10kv变电站毕业设计

10kv变电站毕业设计毕业设计（论文）任务书

一、题目：10kv变电所设计

指导思想和目的：

1、敏捷运用本专业所学的基础和专业学问。

2、培育同学的专业技术学问和技能，能运用所学理论学问和技能解决生产第一线的运行、维护、检修及技术管理等实际工作，具有分析解决一般技术和业务问题的力量。

3、对同学进行一次高级人才基本技能的综合训练，培育同学分析和解决本专业技术实际问题的力量，包括技术经济政策的理解力量；查阅和综合分析各种文献资料、把握使用工程技术规范和手册、图表等技术资料的力量；计算机应用力量；绘图和设计说明书（论文）的撰写等方面的力量。

4、培育同学树立严厉 仔细的工作作风，实事求是、严谨论证的科学态度，团结勤奋、协同作战的优良作风和应有的职业道德。

二．设计任务或主要技术指标：

1.设计任务

要求依据用电负荷实际状况，并适当考虑进展。根据平安牢靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与形式，确定变电所主变压器的参数、容量与类型。选择变电所主接线方案及凹凸压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电爱护装置、确定防雷和接地装置，最终按要求写出设计说明书，绘制设计图纸。

二、设计进度与要求：

第1周：收集10kv降压变电所资料。

第2周：了解把握10kv降压变电站的基本组成。

第3周：依据设计背景计算变电所负荷。

第4周：短路电流计算。

第5周：电气主接线选择与校验。

第6周：继电爱护预防雷爱护的设计。

弟7周：制作10kv降压变电站设计报告。

弟8周：答辩

三、主要参考书及参考资料：

刘介才编著.《工厂供电》，第4版，机械工业出版社，2024

雷振山编著．《中小型变电所有用设计手册》，第1版，中国水利水电出版社，2000。

雷振山编著．《有用供配电技术手册》，第1版，中国水利水电出版社，2024。

王子午编著．《常用供配电设备选型手册》，第一版，煤炭工业出版社，1998。

徐泽植编著．《10kV及以下供配电设计与安装》，第一版，煤炭工业出版社，2024。

教研室主任（签名）：系（部）主任（签名）：2024年2月21日

变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备和线路按肯定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、安排、输送与爱护等功能，然后将电能平安、牢靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。变电所供配电设计需要考虑许多方面，分析变电所担负的任务及用户负荷等状况.利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电所的主接线方式，再进行短路电流计算，选择导线，选择变电所凹凸压电气一次设备等。本变电所的设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）主接线方案的选择（5）继电爱护的选择与整定（6）防雷设计。

1变电站设计背景(1)

1.1工厂变配电所的设计(1)

1.1.1电力用户供电系统的分类(1)

1.1.2工厂变配电所的设计原则(1)

1.2原始资料(1)

1.2.1课题来源(1)

1.2.2设计背景(1)

2变电所负荷计算和无功补偿的计算(3)

2.1计算负荷的方法及负荷计算法的确定(3)

2.2需要系数法的基本学问(3)

2.3变电所的负荷计算(4)

2.3.1负荷统计(4)

2.3.2负荷计算(5)

2.4无功补偿的目的和方案(8)

2.5无功补偿的计算及电容器的选择(8)

3变电所变压器台数和容量的选择(11)

3.1变压器的选择原则(11)

3.2变压器类型的选择(11)

3.3变压器台数的选择(11)

3.4变压器容量的选择(11)

4电气主接线方案的设计(13)

4.1主接线的基本要求(13)

4.2主接线的基本形式与分析(13)

4.3变电所主接线方案的选择(15)

5短路电流的计算(17)

5.1产生短路电流的缘由、危害及计算方法(17)

5.2高压电网三相短路计算(17)

6变电所高压进线、一次设备和低压线路的选择与效验(21)

6.1高压侧的负荷计算(21)

6.1.1变压器的功率损耗计算(21)

6.1.2高压侧的负荷计算(21)

6.2变电所高压进线的选择与校验(21)

6.2.1架空线的选择(22)

6.2.2电缆进线的选择(22)

6.3高压一次设备的选择(22)

6.3.1高压断路器的选择与效验(22)

6.3.2高压隔离开关的选择与效验(24)

6.3.3高压熔断器的选择与效验(25)

6.3.4电流互感器的选择与效验(26)

6.3.5电压互感器的选择(27)

6.3.6接地开关的选择与效验(27)

6.3.7高压侧母线的效验(27)

6.3.8绝缘子的效验(28)

6.4变电所低压一次设备的选择(28)

6.5低压线路导线的选择(30)

7变电所二次回路方案选择及继电爱护的整定(34)

7.1二次回路的定义和分类(34)

7.2二次回路操作电源的选择(34)

7.3二次回路的接线要求(34)

7.4高压断路器的掌握和信号回路(35)

7.5变电所的电能计量回路(35)

7.6变电所的测量和绝缘监测回路(35)

7.7继电爱护的整定(35)

8变电所防雷与接地装置的确定(38)

8.1确定共用人工接地装置(38)

8.2防雷爱护的选择(39)

总结(40)

致谢(41)

1变电站设计背景

1.1工厂变配电所的设计

1.1.1电力用户供电系统的分类

电力用户供配电系统由外部电源进线、用户变配电所、凹凸压配电线路和用电设备组成。按供电容量的不同，电力用户可分为大型（10000kV·A以上）、中型（1000-10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下）》。

1.大型电力用户供电系统

大型电力用户的用户供电系统，采纳的外部电源进线供电电压等级为35kV及以上，一般需要经用户总降压变电所和车间变电所两级变压。总降压变电所将进线电压降为6-10kV的内部高压配电电压，然后经高压配电线路引至各个车间变电所，车间变电所再将电压变为220/380V的低电压供用电设备使用。

某些厂区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采纳所谓“高压深化负荷中心”的供电方式，即35kV的进线电压直接一次降为220/380V的低压配电电压。

2.中型电力用户

一般采纳10kV的外部电源进线供电电压，经高压配电所和10kV用户内部高压配电线路馈电给各车间变电所，车间变电所再将电压变换成220/380V的低电压供用电设备使用。

3.小型电力用户供电系统

对于小型电力用户供电系统，由于所需容量较小，通常只设有一个相当于车间变电所的降压变电所，将6-10KV电压降为低压用电设备所需电压。

1.1.2工厂变配电所的设计原则

1.必需遵守国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针政策，包括节省能源、节省有色金属等技术经济政策。

2.应做到保障人身和设备平安、供电牢靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采纳效率高、能耗低、性能较先进的电气产品。

3.应依据工程特点、规模和进展规划，正确处理近期建设与远期进展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。

4.必需从全局动身，统筹兼顾，根据负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。

1.2原始资料

1.2.1课题来源

本课题是某机械化安装公司的变电所新建项目。

1.2.2设计背景

本公司现要新建一个10/0.4kV的变配电所，向公司生产区、办公楼、职工住宅区及其生活水泵组供电。

原先变电所只能满意两个车间、办公楼和生活区的用电负荷。随着近年来，随着企业内部的调整，下属子公司之间的相互合并等缘由，公司扩充了规模，兼并了原来其他单位的一些用电设备，因此，原先的变电所已经不能满意需要，要在原址旁边新建一座10/0.4kV变配电所，以满意单位改革后用电负荷的要求。

鉴于公司用电的特别性，新建变电所的电源取自3km某公司一专用35kV变电站和3km外市供电公司另一相同容量的35kV变电站。

新变电所建成后，能满意现有的生产、生活用电，有效地提高负荷转移力量，进一步提高供电牢靠性。

对某机械化安装公司全厂用电设备的统计如表2.1

表2.1用电负荷统计

2变电所负荷计算和无功补偿的计算

2.1计算负荷的方法及负荷计算法的确定

由于用电设备组并不肯定同时运行，即使同时运行，也并不肯定都能达到额定容量。另外，各用电设备的工作制也不一样，有连续、短时、断续周期之分。在设计时，假如简洁地把各用电设备的额定容量加起来，作为选择导线截面和电气设备容量的依据，选择过大会使设备欠载，造成投资和有色金属的铺张；选择过小则会使设备过载运行，消失过热，导致绝缘老化甚至损坏，影响导线或电气设备的平安运行，严峻时会造成火灾事故。为避开这种状况的发生，设计时，应用计算负荷选择导线和电气设备。

计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在供电设计中，通常采纳半小时的最大平均值作为按发热条件选择电气设备和导体的依据。

用半小时最大负荷30

P来表示其有功计算负荷，而无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流则分别表示为

30

Q、

30

S和

30

I。

我国目前普遍采纳的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。由于需要系数法的优点是简便，适用于全产和车间变电所负荷的计算，因此本设计变电所的负荷的计算采纳需要系数法。

2.2需要系数法的基本学问

(1).需要系数

d

K

需要系数是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值，即

dK=maxP/

eP=30P/eP式(2.1)用电设备组的设备容量eP

，是指用电设备组全部设备（不含备用设备）的额定容

量

N

K之和，即eP=

∑N

P。而设备的额定容量，是设备在额定条件下的最大输出功率。

但是用电设备组的设备实际上不肯定都同时运行，运行的设备也不肯定都满负荷，同时设备本身和配电线路都有功率损耗，因此用电设备组的需要系数为

d

K=

K∑L

K/

eWLηη式(2.2)

式中

K∑

代表设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设

备容量之比;

L

K代表设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量

之比；

eη代表设备组的平均效率；

WLη代表配电线路的平均效率，

即配电线路在最大负荷时的末端功率与首段功率之

比。

(2).计算用电设备组的计算负荷在求出有功计算负荷

30

P后，可按下列各公式分别求出其余的计算负荷：

30

Q=30P?tan

30S=30P?cos式(2.3)

30

I

=

30

S/NU

）

式中?cos代表用电设备组的平均功率因数，?tan代表对应于用电设备组?cos的正

切值。

(3).计算多组用电设备的计算负荷

在车间变电所低压母线上或配电干线上，常有多种用电设备，应考虑各种用电设备的最大负荷不同时消失的因数，因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应引入有功计算负荷和无功计算负荷的同时系数

P

K∑和

Q

K∑。对有N组用电设备的计算负荷如下：

30P=

pK∑30()

1

N

iiP

=∑

30Q=Q

K

∑30()

1

N

iiQ

=∑式(2.4)

30

S30

I

=

30

S/N

）同时系数

P

K∑和

Q

K∑的取值为：

对车间干线:

P

K∑取0.85-0.95，Q

K∑取0.90-0.97

对低压母线:

由用电设备组计算负荷直接相加计算，P

K∑取0.80-0.90，

Q

K∑取0.85-0.95

由车间干线计算负荷直接相加计算，

P

K∑取0.90-0.95，

Q

K∑取0.93-0.97

2.3变电所的负荷计算

2.3.1负荷统计

对某机械化安装公司全厂用电设备的统计如表2.1

表2.1用电负荷统计

2.3.2负荷计算

按需要系数法计算各组负荷由式子(2.1)和式子(2.3)可知：有功功率30P=dKe

P式(2.5)

无功功率30Q=

30P?tan(2.6)

视在功率

30

S(2.7)

上述三个公式中：eP：每组设备容量之和，单位为kW；dK

：需要系数；?cos:用电设备组的平均功率因数；?tan：对应于用电设备组?cos的正切值。

⒈小批量生产的金属冷加工机床电动机：查附录A，d

K=0.16-0.2（取0.2）?cos=0.5?tan=1.73

有功负荷30(1)

P=

d

K(1)

eP=0.2*433.45=86.69（kW）

无功负荷30(1)Q=30(1)P?

tan=86.69*1.73=149.97（kvar）

视在功率

30(1)

S（kV·A）

⒉电焊机组的计算负荷：查附录A，d

K=0.35?cos=0.35?tan=2.68

有功负荷

30(2)P=dK(2)eP=0.35*129.35=45.27(kW)

无功负荷30(2)Q=30(2)P?

tan=45.27*2.68=121.33(kvar)

视在功率

30(2)

SA)

⒊起重机的计算负荷：查附录A，d

K=0.1-0.15（取0.15）?cos=0.5?tan=1.73

有功负荷30(3)P=dK(3)eP=0.15*113.2=16.98(kW)无功负荷30(3)Q=30(3)P?tan=16.98*1.73=29.38(kvar)

视在功率

30(3)

SA)

⒋住宅区水泵组：查附录A，d

K=0.8?cos=0.8?tan=0.75

有功负荷30(4)P=dK(4)eP4=0.8*176=140.8(kW)无功负荷30(4)Q=30(4)P?tan=0.75*140.8=105.6(kvar)

视在功率

30(4)

S.A)

⒌办公楼：查附录A，d

K=0.8?cos=1?tan=0

有功负荷30(5)P=dK(5)eP=0.8*30=24(kW)无功负荷30(5)Q=30(5)P?tan=0(kvar)

视在功率

30(5)

SA)

⒍住宅区：查附录A，d

K=0.45?cos=1?tan=0

有功负荷30(6)P=dK(6)eP=0.45*768=345.6(kW)

无功负荷30(6)Q=30(6)P?tan=0(kvar)

视在功率

30(6)

SA)

⒎厂区照明：查附录A，d

K=1?cos=1?tan=0

有功负荷30(7)P=dK(7)eP=1*29=29(kW)无功负荷30(7)Q=30(7)P?tan=0(kvar)

视在功率

30(7)

SA)

因此对于干线的总负荷的计算：（取p

K∑=0.95，

Q

K∑=0.97）

1.有功功率30P=

pK∑30()

1

N

iiP

=∑=0.95*688.34=653.92(KW)

2.无功功率30Q=QK

∑

30()

1

N

iiQ

=∑=0.97*406.28=394.09(kvar)

3.视在功率

30

S

A)

对于低压母线的总负荷的计算：（取p

K∑=0.90，

Q

K∑=0.95）

1.有功功率30P=

pK∑30()

1

N

iiP

=∑=0.90*688.34=619.506(KW)

2.无功功率30Q=Q

K

∑30()

1

N

iiQ

=∑=0.95*406.28=385.966(kvar)

3.视在功率30

S

A)

由上面计算得出如下表2.2所示

表2.2计算负荷表

由于用户的大量负荷如感应电动机、电焊机、气体放电灯等，都是感性负荷，使得功率因数偏低，因此需要采纳无功补偿措施来提高功率因数。电力系统要求用户的功率因数不低于0.9，根据实际状况本次设计要求功率因数为0.92以上，因此必需实行措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的方法是装设无功自动补偿并联电容器装置。依据现场的实际状况，拟定采纳低压集中补偿方式进行无功补偿。

2.5无功补偿的计算及电容器的选择

我国《供电营业规章》规定：容量在100kV·A及以上高压供电用户，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，如达不到上述要求，则必需进行无功功率补偿。

一般状况下，由于用户的大量如：感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等都是感性负荷，使得功率因数偏低，达不到上述要求，因此需要采纳无功补偿措施来提高

功率因数。当功率因数提高时，在有功功率不变的状况下，无功功率和视在功率分别减小，从而使负荷电流相应减小。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低，并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆，削减投资和节省有色金属。因此，提高功率因数对整个供电系统大有好处。

要使功率因数提高，通常需装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量

.NC

Q应

为：.NCQ='

3030QQ-=30P（?tan-'tan?）式(2-8)

按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量，当负荷减小时，补偿容量也应相应减小，以免造成过补偿。因此，无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿掌握器，针对预先设定的功率因数目标值，依据负荷的变化相应投切电容器组数，使瞬时功率因数满意要求。

提高功率因数的补偿装置有稳态无功功率补偿设备和动态无功功率补偿设备。前者主要有同步补偿机和并联电容器。动态无功功率补偿设备用于急剧变动的冲击负荷。

低压无功自动补偿装置通常与低压配电屏配套制造安装，依据负荷变化相应循环投切的电容器组数一般有4、6、8、10、12组等。用上式确定了总的补偿容量后，就可依据选定的单相并联电容器容量

N.C

q来确定电容器组数：

C.NC

.NqQn=

式(2.9)

在用户供电系统中，无功补偿装置位置一般有三种安装方式：(1)高压集中补偿:

补偿效果不如后两种补偿方式，但初投资较少，便于集中运行维护，而且能对企业高压侧的无功功率进行有效补偿，以满意企业总功率因数的要求，所以在一些大中型企业中应用。

(2)低压集中补偿：

补偿效果较高压集中补偿方式好，特殊是它能削减变压器的视在功率，从而可使主变压器的容量选的较小，因而在实际工程中应用相当普遍。

(3)低压分散补偿：

补偿效果最好，应优先采纳。但这种补偿方式总的投资较大，且电容器组在被补偿的设备停止运用时，它也将一并被切除，因此其利用率较低。

由上面的分析并综合考虑本次设计采纳低压集中补偿方式。

303030

PQS取自低压母线侧的计算负荷，?cos提高至0.92

?cos=3030/PS=9.729506

.619=0.8530(N.CQPtantan')

??=-=619.506*=120（kvar）

选择BSMJ0.4-20-3型自愈式并联电容器，

N.C

q=20kvar

由式子(2-9)可知

电容器组数:

C.NC

.NqQn=

式(2.10)

120kvar/20kvar=6，所以电容器组数选择6组。补偿后的视在功率计算负荷：

'30S===674.19kV·A

?cos='

30

30

SP=61996667419./.=0.92

补偿后的计算电流：

''30

I

=

=674191732038./(..)?=1024.33A

3变电所变压器台数和容量的选择

3.1变压器的选择原则

电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、安排和使用，对变电所主接线的形式及其牢靠性与经济性有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是对接下来主接线设计的一个主要前题。

选择时必需遵照有关国家规范标准，因地制宜，结合实际状况，合理选择，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品，并优先选用技术先进的产品。

3.2变压器类型的选择

电力变压器类型的选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组形式、绝缘及冷却方式、联结组别等。

变压器按相数分，有单相和三相两种。用户变电所一般采纳三相变压器。

变压器按调压方式分，有无载调压和有载调压两种。10kV配电变压器一般采纳无载调压方式。

变压器按绕组形式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器等。用户供电系统大多采纳双绕组变压器。

变压器按绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。

10kV配电变压器有Yyn0和Dyn11两种常见联结组。由于Dyn11联结组变压器具有低压侧单相接地短路电流大，具有利于故障切除、承受单相不平衡负荷的负载力量强和高压侧三角形接线有利于抑制零序谐波电流注入电网等优点，从而在TN及TT系统接地形式的低压电网中得到越来越广泛的应用。

由上面分析得出选择变压器的类型为：油浸式、无载调压、双绕组、Dyn11联结组。

3.3变压器台数的选择

变压器的台数一般依据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。《10kV及以下变电所设计规范GB50053－94》中规定，当符合以下条件之一时，宜装设两台及两台以上的变压器：

⑴有大量一级或二级负荷；

⑵季节性负荷变化较大；

⑶集中负荷容量较大。

结合本厂的状况，考虑到二级重要负荷的供电平安牢靠，故选择两台主变压器。3.4变压器容量的选择

S首先应保证在计算负荷S30下变压器能长期牢靠运行。

变压器的容量N.T

对有两台变压器的变电所，通常采纳等容量的变压器，每台容量应同时满意以下两个条件：

满意总计算负荷70%的需要，即

N.T

S≈0.730S；式（3.1）

满意全部一、二级负荷

30()

SI+II的需要，即

N.T

S≥

30()

SI+II式（3.2）

条件①是考虑到两台变压器运行时，每台变压器各承受总计算负荷的50%，负载率约为0.7，此时变压器效率较高。而在事故状况下，一台变压器承受总计算负荷时，只过载40%，可连续运行一段时间。在此时间内，完全有可能调整生产，可切除三级负荷。条件②是考虑在事故状况下，一台变压器仍能保证一、二级负荷的供电。

依据无功补偿后的计算负荷：

30

S=674.19kV·A，代入数据可得：

N.T

S≥

0.7*674.19=471.933kVA，同时又考虑到将来5-10年得负荷进展，初步取N.T

S=500kV.A。

考虑到平安性和牢靠性的问题，确定变压器为S9系列油浸式变压器。型号：S9-500/10，

其主要技术指标见表3.1

表3.1主变压器的技术指标

4电气主接线方案的设计

4.1主接线的基本要求

主接线是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按肯定次序连接的接受和安排电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。概括地说，对一次接线的基本要求包括平安、牢靠、敏捷和经济四个方面。

（1）平安性

平安包括设备平安及人身平安。一次接线应符合国家标准有关技术规范的要求，正确选择电气设备及其监视、爱护系统，考虑各种平安技术措施。

（2）牢靠性

不仅和一次接线的形式有关，还和电气设备的技术性能、运行管理的自动化程度因素有关。

（3）敏捷性

用最少的切换来适应各种不同的运行方式，适应负荷进展。

（4）经济性

在满意上述技术要求的前提下，主接线方案应力求接线简化、投资省、占地少、运行费用低。采纳的设备少，且应选用技术先进、经济适用的节能产品。

总之，变电所通过合理的接线、紧凑的布置、简化所内附属设备，从而达到削减变电所占地面积，优化变电所设计，节省材料，削减人力物力的投入，并能牢靠平安的运行，避开不必要的定期检修，达到降低投资的目的。

4.2主接线的基本形式与分析

主接线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。

（1）单母线接线

这种接线的优点是接线简洁清楚、设备少、操作便利、便于扩建和采纳成套配电装置；缺点：不够敏捷牢靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障检修，均需要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段的供电。

适用范围：适应于容量较小、对供电牢靠性要求不高的场合，出线回路少的小型变配电所，一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。如图4.1所示

图4.1单母线不分段主接线

（2）．单母线分段主接线

当出线回路数增多且有两路电源进线时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线。母线分段后，可提高供电的牢靠性和敏捷性。在正常工作时，分段断路器可接通也可断开运行。两路电源进线一用一备时，分段断路器接同运行，此时，任一段母线消失故障，分段断路器与故障段进线断路器都会在继电爱护装置作用下自动断开，将故障段母线切除后，非故障段母线便可连续工作，而当两路电源同时工作互为备用时，分段断路器则断开运行，此时若任一电源消失故障，电源进线断路器自动断开，分段断路器可自动投入，保证给全部出线或重要负荷连续供电。如图4.2所示

图4.2单母线分段主接线

单母线分段接线保留了单母线接线的优点，又在肯定程度上克服了它的缺点，如缩小了母线故障的影响范围、分别从两段母线上引出两路出线可保证对一级负荷的供电等。

4.3变电所主接线方案的选择

方案I：凹凸压侧均采纳单母线分段。

优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电：当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常断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检修时该母线各消失须停电。

方案II：单母线分段带旁路。

优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断用户供电。

缺点：投资高。

方案III：高压采纳单母线、低压采纳单母线分段。

优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可快速恢复对整个变电所的供电。

缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。

以上三种方案均能满意主接线要求，采纳第三个方案时虽然经济性最佳，但是其牢靠性相比其他两方案差；采纳方案二需要的断路器数量多，接线简单，他们的经济性能较差；采纳方案一既满意负荷供电要求又较经济，故本次设计选用方案。

5短路电流的计算

5.1产生短路电流的缘由、危害及计算方法

供电系统应当正常的不间断地牢靠供电，以保证生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行经常由于发生短路故障而遭到破坏。

所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。

造成短路的主要缘由是电气设备载流部分的绝缘损坏、误动作、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。当它通过电气设备时，设备的载流部分变形或损坏，选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定。短路电流在线路上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接的电动机或其它设备的正常运行。

计算方法采纳标幺值法计算。进行计算的物理量，不是用详细单位的值，而是用其相对值表示，这种计算方法叫做标幺值法。标幺值的概念是：

某量的标幺值=

()

()

与实际值同单位该量的标准值

任意单位该量的实际值

所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量是没有单位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺值。

5.2高压电网三相短路计算

电源取自距本变电所3km外的35kV变电站，用10kV双回架空线路向本变电所供电，出口处的短路容量为250MV.A。

图5.1高压电网短路电流计算图

求10kV母线上K-1点短路和380V低压母线上K-2点短路电流和短路容量。电源侧短路容量定为Sk=250MV.A

⑴．确定基准值：取

d

S=100MV·A1CU=10.5kV2CU=0.4KV

而1dI=1cd

U3S=100MV.A/（3*10.5kV）=5.50kA

2

dI=2cd

U3S=100MV.A/（3*0.4kV）=144.34kA

⑵．计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值：电力系统：

由于电源侧短路容量定为Sk=250MVA,因此1*

X=dkS/S

=100MV·A/250MV.A=0.4

架空线路：

查附录B得X0=(0.35Ω/km),因此2*X=202dcXLS/U=0.35Ω/km*3km*2)kV5.10(A

·MV100=0.95

电力变压器：

Uk%=4,而NTS=500KV.A,因此3*X=4*

X=100KdNTU%S/S=A·

kV500*100A·kV10*100*43=8然后绘出短路电路的等效电路如图5.2

图5.2等效电路

⑶．求K-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量：总电抗标幺值：

1*(K)

X∑-=1*X+2*

X=0.4+0.95=1.35

三相短路电流周期重量有效值：

31()

KI-=11*d(K)I/X∑-=5.50kA/1.35=4.07kA

其他三相短路电流：

31''()KI-=31()KI∞-=31()

KI-=4.07kA

3()Sh

i=2.55*4.07kA=10.38kA3()Sh

I=1.51*4.07kA=6.15kA

三相短路容量：

31()

KS-=1*d(K)S/X∑-=100MV·A/1.35=74.1MV·A

⑷．求K-2点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量：两台变压器并列运行：总电抗标幺值：

2*

(K)

X

∑-=1

2

3

4

*

***XXX//X++=0.4+0.95+28

=5.35

三相短路电流周期重量有效值

32()

KI-=22*d(K)I/X∑-=144.34kA/5.35=26.98kA

其他三相短路电流：

在10/0.4KV变压器二次侧低压母线发生三相短路时，由于

13R/X∑∑

变压器高压侧最大长期工作电流30

I

301nIS/==70533173210./(.)

?=40.72A

（3）依据有关资料初选VS1—12/630型断路器如表6.1

表6.1VS1—12/630型断路器技术参数

a..NQFU=12KV>

N

U

b.

.NQF

I=630A>

30

I=40.72A

c.额定开断电流校验:10KV母线三相稳态短路电流3()

K

I=4.07KA，VS1—12/630

所以断路器的额定开断电流oc

I=40KA符合要求。

d.动稳定校验：

10KV母线三相短路冲击电流：3()Sh

i=10.38（KV），VS1—12/630型断路器的极限通

过电流

max

i=40（KA），

3()

Sh

i＜

max

i符合动稳定要求。

e.热稳定效验：

依据资料继电器的动作时间取1.2秒,即ima

t＝1.2秒，高压母线短路容

量:Qdt=

2ima

It∞=(6.15kA)2*(1.2)S=45.4(kA2·S)，ZN3—10/630—40型断路器的4秒热稳定

电流:

t

I=16(kA)，

2tIt

=(16kA)2*4S=1024(kA2·S)，2imaIt∞变压器高压侧最大长期工作电流30

I

301nIS/==70533173210./(.)

?=40.72A

（3）依据有关资料初选GN19—10C/400型隔离开关如表6.2

表6.2GN19—10C/400型隔离开关参数

a..NgU=10KV=

NU

b.

.Ng

I=400A>30

I=40.72A

c.动稳定校验：

10KV母线三相短路冲击电流：3()

Sh

i=10.38（KV），GN19—10C/400隔离开关的极限

通过电流

max

i=50（KA）

3()

Sh

i＜

max

i符合动稳定要求。

d.热稳定效验：

由于继电器的动作时间取1.2秒,即ima

t＝1.2秒，10KV母线短路容

量:

dt

Q=

2ima

It∞=(6.15kA)2*(1.2)S=45.4(kA2·S)，GN19—10C/400隔离开关的4秒热稳定电

流：It=12.5(kA)，2tIt

=(12.5kA)2*4S=625(kA2·S)，

22

tima

ItIt∞≥符合热稳定要求。

过以上效验可知,10KV隔离开关选GN19—10C/400型隔离开关符合要求。6.3.3高压熔断器的选择与效验

高压熔断器是一种过流爱护元件,由熔件与熔管组成。当过载或短路时，熔件熔断，达到切断故障爱护设备的目的。电流越大，熔断时间越短。在选择熔件时，除保证在正常工作条件下（包括设备的起动）熔件不熔断外，还应当符合爱护选择性的要求。

高压熔断器的选择：按额定电压选择：熔断器的电压应当大于或等于所在电网的额定电压，即：

.NFUN

UU≥；按额定电流选择：熔断器的电流应当等于或大于它本身所安

装的熔体额定电流，即：

.30

NFUII≥；校验高压熔断器的开断电流：即：

3()

ocK

II≥。

10kV熔断器的选择（1）额定电压：

.NFU

U=10KV

（2）额定电流：.NFU

I>变压器高压侧最大长期工作电流

30

I，

301nIS/==70533173210./(.)

?=40.72A

（3）依据有关资料初选RN2—10/200型熔断器如表6.3

表6.3RN2—10/200型熔断器

(4)校验：

a.

.NFU

U=10KV=NUb..NFUI=200A>30I

=40.72A

c.额定开断电流校验:10KV母线三相稳态短路电流

3()K

I=4.07KA，RN2—10/200型熔断器的额定开断电流

oc

I=50KA符合要求。

通过以上效验可知,10KV熔断器选RN2—10/200型熔断器符合要求。

6.3.4电流互感器的选择与效验

电流互感器是一次电路与二次电路间的连接元件，用以分别向测量仪表和继电器的电压线圈与电流线圈供电。电流互感器的结构特点是：一次绕组匝数少，导体相当粗；而二次绕组匝数许多，导体较细。它接入电路的方式是：将一次绕组串联接入一次电路；而将二次绕组与仪表、继电器等的电流线圈串联，形成一个闭合回路，由于二次仪表、继电器等的电流线圈阻抗很小，所以电流互感器工作时二次回路接近短路状态。二次绕组的额定电流一般为5A。

电流互感器的选择条件：

（1）一次侧额定电压大于或等于电网电压：NINUU≥（2）一次侧额定电流大于或等于长时最大工作电流:30

1215INI(.~.)I≥

（3）校验：按热稳定校验:

232

1()tNima

(KI)t(I)t∞≥

按动稳定校验：

sh

amNiKI≥12

N

I1：电流互感器额定一次电流；am

K：动稳定倍数

电流互感器的选择：（1）1NU=N

U=10KV

（2）

1NI≥1.5I=1.5×40.7=61.08（A）

（3）初选：LZZJ—10—200/5，其技术参数如下表6.4

表6.4LZZJ—10—200/5技术参数

①热稳定校验：

dt

Q=2ima

It∞=45.4(kA2·S)，

1N

I=100A；Kt=75；t=1s

21tN(KI)t

=(0.1×75)2×1=56．25(kA2S)

232

1()tNima

(KI)t(I)t∞≥符合要求。

②动稳定校验：

am

K=135；1NI=100A；shi=10.38（KA）

1Nam

Ksh

amNiKI≥12

通过以上校验可知，选择LZZJ—10—200/5型电流互感器符合要求。6.3.5电压互感器的选择

电压互感器一次侧是并接在主接线高压侧，二次线圈与仪表和继电器电压线圈串联，一次侧匝数许多，阻抗很大，因而，它的接入对被测电路没有影响，二次线圈匝数少，阻抗小，而并接的仪表和继电器的线圈阻抗大，在正常运行时，电压互感器接近于空载运行。二次绕组的额定电压一般为100V。

电压互感器的类型及接线按相数分单相、三相三芯和三相五芯柱式；按线圈数来分有双线圈和三线圈；实际中广泛应用三相三线五柱式（Y－Y）。

结合上面内容并查相关资料电压互感器初选JDZJ—10型电压互感器。6.3.6接地开关的选择与效验

（1）初选接地开关为JN3-10型，经查资料可知JN3-10型的接地开关的技术参数如表6.5

表6.5JN3-10型的接地开关的技术参数

10KV母线三相短路冲击电流：

3()

Sh

i=10.38（KV）

JN3-10型接地开关的极限通过电流max

i=50（KA）

由于maxi>3()

Sh

i所以接地开关选JN3-10型符合要求。

6.3.7高压侧母线的效验

1）按发热条件选择高压母线截面的效验

选择高压母线截面时必需使其载流量大于计算电流。高压母线无功补偿后的电流计

算由上面计算可知30I=40.72A，依据计算电流，查表选择截面为200mm2的TMY型铜排在平放时的载流量为425A，在竖放时的载流量为422A，；选择截面为8002

mm的TMY型铜排在平放时为1295A,在竖放时为1666A，它们均大于40.7A。于是选择高压母线型号为TMY-3*(50*4)和TMY-3*(80*10)+1*(60*6)都符合。

2）按动稳定效验效验条件：

alcδδ≥TMY母线材料的最大允许应力alδ=140aMP.

由于10KV母线的短路电流

(3)

sh

I=6.15KA;

(3)

sh

i=10.38KA

三相短路时所受的最大点动力：

(3)

(3)

(3)

272

)/10/CshFF

ilaNA-==??（其中a=200mm;l=900mm）

代入数据得:

(3)

C

F272

)0.9/0.210/KAmmNA-??=83.91N

母线的弯曲力矩：

(3)

/10CMFl==83.910.9/10

Nm?=7.6/Nm

母线的截面系数：

22

/6(0.05)0.004/6Wbhmm==?=1.676310m-?母线在三相短路时的计算应力：

63/7.6(/)/1.6710cMWNmmδ-==?=4.56aMP可得:

alδ=140aMPcδ≥=4.56aMP,满意动稳定性要求。

3）按热稳定性效验

效验条件：A≥Amin=

(3)

I∞

ima

t/C查产品资料，得铜母线的2

mm，取

0.75S，母线的截面：A=50*42mm=2024

mm，允许的最小截面：

2min4.07.7/171(/)AK

Ssmm==20.72mm从而，min

AA≥,该母线满意热稳定性要

求。

6.3.8绝缘子的效验

1）按动稳定效验效验条件：

(3)

alcFF≥母线采纳平放在绝缘子上的方式，则：

(3)(3)

(3)

272

)/10/CshFF

ilaNA-==??（其中a=200mm;l=900mm）

(3)

C

F272

)0.9/0.210/KAmmNA-??=83.91N≤3.75KN满意要求。

6.4变电所低压一次设备的选择

（一）低压侧采纳的也是天津长城电器有限公司生产的GGD2型低压开关柜，所选择的主要低压一次设备参见附图一，低压部分设备初选：

低压断路器：DW15-1500低压刀开关：KD13-1500/30

低压熔断器：RTO-1200电容器：BSMJ0.4-20-3

电流互感器：LMZJ1—0.38—200/5

低压母线型号：TMY-3*(80*10)+1*(60*6)

另外，无功补偿柜选用2各GCJ1-01型柜子，采纳自动补偿，满意补偿要求。（二）变电所低压一次设备的效验

由于依据《低压一次设备的选择效验项目和条件》进行的低压一次侧设备选择，不需要对低压熔断器、低压刀开关、低压断路器进行效验，所以低压电流互感器和低压母线的效验如下：

1.电流互感器的效验

1)．按动稳定度效验效验条件：

(3)(3)

maxmax;shsk

iiII≥≥

由以上短路电流计算得

(3)

sh

i=60.97KA；(3)sk

I=35.34KA.并查找设备的数据资料比较得：

电流互感器：LMZJ1—0.5—200/5

max

i=400KA>60.97KA

2）．按热稳定性效验效验条件：

2(3)2

()()tima

ItIt∞≥,查阅产品资料：

电流互感器：t

I=50KA,t=0.02S。取imaopocttt=+=0.7+0.02=0.72S，(3)

I∞=26.98KA，

将数据代入上式，即2()tIt=2(65)0.02?=84.52KS,(3)2()imaIt∞=2(26.98)0.72?=19.432KS因

为

2(3)2

()()tima

ItIt∞≥，所以选择LMZJ1—0.5—200/5型电流互感器满意稳定性要求。

2．380V侧母线的效验

1）按发热条件选择低压母线截面的效验

选择低压母线截面时必需使其载流量大于计算电流。低压母线无功补偿后的电流计算，由表2.2可知

30

P=619.506kw30

Q=385.966kvar

'

30

Q=30N.CQQ-=385.966-120=265.966kvar

'30

S

补偿后的计算电流

''3030/

N

IS==674191732038./(..)?=1024.33A

依据计算电流，选择截面为8002

mm的TMY型铜排，在平放时的载流量为1295A，在竖放时的载流量为1225A，均大于1024.33A.

于是选择低压母线型号为TMY-3*(80*10)+1*(60*6)满意要求。2）按动稳定性效验：效验条件：alcδδ≥

查资料TMY母线材料的最大允许应力alδ=140aMP380V母线的短路电流

(3)

sh

i=60.97KA；

(3)sh

I=35.34KA

三相短路时所受的最大点动力为：

(3)272

(60.97)0.9/0.210/FKAmmNA-=??=2897.30(N)

母线的弯曲力矩：

(3)/102897.30.9/10

MFlNm==?=260.76(/)Nm

母线的截面系数：

22

/6(0.08)0.01/6Wbhmm==?=51.0710-?（3m）母线在三相短路时应:53/260.76(/)/(1.0710)cMWNmmδ-==?=24.37(aMP)可得，

alδ=140aMPcδ≥=24.37aMP，满意动稳定性要求。

查产品资料，得铜母线的2

171/)Cmm=,取imat=0.75s。母线的截面：

A=22

8010800mmmm?=

允许的最小截面：

2min26.98)

AKAmm==136.64（2

mm）从而，

min

AA≥，满意热稳定性要求。

6.5低压线路导线的选择

由于没有设单独的车间变电所，进入各个车间的导线接线采纳TT系统；从变电所到各个车间、办公楼、住宅区等等都采纳绝缘导线明敷，绝缘导线采纳BLV-500型铜芯塑料线，依据不同的车间、不同的用电负荷采纳不同的截面。其中导线的截面选择满意条件：

1）相线截面的选择以满意发热条件即，

30

alII≥

2）中性线（N线）截面选择，这里采纳的为一般三相四线，满意00.5AA?

≥

下面对各个车间、办公楼、住宅区等进行导线的选择。1.电焊车间的导线选择1)电焊车间的电流计算

c

P=45.27KW，C

Q=121.33kvar

所以

CN

I=..0.38VAKV=198.4A

2）按发热条件选择导线的截面(a)相线截面的选择

截面为702mm的BLV-500型铜芯塑料线在250c、350

c时的载流量为264A、228A,

均大于198.4A。满意发热条件，故选

A?

=702mm。

（b）N线截面的选择按

00.5AA?

≥，选

A=362

mm综上可知，电焊车间所选的导线型号和规格可表示为

BLV-500-(3*70+1*36)

2.机车车间的导线选择1)机床车间的电流计算

c

P=86.69KW，C

Q=149.97kvar

所以

CN

I==

..0.38VAKV=266.46A

2）按发热条件选择导线的截面(a)相线截面的选择

截面为952mm的BLV-500型铜芯塑料线在250c、350

c时的载流量为323A、279A,

均大于266.46A。满意发热条件，故选

A?

=952

mm。

（b）N线截面的选择按

00.5AA?

≥，选

A=482

mm综上可知，机床车间所选的导线型号和规格可表示为

BLV-500-(3*95+1*48)

3.起重机车间的导线选择1)起重机车间的电流计算

c

P=16.98KW，C

Q=29.38kvar

所以

CN

I=../0.38VAKV=51.42A2）按发热条件选择导线的截面(a)相线截面的选择

截面为162mm的BLV-500型铜芯塑料线在250c、350

c时的载流量为103A、89A,

均大于51.42A。满意发热条件，故选

A?

=162

mm。

（b）N线截面的选择按

00.5AA?

≥，选

A=102

mm

综上可知，起重机车间所选的导线型号和规格可表示为BLV-500-(3*16+1*10)

4.办公楼导线的选择1)办公楼的电流计算

c

P=24KW，C

Q=0kvar

所以

CN

I=..0.38VAKV=36.36A2）按发热条件选择导线的截面(a)相线截面的选择

截面为62mm的BLV-500型铜芯塑料线在250c、350

c时的载流量为54A、46A,均大

于36.36A。满意发热条件，故选

A?

=62

mm。

（b）N线截面的选择按

00.5AA?

≥，选

A=52

mm综上可知，办公楼所选的导线型号和规格可表示为：

BLV-500-(3*6+1*5)

5.水泵组导线的选择1)水泵组的电流计算

c

P=140.8KW，C

Q=105.6kvar

所以

CN

I=..0.38VAKV=266.67A

2）按发热条件选择导线的截面(a)相线截面的选择

截面为952mm的BLV-500型铜芯塑料线在250c、350c时的载流量为323A、279A,

均大于266.67A。满意发热条件，故选

A?

=952

mm。

（b）N线截面的选择按

00.5AA?

≥，选

A=482

mm综上可知，水泵组所选的导线型号和规格可表示为：

BLV-500-(3*95+1*48)

6.厂区照明导线的选择1)厂区照明的电流计算

c

P=29KW，C

Q=0kvar

所以

CN

I=..0.38VAKV=43.94A

2）按发热条件选择导线的截面(a)相线截面的选择

截面为102mm的BLV-500型铜芯塑料线在250c、350

c时的载流量为76A、66A,均

大于43.94A。满意发热条件，故选A?=102

mm。

（b）N线截面的选择按

00.5AA?

≥，选

A=62

mm综上可知，厂区照明所选的导线型号和规格可表示为：

BLV-500-(3*10+1*6)

7.住宅区一导线的选择1)住宅区一的电流计算

c

P=145.6KW，C

Q=0kvar

所以

CN

I=../0.38VAKV=200.6A2）按发热条件选择导线的截面(a)相线截面的选择

截面为702mm的BLV-500型铜芯塑料线在250c、350

c时的载流量为264A、228A,

均大于200.6A。满意发热条件，故选

A?

=702

mm。

（b）N线截面的选择按

00.5AA?

≥，选

A=362

mm综上可知，住宅区一所选的导线型号和规格可表示为：

BLV-500-(3*70+1*36)

8.住宅区二导线的选择1)住宅区二的电流计算

c

P=200KW，C

Q=0kvar

所以

CN

I=../0.38VAKV=303.3A2）按发热条件选择导线的截面(a)相线截面的选择

截面为1502mm的BLV-500型铜芯塑料线在250c、350

c时的载流量为419A、362A,

均大于303.3A。满意发热条件，故选

A?

=1502

mm。

（b）N线截面的选择按00.5AA?

≥，选

A=762

mm

综上可知，住宅区二所选的导线型号和规格可表示为：BLV-500-(3*150+1*76)

7变电所二次回路方案选择及继电爱护的整定

在各级电压等级的变电所中，使用各种电气设备，诸如变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、补偿电容器等，这些设备的任务是保证变电所平安、牢靠的供电，由于选择电气设备时，必需虑及电力系统在正常和故障时的工作状况。所谓电气设备的选择，则是依据电气设备在系统中所处的地理位置和完成的任务来确定它们的型号和参数。电气设备选择的总原则是在保证平安、牢靠工作的前提下，适当留有裕度，力求在经济上进行节省。

7.1二次回路的定义和分类

二次设备是指测量表计、掌握及信号设备、继电爱护装置、自动装置和运动装置等。依据测量、掌握、爱护和信号显示的要求，表示二次设备相互连接关系的电路，称为二次接线或二次回路。

按二次接线的性质来分，有沟通回路和直流回路，按二次接线的用途来分，有操作电源回路、测量表计回路、断路器掌握和信号回路、中心信号回路、继电爱护和自动装置回路等。

7.2二次回路操作电源的选择

操作电源按其性质分，有直流操作电源和沟通操作电源两大类。

蓄电池组供电的直流操作电源带有腐蚀性，并且有爆炸危急：有整流装置供电的直流操作电源平安性高，但是经济性差。

考虑到沟通操作电源可使二次回路大大简化，投资大大削减，且工作牢靠，维护便利。因此这里采纳沟通操作电源，并且从电流互感器取得电流源。

7.3二次回路的接线要求

继电爱护装置即各种不同类型的继电器，以肯定的方式连结与组合，在系统发生故障时，继电爱护动作，作用于断路器脱扣线圈或给出报警信号，以达到对系统进行爱护的目的。继电爱护的设计应以合理的运行方式和故障类型作为依据，并应满意速动性、选择性、牢靠性和灵敏性四项基本要求：

1.选择性：当供电系统发生故障时，要求只离故障点最近的爱护装置动作，切除故障，而供电系统的其它部分仍旧正常运行。

2.速动性：为了防止故障扩大，减轻其危害程度，并提高电力系统运行的稳定性，因此在系统发生故障时，爱护装置应尽快动作，切除故障。

3.牢靠性：爱护装置在应当动作时，就应当牢靠动作，不应拒动作，而在不应当动作时就不应当误动作。

4.灵敏性：表征爱护装置对其爱护区内故障和不正常工作状态反应力量的一个参数，假如爱护装置对其爱护区内故障稍微的故障力量都能准时地反应动作，就说明爱护装置的灵敏度高。

7.4高压断路器的掌握和信号回路

断路器采纳弹簧储能操作机构，其掌握和信号回路（采纳弹簧操作机构的断路器掌握与信号回路），可实现一次重合闸。

7.5变电所的电能计量回路

变电所高压侧装设专用计量柜，其上装有三相有功电能表和无功电能表，分别计量全程消耗的有功电能和无功电能。

7.6变电所的测量和绝缘监测回路

高压侧母线段装有电压互感器—避雷器柜，其中电压互感器为3个JDZJ—10型，组成YO/YO/?（开口三角）的接线，用以实现电压测量和绝缘监视。

7.7继电爱护的整定

继电爱护要求具有选择性，速动性，牢靠性及灵敏性。

由于本变电所的高压线路不很长，容量不很大，因此继电爱护装置比较简洁。对线路的相间短路爱护，主要采纳带时限的过电流爱护和瞬时动作的电流速断爱护；对线路的单相接地爱护采纳绝缘监视装置，装设在变电所高压母线上，动作于信号。

继电爱护装置的接线方式采纳两相两继电器式接线；继电爱护装置的操作方式采纳沟通操作电源供电中的“去分流跳闸”操作方式（接线简洁，灵敏牢靠）；带时限过电流爱护采纳反时限过电流爱护装置。型号都采纳GL-25/10。其优点是：继电器数量大为削减，而且可同时实现电流速断爱护，可采纳沟通操作，运行简洁经济，投资大大降低。

此次设计对变压器装设瓦斯爱护、反时限过电流爱护、电流速断爱护。.1）主变压器的继电爱护装置

（1）装设瓦斯爱护当变压器油箱内故障产生稍微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号：当因严峻故障产生大量瓦斯时，则动作于跳闸。

（2）装设反时限过电流爱护采纳GL-25/10型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸的操作方式。

（a）过电流爱护动作电流的整定利用公式

.max/oprelwLrei

IkkIkk=，式中

.max

LI为（1.5～3）

30

I，即

.

ma

LI=2

1.NTI=250010)KVAKV?=57.74A，relk=1.3，wk

=1，rek=0.8，ik=200A/5A，

因此过电流爱护动作电流.max/oprelwLreiIkkIkk==1.3157.74/(0.840)

???A=2.35A因此

过电流爱护动作电流

op

I整定为3A。

（b）．过电流爱护动作时间的整定

由于本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流爱护的10倍动作电流的动作时限整定为0.5S。

（c）．过电流爱护灵敏系数的检验

利用式(2)(3).min2.886/KkTIOIK-==0.88615.44/(10/0.4)KVKVKV?=0.55KA，因此其爱护

灵敏系数(2).min/()PWKiopSKIkI=?=1550/(404.69)AA??=2.93>1.5满意其爱护灵敏系数1.5

的要求。

（3）装设电流速断爱护利用的电流速断装置来实现。（a）速断电流的整定

利用式.max/qbrelwKiTIkkIkK=,式中(3)

.max2KKII-==15.44KA，rek=1.4，wk=1，

i

k=200A/5A，

T

K=10KV/0.4KV=25，因此速断电流为

qb

I=［（1.4*1）/（40*25）］

*15440A=21.62A速断电流倍数整定为/qbqbop

KII==21.62A/2.35A=9.22

（b）电流速断爱护灵敏系数的检验

利用(2)1/PWKiqbSKIkI-=，式中(2)(3)1

10.866KKII--==0.866*26.98KA=23.36KA,wk=1，i

k=200A/5A因此其爱护

P

S=2336