毕业设计电气设备生产有限公司供配电设计

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1、信息科学与工程学院2011届本科毕业设计（论文）题目： 某电气设备成套生产有限公司供配电设计 院（系） 信息科学与工程学院 专 业 电气工程及其自动化 届 别 2011届 学 号 0715311019 姓 名 洪志阳 指导老师 方瑞明 教授 华侨大学教务处印制 2011年5月摘 要电能是现代工业生产的主要能源和动力.随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。工厂供电系统的核心部分是变电所。因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的。本设计是针对某电气设备成套生产有限公司供配电设计。以发电厂电气部分、高电压技术、继电保护等专业知识为理论依据，主

2、要对该厂变电站高压部分进行毕业设计训练。通过负荷计算，确定主变压器的台数和容量，进行短路电流计算，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，合理选择整定继电器保护装置，最后按要求绘出设计图样。具体过程和步骤:根据工厂总平面图,工厂负荷情况,供电电源情况,气象资料,地区水文资料和电费制度等,先计算电力负荷,判断是否要进行无功功率补偿,接着进行变电所位置和型式选择,并确定变电所变压器台数和容量, 主接线方案选择,然后进行短路电流的计算,并对变电所一次设备选择和校验和高低压线路的选择，最后绘出变电所电气主接线图和平面布置图，完成本次设计。关键词：变电站设计；负荷统计；短路电流计算ABSTRACTEn

3、ergy modern industrial production is the major energy and power. With the development of modern civilization and progress, social production and life to the quality of power supply and management of the increasingly high demands. Factories power supply system is the core of the substation. Therefore

4、, the design and construction of a security, economic substation, is extremely important.The design is for a Electric Co,Ltd for distribution design. The electric power plants to some, high-voltage technology, such as protection for the theoretical basis of professional knowledge, high Voltage Subst

5、ation on the main part of the plant design graduate training. Through the load calculation, to determine the number and capacity of the main transformer, short-circuit current calculation, choose substation Lord wiring schemes and high and low voltage equipments and into the stages, the reasonable c

6、hoice setting relay protection device, finally required design specification, and write draw design pattern.Detailed process and the steps: according to the factory total plan, the load condition ,the power supply, the meteorological data, the district hydrologic data and electric system, the first

7、calculated to power load, judge whether calculated to reactive power compensation, and choose the position and type of the substation , and determine the transformer substation numbers and capacity, the main connection scheme selection, thent concluded the calculation of short-circuit current, and o

8、nce for substation equipment selection and calibration, and high and low voltage circuit choice. Finally draw the electrical main wiring diagrams and floor charts to complete this design.keywords：Design the Power substation, Load counts, Short circuit Electric current Secretly scheme against目 录摘 要IA

9、BSTRACTII第一章 设计任务书11.1设计题目11.2 设计要求11.3 设计基础资料1第二章 各种负荷的计算42.1 负荷分级42.2 计算负荷概念52.3 计算负荷目的52.4 计算负荷意义52.5 各车间的负荷计算6第三章 各车间变电所的设计选择83.1变电所设计原则83.2 各车间变电所位置及全厂供电平面草图83.3 各车间变压器台数及容量选择10第四章 工厂总降压变电所及接入系统的设计124.1 供电方案论证124.2 总降压变电所位置选择及要求154.3 变配电所主接线设计方案16第五章 短路电流计算175.1 短路的种类及产生短路的原因175.2 短路的危害175.3 计算

10、短路电流的目的和任务185.4 短路电流的计算18第六章 厂内10kV线路的截面选择256.1 10KV电缆选择25第七章 变电所高低压设备的选择287.1 选择原则287.2 高低压开关柜的选择287.3 电气设备的校验29第八章 继电保护和自动装置338.1 继电保护装置338.2 继电保护的配置33第九章 防雷和接地369.1 防雷保护369.2 变电所内电气装置的接地37结 语38参考文献39致谢40IV第一章 设计任务书1.1 设计题目 某电气设备成套生产有限公司供配电设计1.2 设计要求根据本厂用电负荷和供电条件，并适当考虑生产的发展，按照国家相关标准，本着安全可靠、技术先进、经济

11、合理的要求确定变电所的位置与形式，通过负荷计算，确定主变压器的台数与容量，进行短路电流计算，选择变压器的主接线，及高低压电气设备，选择继电保护装置，并写出设计说明书，绘制出设计图纸。1.3 设计基础资料31 工厂总平面图（见附图1, 比例：1:6000）32 负荷情况本厂动力站、房的部分设备为二级负荷，铸钢车间有50%的负荷为二级负荷，热处理车间有60%的负荷为二级负荷，其余均为三级负荷，本厂负荷统计资料见附表。33 电源3.3.1 工厂东北方向 16 公里处: 有一新建地区降压变电所,110/35/10kV, 125MVA变压器一台作为工厂的主电源，允许用35kV或10kV中的电压以一回架空

12、线向工厂供电。3.3.2 由正北方向 5 公里处的其它工厂引入10kV电缆作为备用电源，一般不投入，在该厂的主电源发生故障或检修时，提供照明及部分重要负荷用电。输电容量不得超过全厂计算负荷的20%。34 电源短路容量 35千伏侧系统最大三相短路容量 1000MVA 35千伏侧系统最小三相短路容量 500MVA35 供电部门对功率因数要求值: 35千伏供电时 0.9 10千伏供电时 0.9536 电价: 两部电价制: 变压器安装容量每 1kVA 20元/月. 电度电价: 供电电压为: 35kV时, 0.55元/kWh 供电电压为: 10kV时, 0.58元/kWh* 工厂为二班制,全年工作时数4

13、500小时，最大负荷利用时数4000小时.* 线路的功率损失在发电厂引起的附加投资: Zj = 5000元/kW.37 气象、地质、水文资料 本厂地处江苏平原地区，平均海拔7.5米，地质以砂粘土为主，地下水位2米，最热月平均最高温度26，最热月地下0.8米处平均温度20，极端最高温度40，极端最低温度10。38 其它基础资料（略）附表1：负荷数据表 车间名称1# 铸钢车间2# 热处理车间3# 锻工车间4# 焊接车间安装容量(kW)150020002000250015001800200250车间名称5# 金工车间6# 总装车间7# 空压站8# 煤气站安装容量(kW)400500150200700

14、800500600 附图 某工厂总平面图 (比例： 1：8000)第二章 各种负荷的计算2.1 负荷分级电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。1.一级负荷a.中断供电将造成人身伤亡者。b.中断供电将造成重大政治影响者。c.中断供电将造成重大经济损失者。d.中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。(1).一级负荷中特别重要的负荷是指：中断供电将发生中毒，爆炸和火灾等情况的负荷；b.特别重要场所的不允许中断供电的负荷；c.如正常电源中断时，必须设有处理安全停产所必须的应急照明，通信系统，火灾报警系统，保证安全停产的自动控制装置等。

15、d.民用建筑中大型金属中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统，大型国际比赛场的记分系统及监控系统等。2.二级负荷a.中断供电将造成较大政治经济损失的负荷。所谓较大损失指主要设备损坏，大量产品报废，连续生产过程被打乱需要较长时间才能恢复，重点企业大量减产等。b. 中断供电将影响重要用电单位正常工作的负荷。如交通枢纽，通信枢纽用点单位中的重要电力负荷。c.中断供电造成大型影剧院，商场等较多人员集中的公共场所秩序混乱的负荷。如商业住宅建筑属于二级负荷。3.三级负荷不属于一级，二级负荷的均属于三级负荷。对一些非连续生产的中小企业，停业仅影响产量或导致少量产品报废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等

16、均属于三级负荷。2.2 计算负荷概念计算负荷，是通过统计计算求出的、用来按发热条件选择供配电系统中各元件的负荷值。计算负荷也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。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均作为按民热条件选择电器工导体的依据。2.3 计算负荷目的负荷计算的目的是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是合理地进行无功功率补偿的重要依据。2.4 计算负荷意义计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投

17、资和有色金属的浪费。如计算负荷确定过小，又将使电气设备和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样要造成损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。在进行负荷计算时，要考虑环境及社会因素的影响，并应为将来的发展留有适当余量。2.5 各车间的负荷计算负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功计算负荷：无功计算负荷:视在计算负荷:计算电流: 表2.1 电力负荷计算表序号车间设备名称容量(kW)Kdcosjtgj计 算 负 荷P(kw)Q(kvar)S(kva)1金工车间动力: 车.铣.刨床 镗.磨.钻床

18、砂轮.锯床 轴流风扇 起重机 通风机 电焊设备905060608080400.150.150.150.80.10.80.350.50.50.50.80.50.80.61.731.731.730.751.730.71.3313.57.59488641423.41315.63613.844.818.627151860168023.3照明20.00 0.918合计480165.6156.94228.12总装车间动力150.00 0.150.51.7322.538.944.9照明20.00 0.918合计17040.538.956.23空压站动力750.00 0.80.80.75600450750照明

19、30.00 0.927合计780627450771.84煤气站动力500.00 0.50.80.75250187.5319照明20.00 0.918合计520268187.53275铸钢车间动力1800.00 0.350.651.17630737.1969.6照明50.00 0.945合计1850675737.1999.56热处理车间动力2400.00 0.50.71.02120012241714.1照明60.00 0.954合计2460125412241752.37锻工车间动力1700.00 0.250.61.33425565.3707.2照明26.00 0.923.4合计1726448.4

20、565.3707.28焊接车间动力200.00 0.30.51.7360103.8119.9照明20.00 0.918合计22078103.8129.89总计82060.73556.53463.5538410考虑同时系数时全厂计算负荷3200.93290.44590.411变压器损耗50.7202.912考虑变压器损耗后全厂计算负荷3251.63493.34772.213cosj补偿到0.9所需电容器0.95-220014全厂计算负荷总计82060.9293251.61293.33499.4第三章 各车间变电所的设计选择3.1变电所设计原则变电所位置选择应满足下列几条要求：1） 接近负荷中心；

21、2） 接近电源侧；3） 进出线方便；4） 运输设备方便；5） 不应设在容易积水、剧烈震动或高温的场所；6） 不应设在有爆炸危险的区域内；7） 其他等等从上面几条综合确定，总平面图序号F设为35/10kV变电所，靠近负荷中心。由于煤气站属于危险区域，故不应与变电所相邻，整个变电所的室内地面，应高于室外地坪0.6米。3.2 各车间变电所位置及全厂供电平面草图表3.1 计算负荷统计列表序号车间设备名称P30（Kw）Q30(Kvar)S(KvA)1金工车间165.6156.94228.12总装车间40.538.956.23空压站627450771.84煤气站268187.53275铸钢车间675737

22、.1969.56热处理车间125412241752.37锻工车间448.4565.3721.58焊接车间78103.8129.8根据地理位置及各车间计算负荷大小，决定设立3个车间变电所，各自供电范围如下：变电所I：热处理车间变电所：铸钢车间、空压站、煤气站变电所：锻工车间、焊接车间、金工车间、总装车间如图所示：3.3 各车间变压器台数及容量选择3.3.1 变电所I变压器台数及容量选择(1). 变电所I变压器的供电负荷统计： 因此需要进行无功补偿。(2). 变电所I的无功补偿（将功率因素提高到0.9以上）：补偿前 补偿后 无功补偿试取： 补偿后： (3).变电所I的变压器选择：为保证供电可靠性，

23、选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）: 选择变压器型号为SCB10系列，额定容量为1000KVA，两台。查表得变压器的各项参数:空载损耗，负载损耗 阻抗损耗，空载电流 (4). 计算每台变压器的功率损耗（n=1）有功功率损耗为：PT无功功率损耗为：(5). 变电所高压侧计算负荷： 满足要求变电所II和变电所III照此计算。表3.2 各变电所变压器台数及容量车间变电所名称供电范围变压器台数（台）型号变电所I热处理车间2SCB10-1000/10变电所II铸钢车间、空压站、煤气站2SCB10-1250/10变电所III锻工车间、焊接车间、金工车间、总装车间1SCB10-800/10第四章

24、工厂总降压变电所及接入系统的设计4.1 供电方案论证 由于本地区仅能提供35kV或10kV中的一种电压，所以将两种电压的优缺点扼要分析如下：（一）35KV与10KV供电特点方案一：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需建设总降压变电所，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架空线路的故障比10kV架空线路的故障低一半，因而供电的可靠性高；6有利于工厂的进一步扩展方案二：采用10kV电压供电的特点1

25、不需要投资建设工厂总降压变电所，并少占土地面积；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cos的值高，要增加补偿设备的投资6线路的故障比35kV的高，即供电可靠性不如35kV。（二）各方案的比较的比较电能质量 供电电压允许偏差（GB123252003）规定供电电压允许偏差如下： （1）35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%。 （2）10kV及以下三相供电电压允許偏差为額定电压的7%。 （3）220V单相供电电压允許偏差为額定电压的+7%、-1

26、0%。方案一：正常运行时以35kV单回路架空线供电，由邻厂10kV电缆线路作为备用电源。本次设计中只有少数的负荷为二级负荷，大多数为三级负荷，根据工业民用与配电设计手册 第三版“如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器”。故拟厂内总降压变电所装设一台容量为5000 kVA的变压器，型号为S9-5000/35型，电压为35/10kV，查产品样本，其有关技术参数为：空载损耗，负载损耗阻抗损耗，空载电流 有功功率损耗为：PT无功功率损耗为： 满足要求考虑本厂负荷的增长是逐渐的，为了节约有色金属消耗量，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

27、手册或产品样本，选择钢芯铝铰线 LGJ-35 ，起允许电流为 满足要求。该导线单位长度电阻 ,单位长度电抗。 符合要求 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I而 不符合要求为使两个方案比较在同一个基础上进行，也按照允许发热条件选择导线截面。选择 LGJ-70， 钢芯铝铰线，其允许载流量为， ,10kV线路电压损失为（线路长度l=16km）； 不符合要求方案二以10kV电压供电，电压损失达到了极为严重的程度，无法满足二级负荷长期正常运行的要求。因此，选用方案一，即采用35kV电压供电，建设厂内总降压变电所，符合国家

28、规范要求。4.2 总降压变电所位置选择及要求根据前面已确定的供电方案，结合本厂厂区平面示意图，如图本工厂的降压变电所设在工厂的东北部，原理如下：靠电源进线侧，接近负荷中心； 进出线方便，不影响工厂厂区面积的利用；位于煤气站，锅炉房等空气污染源的上风侧，环境洁净；与锻工车间保持足够距离以免受震动影响；根据运行要求，对总降压变电所提出以下要求：1 总降压变电所装设一台型号为S9-5000/35型35/10kV的降压变电所，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短路器。2 根据规定，备用电源只有主电源线路解列及变压器有故障或检修时才允许投

29、入，因此备用10kV电源进线断路器在正常工作时必须断开。3 变压器二次侧（10kV）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 变压器二次侧10kV母线采用单母线分段接线。变压器二次侧10kV接在分段上，而10KV备用电源接在分段上。单分母分段联络开关在正常时闭合，重要二级负荷可接在母线分段，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。4.3 变配电所主接线设计方案供电系统主接线详见“变电所电气主接线图”。

30、 第五章 短路电流计算5.1 短路的种类及产生短路的原因短路的种类：4 种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和两相对地短路。其中，除三相短路时，三相回路依旧对称，因而又称对称短路外，其余三类均属不对称短路。在中性点接地的电力网络中，以一相对地的短路故障最多，约占全部故障的90。在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。产生短路的原因：造成短路的主要原因，是电气设备截流部分的绝缘损坏。比如，设备长期运行，绝缘自然老化；设备本身设计、安装和运行维护不良;绝缘材料陈旧;绝缘强度不够而被正常电压击穿；设备绝缘正常而被过电压（包括雷电过电压）击穿；设备绝缘受到外力损伤等都可能造

31、成短路。工作人员由于未遵守安全操作规程而发生误操作，或者误将低电压设备接入较高电压的电路中，也可能造成短路。电力线路发生断线和倒杆事故可能导致短路。鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间，或者咬坏设备导线的绝缘，也是导致短路的一个原因。5.2 短路的危害发生短路时，由于部分负荷阻抗被短接掉，供电系统的总阻抗减少，因而短路回路中的短路电流比正常工作电流大得多。在大容量电力系统中，短路电流可达几万安培甚至几十万安培。如此大的短路电流会对供电系统产生极大的危害。a. 短路电流通过导体时，使导体大量发热，温度急剧升高，从而破坏设备绝缘；同时，通过短路电流的导体会受到很大的电动力作用，使导体变形甚

32、至损坏。b. 短路点的电弧可能烧毁电气设备的载流部分。c. 短路电流通过线路，要产生很大的电压降，使系统的电压水平骤降，引起电动机转速突然下降，甚至停转，严重影响电气设备的正常运行。d. 短路可造成停电状态，而且越靠近电源，停电范围越大，给国民经济造成的损失也越大。e. 严重的短路故障若发生在靠近电源的地方，且维持时间越长，可使并联运行的发电机组失去同步，严重的可能造成系统解列。f. 不对称的接地短路，其不平衡电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通信线路、电子设备及其他弱电控制系统可能产生干扰信号，使通讯失真、控制失灵、设备产生误动作。由此可见，短路的后果是十分严重的。所以必须设法消除可能引起

33、短路的一切因素，使系统安全可靠地运行。5.3 计算短路电流的目的和任务保证电力系统安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热的电动力的巨大冲击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动地使有关断路器跳闸。继电保护装置的整定和断路器的选择，也需发准确的短路电流数据。5.4 短路电流的计算 为了选择高压电气设备，校验继电保护，需计算,KI处的短路电流但因面积紧凑，例如本设计中至最远车间变电所的距离未超过500m，处的短路电流差别极小，故。最小运行方式下系统短路电流计算已知系统最小三相

34、短路容量（1）确定基准值取基准容量 则 （2）计算短路电路中各主要元件的电抗标么值1）电力系统2）架空线路3）电力变压器变电所I： 变电所II： 变电所III：（3）计算各短路点总计算电抗及三相短路电流和短路容量1）各短路点总计算电抗变电所I：变电所II：变电所III： 2）各短路点三相短路电流变电所I: 变电所II: 变电所III: 3）各短路点短路冲击电流 变电所I: 变电所II: 变电所III: 4）各短路点短路全电流最大有效值变电所I: 变电所II: 变电所III: 5）各短路点短路容量变电所I: 变电所II: 变电所II: 最大运行方式下系统短路电流计算已知系统最大三相短路容量（1）

35、确定基准值取基准容量 则 （2）计算短路电路中各主要元件的电抗标么值1）电力系统2）架空线路3）电力变压器变电所I： 变电所II： 变电所III：（3）计算各短路点总计算电抗及三相短路电流和短路容量1）各短路点总计算电抗变电所I：变电所II：变电所III：2）各短路点三相短路电流变电所I: 变电所II: 变电所III: 3）各短路点短路冲击电流 变电所I: 变电所II: 变电所III: 4）各短路点短路全电流最大有效值变电所I: 变电所II: 变电所III: 5）各短路点短路容量变电所I: 变电所II: 变电所II: 表5.1 三相短路电流计算表短路计算点运行方式短路电流/kA短路容量/（MV

36、A）K-1最大2.752.752.757.014.15176.4最小2.342.342.345.973.53149.9K-2 （K-3）最大2.542.542.546.483.8446.15最小2.432.432.436.23.6744.11最大27.9327.9327.9371.2242.1719.35最小27.427.427.469.8741.3719最大31.6631.6631.6680.647.7221.9最小30.9230.9230.9278.8546.6921.43最大14.9314.9314.933822.5410.34最小14.7714.7714.7737.6622.310.2

37、4第六章 厂内10kV线路的截面选择6.1 10KV电缆选择10kV电缆截面选择计算主变压器10kV侧计算电流：（1）按发热条件选择查表得YJV22-8.7/10kV 直埋敷设方式，载流量为： （2）按经济电流密度校验年最大负荷利用小时=4000h，铜芯电缆的经济电流密度为2.25A/mm2（3）按短路热稳定校验最大运行方式下10kV母线 按切除短路故障时间0.2秒计算 （4）按电压损失校验由于工厂内线路较短，不进行电压损耗校验结论：选YJV22-8.7/10kV 3185mm2电缆符合要求。配变压器10kV侧变电所I：计算电流：按持发热条件选择查表得YJV22-8.7/10kV 直埋敷设方式

38、，载流量为：（2）按经济电流密度校验年最大负荷利用小时=4000h，铜芯电缆的经济电流密度为2.25A/mm2（3）按短路热稳定校验最大运行方式下10kV母线 按切除短路故障时间0.2秒计算结论：选YJV22-8.7/10kV 335mm2电缆符合要求。变电所II：计算电流：（1）按发热条件选择查表得YJV22-8.7/10kV 直埋敷设方式，载流量为：（2）按经济电流密度校验年最大负荷利用小时=4000h，铜芯电缆的经济电流密度为2.25A/mm2（3）按短路热稳定校验最大运行方式下10kV母线 按切除短路故障时间0.2秒计算结论：选YJV22-8.7/10kV 335mm2电缆符合要求。变

39、电所III：计算电流：（1）按发热条件选择查表得YJV22-8.7/10kV 直埋敷设方式，载流量为：（2）按经济电流密度校验年最大负荷利用小时=4000h，铜芯电缆的经济电流密度为2.25A/mm2（3）按短路热稳定校验最大运行方式下10kV母线 按切除短路故障时间0.2秒计算结论：选YJV22-8.7/10kV 325mm2电缆符合要求。第七章 变电所高低压设备的选择7.1 选择原则为保证电器供电线路及电器设备自身的安全可靠、经济合理、运行维修方便，电器设备应按正常条件下和短路故障条件下工作的要求来选用。正常条件是指电器使用中的额定容量、额定电压、额定电流、额定频率及电器所处在的场所、环境

40、温度、海拔高度等。其中所处的场所包括用于户外或户内、有无防尘、防腐、防火、防爆要求，空气中的湿度、盐碱成份等。短路故障条件是指发生短路时满足动稳定性和热稳定性。电器设备选用的一般原则是：1.电器的额定电压大于或等于所在回路的工作电压。2.电器的额定电流大于或等于所在回路的工作电流。3.电器设备（指断路器、熔断器、开关、负荷开关等）的额定断流容量应大于或等于该设备所处的短路容量。4.部分电器设备在选择后要进行短路动稳定度、热稳定度的校验。7.2 高低压开关柜的选择高低压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高低压成套配电装置。高压开关柜有固定式和手车式（移可式）两大类型。 1）

41、本设计35kV设备选用KYN61A-40.5铠装移开式交流金属封闭开关设备。该产品引进美国西屋公司的先进技术，根据GB3906-199135kV交流金属封闭开关设备及电力部DL404-1997户内交流高压开关柜订货技术条件，并全面参照IEC298 1kV以上的52kV及以下的交流金属封闭开关设备和控制设备 （1990年版）标准设计和制造的KYN61A-40.5铠装式金属封闭开关设备，是三相交流50Hz单母线及单母线分段系统的户内成套配电装置，作为接受和分配35kV网络电能和对电路实行控制、保护及监测。本型开关柜既有防止误操作断路器、防止带负荷推、拉可移开部件、防止带电合接地开关、防止接地开关在

42、接地位置送电和防止误入带电间隔（即简称“五防”功能）。2）本设计10kV设备选用KYN28-12金属铠装中置式开关柜。该产品系3.6-12kV三相交流50Hz单母线及单母线分段系的成套配电装置。主要用于发电厂、中小型发电机送电、工矿企事业配电以及电业系统二次变电所的受电、送电及大型高压电动机起动等，实行控制保护、监测之用。本开关设备满足IEC298、GB3906、DL/T404-91等标准要求，具有防止带负荷推拉断路器手车、防止误分合断路器、防止接地开关处在闭合位置时关合断路器、防止误入带电隔室、防止在带电时误合接地开关的联锁功能。3）低压开关柜有固定式和抽出式两大类型。本设计0.4kV设备选

43、用GCK系列交流低压抽出式开关柜。该产品结构柜架为组合装配式结构，骨架采用C型材。柜架的全部结构均通过自攻螺钉连接，按需要加装门、面板、隔板、支架及抽屉部件、以便组合成完整无缺开关柜柜架。每一功能单元均占据一个独立隔室功能单室，总占用高度1800mm范围内，根据用户的各电流等级不同的占用高度，组合成每台抽屉式开关柜的供电回路。抽屉具有合、分、试验、抽出位置，既能保证正常的工作，又可安全检修抽屉内的元件。相同规格的功能单元均共有互换性，用户可以方便迅速地使备用抽屉。7.3 电气设备的校验(1) 按正常工作条件选择1.按工作电压选择 设备的额定电压不应小于所在线路的额定电压，即但需注意：使用限流式

44、高压熔断器时，熔断器的额定电压应与线路额定电压相同，即。2.按工作电流选择 设备的额定电流不应小于所在线路的计算电流，即(2) 按短路条件校验 1.动稳定校验：式中开关的极限通过电流（动稳定电流）峰值和有效值（单位为），开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值（单位为）2.热稳定校验：当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值，校验电气设备及电缆热稳定时，短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。表7.1 35KV侧设备的选择校验选择校验项目电 压电 流断流能力动稳定度热稳定度其他参数采用KYN61A-40.5高压开关柜数据35KV82.5A2.75KA

45、7.01KA额定参数电压互感器保护用限流熔断器XRNP1-40.5/0.5A40.5KV0.5A50KA_高压真空断路器ZN85A-40.5/630A40.5KV630A25KA63KA电压互感器JDZ6-35QR35/0.1kV_电压互感器JDZX8-35_电流互感器LZZBJ9-36/250W236KV150/5A_避雷器HY5WS2-51/13435KV_高压接地开关JNH1-40.5G/31.540.5KV_表7.2 10KV侧设备的选择校验选择校验项目电 压电 流断流能力动稳定度热稳定度其他参数采用KYN28-12高压开关柜数据10KV225A 2.54KA6.48KA额定参数电压互

46、感器保护用限流熔断器XRNP1-12/0.5A12KV0.5A50KA_高压真空断路器ZN63A-12/630A12KV630A25KA63KA电压互感器JDZ8-1010/0.1kV_电压互感器JDZX8-10_电流互感器LZZBJ9-1010KV400/5A_避雷器HY5WS2-17/5010KV_高压接地开关JN15-12/31.5kA12KV_表7.3 0.4KV侧设备的选择校验选择校验项目电 压电 流断流能力动稳定度热稳定度其他参数采用GCK低压开关柜数据0.4KV1805A31.66KA80.6KA额定参数低压断路器ZBW1-3200M/3P0.4KV2500A80KA100KA电

47、流互感器BH-0.66 3000/5A0.4KV3000/5A_第八章 继电保护和自动装置8.1 继电保护装置继电保护装置是指能反映电力系统中电气设备发生的故障和不正常运行状态，并能动作于断路器跳闸或起动信号装置发生报警信号的一种自动装置。继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求：这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。 8.2 继电保护的配置本厂总所需要设置以下的保护：变电所馈电线路保护、变压器保护、母线保护、备用电源进线保护。还须设置以下装置：备用电源自动投入装置、绝缘监视装置。1、变电所馈电线路保护由总降压变电所送至每一车间变电所的线路需设速断保护和过电流保护。互感器接成不完

48、全星形，继电器选用GL一11/10型。（1）过电流保护的动作电流整定值按下式计算：式中 可靠系数，取；接线系数，；返回系数，；最大负载电流，；电流互感器变比，； 动作电流整定为9A，动作时间因需要与低压侧空气相配合，故选为0.5s。灵敏度校验 灵敏系数可根据下式校验：（2）速断保护的动作电流应躲开变压器二次侧三相电流归算值。即 故整定的速断电流倍数为灵敏系数为2、变压器保护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，还应装设瓦斯保护及温度信号。具体整定如下：（1）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

49、敏度，继电器选用DL-11型，动作电流整定值如下：式中 可靠系数，取；接线系数，；返回系数，；最大负载电流，；电流互感器变比，； 动作电流整定为9A，动作时间因需与母线联络开关配合可取1.5s。灵敏系数（2）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 故整定的速断电流倍数为则灵敏系数为 3、母线保护设置两个电流互感器接成不完全星形。装设时电流带时限保护，继电器选用DL-11型，其动作时限比馈出线大t，即t=1s。4、备用电源进线保护备用电源进线设过负荷保护，定时限过电流保护。互感器接成不完全星形，继电器选DL-11型，过负荷保护作用于信号。考虑到母线联络

50、开关动作的时间，定时限过流保护的动作时限取1.5s。第九章 防雷和接地9.1 防雷保护 变配电所的防雷主要是对直击雷和对由线路侵入的雷击冲击波的防护。1） 对直击雷的防护措施装设避雷针或避雷线对直击雷进行防护，使变配电所中需要保护的设备和设施均处于其保护范围之中。我国大部分变配电所采用避雷针。一般35kV及以下配电装置采用独立避雷针，110kV及以上则采用构架避雷针。2） 对线路侵入雷电波的防护当雷击于线路时，沿线路就有雷电冲击波流动，从而会侵入变电所。变电所的电气设备中最重要、绝缘最薄弱的是变压器。装设避雷器是基本的防护措施。避雷器应尽量靠近变压器，避雷器的残压必须小于变压器绝缘耐压所能允许

51、的程度，并且它们的数值都须小于冲击波的幅值，以保证侵入波能够受到避雷器放电的限制。对35kV架空线路的防雷措施1）架设避雷线 这是防雷的有效措施，但造价高，因此只在66KV及以上的架空线路上才沿全线装设。35KV的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设。而10KV及以下的线路上一般不装设避雷线。2）装设自动重合闸装置。线路因雷击放电产生的短路是由电弧引起的，在断路器跳闸后，电弧自行熄灭，短路故障消失。采用自动重合闸装置，使断路器经过一定时间后自动重合，即可恢复供电。3）提高线路的绝缘水平，在架空线路上，可采用木横担、瓷横担或高一级的绝缘子，以提高线路的防雷水平。4）利用三角形排列的顶

52、线兼作防雷保护线。由于3kV10kV线路通常是中性点不接地的，因此在三角形排列的顶线绝缘子上装以保护间隙，当雷击顶线时，间隙击穿，对地泄放雷电流，从而保护了下面的两根导线，也不会引起线路断路器跳闸。5）个别绝缘薄弱地点加装避雷器 对架空线路上个别绝缘薄弱地点，如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设排气式避雷器或保护间隙。9.2 变电所内电气装置的接地在供配电系统中，为保证电气设备的正常工作或防止人身触电，而将电气设备的某部分与大地作良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。

53、兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。结 语在这次某电气设备成套生产有限公司供配电设计中，除了对所学知识的回顾之外，通过查询各种资料及参考文献加深了对工厂变配电所初步设计的认识与了解，也发现了自己所学知识的局限，还有很多东西需要去了解和掌握。事实上这次设计对我们的锻炼是多方面的，除了对设计过程熟悉外，我们还进一步提高了作图，各种信息的分析，对WORD文档的使用等多方面的能力。总之本次设计，基本达到了锻炼我们的目的。为我们将来走上工作岗位奠定了一个坚实的基础。相信，它将使我们受益终身的。参考文献1. 尹克宁电力工程中国电力出版社 2005/022. 王士政，芮新花 电力工程专题课程设计与毕业设计指导书 中国水利水电出版社 2007/063. 李友文 工厂供电 化学工业出版社 2006/024. 陈跃 电气工程专业毕业设计指南中国水利水电出版社 2006/035. 王玉华，赵志英 工厂