布情况对本厂供电系统做了全面综合的分析，具体阐述了工厂总落压变电所实现的理论依据。通过对整个供电系统的分析和对钢铁厂的电力负荷,功率补偿,短路电流的计算，合理的选择电力变压器、断路器等各种电气设备；对工厂总落压变电所不同的主接线方案进行比立,选择可靠性高,经济性好的主接线方案,实现了工厂供电系统平安、可靠、优质、经济地运行。
要害词供电系统；电力负荷；功率补偿；电气设备；主接线；继电保卫
名目
1前言
工厂供电，确实是根基指工厂所需电能的需求和分配，亦称工厂配电。 众所周知，电能是现代工业生产的要紧能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以需求用；电能的输送和分配既简单经济，又便于操纵、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。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。
在一般工厂里，电能尽管是工业生产的要紧能源和动力，然而它在产品本钞票中所占的比重特别小。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品本钞票中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后能够大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，落低生产本钞票，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。从另一方面来讲，要是工厂的电能需求陡然中断，那么对工业生产可能造成严重的后果。例如某些对供电可靠性要求特别高的工厂，即使是极短时刻的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人一辈子事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。
因此，做好工厂供电工作关于开展工业生产，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，而能源节约关于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，关于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供电工作要特别好地为工业生产效劳，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须到达以下全然要求：
〔1〕平安在电能的需求、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 〔2〕可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。
〔3〕优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。〔4〕经济供电系统的投资
要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局瞧点，能顾全大局，适应开展。
1.2工厂供电设计原那么
按照国家标准GB50052-95?供配电系统设计标准?等的 ，进行工厂供电设计必须遵循以下原那么：
〔1〕遵守规程、执行政策。必须遵守国家的有关 及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。
〔2〕平安可靠、先进合理。应做到保障人身和设备的平安，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采纳效率高、能耗低和性能先进的电气产品。
〔3〕近期为主、考虑开展。应依据工作特点、规模和开展 ，正确处理近期建设与远期开展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。
〔4〕全局动身、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成局部。工厂供电设计的质量直截了当碍事到工厂的生产及开展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。
1.3本课题设计内容
本供电系统设计要紧包括总落压变电所一次、二次局部及高压配电线路设计，是依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，解决对各部门的电能分配咨询题，设计内容有以下几方面：
〔1〕负荷计算。全厂总落压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的根底上进行的。不考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总落压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。
〔2〕改善功率因数装置设计。按负荷计算求出总落压变电所的功率因数，通过计算求出到达供电部门要求数值所需补偿的无功率，并选用适宜的电容器。
〔3〕变压器的台数及容量选择。参考电源进线方向，综合考虑设置变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。
〔4〕厂区高压配电系统设计。依据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电，比立几种可行的高压配电网布置放案，择优选用。
〔5〕工厂总落压变电所主接线设计。依据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级不和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。
〔6〕工厂供电系统短路电流计算。工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相短路电流。
〔7〕变电所高压设备的选择。参照短路电流计算数据和计算负荷以及对应的额定值，选择变电所各种高压设备，并依据需要进行热稳定和动稳定检验。
〔8〕继电装置及二次保卫设计。为了监视、操纵和保证平安可靠运行，变压器需要设置相应的操纵、检测和继电保卫装置。
〔9〕防雷接地装置设计。参考本地区气象地质材料，设计总落压变电所的防雷接地装置。
〔10〕总落压变电所变、配电装置总体布置设计。综合前述设计计算结果，参照国家有关规程 ，进行内外的变、配电装置的总体布置设计。
2供配电系统主接线方案论证
主接线图即主电路图,是表示系统中电能输送和分配线路的电路图,亦称一次电路图.而用来操纵指示检测和保卫的一次电路及其设备运行的电路图,那么称为二次电路图,或二次接线图,通称二次回路图.二次回路是通过电流互感器和电压互感器与主电路相联系的.
我国?变电所设计的技术规程? ：变电所的要紧接线应依据变电所在电力系统中的地位，回路数，设备特点及负荷性质等条件确定，且应满足运行可靠，简单灵活，操作方便和节约投资等要求。 工厂供电必须到达以下全然要求
〔1〕平安性应符合有关国家标准和技术标准的要求，能充分保证人身平安和设备的平安．
〔2〕可靠性 应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求，其中在检修时，不宜碍事对系统的供电，断路器或引线检修及引线故障时，尽量减少长时刻停电和大范围停电，并保证对大局部一级负荷及全部及大局部二级负荷的供电。
〔3〕灵活性 应能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的开展，检修时，能够方便地停运，对母线及其继电保卫设备进行平安检修而不致碍事电力网和对用户的供电。
〔4〕经济性 在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金消耗量主接线设计要为配电装置制造条件，尽量使占地面积减少，电能损失小，经济合理地选择各种电气，减少电能损失。 母线连接方式
依据论文资料和电力系统的开展，用户的需求等几方面考虑，从近期及远景的开展 因此确定某轮毂制造厂供配电系统初步设计：单母线分段。
单母线分段接线具有简单清晰，设备较少，投资较小，运行操作方便，且有利于扩建等优点，并可提高供电可靠性和灵活性。对重要用户能够从不同段引出两回馈电线路。由两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电，其高压侧采纳内桥接线方式，低压侧也采纳双回线路-变压器组单元接线，因此在车间变电所的低压侧，设有低压联络线互相连接，以提高供电系统运行的可靠性和灵活性。 供电系统主接线图确实定
工厂电源进线电压为35KV及以上的工厂，通常是先经工厂总落压变电所落为6~10KV的高压配电电压，然后通过车间变电所，落为一般低压用电设备所需的电压如220/380V。
方案1一次侧采纳内桥式接线，二次侧采纳单母线分段的总落压变电所主接线图〔如图7〕所示。这种主接线，其一次侧的高压断路器QF10跨在两路电源进线之间，如同一座桥梁，而且处在线路断路器QF11和QF12的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式接线。这种主接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷的工厂。要是某路电源例如WL1线路停电检修或发生故障时，那么断开QF11，投进QF10〔其两侧QS先合〕，即可由WL2恢复对变压器T1的供电。这种内桥式接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电的时机较多，同时变电所的变压器不需经常切换的总落压变电所。
方案2一次侧采纳外桥式接线，二次侧采纳单母线分段的总落压变电所主接线图〔如图8〕所示。这种主接线，其一次侧的高压断路器QF10也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器QF11和QF12的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式接线。这种主接线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二
级负荷的工厂。但与内桥式接线的适用场合有所不同。要是某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，那么断开QF11，投进QF10〔其两侧QS先合〕，使用两路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式接线适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适于经济运行需经常切换的总落压变电所。
方案3一、二次侧均采纳单母线分段的总落压变电所主接线图〔如图9〕
这种主接线兼有上述两种桥式接线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备
较多，可供一、二级负荷，适用于一、二侧进出线较多的总落压变电所。
依据本厂的实际情况，工厂总落压变电所距该城镇220/35KV变电所〔地区变电所〕5公里，距离较远；而变电所负荷变动不大，故采纳方案1〔一次侧采纳内桥式接线，二次侧采纳单母线分段的总落压变电所主接线〕。方案2更适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大,适于经济运行需经常切换的总落压变电所；而方案3所用的高压设备较多，增加了初期投资，故不采纳方案2和方案3。
采纳桥式接线，最大的特点确实是根基使用断路器数量较少，使用断路器数量较少，一般采纳断路器数都等于或少于出线回路数，从而结构简单，投资较少。
2.3车间变电所主变压器的选择 变电所主变压器台数的选择的原那么
〔1)满足用电负荷对供电可靠性的要求。 〔2〕对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采纳经济运行方式的变电所。也可考虑采纳两台变压器。
〔3)除上述两种情况外，一般车间变电所宜采纳一台变压器。
〔4)在确定变电所主变压器台数时，应当考虑负荷的开展，留有一定的余量。
变电所主变压器容量的选择
〔1〕只装一台主变压器的变电所，主变压器的容量S应满足全部用电设备总计算负荷S30的需要，即S≥Sc
考虑到节能和留有余量，变压器的负荷率一般取70﹪～85﹪。
〔2〕装有两台主变压器的变电所，通常采纳等容量的变压器，每台容量应同时满足以下两个条件：
①任一台单独运行时，S≈SC〔2-1〕 ②任一台单独运行时，S≥SC(I+II)〔2-2〕
条件①是考虑到两台变压器运行时，每台变压器各承受总计算负荷的60％，负载率约为0.7，现在变压器效率较高。而在事故情况下，一台变压器承受总计算
负荷时，只过载40％，可接着运行一段时刻。在现在间内，完全有可能调整生产，可切除三级负荷。条件②是考虑在事故情况下，一台变压器仍能保证一、二级负荷的供电。
车间变电所总的负荷计算
全厂总落压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的根底上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总落压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果. 供电示意图2—1如下：
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。本设计采纳需要系数法确定。
要紧计算公式有：
有功功率：Pc=K∑P∑P
无功功率:Qc=K∑Q∑Q
2视在功率:SC=PC2QC
计算电流:IC=Sc3UN
各车间的负荷计算
表2—1各车间的负荷计算
工程 铸造车间1 铸造车间2 整形车间1 整形车间2 机械加工车间1 机械加工车间2 钣金车间 模具车间 热处理车间 理化检测中心 办公、食堂 厂区照明 设备容量 需要系数 功率因数 Pc/kw Kd cosφ 1800 1600 980 900 900 720 600 670 590 320 300 30 Pc/kw 1008 896 441 405 315 252 300 335 80 180 24 Qc/kvar 918 264 60 Sc/KVA 1344 630 400 100 Ic/A 95 依据图1—1系统中各点的计算负荷 确定变压器T1的计算负荷
1.确定D1点的计算负荷〔见下表〕：
确定D1点的计算负荷，确定这一级计算负荷的目的是为了选择低压母线及其开关电器、无功补偿容量QN.D1和变压器T1。这一级是一个车间的负荷计算。同时在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压测得功率因数到达0.9。计算结果见下表2-2：
表2-2计算点D1的负荷
计算点 补偿前C1点计算负荷 所有设备有功计算负∑P/kW 所有设备无功计算负荷∑Q/kvar 同时 系数 PC /kW QC /kvar SC /kV·A IC /A 功率因数cosφ 1008 887 Kp Kq 1287 补偿容量QN.D1=× 实际取：16组×30kvar=480kvar 补偿后D1点计算负荷 -480 1030 确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。C1点的计算负荷等于D1点计算负荷加上变压器T1的功率损耗，即PD.C1=PDD1+△PT1；QDC1=QD.D1+△QT1。依据D1点补偿后的视在计算负荷SC=1030kV·A，选择SCB10-1250/10型变压器，变压器额定容量SNT=1250KvA，(可查附录表13)。计算结果见下表2-3：
表2-3计算点C1的负荷 变压器功率损耗〔SC=1030kVA， SNT=1250kV﹒A〕 计算点 △P0 △Pk /kW /kW C1 I0% UK% 6 △PT △QT /kW /kvar PC /kW SC QC /kV·A /kvar IC /A 功率 因数 cosφ 确定变压器T2的各点负荷确定
1.确定D2点的计算负荷〔见下表〕：
确定D2点的计算负荷，确定这一级计算负荷的目的是为了选择低压母线及其开关电器、无功补偿容量QN.D1和变压器T2。这一级为一个车间用电设备的计算。同时在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压测得功率因数到达0.9，计算结果见表2-4：
表2-4计算D2点的负荷 计算点 所有设备有功计算负∑P/kW 所有设备无功计算负荷∑Q/kvar 同时 系数 PC /kW QC /kvar SC /kV·A IC /A 功率 因数cosφ 补偿前D2点计算负荷 896 Kp Kq 1144 1738 补偿容量QN.D1=×[tg(arccos0.74)-tg(arc0.92)]=411 实际取：14组×30kvar=420kvar 补偿后D2点计算负荷 -420 918 1395 确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。C2点的计算负荷等于D2点计算负荷加上变压器T2的功率损耗，即PD.C2=PDD2+△PT2；QDC2=QD.D2+△QT2。依据D2点补偿后的视在计算负荷SC=918kV·A，选择SCB10-1000/10型变压器，变压器额定容量SNT=1000kV·A(可查附录表13)。计算结果见下表2-5：
表2-5计算点C2的负荷 计算点 变压器功率损耗〔SC=513.32kVA， SNT=630kV·A〕 △P0 /kW △PK /kW I0% UK% 6 △PT △QT /kW /kvar 功率 因数cosφ PC /kW QC SC /kvar /kV·A IC /A C2 确定变压器T3的各点负荷确定
1.确定D3点的计算负荷〔见下表〕：
确定D3点的计算负荷，确定这一级计算负荷的目的是为了选择低压母线及其开关电器、无功补偿容量QN.D3和变压器T3。这一级为一个车间用电设备的计算。同时在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压测得功率因数到达0.9，计算结果见表2-6：
表2-6计算D3点的负荷 计算点 补偿前D3点计算负荷 所有设备有功计算负∑P/kW 所有设备无功计算负荷∑Q/kvar 同时 系数 PC /kW QC /kvar SC /kV·A IC /A 功率 因数cosφ 693 Kp Kq 1485 补偿容量QN.D3=× 实际取：组15×30kvar=450kvar 补偿后D3点计算负荷 450 1082 确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。C3点的计算负荷等于D3点计算负荷加上变压器T3的功率损耗，即PD.C3=PDD3+△PT3；QDC3=QD.D3+△QT3。依据D3点补偿后的视在计算负荷SC=712.4kV·A，选择SCB10-800/10型变压器，变压器额定容量SNT=800kV·A(可查附录表13)。计算结果见下表2-7：
表2-7计算点C3的负荷 变压器功率损耗〔SC=712.4kVA， SNT=800kV·A〕 △P0 /kW △PK /kW I0% UK% 6 △PT △QT /kW /kvar 计算点 PC /kW QC SC /kvar /kV·A IC /A 功率 因数cosφ C2 确定变压器T4的各点负荷确定 1.确定D4点的计算负荷〔见下表〕：
确定D4点的计算负荷，确定这一级计算负荷的目的是为了选择低压母线及其开关电器、无功补偿容量QN.D4和变压器T4。这一级为一个车间用电设备的计算。同时在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压测得功率因数到达0.9，计算结果见表2-8：
表2-8计算D4点的负荷 计算点 补偿前D4点计算负荷 所有设备有功计算负∑P/kW 所有设备无功计算负荷∑Q/kvar 同时 系数 PC /kW QC /kvar SC /kV·A IC /A 功率 因数cosφ 720 Kp Kq 684 补偿容量QN.D4=684× 实际取：组32×30kvar=960kvar 补偿后D4点计算负荷 684 960 742 确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。C4点的计算负荷等于D4点计算负荷加上变压器T4的功率损耗，即PD.C4=PDD4+△PT4；QDC4=QD.D4+△QT4。依据D4点补偿后的视在计算负荷SC=742kV·A，选择SCB10-800/10型变压器，变压器额定容量SNT=800kV·A(可查附录表13)。计算结果见下表2-9：
表2-9计算点C4的负荷 计算点 变压器功率损耗〔SC=742kVA， SNT=800kV·A〕 △P0 /kW △PK /kW I0% UK% 6 △PT △QT /kW /kvar 功率 因数cosφ PC /kW QC SC /kvar /kV·A IC /A C4 确定变压器T5的各点负荷确定 1.确定D5点的计算负荷〔见下表〕：
确定D5点的计算负荷，确定这一级计算负荷的目的是为了选择低压母线及其开关电器、无功补偿容量QN.D5和变压器T5。这一级为一个车间用电设备的计算。同时在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压测得功率因数到达0.9，计算结果见表2-10：
表2-10计算D5点的负荷 计算点 补偿前D5点计算负荷 所有设备有功计算负∑P/kW 所有设备无功计算负荷∑Q/kvar 同时 系数 PC /kW QC /kvar SC /kV·A IC /A 功率 因数cosφ 715 Kp Kq 补偿容量QN.D5=×[tg(arccos0.7)-tg(arc0.92)]=402 实际取：组14×30kvar=420kvar 补偿后D5点计算负荷 420 1113 确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。C5点的计算负荷等于D5点计算负荷加上变压器T5的功率损耗，即PD.C5=PDD5+△PT5；QDC5=QD.D5+△QT5。依据D5点补偿后的视在计算负荷SC·A，选择SCB10-800/10型变压器，变压器额定容量SNT=800kV·A(可查附录
表13)。计算结果见下表2-11：
表2-11计算点C5的负荷 变压器功率损耗〔SC=732.5kVA， SNT=800kV·A〕 △P0 /kW △PK /kW I0% UK% 6 △PT △QT /kW /kvar 计算点 PC /kW QC SC /kvar /kV·A IC /A 功率 因数cosφ C5 确定变压器T6的各点负荷确定 1.确定D6点的计算负荷〔见下表〕：
确定D6点的计算负荷，确定这一级计算负荷的目的是为了选择低压母线及其开关电器、无功补偿容量QN.D6和变压器T6。这一级为一个车间用电设备的计算。同时在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压测得功率因数到达0.9，计算结果见表2-12：
表2-12计算D6点的负荷 计算点 补偿前D6点计算负荷 所有设备有功计算负∑P/kW 所有设备无功计算负荷∑Q/kvar 同时 系数 PC /kW QC /kvar SC /kV·A IC /A 功率 因数cosφ Kp Kq 补偿容量QN.D6=× 实际取：组12×30kvar=360kvar 补偿后D4点计算负荷 360 确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。C6点的计算负荷等于D6点计算负荷加上变压器T6的功率损耗，即PD.C6=PDD6+△PT6；QDC6=QD.D6+△QT6。依据D6点补偿后的视在计算负荷SC·A，选择SCB10-630/10型变压器，变压器额定容量SNT=630kV·A(可查附录表13)。计算结果见下表2-13：
表2-13计算点C6的负荷
计算点 变压器功率损耗〔SC=595.9kVA， SNT=630kV·A〕 △P0 /kW △PK /kW I0% UK% 4 △PT △QT /kW /kvar PC /kW QC SC /kvar /kV·A IC /A 功率 因数cosφ C6 确定B1点的计算负荷
确定这一级计算负荷的目的是为了选择高压母线及其开关电器和高压进线电力电缆。因此B1点的计算负荷由C1、C3、C6点的计算负荷确定，计算负荷见下表2-14：
表2-14计算点B1的负荷 C1、C3、计 C6有功计算 算负荷 点 ∑P/kW B1 C1、C3、C6无功计算负 ∑Q/kvar 同时系数 有功计算负荷PC/kw 无功计算负荷QC/kvar 视在计算 负荷Sc/kV·A 高压侧计算电流/A 功率因数cosφ KP KQ 80 补偿容量QN.C=× 实际取：组4×20kvar=80kvar 补偿后B1点计算负荷 确定A1点的计算负荷
确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。A1点的计算负荷等于A1点计算负荷加上变压器T的功率损耗，即PC.B1=PCC1+△PT；QCB1=QCC1+△QT。依据A1点视在计算负荷SC=kV·A，选择SZ9系列双绕组有载变压器，每台变压器额定容量SNT＞SC=V·A因此，取每台变压器额定容量SNT=2500kV·A，计算结果见下表2-15：
表2-15计算点A1的负荷 变压器功率损耗〔SC=2261.1kV·A， SN。T=2500kV·A〕 PC QC SC IC /kW /kvar /kV·A /A △P0 △PK △PT △QT I0% UK% /kW /kW /kW /kvar 0.8 6 计算点 A1 功率 因数cosφ 确定B2点的计算负荷
确定这一级计算负荷的目的是为了选择高压母线及其开关电器和高压进线电力电缆。因此B2点的计算负荷由C2、C4、C5点的计算负荷确定，计算负荷见下表2-16：
表2-16计算点B2的负荷 计 算 点 C2、C4、C5有功计算负荷 ∑P/kW C2、C4、C5无功计算负 ∑Q/kvar 有功计无功计算视在计算 算负荷负荷负荷PC/kw QC/kvar Sc/kV·A 高压侧计算电流/A 功率因数cosφ 同时系数 B2 KP KQ 补偿容量QN.C=× 实际取：组4×20kvar=80kvar 补偿后B2点计算负荷 80 2326.98 确定A2点的计算负荷
确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。A2点的计算负荷等于A2点计算负荷加上变压器T的功率损耗，即PC.B2=PCC+△PT；QCB2=QCC1+△QT。依据A2点视在计算负荷SC=kV·A，选择SZ9系列双绕组有载变压器，每台变压器额定容量SNT＞SC=V·A因此，取每台变压器额定容量SNT=2500kV·A，计算结果见下表2-17：
表2-17计算点A2的负荷 变压器功率损耗〔SC=2261.1kV·A， SN。T=2500kV·A〕 PC QC SC /kW /kvar /kV·A △P0 △PK △PT △QT I0% UK% /kW /kW /kW /kvar 6 1095 2391 计算点 A2 IC /A 功率 因数cosφ 第3章短路电流的计算
3.1概述
短路电流计算的目的
〔1〕校验电气接线的合理性，选择限制短路电流的方式。 〔2〕进行电气设备和校验。
〔3〕主变压器继电保卫的整定计算，需以各种短路时的短路电流为依据 产生短路的缘故
所谓短路是指电力系统正常运行情况以外的某处相与相式相与地之间的“短接〞，在电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是尽缘的，要是由于某种缘故使其尽缘破坏而构成了通路，我们就称电力系统发生了“短路〞故障，如过电压、设备直截了当遭受雷击，尽缘材料陈旧和机械损伤等缘故，就常使尽缘损坏。
电力系统其它某些故障也可能导致短路，如输电线路断线和倒杆事故等，此外运行人员不遵守操作技术规程和平安规程，造成误操作式小动物跨接裸导体时，都可能造成短路。 短路点位置的选择
〔1〕选择原那么
短路电流的计算，是为了选择电气设备提供依据，使所选的电气设备能在各种情况下正常运行，因此短路点的选择应考虑到电器可能通过的最大短路电流。
〔2〕短路点的选择分析如图3.1。
由于电力系统供电的工业企业内部发生短路时，由于工业企业内所装置的元件，其容量要小，而阻抗那么较系统阻抗大得多，当这些元件碰到短路时，系统母线上的电压变动特别小，能够为电压维持不变，即系统容量为无限大。因此我们在
那个地点进行短路电流计算方法，以无限大容量电力系统供电作为前提计算的，其方法常用的有欧姆法和标幺制法．
1、计算的全然情况
1〕电力系统中所有电源均在额定负荷下进行。 2〕短路发生在短路电流最大值的瞬间。
3〕应考虑对短路电流值有碍事的所有元件，但不考虑短路点的电弧电流。 2、计算容量
应按本工程设计的 容量计算，并考虑电力系统的远景开展 ，依据设计任务书的要求，为选10KV配电装置的电器和导线需计算在最大运行方式下通过电气设备的短路电流，选择一个短路点K-1。其电抗值的选择如表3-1。
表3-1电力线路每相的单位长度电抗平均植 线路电压 线路结构 35KV及以上 架空线路 电缆线路 6～10KV 220／380 〔1〕确定基准值
设Sd=100MV·A，Ud=Uc，即Ud1=38.5kV，Ud2=10.5kV，Ud3 那么Id1=Sd/3Ud1=100MV·A/〔3× Id2=Sd/3Ud2=100MV·A/〔3×
Id2=Sd/3Ud2=100MV·A/〔3×0.4kV〕=144.34kA
〔2〕计算短路电路中各要紧元件的电抗标幺值
1〕电力系统〔Soc=500MV·A〕X1*=100/500 2〕电缆线路
X2*×5〕Ω×100MV·A/〔38.5kV〕2 3〕电力变压器
查表13得SZ9-2500/35变压器Uk
SCB10—1250/10变压器Uk%=6
SCB10—1000/10变压器Uk%=6 SCB10—800/10变压器Uk%=6 SCB10—630/10变压器Uk%=4
X3*=Uk%×Sd／100SN.T×100×1000／100× X4*=Uk%×Sd／100SN.T=6×100×1000／100× X5*=Uk%×Sd／100SN.T=6×100×1000／100×1000=6 X6*=Uk%×Sd／100SN.T=6×100×1000／100× X7*=Uk%×Sd／100SN.T=4×100×1000／100×
绘制等效电路如图，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。
图3-3等效电路
〔3〕求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1〕总电抗标幺值 X*Σ(K-1)=X1*+X2*
2〕三相短路电流周期重量有效值 I〔3〕k-1=Id1/X*∑〔k-1〕
3〕其他三相短路电流 I\"(3)=I(3)∞=I(3)k-1=1kA
i(3)shI\"(3)×1 I(3)shI\"(3)×1 4〕三相短路容量 S(3)k-1=Sd/X*∑〔k-1〕·A
〔4〕求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1〕总电抗标幺值
X*Σ(K-2)=X1*+X2*+X3*=0.2+1.29+2.6=
2〕三相短路电流周期重量有效值 I〔3〕k-2=Id2/X*∑〔k-2〕
3〕其他三相短路电流
I\"(3)=I(3)∞=I(3)k-2
i(3)shI\"(3)× I(3)shI\"(3)× 4〕三相短路容量 S(3)k-2=Sd/X*∑〔k-2〕·A
〔5〕求k-3点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量〔变压器T1运行下〕1〕总电抗标幺值
X∑〔k-3〕=X1+X2+X3+X4= 2〕三相短路电流周期重量有效值
I〔3〕k-3=Id2/X*∑〔k-3〕=3〕其他三相短路电流 I\"(3)=I(3)∞=I(3)k-3
i(3)sh=I\"(3)=× I(3)sh1I\"(3)1× 4〕三相短路容量 S(3)k-2=Sd/X*∑〔k-3〕·A
〔6〕求k-4点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量〔变压器T2运行下〕1〕总电抗标幺值
X*∑〔k-4〕=X*1+X*2+X3*+X*5=0.2+1.29+2.6+6=
2〕三相短路电流周期重量有效值 I〔3〕k-4=Id2/X*∑〔k-4〕=3〕其他三相短路电流 I\"(3)=I(3)∞=I(3)k-4
i(3)sh=I\"(3)=× I(3)sh1I\"(3)1× 4〕三相短路容量 S(3)k-2=Sd/X*∑〔k-4〕·A
〔7〕求k-5点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量〔变压器T2运行下〕1〕总电抗标幺值 X*∑〔k-4〕=X*1+X*2+X3*+X*6=
2〕三相短路电流周期重量有效值
*
*
*
*
*
I〔3〕k-4=Id2/X*∑〔k-4〕=3〕其他三相短路电流 I\"(3)=I(3)∞=I(3)k-4
i(3)sh=I\"(3)=× I(3)sh1I\"(3)1× 4〕三相短路容量 S(3)k-2=Sd/X*∑〔k-4〕·A
〔8〕求k-6点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量〔变压器T2运行下〕1〕总电抗标幺值 X*∑〔k-4〕=X*1+X*2+X3*+X*7=
2〕三相短路电流周期重量有效值 I〔3〕k-4=Id2/X*∑〔k-4〕=3〕其他三相短路电流 I\"(3)=I(3)∞=I(3)k-4
i(3)sh=I\"(3)=×
I(3)sh1I\"(3)1×13.9kA=21kA 4〕三相短路容量 S(3)k-2=Sd/X*∑〔k-4〕·A
3.4最大运行方式下短路计算结果如下表3-2：
表3-2最大运行方式下短路计算结果
计算点 K-1点 K-2点 K-3点 K-4点 K-5点 K-6点 总标幺值 X *三相短路电流/kA IK-1 1 (3)三相短路容量/MV·A I(3)shI\" 1 (3)I(3)∞ i(3)sh S(3)k 1 21 3.5最小运行方式下短路计算结果如下表3-3：
表3-3最小运行方式下短路计算结果
总标幺值 计算点 X K-1点 K-2点 K-3点 K-4点 K-5点 K-6点 *(3)三相短路电流/kA (3)(3)(3)(3)三相短路容量/MV·A (3)IK-1 I\" I∞ ish Ish Sk 第4章电气设备的选择与校验
电气设备的选择是变电站电气设计的要紧内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置到达平安。经济运行的重要条件，在进行设备选择时，应依据工程实际情况，在保证平安可靠的前提下，积极而稳妥地采纳新技术，并注重节约投资，选择适宜的电气设备，电气设备要可靠地工作必须按正常条件进行选择，并按短路状态校验其热稳定和动稳定。 电气设备选择的一般要求:
1〕满足正常情况下短路、过电压、检修。 2〕按当地环境条件校核。 3〕力求技术先进和经济合理。 4〕与整个工程建设标准协调一致。 5〕同类设备尽量减少品种。
6〕选用新产品应具有可靠试验数据，并经正式鉴定合格。
为了保证供电系统平安、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面时必须满足以下条件:
〔1〕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准许温度。
〔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，不应超过其正常运行时准许的电压损耗。关于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。
〔3〕经济电流密度: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〞。此种选择原那么，称为“年费用支出最小〞原那么。工厂内的10kV及以下线路，通常不按此原那么选择。
〔4〕机械强度：导线〔包括裸线和尽缘导线〕截面不应小于其最小准许截面。关于电缆，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。关于尽缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。
〔5〕短路热稳定条件：对尽缘导线、电缆和母线，应校验其短路热稳定性，检验公式Amin=I∞(3)tmin/C。
依据设计经验：①关于一般负荷电流较大的低压配电线路，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。②对负荷电流不大而配电距离较长的线路，因此通常先按准许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。③对给变压器供电的高压进线以及变电所用电电源线路，因短路容量较大而负载电流较小，一般先按短路热稳定条件选择导体截面，然后再校验发热条件。依据课题要求和负荷计算，我选择电缆线作为母线。 对电缆线的校验
对给变压器供电的高压进线以及变电所所用电电源进线，因短路容量较大而负荷电流较小，一般先按短路热稳定条件选择导体截面，然后再校验发热条件；对长距离大电流线路及35kV以上高压进线，可先按经济电流密度条件选择导体截面，然后再校验其他条件。
10KV变电所侧采纳屋内配电装置中，因此配电线路母线选用硬母线，为了经济选用铝硬母线即矩形母线，矩形导体散热条件较好，便于固定和连接，但集肤效应较大。为了防止集肤效应系数过大，单条矩形截面最大不超过1250mm²。 〔一〕35kV及以上高压线路及电压35kV以下但距离长、电流大的线路，其导线和电缆截面按经济电流密度j计算经济截面Aec而选择电缆截面
35kV高压线路进线计算电流为Ic=A。Aec=Ic／jec=2，因此选择LMY40×4型电缆。
1、采纳母线电缆的发热条件选电缆截面:
查附录表17，得160mm2截面的LMY型电缆在20℃的载流量Ial=480A＞I30=A，因此满足发热条件。
2、对母线电缆的热稳定度校验:
可利用式Amin=I∞tmin×103/C×2.05×103mm2
由于母线实际截面为:A=40×4mm2=160mm2>Amin.，故该母线满足短路热稳定度要求. 因此校验结果满足要求。
〔二〕对负荷电流不大而配电距离较长的线路，因此通常先按按发热条件选择电缆截面，再校验短路热稳定的度。 A3点母线的选择和校验
1、先按发热条件选择电缆截面 10kV线路计算电流Ic=A
查附录表29，得160mm2截面的LMY型电缆在20℃的载流量Ial=480A＞I30=A，因此满足发热条件。
2、按短路热稳定的校验
可利用式Amin=I∞tmin×103/C×2.05×103mm2
由于母线实际截面为:A=40×4mm2=160mm2>Amin.，故该母线满足短路热稳定度要求，因此校验结果满足要求。 A4点母线的选择和校验
1、先按发热条件选择电缆截面 10kV线路计算电流Ic=A
查附录表29，得160mm2截面的LMY型电缆在20℃的载流量Ial=480A＞I30=A，因此满足发热条件。
2、按短路热稳定的校验
可利用式Amin=I∞tmin×103/C×2.05×103mm2
由于母线实际截面为:A=40×4mm=160mm>Amin.，故该母线满足短路热稳定度要求. 因此校验结果满足要求。
因此，10kV母线选择LMY40×4型电缆。
〔三〕关于一般负荷电流较大的低压配电线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验短路热稳定度。
1、先按发热条件选择电缆截面 V线路计算电流Ic=A
查附录表17，得504mm2截面的LMY型电缆在20℃是载流量为1038A，大于1003A，因此，选择LMY63×8型电缆。
2、按短路热稳定的校验
可利用式Amin=I∞tmin×103/C×2.05×103mm2
由于母线实际截面为:A=63×8mm2=504mm2>Amin.，故该母线满足短路热稳定度要求，因此校验结果满足要求。
2
2
35kV高压开关柜的选择
由电气设备手册可查得:本方案的开关柜选择为:KYN61-40.5型。 4.3.1高压开关柜KYN61 〔1〕概念
KYN61高压开关柜是三相交流频率为50Hz，额定工作电压为35kV、最大额定电流为1000A及以下的供电系统中的变电所中，额定开断电流20kA的高压成套配电装置。
表4-1高压电器设备的选择与校验
设备名称 LZZBJ9-35型电流互感器 高压限流熔断器XRNP-35 JN12-35型接地开关 避雷器YH5W 电压互感器JDZ9-35 额定电压 √ √ √ √ √ √ √ 额定电流 √ √ √ √ — — — 短路电流 热稳定 √ √ — √ — — — 动稳定 √ √ — √ — — — 断流能力 √ — √ — — — — 〔2〕各开关器件的选择和校验
的选择
ZN85-40.5型户内高压真空断路器，适用于三相交流50Hz，额定电压40.5kV电力系统中，可供工矿企业、发电厂及变电站作为分合负荷电流、过载电流、故障电流之用。
表4 序 号 1 2 3 4 5 工程 装设地点的电气条件 数据 35kV 1kA 工程 型真空断路器 数据 2000A 80kA 结论 合格 合格 合格 合格 合格 UN Ic UN IN Ioc.N Ik(3) (3)ish imax It2t (3)2Itima 12kA2.S kA2.S 4.3.2LZZBJ9-35型电流互感器的选择
LZZBJ9-35型电流互感器为环氧树脂真空浇注式全封闭式结构，供额定频率50-60HZ，额定电压35kV及以下系统中做电流，电能测量的继电保卫。
序 号 1 2 3 4 表4-3LZZBJ9-35型电流互感器的选择校验表 装设地点的电气条件 LDJ-35型电流互感器 工程 数据 工程 数据 结论 UN UN 35KV 35KV 合格 Ic (3)ish A kA IN imax It2t 300A 150kA 375kA.S 2合格 合格 合格 (3)2Itima kA2.S XRNP-35型高压限流熔断器
本产品适用于交流50HZ，额定电压3.6-40.5kV，本设计中采纳XRNP-35型高压熔断器，用作高压电压互感器过载短路保卫，熔断器在 条件下，能可靠的分断，使其熔体熔化电流之间任何故障。
表4-4XRNP-35型高压限流熔断器选择校验表 产品型号 额定电压〔kV〕 熔断器额定电流〔A〕 熔体额定电流〔A〕 额定开断电流〔kA〕 XRNP-35 35 HY5W型避雷器
HY5W型避雷器确实是根基金属氧化物避雷器的一种，在工频电压下，他呈现极大的电阻，能迅速有效的阻断工频续流，因此无需火花间隙来熄灭由工频续流引起的电弧。而在雷电过电压作用下，其电阻又变得特别小，能特别好的泄放雷电流。由于这种间隙的金属氧化物避雷器具有比一般的一般阀式避雷器更有优异的保卫性能，且运行更平安可靠。
表4-5HY5W型避雷器的选择校验表 产品型号 HY5W 额定电压〔kV〕 35 持续运行电压〔KV〕 1M参考电压〔KV〕 标称放电电流下残压〔KV〕 5 陡坡冲击残压〔KV〕 115 JDZ9-35型电压互感器
本型电压互感器与JDZ9-35型在结构和性能上有相同之处，都适用于交流50HZ、10KV及以下线路中,供测量电压、电能和功率以及继电保卫、自动装置和信号装置。为环氧树脂浇注成型的产品。
表4-6JDZ9-35型电压互感器的选择校验表 额定容量(VA) 额定电压(V) C 一次线圈 二次线圈 35000 100 150 型号 JDJ-35 最大容量(VA) 1200 JN22-40.5型接地开关
本型接地开关适用于40.5kV及以下交流50HZ的电力系统中，可与各种型号高压开关柜配套使用，亦可作为高压电器设备检修时接地保卫用。
产品 型号 JN12-35 额定电压〔kV〕 表4-7JN12-35型接地开关的选择校验表 额定短时耐受雷电冲击峰值耐额定峰值耐受电流〔kA〕(4s) 受电压〔kV〕 电流〔kA〕 25 185 63 额定短时关合电流〔kA〕 63 高压隔离开关要紧是隔离高压电能,以保证其他设备和线路的平安检修.因此其机构特点是断开后有明显可见的断开间隙,而且断开间隙的尽缘及相间尽缘是足够可靠的,能充分保障人身和设备的平安.然而隔离开关没有专门的灭弧装置,因此它不准许带负荷操作.然后可用来通断一定的小电流。 序 号 1 2 3 4 装设地点的电气条件 工程 数据 UN 35KV Ic (3)ish LDJ-35型电流互感器 工程 数据 结论 UN 合格 A kA IN imax It2t 630A 50kA 合格 合格 合格 (3)2Itima kA2.S kA2.S 4.410kV开关柜的选择
由电气设备手册可查得:本方案的开关柜选择为:KYN28-12型
高压开关柜KYN28-12型 〔1〕概述:
KYN28-12/20型金属铠装移开式开关柜是依据国内特点自行设计研究的新一代开关设备，KYN28-12型高压开关柜用于交流50HZ、电压3～10KV、额定电流3000A及以下单母线以及母线分段系统中作为同意电能、分配电能的电气设备和输送电能计量户内配电装置.并对电路实现操纵、保卫、监测。该柜有完善的“五防〞功能，即防误分、误合断路器；防带负荷分、合隔离开关；防带电挂地线；防带地线合闸；防误进带电间隔。配置ABB公司VD4型高性能真空断路器，和真空接触器、负荷开关，是一种理想的配电装置。
额定电压 √ √ √ √ √ 设备的额定电压应不小于装置地点的额定电压 表4-9高压电器设备的选择与校验表 短路电流校验 额定电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 √ √ √ √ — √ √ — — — √ — √ √ — √ — √ √ — 按三相短路稳态电流和短路发热假想时刻校验 设备名称 VD4型真空断路器 XRNP3-10型高压熔断器 LZZJ-10Q电流互感器 GN22-10隔离开关 RZL10型电压互感器 选择校验的条件 设备的额定设备的最大开断电按三相短电流应不小流〔或功率〕应不路冲击电于通过设备小于它可能开断的流校验 的计算电流 最大电流〔或功率〕 〔2〕各开关器件的选择和校验 1、VD4型真空断路器的选择与校验
高压真空断路器，是利用“真空〞灭弧的一种断路器，其触头装在真空灭弧室里，由于真空中不存在气体游离的咨询题，因此该断路器的触头断开时特别难发生电弧，然而在感性电路中，灭弧速度过快，瞬间切断电流极大，从而使电路中的电压过大，这对系统特别不利，因此，这真空不能是尽对的真空，而能在触头断开时因高电场和热电场发射而产生电弧，那个电弧称为真空电弧，它能在电流在第一次过零时熄灭。如此，燃弧时刻既短，又不至产生特别大的过电压。高压真空断路器具有体积小，动作快，寿命长，平安可靠和便于维护检修等优点，要紧用在频繁操
作的场所。依据负荷计算,可知:U=10KV<12KV,Ic=134A<630A;故可选择VD4真空断路器。
序 号 1 2 3 4 5 表4-10VD4型真空断路器的选择校验 装设地点的电气条件 VD4型真空断路器 工程 数据 数据 10kV 134A 工程 结论 合格 合格 合格 合格 合格 UN Ic UN IN Ioc.N 12kV 630A 16kA 40kA Ik(3) (3)ish (3)2Itima imax It2t 1.342kA2.S 162×3＝768kA2.S 4.4.2、LZZBJ9-12型电流互感器：
LZZJ-10Q型系列电流互感器是替代德国MWB公司的LZZBJ9型的产品，适用额定频率为50HZ、额定电压为10KV以及下户内装置的电力系统中，作电气测量和继电保卫用。依据负荷计算,可知:U=10KV≤10KV,I=134A<200A;故可选择LZZJ-10Q电流互感器。
表4-11LZZJ-10Q电流互感器的选择校验表 序 号 1 2 3 装设地点的电气条件 工程 数据 10kV 134A 工程 LZZBJ9型电流互感器 数据 10kV 200A 50kA 结论 合格 合格 合格 UN Ic (3)ish UN IN imax 4.4.3、JDZ10型电压互感器
JDZ10型电压互感器，适用于交流50HZ、10KV及以下线路中,供测量电压、电能和功率以及继电保卫、自动装置和信号装置。它们都为单相双线圈浇注式户内型产品。
表4-12JDZ10型电压互感器的选择校验表 型号 额定电压(V) 一次线圈 二次线圈 额定容量(VA) C 最大容量(VA) RZL-10 10000 100 60 500 4.4.4、XRNP3-10型高压熔断器
熔断器是一种在电路电流超出 值并经一定时刻后,使其熔体熔化而分段电流、断开电路的一种保卫电器.熔断器的功能是对电路及电路设备进行短路保卫,有的熔断器还具有过负荷保卫的功能。本设计中采纳XRNP3-10型高压熔断器，用作高压电压互感器短路保卫，其熔体额定电流为。
表4-13XRNP3-10型高压熔断器的选择校验表 产品型号 额定电压〔kV〕 熔断器额定电流〔A〕 熔体额定电流〔A〕 XRNP3-10 10 额定开断电流〔kA〕 50 4.4.5、HY5W型避雷器
HY5W型避雷器确实是根基金属氧化物避雷器的一种，金属氧化物避雷器有两种类型，最常见的是一种无火花间隙只有压敏电阻片的避雷器，在工频电压下，他呈现极大的电阻，能迅速有效的阻断工频续流，因此无需火花间隙来熄灭由工频续流引起的电弧。而在雷电过电压作用下，其电阻又变得特别小，能特别好的泄放雷电流。由于这种间隙的金属氧化物避雷器具有比一般的一般阀式避雷器更有优异的保卫性能，且运行更平安可靠。
表4-14HY5W型避雷器的选择校验表 避雷器额额定电压持续运行1M参考电定电压〔KV〕 电压〔KV〕 压〔KV〕 〔KV〕 10 24 标称放电陡坡冲击电流下残残压〔KV〕 压〔KV〕 45 产品型号 4.4.6、GN22-10型隔离开关
高压隔离开关要紧是隔离高压电能,以保证其他设备和线路的平安检修.因此其机构特点是断开后有明显可见的断开间隙,而且断开间隙的尽缘及相间尽缘是足够可靠的,能充分保障人身和设备的平安.然而隔离开关没有专门的灭弧装置,因此它不准许带负荷操作.然后可用来通断一定的小电流。
表4-15GN22-10隔离开关的选择校验表
序 号 1 2 3 4 装设地点的电气条件 工程 数据 UN 10KV Ic (3)ish (3)2Itima LDJ-35型电流互感器 工程 数据 结论 UN 10kV 合格 134A kA IN imax It2t 2000A 100kA 合格 合格 合格 kA2.S kA2.S 4.5
由电气设备手册可查得:本方案的开关柜选择为:GCS型 低压开关柜GCS型 〔1〕概念
GCS低压抽出工开关柜是三相交流频率为50〔60〕Hz，额定工作电压为380〔660〕V、额定电流为4000A及以下的供电系统中的配电、电动机集中操纵、电抗器限流、无功功率补偿使用的低压成套配电装置。
表4-15低压电器设备的选择与校验
设备名称 DW15型低压断路器 LAJ型电流互感器 低压熔断器NT00系列 额定电压 √ √ √ 额定电流 √ √ √ 短路电流 热稳定 √ √ — 动稳定 √ √ — √ — √ 断流能力 〔2〕各开关器件的选择和校验 1、DW15型低压断路器的选择
DW15型系列1000～4000AkV的配电网中作为同意，分配电能和线路及电源设备过载，短路，欠压保卫和正常情况下作为不频繁转换的操纵保卫开关之用。依据负荷计算,可故可选择DW15型低压断路器。
表4-16DW15型低压断路器的选择校验表 序 号 1 装设地点的电气条件 工程 数据 工程 DW45型真空断路器 数据 结论 合格 UN UN 2 3 4 5 Ic 1395A IN Ioc.N 1500A 40kA 150kA 720kA.S 2合格 合格 合格 合格 Ik(3) (3)ish (3)2Itima imax It2t 16.22kA2.S LAJkV的线路中，供电能，电流，功率测量和继电保卫用。依据负荷计算,可知:U=0.38KV<0.66KV,I=<2000A;故低压侧采纳LAJ型电流互感器。
表4-17LAJ型电流互感器的选择校验表 序 号 1 2 3 4 装设地点的电气条件 工程 数据 380V 1395A 工程 LAJ电流互感器 数据 660V 2000A 55kA 1800 结论 合格 合格 合格 合格 UN Ic (3)ish (3)2Itima UN IN imax It2t kA2.S 3、NT00型低压熔断器
熔断器是一种在电路电流超出 值并经一定时刻后,使其熔体熔化而分段电流、断开电路的一种保卫电器.熔断器的功能是对电路及电路设备进行短路保卫；适用于交流50HZ，额定尽缘电压690V，额定工作电流2150A，要紧用于配电线路中的短路保卫和过负荷保卫。
表4-18NT00型低压熔断器的选择校验表 熔断器的额定电流当开断极限短路电流时，最大电流峰额定电压〔kV〕 〔A〕 值〔kA〕 2150 120 产品型号 NT00 第5章继电保卫设计
5.1概述
电力系统必须保证平安可靠的运行，在此前提下才能谈到运行的经济性、合理性。为了保证电力系统运行可靠，必须设置继电保卫装置。 〔1〕继电保卫
适用于要求供电可靠性较高、操作灵活方便特别是自动化程度较高的高压供配电系统中.继电保卫装置在过负荷时动作,一般只发出报警信号,引起运行值班人员的注重,以便及时处理,只只是负荷危机人身或设备平安时,才动作于跳闸;而在发生短路故障时,那么要求有选择性地动作于跳闸,将故障局部切除. 〔2〕对保卫装置的全然要求 ①选择性
当供电系统发生故障时,只远离故障点最近的保卫装置动作,切除故障,而供电系统的其他局部仍然正常工作.保卫装置满足这一要求的动作,称为“选择性动作〞.要是供电系统发生故障时,靠近故障点的保卫装置不动作,而远离故障点的前一级保卫装置动作,就称之为“失往选择性〞
②速动性
为了防止故障扩大,减轻其危害程度,并提高电力系统运行的稳定性,因此在系统发生故障时,保卫装置应尽快地动作,切除故障.
③可靠性
保卫装置在应该动作时,就应该动作,不应该拒尽动作;而不应该动作时,就不应该误动.保卫装置的可靠程度,与保卫装置的元件质量、接线方案以及安装、整定和运行维护等多种因素有关.
④灵敏度
灵敏度或灵敏系数是表征保卫装置对其保卫区内故障和不正常工作状态反响能力的一个参数.要是保卫装置对其保卫区内极略微的故障都能及时地反响动作,就讲明保卫装置的灵敏度.
5.2本变配电站的继电保卫装置
〔1〕概述
通过我们的分析本变电站的设计应该设相间短路保卫、单相接地保卫和过负荷保卫.
—0.7S时,可不装设电流速断保卫.相间短路保卫应动作于断路器的跳闸机构,使断路器跳闸,切除短路故障局部.作为线路的单相接地保卫,有两种方式: ①尽缘监视装置,装设在变配电所的高压母线上,动作于信号.
②有选择性的单相接地保卫,也动作于信号,然而当单相接地鼓掌危及人身和设备平安时,那么动作于跳闸.
〔2〕反时限过电流保卫装置的组成和原理
我们采纳反时限过电流保卫装置，GL型感应式电流继电器组成及其原理电路图，如附录2
当一次电路发生相间短路时,电流继电器KA动作,通过一定延时后,其常开触点闭合,紧接着其闭合触点断开,这时断路器QF因其跳闸线圈YR被“往分流〞而跳闸,切除短路故障.在继电器KA往分流跳闸的同时,其信号牌掉下,指示保卫装置差不多动作.在短路故障却除后,继点器自动返回,其信号牌可利用外壳上的旋扭手动复位.
〔3〕过电流保卫动作电流的整定
带时限过电流保卫的动作电流IOP,应躲多线路的最大负荷电流IL..MAX,以免在IL..MAX通过时保卫装置误动作;而且其返回电流IRE也应躲过线路的最大负荷IL..MAX,否那么保卫装置还可能发生误动作.
因此过电流保卫装置不仅动作电流应躲过线路的最大负荷电流,而且其返回电流也应躲过线路的最大负荷电流。
第6章 变电站防雷保卫
6.1概述
电力系统受雷击时,系统内的电气设备会受到雷击损害.雷电流在变、配电所母线上所引起的短路，将造成电力系统严重事故，为此,必须采取相应的防雷措施以保证平安运行.变配电所为防护直击雷，一般采纳避雷针保卫。避雷针的作用是通过接闪器主动引导雷电流按预定的通道平安泻进大地，以保卫变配电所免遭雷击。 变、配电所的防雷保卫
3～10KA变电所为防止侵进雷电波,应在每一路进(出)线及每段母线上HY5W型避雷器,具体接线要求如下:
〔1〕具有电缆进(出)线段的架空线路,应架空线路与电缆终端盒接续处,装设HY5W型避雷器并集中接地装置.避雷器的接地线还应和电缆头金属外皮相连,电缆另一端的终端盒与变电所的接地网相连,这种连接法的目的是,一旦线路落雷时,避雷器放电,雷电流经集中接地体流进大地的同时,有一局部雷电流沿电缆金属外皮流进变电所内接地网,如此在电缆外皮产生螺旋磁场,相当于增加电缆的电感使波阻抗加大,因此,经电缆芯线侵进变电所的截断雷电波特别快衰减,使波幅和陡度都有所减少,有利于保卫变压器的平安.
〔2〕母线上的HY5W型避雷器,应尽量靠近主变压器,如母线上的阀型避雷器离主变压器电气距离超过 时,应考虑在变压器四面再加一组HY5W型避雷器.HY5W型避雷器与主变压器的电气距离应符合 要求.
200M处,装设一组冲击放电电压为200～300KV的放电间隙.
〔4〕关于在出线上装有限流电抗器的线路,又是与电缆线连接,考虑到电抗器的波阻抗大,防止雷电进行波在电抗器处发生反射,而引起电压升高损坏设备,因此,在电抗器和电缆之间还应加装一组HY5W型避雷器.
6.2本设计采纳的防雷保卫措施
电缆进线的保卫
由于本站全部进出线均为地下电缆，那么变电所能够不安装防雷电过电压的避雷器。
母线上的防雷保卫
为了防止雷电过电压侵进配电所是击毁其中的电气设备，其母线上装设了避雷器，避雷器与电压互感器同在一个高压柜内，如附录1所示。
致谢
在这段时刻里，我学到了许多的知识，这次的设计，是对我这那个学期学的专业知识的检验，也让我在这段时刻中所学知识进行了综合。也让我温习了一些差不多快要忘却的专业知识，让我们能够更加牢固的记住自己所学的专业知识。
对某炉管工业公司供配电系统初步设计的初步理解，在徐老师的细心指导下，我全然上完成了本次设计的要求，从主接线路的设计、短路电流的计算、负荷计算、电气设备的选择及校验到继电保卫等整个设计过程有了全面的熟悉和掌握。本次设计培养了工程设计、手册运用、资料查寻、计算机绘图以及资料分析与处理等实际动手能力，提高了自学能力、组织能力和自身综合素养。同时，我还熟悉到在设计时应维持平复、有条理，碰到疑难咨询题要联系书本积极考虑。
我深深的体会到了老师为我们成材所付出的艰辛劳动，为我们提出了许多建设性的意见；在设计中，与我们一同讨论课题，对我们设计中碰到的难题一一进行认确实解答；在设计全然完成时，徐老师又对我们的初稿认真批阅，并提出了贵重的修改意见，在此向徐老师表示由衷的感谢
同时，我要通过自己的不懈努力，不断稳固自己所学的专业知识，加强自己的实际操作能力的练习把理论知识与实际相结合，做一名合格的大学生。 ◆参考文献
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[6]：刘介才.工厂供电设计指导.北京:机械工业出版社,1998 [7]：工厂常用电气设备手册(上册).北京:水利电力出版社,1983 [8]：郭仲礼.高压电工有用技术.第2版.机械工业出版社,2000 [9]：杨卫东.工厂供配电.北京:电子工业出版社，2002
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