某机械厂高压供电系统的电气设计

设计说明书

课题名称：某机械厂变配电所的电气设计

姓名：______________________________

专业：_____________________

班级：________________________

起止日期：2010/2011第一学期

指导教师：________________________________

广西工业职业技术学院

设计说明书

（学生填写）

题目：某机械厂变配电所的电气设计_______________________

目录

第一章：前言...................................................5

第二章：设计摘要...............................................6

第三章：供电系统主接线设计方案................................7

1.主接线的设计原则.....................................7

2.电负荷的分级.........................................7

3.供电电源.............................................7

4.主接线的设计和论证...................................8

5.结论..................................................10

第四章：

1.总平面图及电力分布图.................................11

2.降压变电所的电气设计.................................12

3.总降压变电所主接线图.................................13

第五章：

1.主变压器容置和车间变电所位置和变压器数量的选择......14

2.厂区高压配电线路的计算..............................15

3.电力变压器的选择.....................................15

弟八草：

1.短路电流计算..........................................17

2.电气设备选择..........................................18

第七章：

1.防雷与接地............................................21

2.继电保护的选择与整定...............................21

论文谢辞.......................................25

毕业总结.......................................27

参考文献.......................................29

第一章

前百

根据国家教育部的要求，高等学校毕、也生在毕业前要进行毕业实习和毕业设计或撰

写论文（统称毕业环节），这是高等教育不可或缺的一个重要环节。毕业环节注重理论与

实践相结合，将课堂学到的知识与实际工作中的问题结合起来，培养学生解决实际问题

的能力，同时也增强了学生适应实际工作的能力，是迈向实际工作岗位前的一次重要演

练。

电能是现代工业生产的主要能源和动力，工业生产实现电气化以后可以大大增加产

量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人

的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然

中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产,

实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面,

而能源节约对丁国家经济建设具有I分重要的战略意义。

因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大意义，工

厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降

压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变

电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以

及负荷布局，结合国家供电情况.解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题

其基本内容有以下几方面：进线电压的选择，变配电所位置的电气设计，短路

电流的计算及继电保护，电气设备的选择，车间变电所位置和变压器数量、容量的选

择，防雷接地装置设的作用。

第二章

1.设计题目：

某机械厂高压供电系统的电气设计

2.设计摘要：

高压供配电系统的主要组成部分是变、配电所，其一次接线（即主接线）主要是指

变、配电所内各设备和线路的连接图，所以高压供配电系统主接线又称为变、配电所主

接线，研究的内容也主要是变、配电所的主接线方案。

建筑高压供配电系统所包含的变电所和配电所为生产和生活提供安全、稳定的电源。

区域变电所的供电电压等级一般是35〜220kV,通过企业总降压变电所或者城区变

电所将电压降为6〜10kV,然后输送到小区变电所或者厂区、车间变电所（配电所），再

将电压降为380/220V,供企业或民用建筑的用户使用。

建筑高压供配电系统一般是从城市电力网取得高压10kV作为电源供电，然后将电能

分配到各用电负荷处。电源和负荷之间用各种设备（变压器、变配电装置和配电箱）、元

件（导线、电缆、开关等）连接起来，组成建筑物的供配电系统。

3.设计任务与要求：

1.通过经济和技术论证确定进线电压的选择。

2.确定变配电所的位置与型式，画出电气主接线图。

3.计算短路电流，选择主变电所一次设备的型号。

4.主变电所继电保护的选择与整定。

5.选择防雷和接地装置。

6.写出字数为6000以上的设计说明书。

要求学生具有工厂变配电所电气设计和画电气主接线图的能力；具有初步的设计和

收集资料、查阅手册、分析对比的独立工作能力。其目的是按照培养目标进行一次技术

员基本能力的全面的系统的严格的训练。

第三章

L供配电系统的主接线形式和遵循的原则：

形式：供配电系统的主接线形式有线路变压器组接线、单母线接线、双母线接

线和桥式接线。

遵循原则：

(1)可靠性

(2)稳定性

(3)灵活性

(4)方便性

(5)经济性

(6)扩展性

2.电力力负荷分级：

一级负荷，二级负荷，三级负荷。

3.供电电源

(1)一级负荷的供电电源应符合下列规定：

①一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到

损坏。

②一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁

将其他负荷接入应急供电系统。

下列电源可作为应急电源：

■独立于正常电源的发电机组。

■供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路〃

■蓄电池。

■干电池。

根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源：

♦:♦允许中断供电时间为15s以上的供电，可选用快速自启动的发电机组。

♦:♦自投装置的动作时间能满足允许中断供电时间的，可选用带有自动投入装置的独立于

正常电源的专用馈电线路。

♦:♦允许中断供电时间为亳秒级的供电，可选用蓄电池静止型不间断供电装置、蓄电池机

械贮能电机型不间断供电装置或柴油机不间断供电装置。

♦:♦应急电源的工作时回应按生产技术上要求的停车时间考虑。当与自动启动的发电机组

配合使用时，不宜少于10mirio

（2）二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难

时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为

一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应

能承受100%的二级负荷。

（3）三级负荷的供电系统对电源没有特别的要求。

4.35KV进线和10KV进线的技术论证：

由于地区变电所仅能提供35kV或10kV中的一种电压，对装两种电压的优缺点扼

要分析如下：

（1）供电电压的选择的比较

方案一：采用35kV电压供电的特点

①供电电压较高，线路的功率损耗及电能损耗小，年运行费用较低；

②电压损失小，调压问题容易解决；

③对cos@的要求较低，可以减少提高功率因数补偿设备的投资；

④需建设总降压配电所，工厂供电设备便于集中控制管理，易于实现自动化，但

要多占一定的土地面积；

⑤根据运行统计数据，35kV架空线路的故障率比10kV架空线路的故障率低一

半，因而供电可靠性高；

⑥有利于工厂进一步扩展。

方案二：采用10kV电压供电的特点

①不需投资建设总降压变电所，所以少占土地面积；

②工厂内不装设主变压器，可简化接线，便于运行操作；

③减轻维护工作量，减少管理人员；

④供电电压较35kV低，会增加线路的功率损耗和电能损耗，线路的电压损失也

会增大；

⑤要求的cos。值高，要增加补偿设备的投资；

@线路的故障率比35kV的高，即供电可靠性不如35kV0

(2)经济技术指标的比较

方案一：正常运行时以35kV单回路架空线路供电，由邻厂10kV电缆线路作为备用

电源。根据全厂计算负荷计算情况，S30M485kV-A,且只有少数负荷为二级负荷，大

多数为三级负荷，故拟厂内总降压变电所装设一台容量为5000kV・A的变压器，型号为

SJL1-5000/35型，电压为35/10kV,查产品样本，其有关技术参数为：AP0=6.9kW,

△PK=45kW,UK%=7,IO%=1.1,变压器的功率损耗为:

有功功率损耗

△PT^APO+APK：S30/SN)2

=6.9+45X(4485/5000)2=43.l(kW)

尢功功率损耗

AQT^AQO+AQN(S30/SN)2=336.6(kvar)

35kV线路功率等于全厂计算负荷与变压器损耗之和。

P30'=P30+APT=4087-43.1=4130.1(kW)

Q30'=Q30+AQT=1995.6(kvar)

S30'=V(P’230+Q'230)=4587(kvar)

cos4)7=P30'/S30z=4130.1/4587=0.90

130'=S30'/(V3UN)=75.67(A)

考虑到本厂负荷的增长是逐渐的，为了节约有色金属的消耗量，按允许发热条件选

择导线截面，而未采用经济电流密度选择导线截面。

查有关手册或新产品样本，选择钢芯铝绞线LGJ-35,其允许电流为170A>130'=75.67A,

满足要求。该导线单位长度电阻R0=0.85Q/km,单位长度电抗X0=0.36Q/km。

方案二：采用10kV电压供电，厂内不设总降压变电所，即不装设变压器，故无变压器

损耗问题。此时，10kV架空线路计算电流为

130'=S30/(V3UN)=258.36(A)

而cos6'=P30'/S30'=4087/4475=0.913V0.95不符合要求。

为使两个方案在同一基础上进行比较，也按允许发热条件选择导线截面。选择LGJ-70

钢芯铝绞线，其允许载流量为275A,R0=0.46Q/km,

X0=0.365Q/km。

10kV线路电压损失为(线路长度1=6km)

AU=(P301R0+Q301X0)/UN

=(4087X6X0.46+1659X6X0.365)/10=1491.3(V)

AU%=△U/UNX100=1491.3/(10X103)X100=14.9%>5%

不符合要求。

在上述各表中，变压器全年空载工作时间为8760h；最大负荷利用小时Tmex=4000h;最

大负荷损耗小时工可由丁血*=450011和弥56=0.9,查有关手册中T—Tmax关系曲线，得

出x=2300h;P为电度电价［35kV时,P=0.37u/(kW*h)；10kV时,8=0.37元/(1^・h)］。

5.结论：

在上述各表中，变压器全年空载工作时间为8760h；最大负荷利用小时TmaxNOOOh;最

大负荷损耗小时T可由Tmax=4500h和cos小二0.9,查有关手册中T-Tmax关系曲线，得

出T=2300h;B为电度电价［35kV时,8=0.3元/(kW・h)；10kV时，B=0.37元/(kW・h)

所以选择35KV的进线较为合适。

第四章

1.总平面图及电力布线图:

2.降压变电所的电气设计

根据前而已确定的供电方案，结合本厂厂区平面示意图，考虑到总降压变电所尽量接

近负荷中心，且远离人员集中区，不影响厂区面积的利用，有利于安全等因素，拟将总

降压变电所设在厂区东北部，如图3.16所示。

根据运行需要，对总降压变电所提出以下要求：

（1）总降压变电所装设一台5000kV・A、35/10kV的降压变压器，与35kV架空线路

接成线路变压器组。为便于检修、运行、控制和管理，在变压器高压侧进线处应设置

高压断路器。

（2）根据规定，备用电源只有在主电源线路解列及变压器有故障或检修时才允许投入,

因此，备用10kV电源进线断路器在正常工作时必须断开。

（3）变压器二次（：0kV）设置少油断路器，与10kV备用电源进线断路器组成备用

电源自动投入装置（APD）。当工作电源失去电压时，备用电源立即自动投入。

（4）变压器二次10kV母线采用单母线分段。变压器二次侧10kV接在分段I上，而

10kV备用电源接在分段II上。单母线分段联络开关在正常工作时闭合，重要二级负荷可

接在母线分段II上。在主电源停止供电时，不至于使重要负荷的供电受到影响。

（5）本总降压变电所的操作电源来自备用电源断路器前的所用变压器。当主电源停电

时，操作电源不至于停电。

3.以上要求设计总降压变电所的主接线如图3.17所示、

RW9-3535kV

gW2-35工作电源

JDJJ-35

vxGW2-35

FZ-35上LCW・35

VSW2-35

SJL1-5000/35

INo.ll主变出线

jGG-1A(F)・O1

(>>>(>SN10-10/600

上冲LALIO/D

\GN840T/600

10kVLMY-3(50X5)n

No.O备用No2r$fH]Na3谢No.4互感器No.5联络No.6所用电No.7锻工No.8工具No.9空压S.10备用

GG-1AGG-1AGG-IA(F)GG-1A

(F)-0.3(F)-54-11+95(F)-101

GN6-GN6-10GN6-10

GN6-10/200

10T/600T/600/200

SN10-

同No.O同No.O同No.ORN2-10/0.5SN10-10/600SN2-10/0.5同No.O同No.O同No.O同No.O

10/600

LDC-

FS4-10LAJ-10/D

10/0.5SJL-20/10

ZLQ20-

JDZJ-10GN6-10

10-3X25T/600

第五章

1.主变压器容量和车间变电所位置和变压器数量的选择

选择变电所主变压器容量时应遵守下列原则：

（1）仅装一台主变压器的变电所主变压器的额定容量S”应满足全部用电设备总视在计

算负荷S30的需要，即SNT2s30。

（2）装有两台主变压器且为暗备用的变电所所谓暗备用，是指两台主变压器同时运行,

互为备用的运行方式。此时，每台主变压器容量SNT应同时满足以下两个条件：

①任一台变压器单独运行时，可承担60%〜70%的总视在计算负荷S30,即Ssr=（0.6〜

0.7）S30

②任一台变压器单独运行时,可承担全部一、二级负荷S30（I+H）,即SxLS/I+11）。

（3）对接有大量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，可保证一台变压器发生

故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。

（4）对只有二级负荷的变电所，如果低压侧有与其他变电所相联的联络线作为备用电

源，也可采用一台变压器。

（5）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大的变电所，可采用两台变压器，实行经济运行

方式。

（6）对负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或两台以上变

压器，以降低单台变压器容量。

（7）车间变电所的位置、变压器数量和容量可根据厂区平面布置图提供的空间分布情况

和车间负荷的中心位置、负荷性质、负荷大小等，结合各项选择原则，与工艺、土建有

关方面协商确定。本厂拟定车间变压器的数量为一台。

另外，在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑未来5〜10年负荷的增长。

2.厂区高压配电线路的计算

为便于管理，实现集中控制，尽量提高用户用电的可靠性，在本总降压变电所馈电

线路不多的前提条件下，首先考虑采用放射式配电方式，如图3.16所示。

由于厂区面积不大，各车间变电所与总降压变电所距离较近，厂区高压配电网采用

直埋电缆线路。

由于线路很短，电缆截面按发热条件进行选择，然后进行热稳定度校验。

以一车间变电所T1为例，选择电缆截而。

根据提供的一车间视在计算功率S30(l)=504kV・A,其10kV的计算电流为

130(1)=S30(1)/(73UN)=504/(J3X10)229.1(A)

查有关产品样本或设计手册，考虑到为今后发展留有余地，选用ZLQ20-3X25型铝

芯纸绝缘铝包钢带铠装电力电缆，在UN=10kV时，其允许电流值为80A,大于计算电流

值，合格。

因厂区不大，线路很短，线路末端短路电流与始端短路电流相差无几，因此接10kV母

线上短路时(k-2点)的短路电流进行校验，得

Smin=I°°/cVtima=3.32X103/87XJO.7

=18.7mm2<25mm2合格

其他线路的电缆截面选择类似，其计算结果(省)

3.电力变压器的选择

目前，变电所广泛使用的双绕组三相电力变压器都采用R10容量系列的降压变压器

(配电变压器)。这种变压器按调压方式可分为无载调压和有载调压两大类；按绕组绝缘

及冷却方式可分为油浸式、干式和充气式(SF6)等，其中油浸式变压器乂可分为油浸自

冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等。现场使用的6〜10kV配电变压

器多为油浸式无载调压变压器。

近年来，D,ynll联接的配电变压器已开始得到了推广应用。与Y,ynO联接的变压器相

比，D,ynll联接的变压器有以下特点：

（1）D,ynll联接变压器的3n次（n为正整数）谐波励磁电流仅在其三角形接线的

一次绕组内（高压侧）形成环流，不至注入公共的高压电网中去，这较之Y，ynO联接的

变压落更有利于抑制高次谐波电流。

（2）D,ynll联接变压器的零序阻抗较Y,ynO联接变压器的小得多，故低压侧单

相接地短路电流比Y,ynO联接变压器大得多，因而有利于低压侧单相接地短路故障的保

护和切除

O

（3）D,ynll联接变压器承受不平衡负荷的能力远大于Y,ynO联接变压器。Y,ynO

联接变压器要求中性线电流不超过二次绕组额定电流的25%,严重制约接用单相负荷的容

量，而D,ynll联接变压器低压侧的中性线电流允许达到相电流的75%以上，因此，对负

荷不平衡的供电系统来说，优先选用D,ynll联接的变压器。

（4）D,ynll联接变压器一次绕组的绝缘强度是按线电压来设计的，这是因为其一次

侧发生单相接地短路时，其他两相电压将升高为线电压，而Y,ynO联接变压器一次绕组

的绝缘强度是按相电压来设计的，因此，D,yn匚联接变压器的制造成本高于Y,ynO联

接变压器。

第八草

1.短路电流干算

短路电流按系统正常方式计算，其计算电路图如图3.18所示。

8系统10/0.4kV

/=6km,0.36R/km

a37kVGD

5000kV*A

35/10kV

S£L=IOOOMV・A

〃％=7,o%=Ll

S2n=500MV•A

3-2

按照短路电流的标幺制法进行计根据计算电路作出计算短路电流的等效电路图如附

图3-2所示

1、求各元件电抗(用标幺制法计算)

设基准容量S.F100MV•A

基准电压Udl=37kv,Ud2=10.5kA

而基准电流L尸S/UH.=100/*37=1.56kA

3SJUd2=100/*10.5=5.50kA

a、电力系统电抗

当S(3)k•m=1000MV・A时,X*max=S/S3k-m=100/1000=0.1

当S3k-m=500MV-A时,X*1•m=Sd/S3k-m=100/500=0.2

b、架空线路电抗

X*2=X0lSd/U2dl=0.36*6*100/372=0.1578

c、主变压器电抗

Xx3=Uk%Sd/l00SN=7*100*107100*5000=1.4

2、kT点三相短路电流计算

系统最大运行方式时，总电抗标幺值

X*'Sk-=X*lma+X*2=0.1+0.1578二0.2578

系统最小运行方式时，总电抗标幺值

X*'S(=X*Imi+X*2=0.2+0.1578=0.3578

因此，系统最大运行方式时，三相短路电流及短路容量各为

/

I(3)k-1=Idl/X*2k-=1.56/0.2578=6.05kA

138(k=rz3k-l=I3k-l=6.05kA

i3sh=2.5513k-=2.55*6.05=15.43kA

S3k-l=Sd/X*'Sk-=100/0.2578=387.9MV•A

而最小运行方式时，三相短路电流及短路容量各为

I(3)k-l=l.56/0.3578=4.36kA

13,sh=r3zk=13Zk-=4.36kA

i3/sh=2.55T3Zk-=2.55*4.36=11.12kA

S3'k-二SJZ*〃、k-=100/0.3578=279.49MV•A

3、k-2点三相短路电流的计算

系统最大运行方式时

X*'S(k=X*Ima+X*2=X*3=0.1+0.1578+1.4-1.6578

系统最小运行方式时

X*"S(k=X*lmi+X*2+X*3=0.2+0.1578+1.4=1.7578

因此，三相短路电流及短路容量各为

z

T(3)k-=Id2/X*Sk-=5.50/1.6578=3.32kA

13'k—J/X*"2k-=5.50/1.7578=3.13kA

138k=K3k-=13k-2=I3k-2=3.32kA

I3,8=[〃3,k=I3,k-=3.13kA

i3sh=2.5513k-=2.55*3.32=8.47kA

S3k-2=Sd/X*'2k-=100/1.6578=60.32MV•A

上述短路电流计算结果.

2.电气设备选择

据上述短路电流计算结果，按正常工作条件选择和按短路情况校验确定的总降压变

电所高、低压电气设备如下：

(1)主变压器35kV侧电气设备。

'设备卷色及型号高压断路器

隔离开关电压互感电流互感器避雷器/

计算数据SW2-35/100JDJj-35器LCW-35LCW-35(MV*A)

U=35kv35kv35kv35kv35kv35kv

I30=SN/U、产82.48A1000A600A150/5

13k-l=6.05KA24.8KA

K3K-l-387.9MV・A1500MV•A

13shk=15.43KA63.4KA50KA100*

*150=21.2KA

1328tT2142*5〃12

2

lna=6.05*0.7tt=24.8'*4〃tt=(65*0.15)2

*1〃

(2)主变压器10kV侧设备(主变压器低压侧及备用电源进线)该设备分别组装在两套

高压开关柜GN6-10T(F)中。其中10kV母线按经济电流密度选为LMY3(50X5)铝母

线，其允许电流740A大于10kV侧计算电流288.7A,动稳定和热稳定均满足要求。10

kV侧设备的布置、排列顺序及用途如图3.17所示

(3)10kV馈电线路设备选择。以到一车间的馈电线路为例，10kV馈电线路设备如表

所示，该设备组装在11台GN6T0T(F)型高压开关柜中

称及型号高压断路器SN隔离开关电流互感器电力电缆

计算数10-101/600GN6-10T/600LDC-10/0.5ZLQ20-10-3*25

U=10KV10KV10KV10KV10KV

I30=Ss/U后36.37600A600A300/580A

13K2=3.32KA16A30KA

13K2=60.32MV-A300MV•

13sh=8.47KA40KA52KA135**0.3Amin=18.7mm2

I328t8,『3.322*0.212tt=162*2"202*5Z,<A=25min:

第七章

1.防雷与接地

为防御直接雷击，在总降压变电所内设避雷针，根据户内配电装置建筑面积及高度

设三支避雷针：一支为25m高的独立避雷针，另两支为置于户内配电装置建筑物边缘的

15m高的附设式避雷针。根据作图计算，三支避雷针可安全保护整个总降压变电所不受

直接雷击。

为防止雷电波侵入，在35kV进线杆塔前设500m架空避雷线，且在进线断路器前设一

组FZ-35型避雷谐，在1()kV母线II分段上各设一组FS-10阀型避雷器。

总降压变电所接地采用环形接地网，用直径50mm、长2500mm钢管作接地体，埋

深1m,用扁钢连接，经计算接地电阻不大于4。，符合要求(计算过程从略)

雷雨季节经常运行的进线路数123>=4

避雷器至主变压器的最大电气距15232730

离/m

2..继电保护的选择与整定

总降压变电所需要设置以下保护装置：主变压器保护、10kV馈电线路保护、备用电

源进线保护以及10kV母线保护。此外，还需设置备用电源自动投入装置和绝缘监察装

置。

接地时，则A相对地电压为零，其他两相对地电压升高为线电压，三个线电压不变。

这时对负荷的供电没有影响。按规程规定还可继续运行2小时，而不必切断电路。这也

是采用中性点不接地的主要优点。但其他两相电压升高，线路的绝缘受到考验、有发展

为两点或多点接地的可能。应及时发出信号，通知值班人员进行处理。

10KV中性点不接地系统中，当出现一相接地时，利用三相五铁心柱的电压互感器(PT)

的开口三角形的开口两端有无零序电压来实现绝缘监察。它可以在PT柜上通过三块相电

压表和一块线电压表(通过转换开关可观察三个线电压)看到“一低、两高、三不变”。

接在开口三加形开口两端的过电压继电器动作，其常开接点接通信号继电器，并发出预

告信号。采用这种装置比较简单，但不能立即发现接地点，因为只要网络中发生一相接

地，则在同电压等级的所有工矿企业的变电所母线上，均将出现零序电压，接有带绝

缘监视电压互感器的电力用户都会发出预告信号。也就是说该装置没有选择性。为了查

找接地点，需要电气人员按照预先制定的“拉路序位图”依次拉路查找，并随之合上未

接地的回路，直到找到接地点为止。可以看出，这种方法费力、费时、安全性差，在某

些情况下这样做还是不允许的。因此，这种装置存在一定的缺陷。

当网络比较复杂、出线较多、可靠性要求高，采用绝缘监察装置是不能满足运行

要求时，可采用零序电流保护装置。它是利用接地故障线路零序电流较非接地故障线路

零序电流大的特点构成的一种保护装置。零序电流保护一般使用在有条件安装零序电流

互感器的电缆线路或经电缆引出的架空线路上。号在电缆出线上安装零序电流互感器时,

其一次侧为被保护电缆的三相导线，铁心套在电缆外，其二次侧接零序电流继电器。当

正常运行或发生相间短路时，一次侧电流为零。二次侧只有因导线排列不电称而产生的

不平衡电流。当发生一相接地时，零序电流反映到二次侧，并流入零序电流继电器，使

其动作发出信号。在安装零序电流保护装置时，恃别注意的一点是：电缆头的接地线必

须穿过零序电流互感器的铁心。这是由于被保护电缆发生一相接地时，全靠穿过零序电

流互感器铁心的电缆头接地线通过零序电流起作用的。否则互感器二次侧也就不能感应

出电流，因而继电器也就不可能动作。

不难理解，当某一条线路上发生一相接地时，非接地线路上的零序电流为本身的

零序电流。因此，为了保证动作的选择性，在整定时，保护装置的启动电流Idz应大于

本线路的电容电流，即：ldz=Kh.3Uxan.w.Co=Kh.Io式中Idz------保护装置

的启动电流；Kh-------可靠系数，如无延时，考虑到不稳定间歇性电弧所发生的振荡

涌流时，取4〜5；如延时为0.5S时，则取1.5〜2;Uxan相电压值；Co

被保护线路每相的对地电容；Io--------被保护线路的总电容电流。按上式

整定后，还需校验在本线路上发生一相接地时的灵敏系数Kim,由于流经接地线路上的零

序电流为全网络中非接地线路电容电流的总和，可用3Uxan.w.(CS-Co)表示，因此

灵敏系数

为：Klm=3Uxan.w.；CS-Co)/Kh.3Uxan.w.Co=(CS-Co)/Kh.Co上

式可改写成：Klm=I0S-Io/Kh.Io=IOS-Io/Idz式中CS------同

电压等级网络中，各元件每相对地电容之和；I0S------与CS相对应的对地

电容电流之和。对电缆线路取大于或等于1.25;契空线路取1.5;对于架空线路，由于没

有特制的零序电流互感器，如欲安装零序电流保于，可把三相三只电流互感器的同名端

并联在一起，构成零序电流过滤器，再接上零序电流继电器。其动作电流整定值中，要

考虑零序电流过滤器中不平衡电流的影响。四对北京电信10KV系统中继电保护的综

合评价1.定时限过电流保护与反时限过电流保尹的配置

10KV系统中的上、下级保护之间的配合条件必须考虑周全，考虑不周或选配不当，

则会造成保护的非选择性动作，使断路器越级跳闸。保护的选择性配合主要包括上、下

级保护之间的电流和时限的配合两个方面。应该指出，定时限过电流保护的配合问题较

易解决。由于定时限过电流保护的时限级差为0.5S,选择电网保护装置的动作时限，一

般是从距电源端最远的一级保护装置开始整定的。为了缩短保护装置的动化时限，特别

是缩短多级电网靠近电源端的保护装置的动作时限，其中时限级差起着决定的作用，因

此希望时限级差越小越好。但为了保证各级保技装置动作的选择性,时限级差又不能太

小。虽然反时限过电流保护也是按照时限的阶梯原则来整定，其时限级差一般为0.7S。

而且反时限过电流保护的动作时限的选择与动作电流的大小有关。也就是说，反时限过

电流保护随着短路电流与继电器动作电流的比值而变，因此整定反时限过电流保护时，

所指的时间都是在某一电流值下的动作时间。还有，感应型继电器惯性较大，存在一定

的误差，它的特性不近相同，新旧、型的特性也不相同。所以，在实际运行整定时，就

不能单凭特性曲线作为整定的依据，还应该作必要的实测与调试。比较费力、费事。因

此，反时限过电流保护时限特性的整定和配合就比定时限过电流保护装置复杂得多。通

过分析可以看出，北京电信10KV新建及在建工程中，应以配置三段式或两段式定时限过

电流保护、瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护为好。

继电器保护的整定

对于线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电保护和瞬时机构，使断路器跳闸，

切除短路故障部分。而于单相接地保护可才用绝缘监视装置，装设在变配电所的高压母

线上，动作于信号。

原则：带时限过电流保护的动作电流lop,应躲过线路的最大负荷电流；电流速断保

护的动作电流即速断电流Iqb应按躲过它所保护线路的末端的最大短路电流Ik.max来整

定。

变压器过电流保丁1和速断保护：

继电器采用DL-15/10,动作时限设为1S。

TA的变相比：Ki=5000/35=143所以采用150/5A,

计算电流：Ii=2^Seb/V3小=2*5000/J3*35=164.97

过电流保护：Iop=KrelKwIk.max/KreKi=l.3X1X164.97/0.8X30=8.94A

整定动作电流为9A,过电流保护一次侧动作电流为：

Iopl=Ki/Kw*Iop=30*9=270A

灵敏度校验：Ks=IkBin/Iopl=0.87*3.13*107270=10.08>l.5

WL2过电流保护整定满足要求。

速断保护：L⑵=3.32*1()3*]0/35=948.57

(2>

T1)p,^Kel.Kw/Ki*Tke=l.3*1/30*948357=41.1A

速断电流倍数整定为

nqb=41.1A/1OA=4.11

整定动作倍数4.11倍，(qb>=4.11*270=1109.7A

灵敏度校验：m⑵/L中尸4.36*0.87*1071109.7=3.42>1.5

WL2过电流速断保护整定满足要求。

论文谢辞

不知不觉,几个月紧张的毕业设计机完成了，毕业设计的资料、材料、论文，今天终

于可以顺利的完成论文的最后的一个环节了，，想了很久，时光匆匆飞逝，两年多的努

力与付出，随着论文的完成，我也告别了我的大学生活，告别了美丽的大学时光.

此次毕业设计使饿对工厂供配电有了进一步的了解也能从一个设计者的身份去看待

问题和分析问题，在导师的引导下，与同学们相互讨论难题，，基本掌握了变电所的电气

设计.

我的毕业设计今天完成了，第一个要感谢的就是郭纪文老师，我的论文是在郭老师的

耐心指导下完成的。郭老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，

诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅

力对我影响深远。郭老师指引我的论文的写作的方向和架构，并对本论文初稿进行逐字

批阅，指正出其中误谬之处，使我有了思考的方向，他的循循善诱的教导利不拘一格的

思路给予我无尽的启迪，她的严谨细致、一丝不苟的作风，将一直是我工作、学习中的

榜样。郭老师要指导很多同学的论文，加上本来就有的教学任务，工作量之大可想而知。

论文的顺利完成，也离不开其它各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在整个的论

文写作中，各位老师、同学和朋友积极的帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和

意见，在他们的帮助下，论文得以不断的完善，最终帮助我完整的写完了整个论文。另

外，要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们的悉心教导使我有了良好的专业

课知识，这也是论文徨以完成的基础。

通过此次的论文，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的体制束缚，在论

文的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。并且由

原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突

破。在以往的传统的学习模式下，我们可能会记住很多的书本知识，但是通过毕业论文,

我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处理知识和实践相

结合的问题。

在论文的写作过程中也学到了做任何事情所要有的态度和心态，首先我明白了做学

问要一丝不苟，对于出现的任何问题和偏差都不要轻视，要通过正确的途径去解决，在

做事情的过程中要有耐心和毅力，不要一遇到困难就打退堂鼓，只要坚持下去就可以找

到思路去解决问题的。在工作中要学会与人合作的态度，认真听取别人的意见，这样做

起事情来就可以事倍功半。总之，此次论文的写作过程，我收获了很多。此次论文的完

成既为大学四年划上了一个完美的句号，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。

再次感谢在大学传授给我知识以及给我帮助和鼓励的老师，同学和朋友，谢谢你们。