某标准件厂冷镦车间低压配电系统

1、工厂供电课程设计 某标准件厂冷镦车间低压配电系统及车间变电所设计绪 论一、工厂供电的意义和要求工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。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

2、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。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要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，就必须达到以下基本要求：（1）安全 在电能的供应、分配和使用中

3、，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4） 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并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，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 摘 要电能是工业生产的主要动力能源，工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输、变换、分配到工厂车间中每一个用电设备上，随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量快速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益提高，供电设计是否完善

4、，不仅影响工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂的可靠性和工厂的安全生产上，它与企业的经济效益，设备和人身安全等是密切相关的。本次设计是关于标准件厂冷镦车间低压配电系统及车间变电所的设计。最先从车间的布局考虑，参考了现在很多工厂的平面设计图，从各部分布局的可用性和经济性入手，对工厂厂区的供电进行了设计。首先是选用需要系数法计算负荷，由于其功率因数较低，为了提高功率因数，需要进行无功补偿，经过比较采用自动补偿的方法。根据负荷计算的视在功率和负荷等级来选择变压器的台数、型号、容量和主接线方案。其次是用标幺值法计算短路电流，用于计算变压器继电保护的动作电流，这里变压器使用过电

5、流保护和电流速断保护。短路电流还用于合理的选择断路器、熔断器、电流互感器、电压互感器等电气设备，选择的原则是：按工作要求和环境条件选择电气设备的型号、按正常工作条件选择电气设备的额定电流和额定电压、按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定、开关电器断流能力校验。最后是防雷和接地保护，防雷主要是对雷电侵入波的防护，接地设计主要采用环形接地网，来对变电所进行保护。本次设计针对冷镦车间低压侧设备对电能的要求，根据变电所设计的一般原则完成了冷镦车间低压配电系统及车间变电所的设计。关键词： 负荷计算；功率因数；短路电流；设备的选择；继电保护；防雷保护目 录第一章 负荷计算和无功功率补偿11.1车间的负荷计

6、算12.2无功功率补偿2第二章 变压器及主接线形式的选择42.1车间变电所主变压器型号的确定42.2主变压器容量的确定42.3主变压器台数的选择42.4 变电所主接线方案的选择5第三章 短路电流计算63.1 短路电流计算概念63.2 短路电流的危害63.3 短路电流计算的方法63.4 短路电流计算8第四章 一次设备的选择校验114.1 电气设备选择的一般条件114.2 10kV侧一次设备的选择与校验12第五章 变电所进出线的选择与校验145.1 高低压进出线145.2 变配电所进出线方式的选择145.3 变配电所进出线导线和电缆型式的选择145.4 各设备供电导线的选择15第六章 变电所继电保

7、护的整定166.1 变电所的继电保护装置166.2 主变压器的继电保护装置17第七章 断路器控制回路分析197.1 高压断路器的操动机构控制与信号回路197.2 控制回路和信号回路操作过程分析19第八章 变电所的防雷与接地保护21 8.1过电压的形式及防雷保护21第九章 总结22附录一23附录二26附录三29附录四30参考文献31谢 辞32IV第一章 负荷计算和无功功率补偿1.1车间的负荷计算1.1.1负荷计算的目的 负荷计算的目的是为了掌握用电情况,合理选择配电系统的设备和元件,如导线、电缆、变压器、开关等。如果计算负荷确定的过小；又将使电器和导线处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导

8、致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。负荷计算偏大,则造成设备的浪费和投资的增大，将使电器和导线选择过大，造成投资和有色金属的浪费。为此,正确进行负荷计算是供电设计的前提,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。1.1.2负荷计算的意义： 计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器盒导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选择得过大，造成投资和有色金属的浪费。如计算负荷确定过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样使要造成损失。因此，正确确定计算负荷意义重大。1.1.

9、3负荷计算的方法 负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。 本次设计采用需要系数法计算用电设备组的负荷，首先应将性质相同的用电设备作为一组，并根据该组用电设备的类别查出相应的需要系数，然后按照下列公式求出用电设备的计算负荷。 a. 有功计算负荷(单位为): b. 无功计算负荷（单位为）： c. 视在计算负荷（单位为）： d. 计算电流(单位为)： 1.1.4负荷计算结果 经查表取：Kd=0.7，。（1）冷镦车间负荷计算结果见附录一:表1-1 以车间范围内对用电设备分组，取同时系数： =0.95， =0.95。 得车间总的计算负荷为：P30=0.95×（347.2+38.

10、5+19.6+19.6+0.77）=0.95×811.524=770.948（kw）Q30=0.95×（305.536+33.88+17.248+06776）=0.95×729.664=693.181（kvar） S30=(KVA)（2）工具、机修车间负荷计算结果见附录一:表1-2 得工具车间总的计算负荷为： =0.95×(14.1+16.8+12.6+10.5)=0.95×54=51.13（kw） =0.95×(16.5+19.7+14.7+12.3) =0.95×63.2=60.04（kvar） =(KVA) 得机修车间

11、总的计算负荷为： （kw） （kvar） (KVA)1.2无功功率补偿1.2.1补偿前变压器容量选择及功率因数（1）变电站低压侧视在计算负荷为 （kw） （kvar） (KVA) 变压器容量选择应满足的条件为，因此补偿前变压器容量应选为1200KVA。 变电站低压侧的功率因数为：（2）无功补偿容量 要求变电站高压侧的功率因数不低于0.9，考虑到变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，一般=(45)，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应高于高压侧补偿后的功率因数0.9，取 低压侧功率因数补偿前为0.73，补偿后功率因数为0.92，需装设的补偿容量为： =857.87()=4

12、37.71（kvar） 取=450（kvar）（3）无功补偿后变压器容量和功率因数低压侧视在计算负荷为： 因此，补偿后变压器容量可选为1000KVA， 变压器的功率损耗为 PT0.15×（KW) QT(kvar) 高压侧计算负荷为 (KW) (kvar) （KVA) 无功补偿后功率因数为 满足要求（4）无功补偿前后变压器容量比较补偿前变压器容量为1200KVA，补偿后变压器容量为1000KVA，主要变压器容量减少了200KVA，从而降低变压所建设初期投资，并且减少运行后的电费开支。第二章 变压器及主接线形式的选择2.1车间变电所主变压器型号的确定 在选择变压器时，应选用低损耗节能型变

13、压器，如S9系列或S10或S11系列。高损耗变压器已被淘汰，不再采用。在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所，应选择密闭型变压器或防腐型变压器；供电系统中没有特殊要求和民用建筑独立变电所常采用三相油浸自冷电力变压器（S9、S10-M、S11等）；对于高层建筑、地下建筑、发电厂、化工等单位对消防要求较高的场所，宜采用干式电力变压器（SC、SCZ、SG3、SG10等）；对电网电压波动较大的，为改善电能质量应采用有载调压电力变压器（SZ7、SFSZ、SGZ3等）。 根据设计要求，可选用S9或S11系列，通过资料可知S11系列变压器的空载损耗要比同容量S9系列平均降低30%，空载电流比S9系列下

14、降70%85%，并且S11系列变压器油箱采用全密封结构，变压器不与空气接车，隐私延长了使用寿命，运行可靠性比S9高，而且两者价格相差不大，所以本设计选择是S11系列三相油浸式自冷电力变压器。2.2主变压器容量确定 在选择变压器容量时，可满足变压器在计算负荷通过时不致过热损坏，当只装一台主变压器时，变压器的容量Sn应满足全厂（或车间）用电社别总计算负荷Sjs的需要，即SnSjs.当装两台及以上变压器时， 当断开任一台变压器时，其余变压器的容量能保证用户的工作和级负荷运行，但此时应计入变压器的过负荷能力。 变压器容量选择2000kVA。2.3主变压器台数的选择 车间变电所变压器台数确定主要根据负荷

15、大小，供电可靠性和电能质量要求来选择，并且兼顾节约电能，降低成本，运行方便等原则。对于带有三级负荷的车间变电所的选择原则是：负荷较小时采用一台变压器；负荷较大时，一台变压器不能满足要求时，采用两台或以上变压器。对于带有一二级负荷的车间变电所，选择的原则是：1.一、二级负荷较多时，应选用两台或两天以上变压器；2.只有少量一、二级负荷且能从邻近车间变电所获得低压备用电源时，可选用一台变压器。 根据设计要求，可选两种方案。 方案1：选一台S11-2000/10三相油浸式电力变压器。 方案2：选两台S11-1000/10三相油浸式电力变压器 S11-2000/10 电力变压器参数见附录二：图2-1 S

16、11-1000/10 电力变压器参数见附录二：图2-2 两种主变选择方案比较见附录二：表2-1： 从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变的方案，因此决定采用装设一台主变的方案。2.4 变压器主接线方案的选择 变电所的主接线，应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等因素综合分析确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。本设计的变电所选用一台主变压器，所以其接线方案如下图2-2所示。 主接线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供

17、电设计中的重要环节。供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路变压器组接线、单母线接线和桥式接线3种类型。 本设计采用一次侧为线路变压器组接线、二次侧为单母线不分段接线。 主接线见附录二:图2-2第三章 短路电流计算3.1 短路计算概念 计算短路电流前，应先收集有关部分的电力系统接线图、运行方式及各元件的技术数据等资料。3.2短路电流的危害 在供配电系统中当发生短路时，由于短路的回路阻抗很小，产生的电流较正常的电流大数十倍，有时可能高达数几十倍甚至数十万安培。同时，系统电压降低，电压降低越大，三相短路时，短路点的电压可能降到零。因此，短路将造成严重的危害。(1) 短路产生很大的热量，导体温度升

18、高，将绝缘损坏。(2) 短路产生巨大的电动力，使电气设备受到机械损害。(3) 短路使系统电压严重降低，电气设备正常工作受到破坏。(4) 短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便。(5) 严重的短路可能影响电力系统运动的稳定性，使并联运行的同步发电机失去同步，造成系统解列，甚至崩溃。(6) 单相短路产生的不平衡磁场，对附近的通信线路和弱点设备产生严重的电磁干扰，影响其正常工作。因此，为了减轻短路的严重后果和防止故障扩大，需要计算短路电流，以便正常的选择和校验各种电气设备、计算和整定保护短路的继电保护装置及选择限制短路电流的电气设备等。3.3短路计算方法 短路电流计算的方法，常用的有欧

19、姆法（又称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法）。(1) 标幺值的概念 在电流计算中，一般比较熟悉的是有名单位制。在电力系统计算短路电流时，如计算低压系统的短路电流，常采用有名单位制;但计算高压系统的短路电流，由于有多个电压等级，存在着阻抗换算问题，为使计算简化，常采用标幺制。标幺制中各元件的物流量不用有名单位值，而用相对值来表示。相对值（）就是实际有名值（A）与选定的基准值（）间的比值，即 从上式看出，标幺值是没有单位的。另外，采用标幺制计算法时必须先选定基准值 按标幺值法计算短路计算时，一般先选定基准容量和基准电压。确定了基准容量和基准电压以后，根据三相交流电路的基本关系，基准电路就

20、可按下式计算； 基准电抗则按下式计算：容量标幺值 电压标幺值 电流标幺值 电抗标幺值 工程设计中，为计算方便起见通常取基准容量,基准电压通常就取元件所在处的短路计算电压，即取。（2） 标幺值法计算的优点 1）在三相电路中，标幺值相量等于线量。 2）三相功率和单位功率的标幺值相同。 3）当电网的电源电压为额定值时（），功率标幺值与电流标幺值相等，且等于电抗标幺值得倒数，即 4）两个标幺值相加或相乘，仍得同一基准下的标幺值。 由于以上优点，用标幺值法计算短路电流可使计算简便，且结果明显，便于迅速及时地判断计算结果的正确性。3.4短路计算3.4.1 确定基准值 采用标幺制法进行三相短路计算，基准值取

21、:S=100 MV·A, U=10.5 kV, =0.4 kV（1）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1）电力系统的电抗标幺值(由已知条件得), 因此 = =0.33 2）电缆线路的电抗标幺值(查手册得), 因此 3）电力变压器的电抗标幺值（查表得）, 因此 绘制短路等效电路图如图3-1所示, 图上标出各元件的序号和电抗标幺值， 并标明短路计算点图3-1 等效电路图3.4.2 点三相短路时的短路电流和容量的计算计算短路回路总阻抗标幺值 三相短路电流周期分量有效值其他三相短路电流 (4)三相短路容量 3.4.3 计算点三相短路时的短路电流(1)计算短路回路总阻抗标幺值 (2)计算三

22、相短路电流周期分量有效值(3)计算其他三相短路电流 (4)三相短路容量 由此可知，采用标幺值法计算与采用欧姆法计算的结果完全相同。 计算结果如表3-1：表3-1 短路计算结果短路计算点短路计算点三相短路电流（kA）电压（kV）三相短路容量(MV·A)15.94 4024.0710.5289.8629.7954.8132.470.420.64第四章 一次设备的选择与校验4.1 电气设备选择的一般条件4.1.1 按正常工作条件选择电气设备 为了保证电气设备在正常运行情况下可靠性工作，必须按工作运行条件选择电气设备。正常运行条件是指电气设备正常运行时的工作电压及工作电流。(1) 按工作电压

23、选择电气设备电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压，故所选择电气设备允许的最高工作不得低于所接电网的最高运行电压。通常规定一般电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的1.11.15倍，而电气设备所在电网的运行电压波动，一般在电网额定电压的1.15倍。因此，在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压不低于设备安装地点电网额定电压的条件选择，即： (2) 按工作电流选择电气设备 电气设备的额定电流不小于实际通过它的最大负荷电流，即 4.1.2 按装置地点、使用条件、检修和运行等要求选择电气设备 按照明设备的装置地点、使用条件、检修和运行等要求选择导体、电器种类

24、和类型，例如选户外型或户内型设备，防爆型或普通型设备。4.1.3 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 为了保证电气设备在短路故障时不至损坏，就必须按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。动稳定是指电气设备在冲击短路电流所产生的电动力作用，电气设备不至损坏。热稳定是指电气设备载流导体在最大稳态短路电流作用下，其发热温度不超过载流导体短时的允许发热温度16。 短路热稳定校验： 电器的热稳定试验电流 电器的热稳定试验时间 短路电流的稳态值 短路电流的假想时间 短路动稳定校验： 电器的极限通过电流峰和有效值 电器的极限通过电流有效值 短路冲击电流峰值 短路冲击电流有效值 4.2 10kV

25、侧一次设备的选择与校验4.2.1高压断路器的选择与校验 高压断路器的选择与校验结果见附录三：表4-1 则高压断路器选型：SN10-10I 温度校验：SN10-10I/1000断路器允许使用环境温度：-4040 10KV待设变电所车间内最热月平均温度为30，地中最热月平均温度为25，符合要求。 通过以上校验可知,10KV侧选SN10-10I/1000高压断路器完全符合要求。4.2.2电流互感器的选择与校验（1） 按一次回路额定电压和电流选择电流互感器的一次额定电压和电流必须满足 式中 电流互感器所在电网的额定电压； 电流互感器的一次额定电压和电流； 电流互感器一次回路最大工作电流。（2） 电流互

26、感器种类和形式的选择 在选择互感器时，应根据安装地点（如屋内、屋外）和安装方式（如穿墙式、支持式、装入式等）选择其型式。（3） 电流互感器的准确度和额定容量的选择 为了保证测量仪表的准确度，互感器的准确及不得低于所供测量仪表的准确级。当所供仪表要求不同准确度时，应按最高级别来确定互感器的准确度。（4） 热稳定校验 电流互感器热稳定能力常以1s允许通过一次额定电流的倍数（热稳定电流倍数）来表示，故热稳定应按下式校验： （5） 动稳定校验 电流互感器常以允许通过一次额定电流最大值的倍数（动稳定电流倍数），表示其内部动稳定能力，所以内部稳定可用下式校验： （6） 电流互感器的选择与校验 热稳定：=

27、动稳定：=52×0.2×215=60.81 电流互感器的选择与校验结果见附录三：表4-2 则电流互感器选型：LAJ-102.2.3高压隔离开关（1）隔离开关的概念： 隔离开关是电力系统中用量最多的一种开关电器，主要作用有隔离电源、道闸操作、开合小电流电路。由于隔离开关没有灭弧装置，因此不能用来开断负荷电流或短路电流，与断路器配合操作时，必须遵循“先通后断”的原则。（2） 高压隔离开关选择与校验 高压隔离开关选择与校验结果见附录三：表4-3 则高压隔离开关选型：GN19-10/630 温度校验：GN19-10/630高压隔离开关允许使用环境温度：-404010KV待设变电所车

28、间内最热月平均温度为30，地中最热月平均温度为20，符合要求。通过以上校验可知,10KV侧选GN19-10/630高压隔离开关完全符合要求。 第五章 变电所进出线的选择与校验5.1 高低压进出线(1) 高压进线 1）如为专用线路，应选专用线路的全长。 2) 如从公共干线引至变配电所。则仅选从公共干线到变配电所的一段引入线。对于靠墙安装的高压开关柜，柜下进线时一般需经电缆引入，因此架空线进线至变配电所高压侧，往往需选一段引入电缆。(2) 高压出线 1)对于全线一致的电缆出线，应选线路的全长。 2)如经一段电缆从高压开关柜引出再架空配电的线路，则变配电所高压出线的选择只选这一段引出电缆。(3) 低

29、压出线 1)如采用电缆配电，应选线路的全长。 2)如经一段穿管绝缘导线引出，再架空配电的线路，则变配电所低压出线的选择只选这一段引出的穿墙绝缘导线，而架空配电线路则在厂区配电线路或车间配电线路的设计中考虑12。5.2 变配电所进出线方式的选择(1) 架空线 在供电可靠性要求不是很高或投资较少的中小型工厂设计中优先选用。(2) 电缆 在供电可靠性要求较高或投资较高的各类工厂供电设计中优先选用。 因此，为保证供电可靠性，本设计选择电缆进线。5.3 变配电所进出线导线和电缆型式的选择(1) 高压电缆线 1)一般环境和场所，可采用铝芯电缆；但在有特殊要求的场所，应采用铜芯电缆。 2)埋地敷设的电缆，应

30、采用有外保护层的铠装电缆；但在无机械损伤可能的场所，可采用塑料护套电缆或带外保护层的铅包电缆。 3)在可能发生位移的土壤中埋地敷设的电缆，应采用钢丝铠装电缆。 4)敷设在管内或排管内的电缆，一般采用塑料护套电缆，也可采用裸铠装电缆。 5)电缆沟内敷设的电缆，一般采用裸凯装电缆、塑料护套电缆或裸铅包电缆。 6)交联聚乙烯绝缘电缆具有优良的性能，宜优先选用。 7)电缆除按敷设方式及环境条件选择外，还应符合线路电压要求。(2) 低压穿管绝缘导线 一般采用铝芯绝缘线。但特别重要的或有特殊要求的线路可采用铜芯绝缘线。(3) 低压电缆线 1)一般采用铝芯电缆，但特别重要的或有特殊要求的线路可采用铜芯电缆。

31、 2)明敷电缆一般采用裸铠装电缆。当明敷在无机械损伤可能的场所，允许采用无铠装电缆。明敷在有腐蚀性介质场所的电缆，应采用塑料护套电缆或防腐型电缆。 3)电缆沟内电缆，一般采用塑料护套电缆，也可采用裸铠装电缆。 4)TN系统的出线电缆应采用四芯或五芯电缆。(4) 10kV高压进线的选择和校验 采用YJL100003×240型电缆线，接往10kV公用干线。5.4各设备供电导线的选择5.4.1 导线和电缆截面的选择原则：(1) 按允许载流量选择导线和电缆截面(2) 按允许电压损失选择导线和电缆截面(3) 按经济电流密度选择导线和电缆截面(4) 按机械强度选择导线和电缆截面(5) 满足短路稳

32、定条件 第六章 变电所继电保护的整定 6.1变电所的继电保护装置 继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运动状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。6.1.1基本任务Ø(1) 自动地、迅速地、有选择性地将故障元件从供电系统切除，迅速恢复非故障部分的正常供电。 (2) 能正确反映电气设备的不正常运行状态，并根据要求，发出预报信号，以便值班人员采取措施，保证电气设备的正常工作；或经一段时间运行处理后，电气设备仍不能正常工作，则保护动作于断路器跳闸，将不能正常工作的电气设备切除。(3) 与供配电系统的自动装置（如自动重合闸装置 ARD 、备用电源自动投入装置

33、APD等）配合，缩短事故停电时间，提高供电系统的运行可靠性。6.1.2. 基本要求(1) 选择性 当供电系统发生短路故障时，继电保护装置动作，只切除故障元件，并使停电范围最小，以减小故障停电造成的损失。保护装置这种能挑选故障元件的能力称为保护的选择性。(2) 速动性 为了减小由于故障引起的损失，减少用户在故障时低电压下的工作时间，以及提高电力系统运行的稳定性，要求继电保护在发生故障时尽快动作将故障切除。(3) 灵敏性 指在保护范围内发生故障或不正常工作状态时，保护装置的反应能力。(4) 可靠性 继电保护装置在其所规定的保护范围内发生故障或不正常工作时，一定要准确动作，即不能拒动；不属其保护范围

34、的故障或不正常工作时，一定不要动作，即不能误动。 继电保护包括定时限保护和反时限保护。定时限过电流保护装置的动作时间固定不变，与故障电流大小无关，其优点是动作时间比较精准、整定简便，其缺点是继电器多、结线复杂且需直流操作电源，投资比较大。反时限过电流保护装置的动作时间与故障电流大小成反比关系，故障电流越大，动作时间越短。其优点是投资少、结线简单、可同时实现电流速断保护，显得简单经济且适于交流操作，其缺点是动作时间整定比较麻烦。6.2主变压器的继电保护装置6.2.1变压器的过电流保护 为了防止外部短路引起的变压器线圈的过电流，并作为瓦斯保护的后备，变压器还必须装设过电流保护。 过电流保护动作电流

35、的整定对于单侧电源的变压器，过电流保护安装在电源侧，保护动作时切断变压器各侧开关。过电流保护的动作时间（）应按躲过变压器的最大工作电流整定，即1） 过电流保护的动作电流整定， 取 整定为9A。 式中 变压器的最大负荷电流 保护装置的可靠系数，取1.3 电流互感器的变流比。过电流保护动作时间的整定：因本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流保护的动作时间（10倍动作电流动作时间）可整定为最短的1.5s。（3）电流速断保护整定取krel=1.5（4） 变压器过电流保护的灵敏度校验 保护灵敏度系数因此，KA2整定动作电流9A，满足灵敏度要求（5） 电流速断保护灵敏度校验保护灵敏度系数为因此，KA2

36、整定的动作电流倍数也满足灵敏度要求。 第七章 断路器控制回路分析7.1高压断路器的操动机构控制与信号回路（1）断路器采用手力操动机构，其控制与信号回路见附录四：图7-1WC控制小母线 WL灯光指示小母线 WF闪光信号小母线 WS信号小母线 WAS事故音响小母线 WO合闸小母线 SA控制开关 KO合闸接触器 YO合闸线圈 YR跳闸线圈 KA保护装置 QF16断路器辅助触电 GN绿色指示灯 RD红色指示灯 ON合闸 OFF跳闸（2）LW2-Z型控制开关触点表见附录四：图7-27.2控制回路和信号回路操作过程分析（1） 手动合闸 合闸前，断路器处于“跳闸后”状态，断路器的辅助触点 闭合，控制开SA1

37、011闭合，绿灯GN回路接通发亮。但由于电阻的限流，不足以使合闸接触器KO动作。绿灯亮表示断路器处于跳闸位置，且控制点云和合闸回路完好。 当控制开关扳到“预备合闸”位置时，触电SA910接通，绿灯改接在闪光母线BF上，发出绿灯闪光，说明情况正常，可以合闸。当开关再旋转 至“合闸”位置时，触点SA58接通，合闸接触器KO动作，使合闸线圈YO通电，断路器合闸。合闸后，辅助触点 断开，切断合闸回路，同时 闭合。当操作人员将手柄放开之后，在弹簧的作用之下，开关回到“合闸后”位置，触点SA1316闭合，红灯RD电路接通，红灯亮表示断路器在合闸状态。（2） 自动合闸 控制开关在“跳闸后”位置，若自动装置的

38、中间继电器接点KM闭合，将使合闸接触器KO动作合闸。自动合闸后，信号回路经控制开关中SA1415、红灯RD、辅助触点 ，与闪光母线BF接通，RD发出红色闪光，表示断路器是自动合闸的，只有当运行人员将手柄扳到“合闸后”位置，红灯才能发出平光。（3） 手动跳闸 首先将开关扳到“预备跳闸”位置，SA1314接通，RD发出红色闪光。再将手柄扳到“跳闸”位置，SA67接通，断路器跳闸线圈YR通电，断路器跳闸。松手后，开关又自动弹回到“跳闸后”位置。跳闸完成后，辅助触点 断开，红灯熄灭， 闭合，通过触点SA1011使绿灯亮。（4） 自动跳闸 如果由于故障继电保护装置动作，使触点KA闭合，引起断路器跳闸。由

39、于“合闸后”位置SA910已接通，于是绿灯发出闪光。在事故情况下，除了使用闪光信号显示外，控制电路还备有音响信号，在图中，开关触点SA13和SA1917与触点QF串联，接在事故音响母线BAS上，断路器因事故跳闸而出现“不对应”关系时，音响信号回路的触点全部接通而发出音响，引起运行人员的注意。（5） 防跳装置 断路器的“跳跃”，是指运行人员手动合闸断路器于故障元件时，断路器又被继电保护动作于跳闸，由于控制开关位于“合闸”位置，则会引起断路器重新合闸。为了防止这一现象，断路器控制回路设有跳跃闭锁继电器KL。KL具有电流和电压两个线圈，电流线圈接在断路器跳闸线圈YR之前，电压线圈则经过其本身的常开触

40、点 与合闸接触器线圈KO并联。当继电保护装置动作，即触点K闭合使断路器跳闸线圈YR接通时，同时也接通了KL的电流线圈并使之启动，于是防跳继电器的常闭触点 断开，将KO回路断开，避免了断路器再次合闸，同时常开触点 闭合，通过SA58触点或自动装置触点KM使KL得电压线圈接通并自保持，从而防止了断路器的“跳跃”。触点 与继电器触点K并联，用来保护后者，使其不致断开超过其触点容量的跳闸线圈电流。第八章 变电所的防雷与接地保护8.1过电压的形式及防雷保护8.1.1过电压的形式 过电压是指在电气线路或电气设备上出现的超过正常工作电压的对绝缘很有害的异常电压。过电压按其产生的原因可分为内部过电压和雷电过电

41、压两大类。 防雷设备：一个完整的防雷设备由接闪器或避雷器、引下线和接地装置3部分组成。8.1.2防雷保护1直击雷的防护 由于本设计的变电所位于室内，所以不需要直击雷的防护。2雷电侵入波的防护(1) 在10kV电源进线的终端杆上装设FS410型阀式避雷器。引下线采用25mm×4mm的镀锌扁钢，下与公共接地网焊接相连，上与避雷针接地端螺栓连接。(2) 在10kV高压配电室内装设有GG1A（F）54型开关柜，其中配有FS410型避雷器，靠近主变压器。主变压器主要靠避雷器来保护，防护雷电侵入波的危害。(3) 在380V低压架空出线杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地，用以防护沿低压架空

42、线侵入波的雷电波。3变电所进线的防雷保护 在进线的终端，装设FZ型或者FS型阀型避雷器，用来保护线路断路器及隔离开关。图8.1 10kV变配电所进线防雷保护接线F1-管型避雷器 F2-阀型避雷器第九章 总 结 在论文的设计过程中，首先概要地介绍了设计的主要内容，接着对冷镦车间的电力负荷和无功功率补偿进行计算，从而对变电所位置和形式进行选择，对变电所主变压器台数、容量、类型进行选择，对变电所主接线方案进行设计。用标幺值法计算短路电流，对变电所一次设备和进出线设备的用线进行选择校验，选择出合理的高低压侧的电气设备，和各设备用线的型号，根据短路电流对变压器进行继电保护。最后对需要保护的设备进行防雷保

43、护和接地装置的保护，使该设计能够合理的实施。附录一：表1-1 冷墩车间负荷计算结果设备代号设备名称型号台数单台容量/KW总容量/KWP30Q301冷镦机Z47-121531496347.2305.5362冷镦机GB-31555538.533.883冷镦机A1641282819.617.2484冷镦机A1241282819.617.2485冷镦机A123220402824.646冷镦机A163120201412.327冷镦机A1691101076.168冷镦机Z47-671510573.564.689冷镦机82BA111117.76.77610冷镦机A12124.79.46.585.790411

44、冷镦机A1202364.23.69612切边机A233220402824.6413切边机A232114149.88.62414压力机60t1101076.1615压力机40t1774.94.31216切边机A231472819.617.24817切边机A23014.54.53.152.77218切边机(自制）1332.11.84819搓丝机GWB16210201412.3220搓丝机114149.88.62421搓丝机A2531774.94.31222搓丝机A25347281.9617.24823双搓机111117.76.77624搓丝机GWB6525.5117.76.77625搓丝机Z25-

45、41332.11.84826铣口机(自制）1774.3124.31227铣口机(自制）15.55.53.853.38828车床1331.8481.84829车床14.54.53.152.77230台钻70.64.22.942.587231清洗机410402824.6432包装机34.513.59.458.31633涂油槽134车床1774.94.31235车床1774.94.31236车床1774.94.31237车床1774.94.31238铣床17.57.55.254.6239平面磨床17.627.625.3344.6939240牛头刨床1332.11.84841立钻11.51.51.050.92442砂轮机60.63.62.522.217643钳工台444划线台145桥式吊车218.737.426.1823.038446梁式吊车18.28.25.745.051247电葫芦12.82.81.961.72548电葫芦11.11.10.770.677649叉车250叉车1表1-2 工具、机修车间负荷计算结果序号车间名称供电回路代号设备容量/KW计算负荷1工具车间1.供电回路4714.116.521.7032.972.供电回路5616.819.725.8939