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工厂供电毕业设计
阳泉学院
毕业设计说明书
毕业生姓名 ： 专业 ： 电气自动化技术 学号 ： 指导教师 ： 所属系（部） ： 信息工程与自动化系
二〇一二年五月
阳泉学院
毕业设计评阅书
题目：某机械厂供电一次系统的设计
电气自动化技术 专业 姓名
设计时间：2012 年 3 月 5 日~2012年 5 月 4 日 评阅意见：
成绩：
指导教师： （签字）
职 务：
2011 年 月 日
阳泉学院
毕业设计答辩记录卡
信息 系 电气自动化技术 专业 姓名
答 辩 内 容
成 绩 评 定
注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。
专业答辩组组长： （签名）
201 年 月 日
前 言
设计过程中既要考虑到技术因素，又要考虑到工厂的实际情况，在严格按照供电设计规程及在国家方针政策的引导下，最终确定好一个经济、安全、稳定、可靠的方案。
本次设计从工厂供电的技术要求出发并结合工厂众所周知，电能是现代工业的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供使用。电能的输送和分配既经济又便于控制、调节和测量，有利于生产的自动化，因此电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。而工厂供电主要是指电能的供应和分配。
工厂供电设计的主要任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输、变换，分配到工厂车间的每一个用电设备上。随着工业电气自动化技术的发展，工厂的用电量也迅速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益提高。供电设计是否完善，不仅影响到工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂供电的可靠性和工厂安全生产上，它与企业的经济效益、设备和人生安全等密切相关的。工厂工业负荷是电力系统的主要用户，工厂供电系统也是电力系统的一个组成部分，保证企业安全供电和经济运行，不仅关系到企业的利益，也关系到电力系统的安全和经济运行以及能源的合理利用。
搞好工厂供电对于企业的发展、工业现代化的实现以及节能减排有重要意义，因此切实保证工厂的正常用电，必须使供电系统在电能的供应、分配和使用中能够安全、可靠、经济、稳定的运行。为此在供电的的实际情况，在各种技术规程及供电协议的要求下设计了一个机械厂供电一次系统，本设计从多个方面介绍了工厂供电一次系统的设计及主要设备的选择、校验等。
摘 要
工厂供电是将从电力系统中获得的电能经过合理的传输变换，分配到工厂的车间里的用电设备上。伴随着社会的发展，工厂对电能的质量，供电可靠性以及经济性等要求也越来越高。工厂供电设计是否完善不仅影响工厂的生产，而且也反映到工厂供电的可靠性与安全生产上，它与企业的经济效益，设备安全运行以及工人的人身安全密切相关，因此，搞好工厂供电工作对于整个工厂的生产发展有十分重要的意义。
本设计是对工厂供电一次部分的设计，对工厂的负荷计算，短路电流计算，变电所变压器的选择，校验，无功补偿等进行了设计说明，该设计从全局出发，按照负荷性质，用电容量等做出了合理的设计。
关键词：配电线路 变压器 负荷 短路电流 电气设备
ABSTRACT
Power supply in factory is mean to electricity energy which is obtained from the power system is transferred reasonable, and it is distributed to the electric device of the factory floor. With the development of the society, the quality, reliability and economy demands of the electricity energy were increasing to the factory. Whether the design of the factory electricity supply is perfect not only affect the plant's production, but also reflects the reliability of power supply to the factory and safety, it is closely related to the economic benefit of enterprises, equipment, safe operation and safety of workers, it is important for the development of production for doing a good job of the factory power supply work.
This design is a part of power plant design, including of the plant load calculation, short circuit current calculation, and the choice of transformer substations, verification, reactive power compensation for the design specification, it make a reasonable designfollowed the load nature and electricity capacity ,standing on the overall situation.
KEY WORDS: distribution list，supply transformer，power load，short?circuit contact，electric apparatus
目 录
前 言 ............................................................... i 摘 要 ............................................................... ii ABSTRACT ........................................................... iii
第1章 负荷计算 ...................................................... 1
1.1 负荷概述 ..................................................... 1
1.1.1 负荷的概念 ............................................. 1
1.1.2 电力负荷的等级 ......................................... 1
1.2 用电设备组计算负荷的确定 ..................................... 1
1.2.1 按需要系数法确定计算负荷 ............................... 2
1.2.2 车间负荷计算 ........................................... 6
第2章 变压器选择 .................................................... 8
2.1 变配电所选址 ................................................. 8
2.2 车间变电所变压器选择 ......................................... 9
2.2.1 变压器台数及容量选择 ................................... 9
2.2.2 计算电流 .............................................. 13
2.3 无功补偿及工厂总降压变电所设计 .............................. 15
2.3.1 无功功率平衡及无功补偿 ................................ 15
2.3.2 并联电容器的选择计算 .................................. 16
2.3.3 工厂总降压变电所设计 .................................. 17
第3章 变电所主接线设计 ............................................. 19
3.1 电气主接线选择及运行方式 .................................... 19
3.1.1 主接线设计原则与要求 .................................. 19
3.1.2 电气主接线确定 ........................................ 20
3.2 短路电流计算 ................................................ 21
3.2.1 绘制计算电路 .......................................... 22
3.2.2 最大短路电流计算 ...................................... 22
3.2.3 最小短路电流计算 ...................................... 24
第4章 高压电网一次设备选择 ......................................... 26
4.1 35kV架空线选择 ............................................. 26
4.2 10kV电缆选择 ............................................... 27
4.2.1 假想时间tima的确定 ..................................... 27
4.2.2 高压配电室至各车间电缆的选择校验 ...................... 27
4.3 母线选择 .................................................... 30
4.3.1 35kV母线选择 ......................................... 30
4.3.2 10kV母线选择 ......................................... 31
4.4 电气设备选择校验 ............................................ 32
4.4.1 选择原则 .............................................. 32
4.4.2 电气设备和载流导体选择的一般条件 ...................... 32
4.4.3 35kV侧断路器选择 ..................................... 33
4.4.4 电流互感器的选择 ...................................... 34
4.4.5 电压互感器的选择 ...................................... 35
4.4.6 熔断器选择 ............................................ 36
4.5 高压开关柜选择 .............................................. 36
4.5.1 35KV侧高压开关柜选择 ................................. 36
4.5.2 10KV 高压开关柜选择 ................... 错误！未定义书签。
第五章 防雷及过电压保护 ............................................. 38
5.1 避雷器 ...................................................... 38
5.2 避雷器的选择计算 ............................................ 38
5.2.1 按额定电压选择 ........................................ 38
5.2.2 按持续运行电压选择 .................................... 38
5.2.3 按雷电冲击残压选择 .................................... 38
5.2.4 按标称放电电流选择 .................................... 39
5.2.5 校核陡波冲击电流下的残波 .............................. 39
5.2.6 按操作冲击残压选择 .................................... 39
5.3 变电所的防雷保护 ............................................ 40
结束语 .............................................................. 42
谢 辞 .............................................................. 43
参考文献 ............................................................ 44
附 录 .............................................................. 45
第1章 负荷计算
1.1 负荷概述 1.1.1 负荷的概念
负荷在电力系统中有以下几种含义：
(1)电力负荷是指电力系统中一切用电设备所消耗的总功率，这称为电力系统的用电负荷。用电负荷加上电网的损耗功率，称为电力系统的供电负荷。供电负荷加上发电厂的厂用电，就是各发电厂应发的总功率，称为电力系统的发电负荷。
(2)电力负荷有时又指用用电设备，包括异步电动机，同步电动机，整流设备，电热炉和照明设备等。如分为动力负荷，照明负荷，三相负荷，单相负荷等。
(3)电力负荷有时也指用电设备或用电单位所消耗的电流。如轻负荷，重负荷，空负荷，满负荷等。 1.1.2 电力负荷的等级
工厂的电力负荷，按GB50052-95规定，根据其对供电可靠性要求及中断供电造成的损失或影响程度，电力负荷分为三级。
(1)一级负荷
一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者：或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损害、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。
在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。
(2)二级负荷
二级负荷若中断供电会造成较大的经济损失，如主要设备损坏，大量产品报废，重点企业大量减产等。二级负荷也应由两回路供电，也不应中断供电，或中断后能迅速恢复。
(3)三级负荷
三级负荷为一般电力负荷，对供电回路无特殊要求。 1.2 用电设备组计算负荷的确定
计算负荷是用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。
用电设备组计算负荷的确定，在工程中常用的有需要系数法和二项式法，而前者应用最为普遍[1]。
当用电设备台数较多、各台设备容量相差不甚悬殊时、通常都采用需要系数法计算。
当用电设备台数较少而容量又相差悬殊时，则宜于采用二项式法计算。 本设计宜于采用需要系数法。 1.2.1 按需要系数法确定计算负荷
NO.1 变电所
(1) 动力部分负荷计算：
已知： Pe?2000kW,kd?0.4,cos??0.65,tan??1.17 所以：
PS
NO.2 变电所 (1)铸钢车间
30
?pekd?2000?0.4?800?kW?
Q30=P30tan??800?1.17?936?kVar?
30
?p30/cos??800/0.65?1230.8?kVA?
kd,?已知： Pe?1000kW
0.4?,?cos?0.?7,t an
所以：
pQS
(2) 砂库
303030
?Pekd?1000?0.4?400?kW??p30?tan??400?1.02?408?kVar? ?p30/cos??400/0.7?571.4?kVA?
kd,?已知： Pe?110kW
0.7?,?cos?0.?6,t an
所以：
pQS
NO.3 变电所 (1)铆焊车间
303030
?Pekd?110?0.7?77?kW??P30?tan??77?1.33?102.4?kVar? ?p30/cos??77/0.6?128.3?kVA?
kd,?已知： pe?1200kW
0.?3,?cos?0.?45,t a
所以：
pQS
(2) 1* 水泵房
303030
?Pekd?1200?0.3?360?kW??p30tan??360?1.98?712.8?kVar? ?p30/cos??360/0.45?800?kVA?
k,d?已知： Pe?28kW
0.75?,?cos?0.?8,ta n
所以：
pQS
NO.4 变电所 (1)空压站
303030
?Pekd?28?0.75?21?kW??p30tan??21?0.75?15.75?kVar? ?p30/cos??21/0.8?26.25?kVA?
kd,?已知： Pe?390kW
0.8?5,?cos?0.?75, ta
所以：
pQS
(2) 机修车间
303030
?Pekd?390?0.85?331.5?kW??p30tan??331.5?0.8?265.2?kVar? ?p30/cos??331.5/0.75?442?kVA?
kd,?已知： Pe?150kW
0.2?5,?cos?0.?65,t a
所以：
pQS
(3) 锻造车间
303030
?Pekd?150?0.25?37.5?kW??p30tan??37.5?1.17?43.9?kVar? ?p30/cos??37.5/0.65?57.7?kVA?
kd,?已知： Pe?220kW
0.3?,?cos0.??55,t an
所以：
pQS
(4) 木型车间
303030
?Pekd?220?0.3?66?kW??p30tan??66?1.52?100.3?kVar? ?p30/cos??66/0.55?120?kVA?
,已知： Pe?185.85kkWd?
0.?35?,cos??0.6, ta
所以：
pQS
(5) 制材场
303030
?Pekd?185.85?0.35?65.05?kW??p30tan??65.05?1.33?86.52?kVar? ?p30/cos??65.05/0.6?108.42?kVA?
k,d?已知： Pe?20kW
0.28?,?cos?0.?6,ta n
所以：
pQS
(6)终合楼
303030
?Pekd?20?0.28?5.6?kW??p30tan??5.6?1.33?7.45?kVar? ?p30/cos??5.6/0.6?9.33?kVA?
k,d?已知： Pe?20kW
0.9?,c?os0.?7?1 ,t
所以：
pQS
NO.5 变电所 (1) 锅炉房
303030
?Pekd?20?0.9?18?kW??p30tan??18?1?18?kVar?
?p30/cos??18/0.71?25.35?kVA?
kd,? 已知： Pe?300kW
0.7?5,?cos?0.?8,t an
所以：
pQS
(2) 2* 水泵房
303030
?Pekd?300?0.75?225?kW??p30tan??225?0.75?168.75?kVar? ?p30/cos??225/0.8?281.25?kVA?
k,d?已知： Pe?28kW
1.75?,?cos?0.?8,ta n
所以：
pQS
(3) 仓库（1、2）
303030
?Pekd?28?1.75?49?kW??p30tan??49?0.75?36.75?kVar? ?p30/cos??49/0.8?61.25?kVA?
W,已知： Pe?88.12kkd?
0.?3?,cos?0.?65, ta
所以：
pQS
(4) 污水提升站
303030
?Pekd?88.12?0.3?26.44?kW??p30tan??26.44?1.17?30.93?kVar? ?p30/cos??26.44/0.65?40.68?kVA?
k,d?已知： Pe?14kW
0.65?,?cos?0.?8,ta n
所以：
pQS
303030
?Pekd?14?0.65?9.1?kW??p30tan??9.1?0.75?6.825?kVar? ?p30/cos??9.1/0.8?11.38?kVA?
各车间10kV高压负荷： (1) 电弧炉
W,已知： Pe?2?1250kkd?
0.?9?,cos
?0.?87, ta
所以：
pQS
(2) 工频炉
303030
?Pekd?2?1250?0.9?2250?kW??p30tan??2250?0.57?1282.5?kVar? ?p30/cos??2250/0.87?2586.2?kVA?
kd,?已知 Pe?2?300kW
0.?8,?cos?0.?9,t an
所以
pQS
303030
?Pekd?2?300?0.8?480?kW??p30tan??480?0.48?230.4?kVar?
?p30/cos??480/0.9?533.3?kVA?
(3) 空压机
kd,?已知 Pe?2?250kW
0.8?5?,cos
?0.?85, ta
所以
pQS
备注：K
?
p
303030
?Pekd?2?250?0.85?425?kW??p30tan??425?0.62?263.5?kVar? ?p30/cos??425/0.85?500?kVA?
?0.95
?0.9K
?
q
1.2.2 车间负荷计算
确定全厂计算负荷采用需要系数法。用这种方法计算时，先从用电端起逐级往电源方向计算，即首先按需要系数法求得各车间低压侧有功及无功计算负荷，加上本车间变电所的变压器有功及无功功率损耗，即得车间变电所高压侧计算负荷；其次是将全厂各车间高压侧负荷相加（如有高压用电设备，也加上高压用电计算负荷），再乘以同时系数。便得出工厂总降压变电所低压侧计算负荷；然后再考虑无功功率的影响和总降压变电所主变压器的功率损耗，其总和就是全厂计算负荷。
1.NO.1变电所
,q?0. 9 Kp?0.9K
??
P30.1?KP?P30?0.9?800?720?kW??
Q30.1?KS30.1?
?
q
?q
30
?0.95?936?889.2?
kVar?
??1144.1?kVA?
2 .NO.2变电所
,q?0. 9 Kp?0.9K
??
P30.2?KP?P30?0.9?477?429.3?kW??
Q30.2?KS30.2?
?
q
?q
30
?0.95?510.4?484.88?
kVar?
??647.62?kVA?
3 .NO.3变电所
Kp?0.9,Kq?0.95 ??
P30.3?K
??
P
Q30.3?KS30.3?
q
?P?q
30
?0.9?381?342.9?kW??0.95?728.55?692.1?
kVar?
30
??772.39?kVA?
4 .NO.4变电所
Kp?0.9,Kq?0.95 ??
P30.4?KP?P30?0.9?523.65?471.29?kW??
Q30.4?KS30.4?
?
q
?q
30
?0.95?521.37?495.30?
kVar?
??683.69?kVA?
5. NO.5变电所
Kp?0.9,Kq?0.95 ??
P30.5?KP?P30?0.9?309.54?278.59?kW??
Q30.5?KS30.5?
?
q
?q
30
?0.95?243.255?231.09?
kVar?
??361.96?kVA?
6.车间10KV高压负荷
Kp?0.9,Kq?0.95 ??
P30.6?KP?P30?0.9?3155?2839.5?kW??
Q30.6?KS30.6?
?
q
?q
30
?0.95?1776.4?1687.58?
kVar?
??3303.1?kVA?
表1-1各车
第2章 变压器选择
2.1 变配电所选址
变配电所的所址选择原则
选择工厂变配电所的所址，应根据下列要求经技术与经济比较后确定： (1)接近负荷中心。 (2)进出线方便。 (3)接近电源侧。 (4)设备运输方便。
(5)不应设在有剧烈震动或高温的场所。
(6)不宜设在多尘或有腐蚀气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧。
(7)不应设在厕所浴池或其它经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。
(8)不应设在有爆炸危险的正上方或正下方，且不易设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。
(9)不应设在地势低洼和可能积水的场所。
(10)高压配电所应尽量与邻近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一起。
GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》还规定：
(1)装有可燃性电力变压器的车间内变电所，不应设在三四级耐火等级的建筑物内；当设在二级耐火等级的建筑物内时，建筑物应采取局部防火措施。
(2)多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的变配电所应设在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方，正下方，贴邻和疏散出口的两旁。
(3)高层主体建筑物内不宜设装有可燃性油的电气设备的变配电所。当受条件限制必须设置时，应在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集的场所的正上方，正下方，贴邻和疏散出口的两旁，并采取相应的防火措施。
(4)露天或半露天的变电所，不应设在下列场所：有腐蚀气体的场所；挑檐为
燃烧体或难燃烧和耐火等级为四级的建筑物旁；附近有棉粮及其它易燃易爆物品 集中的露天堆放场；容易沉积粉尘，可燃纤维和灰尘，或导电尘埃且严重影响变压器安全运行的场所[2]。
2.2 车间变电所变压器选择
主变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：
1.有大量一级或二级负荷。
2.季节性负荷变化较大，适于采用经济运行方式。 3.集中负荷较大，例如大于1250kVA 其它情况下宜装设一台变压器。
2.2.1 变压器台数及容量选择
NO.1变电所变压器台数及容量选择 (1) NO.1变电所的供电负荷统计
K
?p
?0.9,K
?q
?0.95
?720?0.9?648?kW??P
'Q30?Q30.1Kq?889.2?0.95?844.74?
kVar??
'P30?P30.1K'S30?
??1064.65?kVA?
(2) NO.1变电所变压器选择。为保证供电可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）。
'
?0.7?1064.65?745.26?kVA? SNT?0.7S30
选择变压器型号为SL7?800/10，额定容量为800kVA，两台 查表得变压器项参数： 空载损耗 : ?P0?1.54kW； 负载损耗 : ?PK?9.9kW; 阻抗电压 : UK%?4.5; 空载电流 : I0%?2.5；
(3) 计算每台变压器的损耗（n=1）
S30?
1'1
S30??1064.65?532.325?kVA? 22
简化公式得:
?pT?0.015S30?0.015?532.325?7.98?kW??QT?0.06S30?0.06?532.325?31.94?kVar?
NO.2变电所变压器台数及容量选择 (1) NO.2变电所的供电负荷统计
K
?p
?0.9,K
?q
?0.95
?429.3?0.9?386.37?kW??P
'Q30?Q30.2Kq?484.88?0.95?460.64?
kVar??
'P30?P30.2K'S30?
??601.22?kVA?
(2) NO.2变电所变压器选择。为保证供电可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）。
'
?0.7?601.22?420.854?kVA? SNT?0.7S30
选择变压器型号为 SL7?500/10，额定容量为500kVA，两台 查表得变压器项参数： 空载损耗 : ?P0?1.08kW； 负载损耗 : ?PK?6.9kW; 阻抗电压 : UK%?4; 空载电流 : I0%?3.2；
(3) 计算每台变压器的损耗（n=1）
S30?
1'1
S30??601.22?300.61?kVA? 22
简化公式得:
?pT?0.015S30?0.015?300.61?4.51?kW??QT?0.06S30?0.06?300.61?18.04?kVar?
NO.3变电所变压器台数及容量选择 (1) NO.3变电所的供电负荷统计
K
?p
?0.9,K
?q
?0.95
?342.9?0.9?308.61?kW??P
'Q30?Q30.3Kq?692.1?0.95?657.5?
kVar??
'P30?P30.3K'S30?
??726.32?kVA?
(2) NO.3变电所变压器选择。为保证供电可靠性，并降低成本，选用一台变压器。
'
?726.32?kVA? SNT?S30
选择变压器型号为SL7?800/10，额定容量为800kVA，一台 查表得变压器项参数： 空载损耗 : ?P0?1.54kW； 负载损耗 : ?PK?9.9kW; 阻抗电压 : UK%?4.5; 空载电流 : I0%?2.5；
(3) 计算每台变压器的损耗（n=1）
'
?726.32?kVA? S30?S30
简化公式得:
?pT?0.015S30?0.015?726.32?10.89?kW??QT?0.06S30?0.06?726.32?43.58?kVar?
NO.4变电所变压器台数及容量选择 （1）NO.4变电所的供电负荷统计
K
?p
?0.9,K
?q
?0.95
?471.29?0.9?424.16?kW??P
'Q30?Q30.4Kq?495.30?0.95?470.54?
kVar??
'P30?P30.4K'S30?
??633.5?kVA?
(2) NO.4变电所变压器选择。为保证供电可靠性，并降低成本，选用一台变压器。
'
?633.5?kVA? SNT?S30
选择变压器型号为SL7?800/10，额定容量为800kVA，一台 查表得变压器项参数： 空载损耗 : ?P0?1.54kW； 负载损耗 : ?PK?9.9kW; 阻抗电压 : UK%?4.5; 空载电流 : I0%?2.5；
(3) 计算每台变压器的损耗（n=1）
'
?633.5?kVA? S30?S30
简化公式得:
?pT?0.015S30?0.015?633.5?9.50?kW??QT?0.06S30?0.06?633.5?38.01?kVar?
NO.5变电所变压器台数及容量选择 (1) NO.5变电所的供电负荷统计
K
?p
?0.9,K
?q
?0.95
?278.59?0.9?250.73?kW??P
'Q30?Q30.5Kq?231.09?0.95?219.54?
kVar??
'P30?P30.5K'S30?
??333.26?kVA?
(2) NO.5变电所变压器选择。为保证供电可靠性，并降低成本，选用一台变压器。
'
?333.26?kVA? SNT?S30
选择变压器型号为SL7?400/10，额定容量为400kVA，一台 查表得变压器项参数： 空载损耗 : ?P0?0.92kW； 负载损耗 : ?PK?5.8kW; 阻抗电压 : UK%?4; 空载电流 : I0%?3.2；
(3)计算每台变压器的损耗（n=1）
'
?333.26?kVA? S30?S30
简化公式得:
?pT?0.015S30?0.015?333.26?5?kW??QT?0.06S30?0.06?333.26?20?kVar?
表2-1 各变电所变压器台数及容量
2.2.2 计算电流
1.NO.1变电所
11P??800?400?kW??30
22 11
Q30??Q
30??936?468?kVar
?
22
P30?
计其变压器的损耗：
'
P1?P30??pT?400?7.98?407.98?kW?
Q1'?Q30??QT?468?31.94?499.94?kVar?
S1'???645.28?kVA?
所以：计算电流 I30?
'?
?37.26?A?
2.NO.2变电所
11
P??477?238.5?kW??30
22 11
Q30??Q30??510.4?255.2?kVar?
22
P30?
计其变压器的损耗：
P2'?P30??PT?238.5?4.51?243.01?kW?Q2'?Q30??QT?255.2?18.04?273.24?
kVar?S2'???365.67?kVA?
所以：计算电流
I30?3.NO.3变电所
P30??P30?381?kW?Q30??Q30?728.55?kVar?
'?
?21.11?A?
计其变压器的损耗：
P3'?P30??PT?381?10.89?391.89?kW?Q3'?Q30??QT?728.55?43.58?772.13?
kVar?S3'???865.89?kVA?
所以：计算电流
I30?4.NO.4变电所
P30??P30?523.65?kW?Q30??Q30?521.37?kVar?
'?
?49.99?A?
计其变压器的损耗：
P4'?P30??PT?523.65?9.5?533.15?kW?Q4'?Q30??QT?521.37?38.01?559.38?
kVar?S4'?
??772.76?kVA?
所以：计算电流
I30?5.NO.5变电所
P30??P30?309.54?kW?Q30??Q30?243.225?kVar?
'?
?44.62?A?
计其变压器的损耗：
P5'?P30??PT?309.54?5?314.54?kW?Q5'?Q30??QT?243.225?20?263.225?
kVar?S5'???410.15?kVA?
所以：计算电流
I30?
表2-2 变电所计算电流
'?
?23.68?A?
2.3 无功补偿及工厂总降压变电所设计 2.3.1 无功功率平衡及无功补偿
无功平衡是保证电力系统电压质量的基础。合理的无功补偿和有效的电压控制，不仅可保证电压质量，而且能提高电力系统运行的经济性、安全性和稳定性。
无功负荷包括：电力用户的无功负荷（主要是大量的感应电动机），送电线路及各级变压器的无功损耗，以及发电厂自用无功负荷等。
无功电源包括：发电机实际可调无功容量，线路充电功率，以及无功补偿设备中的容性无功容量等。
无功补偿设备包括：并联电容器，串联电容器，并联电抗器，同步调相机以及静止无功补偿装置等。
电力系统中发电机所发的无功功率和输电线的充电功率不足以满足负荷的无功需求和系统中无功的损耗，并且为了减少有功损失和电压降落，不希望大量的无功功率在网络中流动，所以在负荷中心需要加装无功功率电源，以实现无功功率的就地供应、分区平衡的原则。
工厂中普遍采用并联电容器来补偿供电系统中的无功功率。 并联电容器的补偿方式，有以下三种：
(1) 高压集中补偿：电容器装设在变配电所的高压电容器室内，与高压母线相联。按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》规定：高压电容器组宜采用单星形接线或双星形接线。在中性点非直接接地电网中，星形接线电容器组的中性
点不应接地。
(2) 低压集中补偿:电容器装在变电所的低压配电室或单独的低压电容器室内，与低压母线相联。按GB50227-95规定：低压电容器组可采用三角形接线或中性点不接地的星形接线方式。
(3) 低压分散补偿：电容器装设在低压配电箱旁或与用电设备并联。它利用用电设备本身的绕组放电，电容器组多采用三角形接线。 由于本设计在10kV侧补偿，所以选高压集中补偿。
2.3.2 并联电容器的选择计算
(1)无功功率补偿容量（单位为kVar）的计算 QC?P30?tan?1?tan?2???qcP30 式中 P30——工厂的有功计算负荷；
tan?1——对应于原来功率因数cos?1的正切； tan?2——对应于需补偿到的功率因数cos?2的正切； ?qc——无功补偿率；
(2)并联电容器个数的计算
n?
QC
qc
式中 qc——单个电容器的容量
2.3.3 工厂总降压变电所设计
1.工厂总降压变电所主变压器台数及容量的选择
'''''
P?2?p?2?p?p?p?p?12345?3155
?2?407.98?2?243.01?391.89?533.15?314.54?3155?5696.56
?Q?2?Q?2?Q
'
1
'2
?Q?Q?Q?1776.4
?0.95
'3'4'5
?2?499.94?2?273.24?772.13?559.38?263.225?1776.4?4917.5 K
?p
?0.9,K
?q
P?0.9?5696.56?5126.9?kW??P?
Q?Kq?Q?0.95?4917.5?4671.63?kVar??P?K
S??6936.08?kVA?
P5126.9
??0.739 S6936.08
功率因数 cos??
总降压变压器10kV侧无功补偿后功率因数不低于0.9，取cos?1?0.92。 无功功率补偿容量为：
QC?P(tan??tan?1)?5126.9?(0.912?0.426)?2492?kVar?
无功补偿后的容量为
'
?Q?QC?4671.63?2492?
2179.63?kVar? QC
S???5570.99?kVA?
为保证供电的可靠性，选用两台主变压器（每台可供总负荷的70%） SNT?0.7S?0.7?5570.99?3899.7?kVA?
所以选择变压器型号为SL7?4000/35 ,额定容量4000kVA,两台 ,查表得： 空载损耗 ： ?P0?5.65kW;
负载损耗 : ?PK?32.5kW; 阻抗电压 : UK%?7; 空载电流 : I0%?2.2； 2.计算每台变压器的损耗(n?1)
11
S30??S??5570.99?2785.5?kVA?
22
简化公式得：
?PT?0.015S30?0.015?2785.5?41.78?kW??QT?0.06S30?0.06?2785.5?167.13?kVar?
3.变压器高压侧的负荷为
'
P30?P??PT?5126.9?41.78?5168.68?kW?
Q?Q??QT?2179.63?167.13?2346.76?kVar?
'30
'
??5676.49?kVA? S30
'
P305168.68
?0.911?0.9, cos?2?'?
Q305676.49
所以选主变压器SL7?4000/35符合要求。
第3章 变电所主接线设计
3.1 电气主接线选择及运行方式 3.1.1 主接线设计原则与要求
变配电所的主接线，应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。
1.安全性
(1) 在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关。
(2) 在低压断路器的电源侧及可能反馈的另一侧，必须装设低压刀开关。 (3) 在装设高压熔断器负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关。 (4) 35kV及以上的线路末端，应装设与隔离开关关联锁的接地刀闸。 (5) 变配电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器，宜与电压互感器共用一组隔离开关。接于变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。
2.可靠性
(1) 变电所的主接线方案，必须与其负荷级别相适应。对一级负荷，应由两个电源供电。对二级负荷，应由两回路或者一回6kV及以上专用架空线路或电缆供电；其中采用电缆供电时，应采用两根电缆组成的线路，且每根电缆应能承受100%的二级负荷。
(2) 变电所的非专用电源进线侧，应装设带短路保护的断路器或负荷开关（串熔断器）。当双电源供多个变电所时，宜采用环网供电方式。
(3) 对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变电所采用放射性高压配电，以确保供电可靠性，但对辅助生产区及生活区的变电所，可采用树干式配电。
(4) 变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和低压母线分段开关，均应采用低压断路器。
3.灵活性
(1) 变配电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段接线。 (2) 35kV及以上电源进线为双回路时，宜采用桥形接线或线路变压器组接线。
(3) 需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。
(4) 主接线方案应与主变压器经济运行的要求相适应。 (5) 主接线方案应考虑到今后可能的扩展。 4.经济性
(1) 主接线方案在满足运行要求的前提下，应力求简单，变电所高压侧宜采用且断路器较少或不用断路器的接线。
(2) 变配电所的电气设备应选用技术先进、经济适用的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品。
(3) 中小型工厂变电所一般采用高压少油断路器；在需频繁操作的场合，则应采用真空断路器或SF6断路器。
(4) 工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只供计费的电度表用。
(5) 应考虑无功功率的人工补偿，是最大负荷时功率因数达到规定的要求。
3.1.2 电气主接线确定
变配电所的主接线常见的形式有：单母线不分段、分段、内桥、外桥、单母线加旁路母线、双母线等。
所谓母线又称汇流排，原理上相当与电气上的一个节点，当用电回路较多时，馈电线路和电源之间的联系常采用母线制。母线有铜排、铝排，它起着接收电源电能和向用户分配电能的作用。
装设两台主变的变电所主接线采用桥形接线，因桥形接线适应性强，对线路变压器的操作方便，运行灵活，且易扩展成单母线分段接线的变电所。考虑到本厂线路较短，且两台变压器要经常切换，检修的情况，采用外桥接线。
10kV侧采用单母线分段式接线，变压器两侧都装有电流互感器，均用成套配电装置配电。二次侧各重要负荷均采用双回路供电，以保证可靠性。
主变压器二次的配电母线，采用单母线分段，当某线路或变压器因故障及检修停止运行时，可能通过母线分段断路器的联络，保证对负荷的不间断供电。 35kV侧电源进线采用双回架空线从而保证供电可靠，根据与供电部门所签订 的供电协议，35kV侧进线不同时运行，正常情况下一趟运行，一趟备用，变压器
的正常运行方式是两台都运行。10kV分段断路器闭合。 运行方式的确定：
当220/35kV区域变电所为最大运行方式时，本变电所为正常运行时，是本厂供电系统的最大运行方式。
当220/35kV区域变电所为最小运行方式时，本变电所一台变压器工作或10kV分段断路器断开时，是本厂供电系统的最小运行方式。
3.2 短路电流计算
在无限大容量系统中或远离发电机处短路时，两相短路电流和单相短路电流均较三相短路电流小，因此用于选择电气设备和导体的短路稳定校验的短路电流，应采用三相短路电流。
短路电流的计算主要是三相短路电流计算，短路电流计算的方法中常用的有欧姆法和标幺值法。
进行短路电流计算，首先要绘出计算电路图，如图3—1所示。在计算电路图上，将短路计算所需考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元器件一次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择需要进行短路校验的元器件有可能通过的最大的电流。通过等效电路化简。最后计算短路电流和短路容量。
本设计采用标么值法计算短路电流。标么值是选定一个基准值，用此基准值去除与其单位相同的实际值。
计算中取 Sd?100MVA
按无穷大系统供电计算短路电流。短路计算电路图见图3—1。为简单起见，标幺值版本号*全去掉.
3.2.1 绘制计算电路
(1)GS系统
200MVA175MVA
(2)
K-1(3)
K-2
35KV
35
SL7-4000/3510KV
图3-1 短路电路图
3.2.2 最大短路电流计算
工厂总降压变35kV母线短路电流（短路点k-1） (1) 确定标幺值基准
Sd?1000MVA,Ud?Uc ，式中Uc是线路所在电网的短路计算电压，比所在电
网额定电压高5%。即高压侧Ud1?37kV ，低压侧Ud2?10kV。
则短路基准电流按下式计算
Id1?
?
?1.56?
kA?
Id2?
??5.77?kA?
(2) 计算短路回路中各主要元件的电抗标幺值
1.因为变电所最大运行方式时电源35kV母线出口断路器的容量是200MVA。 所以：系统电抗（取断路器SOC?200MVA） Xs?
Sd100
??0.5 Soc200
2.架空线路与电缆线路相比有较多的优点，如成本低，投资少，安装容量维护和检修方便，易与发现和排除故障。所以架空线路在一般工厂中应用相当广泛，架空线路由导线，电杆，绝缘子和线路金属等主要元件组成。
本线路采用LGJ?50(见下章线路选取) 查表得 X0?0.35?/km，线路长8公里。
因此架空线路标幺值为
XWL?0.38?8?(3) 电力变压器电抗标幺值
100
?0.223 372
对于SL7?4000/35，查表得 Uk%?7 故 XT?
Uk%Sd7100
????1.75 100SN1004
(4) 计算三相短路电流和短路容量 1.k-1短路时总电抗标幺值
X?1
?XS?XWL?0.5?0.223?0.723
2.三相短路电流和三相短路容量
Ik3?1?I''(3)
Id11.56
??2.16?kA?X10.705 ?3?I??Ik3?1?2.16?kA?
3
ish?2.55I''(3)?2.55?2.16?5.51?kA?3Ish?1.51I''(3)?1.51?2.16?3.26?kA?
Sk3?1?
Sd100
??138.31?MVA?X10.723?
3.k-2点短路总电抗标幺值为
X?2
?XS?XWL?
XT1.75?0.5?0.223??1.598 22
4.k-2点短路时的三相短路电流和三相短路容量为
Ik3?2?I''(3)
Id25.77
??3.61?kA?X21.58 ?3?I??Ik3?2?3.61?kA?
3
ish?1.84I''(3)?2.55?3.65?9.21?kA?3Ish?1.09I''(3)?1.51?3.65?5.45?kA?
Sk3?2?
Sd100
??62.58?MVA?X21.58?
3.2.3 最小短路电流计算
(1) 确定标幺值基准
Sd?1000MVA,Ud?Uc ，式中Uc是线路所在电网的短路计算电压，比所在电
网额定电压高5%。即高压侧Ud1?37kV ，低压侧Ud2?10kV。 则短路基准电流按下式计算
Id1?Id2?
??
?1.56?
kA??5.77?kA?
(2) 计算短路回路中各主要元件的电抗标幺值
1.因为变电所最小运行方式时电源35kV母线出口断路器的容量是175MVA。 所以：系统电抗（取断路器SOC?175MVA） XS?
Sd100??0.57 Soc175
2.本线路用35kV高压架空线，型号采用LGJ?120查表得 X0?0.35?/km，线路长8公里。
因此架空线路电抗标幺值为 XWL?0.38?8?(3) 电力变压器电抗标幺值
对于SL7?4000/35，查表得 Uk%?7 故 XT?
Uk%Sd7100
????1.75 100SN1004
100
?0.223 2
37
(4) 计算三相短路电流和短路容量 1.k-1短路时总电抗标幺值 X
?1
?XS?XWL?0.57?0.223?0.793
2.三相短路电流和三相短路容量
Ik3?1?I''(3)
Id11.56
??1.97?kA?X10.793?3?I??Ik3?1?1.97?kA?
表3—2最大运行方式下短路电流
3.k-2点短路总电抗标幺值为
X?2
?XS?XWL?
XT1.75?0.57?0.223??1.668 22
4.k-2点短路时的三相短路电流和三相短路容量为
Ik3?2?I''(3)
Id25.77??3.46?kA?X21.668 ?3?I??Ik3?2?3.46?kA?
3
ish?1.84I''(3)?2.55?3.46?8.82?kA?3Ish?1.09I''(3)?1.51?3.46?5.22?kA?
Sk3?2?
Sd100
??59.95?MVA?X21.668?
表3—3最小运行下短路电流
第4章 高压电网一次设备选择
4.1 35kV架空线选择
该架空线导线的选择对电网的技术、经济性的影响很大，只有综合考虑技术经济的效益，才能选出合理的导线截面。35KV及以上的高压线路及电压在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”。
本厂采用两回高压架空线路，线路全长8公里。
35kV供电线路截面选择
1.为保证供电的可靠性，选用两条35kV供电线路 每回35kV架空线路负荷
'
P30?5168.68?kW?
'
?2346.76?kVar? Q30
S'?5676.49?kVA?
计算电流：
1''1S?5676.49I30???46.82?A? 2.按经济电流密度选择导线的截面
由于任务书中给的最大负荷利用小时数为6000小时，查表得：架空线的经济电流密度 jec?0.9A/mm2
所以可得经济截面 ：Aec?
I3046.82
??52.02?mm2? jec0.9
可选LGJ?50 ，其允许载流量：Ial?207A,R0?0.65?/km,x0?0.38?/km 取几何间距为1500mm 按长期发热条件检验：
已知：??
300，温度修正系数为：kt?
?0.988
'
?Ialkt?207?0.988?204.52?A??I30 Ial
由上式可知所选导线符合发热条件。
4.2 10kV电缆选择
电缆截面的选择除临时线路或年利用小时在1000h以下者外，均按经济电流密度、长时允许电流、电压损失及热稳定条件进行校验。因为区域变电所35千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒，工厂“总降”不应大于1.5秒；
4.2.1 假想时间tima的确定
tima
I''2
?tk?0.05()
I?
在无限大容量中，由于I''?I?，因此 tima?tk?0.05
式中tk—短路持续时间，采用该电路主保护动作时间加对应的断路器全分闸时间。当tk?1S时，tima?tk
选择真空断路器，其全分闸时间取0.1S，工厂“总降”不应大于1.5S。 所以 tima?1.6S
4.2.2 高压配电室至各车间电缆的选择校验
采用YJ22—10000 型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设 1.NO.1变电所
(1) 按经济电流密度选择
已知计算电流 I30?37.26A ，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：jec?1.54A/mm2
所以可得经济截面：Aec?
I3037.26
??24.19mm2 jec1.54
可选截面25mm2的电缆，其允许载流量Ial?90A
其中：Ial?90?0.94?84.6?I30（乘以修正系数0.94）满足发热条件。 (2) 校验短路热稳定
按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C值查表得
(3)
Smin?I?
?3650??57.71?mm2??25mm2 C80
因此缆芯25mm22的交联电缆不满足要求，故改选缆芯50mm2的交联电缆，型号为YJL22—10000—3×50
2.NO.2变电所 (1) 按发热条件选择
已知计算电流 I30?21.11A ，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：jec?1.54A/mm2
所以可得经济截面：Aec?
I3021.11
??13.71mm2 jec1.54
可选截面16mm2的电缆，允许载流量不存在。 (2) 校验短路热稳定
按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C值查有关数据得
(3)
Smin?I?
?3650?57.71?mm2??16mm2 因此缆芯16mm2的交联电缆不满足要求，故改选缆芯50mm2的交联电缆，型号为YJL22—10000—3×50
3.NO.3变电所 (1) 按发热条件选择
已知计算电流 I30?49.99A ，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：jec?1.54A/mm2
所以可得经济截面：Aec?
I3049.99
??32.46mm2 jec1.54
可选截面35mm2的电缆，其允许载流量Ial?105A
其中：Ial?105?0.94?98.7?I30（乘以修正系数0.94）满足发热条件。 (2) 校验短路热稳定
按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C值查表得
(3)
Smin?I?
?3650??57.71?mm2??35mm2 C80
因此缆芯16mm2的交联电缆不满足要求，故改选缆芯50mm2的交联电缆，型号为YJL22—10000—3×50
4.NO.4变电所 (1) 按发热条件选择
已知计算电流 I30?44.62A ，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：jec?1.54A/mm2
所以可得经济截面：Aec?
I3044.62??28.97mm2 jec1.54
可选截面25mm2的电缆，其允许载流量Ial?90A
其中：Ial?99?0.94?93.06?I30（乘以修正系数0.94）满足发热条件。 (2) 校验短路热稳定
按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C值查表得
(3)
Smin?I?
?3650??57.71?mm2??16mm2 C80
因此缆芯25mm2的交联电缆不满足要求，故改选缆芯50mm2的交联电缆，型号为YJL22—10000—3×50
5.NO.5变电所 (1) 按发热条件选择
已知计算电流 I30?23.68A ，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：jec?1.54A/mm2
所以可得经济截面：Aec?
I3023.68
??15.38mm2 jec1.54
可选截面16mm2的电缆，其允许载流量不存在。 (2) 校验短路热稳定
按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C值查表得
(3)
Smin?I?
?3650??57.71?mm2??16mm2 C80
因此缆芯16mm2的交联电缆不满足要求，故改选缆芯50mm2的交联电缆，型号为YJL22—10000—3×50。
6.其余10KV电缆的选择及过程同上，电缆型号及长度见下表
表4-1 电缆型号
4.3 母线选择
选择配电装置中的母线应考虑如下内容： 1.选择母线截面；
2.校验母线短路时的热稳定。
4.3.1 35kV母线选择
母线采用矩形母线，矩形母线具有集肤效应小，散热条件好，安装简单，连接方便等优点。对于传输容量大，年负荷利用小时数高，长度在20m以上的导体，其截面应按经济电流密度选择。
最大持续工作电流Imax可由下式计算
Imax?
(2?35)
?(2?35)
?131.97?A?
按经济电流密度选择导线截面，可使其年运行费用降低，母线的经济截面可由下式决定
Se?
Imax131.97
??144.6?mm2? Je0.9
式中Je—经济电流密度（可查表得到）
按短路条件校验母线的热稳定
按正常条件选择的母线截面，必须校验它在短路时的热稳定。工程上为简化计算常采用短路时发热满足最高容许温度的条件下所需的导体最小截面Smin来校验载流导体的热稳定性。当所选的导体截面大于或等于Smin时便是 稳定的，反之不稳定
Smin?
11I??2210?16.35?mm2? C171
式中 C—热稳定系数
kf?集肤效应系数。当铝矩形母线截面在1000mm2以下时为1，
1000?1200mm2时为1.1
因为 Se?144.6mm2?Smin 热稳定满足。
4.3.2 10kV母线选择
采用矩形铝母线
最大持续工作电流Imax可由下式计算
Imax?
(2?10)
?(2?10)
?461.9?A?
按经济电流密度选择导线截面，可使其年运行费用降低，母线的经济截面可由下式决定
Se?
Imax461.9??513.2?mm2? Je0.9
式中Je—经济电流密度（可查表得到） 按短路条件校验母线的热稳定
Smin?
11
I??3650?27?mm2? C171
式中 C—热稳定系数
kf?集肤效应系数。当铝矩形母线截面在1000mm2以下
1000?1200mm2时为1.1
因为 Se?513.2mm2?Smin 热稳定满足。
4.4 电气设备选择校验 4.4.1 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?UN?大于或等于所在回路的工作电压。 2.电器的额定电流?IN?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。
4.4.2 电气设备和载流导体选择的一般条件
(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UN不应小于所在线路的额定电压
UNS，即UN?UNS
但需注意：使用限流式高压熔断器时，熔断器的额定电压应与线路额定电压 相同，即UN=UNS。
2.按工作电流选择 设备的额定电流IN不应小于所在线路的计算电流
Imax，即IN?Imax
(2) 按短路条件校验 1.动稳定校验：
3
imax?ish
3sh
Imax?I
式中imax、Imax?开关的极限通过电流（动稳定电流）峰值和有效值（单位为
kA）
33、Ish?开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值（单位为kA） ish
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，I2t?Qk，tk?tin?ta，校验电气设备及电缆（3?6kV厂用馈线电缆除外）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。
4.4.3 35kV侧断路器选择 1.进线侧断路器母联断路器选择 流过断路器的最大持续工作电流为
Imax?(2?SN)UN)?(2?4000)35)?131.97?A?
额定电压选择 ：UN?UNS?35kV 额定电流选择 ：IN?Imax?131.97A
''3
开断电流选择 ：INbr?I???2.16kA
在本设计中35kV侧断路器采用SF6高压断路器，因为与传统的断路器相比SF6高压断路器具有安全可靠，开断性能好，结构简单，尺寸小，质量轻，操作噪音小，检修维护方便等优点，已在电力系统的各电压等级得到广泛的应用。 从《电气工程电器设备手册》（上册）中比较各种35kVSF6高压断路器的应采用LN2?35?型号的断路器。其技术参数如下：
表4-2断路器参数
(3)22
tima?2.162?1.6?7.46?(kA)S?热稳定校验 ：IIt2t?Qk?I?
??
2
(kA)S? It2t?162?4?1024??? 可知满足热稳定校验
动稳定校验 ：ies?40kA?ish?5.51kA 满足动稳定校验，所选断路器合适。
2.主变压器侧断路器选择
Imax?(1.05?SN)UN)?(1.05?4000)35)?69.28?A?
额定电压选择 ：UN?UNS?35kV 额定电流选择 ：IN?Imax?69.28A
''3
开断电流选择 ：INbr?I???2.16kA
可知LN2?35?同样满足主变压器侧断路器的选择，其动稳定热稳定计算与母联侧相同。
4.4.4 电流互感器的选择
电流互感器的选择和配置应按下列条件：
电流互感器应按装设地点条件及额定电压、一次电流、二次电流（一般为5A）准确级等进行选择，并校验其短路动稳定和热稳定。
一次回路电压 ：ug(一次回路工作电压)?un
一次回路电流 ：Ig?max(一次回路最大工作电压)?I（原边额定电流） m准确等级：要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求高的表计来选择。
二次负荷：Sn?I2n?Z2n(VA) S2?I22n?Z2n?VA? 动稳定：
ishmKdw
式中，Kdw 是电流互感器动稳定倍数。
2
（ImKt）热稳定：I2?tdz?
Kt为电流互感器的1s热稳定倍数。
35kV侧电流互感器的选择
一次回来电压: un?ug?35kV
二次回路电流：Im?Ig.max?4?4000(3?UN)?87.98A 根据以上两项初选LCW?5)型独立电流互感器
表4-3电流互感器参数
动稳定校验 ：ish?mKdw?100?100?14.14?kA?
22tdz?(Imkt)2?(100?65)2?42.25?(kA)S?热稳定校验 ：I?
??
两种校验都满足，选LCW?5)型独立电流互感器适合。
4.4.5 电压互感器的选择
电压互感器的选择和配置应按下列条件：
电压互感器应按装设地点条件及一次电压、二次电压（一般为100V）、准确级等进行选择。电压互感器满足准确级要求的条件也决定于二次负荷。
一次电压u1、un为电压互感器额定一次线电压。 二次电压：按表所示选用所需二次额定电压u2n。
表4-4电压互感器绕组
准确等级：电压互感器在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下：
用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，及所有
计算的电度表，其准确等级要求为0.5级。
供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为1级。
用于估计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为3级即可。
在电压互感器二次回路，同一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按 要求准确等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级。 负荷S2：S2?Sn
1.电压互感器的选择
型式：采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压，电能测量及继电保护用。 电压：额定一次电压： U1n=35kV U2n=0.1/3kV
准确等级：用于保护、测量、计量用，其准确等级为0.5级，查相关设计手册，
0.1
/kV 选选择PT的型号：最大容量1200VA，
JDJJ?35 ，
3择PT的型号：JDZ?35，额定变比：kV4.5
高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压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、绝缘子等。 高压开关柜有固定式和手车式两大类型。本设计选择手车式开关柜。
4.4.6 熔断器选择
4.5.1 35KV侧高压开关柜选择
根据主接线图与计算出的断路器容量，35kV母线侧选择JYN1?35型高压开关柜，编号分别为26、38、87、102。开关柜从NO.101到NO.112共12台。主要电气设备见表4-7。
根据主接线图与计算出的断路器容量，10kV侧选择JYN2?10型高压开关柜，编号分别为01、07、20。开关柜从NO.113到NO.127共15台。主要电气设备见表4-6。
表 4-5 35KV侧一次设备的选择校验表
表4-6JYN2-10型高压开关柜主要电气设备
第五章 防雷及过电压保护
防雷保护装置是指能使被保护物体避免雷击,而引雷于本身,并顺利地泄入大地的装置。电力系统中最基本的防雷保护装置有：避雷针﹑避雷线﹑避雷器和防雷接地等装置。
5.1 避雷器
避雷器是一种过电压限制器,它实质上是过电压能量的接受器,它与别保护设备并联运行,当作用电压超过一定的幅值以后避雷器总是先动作，泄放大量能量,限制过电压,保护电气设备。
目前在新建或技术改造的变电所中，一般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。
5.2 避雷器的选择计算 5.2.1 按额定电压选择
选择的避雷器额定电压应大于或等于所在保护回路的标称额定电压：
UbN?UsN
式中 UbN---避雷器的额定电压，单位为kV； UsN---系统标称额定电压，单位为kV。
5.2.2 按持续运行电压选择
为了保证选择的避雷器具有一定的使用寿命，长期施加于避雷器上的运行电压不得超过避雷器的持续运行电压：
Uby?Uxg
式中 Uby---金属氧化物避雷器的持续运行电压有效值，单位为kV； Uxg---系统最高相电压有效值，单位为kV。 5.2.3 按雷电冲击残压选择
避雷器的额定电压UbN选定之后，避雷器在流过标称放电电流而引起的雷电
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