变电所综合设计

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1、 本科生毕业设计（论文）题 目： 35KV化工厂总降压变电所设计 学生姓名： 系 别： 专业年级： 指导教师： 2010年 6 月 8 日摘 要本文详细介绍了某化工厂35kV总降压变电所的设计。文中对主接线的选择、高压设备的选择、负荷计算、短路电流计算,各种继电保护选择和整定计算皆有详细的说明。特别对主接线的选择,变压器的选择,还有一些电气设备如断路器、电流互感器、电压互感器等的选择校验作了详细的说明和分析。本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出符合当前要求的变电所。关键字：负荷计算，变压器选择，电气主接线，短路电流计算，继电保护ABSTRACTThis paper main

2、ly introduces the design of 35kV substation. It also discusses the choice of main wiring, high pressure equipment and all kinds of the protection of relay, the calculation of load, short current and so on in detail, especially, the choice of main wiring, transformer and some electric equipment such

3、as circuit breaker, current and Voltage transformer. This design is closely related to reality in order to design the suitable substation by studying a lot of materials.Keywords：charge calculation, the selection of transformer, main electrical connection scheme, the calculation of short circuit, the

4、 protection of relay目 录第一章 绪论1第二章 负荷计算22.1 负荷计算意义22.2 负荷计算方法22.3 负荷计算结果2第三章 变压器的选择43.1 主变压器台数的确定43.2 主变压器容量的确定43.3 主变相数选择4第四章 电气主接线的设计54.1 电气主接线的概述54.2 电气主接线的设计原则和要求54.2.1 电气主接线的设计原则54.2.1.1 考虑变电所在电力系统的地位和作用54.2.1.2 考虑近期和远期的发展规模54.2.1.3 考虑用电负荷重要性分级和出线回数多少对主接线影响54.2.1.4 考虑主变台数对主接线的影响64.2.1.5 考虑备用容量的有

5、无和大小对主接线的影响64.2.2 电气主接线设计的基本要求64.2.2.1 可靠实用64.2.2.2 运行灵活64.2.2.3 简单经济64.2.2.4 操作方便74.2.2.5 便于发展74.3 电气主接线方案的比较74.3.1 只装有一台主变压器的总降压变电所主接线74.3.2 一次侧为内桥式接线的总降压变电所主接线74.3.3 一次侧为外桥式接线的总降压变电所主接线74.3.4 一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主接线74.3.5 一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主接线7第五章 无功补偿95.1 功率因数过低对供电系统的影响95.2 补偿装置的意义95.3 无功补偿装置类型的

6、选择95.4 补偿电容器的选择9第六章 短路电流116.1 短路的原因116.2 短路的形式116.3 短路的危害116.4 短路电流计算的目的126.5 短路回路参数的计算126.5.1 标么值126.5.2 短路回路中各元件阻抗的计算126.6 短路电流的计算136.6.1 短路电流的计算146.6.2 计算系统各元件阻抗的标么值，绘制等效电路图146.6.3 各点短路电流计算15第七章 电气设备的选择与校验187.1 概述187.2 高压电器选择的标准187.3 35kV侧电气设备选择与校验187.3.1 户外高压真空断路器187.3.2 隔离开关197.3.3 高压限流熔断器197.3

7、.4 电流互感器207.3.5 电压互感器207.4 10kV侧电气设备选择与校验207.4.1 高压开关柜207.4.2 隔离开关217.4.3 电流互感器21第八章 导线或电缆的选择228.1 概述228.2 电压损耗条件228.3 经济电流密度228.4 机械强度22第九章 变压器的保护239.1 概述239.2 定时限过电流保护239.3 电流速断保护23第十章 防雷接地、过电压保护2510.1 防雷保护装置2510.1.1 避雷针和避雷线2510.1.2 避雷器2510.2 防雷接地设计2510.2.1 接地的一般要求2510.2.2 接地的种类2610.3. 过电压接地保护2610

8、.3.1 雷过电压2610.3.2 内过电压2610.3.3 直击雷的保护范围和保护措施27致谢28参考文献29第一章 绪论目前，我国的城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应， 城乡变电所也必须进行更新换代，我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所、微机监测变电所、综合自动化变电所相继出现，并取得了迅猛的发展。本次设计为某化工厂35KV总降压变电所。随着改革的不断深化，经济的迅速发展。各电力部门对变电所设计水平的要求将越来越高。现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后，结构不合理，占地多，投资大，损耗高，效率低，尤其是在一次开关和二次设备造型问题上，基本停留在506

9、0年代的水平上，从发展的观点来看，将越来越不适应我国城市和农村发展的要求。国民经济不断发展，对电力能源需求也不断增大，致使变电所数量增加，电压等级提高，供电范围扩大及输配电容量增大，采用传统的变电站一次及二次设备已越来越难以满足变电站安全及经济运行，少人值班或者无人值班的要求。现在已经大多采用了微机保护。分级保护和常规保护相比，增加了人机对话功能，自控功能，通信功能和实时时钟等功能，因此如果通过电力监控综合自动化系统，可以使变电站内值班人员或调度中心的人员及时掌握变电站的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况，并迅速进行处理，达到供电系统的管理科学化、规范化、并且还可以做到与其他自动化

10、系统互换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。供电电源：35kV架空线（1#、2#线）变电站35kV母线最大运行三相短路容量：, 第二章 负荷计算2.1 负荷计算意义计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷。它是设计时作为选择工厂电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的重要依据。负荷计算的目的是为了掌握用电情况,合理选择配电系统的设备和元件,如导线、电缆、变压器、开关等。负荷计算过小,则依此选用的设备和载流部分有过热危险,轻者使线路和配电设备寿命降低,重者影响供电系统的安全运行.负荷计算偏大,则造成设备的浪费和投资的增大

11、。为此,正确进行负荷计算是供电设计的前提,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。2.2 负荷计算方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等. 常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数，然后按照上述公式求出该组用电设备的计算负荷。2.3 负荷计算结果表1-1 各用电车间负荷计算结果序号车间名称设备容量（千瓦）计算负荷P30（千瓦）Q30（千乏）S30（千伏安）1供风车间2290640

12、4808002工艺车间3351871182213催化车间5621991582544焦化车间5143101833605锅炉房269197172262序号车间名称设备容量（千瓦）计算负荷P30（千瓦）Q30（千乏）S30（千伏安）6循环水厂3221811592417污水处理2561631392148净化车间8861632583059化验站33828844410空气压缩机63422233640311设备仓库36528746412照明150365868第三章 变压器的选择3.1 主变压器台数的确定为保证供电的可靠性，避免一台主变故障或检修时影响供电，变电所一般装设两台主变压器，但一般不超过两台变压器。

13、当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变压器。对于大型超高压枢纽变电所，装设两台大型变压器，当一台发生故障时，要切断大量负荷是很困难的，因此，对大型枢纽变电所，根具工程具体情况，应安装24台主变压器。这种装设方法可以提高变电所的供电可靠性，变压器的单台容量以及安装的总容量皆可有所节约，且可根据负荷的实际增长的进程，分别逐台装设变压器，而不致积压资金。当变电所装设两台以及以上的主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余变压器容量至少能保证所供的一级负荷或为变电所全部负荷的70%80%。3.2 主变压器容量的确定本次设计的是线变阻，选择暗备用，每台按变压器的最

14、大负荷选择。正常情况下两台变压器都参加工作，这时，每台变压器均承受50%最大负荷，这种备用及能满足正常工作时经济运行的要求，又能在故障情况下承担全部负荷，是比较合理的备用方式。 3.3 主变相数选择主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。所以应选容量为2000KVA的主变压器S9-2000/35第四章 电气主接线的设计4.1 电气主接线的概述变电所主接线(一次

15、接线)表示变电所接受、变换和分配电能的路径。它由各种电力设备(隔离开关、避雷器、断路器、互感器、变压器等)及其连接线组成。通常用单线图表示。主接线是否合理,对变电所设备选择和布置,运行的灵活性、安全性、可靠性和经济性,以及继电保护和控制方式都有密切关系.它是供电设计中的重要环节. 在图上所有电器均以新的国家标准图形符号表示，按它们的正常状态画出。所谓正常状态，就是电器所处的电路中既无电压，也无外力作用的状态。对于图中的断路器和隔离开关，是画出它们的断开位置。在图上高压设备均以标准图形符号代表，一般在主接线路图上只标出设备的图形符号，在主接线的施工图上，除画出代表设备的图形符号外，还应在图形符号

16、旁边写明设备的型号与规范。从主接线图上我们可了解变电所设备的电压、电流的流向、设备的型号和数量、变电所的规模及设备间的连接方式等，因此，主接线图是变电所的最主要的图纸之一。4.2 电气主接线的设计原则和要求4.2.1 电气主接线的设计原则4.2.1.1 考虑变电所在电力系统的地位和作用变电所在电力系统的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。4.2.1.2 考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据五到十年电力系统发展规划进行。应根据负荷的

17、大小及分布负荷增长速度和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。4.2.1.3 考虑用电负荷重要性分级和出线回数多少对主接线影响对一级用电负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级用电负荷不间断供电；对二级用电负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级用电负荷供电，三级用电负荷一般只需一个电源供电。4.2.1.4 考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将会产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小

18、的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性的要求低。4.2.1.5 考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时否允切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。4.2.2 电气主接线设计的基本要求变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建

19、等要求。4.2.2.1 可靠实用所为可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线经过优选，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性不是绝对的，而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能是不可靠的。4.2.2.2 运行灵活主接线运行方式灵活，利用最少的切换操作，达到不同的供电方式。根据用电负荷大小，应作到灵活的投入和切除变压器

20、。检修时，可以方便的停运变压器、断路器、母线等电气设备，不影响工厂重要负荷的用电。4.2.2.3 简单经济在满足供电可靠性的前提下，尽量选用简单的接线。接线简单，既节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备，使节点少、事故和检修机率少；又要考虑单位的经济能力。经济合理地选用主变压器型号、容量、数量，减少二次降压用电，达到减少电能损失之目的。4.2.2.4 操作方便主接线操作简便与否，主接线各回路是否按一条回路配置一台断路器的原则，符合这一原则，不仅操作简便、二次接线简单、扩建也方便，而且一条回路发生故障时不影响非故障回路供电。4.2.2.5 便于发展设计主接线时，要为布置配电装置

21、提供条件，尽量减少占地面积。但是还应考虑工厂企业的发展，有的用户第一期工程往往只上一台变压器，经35年后，需建设第二台主变压器，变电所布局、基建一般都是根据主接线的规模确定的。因此，选择主接线方案时，应留有发展余地。扩建时可以很容易地从初期接线过度到最终接线。4.3 电气主接线方案的比较变电所的接线应从安全、可靠、灵活、经济出发。本次设计的某化工厂35KV总降压变电所，地位较为重要，应尽量保证供电的可靠性，又由于是总降压变电所，从经济性来考虑主接线不宜复杂。4.3.1 只装有一台主变压器的总降压变电所主接线通常采用一次侧无母线、二次侧为单母线的主接线。一次侧采用断路器为主开关。其特点是简单经济

22、，但供电可靠性不高，只适用于三级负荷。4.3.2 一次侧为内桥式接线的总降压变电所主接线这种主接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷。这种内桥式接线多用于电源线路较长而主变压器不须经常切换的总降压变电所。4.3.3 一次侧为外桥式接线的总降压变电所主接线这种主接线也适用于一、二级负荷。这种外桥式接线多用于电源线路不长而主变压器需经常切换以适应经济运行的总降压变电所。4.3.4 一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主接线这种主接线兼有上述内桥式和外桥式两种接线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，投资较大。可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的情况。4.3.5

23、 一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主接线采用双母线接线较之采用单母线接线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大提高，从而大大增加了初投资，所以双母线接线在企业中少用，主要用于电力系统中。综合上述的主接线方案的比较,一次侧选用线路变压器组接线方式,即采用两台变压器分列运行,二次侧采用单母线带旁路母线的接线方式，如图3.1图4-1 主接线设计图第五章 无功补偿5.1 功率因数过低对供电系统的影响（1）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电气元件，容量增大，从而使工厂内部的起动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。（2）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能

24、损耗。（3）线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机及其它用电设备的正常运行。（4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。综上可知电力系统功率因数的高低是十分重要的问题，因此，必须设法提高电力网中各种有关部分的功率因数。目前供电部门实行按功率因数征收电费，因此功率因数的高低也是供电系统的一项重要的经济指标。 5.2 补偿装置的意义无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。5.3 无功补偿装置类型的选择无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。本次设计应采用并联电容器

25、的低压集中补偿方式。5.4 补偿电容器的选择 计算过程如下： 并联前： 并联后： 因此： 选择补偿电容器型号为： 所以电容器的个数选18台。第六章 短路电流6.1 短路的原因发生短路的主要原因是由于电力系统的绝缘被破坏。在大多数情况下，绝缘的破坏多数是由于未及时发现和未及时消除设备中的缺陷，以及设计、安装和运行维护不当所，例如：过电压、直接雷击、绝缘材料的陈旧、绝缘配合不好、机械损坏等，运行人员的错误操作，如带负荷拉开隔离开关，或者检修后未拆接地线就接通断路器；在长期过负荷元件中，由于电流过大，载流导体的温度升高到不能容许的程度，使绝缘加速老化或破坏；在小接地电流系统中未及时或消除一相接地的不

26、正常工作状态，此时，其它两相对地电压升高倍，造成绝缘损坏；在某些化工厂或沿海地区空气污秽，含有损坏绝缘的气体或固体物质，如不加强绝缘，经常进行维护检修或者采取其他特殊防护措施等，都很容易造成短路。此外，在电力系统中，某些事故也可能直接导致短路，如杆塔倒塌导线断线等。动物或飞禽跨接载流导体也会造成短路事故。6.2 短路的形式三相短路的基本形式有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相短路。三相短路电压和电流仍是对称的，只是电流比正常值增大，电压比额定值降低。三相短路发生的概率最小，只有5%左右，但是它的危害是最严重的短路形式。两相短路发生的概率约为10%15%两相接地短路是指中性点不接地系统中两不

27、同相均发生单相接地而形成的两相短路，亦指两相短路后又接地的情况。两相接地短路发生的概率约为10%20%。单相接地的危害虽不如其他短路形式严重但中性点直接接地的系统中，发生的概率最高，约占短路故障的65%70%6.3 短路的危害短路电流所产生的电动力能形成很大的破坏应力，如果导体和它们的支架不够坚固，则可能遭到严重破坏。短路电流越大，通过的时间越长，对故障元件破坏的程度也越大。由于短路电流很大，即使通过的时间很短，也会使短路电流所经过的元件和导体收起不能容许的发热，从而破坏绝缘甚至使载流部分退火、变形或烧毁。既然发生短路时流通很大的短路电流（超过额定电流许多倍），这样大的短路电流一旦流经电气设备

28、的载流导体，必然要产生很大的电动力和热的破坏作用，随着发生短路地点和持续时间的长短，其破坏作用可能局限于一小部分，也可能影响整个系统。6.4 短路电流计算的目的在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节，其计算的目的是在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。以及选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。6.5 短路回路参数的计算在进行短路电流计算时，首先需要计算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的计算通常采用有名值和标么

29、值两种计算方法。前一种计算方法主要适用于1KV以下低压供电系统的网路中，后一种计算方法多用在企业高压供电系统以及电力系统中。6.5.1 标么值标么值一般又称为相对值，是一个无单位的值，通常采用带有*号的下标以示区别，标么值乘以100，即可得到用同一基准值表示的百分值。在标么值计算中。首先要选定基准值。虽然基准值可以任意选取，但实际计算中往往要考虑计算的方便和所得到的标么值清晰可见，如选取基值功率为100MVA和短路点所在网路的平均额定电压为基准电压。尚须指出，在电路的计算中，各量基准值之间必须服从电路的欧姆定律和功率方程式，也就是说在三相电路中，电流、电压、阻抗、和功率这四个物理量的基准值之间

30、应满足下列关系： (5-1)式中、功率、电压、电流、阻抗的基准值（datum Value）。6.5.2 短路回路中各元件阻抗的计算计算短路电流时，必须知道系统中各元件的电阻抗，一般只考虑同步电机、变压器、电抗器、架空线和电缆线的电抗。在实际计算中，架空线路和电缆线路每公里的电抗值，通常采用表5-1所示的平均值。表6-1 电抗标么值、有名值和短路功率变换公式序号元件名称标幺值有名值（）短路功率（MVA）备注1发电机（或电动机）=基准功率，通常可设 、 发电机的额定容量，MVA及其次暂态电抗 、 变压器的额定容量MVA及其短路电压的 百分值 、 、 电抗器的额定电压、额定电流及电抗百分值 电抗器或

31、线所在网路的平均额定电压 变压器短路损耗KW2变压器3电抗器4线路6.6 短路电流的计算进行短路电流计算时，首先应收集相关的资料，如电力系统接线图、运行方式和各元件的技术参数等。然后绘制计算电路图。然后再根据对短路点做出等值电路图，利用网络变化规则，将其逐步简化，求出短路回路总电抗。最后根据总电抗即可求出短路电流值。以下分别讨论计算电路图、等值电路图和短路回路总电抗的确定。 K1 K2 K3 图6-1 计算电路图计算电路图，是一种简化了的电气单线图，如图5-16.6.1 短路电流的计算选取基准容量取 则取 则 取 则6.6.2 计算系统各元件阻抗的标么值，绘制等效电路图最大运行方式和最小运行方

32、式下系统的阻抗和线路阻抗一变压器阻抗线路阻抗二等效电路图如下所示： 图6-2 等效电路图16.6.3 各点短路电流计算分别计算短路点在最大运行方式下的短路电流短路时 短路时短路时等效电路图如下所示： 图6-3 等效电路图2分别计算短路点在最小运行方式下的短路电流短路时 短路时短路时由上可知道最大短路电流是短路时 第七章 电气设备的选择与校验7.1 概述为了保证高压电器的可靠运行，在发生故障时能最快的跳闸及其保护用电设备，因此装设一些电气设备。高压电器应按以下条件性质：（1）按正常工作条件包括电压、电流频率、开断电流等选择；（2）按短路条件包括动稳定、热稳定和持续时间校验。7.2 高压电器选择的

33、标准表7-1 选择标准设备名称选择项目校验项目额定电压(KV)额定电流(KV)装置类型户内户外准确度级电抗百分数(x%)短路电流开断能力二次容量剩余电压热稳定动稳定隔离开关*熔断器*电流互感器*电压互感器-*母线*电缆* 需要选择的项目 * 需要校验的项目7.3 35kV侧电气设备选择与校验7.3.1 户外高压真空断路器按短路状态断路热稳定和动稳定的校验校验式、所以选用ZW7-35系列户外高压真空断路器系三相交流50Hz户外高压开关设备，主要用于40.50kV电网中，作分、合负荷电流、过载电流及短路电流之用，也可以用于其他类似场所，该产品结构设计合理，维护简便。表 7-2 ZW7-35型高压真

34、空短路器的主要技术参数型号额定电压（kV）最高工作电 压（kV）额定电流（A）额定断开电 流（kA）极限开断电 流（kA）额定断流容量（MVA）ZW7-353540.50150024.8024.8015007.3.2 隔离开关隔离开关也是发电厂和变电所中常用的开关电器，它需与断路器配套使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路动、热稳定的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切断短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。选择GW4-35D型隔离开关适用于频率为50Hz，额定电压为35kV，额定电流600A、100

35、0A的交流电路中作有电压无负载时断开与闭合电路之用，借助连杆可组成三极联动。表 7-3 GW4-35D型高压隔离开关的主要技术参数型号额定电压（kV）最高工电 压（kV）额定电流（A）极限通 过电流有效值（kV）极限通 过电流峰 值（kV）热稳定 电流（KV）热稳定电流（kV）GW435D3540.5060042207.3.3 高压限流熔断器高压熔断器用来保护电气设备免受过载、短路电流的损害和保护电压互感器，当电流超过额定电流时，自动切断电流.保护电力设施。选择RW10-35型户外高压限流熔断器，其适用于交流50Hz，额定电压10kV-35kV-66kV的输电线和电压互感受器的短路和过载保护。

36、表 7-4 RW1035型户外高压限流熔电器的主要技术参数型号额定电压额定电流三相断流容量RW1035/0.5350.502000RW1035/2352.00600RW1035/3353.006007.3.4 电流互感器在装有断路器的回路应安装电流互感器，变压器中性点装设电流互感器，110kV侧及变压器，回路采用三相配置，35kV、10kV采用两相置、母联，亦采用两相配620kV屋内配电装置，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的独立式CT。选择LSJ-35，LSJC-35I，II，III型装入式电流互感器,适用于交流50Hz，额定工作电压35kV的电力系统中，作为电流电能测量及继电保护使用。表7

37、-5 LSJ35电流互感器的主要技术参数额定一次电流（A）额定二次负荷（Cos=0.8）（欧）0.5 级1 级3 级10 级2000.802.003000.803.004001.205.006000.603.007.3.5 电压互感器电压互感器是电力系列中重要的电器设备之一，用来转换电压，目的在于传递电能，而互感器转换电压或电流的目的， 在于测量和监视线路的电压或电流等。选择JDJJ-35型电压互感器为单相三绕组油浸户外式产品。适用于交流50Hz、35kV中性点不直接接地的电力系统，供继电保护和信号装置的电源用。表7-6 JDJJ35电互感器的主要技术参数型号额定电压一次线圈（V）额定电压二次

38、线圈（V）额定电压辅助线圈（V）额定容量3级（VA）额定容量1级（VA）额定容量0.5级（VA）最大容量（VA）25015012007.4 10kV侧电气设备选择与校验7.4.1 高压开关柜选用GM6系列10kV GIS充气开关柜，其额定电压为10kV，额定频率为50Hz的三相交流单母线和单母线旁路系统中，作为接受和分配电能之用。主要特点如下：（1）使用六氟化硫气体绝缘式开关柜，并且断路器采用SF6分断介质，有效的避免了类似真空断路器的操作过电压危害。（2）内燃弧防护、完善的连锁机构，钥匙锁机械连锁实现“五防”。7.4.2 隔离开关选用户内隔离开关户内高压设备在有电压无负载时,切断与闭合线路之

39、用。表7-7 隔离开关的主要技术参数型号额定电压（kV）最高工 电 压（kV）额 定电 流 （A）极限通过电流有效值（kV）极限通过电流峰值（kV）热稳定电流（kV）GN810T/200GN810T/400GN810T/600GN810T/10001011.50200400600100014.7030304325.50405275101420307.4.3 电流互感器选用LAJ-10在外表面增加了伞形结构，从而增加了外表面的爬电距离，能适用于轻污秽地区，也适用于50Hz、额定电压为10kV及其以下的电力系统中作电流、电能的测量及继电保护。表7-8 电流互感器的主要技术参数型号额定一次电流（A）

40、准确级数额定二 次负荷（）10倍数最大二次电流倍数二次线圈阻抗LAJ102080010001500200060000.500.801.602.00第八章 导线或电缆的选择8.1 概述为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面时必须满足下列条件:发热条件导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。8.2 电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。8.3 经济电流密度35KV及以上的高压线路及电

41、压在35KV以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。工厂内的10KV及以下线路，通常不按此原则选择。8.4 机械强度导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。根据设计经验，一般10KV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再

42、校验发热条件和机械强度。对长距离大电流及35KV以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。因此35KV线路导线选定为：第九章 变压器的保护9.1 概述根据本降压变电所变压器的容量及重要性按照规程规定，一次侧应设置带有定时限的过电流保护及电流速断保护。此外，还应装设瓦斯保护。9.2 定时限过电流保护采用三个电流互感器接成全星形接线方式以提高保护动作的灵敏度，继电器选用DL-11型，动作电流整定值如下：式中 过负荷系数，根据本变压器运行特点，可按照下式计算：式中 起动电流最大的电动机的起动电流； 计算电流减去该电动机的额定电流。 于是代入 取动作时间因需与母线联络开关配合可

43、取1.5s。灵敏系数 因此符合要求。9.3 电流速断保护采用互感器不完全星形接法进行速断保护，动作电流躲开二次侧三相短路值，即 归算到35kV侧 选1500A，则灵敏系数为 因此符合要求。第十章 防雷接地、过电压保护10.1 防雷保护装置10.1.1 避雷针和避雷线防直击雷最常用的措施是装设避雷针,它是由金属制成,比被保护设备高,具有良好接地的装置,其作用是将雷吸引到自己身上并安全导入地中,从而保护了附近比它矮的设备、建筑免受雷击。避雷针包括三部分:接闪器(避雷针的针头),引下线和接地体,接闪器可用直径为1012mm的圆钢;引下线可用直径为6mm的圆钢;接地体一般可用三根2.5m长的40mm4

44、0mm4mm的角钢打入地中再并联后与引下线可靠连接。所谓避雷针的保护范围是植被保护物再次空间范围内不致遭受雷击而言.它是在实验中用冲击电压下小模型的放电结果求出的,由于它与近似直流电压的雷云对空间极长间隙下的放电有很大差异,所以这一保护范围并未得到科学界的公认,但我们可以把它看成一种用以决定避雷针的高度与数目的工程办法。10.1.2 避雷器避雷器共有三种形式，即保护间隙、管形避雷器和阀式避雷器。变电所通常采用阀式避雷器。阀式避雷器一般用来保护交、直流系统中的变压器和电气设备的绝缘，以免由于过电压而损坏。它主要由火花间隙和非线性电阻（阀片）组成。当发生大气过电压时，火花间隙放电，使雷电流流入大地

45、，从而降低过电压幅值，使其在设备的绝缘可以承受的水平以下。当过电压过去以后，避雷器通过阀片电阻的非线性特性和间隙灭弧的作用，自行将工频续流切断。10.2 防雷接地设计接地是指电气设备的带电部分或不带电部分与大地连接。接地可分为故障接地、工作接地、保护接地和重复接地。10.2.1 接地的一般要求在供电系统的某些部位，由于工作的需要或安全的需要而和大地进行直接连接，这就是接地。为了保证达到接地的目的，接地装置必须正确设置（包括正确的布置、正确的连接、采用适当的散流电阻等），并且连接可靠，否则，不仅达不到接地的目的，还可能反而带来不利的影响。变电所的接地装置除采用自然接地体外，还应设置人工接地网，通

46、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接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，以免影响散流电阻。扁钢应侧放而不应平放，以提高散流效果。接地装置的形式有外引式和回路式两种。10.2.2 接地的种类按实施接地的目的不同可分为工作接地、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行，人为的将供电系统的某些点（例如发电机和变压器的中性点）和大地进行金属性的连接。保护接地是指由于电气设备绝缘损坏时可能危及人身安全而将电气设备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备（如避雷针、避雷器等）与大地相连。10.3. 过电压接地保护电器

47、设备在运行中的承受的过电压，有来自外部的雷电过电压和系统系数发生变化时电磁产生振荡积蓄而引起的内部过电压，按其产生原因又可分为雷过电压和内过电压。10.3.1 雷过电压雷过电压又称为大气过电压或外部过电压，它是由于电力系统内的设备或构筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。雷过电压产生的雷电冲击波，其电压幅值可高达1亿伏，其电流幅值可高达几十万安培，因此对供电系统危害极大，必须采用有效的措施防护。雷过电压有两种基本形式：一种是雷电直接击中电气设备，线路和构筑物，其过电压引起强大的雷电流通过这些物体放电入地，产生破坏性极大的热效应和机械效应，相伴的还有电磁效应和闪络放电，称直接雷击或直

48、击雷。另一种是雷电对设备，线路或其他物体的静电感应或电磁感应引其的过电压，称感应雷。雷过电压可分为：直击雷过电压、感应雷过电压、侵入雷过电压。10.3.2 内过电压内过电压是由于电力系统中的开关操作，出现故障或其他原因，使电力系统的工作状态突然改变，从而在其过度过程中出现因电磁能在系统内部发生振荡而引起的过电压。10.3.3 直击雷的保护范围和保护措施(1)可设直击雷保护装置设施发电厂，变电所的直击雷过电压可采用避雷针，避雷器和钢筋焊接成网等。下列设备应装设直击雷变化装置。(2)不设直击雷保护装置设施发电厂有钢筋结构的主厂房，主控制室和配电装置。为保护其他设备而装设的避雷针，不宜装在独立的主控

49、制室和350kV以下的高压屋内配电装置室的顶上。在不相邻高建筑物保护范围内的建筑或设备。致谢通过这一阶段的努力，我的毕业论文35KV化工厂总降压变电所设计终于完成了，这意味着大学生活即将结束。在大学阶段，我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。在本论文的写作过程中，我的导师王永军老师倾注了大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的电气信息工程系的全体老师以及关心我的同学和朋友。写作毕业论文是一次再系统学习的过程，

50、毕业论文的完成，同样也意味着新的学习生活的开始。我将铭记我曾是一名石大学子，在今后的研究生学习中把石大的优良传统发扬光大。感谢各位专家的批评指导。参考文献1电力工业常用设备手册.北京：水利电力出版社20032董纯华主编. 发电厂电气课程设计参考资料. 北京：水利电力出版社，2002 3范锡普主编. 发电厂电气部分. 北京：水利电力出版社，20004刘学军主编.继电保护原理. 北京：中国电力出版社. 20045王瑞敏主编.电力系统继电保护. 北京：北京科学技术出版社20016刘介才主编.工厂供电简明设计手册 . 北京：水利电力出版社 2004 7刘介才.工厂供电 第4版. 北京：人民邮电出版社 20038于永源主编.电力系统分析.北京：中国电力出版社 20029李光琦主编. 电力系统暂态分析.北京：中国电力出版社 200110电力系统一次接线M.北京,电力工业出版社,199511刘涤尘. 电气工程基础M. 武汉理工大学出版社,2002(1)