某工厂供电系统的设计毕业论文.doc

某工厂供电系统的设计毕业论文目 录摘 要IAbstractII目 录III第一章 引 言- 1 -1.1 选题的背景及意义- 1 - 1.1.1 选题的背景- 1 -1.1.2 选题的意义- 1 -1.2 工厂供电设计的要求及原则- 1 -1.3 本设计的主要要求- 2 -第二章 冶金厂各变电所负荷计算和无功补偿计算- 4 -2.1 负荷计算的目的及其计算方法- 4 -2.1.1 负荷计算的目的- 4 -2.1.2负荷计算的计算方法- 4 -2.2 冶金厂各个车间及整个工厂计算负荷的确定- 5 -2.2.1 380V车间计算负荷的确定- 5 -2.2.2 6KV车间负荷计算- 6 -2.2.3 冶金厂总负荷列表- 7 -2.3 无功功率补偿方式及其计算- 8 -2.3.1 无功补偿的方式- 8 -2.3.2 380V车间无功补偿的计算- 9 -2.3.3 6kV侧无功补偿的计算- 10 -2.3.4 变压器损耗的计算- 10 -2.3.5 全厂计算负荷- 10 -第三章 冶金厂主变压器的选择- 12 -3.1变压器台数和容量的选择原则- 12 -3.2 变压器台数及容量的选择- 13 -第四章 冶金厂变电所的主接线的设计- 14 -III4.1变电所主接线的原则- 14 -4.2变电所主接线方式- 14 -4.3变电所主接线方案的确定- 17 -4.4主接线中设备的配置- 17 -第五章 短路电流的计算- 18 -5.1短路电流计算的目的和方法- 21 -5.2短路电流计算- 22 -第六章 厂各变电所进线及用电设备的选择- 24 -6.1变电所进线的选择- 24 -6.1.1 架空线的选择及校验- 24 -6.1.2 6kV侧母线选择- 25 -6.1.3 各变电所进线选择- 25 -6.1.4 各变电所低压出线的选择- 26 -6.2 用电设备的选择与校验- 27 -6.2.1 高压开关柜的选择- 32 -6.2.2 35kV高压断路器的选择与校验- 38 -6.2.3 6kV互感器的选择与效验- 29 -6.2.4 各车间高压进线设备的选择与校验- 32 -6.2.5 各车间低压出线设备的选择与校验- 38 -第七章 系统保护配置- 43 -7.1继电保护- 43 - 7.1.1继电保护的作用- 34 - 7.1.2继电保护的要求- 34 -7.2主变继电保护的整定与计算- 46 -7.3各车间变压器继电保护的整定与计算- 48 -第八章 防雷与接地- 51 -8.1防雷保护- 51 -8.2接地装置- 51 -第九章 设计总结- 53 -参考文献- 54 -IV外文翻译- 55 -致谢- 75 -附录- 77 - 附录1电气主接线图- 77 -附录2主变继电保护图- 78 -V第一章 前言1.1 选题的背景及意义 1.1. 1 选题的背景 现阶段工厂的供配电系统还不发达，所涉及的常规供配电系统最突出的问题就是设备落后，结构不合理，占地多，投资大，损耗高，效率低等缺点。虽然这样的现状落后但是方便简单，适合初学者进行锻炼。并且本次毕业设计的主要目的是运用所学的知识分析和解决生产实际问题的能力。从最简单的工程设计入手来掌握工厂变电站电气一次侧，二次侧初设的一般过程，运用在工厂供电等专业课中学到的知识解决实际问题如主接线设计、短路电流计算、主要电气设备选择等问题；学习查阅各种相关的手册和参考资料，为以后从事相关专业打下基础。 1.1.2 选题的意义 在这个学期的毕业设计过程中，通过学习对工厂供电的设计规范、各种电气设备的选择以及设计过程中应该注意到的问题有了更加深入的认识。对工厂的供配电技术有了初步的掌握与理解，有助于以后的工作学习。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。因此工厂供电的设计应做到供电可靠、保证人身和设备安全，在设计过程中要充分的考虑：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。做好工厂的供配电工作对于发展工业自动化生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。1.2 工厂供电设计的要求及原则 工厂供电设计的过程应具备以下几个基本原则：1、遵守规程、执行政策 按照国家相关的标准及规定，贯彻国家的相关方针和政策，包括节约资源，合理施工的要求。2、安全可靠、先进合理 在设计过程共要充分考虑工作人员和设备的安全，保证供电设备的安全有序运行。在经济条件允许的情况下协调各方面的优势，采用经济环保的电器产品。3、近期为主、考虑将来 考虑工作的特点、规模和进一步的发展情况。合理处理近期和将来的关系，适当考虑扩建的可能性，做到可持续的发展。4、全局出发、统筹兼顾 按照用电情况、负荷特性、地区供电状况、项目特点等，正确制定设计方案。作为整个工厂设计中的主要环节工厂供电设计方案的设计状况直接关系到工厂是否正确运行。工厂的供配电设计人员也应该充分考虑各方面的因素，在设计过程中做到心中有数。1.3 本设计的主要要求 在了解冶金厂的生产工艺过程基础上，并适当考虑生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，合理设计一个适合的供配电系统。设计过程包括：资料收集； 进行负荷计算，确定主变压器台数和容量，设计供配电系统图； 进行短路容量计算，以确定各高、低压电气设备及导体规格； 进行变压器继电保护装置的设计和整定，以及供电电源的设计；根据供电要求设计控制系统图和绘制二次接线图。要求采用CAD绘制部分图纸。 冶金厂各个车间的负荷如下：表1.1各车间380V负荷资料序号车间或设备组名称 设备容量(kW) 需用系数kd 功率因数cos变电所11 铸钢车间 2000 0.4 0.60 变电所2 1 铸铁车间 11500.53 0.80 2 砂库 1200.66 0.64 变电所31 铆焊车间 9600.36 0.57 2 水泵房 100 0.65 0.87 变电所41 空压站 580 0.78 0.82 2 机修车间 1600.32 0.76 3 锻造车间 2300.36 0.704 木型车间 180 0.35 0.65 5 制材场600.28 0.77 6 综合楼 90 0.83 1.00变电所5 1 锅炉房360 0.7 0.88 2 水泵房 40 0.750.85 3 仓库 140.35 0.69 4污水提升站 20 0.65 0.86 表1.2 各车间6KV负荷资料序号车间或设备组名称 设备容量(kW) 需用系数kd 功率因数cos1 电弧炉 212500.9 0.882 工频炉23000.8 0.92 3 空压机22500.850.811、 工厂电源从供电部门某220/35kV变电所以35kV双回路架空线引入本厂，其中一路作为工作电源，另一路作为备用电源。两个电源不并列运行。变电站距离厂东侧8km。 2、 要求本厂的功率因数在0.9以上。 第二章 负荷计算和无功补偿计算2.1 负荷计算的目的及其计算方法2.1.1 负荷计算的目的 作为供电设计的基本依据，计算负荷是否合理会直接影响各种电力器材的选择以及电气设备的使用情况。计算负荷应该定的合理，否则假如定得过小会造成电气设备工作在过负荷状态，供电系统的线路及电气设备由于承担不了实际负荷电流而过热，影响供电系统的正常运行。假如把计算负荷定的过小会造成电缆、架空线等有色金属的浪费。所以考虑到安全、经济等角度应该合理确定计算负荷。2.1.2负荷计算的计算方法 电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。负荷计算的方法有需要系数法：用设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷，适用于全厂和车间变电所负荷计算；利用系数法:采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷,再考虑设备台娄和功率差异的影响,乘以与有效台数有关的最大系数求得计算负荷；二项式将负荷分为基本负荷和附加负荷,后者考虑一定数量大容量设备影响。 由于在初步设计且无大功率设备时宜采用需要系数法，且需要系数法简单易行所以本设计应采用需要系数法确定。（1）单台用电设备计算负荷：有功功率 （2.1）无功功率 （2.2）视在功率 （2.3）计算电流 （2.4）式中、电设备组的有功、无功、视在功率的计算负荷； 用电设备组的设备总额定容量； 功率因数角的正切值； 用电设备组的计算电流； 额定电压； （2）用电设备组的计算负荷：有功功率 (2.5)无功功率 (2.6)视在功率 (2.7)计算电流 (2.8)式中所有设备组有功计算负荷之和； 有功负荷同时系数，本设计取0.9； 所有设备组无功计算负荷之和； 无功负荷同时系数，本设计取0.9。2.2 负荷计算 为了通过计算得出冶金厂的电气设备型号，本次设计采用逐级计算法。该方法可以通过供配电原理图，从最基础的电气设备开始计算。向着进线方向逐级计算，经过计算后可以得出整个工厂的计算负荷。2.2.1 380V车间负荷计算（1） 冶金厂第一变电所负荷计算由式（2.1）、（2.2）和（2.3）可得 （2）冶金厂第二变电所负荷计算由式（2.1）、（22）和（2.3）可得 （3）冶金厂第三变电所负荷计算算由式（2.1）、（2.2）和（2.3）可得 （4）冶金厂第四变电所负荷计算由式（2.1）、（2.2）和（2.3）可得 （5）冶金厂第五变电所负荷计算由式（2.1）、（2.2）和（2.2）可得 2.2.2 6KV车间负荷计算 （1）有功计算负荷：1) 电弧炉：2) 工频炉：3) 空压机：（2）无功计算负荷：1） 电弧炉：2） 工频炉：3） 空压机：（3）视在计算功率：1）电弧炉：2) 工频炉：3) 空压机：（4）6KV侧总负荷计算由公式（2.4）、（2.5）、（2.6）1）计算6KV侧总有功负荷 2）计算6KV侧总无功功率 3） 计算6KV侧总视在功率 2.2.3 冶金厂总负荷列表 经过上面各式的计算可以得出全厂各车间的有功功率、无功功率、视在功率，并将计算值写入表（2.1）、（2.2）中： 表2.1 380V车间负荷计算车间变电所/NO180010641331.2NO2688.7552.1882.7NO3410.6534.8674.2NO4740.9532.8912.6NO5299.9167.5343.5总计26462566.13685.9 表2.2 6KV车间负荷计算车间变电所/1电弧炉2250121525572工频炉480206.4522.53空压机 425306523.7小计2839.51554.73237.22.3无功补偿方式及其计算2.3.1无功补偿的方式为了防止无功电力倒送，改善企业用电的功率因数，应在配电系统中设计安装无功补偿设备，并做到随负荷和电压的变动及时投入或切除。工厂中基本上采用并联电容器来补偿供电系统中的无功功率。并联电容器的方法有三种：高压集中补偿、低压集中补偿、低压分散补偿。本次无功补偿采用6kv高压集中补偿和低压集中补偿方式相结合。无功补偿计算主要计算公式：功率因数角的余弦 （2.9）无功功率补偿容量 （2.10）补偿后视在计算负荷 （2.11）式中功率因数角的余弦值； 无功功率补偿容量 ； 、补偿前后的功率因数角； 补偿后视在计算负荷 。2.3.2 380V车间无功补偿的计算 下面以NO.1变电所为例进行无功补偿计算：1） 由公式（2.9）得 2） 由最大负荷的功率因数为0.9以上取0.92。则 NO.1所需无功功率补偿容量由公式 （2.10）得 选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案2（主屏）1台与方案4（辅屏）6台相组合，总共容量112kvar7=784kvar。 补偿后有功计算负荷：=800KW补偿后无功计算负荷：=-=1064-784=280 Kvar补偿后视在计算负荷：=847.6 KVA高压侧功率因数的校检：=0.015=0.015847.6=12.7 KW =0.06=0.06847.6=50.9 Kvar高压侧有功计算负荷：=+=812.7 KW高压侧无功计算负荷：=+=330.9 KVA高压侧视在计算负荷：=887.5 KVA高压侧计算电流：=85.4 A高压侧的功率因数：=0.9160.9，满足要求。其它车间的无功补偿计算同理可得。 表2.3 各380V车间功率补偿计算结果变电所NO.1NO.2NO.3NO.4NO.5补偿前0.60.780.610.810.87(KW)800688.7410.6740.9299.9(Kvar)1064552.1534.8532.8167.5(KVA)1331.2882.7674.2912.6343.5补偿后0.940.950.960.920.92(KW)800688.7410.6740.9299.9(Kvar)280216.1114.8308.8125.5(KVA)847.6721.8426.3802.7325.1高压侧0.920.940.950.9040.90(KW)812.7699.5417752.9304.8(Kvar)330.9259.4440357145(KVA)887.5746440833.3337.52.3.3 6KV侧无功补偿的计算1) 由公式（2.9）。2) 由最大负荷的功率因数为0.9以上取0.94。则 6KV所需无功功率补偿容量 由公式（2.10）得 根据计算的所需无功功率补偿容量可以看出应并联可用的方法是每一相并联接上2个BWF6.3-100-1型号的电容器。4）补偿后功率因数为0.920.9 变压器低压侧补偿后视在功率由公式(2.11)得 因此主变压器容量比补偿前容量减少了。 表2.4 6KV侧无功功率补偿后的计算负荷 项目 补偿前负荷0.872839.51554.73237.2无功补偿容量600 补偿后负荷0.9482839.5954.72995.72.3.4 变压器损耗的计算 35KV变压器损耗由公式（2.12）、（2.13）： 2.3.5 全厂计算负荷 35KV侧总有功功率计算由公式（2.5）： 35KV侧总无功功率计算由公式（2.6）： 35KV侧视在功率计算由公式（2.7）： 35KV侧总计算电流由公式（2.8）： 经过上面的计算可以得出工厂工厂功率补偿后的计算负荷列表如下： 表2.5 全厂功功率补偿后的计算负荷 项目全厂车间0.9185919.82560.86450106.4第三章 主变压器的选择 变压器具有降低和升高电压的功能，是变电系统中最重要的一次设备，有利于电能合理的输送、分配、使用。 变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯，XED型，ED型，CD型。变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器。 按照经济的原则，变压器台数应根据供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合确定。在确定变压器容量时，除考虑正常负荷外，还应考虑到变压器的过负荷能力和经济运行条件。3.1变压器台数和容量的选择原则1、主变压器台数的原则选择应根据负荷特点和经济运行要求选择。 1）应满足用电负荷对可靠性的要求。再有一二级负荷的变电所中，应选择两台变压器。 2）由于季节和昼夜的变化引起负荷发生变化宜采用经济运行的变压器，技术性合理时可选择两台变压器。 由于本厂为二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，应考虑采用两台变压器。采用暗备用的方式，目的是当一台变压器发生故障时另一台变压器可以继续供电。2、由于本设计要求两台变压器，应考虑采用两台变压器采用暗备用（暗备用是指两台变压器都工作，两路电源变压器容量都是按计算负荷一、二级负荷确定）的方式，当其中一台变压器发生发生故障另一台主变压器容量应满足全部负荷的70%，考虑变压器的事故过负荷能力为40%则可保证80%负荷供电。 1）主变压器装设一台时应满足：主变压器容量应不小于总计算负荷，即： (3.1) 2) 主变压器装设两台时应满足：每台变压器容量不应小于总计算负荷的60%最好为70%左右，即： (3.2)3.2变压器台数和容量的选择（1）NO.1 由于该车间对电压可靠性要求较高所以用两台变压器，用公式 (3.2)选择两台 S9-500/6变压器。（2）NO.2 由于该车间对电压可靠性要求较高所以用两台变压器，用公式 (3.2) 选择两台S9-500/6变压器。 (3) NO.3 由于对电源的可靠性要求比较低所以用一台变压器，用公式 (3.1) 选择一台S9-500/6变压器。 (4) NO.4 由于对电源的可靠性要求比较低所以用一台变压器，用公式 (3.1) 选择一台S9-1000/6变压器。 (5) NO.4 由于对电源的可靠性要求比较低，所以用一台变压器，用公式 (3.1) 选择一台S9-400/6变压器。 （6）总降压变电所变压器容量和台数的选择，由于冶金厂的负荷为二级负荷，所以应选择两台变压器，变压器容量计算： 选择两台S9-4000/35变压器。 由于本设计主要为二级负荷所以整个工厂的主变压器采用两台变压器变压器的型号为S9-4000/35，所以车间NO.1、NO.2为铸钢和铸铁车间，而在冶金厂中铸钢、铸铁两个车间相对于其他车间重要，对电能的可靠性要求较高，所以应采用两台变压器并列工作,从而提高工厂供电的可靠性。第四章 变电所的主接线的设计4.1变电所主接线的原则 变电所的主接线是指实现电能输送和分配的一次电气接线，应根据不同的变电所在整个供电系统中的地位、设备特点、进出线回路数、符合性质等条件确定。应满足安全、经济、灵活可靠等要求。虽然一台主变压器的主接线方案在成本上比两台主变要低一些，但是冶金厂为二级负荷，假入出现中途断电，在经济上的损失远大于装设的费用，因此决定两台主变的方案。在大中型企业配电室的位置应该尽量靠近负荷中心，总配电所主接线图表示工厂接受、分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、隔离开关、熔断器、互感器）组成。主接线直接关系到运行的安全、经济、灵活、可靠要求，是供电系统的中心环节。（1） 安全性：包括设备安全和人身安全。因此，电气设计必须遵守国家标准和电气设计规范，正确设计各个线路电气接线，合理选择电气设备，严格配置正常监视系统和故障保护系统，全面考虑各种保障人身安全的技术要求。（2） 可靠性：就是变电所的主接线应能满足各级负荷对供电可靠性的要求。提高供电可靠性的途径很多，例如设置备用并采用备用电源自动投入装置、多路并联供电等。电气设备是供电系统中最薄弱的元件，为了使供电系统工作可靠，接线方式应力求简单清晰，减少电气设备的数目等。（3） 灵活性：就是在保障安全可靠的前提下，主接线能够适应不同的运行方式。例如负荷较时，能方便地切除不必要的变压器，而在负荷增大时，又能方便地投入，以利于经济运行。检修时操作简单，不致中断供电等。（4） 经济性：是在满足以上要求的前提下尽量降低建设投资和年运行费用。但是，在投资增加不多或经济许可的情况下，应尽量提高供电可靠性，减少停电损失。实现经济效益和环境效益的协调发展。4.2变电所主接线方式（1） 变电所常用的主接线基本形式有线路-变压器组接线、单母线接线、桥式接线三种类型。 1) 线路-变压器组接线，只有一路电源供电线路和一台变压器时可采用线路-变压器组接线。优点：所用电气设备少，结构简单。缺点：该单元中任一设备发生故障或者检修时，变电所全部停电，可靠性差。如图 4.1所示。 图 4.1 线路-变压器组接线 2) 单母线接线 ，单母线不分段接线如图4.2。 图4.2 单母线不分段接线 优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。 缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均需使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。 适用范围：6-10KV配电装置的出线回路数不超过5回；35-63KV配电装置出线回路数不超过3回；110-220KV配电装置的出线回路数不超过2回。 3) 单母线接线 ，单母线分段接线如图4.3。 图4.3 单母线分段接线 优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。 缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。 适用范围：6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时；35KV配电装置出线回路数为4-8回时；110-220KV配电装置出线回路数为3-4回时。 3）桥式接线，将两个线路变压器单元通过组开关连在一起的接线。断路器跨接在进线断路器内侧靠近变压器成为内桥式接线，如图4.4；若断路器跨在进线断路器外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线，如图4.5。 内桥接线适用范围：供电线路距离长，线路容易发生故障；负荷不出现大的波动，主变压器基本不切换；没有穿越功率的中断总将压变电所。外桥接线适用范围：供电线路距离长，线路不容易发生故障；负荷经常出现大的波动，主变压器经常切换，有穿越功率的中断总将压变电所，因为采用住外桥式接线根据其特点可以看出不会影响电力系统潮流。 图4.4 内桥接线 图4.5 外桥接线4.3变电所主接线方案的确定方案一：35kV侧采用内桥接线，6kV侧采用单母线分段接线。方案二：35kV侧采用单母线分段接线，6kV侧采用单母线分段接线。此两种方案的比较：方案一 35kV、10kV采用单母分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。 方案二虽供电更可靠，调度更灵活，但与方案一相比较，设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，容易误操作。由以上可知，在本设计中采用第一种接线，即35kV侧采用内桥接线，6kV侧采用单母线分段接线。如图4.6所示：4.4 主接线中的设备配置4.4.1 隔离开关的配置 中小型发电机出口一般应装设隔离开关：容量为220MW及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。 在出线上装设电抗器的610KV配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。 接在发电机、变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关。 中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自耦变压器的中性点则不必装设隔离开关。 图4.6 工厂主接线图 4.4.2 接地刀闸或接地器的配置 为保证电器和母线的检修安全，35KV及以上每段母线根据长度宜装设12组接地刀闸或接地器，每两接地刀闸间的距离应尽量保持适中。母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地器。 63KV及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路宜配置接地刀闸。4.4.3 电压互感器的配置 电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护 装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。 旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。 当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。 当需要在330KV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。 发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。4.4.4 电流互感器的配置 凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。 在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器：发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。 对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。 一台半断路器接线中，线路线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器。4.4.5 避雷器的装置 配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外。 旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。 220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。 三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。 下列情况的变压器中性点应装设避雷器 直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。 直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时。 接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。 发电厂变电所35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。 SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。 110220KV线路侧一般不装设避雷器。 第五章 短路电流的计算5.1短路电流计算的目的和方法 短路是指供电系统中一相或多相载流导体接地或者相互接触并产生超出规定值的大电流。造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏、误操作、雷击或过电压击穿等。短路电流数值通常是正常工作电流值的十几倍或几十倍。供电系统的短路的类型与其电源的中性点是否接地有关。短路基本上分为三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。为了选择和效验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，需要计算三相短路电流。 进行短路计算，应该先绘制计算电路图。在计算电路图终将要所需要的各种元件的各种额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，对短路电流大的点需要进行短路校验。计算短路电流的方法有两种：一种是有明值法，另一种是标幺值法。在电力工程计算中广泛应用的一种计算方法是标幺值法。标幺值法的概念： 所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户线路，为了求出电源至短路点的短路电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的标幺值。计算出每个元件的电抗后，画出由电源至短路点的等效电路图。 （1）输电线路 （5.1） L输电线路的长度； 每公里电抗值； 系统阻抗相对于基准容量； 基准电压；（2）变压器 （5.2） 变压器的短路电压百分数；(3) 电抗器 (5.3) 额定电抗百分数； 额定电压； 额定电流；（4）电源 （5.4） 电力系统变电站出口断路器处的短路容量； 系统阻抗相对于基准容量；（5） 基准电流 （5.5） 基准容量 基准电压 5.2短路电流计算 冶金厂从区域变电站采用长8KM架空线供电，电压等级为35KV，电源为无限大容量系统（一种运行方式），最大运行方式短路容量为200MVA。绘制短路电流计算电路图，确定短路计算点，如图5.1所示。 图5.1 短路电流计算电路图 采用标幺值法计算（1）确定短路电流计算基准值： 设 即高压侧 基准电压 低压侧 基准电压 由公式（5.5）得基准电流： （2） 计算系统各元件阻抗的标幺值，绘制等效电路图5.2。图5.2 等效电路图一、最大运行方式下的短路电流计算1）电力系统 由材料可知本系统在短路容量是:由公式（5.4） 2）架空线路 查表6.1得x,架空线路L=8km，因此由公式（5.1） ： 3) 电力变压器 查表的 ，由公式（5.2）： （1）求K-1点的短路电抗总阻抗标幺值及短路电流的周期分量，冲击电力短路容量： 1) 计算线路总电抗标幺值： （5.6） 2) K-1处的短路参数： （5.7）3) 三相短路电流周期分量有效值： （5.8）4）其他短路电流 （5.9）5）冲击电流： （5.10）6）短路冲击电流： （5.11）7）三相短路容量： （5.12）(2) 求K-2点的短路电抗总阻抗标幺值及短路电流的周期分量，冲击电流及短路容量：1）计算线路总电抗标幺值，由公式（5.6）： 2) K-1处的短路参数，由公式（5.7）： 3) 三相短路电流周期分量有效值，由公式（5.8）： 4）其他短路电流，由公式（5.9）： 5）冲击电流，由公式（5.10）： 6）短路冲击电流，由公式（5.11）： 7） 三相短路容量，由公式（5.12）： （3）求K-3点的短路电抗总阻抗标幺值及短路电流的周期分量，冲击电流及短路容量： 1） 计算线路总电抗标幺值，由公式（5.6）： 2) K-1处的短路参数，由公式（5.7）： 3) 三相短路电流周期分量有效值，由公式（5.8）： 4）其他短路电流，由公式（5.9）： 5）冲击电流，由公式（5.10）： 6）短路冲击电流，由公式（5.11）： 7） 三相短路容量，由公式（5.12）： 表5-1 最大运行方式下短路计算结果短路计算点三相短路电流/ KA三相短路容量/MVAK12.142.142.145.463.23137K25.75.75.714.58.662.31#变K332.832.832.883.649.522.72#变K325.825.825.865.83917.93#变K323.723.723.760.435.816.44#变K327.827.827.870.94219.25#变K315.015.015.038.322.710.42、 最小运行方式下的短路电流计算1）电力系统 由材料可知本系统在短路容量是:由公式（5.4） 2）架空线路 查表6.1得x,架空线路L=8km，因此由公式（5.1） ： 3) 电力变压器 查表的 ，由公式（5.2）： （1）求K-1点的短路电抗总阻抗标幺值及短路电流的周期分量，冲击电力短路容量： 1) 计算线路总电抗标幺值： 2) K-1处的短路参数： 3) 三相短路电流周期分量有效值： 4）其他短路电流 5）冲击电流： 6）短路冲击电流： 7）三相短路容量： (4) 求K-2点的短路电抗总阻抗标幺值及短路电流的周期分量，冲击电流及短路容量：1）计算线路总电抗标幺值，由公式（5.6）： 2) K-2处的短路参数，由公式（5.7）： 3) 三相短路电流周期分量有效值，由公式（5.8）： 4）其他短路电流，由公式（5.9）： 5）冲击电流，由公式（5.10）： 6）短路冲击电流，由公式（5.11）： 7） 三相短路容量，由公式（5.12）： 表5-2 最小运行方式下短路计算结果短路计算点三相短路电流/ KA三相短路容量/MVAK11.271.271.273.21.981K24.44.44.417.856 第六章 厂各变电所进线及一次设备的选择6.1变电所进线的选择工厂的高压进线主要有架空线和电缆两种。 电缆的导体部分和绝缘部分都在一个整体中，所以电缆线路的结构问题实际上就是电缆的敷设方法。一般环境或者场所可以采用铝芯电缆，但在特殊的场所，应采用铜芯电缆。采用带保护层的铠装电缆可以埋入地下，倘若在无机械损伤可能的场所，电缆可以用塑料护套电缆或者铅包电缆。电缆除了按照铺设环境来选择外还要考虑电压需要，是电器元件能够安全的运行。 架空线的主要优点有：设备简单，造价低；露置空气中，依靠定期巡线便能及时发现缺陷，有故障时易于检