《降壓變電所設(shè)計(jì)8800字（論文）》

機(jī)械廠10kV降壓變電所設(shè)計(jì)摘要電氣工程及其自動化專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)理論知識，獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際問題的初步能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)是根據(jù)“電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)（發(fā)電廠及電力系統(tǒng)）”畢業(yè)任務(wù)書的要求，綜合大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識及《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》，《電力工程電氣設(shè)備手冊》等書籍的有關(guān)內(nèi)容，在指導(dǎo)教師的幫助下，通過本人的精心設(shè)計(jì)論證完成的。整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，全面細(xì)致的考慮工程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，靈活性等諸多因素，最終完成本設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)說明書是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，針對地區(qū)變電所與電氣主接線的畢業(yè)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)主要是變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)，并做出闡述和說明。論文包括選擇變電所的主變壓器的容量、臺數(shù)和形式，選擇待設(shè)計(jì)變電所所含有的各種電氣設(shè)備及其各項(xiàng)參數(shù)，并且通過計(jì)算，詳細(xì)的校驗(yàn)了各種不同設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，并對其選擇進(jìn)行了詳盡的說明。同時(shí)經(jīng)過變壓器的選擇和變電所所帶負(fù)荷情況，最后確定本變電所電氣主接線方案和高壓配電裝置及其布置方式。關(guān)鍵詞：變壓器；電力系統(tǒng)；降壓變電所引言隨著人們對供電需求不斷提高，供電穩(wěn)定性、可靠性和可持續(xù)發(fā)展性變得越發(fā)重要。但電網(wǎng)的穩(wěn)定性、可靠性和可持續(xù)發(fā)展性由變電所的合理設(shè)計(jì)和設(shè)備配置決定。變電所設(shè)計(jì)要求變電設(shè)備運(yùn)行安全可靠、操作維護(hù)方便、投資經(jīng)濟(jì)合理，并且考慮工程5到10年發(fā)展規(guī)劃擴(kuò)建的可能。變電所的設(shè)計(jì)須按照用電負(fù)荷性質(zhì)、容量，工程特點(diǎn)和當(dāng)?shù)毓╇姉l件，結(jié)合實(shí)際合理設(shè)計(jì)變電所方案，同時(shí)也要遵循節(jié)約用地的原則。為了更好的解決工業(yè)用電能夠安全有效運(yùn)行，提出對10kV降壓變電所進(jìn)行電氣優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先根據(jù)負(fù)荷與無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算確定變壓器的型號和臺數(shù)。然后設(shè)計(jì)變電所主接線方案，并選擇一次側(cè)主要的電氣設(shè)備（隔離開關(guān)，電壓互感器，電流互感器）。最后對防雷接地保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

1.健華機(jī)械廠10kV降壓變電所原始資料1.1基本資料為保證健華機(jī)械廠供電需求，要求設(shè)計(jì)一座35KV降壓變電所，以10KV電纜給各車間供電，一次設(shè)計(jì)并建成。距本變電所6Km處有一系統(tǒng)變電所，由該變電所用35KV雙回路架空線路向待定設(shè)計(jì)的變電所供電，在最大運(yùn)行方式下，待設(shè)計(jì)的變電所高壓母線上的短路功率為1000MVA。待設(shè)計(jì)的變電所10KV無電源，考慮以后裝設(shè)的組電容器，提高功率因素，故要求預(yù)留兩個(gè)間隔。本變電所10KV母線到各個(gè)車間均用電纜供電，其中一車間和二車間為一類負(fù)荷，其余為二類負(fù)荷，Tmax=4000h，各饋線負(fù)荷如表1。表1健華機(jī)械廠功率需求（二級）序號車間名稱計(jì)算用有功功率（kw）計(jì)算用無功功率（kvar）1一車間10464712二車間7354873機(jī)械車間8085724裝配車間10004915鍛工車間9202766高壓站13502977高壓泵房7374968其他931675所用電的主要負(fù)荷見表1—2表2健華機(jī)械廠主要負(fù)荷序號車間名稱額定容量（KW）功率因素（cosw）安裝臺數(shù)工作臺數(shù)備注1主充電機(jī)200.8811周期性負(fù)荷2浮充電機(jī)4.50.8511經(jīng)常性負(fù)荷3蓄電池室通風(fēng)2.70.8811經(jīng)常性負(fù)荷4室裝配裝置通風(fēng)110.7922周期性負(fù)荷5交流焊機(jī)10.50.511周期性負(fù)荷6檢修試驗(yàn)點(diǎn)130.811經(jīng)常性負(fù)荷7載波運(yùn)動0.960.6911經(jīng)常性負(fù)荷8照明負(fù)載14經(jīng)常性負(fù)荷9生活水泵用電10經(jīng)常性負(fù)荷1.2本工程建設(shè)規(guī)模企業(yè)變電站為35kV/10kv降壓變電站，該變電站為無人職守的綜合自動化站，容量為2*6300千伏安，企業(yè)變電站安裝兩臺S7-6300/35主變壓器，35kV為單母線接線。10kV采用屋內(nèi)配電裝置，架空出線,10kV電空器室外布置。1.3設(shè)計(jì)要求要求根據(jù)某健華機(jī)械廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。2負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償該廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷小時(shí)數(shù)為4500h。該廠除原料車間、其它附屬車間二級負(fù)荷外，其余為一級負(fù)荷。2.1負(fù)荷計(jì)算2.1.1單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW） =，為系數(shù)b)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar） =tanc)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA） =d)計(jì)算電流（單位為A）=,為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV）2.1.2多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式1.有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW） =式中是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.85~0.952.無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）=，是所有設(shè)備無功之和；是無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.9~0.973.視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA） =4.計(jì)算電流（單位為A） =經(jīng)過計(jì)算，得到各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表，如表2.1所示（額定電壓取380V）表1各車間負(fù)荷情況序號車間名稱額定容量（KW）功率因素（cosw）安裝臺數(shù)工作臺數(shù)備注1主充電機(jī)200.8811周期性負(fù)荷2浮充電機(jī)4.50.8511經(jīng)常性負(fù)荷3蓄電池室通風(fēng)2.70.8811經(jīng)常性負(fù)荷4室裝配裝置通風(fēng)110.7922周期性負(fù)荷5交流焊機(jī)10.50.511周期性負(fù)荷6檢修試驗(yàn)點(diǎn)130.811經(jīng)常性負(fù)荷7載波運(yùn)動0.960.6911經(jīng)常性負(fù)荷8照明負(fù)載14經(jīng)常性負(fù)荷9生活水泵用電10經(jīng)常性負(fù)荷表2各個(gè)車間用電表序號車間名稱計(jì)算用有功功率（kw）計(jì)算用無功功率（kvar）需要系數(shù)cosФ1一車間10464710.912二車間7354870.913機(jī)械車間8085720.914裝配車間10004910.915鍛工車間9202760.916高壓站13502970.912.2無功功率補(bǔ)償供電部門對一些建企業(yè)一般要求其月平均功率因數(shù)達(dá)到0.9以上。當(dāng)企業(yè)的自然總功率因數(shù)較低，單靠提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)必要的無功功率補(bǔ)償設(shè)備，以進(jìn)一步提高企業(yè)的功率因數(shù)。無功補(bǔ)償?shù)姆绞接泻芏嘀?，結(jié)合實(shí)際情況我們這里采用并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償?shù)姆绞礁鶕?jù)無功管理及供用電規(guī)則，我們可以得出，并聯(lián)電容器裝置的容量和分組按就地補(bǔ)償、便于調(diào)整電壓及不發(fā)生諧振的原則進(jìn)行配置。設(shè)兩組并聯(lián)電容器裝置分別接在兩段10kV母線上，每組電容器容量按2400kvar配置，也可以根據(jù)實(shí)際無功補(bǔ)償需要配置。補(bǔ)償裝置為戶內(nèi)式成套裝置，選用難燃介質(zhì)的干式銀鋅復(fù)合鍍膜電容器，包括放電線圈、避雷器等由制造廠成套供貨。考慮到10kV每段母線僅設(shè)單組電容器和較少有諧波污染，故不裝設(shè)限制涌流和諧波分量的串聯(lián)電抗器。為了減小涌流，電容器組宜在10kV母線分段情況下關(guān)合。參考各種相關(guān)的樣本，結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況我們這里選用由江蘇寶應(yīng)開關(guān)電器集團(tuán)生產(chǎn)的GRJ-Z系列的高壓電容自動補(bǔ)償柜。這種產(chǎn)品的特點(diǎn)是：每路電容器組設(shè)二相式電流保護(hù)，一次回路設(shè)熔斷器、氧化鋅避管器及電抗器保護(hù)電容組。同時(shí)設(shè)事故燈光、音響。及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。電容器組的投切采用性能優(yōu)越的真空接觸器。電源側(cè)主控柜采用三相式電流保護(hù)及過電壓。由表1可知，該廠35kV側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來計(jì)算35kV側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量：=(tan-tan)=810.8[tan(arccos0.75)-tan(arccos0.92)]=369.66kvar參照圖2，選PGJ1型低壓自動補(bǔ)償評屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）4臺相結(jié)合，總共容量為84kvar5=420kvar。補(bǔ)償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷基本不變，而無功計(jì)算負(fù)荷=（727.6-420）kvar=307.6kvar，視在功率=867.2kVA，計(jì)算電流=1317.6A,功率因數(shù)提高為cos==0.935。在無功補(bǔ)償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為1250kVA,才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無功補(bǔ)償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時(shí)由于計(jì)算電流的減少，使補(bǔ)償點(diǎn)在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益十分可觀。因此無功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表3所示。圖1PGJ1型低壓無功功率自動補(bǔ)償屏的接線方案表3 無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目cos計(jì)算負(fù)荷/KW/kvar/kVA/A35kV側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.75810.8727.61089165535kV側(cè)無功補(bǔ)償容量-42035kV側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.935810.8307.6867.21317.6主變壓器功率損耗0.015=130.06=5210KV側(cè)負(fù)荷計(jì)算0.935823.8359.6898.9523變電所主變壓器及主接線方案的選擇3.1變電所主變壓器的選擇電力變壓器型式選擇是指確定變壓器的相數(shù)、調(diào)壓方式、繞組型式、絕緣及冷卻方式、聯(lián)結(jié)組別等，并應(yīng)優(yōu)先選用技術(shù)先進(jìn)、高效節(jié)能、免維護(hù)的新產(chǎn)品。聯(lián)結(jié)組別：35～110/6.3～10.5kV總降壓變壓器Y,d1110/0.4kV配電變壓器Y,yno、D,yn11從用戶所給資料可知，由于本次設(shè)計(jì)的負(fù)荷均為一、二級負(fù)荷，根據(jù)建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，我們可以取同時(shí)系數(shù)為K∑=0.9，COS_Φ=0.9，根據(jù)需要系數(shù)法計(jì)算出該用戶總的計(jì)算負(fù)荷（詳細(xì)計(jì)算經(jīng)過及結(jié)果見附錄部分），可以知道SC=23489.977kVA，經(jīng)過計(jì)算補(bǔ)償電容容量可知，補(bǔ)償之后的容量SˊC=24376.17kVA。根據(jù)規(guī)范我們可以得到下列結(jié)論：對兩臺變壓器（一般為等容量，互為備用）滿足條件：SNT≈0.7Sc且SNT≥ScⅠ+ScⅡ經(jīng)過計(jì)算我們可以得出變壓器的容量為額定容量為SNT=17063.32kVA。為了降低電能損耗，應(yīng)選用低損耗節(jié)能變壓器。在電壓偏差不能滿足要求時(shí)，35kV降壓變電所的主變壓器應(yīng)首先采用有載調(diào)壓變壓器。由于我們這里設(shè)計(jì)的是無人值班變電所，因此為便于變電所無人值班管理，同時(shí)兼顧到經(jīng)濟(jì)性，主變壓器選用35kV低損耗雙繞組戶外自冷型油浸式變壓器。根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況，為保證供電電壓質(zhì)量，35kV側(cè)采用有載調(diào)壓開關(guān)。主變壓器容量根據(jù)業(yè)主需要在12500~20000kVA選用。結(jié)合最近的樣本以及各方面的因素考慮，我們這里選用型號為SZ9-20000/35，接線組別為Y，d11，電壓比為35±3×2.5%/10.5，阻抗電壓為UK=8%。結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況考慮我們決定選用江蘇常州變壓器廠生產(chǎn)的此類產(chǎn)品，這種產(chǎn)品中溶入了東芝技術(shù)，變壓器質(zhì)量相對高一些。3.2變電所主接線方案的選擇按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計(jì)下列兩種主接線方案：3.2.1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案如圖4-1所示S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV聯(lián)絡(luò)線（備用電源）GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主變聯(lián)絡(luò)（備用）220/380V高壓柜列圖4-1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案3.2.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案如圖4-2所示Y0Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV聯(lián)絡(luò)線（備用電源）GG-1A(F)-54GG-1A(F)-113、11GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG-1A(J)-01GG-1A(F)-96GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54主變主變聯(lián)絡(luò)（備用）高壓柜列-96圖4-2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案3.3主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表4-1主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺主變的方案裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗較大由于兩臺主變并列，電壓損耗較小靈活方便性只有一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額查得S9-1000/10的單價(jià)為15.1萬元，而變壓器綜合投資約為其單價(jià)的2倍，因此綜合投資約為2*15.1=30.2萬元查得S9-630/10的單價(jià)為10.5萬元，因此兩臺變壓器的綜合投資約為4*10.5=42萬元，比一臺主變方案多投資11.8萬元高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額查得GG-1A(F)型柜可按每臺4萬元計(jì)，其綜合投資可按設(shè)備的1.5倍計(jì)，因此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為4*1.5*4=24萬元本方案采用6臺GG-1A(F)柜，其綜合投資約為6*1.5*4=36萬元，比一臺主變方案多投資12萬元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)主變的折舊費(fèi)=30.2萬元*0.05=1.51萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=24萬元*0.06=1.44萬元；變配電的維修管理費(fèi)=（30.2+24）萬元*0.06=3.25萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)=（1.51+1.44+3.25）=6.2萬元主變的折舊費(fèi)=42萬元*0.05=2.1萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=36萬元*0.06=2.16萬元；變配電的維修管理費(fèi)=（42+36）萬元*0.06=4.68萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)=（2.1+2.16+4.68）=8.94萬元，比一臺主變方案多投資2.74萬元供電貼費(fèi)主變?nèi)萘棵縆VA為800元，供電貼費(fèi)=1000KVA*0.08萬元/KVA=80萬元供電貼費(fèi)=2*630KVA*0.08萬元=100.8萬元，比一臺主變多交20.8萬元從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主接線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺主變的主接線方案遠(yuǎn)由于裝設(shè)兩臺主變的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的主接線方案。4短路電流的計(jì)算4.1繪制計(jì)算電路500500MVAK-1K-2LGJ-150,8km10.5kVS9-10000.4kV(2)(3)(1)～∞系統(tǒng)圖5-1短路計(jì)算電路4.2確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值設(shè)基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓==1.05，為短路計(jì)算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則 （5-1） （5-2）4.3計(jì)算短路電路中個(gè)元件的電抗標(biāo)值4.3.1電力系統(tǒng)已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MVA，故 =100MVA/500MVA=0.2 （5-3）4.3.2架空線路查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長8km，故 （5-4）4.3.3電力變壓器查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故=4.5 （5-5）式中，為變壓器的額定容量因此繪制短路計(jì)算等效電路如圖5-2所示。k-1k-1k-2圖5-2短路計(jì)算等效電路4.410kV側(cè)的相關(guān)計(jì)算4.4.1總電抗標(biāo)幺值=0.2+2.6=2.8 （5-6）4.4.2三相短路電流周期分量有效值 （5-7）4.4.3其他短路電流 （5-8） （5-9） （5-10）4.4.4三相短路容量 （5-11）以上短路計(jì)算結(jié)果綜合圖表5-1所示。表5-1 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流三相短路容量/MVAk-11.961.961.965.02.9635.7k-219.719.719.736.221.513.75變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)5.135KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)同樣，做出35KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表6-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。表6-235KV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)-數(shù)據(jù)380V總1317.6A19.7kA36.2kA-一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)-低壓斷路器DW15-1500/3D10kV1500A40kA---低壓斷路器DW20-63010V630A（大于）30Ka(一般)---低壓斷路器DW20-200380V200A（大于）25kA---低壓斷路HD13-1500/30380V1500A----電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A----電流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A----5.210kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)5.2.1按工作電壓選則設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV，=11.5kV，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。5.2.2按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流，即5.2.3按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘?，即或?qū)τ诜謹(jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負(fù)荷電流。5.2.4隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)a)動穩(wěn)定校驗(yàn)條件 或、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件對于上面的分析，如表6-1所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV57.7A()1.96kA5.0kA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40kA高壓隔離開關(guān)-10/20010kV200A-25.5kA二次負(fù)荷0.6高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50kA--電壓互感器JDJ-1010/0.1kV----電壓互感器JDZJ-10----電流互感器LQJ-1010kV100/5A-=31.8kA=81避雷針FS4-1010kV----戶外隔離開關(guān)GW4-12/40012kV400A-25kA表6-110kV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)5.3高低壓母線的選擇查表得到，10kV母線選LMY-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm;380V母線選LMY-3（12010）+806，即相母線尺寸為120mm10mm，而中性線母線尺寸為80mm6mm。6變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定6.1變電所二次回路方案的選擇1.高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號回路斷路器采用手動操動機(jī)構(gòu)，其控制與信號回路如《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》圖6-12所示。2.變電所的電能計(jì)量回路 變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能表和無功電能，并以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)。計(jì)量柜由上級供電部門加封和管理。3.變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器——避雷器柜。其中電壓互感器為3個(gè)JDZJ——10型，組成Y0/Y0/的接線，用以實(shí)現(xiàn)電壓側(cè)量和絕緣監(jiān)察，其接線圖見《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》圖6-8。作為備用電源的高壓聯(lián)路線上，裝有三相有功電度表和三相無功電度表、電流表，接線圖見《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》圖6-9。高壓進(jìn)線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝上三相四線有功電度。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。低壓母線裝有電壓表，儀表的準(zhǔn)確度等級按符合要求。6.2變電所繼電保護(hù)裝置6.2.1主變壓器的繼電保護(hù)裝置1.裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量的瓦斯時(shí)，應(yīng)動作于高壓側(cè)斷路器。2.裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)。采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。6.2.2護(hù)動作電流整定其中，可靠系數(shù)，接線系數(shù)，繼電器返回系數(shù)，電流互感器的電流比=100/5=20，因此動作電流為：因此過電流保護(hù)動作電流整定為10A。6.2.3過電流保護(hù)動作時(shí)間的整定因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護(hù)的動作時(shí)間（10倍的動作電流動作時(shí)間）可整定為最短的0.5s。6.2.4過電流保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn)其中，=0.86619.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682 ，因此其靈敏度系數(shù)為： 滿足靈敏度系數(shù)的1.5的要求。6.3裝設(shè)電流速斷保護(hù)利用GL15的速斷裝置。速斷電流的整定：利用式，其中，，，，，因此速斷保護(hù)電流為速斷電流倍數(shù)整定為(注意不為整數(shù),但必須在2～8之間)電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn)利用式，其中，，因此其保護(hù)靈敏度系數(shù)為>1.5從《工廠供電課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-1可知，按GB50062—92規(guī)定，電流保護(hù)的最小靈敏度系數(shù)為1.5，因此這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)的靈敏度系數(shù)是達(dá)到要求的。但按JBJ6—96和JGJ/T16—92的規(guī)定，其最小靈敏度為2，則這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)偏底。6.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置6.4.1裝設(shè)反時(shí)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，去分跳閘的操作方式。1.過電流保護(hù)動作電流的整定,利用式，其中 =2，取=0.6×52A=43.38A，，=1，=0.8，=50/5=10，因此動作電流為：因此過電流保護(hù)動作電流整定為7A。2.過電流保護(hù)動作電流的整定按終端保護(hù)考慮，動作時(shí)間整定為0.5s。3.過電流保護(hù)靈敏度系數(shù)因無臨近單位變電所10kV母線經(jīng)聯(lián)絡(luò)線到本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)，只有從略。6.4.2裝設(shè)電流速斷保護(hù)利用GL15的速斷裝置。但因無臨近單位變電所聯(lián)絡(luò)線到本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)，也只有從略。6.4.3變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置1.低壓總開關(guān)采用DW15—1500/3型低壓短路器，三相均裝設(shè)過流脫鉤器，既可保護(hù)低壓側(cè)的相間短路和過負(fù)荷，而且可保護(hù)低壓側(cè)單相接地短路。脫鉤器動作電流的整定可參看參考文獻(xiàn)和其它有關(guān)手冊。2.低壓側(cè)所有出線上均采用DZ20型低壓短路器控制，其瞬間脫鉤器可實(shí)現(xiàn)對線路的短路故障的保護(hù)，限于篇幅，整定亦從略。7防雷保護(hù)設(shè)計(jì)7.1防雷保護(hù)的必要不可避免的在電網(wǎng)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，總會有絕緣部分，而在運(yùn)行過程中，這些絕緣部分會受到工作電壓的作用和各種過電壓的短時(shí)作用。這些過電壓就是電網(wǎng)系統(tǒng)的電氣設(shè)備工作時(shí)出現(xiàn)的對絕緣有危害的電位升高和電位差升高。根據(jù)產(chǎn)生根源分類，電力系統(tǒng)的過電壓可分為雷電過電壓和內(nèi)部過電壓兩種形式。而影響變電站的電氣設(shè)備的絕緣水平主要有雷電過電壓決定。特點(diǎn)頻率高、幅值大的雷電過電壓主要包括兩種電壓：感應(yīng)雷擊過電壓和直接雷擊過電壓。為了保護(hù)電氣設(shè)備免受雷擊時(shí)雷電過電壓危害，電網(wǎng)系統(tǒng)普遍采用防雷保護(hù)裝置。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)采用的防雷保護(hù)裝置普遍采用避雷針。7.2避雷針概述及保護(hù)原理雷電過電壓會對電氣設(shè)備和構(gòu)筑物造成嚴(yán)重的危害，故在變電所與高壓輸電線路必須采取防雷措施，確保電氣設(shè)備及構(gòu)筑物的安全。避雷針是防止直接雷擊的裝置，作用是將雷電由金屬針安全導(dǎo)入地中，避免構(gòu)筑物、線路及電氣設(shè)備遭受雷擊；避雷器防止雷擊線路時(shí)沿輸電線路侵入變電所的雷電沖擊波過高，保護(hù)變電所內(nèi)電氣設(shè)備的絕緣的有效裝置。避雷針有效保護(hù)其保護(hù)范圍內(nèi)的建筑物和設(shè)備，其工作保護(hù)原理：某塊區(qū)域出現(xiàn)自然雷雨，雷云中雷電發(fā)生先導(dǎo)放電逐漸向建筑物地面方向發(fā)展，當(dāng)其下降到距建筑物設(shè)定的避雷針一定高度時(shí)，在避雷針作用下會發(fā)將該部分雷電逐漸引導(dǎo)向避雷針尖端，這樣就可以雷云中的電荷逐漸引入到避雷針，最終通過接地裝置將其將引入大地。這樣就可以可靠保護(hù)避雷針保護(hù)區(qū)域的建筑物和設(shè)備避免直擊雷接觸發(fā)生過電壓。7.3．避雷針的選擇本設(shè)計(jì)采用單支避雷針作防雷直擊保護(hù)。單支避雷針的保護(hù)范圍是一個(gè)以避雷針為軸的折線圓錐體。其保護(hù)半徑為：，當(dāng)時(shí)；，當(dāng)時(shí)。式中p高度影響系數(shù)，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。在距變電所外10m的地方裝設(shè)避雷針，安裝塔頂高20m，避雷針高12m，則計(jì)算高度為32m。計(jì)算結(jié)果如表4-1所示：表4-1避雷針計(jì)算結(jié)果針號h（m）p（m）(m)避雷針高度高度影響系數(shù)被保護(hù)物高度保護(hù)半徑1號320.9716.015.521號320.977.032.981號320.974.038.87.4實(shí)施避雷器的選擇技術(shù)計(jì)劃目前新型氧化鋅避雷器在常用在新建的變電所中，與普通閥型避雷器相比，氧化鋅避雷器具有無間隙、保護(hù)性能好、無續(xù)流、動作負(fù)載輕、耐重復(fù)能力強(qiáng)，通流容量大、耐污性能好等優(yōu)點(diǎn)。（1）35kV側(cè)避雷器的選擇經(jīng)查資料，35kV選型氧化鋅避雷器，基本參數(shù)如表4-2所示：表4-2基本參數(shù)避雷器型號系統(tǒng)額定電壓避雷器額定電壓持續(xù)運(yùn)行電壓直流參考電壓（U1mA）陂波沖擊電流下殘壓雷電沖擊電流下殘壓操作沖擊電流下殘壓方波通流容量（2ms）大電流沖擊耐受kV（r.m.s）<kV>kVAKHY5WZ-51/134355140.873.0154134134400100（2）10kV避雷器的選擇經(jīng)查資料，10kV選型氧化鋅避雷器，基本參數(shù)如表4-3所示：表4-3基本參數(shù)避雷器型號系統(tǒng)額定電壓避雷器額定電壓持續(xù)運(yùn)行電壓直流參考電壓（U1mA）陂波沖擊電流下殘壓雷電沖擊電流下殘壓操作沖擊電流下殘壓方波通流容量（2ms）大電流沖擊耐受kV（r.m.s）<kV>kVAKHY5WZ-17/45101713.624.051.54538.815065

結(jié)論課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)際能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程，對我們學(xué)工科的同學(xué)來說尤為重要。通過這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識。鞏固了所學(xué)的專業(yè)知識，了解并掌握了工廠供電的一般設(shè)計(jì)方法，具備了初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力；提高了綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識獨(dú)立分析問題解決問題的能力；更好的將理論與實(shí)際相結(jié)合。為我們今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。通過設(shè)計(jì)中提出問題到解決問題的過程又一次激發(fā)了我的學(xué)習(xí)興趣，但是此次課程設(shè)計(jì)也暴露出自己基礎(chǔ)知識的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對相關(guān)材料的不了解等等。這次設(shè)計(jì)是我們把理論與實(shí)際有機(jī)的結(jié)合起來，鍛煉了分析解決實(shí)際問題的本領(lǐng)，真正由知識到智能的轉(zhuǎn)化，對我們以后的工作和生活有很大的幫助。并且通過這次課程設(shè)計(jì)我認(rèn)識到實(shí)踐是檢驗(yàn)理論知識的最好標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)[1]王明英.居民小區(qū)10kV一次降壓變電所技術(shù)設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2017(16)[2]淺談總降壓變電所的防雷[J].吳華.科技風(fēng).2019(15)[3]張修潮.HYPERLINK"/kcms/detail/detail.aspx?filename=JLDJ19