35KV变电所一次系统设计.docx

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1、1 前言毕业设计背景随着工业自动化的进一步地进一步，工业生产过程自动化的规定，合理、经济和运营可靠的供 配电设计已成为工业生产和电力系统的一个重要课题。工厂供电,就是指工厂所需电能的供应 和分派，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的重要能源和动力。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供应用；电能的输送和分派既简朴经 济，又便于控制、调节和测量，有助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。1.1 毕业设计意义在工厂里，电能虽然是工业生产的重要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小 （除电化工业外）。电能在工

2、业生产中的重要性，并不在于它在产品成本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可以大大增长产量,提高产品质量，提高劳动生 产率，减少生产成本,减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件,有助于实现生产过程自动 化。从另一方面来说，假如工厂的电能供应忽然中断,则对工业生产也许导致严重的后果。其 中涉及严重的经济损失和人的生命财产安全。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，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，而能源节约对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，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。1.2

3、 设计重要内容本设计重要从大体的35k V变电所一次系统设计出发，对35 k V变电所各个车间进行简朴的设 计和计算。一方面，对已知的设计原始资料进行分析和舍取，可以大约地了解变电所的设计规 定。接着，对变电所各个车间变电所以及各组设备的负荷进行计算，记录总负荷和功率因数 以及电力系统的损耗。同时，根据计算负荷选择总降压变电所的主变压器的台数和容量。根据 设计资料拟定电源进线和电力来源，进一步可以大体拟定供电系统图。再对其进行短路计算, 选择高压开关柜及相应的校验。选择高压进、出线路以及设立需要的继电保护。 补偿容量 Q =49 4.55X t a n (a r ccos 0 . 7 13)

4、tan(arcc o s 0 . 9 ) =24 6.8 3 k v ar初选BSMJ 0.4-25 3型自愈式并联电容器,每组容量q=25 k varn= Q / q =2 4 6. 8 3kva r/25kvar=l 0 组补偿后 A 点：P =49 4,55k w Q =236. 05k v ar S =5 4 8kV? A由于 S =5 48 kV?A,所以变压器应选 S -630 / 10 Dy n 11 即 S = 6 3 0 k V? A所以变压器的损耗 P =1. 3kw AP = 5.8kw I %=3. 0 U %=4. 5P =AP +AP (S / S ) =1. 3

5、4-5.8(548/6 3 0) =5. 6 9kwQ = S I %/100+ U %/ 1 00 (S / S )= 6 3 0 3. 0 / 1 0 0 +4. 5/ 1 00 (54 8 / 6 30) =40. 3 5 kvarP = P +AP = ( 4 9 4. 5 5+ 5.69)kw=50 0 . 24 k wQ = Q + Q =(236. 0 5 +4 0 . 35) kvar=276. 4kv a rS = = =571. 5 2kV?AI = S / U =571. 52kV? A/l 0 =3 3 Acos二 P / S =500. 24kw/571. 52kV?

6、 A=0. 87 5同理可得其他各点的负荷情况见表3 -4和表3-5、图3 -2o图3-2系统草图表3-4其他各点的负荷情况W / k wQ/ kvarS / kV?Acos347. 49ol8 1 . 88392. 210。. 886 22.6 4B4 50 0. 2 4276. 4571. 52。8753 3B 5256. 8。1 39. 4 3292。. 210。. 87916. 87B6（24 1 . 141 3 1.74274. 780. 87。81 5. 86B7406. 82 5 6.34 12 0 . 77。0.884 6.97B8 22 5 128. 25。2 5 8.6 2

7、 87。1 4.93B9 480 2 3 0. 4 533. 3 3 0. 9。30. 79B 1 0/25。263.550o 0 O. 85。2 8. 87Bll 70 52.587 0. 8 5 5。. 0 5Cl =C2o3 50 6. 5 4。1921.66。3 998. 5 7。0 . 87 7 230。. 86表3-5无功补偿后工厂的计算负荷 项目 cos计算负荷 P / kw Q / kvarS / kV?AI /AlOk V 侧补偿前负荷 00. 868 7 03 3.034027. 9o 3.8 104.8467 . 94 10翻侧补偿后负荷0.9。5。7033.03 23

8、1 5.93 7 4 04. 5 3 4 2 7. 5 1 主变压器功率损耗35% 7 8384。35kV侧负荷总计。2303. 3 275 4 3.751 24. 444总降压变电所主变压器的选择4. 1主变压器的台数选择及其原理4. 1.1变压器台数选择的原理1）变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运营等条件综合考虑拟定。当符合下列 条件之一时,宜装设两台及以上变压器：（1）有大量一级或二级负荷在变压器出现故障或检修时，多台变压器可保证一、二级负荷的 供电可靠性。当仅有少最二级负荷时,也可装设一台变压器，但变电所低压侧必须有足够容量 的联络电源作为备用。(2)季节性负荷容量较大 根

9、据实际负荷的大小，相应投入变压器的台数，可做到经济运营、 节约电能。(3)集中负荷容量较大虽为三级负荷，但一台变压器的供电容最不够，这时也应装设两台 及以上变压器。当备用电源容量限制时,宜将重要负荷集中并且与非重要负荷分别由不同的变压器供电，以方 便备用电源的切换。2)在一般情况下，动力与照明宜共用变压器，以减少投资。但属下列情况之一时，可设专用变 压器：(1)当照明负荷容量较大,或动力和照明采用共用变压器供电会影响照明质量及灯泡寿命 时，可设专用变压器。(2)单台单相负荷容量较大时，宜设单相变压器。(3)冲击性负荷(如短路实验设备、大型电焊设备等)较大,严重影响供电系统的电压质 量，可设冲击

10、负荷专用变压器。4. 1.2 变压器台数的选择由第2章的设计原始资料可以知道，该厂整个工厂都属于二级负荷。因此，可以初选两台变 压器。一台变压器作为工作电源，另一台作为备用电源。4. 2 主变压器的容量和型号选择2. 1变压器容量的选择原理1)变压器的容量SN? T 一方面应保证在计算负荷Sc下变压器能长期可靠运营。对仅有一台变压器运营的变电所,变压器容量应满足下列条件：SN?TSc考虑到节能和留有余量，变压器的负荷率一般取70%8 5%。时有两台变压器运营的变电所，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7 0%的需要，即SN?T0.7Sc;(2)满足所

11、有一、二级负荷Sc(I+I I)的需要，即SN?T 2Sc (I+I I )o 当选用不同容量的两台变压器运营时，每台容量可按下列条件选择：SN?T1+ SN?T2ScSN?T12Sc ( I +11); SN?T2S c ( I +11)2)变压器的容量应满足大型电动机及其他冲击负荷的起动规定。大型电动机及其他冲击负荷的起动时,会导致变压器母线电压卜.降，而下降幅度则与变压器的 容量及设备起动方式有关。一般规定电动机非频繁起动时母线电压不宜低于额定电压的85%, 这就规定变压器容量应与起动设备容量及其起动方式相配合。4. 2. 2 变压器型号和容量的选择1)选择变压器型式考虑到变压器在厂房建

12、筑物内，故选用低损耗的SZ7型35/1 OkV三相干式双绕组电力变压 器。变压器采用有载调压方式，分接头5%,联接组别Ydn 1 1 ,带风机冷却并配置温控仪自 动控制。2)选择变压器的容量根据无功补偿后的计算负荷以及上面容量选择的原则可.以拟定变压器容量为SN? T20.7 Sc=0. 7X7 381. 6 4 kV?A=5 1 67. 1 5kV?A,且 SN? T2Sc (I+I I ) = =35 0 6. 5 4 kV?A因此初选变压器容量为63 0 0 kV? A,即选变压器为SZ 7 6 300/3 5 k Vo5拟定供电系统5. 1拟定电源进线电压及电力来源由第2章中的设计原始

13、资料可知，电业局从本地区某电力系统变电所的35KV母线上，引出两 回线，采用双回架空线路向工厂供电，其中一回作为工作电源，另一回作为备用电源,未经电力 系统调度批准，两回电源不能并列影响，该变电所在工厂的东北方向，距工厂8km。5. 2拟定全厂供电系统图通过以上的负荷计算和各种电器设备的选择以及变压器的型号和进线电压的拟定，整个工厂 的供电系统已初步形成。可以大体画出全厂供电系统图如图5-1所示。示意图的简要说明：由东北方向8km处引入35 k V的电源。通过总降压变电所的变压器SZ7- 6 3 0 0 / 3 5k V降为1 Ok V,再通过电缆进线到各个车间变电所供电。尚有的备 用线路，出

14、现故障时可以不久的恢复供电，可以防止工厂内大面积的停电。同时设立了各种 避雷等保护装置。具体内容会在后面几章里会具体讲到。图5-1工厂总降压变电所供电系统示意图短路电流计算6. 1计算短路电流的目的短路的因素及其危害导致短路的重要因素是电气设备载流部分的绝缘损坏，另方面是人员误操作、鸟兽危害等。 电气设备载流部分的绝缘损坏也许是由于设备长期运营绝缘自然老化，或由于设备自身绝缘 缺陷而被工频电压击穿，或设备绝缘正常而被过电压击穿（涉及雷击过电压）击穿，或者是设 备绝缘受到外力损伤而导致短路。在供电系统发生短路故障后，短路电流往往要比正常负荷电流大许多倍,有时可高达几十万安 培。当它通过电气设备时

15、，温度急剧上升，会使绝缘老化或损坏；同时产生的电动力会使设备 载流部分变形或损坏。短路会使系统电压骤降，影响系统其他设备的正常运营；严重的短路 会影响系统的稳定性；短路还会导致停电;不对称的短路电流会产生较强的不平衡交变磁场, 对通信和电子设备等产生电磁干扰等。6. 1 . 2计算短路电流的目的进行短路计算的目的是对的选择校验电气设备及保护装置。三相短路是危害最严重的短路形 式,因此，三相短路电流是选择和校验电气和导体的基本依据。在校验继电保护装置的灵敏度 时，还需计算不对称短路的短路电流值。当然在校验电器和导体的动、热稳定期，还要用到短 路冲击电流、稳态短路电流等。6. 2短路电流计算6.

16、2.1 计算方法进行短路电流计算，一方面要绘制计算电路图。在计算电路图上,将短路计算所考虑的各元件 的额定参数都表达出来，并将各元件依次编号，然后拟定短路计算点。短路计算点要选择的使需要进行短路校验的电气元件有最大也许的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘 出等效电路图,并计算电路中各重要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流 所流经的一些重要元件表达出来,并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供 电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，并且短路电路也比较简朴，因此一般只 需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简,求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容 量

17、。短路电流计算的方法一般有两种，一种是标幺值法，另一种是有名值法。6. 2. 2计算环节(注：本设计采用标幺制法进行短路计算)1)在最小运营方式下：(1)拟定基准值取 S = 1 OOMV?A,U =36. 75kV, U =10. 5 k V而 I = S / U = 1 00MV?A/ ( X36. 75 k V) = 1. 5 7 IkAI =S / U = 1 OOM V?A/ ( X 1 0. 5 kV) =5. 4 9 9 kA计算短路电路中各重要元件的电抗标幺值电力系统(S =1 7 5MV?A)X * =S / S = 100MV? A/17 5MV?A=0.571电力电缆线路

18、(X0 = 0.4 Q /km)X 火二=0. 4Q/kmX8kmX = 0.23 7电力变压器(UK% = 7.5)X * = = = 1 . 19绘制等效电路如图6-1,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67最小运营方式时的等效电路图(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总电抗标幺值三相短路电流周期分量有效值I = I / X* =1. 571kA/0.80 8= 1.94 4 kA 其他三相短路电流I = I = 1 = 1.944 k Ai = 2.55X1. 944kA=4. 9 5 7 kAI =1. 51 X1.944KA=2.9

19、3 5 kA三相短路容量S = S / X* = 1 OOMV? A /0. 808= 1 23.76 2MV ? 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总电抗标幺值X* = X *+X *+X * =0.8 0 8+0. 2 3 7+1. 19=2.235三相短路电流周期分量有效值I = I / X* =5. 4 9 9 kA/2. 2 3 5=2. 46 k A 其他三相短路电流1 = 1= I =2. 4 6 k Ai = 2.55X2. 46kA =6. 273 kA 1=1. 5 1 X2. 46kA=3. 7 15kA 三相短路容量S = s / X* =

20、1 OOMV? A / 2. 2 35= 44 . 7 43MV?A2)在最大运营方式下：(1可以定基准值S =10 0 Mr?A, U =3 6 . 75kV, U =10. 5kV而 I = S / U = 100MV?A/( X36. 75kV) = 1. 571 kAI =S / U = 10 OMV? A/( XI 0.5kV)=5. 499 k A(2)计算短路电路中各重要元件的电抗标幺值电力系统(S = 200MV?A)X *= 100MV?A /2 0 0 MV?A =0.5电力电缆线路(X0 = 0.4Q/km)X * = =0. 4Q /kmX8kmX = 0. 237电力

21、变压器(UK % = 7. 5)X * = = =1. 19绘制等效电路如图62,图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。(3)求kT点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值X* = Xl* + X2*=0. 5+0.2 3 7=0. 737三相短路电流周期分量有效值1=1/ X* =1. 571kA/0. 737=2. 132 kA图6- 2最大运营方式时的等效电路图其他三相短路电流1 = 1 = I =2. 1 32kAi =2. 5 5X 2. 132 kA=5.43 7 kAI =1. 5 1X2. 1 32 KA=3. 2 1 9kA三相短路容量S =

22、S / X* =10 0 MV?A/ 0 . 7 37= 1 35. 68 5MV?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总电抗标幺值X* = X *+X *+X * /X *= 0 . 737+0.23 7+ 1 . 19/2=1.56 9三相短路电流周期分量有效值I = I / X* =5. 49 9 kA/1. 569=3. 35 3 kA其他三相短路电流I = I =1 =3. 3 5 3 kAi =2. 5 5 X3. 3 53kA=8. 55kAI =1.5 1 X 3. 3 53kA=5. 063kA三相短路容最S = S / X* =100 MV?A

23、/I. 569= 6 3. 7 3 5MV? A3）短路电流计算结果：（1）最小运营方式见表61：表6-1三相短路电流计算结果表（最小运营方式） 短路计算点。总的电抗标幺值三相短路电流/ kA（）三相短路容量/MV?AX*IIIIS k-l 点 0.8081.9441. 9 44 1.944 4.957。2. 935 12 3 . 7622点。2.23 5 2.462.4 62.4 6。6. 2 73 3. 7 15 44. 74 3（2）最大运营方式见表6-2:表6-2三相短路电流计算结果表（最大运营方式）短路计算点 总的电抗标幺值 三相短路电流/kA。三相短路容量/ MV?AX*IIIS

24、k-l 点 0.737 2. 132。2. 132。2. 132。5.437 3.21943 5.685k- 2 点 3. 353。1.56及3. 3533. 3538. 555. 063 63. 7 3 57 高压设备选择高压设备选择的原则高压设备选择的一般规定必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作规定，同时 设备应当工作安全可靠，运营方便，投资经济合理。一般需要遵循以下原则：a.按正常工作 条件选择额定电压和额定电流;b.按短路情况来校验电器设备的动稳定和热稳定;c.安装置地 点的三相短路容量来校验高压断路器的遮断容量。7. 1. 1高压开关柜的选择原则高压开关柜的选择应满足变电

25、所一次电路图的规定，并各方案经济比较优先选出开关柜型号 及一次结线方案编号，同时拟定其中包含的所有一次设备的型号规格。比如断路器、熔断器、 电流互感器、电压互感器、所用变压器及自动开关等。7. 1.2 短路校验的原则对于相应高压开关柜内的设备进行短路校验,重要有断路器的额定电压、额定电流、额 定断流容量、额定开断电流以及相应的额定动、热稳定电流校验。7.2各部分高压开关柜的型号选择由于总降压变电所的变压器出线为10 kV,则可选用较为经济的固定式高压开关柜。7.2. 1 10kV进线柜的选择由供电系统图和总负荷计算电流I =42 7. 51A,及JYN 2-1 0型开关柜的一次线路方案 及柜内

26、重要电器设备的相关数据可知，可选取额定电流为6 3 0 A的J Y N2T 0 - 0 1方案编 号。柜内由一个SN10-10I/63 0型少油断路器、一个CD 14/10型电磁操动机构和两个LZ ZB6-10型电流互感器组成。一次线路方案见系统供电图。车间变电所出线开关柜的选择各个车间的计算电流有所不同，下面仅举一例说明选择的方法。对于1号变电所，其计算电本设计说明书涉及了共1 1章：第1章、前言;第2章、设计原始资料;第3章、负荷 记录;第4章、总降压变电所主变压器的选择;第5章、拟定供电系统；第6章、短路电流计 算;第7章、高压设备选择；第8章、高压线路选择；第9章、继电保护设立;第10

27、章、防 雷与接地设计;第11章、结论。本说明书在编写过程中，参考了许多相关的教材和专著,在此向所有作者表达真挚的谢 意！由于说明书编写时间和资料范围有限，说明书中难免有错漏之处，敬请老师指正。2 设计原始资料2. 1 工厂概况本厂是为冶金系统的矿山、冶炼和轧钢行业生产各种机电设备和配件的公司。工厂共有铸钢 车间、铸铁车间、锻造车间、卸焊车间、模型车间、机加车间、变压器修造车间、电气装配 车间等生产车间，此外尚有砂库、变压站、1号,2号水泵房、锅炉房、综合楼、污水提高站、 料场、仓库等辅助部门。工厂拟设立总降压变电所一座，车间变电所七个。2.2设计的基础资料工厂负荷中除了 380V的低压负荷以外

28、，尚有10kV的高压负荷，全厂各车间的负荷情况见表 2-1 o表2 1工厂各车间负荷登记表序号。车间或用电单位名称设备容量/KM需用系数Kcosd)tan。计算负荷。I / A备注a 皿p / kwoQ / kva r S / kV? A。No. 1变电所铸钢车间 20230. 40.6 5 1. 1 7 外N o. 2变电所1 铸铁车间1 0000*. 4。0 . 7 1. 0 2。2 砂库11 00.70. 6 0 33000流为I =53. 24 A,由相关数据可知,选取额定电流为630A的J YN2-10-0 1方案编号完全符合规定。至于其他车间变电所和化工厂的联络线柜都可以选取额定电

29、流为630A的JYN2-10-01方案编号。一次线路方案见系统供电图。其他车间变电所的开关柜选择见表7-1。表7-1各个部分开关柜的选择列表开关柜号1 23*5 76 8 940I可路名称NO. 1变电所NO. 2变电所。M). 3变电所40. 4变电所N0. 5变电所N 0 .6变电所NO. 7变电所，电弧炉 共频炉。空压机开关柜型号 JYN2-10-0bJYN2-l 0-0 1 JYN2-1 0 -01 JYN2- 1 O-OhJ YN2- 1 0- 0 1JYN2- 1 0-01 J YN2-10-0 hJYN2-l 0-0 1 JYN2-1 0-01JYN2-1 0-0 1计算电流/A

30、 5 3. 2 4 28. 4。622. 643 3 16.871 5 . 8 6 6 . 97。1 4.9330。. 79。30. 79实验变压器开关柜的选择对于所用变压器的方案，可选取JYN2T0-2 6方案编号。由三个RN3 一型熔断器、一个S CL-30/ 1 0型所用变压器和DZ10-100/ 3 30型自动开关组成。一次线路方案见系统供电图。 7.2.4 避雷装置开关柜的选择对于电压互感器和避雷器的选择,可选取GG- 1 A-54方案编号，由一个JD ZJ-型电压互感 器、一个RN2-型熔断器和一个FCD-型避雷器组成。一次线路方案见系统供电图。7. 3变电所一次设备的选择与校验7

31、. 3. 13 5 kV侧一次设备的选择与校验3 5kV侧一次设备的选择与校验见表7- 23.2 10kV侧一次设备的选择与校验10kV侧一次设备的选择与校验见表7-3表7 2 3 5 kV侧一次设备的选择与校验选择校验项目电压。电流。断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数 /kVI / AI / kAi /kAI 数据 35。1 25. 6 2.13 2 5. 437 ( 2. 1 32) XI. 7 = 7.73一次设备型号规格。额定参数。/kVI /AI / kAi /kAI。高压少油断路器SN1 0 - 3 5 / 1 0 0 0 3。5 10 0 0 16鹿016 X 4=1 0

32、24 高压隔离开关GW5-35/63O 35 630。一电流互感器 LCZ-3 5。3 5600/ 2 0150，X X 0. 1 =21.213(65X0. 1 )、1=42.25。电压互感器口12-3535。-。-。高压熔断器 RN2-3 53 50.55 0。一。-。避雷器FZ-3 53。5 一一表7-3 10kV侧一次设备的选择与校验选择校验项目电压 电流 断流能力动稳定度。热稳定度装置地点条件参数 /kVI /AI /kAi /kA一次 设备型号规格 额定参数。/kVI /AI /kAi /kAI 高压少油断路器SN 1 01 0 I / 630 10 630。16Moi6 X2=

33、5 1 2。高压隔离开关G N -1 OT/6 0 01 0。6 00。- 5 2 20 5:2 0 23。电流互感器12 06-10 1。05 0 0 / 5 - -电压互感器JDZJTO/ /0-。熔断器 RN2 ION 0 0. 5。5 0。一。避雷器 FS101 0 - -33 mm 。故满足规定。同理可得其他电缆型号见表82。表8-2其他电缆型号表序号。电缆的型号1 . No. 1 变电所YJ V-10-3 X 25. No. 2 变电所 YJV-1 0-3X252 . 10.3变电所。丫、-103乂2 5No. 4 变电所 YJV-10-3 X 25续表82其他电缆型号表6 No.

34、 6 变电所。YJV-10-3X25No. 7 变电所 YJV-10-3X 2 57 电弧炉。YJVTO 3 X25共频炉。YJV-10-3X258 空压机 YJV-1 0-3 X2511实验变压器YJV-10-3 X251 2 备用,YJ V-l 0-3X 259继电保护设立9.1继电保护的任务和规定9. 1. 1继电保护的任务1）有选择性地将故障元件从供电系统中快速、自动地切除，使其损坏限度减至最轻，并保证 最大限度地恢复无端障部分的正常运营。2）反映电气元件的异常运营状态，根据运营维护的具体条件和设备的承受能力，发出警报信 号、减负荷或延时跳闸。9. 1. 2继电保护装置的基本规定1）选

35、择性当供电系统发生故障时，只有离故障最近的保护装置动作，切除故障，而供电系统的其他部分 仍然正常运营。满足这一规定的动作，称为“选择性动作” o假如供电系统发生故障时， 靠近故障点的保护装置不动作（拒动作），而离故障点远的前一级保护装置动作（越级动作）， 这就叫做“失去选择性”。2 ）速动性为了防止故障扩大，减轻其危害限度,并提高电力系统的稳定性,因此在系统发生故障时，保护 装置应尽快地动作，切除故障。缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用电源式设备自动投 入的效果等。3 ）可靠性 保护装置在应当动作时必须动作,不应当拒动作；而在不应当动作时不能误动作。保护装置的 可靠限度，与保护装置的元件质

36、量、接线方案及安装、整定和运营维护等多种因素有关。4）灵敏度保护装置的灵敏度是表征保护装置对其保护区内故障和不正常工作状态反映能力的一个参 数。假如保护装置对其保护区内极轻微的故障都能及时地反映动作，就说明保护装置的灵敏 度高。在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数,灵 敏系数应根据不利的正常运营方式和不利的故障类型计算，但可不考虑也许性很小的情况。5）保护设立配电系统中的电力设备和线路应装设短路故障保护，短路故障保护应有主保护和后备保护， 必要时可增设辅助保护。还需考虑变压器的过负荷的情况,设立相应的过负荷保护。9.2系统继电保护设立在本课程设计中,根据设计

37、规定需装设过电流保护、电流速断保护、过负荷保护，对具体设 立哪些保护详见下述。9.2. 1 总降压变电所变压器的保护1）应装设保护装置的具体情况按GB5 0 0 629 2电力装置的继电保护和自动装置设计规范规定：对电力变压器的下 列故障及异常运营，应装设相应的保护装置：（1）绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；（2）绕组的匝间短路；（3）外部相间短路引过的过电流；（4）中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；（5）过负荷;（6 ）油面减少；（7）变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。2）变压器的继电保护设立对于高压侧为35kV及以上的工厂总

38、降压变电所主变压器来说，也应装设过电流保护、电流速 断电流保护和瓦斯保护,过电流保护作为速断电流保护的后备保护；在有也许过负荷时,也需 装设过负荷保护。但是假如单台运营的变压器容量在10000KV?A及以上和并列运营的变压器 每台容最在6300KV? A及以上时,则规定装设纵联差动保护来取代电流速断保护。由于主电 源出口处继电保护装置动作时限为2s,则变压器保护的过电流保护动作时间可整定为1. 5s。9. 2.2 1 OkV母线断路器的保护在10kV母线上应设立限时速断电流保护和过电流保护，保护10kV母线的线路。当母线出现 故障时，电流速断保护动作，过电流作为后备保护。由于上级保护动作时间已

39、整定为1.5s,故 此处的动作时间可整定为1s。9. 2.3 10kV出线各支路的保护在10kY出线的各支路上应设立速断电流保护和过电流保护，来保护各10kV的出线线路。当 出线处出现故障时，断路器动作，切断线路。由于上级保护动作时间已整定为1s,则此处的速 断电流保护动作时间为1 s。由于该1 0 kV配电线路较短,上级线路保护的灵敏度往往不够, 此时应采用带有一个定期限(1 s )的延时速断电流保护来代替瞬时电流速断保护。由于有了 1s的延时，其动作电流不需要躲过它所保护的线路末端的三相短路电流I ,而只需大于下级 线路的瞬时速断电流保护动作电流,即可获得保护的选择性。10. 2.4相间短

40、路保护1)相间短路保护的规定对于由外部相间短路引起的过电流，保护应装于下列各侧：(1)对于双绕组变压器,装于主电源侧(2)对三绕组变压器，般装于主电源的保护应带两段时限，以较小的时限断开未装保护的断 路器。当以上方式满足灵敏性规定期，则允许在各侧装设保护。各侧保护应根据选择性的规定 装设方向元件。(3)对于供电给分开运营的母线段的降压变压器，除在电源侧装设保护外，还应在每个供电 支路上装设保护。(4)除主电源侧外，其他各侧保护只规定作为相邻元件的后备保护，而不规定作为变压器内部故障的后备保护。（5）保护装置对各侧母线的各类短路应具有足够的灵敏性。相邻线路由变压器作远后备时, 一般规定对线路不对

41、称短路具有足够的灵敏性。相邻线路大量瓦斯时,一般动作于断开的各侧 断路器。如变压器高采用远后备时，不作具体规定。（6）对某些稀有的故障类型（例如110 KV及其以上电力网的三相短路）允许保护装置无选 择性动作。2）相间短路保护的设立由于本设计中，工厂总降压变电所主变压器为两相绕组，则相间保护装于主电源侧。在10kV 母线段的各个供电支路上装设保护。10 防雷与接地设计1变电所的防雷保护1 0. 1. 1 电力线路的防雷措施1）架设避雷线防止架空线路遭受直接雷击的有效措施。全线架设避雷线一般只用于35kV以上的架空线路。3 5k V架空线路只在进出变配电所的广2 km范围内架设避雷线。2）提高线

42、路自身的耐雷水平可采用木横担、瓷横担、，或采用高一电压级的绝缘子（在采用角钢横担时）。3）个别绝缘薄弱点加装避雷器对架空线中的跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆及个别金属杆匕装设排气避雷器或保护间 隙。4）运用三角形排列的顶线兼作保护线在顶线与顶线绝缘子的铁脚之间装设保护间隙.在雷击时，保护间隙击穿，对地泄放雷电流, 从而保护下边两根导线。在中性点不接地系统中，单相接地放电不致引起线路断路器跳闸。 10. 1. 2变配电所的防雷措施户外变配电所中，一般采用避雷针作为直击雷的防护装置,并规定所有被保护的电气设备和建 筑物均应处在避雷针的保护范围之内。需要指出，避雷针若与附近的建筑物或电气设备距离

43、较近时，受到雷击后，其极高的电位会对这些附近设施放电，这种现象称为反击。为防止反击 事故的发生，避雷针与被保护的建筑物和电气设施应保持一定的安全距离，工程上的安全距 离应大于5mo变配电所中一般需要通过装设阀式避雷器或氧化锌避雷器对变压器进行雷电侵入波的防护。 避雷器的选择，必须使其伏秒特性与变压器伏秒特性合理配合,并且避雷器的残压必须小于变 压器绝缘耐压所能允许的限度。避雷器应尽也许靠近变压器安装。这是由于避雷器离开变压器有一段电气距离，当雷电波作用 时，由于避雷器至变压器连线间的波过程,发生电压波的全反射（变压器处可近似为开路）， 雷电波陡度加倍，同时会使变压器承受一个比避雷器放电电压高的电压，连线越长，这一电压 越高。安装时，避雷器接地线应与变压器低压侧接地中性线及金属外壳连在起接地。在变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并引出两根接地线与变电所公