某宾馆10kV变电站设计.doc

'河南城建学院本科毕业设计（论文）短路电流计算毕业设计[论文]题目：某宾馆综合大楼变电所设计学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：学号：指导老师：完成时间：2014年5月23日59河南城建学院本科毕业设计（论文）短路电流计算59 河南城建学院本科毕业设计（论文）短路电流计算摘要变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。同样的，变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。这次设计以10kV降压变电所为主要设计对象，分析变电站的原始资料确定变电所的主接线；通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型号。根据短路计算的结果，对变电所的一次设备及进行了选择和校验。同时完成、防雷保护方案的设计。关键词:负荷计算，变压器，短路电流计算，变压器整定，防雷保护59河南城建学院本科毕业设计（论文）短路电流计算59河南城建学院本科毕业设计（论文）短路电流计算59 .AbstractSubstationisanimportantpartofthepowersystem,whichdirectlyaffectthesafetyandeconomicoperationoftheentirepowersystem,powerplantsandtheuserislinkedintermediatelinks,transformationanddistributionofelectricenergyplaysarole.Withhightechnologypowertechnology,therapiddevelopmentofcomplexpowersysteminallareasfrompowergenerationtopowerbyusingnewtechnologiesareconstantlychanging.Similarly,thesubstationasapowersystemisalsoakeyaspectinthefieldofnewtechnologieshasbeenfullydeveloped.Thebuck10kVsubstationisdesignedtotargetthemaindesign,rawdataanalysistodeterminethemainterminalsubstationsubstation;calculationtodeterminethenumberofmaintransformercapacityandmodelsthroughload.Accordingtotheresultsofshort-circuitcalculationofsubstationequipmentandtimewereselectedandverified.Simultaneously,thedesignoflightningprotectionscheme.Keywords:Loadcalculation,transformer,short-circuitcurrentcalculation,transformersetting,lightningprotection59 .AbstractSubstationisanimportantpartofthepowersystem,whichdirectlyaffectthesafetyandeconomicoperationoftheentirepowersystem,powerplantsandtheuserislinkedintermediatelinks,transformationanddistributionofelectricenergyplaysarole.Withhightechnologypowertechnology,therapiddevelopmentofcomplexpowersysteminallareasfrompowergenerationtopowerbyusingnewtechnologiesareconstantlychanging.Similarly,thesubstationasapowersystemisalsoakeyaspectinthefieldofnewtechnologieshasbeenfullydeveloped.Thebuck10kVsubstationisdesignedtotargetthemaindesign,rawdataanalysistodeterminethemainterminalsubstationsubstation;calculationtodeterminethenumberofmaintransformercapacityandmodelsthroughload.Accordingtotheresultsofshort-circuitcalculationofsubstationequipmentandtimewereselectedandverified.Simultaneously,thedesignoflightningprotectionscheme.Keywords:Loadcalculation,transformer,short-circuitcurrentcalculation,transformersetting,lightningprotection59 .目录摘要IAbstractII1绪论21.1变电站发展的历史与现状21.1.1概况21.1.2设计主体21.1.3设计容22电气主接线设计22.1电气主接线综述22.1主接线接线方式22.1.1单母线接线22.1.2单母线分段接线22.1.3单母分段带旁路母线22.1.4桥型接线22.1.5双母线接线22.1.6双母线分段接线22.2变电所主接线方案的选择23主变压器的选择与无功功率补偿259 .3.1负荷计算23.1.1采用的方法23.1.210kV侧负荷计算23.2无功补偿的目的和方案23.2.1无功补偿综述23.2.2无功补偿计算原则23.2.3无功补偿方式的确定23.2.4无功功率补偿容量的确定23.3变电所变压器台数和容量的选择23.3.1变压器的选择原则23.3.2变压器类型的选择23.3.3变压器联结组的选择23.3.4变压器容量的选择24短路电流计算24.1短路概述24.2短路计算的目的与方法24.2.1短路电流的目的24.2.2短路计算方法24.3三相短路计算24.3.1短路点的确定24.3.2高压电网三相短路计算：259 .5高压侧设备的选择与校验25.1最大工作电流计算25.1.1变压器的功率损耗计算25.1.2高压侧最大工作电流25.2成套配电装置25.3电缆进线的选择与校验：25.4母线的选择与校验25.4.1裸导体选择的具体技术条件25.4.2高压侧母线的选择与校验25.5断路器的选择与校验25.5.1断路器的选择25.5.2动热稳定校验25.6隔离开关的选择与校验25.6.1隔离开关选择25.6.2动热稳定校验校验：25.7电流互感器的选择与校验25.7.1电流互感器的选择25.7.2动热稳定校验：25.8电压互感器的选择与校验，25.8.1电压互感器的选择25.9高压熔断器的选择与校验259 .5.9.1高压熔断器的选择25.9.2动热稳定校验25.10带电显示器选择25.11开关柜的选择与校验26低压侧设备的选择26.1低压侧母线的动热稳定校验26.2低压断路器的校验26.2.1低压断路器选择方式26.2.2校验的容27变压器整定计算27.1两相短路电流计算27.2变压器的二次部分整定计算27.2.1速断保护的整定计算27.2.2限时电流速断整定计算：27.2.3定时限过电流保护：28变电所防雷保护28.1雷电的防护28.1.1雷电的危害28.1.2防雷设计的基本经验28.2变配电所的防雷保护259 .8.2.1避雷针保护围的确定28.3防雷设备的选择28.3.1宾馆顶楼及进线段的防护2总结2参考文献2致2附录2附录A2附录B2附录C259.1绪论1.1变电站发展的历史与现状1.1.1概况变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用，如果仍然依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主，将无法满足现代电力系统管理模式的需求；同时用于变电站的监视、控制、保护，包括故障录波、紧急控制装置，不能充分利用微机数据处理的大功能和速度，经济上也是一种资源浪费。而且社会经济的发展，依赖高质量和高可靠性的电能供应，建国以来，我国电力事业已经获得了长足的发展。随着电网规模的不断扩大、电力分配的日益复杂和用户对电能的质量的要求进一步提高，电网自动化就显得极为重要；近年来我国计算机和通信技术的发展及自动化技术的成熟，发展配电网调度与管理自动化已具备了条件。变电站在配电网中的地位十分重要，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。因此，变电站自动化既是实现自动化的重要基础之一，也是满足现代化供用电的实时，可靠，安全，经济运行管理的需要，更是电力系统自动化的基础。1.1.2设计主体该快捷宾馆地下一层，主要是设备房，地上十七层，为营业厅及客房，十六层设有电梯机房，建筑总高度63.2m。总建筑面积14352.6m2,结构形式为框架剪力墙结构，现浇混凝土楼板。该变电所主结线采用单母线分段结线。两段分别来自不同的变压器，两母线间设断路器作为母联。不重要的负荷（如普通照明、空调）为单回路供电，重要负荷（消防水泵、控制，电梯，应急照明）都为双回路供电，双电源供电。电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分，也是电力构成的重要环节。电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出某种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。1.1.3设计容59 .主要有下列五项，分别是：1、变电所主结线；2、负荷计算；3、短路电流计算4、电气设备选择，其中包括高压侧和部分低压侧设备的选择；5、变压器保护整定计算。6、防雷保护。59.59 .2电气主接线设计2.1电气主接线综述电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分，也是电力构成的重要环节。电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出某种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。主接线的基本要求主接线是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。概括地说，对一次接线的基本要求包括安全、可靠、灵活和经济四个方面。（1）安全性安全包括设备安全及人身安全。一次接线应符合国家标准有关技术规的要求，正确选择电气设备及其监视、保护系统，考虑各种安全技术措施。（2）可靠性不仅和一次接线的形式有关，还和电气设备的技术性能、运行管理的自动化程度因素有关。（3）灵活性用最少的切换来适应各种不同的运行方式，适应负荷发展。（4）经济性在满足上述技术要求的前提下，主接线方案应力求接线简化、投资省、占地少、运行费用低。采用的设备少，且应选用技术先进、经济适用的节能产品。总之，变电所通过合理的接线、紧凑的布置、简化所附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电所设计，节约材料，减少人力物力的投入，并能可靠安全的运行，避免不必要的定期检修，达到降低投资的目的。2.1主接线接线方式主接线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。2.1.1单母线接线优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。59 .缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均需使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。59.图2.1单母线主接线适用围：6-10KV配电装置的出线回路数不超过5回；35-63KV配电装置出线回路数不超过3回；110-220KV配电装置的出线回路数不超过2回。2.1.2单母线分段接线优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建59 .。图2.2单母线分段主接线59 .适用围：6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时；35KV配电装置出线回路数为4-8回时；110-220KV配电装置出线回路数为3-4回时。2.1.3单母分段带旁路母线这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为35-110KV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。2.1.4桥型接线1、桥形接线优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。适用围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。2、外桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。适用围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的情况。2.1.5双母线接线优点：1.供电可靠：可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，能迅速恢复供电：检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2.调度灵活：各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3.扩建方便：向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。4.便于试验：当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。59.缺点：59 .1增加一组母线和使每回线路需要增加一组母线隔离开关。2当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用围：6-10KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35KV配电装置，当出线回路数超过8回时，或连接的电源较多、负荷较大时；110-220KV配电装置，出线回路数为5回及以上时，或110-220KV配电装置在系统中占重要地位，出线回路数为4回及以上时。2.1.6双母线分段接线双母线分段可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且相互联系的系统是有利的。由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题，而较容易实现分阶段的扩建优点。但容易受到母线故障的影响，断路器检修时需要停运线路。占地面积较大。一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。2.2变电所主接线方案的选择方案1：高低压侧均采用单母线分段。优点：单母分断接线能提高供电的可靠性。当任意段母线或莫一台母线隔离开关故障及检修时，自动或动手跳开分段断路器，仅有一半线路停电，另一半母线上的各回路仍可正常工作运行。重要负荷分别从两段母线各引出一条供电线路，就保证了足够的供电可靠性。缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出现须停电。方案2：单母线分段带旁路。优点：具有单母线分段全部优点，可以不停电地检修任一台出线断路器。。缺点：旁路母线系统增加了许多设备，造价昂贵，运行复杂，只有在出线断路器不允许停电的情况下，才设置旁路母线。以上两种方案的比较：方案一，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案兼顾了可靠性、灵活性、经济型的要求。方案二，在现在的6-10kV59 .屋配电装置在一般情况下不装设旁路母线。因为其容量不大，供电距离短，易于从其他电源点获得备用电源。只有架空线路出线很多，且用户不允许停电检修断路器时，才考虑采用单母分断加旁路母线的接线。所以对于本设计来说，采用方案1，高低压侧均采用单母分断接线。示意图见附录A。59.59.3主变压器的选择与无功功率补偿变压器是变电所中的主要电器设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足用户的需要。3.1负荷计算要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷。3.1.1采用的方法由公式（3.1）式中—某电压等级的计算负荷——同时系数（35kV取0.9，10kV取0.9，35kV各负荷与10kV各负荷之间取0.9，站用负荷取0.9）。D_Dd__________ǾðϨP、___D_Dd___3.1.210kV侧负荷计算按需要系数法计算各组负荷，可知：有功功率无功功率_√(_^_^)_视在功率上述三个公式中：每组设备容量之和，单位为kW；：需要系数；cos__D_Dd__________ŨĝϨϨ___________________^__D_59.59.59 .表3-11#变压器负荷计算序号设备名称设备容量Pn/Kw需要系数Kdcosjtanj有功功率Kw无功功率Kvar视在功率kvA计算电流（A）备注1正压风机3010.80.753022.537.556.792消防电梯1510.80.751511.2518.7528.483地下排烟机1610.80.75161218.7528.484生活泵12.30.90.80.759.847.3812.318.695消防中心100.90.71.0299.1812.8619.5465-11210.950.80.7519.9514.9624.9437.959 .层应急照明71-4层照明1000.950.71.029596.9135.7206.285-10层照明1500．950.71.02142.5145.35203.55309.391-4层空调46.70.60.71.0228.0228.5840.0270.910空调机1#组1380.750.80.75103.5105.57147.84224.611空调机房水泵60.50.750.80.7545.3834.0456.786.512总计————————————514.19487.71708.91注：（1）1、2、3、5、6为一、二级负荷；其余为三级负荷；（2）需要系数Kd取最大。2#号变压器负荷计算如表3-2：59 .表3-22#变压器负荷计算序号设备名称设备容量Pn/Kw需要系数Kdcosjtanj有功功率Kw无功功率Kvar视在功率KVA计算电流（A）备注1消防泵喷淋泵11910.80.7511989.25148.7522621-4层应急照明380.950.71.0236.136.8251.5678.312-16层应急照明地下室应急照明35-15层应急照明110.70.71.027.77.851116.7411-16层照明1410.950.71.02133.95136.63191.34290.75空调机房水泵590.70.80.7541.330.9851.6178.459 .6空调机2#机组1380.70.80.7596.672.45120.75183.57动力机组4.410.80.754.43.35.58.48层面广告照明箱500.80.71.024040.857.1486.89稳压机1.510.80.751.51.131.882.8610客梯4010.51.734069.279.93121.4总计———————————520.55488.41719.46注：1、2、3、7、9、10为一、二次负荷；其余为三级负荷。3.2无功补偿的目的和方案3.2.1无功补偿综述我国《供电营业规则》规定：容量在100kV·A及以上高压供电用户，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，如达不到上述要求，则必须进行无功功率补偿。59 .一般情况下，由于用户的大量如：感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等都是感性负荷，使得功率因数偏低，达不到上述要求，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。当功率因数提高时，在有功功率不变的情况下，无功功率和视在功率分别减小，从而使负荷电流相应减小。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低，并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆，减少投资和节约有色金属。因此，提高功率因数对整个供电系统大有好处。3.2.2无功补偿计算原则要使功率因数提高，通常需装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量应为：按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量，当负荷减小时，补偿容量也应相应减小，以免造成过补偿。因此，无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿控制器，针对预先设定的功率因数目标值，根据负荷的变化相应投切电容器组数，使瞬时功率因数满足要求。提高功率因数的补偿装置有稳态无功功率补偿设备和动态无功功率补偿设备。前者主要有同步补偿机和并联电容器。动态无功功率补偿设备用于急剧变动的冲击负荷。低压无功自动补偿装置通常与低压配电屏配套制造安装，根据负荷变化相应循环投切的电容器组数一般有4、6、8、10、12组等。用上式确定了总的补偿容量后，就可根据选定的单相并联电容器容量来确定电容器组数：3.2.3无功补偿方式的确定在用户供电系统中，无功补偿方式分为方式：(1)个别补偿个别补偿就是对单台用电设备所需的无功就近补偿的办法，把电容器直接接到单台用电设备的同一个电气回路，用同一台开关控制，同时投运或断开。这种补偿方法的效果最好，电容器靠近用电设备，就地平衡无功电流，可避免无负荷时的过补偿，使供电质量得到保证。这种补偿方式常用于高低压电动机等用电设备。但这种补偿方式在用户设备非连续运转时，电容器利用率低，不能充分发挥其补偿效益。(2)分散补偿59 .分散补偿是将电容器分组安装在车间配电室或变电所各分路的出线上，它可根据系统负荷的变化投入或切除电容器组，补偿效果也比较好。(3)集中补偿集中补偿是将电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上。综合上述三种方式，在10kV配电站中，合理选择补偿方式。第一种补偿方式主要用在电动机的补偿方式；第二种分散补偿常用于中低压配电系统中，虽然效果较好，但是安装复杂；第三种集中补偿安装简便，主要用于中低压配电系统中，赔偿效果良好。对于本次的室变电站，更为合适。因此，选用第三种补偿方式。3.2.4无功功率补偿容量的确定取自低压母线侧的计算负荷，提高至0.92。对于第一组负荷：cosj==514.19/708.91=0.73；==514.19×[tan(arcos0.73)-tan(arccos0.92)]=266Kvar；对于第二组负荷：=266Kvar；；则补偿前与补偿后如表3-3所示：表3-3无功功率补偿计算表第一组负荷第二组负荷名称补偿前补偿后名称补偿前补偿后514514521521488202488202709552720559有上述部分，初选DJHK-270Kvar，采用JKWDF-610控制器快速开关+接触器组合的设计方式（许继产品：共补+共补型）。3.3变电所变压器台数和容量的选择59 .3.3.1变压器的选择原则电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠性与经济性有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是对接下来主接线设计的一个主要前题。选择时必须遵照有关国家规标准，因地制宜，结合实际情况，合理选择，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品，并优先选用技术先进的产品3.3.2变压器类型的选择类型的选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组形式、绝缘及冷却方式、联结组别等。（1）变压器按相数分：单相和三相两种。用户变电所一般采用三相变压器。（2）变压器按调压方式分：无载调压和有载调压两种。10kV配电变压器一般采用无载调压方式。（3）变压器按绕组形式分：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器等。用户供电系统大多采用双绕组变压器。变压器按绝缘及冷却方式分：油浸式、干式和充气式（SF6）等。3.3.3变压器联结组的选择10kV配电变压器有Yyn0和Dyn11两种常见联结组。由于Dyn11联结组变压器具有低压侧单相接地短路电流大，具有利于故障切除、承受单相不平衡负荷的负载能力强和高压侧三角形接线有利于抑制零序谐波电流注入电网等优点，从而在TN及TT系统接地形式的低压电网中得到越来越广泛的应用。由上面分析得出选择变压器的类型为：油浸式、无载调压、双绕组、Dyn11联结组。变压器台数的选择变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。《10kV及以下变电所设计规GB50053－94》中规定，当符合以下条件之一时，宜装设两台及两台以上的变压器：⑴有大量一级或二级负荷；⑵季节性负荷变化较大；⑶集中负荷容量较大。59 .结合实际情况，考虑到一、二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。3.3.4变压器容量的选择变压器的容量首先应保证在计算负荷S30下变压器能长期可靠运行。对有两台变压器的变电所，通常采用等容量的变压器，每台容量应同时满足以下两个条件：(1)满足总计算负荷70%的需要，即(2)满足全部一、二级负荷的需要，即≥59.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50%，负载率约为0.7，此时变压器效率较高。而在事故情况下，一台变压器承受总计算负荷时，只过载40%，可继续运行一段时间。在此时间，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。根据无功补偿后的计算负荷：=560kV·A，代入数据可得：__D_Dd__________ŨĝϨϨ=500kVA。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为S11系列油浸式变压器。型号：S11-500/10，其主要技术指标见表3-4表3-4变压器参数型号容量空载损耗负载损耗短路阻抗/%空载电流/%S11-500/10500675w5100w4.00.759河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验59河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验59河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验4短路电流计算4.1短路概述在电力系统运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。电力系统的状态有三种：正常运行状态、不正常运行状态、短路故障。在电气设计和运行中，不仅要考虑系统正常运行状态，而且要考虑它发生故障时的情况，最严重的故障是电路乃至系统发生短路。电力系统正常运行时，其相与相之间，中性点接地系统的中性线与相线之间，都是通过负荷或阻抗连接的。4.2短路计算的目的与方法4.2.1短路电流的目的（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。4.2.2短路计算方法计算方法采用标幺值法计算。进行计算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这种计算方法叫做标幺值法。标幺值的概念是：59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验式中基准值—是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量是没有单位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺59河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验59河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验59河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验4.3三相短路计算4.3.1短路点的确定变电所采用的是单母线分段接线，当没有故障发生时，两台变压器互为备用两台变压器分列运行，在供电线路的高压侧，接近变压器的短路点K1点和低压侧短路点K2，示意图如下：图4.1注：分别为高压侧K1点和低压侧K2点短路时，计算其电流。4.3.2高压电网三相短路计算：1.由资料知，进线取自距离宾馆3km和2.5km外的35kV变电站，用10kV电缆线路向本变电所供电，出口处短路容量为250MVA。设基准为去值为=100MVA，Uc1=10.5kV,Uc2=0.4kV而__√_^_/2.计算电路中各种重要的电抗标幺值（1）计算电路中短路时各个元件的电抗标幺值59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验（2）电缆线路电抗标幺值在近似计算中，查表的=0.08_59河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验59河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验（3）电力变压器：=（U%×/(100)）=(4×100×10)/(100×500)=8式中U%——电力变压器阻抗电压，从变压器产品说明书可查到；——电力变压器额定电压容量（kVA）3．K1点的短路电流总电抗标幺值及三相短路电流及短路容量：K1点短路（1）总电抗标幺值(K1点短路点)（2）三相电路电流周期分量的（3）三相短路次暂态电流有效值、三相短路稳态电流、短路冲击电流、短路冲击电流有效值1）三相短路次暂态电流有效值，是短路后第一个周期的短路电流周期分量的有效值。电力系统发生短路时，由于母线电压不变，所以短路电流周期分量的幅值和有效值在短路的全过程中也维持不变。2）三相短路稳态电流。短路电流非周期分量一般经过0.2s就衰减完毕。_^()^()_^()_D_Dd__________ࣙ3）短路冲击电流，短路后经过半个周期（0.01s）,短路电流瞬时值达到最大值，这一瞬时电流称为短路冲击电流。=2.55=2.55×8.89=22.7=1.51=1.51×8.89=13.4259 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验(4)三相短路容量59河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验4、求K2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流、短路容量K2点短路（1）总电抗标幺值（K2点短路）=0.4+0.29+8=8.619（2）三相电路电流周期分量的（3）三相短路次暂态电流有效值、三相短路稳态电流、短路冲击电流、短路冲击电流有效值。（4）三相短路容量（5）为变压器二次侧K2点的短路电流，折算到一次侧时，应除以变压器变比K。三相短路电流计算如下表4.1所示：59河南城建学院本科毕业设计（论文）短路电流计算59 河南城建学院本科毕业设计（论文）短路电流计算表4-1三相短路电流计算结果短路计算点总电抗标幺值短路电流/KAS三相短路容量/MVA高压侧K1点0.6198.898.898.8913.4222.67161.55低压侧K2点8.61916.7116.7116.7125.2342.611.659河南城建学院本科毕业设计（论文）短路电流计算59 河南城建学院本科毕业设计（论文）短路电流计算59河南城建学院本科毕业设计（论文）短路电流计算5高压侧设备的选择与校验5.1最大工作电流计算5.1.1变压器的功率损耗计算(1)变压器的有功功率损耗：（=0.675KW，=5.1KW，=500KW）又由于(2)变压器的有功功率损耗：(3)变压器的无功功率损耗：(5.1.2高压侧最大工作电流对于本单位而言，变电所高压侧的计算负荷即是宾馆的总计算负荷，因此，不需要采用需要系数逐级计算法和宾馆的需要系数法进行计算。于是高压侧的有功功率：无功功率为：视在功率为：59 河南城建学院本科毕业设计（论文）短路电流计算于是高压侧最大长期工作电流为：低压侧最大长期工作电流：59河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验5.2成套配电装置按照电气主接线的标准配置或用户的具体要求，将同一功能回路的开关电器、测量仪表、保护电气和辅助设备都组装在全封闭或半封闭的金属壳体，形成标准模块，由制造厂按主接线成套供应，各模块在现场装配而成的配电装置称为成套配电装置。成套配电屏装置分为低压配电屏（或开关柜）、高压开关柜和全封闭组合电器3类。按安装地点不同，又分为屋型和屋外型。低压配电屏只做成屋型；高压开关柜分屋和屋外。在本次设计中，采用低压配电屏和高压开关柜两种成套配电装置。分别将选型后的低压和高压设备组合安装。5.3电缆进线的选择与校验：59河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验(1)首先按最大持续工作电流选择：选用YJV-3×35(交联聚乙烯铜芯聚氯乙烯护套，标称截面为3×35的电缆。(2)动热稳定校验：1)允许电压降校验：对于供电距离较远、容量较大的电缆线路，应校验电压的损失，一般应满足D_Dd/km,r=0.25uF/km）59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验式中：U、cos/()__D_Dd___满足所需条件2)热稳定校验：电缆芯线一般系多股线构成，_()^__为而电缆的热稳定系数C查表的C=171，t=1.2s故选择YJV-3×35+1×16电缆。5.4母线的选择与校验5.4.1裸导体选择的具体技术条件（1）型式：载流导体一般采用铝质材料。对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部，或采用硬铝导体穿墙套管有困难时，以及对铝有较严重的腐蚀场所，可选用铜质材料的硬导体。回路正常工作电流在4000～8000A时，一般选用槽型导体。110KV及以上高压配电装置，一般采用软导线。（2）按长期发热允许电流选择导线截面S式中：——相应于某一母线布置方式和环境温度为+25℃时的导体长期允许载流量；——温度修正系数；——为导体在回路的长期持续工作电流（3）校验设备1）动稳定校验单条导体最大相间应力为：59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验式中：——单位长度导体上所受相间点动力（N/m）；L——导体支柱绝缘子间的跨距（m）；M——导体所受的最大弯矩（N），通常为多跨距、均匀荷载，取W——导体对垂直于作用力方向轴的截面系数导体最大相间应力应小于材料允许应力(硬铝70×Pa、硬铜140×Pa),即根据材料最大允许应力确定的满足动稳定要求的绝缘子最大允许跨距为：当矩形导体平方时，为避免导体因自身过分弯曲，所选跨距一般不超过1.5~2m。多条矩形导体构成的母线应力计算：同相母线由多条矩形导体导体组成时，母线最大机械应力由相间应力和同相间应力叠加而成，则母线满足动稳定的条件为：式中，条间应力为：式中：——为边条所受跨距，按两端固定的均匀荷载计算(N/m)；W——导体垂直于条间作用力的截面系数，与导体放置方式无关，——为条间衬垫跨距；——单位长度导体上所受条间作用力（N/m）2）热稳定校验：裸导体热稳定校验公式为：59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验式中：——根据热稳定决定的导体最小允许载截面（mm²）C——热稳定系数——短路电流的热效应(——集肤效应系数5.4.2高压侧母线的选择与校验(1）按发热条件选择高压母线截面选择高压母线截面时必须使其载流量大于计算电流。高压母线无功补偿后的电流计算由上面计算可知，根据计算电流，查表选择截面为的TMY型铜排在平放时的载流量为425A，在竖放时的载流量为422A，；它们均大于28.83A。于是选择高压母线型号为TMY-3×(50×4)符合。（2）校验设备校验条件：TMY母线材料的最大允许应力__D_Dd__________ĝðϨϨ_____由于10KV母线的短路电流=22.67kA；三相短路时所受的最大电动力：代入数据得:带入数据的：母线的弯曲力矩：母线的截面系数：母线在三相短路时的计算应力：可得:__^(()3）按热稳定性效验效验条件：查产品资料，得铜母线的，取0.75S，母线的截面：59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验允许的最小截面：从而，,该母线满足热稳定性要求。5.5断路器的选择与校验5.5.1断路器的选择额定电压选择：额定电流选择：按开断电流选择：按短路关合电流选择：参照表《10kV高压断路器技术数据》，初选LN-10-1250（户六氟化硫断路器）5.5.2动热稳定校验（1）热稳定校验，取后备保护时间为1.5s，固有分闸时间为0.05s，灭弧时间为0.04s具体而对于所选断路器而言：其中允许的发热功率远大于短路时所鱼的发热功率，（2）动稳定校验可知：所以符合动稳定条件。有上述可知：型号为LN-10-1250，具体参数如下表5-1：59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验表5-1断路器参数型号额定电压（kV）额定电流（A）额定开断电流（kA）极限通断电流（kA）热稳定电流固有分闸时间（s）合闸时间（s）峰值有效值3sLN-10-12501012502580250.06.0.065.6隔离开关的选择与校验5.6.1隔离开关选择额定电压的的选择：额定电流选择：由上述初步选择型号为GN6-10/600-52（户型）的隔离开关5.6.2动热稳定校验校验：(1)校验热稳定：可知额定发热条件大于短路时产生的(2)校验动稳定，而满足要求。故GN6-10/600-52满足要求，详细参数如表5-2：表5-2隔离开关参数型号额定电压（kA）额定电流（A）极限通断电流(kA)热稳定电流（kA）4s59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验GN6-10/600-521060052205.7电流互感器的选择与校验5.7.1电流互感器的选择电流互感器是一次电路与二次电路间的连接元件，用以分别向测量仪表和继电器的电压线圈与电流线圈供电。电流互感器的结构特点是：一次绕组匝数少，导体相当粗；而二次绕组匝数很多，导体较细。它接入电路的方式是：将一次绕组串联接入一次电路；而将二次绕组与仪表、继电器等的电流线圈串联，形成一个闭合回路，由于二次仪表、继电器等的电流线圈阻抗很小，所以电流互感器工作时二次回路接近短路状态。二次绕组的额定电流一般为5A。额定电压选择：额定电流选择：则有上述两条选择型号为：LFZJ1-105.7.2动热稳定校验：（1）热稳定校验：只对本身带有一次回路导体的电流互感器进行热稳定校验。电流互感器的热稳定能力按1s允许通过的热稳定或一次额定电流的倍数来表示，热稳定的校验式为：所以，依据公式对高压侧的电流互感器进行校验，如下：由于，符合热稳定要求；（2）动稳定校验：动稳定校验包括由同一相的电流相互作用产生的部电动力校验，以及不同相的电流相互作用产生的外部电动力校验。显然，多匝式一次绕组主要经手部电动力；单匝式一次绕组不存在部电动力，则点动力稳定性外部点动力决定。59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验式中：分别为电流互感器的动稳定电流计动稳定电流倍数，其中=130代入各数据。则,满足动稳定的条件所选电流互感器满足所需条件，具体参数如表5-3所示：表5-3电流互感器参数型号额定电流比（Ａ）级次组合准确度等级二次负荷1s热稳定动稳定准确度等级电流（kA）倍数电流（kA）倍数3LFZJ-10400／５1/331751305.8电压互感器的选择与校验，5.8.1电压互感器的选择电压互感器一次侧是并接在主接线高压侧，二次线圈与仪表和继电器电压线圈串联，一次侧匝数很多，阻抗很大，因而，它的接入对被测电路没有影响，二次线圈匝数少，阻抗小，而并接的仪表和继电器的线圈阻抗大，在正常运行时，电压互感器接近于空载运行。二次绕组的额定电压一般为100V。1．电压互感器的准确级和容量59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验电压互感器的准确级是指在规定的一次电压和二次负荷变化围，负荷功率因数为额定值时，电压误差最大值，由于电压互感器本身有励磁电流和阻抗，导致测量结果的大小和相位有误差，而电压互感器的误差与负荷有关，所以用一台电压互感器对于不同的准确级有不同的容量，通常额定容量是指对应于最高准确级的容量。2．按一次回路电压选择为了保证电压互感器安全和在规定的准确级下运行，电压互感器一次绕组所接电网电压应在（1.1-0.9）Ue围变动，即应满足：3．二次回路电压选择电压互感器的二次侧额定电压应满足保护和测量使用标准仪表的要求4、按容量的选择互感器的额定二次容量（对应于所要求的准确级），应不小于互感器的二次负荷，即：、—仪表的有功功率和无功功率电压互感器的类型及接线按相数分单相、三相三芯和三相五芯柱式；按线圈数来分有双线圈和三线圈；实际中广泛应用三相三线五柱式（Y－Y）。而对于较为精确的需要单相，可以采用单相电压互感器组或两个单相电压互感器接成不完全三角形（也成V-V接线），而不宜采用三相式电压互感器，因为，三相式电压互感器当二次侧负荷不低尘世，特别是单相接地时三相磁路不对称，将增大误差。所以对于测量回路，选用JDJ-10(单相)；对于其他回路选用JSJW-10（三相）型电压互感器。具体参数如表5-4所示：表5-4电压互感器参数型号额定电压（kV）二次绕组额定容量（V.A）最大容量（V.A）0.51359 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验一次绕组二次绕组辅助绕组JDJ-10100.180150320640JSJW-10100.10.1/3120200480960注：J-电压互感器（第一个字母）；油浸式（第三字母），接地保护用（第四字母）；Y-电压互感器；D-单相；S-三相；W-五柱三绕组（第四字母）；Z-环氧浇注绝缘。5.9高压熔断器的选择与校验5.9.1高压熔断器的选择（1）额定电压选择对于一般的高压熔断器，其额定电压必须大于或等于电网的额定电压，但是充填石英砂有限流作用的熔断器，则不宜使用在地狱熔断器额定电压的电网中。着是因为限流是熔断器灭弧能力很强，熔体熔断时因截流而产生过电压，一般在的电网中，过电压倍数2~2.5倍，不会超过电网中电气设备的绝缘水平；但如在电网中，因熔体较大，过电压值可达3.5~4倍相电压，可能损害电网中的电气设备。所以=10kV（2）额定电流选择1）熔断器的额定电流选择，包括熔断器熔管的额定电流和熔体的额定电流的选择。熔管额定电流的选择。为了保证熔断器壳不致损坏，高压熔断器的熔管额定电流应大于或等于熔体的额定电流，则有2）熔体额定电流选择。为了防止在通过白雅琪励磁涌流和保护围以外的短路及电动机自启动等冲击电流时误动作，保护35kV及以下电力变压器的高压熔断器，其熔体的额定电流应根据电力变压器回路最大工作电流按下式选择59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验式中：K为可靠系数，电动机的自启动时K=1.1~1.3,考虑自启动K=1.5~2.0。当系统电压升高或波形畸变引起回路电流涌流时，保护电力变压器的高压熔断器的熔体不应熔断，其熔体的额定电流应根据电容器的回路的额定电流按下式选择式中：K为可靠系数，对限流式高压熔断器当一台电力变压器时K=1.5~2.0，当一组电力电容器时K=1.31.8。可取K=1.5，由于=33.2A，则=K=1.5×33.2=49.8A可初选型号为RN1-10/60-200.5.9.2动热稳定校验（1）开短电流校验校验式为符合校验条件。（2）动作选择条件熔断器的开断电流t<0.5s，符合T=1s>t59河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验参数表5-5：熔断器参数型号额定电压（kV）额定电流（A）最大开断电流（有效值，kA）最小开断电流（额定电流倍数）质量(kg)熔体管质量（kg)RN1-610200122．3211159 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验5.10带电显示器选择额定电压选择：,则额定电流选择：,则则选用DXN-Q,电压选用10kV型。5.11开关柜的选择与校验（1）我国目前生产3~35kV高压开关柜，分为固定式和手车式两类。包括手车室、继电器以表示、母线室。出线室、等。（2）高压开关柜的选择为保证高压开关柜中高压电器元件在正常运行、检修、短路和过电压情况下的安全，高压开关柜应按下列条件选择：按短路条件包括短时耐受电流、峰值耐受电流、额定短路关合和开断电流等选择；额定电压选择：额定电流选择：按开断电流选择：按短路关合电流选择：根据以上情况，初步选ZS1型铠装式金属封闭开关设备（开关柜），固定式。59 河南城建学院本科毕业设计（论文）高压侧设备的选择与校验59河南城建学院本科毕业设计（论文）变压器整定计算6低压侧设备的选择由于根据《低压一次设备的选择效验项目和条件》进行的低压一次侧设备选择，一般对低压熔断器、低压开关、低压断路器可以不进行效验，所以本次仅校验低压电流互感器、低压母线和低压断路器。而根据高压设备的选择方法，初选低压设备的型号如下：低压断路器：DW18-1000低压刀开关：KD13-1500/30低压熔断器：RTO-1200电流互感器：LMZJ1-0.38-200/5低压母线型号：TMY-3×(80×10)+1×(60×6)低压导线：GZRYJV-4^消防部分导线：BZIT4H16等开关柜：MNS型6.1低压侧母线的动热稳定校验（1按发热条件选择低压母线截面的效验根据计算电流，选择截面为800的TMY型铜排，在平放时的载流量为1295A，在竖放时的载流量为1225A，均大于497.84A.于是选择低压母线型号为TMY-3×(80×10)+1×(60×6)满足要求。（2）动稳定校验相间距a=0.25m,L=1.2m冲击电流=42.6kA单位长度上的相间电动力:按弯矩59 河南城建学院本科毕业设计（论文）变压器整定计算可得：满足动稳定要求(3)热稳定性效验59河南城建学院本科毕业设计（论文）低压设备的选择与校验查产品资料，得铜母线的，取0.75S，母线的截面：允许的最小截面：从而，,该母线满足热稳定性要求。6.2低压断路器的校验6.2.1低压断路器选择方式低压侧最大长期负荷电流：其中：长延时型：小于10秒，用作过载保护；短延时型：0.10.4s,用做短路、过载保护；瞬时型：0.02s,用作短路保护，在主保护和带插座处需为4极。额定电压选择：额定电流选择：额定极限短路分断选择：脱扣器的整定电流按开断电流选择：按短路关合电流选择：脱扣器瞬时动作电流：由上述条件初选DW18-1000型6.2.2校验的容（1）短路通断能力和短时耐受能力校验低压断路器的额定电压短路分断能力和额定短路接通能力不低于其安装位置上的预期短路电流。当动作时间大于0.02s时，可不考虑短路电流的分周期分量，即把短路电流周期分量有效值作为最大短路电流；当动作时间小于0.02s59 河南城建学院本科毕业设计（论文）低压设备的选择与校验时，应考虑非周期分量，即把短路电流第一周期的全电流作为最大短路电流。其中短路额定运行分断电流为65kA,大于_^_D_Dd__（2）灵敏系数的校验所选定的断路器还应该按短路电流进行灵敏度校验，灵敏系数即线路最小短路电流（一般取电动机接线端或配电线路末端的两相或单相短路电流)和断路器瞬时或延时脱扣器整定电流之比。两相短路时的灵敏系数应不小于2，单相短路时的灵敏系数对于DZ型断路器可取1.5，对于其他型断路器可取2。如果经校验灵敏系数达不到上述要求，除调整整定电流外，也可利用延时脱扣器作为后备保护。由上文可知灵敏系数为S=14.47kA/1047>2参数如下表5-6所示：表5-6低压断路器参数额定电流（A）1250型号（A）AT12最大额定电流1250零极额定电流（A）1250级数4过电流保护器额定电流（A）320/630/1250额定绝缘电压（VAC）1000额定交流分断（kA）/接通能力(峰值，kA)有瞬时脱扣50/105额定短时耐受电压（kV）8总分断时间（s）0.05最大闭合时间（s）0.06额定短时耐受电流（kA）1s503s4559 河南城建学院本科毕业设计（论文）低压设备的选择与校验59河南城建学院本科毕业设计（论文）变压器整定计算7变压器整定计算7.1两相短路电流计算由上述计算可知：1.当K1点短路时，_^()_^()当两相短路时，2.当K2点短路时，二相的短路电流为变压器二次侧K2点短路电流，折算到一次侧，应除以变压器的变比K=25，7.2变压器的二次部分整定计算已知变压器容量_(__)/7.2.1速断保护的整定计算（1）启动电流整定计算公式如下：式中--电流继电器速断保护动作电流（A）；--保护装置可靠系数，取--接线系数，取=1；--电流互感器变比，=75/5=15；59 河南城建学院本科毕业设计（论文）变压器整定计算--线路末端最大短路电流，即三相金属性短路电流稳定性（A）取而对电力变压器末端供配电电力变压器的速断保护，一般取为电力变压器一次侧额定电流的2-3倍，则整定保护动作电流整定为5A；（2）动作时限动作时限为0s；（3）灵敏度校验：从而_^_^_7.2.2限时电流速断整定计算：（1）启动电流的整定在实际中，当计算的保护围末端短路时，就会出现保护一的电流速断已不能动作，而保护而的限时电流速断仍然会启动的情况。为了避免这种情况的发生，就不能采用两个相等的整定方法，而必须采用动作时限的选择。从以上分析中已经得出，限时速断的动作时限59 河南城建学院本科毕业设计（论文）变压器整定计算为了能够保护本线路的全长，限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路时，具有总够的反应能力，即采用线路两相发生短路时短路电流的故障参数的计算值。设此电流为，则灵敏系数（通常大于1.3~1.5）为校验式为：灵敏系数符合要求。7.2.3定时限过电流保护：（1）过电流保护有两种：一种是保护启动后出口动作时间是固定值的整定时间，称为定时限过电流保护；另一种是出口动作电流与过电流的倍数相关，电流越大，出口动作越快，称为反时限过电流保护。过电流保护步进保护本段线路的全长，而且也可保证相邻线路的全长，可以起远后备保护的作用。计算变压器过电流保护的整定值式中：——继电保护动作电流整定值（A）；——保护装置的可靠系数，DL型电流继电器，=1.2~1.3，一般取1.2；GL型继电器，=1.3~1.5,一般取1.3；——接线系数，对两相两个继电器接线、三相三继电器接线，即相电流接线时，_√________________；——继电器的返回电流，电流继电器开始释放的最大值（A）；——继电器返回系数——继电器启动电流，电流继电器开始吸合的最小电流（A），DL型电流继电器的一般要求在0.85至0.95之间，若返回系数<0.85,说明继电器的传动部分有油污，应清洗加油，以减少摩擦阻力锯；如果清洗加油后，仍达不到0.85以上，应考虑更换电流继电器；——电压互感器变比；59 河南城建学院本科毕业设计（论文）变压器整定计算——线路最大负荷电流（本次整定是保护终端变压器的），则取电力变压器的一次额定电流，即取（2）过电流动作保护时限式中——动作时限级差，定时限为0.5s，有限反时限为0.7s；——上一级系统，保护动作时限（s）；——本系统保护整定动作时限（s）。（3）灵敏度校验变压器过电流保护的灵敏度按变压器低压侧母线在系统中最小运行方式时，发生两相短路（换算到一次侧“高压”的电流值）来校验，其灵敏度也与线路过流保护要求相同，即式中——继电保护的灵敏系数；——继电保护装置所保护的区域，在电力系统为最小运行方式下时的最小短路电流。该数值对于变压器，则按变压器低压侧母线在系统最小运行方式下时，发生两相短路，换算到一次高压侧的电流值（A）；——保护装置一次动作电流（A）。灵敏度符合要求。59河南城建学院本科毕业设计（论文）总结59 河南城建学院本科毕业设计（论文）总结59河南城建学院本科毕业设计（论文）变压器整定计算8变电所防雷保护8.1雷电的防护8.1.1雷电的危害雷电所引起的大电压将会对电气设备和变电所的建筑物产生严重危害，因此，在变电所和高压输电线路中必须采取有效措施，以保证电气设备安全。雷电的破坏作用主要是雷电波过电压引起的，主要表现在以下几个方面：1)雷电的热效应：雷电流产生的热量，可能烧断导线和烧毁电力设备；2)雷电的机械效应：雷电流产生的电动力，可摧毁设备、杆塔、建筑物和伤害人；3)雷电的电磁效应：雷电过电压将会使电气绝缘被击穿，甚至引起火灾和燃烧，造成人身伤亡和设备损坏。4)另外雷电的闪络放电，可能烧坏绝缘子，使断路器跳闸，造成停电事故。8.1.2防雷设计的基本经验在作防雷设计前，应到当地气象部门了解最新的当地年平均雷暴日数和年平均雷暴次数，以便确定计算标准。根据开关场布置形式，确定避雷针的支数、高度。充分利用进线终端杆的高度，设计安装避雷针。避雷针与主变压器应尽量保持15~20m的距离，避免对主变压器的逆闪络和逆变电压。应充分考虑跨步电压的危险，建议避雷针到主控制室的距离不小于10m，独立避雷针距道路应在3m以上。接地电阻必须符合各种规程、规的要求。在设计标准时和设备选型应留有适当的裕度。8.2变配电所的防雷保护59 河南城建学院本科毕业设计（论文）变压器整定计算包括对直击雷的保护和对沿电力线路入侵的雷电侵入波保护。实际运行表明，对于变配电所防直击雷的保护避雷针和避雷器是很有效的，雷电波入侵则必须装设阀型避雷器保护，防雷保护涉及应认真调查地质地貌气象环境等条件和雷电的活动规律，以及被保护物的特点等，因地制宜地采取防雷保护措施，做到安全可靠、技术先进、经济合理等。防止雷电直击的主要电气设备是避雷针，避雷针由接闪器和引下线、接地装置等构成。避雷针的位置确定，是变电所防雷设计的关键步骤。首先应根据变电所电气设备的总平面布置图确定，避雷针的初步选定安装位置与设备的电气距离应符合各种规程围的要求，初步确定避雷针的安装位置后再根据下列公式进行，校验是否在保护围之。8.2.1避雷针保护围的确定分为单根、两根或三根等形式的避雷针，保护围如下：（1）单根避雷针的保护围应按下列公式确定：当式中——被保护物高度,mH——避雷针的高度，m——侧保护围的宽度，m√(/)_________________________(2)两支等高避雷针保护围确定方法：两针外侧的保护围应按单支避雷针的计算方法确定，两针间的保护最低点高度应按下式计算：式中—两针间保护最低点的高度—两避雷针间的距离两针间在水平面上的保护围的一侧的最小宽度按下式计算：当当式中—保护围的一侧最小宽度求出后就可以确定两针间的保护围。(3)三支等高避雷针所形成的外侧保护围59 河南城建学院本科毕业设计（论文）变压器整定计算分别按两支等高避雷针的计算方法确定；如果在三针侧各相邻避雷针间保护围的一侧最小宽度≥0，则全面积即受到保护，。而四支以上等高避雷针所形成的四角形或多边形，可先将其分成两个或多个三角形，然后按三支等高的避雷针的方法计算确定保护围。8.3防雷设备的选择8.3.1宾馆顶楼及进线段的防护（1）根据防雷及过电压保护规，为防止直接雷击，在楼顶四周设置四支高度为30m钢构架避雷针，保护所在区建筑、构架和设备。每支避雷针设置单独接地装置，其冲击电阻小于等于10。而对变电所进线段的保护，主要是在于限制的雷电流幅值和侵入波的陡度。所以，为防止雷电侵入波损坏设备，设计采用在10KV母线处装设避雷器。10kV母线及进线上，FS7-10型配电用阀式避雷器。具体参数如表8-1（2）变压器校验1）对于本体和支柱瓷瓶的绝缘电阻，使用2500v的摇表及其他专门的设备进行校验。2）5%直流1mA电压下的泄漏电流，不大于50uA；3）工频1mA的参考电压；4）持续运行电压下的全电流有效值和阻性电流的峰值校验5）雷击计数器校验表8-1避雷器参数型号系统标称电压避雷器额定电压波前冲击放电的波前陡度（kV/us）工频放电电压（有效值kV）1.2/50us冲击放电电压（峰值，kV）波前冲击电压峰值(kV)8/20us,5kA标称电流下残压（峰值，kV）有效值（kV）不大于不大于不大于不大于不大于FS7-101012.710626315062.55059 河南城建学院本科毕业设计（论文）变压器整定计算59河南城建学院本科毕业设计（论文）变压器整定计算总结本次设计把我们所学专业的理论与实际紧密的连接了起来，学习并掌握了传统的设计手段，着重培养了自己对电力系统的基本设计能力及三年来所学专业知识的综合应用能力；培养了独立分析和解决问题的能力，提高了工作能力和工程设计的基本技能，对我的专业知识有了一个新的提高。在设计中我们依据现有的降压变电站的接线形式作为参考资料，通过理论与实际相联系确定出最优方案，本次设计的10KV降压变电站接线形式从目前来看是比较可靠、经济的，而且是变电站通常采用的一种接线形式。电气设备的选择依据所学知识理论原理为依据，通过短路计算，结合现有电厂运行设备进行选择的，并进行设备校验。最后运用继电保护和高电压技术等方面的理论，进行了变压器保护整定计算及变电站防雷接地计算，具有一定的科学性、适用性。59河南城建学院本科毕业设计（论文）参考文献59 河南城建学院本科毕业设计（论文）参考文献59河南城建学院本科毕业设计（论文）参考文献参考文献[1]介才编著．《工厂供电》，第4版，机械工业，2005.[2]孟宪章罗晓梅编著.《10/0.4kV变配电实用技术》机械工业，2007.[3]华峰编著．《实用供配电技术手册》，第1版，中国水利水电，2002.[4]王子午编著．《常用供配电设备选型手册》，第一版，煤炭工业，1998.[5]徐泽植编著．《10kV及以下供配电设计与安装图集》，第一版，煤炭工业，2002.[6]康编著．《工厂常用电气设备手册下册补充本》，第一版，中国电力，2003.[7]德福编著．《建筑工程常用材料设备产品大全》，第一版，中国建筑工业，1992.[8]昌编著．《工业与民用配电设计手册第二版》，第一版，中国电力，1994.[9]正明编著．《现代建筑电气设计实用指南》，第一版，中国水利水电，2000.[10]AtaElahi.NetworkCommunicationsTechnology(英文影印版)，：科学，2002.[11]HadiSaadat.PowerSystemAnylysis.MaGraw—Hill.1999.[12]熊信银编著，《发电厂电气部分》，（第四版），中国电力，2007[13]雷振山编著．《中小型变电所实用设计手册》，第1版，中国水利水电，2000[14]保会编著，《电力系统继电保护》，第二版，中国电力，2010[15]A.T.Johns,S.K.Salman.DigitalProtectionforPowerSystem.PeterPeregrinusLtd.OnbehalfofTheinstituteofElectricalEngineers.199559河南城建学院本科毕业设计（论文）致谢59 河南城建学院本科毕业设计（论文）致谢致在我的毕业论文即将完成之际，我要感我的论文指导教师海昌师和曾经教过我的各位老师，可以这样说，没有这些老师的辛勤教悔，就没有今天毕业设计的顺利完成。在我的论文的整个设计过程中，老师给我了我很大的帮助，每当我的论文无法进行遇到困难时，老师总会为我提供各种宝贵的意见，使得我的论文得以顺利进行，并按时间完成，在此我也要向电气与信息工程学院的所有老师特别是老师诚挚的说一声“您的指导！”。光阴似箭，四年的大学生活即将结束了，在这里向四年来培养我、教育我的电气与信息工程学院的各位老师致以深深的意和诚挚的祝福。本篇论文经过多次的修改，补充，增删，现已成稿。但由于本人水平有限，难免会有错误和遗漏，恳请位批阅老师批评和指正。59 河南城建学院本科毕业设计（论文）附录附录附录A10kV主接线图59 河南城建学院本科毕业设计（论文）附录59 河南城建学院本科毕业设计（论文）附录附录B低压配电系统图（1#变压器）附录C59 河南城建学院本科毕业设计（论文）附录低压配电系统图（2#变压器）59'