供電系統(tǒng)設(shè)計 姓名 劉大偉 學(xué)號 09330108 班級 電氣優(yōu)創(chuàng) 090226目錄供電系統(tǒng)設(shè)計1 第一章311設(shè)計資料31.1.1原始資料31.2設(shè)計內(nèi)容513設(shè)計成果5第二章 負(fù)荷計算以及變壓器的選擇62.1 負(fù)荷計算62.2 無功功率補(bǔ)償計算92.2 .1車間變電所低壓側(cè)補(bǔ)償92.2.2變壓器損耗計算102.2.3主變壓器無功補(bǔ)償計算112.3.變壓器選擇112.4 架空線路的選擇122.4.1 根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積122.5 補(bǔ)償電容計算13第三章 供電系統(tǒng)的選擇13第四章 短路電流的計算164.1 三相短路電流的計算目的164.2短路電流的計算公式（標(biāo)幺值計算方法）：164.3各母線短路電流列表16第五章 高、低壓側(cè)設(shè)備及母線的選擇185.1 35KV側(cè)電氣設(shè)備185.2 10KV側(cè)設(shè)備195.3 10kV饋電線路設(shè)備選擇。195.4 10KV母線選擇205.4.1 變壓器低壓側(cè)引出線選擇205.4.2 10KV母線選擇20第六章 高壓側(cè)繼電保護(hù)選擇及整定216.1保護(hù)要求216.2保護(hù)裝置及整定計算21第七章 防雷設(shè)計247.1防雷措施257.1.1 架空線路的防雷措施257.1.2變配電所的防雷措施257.2接地257.2.1 接地與接地裝置257.2.2 確定配電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼26結(jié)束語及參考文獻(xiàn)27心得體會27參考文獻(xiàn)27 第一章11設(shè)計資料1.1.1原始資料 （1）某廠設(shè)有薄膜、單絲、管材、注射等四個車間，設(shè)備選型全部采用我國新定型設(shè)備其外還有輔助車間及其它設(shè)施。（2）全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計算表（380伏側(cè)）。（3）該廠由處于廠南側(cè)一公里的110/35千伏變電所用35千伏架空線路向其供電，電業(yè)部門變電所配出線路定時限過電流保護(hù)裝置的整定時間為2秒，工廠配電所應(yīng)不大于1.3秒，工廠的功率因數(shù)值要求在0.9以上。（4）生產(chǎn)車間為三班制，部分車間為單班或兩班制，全年最大負(fù)荷利用時間為5000小時，屬于三級負(fù)荷。（5）本地區(qū)最熱月平均最高溫度為35攝氏度，土壤中0.71深處一年最熱月平均溫度為20攝氏度，年暴雷日為30天，土壤凍結(jié)深度為1.10米，主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)。（6）本廠地表面比較平坦，土壤主要成分為積土及砂質(zhì)粘土，層厚為1.67米不等，地下水位一般為0.7米，地耐壓力為20噸/平方米。表1.1 全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計算表（380伏側(cè)）序號車間或用電設(shè)備組名稱設(shè)備容量（千瓦）需要系數(shù)功率因數(shù)Cos功率因數(shù)腳正切tan計算負(fù)荷有功 (千瓦)無功(千乏)視在(千伏安)（1）變電所1薄膜車間14000.60.61.332原料庫300.250.51.733生活間100.8104成品庫（一）250.30.51.735成品庫（二）240.30.51.736包裝材料庫200.30.51.737小計1509（2）變電所1單絲車間13850.60.61.332水泵及設(shè)備200.650.80.753小計1405（3）變電所1注塑車間1890.40.61.332管材車間8800.350.61.333小計1069（4）變電所1復(fù)制車間1380.60.51.732生活室100.813浴室30.814鍛工車間300.30.651.175原料生活間150.816倉庫150.30.51.177機(jī)修模具車間1000.250.651.738熱處理車間1500.60.71.029鉚焊車間1800.30.51.7310小計641（5）變電所1鍋爐房2000.70.750.882實(shí)驗(yàn)室1250.250.51.733輔助材料庫1100.20.51.734油泵房150.650.80.755加油站100.650.80.756辦公室150.60.61.337小計4758全廠合計50999乘以參差系數(shù)全廠合計（=0.9=0.95）0.5871.2設(shè)計內(nèi)容1負(fù)荷計算2供電方式及主接線設(shè)計3短路計算及設(shè)備選擇4高壓配電系統(tǒng)設(shè)計5保護(hù)及接地防雷系統(tǒng)設(shè)計13設(shè)計成果1設(shè)計說明書，包括全部設(shè)計內(nèi)容2電氣主接線圖（三號圖紙）3繼電保護(hù)配置圖（三號圖紙）4總降壓變電所平面布置圖（三號圖紙） 第二章 負(fù)荷計算以及變壓器的選擇2.1 負(fù)荷計算各車間、變電所負(fù)荷計算（均采用需要系數(shù)法）附注：各車間、各變電所負(fù)荷合計時，同時系數(shù)分別取值：=0.9；=0.95現(xiàn)以NO.1變電所車間負(fù)荷計算為例，計算過程如下：NO.1變電所（1） 薄膜車間有功功率：=0.61400=840KW無功功率：= tan=8401.33=1117.2Kvar視在功率：=8400.6=1400KVA（2） 原料車間有功功率：=300.25=7.5KW無功功率：= tan=7.51.73=13Kvar視在功率：=7.50.5=15KVA（3） 生活間有功功率：=100.8=8KW視在功率：=81=8KVA（4） 成品庫（一）有功功率：=250.3=7.5KW無功功率：= tan=7.51.73=13Kvar視在功率：=7.50.5=15KVA（5） 成品庫（二）有功功率：=240.3=7.2KW無功功率：= tan=7.21.73=12.5Kvar視在功率：=7.20.5=14.4KVA（6） 包裝材料庫有功功率：=200.3=6KW無功功率：= tan=61.73=10.4Kvar視在功率：=60.5=12KVANO.1變電所負(fù)荷合計：有功功率：=（8407.587.57.26）0.9=788.6KW無功功率：=（1117.2131312.510.4）0.95=1107.8Kvar視在功率： =1360KVA所有變電所車間負(fù)荷計算結(jié)果見表2-1統(tǒng)計表2.1 全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計算表序號車間或用電設(shè)備組名稱設(shè)備容量（千瓦）需要系數(shù)功率因數(shù)Cos功率因數(shù)腳正切tan計算負(fù)荷有功 (千瓦)無功(千乏)視在(千伏安)（1）變電所1薄膜車間14000.60.61.338401117.214002原料庫300.250.51.737.513153生活間100.8108084成品庫（一）250.30.51.737.513155成品庫（二）240.30.51.737.212.514.46包裝材料庫200.30.51.73877.031110.613607小計1509788.61107.81360（2）變電所1單絲車間13850.60.61.338311105.21383.72水泵及設(shè)備200.650.80.75139.816.253小計1405759.61059.21303.4（3）變電所1注塑車間1890.40.61.3375.6100.51262管材車間8800.350.61.33308406.65133小計1069345.2484.6595.1（4）變電所1復(fù)制車間1380.60.51.7382.8143.2165.62生活室100.818083浴室30.812.402.44鍛工車間300.30.651.17910.513.855原料生活間150.81120126倉庫150.30.51.174.55.6256.937機(jī)修模具車間1000.250.651.732543.2549.968熱處理車間1500.60.71.029091.8128.169鉚焊車間1800.30.51.735493.4210810小計641258.93368450（5）變電所1鍋爐房2000.70.750.88140123.2186.72實(shí)驗(yàn)室1250.250.51.7331.2554.162.53輔助材料庫1100.20.51.732238.1444油泵房150.650.80.759.757.312.25加油站100.650.80.756.54.888.136辦公室150.60.61.33911.97157小計475196.65227.53008全廠合計50992610.833421.214322.79乘以參差系數(shù)全廠合計（=0.9=0.95）0.5872349.753250.154010.592.2 無功功率補(bǔ)償計算2.2 .1車間變電所低壓側(cè)補(bǔ)償由于NO.1和NO.2車間容量很大，可以考慮在NO.1和NO.2低壓側(cè)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。1） NO.1車間無功補(bǔ)償計算根據(jù)設(shè)計要求，功率因數(shù)一般在0.9以上，故取=0.9A.功率因數(shù)：=0.58<0.9 （需要補(bǔ)償）B.需補(bǔ)償容量計算：=(tan - tan)=788.6tan(arccos0.58) - tan(arccos0.9) =725KvarC.補(bǔ)償后：=788.6KW=-=1107.8-725=382.8Kvar=876.6KVA功率因數(shù)：cos=/=0.9 （滿足要求）D.補(bǔ)償所需并聯(lián)的電容器：N=/=725/25=29 （為單個電容器的容量）并聯(lián)的電容器型號：BKMJ0.4-25-3 數(shù)量為29個低壓電容器柜型號：GBJ-1-0.4 所需數(shù)量為：6個，單個電容器柜內(nèi)可裝5個電容器2）NO.2車間補(bǔ)償計算此處省略， 相關(guān)計算數(shù)據(jù)如下：=632Kvar=842.7KW=-=1035.3-632=310.3Kvar=934KVAcos=/=0.902 （滿足要求）N=/=632/25=26 并聯(lián)的電容器型號：BKMJ0.4-25-3 數(shù)量為26個低壓電容器：GBJ-1-0.4 所需數(shù)量為6個，單個電容器柜可裝5個電容器2.2.2變壓器損耗計算1） 負(fù)荷計算中，電力變壓器的功率損耗可按下列簡化公式近似計算：有功損耗：0.015無功損耗：0.06（其中，為變壓器二次側(cè)的視在計算負(fù)荷）2） 現(xiàn)計算個車間變電所變壓器損耗和算入損耗后的各負(fù)荷，以計算NO.1變電所為例：有功損耗：=0.015=0.015876.6=13.2KW無功損耗：=0.06=0.06876.6=52.6Kvar加入變壓器損耗后負(fù)荷計算有功功率：=788.613.2=801.8KW無功功率：=382.852.6=435.4Kvar視在功率：=912.4KVANO.2、NO.3、NO.4、NO.5變電所損耗計算省略，數(shù)據(jù)和結(jié)果見表2-2：變電所號變壓器有功損耗（KW）變壓器無功損耗（Kvar）加損耗后有功功率（KW）加損耗后無功功率（Kvar）視在功率（KVA）NO.113.252.6801.8435.4912.4NO.21456856.7459.3972NO.38.935.7354.1520.3629.4NO.46.7527265.7395476NO.54.518201.2245.5317.4表2-2 變壓器損耗計算及加入損耗后負(fù)荷表2.2.3主變壓器無功補(bǔ)償計算1） 所有變電所的負(fù)荷計算：=0.9（） =0.92479.5=2231.6KW=0.95（） =0.952055.5=1953Kvar=2965.5KVA2） 功率因數(shù)cos=/=2231.6/2965=0.750.9根據(jù)設(shè)計要求，本廠功率因數(shù)COS要求在0.9以上（本設(shè)計中要求工廠的功率因數(shù)COS在0.9以上，所以這里取COS=0.92）3）故需要補(bǔ)償?shù)娜萘浚?(tan-tan)=2231.6tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) =1017.4Kvar4）補(bǔ)償后：=2231.6KW=-=1953-1017.4=935.6Kvar=2420KVA功率因數(shù)：cos=/=0.922>0.92 2.3.變壓器選擇以NO.1變電所選型為例根據(jù)負(fù)荷計算是所得變電所補(bǔ)償后總視在功率： =876.6KVA考慮暗備用方式則有：Stn=876.6*0.7=613.62kw 故選擇的變壓器型號為：SL80010，參照變壓器各參數(shù)，可以滿足要求。各車間變壓器型號及其參型號額定電壓/kV連接組別損耗/W空載電流（%）阻抗電壓（%）高壓低壓空載負(fù)載主變壓器兩臺暗備用SL7-2000/35356.3Y/-113400198002.56.5No1兩臺暗備用SL-800/106.30.4Y/Y0-1243501450054.5No2兩臺暗備用SL-800/106.30.4Y/Y0-1243501450054.5No3選一臺SL-400/106.30.4Y/Y0-123100120005.54.5No4選一臺SL-315/106.30.4Y/Y0-122050820064No5兩臺暗備用SL-250/106.30.4Y/Y0-12120046006.542.4 架空線路的選擇2.4.1 根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積 （1）該廠由處于廠南側(cè)一公里的100/35千伏變電所用35千伏雙回架空線引入本廠， 架空線最大工作電流： 42.237A。本地區(qū)最熱月平均最高溫度為35攝氏度該生產(chǎn)車間為三班制，部分車間為單班或兩班制，全年最大負(fù)荷利用時數(shù)為5000小時，屬于三級負(fù)荷。其鋼芯鋁線的電流密度J=0.9所以導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面面積：Sj=Ig/J=42.6/0.9=47.33mm2考慮到線路投入使用的長期發(fā)展遠(yuǎn)景，選用截面積為50 mm2的導(dǎo)線，所以35KV架空線為LGJ-50的導(dǎo)線。2).按長時允許電流校驗(yàn)導(dǎo)線截面積。查表得LGJ-50型裸導(dǎo)線的長時允許電流Iy=220A(=25)當(dāng)環(huán)境溫度為35度時，導(dǎo)線最高工作溫度為70度。其長時允許電流為：=Iy=194.02A當(dāng)一臺變壓器滿載，一條輸電線檢修時導(dǎo)線負(fù)荷最大，這時的負(fù)荷電流為：Ie=Se/（*Un）=33A由于Ie<,所以符合要求。3).按電壓損失校驗(yàn)查表得LGJ-50導(dǎo)線的單位長度電阻和電流為：R0=0.65 X0=0.42 線路總的電壓損失為：U=( P*R+ Q*X)/Un=56.15V電壓損失百分比為：U%=U/Un=0.0016<0.05所以導(dǎo)線符合要求。4).按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn) 鋼芯鋁線非居民區(qū)35KV最小允許截面為10 mm2所以符合要求。2.5 補(bǔ)償電容計算 為了提高功率因數(shù)，安裝并聯(lián)電容器，用于無功補(bǔ)償。補(bǔ)償無功后可以提高電壓、降低線損、減少電費(fèi)支出、節(jié)約能源、增加電網(wǎng)有功容量傳輸、提高設(shè)備的使用效率。本設(shè)計中本廠的功率因數(shù)值應(yīng)在0.9以上，必須6KV母線上并聯(lián)電力電容器，使變電所35KV處的功率因數(shù)得到提高到0.9，需要補(bǔ)償?shù)目傠娏﹄娙萜魅萘繛?400kvar, 所以選25臺BWF-6.3-100-1w的電容器。 電容器參數(shù)型號額定電壓額定容量標(biāo)算電容CBWF-6.3-100-1w6.3KV100Kvar2.89uF注：B并聯(lián)電容器，W浸漬劑為烷基苯，F(xiàn)聚丙烯薄膜和電容器紙復(fù)合介質(zhì) 第三章 供電系統(tǒng)的選擇 從原始資料我們知道車間為三級負(fù)荷，供電的可靠性要求并不是很高，且通過負(fù)荷計算我們知道車間的總消耗功率并不是很高，初步估計了后決定使用一臺變壓器來為車間供電，同時為了節(jié)省變電所建造的成本和簡化總體的布線，所以在設(shè)計中我們首先考慮了線路變壓器組結(jié)線方式。 線路變壓器組結(jié)線方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)線簡單，使用設(shè)備少，基建投資省。缺點(diǎn)是供電可靠性低，當(dāng)主結(jié)線中任一設(shè)備（包括供電線路）發(fā)生故障或檢修時，全部負(fù)荷都將停電。但對于本設(shè)計來說線路變壓器組結(jié)線方式已經(jīng)可以達(dá)到設(shè)計的要求。線路變壓器組結(jié)線方式選擇進(jìn)線為斷路器 根據(jù)普通變電所的設(shè)計要求，結(jié)合工程實(shí)際車間變電所的電路總體如下：第四章 短路電流的計算4.1 三相短路電流的計算目的 為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，擇電氣設(shè)備時，要用流過該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)和動穩(wěn)定校驗(yàn)，以保證設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和點(diǎn)動力的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點(diǎn)的供電，繼電保護(hù)裝置將自動地使有關(guān)斷路器跳閘。繼電保護(hù)裝置的整定和斷路器的選擇，也需要短路電流數(shù)據(jù)。4.2短路電流的計算公式（標(biāo)幺值計算方法）： 基準(zhǔn)容量Sd，基準(zhǔn)電壓Ova（1） 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：=Sd/Soc（2） 電力線路的電抗標(biāo)幺值：=LSd/（3） 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：=Uk%Sd/100SN（4） 三相短路電流周期分量有效值：=Id/（5） 短路點(diǎn)處的次暫態(tài)短路電流：=（6） 短路沖擊電流： =2.55（高壓系統(tǒng)） =1.84(低壓系統(tǒng))（7） 沖擊電流有效值：=1.51（高壓系統(tǒng)）=1.09(低壓系統(tǒng))（8） 三項(xiàng)短路容量：=Sd/（9） =0.866，=0.866，=0.866 4.3各母線短路電流列表根據(jù)下圖和以上公式計算母線短路電流：圖4.1 短路計算電路圖4.2 短路計算等效電路 母線短路電流列表短路計算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAK-12.942.942.947.54.44188.68K-24.254.254.257.824.6346.4第五章 高、低壓側(cè)設(shè)備及母線的選擇高壓電氣的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)： 斷路器、負(fù)載開關(guān)、隔離開關(guān)及電抗器的力穩(wěn)定計算： 電流互感器的力穩(wěn)定計算： 母線及電纜的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：母線的力穩(wěn)定計算： 由于跨距在兩個以上，所以選擇： 5.1 35KV側(cè)電氣設(shè)備35KV側(cè)設(shè)備選擇，設(shè)備名稱及型號見下表設(shè)備名稱計算數(shù)據(jù)高壓斷路器SW2-35/1000隔離開關(guān)GW2-35G/600電壓互感器JDJJ-35電流互感器LCW-35避雷器FZ-35U = 35KV35KV35KV35KV35KV35KVI = 82.48A1000A600A150/5Ik（3）=2.94 KA16.5KA14KASk = 188.68MVA1000MVA=7.5KA45KA42KA=21.2KA265.2 10KV側(cè)設(shè)備 10KV側(cè)電氣設(shè)備（變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線）設(shè)備名稱數(shù)據(jù)高壓斷路器隔離開關(guān)電流互感器備注SN10-10/600GN6-10T/400LA-10/300采用GG-10高壓開關(guān)柜U = 10KV10KV10KV10KVI =230.95A600A400A300/5AIk（3）=4.25KA17.3 KA14KA44.1KA52KA57KA5.3 10kV饋電線路設(shè)備選擇。 以NO1變壓器車間的饋電線為例，10kV饋電線路設(shè)備如下 設(shè)備名稱及型號計算數(shù)據(jù)高壓斷路器SN10-10/600隔離開關(guān)GN6-10T/400電流互感器LDC-10/0.5電力電纜ZLQ20-10-325U=10kV10kV10kV10kV10kV600kA400kA300/5A80A=4.25kA17.3kA14kAmin =21<A=25=46.4MVA=7.82kA44.1kA40kA=57KA=4.63kA5.4 10KV母線選擇5.4.1 變壓器低壓側(cè)引出線選擇 主變壓器低壓側(cè)引出線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇工作電流：Ica=274.9A母線計算截面：A=305.44 mm2選用標(biāo)準(zhǔn)截面650的鋁母線允許電流740A大于工作電流274.9A，滿足要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)： Amin=28.5<650 mm2 ,滿足要求.動穩(wěn)定校驗(yàn)：母線平放: W =0.167bh2=0.1670.652=2.5 cm2f = =9.30-2 kg/cm母線最大允許跨度（已知=700kg/cm2）：進(jìn)線的絕緣子間距離取2米即可。絕緣子采用ZNA-10MM破壞負(fù)荷375公斤，滿足要求。5.4.2 10KV母線選擇 按發(fā)熱條件選用440鋁母線允許電流395A大于計算電流。按上述計算的熱穩(wěn)定最小截面為65.98小于440滿足要求。動穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€平放： =0.167bh2=0.1670.442=1.07cm2根據(jù)前面計算：f=9.2810-2 kg/cm求得： GG-10高壓開關(guān)柜一般寬距1m,進(jìn)線柜最寬為1.5m，以此上述檢驗(yàn)滿足動穩(wěn)定要求。由于采用標(biāo)準(zhǔn)高壓開關(guān)柜，故不必選擇母線支持絕緣子。5.4.3 電力電纜選擇 以NO1變電所為例，選擇電纜截面。查有關(guān)樣本或設(shè)計手冊，考慮今后發(fā)展留有余地，選用ZLQ20-325型鋁芯紙絕緣鋁包鋼帶鎧裝電力電纜，在UN=10kV，其允許電流值為80A，大于計算電流，合格。因?yàn)閺S區(qū)不大，線路很短，線路末端短路電流與始端電流相差無幾，因此以10kV母線上短路時（k-2點(diǎn)）的短路電流校驗(yàn)。min= < 25 合格其他截面選擇類同 第六章 高壓側(cè)繼電保護(hù)選擇及整定6.1保護(hù)要求對于本設(shè)計中高壓側(cè)為35KV的工廠總降壓變電所主變壓器來說，過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。6.2保護(hù)裝置及整定計算 1.瓦斯保護(hù) 采用FJ-80型開口杯擋板式氣體繼電器。2.裝設(shè)反時限過電流保護(hù) 采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。3.電流互感器的選擇高壓側(cè)：I1N=2000/（35）=32.99A電流互感器采用三角形接法，計算電流互感器變比Ki =（32.99）/5 = 57.1/5，選用電流互感器變比Ki =100/5=20（1）過電流動作電流的整定IL.max = 2.52000KVA/(35kv)=82.48A取Krel = 1.3 , Ki = 100/5 = 20 , KW = 1 , Kre = 0.8因此Iop = KrelKWIL.max/(KreKi) = 1.3182.48A/(0.820)=6.7A故動作電流整定為7A。（2）過電流保護(hù)電流動作時間的整定過電流保護(hù)動作時間tt1-t2=2-1.3=0.7s故其過電流保護(hù)的動作時間可整定為最短的0.7S。（3）過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)Ik.min=/ KT=0.8664.25/(35Kv/6.3KV)=0.66KAIop.1=IopKi/ KW=720/1=140A所以 Sp=660/140=4.7>1.5滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)1.5的要求。 3.裝設(shè)電流速斷保護(hù) 采用GL15型繼電器的電流速斷裝置來實(shí)現(xiàn)。（1）速斷電流的整定Ik.max=4.25KA Iqb= KrelKWIk.max/(KiKT)=1.414.25KA/(205.56)=53.5A速斷電流倍數(shù)整定為 Kqb=53.5/7=7.6滿足規(guī)定的倍數(shù)。（2）電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)的整定Ik.min= =0.8662.94=2.55KA, Iqb.1= IqbKi/KW= 6320/1=1260A 所以 Sp=2550/1260=2.02>2滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)2的要求。 變壓器的繼電保護(hù)按GB5006292電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范規(guī)定：對電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：（1）繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路；（2）繞組的匝間短路；（3）外部相間短路引過的過電流；（4）中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓；（5）過負(fù)荷；（6）油面降低；（7）變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。對于高壓側(cè)為610KV的車間變電所主變壓器來說，通常裝設(shè)有帶時限的過電流保護(hù)；如過電流保護(hù)動作時間大于0.50.7s時，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在800KVA及以上的油浸式變壓器和400KVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)（又稱氣體繼電保護(hù)）。容量在400KVA及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運(yùn)行或單臺運(yùn)行并作為其它負(fù)荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)及瓦斯保護(hù)在輕微故障時（通稱“輕瓦斯”），動作于信號，而其它保護(hù)包括瓦斯保護(hù)在嚴(yán)重故障時（通稱“重瓦斯”），一般均動作于跳閘。對于高壓側(cè)為35KV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來說，也應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)；在有可能過負(fù)荷時，也需裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。但是如果單臺運(yùn)行的變壓器容量在10000KVA及以上和并列運(yùn)行的變壓器每臺容量在6300KVA及以上時，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)來取代電流速斷保護(hù)。在本設(shè)計中，根據(jù)要求需裝設(shè)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、和瓦斯保護(hù)。對于由外部相間短路引起的過電流，保護(hù)應(yīng)裝于下列各側(cè)：1）、對于雙線圈變壓器，裝于主電源側(cè)2）、對三線圈變壓器，一般裝于主電源的保護(hù)應(yīng)帶兩段時限，以較小的時限斷開未裝保護(hù)的斷路器。當(dāng)以上方式滿足靈敏性要求時，則允許在各側(cè)裝設(shè)保護(hù)。各側(cè)保護(hù)應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。3）、對于供電給分開運(yùn)行的母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)外，還應(yīng)在每個供電支路上裝設(shè)保護(hù)。4）、除主電源側(cè)外，其他各側(cè)保護(hù)只要求作為相鄰元件的后備保護(hù)，而不要求作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。5）、保護(hù)裝置對各側(cè)母線的各類短路應(yīng)具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠(yuǎn)后備時，一般要求對線路不對稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時，一般動作于斷開的各側(cè)斷路器。如變壓器高采用遠(yuǎn)后備時，不作具體規(guī)定。6）、對某些稀有的故障類型（例如110KV及其以上電力網(wǎng)的三相短路）允許保護(hù)裝置無選擇性動作。差動保護(hù)變壓器差動保護(hù)動作電流應(yīng)滿足以下三個條件1）應(yīng)躲過變壓器差動保護(hù)區(qū)外出現(xiàn)的最大短路不平衡電流2）應(yīng)躲過變壓器的勵磁涌流3）在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時，差動保護(hù)不應(yīng)動作由于車間變電所是三級負(fù)荷，變壓器容量為500MVA在選用保護(hù)時選電流限時電流速斷保護(hù)，而不采用差動保護(hù)。1速斷整定：Idz=KkImax=1.316.4844=21.429 Ks=16.4844/21.429=0.671.5不能滿足靈敏度要求，可使用低壓閉鎖保護(hù)。2.過電流保護(hù)的整定： Idz=2.18 KA 近后備保護(hù)的靈敏系數(shù)Km=6.548 2 動作時限：t=0.5s變壓器的瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)，又稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護(hù)裝置。按GB5006292規(guī)定，800KVA及以上的一般油浸式變壓器和400KVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應(yīng)取1%1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時，聯(lián)通管對油箱頂蓋也有 2%4%的傾斜度。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進(jìn)入氣體繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落。這時上觸點(diǎn)接通而接通信號回路，發(fā)出音響和燈光信號，這稱之為“輕瓦斯動作”。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，由故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動油流迅猛地由變壓器油箱通過聯(lián)通管進(jìn)入油枕。這大量的油氣混合體在經(jīng)過氣體繼電器時，沖擊擋板，使下油杯下降。這時下觸點(diǎn)接通跳閘回路（通過中間繼電器），同時發(fā)出音響和燈光信號（通過信號繼電器），這稱之為“重瓦斯動作”。如果變壓器油箱漏油，使得氣體繼電器內(nèi)的油也慢慢流盡。先是繼電器的上油杯下降，發(fā)出報警信號，接著繼電器內(nèi)的下油杯下降，使斷路器跳閘，同時發(fā)出跳閘信號。平面設(shè)計圖第七章 防雷設(shè)計7.1防雷措施7.1.1 架空線路的防雷措施（1）架設(shè)避雷線 這是防雷的有效措施，但造價高，因此只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)。35KV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而10KV及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。（2）提高線路本身的絕緣水平 在架空線路上，可采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10KV及以下架空線路防雷的基本措施。（3）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線 由于310KV的線路是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護(hù)間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，也不會引起線路斷路器跳閘。（4）裝設(shè)自動重合閘裝置 線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD，使斷路器經(jīng)0.5s或稍長一點(diǎn)時間后自動重合閘，電弧通常不會復(fù)燃，從而能恢復(fù)供電，這對一般用戶不會有什么影響。（5）個別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器 對架空線路上個別絕緣薄弱地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個別金屬桿等處，可裝設(shè)排氣式避雷器或保護(hù)間隙。7.1.2變配電所的防雷措施（1）裝設(shè)避雷針 室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來防護(hù)直接雷擊。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。（2）高壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用來保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。（3）低壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用在多雷區(qū)用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時（如IT系統(tǒng)），其中性點(diǎn)可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙。在本設(shè)計中，配電所屋頂及邊緣敷設(shè)避雷帶，其直徑為8mm的鍍鋅圓鋼，主筋直徑應(yīng)大于或等于10mm的鍍鋅圓鋼。7.2接地7.2.1 接地與接地裝置電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運(yùn)行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過接地故障電流。7.2.2 確定配電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼（1）確定接地電阻按相關(guān)資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個條件：RE 250V/IERE 10式中IE的計算為IE = IC = 60(60354)A/350 = 34.3A，故 RE 350V/34.3A = 10.2綜上可知，此配電所總的接地電阻應(yīng)為RE10（2）接地裝置初步方案現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，距變電所23m，打入一圈直徑50mm、長2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用404的扁鋼焊接。（3）計算單根鋼管接地電阻查相關(guān)資料得土質(zhì)的 = 100m，則單根鋼管接地電阻RE(1) 100m/2.5m = 40繼電保護(hù)圖 結(jié)束語及參考文獻(xiàn) 心得體會 這次供電技術(shù)課程設(shè)計結(jié)束了，通過查閱有關(guān)工廠供電相關(guān)的書籍，對工廠的總降壓變壓電站的設(shè)計有了新的認(rèn)識；在查閱和整理資料的過程之中，確定方案，選擇參數(shù)以及整定和繼電器的保護(hù)和校驗(yàn)等相關(guān)的基礎(chǔ)知識的應(yīng)用。在運(yùn)用這些知識的過程之中，鞏固了課堂所學(xué)到的知識的同時還進(jìn)一步加深了對書本知識的運(yùn)用?？偟膩碚f我們學(xué)到了不少的東西，知道了理論聯(lián)系的重要性，懂得了設(shè)計過程只的具體細(xì)節(jié)和步驟。在以后我一定會學(xué)好專業(yè)知識，提自己在這方面的能力。從這次設(shè)計中我對電氣工程有了一個基本的整體感覺，對生活中的電力供應(yīng)有了更好的理解。這些必將對我以后的學(xué)習(xí)和工作有很好的幫助。課程設(shè)計不但將理論知識聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，而且在動手畫圖的同時還培養(yǎng)了我們的細(xì)心與耐心?？傊ㄟ^對工廠降壓變電站的設(shè)計，讓我獨(dú)立思考的能力提高很多，得到了實(shí)際鍛煉，受益匪淺。最后，感謝老師和同學(xué)們給予的幫助和建議。 參考文獻(xiàn)1 陜西機(jī)械學(xué)院 蘇文茂編 工廠供電-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.9（2007.7重?。? 劉介才編 工廠供電-北京：機(jī)械工業(yè)出版社3喬東明編 簡明電工手冊第一版及第二版-北京：機(jī)械工業(yè)出版社