工廠供電課程設(shè)計報告

1、成績 南京工程學(xué)院課程設(shè)計說明書(論文)題 目 某冶金機械修造廠全廠總降壓 變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計 課 程 名 稱 工廠供電課程設(shè)計 院（系、部、中心） 電力工程學(xué)院 專 業(yè) 供用電技術(shù) 班 級 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號 設(shè) 計 地 點 指 導(dǎo) 教 師 設(shè)計起止時間： 年 月 日至 年 月 日目錄1.原始資料11.1、冶金廠的條件11.2、負(fù)荷數(shù)據(jù)表12. 負(fù)荷計算及主變壓器的選擇32.1電力負(fù)荷32.2 主變壓器的選擇62.3 本章小結(jié)73、35kV變電所及10kV配電主接線方案選擇83.1 概述83.2 本章小結(jié)104、各原件和設(shè)備的型號規(guī)格的選擇114.1 概述114.2 隔離開關(guān)的選擇12

2、4.3 斷路器的選擇134.4 母線的選擇144.5 架空線路和電纜的選擇144.6 互感器的選擇154.7 各電氣設(shè)備的具體選擇184.8防雷與接地措施244.9本章小結(jié)255. 繼電保護265.1 概述265.2繼電保護的整定286. 結(jié)論30291.原始資料1.1、冶金廠的條件自然條件：1）最熱月平均最高氣溫氣溫為30度； 2）土壤中0.71米處一年中最熱月平均溫度為20度； 3）年雷暴日為31天； 4）土壤東街深度為1.10米； 5）夏季主導(dǎo)風(fēng)向為南風(fēng)。地質(zhì)水文條件：根據(jù)工程地質(zhì)勘探材料獲悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢平坦，地層以砂質(zhì)粘土為主，地質(zhì)條件較好，地下水位為2.85.3米。地耐壓

3、力為20頓/平方米。該廠的負(fù)荷性質(zhì)為三班工作制，最大有功負(fù)荷年利用小時數(shù)為6000小時。屬于二級負(fù)荷。工廠與電業(yè)部門所簽訂的供用電協(xié)議主要內(nèi)容如下：工廠電源從電業(yè)部門某220/35KV變電亞所，該變電所基準(zhǔn)220KV母線基準(zhǔn)容量為100MVA，裝設(shè)兩臺SSPL-120000/220雙繞組變壓器。用35KV雙回架空線引入本廠，其中一個作為工作電源，一個作為備用電源，兩個電源并列運行，該變電所劇廠東側(cè)8公里?？偨祲鹤冸娝嘬囬g變電所距離均取1km.1.2、負(fù)荷數(shù)據(jù)表（1）1號車間變電所負(fù)荷名稱設(shè)備容量（kW）需要系數(shù)同時系數(shù)鉚焊車間7000.30.551.520.91號水房1900.750.651

4、.17鑄鐵車間3000.350.71.02（2）2號車間變電所負(fù)荷名稱設(shè)備容量（kW）需要系數(shù)同時系數(shù)機修車間6000.850.651.170.92號水房4600.250.601.33鍛造車間3200.30.651.17（3）3號車間變電所負(fù)荷名稱設(shè)備容量（kW）需要系數(shù)同時系數(shù)制材場600.750.71.020.9綜合樓300.750.61.333號水房3000.650.651.17（4）4號車間變電所負(fù)荷名稱設(shè)備容量（kW）需要系數(shù)同時系數(shù)4號水房2900.850.651.170.9鑄鋼車間3200.60.90.48倉庫2200.850.80.75（5） 供電系統(tǒng)短路技術(shù)數(shù)據(jù) 區(qū)域變電所3

5、5KV母線短路數(shù)據(jù)如下：系統(tǒng)運行方式短路容量說明最大運行方式Sdmax(3)=320MVA最小運行方式Sdmin(3)=160MVA2. 負(fù)荷計算及主變壓器的選擇2.1電力負(fù)荷電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載，其有兩種含義：1)指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位，如重要負(fù)荷等；2)指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如輕負(fù)載等。電力負(fù)荷的分級 按規(guī)定，電力負(fù)荷根據(jù)其對供電可靠性的要求以及中斷供電造成的損失或影響分為三級：1)一級負(fù)荷一級負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡；或者中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失者，如重大設(shè)備的損壞等。在一級負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要

6、場所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。2)二級負(fù)荷二級負(fù)荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失者，如主要設(shè)備的損壞等。3)三級負(fù)荷三級負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，指所有不屬于上述一、二級的負(fù)荷。各級電力負(fù)荷對供電電源的要求1)一級負(fù)荷對供電電源的要求由于一級負(fù)荷屬于重要負(fù)荷，如中斷供電造成的后果十分嚴(yán)重，因此要求由兩個電源供電，當(dāng)其中一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不至于同時受到損壞。一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除上述兩個電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源，為保證對特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。2)二級負(fù)荷對供電電源的要求二級負(fù)荷也屬于重要負(fù)荷，要求由兩回路供電，供電變壓器也

7、應(yīng)有兩臺。其中一回路或一臺變壓器發(fā)生常見故障時，二級負(fù)荷應(yīng)不致中斷供電，或中斷后能迅速恢復(fù)供電。3)三級負(fù)荷對供電電源的要求三級負(fù)荷屬于不重要的一般負(fù)荷，對供電負(fù)荷沒有特殊要求。具體的負(fù)荷計算計算負(fù)荷是供電設(shè)計的基本依據(jù)。計算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜選擇是否經(jīng)濟合理。由此可見，正確確定計算負(fù)荷意義重大。我國普遍采用的確定用電設(shè)備組計算負(fù)荷的方法，主要是需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法是國際通用的確定計算負(fù)荷的方法，最為簡便實用。本次設(shè)計，負(fù)荷計算的方法采用需要系數(shù)法。有功計算負(fù)荷的計算公式： 無功計算負(fù)荷的計算公式： 則每個車間變電所的總的計算公式為： 同個以上公式

8、，我們可以計算出各個變電所的計算負(fù)荷和總的計算負(fù)荷：以1號變電所為例：負(fù)荷名稱設(shè)備容量（kW）需要系數(shù)同時系數(shù)鉚焊車間7000.30.551.520.91號水房1900.750.651.17鑄鐵車間3000.350.71.02則有： 然后我們可以算出有功和無功的計算負(fù)荷：通過對有功和無功的計算，可以算出總的計算負(fù)荷和功率因數(shù)：其他3個車間變電所按照相同的方法計算，可以繪制出負(fù)荷總表為：負(fù)荷名稱鉚焊車間210kw319.2kvar412kw534kvar674kVA0.611號水房142.5kw166.7kvar鑄鐵車間105kw107.1kvar機修車間510kw596. 7kvar649kw

9、828kvar1052kVA0.622號水房115kw153kvar鍛造車間96kw169.9kvar制材場45kw45.9kvar236kw274kvar362kVA0.65綜合樓22.5kw29.9kvar3號水房195kw228.2kvar4號水房246.5kw288.4kvar563kw469kvar733kVA0.77鑄鋼車間192kw92.2kvar倉庫187kw140.3kvar總降壓變電所的功率補償 按規(guī)定，變電所最高側(cè)的，考慮到變壓器的無功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率的損耗，一般，因此在變壓器低壓側(cè)進行無功補償時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于高壓側(cè)補償后的功率因數(shù)0.90，這里取

10、在這里，我們運用單獨就地補償?shù)姆绞健为毦偷匮a償，又稱分散就地補償，是將并聯(lián)電容的組裝設(shè)在需進行無功補償?shù)母鱾€用電設(shè)備旁邊。這種補償方式能夠補償安裝部位以前的所有高低壓線路和電力變壓器的無功功率，因此其補償范圍最大，補償效果最好。但這種補償方式總的投資較大，且電容器組在被補償?shù)挠秒娫O(shè)備停止工作時，它也將一并被切除。無功功率補償?shù)墓剑阂构β室驍?shù)由提高到，則無功補償裝置的容量為：或 式中，稱為無功補償率，或比補償容量。以1號車間變電所為例：取車間變電所序號補償容量補償后無功功率補償后總?cè)萘坑泄p耗無功損耗1358kvar176kvar447kVA4.47kw22.35kvar2545kvar2

11、83kvar708kVA7.08kw35.4kvar3175kvar99kvar256kVA2.56kw12.8kvar4225kvar244kvar613kVA6.13kw30.65kvar那么綜上所述，我們可以算出補償后的有功計算負(fù)荷，無功計算負(fù)荷，計算容量和補償后的功率因數(shù)。 （這里的同時系數(shù)都取0.9)功率因數(shù)符合要求>0.9。2.2 主變壓器的選擇電力變壓器是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其功能是將電力系統(tǒng)中的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用?？偨祲鹤冸娝髯儔浩髋_數(shù)和容量的選擇直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定在很大程度上取決于負(fù)荷的大小及其對供電

12、可靠性的要求，同時還應(yīng)依據(jù)電力系統(tǒng)510年的發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進行綜合分析和合理選擇，力求變電所的電氣主接線簡單，運行方便，供電可靠，節(jié)約電能與減少投資。變壓器臺數(shù)多則供電可靠性高，但設(shè)備的投資就會加大，運行費用也要增加。因此，在能滿足可靠性要求的基礎(chǔ)上，變壓器的臺數(shù)越少越好，對不重要負(fù)荷供電的變電所或?qū)δ苋〉玫蛪簜溆秒娫吹囊患壺?fù)荷供電時，皆選用一臺主變壓器。主變壓器容量的確定原則1)主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相符合；2)根據(jù)變電所所

13、帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量；3)同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。35kV變電所變壓器臺數(shù)，容量及型號的選擇：因為此負(fù)荷為二級負(fù)荷，應(yīng)選用2臺變壓器并聯(lián)運行。考慮到以后5年內(nèi)的發(fā)展：考慮到變壓器的經(jīng)濟運行，變壓器不能滿負(fù)荷運行。那么，我們選擇的變壓器容量為2500kVA。所以我們的變壓器選擇應(yīng)該為：S9-2500/35。2.3 本章小結(jié) 本章介紹了電力系統(tǒng)中負(fù)荷的含義以及負(fù)荷的分類，并且詳細(xì)的介紹了各類負(fù)荷對電力系統(tǒng)供電可靠性的要求，并通過各車間的原始數(shù)據(jù)，對各車間負(fù)荷和總降壓變電所進行了負(fù)荷計算。除此之外，本章還介紹了變電所中主變壓

14、器的選擇原則，包括臺數(shù)的確定原則和容量的確定原則，并分別確定了各車間變電所和總降壓變電所的變壓器的型號。3、35kV變電所及10kV配電主接線方案選擇3.1 概述電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方式的擬訂有較大的影響。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)因素的影響，通過技術(shù)經(jīng)濟法的比較，合理的確定主接線的方案。電氣主接線即是電力工程中的主電力圖，它是表示電力裝置各元件及其相互的連接順序。有時也被叫做一次電路或

15、一次接線。主接線的設(shè)計依據(jù)在選擇電氣主接線的時候，應(yīng)以下列各點作為設(shè)計依據(jù)：1)發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用； 2)發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模；發(fā)電廠的機組容量，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃容量、負(fù)荷增長速度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素進行選擇，最大機組容量以占系統(tǒng)總?cè)萘康?10%為宜。3)負(fù)荷的大小和重要性； 對于一級負(fù)荷必須有兩個獨立的電源供電，且當(dāng)任何一個電源失去后，能保證對全部一級負(fù)荷不間斷的供電。 對于二級負(fù)荷一般要有兩個獨立電源供電，且當(dāng)任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負(fù)荷的供電對于三級負(fù)荷一般只需一個電源供電。4)系統(tǒng)備用容量大?。幌到y(tǒng)中需要有一定的發(fā)電機裝機備用容量。運用

16、備用容量不宜少于810%，以適應(yīng)負(fù)荷突增、機組維修和故障停運三種情況。裝有兩臺（組）及以上主變壓器的變電所，其中一臺（組）事故斷開，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所70%的全部負(fù)荷，在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷。系統(tǒng)備用容量的大小將會影響運行方式的變化。如：檢修母線或斷路器時是否允許線路、變壓器或發(fā)電機停運；故障時允許切除的線路、變壓器和機組的數(shù)量等。設(shè)計主接線時，應(yīng)充分考慮這些因素。5)系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料。 主接線設(shè)計的基本要求主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項要求。可靠性 供電中斷不僅給電力系統(tǒng)造成損失，而且給國民經(jīng)濟各部門造成損失，后者往往比

17、前者大幾十倍，以至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報廢等經(jīng)濟損失和政治影響。因此，供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線必須滿足這一要求。1)一類負(fù)荷其供電要求為：任何時間都不能停電。2)二類負(fù)荷其供電要求為：僅在必要的時間可短時停電。3)三類負(fù)荷其供電要求為：即使停電也不會造成較大的影響，必要時可長時間停電。主接線可靠性的具體要求：1)斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；2)斷路器或母線故障，以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時，盡量減少停運出線的回路樹和停運時間，并保證一、二類負(fù)荷的供電；3)盡量避免發(fā)電廠或變電所全部停運的可能性；4)對裝有大型機組的發(fā)電廠及超高壓變電所，應(yīng)滿足可靠性的特

18、殊要求。靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。1)調(diào)度時，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修方式以及特殊方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求；2)檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備，進行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電；3)擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。 經(jīng)濟性 1)投資省主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。要能使繼電保護和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。要能限制短路電流，以便于選擇廉價的電氣設(shè)備。如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110kV及以下終

19、端或分支變電所可采用簡易電器。2)占地面積少主接線設(shè)計要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。3)電能損失少經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。本次課程設(shè)計主接線的選擇：考慮到此負(fù)荷是二級負(fù)荷，需要有較高的供電可靠性，而且此變電所晝夜負(fù)荷變化不大，且并不會經(jīng)常切換變壓器。我們可以一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖。內(nèi)橋式接線如上圖所示。3.2 本章小結(jié)本章主要介紹了電氣主接線在電力系統(tǒng)中的作用以及設(shè)計電氣主接線的依據(jù)，并且在設(shè)計主接線的時候必須滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求。還分別介紹了幾種常見的電氣主接線的特點及適用范圍

20、。從而根據(jù)理論依據(jù)，結(jié)合待建總降壓變電所的具體情況，給出了本次待建變電所的主接線形式。4、各原件和設(shè)備的型號規(guī)格的選擇4.1 概述變電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱為一次電路或一次回路，也稱主電路。一次電路中所有的電氣設(shè)備，稱為一次設(shè)備，可以分為：1)變換設(shè)備：其主要功能是按系統(tǒng)要求來改變電壓或電流等，如變壓器、電流互感器、電壓互感器等；2)控制設(shè)備：其主要功能是按系統(tǒng)要求來控制一次電路的通斷，如斷路器、隔離開關(guān)等；3)保護設(shè)備：其主要功能是用來對電力系統(tǒng)進行過電流和過電壓保護，如避雷器等；4)補償裝置：其主要功能為補償系統(tǒng)的無功功率，如電容器；5)成套裝置：其主要功能為將有關(guān)的一次設(shè)備

21、及二次設(shè)備組合成一體，如高壓開關(guān)柜等。各電氣設(shè)備選擇的一般原則因為各種電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的額定電壓、額定電流、各自的用途及工作條件各不相同,所以對于選擇各電氣設(shè)備所要進行的校驗項目和方法也都完全不相同。雖然如此，它們在正常運行和短路時都必須能可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個共同的原則：1)應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； 2)應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件進行校核； 3)應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理；4)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。 5)同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；6)選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式簽訂合格。特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。各

22、電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。 短路穩(wěn)定條件校驗的一般原則： 1）電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流。若發(fā)電機出口的兩相短路、或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時，按嚴(yán)重的情況校驗；2)用熔斷器保護的電器可不校驗熱穩(wěn)定。 短路的熱穩(wěn)定條件 短路的熱穩(wěn)定條件必須滿足下式，即：式中: 為電器的熱穩(wěn)定電流；t為電器的熱穩(wěn)定試驗時間；為短路發(fā)熱的假象時間。校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間按下式計算，即：式中: 為短路保護裝置實際最長

23、的動作電流；為斷路器（開關(guān)）的斷路時間。則對于短路發(fā)熱假象時間可由下式進行計算：動穩(wěn)定校驗 電力動穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時電流機械效應(yīng)的能力，稱動穩(wěn)定。短路的動穩(wěn)定條件必須滿足下式，即：或 式中，分別為電器的動穩(wěn)定電流峰值和有效值，可由有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本查得。絕緣水平 在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設(shè)備相應(yīng)的保護水平來確定。 4.2 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器。它是一種最簡單的高壓開關(guān)，類似低壓閘刀開關(guān)，所以現(xiàn)場也有稱閘刀的。它的主要用途是保證高壓裝置檢修工作的安全。用隔離開關(guān)構(gòu)成明顯的斷開點，

24、將需要檢修的高壓設(shè)備與帶點部分可靠地斷開隔離。 為了讓檢修人員能看到明顯的斷開點，從而產(chǎn)生安全感，所以隔離開關(guān)的觸頭必須全部敞露在空氣中，不能裝滅弧罩，因而不能用做操作電器來切斷負(fù)荷電流，否則將造成嚴(yán)重的事故。因此，它一般只在電路已被斷開的情況下，才能接通和斷開。選擇的基本要求1)隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開； 2)隔離開關(guān)斷開點之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全； 3)隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動穩(wěn)定性、機械強度和絕緣強度； 4)隔離開關(guān)在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作

25、時的過電壓； 5)隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單，動作要可靠； 6)帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。 選擇的技術(shù)條件 1)電壓： （3.8）式中: 電網(wǎng)額定電壓2)電流： 3)動穩(wěn)定校驗: （3.9）式中: 三相短路電流沖擊值 設(shè)備極限通過電流峰值 4)熱穩(wěn)定校驗: （3.10）式中: 穩(wěn)態(tài)三相短路電流（A） 短路電流發(fā)熱等值時間（又稱假想時間）（s） 設(shè)備t秒的熱穩(wěn)定電流 （s）4.3 斷路器的選擇斷路器是性能最完善的高壓開關(guān)，它能在各種情況下迅速而可靠地熄滅電弧，它的最繁重的任務(wù)就是開斷短路電流。為此，它有不同結(jié)構(gòu)的滅弧裝置，它的觸頭被滅弧室包圍，一般看不到斷口，所

26、以也稱“遮斷器”。在開關(guān)電器中，它的構(gòu)造最復(fù)雜，地位最重要，它的制造水平往往反映電力系統(tǒng)的發(fā)展水平。選擇的基本要求1)在合閘運行時應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長期通過負(fù)荷電流，即使通過短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。 2)在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。 3)應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。 4)應(yīng)有盡可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡單、體小、重量輕、安裝維護方便。 選擇的技術(shù)條件：既斷路器的額定電壓要不小于最大電流；既斷路器的額定電流要不小于計算電流；既斷路器的動作電流要不小于三項短路電流；既動穩(wěn)定度達到要求；既熱穩(wěn)定度達到要求。4.4 母線的選擇母線材料的選擇一般情況下

27、，我們采用鋁母線；在持續(xù)工作電流較大，且位置特別狹窄的發(fā)電機、變壓器出口處，以及污穢對鋁有嚴(yán)重而對銅腐蝕較輕的場所，采用銅母線。母線截面形狀的選擇在35kV及以下、持續(xù)工作電流在4000A及以下的屋內(nèi)配電裝置中，一般采用矩形母線；35kV及以上的屋外配電裝置，可采用鋼芯鋁絞線。母線布置的方式1)三相水平布置其建筑部分簡單，可降低建筑物高度，安裝比較容易；2)三相垂直布置其相間距可取得較大，無需增加間隔深度，便于觀察。4.5 架空線路和電纜的選擇 導(dǎo)線（或電纜，下同）的截面越大，電能損耗越小，但是線路投資、維修管理費用和有色金屬消耗量都要增加。因此從經(jīng)濟方面考慮，可選擇一個比較合理的導(dǎo)線截面，既

28、使電能損耗小，又不知過分增加線路投資、維修管理費用和有色金屬消耗量。 從全國的經(jīng)濟效益考慮，既使線路的年運行的年運行費用接近于最小而有適當(dāng)考慮有色金屬節(jié)約的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟截面，用符號表示。 各國根據(jù)其具體國情特別是其有色金屬資源的情況，規(guī)定了導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟電流密度。按經(jīng)濟電流密度計算經(jīng)濟截面的公式為：式中，為線路的計算電流。 按上式計算出后，應(yīng)選最接近的標(biāo)準(zhǔn)截面（可取較小的標(biāo)準(zhǔn)截面），然后校驗其他條件。4.6 互感器的選擇互感器是為了測量電力系統(tǒng)中的電壓、電流和功率等電氣參數(shù)而設(shè)置的中間環(huán)節(jié)，是一種供測量用的儀用變壓器，實際上電氣二次部分的電源，繼電保護和自動裝置的電壓，電流線圈亦從互感

29、器中引出。所以它是測量和保護不可缺少的元件。電壓互感器是一種變換電壓的互感器，其二次側(cè)的額定電壓一般為100V。電流互感器是一種變換電流的互感器，其二次側(cè)的額定電流一般為5A?；ジ衅鞯墓δ苤饕牵?)用來使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路（一次回路）絕緣。這既可避免主電路的高電壓直接引入儀表、繼電器等二次設(shè)備，又可防止儀表、繼電器等二次設(shè)備的故障影響主電路，提高一、二次電路的安全性和可靠性，并有利于人身安全；2)用來擴大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。通過采用不同變流比的電流互感器，用一只5A量程的電流表就可以測量任意大的電流。同樣，通過采用不同電壓比的電壓互感器，用一只100V量程的電壓表就

30、可以測量任意高的電壓。而且由于采用互感器，可使二次儀表、繼電器等設(shè)備的規(guī)格統(tǒng)一，有利于這些設(shè)備的批量生產(chǎn)。電壓互感器的選擇 高壓電力系統(tǒng)的測量和保護必須通過電壓互感器，通過電壓互感器把任何高電壓均變成100V電壓，即電壓互感器的二次額定電壓為100V，這樣使高壓裝置與二次設(shè)備在電氣上可靠地隔離，保證工作人員的安全；同時使二次設(shè)備小型化和標(biāo)準(zhǔn)化。電壓互感器參數(shù)的選擇1)正常工作條件參數(shù)：次回路電壓，一次回路電流，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級，機械負(fù)荷 ；2)承受過電壓能力參數(shù)：絕緣水平，泄露比距；3)環(huán)境條件參數(shù)：環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對濕度，海拔高度，地震烈度。電壓互感器型式的選擇1)620kV配電裝

31、置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)；2)35110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。電流互感器的選擇 電流互感器的特點1)一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，其一次側(cè)電流完全取決于被側(cè)電路的負(fù)荷電流，與互感器二次側(cè)無關(guān)； 2)電流互感器的二次負(fù)荷是阻抗很小的儀表電流線圈，正常工作時接近于短路狀態(tài)； 3)電流互感器的額定互感比標(biāo)準(zhǔn)化。電流互感器參數(shù)的選擇1)正常工作條件參數(shù)：一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次側(cè)負(fù)荷等；2)短路穩(wěn)定性動穩(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù)3)承受過電壓能力參數(shù)：絕緣水平，泄露比距；4)環(huán)境條件參數(shù)：環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對濕度，海拔高度，地震烈度。5)補充說明電流

32、互感器的二次額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A。電流互感器額定的二次負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按國標(biāo)的規(guī)定。二次級的數(shù)量決定于測量儀表、保護裝置和自動裝置的要求。一般情況下，測量儀表與保護裝置宜分別接于不同的二次繞組，否則應(yīng)采取措施，避免互相影響。電流互感器型式的選擇35kV以下屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35kV及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。電流互感器一次額定電流的選擇 1)當(dāng)電流互感器用于測量時，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大左右，以保證測量儀表的最佳工作，并在過負(fù)荷時

33、使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘荆?)電力變壓器中性點電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的進行選擇；3)為保證自耦變壓器零序差動保護裝置各臂正常工作電流平衡，供該保護用的高、中壓側(cè)和中性點電流互感器，變化應(yīng)盡量一致，一般按電流較大的中壓側(cè)額定電流來選擇；4)在自耦變壓器公共繞組上作過負(fù)荷保護和測量用的電流互感器，應(yīng)按公共繞組的允許負(fù)荷電流選擇；5)中性點非直接接地系統(tǒng)中的零序電流互感器，在發(fā)生單相接地故障時，通過的零序電流較中性點直接接地系統(tǒng)的小得多。電流互感器的準(zhǔn)確度電流互感器的準(zhǔn)確度是在額定二次負(fù)荷下的準(zhǔn)確級次。 用于電度計量的，準(zhǔn)確度不應(yīng)低于0.

34、5級，500kV的宜用0.2級；用于電流電壓測量的，不應(yīng)低于1級；非重要回路可使用3級。用于繼電保護的電流互感器，應(yīng)用“D”級，同時校驗額定10%倍數(shù)，以保證過電流時的誤差不超過規(guī)定值。電流互感器選擇的具體技術(shù)條件1) 互感器二次負(fù)荷，必須滿足：式中: 為準(zhǔn)確度級所限定的額定二次負(fù)荷。2) 動穩(wěn)定校驗，必須滿足： 式中，為動穩(wěn)定倍數(shù)，. 3)熱穩(wěn)定校驗，必須滿足：或式中，為熱穩(wěn)定倍數(shù)，.一般電流互感器的熱穩(wěn)定試驗時間，因此熱穩(wěn)定度校驗條件改為4.7 各電氣設(shè)備的具體選擇短路電流計算為了選擇高壓側(cè)的電氣設(shè)備和保護，需計算35kV側(cè)，10kV側(cè)首段和末端，0.4kV側(cè)的短路電流。K3K2在最小運放

35、下：K4K11、 取基準(zhǔn)值 2、 等效阻抗（標(biāo)幺值）電力系統(tǒng)：線路1（35kV)：取，T1：取線路2（10kV)：取車間變電所：可選擇，。 則短路等效電路為：對點的短路：對點的短路：對點的短路：對點的短路：1、 2、 3、 4、 在最大運放下：電力系統(tǒng)等效阻抗為：短路等效電路為：對點的短路：對點的短路：對點的短路：對點的短路：1、 2、 3、 4、 高壓斷路器的選擇：1、 短路電流 四個車間變電所均可以選擇：ZN3-10I 2、 主變壓器低壓側(cè)的斷路器選擇： 單回路短路電流： 可選ZN3-10I 3、 主變壓器高壓側(cè)的斷路器選擇： 最大支路： 可選ZN-35，35架空線路的選擇：查表得： 選取

36、LGJ-35型鋼芯鋁絞線。檢驗：環(huán)境溫度為時，滿足發(fā)熱條件。 35kV架空鋼芯鋁絞線的最小截面滿足機械強度。選擇一號車間變電所導(dǎo)線。因為空內(nèi)線，選擇BLV明敷。鉚焊車間： 考慮采用兩根導(dǎo)線，選 相截面 中性線截面 保護線截面選擇 可選擇1號水房： 選相截面， 中性線截面 保護線截面選擇 可選擇鑄鐵車間： 選相截面， 中性線截面 保護線截面選擇 可選擇選10kV側(cè)電流互感器1號車間變電所： 可選，變比為2號車間變電所： 可選，變比為3號車間變電所： 可選，變比為4號車間變電所： 可選，變比為的總降壓變10kV側(cè)：可選，變比為35kV側(cè)：可選，變比為4.8防雷與接地措施有關(guān)的防雷措施1)裝設(shè)避雷針

37、 室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來防護直接雷擊。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。2)高壓側(cè)裝設(shè)避雷器這主要用來保護主變壓器，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個最關(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)中性點及金屬外殼等連接在一起。在每路進線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進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

38、穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點不接地時，其中性點可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護間隙。具體的防雷措施1)為防御直擊雷，在總降壓變電所內(nèi)裝設(shè)避雷針；2)為防止雷電波侵入，在35kV進線斷路器前設(shè)一組避雷器，避雷器型號可以為FZ-35型。在10kV的兩段母線上各裝一組閥型避雷器，其型號可以為FZ-10；3)總降壓變電所接地采用環(huán)型接地網(wǎng)，用直徑50mm,長2.5m的鋼管作接地體，埋深1m，用扁鋼連接。4.9本章小結(jié) 本章以各種電氣設(shè)備的選擇為主，給出了設(shè)備選擇的一般原則以及各種電氣設(shè)備的選擇條件和動、熱穩(wěn)定的校驗條件，包括隔離開關(guān)、斷路器、互感器、母線以及避雷器等，并對它們進行了

39、具體的選型和校驗。5. 繼電保護5.1 概述在電力系統(tǒng)中，繼電保護是保證電力系統(tǒng)安全運行和提高電能質(zhì)量的重要的工具。電力系統(tǒng)運行中，由于天氣的影響、設(shè)備的缺陷和絕緣的老化、運行維護不當(dāng)和操作失誤等原因，會使電力系統(tǒng)中各電氣元件發(fā)生各種故障。故障的危害有：1)故障點電弧可能燒壞故障設(shè)備；2)故障回路中的設(shè)備，由于短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)和電動力的作用，會遭受破壞或損傷；3)電力系統(tǒng)部分地區(qū)的電壓大幅度下降，影響用戶的正常生活；4)破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至使整個系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電；因此，任何電力系統(tǒng)在設(shè)計和運行時，必須考慮到系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障和不正常工作狀態(tài)，并利用繼電

40、保護裝置予以消除，以保證電力系統(tǒng)正常運行。繼電保護裝置的任務(wù)1)當(dāng)被保護的電氣元件發(fā)生故障時，保護裝置迅速動作，使斷路器跳閘，將故障的電氣元件從電力系統(tǒng)中切除，使其損壞程度最小，并保證無故障部分繼續(xù)正常工作；2)當(dāng)被保護的電氣元件出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時，保護裝置發(fā)出信號，告訴運行人員予以處理。對繼電保護裝置的要求為了使繼電保護裝置能及時、正確地完成所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，對反應(yīng)短路故障的保護裝置有以下四個要求：1)選擇性當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，只離故障點最近的保護裝置動作，切出故障，而供電系統(tǒng)的其他部分仍然正常運行。保護裝置滿足這一要求的動作，稱為“選擇性動作”。如果供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，靠近故障點的保護裝置

41、不動作（拒動），而離故障點遠(yuǎn)的前一級保護裝置動作（越級動作），就成為“失去選擇性”。2)速動性為了防止故障擴大，減輕其危害程度，并提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，因此在系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置應(yīng)盡快的動作，切出故障。3)靈敏性靈敏度或靈敏系數(shù)是表征保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)故障和不正常工作狀態(tài)反應(yīng)能力的一個參數(shù)。如果保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)極輕微的故障都能及時的反應(yīng)動作，就說明保護裝置的靈敏度高。過電流保護的靈敏度或靈敏系數(shù)，用其保護區(qū)內(nèi)在電力系統(tǒng)為最小運行方式時的最小短路電流與保護裝置一次動作電流（即保護裝置動作電流換算到一次電路的值）的比值來表示，即 4)可靠性保護裝置在應(yīng)該動作時，就應(yīng)該動作，不應(yīng)該拒動

42、；而不應(yīng)該動作時，就不應(yīng)該誤動。保護裝置的可靠程度，與保護裝置的元件質(zhì)量、接線方案以及安裝、整定和運行維護等多種因素有關(guān)。電力變壓器的繼電保護電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴(yán)重的影響。因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度，裝設(shè)性能良好、動作可靠的保護裝置。1)瓦斯保護容量在800MVA及以上的油浸式變壓器因個裝設(shè)瓦斯保護，用以反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)故障及油面降低；2)差動保護容量在10000kVA及以上的變壓器應(yīng)裝設(shè)叢差動保護，用以反應(yīng)變壓器繞組、套管及引出線相間短路；3)電流速斷保護對于容量為10MVA以下的變壓器，且當(dāng)其過電流保護的動作時限大于0.5s，可裝設(shè)電流速斷保護，以代替叢差動保護；4)接地保護對于大電流接地系統(tǒng)中中性點直接接地運行的變壓器，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護，用作外部接地短路及變壓器內(nèi)部接地短路的后備保護；5)過負(fù)荷保護變壓器過負(fù)荷時，應(yīng)利用過負(fù)荷保護發(fā)出信號，在無人值班的變電所內(nèi)也可將其作用于跳閘或自動減負(fù)荷；6)過勵磁保護對于大容量變壓器，應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護，動作于信號或跳閘。5.2繼電保護的