中南大学电气工程基础课程设计

1、电气工程基础课程设计某冶金机械修造厂供电系统设计姓名:班级:学号:一概述31. 设计目的32. 设计内容33. 设计要求3、设计基础资料 41. 生产任务及车间组成42. 设计依据43. 供用电协议54. 本厂负荷性质65. 自然条件6三、 主变压器及主接线设计71. 各电压等级的合计负载及类型 72. 改善功率因数装置设计 103. 工厂总降压变电所的位置 104. 主变压器的选择115. 接地方式126. 型式的确定127. 主接线设计12四、短路电流计算 131. 绘制计算电路132. 确定短路计算基准值 143. 用于设备选择的短路电流计算 15五、电气设备选择 171. 电气设备选择

2、的一般条件 172. 断路器和隔离开关选择 183. 导线的选择204. 限流电抗器的选择225. 电压互感器的选择226. 电流互感器的选择 227. 高压熔断器的选择238. 消弧线圈的选择23六、课程设计体会及建议 23参考文献24附录24短路电流计算书2428附图：某冶金机械修造厂供电系统电气主接线图（#2图纸）某冶金机械修造厂供电系统设计说明书、概述1. 设计目的1）复习和巩固电气工程基础课程所学知识2）培养分析问题和解决问题的能力3）学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法2. 设计内容1）主变压器选择：根据负荷的大小、类型，选择主变压器的容量、台数、型式、 电压等级、调压

3、方式等。2）电气主接线设计：可靠性、经济性和灵活性3）短路电流计算：不同运行方式（大、小、主）、短路点与短路类型4）主要电气设备的选择：断路器、隔离开关、母线及支撑绝缘子、限流电抗器、 电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈5）编写“XX变电所电气部分设计”说明书，绘制电气主接线图（井 2图纸）6）参加课程设计答辩：课设的收获、体会，回答质疑3. 设计要求1）负荷计算；2）工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择;3）工厂总降压变电所主结线设计；4）厂区高压配电系统设计；5）工厂供、配电系统短路电流计算；6）改善功率因数装置设计；7）变电所高、低压侧设备选择；8）继电保护装置及二

4、次结线的设计；9）变电所防雷装置设计（选做）。二、设计基础资料1. 生产任务及车间组成1）本厂产品及生产规模本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、 冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生 产铸造、锻造、铆焊、毛坯件为主体，生产规模为：铸钢件 1万吨、铸铁件3 千吨、锻件1千吨、铆焊件2千5百吨。2）本厂车间组成（1）铸钢车间；（2）铸铁车间；（3）锻造车间；（4）铆焊车间；（5）木型 车间及木型库；（6）机修车间；（7）砂库；（8）制材场；（9）空压站；（10）锅 炉房；（11）综合楼；（12）水塔；（13）水泵房；（14）污水提升站等，各车间位 置见全厂总车间布置图，如图1所示。2. 设计依据1）设计

5、总平面布置图如图1所示2）全厂各车间负荷计算表如下（表1、表2）表1各车间380V负荷序 号车间或用电 单位名称设备容量（kWKxcos©ta n©计算负荷变压 器台 数及 容量备 注KIPjs(kWQjs(kVar)Sjs(kVA)（1）No.1变电所1铸钢车间28000.40.651.1720.9（2）No.2变电所1铸铁车间9000.40.71.0220.92砂库100 :0.70.6P 1.33(3) No.3变电所1铆焊车间13000.30.45.9810.921 #水泵房330.750.80.75(4) No.4变电所1空压站3700.850.750.8812机

6、修车间140 10.250.651.173锻造车间2200.30.551.524木型车间1800.350.61.335制材场25 :0.280.6r 1.336综合楼250.911(5) No.5变电所1锅炉房3200.750.80.75122#水泵房30 丁0.750.8r 0.753仓库（1、2）88.120.30.651.174污水提升站200.650.80.75表2各车间6kV负荷序 号车间或用电 单位名称设备容量（kWKxcos©tan ©计算负荷说 明Pjs(kWQjs(kVar )Sjs(kVA)1电弧炉202500.90.870.572工频炉2 7500.8

7、0.9 10.483空压机23200.850.850.623.供用电协议工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：（1）工厂电源从电业部门某220/35kV变压所，用35kV双回架空线引入本厂， 其中一个作为工作电源，一个作为备用电源，两个电源不并列运行，该厂变所距 厂东侧9公里。220/35kV(2) 供电系统短路技术数据系统运行方式短路容量说明最大运行方式sd3max = 200MVA最小运行方式Sd!< =175MVA表3区域变电所35kV母线短路数据供电系统如下图(图2)所示:区域降压变电所本厂总降压变电所(待设计)电:/ 一 l=9km x0 =0.4 Q /km(同上)图

8、2供电系统图(3) 电业部门对本厂提出的技术要求区域变电所35kV配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒，工厂“总降”不应大于1.5秒；在总降压变电所35kV侧进行计量；本厂的功率因数值应在0.9以上。4. 本厂负荷性质本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为6000小时，属于二级负荷。5. 自然条件1) 气象条件1)最热月平均最高气温为30°C；(2) 土壤中0.71米深处一年中最热月平均温度为 20C；(3) 年雷暴日为31天；(4) 土壤冻结深度为1.1米；(5) 夏季主导风向为南风。2) 地质及水文条件根据工程地质勘探资料获悉，厂区地址原为耕地，地势平坦，地层以砂质粘

9、土 为主，地质条件较好，地下水位为 2.85.3米，地耐压力为20吨/平方米。、主变压器及主接线设计1.各电压等级的合计负载及类型电压等级待建变电所的电压等级为 220kV/35kV/6kV/380V。（2）合计负载及类型表1各车间380V负荷序 号车间或用电 单位名称设备容量（kWKxcos©ta n©计算负荷变压 器台 数及 容量备 注KIPjs(kWQjs(kVar)Sjs(kVA)（1）No.1变电所1铸钢车间28000.40.651.1711201310.41723.120.9（2）No.2变电所1铸铁车间9000.40.71.02360514.3367.220.

10、92砂库1000.70.61.3370116.793.1（3）No.3变电所1铆焊车间13000.30.451.98390772.2866.710.921 #水泵房33 :0.750.8r 0.7524.818.631（4）No.4变电所1空压站3700.850.750.88314.5276.8419.310.92机修车间140 10.250.65r 1.17354153.83锻造车间2200.30.551.5266100.31204木型车间1800.350.61.336383.81055制材场25 10.280.6r 1.3379.311.76综合楼250.91122.522.522.5（5

11、）No.5变电所1锅炉房3200.750.80.7524018030010.922#水泵房300.750.8r 0.7522.516.928.13仓库（1、2）88.120.30.651.1726.430.940.64污水提升站200.650.80.751317.316.3表2各车间6kV负荷序 号车间或用电 单位名称设备容量（kWKxcos©tan ©计算负荷说 明Pjs(kWQjs(kVar )Sjs(kVA)1电弧炉2"2500.90.870.5722501282.52586.22工频炉2 疋 250:0.80.9 :0.48400192444.43空压机2

12、 乂 3200.850.850.62544337.3640本设计采用需要系数法确定。 主要计算公式有：有功功率：Pjs二Kx*Pe , Kx为需要系数无功功率：Qjs =Pjs*ta视在功率：Sjs二-PjS-cos®总的有功计算负荷为：Pc二K*2Pjs，K为同时系数总的无功计算负荷为：Qc =K* ZQjs总的示载负荷为：Sc 二 Pc* Pc Qc* QcNo.1变电所计算示例：Pjs =0.4* 2800 =1120kWQjs =1120*1.17 =1310.4kVar1120Sjs 二1120 =1723.1kVA0.65380V低压侧计算负荷为Pq =1120 0.9

13、=1008kWQS =1310.4 0.9 =1179.4kVarSc1 =1551.5kVA6K/380V变压器功率损耗为.：Pt1 =0.015 Sc23.3kW-Qt1 =0.06 Sq =93.1kVar6kV高压侧计算负荷为PcPc：Pt1031.3kWQq：Qt1 =1272.5kVirSq = . Pc： Qc22= 1637.9kVA同理，算出其他变电所6kV高压侧的负荷，与各车间6kV负荷列表如下:序号车间或用电单位名称计算负荷Pjs(kWQ js(kVar)Sjs(kVA1No.1变电所1031.31272.51637.92No.2变电所397.3609.1727.23No

14、.3变电所385.4760852.14No.4变电所467.1520.1699.15No.5变电所277.2267.1384.96电弧炉22501282.52586.27工频炉400192444.48空压机544337.3640所以35kV/6kV变压器低压侧负荷为Pc 三 Ps =5177.1kWQc =K g. =4716.5k3rL jsSc =fPc2 Qcr =7003.4kVAPccos 匕=0.739Sc变压器损耗为.Pt =105.1kWQt =420.2kVar35kV/6kV变压器高压侧负荷为Pc'： =Pc P =5282.2kWQc 二 QcQt =5136.7

15、k2rScPc 2 Qc 2 =7368kVA lcSc=121.5A4 Uncos二匹=0.717Sc2. 改善功率因数装置设计工厂中由于有大量的电动机、电焊机及气体放电灯等感性负荷，从而使功率 因数降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提供其自然功率因数的 情况下，尚达不到规定的工厂功率因数要求时， 则需考虑人工补偿。要求工厂最 大负荷时的功率因数不得低于 0.9，而由上面的计算可知COS=0.739 V 0.9，因此 需要进行无功补偿，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.9，这里取COS=0.92。要使低压侧功率因数由0.739提高到0.92，低压侧需装设的并联电容容量为：Qc补偿

16、=Pc* tan（arccos0.739） -tan（arccos0.92） = 2514.2 kVar QC补偿取 2400kvar综合考虑，采用柜式并联电容器补偿装置，可选用TBB6-3000/100AK型号。其额定容量为3000kVar，单台容量为100kVar，额定电压为6kV,额定电流为262A。无功补偿后Pc补偿后=Pc=5177.1kW Qc补偿后=Qc-Qc补偿=2202.3kVarSc补偿后 Pc2 补偿后十Qc2补偿后=5626.1kVA3. 工厂总降压变电所的位置1）用户变所所选址的选择应考虑以下原则： 尽量靠近负荷中心，减小配电所系统的电能损耗和电压损耗 进出线方便特别

17、是采用架空进出线，要考虑这一点 接近电源侧，对总变配电所特别要考虑这一点 不应设在爆炸危险和有火灾危险的环境的正下方2） 工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定， 以左上点为原点，作一直角坐标的 X轴和丫轴，然后测出各车间负荷点的坐标位置，例如R（X1,y1）、P2（X2,y2）等，R、 B等分别代表车间1、2等的功率，可得负荷中心的坐标：Rm +F2x2 + F3x3 + 区（RxJx =R HPy P%+By2+卩3丫3 十一另（RyJy =P+P2+P3+：Z P按比例在工厂平面图中测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置表3.1所示。表3.1各车间负荷点的坐标位置车间号1234567有功负荷（k

18、w）3770360:66 :390633570X( cm)3.779.93.211.15.94.2Y( cm)5.35.30.80.72.80.47.3车间号891011121314有功负荷（kw）7858.524022.524.822.513X( cm)10.86.41.0 :13.10.80.87:Y( cm)5.31.68.51.070.48.2将电弧炉和工频炉归为铸钢车间，空压机归为空压站。由计算结果可知， x=4.3 ,y=4.5,工厂的负荷中心在1号厂房中心的东北方向附近(参考以下图1) 考虑的方便进出线及周围负荷情况，决定在1号厂房的东北侧修建工厂总降压变 电所。4. 主变压器的

19、选择台数的选择选用两台主变压器，并列运行且容量相等。(2) 容量的选择对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量 在设计及过负荷能力后的允许时间内，能保证全部负荷的60%70%.Se (0.6 0.7)* Sc补偿后=33763939kVA,当一台停运时，另一台则承担3.4MVA4.0MVA故选两台4MVA勺主变压器就可满足负荷需求。(3) 校验变压器的负荷变压器的负荷率=5626.1100% =70.3%4000汉2由负荷校验可知，变压器选择合理。(4) 校验事故情况下的过载能力一台主变压器停运 56261 100% =140.7%4000考虑到变压器有一定的过负荷能

20、力，自然油循环的变压器过负荷不应超过 50%强迫油循环的变压器过负荷不应超过30%，采用自然油循环，故该设计的过载能力满足要求。5. 接地方式我国110kV及以上电压变压器绕组都采用 丫连接；35kV采用丫连接，其中 性点多通过消弧线圈接地。35kV以下电压变压器绕组都采用连接。6. 型式的确定减少电压波动所以选择有载调压方式，主变压器选用有载双绕组变压器。故选择主变压器参数型式为S11-4000kVA/35/6kV型油浸式三相双绕组电力变详细参数如下:商标宣得利(AMELI)型号Sll'4000m/35K¥结构形式油浸式油式变压器三相就格容量40OOKVA电压霹级35KV/

21、1OK7, 351W/6KV, 350/0.4K¥冷却方式剧压方式无调压分接开关联接组标号Djmll/Tyn.0短路阻抗6%7. 主接线的设计 根据国家标准GB50059-9235110kV变电所设计规范变电所的主接线, 应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负载性质等条件确 定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要 求。按照以上要求对主接线进行选择。(1) 35kV 侧结合国家标准，将以下两种可靠性较高的方案列为备选方案： 方案一：单母线分段带旁母接线方案二：双母线接线表35kV侧主接线方案比较比较项目万案一万案二技术方面1. 简单清晰、操

22、作方便2. 可靠性较差，未接旁 母回路检修仍需停电3. 母线分段减少了故障 或检修时的停电范围1. 可靠性高、调度灵活2. 易于扩建为大中型变 电所3. 线路复杂，容易误操 作经济方面1. 用母线分段断路器兼 作旁路短路器节省投资2. 设备少、占地小设备多、配电装置复杂综合以上分析，虽然双母线接线的方案具有供电更可靠，调度更灵活，又 便于扩建的优点，但常常还需采取在断路器和相应的隔离开关之间加装电磁闭 锁、机械闭锁或电脑闭锁等防止误操作的安全措施，大大增加了投资，只在我 国大中型发电厂和变电站中广泛使用。对于机械修造厂供电系统，在满足重要 负荷供电需求的同时应考虑投资的经济性。综上，35kV侧

23、选用单母线分段带旁母接线。6kV侧根据国家标准，当变电所有两台主变压器时，610kV侧宜采用分段单母线。 线路为12回及以上时，亦可采用双母线。当不允许听见检修断路器时，可设置 旁路设施。当635kV配电装置采用手车式高压开关柜时， 不宜设置旁路设施。 以下两种方案作为备选方案： 方案一：单母线分段接线 方案二：单母线分段带旁母接线表6kV侧主接线方案比较比较项目、-! P » 万案一万案二技术方面1. 简单清晰、设备较少2. 可靠性、灵活性较差3. 母线分段减少了故障 或检修时的停电范围1. 可靠性更2. 检修断路器不用停电3. 容易误操作经济方面设备少、投资小占地大、投资多由以上

24、分析可知，采用手车式高压开关柜时，可不设置旁路设施，对供电 可靠性的影响不大。折中考虑可靠性和经济性，6kV侧采用单母线分段接线四、短路电流计算工厂供电系统的设计和行不仅要考虑正常运行状态， 还要考虑可能发生故障 及非正常工作状态。其中短路故障危害最大，短路的电流引起的电气设备热效应 和力效应使设备损坏，电压降落严重影响非故障元件的正常运行。但是只要正确 选择电气设备，满足短路电流的动稳定、热稳定要求，采取限制短路电流的措施 就可以完全消除或减轻短路电流的危害。进行短路电流计算时要考虑供电系统的最大运行方式和最小运行方式。在最大运行式下，通过故障元件的短路电流值最大，作为选择和校验电气设备的依

25、据 及继电保护整定计算的依据；在最小运行方式下，通过保护安装处的短路电流最 小，可作为继电保护校验灵敏度的依据。1、绘制计算电路，如下图所示2、确定短路计算基准值1）设 Sd=100MVA Ud 二Uc =1.05Un，即高压侧 Ud1=37kV,中压侧Ud2=6.3kV,低压侧53 =0.4kV，则I diSd100MVA “/KA 3Ud1 3 37kVI d2Sd100MVA9.16 KA.3Ud2 3 6.3kVSd二3Ud3 、3 0.4kV100MVA44.34KAXtUk Sd6100 MVAX =X= 1.5100 SN 1004000kVA2）架空线路 查资料得X。=0.40

26、/km，而线路全长为9km故*100 MVAXi 二 0.40 920.26373）电力变压器查S11-4000kVA/35/6kV型油浸式三相双绕组电力变压器的参数得，“ =6，故对于6KV出线线路的电阻，由于距离太短可以忽略不计4）变压器查S9-1000kVA/6/0.4kV 型配电变压器的参数得，Uk%=4.5,故UkSd100 SN4.5 100MVAX100 1000kVA= 4.53、用于设备选择的短路电流计算当 Soc =SdmaxC）=200MVA 时，*XsSd _ 100MVASoc 一 200 MVA1 ）计算K-1点的短路电流总阻抗及三相短路电流的短路容量总阻抗标幺值：

27、XvkJ 二 Xs* X： = 0.5 0.26 = 0.76三相短路电流周期分量有效值：lk匕=156 = 2.05KAXg）0.76其他短路电流：I”3=lk=2.05KA冲击电流为 iSh31=2.55l ”3鼻2.55 2.05=5.23KAIsh?）=1.511 叩）三相短路容量：x100MVA=132MVA2）计算K- 2点的短路电流总阻抗及三相短路电流的短路容量 总阻抗标幺值*1 5+Xl +X1 X2 =0.5 + 0.26+三=1.51三相短路电流周期分量有效值：1心3 丄 二916 =6.07KAX酉1.51其他短路电流：I 3 =1：3 =1心3 = 6.07KAish3

28、 =2.551 3 =2.55 6.07 = 15.48KAlsh&)=1.51l 呻)=1.51 汉 6.07 = 9.17KA三相短路容量：SkJ3）=100MVA =66.2mvaX 迓）1.513）计算K-3 （K-4相同）点的短路电流总阻抗及三相短路电流的短路容量 总阻抗标幺值x3*/x4*= 1.51 45 =3.762144.343.76= 38.39KA其他短路电流：I 3 =L.3 = lkJ =38.39KA三相短路电流周期分量有效值:1心X7ish3i=2.55l 3i=2.55 38.39 =97.89KAI sh*)= 1.511 d 1.51 x38.39

29、二 57.97KA三相短路容量：Sk3）= 100MVA = 26.6MVAX 砂；3.764）计算K 5 （K-6、K-7相同）点的短路电流总阻抗及三相短路电流的短路容量 总阻抗标幺值Xwk）=Xg/）+ X7* =1.51+4.5 = 6.01三相短路电流周期分量有效值144.346.01二 24.02KA其他短路电流：I”3=1心3 = 24.02KAi2.551 吧)=2.55 汉 24.02 = 61.25KAIsh3 =1.511 3 =1.51 24.02 =36.27KA三相短路容量：急二100沪=166MVA当 Soc =Sdmax3 -175MVA 时，XsSd 100 M

30、VASoc 175 MVA计算与最大运行方式类似，计算结果列表如下:短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVA1心|叩）I）i©I0Skf)k-12.052.052.055.233.10132k-26.076.076.0715.489.1766.2k-3/438.3938.3938.3997.8957.9726.6k-5/6/724.0224.0224.0261.2536.2716.69最小运行方式下 Sd min ' 175MVA时短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAIQl“f)I/)ihf)I h（3）S?)k-11.881.881.884.

31、792.84120.5k-25.805.805.8014.798.7663.3k-3/437.6937.6937.6996.1156.9126.1k-5/6/723.7423.7423.7460.5435.856.45五、电气设备及其选择1. 电气设备选择的一般条件电气设备应能满足正常、短路、过电压和特定条件下安全可靠的而要求，并力求技术先进和经济合理。通常电气设备选择分三步，第一按正常工作条件 选择, 第二按短路情况检验其热稳定性和电动力作用下的动稳定性，第三按实际条件修正。同时兼顾今后的发展，选用性能价格比高，运行经验丰富、技术成熟的设 备，尽量减少选用设备类型，以减少备品备件，也有利于运

32、行、检修等工作。电气设备选择的一般原则为：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。2. 断路器和隔离开关的选择高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中最重要的电器 设备。待建变电站在选择断路器的过程中， 尽可能采用同一型号断路器，以减少 备用件

33、的种类，方便设备的运行和检修。真空断路器具有噪音小、无污染、可频 繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确、动作快、适于开断 容性负荷电流等特点，因而被大量使用于35KV及以下的电压等级中。考虑到可 靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标，35K V侧和6KV侧采用真空断路器。隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的， 还可以拉、合小电流电路。选择隔离开关时应满足以下基本要求： 1隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。2隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。3隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要

34、有最佳的跳、合闸速度，以尽可能 降低操作时的过电压。(1)35kv侧断路器： 型号的选择SW2-35/1000额定电压额定电流开断容量额定开断电流35KV1KA1500MVA24.8KA短路关合电流热稳定电流固有分闸时间合闸时间39.2KA24.8KA(4s)0.06s0.04s额定电压35kv>35kv选择断路器的额定电压35kV等于系统母线电压35kV 按额定电流选择1000A> 1.051 n =1.05汉 56261 =97.4A35 23 额定开断电流24.8KA2.05KA 短路关合电流断路器合闸于有潜伏性故障的线路时，经历一个先合后分的操作循环，此时断路 器应能可靠地

35、开断。在电压额定时，能可靠关合、开断的最大短路电流称为额定 关合电流，它是表征断路器灭弧能力、触头和操动机构性能的重要参数之一，用以下公式校验：i NC1ish选择的断路器的短路关合电流26.2kA远远大于短路电流的冲击值5.23kA，故 满足关合定所选的断路器的全开断时间（断路器固有分闸时间 +电弧持续燃烧时间）不大于0.06s，所以满足35kv电网合、分闸时间要求。热稳定校验电气设备一般由厂家提供了热稳定电流It和热稳定时间t ,热稳定的校验式简化为：2 2It t>I xtk其中tk是热效应的等效时间，热稳定计算的等效时间等于四个时间之和，即继电保护动作时间+断路器固有分闸时间+断

36、路器灭弧时间+非周期分量热效应的等效 时间。因短路电流持续时间tk> 1s，导体的发热主要由周期分量决定，所以可不 计非周期分量的影响。所选的断路器的全开断时间（断路器固有分闸时间+电弧持续燃烧时间）不大于0.06s，待建变电所后备保护动作时间取 2s，所以热效 应的等效时间2.06s。35kV线路侧热效应的等效时间为 3s。代入公式满足热稳 定要求。 额定容量所选的断路器额定开断容量1500MVA -132MVA满足要求。 操动机构的选择断路器的操动机构分为电磁式、弹簧式、液压式。液压弹簧式几种，各种类型的 操动机构都有一定的优缺点。断路器进行合闸、分闸、重合闸操作，并保持在合、 分闸

37、状态，这些功能都是由操动机构完成的。所以，操动机构是决定断路器性能的关键部件之一，其好坏直接影响到断路器的技术性能。型号简单说明：S手动式.35kv侧隔离开关：隔离开关的选择与断路器的选择过程差不多，唯一的差别就是隔离开关没有开断 电流的要求，不必校验开断电流，其他选择项目与断路器相同。采用型号GW2-35/60Q额定电压额定电流热稳定电流动稳定电流操动机构35KV600A14KA(5s)50KACS8-3(3)6kv侧高压开关柜:开关柜为三相设备，包括母线、断路器、熔断器、避雷器、电流互感器和电压互 感器及其完整的配线和其它必要的附件。高压开关柜是以断路器、开关等主要元 件组成的成套配电装置

38、，它用于配电系统，作接受与分配电能之用。这类装置的 各组成元件，按主接线的要求以一定的顺序布置在一个或几个金属柜内，具有 占地少，安装、使用方便，适用于大量生产等特点，应用广泛。倒闸操作比较频 繁时，一般采用固定式开关柜。采用型号 KYN28-12开关柜主要技术参数序号名称单位数据1额定电压KV62最高工作电压KV7.23额定电流A12504额定频率Hz505额定短时耐受电流KA256额定峰值耐受电流KA807额定短时持续时间S48防护等级IP4X3. 导线的选择选择原则： 发热条件：导线在通过正常最大负荷电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最咼允许温度。 载流量条件：按周围环境温度校

39、正后的允许载流量不小于最大工作电流。低压配电线路由于线路短，电压损耗也较小，导线截面主要按允许的载流量条件选取。 电压损失条件：导线在通过正常最大负荷电流时，产生的电压损失不应超过正 常运行时的允许的电压损失。一般10kV及以下电压等级的送电线路往往按允许 电压损耗选择导线截面，再按允许载流量、机械强度条件校验。 经济电流密度条件：对35kV及以上高压线路或35kV以下但距离长，电流大的线路者用此条件选择 机械强度条件：导线截面应不小于其最小允许截面。 检验热稳定时，按公式SASmin =9Jtma 校验动稳定时，按公式Cma，其中二y为母线材料允许应力，二maX为母线材料所受最大应力。 尽量

40、选同型号设备以便于维修。35kV侧母线选择：1）母线的材料、截面形状、布置方式考虑到35kV侧电流不大，为节省开支，采用矩形铝母线平放。2）截面选择按经济电流密度选择：S = lmax J已知回路最大负荷利用小时数 几玄乂 =6000h，查表得J =0.68 A/mm2计算得 S = lmax. J =9740.68 =143.24 mm2，选择40 4型3）热稳定校验由于截面积小，不考虑趋肤效应，因此校验公式为Smin = 1 . Qk mm2C当导体短路前温度取正常运行时的最高允许温度 70C,铝导体短路时发热最 高允许温度为200r时，铝导体C值为87,取区域变电所35kV配出线路定时限

41、过流 保护装置的整定时间2秒为短路时间，计算得Smin =丄0?=丄20502 沁2 =33.32 V40X4=160 符合要求C874）动稳定校验根据GB50060- 2008不同相带电部分之间的安全净距 6kV为100mm 35kV 为300mm故相间中心线距为 a = 300mm。截面系数二bh2 6 =4 402 6 =1066.67 mm3硬铝最大允许应力=70 1 06 PaLmax710J由得2 L 7 Lmax =7.81 m，为避免导体自重而过分弯曲，选f 1.73ish 10La择跨距为2m综上，可采用LMY-40*4型号。4. 限流电抗器的选择限流电抗器的作用： 限制短路

42、电流 维持母线上的残压母线短路电流超过了配电网馈线上断路器的开断能力，达到几万甚至十几万安时 才需采取限制短路电流的措施，因此不选择限流电抗器。5. 电压互感器的选择电压互感器是一种特殊的变压器，由一次绕组、二次绕组、铁芯、接线端子和绝 缘支持物等组成，一次绕组匝数很多，并联于被测电路的两端，其绝缘等级与实 际系统的电压相对应。二次绕组的额定电压匝数较少，它可并联仪表、继电保护 的电压线圈，二次绕组的额定电压一般为 100V。采用JDJJ2-35型号。E量O.S 额X 组C 绕帕 次VA利®HPnnOO-6oo23 y o6 -3501L501-00500' o6. 电流互感

43、器的选择电流互感器是一种特殊的变压器，其一次绕组串联在电力线路里，二次绕组接仪 表和继电器。其作用是将一次电流转变为标准的二次电流 （如5A和1A），以便 于测量和保护。凡装有断路器的回路应装设电流互感器。电流互感器的选择一般要求： 型式选择：35kV以下屋内配电装置，可采用瓷绝缘或树脂绕浇式。 额定电压不应低于装设地点电路的额定电压，额定一次电流不应小于电 路中的计算电流。 用于电能计量的电流互感器准确度不应低于 0.5级。 为了保证互感器的准确级，二次侧负荷 S2不应大于相应准确级所规定的额定容量Sn2。 校验热稳定：电流互感器的热稳定能力用热稳定倍数 Kr表示，热稳定校验条件为：2(Kr

44、 1 N1)t 丄 Qk35kV 侧电流互感器采用LCWD-35(电流互感器C 瓷套式 W户外D带差动保护)，额定电流比600/5，热稳定倍数为65,动稳定倍 数为150。满足选择要求。7. 高压熔断器的选择为保护电压互感器，必须在电压互感器旁装设高压熔断器。 一般35kV及以下的 电压等级需要装设高压熔断器。熔件的额定电流要大于工作电流，且留有充足的 裕度以躲过变压器励磁涌流的影响。 校验断流容量时，应不小于短路容量。限流 式熔断器的额定电压，应与电网的额定电压相符。选择高压熔断器型号为RW0-35型号额定电压额定电流最大切断电流断流容量作用RW0-3535KV0.5A14KA100MVA保

45、护户外电压互 感器8. 消弧线圈的选择按我国有关的规定，在360kV电力电网中，电容电流超过下列数值时，电力 系统中性点应装设消弧线圈：(1) 360kV电力网，30A10kV 电力网，20A3560kV电力网，10A由于主变采用dynil接线组别，具有输出电压质量高、中性点不漂移、防雷性能 好等特点，35kv侧不需要装设消弧线圈，6kv侧采用高压开关柜也不需要装设消 弧线圈。六、课程设计体会及建议(1)课设完成的内容和不足在这次课设中，我认真阅读了很多资料和相关设计方案，真心感受到了参考 文献的重要性，大到整个供电系统的设计，小致某个变压器的选型，都需要仔细 翻阅资料认真思考。此次课程设计中

46、还有一个难题就是， 用CAD绘图，由于是本 次设计才学习使用，很吃力，完成的不美观。最终完成了课程设计任务书的大部 分要求，熟悉了电力设计的基本步骤和相关规程。不足之处在于，对实际中变电站与区位因素的关系的理解不够深入，没有联系某一特定地区的实际情况进行设 计，停留在理论设计阶段，对很多用到的器件如高压断路器，隔离开关等都没有 实际使用接触。(2) 课设收获这一次课设是在寒假中零零碎碎的时间中完成的， 不得不承认很大程度上降 低了效率，但同时也不断地温习课本、查资料，每天都有收获，没有像以前一样 学完一门课都忘得差不多了，反而对专业课程理解得更深刻了，知识点掌握的更 牢了。课设题目给了我们一个

47、明确的方向， 是一条知识的主线，按照设计要求一 步一步做下来，相当于是对电力设计相关知识的一个概览。对于我个人来说，这种概览的效果远远好于电气工程基础的课堂讲授。课堂上接触的是些非常零 散的知识点，无目的无方向，搞清问题的使命感不强，听故事似的听下来，缺乏 深入思考的空间，课设则能通过一个任务来引导你来自主学习。建议基于我在电气工程基础的学习和这次课程设计的过程中的感受，我建议在电气工程基础授课的过程中穿插进行课程设计， 便于我们找到看似零散的 知识点间的联系，这样我们才能更容易的看懂 电气工程基础这门课程的知识 结构，加深对专业课程的学习。参考文献1 熊信银 张步涵，电气工程基础，华中科技大

48、学出版社，20102 靖大为，城市供电技术，天津大学出版社， 20093 孟祥忠，现代供电技术，清华大学出版社， 20064 三维书屋工作室，AutoCAD2008电气设计基础教程，人民邮电出版社，2008 附录短路计算说明书1、绘制计算电路，如下图所示2、确定短路计算基准值1) 设 Sd=100MVA Ud =Uc =1.05Un，即高压侧 Udi=37kV,中压侧 Ud2=6.3kV,低压侧53 =0.4kV，则I d1I d3_ 3Ud1一 .3 37kV 一 Sd100 MVA-3Ud2-3 6.3kVSd 100 MVASd100 MVA= 9.16KAI d2:144.34KA,3Ud3 、3 0.4kV2）架空线路 查资料得X。=0.40/km，而线路全长为9km故Xl100MVA 726(37 23) 电力变压器查 S11-4000kVA/35/6kV型油浸式三相双绕组电力变压器的参数得，U k % = 6，故Xt二1