影響，遠離震動大的設備和易燃易爆的場所，應盡量避開污染源，否則應采取防污措施；（7）應與其他工業建筑物保持足夠的防火間距；（8）應留有擴建的余地，不妨礙工廠或車間的發展。對礦井地面變電所，由于礦井地面工業工場已統一考慮了壓煤問題以及運輸、通訊、水暖設施，所以一般把所址選擇于地面工業工場的邊緣?？傊?，要根據工礦企業的具體情況，從技術和經濟方面進行綜合分析，以便確定變電所的位置。第二節變電所的主接線當只有兩路電源供電，出線為兩回線路時（兩臺主變壓器），一般采用橋式接線。下面列出幾種比較方案：（1）當變電所的外部系統和受電線路的保護時，變電所受電側無要求，變電所負荷不平穩，主變壓器經常切換時，常采用外橋接線。這種接線的變電所一次側無線路保護，而且切換線路不方便。（2）當變電所受電線路較長，有條件裝設平行線路橫聯差動方向保護以提高供電質量和可靠性或是環形系統中母線需經常通過功率的變電所，則不宜采用外橋接線，此時可采用內橋接線，內橋接線一次側雖有線路保護，但主變壓器與線路均由受斷路器保護，互相影響，而且主變壓器切換不方便，因此適用于主變壓器不需經常切換的變電所。（3）全橋接線供電可靠性高，操作靈活方便，但使用斷路器多、占地面積大，不夠經濟。綜上所述，考慮到實際（經濟、可靠、靈活、安全）等情況，本設計采用一次側用內橋接線，二次側采用單母線分段。主電路圖見圖2—1。圖2-1采用內橋式接線的總降壓變電所主電路圖Figure2-1bridgetypeinsideadoptionsesconnectthelineargrossdeclinestopresstochangetogiveorgetanelectricshockamainelectriccircuitdiagram第三節負荷統計負荷計算是為電氣設備、輸電導線和繼電保護裝置的選擇提供重要依據。符合計算的準確與否直接影響著供電設計的質量。但是，由于影響負荷變化的因素很多，要準確地計算出實際負荷的大小幾乎是不可能的，因此負荷計算只能力求使計算結果接近實際值。負荷計算方法有很多，如需用系數法、二項式法、利用系數法、單位產品電耗法等。本設計采用系數法。（1）需用系數的含義用電設備往往不是滿負荷運行，實際負荷容量常小于其額定容量；一組用電設備中，所有用電設備也不可能同時運行；同時工作的設備，最大負荷出現的時間也不相同。因此，用電設備組的實際負荷總容量是小于其額定容量之和。我們將用電設備組實際負荷總容量與其額定容量之和的比值稱為需用系數，如式2—1所示。根據用電設備的額定容量和需用系數，計算實際負荷容量的方法稱為需用系數法。一組用電設備的需用系數可由下式確定：KdeKden/.式中Kde—需用系數Ksi—該組用電設備的同時系數，它等于該組設備在最大負荷時，同時工作設備的額定功率之和WPn?si與該組用電設備額定功率之和WPn的比值。Klo—該組用電設備的負荷系數，它等于同時工作設備的總實際輸出功率Psip與同時工作設備額定功率之和WPn?si的比值。nw—供電線路效率n.—同時工作設備的加權平均效率。(2(2)需要系數法的基本計算公式成組用電設備的計算負荷為Pca二Kde^PNQca=Pcatan①wmPcaSca= cos①wmTScaIca=—=-式中Pca、Qca、Sca、Ica—用電設備的有功計算負荷，kW；無功計算負荷，kvar；視在計算負荷，kVA；計算電流，A；WPn—該組用電設備的額定功率之和，kW；Kde、cos①的一該組用電設備的需用系數和加權平均功率因數，見教材《工礦企業供電》表2—1和表2—2；tan①wm—與c0s①wm對應的正切值。本次設計變電所負荷分布的有關數據如下：表2-1負荷分布數據表Table2-1carriestodistributethedataform序號負荷名稱額定電壓/kV負荷類型負荷功率/kW需用系數Kde功率因數cos很負荷距變電所距離km1機械制造廠10I8000.60.8532壓鑄機廠10I6000.70.8543鐵合金廠10I6500.70.854食品廠10I5000.750.975塑料廠10I7000.70.86

6齒輪廠10II5000.650.8537學校10II3000.50.658其它10II10000.70.86計算負荷時以機械制造廠為例：（注：其他工廠負荷統計方法相同）①負荷計算：（機械制造廠：Kde=0.6cos①=0.85tan①=0.62）Pca=KdePN=0.6X800=480kWQca=Pca-tan①=480X0.62=297.6kvarcPca480Sca= = =564.7kVAcos中wm 0.85Ica=-Sca-=吧4'=32.6ASUN ；3x10其他負荷統計情況如表2-2表2-2負荷統計表Table2-2carrycovarianceform工廠設備容量PN/kW需要系數Kdecos①tg①計算負荷Pca/kWQca/kvarSca/kVAIca/A機械制造廠8000.60.850.62480297.6564.732.6壓鑄機廠6000.70.850.62420260.4494.128.5鐵合金廠6500.70.80.75455341.3568.832.8食品廠5000.750.90.5375187.5416.724.1塑料廠7000.70.80.75490367.5612.535.3齒輪廠5000.650.850.62325201.5382.422.1學校3000.50.61.315019525014.4其他10000.70.80.7570052587550.5負荷總計501033952375.8取Ksp=Ksq=0.93055.52138.23729.3215.3.功率因素的提高1)電容器補償容量的計算。(1)電容器所需補償容量，因全礦自然功率因數COS①nat=P=30555=0.819，低于0.9,所以應進行人工補償，補償后的功率S￡3729.3因素應達到0.95以上，即COS①ac=0.95。則全礦所需補償容量為Qc=Px(tan①NATtan①ac)=3055.5x(0.701-0.329)=1136.6Kvar⑵電容器柜數及型號的確定。變電所的無功功率補償裝置，可選擇單個電容器，也可選擇成套電容器柜，為了加快變電所設備的安裝速度和布置上的規范整齊，一般均選擇成套電容器柜。據《工礦企業供電設計指導書》中所列選擇方案，考慮到本變電所的發展，現擬定選型為TBB10.5-150025的電容器柜。(參看《工礦企業供電設計指導書》表1-7)。TBB10.5-150025型并聯補償成套裝置由開關柜、電抗器進線柜和電容器柜等部分組成，構成一套完整的并聯補償裝置。開關柜內裝有真空開關柜及控制、保護和自動投切裝置。進線柜內裝有供電容器采用雙星形接線的平衡保護電流互感器及接地開關避雷器和放電線圈，進線柜有左右進線之分。本次設計取標稱容量為25kvar的電容器。裝于電容器柜中，每柜裝9只，每柜225kvar。電容器組在接入電網時，采用中性點不接地的雙星形接線。則無功補償所需要電容器柜總臺數N為：Q——C (U)—W-式中 qNc一單臺電容器柜的額定容量；kvarU^L電容器的實際工作電壓；kVUNC一電容器的額定電壓；kV1136.6-=1136.6-=5.6(個)2225x取225x取N=6。由于電容器柜要接在兩段母線上，為了在每段母線上構成雙星型接線，因此每段母線上的電容器也應分為相等的兩組，每組的電容器柜數應為N6..n=—=—=1.544取n=2,則電容器柜總數為：N=2X2X2=8臺(1)電容器實際補償容量：Qc=qQc=qN.C，N，(Uw-)2=255X8x(也)2=1632.6Kvar10.5（2）人工補償后的功率因素:Qac=QE-Qc=2138.2-1632.6=505.6kvarSac二7P2^+Qac2=v'3055.52+5056=3097.1KVA.P￡3055.5Cos①ac=——= =0.98Sac3097.1功率因素符合要求。.主變壓器的選擇因為本變電所有一類負荷，所以選擇2臺主變壓器，當2臺變壓器同時運行時，根據2—11,每臺變壓器的容量為SN?T^KtpSac=0.8X3097.1=2477.68KVA故障保證系數Ktp取0.8。因此確定選擇SL7—2500/35型變壓器，其主要技術數據見表2—3表2-3變壓器的性能指標Table2-3thefunctionindexsignoftransformers額定容量/kV?A額定電壓/kV聯結組標號損耗/KW空載電流（％）阻抗電壓（％）一次二次空載短路25003510.5Yd114231.16.5變壓器的負荷率為rSac3097.1p= = =0.6192Sn.t2x2500.全企總負荷1）主變壓器損耗計算△變壓器的有功損耗為△Pt=2(APi.T+APN.Tp2)=2XC4+23X0.6192)=25.6kW變壓器的無功損耗為△QT=2X(I0%S+us%Sp2)100N-T100"I=2X(11x2500+65x2500x0.6192)=179.5kvar100 1002)P’Q’2)P’Q’e=Pe+^PT=3055.5+25.6=3081.1KWE=Qac+^QT=505.6+179.5=685.1kvar

s￡:：P'2E+Q‘E=<3081.12+685.12:3156.4KVACos①'=p—^=3081.1=0.976S'E3156.4I,I,￡=S_￡3UUnW=52.1A<3x355、確定主變壓器經濟運行方式臨界負荷Scr=SN?T2x*.t+Kec\Qi.tAPN-Scr=SN?TI%AP.T+Kec-0—Snt2iT 100NTAPnT+Kecuz%SntNT 100N,T4+0.1x0.011x2500=2500x「2x =1466.2KVA\ 23+0.1x0.065x2500式中，無功經濟當量取Kec=0.1?？梢?，當變電所總負荷大于1466.2kVA時，應2臺變壓器并聯運行；當總負荷小于1466.2kVA時，1臺變壓器運行比較經濟。第三章短路電流計算第一節概述一.短路的種類及產生短路的原因電力系統在運行中，由于多種原因，難免出現故障，而使系統的正常運行遭到破壞。根據運行經驗，破壞電力系統正常運行的故障最為常見而且危害最大的是各種短路。所謂短路是指電位不同的點在電氣上被短接。在三相系統中，短路的基本類型有三相短路，兩相短路，兩相接地短路，單相短路和單相接地短路等。三相短路中，三相短路回路中的阻抗相等，三相電壓和電流仍然保持對稱，屬于對稱短路。其他形式的短路，由于短路回路三相阻抗不相等，三相電壓和電流均不對稱，屬于不對稱短路。造成短路故障的原因有很多，主要有以下幾個方面：絕緣損壞。電氣設備年久陳舊，絕緣自然老化；絕緣瓷瓶表面污穢，使絕緣下降；絕緣受到機械性損傷；供電系統受到雷電的侵襲或者在切換電路時產生過電壓，將電氣裝置絕緣薄弱處擊穿，都會造成短路。誤操作。例如，帶負荷拉切隔離開關，形成強大的電弧，造成電弧短路；或將低壓設備誤接到高壓電網，造成短路。鳥獸危害。鳥獸跨越不等電位的裸露導體時，造成短路。惡劣的氣候。雷擊造成閃絡放電或避雷器動作，架空線路由于大風或導線覆冰引起電桿傾倒等。其他意外事故。挖掘溝渠損壞電纜，起重機臂碰觸架空導線，車輛撞擊電桿等。二.短路的危害短路時系統的阻抗大幅度減小，而電流大幅度增加。通常短路電流可達正常工作電流的幾十倍甚至幾百倍，在大電力系統中短路電流可達幾萬甚至幾、十萬安培。這樣大的短路電流將產生極大的危害，歸納起來其危害有以下幾種：(1)損壞電氣設備。短路電流產生的電動力效應和熱效應，會使故障設備及短路回路中的其他設備遭到破壞。(2)影響電氣設備的正常運行。短路時電網電壓驟降，使電氣設備不能正常運行。(3)影響系統的穩定性。嚴重的短路會使并列運行的發電機組失去同步，造成電力系統解列。(4)造成停電事故。短路時，電力系統的保護裝置動作，使開關跳閘，從而造成大范圍停電。越靠近電源，停電范圍越大，造成的經濟損失越嚴重。(5)產生電磁干擾。不對稱短路的不平衡電流，在周圍空間將產生很大的交變磁場，干擾附近的通訊線路和自動控制裝置的正常工作。由此可見，短路的后果是非常嚴重的，因此必須盡力設法消除可能引起短路的一切因素。此外還應正確的選擇電氣設備，使電氣設備在短路電流的作用下不致損壞；正確選擇和整定保護裝置，使其能在發生短路時，迅速、準確的把故障線路和設備從電網中切除，盡量減少短路所造成的危害和損失。三、計算短路電流的目的和任務為了使電力系統可靠、安全的運行，將短路帶來的損失和影響限制在最小范圍，必須正確地進行短路電流計算，以解決下列技術問題：(1)選擇電氣設備。選擇電氣設備時，需要計算出可能通過電氣設備的最大短路電流及其產生的電動力效應及熱效應，以檢驗電氣設備的分斷能力及動穩定性和熱穩定性。(2)選擇和整定繼電保護裝置。選擇和整定繼電保護裝置時，需要計算被保護范圍內可能產生的最小短路電流，以校驗繼電保護裝置動作的靈敏度是否符合要求。(3)選擇限流電抗器。當短路電流過大時，造成設備選擇困難或不經濟，這時可在供電線路中串接電抗器來限制短路電流。通過短路電流的計算，決定是否使用限流電抗器，并確定所選電抗器的參數。(4)確定供電系統的結線和運行方式。供電系統的結線和運行方式不同，短路電流的大小也不同。只有計算出在某種結線和運行方式下的短路電流，才能判斷這種結線及運行方式是否合適。第二節短路電流計算短路電流的計算方法有兩種：有名值法和相對值法。本畢業設計采用的

是相對值法計算短路電流。計算時應分別計算出最大、最小運行方式下的短路電流和短路容量，為了計數簡便，計算高壓電網的短路電流時，電壓、電流、阻抗、容量的單位分別用KV、KA、。、MVA計量；計算低壓電網的短路電流時，這四個物理量的單位分別用V、KA、m。、KVA計量。一、最大運行方式下的短路電流的計算1、繪制電路圖并計算各元件的相對基準電抗(b)圖3-1最大運行方式下的計算電路圖和等效電路圖Figure3-1biggestcirculatethecalculationelectriccircuitdiagraminway由于高壓側的設備都設在戶外，斷路器應選擇比較先進的，比較可靠的，因此本設計選擇六氟化硫型號的斷路器，其技術指標見下表：表3-1斷路器的性能指標Table3-1breakthefunctionindexsignoftheroadmachine

型號額定電壓(kV)額定電流(kA)開斷電流(A)斷流容量(MV?A)動穩定電流峰值(KA)熱穩定電流(KA)固定分閘時間/s(W)合閘時間/s(W)LN2—3535125025151563250.060.15由《供電》附表3查得LN2-35型短路器10c=25KA,進而得Ss=3IIU=<3X25X35=1515(MVA)繪制短路計算電路圖和等值電路圖如圖3-1所示，取基準容量Sda=100MVA。則各元件的相對基準電抗為電源系統的相對基準電抗X1*da=迎=-100-=0.066Ss1515高壓架空線路的相對基準電抗(由《工礦企業供電》表(3—3)查得X0=0.4只km)X2*da=XJ2 =0.4x5x—=0.1460U2a。 372變壓器的相對基準電抗UZ%S, 6.5100c,X3*da=X4*da=—Z-x—da-= x=2.63—3)查得100SNT3—3)查得電纜線路的相對基準電抗（由《工礦企業供電》表（=0.082km）X5*da=X0L5~So~=0.08x3xU2da些=0.24102X6*da=X0L6~S^=0.08x4xU2da—=0.32102X7*da=X0L7~So~=0.08x5xU2da100=0.4102X8*da=X0L8~So~=0.08x7xU2.da100 =0.56102X9*da=X0L9-S^=0.08x6xU2,da—=0.48102X10*da=X0L10Sd^-=0.08x3U2da100x=0.24102X11*da=X0L11~Sa~=0.08X5X—=0.4U2da 102X12*da=X0L12~Sa~=0.08x6U2da100X=0.48102將各元件的相對基準電抗值要求標準在等值電路中2、計算短路電流和短路容量（1）S1點短路電流和短路容量①S1點短路時短路回路的總相對基準電抗為XE*da=X1*de+X2*da=0.066+0.146=0.212②S1點的短路電流和短路容量為S1點的基準電流Ida=一=100=Ida=7犯da要x37三相短路電流為：I（3）S1=—九一=L56=7.358KA1X￡*da0.212三相短路容量為；SS[=-S^=J20_=471.7MVAS1X￡*da0.212三相短路沖擊電流及沖擊電流有效值1im.s2=2.551（3）S1=2.55X7.358=18.763KAIim?s2=1.521（3）S1=1.52X7.358=11.199KA三相次暫態短路電流和短路穩態電流I"s1=Iss?S1=I（3）s1=7.358KA以此為例，計算S2、S3 S12點的短路電流以及短路容量：計算的短路電流和短路容量見表3-2。表3-2短路電流計算和短路容量表Table3-2short-circuitelectriccurrentcalculationwithshort-circuitcapacityform短路計算點短路電流/kA短路容量/MVAI（3）kIss*kI”kiimkIim*kSkS17.3587.3587.35818.76311.199471.7S24.7734.7734.77312.1717.25586.8S33.9503.9503.95010.0736.00471.8S43.7363.7363.7369.5275.67967.9S53.5433.5433.5439.0355.38564.4S63.2123.2123.2128.1914.88258.4S73.3693.3693.3698.5615.12161.3S83.9503.9503.95010.0736.00471.8

S93.5433.5433.5439.0355.38564.4S103.3693.3693.3698.5615.12161.3二、最小運行方式下的短路電流的計算（單臺變壓器運行）參看最大運行方式的短路電流的計算方法，等效電路如圖3-3。S2 g圖3-3最小運行方式小的等效電路圖Figure3-3smalletc.inmethodinminimummovementeffectelectriccircuitdiagram按照最大運行方式短路電流的計算步驟，計算最小運行方式的短路電流，計算值見表3-3。表3-3最小運行方式下的短路計算值Table3-3minimummovementtheshort-circuitcalculationthatwaydescendvalue短路計算占八、、短路電流/KA短路容量/MVAI(3kIss+kI”k1im*k1im*kSkS17.3587.3587.35818.76311.199471.7S21.9561.9561.9564.9882.97335.6S31.8021.8021.8024.5952.73932.8S41.7561.7561.7564.4784.47831.9S51.7121.7121.7124.3662.60231.1S61.6311.6311.6314.1592.47929.7S71.6701.6701.6704.2592.53830.4S81.8021.8021.8024.5952.73932.8S91.7121.7121.7124.3662.60231.1S101.6701.6701.6704.2592.53830.4第四章高低壓電氣設備的選擇第一節高低壓電氣設備選擇要求高低壓電器的選擇，必須滿足其在一次電路正常條件下和短路故障情況下工作的要求。高低壓電器按正常條件下工作選擇，就是要考慮電器的環境條件和電氣要求。環境條件是指電器的使用場所（戶內或戶外）、環境溫度，海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防暴等要求。電氣要求是指電器在電壓、電流、頻率等方面的要求；對一些開斷電流的電器，如熔斷器、斷路器和負荷開關等，則還有斷流能力的要求。高低壓電器按短路故障條件下工作選擇，就是要校驗其短路時能短路時能否滿足動穩定性和熱穩定度的要求。不同的電氣設備在選擇時考慮的條件也不盡相同，下面介紹電氣設備的一般原則。一、按使用環境選擇電氣設備的類型為了適應不同的裝設地點，電氣設備分戶外內式和戶外內式；按照不同的工作環境有分為普通型、防污型、防濕型、高原型和礦用型等。礦用型又分為礦用一般型和礦用防暴型。此外還有其他一些分類方法。選擇時應該首先根據電氣設備工作的環境條件選擇合適的類型。二、按正常工作參數選擇電氣設備、1、額定電壓的選擇電氣設備可在高于額定電壓10%—15%的情況下長期安全運行，故所選電氣設備的額定電壓不低于其所在電網的額定電壓。既UN之UN?W式中UN——電氣設備的額定電壓UN?W 電網的額定電壓2、額定電流的選擇電氣設備的額定電流應不小于通過它的最大長時工作電流。即IN>Ica式中IN——電氣設備的額定電流Ica——電氣設備所在線路的最大長時工作電流。國產普通電氣設備的額定電流，是在環境溫度為40攝氏度的條件下，長時允許通過的最大電流。如果實際環境溫度超過40攝氏度，電氣設備允許的最大長時工作電流將小于額定值。此時為了保證電氣設備正常工作時不致于過熱，應對電氣設備原有的額定值進行修正。在環境溫度不超過60攝氏度時，電氣設備允許的最大工作電流應按下式確定1P?r=KsoINKso=Kso=；,Op-0

v'ep^e^式中Ip-r——實際環境溫度下電氣設備允許的最大長時工作電流；Kso 溫度校正系數；op——電氣設備長時允許最高溫度；o0——電氣設備規定的標準環境溫度；0I 實際環境溫度。如果周圍環境溫度低于40攝氏度，對于高壓電器，每降低1攝氏度，允許電流比額定值可增加0.5%,但增加的總數不锝超過20%。三、按短路條件校驗電氣設備1、開關電器短流能力的校驗當開關電器的額定短流容量Sbr（或最大分斷電流Ibr）大于其所在電路的最大短路容量（或最大短路電流）時，開關電器才能可靠地切除短路故障。否則，故障不能切除，并有可能使故障擴大，影響到系統的安全運行。開關電器的斷流能力應按下式校驗：Sbr>S”或S0.2Ibr>I”或I0.2式中S"、I”——最大運行方式下開關電器安裝處的次暫態短路容量和短路電流S0.2、I0.2——最大運行方式下開關電器安裝處，短路后0.2s時的短路容量和短路電流。若開關電器用在低于額定電壓回路時，其斷流容量可按下式換算：Sbr?U二USbrUN式中U——設備安裝處的實際電壓；UN——開關電器的額定電壓；Sbr?U——電壓為U時的斷流容量。2、電氣設備的短路穩定性校驗為了保證電氣設備不至因電流的電動力和熱效應所破壞，應校驗其在發生短路時的動穩定性和熱穩定性。短路時的動穩定性按下式校驗：??ies>iimIes>Iim式中ies——電氣設備的動穩定電流；Ies——允許通過的最大電流有效值；iim——短路沖擊電流；Iim——短路沖擊電流有效值。短路時的熱穩定性按下式校驗：Its2t>Iss2ti式中Its21——設備的熱穩定電流；t——與Its相對應的熱穩定時間；Iss——短路穩態電流；ti 與Iss相對應的熱穩定時間。對電氣設備進行短路條件校驗時，應根據最嚴重的短路情況計算可能出現的最大短路電流，即最大運行方式下的三相短路電流。但是對于僅在改變系統運行方式的過程中，短時出現的運行情況可不予考慮。第二節高壓電氣設備的選擇高壓電氣設備的選擇主要是高壓隔離開關、負荷開關和斷路器的選擇。一、高壓斷路器的選擇一般情況下可選擇油斷路器，戶外使用的多油斷路器除DW8—35型外已逐漸被淘汰，新建的變電所應使用少油斷路器。戶外使用的都是少油斷路器，它一般裝在高壓開關柜中。對斷流能力要求高的地方或操作十分頻繁的地方，應選用真空斷路器。對于污穢地點應選用防污型斷路器。斷路器操作機構的選擇應與斷路器的控制方式、安裝情況及操作電源相適應。選擇斷路器的技術參數時，應按額定電壓和額定電流選擇，按斷流能力和短路時的動穩定性和熱穩定性檢驗。高壓斷路器可分斷短路電流，其斷流能力應滿足的條件為：IocNI(3)k或SocNS⑶kk式中，IOC、SOC分別為斷路器的最大開斷電流和斷流容量；I(3)k、S⑶k分別為斷路器安裝地點的三相短路電流周期分量有效值和三相短路容量。因企業的負荷較大，因此選用六氟化硫斷路器，初步選定型號為LN2-35I型，其主要技術數據如表4-1所示。表4-1斷路器的性能指標Table4-1breakthefunctionindexsignoftheroadmachine類型型號額定電壓/KV開斷電流/KA額定電流/KA動穩定電流峰值/KA熱穩定電流峰值/KA固定分閘時間/S合閘時間/S斷流容量/MVA六氟化硫LN2—35I352512506316(4S)0.060.15斷路器的基本選擇條件如下：(1)校驗斷流能力條件為： I三I(3)OCK式中10c一額定開斷電流I⑶一三相短路電流周期分量有效值K: 10c=25KA>")=7.358KA，滿足條件(2))短路動穩定度的校驗條件為： L產吧”式中Lx一動穩定電流峰值 ''i(3),一三相短路沖擊電流(最大運行方式下)imk:i=63KA>i(3)s1=18.763KA .\滿足條件(3廠短路熱穩定度的校驗條件為：Its21Iss2ti式中Its21——設備的熱穩定電流；t——與Its相對應的熱穩定時間；Iss——短路穩態電流；ti 與Iss相對應的熱穩定時間。其中ti=t+t+0.05=1.5+0.15+0.05=1.7s:—變電所終端電流動作時間t”一斷路時間

< I>=252X4>Iss2ti=(7.358)2X1.7即2500>92.04ts???滿足條件隔離開關的校驗值見表4-2。表4-2高壓斷路器的校驗表Table4-2highpressuresbreaktheschooloftheroadmachinecheckstheform序號安裝地點的電氣條件LN2-35I型斷路器項目數據項目數據結論1UN35KVUN.QF35KV合格2Ica52.1AIN.QF1250A合格3Is3)7.358KAIOC25KA合格4嘿，118.763KAi63KA合格5imIss2ti92.04max12tts2500合格4.2.2 隔離開關的選擇隔離開關的主要用途是保證在檢修電壓設備時的安全，初選變壓器的主要技術數據如表4-3。表4-3隔離開關的性能指標Table4-3insulatethefunctionindexsignoftheswitch型號額定電壓/kV額定電流/kA極限通過電流/KA5秒鐘熱穩定電流/kA操作機構型號峰值有效值GW4—35/600350.6504714CS—11其校驗方法與斷路器的校驗方法相同，所以在此僅列表校驗，見表4-2。表4-2隔離開關的校驗表Table4-4insulatetheschooloftheswitchchecktheform序號安裝地點的電氣條件GW4-35/600型隔離開關項目數據項目數據結論1UN35KVUN235kV合格2Ica52.1AIN2600A合格37.358KAIOC25kA合格4i(3)1；1廿S118.763KAi50kA合格5im工Iss2i92.04max12tts2500合格第三節低壓電氣設備的選擇一、低壓開關的選擇選擇低壓開關電器時，應首先確定其類型。對經常帶負荷操作并需切斷短路電流的應選用低壓斷路器；對需遠距離操作的應選用接觸器；對不帶負荷操作只起隔離作用的應選用刀開關；對只用于通、斷負荷電流且不經常操作的，應選用負荷開關或帶滅弧裝置的刀開關；對沒有保護功能的開關一般還應選擇熔斷器作為過流保護裝置。低壓開關電器按不同的使用環境分為開啟式、防護式、封閉式、防爆式等幾種，所以還應根據使用環境條件選擇電器形式。此外，低壓開關電器還應按額定電壓、額定電流、額定分斷能力、短路時的動熱穩定性選擇和校驗。一般在下列情況下不校驗動、熱穩定性：（1）用熔斷器保護的電器和導體，可不校驗熱穩定性。（2）用有限流作用或額定電流60A以下的熔斷器保護的電器和導體，且熔斷器按手冊要求選擇時，可不校驗動、熱穩定性。（3）按極限分斷電流選擇的低壓斷路器，一般不再校驗動、熱穩定性。熔斷器及低壓斷路器應按回路中可能發生的最大短路電流來校驗其分斷能力。1低壓側斷路器的選擇本設計采用ZN12-10真空短路器，其主要技術數據如表4-3所示。表4-3斷路器的性能指標Table4-1breakthefunctionindexsignoftheroadmachine類型型號額定電壓/KV開斷電流/KA額定電流/KA動穩定電流峰值/KA熱穩定電流峰值/KA固定分閘時間/S合閘時間/S斷流容量/MVA真空ZN12—101031.512508031.5(4S)0.0650.075校驗方法與上節的校驗方法相同，所以在此僅列表校驗，見表4-4。表4-4斷路器的校驗表Table4-2highpressuresbreaktheschooloftheroadmachinecheckstheform序號安裝地點的電氣條件LN2-35I型斷路器項目數據項目數據結論1UN35KVUN.QF35KV合格2Ica52.1AIN.QF1250A合格342)4.773KAIOC25KA合格4吧?s212.171KAi80KA合格5UU2Iss2i37.36 max I2t u 2500合格二、低壓熔斷器的選擇先根據使用環境選出其類型，然后按正常運行及啟動情況確定熔斷器熔體的額定電流，由此再確定出熔斷器的額定電流。熔斷器的額定電壓應和線路額定電壓應和線路額定電壓相符，熔斷器的最大分斷電流應大于線路上的短路沖擊電流有效值。此外，還要考慮前、后兩級熔斷器之間的選擇性配合問題。前、后熔斷器之間的選擇性配合，就是在線路上發生故障時，應該是靠近故障點的熔斷器最先熔斷，切除故障部分，從而是系統的其他部分迅速恢復正常運行。第五章高低壓導線及電纜截面的選擇第一節導線和電纜形式的選擇高壓架空線路，一般采用鋁絞線。當檔距較大，電桿較高時，宜采用鋼芯鋁絞線。沿海地區及有腐蝕性介質的場所，宜采用銅絞線或防腐鋁絞線。低壓架空線路，也一般采用鋁絞線。高壓電纜線路，在一般環境和場所，可采用鋁芯電纜；但在有特殊要求的場所，例如在震動劇烈、有爆炸危險、高溫及對鋁有腐蝕的場所，應采用銅芯電纜，埋地敷設的電纜，應采用有外保護層的鎧裝電纜；但在無機械損傷可能的場所，可采用塑料護套電纜或帶外保護層的鉛包電纜。在可能發生位移的土壤中埋地敷設的電纜，應采用鋼絲鎧裝電纜。敷設在電纜溝、橋架或穿管（排管）的電纜，一般采用裸鎧裝電纜或塑料護套電纜。交聯電纜宜優先采用。低壓電纜線路，一般也采用鋁芯電纜，但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯電纜。低壓TN系統中應采用四芯或五芯電纜。低壓穿管線路，一般采用鋁芯絕緣線；但特別重要的或有特殊要求的線路，可采用銅芯絕緣線。本次設計6KV架空線路通常采用鋁絞線，35KV及以上架空線路通常采用鋼芯鋁絞線，避雷線采用鍍鋅鋼絞線，電力電纜一般采用鋁芯電纜。第二節導線及電纜截面的選擇條件為了保證供配電線路安全、可靠、優質、經濟地運行，供配電線路的導線和

電纜截面的選擇必須滿足下列條件：.發熱條件導線和電纜（包括母線）在通過正常最大負荷電流（即計算電流）時產生的發熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。.電壓損耗條件導線和電纜在通過正常最大負荷電流即計算電流時產生的電壓損耗，不應超過正常運行時允許的電壓損耗。對于企業內較短的高壓線路，可不進行電壓損耗檢驗。.經濟電流密度35kV及以上高壓線路及電壓35kV以下但距離長、電流大的線路，其導線及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”。此種選擇原則，稱為“年費用支出最小”原則。企業內的10kV及以下線路通常不按此原則選擇。.機械強度導線（包括裸導線和絕緣導線）截面應不小于其最小允許截面。架空裸導線的最小關于絕緣導線和電纜，還應滿足工作電壓的要求。一般10kV及以下高壓線路和低壓動力線路，通常先按發熱條件來選擇導線（或電纜、母線）截面，再校驗電壓損耗和機械強度。低壓照明線路，因其對電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進行選擇，再校驗發熱條件和機械強度。對35kV及以上高壓線路和35kV以下的長距離、大電流線路，則宜先按經濟電流密度確定經濟截面，再校驗其他條件。第三節導線截面選擇及校驗因35KV屬高壓線路，故一般選用鋁絞線。（1）選擇經濟截面按發熱條件選擇三相系統中的相線截面時，應使其允許載流量Ia1不小于通過相線的計算電流Ica，即 a'I>Icaa1>式（5—1）3156.4=52.13156.4=52.1A查《供配電技術》表5—7得led=0.90A/mm2,按經濟電流為計算經濟截面A的e公式為：A= =^1.=57.9mm2eled0.9選標準截面70mm2,即LGJ—70型鋼芯鋁絞線。（2）校驗發熱條件查《供配電技術》附表12---2得LGJ---70的I,「275A（環境溫度35℃）.由于Ia1>130=55.3A,因此所選截面滿足發熱條件. a'

（3）校驗機械強度查附表21得35kV架空LGJ線的最小截面Amin=35mm2。由于A=70mm2>Amin,因此所選截面也滿足機械強度要求.5.3.210kV電纜線路的選擇及校驗選取三芯電纜作為二次側負荷輸電線路（1）選擇經濟截面變電所二次側的視在計算負荷為：式（2—7）S，=\；P2 +(Q-式（2—7）ca cacaCS' =J:P2 +(Q —Q)2=”(3055.5)2+(2138.2-1136.6)2=2286.5kVAca(2) V ca(2) ca(2) CIca(2Ica(2)2286.53UN <3義10二132A，由《供配電》表5—7得led=0.90A/mm2，由此可得A=1c=132=146.7mm2e led 0.9因此選纜芯截面為150的三芯電纜線。（2）校驗發熱條件查《供電技術》附表18得三芯電纜的I,r171（環境溫度60℃、空氣中）由于1a1>Ica⑵=132A。因此所選截面滿足破熱條件。（3）校驗機械強度查附表18得10kV三芯電纜的最小截面Amin=16mm2，由于A=146.7mm2>Amin,，因此所選截面也滿足機械強度要求。第六章變電所的繼電保護第一節繼電保護的任務及要求一、繼電保護的任務供電系統在運行中，可能發生故障和不正常運行狀態。最常見的故障就是各種形式的短路。不正常運行狀態有過負荷、一相斷線、一相接地等。短路故障會造成嚴重后果，其危害前已述及。長期過負荷運行將使設備絕緣老化或損壞；一相斷線將引起電動機過負荷；在中性點非直接接地系統中，一相接地后，非接地相對地電壓升高為線電壓，易引起相間接地短路。不正常運行狀態的危害較短路故障要輕，但也應及時發現，及時處理，消除隱患，避免導致更嚴重的故障。因此，為避免故障和不正常運行狀態造成嚴重的后果，保證安全可靠地供電，在電力系統中必須裝設繼電保護裝置。繼電保護裝置是指能反映電力系統中電氣設備或線路發生故障或不正常運行狀態，并能作用于斷路器和發出信號的一種自動裝置。繼電保護裝置的任務是：當被保護線路或設備發生故障時，繼電保護裝置能借助斷路器，自動地、迅速地、有選擇地將故障部分斷開，保證非故障部分繼續運行；當被保護設備或線路出現不正常運行狀態時，繼電保護裝置能夠發出信號，提醒工作人員及時采取措施。二、對繼電保護裝置的要求為了使繼電保護裝置能發揮其應有的作用，在選擇和設計繼電保護裝置時，應滿足以下幾點要求：（1）選擇性供電系統發生故障時，要求保護裝置只將故障部分切除，保證無故障部分繼續運行。保護裝置的這種性能稱為選擇性。（2）速動性系統中發生短路故障時，必須快速切除故障，以減輕故障的危害程度，加速系統電壓的恢復，為電動機自啟動創造條件。為了保證速動性，應采用快速動作的繼電保護裝置和快速動作的斷路器。（3）靈敏性繼電保護的靈敏性，是指對其保護范圍內發生故障或不正常運行狀態的反映能力。不論發生故障的性質和位置如何，保護裝置均應反應敏銳并保證可靠動作。（4）可靠性可靠性是指當保護范圍內發生故障和不正常運行時，保護裝置能可靠動作，不應拒動或誤動。繼電保護裝置的拒動或誤動，都會造成很大的損害。以上對保護裝置的四項要求，在一個具體的保護裝置中，不一定都是同等重要的。在各要求發生矛盾時，應進行綜合分析，選取最佳方案。例如，為了滿足保護裝置的選擇性，往往要犧牲一些速動性；而有時要犧牲選擇性，保證速動性。第二節變壓器的繼電器保護按GB50062-92《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》規定：對電力變壓器的下列故障及異常運行方式，應裝設相應的保護裝置：（1）繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側的單相接地短路；（2）繞組的匝間短路；（3）外部相間短路引過的過電流；（4）中性點直接接地電力網中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；（5）過負荷；（6）油面降低；（7）變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統故障。對于高壓側為6?10KV的車間變電所主變壓器來說，通常裝設有帶時限的過電流保護；如過電流保護動作時間大于0.5?0.7s時，還應裝設電流速斷保護。容量在800KV-A及以上的油浸式變壓器和400KV-A及以上的車間內油浸式變壓器，按規定應裝設瓦斯保護（又稱氣體繼電保護）。容量在400KV-A及以上的變壓器，當數臺并列運行或單臺運行并作為其它負荷的備用電源時，應根據可能過負荷的情況裝設過負荷保護。過負荷保護及瓦斯保護在輕微故障時（通稱“輕瓦斯”），動作于信號，而其它保護包括瓦斯保護在嚴重故障時（通稱“重瓦斯”）一般均動作于跳閘。對于高壓側為35KV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來說，也應裝設過電流

保護、電流速斷保護和瓦斯保護；在有可能過負荷時，也需裝設過負荷保護。但是如果單臺運行的變壓器容量在10000KV?A及以上和并列運行的變壓器每臺容量在6300KV?A及以上時，則要求裝設縱聯差動保護來取代電流速斷保護。在本設計中，根據要求需裝設過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和瓦斯保護。對于由外部相間短路引起的過電流，保護應裝于下列各側：1）、對于雙線圈變壓器，裝于主電源側2）、對三線圈變壓器，一般裝于主電源的保護應帶兩段時限，以較小的時限斷開未裝保護的斷路器。當以上方式滿足靈敏性要求時，則允許在各側裝設保護。各側保護應根據選擇性的要求裝設方向元件。3）、對于供電給分開運行的母線段的降壓變壓器，除在電源側裝設保護外，還應在每個供電支路上裝設保護。4）、除主電源側外，其他各側保護只要求作為相鄰元件的后備保護，而不要求作為變壓器內部故障的后備保護。5）、保護裝置對各側母線的各類短路應具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠后備時，一般要求對線路不對稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時，一般動作于斷開的各側斷路器。如變壓器高采用遠后備時，不作具體規定。6）、對某些稀有的故障類型（例如110KV及其以上電力網的三相短路）允許保護裝置無選擇性動作。差動保護變壓器差動保護動作電流應滿足以下三個條件應躲過變壓器差動保護區外出現的最大短路不平衡電流應躲過變壓器的勵磁涌流在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時，差動保護不應動作一、變壓器的過電流保護1、過電流保護的動作電流的整定Iw，max=KstIca=2X111=123AKk=1.3、Ki=200/5=40、KW=1、Kre=0.85；因此保護裝置一次動作電流為：Iop=KkxIop=KkxIw?max1.3x123 二 二188.1AKre0.85保護裝置繼電器動作電流為：KkxIwmax 1.3x123Iop?k= = =4.7AKre.Ki 0.85x40式中Iw-max——變壓器的最大工作電流，A；Kk——可靠系數，取1.2—1.3；Kre——返回系數，一般取0.85。2.變壓器過電流保護的靈敏度校驗Kr=Kr=空小Kilop'kI(2)s?min——最小運行方式下，保護范圍末端最小兩相短路電流，A。滿足靈敏度系數的要求3、原理結線圖二、變壓器的速斷保護1、電流速斷保護的動作電流的整定Kk=1.3、Ki=200/5=40、KT=35/10、I(3)s2?max=4773A保護裝置一次動作電流為：KkxI（3）s2?max 1.3x4773lop= 2 = - =1772.8AP Kt 3510保護裝置繼電器動作電流為：T】 KKi 1.3x4773Iop-k= I(3S2?max= =44.3AKTKi 2至x4010式中Iop.Iop-k——保護裝置一次動作電流、繼電器動作電流，A；I(3)s2?max——變壓器二次側母線最大三相短路電流，A；Kk——可靠系數，取1.2—1.3；Kt——變壓器變比，取35/10；Ki——電流互感器變比'取200/5。2、變壓器電流速斷保護的靈敏度校驗▽ I(2)s6?min 1631x0.866Kr= = =9.1>2KT【oP?k _x44.310式中I(2)s6-min—保護裝置安裝處最小兩相短路電流滿足靈敏度系數的要求。3、原理接線圖三、變壓器的過負荷保護保護裝置繼電器動作電流為

1op-o-k=K1op-o-k=Kk【N叮1.05x% 35-二2.05KreKi0.85x40式中Ki——電流互感器變比取200/5；Kre——返回系數，一般取0.85；IN?T——變壓器的額定電流，A;Kk——可靠系數，取1.05。動作時間取10?15s。四、瓦斯保護，又稱氣體繼電保護，是保護油浸式電力變壓器內部故障的一種基本的保護裝置。按GB50062—92規定，800KV-A及以上的一般油浸式變壓器和400KV-A及以上的車間內油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保護。瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器。它裝設在變壓器的油箱與油枕之間的聯通管上。為了使油箱內產生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應取1%?1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時，聯通管對油箱頂蓋也有2%?4%的傾斜度。當變壓器油箱內部發生輕微故障時，由故障產生的少量氣體慢慢升起，進入氣體繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落。這時上觸點接通而接通信號回路，發出音響和燈光信號，這稱之為“輕瓦斯動作”。當變壓器油箱內部發生嚴重故障時，由故障產生的氣體很多，帶動油流迅猛地由變壓器油箱通過聯通管進入油枕。這大量的油氣混合體在經過氣體繼電器時，沖擊擋板，使下油杯下降。這時下觸點接通跳閘回路（通過中間繼電器），同時發出音響和燈光信號（通過信號繼電器），這稱之為“重瓦斯動作”。如果變壓器油箱漏油，使得氣體繼電器內的油也慢慢流盡。先是繼電器的上油杯下降，發出報警信號，接著繼電器內的下油杯下降，使斷路器跳閘，同時發出跳閘信號。第三節電力線路的繼電保護按GB—1992《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》規定：對3?66kV電力線路，應裝設相間短路保護、單相接地保護和過負荷保護。作為線路的相間短路保護，主要采用帶時限的過電流保護和瞬時動作的電流速斷保護。如過電流保護的時限不大于0.5?0.7秒時，可不裝設電流速斷保護。相間短路保護應動作于跳閘，以切除短路故障。作為線路的單相接地保護，有兩種方式：（1）絕緣監視裝置，裝設在變配電所的高壓母線上，動作于信號。（2）有選擇性的單相接地保護（零序電流保護）亦動作于信號，但當單相接地危及人身和設備安全時，則應動作于跳閘。1、電力線路的相間短路保護

本設計采用定時限過電流保護。其繼電保護裝置的接線方式、動作電流和動作時限的整定如下采用不完全星形接線(1)過電流保護動作電流的整定Iw?maxIw?max=KstIca=3*3729.3<3x35=184.6A取Kk=1.2、Ki=200/5=40、KW=1、Kre=0.85；最小運行方式下S1點的三相短路電流為7.358KA,S2點的三相短路電流為1.956KA。因此電流繼電器的動作電流為Iop=KkxIop=KkxKWxIw?max 1.2x1x184.6,_ W——: = =6.5aKre.Ki0.85x40故動作電流整定為22.57A。(2)靈敏度校驗對主保護區Kr=i^=0.866x1956=6.521.5KiIop.k 40x6.5對后備保護區Kr==24.5>1.2I(2)S1?min=Kr==24.5>1.2KiIop-k 40x6.5通過上述校驗，說明采用不完全星形接線，保護裝置的靈敏度滿足符合要求。(3)時限確定設保護裝置位于電網末端，應設瞬動保護裝置，其動作時限t=0S2、電力線路的接地保護本設計采用零序電流保護。零序電流保護是利用故障線路零序電流比非故障線路零序電流大的特點，實現有選擇性保護。在正常情況下，各回路中的對地電容電流都是對稱的。當某一線路中出現接地故障時，凡是直接有電聯系的所有線路對地電容電流都不對稱，于是出現了零序電流，如下圖所示。由圖可知，非故障線路的零序電流為本線路的對地電容電流；故障線路中的零序電流為非故障線路的對地電容電流之和，當連接在一起的線路數越多時，故障與非故障線路零序電流的差值越大。對于架空線路，保護裝置可接在三個電流互感器構成的零序電流過濾器回路中，如圖所示。對于電纜線路，零序電流通過電流互感器取得，如圖所示。零序電流互感器有一個環狀鐵心，套在保護的電纜上，利用電纜做一次線圈，二次線圈繞在環狀鐵心上與電流繼電器連接。第七章變電所的所用電系統向變電所內用電負荷供電的系統稱為變電所的所用電系統，其中向變電所內控制、信號‘保護和自動化裝置等二次回路供電的電源又稱為操作電源。操作電源供電應十分可靠，它應保證在正常和事故情況下都不間斷供電。二次回路操作電源是供高壓斷路器跳、合閘回路和繼電保護裝置、信號回路、監測系統及其它二次回路所需的電源。因此對操作電源的可靠性要求很高，容量要求足夠大，盡可能不受供電系統運行的影響。二次回路操作電源，分直流和交流兩大類。直流操作電源又有由蓄電池組供電的電源和由整流裝置供電的兩種。交流操作電源又由所用（站用）變壓器供電的由儀用互感器供電的兩種。其中，蓄電池主要有鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池兩種；整流電源主要有硅整流電容儲能式和復式整流兩種。而交流操作電源可分為電流源和電壓源兩種。采用鎘銀蓄電池組作操作電源，除不受供電系統運行情況的影響、工作可靠外，還有大電流放電性能好，比功率大，機械強度高，使用壽命長，腐蝕性小，無需專用房間等優點，從而大大降低了投資等優點，因此在工廠供電系統這應用比較普遍。采用交流操作電源，可使二次回路大大簡化，投資大大減少，工作可靠，維護方便，但是它不適于比較復雜的電路。第八章變電所的中央信號裝置中央信號裝置是指裝設在變配電所值班室或控制室的信號裝置。中央信號裝置包括事故信號和預告信號兩種。中央信號裝置的要求是：在任一斷路器事故跳閘時，能瞬時發出音響信號，并在控制屏上或配電裝置有表示事故跳閘的具體斷路器位置的燈光指示信號。事故音響信號通常采用電笛（蜂鳴器），應能手動或自動復歸。中央事故信號裝置按操作電源分，有直流操作的交流操作的兩類。按事故音響信號的動作特性分，有不能重復動作的和能重復動作的兩種。中央預告信號裝置的要求是：當供電系統中發生故障和不正常工作狀態但不需立即跳閘的情況時，應及時發出音響信號，并有顯示故障性質和地點的指示信號(燈光或光字牌指示)。預告音響信號通常采用電鈴，應能手動或自動復歸。中央預告信號裝置亦有直流操作的和交流操作的兩種，同樣有不能重復動作的和能重復動作的兩種。利用ZC-23型沖擊繼電器的中央復歸重復動作的事故音響信號裝置結線圖第九章變電所的屋內外布置一、變電所屋內外布置的一般要求1、布置形式變電所的布置形式分屋外布置和屋內布置兩種。35KV配電裝置應視環境條件決定屋內或屋外布置。屋內布置較屋外布置投資大，但屋內布置具有節約用地，便于運行維護，防污性能好，采用開關柜又可加快安裝速度等優點。一般在市區或污穢地區的35KV?110KV配電裝置宜采用屋內布置。布置形式的選擇應考慮所在地區的地理情況及環境條件，通過技術經濟比較，優選選用占地少的布置方式。2、布置的一般要求(1)布置應緊湊合理，在保證最小電氣間距的基礎上盡量節約占地面積，但應留有擴建余地。(2)充分利用原有地形，減少填挖土石方量。(3)建筑物的底層面標高一般應比屋外高150mm?300mm，并根據地質條件考慮沉降對低層標高的影響。(4)變電所場地應有排水措施，所有地段的設計坡度不應小于0.5%。受地形限制時，地面坡度不應超過8%。土質易受沖刷時，一般不超過5%。必要時可采取階梯布置，但需要考慮設備運輸的方便。山區變電所還需要考慮防洪措施。(5)布置應滿足操作、巡視、檢修、試驗、搬運和安裝方面的要求，當主變壓器就地檢修時，變電所內應留有檢修空地。(6)變電所的各建筑物一般采取連接布置。(7)變電所所內環形道路或回車道路寬度一般為3米與公路相接的所外路面寬度不少于3.5米。(8)有屋外配電裝置的變電所，應有2米?2.3米高的實體圍墻,大門一般采用輕型鐵門。二、變電所的屋外布置1、滿足最小電氣間距的要求屋外配電裝置的最小電氣間距(安全間距)不應小于表1—39中所列數據(對照1—15)符號適用 范 圍額定電壓/KV3~103563A1帶電部分至接地部分之間200400650網狀遮攔向上延伸距地2.5m處與遮攔上方帶電部分之間A2不同相的帶電部分之間200400650斷路器和隔離開關的斷口兩側引線帶電部分之間B1設備運輸時，其外廊至無遮攔帶電部分之間95011501400交叉的不同時停電檢修的無遮攔帶電部分之間柵狀遮攔至絕緣體和帶電部分之間B2網狀遮攔至帶電部分之間300500750C無遮攔裸導體至地面之間270029003100無遮攔裸導體至建筑物、構筑物頂部之間D平行的不同時停電檢修的無遮攔帶電部分之間220024002600帶電部分與建筑物、構筑物的邊緣部分之間.通道和圍欄(1)35KV變電所屋外應設回車道或開兩個大門，必要時可設環形道路，以便搬運和運輸。道路轉彎處的彎曲半徑不應低于7m?7.5m(2)主變壓器前一般設有道路，若有條件向兩側搬運時，可不設道路。(3)屋外配電裝置應設有供巡視、操作和檢修用的通道，其寬度為0.8m?1m,通常鋪以碎石路面。有條件時可以利用電纜溝蓋板作為通道。(4)屋外電氣設備的外絕緣體最低部位距地面小于0.5m時，應設固定圍攔。圍欄高度不應低于：網狀遮攔為1.7m，柵欄為1.2m，無孔遮攔為1.7m。網狀遮攔的網孔不應大于40mmX40mm,遮欄欄桿間距和下欄對地間距不應大于200mm。圍欄門應有門鎖。(5)屋外母線橋，當外物有可能落在母線上時，應采取防護措施。.配電裝置的布置1)布置方位確定配電裝置的不止方位時，應由下列因素綜合考慮確定：(1)進出線方向；(2)盡量避免各級電壓空出線的交叉；(3)縮短主變壓器各側引線的長度，避免交叉。3)布置尺寸屋外配電裝置根據電器和母線的高度可分為高型、中型、半高型、低型四種型式。35(63)KV屋外布置大多數采用中型布置，即所有開關電器都安裝在較低的基礎或支架上。母線一般用絞線和懸垂絕緣子串組成，懸掛在H結構上。母線水平面高于開關電器所在的水平面。中型布置的35(63)KV配電裝置，統一采用的有關尺寸見表1-40；35K典型設計統一采用的縱向尺寸見圖1-16；63KV縱向尺寸請參考《鋼鐵企業電

力設計參考資料》、《每礦電工手冊》等有關書籍。設備名稱布置尺寸設備名稱布置尺寸/m35KV63KV35KV63KV弧垂母線出線1.00.71.10.8架構高度母線架構出線架構雙層架構5.5(4.5)7.3(6~7)7.09.012.5線間距離II型母線架門型母線架出線1.6(1.2)1.32.61.61.6架構高度II型母線架門型母線架出線3.2(2.4)5.05.26.06.0支架高度隔離開關電流互感器電壓互感器熔斷器及電阻避雷器避雷器（落地安裝）3.03.0552.50.43.02.52.52.50.4斷路器基礎高度DW1-35DDW1-35DW2-35DW3-63SW2-35SW2-35SW3-630.80.30.31.65(高式)(0.6)0.22.0注:括號中的數字為低型布置.3）設備和設施的布置要求變壓器的布置：變壓器一般采用落地式布置,安裝在鋼筋混凝土基礎上.落地安裝的油浸變壓器

的最小布置尺寸見表1-41.對附近建筑物外墻的防火要求見表1-42.各項距離/M變壓器油量/KG<12501250~2500>2500變壓器外廊與圍欄或建筑物外墻之間的距離0.81.251.25相鄰變壓器外廊之間的距離變壓器底部距地面的高度1.50.32.05.0變壓器外廊與建筑物距離D/m對變壓器外廊兩側各3.0M（油量在1250KG以下時為1.5M0.8WD<5在變壓器油枕以上3M高的距離內，不準設門、窗和通風空，在此高度以上允許非燃性的門和固定窗5WD<10在變壓器油枕以上允許設非燃性的固定窗,在變壓器油枕以下允許設非燃性的防火門DN10無特殊要求注:油量為2500KG以上的變壓器之間的距離小于5m,應滿足防火間距要求.屋外相鄰油浸變壓器間，當油量超過2500kg時，其防火凈距35kv不得小于5m;63KV不得小