35kv變電所擴(kuò)大設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　35KV變電所擴(kuò)大設(shè)計</p><p>　　摘要：本畢業(yè)設(shè)計為浙江科技學(xué)院二○○三級電氣工程及其自動化專業(yè)（本科）畢業(yè)設(shè)計，設(shè)計題目為：35KV變電所擴(kuò)大設(shè)計。此設(shè)計任務(wù)旨在體現(xiàn)對本專業(yè)各科知識的掌握程度，培養(yǎng)對本專業(yè)各科知識進(jìn)行綜合運(yùn)用的能力，同時檢驗(yàn)本專業(yè)學(xué)習(xí)四年以來的學(xué)習(xí)結(jié)果。</p><p>　　首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢

2、。從負(fù)荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了35kV變電所用電的主接線，然后又通過負(fù)荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算的計算結(jié)果，對高壓斷路器，隔離開關(guān)，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進(jìn)行了選型，從而完成了35kV變電所電氣的設(shè)計。</

3、p><p>　　關(guān)鍵詞： 35KV變電所；變壓器；設(shè)計 </p><p>　　Abstract:This graduation project for Zhejiang science and technology institute 2003 level of electrical engineerings and automation specialized (undergraduat

4、e course) graduation project, designs the topic is: 35KV transformer substation expansion design.This design duty is for the purpose of manifesting to this specialty various branches knowledge grasping degree, raises car

5、ries on the synthesis utilization to this specialty various branches knowledge ability, since simultaneously has examined t</p><p>　　First acts according to in the project description to give the system logi

6、cal circuit and all load parameter, the analysis load trend of development.Had expounded from the load growth aspect the station construction necessity, then through to plans to construct the transformer substation the s

7、ummary as well as the going beyond a line direction considered, and through to shoulders the material the analysis, safe, the economy and the reliable aspect considered, had determined the 35kV transformer </p>&l

8、t;p>　　Keywords：35KV substation；transformer；design</p><p><b>　　1前 言</b></p><p>　　科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天，對電力工業(yè)的安全可靠運(yùn)行以及自動化水平提出了更高的要求。我國幅員遼闊，每年有許多個變電站投入運(yùn)行，有許多個變電站擴(kuò)建、更新和改造，尤其是35KV變電站更是量大面廣。35KV電

9、壓等級在我國電力網(wǎng)中是一個重要的電壓等級，因此研究35KV變電站設(shè)計有重要的實(shí)際意義。 基于對變電站綜合自動化系統(tǒng)的認(rèn)識，本文參照了國內(nèi)一些變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，吸取了其中的一些優(yōu)點(diǎn)，對畢業(yè)設(shè)計35kV變電站系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。同時以此為實(shí)例，說明了變電站綜合自動化系統(tǒng)在配電自動化領(lǐng)域的應(yīng)用。 本文首先介紹了變電站綜合自動化系統(tǒng)，根據(jù)提出的設(shè)計要求，論證了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選型。然后，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的二次側(cè)的設(shè)計, 包括高壓側(cè)和低壓側(cè)

10、二次原理圖。本次設(shè)計主要對35KV變電站的電氣主接線，繼電保護(hù)及自動裝置配置，通過短路電流計算選擇二次主設(shè)備，及防雷與接地，所址選擇等進(jìn)行了設(shè)計，基本包括了電氣部分的主要內(nèi)容。具體內(nèi)容包括：負(fù)荷統(tǒng)計、變壓器臺數(shù)及容量的選擇、總變電所供電系統(tǒng)圖的擬訂、短路電流的計算、高壓配電裝置的選擇、總變電所高壓進(jìn)出線路的選擇、繼電保護(hù)的整定計算、防雷與接地的設(shè)計等。</p><p><b>　　2 設(shè)計原始資料&l

11、t;/b></p><p><b>　　2.1 工廠概況</b></p><p>　　本廠是為冶金系統(tǒng)的礦山、冶煉和軋鋼行業(yè)生產(chǎn)各種機(jī)電設(shè)備和配件的企業(yè)。工廠共有鑄鋼車間、鑄鐵車間、鍛造車間、鉚焊車間、模型車間、機(jī)加車間、變壓器修造車間、電氣裝配車間等生產(chǎn)車間，此外還有砂庫、變壓站、1號，2號水泵房、鍋爐房、綜合樓、污水提升站、料場、倉庫等輔助部門。工廠擬設(shè)立總

12、降壓變電所一座，車間變電所七個。</p><p>　　2.2 設(shè)計的基礎(chǔ)資料</p><p>　　工廠負(fù)荷中除了380V的低壓負(fù)荷以外，還有10kV的高壓負(fù)荷，全廠各車間的負(fù)荷情況見表1-1。</p><p>　　表2-1 工廠各車間負(fù)荷統(tǒng)計表</p><p>　　續(xù)表2-1 工廠各車間負(fù)荷統(tǒng)計表</p><p>&l

13、t;b>　　2.2.1 布置圖</b></p><p>　　全廠的總平面圖見圖2-1。</p><p>　　2.2.2 工廠負(fù)荷性質(zhì)</p><p>　　工廠實(shí)行三班制生產(chǎn)，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為5800h，整個工廠屬于二級負(fù)荷。</p><p>　　2.2.3 供用電協(xié)議</p><p>　　和當(dāng)?shù)?/p>

14、供電部門簽訂的供用電協(xié)議內(nèi)容如下：</p><p>　　1）電業(yè)局從本地區(qū)某電力系統(tǒng)變電所的35KV母線上，引出兩回線，采用雙回架空線路向工廠供電，其中一回作為工作電源，另一回作為備用電源，未經(jīng)電力系統(tǒng)調(diào)度同意，兩回電源不能并列影響，該變電所在工廠的東北方向，距工廠8km。電力系統(tǒng)變電所和工廠總降壓變電所的連接見圖2-2。</p><p>　　2）電力系統(tǒng)變電所35kV母線上的短路數(shù)據(jù)如下

15、：</p><p>　　在最大運(yùn)行方式下電力系統(tǒng)變電所35kV母線上的短路容量為S=200MV·A；</p><p>　　在最小運(yùn)行方式下電力系統(tǒng)變電所35kV母線上的短路容量為S=175MV·A。</p><p>　　3）電力系統(tǒng)變電所35kV出線上的定時限過流保護(hù)的動作時間為2s。即工廠總降壓變電所</p><p>　

16、　的過流保護(hù)的動作時間不得大于1.5s。</p><p>　　4）電業(yè)局要求工廠在高壓側(cè)進(jìn)行用電計量，并要求工廠在進(jìn)線側(cè)的功率因數(shù)不得低于0.9，</p><p>　　電業(yè)局對工廠實(shí)行二部電價制，電費(fèi)單價為0.2元/kW·h，基本電價為每月每千伏安4元。</p><p>　　其它有關(guān)電力建設(shè)的附加費(fèi)用按有關(guān)的國家政策執(zhí)行。</p><p

17、>　　2.2.4 氣象、水文、地質(zhì)資料</p><p>　　和工廠供電系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)的氣象、水文、地質(zhì)資料為：</p><p>　　1）工廠所在處的年最熱月的平均最高溫度為30℃，土壤中0.7～1m深處的年最熱月的平均</p><p><b>　　溫度為20℃。</b></p><p>　　2）年平均雷暴日數(shù)為31d

18、。</p><p>　　3）土壤的凍結(jié)深度為1.10m。</p><p>　　4）年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槠巷L(fēng)。</p><p>　　5）廠區(qū)地勢平坦，土壤為粘土，地下水位在2.8～5.3m以上。</p><p><b>　　3 負(fù)荷統(tǒng)計</b></p><p>　　3.1 NO1車間變電所的負(fù)荷統(tǒng)計&

19、lt;/p><p>　　=KdPe=2000kw0.4=800 kw</p><p>　　=tanφ=800kw1.17=936 kvar</p><p>　　= ==1230.8 kvA</p><p>　　===71.06 A</p><p>　　3.2 車間變電所的負(fù)荷統(tǒng)計</p><p

20、>　　考慮到其他車間變電所需要考慮到同時系數(shù)列表如下：</p><p>　　表3－1 工廠各車間負(fù)荷統(tǒng)計表</p><p><b>　　注：</b></p><p>　　= (3-1)</p><p>　　=

21、 （3-2）</p><p>　　= (3-3)</p><p>　　= (3-4)<

22、;/p><p>　　計算負(fù)荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)，計算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計算負(fù)荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確確定計算負(fù)荷意義重大。</p><p>　　4 選擇車間變電所變壓器臺數(shù)及容量</p><

23、;p>　　考慮到整個工廠屬于二級負(fù)荷,應(yīng)選擇多臺變壓器以保證在變壓器出現(xiàn)故障或檢修時負(fù)荷的供電可靠性.</p><p>　　4.1 NO1變電所變壓器臺數(shù)及容量的選擇</p><p>　　1)選擇變壓器的型式</p><p>　　考慮到變壓器在車間內(nèi)，故所有變電所均選用低損耗的SCB10型10/0.4kV三相干式雙繞組電力變壓器。變壓器采用無栽調(diào)壓方式，分接

24、頭±5%，連接組別Dyn11,帶風(fēng)機(jī)冷卻并配置溫控自動控制，帶IP20防護(hù)外殼。</p><p>　　2) 選擇變壓器的臺數(shù)</p><p>　　因?yàn)橛休^多的二級負(fù)荷，所以可以選兩臺主變壓器。</p><p>　　3) 選擇變壓器的容量</p><p>　　自然功率因數(shù)cosФ==0.65未達(dá)到供電部門的規(guī)定。故需采用低壓無功補(bǔ)償方

25、式將功率因數(shù)提高到0.92,以使高壓側(cè)的功率因數(shù)達(dá)到0.9.</p><p>　　無功補(bǔ)償后的總計算負(fù)荷==869.1 考慮到節(jié)能和留有裕量初選=1000 KVA>。</p><p><b>　　4) 低壓集中補(bǔ)償</b></p><p>　　無功補(bǔ)償容量=[tan(arccos0.65)-tan(arccos0.92)]

26、 (4-1)</p><p>　　=594.5 kvar</p><p>　　初選BSMJ0.4—30—3型自愈式并聯(lián)電容器</p><p>　　n= =594.5/30=19.8</p><p>　　考慮到選擇成套并聯(lián)電容，可安裝的電容器組數(shù)為20組,總?cè)萘繛?030=600 kvar補(bǔ)償后的視在計算負(fù)荷及功率因數(shù)為:

27、</p><p>　　視在計算負(fù)荷 Sc= (4-2)</p><p>　　==867.7 KV</p><p>　　功率因數(shù) cosФ===0.922</p><p>　　N01車間變電所變壓器0.4KV側(cè)的負(fù)荷：</p><p>　　表4－

28、1 N01車間變電所變壓器0.4KV側(cè)的負(fù)荷統(tǒng)計表</p><p>　　5) 變壓器功率損耗</p><p>　　有功功率損耗 PTP0+PK (4-3)</p><p>　　=1.55+7.09=7.70 KW</p><p>　　無功功率損耗 QTSN.T[+]

29、 (4-4)</p><p><b>　　=1000[+]</b></p><p>　　=45.77 kvar</p><p>　　變壓器10KV側(cè)的負(fù)荷：</p><p>　　表4－2 變壓器10KV側(cè)的負(fù)荷統(tǒng)計表</p><p>　　4.2 其他車間變電所變壓器臺數(shù)及容

30、量的選擇</p><p><b>　　列表如下:</b></p><p>　　表4－3 其他車間變電所變壓器選擇統(tǒng)計表</p><p>　　5 選擇總變電所主變壓器臺數(shù)及容量</p><p>　　5.1 選擇變壓器的型式</p><p>　　總變電所選擇35kV級SZ9型有載調(diào)壓低損耗節(jié)能電力

31、變壓器。變壓器聯(lián)結(jié)組別為Yd11。</p><p>　　5.2 選擇變壓器的臺數(shù)</p><p>　　因?yàn)檎麄€工廠都屬于二級負(fù)荷，為保證供電可靠性，在變電所中，故所以可以選兩臺主變壓器。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺事故后其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的70%以上，并保證用戶的二級全部負(fù)荷的供電。</p><p>　　5.3 選擇變壓器的容量&l

32、t;/p><p>　　總變電所低壓側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計如下：</p><p>　　表5－1 總變電所低壓側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計表</p><p>　　自然功率因數(shù)cosФ=0.9未達(dá)到供電部門的規(guī)定。故需采用高壓集中無功補(bǔ)償方式將功率因數(shù)提高到0.95,以使高壓側(cè)的功率因數(shù)達(dá)到0.9. 取同時系數(shù)=0.9,=0.95.</p><p>　　無功補(bǔ)償后的總計算負(fù)荷Sc=

33、=3746.3 考慮到節(jié)能和留有裕量初選SN.T=4000 KVA>Sc。其參數(shù)如下所示：</p><p>　　型 號：SZ9-4000/35</p><p>　　額定容量：4000 KVA</p><p>　　電壓比：35±3×2.5% /10.5 KV </p><p><b>　　空載電

34、流：0.8％</b></p><p>　　空 損：4.40KW</p><p>　　負(fù) 損：30.7KW</p><p><b>　　阻抗電壓%：7.0</b></p><p>　　聯(lián)結(jié)組號：Yd11 </p><p>　　5.4 高壓集中補(bǔ)償</p>&l

35、t;p>　　取同時系數(shù)=0.9,=0.95,計算結(jié)果見下表:</p><p>　　表5－2 總變電所高壓集中補(bǔ)償前后負(fù)荷統(tǒng)計表</p><p>　　5.5 變壓器功率損耗</p><p>　　變壓器高壓側(cè)的負(fù)荷：</p><p>　　表5－3變壓器高壓側(cè)的負(fù)荷統(tǒng)計表</p><p>　　6 擬定總變電所供電系

36、統(tǒng)圖</p><p><b>　　草圖如下：</b></p><p>　　圖1 總變電所供電系統(tǒng)草圖</p><p><b>　　詳圖見附圖1</b></p><p><b>　　7 短路電流計算</b></p><p>　　短路是電力系統(tǒng)中最常見的

37、且很嚴(yán)重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會影響用戶的正常供電，而且會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在變電站以及整個電力系統(tǒng)的設(shè)計和運(yùn)行中，都必須對短路電流進(jìn)行計算。</p><p>　　短路電流計算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并進(jìn)行有關(guān)的校驗(yàn)。按三相短路進(jìn)行短路電流計算。可能發(fā)生最大短路電流的短路電流計算點(diǎn)有3個，即35KV母線短路（K1點(diǎn)），10KV母線短路（K2點(diǎn)）與車

38、間變電所進(jìn)線處短路點(diǎn)（K3點(diǎn)），設(shè)工廠總降壓變電所與車間變電所的最大距離為100m,。如下圖所示：</p><p>　　圖7-1 供電系統(tǒng)短路計算電路圖</p><p>　　在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下：</p><p>　　7.1 確定基準(zhǔn)值</p><p>　　=100MVA, </p><p>　　=1.0535

39、KV=36.75 KV </p><p>　　=1.0510Kv=10.5 KV</p><p>　　= =1.57 kA </p><p>　　= =5.50 kA</p><p>　　7.2 計算短路電路中個主要元件的電抗標(biāo)幺值</p><p><b>　　1)電力系統(tǒng)

40、</b></p><p>　　X1= =100MVA/200MVA=0.5</p><p><b>　　2)架空線路</b></p><p>　　X2= ==0.21</p><p>　　3)電力變壓器（查得SZ9-4000/35變壓器Yd11聯(lián)結(jié)UK%=7.0）</p><p>　　

41、X3= ==1.75</p><p>　　繪制等效電路如下圖所示：</p><p>　　圖7-2 短路等效電路圖</p><p>　　7.3 總變電所變壓器高壓側(cè)短路電流計算（K-1點(diǎn)）</p><p>　　1)K-1點(diǎn)總電抗標(biāo)幺值</p><p>　　= X1+ X2=0.5+0.21=0.71</p>

42、;<p>　　2)三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　===2.21 KA</p><p>　　3)其他三相短路電流計算</p><p>　　===2.21 KA</p><p>　　=2.55*2.21=5.64 KA</p><p>　　=1.51*2.21 =3.34 KA&l

43、t;/p><p><b>　　4)三相短路容量</b></p><p>　　===140.85 MVA</p><p>　　7.4 總變電所變壓器低壓側(cè)短路電流計算（K-2點(diǎn)）</p><p>　　兩臺變壓器分列運(yùn)行情況下：</p><p>　　1)K-2點(diǎn)總電抗標(biāo)幺值</p><

44、;p>　　= X1+ X2+ X3=0.5+0.21+1.75=2.46</p><p>　　2)三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　==5.50/2.46=2.24 kA</p><p>　　3)其他三相短路電流計算</p><p>　　===2.24 KA</p><p>　　=2.55*2.

45、24=5.712 KA</p><p>　　=1.51*2.24=3.38 KA</p><p><b>　　4)三相短路容量</b></p><p>　　===40.65 MVA</p><p>　　兩臺變壓器并列運(yùn)行情況下：</p><p>　　1)K-2點(diǎn)總電抗標(biāo)幺值</p&

46、gt;<p>　　= X1+ X2+ X3=0.5+0.21+1.75/2=1.585</p><p>　　2)三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　==5.50/1.585=3.47 kA</p><p>　　3)其他三相短路電流計算</p><p>　　===3.47 KA</p><p&g

47、t;　　=2.55*3.47=8.85 KA</p><p>　　=1.51*3.47=5.24 KA</p><p><b>　　4)三相短路容量</b></p><p>　　===63.09 MVA</p><p>　　7.5 短路計算結(jié)果</p><p><b>　　列

48、于下表：</b></p><p>　　表7－1 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下短路計算結(jié)果統(tǒng)計表</p><p>　　在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下：</p><p>　　表7－2 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下短路計算結(jié)果統(tǒng)計表</p><p>　　8 高壓配電裝置選擇</p><p>　　8.1 高壓開關(guān)柜選擇</p>

49、<p>　　8.1.1 35kv高壓開關(guān)柜的選擇</p><p>　　根據(jù)以上計算所得的數(shù)據(jù)及資料所給的環(huán)境條件，35kv高壓開關(guān)柜選擇JYN1-35間隔型移開式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備（以下簡稱開關(guān)柜）。此開關(guān)柜系三相交流50Hz單母線系統(tǒng)的戶內(nèi)成套裝置，作為接受和分配35kV的網(wǎng)絡(luò)電路電能之用。本開關(guān)柜具有防止誤操作斷路器、防止帶負(fù)荷推拉手車、防止帶電掛接地線、防止帶接地線送電、防止誤入帶電間隔（簡

50、稱：“五防”）的功能。本開關(guān)柜可配ZN*－40.5雙斷口真空斷路器和ZN23－40.5單斷口真空斷路器及其它斷路器。</p><p>　　8.1.2 10kv高壓開關(guān)柜的選擇</p><p>　　10kv高壓開關(guān)柜選擇選擇JYN2-10型高壓開關(guān)柜。</p><p>　　8.2 斷路器的選擇</p><p>　　高壓斷路器在高壓回路中起著

51、控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。選擇斷路器時應(yīng)滿足以下基本要求：</p><p>　　1)在合閘運(yùn)行時應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長期通過負(fù)荷電流，即使通過短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。</p><p>　　2)在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。</p><p>　　3)應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。</p><p&

52、gt;　　4)應(yīng)有盡可能長的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡單、體小、重量輕、安裝維護(hù)方便。</p><p>　　斷路器選擇的具體技術(shù)條件：</p><p>　　1)電壓：Ug（電網(wǎng)工作電壓）≤ Un；</p><p>　　2)電流：Ig·max（最大持續(xù)工作電流）≤ In；</p><p>　　由于高壓開斷器沒有連續(xù)過載的能力，在

53、選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)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Ig·max.。</p><p>　　3）開斷電流（開斷容量）：</p><p>　　≤ (或≤ ) (8-1)</p><p>　　式中： — 斷路器實(shí)際開斷時間t秒的短路電流周期分量；</p>

54、<p>　　— 斷路器t秒的開斷電流；</p><p>　　— 斷路器的額定開斷容量；</p><p>　　— 斷路器的額定開斷容量。 </p><p><b>　　4)動穩(wěn)定</b></p><p><b>　　≤ imax</b></p><p>　　式中： —

55、 三相短路電流沖擊值</p><p>　　imax — 斷路器極限通過電流峰值。</p><p><b>　　5)熱穩(wěn)定</b></p><p>　　≤ (8-2)</p><p>　　式中： — 穩(wěn)態(tài)三相短路電流；</p>&l

56、t;p>　　— 短路電流發(fā)熱等值時間（又稱假想時間）；</p><p>　　t — 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流。</p><p>　　8.2.1 35kV側(cè)斷路器的選擇</p><p>　　1）該回路為 35kV 電壓等級，該斷路器安裝在戶內(nèi)，故選用戶內(nèi)式斷路器?；芈冯妷?5 kV，因此選用額定電壓Ue≥35kV的斷路器，線路計算電流為=＝=63.75（A）。&l

57、t;/p><p>　　為方便運(yùn)行管理及維護(hù)，初選ZN23-40.5 II /1250系列戶內(nèi)高壓真空斷路器其參數(shù)如下：</p><p><b>　　表8－1</b></p><p>　　2）對所選的斷路器進(jìn)行校驗(yàn)</p><p><b>　　斷流能力的校核:</b></p><p&g

58、t;　　流過斷路器的短路電流 =2.21 kA。所選斷路器的額定開斷電流 =50kV ＞ ，即斷路器的斷流能力滿足要求。 </p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗(yàn):</b></p><p>　　所選斷路器的動穩(wěn)定電流等于動穩(wěn)定電流峰值 =63kA,流過斷路器的沖擊電流=5.64＜w，則動穩(wěn)定滿足要求。</p><p><b>　　熱穩(wěn)

59、定校驗(yàn):</b></p><p>　　設(shè)后備保護(hù)動作時間 1.9s，所選斷路器的固有分閘時間 0.3s，選擇熄弧時間 t =0.03s。則短路持續(xù)時間 t =1.9+0.3+0.03 =1.99s。</p><p>　　以前述的方法算得==</p><p>　　允許熱效應(yīng)=＞， 所以熱穩(wěn)定滿足要求。</p><p>　　從以上校驗(yàn)

60、可知斷路器滿足使用要求，故確定選用 ZN23-40.5 II /125型少油斷路器。</p><p>　　校驗(yàn)結(jié)果見下表，結(jié)果全部合格，因此是正確的。</p><p>　　高壓斷路器的選擇校驗(yàn)表：</p><p>　　表8－2 35KV側(cè)高壓斷路器的選擇校驗(yàn)表</p><p>　　斷路器配用D—XG II 型彈簧操作機(jī)構(gòu)。</p>

61、<p>　　8.2.2 10 kV側(cè)斷路器的選擇</p><p>　　該回路為 10kV 電壓等級，故可選用少油斷路器。該斷路器安裝在戶內(nèi)，故選用戶內(nèi)式斷路器?；芈奉~定電壓為 10kV，因此須選擇額定電壓 Ue ≥ 10 kV的斷路器，線路計算電流為=＝=215.96（A）。</p><p>　　選 -10 III/2000-40 少油斷路器進(jìn)行校驗(yàn)，見下表，結(jié)果全部合格，

62、因此是正確的。</p><p>　　高壓斷路器的選擇校驗(yàn)表：</p><p>　　表8－3 10KV側(cè)高壓斷路器的選擇校驗(yàn)表</p><p>　　該斷路器配用 CD10型操作機(jī)構(gòu)。</p><p>　　8.3 熔斷器和熔體的選擇計算 </p><p>　　初選RN2-35熔斷器，保護(hù)電壓互感器的熔體額定電流一般取為

63、0.5，不必校驗(yàn)。</p><p><b>　　其參數(shù)如下：</b></p><p>　　表8－4 RN2-35熔斷器參數(shù)</p><p>　　8.4 電壓互感器的選擇</p><p>　　變電所每組母線的三相上均安裝電壓互感器。詳見電氣主接線圖。電壓互感器應(yīng)按工作電壓來選擇：</p><p>

64、　　1) 35KV電壓互感器選擇 3×JDJJ—35</p><p>　　2) 10 KV電壓互感器選擇3×JDZJ—10</p><p>　　8.5 電流互感器的選擇</p><p>　　凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量符合測量儀表、保護(hù)和自動裝置的要求。電流互感器配置詳見電氣主接線圖。</p><p>

65、;　　1)35KV電流互感器的選擇</p><p>　　選擇電流互感器型號: LCZ-35，變比如下：</p><p>　　=＝=63.75（A） 變比為：100/5</p><p>　　2)10KV電流互感器的選擇</p><p>　　選擇10KV側(cè)變壓器至母線及母線分段斷路器處電流互感器型號:LZZQB6—10，變比如下：</p&

66、gt;<p>　　=＝=215.96（A） 則取變比為： 250/5 </p><p>　　其他線路的電流變比如下：</p><p>　　表8－5 各線路的電流變比統(tǒng)計表</p><p>　　9 總變電所高壓進(jìn)出線路的選擇</p><p>　　總變電所高壓進(jìn)線路都采用鋼芯鋁絞線LGJ。各車間變電所及高壓設(shè)備的進(jìn)線都采用YJ

67、L22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜線直接埋地敷設(shè)。</p><p>　　9.1 總變電所高壓進(jìn)線的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　1)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面</p><p>　　工廠的年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為5800h，故經(jīng)濟(jì)電流密度取0.90。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的經(jīng)濟(jì)截面為：</p><p><b>　　===70.

68、83 </b></p><p>　　選擇架空線型號為：LGJ—95，查表得50時電阻為0.35 。取線間幾何均距為3000mm,則線路電抗為0.40.30允許持續(xù)載流量為315A。</p><p>　　2)按發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)</p><p>　　允許持續(xù)載流量 滿足發(fā)熱條件</p><p><b>　　3)按電壓損

69、耗校驗(yàn)</b></p><p>　　= (9-1)</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1.19<5</b></p><p><b>　　滿足

70、電壓損失要求</b></p><p>　　4)短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) </p><p>　　A=95 mm2＞===35.9 mm2</p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定要求。</b></p><p>　　9.2 各車間變電所及高壓設(shè)備的進(jìn)線的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　9.2.1

71、 NO1變電所的進(jìn)線的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　1)按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面</p><p>　　=＝71.06（A）</p><p>　　土壤溫度20查表得，初選纜芯為50的交聯(lián)電纜，允許持續(xù)載流量為120A,滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　2)短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) </p><p>　　A=50 mm2＞===3

72、8.7 mm2</p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定要求。 </b></p><p>　　因此YJL22-10000-350型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜滿足要求。</p><p>　　9.2.2 其余線路的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　其余線路的電纜截面選擇見下表：</p><p>　　表9－

73、1 各線路的電纜截面選擇統(tǒng)計表</p><p>　　10 繼電保護(hù)整定計算</p><p>　　已知電力系統(tǒng)變電所出線上的定時限過電流保護(hù)的動作時間為2S，取前后兩級保護(hù)動作時間的時間級差為0.5,則KC1的動作時間應(yīng)整定為1.5s, KC2的動作時間應(yīng)整定為1.0s, KC3~ KC13的動作時間應(yīng)整定為0.5s</p><p>　　10.1 KC1的整定&

74、lt;/p><p>　　電流變比為：100/5，電流繼電器選DL型。</p><p>　　10.1.1 KC1的定時限過電流保護(hù)的整定與校驗(yàn)</p><p>　　=2=2l＝2=127.5（A）</p><p>　　=1.2,=0.85,=100/5=20</p><p>　　=

75、 (10-1)</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=9 A</b></p><p>　　故動作電流整定為10 A</p><p><b>　　動作時間為1.5S</b></

76、p><p>　　是被保護(hù)線路末端最小運(yùn)行方式下二相短路電流，KC1的定時限過電流保護(hù)的靈敏度檢驗(yàn)：</p><p>　　=0.866=2.010.866=1.74 KA</p><p>　　KC1的定時限過電流保護(hù)的靈敏度：</p><p>　　= (10-2)&

77、lt;/p><p><b>　　=</b></p><p>　　=8.7>1.5 </p><p>　　動作電流滿足靈敏度要求。</p><p>　　10.1.2 KC1的速斷保護(hù)的整定</p><p>　　速斷保護(hù)的是被保護(hù)線路末端最

78、大三相短路電流,線路保護(hù)靈敏度要求>1.5，則：</p><p>　　===0.63 kA</p><p>　　折算到互感器二次端，=100/5=20，則KC1的速斷電流保護(hù)的動作電流整定為：</p><p>　　==31.5 故動作電流整定為32 A</p><p><b>　　靈敏度檢驗(yàn)：</b>

79、</p><p>　　是被保護(hù)線路首端最小運(yùn)行方式下的二相短路電流=0.8662.01KA=1.74 KA， </p><p>　　===2.72>1.5</p><p><b>　　滿足靈敏度要求。</b></p><p>　　圖10-1 線路保護(hù)整定等效圖</p><p>　　10.2

80、 KC2的整定</p><p>　　KC2為電力變壓器的繼電保護(hù)，選擇電流繼電器為DL型組成的反時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。結(jié)果如下：</p><p>　　電流變比為：100/5，電流繼電器選DL型。</p><p>　　10.2.1 KC2的定時限過電流保護(hù)的整定與校驗(yàn)</p><p>　　為變壓器一次額定電流，則：</p>

81、<p>　　=2=2l＝2=131.97（A）</p><p>　　=1.3,=0.8,=100/5=20</p><p>　　= ==10.7 A</p><p>　　故動作電流整定為11 A</p><p>　　變壓器低壓母線兩相短路電流反映到高壓側(cè)的電流值為：</p><p>　　==991.4

82、3 A</p><p>　　KC2的反時限過電流保護(hù)的靈敏度：</p><p>　　===4.5>1.5 </p><p>　　動作電流滿足靈敏度要求。</p><p>　　10.2.2 KC2的速斷保護(hù)的整定</p><p>　　變壓器低壓母線三相短路電流反映到高壓側(cè)的電流值為：</p><

83、;p>　　==0.99 k A</p><p>　　=1.2, =100/5=20,電流速斷保護(hù)的動作電流為：</p><p>　　===59.4 A</p><p>　　因反時限過電流保護(hù)的動作電流=11 A，故速斷電流倍數(shù)為</p><p><b>　　==5.4</b></p><p&g

84、t;<b>　　靈敏度檢驗(yàn)：</b></p><p>　　取變壓器高壓側(cè)的兩相短路電流，即：</p><p>　　=0.866=3.47KA0.866=3.00 KA</p><p>　　故電流速斷保護(hù)靈敏度為：</p><p>　　===2.53>1.5</p><p><b>

85、;　　滿足靈敏度要求。</b></p><p>　　10.3 KC3的整定</p><p>　　電流繼電器選DL型。電流變比為：150/5，</p><p>　　10.3.1 KC3的定時限過電流保護(hù)的整定與校驗(yàn)

86、 </p><p>　　=2=2＝251.6=103.2 （A）</p><p>　　=1.2,=0.85,=30</p><p>　　= ==4.86 A</p><p>　　故動作電流整定為5 A</p><p>　　動作時間為0.5 S</p><p>　　是被保護(hù)線路末端最小運(yùn)行

87、方式下二相短路電流，KC3的定時限過電流保護(hù)的靈敏度檢驗(yàn)：</p><p>　　=0.866=3.290.866=2.85 KA</p><p>　　KC1的定時限過電流保護(hù)的靈敏度：</p><p>　　===19>1.5 </p><p>　　動作電流滿足靈敏度要求。</p><p>　　10.3.2 K

88、C3的速斷保護(hù)的整定</p><p>　　速斷保護(hù)的是被保護(hù)線路末端最大三相短路電流,線路保護(hù)靈敏度要求>1.5，則：</p><p>　　===2.19 kA</p><p>　　折算到互感器二次端，=150/5=30，則KC1的速斷電流保護(hù)的動作電流整定為：</p><p>　　==73 故動作電流整定為74 A<

89、/p><p><b>　　靈敏度檢驗(yàn)：</b></p><p>　　是被保護(hù)線路首端最小運(yùn)行方式下的二相短路電流=0.8663.31KA=2.87 KA， </p><p>　　===2.19>1.5</p><p><b>　　滿足靈敏度要求。</b></p><p>　

90、　10.4 其余線路的保護(hù)整定</p><p>　　其余線路的保護(hù)整定計算見下表：(電流繼電器選DL型,=1.2,=0.85)</p><p>　　表10－1 各線路的保護(hù)整定計算統(tǒng)計表</p><p>　　11 防雷與接地設(shè)計</p><p><b>　　11.1 防雷</b></p><p

91、>　　11.1.1 架空線路的防雷措施</p><p><b>　　1）架設(shè)避雷線 </b></p><p>　　這是防雷的有效措施，但造價高， 35KV的架空線路上，只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而10KV及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。</p><p>　　2）提高線路本身的絕緣水平 </p><p>

92、　　在架空線路上，可采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10KV及以下架空線路防雷的基本措施。3）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線 </p><p>　　由于3～10KV的線路是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護(hù)間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，也不會引起線路斷路器跳閘。</p&

93、gt;<p>　　4）裝設(shè)自動重合閘裝置 </p><p>　　線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD，使斷路器經(jīng)0.5s或稍長一點(diǎn)時間后自動重合閘，電弧通常不會復(fù)燃，從而能恢復(fù)供電，這對一般用戶不會有什么影響。5）個別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器 </p><p>　　對架空線路上個別絕緣薄弱地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿

94、、帶拉線桿以及木桿線路中個別金屬桿等處，可裝設(shè)排氣式避雷器或保護(hù)間隙。</p><p>　　11.1.2 變電所的防雷措施</p><p><b>　　1）裝設(shè)避雷針 </b></p><p>　　在變電所屋頂裝設(shè)避雷針，并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來防護(hù)直接雷擊。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防

95、雷設(shè)施保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。已知JYN1-35型高壓開關(guān)柜的柜外形尺寸為1818mm2400mm2925mm(寬深高)，考慮到變電所有備用柜及其他空間，認(rèn)為變電所的尺寸為2（2000mm2400mm）3500mm(寬深高).則用“折線法”確定單支避雷針的保護(hù)范圍：</p><p>　　變電所高度=3.5 m,</p><p>　　避雷針在變電所高度水

96、平面上的保護(hù)半徑=2 m</p><p>　　避雷針的高度影響系數(shù)P=1</p><p>　　所以避雷針的高度為 h=+=5.5 m</p><p>　　2）高壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用來保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。</p><p>　　避雷器的接地端應(yīng)

97、與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。35KV架空進(jìn)線的雷電侵入波過電壓保護(hù)接線如下圖：</p><p>　　圖11-1 35KV架空進(jìn)線的雷電侵入波過電壓保護(hù)接線圖</p><p>　　3）低壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這

98、主要用在多雷區(qū)用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時（如IT系統(tǒng)），其中性點(diǎn)可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙。11.1.3 避雷器的選擇 </p><p><b>　　1）避雷器的配置:</b></p><p>　　配電裝置的每組母線上，均裝設(shè)避雷器。三繞組變壓器的低壓側(cè)一相上設(shè)置一組避雷器。變壓器高、低

99、壓側(cè)中性點(diǎn)均裝置避雷器。</p><p>　　變電所避雷器的配置詳見電氣產(chǎn)接線圖。</p><p><b>　　2）避雷器的選擇:</b></p><p>　　35KV選擇：FZ－35。10 KV選擇：FZ－10。</p><p><b>　　11.2 接地</b></p><

100、p>　　11.2.1 接地與接地裝置</p><p>　　電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運(yùn)行情況下是不載流的

101、，但在故障情況下要通過接地故障電流。 接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干線和接地支線。接地干線一般應(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點(diǎn)與接地網(wǎng)連接。</p><p>　　11.2.2 確定此總降壓變電所接地裝置的設(shè)計</p><p>　　1）確定接地電阻按相關(guān)資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿

102、足以下兩個條件： ≤ ≤ 4 Ω式中的計算為== ==1.15</p><p>　　——電網(wǎng)額定電壓（單位為KV）</p><p>　　——電網(wǎng)中架空線總長度（單位為Km）</p><p>　　——電網(wǎng)中電纜線總長度（單位為Km）</p><p>　　故 ≤ = 104.3 Ω綜上可知，此配電所總的接地電阻應(yīng)為 ≤ 4 Ω&

103、lt;/p><p>　　2）估算自然接地體接地電阻鋼筋混凝土基礎(chǔ)的接地電阻</p><p><b>　　==18.6 Ω</b></p><p>　　V——鋼筋混凝土基礎(chǔ)（單位為）</p><p>　　——土壤電阻率（單位為），含砂粘土的土壤電阻率為300</p><p>　　3）計算需補(bǔ)充的人工

104、接地體接地電阻</p><p>　　= (11-1)</p><p><b>　　==5.1 Ω</b></p><p>　　4）按的要求初步確定接地裝置方案</p><p>　　現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，距變電所2～3m，打

105、入一圈直徑50mm、長2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40×4的鍍鋅扁鋼焊接。</p><p>　　5）計算單根垂直接地體的接地電阻</p><p><b>　　==120 Ω</b></p><p>　　——土壤電阻率（單位為），含砂粘土的土壤電阻率為300</p><p>　　——接地體長

106、度（單位為m）</p><p>　　6）用逐步漸近法確定垂直接地體數(shù)n和最后的接地方案</p><p><b>　　(11-2)</b></p><p><b>　　——接地體利用系數(shù)</b></p><p>　　==23.5,考慮到管間的屏蔽效應(yīng)，初選定為30根。以管距與管長之比為2和n=30查表

107、得，取=0.63。則</p><p><b>　　30</b></p><p>　　所以在圍繞變電所建筑四周，距變電所2～3m，打入30根直徑50mm、長2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40×4的鍍鋅扁鋼焊接。11.2.3 接地刀閘的配置</p><p>　　為保證電氣設(shè)備和母線檢修安全，35KV及以上每段根據(jù)長度裝

108、設(shè)1—2組接地刀閘，兩組刀閘間的距離應(yīng)盡量保持適中，母線的接地刀閘裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)上和母線隔離開關(guān)上，也可以裝設(shè)在其它回路母線隔離開關(guān)上，也可以裝設(shè)在其它回路母線隔離開關(guān)的基座上，必要時可設(shè)置獨(dú)立式母線接地器。</p><p>　　變電所接地刀閘的配置詳見主接線圖</p><p><b>　　12 總 結(jié)</b></p><p&g

109、t;　　經(jīng)過將近三個月的努力探索和奮力拼搏，畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束?；乜凑麄€設(shè)計過程，雖然在設(shè)計過程中遇到過許多困難，但通過自己的不懈努力和指導(dǎo)老師的悉心指點(diǎn)，解決了大部分設(shè)計過程中碰到的各種困難，現(xiàn)已基本完成課題設(shè)計。我做的是35KV變電所擴(kuò)大設(shè)計.通過這次畢業(yè)設(shè)計，我加深了對工廠供電知識的理解，基本上掌握了進(jìn)行一次設(shè)計所要經(jīng)歷的步驟，象總降壓的設(shè)計，進(jìn)行課題分析、查資料，進(jìn)行設(shè)計，整理說明書到最后完成整個設(shè)計。作為大學(xué)階段一次重要的學(xué)習(xí)經(jīng)

110、歷我感覺自己受益非淺，同時深深的感覺的自己的學(xué)習(xí)能力在不斷提高，一個月的時間就這樣匆匆的過去了，再經(jīng)過指導(dǎo)老師對我們多少個白天，黑夜的指導(dǎo)，我們刻苦研究。 這次設(shè)計使我對工廠供電有了更深刻的認(rèn)識，對總降壓變電所的設(shè)計由原先的一知半解到現(xiàn)在的較大程度的掌握，起到了非常重要的作用，對柳春生老師的關(guān)心，指導(dǎo)大家有感于心，事實(shí)上這次設(shè)計對我們的鍛煉是多方面的，除了對設(shè)計過程熟悉外，我們還進(jìn)一步提高了作圖，說明書編輯，各種信息的分析，對W

111、ORD文檔及繪圖軟件的使用等多方面的能力。 不久我們將走上工作崗位，這樣的學(xué)習(xí)機(jī)會對我來說已經(jīng)不多了，我非常重視。希望我</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在柳春生教授的指導(dǎo)下,經(jīng)過近一個月的努力，35KV變電站擴(kuò)大設(shè)計終于設(shè)計完成了，在此我對柳春生教授給予幫助表示衷心的感謝！ </p><p>　　在畢業(yè)設(shè)

112、計過程中，柳老師在百忙之中對我的設(shè)計給予了細(xì)致的指導(dǎo)和建議,對我的輔導(dǎo)耐心認(rèn)真，并給我們提供了大量有關(guān)資料和文獻(xiàn)，使我的這次設(shè)計能順利完成。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我對以前學(xué)習(xí)的知識得到了更深的了解,并使知識得到了進(jìn)一步的鞏固。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 溫雙安，供電工程[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2004年6月。&l

113、t;/p><p>　　[2] 劉介才，工廠供電設(shè)計指導(dǎo)[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，1999年12月。</p><p>　　[3] 孫麗華，電力工程基礎(chǔ)[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2006年。</p><p>　　[4] 傅知蘭，電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計算[M]，中國電力出版社，2004年6月。</p><p>　　[5] 蘇文成，工廠供電[

114、M]，機(jī)械工業(yè)出版社，1984年11月。</p><p>　　[6] 黃明琪、李善奎等，工廠供電[M]，重慶大學(xué)出版社，1998年4月。</p><p>　　[7] 張芙蓉、倪良華，電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南[M]，中國水利水電出版社，2003年。</p><p>　　[8] 關(guān)根泰次、河野照哉、豐田淳一，輸配電工程[M]，科學(xué)出版社，2004年。</p>