某企业kv变电站设计毕业论文

'河南理工大学万方科技学院本科毕业论文摘要电力工业是生产、输送和分配电能的工业部门。电能的生产过程和消费过程是同时进行的，既不能中断，又不能储存，需要统一调度和分配。它为工业和国民经济其他部门提供基本动力，随后在条件具备的地区建设了一批大、中型水电站，是国民经济发展的先行部门。变电站是电力系统中的一个重要环节，它的运行情况直接影响到电力系统的可靠、经济运行。而一个变电站运行情况的优劣，在很大程度上取决于其二次设备的工作性能。本设计说明书主要对企业35KV的变电所进行重新设计。依据供电规则，着重解决了负荷统计、变电所主结线方案的选择、进出线的选择、变电所所址的选择、主变压器的台数和容量的选择、短路计算及开关设备的选择、继电保护的选择与整定、防雷保护与接地装置的设计等问题，并结合地区的供电规则和工程实际情况选择出最合适的方案及参数、各种设备型号及容量。本设计还参考了老师推荐的参考书和其它一些国内外比较经典的文献。关键字：电力工业；设计说明书；变电所III 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文AbstractPowerindustryisaindustrialsectorwhichincludesproduction,transmissionanddistribution.Electricityproductionandconsumptionprocessareatthesametime,bothcannotbeinterruptedandstored.Theyarerequiredunifiedschedulingandallocation.Powerindustrycanprovidebasicpowerfortheindustryandothersectorsofthenationaleconomy,andthenanumberoflargeandmedium-sizedhydropowerstationsarebuiltintheareas.Itisthefirstsectorofnationaleconomicdevelopment.Subtationisanimportantelementinpowersystem,itsoperationconditionimpactsthestabilizationofpowersystemderectly.Theworkingconditionofasubstationlargelydependsonthesecondaryequipmentsofit.Thedesignspecificationofthemajorenterprisesisthe35KVre-design.Rulesbasedonpowersupply,focusonresolvingaloadstatistics,themainlineforselection,choice,thechoiceofthesitebythesubstation,themaincapacityandthenumberofTaiwan"schoice,short-circuitcalculationandthechoiceofswitchingequipment,Relayandthechoiceofsetting,lightningprotectionandgroundingequipmentdesignandotherissues,combinedwiththepoweroftheactualsituationofrulesandchoosethemostappropriatesolutionsandvariousmodelsandequipmentcapacity.Thisdesignalsomadesomereferencestotherecommendationofteachersandotherreferencebooksofhomeandabroadcomparedofclassicliterature.Keywords:PowerIndustry；DesignManual；SubstationIII 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文前言本设计经过连续多个月的努力，顺利结束。在设计过程中，易晓郑老师给了我很大的支持和帮助，通过查阅大量参考资料，并综合分析了他们的优缺点，再根据自己设计的实际出发，从而确定了更为合理的优化方案。通过这次设计，我对所学知识有了更为深刻的理解和掌握，由理论到实践的有机结合，使得所学的知识学有所用，并逐步掌握了世纪的有关的规范和设计程序，为以后更好把工作学习打下坚实的基础，也增强了对将来工作和生活的信心。由于我对知识的运用还不很熟练以及实际动手能力和相关经验的不足，在设计过程中，难免存在一些不足之处，敬请指导老师批评斧正。最后，对在设计中辛勤指导我的易晓郑老师和各位诚挚帮助我的同学表示忠心的感激，同时向为完成四年大学专业学习的任课老师、辅导员表示诚挚的感谢。学生：张怡III 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文目录1绪论11.1建厂部门提供的基础资料11.3当地电业部门提供的技术资料11.4工厂与电业部门达成的供用电协议主要内容21.5设计的原则22负荷计算与功率补偿42.1负荷计算的内容和目的42.2负荷计算的方法42.3各用电车间负荷计算结果52.4全厂负荷计算72.5无功功率功率补偿72.5.1概述82.5.2无功功率的补偿方法82.5.3无功补偿的计算93工厂总降压变电所的位置和主变压器的选择113.1工厂总降压变电所的位置的选择113.1.1车间变电所所址选择的要求113.1.2车间变电所的总体布置及要求113.2主变压器的选择123.2.1主变压器台数的选择123.2.2变电所主变压器容量及型号的选择124工厂总降压变电所主接线144.1对主接线方案的技术要求144.1.1工作的可靠性及其措施144.1.2运行的安全性154.1.3使用的灵活性154.1.4投资的经济性154.2变配电所主接线的设计原则164.3主接线方案选择164.4变电所高压侧主接线的选择194.4.135KV侧采用单母线接线194.4.2进出线的选择194.4.3首期工程电气主接线194.4.4二期工程电气主接线20iii 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文4.5变电所高压侧主接线选择204.6变电所低压侧主接线选择214.7变电站主接线中设备的容量215厂区高压供电系统设计235.1厂区高压供电系统的要求235.2供电系统的接线方式245.3供电电压的选择245.4厂区高压供电系统的投资简表：256工厂供、配电系统短路电流的计算266.1短路电流计算的目的266.2短路的原因266.3短路的种类266.4短路的危害276.5短路电流计算方法276.6本设计采用标幺制法进行短路计算286.6.1在最小运行方式下286.6.2在最大运行方式下307变电所高、低压侧主设备选择347.1电气设备选择的一般原则347.1.1按正常工作条件选择347.1.2按故障情况进行校验357.2高压设备的选择367.2.1高压断路器的选择367.2.2高压隔离开关的选择377.2.3负荷开关的选择377.2.4高压熔断器的选择387.2.5高压开关柜的选择387.3高压设备的校验397.4仪用互感器选择407.4.1电流互感器选择407.4.2电压互感器选择408导线、电缆的选择428.1选择的要求428.2架空进线的选择438.2.1架空线路的一般要求438.2.2架空线路的特点448.2.3架空线路的组成458.2.4线路导线种类45iii 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文8.2.5架空引入线458.3架空线路敷设468.4架空线截面的选择468.5电缆的选择478.5.1电缆型号478.5.2电缆的分类488.6选择导线截面的原则488.6.1电力电缆缆芯截面选择的基本要求488.6.2电缆载流量的测试498.6.3导线截面的选择508.7母线的选择与校验518.7.1母线选择的要求518.7.210KV母线的选择与校验518.7.3变压器低压侧引出线的选择与校验529防雷接地设计549.1防雷设计549.1.1防雷设备549.1.2架空线路的防雷措施549.1.3变配电所的防雷措施559.2接地569.2.1接地与接地装置569.2.2接地方案的选择56总结58致谢59参考文献60附图611．总降压站电气主接线图612．总降压平面布置图62iii 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文1绪论1.1建厂部门提供的基础资料（1）具有详细的坐标尺寸厂区平面图（2）各车间设备明细表，全厂生产规模及全年计划产量（3）工厂扩建计划,因受土地限制，本厂预定五年后另找厂址建立分厂，本地区无扩建任务（4）工厂负荷性质。本厂无大型式高压设备及高额整流装置。除锅炉房及电镀车间要求连续供电相当二级负荷外，其他车间接为三级负荷。（5）车间变电所数量及位置。根据全厂用电负荷分布情况，已初步拟定设置四个车间变电所，位置及其进线部位已标注在厂区平面图上。1.2气象及地质资料（1）厂区为砂质粘土。土壤允许承载力为20吨/平方米。中等含水量时，实测土壤电阻率P为0.8。（2）地下水位为2～3.5米。（3）地面下0.7～1米处全面最热月最高温度为20.土壤热阻率为。（4）最热月环境平均最高温为30℃。（5）土壤解冻深度为1.1米。（6）全年最高温度+40℃，最低温度-25℃.最大风速30米/秒。一般在-5℃左右出现，最大覆冰厚度5毫米。（7）全年雷暴日为30天，夏季主要风向为南风。1.3当地电业部门提供的技术资料62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文（1）国家电网有两处不同电压的变电所可对本厂供电。（2）正南方向30公里处有60KV电源，该处最大运行状态时，短路容量为200MVA，最小运行状态时，短路容量为100MVA，出口处继电保护装置动作时限为2秒。（3）正北方向30公里处有35KV电源，该处最大运行状态时，短路容量为500MVA,最小运行状态时短路容量为200MVA出口处继电保护装置动作时限为1.5秒。1.4工厂与电业部门达成的供用电协议主要内容（1）在工厂变电所高压侧计量电能。（2）工厂功率（功率因数）要保持0.9以上。（3）到总降压变电所进线门型构以上的7处供电线路由厂厂投资电业部门设计施工。通电后归电业部门维护管理，总降变电所及配电系统由工厂自行设计施工、维护管理。（4）总降压变电所继电保护装置动作时限，应低于国家电网变电所（一次变电所）一个时限阶段。（5）工厂按大宗工业用电阶段缴纳电费。双方同意按主变压器安装容量如额定基本电价每千伏安0.05元/千瓦小时。（6）协议书中未尽事宜按：“全国供电规则”有关条文处理。1.5设计的原则企业的供配电系统是是电力系统的终端网络，它的供电环节多少不是固定不变的，它是企业总负荷量的大小、各个车间的分布、企业与供电电源之间的距离以及地区电网的供电条件等综合因素决定的。因此本次设计主要考虑到以下问题：(1)62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文供电设计必须遵守国家的有关法令、标准和规范，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)供电设计应做到保障人身和设备的安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，设计中应采用负荷国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。接线应满足不同负荷的不中断供电要求。(3)供电的灵活性。由于负荷的分散性以及企业扩建的可能性和利用最小的切换，能适应不同的运行方式。例如：负荷不均衡时，能自动的切除不许要的变压器，而在最大负荷时，有能方便的投入，以利于经济运行。检修时操作简单，不至于断电。(4)接线应满足不同负荷的不中断供电要求。在满足以上的情况下，保障设计投资少，但不要以投资最少为最佳方案，因为投资的限额可能会影响到灵活性和经济性，以至企业停电，造成企业的更大经济埙失。接线的方式还应考虑到满足现在和将来的发展需要。由此，在总体规划中必须从全局出发，统筹兼顾，按照复合性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。要实现经济、社会、和环境效益的综合优化，达到布局合理，功能齐全，投资经济，节能节地，既能分期实施，又能相对完整，同时考虑远期的发展，按照动态体系进行规划，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文2负荷计算与功率补偿2.1负荷计算的内容和目的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。负荷重要程度是决定系统接线方式的重要依据，负荷计算，其目的在于正确地选择电气设备和电工材料，同时也能合理地进行无功功率补偿提供依据。计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。尖峰电流指单台或多台用电设备持续1~2s的短时最大负荷电流。它用来计算电压波动、选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置等。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。2.2负荷计算的方法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、利用系数法及二项式等几种。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文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。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。无论采用何种计算方法，首先要正确判别用电设备的类别和工作性质，准确地分组。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功功率：无功功率：视在功率：计算电流：2.3各用电车间负荷计算结果表2-1NO.1变电所序号车间名称设备容量参数计算负荷1组装车间电力2500.150.51.73386575照明260.91—23——2实验站电力1200.40.61.33486581照明60.91—5——3仓库Ⅱ电力——————照明40.81—3——62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文表2-2NO.2变电所序号车间名称设备容量参数计算负荷1焊接车间Ⅰ电力8500.250.451.93213421472照明260.91—23——2焊接车间Ⅱ电力9100.250.451.9822845232照明260.91—23——表2-3NO.3变电所序号车间名称设备容量参数计算负荷1金工车间电力5000.20.551.52100152182照明80.91—7——2仓库Ⅰ电力——————照明50.91—5——3办公楼电力——————照明230.91—21——62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文表2-4NO.4变电所序号车间名称设备容量参数计算负荷1锅炉房电力2100.650.80.62137102171照明20.91—2——2电镀车间电力2000.40.850.62805094照明50.91—5——3热处理车间电力5000.40.651.17200234308照明130.91—12——4维修车间电力3000.20.651.17607092照明130.91—12——2.4全厂负荷计算取=0.92;=0.95根据上表可算出：=6520kW;=5463kvar则=0.9×6520kW=5999kW==0.95×5463kvar=5190kvar7932KV·A94.5A5999/7932≈0.752.5无功功率功率补偿62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文2.5.1概述在供电系统中，由于采用大量的变压器，因此它除供给有功功率外，还需供给大量无功功率，以致发电、配电设备的容量不能充分利用。自然功率因数是否需要提高，要根据电力部门对功率因数值的要求而定，水电部《供用电规则》规定：“用户必须提高自然功率因数。高压供电的工作用户必须保证功率因数不得低于0.9；其他情况，功率因数不得低于0.85。如达不到上述要求，则需增设无功功率的人工补偿装置”。提高功率因数对供电系统和电力系统有如下益处：（1）减少供电线路的损失；（2）减少线路电压损失，提高电压质量；（3）提高发、供、用电设备的使用效率；（4）减少企业电费支出；由此可见，提高用户功率因数具有重大的经济意义。2.5.2无功功率的补偿方法人工补偿设备有并联电容器和同步补偿机两类。由于并联电容器无旋转部分，就近向负荷供给无功，提高用电功率因数、改善电压质量、降低线路损耗，具有运行简便、经济可靠等优点，因此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：（1）高压集中补偿初投资较少，运行维护方便，但只能补偿高压母线以前的无功功率；适于大、中型工厂变配电所作高压无功功率的补偿，与高压母线相连，其电容器柜一般装设在变配电所的高压电容器室内。（2）低压集中补偿62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文能补偿低压母线以前的无功功率，可使变压器的无功功率得到补偿，从而有可能减少变压器容量，且运行维护也较方便；适于中、小型工厂或车间变电所作低压侧基本无功功率的补偿；一般与变电所低压母线相连，其电容器装设在变电所的低压配电室或单独的低压电容器室内。（3）低压分散补偿电容器装设在低压配电箱胖或用电设备并联。它就利用用电设备本身的绕组放电，适于负荷相当平稳且长时间使用的大容量用电设备，及某些容量虽小但数量多而分散的用电设备（如荧光灯）。比较这三种补偿方法，高压集中补偿是该设计中进行无功功率的补偿时最佳的补偿方法。2.5.3无功补偿的计算由于本设计中要求，而由上面计算可知，因此需要进行无功补偿。提高功率因数的意义：降低电力系统的电能损耗和电压损耗，既节约了电能，同时也提高了电压质量，并且还可以选用较小的导线或电缆截面节约了有色金属的用量，因而提高功率因数对企业的整个电力系统有很大的益处。综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。可选用BWF6.3-100-1W型的电容器，其额定电容为2.89µFkvar=2724KVar取Qc=2800kvar因此，其电容器的个数为：=2800/100=28，而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，取28个满足设计要求。无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：=[59992+(5463-2800)2]1/2=6564KV·A变压器的功率损耗为：62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文=0.06×S30′=0.06×6564=393.8kvar=0.015×S30′=0.015×6564=98.5KW变电所高压侧计算负荷为：=5999+98.5=6098KW=(5463-2800)+393.8=3057kvar==6821KV·A无功率补偿后，工厂的功率因数为：==6098/6821=0.9则工厂的功率因数为：==0.9≥0.9因此，符合本设计的要求。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文3工厂总降压变电所的位置和主变压器的选择3.1工厂总降压变电所的位置的选择3.1.1车间变电所所址选择的要求选择工厂变、配电所的所址，应根据下列要求经技术，经济比较后确定：（1）接近负荷中心这样可以缩短低压配电线路，降低了线路的电能损耗、电压损耗和有色金属的消耗量。（2）进出线方便（3）接近电源侧（4）设备运输方便应考虑到电力变压器和高低压开关柜等大件设备的运输通道。（5）不应设在有剧烈振动或高温的场所振动场所不仅影响变配电所本身建筑及其中设备的安全，而且可导致开关设备和继电保护、自动装置的误动作。（6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，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、浴室附近及地势低洼和易积水的场所，且不宜与上述场所相贴临。（8）不宜设在有爆炸危险和火灾危险环境的正下方或正上方。（9）不应妨碍企业单位的长远发展，并适当考虑将来发展的可能。3.1.2车间变电所的总体布置及要求便于维护运行；保证安全运行；便于进出线；节约占地和建筑费；留有发展空间。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文3.2主变压器的选择3.2.1主变压器台数的选择由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选两台变压器。3.2.2变电所主变压器容量及型号的选择（1）变电所主变压器容量的选择正确选择变压器的容量十分重要，若变压器的容量选择的过小，会使变压器经常处于过载状态，这样易烧毁变压器；反之，若变压器的容量选择的太大，一方面增加自身设备的投资，另一方面变压器得不到充分利用，造成效率因数降低，线路损耗和变压器本身损耗变大。装设两台主变压器的变电所，每台容量SN·T不应小于总的计算负荷S30的60%，最好为总计算负荷的70%左右，即SN·T≈（0.6～0.7）S30同时每台主变压器容量SN·T不应小于全部一、二级负荷之和S30（Ⅰ＋Ⅱ），即SN·T≥S30（Ⅰ＋Ⅱ）由于S30（1）=7932KV·A，因为该厂都是上二级负荷所以按条件2选变压器。ST≥（0.6～0.7）×7932=（4759.2～5552.4）KVA≥ST≥S30（Ⅰ+Ⅱ）因此选5700KV·A的变压器二台。（2）变电所主变压器型号的选择变电所主变压器的型号选SJL-5700/35车间变电所的名称、位置、型号以及变压器的容量和台数如下表：62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文表3-1车间变电所变电所名称变电所的位置及型式变压器台数及容量变压器型号B1空气压缩车间内附2×800SJL-800/10B2模具与熔制车间外附2×1250SJL-1250/10B3磨抛与封接车间外附2×1250SJL-1250/10B4配料车间及其他负荷外附2×800SJL-800/10B5锅炉房及其他负荷外附2×1000SJL-1000/1062 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文4工厂总降压变电所主接线4.1对主接线方案的技术要求在进行工程设计时，对主接线有严格的要求，变电所的主接线应根据变配电系统中的地位、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、灵活和经济性的要求。主接线对变配电所电气设备选择、配电装置、运行的可靠性，均有重要影响。其中，安全可靠的技术是首要的，决不允许在运行或检修时由于设计不合理而发生人身事故和重大设备事故。经济节约是一贯的原则，仍应重视，但必须是考虑投资与运行费用的总效果最为经济。4.1.1工作的可靠性及其措施可靠性是指变电所的接线应能满足不同类型负荷不终断供电要求，与其负荷级别相适应。即表现在要求供电的连续性，保证负载在各种运行方式下都能可靠地供电。在实用中应尽量遵循运行设备数量少，接线力求简单实用。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以上专用架空线或电缆供电，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。为此，宜留有容量裕度、部件裕度、并联运行事故自动切除等方法以提示供电的可靠性。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。对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电，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。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。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文在设计中，尽可能地采用新技术、新工艺、新材料是提高主接线工作可靠性的有力措施。具体方法如尽量采用放射式供电、减少断路器的级数、电源增容、备用电源自投、淘汰故障源设备、危险的负荷单独供电等。4.1.2运行的安全性安全性即表现在各种正常操作和运行过程中能保障电气设备的安全及人身的安全。不能有任何隐患，以防在维护工作中突发电气事故。（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电能的另一侧，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，应装设与隔离开关连锁的接地刀闸（5）变配电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器，不宜装设隔离开关4.1.3使用的灵活性灵活性是利用最少的设备连接切换组成多种运行方案以适应负荷变化对供电的要求。即表现在设计的主接线应便于运行管理，设备数量力求精简，切换灵活方便。能防止误动作，处理故障的能力强。还能适当考虑增加发展负荷的需要。例如负荷不均衡时，能自动切除不需要的变压器，而在最大负荷时又能方便地投入，以利于经济运行。4.1.4投资的经济性（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采用技术先进、经济适用的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品；62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文（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、电压互感器只共计费的电度表用；（5）应考虑无功功率的人工补偿，使最大负荷时功率因数达到规定的要求。设计主接线时，可靠性和经济性之间是矛盾的。欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。所以必须把技术与经济两者综合考虑，再满足供电可靠，运行灵活方便基础上，尽量使设备投资费用和运行费用最少。4.2变配电所主接线的设计原则变电所主接线是由变压器、母线、隔离开关、断路器和电抗器等电器设备及其线路联接而成的。主接线应按负荷等级不同对供电可靠性的要求、允许停电时间及用电单位规模、性质和负荷大小，并结合地区供电条件综合选定。（1）一级负荷应有两个独立电源供电。所谓两个独立电源是指互补联系，互不影响的两个电源。按照负荷需要和允许停电时间，采用双电源自动或手动切换方式保证连续供电。对一级负荷比重较大的变电所，高压侧应引入两条独立电源线路，对一级负荷用电设备则往往采用变压器低压侧独立电源同时供电。（2）二级负荷应由两条独立线路供电，当引入两条线路有困难时，允许采用一条专用线路供电。（3）三级负荷无特殊要求。4.3主接线方案选择对于62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为6～10KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。总降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、断路器、互感器、避雷器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。主接线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。(1)一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图，其一次侧的QF10跨接在两路电源线之间，犹如一座桥梁，而处在线路断路器QF11和QF12的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式结线。这种主结线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷工厂。如果某路电源例如WL1线路停电检修或发生故障时，则断开QF11，投入QF10（其两侧QS先合），即可由WL2恢复对变压器T1的供电，这种内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。(2)一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图，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，因此称为外桥式结线。这种主结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。但与内桥式结线适用的场合有所不同。如果某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QF11，投入QF10（其两侧QS先合），使两路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行结线时，也宜于采用这种结线，使环行电网的穿越功率不通过进线断路器QF11、QF12，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。(3)一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路图，62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文这种主结线图兼有上述两种桥式结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、二次侧进出线较多的总降压变电所(4)一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主电路图采用双母线结线较之采用单母线结线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线结线在工厂电力系统在工厂变电所中很少运用主要用与电力系统的枢纽变电所。本次设计的电机修造厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较短（2.5Km）,主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展。采用一、二侧单母线分段的总降压变电所主结线（即全桥式结线）。如下图所示：图4-1全桥接线图中WL1和WL2为两回电源线路，经过断路器QF1和QF2分别接至变压器T1和T2的高压侧，向变电所送电。断路器QF3犹如桥一样将两回线路联在一起，由于断路器QF3可能位于线路断路器QF1、QF2的内侧或外侧，故又分为内桥和外桥接线。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文4.4变电所高压侧主接线的选择4.4.135KV侧采用单母线接线考虑今后城乡用电标准一体化的要求，35KV变电站最终将实现双回进（出）线。35KV采用双回进（出）线将会加大35KV线路的造价，可如果考虑采用各35KV变电站一主一备（即能手拉手）方式，主供线带正常负荷，事故及检修情况下启动备用线路。两电源之间配置备用电源自动投入装置（BZT）。虽然单母线接线与桥形接线相比要多用一台断路器，但目前35KVSF6断路器已实现国产化，经济压力不是很大，操作可以大大简化，尤其有利于35KV变电站实现远方操作和无人值守。4.4.2进出线的选择有些地区按区域性电网布点要求，应建设110KV变电站，但负荷总量又不大，尚不到需建设110KV输变电等级，而该站又处在各35KV变电站布点的中心。此时，该中心站35KV配电装置应考虑有3回以上进出线，35KV母线宜采用单母线分段接线，每段母线进（出）线以2～3回为宜，其中电源进线每段母线以1回为宜，BZT装置控制分段断路器。此类接线，一期工程可以设隔离开关分段，待双电源进站时再上分段断路器。配电装置布置时如地形许可，35KV配电装置可采用双列布置，改、扩、升压建设方便且灵活。如地形狭窄，只能单列布置。4.4.3首期工程电气主接线35KV变电站首期工程一般采用一条35KV进线和一台主变，因此首期工程电气主接线宜采用线路——变压器单元接线。在布置上应对二期工程位置作预留，首期不上的断路器、隔离开关等利用瓷柱过渡跳线；根据计量管理和电网位置情况决定是否上35KV电压母线变压器；35KV站变可接在35KV进线侧，若是10KV站变，也可接在10KV母线上；10KV侧电气主接线采用单母线接线。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文4.4.4二期工程电气主接线二期工程安装两回进线，两台主变压器的主接线。35KV侧可采用桥形接线。对主变压器运行方式相对比较稳定，操作较少的35KV变电站，宜采用内桥接线；对主变压器操作较多的35KV变电站，宜采用外桥接线。桥形接线和单母线接线相比较可节省一台断路器，但操作复杂。35KV变电站35KV侧电气主接线应按如下方式考虑：①35KV侧一进线一主变压器的变电站，宜采用线路-变压器单元接线；②35KV侧两进线两主变压器的变电站，宜采用单母线接线；③35KV侧有多路出线要求的变电站，宜采用单母线分段接线方式。4.5变电所高压侧主接线选择属于一级和二级负荷的大型工业企业采用35~110kv线路供电时，一般采用双回路电源进线和两台主变压器组成的内桥式接线。进线可以是两个独立电源或者是单电源的双回路。它的特点是当一条电源线路有故障或检修时，通过桥接断路器，不影响两台变压器的运行。在供电要求可靠、负荷曲线较平稳、变压器不需经常切除和投入的情况下，宜采用内桥式接线。少数用电量很大而主变压器多余两台的工业企业，它的总降压变电所常采用扩大桥型接线。。属于二级和三级负荷的用户，通常可采用一回路电源进线和一台变压器的接线方式，少量的重要负荷宜用6～10KV备用电源给以解决，这样，工厂的总降压变电所可以采用无母线制的线路——变压器组接线。若线路不长，主变压器高压侧可以不装设断路器，而由电源侧的出线断路器承担任务，仅在变电所进线处装设带接地刃的隔离开关，以策变电所检修时之安全。这种接线之优点是简单、设备少、基建快及投资费用低。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文根据企业的具体情况及附近的电源，为了便于企业的用电管理，提高供电的可靠性和灵活性，本规划高压侧采用全桥式接线，在负荷区内设两所35KV变电站，其中一所变电所为备用变电所，变电所均采用35KV电源供电。一路电路故障时另一路电源可以继续运行。4.6变电所低压侧主接线选择变电所的低压侧，一般采用单母线接线或分段母线的接线方式，母线分段数与主变压器台数相一致。当不允许停电检修引出线断路器时，可采用手车式成套开关柜或者设置旁路母线来解决。采用固定式成套开关柜来组成6～10KV配电装置变电所，其旁路母线同样可以采用固定式成套开关柜组成。10KV侧主接线，一般采用一期为单母线，终期为单母线分段。对照总则，上述方式有以下优点：(1)接线明了清晰、操作运行简便；(2)扩建时无多余浪费；(3)可以简单地实现防误动功能；(4)无论是线路检修，还是变电站设备检修，方式灵活，可以很好地满足用户对供电可靠性的要求；(5)二次配置远方监控易实现，不容易出错。4.7变电站主接线中设备的容量变电站的主接线是由各种电气设备（变压器、隔离开关、断路器等）及其在连接线所组成的，用来接受和分配电能，是供电系统的重要组成部分。它与电源电路、电压及负荷的大小、级别和变压器的台数、容量等因素有关，所以变电站的主接线有很多种形式。确定变电站的主接线与变电站电气设备的选择、配电设备的布置以62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文及运行可靠性与经济性等都有密切的联系。用电最大负荷处在第三季度（长时）或大年三十（短时），二、三季度在圩区防汛抗旱期间负荷较大，且必须保证供电，因此需要保持一定水准的负荷平台。设计时主接线一般分两期实施，终期按两台主变考虑。下表为厂内用电部门设备容量表：表4-2用电部门设备容量表序号用电部门设备容量备注动力照明1组装车间250262电镀车间2008二级负荷3焊接车间Ⅰ850264焊接车间Ⅱ910265金工车间50086热处理车间500107维修车间300138锅炉房2102二级负荷9实验室120610仓库Ⅰ511仓库Ⅱ412办公楼2362 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文5厂区高压供电系统设计5.1厂区高压供电系统的要求根据本厂与电业部门所签定的供电协议的主要内容可知：工作电流采用35KV供电，用架空线路引入厂内总降压变电所中，装设一台主变压器，变压器高压侧装设断路器，备用电流是10KV，接在总降压变电所内的10KV母线的一个分段上。此供电方案，正常运行时，电压损失不大，能满足要求。35KV线路故障时，10KV备用线路在运行期间，电压降太大，但这种情况较少，且时间不长，从设备投资来看，此方案的投资较低，至于备用线路的电压损失问题，可采用适当提高线路导线截面的办法来降低电压损失。因此，该方案比较经济。(1)变压器功率损耗：(2)35KV线路功率：=0.92＞0.9故满足要求。按照条件选用导线LGJ-35，允许电流170A，满足要求。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文线路电压损耗：==1.8510KV备用线路仅考虑供一级负荷使用，计算负荷为3868.55KVA线路电流==224A按发热条件选择导线截面为LJ-70则在25℃时允许电流为265＞224A。根据设计要求，到化工厂的10KV联络线为水泥电杆架空线路；各车间变电所采用电缆直埋配电，由于距离较短，按允许温升的运行载流量，选择导线截面再按允许电压损失校验；电缆在计算短路电流之后，还需做热稳定校验。5.2供电系统的接线方式供电系统的接线方式按网络接线布置方式可分为放射式、干线式、环式及两端供电式等接线系统；按其网络运行方式可分为开式和闭式网络接线系统；按对负荷供电可靠性的要求可分为无备用和有备用接线系统。在有备用接线系统中，其中一回路发生故障时，其余回路能保证全部供电的称为完全备用系统；如果只能保证对重要用户供电的则称为不完全备用系统。备用系统的投入方式，可分为手动投入、自动投入和经常投入等几种。5.3供电电压的选择变配电电压的确定要根据当地的高压等级决定，在一般情况下常用6KV、10KV、35KV等。在建筑工程高压用户采用10KV居多。对于6～10K62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文V这两种电压，从技术经济指标考虑这两种电压，在相同供电距离、输送同样的电功率时，电压越高电流就越小，所以可节约有色金属和线投资，其开关设备的投资相似，供电的可靠性也差不多，所以实用中常用10KV，供电的距离和供电的容量都优于6KV。供电电压是指需经过变电所换电压等级后才能在建筑物(或厂区)内进行配电的电压。我国目前所用的供电电压是35～110KV。5.4厂区高压供电系统的投资简表：表5-1厂区高压供电系统投资简表项目说明单价（万元）数量费用（万元）线路综合投资LGJ-35+LJ-1201+1.235+75+8.61=13.61变压器综合投资SJL-5700/356.726.1735KV断路器SW2-35/10002.0612.06电压互感器及避雷器JDJJ-35+F2-350.9210.92功率损耗引起附加费3×80.94²×0.85×5×10³+471000元/KW130.5KW13.05合计41.9862 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文6工厂供、配电系统短路电流的计算6.1短路电流计算的目的为了保证电力系统及工厂供配电系统的安全、可靠运行，再其设计中，不仅要考虑系统的正常运行情况，而且要考虑故障状态下的运行情况，尤其是系统的短路故障情况。短路后果是严重的，但只要正确地选择和校验电气设备、选用限制短路电流的电器和整定继电保护的动作值，就可以消除或减轻短路的影响。为此，必须对短路电流进行分析和计算，作为采取对策的依据。6.2短路的原因所谓短路故障是指系统中不同相的导线或相对地发生金属性的联接或经较小阻抗的联接。短路产生的原因主要是系统中电气绝缘的破坏。引起这种破坏的原因有过电压、雷击、绝缘材料的陈旧、设备维护不周、运行人员误操作，还有鸟害、鼠害、施工机械的直接损害等都可能造成短路。6.3短路的种类在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有单相短路、两相短路、两相接地短路和三相短路等。当线路发生三相短路时，由于短路的三相阻抗相等，因此，三相电流和电压仍然是对称的，故三相短路又称为对称短路。其他类型的短路不仅相电流和相电压各相数值不等，而且各相之间的相角也不相等，这些类型的短路统称为不对称短路。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文6.4短路的危害由于短路的发生，使得电力系统中各工作点的电压降低，电流增大，而且距离段露点越近，电压越低。从而引起的不良后果有如下几个方面。（1）短路电流引起的热效应：虽然短路电流通过电路的时间很短，但它往往超过额定电流的几倍到几十倍，巨大的短路电流将使导体和电气设备产生过热，造成导体熔化或绝缘损坏。（2）短路电流引起的电动力效应：短路电流作用于设备上，使其相见产生很大的电动力，导致设备变形或损坏。（3）短路使网路电压降低。（4）短路可能造成电力系统稳定性的破坏。（5）短路可能干扰附近通信线路和信号系统，使其不能正常工作或发生误动作。6.5短路电流计算方法当网路中某处发生短路时，其中一部分阻抗被短接，网路阻抗发生变化，故在进行短路电流计算时，应对各电气设备的参数先进行计算，才能求得短路电流的数值。再计算短路电流时，电气设备各元件的阻抗及电气参数用有名单位来计算，称为有名单位制；用相对值来计算，称标幺制。标幺值是指任意一个物理量对其基准值的比值，故标幺值没有单位。再计算高压网路短路电流时，采用标幺制的计算方法非常简便，无需考虑变压器的变比和电气设备参数的归算问题。（一）欧姆法（有名单位制法）1．绘计算电路图，选短路计算点计算电路图上应将短路计算中需计入的所有电路元件的额定参数都表示出来，并将各个元件一次编号。短路计算点应选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文2．计算短路回路中各主要元件的阻抗：电力系统的电抗、电力线路的阻抗和电力变压器的阻抗。3．绘短路回路等效电路，并计算总阻抗对选定的短路计算点，绘短路回路等效电路。等效电路图中标注的元件阻抗值必须换算到短路计算点。4．计算短路电流分别对各短路计算点计算其三相短路电流周期分量、短路次暂态短路电流、短路稳态电流、短路冲击电流及短路后第一个周期的短路全电流有效值。5．计算短路容量（二）标幺值法（相对单位制法）1．绘计算电路图，选短路计算点与前面欧姆法相同2．设定基准容量和基准电压，计算短路点基准电流3．计算短路回路中各主要元件的阻抗标幺值：电力系统的电抗标幺值、电力线路的电抗标幺值和电力变压器的电抗标幺值4．绘短路回路等效电路，并计算总阻抗采用标幺值法计算时，无论有几个短路计算点，其短路等效电路只有一个5．计算短路电流分别对各短路计算点计算其各种短路电流6．计算短路容量6.6本设计采用标幺制法进行短路计算6.6.1在最小运行方式下（1）确定基准值取=100MV·A,=60KV,=10.5KV而=/=100MV·A/(×60KV)=0.96KA=/=100MV·A/(×10.5KV)=505KA62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值电力系统（=310MV·A）=100/310=0.32架空线路（XO=0.4Ω/km）=0.4×4×100/10.52=1.52电力变压器（UK%=7.5）=UK%×Sd/100SN=7.5×100×103/(100×5700)=1.32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6-1等效电路图（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=＋=0.32+1.52=1.84②三相短路电流周期分量有效值：=Id1/=0.96/1.84=0.52③其他三相短路电流===0.52KA=2.55×0.52KA=1.33KA=1.51×0.52KA=0.79KA62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文④三相短路容量=Sd/=100MVA/1.84=54.3（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=(＋＋)//=(0.32+1.52+1.32)//2=2.5②三相短路电流周期分量有效值=Id2/=505KA/2.5=202KA③其他三相短路电流==Ik-23)=202KA=1.84×202KA=372KA=1.09×202KA=220KA④三相短路容量=Sd/=100MVA/2.5=40MV·A最小运行方式数据如下表表6-1最小运行方式数据表短路点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAK-1点0.520.520.521.330.7954.3K-2点202202202372220406.6.2在最大运行方式下（1）确定基准值取MV·A,KV,KV62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文而Id1=Sd/UC1=1000MV·A/(×60KV)=9.6Id2=Sd/UC2=1000MV·A/(×10.5KV)=55KA（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值电力系统（SOC=1338MV·A）=1000/1338=0.75架空线路（XO=0.4Ω/km）=0.4×4×1000/602=0.45电力变压器（UK%=4.5）==UK%×Sd/100SN=7.5×1000×103/(100×5700)=13.2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6-2等效电路图（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=＋=0.75+0.45=1.2②三相短路电流周期分量有效值：=Id1/=9.6KA/1.2=8KA62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文③其他三相短路电流===8KA=2.55×8KA=20.4KA=1.51×8KA=12.1KA④三相短路容量=Sd/=1000/1.2=833MVA（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=(＋＋)∥=(0.75＋0.45＋13.2)∥2=7.8②三相短路电流周期分量有效值=Id2/=55KA/7.8=7.05KA③其他三相短路电流===7.05KA=2.55×7.05KA=17.98KA=1.51×7.05KA=10.65KA④三相短路容量=Sd/=1000/7.05=141.8MV·A短路电流计算结果最大运行方式62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文表6-2最大运行方式数据表短路点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAK-1点88820.412.1833K-2点7.057.057.0517.9810.65141.862 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文7变电所高、低压侧主设备选择7.1电气设备选择的一般原则（1）选择设备的额定电压和额定电流，按短路故障电流校验设备的动稳定和热稳定性。（2）按工作环境，运行要求，经济效果和货源情况，选择设备的型号规格。例如选屋外或室内设备，选防爆型或普通型设备，选不适于频繁操作的少油断路器还是选用适于频繁操作的真空断路器等。（3）按装设地点的三相短路容量Sd，校验开关电气的断流能力。要求设备的额定断流容量Skd不小于装设地点的Sd,即Skd≥Sd或Ikd≥Id7.1.1按正常工作条件选择(1)电器的额定电压UN不应小于所在回路的工作电压U，即UN≥U（2）电器的额定电流IN不应小于该回路的最大长期工作电流Imax，即IN≥Imax。我国目前生产的电器，设计时取周围介质温度为40℃，如果电器的工作环境最高气温大于或小40℃，由于冷却条件不同，其允许电流应加以校正；①当电器工作环境温度高于40℃时，环境温度每高1℃，额定电流应减少数1.8％。②当环境温度低于40℃时，每降低1℃额定电流可增加0.5％但增加的总数不得超过20％IN。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文（3）选择电器时应考虑设备的装设地点，即按工作环境，运行条件和要求，选择设备的型号规格。如屋内或屋外设备；防爆型或普通型设备；如果工作环境污染严重，应选用加强绝缘的电器；电路操作频繁时应采用胜任频繁操作的真空断路器而不应选用不适于频繁操作的少油断路器。7.1.2按故障情况进行校验1.短路热稳定校验短路热稳定校验就是要求所选的电器，当短路电流通过它时，其最高温度不应超过制造厂规定的短路发热时最高允许温度。2.电动力稳定校验电动力稳定是指电器承受短路电流引起机械效应的能力。再校验时，用短路电流的最大幅值与制造厂规定的最大允许电流进行比较对于下列情况，可不进行短路校验。（1）用熔断器保护的电器和导体可不验算热稳定。除有限流作用的熔断器保护者外，电器和裸导体的动稳定仍应校验。（2）装设再电压互感器回路内的电器和裸导体可不验算动、热稳定。（3）架空线路可不验算动、热稳定。（4）再非重要用电场所的导体，当变压器容量再1250KVA以下，高压侧电压为10KV及以下，且不致因短路故障损坏导体而产生严重后果者，可不验算动、热稳定。在选择电器时，除按一般条件选择外，还应根据它们的特殊工作条件提出附加要求。常用高压电器的选择与校验项目如表所示：表7-1高压电器的选择与校验项目表校验项目电压电流断流容量短路电流容量动稳定热稳定断路器+++＋+负荷开关++　＋+隔离开关++　++熔断器+++　　电抗器++　++母线++　++支柱绝缘子++　+　62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文套管绝缘子++　++电流互感器++　++电压互感器++　　　电缆++　　+7.2高压设备的选择工厂变电所有各种高压电气设备，主要指6～10KV以上的断路器，隔离开关，负荷开关，熔断器，导线，电缆支持绝缘子以及穿墙套管等。这些电气各自功能和特点不同。要求的运行条件和装设环境也各不相同，但也有其共同遵守的原则，电气设备要能可靠地工作，必须按正常条件进行选择，并且按短路情况进行稳定校验。7.2.1高压断路器的选择高压断路器是高压供电系统中最重要的电气设备之一。它能在负荷情况下接通和断开电路，当系统发生故障时，能迅速切断短路电流。高压断路器是根据其主要技术参数来选择的。工厂总降压变电所35～110KV使用的断路器有：空气断路器，多油断路器，少油断路器，六氟化硫断路器等多种。35KV等级优先采用SF6国产断路器，如运行经验较好的LW8系列产品。10KV等级户内布置的断路器，优先采用机构本体一体化的真空断路器，柜体选择如金属铠装中置式，GGIA柜配VSI、VD4一体化真空断路器。10KV等级户外布置的断路器优先采用柱上真空断路器；10KVSF6断路器在解决压力指示表、密度继电器等易引起漏气的问题后也可选用。10KV用于投切电容器的断路器，必须从做过型式试验的厂家中选用，真空灭弧室和机构型式必须是与型式试验相配套的产品。本设计35KV高压侧选用型号为GW2-35GD/100高压断路器、低压侧选用型号为GW2-35/10高压断路器；10KV选用型号为SN10-10/600和型号为SN8-10T/600的断路器。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文7.2.2高压隔离开关的选择隔离开关的作用是保证检修高压设备时，构成明显的断开点，保证人身安全。选用时，应根据其额定电压，而额定电流，安装地点环境条件选择规格型号，然后按短路电流进行校验。选隔离开关同时还必须选定配套的操作机构。35KV高压隔离开关，优先选用防污型、材质好、耐腐蚀的产品；无人值守变电站优先选用GW4型带电动机构的隔离开关。高压隔离开关配用接地开关必须选用手动操作机构。本设计35KV高压侧选用型号为GW2-35GD/600、低压侧选用型号为GW2-35/600和GW2-35/10的高压隔离开关；10KV侧选用型号为GN6-10/600和GN8-10T/600的高压隔离开关。7.2.3负荷开关的选择高压负荷开关是具有简单的灭弧装置，可以带负荷分、合电路的控制电器。由于负荷开关本身根据负荷电流的通断能力设计，而不是根据短路电流，因此能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流，必须与高压熔断器串联使用，借助熔断器来切除短路电流。负荷开关具有简单的灭弧装置，用来切断或接通带负荷电流的电路，但不能切断短路电路，负荷开关一般与高压熔断器装在一起使用，其中熔断器用于切断短路电流。负荷开关的选择方法与高压断路器的选择方法相同。国产FN1-10R型负荷开关，在固定灭弧触头上装有有机玻璃的灭弧罩，在电弧作用下产生气体，纵吹电弧。FN2、FN3系列的负荷开关则依靠分闸时传动机构带动压气装置，喷射压缩空气吹弧。负荷开关分户内型和户外型。户内型负荷开关具有明显的断开点，因此在断开电路后，它又具有隔离开关的作用；户外型负荷开关，它没有明显的断开点，三相触头装于一个油桶内，依靠油介质来灭弧，广泛应用再10KV架空线路中。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文负荷开关与熔断器可作为容量不大或不重要用户的电源开关。负荷开关应按工作条件选择额定电流，按短路条件校验其动、热稳定性。当负荷开关配有熔断器时，应校验熔断器的断流容量，负荷开关的动、热稳定性可不校验。7.2.4高压熔断器的选择高压熔断器是利用过载或短路电流将熔体熔断后，再依靠灭弧介质熄灭电弧以开端电路的电器。它的功能主要是短路时对电路及电路中的设备进行保护，有时也可作过负荷保护。高压熔断器是一种防止电气设备长期通过过负荷电流和短路电流的保护元件，有溶件与溶管组成。当过载或短流时，电流增大，溶件熔断，达到切除故障保护设备的目的。所选溶件应在长时最大工作电流及设备起动电流的作用下不熔断，在短流电流作用下可靠熔断；要求熔断器特性应与上级保护装置的动作时限相配合（即动作要有选择性），以免保护装置越级动作，造成停电范围的扩大。7.2.5高压开关柜的选择高压开关柜属于成套配电装置。它是由制造厂按一定的接线方式将同一回路的开关电器、母线、测量仪表、保护电器和辅助设备等都装配在一个金属柜中，成套供应用户。为了适应不同接线系统的要求，配电柜一次回路由隔离开关、负荷开关、断路器、熔断器、电流互感器、电压互感器、避雷器、电容器及所用电变压器等组成多种一次接线方案。各配电柜的二次回路则根据计量、保护、控制、自动装置与操动机构等各方面的不同要求也组成多种二次接线方案。为了选用方便，一、二次接线方案均有起固定的编号。本设计选用GG-10高压开关柜。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文7.3高压设备的校验根据短路电流的计算结果，按正常工作条件选择和按短路情况校验确定的总降压变电所高低压电气设备如下：表7-235KV侧设备校验高压断路器SW2-35/100隔离开关GW2-35GD/600电压互感器JDJJ-35电流互感器LCW-35避雷器F2-35备注U=35KV35KV35KV35KV35KV35KVI=82.48A1000A600A150/5=4.5KA=288.18MVA1500MVA=11.4863.4KA50KA21.2KAj=4.5²0.34·t=24.8²×4″14²×4″·t=（65×0.15）²×1″表7-310KV侧设备校验高压断路器SN10-10/600隔离开关GN8-10T/600电流互感器LAT-10-300/100隔离开关GN6-10T/600备注U=10KV10KV10KV10KV10KV62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文采用GG-10高压开关柜I=46A600A600A300/5A600A=8.15KA52KA52KA57KA52KAj=3.2²×0.2″It·t=20.2²×4″20²×5″（100×0.3）²×1²20²×5″Sd=57.24MVA350MVA7.4仪用互感器选择7.4.1电流互感器选择电流互感器按使用地点，电网电压与长期最大负荷电流来选择，并按短路条件校验动、热稳定性。此外还应根据二次设备要求选择电流互感器的精确等级，并按二次阻抗对精确等级进行校验。（1）额定电压应大于或等于电网电压；（2）原边额定电流应大于或等于（1.2～1.5）倍的长时最大工作电流，即≥（1.2～1.5）（3）电流互感器的精确等级应于二次设备的要求相适应。本设计中选用电流互感器的型号为LCW-35，它的额定电压为35KV，原边额定电流为300A，而电网电压也为35KV，长时最大工作电流为95A，所以此电流互感器满足要求。本设计35KV侧选用型号为LCW-35、10KV侧选用型号为LAT-10-300/100的电流互感器。7.4.2电压互感器选择（1）一次电压的选择电压互感器一次额定电压U应与接入电网的电压U相适应，其数值应满下式的要求，即1.1U1N>U1>0.9U1N（6-10）（2）二次负荷校验精确等级校验电压互感器的精确等级应使二次侧联接仪表所消耗的容量S262 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文小于精确等级所规定的二次额定容量S2N，即S2N≥S2（6-11）本设计中选用电压互感器的型号为JDJJ-35，它的一次电压为35KV，而电网电压也为35KV，二次侧联接仪表所消耗的容量S2也小于精确等级所规定的二次额定容量S2N，所以此电压互感器满足要求。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文8导线、电缆的选择8.1选择的要求为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面时必须满足下列条件:（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允许温度。（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允许的电压损耗。对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”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。工厂内的10KV及以下线路，通常不按此原则选择。（4）机械强度：导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，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。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文根据设计经验，一般10KV及以下高压线路及低压动力线路，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。低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。对长距离大电流及35KV以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。8.2架空进线的选择8.2.1架空线路的一般要求架空线路应沿道路平行敷设，避免穿过起重机频繁活动的地区，应尽可能减少同其他设施的交叉和跨越建筑物。（1）架空导线的最小截面泝：6～10KA线路铝绞线居民区35mm2，非居民区25mm2；6～10KA钢芯铝绞线居民区25mm2，非居民区16mm2；6～10KA铜绞线居民区16mm2，非居民区16mm2；＜1KA线路铝绞线16mm2；＜1KA钢芯铝绞线16mm2；＜1KA铜线10mm2。但是1KV以下线路与铁路交叉跨越档处，绞线的最小截面为35。（2）低压进户线应采用绝缘导线，截面不小于下表所列数值：表8-1绝缘导线截面值敷设方式档距mm最小截面绝缘铝线绝缘铜线自电杆上引下＜106410～25106沿墙敷设≤642.5（3）设计架空线的高度导线对地必需保证安全距离，不得低于表10-3所示数据。表8-2导线对地的安全距离下表62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文情况跨铁路、河流交通要道、居民区人行道、非居民区乡村小道安全距离m7.5654电杆埋深为杆长的六分之一。下有底盘和卡盘，防止电杆倾斜。卡盘安装位置应沿纵向在一杆左侧，下一杆右侧，交替设置。横担应架设在电杆的靠负载一侧。建筑工地临时供电的杆距一般不大于35m；线间的距离不得小于0.3m；横担间的最小垂直距离不小于下表要求。横担间的最小垂直距离下表：表8-3横单间的最小垂直距离表排列方式直线杆分支或转角杆高压与低压1.21.0低压与低压0.60.3架空线路与甲类火灾危险的生产建筑、甲类物品库房及易燃易爆材料堆放场地以及可燃或易燃气储罐的防火间距应不小于电杆高度的1.5倍。在距离海岸5km以内的沿海地区，视腐蚀性气体和尘埃产生腐蚀作用的严重程度，选用不同防腐性能的防腐型钢芯铝绞线。8.2.2架空线路的特点架空线路与电缆供电线路比较，架空线路需要的设备材料简单，成本低，容易发现故障，维修也方便。但是架空线路容易受到外界环境的影响，如温度、风速、雨雪、覆冰等机械损伤，供电可靠性较差，而且需要占用地表面积，影响美观。架空线路方式过去曾被广泛应用，现在大多数场合中已被其他方式代替。但是在某些时侯，可能在大面积的一次配电系统中使用。绝缘子安装在电杆上或构架上。导线可以是裸线，也可以具有防腐或耐磨的被覆层。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文架空线路最吸引人的优点是初次投资少，而且能够迅速查出故障点很快修复。但在另一方面，导线容易受到机械性破坏，很容易因鸟害、动物祸害、雷击等而停电。在可能使用起重机或起重卡车的地方，危险性就更大。在一些地区，由于绝缘子的污染和导线的腐蚀，维修费用可能很高。架空线路线间跨距大，线路的电抗也大，电压降也较大。不过这个问题会随线路电压的升高和功率因数的改善而减小。裸露的架空线路比其他方式更容易遭受雷击而停电。对策是使用架空地线和避雷器。8.2.3架空线路的组成主要有电杆、导线、横担、瓷瓶、拉线、金具等。8.2.4线路导线种类主要是用绝缘线或裸线两类。绝缘线又分铜芯与铝芯两种。如常用的铜芯橡皮绝缘线，型号BX-25(25是标称截面，单位mm2)。铝芯橡皮绝缘线型号BLX。铜、铝塑料绝缘线型号分别为BV、BLV。玻璃丝编织铝芯橡皮绝缘线型号为BBLX。8.2.5架空引入线从架空线路电杆引入建筑物电源入口的一段架空线路称为接户线，如图10-6所示。进线处对地距离不应低于2.7m。接户线的长度一般不大于25m。必须采用绝缘导线。下表为接户线与建筑物的有关部分距离表8-4接户线与建筑物的距离表项目距离（m）距离接户线下面的窗户0.3接户线距上方的阳台0.8与窗户或阳台的水平距离0.75和墙、构架的距离0.0562 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文8.3架空线路敷设低压电杆的杆距宜在30～45m之间。架空导线间距不小于300mm，靠近混凝土杆的两根导线间距不小于500mm。上下两层横担间距：直线杆时为600mm；转角杆时为300mm。广播线、通信电缆与电力线同杆架设时应在电力线下方，两者垂直距离不小于1.5m。安装卡盘的方向要注意，在直线杆线路应一左一右交替排列；转角杆应注意导线受力方向和拉线的方向。横担一般应架设在电杆靠近负荷的一侧。导线在横担上排列应符合如下规律：当面向负荷时，从左侧起为L1、N、L2、L3、PE；动力、照明在两个横担上分别架设时，上层横担，面相负荷从左侧起为L1、L2、L3；下层横担是单相三线时：面向负荷，从左侧起为L1、(或L2、L3)、N、PE。8.4架空线截面的选择市区或居民区必须用绝缘线。郊区0.4kV室外架空线路应采用多芯铝绞导线，导线截面统一选用35mm2、70mm2、95mm2、120mm2四种规格。同一横担上导线截面等级差不应超过三级。架空线截面在120mm2及以上时，终端杆、支线杆、转角杆应使用Φ190mm以上直径的混凝土电杆。架空导线间距不小于300mm，靠近混凝土杆的两根导线间距不小于500mm。上下两层横担间距：直线杆时为600mm；转角杆时为300mm。广播线、通讯电缆与电力线同杆架设时应在电力线下方，垂直距离不小于1.5m。低压电杆杆距宜在30～45m。TN-S供电系统架空线路，在终端杆处PE线应将作重复接地，接地电阻不大于10Ω。当与引入线处重复接地点距离小于50m时，可以不作重复接地。建筑工地临时供电的杆距一般不大于35m。线间的距离不小于0.3m。低压针式绝缘子的外形尺寸下表所示：62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文表8-5低压针式绝缘子的外形尺寸型号长L高H上直径下直径PD-1T145805080PD-1M220805070PD-2T125664470PD-2M195664470PD-2W155664470型号说明：PD-低压针式绝缘子，T、M、W分别表示铁横担直角、木横担直角、弯角。8.5电缆的选择8.5.1电缆型号电缆的型号内容包含其用途类别、绝缘材料、导体材料、铠装保护层等。在电缆型号后面还注有芯线根数、截面、工作电压和长度。表8-6电缆型号的含义如下表所示类别导体绝缘内护套特征电力电缆(省略不表示)T：铜线(可省)Z：纸绝缘Q：铅包D：不滴油X：天然橡皮L：铝包P：分相金属护套K：控制电缆L：铝线(X)D丁基橡皮H：橡套P：信号电缆(X)E乙丙橡皮(H)P：非燃性橡套P：屏闭B：绝缘电缆V：聚氯乙烯R：绝缘软缆Y：聚乙烯V：聚氯乙烯护套Y：移动式软缆YJ：交联聚乙烯H：市内电话缆Y：聚乙烯护套62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文表8-7电缆的外护层代号含义下表铠装层代号外护套代号代号铠装层类型代号外护层类型0无11裸金属护套，一级外护层(麻)1裸金属护套12钢带铠装，一级外护层120裸钢带铠装，一级外护层13细钢丝铠装，一级外护层130裸细钢丝铠装，一级外护层15粗钢丝铠装，一级外护层150裸粗钢丝铠装，一级外护层2双钢带21钢带加固麻被护层22钢带铠装，二级外护套23细钢丝铠装，二级外护套3细园钢丝39内细钢带铠装4粗园钢丝49内粗钢丝铠装8.5.2电缆的分类按用途可分为裸导线、绝缘电线、耐热电线、屏蔽电线、电力电缆、控制电缆、通信电缆、射频电缆等。本设计电力电缆选用型号为ZLQ20-3×70。8.6选择导线截面的原则8.6.1电力电缆缆芯截面选择的基本要求（1）最大工作电流作用下的缆芯温度，不得超过按电缆使用寿命确定的允许值。（2）最大短路电流作用时间产生的热效应，应满足热稳定条件。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文（3）连接回路在最大工作电流作用下的电压降，不得超过该回路允许值。（4）较长距离的大电流回路或35kV以上高压电缆，当符合上述条件时，宜选择经济截面，可按“年费用支出最小”原则。（5）铝芯电缆截面，不宜小于4。8.6.2电缆载流量的测试测试应具有科学性的主要特征是：电缆在稳定地持续电流作用下，反映测试特点的条件，应足以等效实际工况的有关影响因素，包含其环境温度应基本稳定。以400～500Hz中频励磁系统自动调节回路用的电缆为例，计入中频情况比工频时邻近效应与集肤效应较为增大影响，要比同截面在工频时的载流量降低至0.68～0.99倍；截面大时降低程度较显。单芯高压电缆交叉互联接地方式，其单元系统的三个区段，在工程实践中往往难以均等，一般可按下列公式计入金属护层的附加损耗影响。Ps＝ΔWs(ΔL/L)2式中：Ps－电缆金属护层的附加损耗率；ΔWs－电缆金属护层两端完全接地时的金属护层环流损耗占缆芯导体损耗的比值；ΔL－该单元系统划分三区段中最大与最小长度之差；L－该单元系统三个区段长度之和。塑料管较金属管的管材热阻系数大，且表面散热性差，用作电缆保护管时，对截流量的影响不容忽视。槽盒内电缆载流量校正系数K随盒体材料导热性、壁厚、电缆占积率和结构特征等因素而异。料包带用于阻止电缆延燃时，覆盖层厚度一般在1.5mm62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文以内，涂料、包带用作耐火防护时，或者采用石棉泥、防火包等构成较厚实的耐火层情况，伴随的热阻增大影响则不容忽视。电缆沟内埋砂时，砂的热阻系数不仅与砂粒的粗细以及其中土、细石等含量有关，还受含水量影响，但含水量不能只按初始条件，应考虑运行温度较高时的水份迁移影响。8.6.3导线截面的选择国内外工程实践都曾显示，缆芯工作温度大于70℃的电缆直埋敷设运行一段时间后，由于电缆表皮温度在约50℃情况下，电缆近旁水份将逐渐迁移而呈干燥状态，导致热阻增大，出现缆芯工作温度超过额定值的恶性循环，影响电缆绝缘老化加速，以致发生绝缘击穿事故。直埋敷设路径位于水泥或石板的路面下，其保水性对防止土壤水份迁移有相当作用。但沿通道近旁若有植树时，树根的吸水因素又易造成土壤干燥。一般对缺乏保水覆盖层情况的防止水份迁移对策，可采取经常性浇水或并行设置冷却水管，但经济上不一定合算；也可实施换土即选用恰当比例的砂与水泥等拌合进行回填方式。由于气象温度的历年变化有分散性，宜以不少于10年左右的统计值表征。环境温度不取极端最高温度，是基于电缆允许短时超过最高工作温度，具有过负荷能力，而极端最高与最热月的日最高温度平均值相差在5～8℃以内，极端高温持续多不超过数小时，累积所占使用总时数的比例更微小。因为土壤的热容性，使日温度变化显著小于气温，实测显示，地面-0.6m以下的日温变化就不大，这与直埋敷设一般深度也相合，故对直埋时环境温度的择取，不同于空气中的要求。直埋敷设时环境温度，明确需取埋深处的对应值，是基于不同埋深温度差别较大。如某地20年气象记录的平均值有：最热月的地下-0.5m、-1.0m、-2.0m处最高月平均温度，分别比同一地面月平均气温低3℃、4℃、7℃。在环境温度基础上要求计入实际工程环境温升的影响，非常重要。电缆线路通过不同散热条件区段时，同一缆芯截面下各区段的缆芯工作温度可能出现差异。实践中靠近高温管道、锅炉的电缆因过热而导致局部绝缘老化或烧坏的事例不少。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文照明负荷为主的供电线路，不平衡电流往往较大，应在设计中予以平衡。尤其是换流设备和电弧炉等非线性用电设备、无功补偿装置等接人电网后，产生谐波电流，其电流不平衡率往往不可忽视。交流回路并联的电流分配，不仅与阻抗相关，还依赖于有功与无功负荷。当供电线路含有多种受电设备时，其所含有功与无功负荷的变化，在设计阶段难以把握，难以同步，若并联电缆截面不等，则难望实现合理分配。如果从安全计放大截面，投资过大，如果偏于紧凑，就难免出现过负荷。电缆金属屏蔽层截面如果偏大，固然较可靠，但投资增加；如果偏小，则不安全。工程实践中，已发生屏蔽层被电流烧坏的事例；通过对中性点非直接接地系统不同地点两相接地时接地电流作用烧坏屏蔽层的事故分析，建议对10kV、35kV级，宜分别按500A、2500A作用3s条件来选择。8.7母线的选择与校验8.7.1母线选择的要求（1）材料及形状的选择母线有铜、铝、钢等，铜的导线电率高，抗腐蚀；铝质轻、价廉。在选择母线材料时，应遵循“以铝代铜”的技术政策。（2）母线截面积的选择变电所汇流母线截面，一般按长时最大工作电流选，用电流条件校验其动、热稳定性。但对平均负荷较大的母线则按经济电流密度选。8.7.210KV母线的选择与校验按发热条件选用4×40mm²铅母线，允许电流395大于计算电流。按上述计算的热稳定最小截面为76.94mm²小于4×40mm²，满足要求。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文动稳定校验：母线平放W=0.167bh²=0.167×0.4×4²=107cm³根据前面计算=9.28×kg/cm求得：===284.1cmGG-10高压开关柜一般柜宽为1m，进线柜最宽为1.5m，因此上述校验满足动稳定要去。由于采用标准高压开关柜，故不必选择母线支持绝缘子。8.7.3变压器低压侧引出线的选择与校验主变压器低压侧引出线按经济电流密度选择；工作电流Ijs=Ie2==274.94A（1）母线截面计算：===305.49mm²选用标准截面6×50mm²的铅母线，允许电流740A，大于工作电流274.94A，满足要求。（2）热稳定校验：===76.94＜6×50mm²，满足要求。（3）动稳定校验：母线采用平放装设W=0.167bh²=0.167×0.6×5²=2.5cm³f=1.76ײ××=1.76×8.15²××=4.68×Kg/cm²母线最大允许跨度，已知=700Kg/cm²62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文===434.25cm进线的绝缘子间距取2m即可，绝缘子采用2NA-10MM，满足要求。本设计35KV母线选用型号为LGJ3×35；10KV母线选用型号为LMY40×4。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文9防雷接地设计9.1防雷设计9.1.1防雷设备防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀式和排气式等。9.1.2架空线路的防雷措施（1）架设避雷线是防雷的有效措施，但造价高，因此只在66KV及以上的架空线路上才沿全线装设。35KV的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设。而10KV及以下的线路上一般不装设避雷线。（2）提高线路本身的绝缘水平在架空线路上，可采用木横担、瓷横担或高一级的绝缘子，以提高线路的防雷水平，这是10KV及以下架空线路防雷的基本措施。（3）利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文由于3～10KV的线路是中性点不接地系统，因此可在三角形排列的顶线绝缘子装以保护间隙。在出现雷电过电压时，顶线绝缘子上的保护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而保护了下面两根导线，也不会引起线路断路器跳闸。（4）装设自动重合闸装置线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的。在断路器跳闸后，电弧即自行熄灭。如果采用一次ARD，使断路器经0.5s或稍长一点时间后自动重合闸，电弧通常不会复燃，从而能恢复供电，这对一般用户不会有什么影响。（5）个别绝缘薄弱地点加装避雷器对架空线路上个别绝缘薄弱地点，如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设排气式避雷器或保护间隙。9.1.3变配电所的防雷措施（1）装设避雷针室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护。（2）高压侧装设避雷器这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。阀式避雷器至3～10KV主变压器的最大电气如下表。表9-1阀式避雷器至3～10KV主变压器的最大电气雷雨季节经常运行的进线路数123≥4避雷器至主变压器的最大电气距离/m1523273062 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路，则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。（3）低压侧装设避雷器这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时（如IT系统），其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。在本设计中，配电所屋顶及边缘敷设避雷带，其直径为8mm的镀锌圆钢，主筋直径应大于或等于10mm的镀锌圆钢。9.2接地9.2.1接地与接地装置电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。9.2.2接地方案的选择（1）确定接地电阻62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文按相关资料可确定此配电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两个条件：RE≤250V/IERE≤10Ω式中IE的计算为IE=IC=60×(60＋35×4)A/350=34.3A故RE≤350V/34.3A=10.2Ω综上可知，此配电所总的接地电阻应为RE≤10Ω（2）接地装置初步方案现初步考虑围绕变电所建筑四周，距变电所2～3m，打入一圈直径50mm、长2.5m的钢管接地体，每隔5m打入一根，管间用40×4的扁钢焊接。（3）计算单根钢管接地电阻查相关资料得土质的ρ=100Ω·m则单根钢管接地电阻RE(1)≈100Ω·m/2.5m=40Ω（4）确定接地钢管数和最后的接地方案根据RE(1)/RE=40/4=10。但考虑到管间的屏蔽效应，初选15根直径50mm、长2.5m的钢管作接地体。以n=15和a/l=2再查有关资料可得ηE≈0.66。因此可得n=RE(1)/(ηERE)=40Ω/(0.66×4)Ω≈15考虑到接地体的均匀对称布置，选16mm根直径50mm、长2.5m的钢管作地体，用40×4的扁钢连接，环形布置，选择双针等高避雷62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文总结本论文根据变电所的设计原则，围绕某电器厂10KV变电所设计这一课题展开了全面的设计与研究，主要完成以下工作：（1）针对企业负荷的用电要求，根据需要系数法进行了负荷计算。据此对主变压器进行选择，并进行无功补偿，也为短路计算提供了一定的依据。（2）根据变电所主结线的设计原则，对变电所的主结线进行设计：高压与低压母线均采用单母线或单母线断路器分段式主结线。同时也对母线进行了选择，并校验其截面。（3）采用标幺值法分别对低压供电系统和高压供电系统进行了短路计算，这为电气设备的选择及其校验提供了可用数据与理论依据。（4）按安装地点、运行环境和使用要求对电气设备的规格型号进行选择，并对它们进行动稳定和热稳定校验。（5）依据便于运行维护、保证运行安全和便于进出线的布置原则，对变电所进行总体的布置，包括变压器室、高压配电室、低压配电室与休息室的布置。（6）防雷接地是变电所保护中不可缺少的一项保护措施，设计中采用了在线路上安装阀型避雷器对其进行防雷保护，并对高低压线路进行了阀型避雷器的选择并校验。除了对设计过程熟悉外，我们还进一步提高了作图，说明书编辑，各种信息的分析等多方面的能力。由于本课题涉及面广以及我个人知识水平有限，错误和不妥之处在所难免，请各位老师批评指正。62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文致谢值此论文完稿之际，我谨向在我大学四年的学习生活和毕业设计完成过程中给予我指导、关心、支持和帮助的所有老师、同学表示最衷心的感谢和最诚挚的祝福。首先要感谢我的导师易晓郑，在您的悉心指导下我的毕业设计才得以顺利完成。易老师渊博的学识、扎实的理论功底、严谨的治学态度、执著的敬业精神以及宽阔的胸怀都是我学习的榜样；丰富的实践经验、诲人不倦的学者风范使我在实践中获益匪浅。在该毕业设计中，易老师不仅在学术上给予我耐心的指导，还身体力行影响着我的学习工作态度及人生价值观，在此，我向易老师致以我最真挚的谢意，并将终生铭记各位老师的教诲。其次，我要特别感谢同一设计组的同学，在他们的热心帮助下顺利地完成了我的毕业设计。最后，祝所有答辩组的老师身体健康、工作顺利！同时祝愿各位同学事业有成，事事顺心！62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文参考文献[1]徐建源.工厂供电.北京：机械工业出版社，2002[2]刘介才.工厂供电设计指导.北京：机械工业出版社，1999[3]同济大学电气工程系编.工厂供电.北京：中国建筑工业出版社，1981[4]王崇林等.供电技术.北京：煤炭工业出版社，1997[5]黄东惠等.电力线路结构.北京：水利电力出版社，1995[6]柴玉华等.电力线路设计.北京：中国水利电力出版社，2001[7]韩富春.电力系统自动化技术.北京：中国电力出版社，2000[8]郑仰成.电力英语技术词汇.北京：中国水利水电出版社，2004[9]DistributionAutomation(AuthorialCourse).IEEEWorkingGrouponDistributionAutomation,1998[10]孟祥忠.现代供电技术.清华大学出版社，2006[11]曾义.低压电器成套装置技术手册.北京：中国水利水电出版社，2001[12]《电力设备选型手册》编写组.电力设备选型手册，北京：中国水利水电出版社，200762 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文附图1．总降压站电气主接线图62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文2．总降压平面布置图62'