某电机制造厂总降压变电所与高压配电系统设计说明

1、 . . . I / 33毕业设计 (论文)题 目总降压变电所-工程供电毕业设计教学点 专 业 年 级 姓 名 指导教师定稿日期： 2011 年 6 月 1 日摘要摘要 . . . II / 33为使工厂供电工作很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，本设计在大量收集资料，并对原始资料进行分析后，做出 35kV 变电所与变电系统电气部分的选择和设计，使其达到以下基本要求：1、安全 在电能的供应、分配和使用中，不发生人身事故和设备事故。2、可靠 满足电能用户对供电可靠性的要求。3、优质 满足电能用户对电压和频率等质量的要求4、经济 供电系统的投资少，运行费用低，并

2、尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，又合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，顾全大局，适应发展。按照国家标准 GB50052-95 供配电系统设计规 、GB50059-92 35110kV 变电所设计规 、GB50054-95 低压配电设计规等的规定，工厂供电设计遵循以下原则：1、遵守规程、执行政策；遵守国家的有关规定与标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2、安全可靠、先进合理；做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进电气产品。3、近

3、期为主、考虑发展；根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4、全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产与发展。关键词：节能、配电、安全、合理、发展目录目录摘要摘要 I IABSTRACTABSTRACTIIIIII . . . III / 331 1 绪论绪论 1 11.1 设计题目 11.2 设计依据 11.2.1 工厂总平面布置图（略）11.2.2 全厂各车间负荷情况汇总表。11.2.3 供用电协议。21

4、.2.4 工厂的负荷性质 31.2.5 工厂的自然条件 31.3 设计任务与设计大纲 31.3.1 高压供电系统设计 31.3.2 总变电所设计 31.4 设计成果 41.4.1 设计说明书 41.4.2 设计图纸 42 2 供电电压等级选择供电电压等级选择 5 52.1 电源电压等级选择 53 3 全厂负荷计算全厂负荷计算 5 53.1 变电所的负荷计算 53.1.1 用电设备的负荷计算 53.1.2 变压器损耗估算 63.1.3 无功功率补偿计算 73.1.4 变压器选择 84 4 系统主接线方案的选择系统主接线方案的选择 9 94.1 方案 1：单回路高压线路变压器组、低压单母线分段主接

5、线 94.2 方案 2：双回路高压线路变压器组、低压单母线分段主接线 94.3 方案的比较与选择 105 5 变电所位置与变压器、配电装置选择变电所位置与变压器、配电装置选择 11115.1 变电所位置 115.2 变压器选择 11 . . . IV / 335.3 所用变压器选择 115.3 配电装置选择 116 6 短路电流计算短路电流计算 12126.1 确定计算电路与计算电抗 126.2 最大运行方式下的短路点计算 136.3 最小运行方式下的短路点计算 147 7 高压电气设备的选择高压电气设备的选择 16167.135KV 架空线的选择 167.210KV 母线的选择 167.3

6、高压断路器的选择 187.4 高压隔离开关的选择 197.5 电流互感器的选择 207.6 电压互感器的选择 227.7. 10KV 高压柜的选择 248 8 继电保护装置设计继电保护装置设计 25258.1.继电保护配置 258.2 主变压器保护的继保整定 269 9 接地与防雷设计接地与防雷设计 28289.1 防雷设计 289.2 接地设计 28致 30参考文献目录参考文献目录 3131附录附录 1 1：设备汇总一览表：设备汇总一览表 3232附录附录 2 2：所区平面布置图：所区平面布置图 3333 . . . 1 / 331 1 绪论绪论1.1 设计题目 某电机制造厂总降压变电所与高

7、压配电系统设计1.2 设计依据1.2.1 工厂总平面布置图（略）1.2.2 全厂各车间负荷情况汇总表。车间名称车间名称Pe/kWKdKdcoscos电机修理车间23000.60.7机械加工车间8800.650.65新品试制车间6500.550.6原料车间5500.350.65备件车间5600.50.7锻造车间1800.60.65锅炉房2600.90.8空压房3020.80.65汽车库560.50.7线圈车间3280.550.65半成品试验车间7500.650.75成品试验车间25640.350.6加压站（10KV 转供负荷）2740.550.65设备处仓库（10KV 转供负荷）6540.550

8、.75成品试验站大型集中负荷38740.650.75 . . . 2 / 331.2.3 供用电协议。1）当地供电部门可提供两种电源：从某 220/35KV 区域变电站提供电源，该站距离厂南 5 公里；从某 35/10KV 变电所，提供 10KV 备用电源，该所距离厂南 5 公里。2）配电系统技术数据。（1）区域变电站 35KV 母线短路数据为：运行方式运行方式电源电源 3535 千伏母线短容量千伏母线短容量说明说明系统最大运行方式时S（3）dmax=580 兆伏安系统最小运行方式时S（3）dmin=265 兆伏安（2）配电系统kVkVkVkVtops3）供电部门对工厂提出的技术要求：区域变电

9、站 35KV 馈电线路定时限过流保护装置的整定时间 为 1.8 秒，要求厂总降压变电所的保护动作时间不大于 1.3 秒。工厂在总降压变电所 35KV 侧计量。功率因素值应在 0.9 以上。 . . . 3 / 331.2.4 工厂的负荷性质本工厂大部分车间为一班制，少数车间为两班或三班制，年最大负荷利用小时数为 2500 小时。锅炉房提供高压蒸汽，停电会使锅炉发生危险。由于距离市区较远，消防用水需要厂方自备。因此，锅炉房要求较高的可靠性。1.2.5 工厂的自然条件 （1）年最高气温为 40，年最低气温 5，年平均气温为 10。 （2）站所选地址地质以粘土为主，地下水位 3-5 米。 （3）风向

10、以东南风为主。1.3 设计任务与设计大纲1.3.1 高压供电系统设计根据供电部门提供的资料，选择本厂最优供电电压等级。1.3.2 总变电所设计 1）主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，经过概略分析比较，留下 2-3 个较优方案进行详细计算和分析比较（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标） ，确定最优方案。 2）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。 3）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的选择与效验。选用设备型号、数量、汇

11、总设备一览表。 . . . 4 / 33 4）主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。 5）配电装置设计：包括配电装置形式的选择、设备布置图。 6）防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。1.4 设计成果1.4.1 设计说明书包括对各种设计方案分析比较的扼要说明，并附有必要的计算与表格。1.4.2 设计图纸 1）降压变电所电气主结线图。 2）变电所平面布置图3）主变压器保护原理接线图。2 2 供电电压等级选择供电电压等级选择2.1 电源电压等级选择根据供电协议可知，当地供电部门可提供电源为两种：主电源为厂南的某220/35KV 区域变电站提供，1

12、0kV 备用电源为厂南的某 35/10KV 变电所提供，因此可以考虑本厂总降压变电所主电源采用 35kV 电压等级，经过变压后采用 10kV 输送至各个车间变电房降压至 0.4kV 直供负荷。同时采用 10kV 作为保安电源，为锅炉房等一级负荷提供备用电源。3 3 全厂负荷计算全厂负荷计算 . . . 5 / 333.1 变电所的负荷计算3.1.1 用电设备的负荷计算根据设计任务书的要求，按照需要系数法与以下计算公式KdPePj21/COSPjQj22QjPjSjUeSjIj3/得各项数据列表如下（下表数据均为 35kV 侧）：计计 算算 负负 荷荷用电设用电设备备Pe/kWPe/kWKdKd

13、CosCosPj/kWPj/kWQj/kVAQj/kVASj/kVASj/kVAIj/AIj/A电机修理车间23000.60.713801407.61971.2332.52机械加工车间8800.650.65572669.24880.3814.52新品试制车间6500.550.6357.5475.48594.889.83原料车间5500.350.65192.5225.23296.284.89备件车间5600.50.7280285.6399.966.6锻造车间1800.60.65108126.36166.232.74锅炉房2600.90.8234175.5292.54.83空压房3020.80.6

14、5241.6282.67371.856.13汽车库560.50.72828.56400.66线圈车间3280.550.65180.4211.07277.664.58半成品7500.650.75487.5429649.3810.72 . . . 6 / 33试验车间成品试验车间25640.350.6897.41193.541493.2724.67加压站（10KV转供负荷）2740.550.65150.7176.32231.953.82设备处仓库（10KV转供负荷）6540.550.75359.7316.54479.157.91成品试验站大型集中负荷38740.650.750.882518.122

15、15.933357.2055.39合 计7987.47987.48218.648218.6411501.9211501.92189.81189.81有功负荷同时系数取95. 0kP无功负荷同时系数取97. 0kq7588.07588.03 37927.087927.0810527.3710527.37173.66173.663.1.2 变压器损耗估算Pb=1%Sj=0.0110527.37=105.27kwQb=5%Sj=0.0510527.37=526.37kvar3.1.3 无功功率补偿计算从设计任务书的要求可知，工厂 35kV 高压侧进线在最大负荷时，其功率因素不应小于 0.9，考虑到变

16、压器的无功功率损耗 Qb，远远大于有功功率损耗 Pb，因此，在变压器的 10kV 侧进行无功功率补偿时，其补偿后的功率因素应稍大于0.9，现设 cos=0.95，则10kV 侧在补偿前的功率因素为:Pj/Sj1cos . . . 7 / 3337.10527/03.758872. 0因此，所需要的补偿容量为：)21(tgtgPjQc)95. 0arccos72. 0arccos(03.7588tgtgvar4818k 选取var5000kQc 35kV 侧在补偿后的负荷与功率因素计算：kWPbPjPjg30.769327.10503.7588var45.3453500037.52608.792

17、7kQcQbQjQjgKvaQjgPjgSjg842545.34533 .76932222Pjg/Sjg2cos8425/30.7693913. 0913. 0cos满足了设计任务书的要求，其计算数据如下：计算机负荷计算机负荷项项 目目coscosPj/kWPj/kWQj/kvarQj/kvarSj/kVASj/kVAIj/AIj/A（10kV 侧）10kV 侧补偿前0.6577588.037927.0810527.37607.81需要补偿容量-5000变压器损耗105.27526.37 . . . 8 / 3335kV 侧补偿后0.9227693.303453.458425138.98根据设

18、计任务书的要求以与以上计算结果，选取：并联补偿电容为 BWF10.5-100-1 型电容器 50 只。补偿总容量为 100kvar50=5000kvar。3.1.4 变压器选择 根据补偿后的总计算负荷（8425kVA） ，同时考虑工厂 5-10 年的负荷增长，变压器容量考虑一定的预留，本期工厂负荷能保证变压器运行在 60-70%经济负荷区即可，因此选择型号为： SFZ7-10000-353*2.5%/10.5kVSFZ7-10000-353*2.5%/10.5kV YN,d11YN,d11 的变压器。4 4 系统主接线方案的选择系统主接线方案的选择4.1 方案 1：单回路高压线路变压器组、低压

19、单母线分段主接线4.2 方案 2：双回路高压线路变压器组、低压单母线分段主接线4.3 方案的比较与选择根据设计任务书的要求，本厂基本负荷为一班制，少数负荷为两班或三班制，属于二级负荷；同时锅炉房供电可靠性要求高，属于一级负荷。主接线的设计必须满足工厂电气设备的上述要求，因此： . . . 9 / 33方案 1：该方案 35kV 侧为单回路线路-变压器组接线、10kV 单母线，与 10kV备用电源通过母联连接，正常运行时母联合闸，由主电源供给锅炉房；当主电源故障或主变等设备停电检修退出运行时，母联分闸，由 10kV 备用电源直供锅炉房与其他重要负荷。由于本厂基本负荷为二级负荷，对供电可靠性要求不

20、高，采用单回路进线和 1台主变基本可满足对二级负荷供电的要求，对于锅炉房等重要负荷采用 10kV 备用电源作为备用，以保证工厂的重要用电设备不会出现长时间断电，即在任何时候都能满足对二级负荷的供电要求。方案 2：该方案 35kV 侧采用从 220/35kV 变电站出双回路电源、高压线路变压器组接线、10kV 侧为单母线分段接线。方案 2 的特点就是采用双电源、可靠性高。其缺点就是设备投资大、运行维护费用高，同时本厂最大负荷利用小时仅为 2600 小时，相对来说，变压器的利用率低，2 台主变的空载损耗将大大超过 1 台主变的选择。选择结果：从上述分析可知，方案 1 能满足供电要求，同时设备投资、

21、运行维护费用和占地面积、建筑费用等方面均由于方案 2，技术和经济的综合指标最优，因此，在本设计中，选用方案 1 作为本设计的主接线方案。方案详细的图纸见35/10kV35/10kV 降压变电所电气主接线图降压变电所电气主接线图 。5 5 变电所位置与变压器、配电装置选择变电所位置与变压器、配电装置选择5.1 变电所位置根据变电所选址原则：a.变电所尽量选择在负荷中心，可减少低压损耗；b.便于维修；c.便于进出线；d.节约费用；e.便于运行安全的原则，将 35/10kV 总降压 . . . 10 / 33变电所设置在木工车间后侧。具体位置见附件 3工厂总平面布置图 。5.2 变压器选择根据设计方

22、案的选择结果，本期只设计 1 台主变压器即可满足需要，因此变压器选择结果不变，即为：型号SFZ7-10000/35联接组标号YN， d11空载电流%1.1高压低压额定电压(KV)3532.5%10.5高中阻抗电压7.5型号中个符号表示意义：S：三相 F：风冷却 Z：有载调压 7：性能水平号 10000：额定容量 35：电压等级5.3 所用变压器选择为保证变电所正常运行，需要设置所用变压器。根据常规，本所所用变压器可以选择为：SC9-30/10 105%/0.4kV Y,y11 阻抗电压 4%，布置在 10kV 柜。5.3 配电装置选择根据供电电压等级选择的结果：进线电源采用 35kV，经过变压

23、器降为 10kV 供给各车间配电所，从经济性和运行维护等方面考虑，35kV 配电装置采用户外常规布置，10kV 采用户配电装置。6 6 短路电流计算短路电流计算6.1 确定计算电路与计算电抗6.1.1 计算电路图 . . . 11 / 33MVASd580max MVASd265min kmL5kmXO/4 . 0 MVASN105 . 7% Vs设基准容量MVASB100 基准电压 kVVavVB3711kVVavVB5 .10226.1.2 归算前的等值电路图6.1.3 计算电抗 将所有电抗归算到 35kV 侧：系统电抗 X1*=Xsmax*=SB/Sdmax=100/580=0.172（

24、最大运行方式下）X1*=Xsmin*=SB/Sdmin=100/265=0.377（最小运行方式下）架空线路电抗 X2*=XL*=XOL（SB/VB12）=0.45100/372=0.146变压器电抗 X3*=XT1*=（SS%/100）（SB/ST1） =(7.5/100) (100/10)=0.756.1.4 归算后的等值电路图 . . . 12 / 336.2 最大运行方式下的短路点计算6.2.1d1 点的短路电流计算10kV 母线侧没有电源，无法向 35kV 侧提供短路电流，即可略去不计，则 d1 点短路电流标幺值为：I d1*2*11XX=146. 0172. 01=3.145换算到

25、 35kV 侧 0 秒钟短路电流有名值I = I d1*BBUS3 =3.145373100 = 4.908kA根据电力工程电气设计手册的相关规定，远离发电厂的地点（变电所）取电流冲击系数 Kch = 1.8，当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值Ich = 2) 1(21KchI =2) 18 . 1 (214.908=7.41kA当不计周期分量衰减时，短路电流冲击电流ich =Kch I =1.87I = 2.55 I = 2.554.908= 12.515 kA22短路容量 S = UB I = 374.908 =314.52MVA336.2.2d2 点的短路电流计算10kV

26、母线侧没有电源，无法向 35kV 侧提供短路电流，即可略去不计，则 d2 点短路电流标幺值为：I d1*3*2*11XXX=75. 0146. 0172. 01=0.936换算到 10kV 侧 0 秒钟短路电流有名值I = I d1*BBUS3 =0.9365 .103100 =5.15kA根据电力工程电气设计手册的相关规定，远离发电厂的地点（变电所）取电流冲击系数 Kch = 1.8，当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值Ich = 2) 1(21KchI =2) 18 . 1 (215.15=7.78kA当不计周期分量衰减时，短路电流冲击电流ich =Kch I =1.87I =

27、 2.55 I = 2.555.15= 13.133kA22短路容量 S = UB I = 10.55.15 =93.66MVA33 . . . 13 / 336.3 最小运行方式下的短路点计算6.3.1d1 点的短路电流计算同上所得，则 d1 点短路电流标幺值为：I d1*2*11XX=146. 0377. 01=1.912换算到 35kV 侧 0 秒钟短路电流有名值I = I d1*BBUS3 =1.912373100 =2.983KA根据电力工程电气设计手册的相关规定，远离发电厂的地点（变电所）取电流冲击系数 Kch = 1.8，当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值Ich =

28、 2) 1(21KchI =2) 18 . 1 (212.983=4.505kA当不计周期分量衰减时，短路电流冲击电流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 点的短路电流计算10kV 母线侧没有电源，无法向 35kV 侧提供短路电流，即可略去不计，则 d2 点短路电流标幺值为：I d1*3*2*11XXX=75. 0146. 0377. 01=0.785换算到 10kV 侧 0 秒钟短路电流有名值I = I d1*BBUS3 =0.7855 .10310

29、0 =4.317KA根据电力工程电气设计手册的相关规定，远离发电厂的地点（变电所）取电流冲击系数 Kch = 1.8，当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值Ich = 2) 1(21KchI =2) 18 . 1 (214.317=6.519kA当不计周期分量衰减时，短路电流冲击电流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以上计算结果列表如下： . . . 14 / 33运行方式运行方式短路点短路点Id/kAId/kAich/kAich/kAIch/kA

30、Ich/kASd/MVASd/MVAD14.90812.5157.41314.52最大运行方式D25.1513.1337.7893.66D12.9837.614.505191.16最小运行方式D24.31711.0086.51978.517 7 高压电气设备的选择高压电气设备的选择7.135kV 架空线的选择考虑到变压器在电压降低 5%时其出力保持不变，所以 35kV 架空线相应的Igmax=1.05Ie 即：Igmax =1.05 NNUS3=1.05 35310=0.173kA根据设计条件 Tmax=2500h 取 J=1.3则导体经济截面面积 S=Igmax/J=173/1.3=133.

31、08mm2。7.1.1选择导线（按照经济电流密度）： 选择 LGJ-150/20 钢芯铝绞线，其室外载流量为 Ij1=306A，面积为S=145.68mm2,导线最高允许温度为 70，根据工作环境温度为 30，查综合修正系数 K=0.94，Ij1xz=K Ij1=0.94306=287.64AIgmax，满足电流的要求。7.1.2热稳定校验（按最大运行方式 d2 点短路）：根据设计任务书的条件，变电所的继保动作时限不能大于 1.3 秒，即top=1.3s，断路器开短时间 tos=0.2s，非周期分量等效时间 tos=0.05s，则： 短路假想时间 tima=top+tos+ts=1.3+0.2

32、+0.05=1.55s。架空线最小截面积 . . . 15 / 33Smin= CQD=32108755. 115. 5=73.69133.08 mm2SSmin，满足热定的要求。7.210kV 母线的选择考虑到变压器在电压降低 5%时其出力保持不变，所以 35kV 架空线相应的Igmax=1.05Ie 即：Igmax =1.05 NNUS3=1.05 5 .11310=0.527kA7.2.1 选择母线（按照最大工作电流）：选择 808 单条矩形铝导体平放作母线，面积为 S=6400mm2，平放时，长期允许载流量为 Ia1=1249A，导体最高允许温度为 70，根据工作环境温度为 30的条件

33、，查综合修正系数 K=0.94：Ie=kIa1=0.941249=1174.06AIgmax,满足载流量的要求。7.2.2热稳定的校验（按最大运行方式 d2 点短路）：根据设计任务书的条件，配电所的继保动作时限不能大于 1.3 秒，即top=1.3s，断路器开短时间 toc=0.2s，非周期分量等效时间 ts=0.05s,则:短路假想时间 tima=top+toc+ts=1.3+0.2+0.05=1.55s。母线最小截面积Smin= CQD=32108755. 115. 5=73.69 Qk ，满足要求。11.2.2.1.1.8检验动稳定：ish ies即：ish= ich=13.133 ie

34、s= idw =17kA, 满足要求故 35kV 进线侧断路器选择户外 SW235 型少油式断路器能满足要求。7.3.2安装在变压器 10kV 低压侧的断路器7.3.2.110kV 断路器参数选择额定电压选择：UnUns =10kV最高工作电压选择：UalmUsm =Un1.15 =10 1.15 =11.5kV额定电流选择：IeIgmax 考虑到变压器在电压降低 5%时其出力保持不变，所以相应回路的 Igmax=1.05Ie 即：Igmax =1.05 NNUS33=1.05 5 .11310=0.527kA额定开断电流选择（按最大运行方式 d2 点短路）：Ik =I即：Ik =5.15kA

35、额定短路关合电流选择：iNclish即：iNcl 13.133kA根据以上数据可以初步选择 ZN1810 型真空式断路器其参数如下：额定电压：UN=10kV最高工作电压 Ualm =11.5kV额定电流 Ie =630A7.3.2.210kV 断路器校验校验热稳定：I2t t Qk计算时间 tima=1.55s Qk = Ik2dz = 5.1521.55 = 41.11kA2SI2r t = 2524 = 2500 kA2S 即 I2t t Qk ，满足要求。11.2.2.1.1.8检验动稳定：ish ies即：ish= ich=13.133 ies= idw =63kA, 满足要求额定开断

36、电流为 IK =25kA动稳定电流峰值 idw =63kA3S 热稳定电流 25kA额定合闸时间 0.045S固有分闸时间 0.03s . . . 18 / 33故 10kV 主变进线侧断路器选择户 ZN1810 型真空式断路器能满足要求。7.4 高压隔离开关的选择7.4.1. 35kV 侧隔离开关额定电压选择：UnVns = 35kV额定电流选择：IeIgmax 考虑到隔离开关是与相应的断路器配套使用，所以相应回路的 Ie 应与断路器一样，即：Ie =600A根据以上数据可以初步选择 GW435II(D)W 型隔离开关，其参数分别如下：额定电压：UN=35kV 额定电流 Ie =630A 最

37、高运行电压：Ula=38.5kV动稳定电流峰值 idw =50kA 4S 热稳定电流 20kA7.4.2. 校验热稳定（下列时间均取自对应断路器，后备保护取 2S）：即 I2t t Qk计算时间 tjs= td + tb = 0.05 + 2=2.05S Qk = Ik2dz = 5.1522.05 = 54.37kA2SI2r t = 4004 =1600 kA2S即 I2t t Qk ，满足要求。7.4.3检验动稳定：ish ies即：ish= ich=13.133 ies= idw =50kA, 满足要求7.4.4. 由于后面在选择了 KYN28A-12（VE）的手车式高压开关柜，10k

38、V 高压断路器等高压设备就安装手车上，需要检修时断路器等高压设备时，可随时拉出手车，已经起到隔离开关的作用，所以本设计没有必要再另外选择 10kV 高压隔离开关。7.5 电流互感器的选择根据设计任务书的条件，配电所的继保动作时限不能大于 1 秒，即stop3 . 1，断路器开短时间stoc2 . 0，非周期分量等效时间sts05. 0，则：短路假想时间ststoctoptima55. 105. 02 . 01。 . . . 19 / 337.5.1.安装在 35kV 高压进线侧的电流互感器7.5.1.1. 35kV 主变侧电流互感器的配置原则：1）对直接接地系统，一般按三相配制；2）本站 35

39、kV 配电装置为户外式，因此电压互感器也为户外油浸式；3）根据设计任务书要求，本所计量在 35kV 侧，因此为满足保护和测量、计费的需要，电流互感器二次绕组应分别配置计量、测量、保护三种绕组，其中保护分为主保护、后备保护、备用，共计需要 5 个绕组。7.5.1.2. 35kV 主变侧电流互感器的一次回路额定电压选择电流互感器的一次额定电压选择必须满足：UgUn=35kV 7.5.1.3. 35kV 主变侧电流互感器的一次回路额定电流选择电流互感器的一次额定电流选择必须满足：Ig.maxIn In 电流互感器的一次额定电流 Igmax 电流互感器一次最大工作电流考虑到变压器在电压降低 5%时其出

40、力保持不变，所以相应回路的 Igmax=1.05Ie即：Igmax =1.05 NNUS3=1.05 35310=0.173kA因此电流互感器的一次额定电流可选用与此匹配的等级 In=200 A。7.5.1.4.准确度选择按照常规设计，一般二次绕组准确度选择：计量绕组 0.2S 级、测量绕组 0.5 级，保护绕组 10P 级。7.5.1.5.型号、参数选择根据上述选择，最终 35kV 主变侧电流互感器型号与参数为：户外油浸式 LB-35kV 0.2S 30VA/0.5 30VA/3*10P 30VA 200/5A。7.5.2安装在 10kV 变压器低压侧的电流互感器7.5.2.1. 10kV

41、主变侧电流互感器的配置原则：1）对非直接接地系统，可按三相或两相配制，一般进线侧按三相配置，馈线侧按两相配置；2）本站 10kV 配电装置为户式，因此电压互感器也为户干式绝缘；3）根据 10kV 保护和测量、计费的需要，电流互感器二次绕组应分别配置计量、测量、保护三种绕组，共计需要 3 个绕组。 . . . 20 / 337.5.2.2. 10kV 主变侧电流互感器的一次回路额定电压选择电流互感器的一次额定电压选择必须满足：UgUn=10kV 7.5.2.3. 10kV 主变侧电流互感器的一次回路额定电流选择电流互感器的一次额定电流选择必须满足：Ig.maxIn In 电流互感器的一次额定电流

42、 Igmax 电流互感器一次最大工作电流考虑到变压器在电压降低 5%时其出力保持不变，所以相应回路的 Igmax=1.05Ie即：Igmax =1.05 NNUS3=1.05 5 .11310=0.527kA因此电流互感器的一次额定电流可选用与此匹配的等级 In=600 A。7.5.2.4.准确度选择按照常规设计，一般二次绕组准确度选择：计量、测量绕组 0.5 级，保护绕组10P 级。7.5.1.5.型号、参数选择根据上述选择，最终 10kV 主变侧电流互感器型号与参数为：户干式 LZZ6-10kV 0.2S 30VA/0.5 30VA/10P 30VA 600/5A。7.6 电压互感器的选择

43、7.6.1.35kV 电压互感器的参数计算与选择7.6.1.1. 35kV 电压互感器的配置原则：1）为监视线路电压和满足计量、保护装置的需要，在 35kV 的进线侧装设三相电压互感器。本站 35kV 配电装置为户外式，因此电压互感器也为户外油浸式。电压互感器一般采用电容均压式电压互感器（TYD） ；2）根据 35kV 保护和测量、计费的需要，电压互感器二次绕组应分别配置计量、测量、保护三种绕组，对应的组别分别为：一次侧星形，二次侧计量测量、保护为星形，单相接地监测为开口三角。7.6.1.2. 一次额定电压选择一次额定电压为 Un=35kV，允许一次电压波动围为 U=35kV10%。7.6.1

44、.3.二次额定电压选择根据一次绕组接入方式为接入相电压上，电压互感器测量、计量和保护绕组二 . . . 21 / 33次额定电压为 Un=0.1/ 3 kV，单相接地绕组二次额定电压为 Un=0.1kV。7.6.1.4.额定容量选择为保证互感器的准确级，其二次侧所接负荷 S2应不大于该准确级所规定的额定容量 Se2。即：Se2 S2 = Ie22z2f z2f = Vy + Vj + Vd + Vc（） Vy 测量仪表电流线圈电阻 Vj 继电器电阻 Vd 连接导线电阻 Vc 接触电阻一般取 0.1按照常规设计，一般二次绕组额定容量为：计量、测量 45VA，保护、接地监测30VA。7.6.1.5

45、.准确度选择按照设计任务书要求，本所计量在 35kV 侧，因此二次绕组准确度选择：计量、测量绕组 0.5 级，保护绕组 10P 级，单相接地监测绕组 10P 级。7.6.1.6.型号、参数选择根据上述选择，最终 35kV 电压互感器型号与参数为：户外油浸式 JDJJ2- 35kV 34.5/ 3 ：0.1/ 3 ：0.1/ 3 ：0.1 kV 0.5 30VA/10P 30VA/10P 30VA。7.6.2.10kV 电压互感器的参数计算与选择7.6.2.1. 10kV 电压互感器的配置原则：1）为监视线路电压和满足计量、保护装置的需要，在 10kV 的 I、II 段母线侧装设三相电压互感器。

46、本站 10kV 配电装置为户外式，因此电压互感器也为户干式。2）根据 10kV 保护和测量、计费的需要，电压互感器二次绕组应分别配置计量、测量、保护三种绕组，对应的组别分别为：一次侧星形，二次侧计量测量、保护为星形，单相接地监测为开口三角。7.6.2.2. 一次额定电压选择一次额定电压为 Un=10kV，允许一次电压波动围为 U=10kV10%。7.6.2.3.二次额定电压选择根据一次绕组接入方式为接入相电压上，电压互感器测量、计量和保护绕组二次额定电压为 Un=0.1/ 3 kV，单相接地绕组二次额定电压为 Un=0.1kV。 . . . 22 / 337.6.2.4.额定容量选择为保证互感

47、器的准确级，其二次侧所接负荷 S2应不大于该准确级所规定的额定容量 Se2。即：Se2 S2 = Ie22z2f z2f = Vy + Vj + Vd + Vc（） Vy 测量仪表电流线圈电阻 Vj 继电器电阻 Vd 连接导线电阻 Vc 接触电阻一般取 0.1按照常规设计，一般二次绕组额定容量为：计量、测量 75VA，保护、接地监测30VA。7.6.2.5.准确度选择根据惯例，二次绕组准确度选择：计量、测量绕组 0.5 级，保护绕组 10P 级，单相接地监测绕组 10P 级。7.6.2.6.型号、参数选择根据上述选择，最终 10kV 电压互感器型号与参数为：户干式 JDZJ1-10kV 10/

48、3 ：0.1/ 3 ：0.1/ 3 ：0.1 kV 0.5 75VA/10P 30VA/10P 30VA。7.7. 10kV 高压柜的选择根据上文所述：10kV 采用户高压开关柜，选择型号为 KYN28A-12 的手车式开关柜，高压断路器等主要电气设备安装手车上，高压断路器等设备需要检修时，可随时拉出手车，然后推入同类备用手车，即可恢复供电。柜体规格为 80017002300。8 8 继电保护装置设计继电保护装置设计8.1.继电保护配置根据主接线方案，本降压变电所采用线路变压器组接线，35kV 进线电源线路 . . . 23 / 33保护由上级变电站提供，本站在继保设计时无须考虑 35kV 线

49、路故障，只需要考虑本所主变压器保护和 10kV 线路保护、10kV 电容器保护。8.1.1.主变压器保护配置电力变压器是电力系统的重要电气设备之一，它的安全运行直接关系到电力系统的连续稳定运行，特别是大型电力变压器，由于其造价昂贵，结构复杂，一旦因故障而遭到损坏，其修复难度大，时间也很长，必然造成很大的经济损失。所以，本设计中主变保护配置为：主保护-瓦斯保护、纵联差动保护，后备保护-过流保护、过负荷保护、复合电压闭锁过流。8.1.1.1.瓦斯保护对变压器油箱的各种故障以与油面的降低，应装设瓦斯保护，它反应于油箱部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路

50、器。8.1.1.1.2差动保护对变压器绕组和引出线上发生故障，以与发生匝间短路时，其保护瞬时动作，跳开变压器高低压侧断路器。8.1.1.1.3过流保护为了反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以与在变压器部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。8.1.1.1.4过负荷保护变压器的过负荷电流，大多数情况下都是三相对称的，因此只需装设单相式过负荷保护，过负荷保护一般经延时动作于信号。在无人值班站，过负荷保护可动作于跳闸或断开部分负荷。8.1.2. 10kV 线路保护配置10kV 出线一般配置限时电流速断保护、定时限过电流保护、过负荷保护。8.1.3. 10kV 电容器保

51、护配置 . . . 24 / 3310kV 电容其一般配置限时电流速断保护、定时限过电流保护、过电压保护、欠电压保护。8.2 主变压器保护的继保整定8.2.1过负荷保护1）电流整定：取可靠系数05. 1Krel，继电器返回系数85. 0Kf变压器的一次额定电流96.164)353/(100003/UnSnIe，换算成二次额定电流为AIe12. 4200/596.164KfIeKkIdz/ =1.054.12/0.85=5.09A2）动作时限：stop15108.2.2过电流保护 1）电流整定：取可靠系数3 . 1Krel，接线系数1Kw，电流互感器变比405/200Ki，继电器返回系数8 .

52、0Kre变压器最大负荷电流)3/(5 . 115 . 1max.UnSnnIIl=1.51000/（351.732）=247.44A44.2478 . 04013 . 1max.IlKreKiKwKrelIop=10.05A2）保护动作时间整定根据设计任务书要求，本所保护动作时间st5 . 13）灵敏度效验：6 . 11 .min/2)2(IopdISp1.5 满足要求。 . . . 25 / 338.2.3电流速断保护 1）电流整定：取可靠系数3 . 1Krel，接线系数1Kw，电流互感器变比405/200Ki，电压互感器变比33. 35 .10/35Kt15. 533. 34013 . 1

53、max.IkKtKiKwKrelIqb=50.26A2）灵敏度效验：3 . 226.50/1161min/21)2(IqbdImK2 满足要求。9 9 接地与防雷设计接地与防雷设计9.1 防雷设计9.1.1防雷措施的选择由于供电部门到工厂之间的 35kV 架空线路的距离比较短（5kM） ，因此没有必要安装避雷线，只需要在高压侧进行对雷入侵波的防护，就可以满足防雷的要求。本降压变电所 35kV 配电装置为户外布置，为避免直接雷击，考虑装设独立避雷针，独立避雷针应距变压器金属外壳接地点地中距离达到大于 15M。独立避雷针的接地电阻不大于 10 欧姆。9.1.2避雷器的选择 1）为了保护 35kV

54、进线设备和变压器，在 35kV 线路进线和母线 PT 处各安装一套避雷器。2）为了保护 10kVPT，在 10kV I、II 段母线 PT 处各安装一套避雷器。 3）避雷器的安装点与 35kV 进线设备和变压器的之间的距离不大于 15m。4）35kV 所选择的避雷器为 Y10W1-51/125 型氧化锌无间隙避雷器，10kV 所选择的避雷器为 HY5WZ-17/45 型氧化锌无间隙避雷器其技术数据如下： . . . 26 / 33额定电压灭弧电压冲击放电电压幅值50kV 雷电冲击电流下的残压35kV51kV125kV不大于 50kV101745不大于 17kV9.2 接地设计根据设计任务书的条件，工厂区域地点的土壤为砂质粘土、可耕地，所以：电阻率 =100/m，可选用直径为 50mm、长 2.5m 的钢管作为人工接地体。由于在厂区的地下水位为 3-5m，为了得到良好的接地效果，接地体的顶面埋设深度为 0.8m，采用环行敷设方式（=0.65） ，用长 L=2.5m，直径 d=50mm 的钢管作为人工接地体。单根接地体电阻为)/4ln()2/()1(dLLRE)5 . 214. 32/(100()05. 0/5 . 24(1n7 .3335kV 系统为中性点非直接接地系统，允许接地电阻5 . 0ER，则垂直接地体根数为：n3 .93