玉舍矿35kv变电所电气部分设计

玉舍矿35kv变电所电气部分设计I前言电能是当今世界使用最广泛、地位最重要的能源。变电站更是电力系统中不可缺少的重要组成部分，它担负着电能转换和分配的任务，在生活和生产中占有重要的地位。近年来，随着中小城市、乡镇、个体企业的迅速发展，用电负荷不断增加，完善供电网络，建设供电半径小、投资少的小型化变电站已经势在必行。所以对35kV变电所电气部分的研究与设计有着非常重要的作用和意义。毕业设计着重考察了我们通过两年对电气及其自动化系统这门专业的学习与实践，对课本中的理论基础知识的掌握程度和将理论结合实际操作的专业技术的实践应用能力进行了全面检测。在这次毕业设计的过程中，可以很好地锻炼我们自己独立思考的能力，让我们学会了全方位的理论结合实际地去思考问题，与此同时，也大大地提升了自己的实际操作的能力。整个毕业设计包含35kV变电站设计的全部内容。在此同时通过对煤矿供电系统特有的问题及特点的考虑，该设计将变电站的负荷进行了分组，使得其经济、合理的目的全面达成；同时将功率因数进行了补偿，让功率因数达到0.9以上。通过对短路电流的计算，可以确定系统主接线及运行方式，同时也为校验电气设备、继电保护的整定、采取限流的措施等一系操作提供了依据。在对电气设备进行选择时，考虑到了变电站的室内外结构和布置、为了使之操作方便等问题。继电保护装置就要保证被保护设备或线路发生故障时，保护装置迅速动作，有选择地将故障切除。设计中还考虑到了电气设备可能出现的漏电现象，设计过程中就对变电站进行了接地保护的具体设计，满足了接触电压和跨步电压的相关要求，保证了煤矿人员的人身安全。与此同时在设计中还进一步进行了防雷保护的设计，设计采用了避雷器、避雷针、避雷线等一系列防雷保护措施，保证了煤矿的财产安全，达到了防止变电站遭遇雷击的目的。煤矿35kV变电站设计所需要的一些具体的数据分析以及详细的计算方法，在该设计中也进行详细的说明，为之后的煤矿变电站设计提供了一定的数据依据。从而根据之前计算出来的数据而选用的电气设备也具有一定参考的价值。1

原始资料概述1.1基础资料本课程设计玉舍矿35kV的降压变电站年产量120万吨，服务年限100年，立井深度0.65km，采用一对竖井开拓，中央边界式通风。1、气象资料变电站所在地区年最热月平均温度为45℃，最热月室外最高气温平均值32℃，最热月土壤最高气温月平均值29℃。本矿主导风向为西南方向，最大风速为25m/s，年最大雷暴日天数为26.9日/年。2、地质水文资料该煤矿的矿井地下水含量丰富，该矿共配备7台大型潜水泵，用以抽取地下水，因为大型水泵的使用，使煤矿年耗电量大大增加，按其采煤量计算总耗电时间，大约是4800h/年。3、电费收取方式两部电价制，固定部分按最高负荷收费，6元/kW。要求变电站6kV母线上补偿后负荷功率因数不低于0.9。基本负荷情况如下表所示：表1-1变电站负荷资料序号负荷名称负荷等级电压（kV）容量（kW）安装台数/工作台数工作设备总容量（kW）需用系数功率因数距变电所距离（km）1主井提升机二级618001/118000.850.850.42副井提升机一级615001/115000.840.860.43主排水泵一级610007/550000.850.871.14扇风机1一级612002/112000.88-0.93.05扇风机2一级612002/112000.88-0.93.06压风机一级68004/216000.9-0.823.07井下变1#电源一级625000.790.92.08井下变2#电源一级625000.860.853.79井下变3#电源一级618000.770.781.910机修厂三级0.385800.650.70.3511地面低压一级0.3815000.780.820.0512洗煤厂二级0.3815000.80.750.713工人村三级0.387500.80.862.814支农三级0.385000.750.803.515井下低压二级0.6646000.710.76该变电所的两回35kV架空电源线路长度分别为：5km、8km。其中距离5km的35kV架空电源母线最大运行方式下的系统电抗0.0382，最小运行方式下的系统电抗0.215；其中距离8km的35kV架空电源母线最大运行方式下的系统电抗0.1382，最小运行方式下的系统电抗0.335。上述电抗值均以为基准值，折算到35kV侧的电抗标幺值。两路电源上线出线断路器过电保护动作时间均为t=2s。井下6kV母线允许短路容量：100MVA。2负荷计算和无功功率补偿2.1负荷分析计算2.1.1分析概述用电负荷的分类，其主要目的是确定供电工程设计和建设的标准，保证建成投入运行工程供电的可靠性，能满足生产或社会安定的需要。对于一级负荷的用电设备，应有两个及以上的独立电源供电。二级负荷应由两回线供电，只有负荷较小或者当地供电条件困难时，允许有一回专用架空线路供电。三级负荷对供电无特殊要求，可用单回线路供电。这次设计有一、二级负荷，所以必须用两回线路供电。2.1.2负荷计算在本次设计中我采用了需要系数法进行计算。主要的计算公式有：有功计算负荷：无功计算负荷：视在计算负荷：计算电流：式中为需要系数，在<<工厂供电指导手册>>查得下面以主井提升机为例进行负荷计算因为∑Pe=1800（Kw）,由上表可得Kx=0.85cosφ1=0.85，则tanφ1==0.62所以P1=Kx∑Pe=0.85×1800=1530（Kw）Q1=P1*tanφ1=1530×0.62=948.6（Kvar）S1=P1/cosφ=1530/0.85=1800按照此办法计算其他负荷，得到以下负荷表2-1负荷整理结果负荷名称负荷等级电压（kV）容量（kW）安装台数/工作台数工作设备总容量（kW）需用系数有功功率（kW）功率因数无功功率（kVar）视在功率（kVA）主井提升机二级618001/118000.8515300.85948.61800.00副井提升机一级615001/115000.8412600.86869.351465.12主排水泵一级610007/550000.8542500.872768.494885.06扇风机1一级612002/112000.881056-0.9-568.271173.33扇风机2一级612002/112000.881056-0.9-568.271173.33压风机一级68004/216000.91440-0.82-1225.761756.10井下变1#电源一级625000.7919750.91062.822194.44井下变2#电源一级625000.8621500.851567.592529.41井下变3#电源一级618000.7713860.781425.591776.92机修厂三级0.385800.653770.7549.45538.57地面低压一级0.3815000.7811700.82995.931426.83洗煤厂二级0.3815000.812000.751411.071600.00工人村三级0.387500.86000.86413.98697.67支农三级0.385000.753750.80351.56468.75井下低压二级0.6646000.7132660.763674.954297.372.2无功补偿由前面计算可知，补偿前总的计算负荷为（取,）根据与供电部门达成的“供电协议”：在主变压器高压侧计量的功率因素应当大于等于。由于变压器自身的有功功率损耗远远的小于本身的无功功率损耗，所以在6KV侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因素应该略微的大于0.92，这里取。为了使6KV侧功率因素由上述计算得到的0.83提高到0.94，6KV母线侧需要装设的并联电容器容量为：选取型号为BAM10.5-400-3W的电力电容器四台，即补偿容量为1600kvar。无功补偿：补偿后这一功率因数满足要求。由此可以看出，在进行了无功功率的补偿后，低压侧视在计算负荷减小，而变电所主变压器容量就可以选择小容量，就使变电所的初期投资尽量减少，降低了电费支出。

3变电站位置及变压器的选择3.1变电站位置的选择(1)靠近负荷中心。(2)容易访问。(3)靠近电源侧。(4)设备吊装运输方便。(5)不应放置在振动剧烈的地方。(6)不得放置在有粉尘、水雾(如大型冷却塔)或腐蚀性气体的地方。如不能远离，则不应位于污水源头的背风面。(七)不得直接位于洗手间、盥洗室或者其他经常取水的场所的正下方或者旁边。(8)不得位于爆炸危险区内或正上方。3.2变压器的选择3.2.1变压器容量的确定针对玉舍矿地下水丰富的特殊原因，采用两台主变，一般启用一台，两台备，当地下水丰富季节采用两台主变一台备用。3.2.3确定变压器根据以上的计算分析，本变电所无功补偿后的总的计算负荷为9815.82kVA。考虑到以上几个方面，本变电站应选择的主变压器容量为10000kVA。本变电所选择两台变压器。选择型号S11—10000/35变压器。其中S表示三项油浸式变压器。11为水平性能代号。10000为额定容量。35表示额定电压（高压侧）。此变压器还有以下特点:占地面积小，外形美观。两线圈同心度好，抗短路性能好。铁心加工全部机械化，减轻劳动强度，使产品质量提高，质量稳定。表3-1变压器S11-10000/35主要技术特征Table3-1TransformerSFZ9-10000/35engineeringdata型号S11-10000/35额定容量（KVA）10000额定电压（KV）高压38.5低压6.3损耗（KW）空载9短路45阻抗电压（%）8空载电流（%）0.8绕组连接组别YN/d114变电站主接线方案设计4.1主接线方案的设计原则和基本要求

在选择变电所的主接线方案时，要根据变配电所于供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点以及负荷性质等条件确定，主要满足可靠性、灵活性和和经济性三项基本要求。

4.2变电站的主要设备组成1.变压器:变压器是电压转换的主要设备。它通常用于变电站降低电压。变压器由单相变压器和三相变压器组成。一般采用经济实惠的三相变压器。由于运输的限制，单相变压器仅用于高压、大容量500kV变电站。2.电力线和开关设备:变电站中有许多集中和分配电能的电力线。他们用主变压器连接到母线上。断路器通常用于发送、停止或开关电路，并用于在输电或配电设备发生事故时自动切断。隔离开关用于输配电线路。用于断路器等电气设备检修时断开电源，隔离电源。它有时用来交换母线环。3.控制装置和变压器:控制装置是变电站的中枢神经系统，由值班员监控设备的运行状态。根据需要对设备进行操作，采用组合变压器测量电压、电流和功率。ct的主要功能是将高压大电流转换为低压小电流进行测量或保护。4.避雷器:避雷器是通过抑制系统中雷电、过电压等异常电压在规定值内运行来保护变压器的主要设备。5.相位调制器:由于相位调制器在大负载下引导电流，在小负载下滞后电流，所以用于电压调节。4.4变电站主接线形式及方案的确定4.4.1单母线接线

优点：简单清晰，设备少，运行操作方便，投资少，经济性比较好。隔离开关仅在检修时作隔离电压之用，不做任何其它操作，便于扩建和采用成套配电装置。

缺点:母线或任一母线隔离开关检修，全部停电。当母线故障时，也会导致全部停电，可靠性差。采用这种接线方式时，电源只能并列运行，不能经过相关倒闸操作使其分裂运行，因此，母线侧发生短路情况时，产生的短路电流会很大，且调度也不方便。

适用范围：由于单母线接线可靠性和灵活性都较差，故接线主要用于小容量，特别是只有一个电源的变电所中。一般情况下，当6-10kV配电装置的出线回路数不超过5回，35-63kV配电装置的出线回路数不超过3回时，均可考虑采用单母线接线方式。图4-1单母线接线Fig.4-1singlebusconnection4.4.2单母线分段接线优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段上引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：设备上投资比单母线接线多一台断路器和两台隔离开关，比内桥式接线多两台断路器，经济性较差。适用范围：由于单母线分段接线比单母线接线的供电可靠性和灵活性高，所以在63KV以下的变电所中较广泛使用这种接线方式。在一般情况下，6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时，35-63KV配电出线回路数为4-8回时，均可考虑采用单母线分段接线方式。图4-2单母线分段接线Fig.4-2singlebussectionalwiring4.4.3双母线接线优点：供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断。一组母线故障后，能迅速恢复供电。检修任一回路的母线隔离开关时，只停该回路。调度灵活，各个电源和各回路负荷可以任一分配到某一组母线上，能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。便于扩建，向双母线左右的任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。缺点：这种接线所用设备多，特别需要大量的隔离开关，配电装置较复杂，经济性较差。图4-3双母线接线Fig.4-3doublebusconnection综上所述，单母线分段接线和双母线接线在可靠性和灵活性方面都差不多，而在经济性方面，双母线接线远不如单母线分段接线，所以综合三个方面，6KV侧选择单母线分段接线更适合。4.4.4桥形接线桥式接线分为内桥、外桥、全桥三种。下对其可行性作简单比较。一、内桥式接线的优点是一次侧可设线路保护，倒换线路时操作方便，设备投资与占地面积较全桥少。缺点是操作变压器和扩建成全桥或单母线分段接线不如外桥接线方便。所以适用于进线距离长，变压器切换少的终端变电所。二、外桥式接线的优点是对变压器的切换方便，比内桥式少两组隔离开关，继电保护简单，易于过渡到全桥接线或单母线分段接线。且投资少占地面积小。缺点是倒换线路时不方便，变电所一次侧无线路保护。所以这种接线方式适用于进线短，倒闸次数少的变电所或变压器采取经济运行需要经常切换的终端变电所。三、全桥接线的优点是对线路变压器的操作均方便，运行灵活，适应性强，易于扩展成单母线分段接线的中间变电所。缺点是所需设备多，投资大，且变电所占地面积较大。图4-4桥形接线Fig.4-4bridgeconnectio综上所述，35KV侧选用外桥接线。

5短路电流的计算5.1短路电流的概述在供电系统中容易多次发生的严重故障为短路故障，短路指的是在供电系统中出现的各种不正常的相和相之间或者相和地（中性点接地系统）之间在电气上被短路。在短路发生时，系统中总的阻抗大幅度减小，这样会导致短路电流有可能会达到很大的数值，电气设备会因为强大的短路电流而产生的热和电动力而遭到破坏；电气设备可能会被短路点的电弧烧毁；供电可能由于短路点的电压显著降低受到严重影响或被迫中断；通讯也可能会被干扰，危及到人身和设备的安全。短路有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。就短路故障来说，出现单相短路故障的概率最大，三相短路故障出现的概率最小，在配电系统中若发生三相短路，后果是最为严重的，所以在这次设计中决定用三相短路来验算电气设备的能力，所以在这次设计变电站中主要计算了三相短路的电流。

设计中探究短路电流是为了达到缩小故障的影响范围和限制由于短路带来的危害，而且在选择电气设备和载流导体的时候，必须要用短路电流来校验其热稳定性以及机械强度；进行短路电流计算可以帮助选择和整定继电保护装置，使其可以准确地切除短路故障；通过计算采取限流措施，来确定合理的主接线方案以及主要运行方式等。5.2短路电路计算的目的(1)在选择主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取措施限制短路电流，需要进行必要的短路电流计算。(2)在电气设备的选择上，为了保证设备在正常运行和故障下能够安全可靠地工作，同时努力节约资金，需要对短路电流进行全面的计算。5.4短路电流计算的基本假定（1）正常工作时，三相系统对称运行。（2）所有电源的电动势相位角相同。（3）系统中电机均为理想电机。（4）电力系统中所有电源都在额定负荷下运行。（5）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。短路电流的计算有两种方法：欧姆法和标幺值法。5.5基准值的选取与计算取基准容量基准电压基准电路基准电抗高压侧基准电压低压侧基准电压高压侧基准电低压侧基准电流计算阻抗的标幺值：电源系统电抗标幺值：根据任务书可得最大运行方式下：最小运行方式下：电源进线电抗标幺值：根据任务书可得新集线型号LGJ-240，长度6.2km，集梁线型号LGJ-240，长度6.35km。由《工厂供电设计指导》可知，型号LGJ-240线路单位电抗X0为0.407Ω/km，则：变压器的电抗标幺值式中SB为基准容量，SN为变压器额定容量，％为变压器短路电压百分值，本设计中变压器短路电压百分值为8.0，则有：其它各部分阻抗标幺值由以上计算可得，计算结果如下：表5-1系统各部分阻抗标幺值Table5-1impedanceperunitofthesystem名称电抗标幺值名称电抗标幺值电源最大0.4最小0.8铁西矿0.25电源进线南碾线：0.17燕碾线：0.18铁路公司2.58变压器 0.5 北校街0.91污水处理厂1河南加压站0.26中华路1.78工厂加压站0.5集运矿通信大楼26.67南校街1.07集运所用电16工区5.3新华路0.84321队1.6北路街5.33水泥厂1.255.6三相短路电流的计算5.6.1最小运行方式①计算K1点短路电路总电抗、三相短路电流和三相短路容量总电抗标幺值三相短路电流周期分量有效值3）其他三相短路电流三相短路容量②计算K2点短路电路总电抗、三相短路电流和三相短路容量1）总电抗标幺值2）三相短路电流周期分量有效值3）其他三相短路电流4)三相短路容量5.6.2最大运行方式①计算K1点短路电路总电抗、三相短路电流和三相短路容量1)总电抗标幺值2)三相短路电流周期分量有效值3）其他三相短路电流4)三相短路容量②计算K2点短路电路总电抗、三相短路电流和三相短路容量1）总电抗标幺值2）三相短路电流周期分量有效值3）其他三相短路电流4)三相短路容量表5-3短路点等效阻抗值Table5-3equivalentimpedanceofshort-circuitpoint短路计算点等效阻抗值短路计算点等效阻抗值最小运行方式最大运行方式最小运行方式最大运行方式K-10.970.49K-104.063.72K-21.481.14K-112.392.05K-32.482.14K-121.741.4K-43.262.92K-131.981.64K-528.1527.81K-142.552.21K-617.4817.14K-156.786.44K-72.321.98K-163.082.74K-86.816.47K-172.732.39K-91.731.39表5-4最小运行方式Table5-4minimumoperatingmode短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAK1点1.561.563.982.36103.09K2点5.925.9215.098.9467.57K3点3.533.5395.3340.32K4点2.692.696.864.0630.67K5点0.310.310.790.473.55K6点80.765.72K7点3.783.789.645.743.1K8点1.291.293.291.9414.68K9点5.065.0612.97.6457.8K10点13.2624.63K11点3.673.679.365.5441.84K12点5.035.0312.837.657.47K13点4.424.4211.276.6750.5K14点3.443.448.775.1939.21K15点1.291.293.291.9514.75K16点2.842.847.244.2932.47K17点94.8536.63表5-5最大运行方式Table5-5maximumoperatingmode短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAK1点14.68K2点7.687.6819.5811.687.72K3点4.174.1710.636.346.73K4点337.654.5334.25K5点0.310.310.790.473.6K6点0.510.511.30.775.83K7点4.424.4211.276.6750.51K8点1.351.353.442.0415.46K9点6.36.316.079.5171.94K10点2.352.3563.5526.88K11点4.244.2410.816.448.78K12点6.266.2615.969.4571.43K13点5.345.3413.618.0660.98K14点3.963.9610.15.9845.25K15点1.361.363.472.0515.53K16点64.8336.5K17点3.673.679.365.5441.84

6变电站一次设备的选择与校验6.1电气设备选择的基本原则应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。（2）应按当地使用环境条件校验。（3）应力求技术先进和经济合理。（4）与整个工程的建设标准应协调一致。（5）同类设备用尽量减少品种。（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。6.235kv侧设备的选择与校验6.2.1母线的选择选择LGJ-185型的架空线作为母线。6.2.2母线的校验热稳定校验热稳定校验条件：式中：I（3）为母线通过的三相短路稳态电流Ti为短路电路持续的时间，取2sC为母线材料的热稳定系数A为所选母线的截面积则：经计算校验，热稳定符合要求。6.2.335kV侧断路器的选择所在电路的计算电流：高压断路器的选择，主要包括型式选择、参数和性能的选择。本次设计选择ZN-35/630型真空断路器。6.2.435kV侧断路器的校验ZN-35/630型真空断路器校验如下：电压:断路器额定电压，满足要求。电流：断路器额定电流，满足要求。断流能力：断路器开断电流,满足要求。动稳定度：断路器动稳定度电流峰值，满足要求。热稳定度：根据原始资料取秒，则，而断路器的，所以，满足要求。表6-1ZN-35/630型真空断路器选择校验表Table6-1selectionchecklistfortypeZN-35/630vacuumcircuitbreaker序号装设地点的电气条件ZN-35/630型真空断路器项目数据项目数据结论135KV35KV合格2183.5A630A合格33.1KA8KA合格47.91KA20KA合格519.22256合格6.2.5隔离开关的选择与校验隔离开关的选择隔离开关的型式非常多，按安装地点不同，可分为户内式和户外式。按绝缘支柱数，又可分为单柱式，双柱式和三柱式。本次设计选择GN13-35/400型隔离开关，校验如下：电压：隔离开关额定电压，满足要求。（2）电流：隔离开关额定电流，满足要求。（3）动稳定度：隔离开关动稳定度电流峰值，满足要求。（4）热稳定度：根据原始资料取秒，则，而断路器的，所以，满足要求。表6-2GN13-35/400型隔离开关选择校验表Table6-2selectionchecklistfortypeGN13-35/400isolatingswitch序号装设地点的电气条件GN13-35/400型隔离开关项目数据项目数据结论135KV35KV合格2183.5A400A合格37.91KA52KA合格419.22784合格6.2.6电流互感器的选择与校验电流互感器是将一次系统大电流转变为二次系统小电流的设备。要根据装设地点、用途等具体条件来确定互感器的结构类型，准确等级，额定电流比，再根据互感器的额定容量和二次负荷，校验其动稳定和热稳定。本次设计选择LB6-35型电流互感器，TA1侧为200A，TA2侧为5A，具体校验如下：（1）电压：隔离开关额定电压，满足要求。（2）电流：隔离开关额定电流，满足要求。（3）动稳定度：隔离开关动稳定度电流峰值，满足要求。（4）热稳定度：根据原始资料取秒，则，而断路器的，所以，满足要求。表6-3LB6-35型电流互感器选择校验表Table6-3LB6-35typecurrenttransformerselectionchecklist序号装设地点的电气条件LB6-35型电流互感器项目数据项目数据结论135KV35KV合格2183.5A300A合格37.91KA51KA合格419.22400合格6.310kv侧设备的选择与校验6.3.1母线的选择与校验6kv侧的最大工作电流为：则初步选择LMY80×8型硬铝母线母线的校验热稳定校验热稳定校验条件：式中：为母线通过的三相短路稳态电流Ti为短路电路持续的时间，取2sC为母线材料的热稳定系数A为所选母线的截面积为满足短路热稳定条件的最小截面积则：经计算校验，热稳定符合要求。6.3.26kV侧断路器的选择此侧与35KV侧断路器选择的考虑因素相同，不再做分析，所选断路器型号为ZN28-10/630。6.3.310kV侧断路器的校验具体校验如下：（1）电压:额定电压，满足要求。（2）电流：额定电流，满足要求。（3）断流能力：开断电流,满足要求。（4）动稳定度：、动稳定度电流峰值，满足要求。（5）热稳定度：根据原始资料取秒，则，而断路器的，所以，满足要求。表6-4ZN28-10/630型真空断路器的选择校验表Table6-4selectionchecklistfortypeZN28-10/630vacuumcircuitbreaker序号装设地点的电气条件ZN28-10/630型真空断路器项目数据项目数据结论110KV10KV合格2498.5A630A合格37.68KA12.5KA合格419.58KA31.5KA合格5117.96625合格6.3.4隔离开关的选择与校验选择的隔离开关型号为GN19-10/630，具体校验如下：（1）电压：隔离开关额定电压，满足要求。（2）电流：隔离开关额定电流，满足要求。（3）动稳定度：隔离开关动稳定度电流峰值，满足要求。（4）热稳定度：根据原始资料取秒，则，而断路器的，所以，满足要求。表6-5GN19-10/630型隔离开关选择校验表Table6-5selectionchecklistfortypeGN19-10/630isolatingswitch序号装设地点的电气条件GN19-10/630型隔离开关项目数据项目数据结论110KV10KV合格2498.51A630A合格319.58KA50KA合格4117.961600合格6.3.5电流互感器的选择与校验电流互感器型号为LZW-10,校验如下：（1）电压：隔离开关额定电压，满足要求。（2）电流：隔离开关额定电流，满足要求。（3）动稳定度：隔离开关动稳定度电流峰值，满足要求。（4）热稳定度：根据原始资料取秒，则，而隔离开关的，所以，满足要求。表6-6LZW-10型电流互感器选择校验表Table6-6LZW-10typecurrenttransformerselectionchecklist序号装设地点的电气条件LZW-10型电流互感器项目数据项目数据结论110KV10KV合格2498.5A600A合格319.58KA130KA合格4117.963600合格

7继电保护在工矿企业的供电系统中，可能出现各种故障和不正常的运行状态，常见的主要故障是相间短路和接地短路，以及变压器、电动机一相绕组的匝间短路，不正常运行状态主要是经过负荷、一相断线、小接地电流系统中的单相接地等不正常工作情况。继电保护装置的基本任务是当发生故障时，自动地、迅速地借助断路器降故障部分从供电系统中切除，以减轻故障危害，防止事故蔓延；当设备出现不正常运行状态时，根据运行维护条件，确定保护是作用于信号还是作用于跳闸。7.1变压器的过电流保护（1）动作电流的整定过电流保护动作电流的整定计算公式为：其中为过电流保护的动作电流，为电力变压器最大负荷电流，取为应躲过被保护变压器的额定一次电流，为保护装置的可靠系数，对定时限取1.2，对反时限取1.3，为保护装置的接线系数，取1，为电流互感器的变流比，取80为电流继电器的返回系数，取0.8。则：可以看出，10KV侧的二次回路额定电流大于35kV侧。因此10kV侧为基本侧。则：根据GL-15/5型继电器的规格，动作电流整定为2.5A。过电流保护灵敏度的校验：其中为电力系统最小运行方式下，低压母线两相短路电流折合到变压器高压侧的值，经计算灵敏度满足要求。7.1.3变压器过负荷保护过负荷保护动作电流的整定计算公式:其中为变压器的额定一次电流，为电流互感器的变流比，则：（2）过负荷保护动作时间的整定计算公式：7.2变压器保护形式1）瓦斯保护：800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。当油箱内部发生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。2）纵联差动保护：10000KVA及以上的单独运行变压器和6300KVA及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动保护。6300KVA及以下的单独运行的重要变压器，也可装设纵联差动保护。3）过电流保护：为了防止外部短路引起变压器线圈的过电流，并为差动和瓦斯保护提供后备保护，变压器还必须装设过电流保护。4）过负荷保护：400KVA及以上变压器当数台并列运行或单独运行并作为负荷的备用电源时应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。7.3纵联差动保护原理6300kVA及以上的并列运行变压器，应装设差动保护。本设计中的变压器的容量为13560kVA,应该装设差动保护。差动保护接线图如所示，以双绕组单相变压器的差动保护为例。在正常运行和外部故障时，流入继电器的电流为两侧电流之差正常运行和变压器外部故障时，差动电流约为零，继电器不动作。当变压器内部发生故障时，流过继电器的差动电流为故障点电流，若仅一侧有电源故障电流大于差动继电器的动作电流，继电器动作，使两侧断路器跳闸。若双侧电源供电，此时的故障电流大于差动继电器的动作电流，则继电器动作，使两侧短路跳闸，起到保护的作用。图7-1差动保护接线图Fig.7-1wiringdiagramofdifferentialprotection根据以上所述，本设计用连接在母线上的其他供电元件的保护装置切除母线故障和母线专项保护相结合对实现继电保护更为有利。

8防雷与接地装置的设计8.1防雷措施雷电放电作为一种强大的大自然的爆发，是难以制止的。目前人们主要是设法去躲避和限制它的破坏性，其基本的措施就是设置避雷针、避雷线和接地装置。避雷针可以防止雷电直接击中被保护物体，因此也称作直接雷保护。避雷针的保护原理可归纳为：能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通过避雷针及接地装置泄入大地而防止避雷针周围的设备受到雷击。（1）避雷针避雷针是由接闪器、支持构架、引下线和接地体四部分构成。单根针的保护范围避雷针的保护范围以它对直击雷所保护的空间来表示。单根避雷针的保护范围如图8-1所示。图8-1单根避雷针的保护范围Fig.8-1protectionrangeofsinglelightningconductorh－避雷针高度－被保护物高度；－避雷针的有效高度,；－对应的避雷针有效保护半径。的计算方法：当≥h/2时，当＜h/2时，式中,h－避雷针高度；－避雷针的有效高度；p－高度影响系数，h≤30m时为1，30＜h≤120m时为。避雷器装设避雷器就是用来防止雷电侵入波对变电所电气装置的危害。目前在变电所中，大都选用氧化锌避雷器，作为电力变压器等电气设备的大气过电压、操作过电压及事故过电压的保护设备。氧化锌避雷器与阀型避雷器相比，具有残压很低、没有续流、通流容量非常大、性能较稳定和动作非常迅速等优点。35KV侧避雷器的选择:（1）按额定电压选择35KV系统最高电压40.5KV，相对地电压为，避雷器相对地电压为，取避雷器额定电压为54KV。（2）按持续运行电压选择35KV系统相电压23.4KV，选择氧化锌避雷器持续运行电压43.2KV，大于23.4KV。（3）雷电冲击电流残压的选择35KV额定雷电冲击外绝缘峰值耐受电压为185KV，内绝缘耐受电压为200KV，计算避雷器标称放电电流引起的雷电冲击残压，则选择雷电冲击电流下残压为130KV。（4）陡坡冲击电流下的残压35KV变压器类设备的内绝缘截断雷电冲击耐受电压为220KV，计算陡坡冲击电流下的残压为，选择陡坡冲击电流下残压为150KV。（5）操作冲击电流下的残压35KV变压器线端操作波试验电压为170KV，计算变压器35KV侧操作冲击电流下的残压为，选择氧化锌避雷器操作冲击电流下峰值残压为112KV。由上可知，选择Y5W5-54/130型无间隙瓷氧化锌避雷器能满足35KV侧变压器的过电压保护要求。10KV侧与35KV侧同理，则选择Y5WS5-17/50型氧化锌避雷器。表8-2Y5W5-54/130型无间隙瓷氧化锌避雷器计算结果Table8-2calculationresultsofY5W5-54/130typegaplessporcelainZincOxidearrester计算结果Y5W5-54/130额定电压（KV）50.6额定电压（KV）54持续运行电压（KV）23.4持续运行电压（KV）43.2雷电冲击残压（KV）143雷电冲击电流下残压峰值（KV）130陡坡冲击残压（KV）157陡坡冲击电流下残压峰值（KV）150操作冲击残压（KV）148操作冲击电流下残压峰值（KV）1126KV侧与35KV侧同理，则选择Y5WS5-17/50型氧化锌避雷器。表8-3Y5WS5-17/50型无间隙瓷氧化锌避雷器计算结果Table8-3calculationresultsofY5