毕业设计（论文）-35KV总降压变电所主接线设计.docx

毕业设计说明书35KV总降压变电所主接线设计学生姓名： 学号： 学 院： 计算机与控制工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 2015 年 6 月中北大学2015届毕业设计说明书35KV总降压变电所主接线设计摘 要根据我国能源利用情况，供电设计的原则要求，按照设计任务书的详细要求，对该厂进行总体分析，然后着手对该机械厂高压供配电系统进行设计。在指导老师的悉心指导下，同时借助参考文献，完成该次设计。首先，对全厂的负荷进行系统计算，为确定供电系统的电力变压器、各种开关电器的容量、电力线路的截面和变电所的所址等提供依据。并且对其进行无功补偿，以减少变压器、电力线路、开关设备的功率损耗，从而减少电器元件的规格，降低它的功率损耗和电压损耗，减少投资1。其次，根据本厂的实际情况和经济技术比较电力变压器，确定变电所的地址、类型以及其主接线方案，其中包括变压器容量以及台数的确定，全厂配电系统的设计。然后，按负荷情况系统地对厂区进行设计，为了校验一次设备的短路稳定度，开关电器的断流能力及电流保护装置的灵敏度，整定电流速断保护装置的动作电流，进行短路电流的计算，进而选择了电力线路和高低压电气设备。关键词：短路电流计算，无功补偿，负荷计算，电气主接线Main wiring design of 35KV total buck substation AbstractAccording to Chinese energy utilization, power supply in accordance with the principle of design, the design plan descriptions of the factory, the detailed requirements for overall analysis of the factory, and then set high power supply system design. In the guidance, take in your group members, and help with many references to finish the design.First of all, the load calculation system, to determine the power supply system of switch power transformer, electric capacity, power lines and the substation of address, etc. And on the reactive power compensation, to reduce the transformer, electric circuit, the power switch equipment, thereby reducing the loss of electrical components, reduce its specification and voltage loss of power consumption, reducing investment.Secondly, according to the actual situation of our economy and technology power transformer substation, and determine the address, types and its main connection scheme, including transformer capacity and the number of plant distribution system, the design.Then, according to the situation of factory with systematic design, in order to check the equipment, switch short-circuit stability of electric current flow capacity and the sensitivity of protection device, the velocity of electric current protection device, the calculation of short-circuit current, and then choose the power line and high-low voltage electrical equipment.Key words : Calculation of short-circuit current，Reactive power compensation，Load calculation，Electrical main wiring中北大学2015届毕业设计说明书目 录摘 要2Abstract3目 录I1 引言11.1 研究背景和意义11.2 设计任务和要求11.3 本设计的内容概述12 某机械厂基本数据32.1 工厂总平面布置图32.2 全厂各车间负荷情况汇总表32.3 工厂的负荷性质42.4 工厂的自然条件42.5 总变电所设计43 全厂负荷计算63.1 用电设备的负荷计算63.2 变压器损耗估算73.3 无功功率补偿计算74 系统主接线方案的选择94.1 主接线设计的基本要求94.2 变电所的主接线方式94.3 方案的比较与选择135 变电所位置及变压器、配电装置选择165.1 变电所位置165.1.1 变电所所址选择的一般原则165.2 变压器选择165.2.1 所用变压器选择165.3 配电装置选择166 短路电流的计算176.1 确定计算电路及计算电抗176.1.1 计算电路图如图6-1所示177 高压电气设备的选择217.1 35kV架空线的选择217.2 10KV汇流母线217.3 主要电气设备的选择227.3.1 35KV侧电气设备选择227.3.2 10KV侧电气设备选择238 继电保护装置设计248.1 继电保护配置248.1.1 主变压器保护配置248.1.2 瓦斯保护248.1.3 差动保护248.1.4 过流保护248.1.5 过负荷保护248.1.6 10kV线路保护配置248.1.7 10kV电容器保护配置248.2 主变压器保护的继保整定258.2.1 过负荷保护258.2.2 过电流保护258.2.3 电流速断保护268.3 防雷措施的选择278.3.1 避雷器的选择288.4 变电站的进线段保护288.5 接地设计28总结30参考文献31附录1 电气主接线图33附录2 设备汇总一览表34附录3 系统继电保护全图35致 谢36第III页 共III页1 引言1.1 研究背景和意义随着我国经济的发展和人民生活水平的提高。用户对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作用。近年来35KV 变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性, 降低配电网的损耗和供电成本，减少电力设施占地资源。体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路。同时可以增加系统的的靠性，节约占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。就电网建设，造价分析，运行情况等方面进行，有针对性地研究了其负荷特性，高峰时期的避峰措施，注意到中高压配电网络的电压等级，网络规划的优化，与周边电网的协调配合等问题2。从我国现状及发展趋势出发，对选择电网结构及配电，进行了经济技术比较及可行性分析，提高城乡电压等级是必然趋势。电气主接线式变电站电气主体部分，是电力系统中电能传递通道的重要组成部分之一；其连接方式的确定对电力系统整体以及变电站本身的供电可靠性、运行灵活性、检修方便与否和经济合理性起着决定性的作用，同时也对变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有着很大的影响。因此，正确处理好各方面的关系，全面分析相关影响因素，综合评价各项技术，合理确定主接线方案是十分必要的。本文研究的电气主接线，主要针对35KV降压变电站电气主接线的设计。1.2 设计任务和要求本课题要求学生掌握35KV总降压变电所主接线设计的内容、思路、方法和步骤。获得综合运用所学知识、已有能力解决供配电系统工程实际问题的技术和能力，实践工程设计的实际锻炼。典型35KV总降压变电所所址和型式的选择；主接线方案的确定；负荷计算和无功补偿计算；主变型式、组别、台数、容量的选择；短路计算；主接线设计（设备导体的选择校验）；进出线的设计；结构布置方案的确定。1.3 本设计的内容概述第一章：本章介绍了机械厂的车间分布、车间负荷等基本情况。第二章：本章根据车间负荷进行全厂的负荷计算和无功功率补偿计算。第三章：本章根据负荷计算的结果确定主接线方案。第四章：本章根据前三章计算结果，选择合适的变压器并确定变电所的位置。第五章：本章进行短路计算。第六章：本章根据前面计算结果选择合适的电气设备。第五章：本章进行继电保护设置和防雷设计。2 某机械厂基本数据2.1 工厂总平面布置图 图2.1 工厂总平面图2.2 全厂各车间负荷情况汇总表表2.1 全厂各车间负荷情况汇总表车间名称Pe/kWKdcos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续 表2.1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）6540.550.75成品试验站内大型集中负荷38740.650.752.3 工厂的负荷性质1.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。2.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。2.4 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.风向以东南风为主。 2.5 总变电所设计工厂变电所系统设计必须遵循以下原则：1.工厂变电所设计必须遵循国家的有关法令、标准和规范，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.工厂变电所设计应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，设计中应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。3.工厂变电所设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。4.工厂变电所设计应根据工程特点、规模和发展计划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。本文中的设计是对全厂总配电所及配电系统的设计，通过对各部分的计算，最终选定厂中所需各种设备 3。工厂变电所系统设计步骤：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及效验。选用设备型号、数量、汇总设备一览表4。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。3 全厂负荷计算3.1 用电设备的负荷计算根据设计任务书的要求，按照需要系数法及以下计算公式 (3.1) (3.2) (3.3) (3.4)表3.1 有点设备负荷计算表用电设备Pe/kWKdCos计 算 负 荷Pj/kWQj/kVASj/kVAIj/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6500.550.6357.5475.48594.889.81原料车间5500.350.65192.5225.23296.284.89备件车间5600.50.7280285.6399.966.59锻造车间1800.60.65108126.36166.232.74锅炉房2600.90.8234175.5292.54.83空压房3020.80.65241.6282.67371.856.13汽车库560.50.72828.56400.66线圈车3280.550.65180.4211.07277.664.58半成品试验车间7500.650.75487.5496.74695.9911.48续 表 3.1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（10KV转供负荷）6540.550.75359.7366.89479.157.91成品试验站内大型集中负荷38740.65 0.752518.12215.933596.9259.33合 计7987.48336.7311788.25194.48有功负荷同时系数取无功负荷同时系数取7588.038086.7311089.34182.933.2 变压器损耗估算 (3.5) (3.6)3.3 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，其功率因数不应小于0.9，考虑到变压器的无功功率损耗，远远大于有功功率损耗，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。 10kV侧在补偿前的功率因数为: (3.7)因此，所需要的补偿容量为： (3.8) 选取35kV侧在补偿后的负荷及功率因素计算： (3.9) (3.10) (3.11)所以虑工厂5-10年的负荷增长，变压器容量考虑一定的预留，本工厂负荷能保证变压器运行在60-70%经济负荷区内即可，因此选择型号为：SFZ7-10000-353*2.5%/10.5kV YN,d11的变压器。 (3.12)满足了设计任务书的要求，其计算数据见表3.2表3.2 无功功率补偿项 目cos计算机负荷Pj/kWQj/kvarSj/kVAIj/A（10kV侧）10kV侧补偿前0.687588.038086.7311089.34640.24需要补偿容量-5500变压器损耗166.34665.3635kV侧补偿后0.927754.373252.098408.71138.71根据设计任务书的要求以及以上计算结果，选取并联补偿电容为 BWF10.5-100-1W型电容器55只。补偿总容量为100kvar55=5500kvar4 系统主接线方案的选择4.1 主接线设计的基本要求安全：保证在进行任何切换操作时人身和设备的安全。可靠：应满足各级电力负荷对供电可靠性的要求。灵活：应能适应各种运行方式的操作和检修、维护需要。经济：在满足以上要求的前提下，主接线应力求简单，尽可能减少一次性投资和年运行费用5。4.2 变电所的主接线方式电气主接线，又叫一次接线，是由各种开关电器、变压器、互感器、线路、电抗器、母线等按一定顺序连接而成的接受和分配电能的总电路。1.线路变压器接线当供电电源只有一回路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组接线。如图4.1所示。变电所的变压器的高压侧可以装设负荷开关QL、隔离开关QS、高压跌落式熔断器FU或高压断路器QF受电，装设哪种设备合适视具体情况而定6。a高压侧仅设置负荷开关b高压侧采用户外跌落式熔断器c高压侧采用负荷开关与熔断器串联d高压侧采用隔离开关与断路器串联图4.1 线路变压器组结线线路变压器组接线方式的优点是接线简单，使用的设备少，基建投资省。缺点是供电可靠性低。当主接线中任一设备发生故障或检修时，全部负荷都将停电。所以，这种接线方式多用于仅有二、三级负荷的变电所，如大型企业的车间变电所和小型用电单位的10KV变电所等。2.单母线接线母线又称汇流排，用于汇集和分配电能。 图4.2 单母线接线单母线的优点是接线简单、使用设备少、操作方便、投资少、便于扩建。缺点是当母线及母线隔离开关故障或检修时，将造成整个配电装置停电；当检修一回路的断路器时，该回路要停电。因此，单母线接线的供电可靠性和灵活性均较差，只适用于容量小和用户对供电可靠性要求不高的场所7。3.单母线分段接线当出现回路数较多且有两路电源进线时，可采用断路器或隔离开关将母线分段，成为单母线分段接线如图4.3所示。单母线分段接线可以分段单独运行，也可以并列同时运行。用断路器分段,运行的可靠性和灵活性都较大。 用隔离开关分段,运行的可靠性和灵活性较差。 图4.3 单母线分段接线单母线分段结县既保留了单母线接线的优点，又提高了供电的可靠性。但该接线仍不能克服某一回路断路器检修时，该回路要长时间停电的缺点。4.单母线带旁路接线为了解决出现断路器检修时的停电问题，可采用加单母线加旁路母线，图中W2为旁路母线，QF2为旁路断路器，QS3、QS4、QS7、QS10、QS13为旁路隔离开关。图4.4 单母线带旁路接线单母线带旁路接线的优点是供电可靠性高，检修出线断路器时，不需停电。缺点是需增加一组母线、专用的旁路断路器和旁路隔离开关等设备，使配电装置复杂，投资增大，且隔离开关要用来操作，增加了误操作的可能性8。5.双母线结线双母线接线是正对单母线分段接线的缺点而提出的。双母线接线的每一回路都通过一台断路器和两组隔离开关与两组母线相连，其中一组隔离开关闭合，另一组隔离开关打开，两组母线之间通过母线联络断路器连接起来。双母线接线有两种运行方式：（1）只有一组母线工作，分为工作母线和备用母线，正常工作时母线打开，全部贿赂接在工作母线上，相当于单母线运行。当工作母线发生故障时，引起全部用户暂时停电，经过倒闸操作，将备用母线投入工作，很快恢复对全部用户的供电。它和分段的单母线相比，故障停电的范围扩大了，但供电的连续性却大大提高。（2）两组母线同时工作，互为备用。正常运行时母联闭合，相当于单母线分段接线，当任一祖母线发生故障时，只有接在该组母线上的用户暂时停电，经过倒闸操作，将于该组母线相连接的所有回路切换到另一组母线上去，仍可继续正常工作。它和分段的单母线相比，故障停电范围相同，但供电的连续性却大大提高9。图4.5 双母线接线双母线接线的优点是在轮换检修母线时不致中断供电，检修任一回路的母线隔离开关时仅使该回路停电，工作母线发生故障时，经倒闸操作这一段停电时间后可迅速恢复供电，检修任一回路断路器时，可用母联断路器来代替，不致于使该回路的供电长期中断。双母线接线的缺点是在倒闸操作时隔离开关作为操作电器使用易误操作。工作母线发生故障时会引起整个配电装置短时停电，使用的隔离开关数目多，配电装置结构复杂，占地面积较大，投资较高10。6.桥式接线当变电所具有两台变压器和两条线路是，在线路变压器单元接线的基础上，在其中间跨接一连接“桥”，便构成桥形接线。按照跨接断路器的位置，可分为内桥和外桥两种接线。内桥适用于电源进线线路较长而变压器又不需要经常切换的场所。外桥适用于电源进线线路较短而变压器需要经常切换的场所。图4.6 桥式结线a)内桥 b)外桥 桥形接线的四个回路只有三个断路器，投资小，接线简单，供电的可靠性和灵活性较高，适用于向一、二类负荷供电11。4.3 方案的比较与选择为了保证一次设备安全可靠的运行，必须按下列条件选择和校验 ：1.应满足正常运行检修短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展。2.应满足安装地点和当地环境条件校核。3.应力求技术先进和经济合理。4.同类设备应尽量减少品种。5与整个工程的建设标准协调一致。6.选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准12。技术条件：选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。1.电压 选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压。2.电流选用的电器额定电流不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流。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：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及其他重要负荷。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、运行维护费用和占地面积、建筑费用等方面均优于方案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。见附录15 变电所位置及变压器、配电装置选择5.1 变电所位置5.1.1 变电所所址选择的一般原则变电所所址选择要靠近负荷中心;进出线方便;占地面积小;避免设在多尘或有腐蚀性气体的场所；避免设在有剧烈震动的地方或低洼积水处;不妨碍工厂的发展，考虑扩建的可能;所址的选择应方便职工的生活13。5.2 变压器选择根据设计方案的选择结果，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，即为如表5.1所示。表5.1 主变压器参数型号SFZ7-10000/35联接组标号YN， d11空载电流%1.1额定电压(KV)高压低压3532.5%10.5阻抗电压高中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5.2.1 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柜内。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采用户内配电装置。6 短路电流的计算6.1 确定计算电路及计算电抗6.1.1 计算电路图如图6.1所示图6.1 短路电流计算电路图1.求各元件电抗标幺值设，则 (6.1) (6.2) (6.3)(1)电力系统当时 (6.4)当时 (6.5)（2）架空线路WL (6.6)（3）主变压器T1 (6.7)(4) 车间变电站T2 (6.8) 图6.1 等效电路图2.系统最大运行方式下三相短路短路电流及短路容量计算（1）K1点短路 总阻抗标幺值为： (6.9)因此K1点短路时的三相短路电路及短路容量分别为： (6.10) (6.11) (6.12) (6.13)（2）K2点短路 总阻抗标幺值为： (6.14)因此K2点短路时的三相短路电路及短路容量分别为： (6.15) (6.16) (6.17) (6.18)（3）K3点短路 总阻抗标幺值为： (6.19) 因此K3点短路时的三相短路电路及短路容量分别为： (6.20) (6.21) (6.22) (6.23)3.系统最小运行方式下三相短路短路电流及短路容量计算（1）K1点短路 总阻抗标幺值为： (6.24)因此K1点短路时的三相短路电路及短路容量分别为： (6.25) (6.26) (6.27) (6.28)（2）K2点短路 总阻抗标幺值为： (6.29)因此K2点短路时的三相短路电路及短路容量分别为： (6.30) (6.31) (6.32) (6.33)（3）K3点短路 总阻抗标幺值为： (6.34) 因此K3点短路时的三相短路电路及短路容量分别为： (6.35) (6.36) (6.37) (6.38) 表6.1 短路电流计算结果汇总短路计算点运行方式三相短路电流/KA短路容量IkishIshSkK1最大6.7517.2210.19432.9最小4.7112.027.11302.11K2最大3.879.875.8470.37最小3.629.225.4766.75K3最大29.3253.9531.9520.32最小23.9744.126.1316.617 高压电气设备的选择7.1 35kV架空线的选择1.按经济电流密度选择导线截面积 线路最大持续工作电流 (7.1)根据设计条件Tmax=2500，取Jec=1.31A/mm2 则导线的经济截面积 (7.2) (7.3)所以选LGJ-95钢芯铝绞线2.案发热条件校验。根据工作温度为300，查的修正系数,300时LGJ-95型钢芯铝绞线允许载流量为 (7-4)因此满足发热条件。3校验机械强度。35KV以上甘心铝绞线最小允许截面积为35mm2。因此LGJ-95满足机械强度。4. 热稳定校验。满足热稳定度最小允许截面积为 (7.5) 所以满足热稳定度要求。7.2 10KV汇流母线 (7.6)1.按照发热条件选择截面。10KV母线最大持续工作电流为54.99A,选择单条矩形铝导线平放作母线。其允许载流量为： (7.7)2热稳定度校验。满足热稳定的最小截面积为： (7.8)所以热稳定性满足要求。3.动稳定校验。取母线间距L为1.5m,相间中心线距为0.5m。母线的截面系数为 (7.9)三相短路冲击电流在中间相产生的电动力为： (7.10) 母线的弯曲力矩为： (7.11)母线受到的最大计算应力为： (7.12)所以满足动稳定要求。7.3 主要电气设备的选择7.3.1 35KV侧电气设备选择主变压器35KV侧计算电流 ,35KV配电装置采用户外布置。表7.1 35KV侧电气设备有关参数安装地点电气条件设备型号规格项目数据项目断路器SW2-35隔离开关GW4-35G/600电流互感器LCW-35电压互感器JDJJ-35避雷器FZ-35UN/KV35UN/KV3535353535I30/A103.92IN/A1000600100/5Ik/KA6.75Ioc/KA16.5Sk/MVA432.9Soc/MVA1000Ish/KA17.22imax/KA455014.147.3.2 10KV侧电气设备选择 表7.2 10KV侧电气设备有关参数安装地点电气条件设备型号规格项目数据项目高压断路器SN10-10I/630隔离开关GNS-10T/600电流互感器4AJ-10UN/KV10UN/KV101010I30/A220IN/A630600300/5Ik/KA3.87Ioc/KA16Sk/MVA70.37Soc/MVA300Ish/KA9.87imax/KA40528 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进线电源线路保护由上级变电站提供，本站在继保设计时无须考虑35kV线路故障，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14。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15。8.1.2 瓦斯保护对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反应于油箱内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器16。8.1.3 差动保护对变压器绕组和引出线上发生故障，以及发生匝间短路时，其保护瞬时动作，跳开变压器高低压侧断路器17。8.1.4 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，以及在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。8.1.5 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16。8.1.6 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。8.1.7 10kV电容器保护配置10kV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，继电器返回系数 变压器的一次额定电流，换算成二次额定电流为： (8.1) (8.2)2.动作时限 8.2.2 过电流保护1.电流整定：取可靠系数，接线系数，电流互感器变比，继电器返回系数变压器最大负荷电流为： (8.3) (8.4)2.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3.灵敏度效验： (8.5)满足要求。8.2.3 电流速断保护1.电流整定：取可靠系数，接线系数，电流互感器变比，电压互感器变比=50.26A (8.6)2.灵敏度效验： 2 (8.7)满足要求。交直流回路继电保护如图8.1及图8.2所示图8.1 交流回路图8.2 直流回路继电保护全图见附录38.3 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19。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20。如图8.3所示 图8.3 避雷针8.3.1 避雷器的选择1为了保护35kV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15m21。435kV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：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17kV8.4 变电站的进线段保护对35kV的小容量变电所，可根据变电所的重要性和雷电活动强度等情况采取简化的进线保护。由于35kV小容量变电所范围小，避雷器距变压器的距离在10m内，故入侵波陡度的增加，进线长度可以缩短到500600m。如图8.4所示图8.4 35kV变电站的进线保护8.5 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： (8.8)35kV系统为中性点非直接接地系统，允许接地电阻 ，则垂直接地体根数为： (8.9)取 根。根据以上分析和计算，接地网的垂直接地体采用96根50mm，长2.5m的镀锌钢管，整个接地网采用网格状布局，网格间的间距为55m，钢管之间采用40mm40mm4mm的镀锌扁钢构成水平均压带，防止跨步电压，同时在人行通道出入口铺设沥青地面。变电所内接地线及引至公共接地网的接地干线均采用25mm25mm4mm的镀锌扁钢。总结本次毕业设计花费了不少时间，一开始觉得并没有觉得这是个比较困难的设计，在实际写论文过程中发现了很多问题，渐渐觉得这不是一件好完成的毕业设计。仅仅只是根据课本上的知识根本无法完成本设计任务，