35kV总降压变电所和高压配电系统初步设计2

35kV总降压变电所和高压配电系统初步设计(2)35kV总降压变电所和高压配电系统初步设计(2)35kV总降压变电所和高压配电系统初步设计(2)目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc389140852"1序言PAGEREF_Toc389140852\h1HYPERLINK\l"_Toc389140853"1.1毕业设计背景PAGEREF_Toc389140853\h1HYPERLINK\l"_Toc389140854"1.2毕业设计意义PAGEREF_Toc389140854\h1HYPERLINK\l"_Toc389140855"1.3设计要求PAGEREF_Toc389140855\h1HYPERLINK\l"_Toc389140856"235kV变电所一次系统负荷计算PAGEREF_Toc389140856\h2HYPERLINK\l"_Toc389140857"2.1变电所电力负荷分组与计算PAGEREF_Toc389140857\h2HYPERLINK\l"_Toc389140858"2.2需要系数法的计算PAGEREF_Toc389140858\h2HYPERLINK\l"_Toc389140859"2.2.1设施负荷计算举例PAGEREF_Toc389140859\h3HYPERLINK\l"_Toc389140860"2.2.2总配电所和车间变电所数目确实定PAGEREF_Toc389140860\h4HYPERLINK\l"_Toc389140861"2.2.3各车间变电所负荷计算及无功功率赔偿PAGEREF_Toc389140861\h5HYPERLINK\l"_Toc389140862"2.3低压变压器的选择与耗资计算PAGEREF_Toc389140862\h8HYPERLINK\l"_Toc389140863"2.3.1低压变压器的选择PAGEREF_Toc389140863\h8HYPERLINK\l"_Toc389140864"2.3.2各低压变压器的耗资计算PAGEREF_Toc389140864\h9HYPERLINK\l"_Toc389140865"2.4主变压器的选择PAGEREF_Toc389140865\h11HYPERLINK\l"_Toc389140866"2.4.2主变压器耗资计算PAGEREF_Toc389140866\h12HYPERLINK\l"_Toc389140867"3系统主接线设计PAGEREF_Toc389140867\h13HYPERLINK\l"_Toc389140868"3.1主接线设计的基本要求PAGEREF_Toc389140868\h13HYPERLINK\l"_Toc389140869"3.1.1供电电源确实定PAGEREF_Toc389140869\h13HYPERLINK\l"_Toc389140870"3.2电气主接线方案确实定PAGEREF_Toc389140870\h13HYPERLINK\l"_Toc389140871"3.2.1确立35kV、10kV电气主接线PAGEREF_Toc389140871\h13HYPERLINK\l"_Toc389140872"3.2.2供电系统简图PAGEREF_Toc389140872\h14HYPERLINK\l"_Toc389140873"4短路电流的计算PAGEREF_Toc389140873\h15HYPERLINK\l"_Toc389140874"4.1短路电流PAGEREF_Toc389140874\h15HYPERLINK\l"_Toc389140875"4.1.1短路的原由PAGEREF_Toc389140875\h15HYPERLINK\l"_Toc389140876"4.1.2短路的危害PAGEREF_Toc389140876\h15HYPERLINK\l"_Toc389140877"4.1.3短路电流计算的目的PAGEREF_Toc389140877\h15HYPERLINK\l"_Toc389140878"4.1.4短路电流计算的标幺值法PAGEREF_Toc389140878\h15HYPERLINK\l"_Toc389140879"4.2计算各元件的电抗标幺值PAGEREF_Toc389140879\h16HYPERLINK\l"_Toc389140880"4.2.1采纳基准值PAGEREF_Toc389140880\h16HYPERLINK\l"_Toc389140881"4.2.2供配电系统中各主要元件电抗标么值PAGEREF_Toc389140881\h16HYPERLINK\l"_Toc389140882"4.2.3短路电流详尽计算短路电路中各主要元件的电抗标么值PAGEREF_Toc389140882\h17HYPERLINK\l"_Toc389140883"4.2.4在最大运转方式下PAGEREF_Toc389140883\h18HYPERLINK\l"_Toc389140884"4.2.5在最小运转方式下PAGEREF_Toc389140884\h19HYPERLINK\l"_Toc389140885"5变电所高压电气设施的选择与校验PAGEREF_Toc389140885\h21HYPERLINK\l"_Toc389140886"5.1.35KV高压开关柜的选择PAGEREF_Toc389140886\h21HYPERLINK\l"_Toc389140887"5.1.1短路校验的原则PAGEREF_Toc389140887\h21HYPERLINK\l"_Toc389140888"5.2高压设施选择及校验PAGEREF_Toc389140888\h21HYPERLINK\l"_Toc389140889"5.2.135KV断路器的选择PAGEREF_Toc389140889\h21HYPERLINK\l"_Toc389140890"5.2.235KV隔走开关的选择PAGEREF_Toc389140890\h23HYPERLINK\l"_Toc389140891"5.2.335KV电流互感器的选择PAGEREF_Toc389140891\h23HYPERLINK\l"_Toc389140892"5.2.435KV电压互感器的选择PAGEREF_Toc389140892\h23HYPERLINK\l"_Toc389140893"5.2.535KV熔断器的选择PAGEREF_Toc389140893\h23HYPERLINK\l"_Toc389140894"5.2.635KV避雷器的选择PAGEREF_Toc389140894\h24HYPERLINK\l"_Toc389140895"5.310KV电气设施的选择PAGEREF_Toc389140895\h24HYPERLINK\l"_Toc389140896"5.3.110KV开关柜的选择PAGEREF_Toc389140896\h24HYPERLINK\l"_Toc389140897"5.3.210KV断路器的选择PAGEREF_Toc389140897\h24HYPERLINK\l"_Toc389140898"5.3.3隔走开关的选择PAGEREF_Toc389140898\h25HYPERLINK\l"_Toc389140899"5.3.4电流互感器的选择PAGEREF_Toc389140899\h25HYPERLINK\l"_Toc389140900"5.3.5电压互感器的选择PAGEREF_Toc389140900\h25HYPERLINK\l"_Toc389140901"6高压配电线路的设计PAGEREF_Toc389140901\h26HYPERLINK\l"_Toc389140902"6.1高压配电线路接线方式的选择PAGEREF_Toc389140902\h26HYPERLINK\l"_Toc389140903"6.2高压配电线路截面的选择与校验PAGEREF_Toc389140903\h26HYPERLINK\l"_Toc389140904"6.2.135KV高压进线的选择PAGEREF_Toc389140904\h26HYPERLINK\l"_Toc389140905"6.2.2截面积的校验PAGEREF_Toc389140905\h26HYPERLINK\l"_Toc389140906"6.2.310KV高压出线线路的选择与校验PAGEREF_Toc389140906\h27HYPERLINK\l"_Toc389140907"7防雷与接地设计PAGEREF_Toc389140907\h29HYPERLINK\l"_Toc389140908"7.1防雷保护PAGEREF_Toc389140908\h29HYPERLINK\l"_Toc389140909"7.1.1电力线路的防雷举措PAGEREF_Toc389140909\h29HYPERLINK\l"_Toc389140910"7.1.2变配电所的防雷举措PAGEREF_Toc389140910\h29HYPERLINK\l"_Toc389140911"7.1.3雷电侵入波的防备PAGEREF_Toc389140911\h30HYPERLINK\l"_Toc389140912"7.2接地设计PAGEREF_Toc389140912\h30HYPERLINK\l"_Toc389140913"8继电保护的整定计算PAGEREF_Toc389140913\h31HYPERLINK\l"_Toc389140914"8.1继电保护的基本任务及要求PAGEREF_Toc389140914\h31HYPERLINK\l"_Toc389140915"8.1.1继电保护的基本任务PAGEREF_Toc389140915\h31HYPERLINK\l"_Toc389140916"8.1.2继电保护的基本要求PAGEREF_Toc389140916\h31HYPERLINK\l"_Toc389140917"8.2变压器的继电保护设置PAGEREF_Toc389140917\h31HYPERLINK\l"_Toc389140918"8.3变电所主变压器继电保护的计算PAGEREF_Toc389140918\h32HYPERLINK\l"_Toc389140919"8.3.1装设瓦斯保护PAGEREF_Toc389140919\h32HYPERLINK\l"_Toc389140920"8.3.2装设准时限过电流保护PAGEREF_Toc389140920\h32HYPERLINK\l"_Toc389140921"8.3.3装设电流速断保护PAGEREF_Toc389140921\h33HYPERLINK\l"_Toc389140922"8.3.4装设过负荷保护PAGEREF_Toc389140922\h34HYPERLINK\l"_Toc389140923"8.3.510kV母线断路器的保护PAGEREF_Toc389140923\h34HYPERLINK\l"_Toc389140924"8.3.610kV出线各支路的保护PAGEREF_Toc389140924\h34HYPERLINK\l"_Toc389140925"结论PAGEREF_Toc389140925\h35HYPERLINK\l"_Toc389140926"道谢PAGEREF_Toc389140926\h36HYPERLINK\l"_Toc389140927"参照文件PAGEREF_Toc389140927\h37纲要本设计是为某矿山起重机有限公司设计一座35kV变电所及其配电系统。其内容包含有：1、总降压变电所一次部分的初步设计①变电所主接线方案确实定；②负荷计算及无功赔偿容量和赔偿方案确实定；③主变压器的选择计算；④短路电流计算；⑤总降压变电所各样高压电气设施的选择；⑥防雷接地的设计。2、高压配电线路的设计①高压配电线路接线方式确实定；②高压配电线路的种类和构造确实定；③导线或电缆截面的选择。重点字：负荷计算；电气主接线；短路计算；电气设施选择；继电保护ABSTRACTThisdesignforacertainminecraneco.,LTD.Isa35kvsubstationandpowerdistributionsystemdesign.Itscontentsinclude:1,thegeneralvoltagesubstationforpreliminarydesignofapartThedetermineofsubstationmainwiringscheme;(2)theloadcalculationandtheschemeofreactivepowercompensationcapacityandcompensation;(3)thechoiceofmaintransformercalculation;(4)shortcircuitcurrentcalculation;(5)generalvoltagesubstationhigh-voltageelectricalequipmentchoice;6.Thedesignoflightningprotectiongrounding.2,thedesignofhighpressuredistributionline(1)thedeterminationofhighpressuredistributionlineconnectionmode;(2)thetypeofhighpressuredistributionlineandthedeterminationofstructure;(3)thechoiceofwireorcable.Keywords:loadcalculation;Themainelectricalwiring;Shortcircuitcalculation.Electricalequipmentchoice;Relayprotection1序言1.1毕业设计背景供电工程，就是指工厂所电能的供给和分派，亦称工厂配电。尽人皆知，电能是现代工业生产的主要能源和动力电能是HYPERLINK"/dangdai/"现代HYPERLINK"/gongxue/"工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其余形式的能量变换而来，又易于变换为其余形式的能量以供HYPERLINK""应用；而电能的输送和分派既简单HYPERLINK"/Economic/"经济，又便于控制、调理和丈量，有益于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个公民经济生活中必不能够少。1.2毕业设计意义经过此次对变电所的设计，不只使我加深了对专业的理解和应用，还培育了我建立工程的看法。初步地掌握生产工厂、变电站电气主系统的设计方法，且在分析、计算和解决实质工程能力等方便获得训练，熟习了CAD制图软件的应用，为我此后从事电力工程设计、建设、运转及管理工作打下了必需基础。1.3设计要求供电工程要很好地为工业生产服务，确实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好的供给工作，就必然达到以下基本要求：1、安全性：在供给、分派和使用电能中，不该发生人身事故和设施事故。2、靠谱性：应知足电能用户对供电靠谱性的要求。3、优秀性：应知足电能用户对电压和频次等质量的要求。4、经济性：必然恪守国家的相关规定及标准，履行国家的相关目标政策，包含节俭能源，节俭有色金属等技术经济政策。235kV变电所一次系统负荷计算2.1变电所电力负荷分组与计算我国当前广泛采纳确实定用电设施组计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。需要系数法简单方便，计算结果基本符合实质，用电设施台数好多，各台设施容量相差不悬殊时，宜采纳需要系数法，一般用于干线、配变电所的负荷计算。下边介绍需要系数法的计算。2.2需要系数法的计算（1）用电设施组计算负荷确实定用电设施组是由工艺性质同样、需用系数周边的一些设施归并成的一组用电设施。在一个车间中，能够依据详尽状况将用电设施分为若干组，再分别计算各用电设施组的计算负荷。其计算公式为：有功计算负荷（kW）（2-12）无功计算负荷（kvar）（2-13）视在计算负荷（kV.A）（2-14）计算电流（A）（2-15）式中、、——该用电设施组的有功、无功、视在功率计算负荷；——该用电设施组的设施总数定容量，kW——额定电压，V——功率因数角的正切值——该用电设施组的计算负荷电流，A——需用系数（2）多个用电设施组的计算负荷在配电干线上或矿山变电所低压母线上，常有多个用电设施组同时工作，可是各个用电设施组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或矿山变电所低的计算符合时，应再计入一个同时系数。详尽计算公式以下：i=1，2，3…….m（2-16）（2-17）（2-18）式中、、——为配电干线或变电站低压母线有功、无功、视在功率计算负荷；——同时系数m——为配电干线或变电站低压母线上所接用电设施总数;——该干线或低压母线上的额定电压，V——该干线变电站低压母线上的计算负荷电流，A——需用系数、、——分别对应于某一用电设施组的需用系数、功率因数角的正切值、总设施容量。2.2.1设施负荷计算举例计算举例：（1）机械加工车间1已知：=1150kw，Kx=0.25，COSφ=0.65则tanφ=tan(artCOSφ)=1.17=Kx·=0.25×1150=287.5kW=·tanφ=287.5×1.17=336.4kvar=／COSφ==287.5/0.65=442.3kV·A=/=442.3/0.38×EQEQ=672A（2）机械加工车间2已知：=850kw，Kx=0.25，COSφ=0.65则tanφ=tan(artCOSφ)=1.17=Kx·Pe=0.25×850=212.5kW=·tanφ=212.5×1.17=248.6kvar=／COSφ==212.5/0.65=326.9kV·A=/=326.9/0.38×=496.7A（3）金属构造车间已知：=1345kw，Kx=0.40，COSφ=0.65则tanφ=tan(artCOSφ)=1.17=Kx·=0.40×1345=538kW=·tanφ=538×1.17=629.5kvar=／COSφ==538/0.65=827.7kV·A=/=827.7/0.38×EQEQ=1257.6A其余车间负荷计算过程不再一一列举同理可得，计算结果列表以下序号车间名称Pe/kWKdCosφ赔偿前计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kV·AIc/A1机械加工车间111500.250.65287.5336.4442.36722机械加工车间28500.250.65212.5248.6326.9496.73金属构造车间13450.400.65538629.5827.71257.64装置车间16800.400.65272318.2418.5635.85装置车间24580.400.65183.2214.3281.8428.26热办理车间6200.600.70372379.5531.4807.47喷漆车间5700.400.70228232.6325.7494.98试验车间2600.400.8010478130197.59起重电器分厂18600.500.70930948.81328.62018.610办公楼2200.500.8511068.2129.4196.611库房880.350.9030.814.934.252.0表2-1全厂各车间电气设施及车间变电所负荷计算表2.2.2总配电所和车间变电所数目确实定（一）高压配电所确实定该厂属于大中型用户，设一个高压配电所。（二）车间变电所确实定一般状况每个车间均独自建立变电所，依据负荷容量大小分六个车间变电所。表2-2车间变电所分派车间变电所车间名称标号NO1机械加工车间1D1机械加工车间2D2NO2装置车间1D3装置车间2D4NO3金属构造车间D5NO4热办理车间D6喷漆车间D7试验车间D8NO5起重电器分厂D9NO6办公楼D10库房D112.2.3各车间变电所负荷计算及无功功率赔偿以第一车间变电所来计算求解，确立D1、D2点的计算负荷，见表2-3.表2-3计算点D1、D2的负荷计算点Pe/kWKdCosφ计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/AD111500.250.65287.5336.4442.3672.0D28500.250.65212.5248.6326.9496.7（1）确立C1点的计算负荷因为本设计中要求功率因数应不低于0.90，因此先需要求各车间变电所自然功率因数：，假如就需要进行无功赔偿。本设计中取，在低压母线上设置无功自动赔偿装置进行赔偿。取，取。①赔偿前计算负荷<0.95②赔偿容量计算：因此采纳方案号为RC450F的大容量无功赔偿柜进行赔偿，其赔偿容量为。③赔偿后计算负荷：，知足要求。同理能够算出其余车变计算负荷表2-4计算点C1-C6的负荷计算点∑Pc/kW∑Qc/kvar同时系数Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/Acosφ赔偿前C1500585k∑P=0.90

k∑Q=0.95450555.75715.11086.50.63赔偿量-450赔偿后C1450105.75462.3702.30.97赔偿前C2455.2532.5k∑P=0.90

k∑Q=0.95409.7505.9651989.10.63赔偿量-360赔偿后C2409.7145.9434.9660.80.94赔偿前C3538629.5k∑P=1.0

k∑Q=1.0538629.5827.71257.50.65赔偿量-450赔偿后C3538179.5567.2861.70.95赔偿前C4704690.1k∑P=0.90

k∑Q=0.95633.6655.6911.71385.20.69赔偿量-450赔偿后C4633.6205.6666.11012.10.95赔偿前C5930948.8k∑P=1.0

k∑Q=1.0930948.81328.62018.60.70赔偿量-640赔偿后C5930308.8979.91488.80.95赔偿前C6140.883.1k∑P=0.90

k∑Q=0.95126.778.9149.3226.80.85赔偿量-40赔偿后C6126.738.9132.5201.40.96表2-5各车间变电所无功赔偿柜选择状况车间变电所无功功率赔偿柜方案号赔偿容量1RC450F450kvar2RC360F360kvar3RC450F450kvar4RC450F450kvar5WZ0.4-160/8-J×4640kvar6BSMJ0.4-4040kvar2.3低压变压器的选择与耗资计算2.3.1低压变压器的选择车间变电所①变压器的选择依据附录表可知其计算容量为462.3kVA，工作电压为380V，应选择S11-M-630/10型的变压器，变压器额定容量，查表得。车间变电所②变压器的选择依据附录表可知其计算容量为434.9kVA，工作电压为380V，应选择S11-M-630/10型的变压器，变压器额定容量EQ，查表得。车间变电所③的选择依据附录表可知其计算容量为567.2kVA，工作电压为380V，应选择S11-M-800/10型的变压器，变压器额定容量，查表得。车间变电所④变压器的选择依据附录表可知其计算容量为666.1kVA，工作电压为380V，应选择S11-M-800/10型的变压器，变压器额定容量，查表得。车间变电所⑤变压器的选择依据表附录可知其计算容量为979.9kVA，工作电压为380V，应选择S11-M-1250/10型的变压器，变压器额定容量，查表得。车间变电所⑥变压器的选择依据附录表2可知其计算容量为132.5kVA，工作电压为380V，应选择S11-M-200/10型的变压器，变压器额定容量，查表得。表2-6各车间变压器选择状况以下车间变电所型号额定电压/kV连结组别耗资/kW空载电流（%）阻抗电压（%）高压低压空载短路NO1S11-M-630/10100.4Dyn110.8NO2S11-M-630/10100.4Dyn110.8NO3S11-M-800/10100.4Dyn110.9NO4S11-M-800/10100.4Dyn110.9NO5S11-M-1250/10100.4Dyn111.36120.54.5NO6S11-M-200/10100.4Dyn110.32.3.2各低压变压器的耗资计算①变压器的耗资可按以下公式进行计算：空载无功耗资：额定短路无功耗资：变压器负荷率：（两台同时运转时）变压器的有功功率耗资：变压器的无功功率耗资：②计算举例（车间变电所1）1变压器功率耗资：2B1点的负荷计算：同理可计算出其余车间变电所负荷则表3-7计算点B1-B6的负荷计算点变压器功率耗资高压侧（10kV）cosφΔPO/kWΔPk/kWI0%Uk%ΔPT/kWΔQT/kvarPc/kWQc/kvarSc/kVAIc/AB10.84.1520.9454.15126.65471.527.20.96B20.83.7619.2413.46165.143B30.94.7523.7542.75203.2579.533.50.94B40.96.1830.56639.78236.16682.09.40.94B51.36340.8938.73349.61001.757.80.94B60.31.486.1128.184542.4主变压器的选择1．变电所主变压器台数的选择选择主变压器台数时应试虑以下原则：（1）一般状况下应第一考虑选择一台变压器。（2）以下状况可考虑选择两台或两台以上变压器：①供有大批一、二级负荷的变电所。②季节性负荷变化较大。③集中负荷容量较大虽为三级负荷，但一台变压器供电容量不够，也应装设两台及以上变压器。2．变电所主变压器容量的选择（1）只装设一台主变的变电所。变压器容量应知足所适用电设施总计算负荷的需要，即（2）装设两台主变压器的变电所。每台变压器的容量应同时知足以下两个条件：①任一台变压器独自运转时，宜知足总计算负荷S30的60％～70％的需要，即②任一台变压器独自运转时，应知足所有一、二级负荷的需要，即S30（Ⅰ+Ⅱ）（3）车间变电所主变压器的单台容量一般不宜大于1000kVA（或1250kVA）。如车间负荷容量较大、负荷集中且运转合理时，也能够采纳单台容量为1250～2000kVA的配电变压器。必然指出，变电所主变压器台数和容量的最后确立，应联合变电所主接线方案的选择，经过对几个较合理的方案进行技术经济比较后择优确立。工厂总负荷计算则>0.90知足要求。考虑到矿区的发展状况，负荷可能增添，变压器容量可选为4000kV·A.依据主变压器的选择条件，主变压器应采纳一主一备，在一台主变压器故障或许检修时，另一台变压器必然保证矿山起重机公司的安全生产用电,两台变压器并联运转。由以上计算，再考虑到此后的发展，故35/10kV选择两台SZ9-4000/35/1035kV±3×2.5%/10kV型三相油浸式有载调压铜线电力变压器，其技术参数以下表。表3-8SZ9－4000/35型电力变压器技术数据容量kVA高压额定值kV低压额定值kV阻抗电压％空载电流％空载耗资kW负载耗资kW40003510.57.01.24.830.02.4.2主变压器耗资计算变压器负荷率：变压器有功功率耗资：变压器无功功率耗资：全厂总负荷=+ΔPT=2805.3+18.26=2823.56kW=+ΔQT=1069.4+176.9=1246.3kvar3系统主接线设计3.1主接线设计的基本要求（1）安全性为保障设施安全及人身安全，主接线应符合国家标准相关技术规范的要求，正确选择电气设施及其督查、保护系统，考虑各样安全技术举措.（2）靠谱性主接线应符合电力负荷特别是一、二级负荷对供电靠谱性的要求。一级负荷要求由两个电源供电，二级负荷，要求由两回路供电或一回路6kV及以上的专用架空线路或电缆供电。（3）灵巧性主接线应能适应供配电系统各样不同样的运转方式（如变压器经济运转方式、电源线路备用方式等），倒闸切换操作简单；检修操作，也应保证供电靠谱性的条件。①变配电所的高低压母线，一般宜采纳单母线或单母线分段接线。②35kV及以上电源进线为双回路时，宜采纳桥形接线或双线路变压器组接线。③需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。④主接线方案应与主变压器经济运转的要求相适应。⑤主接线方案应试虑到此后可能的扩展。（4）经济性结线方式在知足生产要乞降保证供电质量的前提下，应力争简单，以减少设施投资和运转开销，一次接线应尽量做到投资省、占地少、电损小。3.1.1供电电源确实定由设计原始资料可知，工厂电源拟从电业部门某200/35千伏变压所，用35千伏双回架空线引入本厂，此中一个作为工作电源，一台作为备用电源,该变电站距厂8公里。3.2电气主接线方案确实定3.2.1确立35kV、10kV电气主接线内桥接线方式可提升供电靠谱性，适于电源线路较长、变压器不需常常切换操作的状况。外桥接线方式电源线路投入和切除时操作较复杂，变压器故障时操作简单，适用于电源线路较短、变压器需常常切换操作的状况。。跟着对供电靠谱性、运转灵巧性要求的提升，现代工厂35kV侧多采纳内桥，因此35kV侧采纳内桥接线。两路电源进线，单母线分段可提升供电靠谱性和灵巧性，因此10kV主接线确立为单母线分段（分两段）接线。3.2.2供电系统简图依据以上分析，可绘制出变电所供电系统简图，以以下图。

4短路电流的计算4.1短路电流4.1.1短路的原由短路是指两个或多个导电部分之间形成的导电通路，此通路迫使导电部分之间的电位差等于或凑近于零。惹起短路发生的主要原由是电气设施载流部分的绝缘破坏，其次是人员误操作、鸟兽的危害等。电气设施载流部分的绝缘破坏可能是有雨设施长久运转绝缘自然老化或设施自己绝缘缺点而被工频电压击穿，或设施绝缘正常呗过电压击穿，或许是设施绝缘遇到外力损害而造成短路。4.1.2短路的危害（1）短路电流经过电气设施时，温度急剧上涨，会使绝缘老化或破坏；同时产生很大的电动力，会使设施载流部发散活力械变形甚至破坏。（2）短路会使系统电压骤降，影响系统其余设施的正常运转。（3）短路可造成停电事故，并且越凑近电源，停电范围越大，给公民经济造成的损失也越大。（4）严重的短路会影响电力系统运转的坚固性，可使并列运转的发电机组失掉同步，造成电力系统解列。（5）电力系统发生不对称短路时，其电流会产生较强的不均衡交变磁场，对周边的通讯线路、电子设施等产生电磁搅乱。4.1.3短路电流计算的目的（1）在选择电气主接线时，为了比较各样接线方案，或确立某一接线能否需要采纳限制短路电流的举措等，均需要进行必需的短路电流计算。（2）在选择电气设施时，为了保证设施在正常运转和故障下都能安全、靠谱地工作，同时又力争节俭资本，这就需要进行全面的短路电流计算。（3）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各样短路时的短路电流为依据。4.1.4短路电流计算的标幺值法对较复杂的高压供电系统，计算短路电流时采纳标么制进行计算比较简单。标么制属于相对电位制的一种，在用标么制计算时，各电气元件的参数都用标么值表示。在短路计算中所遇到的电胸襟有功率、电压、电流和电抗等四个量。某一电胸襟的标么值就是它的实质值（出名值）与一个开初选定的同单位的基准值的比值。以下就是用标么值法进行短路电流的计算。4.2计算各元件的电抗标幺值4.2.1采纳基准值由设计对象中已知，本变电所主要有35kV、10kV两种电压等级的线路段,主变压器连结了35kV、10kV电压等级的线路段，为简化分析，采纳近似计算法计算标幺值，在近似计算中不论变压器电压比方何，选择各级的基准功率是一致的，平常选择各级网络的均匀额定电压为基准电压，即Ud=1.05UN。采纳基准容量：＝100MVA采纳短路点所在母线的均匀电压为基准电压，取=36.75kV,=10.5kV,=/()则kA，kA,4.2.2供配电系统中各主要元件电抗标么值短路计算电路图（1）电力系统的电抗标么值。电力系统电抗，可由系统的短路容量求取最大运转方式下：最小运转方式下：（2）电力变压器的电抗标么值。电力变压器的电抗值可由其短路电压近似的计算，即式中，为变压器的额定容量。（3）电力线路的电抗标么值4.2.3短路电流详尽计算短路电路中各主要元件的电抗标么值1电力系统电抗标么值最大运转方式最小运转方式2架空线路标么值3电力变压器（由附录表查得SZ9-4000型油浸式变压器Uk%=7.0）短路等效电路图以以下图（系统最大运转方式下）4.2.4在最大运转方式下k-1点的短路电路总电抗标么值及短路电流和短路容量⑴总电抗标么值⑵三相对称短路电流初始值⑶其余三相短路电流⑷三相短路容量k-2点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量⑴总电抗标么值⑵三相短路电流周期重量有效值⑶其余三相短路电流⑷三相短路容量4.2.5在最小运转方式下k-1点的短路电路总电抗标么值及短路电流和短路容量⑴总电抗标么值⑵三相对称短路电流初始值⑶其余三相短路电流⑷三相短路容量k-2点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量⑴总电抗标么值⑵三相短路电流周期重量有效值⑶其余三相短路电流⑷三相短路容量表4-1短路计算结果短路计算点总电抗标么值三相短路电流/kA两相短路电流/kA三相短路容量/MVA在最大运转方式下k-1点0.443.573.839.105.393.09227.3k-2点1.355.483.6276.05在最小运转方式下k-1点0.713.201.84135.14k-2点2.492.901.9140.165变电所高压电气设施的选择与校验5.1.35KV高压开关柜的选择采纳XGN-40.5型固定式金属关闭开关柜。该柜内配有ZN12-40.5型真空断路器，作为40.5kV沟通系统接受和分派电能之用。开关柜拥有安全联锁装置、防误性能，运转安全靠谱。真空灭弧室免保护。该产品知足GB3906-91《3-35kV沟通金属关闭开关设施》等标准。5.1.1短路校验的原则关于相应高压开关柜内的设施进行短路校验，主要有断路器的额定电压、额定电流、额定开断电流以及相应的额定动、热坚固电度校验。5.2高压设施选择及校验高压设施选择的一般要求必然知足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设施应当工作安全靠谱、运转方便，投资经济合理。一般要依据以下原则：1、按正常工作条件选择额定电压和额定电流；2、按短路状况来校验电气设施的动坚固和热坚固；3、安装地点的三相短路容量来校验高压断路器的速断容量。5.2.135KV断路器的选择（1）额定电压选择断路器的额定电压应大于或等于所在电网的工作电压,即。（2）额定电流选择断路器的额定电流应大于或等于它的最大长久工作电流，即。（3）开断电流选择在给定的电网电压下，断路器的开断电流不该小于实质刹时的短路电流周期重量，即。（4）动坚固校验若断路器的极限经过电流峰值，大于三相短路时经过断路器的冲击电流，则其动坚固便知足要求，即。（5）热坚固校验断路器热坚固电流，即在短时赞成发热量应大于短路时期短路电流所发出的热量，则此断路器知足热坚固要求。可表示为。初步采纳高压开关柜配有的ZN12-40.5型真空断路器校验:①

ZN12-40.5型真空断路器额定电压为40.5kV,=35kV,,符合条件。②ZN12-40.5型真空断路器额定电流为630A,最大长久工作电流为又因为=630A即，因此符合技术条件。③断路器开断电流＝50kA，＝3.9kA，>符合技术条件。④＝63kA，＝9.77kA序号选择项目装置地点的技术参数断路器的技术参数结论1额定电压Un=35KV,Um=36.75KVUr=40.5KVUr>Un，√2额定电流Ic=Ir=1000AIr>Ic，√3额定短路开断电流Ib3=3.57KA（最大运转方式）Ib=50KAIb>Ib3，√4额定峰值耐受电流（动坚固）ip3=9.10KA(最大运转方式)imax=63KAImax>ip3,√5额定短时（4s）耐受电流（热坚固）Qt=3.572×（0.1+0.8+0.05）KA2.s=12.11KA2.s25KA2.sQ>Qt,√6额定短路关合电流ip3=9.10KA（最大运转方式）im=50KAim>ip3,√7环境条件某矿山起重机公司变电所高压开关正常使用环境知足条件则知足动坚固校验。表5-135kV高压断路器的校验QtkA2S﹤25kA2S，知足热坚固校验。5.2.235KV隔走开关的选择采纳GN27-35/630隔走开关，其技术参数为：额定电压35kV，额定电流630A，极限经过电流峰值50kA，4s热坚固电流20kA。短路电流取Ioo=IK3=3.57kA，电抗器通很短路电流的连续时间为tla=0.2+2.0=2.2s。故,因此热坚固度符合要求。电抗器所在线路的短路电流冲击值=1.51×3.57=5.39kA＜50kA，因此动坚固度符合要求。由此可知GN27-35/630隔走开关符合要求。5.2.335KV电流互感器的选择电流互感器是一种专门用于变换丈量电流的特别电气器，采纳LCZ-35Q电流互感器，，适用于额定频次50Hz或60Hz、额定电压为35kV及以下的电力系统中，作为电能计量、电流丈量和继电保护用。采纳额定电流变比为200/5，正确级次0.5。校验数据以下表5-2选择项目装置地点的技术参数电流互感器参数结论额定电压35KV35KV√额定电流50.9A300A√动坚固9.10KA42.4KA√热坚固12.11KA2.s13KA2.s√5.2.435KV电压互感器的选择互感器是沟通供电系统中一次回路将沟通电流或电压按比率降低供二次回路仪表使用。依据一次额定电压选择。并按二次负荷大小及负荷正确等级校验。可选高压开关柜配套的JDJJ2-35型电压互感器，依据资料手册采纳JDJJ2-35型电压互感器。5.2.535KV熔断器的选择选择装设RN2-35型高压熔断器分别对额定电压、额定电流、开断电流（最大分断电流的有效值）进行校验，符合要求。5.2.635KV避雷器的选择避雷器用来防备雷电冲击波沿线路侵入变配电所，对电气设施的绝缘造成破坏。本设计中采纳两组35kV合成套无空隙氧化锌避雷器HY5WZ2-52.7/134两组分放在35kV母线上，与电压互感器共用一个间隔。5.310KV电气设施的选择5.3.110KV开关柜的选择采纳KYNl8A-12型户内沟通铠装移开式金属关闭开关柜，产品符合GB3906-91《3-35kV沟通金属关闭开关设施》DL404-91《户内沟通开关柜订货技术条件》及IEC298《沟通金属关闭开关设施和控制设施》等标准。适用于3-10kV单母线电力系统中作为接受和分派电能之用。可广泛用于各样类发电厂，变电站及工矿公司中。5.3.210KV断路器的选择表5-3ZN12-10B型真空断路器校验序号选择项目装置地点的技术参数断路器的技术参数结论1额定电压Un=10KV,Um=10.5KVUr=12KVUr>Un，√2额定电流Ic=Ir=1250AIr>Ic，√3额定短路开断电流Ib3=4.18KA（最大运转方式）Ib=31.5KAIb>Ib3，√4额定峰值耐受电流（动坚固）ip3=9.45KA(最大运转方式)imax=80KAImax>ip3,√5额定短时（4s）耐受电流（热坚固）Qt=4.182×（0.1+0.8+0.05）KA2.s=16.60KA2.s31.5KA2.sQ>Qt,√6额定短路关合电流ip3=9.45KA（最大运转方式）im=80KAim>ip3，√7环境条件某矿山起重机公司变电所高压开关柜正常使用环境知足条件5.3.3隔走开关的选择查阅设施资料，其所选型号有GN6-10T/200、GN6-10T/400、GN6-10T/600GN19—10（C）/400、GN19-10（C）/630等，采纳GN19—10c/630隔走开关，其操动机构配套采纳手动CS6—1T型。表6-510kv隔走开关的选择选择项目装置地点的技术参数GN19—10c/630隔走开关参数额定电压10kVU=10kv额定电流178.2AI=630A动坚固i=9.45kAi=50kA热坚固16.60kAI=20kA对上述数据校验符合要求，故都符合要求。5.3.4电流互感器的选择电流互感器采纳LAJ-10型，变比为100/5、150/5、200/5、600/5等采纳额定电流变比为200/5，正确级次0.5，经过动、热坚固性校验，都大于实质值，电流互感器能知足要求。5.3.5电压互感器的选择电压互感器采纳JDZJ系列，为单相三卷浇注绝缘户内。供中性点不接地系统，做电流、电能丈量及单相接地保护用。用三台JDJZ型产品能在1.1倍额定电压下长久运转，并能在八小时内无损害地承受2倍额定电压。选择型号为JDZJ—10，可选两台双圈JDZJ—10型互感器接在10kV母线上，配用二个XRNT1-12/200A型熔断器，用作线路的器短路保护，其最额定电压原线圈6/,副线圈0.1/,协助线圈0.1/，采纳0.5级额定容量为30MVA。选择XRNT1-12/200A型熔断器额定电压10KV<12KV,符合要求。额定电流Ic=178.2A<200A，符合要求。额定短路开断电流4.31KA<31.5KA,符合要求。6高压配电线路的设计6.1高压配电线路接线方式的选择电力线路的接线方式是指由电源端（变配电所）向负荷端（电能用户或用电设施）输送电能时采纳的网络形式。常用的接线方式有放射式、树干、环式三种。（一）放射式放射式接线的特色是每路馈线仅给一个复合垫独自供电，放射式线路故障影响范围小，易于控制盒实现自动化，供电靠谱性高，适于对重要负荷的供电。单回路放射式接线一般供二、三级负荷，供二级负荷宜用备用电源；双回路放射式接线供电靠谱性较单回路放射式接线大大提升，可供二级负荷。（二）树干式树干式接线是有分支的辐射网络，特色是每路馈线可给同一方向的多个负荷点供电，其开关电器数目少，投资省，但靠谱性不高。（三）环形环形接线的特色是配电线路从一个供电点开始，接入好多负荷点后，返回至同一或不同样的供电点，形成环网。环形接线运转灵巧，供电靠谱性较高，在现代化配电网中这类接线方式应用较广。为了便于管理，实现集中控制，尽量提升厂区用电的靠谱性，而放射式接线靠谱性较高，保护配合简单、便于运转管理。因此总降压变电所采纳10KV单回路放射式配电。6.2高压配电线路截面的选择与校验6.2.135KV高压进线的选择变电所中各样电压配电装置的母线,以及电器间的连结多数采纳铜、铝或钢的矩形、圆形、管形裸导线或多芯绞线。母线的截面形状，35KV及以下的屋内配电装置中，都采纳矩形截面。因为它的冷却条件好，对沟通肌肤效应的影响小。一般采纳LGJ型钢芯铝绞线。依据设施资猜中附录表29知35kV线路钢芯铝绞线的最小赞成截面为35mm2。因此初选LGJ-35型钢芯铝绞线。6.2.2截面积的校验（1）按发热条件进行校验线路计算电流为Ic=从《供电工程》中附录表42，得35mm2截面积的LGJ型钢芯铝绞线在环境温度25℃的载流量为220A，大于线路的计算电流50.9A，知足发热条件。（2）按线电压损失条件进行校验查《供电工程》附表12,以及设施资猜中的附表32，得LGJ-50型钢芯铝绞线的r=0.823Ω/km，x=0.39Ω/km。将参数代入公式（4-18）可得=1.835﹪＜5﹪，因此，所选截面积也知足电压损失要求。（3）校验机械强度查设施资猜中附表29得35KV线路钢芯铝绞线的最小赞成截面为35mm2，，因此，所选的LGJ-35型钢芯铝绞线也知足机械强度要求的。（4）按经济电流条件进行校验线路工作时的最大常常电流Ic因为该厂的年最大有功负荷利用小时数为4800h，依据网上资料得出经济电流密度Jec=1.15A/㎜，因此经济截面积Sec=Iar•m/Jec=50.9/1.15=44.26㎜2﹥35㎜2，符合要求。6.2.310KV高压出线线路的选择与校验变配电所10KV高压出线一般采纳电缆，而交联聚乙烯绝缘电力电缆拥有优秀的热-机械性能，其构造简单，重量轻，敷设不受落差限制等长处，当前广泛应用于城市电网和工厂。故10kV出现采纳YJV型电缆。依据校验及选择经验，一般10kv及以下高压线路及低压动力线路，平常先按发热条件求选择截面，再校验电压损失、机械强度、短路热坚固等条件。而本设计中因厂区小，不考虑电压损失，故不用校验，而关于电缆，不用校验其机械强度。截面积选择校验计算以下（1）按发热条件选择电缆截面积线路计算电流为Ic=查《供电工程》附录表40，得120mm2温度25℃的载流量为245A，同一路径有6根电缆按固定间距0.8m并列埋地敷设，依据附录表48校订，电缆的实质载流量为，大于178.2A，因此，选择YJV-6/35-6×120型电缆。（2）按短路热坚固条件进行校验查《供电工程》附录表31，YJV-10/35-3×120型电缆的热坚固系数，热坚固最小面积为所选电缆截面积也知足热为坚固要求。7防雷与接地设计7.1防雷保护7.1.1电力线路的防雷举措（1）装设避雷线防备防备架空线路遇到直接雷击的有效举措。全线假定避雷线一般只用于35kv以上的架空线路，35kv架空线路只在出入变配电所的1—2km范围假定避雷线。（2）提升线路自己的耐雷水平可采纳木横担、瓷横担，或采纳高一电压级的绝缘子（在采纳角刚横担时）（3）个别绝缘单薄点假装避雷器对架空线路中的超越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆及个别金属杆上，装设排气或避雷器或保护空隙。7.1.2变配电所的防雷举措户外变配电所中，一般采纳避雷针作为直击雷的防备装置，并要求所有被保护的电气设施和建筑物均应处于避雷针的保护范围以内，为防备还击事故的发生，避雷针与被保护的建筑物和电气设施应保持必然的安全距离，工程上的安全距离应大于5m。在变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并引出两根接地线与变电所公共接地装置相连。如变电所的变压器装在屋外或露天配电装置时，则应在变电所外面的使应的适合地点装设独立避雷针，其装设高度应使其防雷保护范围包含整个变电所。表8-1变配电所与线路的防雷装置的接地电阻最大值序号装置名称装置特色接地电阻/Ω1变配电所与线路的防雷装置独立避雷针和避雷线2变配电所装设避雷器与总容量100kVA以上的变压器相连的接地装置3与总容量100kVA以下的发电机或变压器相连的接地装置其余，在35kv及以上的变配电所架空进线上，架设1-2km避雷线，以除去近区进线上的雷击闪络，防备其惹起的雷电侵入波对变配电所电气装置的危害。7.1.3雷电侵入波的防备（1）在35kv高压配电室内装设有XGN-40.5型开关柜，此中配有35kV合成套无空隙氧化锌避雷器。主变压器依赖此避雷防备，防备雷电侵入波的危害。（2）在10kv高压配电室内10KV开关柜内装设HY5WZ-10/27型型避雷器。7.2接地设计接地是指电气设施的带电部分或不带电部分与大地连结。接地可分为故障接地、工作接地、保护接地和重复接地。(1)接地的一般要求在供电系统的某些部位，因为工作的需要或安全的需要而和大地进行直接连结，这就是接地。为了保证达到接地的目的，接地装置必然正确设置（包含正确的部署、正确的连结、采纳适合的散流电阻等），并且连结靠谱，不然，不只达不到接地的目的，还可能反而带来不利的影响。变电所的接地装置除采纳自然接地体外，还应设置人工接地网，平常用钢管或角钢作垂直接地体埋入地中，用扁钢作水平接地体来连结各条垂直接地体形成一个接地网，两垂直接地体之间应大于2.5m，免得影响散流电阻。扁钢应侧放而不该平放，以提升散流见效。接地装置的形式有外引式和回路式两种。(2)接地的种类按实行接地的目的不同样可分为工作接地、保护接地和防雷接地。工作接地是指为了电力系统的正常运转，人为的将供电系统的某些点（比方发电机和变压器的中性点）和大地进行金属性的连结。保护接地是指因为电气设施绝缘破坏时可能危及人身安全而将电气设施不带电的金属外壳与大地相连。防雷接地则是为了引泄雷电流而将防雷设施（如避雷针、避雷器等）与大地相连。8继电保护的整定计算8.1继电保护的基本任务及要求8.1.1继电保护的基本任务（1）当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动、快速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，防备故障元件连续遇到破坏，使非故障元件快速恢复正常运转。（2）当系统中电气元件出现不正常运转状态时，能实时反响并依据运转保护的条件发出信号或跳闸。8.1.2继电保护的基本要求对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应知足四个基本要求：选择性、速动性、敏捷性、靠谱性。即保护四性。（1）选择性选择性是指保护检出电力系统的故障区和/或故障相的能力。（2）速动性速动性是指在发生短路故障时保护装置能够赶快地将故障切除，进而提升系统坚固性并减少故障设施和线路的破坏程度，提升自动重合闸和备用电源或备用设施自动投入的见效。（3）敏捷性设施或线路在指在保护范围内发生故障时，保护装置对故障状况的反响能力。拥有正确动作能力的裕度，一般以敏捷度来描绘。（4）靠谱性指在给定条件下的