某机械厂供电系统本科毕业设计

某机械厂供电系统设计本次设计题目为某机械厂供配电系统设计，该系统通过降压变压器与10kv公共电源干线相连，然后向工厂供给电能。本次设计主要内容包括：负荷计算、短路电流计算、变电所选址及变压器选择、电气设备的选择和校验、继电保护装置的选择以及过电压及防雷。在设计的过程中，本人参阅了大量的供配电系统设计、变配电所设计、建筑电气设计规范等相关的规范和设计手册，最后对该工厂供配电系统进行了初步设计。本设计为毕业设计，其目的是通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)ⅡAbstractofAcity.Thisdesignmaincontentincludes:thechargecomputation,ofthetransformersubstationdesign.Inordertofinishthedesign,Ireferringonthepreliminarydesigntothispowersoftheknowledgewehavelearned.Besides,itcantrainourabilitytoanalyzework.Keywords:LoadCalculation;Shortcircuitcalculation;transformer;Equipmentselection;relayprotection;Lightningprotection辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)III目录 11.1工厂供电概述 11.2工厂供电的意义和要求 11.2.1工厂供电的意义 11.2.2工厂供电的要求 21.3工厂供配电系统的特点 21.4工厂原始资料 2 52.1负荷计算的内容和目的 52.2电力负荷的分级 52.3负荷计算的方法 52.4各车间负荷计算 62.5无功功率补偿 3.1变配电所所址选择 3.1.1选取变配电所址的一般性原则 3.1.2变配电所的总体布置 3.2变压器的选择 3.2.1变压器台数的选择 3.2.2变电所主变压器容量的选择 3.3变压器的功率损耗 3.3.1变压器的有功功率损耗 3.3.2变压器的无功功率损耗 4.1.1短路及其原因 4.1.2短路的后果及短路计算的目的 4.1.3短路的形式 4.2短路电流的计算方法 4.3标么值法计算短路电流 4.3.1标么值的概念 4.3.2电力系统各元件电抗标么值的计算 4.3.3绘制计算电路 4.3.4确定短路计算基准值 4.3.5计算短路电路中各元件的电抗标幺值 4.3.610kV侧三相短路电流和短路容量 4.3.7380V侧三相短路电流和短路容量 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)IV 5.1一次设备选择与校验条件和项目 5.2一次设备选择依据 5.2.1按正常工作条件选择 5.2.2按短路情况进行校验 5.3一次设备的选择校验 286.1输电线路的选择 6.1.1导线截面选择的基本原则 6.1.2按发热条件选择导线截面 6.1.3按照经济电流密度选择导线截面 6.210kV高压进线的选择校验 6.3380V低压母线的选择校验 7.1对继电保护装置的基本要求 7.2电力变压器的继电保护装置的配置要求 7.3电力变压器的继电保护装置的选择依据 7.4主变压器的继电保护装置的选择 8.1过电压及雷电 8.2防雷设备 8.3防雷保护措施 8.3.1架空线路的防雷保护 8.3.2变配电所的防雷保护 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第1页1.1工厂供电概述工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况，解决各部分的安全可靠，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几个方面：进线电压的选择，变电所位置的电气设计，短路电流的计算及继电保护，电气设备的选择，车间变电所位置和变压器数量、容量的选择，防雷接地装置设计等。1.2工厂供电的意义和要求1.2.1工厂供电的意义工厂供电，就是指对工厂所需电能的供应和分配，也称工厂配电。电能是现代工业生产当中的主要动力和能源。电能既容易由其它形式的能量转化而来，又容易转变为其它形式的能量以提供应用；电能的输送和分配简单经济，便于控制、调节和测量，更有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业企业生产及整个国民经济各个部门当中的应用极为广泛U。在工厂里，电能虽是工业企业生产的主要能源和动力，但它在产品成本中所占比例一般很小(电化工业除外)。例如在机械工业当中，电费开支仅占产品成本的百分之五五左右。因此，电能在工业生产中的重要性并不是在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而是在于在工业生产实现电气化之后可以大大地增加产量，提高产品的质量，提高劳动生产率，降低劳动生产成本，减轻工人劳动负担，改善工人工作条件，便于实现生产过程自动化。从另一方面来说，假如工厂的电能供应突然中止，则对工业生产有可能造成极其严重的后果。例如一些对供电标准要求很高的工厂，即便是极短时间的供电终止，也会造成重大设备损坏或造成大量产品报废，更有甚者可能发生重大的人身安全事故，给党、辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第2页国家和人民造成经济上甚至是政治上的重大损失。因此，做好工厂供配电工作对于工业生产的发展，工业现代化的实现具有十分重要1.2.2工厂供电的要求并且做好节约能源工作，就必须达到以下几个基本要求：(1)安全，在电能的输送、分配和使用中，应确保人身和设备安全；(2)可靠，应满足用户对供电可靠性的要求；(3)优质，应满足用户对电压和频率等电能质量的要求；(4)经济，供电系统的投资金额要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少1.3工厂供配电系统的特点(1)供电半径小而且范围广，(2)负荷类型多而且操作频繁，(3)厂房环境复杂，(4)低压配电线路长等，及复杂又重要川。因此，选择供电方式时应力求简单可靠，按照有色金属消耗量和供电可靠性要求来定，并考虑线路的运行安全和方便，周围环境和线路安装的可靠性”。1.4工厂原始资料1.供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10KV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-150,导线为等边三角形排列，线距为2m;干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器容量为500MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km,电缆线路总长度为25km。2.气象资料本厂所在的地区的年最高气温为38℃,年平均气温为23℃,年最低气温为-8℃,年最热月平均最高气温为33℃,年最热月平均气温为26℃。年最热月地下辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第3页0.8m处平均温度为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20天。3.电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制度交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA,动力电费为0.20元/KW.h,照明电费为0.50元/KW.h。工厂最大负荷时的功率因数不得低6~10kV为800元/kVA。4.地质水文资料所在地区平均海拔500m,地层以砂土为主，地下水位为2m。5.工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时数为4800h,日前最大负荷持续时间为6h。铸铁车间、电镀车间和锅炉房是二级负荷，其余均为三级负荷。本厂的负荷统计资料表如表1-1所示：厂房编号厂房名称负荷类别设备容量需要系数功率因数1铸铁车间动力照明6102锻压车间动力照明8103金工车间动力照明104电镀车间动力照明5105热处理动力照明5106总装车间动力照明6107机修车间动力照明4108锅炉房动力照明1109仓库动力照明110工具车间动力照明710生活区照明表1-1负荷资料统计表注：铸铁车间、电镀车间和锅炉房为二级负荷，其余均为三级负荷。低压动力设备均为三相，额定辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第4页电压为380V,电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第5页2供配电系统负荷计算和无功功率补偿2.1负荷计算的内容和目的计算负荷：通过统计负荷求出的、用以按发热条件选择系统中各元件的负荷值，称为计算负荷2。负荷计算是供配电设计的基本依据，计算负荷无论是过大还过小都会影响整个系统的稳定性以及系统中各个电气设备元件的选择使用。不正确的计算负荷有可能会造成一些事故的发生。所以，确定计算负荷就显得尤为重要。2.2电力负荷的分级工厂的电力负荷，按照《供配电系统设计规范》中规定，按照对供电性质的要求及中断供电造成的事故影响分为三级：一级负荷为如果中断供电将造成人身伤亡；或者是停电可能在重大场合上造成严重二级负荷为电力供应中断在重要场合上造成比较大的损失者。三级负荷为除一、二级负荷之外的其它负荷。对供电电源没有额外要求。2.3负荷计算的方法我国主要采用二项式法和需要系数法来确定计算负荷。需要系数法方便简洁，计算结果基本符合实际。一般用于干线、变配电所的负荷计二项式法的应用有很大的限制，适用于机加工车间，受较大容量设备的影响的干线和分支干线的负荷计算2。但是在确定设备较少而容量差别比较悬殊的分支干线的计算负荷时，宜采用二项式法较，并且计算也较简便2。所以，在这里我们采用需要系数法来计算工厂各车间的计算负荷。辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第6页如果为一台三相电动机，额定电流即为计算电流，即K=0.90~0.97对于低压母线，又可以分两种情况(a)由计算负荷直接加在一起来计算时，可取：K₂p=0.80~0.90(b)由干线负荷直接相加计算时，可取：Ksp=0.90~0.95总的有功负荷、无功负荷、视在计算负荷为：So=√P²+Q²2.4各车间负荷计算辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第7页(3)金工车间(4)电镀车间辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第8页(6)总装车间(7)机修车间(8)锅炉房辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第9页(10)工具车间(11)生活区总计算电流汇总表2-1所示。设备容量需要系一编厂房名称负荷类别同舞铁车间1012锻压车间动力一照明8100一小计3金工车间动力一照明1080一小计4电镀车间动力一照明51040一小计5热处理车间动力一照明51040一小计6总装车间动力一照明6100一小计7机修车间动力一照明4100一小计8锅炉房动力一照明1100一小计9仓库动力86一照明1100一 小计6工具车间动力一照明7100小计生活区照明一辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第11页2.5无功功率补偿经负荷计算可知工厂的功率因数为0.76,根据规定，用户在规定的用电高峰负荷时的功率因数应该在0.9以上，其他用户和大部分用电企业，功率因数应该在0.85以上，并且规定，一切功率因数么有达到此要求的应该装设无功功率补偿装置，所以，此机械厂采用并联电容器进行补偿无功功率。补偿后低压侧的功率因素应该略高于0.9,在这里取0.92,则：Qc=P₀·(tanarccos0.76-tanarccos0.92)=104268×(tanarccos0.76-tanarccos0.92)=104268×(0.855-0.426)=447.31kvar补偿后的功率因数为：满足要求补偿前后对比如下表2-2所示：2-2补偿前后对比表全厂负荷有功功率P₀(kW)无功功率Q₀(kvar)视在负荷S(kVA)补偿前无功补偿一 补偿后补偿后功率因数(cosφ)辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第12页3变电所的选址及主变压器的选择3.1变配电所所址选择3.1.1选取变配电所址的一般性原则变电所的选择一般应该遵循以下原则：1)靠近负荷中心；2)便于进出线；3)贴近电源侧；4)运输和设备吊装方便；5)不该位于一个强烈震动或者是高温地方；6)不该位于多尘或有腐蚀性气体的场所，当实在无法远离时更不该设在污染源的7)不宜设在厕所、浴室或者其他经常积水地方的正下面，并且不应该贴邻上述场8)不应设在地理环境条件复杂的地方。3.1.2变配电所的总体布置变配电所总体布置的要求：1)便于运行检修和维护；辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第13页2)确保运行安全；3)方便进出线；4)节约土地和建设费用；5)适应工厂发展要求3。3.2.1变压器台数的选择在选择变压器时，应首先选择S9系列或者是S10系列4,因为这两种系列为节能型变压器。干式变压器通常是安装在室内变电所的，密闭型变压器或防腐性变压器适合安装在多尘、有严重腐蚀性气体的地方，选择变压器台数可以考虑以下原则：1.选择一台变压器是大多数情况下的选择；2.下列情况可以选择多台变压器：1)对负荷中有大量的一二级负荷的变电所，应该安装两台变压器，以满足一二级2)对变动较大的昼夜负荷或者是季节性负荷，可以考虑装设两台变压器。3)除上述情况外，一般采用装设一台变压器，有特殊要求的除外。3.在确定变电所主变压器台数时，应该考虑该地区的长远发展，留有一定的扩建余地。因此，根据选择变压器台数的原则，本厂的锅炉房、铸铁车间、电镀车间为二级负荷，以及从利益和长远角度来考虑，应该选择两台主变压器比较合适。3.2.2变电所主变压器容量的选择1)装有一台主变压器的变电所2)装有两台主变压器的变电所辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第14页Sxr≈(0.6~0.7)×112542≈675.25～787.79kVA并且一台主变压器容量Swr不应小于所有一、二级计算负荷之和Soq+m,即由上述计算结果可知：应选两台S9-1000/10(0.4)型的主变压器。3.3变压器的功率损耗3.3.1变压器的有功功率损耗铁心中的有功功率损耗，即铁损△P,铁损就可以认为就是变压器空载损耗△R。因此，变压器的有功功率损耗为称为变压器的负荷率。3.3.2变压器的无功功率损耗例关系，即辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第15页因此，变压器的无功功率损耗为在负荷计算中，一般采用下列简化公式近似计算：由第二章计算结果知：进行无功补偿后变压器低压侧的视在计算负荷为所以，变压器的有功损耗为：变压器的无功损耗为：△Q₇≈2×0.06S3x₂)=2×0.06×112542kvar=135.05kvar变压器高压侧的计算负荷为：Pow=P(+△P=104268kW+33.76kW=107644kWQou=Qα₂)+△Q₇=373.54kvar+135.05kvar=5086kvar则高压侧功率因数辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第16页4短路电流及其计算4.1概述4.1.1短路及其原因系统在各种环境条件下运行的过程当中，不可避免地可能会发生各种故障和不正常运行状态，其中短路就是最严重的也是最常见的故障。短路就是指电力系统中不同电位的导体之间的短接。各种各样的原因都有可能造成短路，主要是有以下几个方面”:1)电气绝缘破坏由于设备已经连续长期工作，绝缘老化和受损严重；或者是出于各种元件质量本身不合格、绝缘质量不够而被正常的电压轻松击穿；或者是设备绝缘的效果受到外部条件的阻碍损伤而造成短路”。2)误操作工作人员由于没有遵守操作规程和生产错误的操作而发生误操作。3)鸟兽危害鸟兽的脚跨越在裸露的相线之间或者是相线与接地导体之间；鸟类咬坏设备元件的绝缘设备，同样也是导致短路发生的原因7。4.1.2短路的后果及短路计算的目的在短路在系统中出现之后，短路电流往往是非常大的。如此大的短路电流会对系统的稳定性造成一定的冲击。短路电流在流过金属电气设备时，该设备的温度能够急剧上升，对该设备的本身的绝缘老化造成严重损害；同时产生很大的电动力，会使设备载流部分发生机械变形甚至损坏。1)短路可能会使系统电压发生急剧性变化，从而影响到系统中其它设备的正常工2)短路可能造成大面积的停电事故，并且离电源越近，停电的面儿就越大影响的地域就越广，给国民经济造成的打击也越大；3)严重的短路能够危害到电力系统的稳定性，能够使发电机组失去同步，造成电4)系统发生不对称短路时，短路电流能够产生强烈的不平衡的交变磁场，影响附近设备的正常运行，甚至可能会发生事故。辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第17页如此严重的短路危害，因此除了想方设法去消除可能引起短路的一切隐患外，还必须采取措施以保证发生短路故障后电力系统的安全。首先，应当采取限制短路电流的措施，如在短路电流较大的母线引出线上采用限流电抗器(一般用于系统變电站或大型供配电系统)。其次，在设计、制造和选择电气设备时，应保证设备在规定的短路条件下有足够的动稳定性和热稳定性，以确保在发生短路时能够保护设备不被损坏?。为此，在选择电气设备和导体、选择和正定继电保护装置及选择主接线方案时，都需要进行短路电流的计算]。4.1.3短路的形式电力系统中，短路的基本形式有三相短路、两相短路接地、两相短路和單相短路。4.2短路电流的计算方法短路电流计算的方法常用的有欧姆法(有名單位制法)和标么值法。由于标幺值法具有就算结果简單方便，易于观察是否计算正确，并且没有單位影响计算结果，所以我们大多数情况下选择用标麼值法来计算短路电流。4.3标么值法计算短路电流4.3.1标么值的概念从上看出，标么值是没有單位的。另外，在运用标麼值计算短路电流之前，应该先选定一个比较的对象，即基准值。容量标么值电压标么值辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第18页电流标么值电抗标么值4.3.2电力系统各元件电抗标么值的计算①电力系统的电抗标么值为②电力變压器的电抗标么值为③电力线路的电抗标么值为4.3.3绘制计算电路由第一章机械廠原始资料可画得计算电路如下，下面计算本厂變电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。计算电路辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第19页4.3.4确定短路计算基准值4.3.5各元件电抗标幺值 24.3.610kV侧三相短路电流和短路容量(1)总电抗标幺值X-n=X₁+X₂=0.2+2.54=2.74(2)三相短路电流周期分量有效值(3)其他短路电流辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第20页(4)三相短路容量4.3.7380V侧三相短路电流和短路容量(1)总电抗标幺值(2)三相短路电流周期分量有效值(3)其他短路电流(4)三相短路容量以上计算结果综合如下表4-1所示：短路计算点三相短路电流(kA)三相短路容量(MVA)辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第21页5一次设备的选择和校验5.1一次设备选择与校验项目和条件(3)考虑外部特殊环境要求；5.2一次设备选择依据辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第22页5.2.2按短路情况进行校验(1)动稳定性校验就是校验该元件承受短路电流力效应的能力，校验公式为：timg2.电流互感器短路稳定性校验时①动稳定校验条件I₁y——额定一次电流(单位为A)。②热稳定校验条件K,——热稳定倍数(对lx)。的最高电压Umxs:(2)熔断器的电流Ix应该不小于它所安装熔体的电流TxIxFu≥lx.FE(3)所选熔断器的型号应该与实际情况相适应，不能偏差太大。(4)熔断器应该满足安装处对断流能力的要求，因此熔断器需要进行断流能力校验。辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第24页(5)熔断路应满足保护灵敏度的要求，保护灵敏度可按下式进行校验：K——满足灵敏度要求的最小比值，如下表5-1所示：熔体额定电流熔断时间5567895.3一次设备的选择校验(1)高压断路器的选择校验根据断路器选择原则这里选择ZN3-10/630型高压真空断路器，其参数如表5-2所示：额定电流Ix(A)开断电流I。(kA)动稳定电流i(kA)热稳定电流I(kA)88校验：额定工作电压10kV≥线路电压10kV。则辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第25页I=8kA经校验所选断路器满足需求。(2)户内高压隔离开关的选择校验额定电流I(A)动稳定电流峰值im(kA)热稳定电流I(kA)校验：额定工作电压10kV≥线路计算电压10kV符合要求。I²·t=10²×4=400A²-s经上述校验所高压隔离开关满足需求。(3)户外高压隔离开关的选择校验选择：GW4-10/400型高压隔离开关，其参数如表5-4所示：额定电流I(A)热稳定电流I,(kA)辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第26页校验：额定工作电压12kV≥线路计算电压10kV符合要求。I²·t=10²×5=500A²·st;ma=tk=2.2s经上述校验所选高压隔离开关满足设计选择需求。(4)高压熔断器选择校验根据高压熔断器的选择原则，选择RN2-10型高压熔断器，其参数表5-5所示：额定电压Ux(kV)额定电流Ix(A)最大开断电流I。(kA)额定工作电压10kV≥线路电压10kV额定工作电流0.5A可作为电流互感器的短路和过负荷保护设备使用经上述校验所选高压熔断器满足需求。(5)电压互感器选择校验校验：额定工作电压10kV≥线路电压10kV电压互感器一、二次侧装有熔断器保护因此不需要进行动稳定度和热稳定度校验。(6)电流互感器选择校验辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第27页校验：额定工作电压10kV≥线路电压10kV额定一次电流150A≥线路计算电流64.98A符合要求。动稳定校验：额定动稳定电流有效值31.8kA≥i=5.13kA符合要求。热稳定校验：满足要求。通过校验以上均满足要求。辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第28页6变电所进出线的选择6.1输电线路的选择6.1.1导线截面选择的基本原则导线截面对于电网的性能有着非常重大的影响。选择导线截面应该遵循以下原则：(1)发热条件通过导线的电流越大，导线发热越严重，导线温度上升就越高，很容易造成接线处过度氧化以致产生过热从而造成断线影响。(2)电压损耗条件由于线路上存在电抗和电阻，因此，当电流通过导体时将会产生电压损耗和电能损耗，当在规定范围内不满足电压损耗时，用电设备的正常工作将受到严重影响。(3)机械强度条件导线应该能够承受外部环境条件的恶劣变化。按其机械强度所要求的导线最小截面面积如表6-1所示1。表6-1架空线路按机械强度要求的导线最小允许截面面积(单位：mm²)导线种类35kV及以上线路6kV～10kV线路1kV以下低压线路居民区非居民区一般与铁路交叉时铝及铝合金线钢芯铝绞线钢线(4)经济条件辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第29页选择导线截面的时候，在降低维修费和线路的电能损耗等年运行费用的同时，又要尽可能减少有色金属消耗量和对于线路的投资，对于按照经济电流密度选择导线截面可(5)电晕条件对于架空线路超过60kV以上的，为了防止对无线电波的干扰和电晕损耗，在正常运行情况下不允许出现全面电晕。6.1.2按发热条件选择导线截面根据最高允许温度，可算出导线在某一截面时的允许持续负荷电流(允许载流量)按照发热条件选择三相系统中的相线截面时，导线的允许载流量I应该不小于通过相线的计算电流I₀,即应当注意，如果导线允许载流量所采用的环境温度与导线敷设地点的环境温度不同时，则该导线的额定允许载流量应该乘上温度校正系数K。,即此时，按发热条件选择截面的条件为K₀I≥l₃₀(6-3)6.1.3按照经济电流密度选择导线截面导线的截面积越大，线路的电能损耗和功率损耗就越小，但是有色金属消耗和线路投资却要增加；反之，导线截面积越小，有色金属消耗量和线路投资越小，但是线路的功率损耗和电能损耗却要增大川。因此，综合以上两种情况，能使初投资费用又不过大而年运行费用达到最小从而确定的符合经济利益的导线截面，称之为经济界面，用A。表济电流密度规定如表6-2所示。辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第30页表6-2经济电流密度(单位：A/mm²)导线材料年最大负荷利用时间/h小于30003000～5000大于5000铝线铜线铝芯电缆铜芯电缆按经济电流密度选择导线截面时，可按下式计算6.210kV高压进线的选择校验采用LGJ型钢芯铝绞线架空敷设，接往10kV公用干线。(1).按照发热条件选择由I=Iwy=68.74A及室外环境温度33C,查表得，初选LGJ-35,其35C时的I=119A>I₀,满足发热条件。(2).校验机械强度6.3380V低压母线的选择校验辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第31页7继电保护装置的选择与整定7.1对继电保护装置的基本要求1.可靠性指保护装置在该发生动作时就产生动作，不拒动；而在不该动作时就坚决不误动。不拒动显示了它的信赖性，不误动显示了它的安全性，即可靠性含有信赖性和安2.选择性指故障时首先是由故障元件本身所装设的保护装置来切除故障。当故障元件本身的保护拒动时，则应由相邻元件的保护来把故障切除。因此，对于相邻元件之间的配合标准有一定的要求，而且前后两级保护装置之间动作时间以及灵敏度也应该相互有3.灵敏性指保护装置对其保护范围内故障的一种反应性能。当最轻微故障发生在保护范围内，保护装置也能够可靠地反映动作，说明保护装置灵敏性能非常好。4.速动性是指故障应该能够被保护装置尽快地切除，以便稳定系统，降低故障设备以及线路的损坏程度2]。7.2电力变压器的继电保护装置的配置要求(1)瓦斯保护当油浸式变压器的容量达到800kVA及以上时要装设瓦斯保护来保护变(2)纵联差动保护单台变压器容量达到10000kVA及以上或者是多台变压器同时运行容量达到6300kVA及以上的，要装设纵联差动保护装置来保护相关变压器的安全稳定运辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第32页(3)电流速断保护和过电流保护变压器容量在10000kVA以下的，要装设这两种保护装置来保护相关变压器的安全稳定。(4)过负荷保护当变压器容量较小时，并且该变压器作为其他负荷的备用电源时，要装设过负荷保护装置来保护相关变压器的安全稳定运行。7.3电力变压器的继电保护装置的选择依据(一)过电流保护的整定与校验1.动作电流的整定计算公式式中I,mx——最大负荷电流，可取为(1.5～3)lr,lr为一次侧额定电流；K——可靠系数，对定时限保护，取1.2,对反时限保护，取1.3;K——结线系数，对相电流结线取1,对相电流差结线取√3;K;——电流互感器的变流比l2。2.动作时间的整定计算公式t₁≥t₂+△t式中t——低压侧三相短路时高压侧保护动作时间；t₂——低压侧装置三相短路时最长动作时间；△t——前后两级保护装置的时间级差，对定时限，可取0.5s,对反时限，可取必须注意：对反时限过电流保护装置，由于GL型继电器的整定时间只能是“10倍动作电流的动作时间，因此整定时必须依据GL型继电器的动作特性曲线，以确定实际对应的动作时间，或者是由实际动作时间来确定整定时间12]。3.过电流保护灵敏系数的检验公式辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第33页I₄——继电保护动作电流折算到变压器高压侧的值。1.电流速断保护动作电流(速断电流)的整定计算公式K——可靠系数，对DL型继电器取1.2～1.3,对GL型继电器取1.4～1.5;K,——电流互感器的电流比。I——速断电流折算到一次侧即变压器高压侧的值。7.4主变压器的继电保护装置的选择辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第34页1)装设瓦斯保护当变压器油箱内故障时产生轻微瓦斯或者是油面下降时，信号被瞬时动作；如果产生大量瓦斯时，则就应该动作于高压断路器2。2)装设反时限过电流保护继电保护包括定时限保护和反时限保护，定时限保护的优点是动作时间精准，整定简洁，但是其缺点则是需要用的继电器多，结线结构复杂需要使用直流操作电源，并且投资较大12]。反时限保护的优点是：投资较少，结线结构简单，可以同时实现电流速断保护，显得简单经济且适于交流操作其缺点是动作时间确定比较麻烦。对于中小型工厂供配电系统来说，继电保护应该以简单经济，故使用反时限过电流保护装置。采用GL15型感应式过电流继电器，采用两相两继电器式结线，操作方式为去分流①过电流保护动作电流的整定：公式K=1,K=0.8,因此动作电流为：②过电流保护动作时间的整定因为本工厂变配电所是电力系统的终端变配电所，因此其过电流保护动作时间可以整定为最短的0.5s。③过电流保护的灵敏度系数的检验公式其中：辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第35页满足灵敏系数的要求3)装设电流速断保护。利用GL15的速断装置①速断电流的整定公式式中：Imx——变压器低压侧母线三相短路电流周期分量有效值；K——可靠系数，对DL型继电器取1.2～1.3,对GL型继电器取1.4～1.5;K₇——变压器的电压比。K;——电流互感器的变流比2。l<max=14.4kA,K=1.5,K=1,K;=20,K₇=25所以速断电流K在2-8之间，满足要求②电流速断保护灵敏系数的检验辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第36页 按GB50062-92规定，电缆保护(含电流速断保护)的最小灵敏系数符合要求。辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第37页8防雷8.1过电压及雷电过电压是指在电气设备或者是电力线路上出现的超过正常工作要求的并且对其绝缘性能构成严重威胁的电压，可分为内部过电压以及外部过电压13。内部过电压是指由于电力系统错误操作，事故切换，发生故障或者是负荷突变引起的过电压，可以分为操作过电压、弧光接地过电压以及谐振过电压3。外部过电压是指由于电力系统中的设备或者是建筑物遭受来自大气中的雷击或者是雷电感应而引发的过电压3。雷电可分为直击雷、感应雷、雷电侵入波3大类。防雷的设备主要有接闪器和避雷器，引下线和接地装置。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击(雷闪)的金属物体。接闪器的金属物体称为避雷针。接闪部分金属线叫做避雷线，或者称之为架空地线，主要是用来保护电力输电线路；避雷带就是接闪的金属带。接闪的金属网被称为避雷网，主要是用在保护建筑物方面3。避雷器是防止雷电过电压波经沿电力线路侵入到变配电所或者是其它建筑物内部，以免危及设备的绝缘13]。被保护设备应该与避雷器并联装设，装在所需要的电源侧。当雷电过电压出现在电力线路上时，避雷器上的火花间隙就会被击穿，或者是由高阻变成低阻，使雷电过电压面向大地放电，从而保护了设备。辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第38页8.3防雷保护措施8.3.1架空线路的防雷保护(1)架设避雷线这是线路防雷的有效措施，但成本较高，因此全线装设只有在66kV(2)提高线路本身的绝缘水平在电力线路上采用瓷横担代替铁横担，改用高性能绝缘水平的绝缘子，便于提高线路的防雷水平，10kV及以下架空线路防雷大多采用这种措施(3)防雷保护线利用三角排列形式的顶线由于3～10kV的电力线路其中性点是不接地的，故