供配电设计范文

绪论1.1工厂供电的意义众所周知，电力是一个重要的现代工业生产能量和动力[1]。电力是容易转换成其他形式的能量转化为电能，并易于转换为其他形式的能量供应，电力传输和分配，简单经济，易于控制，生产过程的自动调节和测量。在石油化工厂中，虽然电是主要的能源和电力行业，但其产品的成本份额一般是很小的比例。电能在工业生产中的重要性，不因它在投资总额中所占的份额多少，但在未来电气化工业生产，可大大提高生产效率，提高产品质量，提高劳动生产率，降低劳动强度，改良劳动条件，便于生产过程的自动化。反之，如果电源装置的突然中断，工业生产能够形成严重后果。因此，工厂可靠供电，在工业生产中，具有十分重要的意义。此外，节能是工厂供电的一个重要方面，而节能减排在支持国家经济建设，为国家经济建设的减排，但也有着明显的作用，具有重要的战略意义[1]。1.2工厂供电的设计原则石油化工厂的供电设计主要应遵循以下原则：（1）遵循“安全可靠，技术先进，合理的投资”的基本建设原则，结合项目以及本次设计的特点，进行优化设计，提高变电站的设计水平；（2）应严格实行国家土地规划，尽量节省每一寸土地；（3）站址与其邻近设施的互相影响必须满足有关规程规范的要求；（4）贯彻国家对能源实行开发和节约并重的方针，推行采纳节能、降耗、节水、环保的先进产品，实现绿色电网建设；（5）应根据发展规划、工作特征和范围，准确处理、结合近期建设与远期规划的联系，适量思考将来扩建的可能性。2负荷计算2.1负荷计算的意义和方法2.1.1负荷计算的意义在变电所的设计中，需要根据工厂全部的用电设备的额定容量，进行电力负荷计算，才能保证正确选择电线电缆，开关，变压器等，确保供配电系统可在平常条件下可靠运行。计算负荷是不计算设备的总容量，而是导线通过一个等效负荷时，其最大温升恰好和通过实际的变动负荷时，产生的最大温升一致，此负荷就叫做计算负荷。计算负荷是工厂供电设计的计算基础。它的正确与否，对电气设备选择的正确性、经济性起着关键作用。假如计算负荷定的太大，采用过大电气设备，从而浪费有色金属和增加投资成本；定的太小，会致使电气设备工作功率增加，并导致过热，使电气设备绝缘老化，甚至烧坏。因此，考虑以上因素，在设计中计算负荷经常要比设备总容量要小些，并根据不同情况，选择正确负荷计算，是实现配电系统正常工作、经济的必要技术措施。2.1.2负荷计算的方法目前，工程设计上依据不同类型的用户和负荷，在实践中常用的负荷计算为：利用系数法、需要系数法、二项式法，后面两种方式普遍在国内的设计院中使用。另外还有尚未普及的单位面积功率法、单位产品耗电法、ABC法和变值系数法等。计算负荷常用需要系数法，电气设备的属性相同的归为一组，在组的设备分类基础上，找到相应需要系数K，然后计算负荷[1]。根据已有的数据（附录一），本次计算负荷采用需要系数法。设计主要涉及的公式：无功功率：QC=K有功功率:PC=KP视在功率:SC=P2C+Q2C计算电流:IC=SCU式中，Ｋq、Ｋp为无功功率、有功功率的同时系数；取该系数值为0.9计算，i=1nQCi为各区域用电设备组的无功功率：i=1nQCi=5400kvar;总电力变压器低压侧电压为：U根据上述公式和变电站供电负荷预测表数据可以计算：QC=KqPC=KPSC=P2C+IC=Scosφ=PCQC2.2功率补偿的影响和方法2.2.1功率因数的影响功率因数是配电系统能否经济运行的一个重要衡量指标。供配电系统使用低功率因素会导致电压损失的增加，增加能量损耗和电气设备的利用率降低。因此要使电力用户功率因数高于规定值时，就要进行补偿，提高功率因数。国家标准GB/T3485-1998《评价企业合理用电技术导则》中规定：“在企业最大负荷时，功率因数不低于0.9，凡功率因素未能达到上述规定，应在负荷侧合理安装集中与就地无功补偿设备”。根据国标要求功率因数小于0.9，而上式（2-9）知cosφ=0.8686<0.92.2.2提高功率因数的方法人工补偿功率因数有以下方法：动态无功功率补偿、并联电容器人工补偿、同步电动机补偿[2]。动态无功功率补偿常用于大容量冲击性负荷的工业生产设备,避免电网电压波动和降低功率因数。并联电容器人工补偿是采用并联电容器的方式来补偿无功功率的，从而改善功率因数，也是目前现代企业和用户广泛使用的一种补偿装置。同步电动机补偿是根据半导体变流技术的发展，选用先进励磁装置，通过改变电动机的励磁电流进行调节。综合上述方法，根据该石油化工厂的负荷情况，适宜选择并联电容器进行补偿的方法。分析选用BWF10.5-100-1W型的并联电容器，其额定电压为10.5kV，额定容量为100kvar。计算公式：tanφtanQC.C=pCｎ=QC.CQN.C=其中，tanφ1是补偿前平均功率因数的正切值；tan根据三相平衡分配，安装15个并联电容器为佳，每相5个，无功补偿后，实际补偿的容量为QC.C=15×100=1500kvar，此时变电所低压侧的S'C1=此时变压器的功率损耗有：∆P'T∆Q'T化工厂变电所高压侧总的计算负荷有：P'C(2)=Q'C(2)=S'C2=化工厂变电所高压侧的功率因数有：cosφ'=符合补偿后功率因数不小于0.9的规定，若不符合可以把设定值0.9取大一些，重新计算直到满足要求为止。3变压器的选择3.1变压器选择原则1.选择变压器的容量应遵循的原则：

（1）变电所配备2台变压器，每个变压器额定容量必须满足以下条件：①单独的运行任意一台变压器时，最好是能满足所有设备的电力容量的60%-70％的需求；

②单独的运行任意一台变压器时，必须满足一、二级负荷的需求;（2）负载的变压器的正常工作期间应该把负荷率适当控制在额定容量的70%-80%，以提高运行速度。

（3）配备有唯一的一个变压器的变电所，变压器额定容量必须满足电气设备的计算负荷的所有需求;2.变电所变压器数的确定原则：（1）变电所如果只安装两台变压器，变压器基础应超过设计水平1-2变压器容量，以适应工厂发展的需要，便于更换变压器容量；（2）对地域性被孤立的一次工业变电所，应考虑三台变压器的安装；（3）在城市周围，如果在低压侧形成了一个环形网络，则变电所适宜安装两台变压器；3.2变压器的确定装设一台或者两台变压器的变电所各有其优缺点：（1）变电所只装设一台变压器且发生故障或检修时，就会出现停止供电的严重情况，当一级负荷遇到此情况，必将造成无法估算的损失。所以一台变压器的供电可靠性较差，但是具有运行损耗小、投资小的优点，长时间工作势必减少运行成本；（2）变电所只装设两变压器故障或维修，另一个可以继续供电。当负荷过大时，两台变压器能互相配合运作。但是投资成本也相对提高，两个变压器同时运行，运行损耗也比较大，势必大大提高运行成本。综上所述，对于大型化工厂，全厂停电是不可取的，因此装设两台变压器的优点尤为突出。本次毕业设计针对某大型石油化工厂进行供电，应该选择装设两台变压器，并且选择节能的变压器，减小投资成本。根据该厂负荷的数据，确定变压器型号和容量当单独一台变压器运行时，满足以下条件：SN=(0.6~0.7)S30已知S30则S并且任意一台变压器都应满足变压器容量ST每台变压器可供用电负荷的70%；查看附录二，选择容量为8000kVA型号为SZ9-8000/35的两个主变压器。该主变压器的各项参数：空载损耗:∆p0=10阻抗电压:空载电流:计算出每台主变压器的功率损耗（n=1）：补偿后：S=∆=10+45×也可用简化经验公式：∆PT∆QT≈0.06S=0.06×5285.405=317.1243kvar4电气主接线的设计4.1电气主接线的设计意义及要求4.1.1电气主接线的设计意义变电所在发电厂和用户之间，起到分配与交换电能的关键作用。为了满足工厂生产生活的要求，变电所按照相关规程规范的要求，把各种电气设备连接起来。这种把变压器、开关和导线电缆等电气配置，用其规定的符号和文字，依据工作顺序排列，清晰地表示出整套的电气装置和各种电气设备的联系关系的单线图，也是表示电能交换和分配，称为电气主接线图[3]。4.1.2电气主接线的设计要求变电站电气主接线设计在化工厂，应满足下列基本要求：安全，必须按照国家相关规程规范的技术要求设计电气主接线，才能够正确的考虑各种安全技术措施，确保人身和设备的安全；可靠，应能满足对该化工厂不同负荷的不中断供电，而且在继电保护装置在系统发生故障时可不拒动，正常工作时可不误动，尽可能的减小停电范围；灵活，能够用最少的操作，适应不同的操作方式和调度要求，可灵活、快速、简单的开关操作，减小停电的影响范围，缩短停电时间。经济，在满足上述要求的前提下，应该从电能损耗小、运行管理费用低、地面积小等几个综合方面考虑，保证主接线简单且需要的设计投资最小。4.2电气主接线的设计原则电气主接线的设计基本原则是基于设计任务书，以国家经济、政治、技术法规和标准为准则，与工程实践相结合，以满足可靠的电力供应，灵活的调度[4]。同时考虑运行、维修方便，节约尽量多的成本，达到设计的可靠、经济、灵活、安全的要求。具体的电气主接线设计原则如下：分析原始勘察数据资料拟定设计主接线方案短路电流的计算电气设备的选择绘制电气主接线图4.3变电所常用接线类型4.3.1单母线分段接线单母线分段接线是一种采用断路器将母线分段的接线方式[5]。其优点：当一段母线故障或检修，能保证非故障部分继续不间断供电。缺点：当任意段隔离开关需要维修或者发生故障时，该段回路都将停电。4.3.2双母线、双母线分段接线双母线接线是一种两组母线通过联络断路器并联工作的接线方式[5]。其优点：可靠性很高。可轮换维修母线及其隔离开关而不停电；母线需要检修或者发生故障能迅速恢复供电；可灵活适应各种操作和配电系统的各种运行方式。缺点：造价很高；容易出现误操作。4.4.3桥式接线内桥式接线断路器桥连在接近电力变压器的进线断路器内侧，称为内桥式接线[5]。其优点：可靠性和灵活性，安全性大大提高。断路器数量较少，四回路只需要三个断路器，降低成本。缺点：运行方式不灵活，维修或故障时,要停掉一路供电和桥断路器,同时把变压器两侧隔离开关拉开,然后再根据需要投入线路断路器。外桥式接线断路器桥连在靠近电源侧的进线断路器的外侧，称为外侨式接线[5]。其优点：与内桥接线相似。缺点：对电源进线的操作不便，线路的切除或者投入比较复杂，需要停止一台变压器工作；桥断路器的维护，需要进行解列运行；检修变压器侧的高压断路器时，则需要停止很长一段时间。4.4主接线的设计方案综合上述方式的利弊，结合本期工程的情况，采用两台主变压器，因此采用双回电源进线，双母线接线进线；供电系统是连续运行的，负荷变化小，主变压器不需要经常切换，因此，采用内桥式主接线的方式。内桥接线，如图4-1所示。图4-1内桥式接线5三相短路电流计算5.1短路电流计算的意义石油化工厂供电系统要求给用电负荷不间断的正常供电，以确保生产和工厂的正常生活。然而，电力系统会因发生故障而遭到破坏。最常见的故障是短路：指相导体和接地或相导体之间不通过电负载阻抗或阻抗小连接。电力系统发生短路故障后短路电流非常大，直接影响并危及电力系统的安全运行，所以必须消除可能导致短路的所有因素，而且还需要计算短路电流。短路电流计算是检测和选择电气设备的基础和前提，也是导线、电缆选择和二次设备保护的基础。5.2短路的种类和原因（1）三相交流系统的短路种类主要有：两相接地短路、三相短路、两相短路和单相短路。（2）造成短路的原因：绝缘损坏（如设备绝缘老化、过电压、长期工作等）和误操作、鸟兽触碰等。(3)短路的危害：电流骤增，可使导体温度升高，导致绝缘损坏。电压骤减，破坏正常运行的电气设备。电力系统的稳定性遭到破坏，使电气设备不能正常运行，甚至造成系统解列崩溃。产生严重的电磁干扰，使电气设备发生误动作，影响正常运行。5.3短路电流防范措施准确计算短路电流，合理选取和校验设备，设备和线路的额定电压应相符。埋设电缆要做好标记，当有人在周围施工挖掘时，要派工作人进行监督并标识电缆的敷设地点，避免电缆被挖掘损坏，引起短路。及时做好清洁工作，去除灰尘，防止灰尘进入电气设备。加强管理，防止小动物小昆虫进入配电房，爬上电气设备。在变电所装设避雷针，在线路上和变压器周围装设避雷器，减少雷击损害。维护工人应该深刻了解相关规程和各项规章制度，保证准确操作电气设备，确保电力系统的正常运行。当线路维护施工完毕，应立刻拆除接地线。维护人员还要经常巡视检查线路和电气设备，发现存在问题，应迅速解决。5.4短路电流的计算由短路计算画出短路电流计算的供电系统图（如图5-1）图5-1短路电流计算系统图1.最大工作方式（1）根据短路电流计算供电系统图，画出短路电流计算的等效电路图（如图5-2）图5-2最大工作方式短路计算等效电路图（2）X1表示电抗。取基准容量为Sd=100MVA,供电系统出口断路器的断流容量为Soc=1000MVA,基准电压为Ud=Uav,三个电压级别的基准电压为Ud1=37kV,U计算短路电路时每个元件的电抗标幺值：系统SX线路1WL（线路长为10kM）X变压器1T、2T（U%=7.5）X线路2WL（线路长为1kM）X变压器3T（UkX(3)K(3)X基准电流IK(3)(4)K(3)2基准电流IK(3)I(5)K(3)2点三相短路电流流经I2.最小工作方式（1）根据短路电流计算供电系统图，画出短路电流计算的等效电路图（如图5-3）图5-3最小工作方式短路计算等效电路图供电系统出口断路器的断流容量为Soc=100MVA,基准电压为Ud=Uav,三个电压级别的基准电压为Ud1=37kV,Ud2=10.5kV,计算短路电路时各元件的电抗标幺值：系统S：X线路1WL（线路长为10kM）X变压器1T、2T（U%=7.5）X线路2WL（线路长为1kM）X变压器3T（UkX(3)K(3)X基准电流IK(3)(4)K(3)2基准电流IK(3)I(5)K(3)2点三相短路电流流经I短路电流计算结果（表5-1）：图表5-1短路电流计算结果最大工作方式三相短路电流三相短路容量IiISK(3)8.377621.362912.6502152.32MVAK(3)21.776240.068223.736115.09MVA最小工作方式三相短路电流三相短路容量IiISK(3)2.71586.92524.100949.38MVAK(3)21.003838.646922.894114.56MVA6电气设备选择6.1导线电缆的选择导线是电力传输和分配的一个重要组成部分，在电力系统中起着非常重要的作用[6]。其选择是否合理，直接影响工程有色金属的消耗量和投资成本，以及电力系统能否安全运行，因此对导线电缆的选择是变电所设计中的重要内容。它的选择有两个方面的内容：型号选择和截面选择。电线电缆类型应在使用环境和工作方法等因素的选择考虑来决定。电线电缆截面的选择应满足可靠性，安全性和经济性。（1）按允许电压损失选取（2）按允许载流量选取（3）按机械强度选取（4）按经济电流密度选取（5）满足短路稳定的条件在实际设计中，通常根据实践按一个原则选择，再校验其他原则。对35kV高压供电线路，其截面通常按照经济电流密度来选择；按其他的原则校验；10kV及以下低电压电力线，一般按允许载流量选取，按照电压损失和机械强度原理校验。选择电缆导线截面，应满足上述5个原则，选择当中最大截面。本期设计中，主变压器高压侧及高压母线进线采用交联聚乙烯电力电缆，选择按照经济电流密度原则选择电缆截面。已知变压器高压侧线路功率补偿后的计算电流为：I本期电缆采用YJV系列电缆，经济造价类别为II-A，根据国家规定及本期设计为连续运行，可得经济电流密度如（表6-1）：表6-1铜芯电缆经济电流密度T2000300040005000600070008000P=0.2元/kwh2.302.041.811.601.441.301.140.32.681.811.571.371.221.090.990.41.911.641.401.221.040.960.860.51.781.511.281.110.980.870.780.71.581.321.110.950.840.740.671.01.381.140.950.810.710.630.56根据经济电流密度的计算公式有经济截面：已知：则：S选择ZR-YJV-26/35-3×240mm2型交联聚乙烯电力电缆，技术参数如（表6-2表6-2交联聚乙烯电力电缆技术参数项目单位参数额定电压kv35导体截面mm240导体直径mm20.6绝缘厚度mm10.5铝包厚度mm1.6护套厚度mm4.1电缆外径mm105净重Kg/km14427导体电阻（900Ω/km0.0754载流量A445在配电变压器低压侧，按允许载流量选择截面。允许载流量的大小与环境温度有关。I'al=K温度修正系数Kθ；I'al是实际允许载流量；Ial是允许载流量；θal是导线额定负荷的最高温度；θ0是导线允许载流量所采用的环境温度；本期设计电力变压器低压侧计算：温度校正系数：K导线实际允许载流量：

I'因此选用ZR-YJV-8.7/15-3×240mm26.2高低压设备的选择6.2.1高压断路器高压断路器是电力系统中的保护和工作设备最重要的，对电力系统的可靠运行，起着非常关键的作用[6]。1.根据国家设计规范对照参数表，及短路电流计算数据，一次侧安装型号是SN10-35I型少油高压断路器。有关参数和计算数据如（表6-3），经分析，与断路器的要求，根据参数的选择。I表6-3一次侧高压断路器校验选择表序号SN10-35I选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1U35kV≥U35kV合格2I1000A≥I124.83A合格3I16kA≥I8.378kA合格4i45kA≥i21.36kA合格5I1024kA2≥I84.22kA2合格2.二次侧的冲击短路电流为40.068kA，最大的三相短路电流为21.776kA。规定机电保护动作时间1.1S。因此二次侧断路器的额定电流：I根据国家设计规范要求对照参数表及短路电流数据，则二次侧安装型号为SN10-10II/1000A型高压断路器3台，有关参数和计算数据列于（表6-4），可以看出，选择符合要求的断路器的参数。表6-4二次侧高压断路器校验选择表序号SN10-10II/1000A选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1U10kV≥U10kV合格2I1000A≥I439.88A合格3I31.5kA≥I21.776kA合格4i80kA≥i40.068kA合格5I1984.5kA2≥I569.03kA2合格按照各个用电区域负荷容量大小，选择变电所进线断路器。因为各用电区域变电所进线的断路器，可以根据最大负荷选择IIIII根据国家设计规范对照设备参数表，选择2500A×2、1800A×4、630A×2的断路器共8个。6.2.2高压隔离开关高压隔离开关断流能力差，无灭弧装置，所以不可带负荷操作。在高压隔离开关的选择，只需要选择额定电流和电压，校验动稳定性与热稳定性[6]。一次侧隔离开关的额定电流为：I因此，选择型号为JN8-35型隔离开关，有关参数和计算数据列于（表6-5），可以看出，选择符合要求的隔离开关参数。表6-5一次侧高压隔离开关校验选择表序号JN8-35型选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1U35kV≥U35kV合格2I800A≥I124.83A合格3i50kA≥i21.36kA合格4I2000kA2≥I84.22kA2合格2.二次侧的冲击短路电流为40.068kA，最大的三相短路电流为21.776kA。因此二次侧隔离开关的额定电流：I根据国家设计规范要求对照参数表及短路电流数据，二次侧使用GN86-10T/600型隔离开关，其有关参数及计算数据列于（表6-6表6-6二次侧高压隔离开关校验选择表序号GN8选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1U10kV≥U10kV合格2I600A≥I439.88A合格3i52kA≥i40.068kA合格4I2000kA2≥I569.03kA2合格6.2.3高压熔断器选择高压熔断器时，应注意以下几点：（1）线路额定电压需和RN型熔断器的额定电压一致，不得降低电压使用；（2）高压熔断器的选择除了额定电流，还要选择熔体、溶管的额定电流；（3）户外型跌落式高压熔断器校验上、下极限分断能力，必须使被保护线路的两相短路电流不应小于其下限值，而三相短路的冲击电流不应大于其上限值。1.选择保护线路的熔断器线路和熔断器的额定电压相等；熔体额定电流大于或等于线路计算电流；熔体小于或等于熔断器的额定电流；对限流熔断器，开断容量大于或等于熔断器安装点的三相次暂态短路电流的有效值Ioc对非限流熔断器，不小于线路末端两相短路电流开断能力：Ioc.min≤I(2)K；此处采纳RN1-10型熔断器，额定电流、电压为100A、10kV。2.选择保护变压器高压侧的熔断器的熔体额定电流由于变压器空载合闸时的励磁涌流、其低压侧尖峰电流及其正常过负荷能力，熔断器的熔体额定电流应要求：IN.FE≥(1.5-2.0)I1N.T上式，I1N.T是变压器一次侧额定电流；IN.FE3.选择保护电压互感器的熔断器的额定电流因为电压互感器二次侧电流小，因此采取RN2型熔断器。6.2.4电流互感器在选择互感器时，需考虑装设位置和装设方式选择其形式。采用母线型时需注意校核窗口尺寸。电流互感器的选择和检验：(1)电流互感器的选择条件：电流互感器所接线路的额定电流小于其额定电流；电流互感器的选择应和实际装设地点的条件相适应；电流互感器需达到准确度等级的要求.为达到准确度等级要求，电流互感器二次侧负荷不大于二次侧额定负荷，即S(2)电流互感器需按以下方式校验动、热稳定度绝大部分电流互感器给出一次电流的动稳定倍数Kes与单位时间热稳定倍数Kt，则其Kes×其热稳定度可校验为：（K本期设计中，电流互感器安装在10KV侧，线路的计算电流为610.31A，因此采用LMZ-10型电流互感器。6.2.5电压互感器选择电压互感器的条件：电压互感器所接电网的额定电压小于其额定电压；电压互感器的选择应和实际装设地点的装设条件、环境相适应；电压互感器需达到准确度等级的要求；电压互感器做保护时准确度为3P级或6P级，测量用的则采用1.0级或3.0级，计量用的则采用0.5级；为达到准确度等级要求，二次侧额定负荷大于电压互感器二次侧负荷，即SSPC和Q因此，本次采用JDZJ-10型电压互感器6.2.6高压开关柜高压开关柜是一种高压成套配电装置，起到控制和保护发电机、电力变压器及高压线路的作用，也作为大型高压交流电动机的起动与保护之用[6]。高压开关柜分为固定式和移开式两大类型。本期35kV高压开关柜的设计采用箱型固定式室内XGN81-40.5(Z)型“五防”“全工况”柜，10kV高压开关柜采用箱型固定式户内XGN2-12型“五防”“全工况”柜。7继电保护配置7.1继电保护的任务和作用在供配电系统中，除了采取积极措施消除发生故障的种种原因外，当发生故障时，必须迅速可靠的将故障设备从系统中切断，从而确保非故障设备的正常工作，并减小故障影响的范围。继电保护装置是一种能够迅速反映电气元件不正常工作状态，并发出信号或动作跳闸的装置。其在配电系统中的主要作用：预防故障、缩小故障范围，提高运行的可靠性，最大程度地确保对用户可靠连续供电[7]。继电保护的任务是：(1)自动、快速、有选择性地动作跳闸，切断系统中故障设备，无故障部分迅速恢复正常供电；（2）准确反映电气设备的异常运转状况，并依据系统稳定运行条件，带一定时间限制，动作于跳闸、信号、和减负荷。基本要求：（1）选择性：继电保护装置从系统中切断故障部分，保证系统无故障部分仍能正常工作，减小停电的范围。（2）速动性：能迅速切断故障，恢复供电，提高系统的稳定性。（3）灵敏性：保护装置的反映能力。（4）可靠性：发生故障或异常运行状态时，要求应动作则不应拒绝动作；不动作则不应误动作。7.2系统继电保护及安全自动装置本次石油化工厂变电所设计中，继电保护和安全自动装置，按GB/T14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》进行设计。采用微机型继电保护和自动装置，即配电系统微机保护。1.对相关设备的技术要求1）PT二次电压本站35kV及10kV电压互感器二次回路输出电压均要求为100V。2）CT二次电流本站电流互感器二次回路额定输出电流要求为1A。3）直流系统全站设一套直流系统，采用200Ah双充双电配置。用于变电所一、二次设备和自动化控制系统，采用110V和48V直流系统电压。2.远动系统变电远动系统方案采用在站内计算机监控系统上配置双远动设备方案，即远动设备挂在站内监控系统局域网上，采用高速数据网络口连接；用户所需的远动信息，远程通信设备直接传送，发布调度控制命令的远程控制，通信装置接收执行。为了确保调度自动化系统的实施，实现变电站的远程监控调度，变电站自动化设备应具有远程通信，遥测，遥控，遥调功能，具体的功能如下：具有一发两收功能；具有采集、转换、处理和传输模拟量、数字量的功能；具有事件顺序记录功能；具有遥信变位、遥测越死区的判断功能；具有命令的接收及校核执行功能；具有自恢复功能；具有工作状态显示功能；具有支持自诊断功能；具有与电能量计量计费装置接口功能；具有接入调度数据网的功能。远动信息的内容遥测量：变压器：各侧电流、有功功率和无功功率、线圈温度和油温；线路：电流、电压、有功功率、无功功率；母线：电压、频率；分段：电流；静态补偿装置:电流、电压、无功功率；直流系统：蓄电池正反向电流、蓄电池电压、充电装置进线电流和电压、直流母线电压、直流系统正对地电压、直流系统负对地电压。遥信量：主变压器中性点接地刀闸位置（双位）；主变压器有载调压开关位置；主、后备保护动作信号；重合闸动作信号；变电所事故总信号；断路器就地/远方转换开关位置；本体设备异常信号；自动装置异常信号；直流系统异常信号；消防报警装置故障信号。遥控量：断路器分合；隔离开关、变压器中性点接地刀闸分合；信号总复归；主变压器有载调压分接开关。8防雷与接地装置设计8.1防雷设备和措施防雷设备：防雷设备主要是避雷器和接闪器。其中避雷器的用途主要是限制沿导线侵入的雷电过电压，或有故障、误操作等引起的内部过电压[8]。以免损坏被保护设备的绝缘。接闪器主要有避雷针、避雷线、避雷带和避雷网，分别用金属杆、金属线、金属带和金属网对露天变电设备和建筑物防雷。利用其高于保护物的地位，吸引雷电击于自身，然后雷电流安全入地，从而保护下线路、设备、建筑物防雷。防雷措施：1.架空线防雷措施（一）架设避雷线。这种方式成本高，且最有效，在66kV及以上线路才全线架设，本次设计仅在35KV进出变电所部分装设，在10kV及以下线路不装设。（二）增强线路本身的绝缘水平。在线路上，使用瓷横担取代铁横担，改用更高绝缘水平的瓷瓶，以增强架空线防雷水平，这也是10kV 及以下线路最基本防雷方式。（三）三角形排列的顶线为避雷线。由于3~10kV架空线的中线点通常没有接地，因此可利用三角形顶线做引线，承受雷击，通过引下线导入大地，从而保护了架空线，一般不会使线路断路器跳闸。（四）以自动重合闸装置。雷击线路发生短路，断路器跳闸灭弧，通过自动重合闸装置自动合上，电弧一般不会重新点燃，恢复供电，减少对用户的影响。（五）加强对绝缘薄弱处的保护。在线路上有写特别高的电杆处，是比较容易遭受雷击发生短路，需架设管型避雷器加以保护。2.变电所的防雷保护（一）防直击雷。主要是在户外配电装置应设置避雷针以防护直击雷。但此次为室内型变电所，则不考虑。（二）进线防雷保护只有35kV线路进线在1~2km段设置避雷线，不需要设置所有。为了防止避雷线保护范围外的线路遭到雷击侵入变电所的过电压，需在避雷线两端点的线路上架设管型避雷器。(三)配电装置防雷保护为防止雷电冲击波对所内绝缘水平较弱的重要电压器造成危害，需在变电所的母线上装设避雷器，且尽可能接近变压器，距离其不应大于5米。8.2接地1.主变压器接地方案本次变电所的公共接地装置的接地电阻应达到以下条件：RR(1)接地电流IEIUN为额定电压，架空线电接触长度L1，L2为电接触的电缆长度。

R因此，此变电所总的高压侧总的接地电阻RE≤4ΩR(3)接地装置的初步方案变电所建筑四周的接地网，成环路式接地，打入一圈半径为25mm，长度为2.5mm，管间距7.5mm的接地体、用40×4mm2（4）计算单根钢管接地电阻查表得，黄土电阻率为ρ=200Ω/m一根钢管的接地电阻为R（5）确定接地钢管数及最后接地方案RERE1=80n=考虑接地体的均匀对称布置，因此使用5根，以水平、辅以垂直接地和边缘闭合的复合人工接地装置。同时可采用水平网施放降阻剂，达到最终小于4Ω的要求。2.10kV线路采用不接地系统。9变电所所址的选择原则和设计9.1变电站的选择原则变电所的设计需考虑项目5到10年的发展规划，正确处理短期和长期的发展关系，适量分析扩建的可能性；化工厂变电站的设计，从整体上考虑，根据负荷性质，用电容量、要求，项目特点，合理设计[9]。变电所电气总平面布局应合理紧靠，根据《35—120kV变电站设计规范》第2.0.1条，确定变电所所址，需考虑以下要求确定：靠近负荷中心。节约利用土地，不使用或少使用耕地、经济效益高的土地。交通便利，远离污染源和低洼积水地域。具有适应周围地形地貌、地址和周围设施的条件。必须避开易燃易爆等危险场所。9.2电气总平面配电装置楼采用主体为两层的综合楼建筑形式，一层为主变室、35KV配电室、检修间、休息间，二层为10kV配电室、主控室，蓄电池及通信屏均置于主控室内。主变压器户内布置，采用电缆进线。35kV采取室内配电装配形式，35kV开关柜采取单列布局，电缆出线到围墙外。10kV采取室内配电装配形式，10kV开关柜采取单列布局，电缆出线到围墙外。电容器组采用户内框架式柜内布置，布置在10kV配电室。35kV中性点小电阻布置于35KV配电室，10kV站用变布置在10kV配电室。检修间布置于综合楼内，事故油池布置于综合楼外。电器总平面图见（附录三）。10环境保护及节能抗灾分析10.1工程污染分析和防护措施造成污染的施工过程，主要分布在土方外过程中运散落，针对以上污染，可采取运土车辆加盖遮布，减少交通污染。另外还需解决施工中的污水处理和机械噪声。环境影响分析和处理措施1.本站不产生废气、废液、废物，故不必进行三废处理，本工程的环保目标是处理好对周围植被、水域不污染，对居民生产、生活不造成大的影响。为此，采取的保护措施有：（1）本工程污水主要为含油污水和生活污水，对油污水采用事故油池，经油水分离后油污留池内，分离后的水，留站内利用。由于变电所为无人值班站，仅有少量工作人员，净化污水经化粪池处理，达到国家标准后留站使用。（2）环境噪声影响分析：本站投运后，对环境噪声影响较小，在主要设备订货时，要求低噪声设备。2.变电所电磁屏蔽措施：沿整栋建筑的外表面和地面，采用Ф1.5间距10mm×10mm钢丝网、并垫压Ф6钢筋框，然后做面层，把整栋建筑物做成屏蔽体[10]。3.线路周边环境影响分析和评估线路施工期间对周边环境的影响主要为开挖、土地的使用等可能会导致植被破坏、水土流失。10.2项目节能抗灾分析1、项目节能分析本工程采用先进、环保的设备，采取多种节能降耗措施，合理科学利用，达到节能、降耗、节水、环保、高效目的。符合国家产业政策，符合节能评估要求。（1）送电线路节能设计分析采用高电率的铜芯交联聚乙烯电力电缆，其绝缘性能高、比重小、耗损低、耐水和耐化学性能好，而且结构简单、安装维护方便、输电耗损小、最高允许工作温度高，能够满足本工程的电气、机械性能要求，经济合理。（2）变电站节能设计分析建筑物及房间的朝向设置合理。墙体采用蒸压灰砂砖、门窗采用塑料钢门窗、屋面采用铺贴卷材防水加混凝土接水板隔热等节能措施；变电站用地应结合站址周围环境，合理设计布置，缩小用地面积，保护宝贵的土地资源；照明灯具采用声控或延时的自动控制方式；变压器采用低损耗、节能型产品。2、抗灾减灾分析送电线路：采用电缆穿铸铁管形式进行保护，并采用预开沟或铺设后冲埋开沟的方式进行挖沟，挖沟深2.5m,开沟后人工回填。土建：本工程地质构造稳定，本站位置属于地震烈度6度，抗震设计按7度设计；该区最大风速34.5m/s，抗风按35m/s设计；且本站不受洪涝威胁。变电站抗震、防风：主变压器固定在底座上，取消车轮和轨道；主要设备按7度抗震能力采购；设备的安装螺栓选用高强度螺栓；站内的主要设备之间（如主变压器、35KV设备、10KV设备等）以及主要设备与其他设备及设施间的距离应适宜；二次设备屏位采用螺栓或焊接的固定方式。11总结与展望通过本次石油化工厂35KV变电所一次部分设计，将所学过的电力方面知识，全面的回顾和补充，从而对工厂供配电系统有了全新的理解。首先，通过化工厂用电负荷的性质和要求，进行负荷计算，依据计算结果，进行功率补偿设计，在主变压器选择时，依据公式细心计算，选择合理的台数、容量、型式等，主接线的确定依据变电所的运行条件、负荷性质、项目特点等，确保主接线的安全、可靠、灵活和经济性，通过短路电流计算后，正确合理选择、校验电气设备，最后，针对变电所的安全运行，对所内建筑、线路和电气设备防雷抗灾，进行防护设计等。通过这次毕业设计，使我对变电所有了进一步的认识和理解，尽管我试图做到最完善的设计，但是限于自身知识水平和实际设计经验，必定存在一些未考虑的问题，望读者指正。参考文献[1]唐志平.供配电技术（第2版）[M].电子工业出版社，2008.6．[2]刘涤尘.电气工程基础[M].武汉理工大学出版社，2002.1．[3]孙成普.变电所及电力网设计与应用(第2版)[M].中国电力出版社,2008.[4]刘国亭.电力工程CAD[M].中国水利水电出版社，2006．[5]杜文学.电力工程[M].中国电力出版社，2006．[6]卓乐友.电力工程电气设计手册[M].中国电力出版社，1991．[7]杨正理,黄其新，王土政.电力系统继电保护原理及应用[M].机械工业出版社，2010.6．[8]黄绍平．工厂供电系统的内部过电压及防护措施[J]．电气应用，1990，3：002．[9]李桂中.现代电力工程师技术手册[M].天津大学出版社，1994.12，20-400.[10]BoseBK.PowerElectronicsandAC[M].Prives.Prentice-Hall.1986,(7)附录一负荷预测表名称设备容量（kW）电压数量（台）需要系数功率因数计算负荷kV运行备用有功功率kW无功功率kvar现在功率kVA一、工艺部分1重油罐区=1\*GB2⑴重油调和泵5601040.830.8522401388.82635.6=2\*GB2⑵抽底油泵750.410.820.857546.288.1=3\*GB2⑶污油回收泵100.410.810.8210712.2=4\*GB2⑷侧壁式搅拌器450.4180.860.83810544.3975.9=5\*GB2⑸泵棚及罐区照明300.410.83022.5502重柴油罐区=1\*GB2⑴重柴油调和（装船）泵1600.410.90.916077.44177.8=2\*GB2⑵重柴油调和（装船）泵900.420.90.918087.12200=3\*GB2⑶重柴油船舶加油泵450.410.850.854527.952.9=4\*GB2⑷重柴油船舶加油泵220.410.850.852213.6425.9=5\*GB2⑸污油回收泵1.10.410.810.821.10.771.2=6\*GB2⑹泵棚及罐区照明200.410.8201533.43燃料油罐区一=1\*GB2⑴燃料油装船泵5601050.90.928001355.23110.7=2\*GB2⑵燃料油装船泵1850.420.90.9370179.1411.1=3\*GB2⑶燃料油装船泵1100.420.90.9220106.5244.4=4\*GB2⑷抽底油泵750.410.820.857546.588.2=5\*GB2⑸污油回收泵100.410.810.82106.9812.2=6\*GB2⑹泵棚及罐区照明300.410.83022.5504燃料油罐区二=1\*GB2⑴燃料油装船泵560105=2\*GB2⑵燃料油装船泵1850.42=3\*GB2⑶燃料油装船泵1100.42