某110kV、35kV、10kV的变电所的电气设计

摘要摘要 电能是发展国民经济的基础 是现代社会人们正常生活的重要保障 变电所 作为电力系统中的重要组成部分 直接影响整个电力系统的安全与经济运行 本论文中待设计变电所是一座降压 枢纽变电站 在系统中起着汇聚 分配和 平衡电能的作用 担负着向该地区工厂 用户供电的重要任务 该变电所的建 成 不仅增强了当地电网的网络结构 而且为当地的工农业生产提供了足够的 电能 从而达到使本地区电网安全 可靠 经济地运行的目的 本论文 首先通过对原始资料的分析计算负荷 然后根据计算负荷确定所 选变压器的总容量进行主变压器选择 同时根据主接线的可靠性 灵活性 经 济性的要求 确定了变电所电气主接线方案 最后进行短路计算结果 最大运行方式 最小运行方式 算出最大持续电 流 冲击电流进行对电气设备 母线 导线的选择及校验 包括断路器 隔离 开关 电流互感器等 对变压器和线路进行继电保护 做好防雷接地工作 本次设计满足任务书中的要求 同时也满足了变电所的设计要求 能够使 电力系统安全 稳定的运行 关键词关键词 负荷计算 短路计算 电气设备选择 继电保护 abstract Energy is the foundation of the development of the national economy is the important guarantee of the normal life of the people in modern society as an important part of power system in the substation directly affect the safety and economic operation of the whole power system The design of substation is a step down transformer substation this paper plays together the distribution and balance of power in the system it plays an important role in the factory to the region the user power supply The substation achieve not only strengthen the local power grid network structure but also provides enough power for the local industrial and agricultural production so as to make the network security the reliable economic operation purposes This paper based on the analysis of the original data of the load calculation and then the main transformer is selected based on the total capacity of the computational load to determine the transformer and according to the main wiring reliability flexibility economy requirements determine the electrical substation main wiring plan The final result is short minimum maximum operation mode operation mode to calculate the maximum continuous current impact current of electrical equipment bar wire selection and validation including circuit breaker isolating switch current transformer etc for protection of the transformer and line good lightning protection and grounding work The design meet the task book requirements but also to meet the changing requirements of design can make the safety stability of power system operation Keywords load calculation of short circuit selection calculation of relay protection of electrical equipment 第 1 章 负荷计算 4 1 1 35KV 侧的负荷计算与无功功率补偿 4 1 2 10KV 侧的负荷计算与无功功率补偿 5 第 2 章 主变压器的选择 6 2 1 变电所主变压器台数的选择 6 2 2 变电所主变压器容量的选择 7 2 3 变压器并列运行条件 7 2 4 电站自用变压器的选择 7 2 5 主变压器的选择 8 第 3 章电气主接线选择 9 3 1 电气主接线设计原则 9 3 2 对电气主接线的基本要求 9 3 3 设计程序 9 3 4 电气主接线的拟定 10 第 4 章 短路计算 11 4 1 最大运行方式的短路计算 11 4 2 最小运行方式的短路计算 13 第 5 章 电气设备的选择 16 5 1 断路器的选择与校验 16 5 11 110kV 侧断路器的选择与校验 16 5 12 35kV 侧断路器的选择与校验 17 5 13 10kV 侧断路器的选择与校验 18 5 2 隔离开关的选择与校验 19 5 21 110kV 隔离开关的选择与校验 19 5 22 35kV 隔离开关的选择与校验 20 5 23 10kV 隔离开关的选择与校验 20 5 3 电流与电压互感器的选择与校验 21 5 31 110kV 侧电流互感器的选择与校验 21 5 32 35kV 侧电流互感器的选择与校验 22 5 33 10kV 侧电流互感器的选择与校验 22 5 4 电压互感器的选择 23 5 41 电压互感器的配置原则 23 5 42 电压互感器的使用注意事项 23 第 6 章 母线与导线的选择 24 6 1 母线的选择 24 6 11 110kV 侧的母线的选择与校验 24 6 12 35KV 侧的母线的选择与校验 25 6 13 10kV 侧的母线的选择与校验 26 6 2 出线的选择 26 6 21 35kV 侧的出线选择与校验 26 6 22 10kV 侧的出线选择与校验 27 第 7 章 继电保护 28 7 1 变压器保护 28 7 11 纵差保护作为变压器的主保护 28 7 12 变压器的后备保护 30 7 2 导线保护 31 1 电流速断保护 31 2 限时电流速断保护 31 第 8 章 防雷与接地 32 8 1 过电压的形式 32 8 2 雷电的名词概念 33 8 3 防雷设备 33 8 31 接闪器 33 8 32 避雷器 34 8 4 电气装置的接地与有关保护 35 8 41 接地的有关概念 35 8 42 工作接地 保护接地和重复接地 35 设计总结 36 致谢 36 参考文献 36 第第 1 章章 负荷计算负荷计算 1 1 35KV 侧的负荷计算与无功功率补偿侧的负荷计算与无功功率补偿 K 0 9 cos 0 8 tan 0 75 有功计算负荷 P KPe 0 9 3 56 10 3 204 10 kW 30 4 4 无功计算负荷 Q Ptan 3 204100 75 2 403 10 kvar 3030 4 4 视在计算负荷 S P cos 3 20410 0 8 4 005 10 kVA 3030 4 4 因为 供电营业规则 中规定 10kVA 及以上的高压用电的用户功率因为为 0 90 以上 所以需要无功补偿 在感性负载两端并联电容器 提高功率因数到 0 92 Q q P P tan tan C C3030 3 204 10 0 75 0 426 1 308 10 kvar 4 4 Q Q Q 1 365 10 kvar 30 30C 4 S 3 48 10 kVA 30 2 30 2 30 QP 4 I S U 574A 3030 3 N 查 电力工程 常用数据资料与计算速查手册 第六篇电力电容器与避雷器 常用数据资料 外形尺寸 mm型号规格额定电压额定容量 LDH 联结方式重量 BKMJ35 3000 3 35kV3000kvar 150035003700Y1350kg 自愈式高电压并联电容器 电容器个数计算 n Q Q 1 308 10 3000 4 36 CN 4 所以 n 5 1 2 10KV 侧的负荷计算与无功功率补偿侧的负荷计算与无功功率补偿 K 0 85 cos 0 82 tan 0 698 有功计算负荷 P KPe 0 85 2 8 10 2 38 10 kW 30 4 4 无功计算负荷 Q Ptan 2 38 100 698 1 66 10 kvar 3030 4 4 视在计算负荷 S P cos 2 38 10 0 82 2 9 10 kVA 3030 4 4 因为 供电营业规则 中规定 100kVA 及以上的高压用电的用户功率因为 为 0 90 以上 所以需要无功补偿 在感性负载两端并联电容器 提高功率因数 到 0 92 Q q P P tan tan C C3030 2 38 10 0 75 0 426 0 64736 10 kvar 4 4 Q Q Q 1 013 10 kvar 30 30C 4 S 2 59 10 kVA 30 2 30 2 30 QP 4 I S U 1495A 3030 3 N 查 电力工程 常用数据资料与计算速查手册 第六篇电力电容器与避雷器 常用数据资料 外形尺寸 mm型号规格额定电压 kV 额定容量 kvarABCDEF 额定电容 F 重量 kg BFM11 3000 3W11300013401550770820224079 02240 大容量并联电容器 电容器个数 n Q Q 0 64736 10 3000 2 15 CN 4 所以 n 3 第第 2 章章 主变压器的选择主变压器的选择 电力变压器 Power transformer 文字符号为 T 或 TM 是变电所中最关键的一次设 备 其主要功能是将电力系统的电能电压升高或降低 以利于电能的合理输送 分配和使 用 2 1 变电所主变压器台数的选择变电所主变压器台数的选择 遵循原则 1 应满足用电负荷对供电的可靠性 对供有大量一 二级负荷的变电所 应采用 2 台变压器 2 对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行的变电所也可考 虑 2 台变压器 3 除以上两种情况外 一般的车间变电所宜采用 1 台变压器 但负荷集中 且容量相当大的变电所 虽为三级负荷 也可以采用两台或多台变压器 4 在确定变电所主变压器台数时 应适当考虑负荷发展 留有一定余地 2 2 变电所主变压器容量的选择 变电所主变压器容量的选择 1 主变压器的S应满足全部用电设备总计算负荷 S的需要 即 NT30 S S NT 30 2 装有两台变压器的变电所 满足下列条件 1 任一台变压器单独运行时 宜满足计算负荷S的 60 70 的需要 即 30 S 0 6 0 7 S NT30 2 任一台变压器单独运行时 应满足全部一 二级负荷的需要 即 S S NT 30 21 2 3 变压器并列运行条件 变压器并列运行条件 1 并列变压器的额定一 二次电压必须对应相等 2 并列变压器的的阻抗电压 短路电压 必须相等 3 并列变压器的联结组别必须相同 4 并列变压器的容量应尽量相同或相近 其最大容量与最小容量之比一般不能超过 3 1 2 4 电站自用变压器的选择电站自用变压器的选择 S 60kVA P Scos 60 0 85 51kW 303030 Q Ptan 51 0 62 31 62kvar 3030 I S U 60 0 38 91 16A 3030 3 N 3 考虑损耗 S 1 05 S 66kVA 30 查阅 发电厂变电所电气部分 可选变压器型号如下 额定电压损耗型号额定容 量高低 连接组 空载短路 空载电 流 阻抗电 压 重量 kg S9 80 1080kVA6 6 3 105 kv 0 4kvYyn00 251 252 04605 2 5 主变压器的选择主变压器的选择 S S S S 总30 3530 10 自 3 48 10 2 59 10 60 4 4 6 07 10 kVA 4 考虑损耗需有 10 的发展所以 S S 1 10 6 13 10 kVA 总 4 计算两台变压器并列运行分担的容量 S0 7 S 6 13 100 7 4 291 10 kVA NT 4 4 S 0 5S 0 3 S 2 517 10 kVA NT 30 3530 10 4 一台变压器供电保证全部负荷的 60 70 两台共同供电分别承担 0 5S 3 065 10 kVA 的负荷 4 查阅 发电厂变电所电气设备 选主变压器如下 型号额定 容量 kVA 额定电压 kV 空载 电流 空载 损耗 kW 负载损耗 kV 阻抗电压 联结 组别 第第 3 章电气主接线选择章电气主接线选择 3 1 电气主接线设计原则电气主接线设计原则 电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体 它与电力系统 电厂动能参数 基本原始资料以及电厂运行可靠性 经济性的要求等密切相关 并对电气设备选择和布置 继电保护和控制方式等都有较大的影响 因此 主接线设计 必须结合电力系统和发电厂 或变电站的具体情况 全面分析有关影响因素 正确处理它们之间的关系 经过技术 经 济比较 合理地选择主接线方案 3 2 对电气主接线的基本要求对电气主接线的基本要求 1 可靠性要求 2 灵活性要求 3 经济性要求 4 先进性要求 3 3 设计程序设计程序 对任务书的资料进行分析 设计规划变电站容量 近期 远景 单机容量及台数 最大 负荷利用小时数及可能的运行方式等 包括负荷的性质及其地理位置 输电电压等级 出 线回路数及输送容量等 电力负荷的原始资料是设计主接线的基础数据 电力负荷预测工 作是电力规划工作的重要组成部分 也是电力规划的基础 对电力负荷的预测不仅应有短 期负荷预测 还应有中长期负荷预测 对电力负荷预测的准确性 直接关系着发电厂和变 电站电气主接线设计成果的质量 一个优良的设计 应能经受当前及较长远时间 5 10 年 的 检验 也包括当地的气温 湿度 覆冰 污秽 风向 水文 地质 海拔高度及地震等因 高中低高中低高中低 SFSZ7 63000 110 63000110 81 25 38 5 22 25 6 6 10 5 6 3 11 1 284 730010 5 17 18 17 18 10 5 6 5Ynyn0 d11 素 对主接线中电气设备的选择和配电装置的实施均有影响 对此 应予以重视 对重型 设备的运输条件亦应充分考虑 设备供货情况 这往往是设计能否成立的重要前提 为使 所设计的主接线具有可行性 必须对各主要电气设备的性能 制造能力和供货情况 价格 等资料汇集并分析比较 3 4 电气主接线的拟定电气主接线的拟定 根据任务书的要求 查阅 电力工程 课本 选择最优接线方式 可以确定 110kV 母线可 用单母线接线方式 单母线接线相比于内桥接线源于供电的可靠性 当一条母线或某一台 母线隔离开关故障及检修时 仅有一半线路停电 另一条母线上的各回路仍可正常运行 它的适用范围是 110 220kV 配电装置的出线不超过 2 回 所以选用单母线接线 考虑安全 性等问题 最后拟定 110kV 母线接线方式为单母线带分段接线 以为 35kV 侧出线为 10 回 可以选择出母线的接线方式为双母线接线 10kV 侧的出线为 5 回 变电站自用电为 1 回 确定 10kV 母线最优接线为单母线带分段接线 第第 4 章章 短路计算短路计算 4 1 最大运行方式的短路计算最大运行方式的短路计算 X1 X2 X3 X4 X5 110kV X6 X1 X2 X3 X4 X7X8 X7X8 X9 X9 35kV 10kV S1 S2 S3 S4 采用标幺值法进行短路计算 取 S 100MVA U 115kV U 37kV U 10 5kV d1C2C3C I S U 100 115 0 50kA 1dd 3 1C 3 I S U 100 37 1 56kA 2dd 3 2C 3 I S U 100 10 5 5 5kA 3dd 3 3C 3 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 X X XS cos S 0 1241000 8 50 0 1984 1 2 d d 1N X X U S 100S 10 5100 10063 0 1667 3 4 d2N X X l S U 0 445100 115 0 1361 5 01d1C 2 2 X X l S U 0 435100 115 0 1059 6 02d1C 2 2 所选变压器阻抗电压 U 10 5 U 18 U 6 5 121323 U 0 5 U U U 11 1121323 U 0 5 U U U 0 5 2122313 U 0 5 U U U 7 3231312 X U S 100S 1100 6300 0 1746 7 1dNT X U S 100S 50 6300 0 00794 8 2dNT X U S 100S 700 6300 0 1111 9 3dNT 计算 k 1 点的电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 X X X X X X X X X X 1 k 1 2 3 4 5 1 2 3 4 X 0 1473 6 三相短路电流周期分量有效值 I I X 0 5 0 1473 3 39kA 3 1 k1d 1 k 三相短路次暂态电流和稳态电流 I I I 3 39kA 3 3 3 1 k 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 i 2 55 I 8 64kA 3 sh 3 I 3 1 51 I 5 12kA sh 3 三相短路容量 S S X 100 0 1473 678 89MVA 3 1 kd 1 k 计算 k 2 的电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 X 0 1473 0 5 X X 0 23063 2 k 7 8 三相短路电流周期分量有效值 I I X 1 56 0 23063 6 76kA 3 2 k2d 2 k 三相短路次暂态电流和稳态电流 I I I 6 76kA 3 3 3 2 k 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 i 2 55 I 17 24kA 3 sh 3 I 3 1 51 I 10 20kA sh 3 三相短路容量 S S X 100 0 23063 433 59MVA 3 2 kd 2 k 计算 k 3 电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 X 0 1473 0 5 X X 0 29015 3 k 7 9 三相短路电流周期分量有效值 I I X 5 5 0 29015 18 96kA 3 3 k3d 3 k 三相短路次暂态电流和稳态电流 I I I 18 96kA 3 3 3 3 k 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 i 2 55 I 48 34kA 3 sh 3 I 3 1 51 I 28 63kA sh 3 三相短路容量 S S X 100 0 29015 344 65MVA 3 3 kd 3 k 4 2 最小运行方式的短路计算最小运行方式的短路计算 110kV X7X8 X7X8 X9 X9 10kV 35kV X1X3X5 S1 采用标幺值法计算 取 S 100MVA U 115kV U 37kV U 10 5kV d1C2C3C I S U 100 115 0 50kA 1dd 3 1C 3 I S U 100 37 1 56kA 2dd 3 2C 3 I S U 100 10 5 5 5kA 3dd 3 3C 3 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 X X XS cos S 0 1241000 8 50 0 1984 1 2 d d 1N X X U S 100S 10 5100 10063 0 1667 3 4 d2N X X l S U 0 445100 115 0 1361 5 01d1C 2 2 X U S 100S 1100 6300 0 1746 7 1dNT X U S 100S 50 6300 0 00794 8 2dNT X U S 100S 700 6300 0 1111 9 3dNT 计算 k 1 点的电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 X X X X 0 5012 1 k 1 3 5 三相短路电流周期分量有效值 I I X 0 5 0 5012 0 9976kA 3 1 k1d 1 k 三相短路次暂态电流和稳态电流 I I I 0 9976kA 3 3 3 1 k 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 i 2 55 I 2 54kA 3 sh 3 I 3 1 51 I 1 50kA sh 3 三相短路容量 S S X 100 0 5012 199 52MVA 3 1 kd 1 k 计算 k 2 的电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 X 0 5012 0 5 X X 0 58453 2 k 7 8 三相短路电流周期分量有效值 I I X 1 56 0 58453 2 67kA 3 2 k2d 2 k 三相短路次暂态电流和稳态电流 I I I 2 67kA 3 3 3 2 k 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 i 2 55 I 6 80kA 3 sh 3 I 3 1 51 I 4 03kA sh 3 三相短路容量 S S X 100 0 58453 171 08MVA 3 2 kd 2 k 计算 k 3 电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 X 0 5012 0 5 X X 0 64405 3 k 7 9 三相短路电流周期分量有效值 I I X 5 5 0 64405 8 54kA 3 3 k3d 3 k 三相短路次暂态电流和稳态电流 I I I 8 54kA 3 3 3 3 k 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 i 2 55 I 21 78kA 3 sh 3 I 3 1 51 I 12 90kA sh 3 三相短路容量 S S X 100 0 64405 155 27MVA 3 3 kd 3 k 第第 5 章章 电气设备的选择电气设备的选择 5 1 断路器的选择与校验断路器的选择与校验 5 11 110kV 侧断路器的选择与校验侧断路器的选择与校验 110kV 侧计算最大电流 S K 1 5 110 S总 0 93 4810 0 852 5910 1 05 4 4 5 610 kVA 4 I S U 5 610 110 293 93A maxg110 3 1N 4 3 查阅 发电厂变电所电气部分 附录 根据电流电压选择断路器如下 型号额定 电压 最高 工作 电压 额定 电流 额定 短路 开断 电流 额定关 合电流 动稳定 电流 4s 热 稳定 电流 合闸时 间 分闸时 间 Sw7 110 110kV126kV1250A21kA32 55kA32 55kA31kA0 22 0 045 额定操作顺序是 分 0 3s 合分 180s 合分 1 开断电流校验 条件 II 3 110 kd I 3 39kA I 21kA 3 110kd 满足校验要求 2 动稳定校验 条件 ii 3 sh110 max i 8 64kA i 32kA 3 sh110max 满足校验要求 3 热稳定校验 条件 ItIt 2 dz t 2 查表 t t 0 05 1 7s dzz It 3 391 7 19 54 It 314 3844 2 dz 2 t 22 满足校验要求 5 12 35kV 侧断路器的选择与校验侧断路器的选择与校验 I S U 3 8410 35 574A maxg35 3 2N 4 3 查阅 发电厂变电所电气部分 附录 根据电流电压选择断路器如下 型号额定 电压 最高 工作 电压 额定电流额定 短路 开断 电流 额定关 合电流 动稳定 电流 4s 热 稳定 电流 合闸时 间 分闸时 间 Sw2 3535kV40 5kV1500 2000A25kA63kA63kA25kA0 25 0 06 额定操作顺序是 分 0 5s 合分 180s 合分 1 短路开断电流的校验 条件 II 3 35 kd I 6 76kA I 25kA 3 35kd 满足校验要求 2 动稳定校验 条件 ii 3 sh35 max i 17 24kA i 63kA 3 sh35max 满足校验要求 3 热稳定校验 条件 ItIt 2 dz t 2 查表 t t 0 05 1 7s dzz It 6 761 7 77 68 It 254 2500 2 dz 2 t 22 满足校验要求 5 13 10kV 侧断路器的选择与校验侧断路器的选择与校验 I S U 2 5910 10 1495A maxg10 3 3N 4 3 查阅 发电厂变电所电气部分 附录 根据电流电压选择断路器如下 型号额定 电压 最高 工作 电压 额定电流额定 短路 开断 电流 额定关 合电流 动稳定 电流 4s 热 稳定 电流 合闸 时间 分闸时 间 SN10 10 10kV11 5kV1250 2000 3000A40kA125kA125kA40kA0 2 0 07 额定操作顺序是 分 180s 合分 180s 合分 1 短路开断电流的校验 条件 II 3 10 kd I 18 96kA I 40kA 3 10kd 满足校验要求 2 动稳定校验 条件 ii 3 sh 10 max i 48 34kA i 125kA 3 sh 10max 满足校验要求 3 热稳定校验 条件 ItIt 2 dz t 2 查表 t t 0 05 1 7s dzz It 18 961 7 611 11 It 404 6400 2 dz 2 t 22 满足校验要求 5 2 隔离开关的选择与校验隔离开关的选择与校验 5 21 110kV 隔离开关的选择与校验隔离开关的选择与校验 110kV 侧最大持续电流 I S U 5 610 110 293 93A maxg110 3 1N 4 3 查阅 发电厂变电所电气部分 附录 根据电压等级与最大持续电流选择隔离开关如下 型号额定电压额定电流动稳定电流4s 热稳定电流热稳定时间 GW4 110110kV630 2500A50 80 100kA20 31 5 40kA4s I I满足要求 maxg额 动稳定校验 条件 ii 3 sh110 max i 8 64kA i 50kA 3 sh110max 满足要求 热稳定校验 条件 ItIt 2 dz t 2 It 3 391 7 19 54 It 204 1600 2 dz 2 t 22 满足要求 5 22 35kV 隔离开关的选择与校验隔离开关的选择与校验 35kV 侧最大持续电流 I S U 3 8410 35 574A maxg35 3 2N 4 3 查阅 发电厂变电所电气部分 附录 根据电压等级与最大持续电流选择隔离开关如下 型号额定电压额定电流动稳定电流4s 热稳定电流热稳定时间 GN2 3535V400 1000A40 63kA16 25kA4s I I满足要求 maxg额 动稳定校验 条件 ii 3 sh35 max i 17 24kA i 40kA 3 sh35max 满足要求 热稳定校验 条件 ItIt 2 dz t 2 It 6 761 7 77 68 It 204 1024 2 dz 2 t 22 满足要求 5 23 10kV 隔离开关的选择与校验隔离开关的选择与校验 10kV 侧最大持续电流 I S U 2 5910 10 1495A maxg10 3 3N 4 3 查阅 发电厂变电所电气部分 附录 根据电压等级与最大持续电流选择隔离开关如下 型号额定电压额定电流动稳定电流4s 热稳定电流热稳定时间 GN2 1010V2000A100kA40kA2s I I满足要求 maxg额 动稳定校验 条件 ii 3 sh 10 max i 48 34kA i 100kA 3 sh 10max 满足要求 热稳定校验 条件 ItIt 2 dz t 2 It 18 961 7 611 11 i 8 64kA es 2 N1 2 sh 满足要求 热稳定校验 条件 K II tN1 3 tima K I 421 2 50 4i 17 24kA es 2 N1 2 sh 满足要求 热稳定校验 条件 K II tN1 3 tima K I 651 0 65i 48 34kA es 2 N1 2 sh 满足要求 热稳定校验 条件 K II tN1 3 tima K I 551 5 82 5 I K 293 93 333 28A almaxg 2570 3570 根据 工厂供电 附录 17 选择 LMY 矩形硬铝母线 为 LMY 404 单条母线 平放 查表得 I 480 al 校验 35 时的校正系数为 0 88 I0 88 422 4A 333 28A 满足要求 al 母线选择的是铝母线 它的热稳定系数 C 87A mmS 2 最小截面积 A I C 3 391000 87 50 8 mm I K 574 650 85A almaxg 2570 3570 根据 工厂供电 附录 17 选择 LMY 矩形硬铝母线 为 LMY 636 3 单条母线 平放时查表得 I 910A al 校验 35 时的校正系数为 0 88 I0 88 800 8A 650 85A 满足要求 al 最小截面积 A I C 6 761000 87 101 3mm I K 1495 1695 17A almaxg 2570 3570 根据 工厂供电 附录 17 选择 LMY 矩形硬铝母线 为 LMY 12510 单条母线 平放时查表得 I 2089A al 校验 35 时的校正系数为 0 88 I0 88 20890 88 1838 32A 1695 17A 满足要求 al 最小截面积 A I C 18 961000 87 284 14m I 57 45A al 30 单 因此满足发热条件 校验机械强度 查 工厂供电 表附录 14 得 35kV 架空钢芯铝线的最小截面 A 35 mm I 284 5A al 30 单 因此满足发热条件 校验机械强度 查 工厂供电 表附录 14 得 10kV 架空钢芯铝线居民区的最小截面 A 25 mm 240 mm 非 min 22 居民区的最小截面 A 16 mm 2 en 满足校验要求 7 12 变压器的后备保护变压器的后备保护 变压器的主保护通常采用纵差动保护和瓦斯保护 出了主保护外 变压器还应装设相间 短路和接地短路的后备保护 后备保护的作用是为了防止由外部故障引起的变压器绕组过 电流 并作为相邻元件 母线或线路 保护的后备以及在可能的条件下作为变压器内部故 障时主保护的后备 变压器的相间短路后备保护通常采用过电流保护 低电压启动的过电 流保护 复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等 也有采用阻抗保护作为后备 保护的情况 后备保护采用过电流保护 保护的启动电流按照躲过变压器的可能出现的最大负荷电流来整定即 I K I K setrelmax Lre K可靠系数取 1 2 1 3 rel K返回系数 取 0 85 0 95 re I变压器可能出现的最大负荷电流 I可按下列情况考虑并取最大值 max Lmax L 1 对并列运行的变压器 应考虑切除一台最大容量的变压器时 其他变压器中出现的过 负荷 当各台变压器容量相同时 计算式为 I n I n i 2 I 0 66kA max LNN 2 对降压变压器 应考虑电动机自启动时的最大电流 计算式为 I K I max Lss max L I正常工作时的最大负荷电流 一般为变压器的额定电流 max L K综合负荷的自启动系数 对于 110kV 降压变电所 低压 6 10kV 侧取 1 5 2 5 中压 ss 35kV 侧取 1 5 2 I 2 5 I 0 825kA max LN I K I K 1 30 33 0 825 0 52kA setrelmax Lre I 8 54kA rk min K 8 54 0 52 16 42 2 en 满足要求 7 2 导线保护导线保护 1 电流速断保护电流速断保护 1 电流速断保护的整定计算原则 1 动作电流整定 I Iset max k I最大方式下 110kV 侧三相短路电流 max k 动作电流 I K Iset relmax k K可靠系数可取 1 3 rel I K I 1 33 39 4 407kAset relmax k 2 保护范围校验 L l 1 zl E 2 I min保护1 3 set L 电流速断保护的最小保护范围长度 min z 线路单位长度的正序阻抗一般取 0 485 1 l 为保护长度 一般取 25kM L l 1 0 48525 1 732110 24 407 1 78 1 5 min保护 满足要求 2 限时电流速断保护限时电流速断保护 限时电流速断保护的整定 1 启动电流的整定 I K I 2 set 2 rel set K可靠性配合系数可取 1 2 2 rel I K I 1 24 407 5 2884kA 2 set 2 rel set 2 保护装置灵敏度校验 K I I senmin k 2 set I为最小运行方式下 35kV 侧的短路电流 min k K I I 2 67 5 2884 0 51 5 满足要求 senmin k 2 set 第第 8 章章 防雷与接地防雷与接地 8 1 过电压的形式过电压的形式 1 内部过电压 内部过电压是由于电力系统本身的开关操作 负荷聚变或发生故障等原因 使系统的工作 状态突然改变 从而在系统的内部出现电磁能量转化 震荡而引起的过电压 2 雷电过电压 雷电过电压又称大气过电压 它是由于电力系统中的线路 设备或建筑物遭受来自大气中 的雷击或雷电感应而引起的过电压 雷电过电压有两种基本形式 直接雷击和间接雷击 除这两种形式外还有一种是由于架空 线路或金属管道遭受直接雷击或间接雷击而引起的过电压波 沿架空线路或金属管道侵入 变电所或其他建筑物 因此变电所必须要重视 采取防雷措施 8 2 雷电的名词概念雷电的名词概念 1 年平均雷暴日 凡有雷电活动的日子 包括看到闪电和听到雷声 都成为雷暴日 由当地气象台 站统 计的多年雷暴日的年平均值 成为年平均雷暴日数 年平均雷暴日数不超过 15 天的地区 称为少雷区 年平均雷暴日数超过 40 天的地区 称为多雷区 年平均雷暴日数超过 90 天 的地区 称为雷电活动特别强烈的地区 亦可归入多雷区 年平均雷暴日数越多说明该地区 雷电活动频繁 因此防雷要求较高 防雷措施需加强 2 年预计雷击次数 年预计雷击次数是表征建筑物可能遭受雷击的一个频率参数 据 GB 50057 1994 建筑物 防雷设计规范 规定 年预计雷击次数按下式计算 N 0 024KTA 3 1 ae 式中 N 为建筑物的年预计雷击次数 T 为年平均雷暴日数 A 为与建筑物接受雷击次数 ae 相同的等效面积 km K 为校正系数 在一般情况下取 1 位于旷野的孤立建筑物取 2 2 金属屋面的砖木结构建筑物取 1 7 位于河边 湖泊 山坡下或山地中土壤电阻率较小 处 地下水露头地 土山顶部 山谷风口等处的建筑物以及特别潮湿的建筑物取 1 5 8 3 防雷设备防雷设备 8 31 接闪器接闪器 接闪器就是专门用来接受直接雷击 雷闪 的金属物体 接闪的金属杆 称为避雷针 接闪的的金属线 称为避雷线 接闪的金属带 称为避雷带 1 避雷针的保护范围 按 GB 50057 1994 规定 应按下列方法确定 1 当避雷针高度 hh 时 r 1 在距地面 h 处作一平行于地面的平行线 r 2 以避雷针的针尖为圆心 h 为半径 作弧线交于平行线 A B 两点 r 3 以 A B 为圆心 h 为半径作弧线 该弧线与针尖相交并与地面相切 从此弧线起 r 到地面上的整个锥形空间 就是避雷针的保护范围 4 避雷针在被保护高度 h 的平面上的保护半径按下式计算 x r x 2 hhh r 2 xrx hhh 5 避雷针在地面上的保护半径 r 0 2 hhh r 2 当避雷针高度 h h 时 在避雷针上取高度 h 的一点代替单支避