供配电设计

摘 要........................................................................................................................................ Ⅰ ABSTRAT.................................................................................................................................... Ⅱ 第1章 前言.............................................................. 1

1.1 设计目的 .......................................................... 1 1.2 设计的主要内容 .................................................... 1 第2章 负荷计算和无功补偿................................................. 2

2.1 负荷计算的意义 .................................................... 2 2.2 负荷计算方法 ...................................................... 2 2.3 计算过程 .......................................................... 3

2.3.1 机修车间负荷计算............................................ 3 2.3.2 各车间及建筑的计算负荷...................................... 7

第3章 变压器的选择...................................................... 12

3.1 主变压器台数的确定原则 ........................................... 12 3.2 变压器的分配 ..................................................... 12 3.2 变压器容量的确定 ................................................. 13

3.2.1 车间变电所变压器选择....................................... 13 3.2.2 由以上知选厂内主变压器..................................... 17 3.3 电气主接线的设计 ................................................ 18

3.3.1 电气主接线的概述........................................... 18 3.3.2 电气主接线的设计原则和要求................................. 19 3.3.3 电气主接线设计的基本要求................................... 19 3.4 电气主接线方案的比较 ............................................ 20

3.4.1 单母线接线................................................. 20 3.4.2 单母线分段接线............................................. 20 3.4.3 单母线带旁路接线........................................... 20 3.4.4 双母线接线................................................. 20 3.4.5 桥式接线................................................... 20

第4章 短路电流计算...................................................... 22

4.1 短路的概述和产生的原因 ........................................... 22

4.1.1 短路的概述................................................. 22 4.1.2 产生原因................................................... 22 4.2 短路的危害和类型 ................................................. 22

4.2.1 短路的危害................................................. 22 4.2.2 短路的类型................................................. 22 4.3 短路计算过程 .................................................... 23

4.3.1 35kV侧母线(K1) ............................................ 23 4.3.2 10kV侧母线（K2） .......................................... 24 4.3.3 0.4kv侧母线（K3） ......................................... 25

第5章 电气设备的选择与校验.............................................. 27

5.1 一次设备选择与校验的条件与项目 ................................... 27

5.1.1 母线的短路稳定度校验原则................................... 27 5.1.2 电缆的短路热稳定度校验原则................................. 28

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 5.1.3 断路器的选择校验原则....................................... 28 5.1.4 35kV侧断路器的选择校验 .................................... 29 5.1.5 10KV侧断路器的选择校验 .................................... 30 5.1.6 0.4KV侧断路器的选择校验 ................................... 31 5.1.7 35kV侧隔离开关的选择 ...................................... 31 5.1.8 10kV侧隔离开关的选择 ...................................... 32 5.1.9 电流互感器的选择原则....................................... 32 5.1.10 35kV侧电流互感器的选择 .................................... 33 5.1.11 电压互感器的选择原则....................................... 33 5.1.12 高压熔断器的选择与校验原则................................. 33 5.2二次回路设计...................................................... 34

5.2.1 二次回路的基本概念......................................... 34 5.2.2 二次回路的组成............................................. 34 5.2.1 二次回路的分类............................................. 34

第6章 避雷器............................................................ 36 6.1 避雷器的简介...................................................... 36 6.2 避雷器的配置原则及其选择.......................................... 36 总结..................................................................... 37 致谢..................................................................... 38 参考文献................................................................. 39 附录

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第1章 前言

1.1 设计目的

1. 要求对电力电子技术有较全面和深刻的理解。

2. 通过此次课程设计，使所学的电力电子技术进行全面的复习和总结，巩固所学的理论知识。

3. 通过理论与实践相结合，提高分析问题和解决问题的能力。 4. 学会使用规范、标准及有关设计资料。

5. 初步掌握设计步骤和基本内容，掌握编写设计说明书的基本方法。 6. 在绘制MATLAB仿真图得到了初步锻炼。

1.2 设计的主要内容

1. 负荷计算。 2. 短路电流计算。 3. 系统保护的设置和整定。 4. 电气设备的选择。

5. 画低压和高压接线图以及变电所平面图。

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第2章 负荷计算和无功补偿

2.1 负荷计算的意义

人防工程进行供电设计的原始资料是工程工艺设计提供的用电设备的安装容量。但是由于在设备设计时，与设备配套的电动机的容量通常留有一定的裕度，即使电动机功率完全符合设备的配套要求，由于使用的情况不同，也会影响电力负荷的大小。因此，要进行工程的供电设计，必须首先将这些原始资料变成电力设计所需要的假想负荷——即计算负荷，然后根据计算负荷按允许发热条件来确定发电机组和变压器的容量，选择供电系统的导线截面，确定提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等等。所以，电力负荷的计算是整个工程供电设计的依据。如负荷计算过低可能使供电元件过热，加速其绝缘损坏，增大电能损耗，影响供电系统的正常工作，甚至影响工程的战时指挥、通信联络等战时作用的发挥。反之，如果负荷计算过大，将使发电机组和变乐器的容量过大，会使工程的一次性投资增加，过大的设备在长期负荷率严重不足的情况下运行也不经济。因此，负荷计算的正确与否，将直接关系到工程的供电质量和经济指标，必须认真对待。

2.2 负荷计算方法 目前，负荷计算的方法主要有：需用系数法、二项式法、利用系数法、“ABC”法等。

需用系数法是在大量的测量与统计的基础上，给出各类负荷的需用系数和同时系数，然后把设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法山于简单易行，在人防工程设计中被普遍采用。但是，当用电设备台数少而功率相差悬殊时，其计算结果往往偏小，因而这种方法只适用于整个工程的负荷计算。

二项式法是把计算负荷看作两个分量组成，一个分量是平均负荷，另一分量是数台大功率设备工作对负荷影响的附加功率。这种方法虽然也比较简单，但山于过分突出广大型设备对电气负荷的影响，使计算结果往往偏大，而且方法本身所推荐的公式和系数，仪限于机械加工工业，与人防工程内负荷情况相差较大，使用起来比较困难。 利用系数法是采用利用系数求出最大负荷的平均功率，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法是以概率论和数理统计作为理论根据的，计算结果比较接近实际，适用范围较广，但囚计算过程繁琐，人防工程中一般不使用。

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 “ABC”法是一种较新的负荷计算方法。它把计算负荷看作是平均负荷与计算负荷对平均负荷参差值的叠加，这个参差值是由没备的容量总平方和的方根表征的，因而人设备对计算负荷的影响将更接近实际，而且这种方法只需对设备台数进行简单的加法，不牵扯到设备容量的繁琐计算，比较方便。但目前在人防丁程中平均利用系统的实测数据不足，故此法尚未被采用。

2.3 计算过程

2.3.1 机修车间负荷计算

工厂常用的用电设备种类繁多，根据其用途和特点，大致可分为四类：生产加工机械的拖动设备；电焊、电镀设备；电热设备；照明设备。

生产加工机械的拖动设备是机械加工类工厂的主要用电设备，是工厂电力负荷的主要组成部分，又可分为机床设备和起重运输设备两种。其中机床设备常见的有：车床、铣床、刨床、钻床等；起重运输设备常见的有：起重机、传送机等

设计任务书只给出了设备容量和台数（见下表），通过查阅相关资料可以查得其功率因数和需要系数（见下表），在进行负荷计算时，先将车间内多台设备按其特点进行分组，因而在这里我们可以把机修车间的用电设备进行分组计算：龙门刨床、立式车床、普通车床、立式铣床、立式钻台分为第一组，双人钳工台、木工车床分为第二组，木模圆锯、摇臂钻床分为第三组，三台起重机分为第四组，其他设备由于其工作特点不一样，需要进行单独计算。

表2-1 机修车间的用电设备容量

设备名称 龙门刨床 普通车床 立式铣床 立式钻床 双人钳工台 木工车床 木模圆锯 摇臂钻床 砂轮机 设备容量 180 85 70 18 11 3 5 36 9 台数 2 5 3 10 7 10 5 2 3

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 压力机 卧式镗床 起重机 起重机 起重机 电焊变压器 通风机 电阻炉 照明

表2-2 机修车间的用电设备需要系数

17.5 9 35 38 36 65、cos=0.6 3 5 27、cos=0.55 3 3 1 1 1 5 8 1 设备序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 设备名称 龙门刨床 立式车床 普通车床 立式铣床 立式钻床 双人钳工台 木工车床 木模圆锯 摇臂钻床 砂轮机 压力机 卧式镗床 起重机 起重机 起重机 电焊变压器 通风机 cos 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.6 0.6 0.5 0.5 0.7 0.5 0.55 0.5 0.5 0.5 0.6 0.8 tan 1.51 1.51 1.51 1.51 1.51 1.33 1.33 1.73 1.73 1.02 1.73 1.51 1.73 1.73 1.73 1.33 0.75 Kd（需要系数） 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.25 0.25 0.12 0.12 0.5 0.15 0.16 0.15 0.15 0.15 0.5 0.85

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 18 19 2-3各车间的计算负荷

编号 负荷 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

线材车间 型钢车间 电炉车间 动力车间 冷轧车间 生活设施 锅炉房 仓库 车库 综合楼 机修车间 计算负荷 电阻炉 照明 0.89 0.55 0.2 1.51 0.7 1 PJS(KW) 260 450 300 250 360 150 100 30 20 40 QJS(KW) 280 200 100 280 200 100 120 40 25 60 根据表中数据计算机修车间总负荷： （1）第一组设备

PJS(18028527031810)0.16156KW QJS= 1.51PJS 1561.51236KVA SJS=Q2JSP2JS283KVA

SJS33A IC1=

30.4（2）第二组设备

PJSQJSSjs=(117310)0.2527KW

1.33PJS1.332736KWAR

=

Q2JSP2JS45KVA

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） SJS IC2=30.468A

（3）第三组设备

PJS=(55362)0.212KW =1.73PJS20KWAR

Q2JS

QJS SJSP2JS23KVA

IC3SJS33A30.4

（4）第四组设备

PJS3538360.1516KWQJSPJS1.7328KWARSJSQ2JSP2JS33KVAIC4SJS48A30.4

（5） 砂轮机

QJS930.513.5KWPJS1.0213.514KWARSJS20KVAIC528A

（6） 压力机

PJS17.530.158KWQJS81.7314KWARSJS16KVAIC622A

（7） 卧式镗床

PJS930.164.32KWQJS4.321.516.5KWARSJS8KVAIC711.5A

（8） 电焊变压器（JC应该换算到100%下计算）

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 PCSNCOS65%31KW

QC311.3342KWARSC52KVAIC75A

（9） 通风机

PJS380.8520.4KWQJS20.40.7515.3KWARSJS25.5KVA IC936A（10） 电阻炉

PJS5KWQJS50.21KWARSJS5.1KVAIC107.4A

（11） 照明

PJS27KWQJS271.5141KWARSJS48KVAIC1169A

机修车间总负荷（查表可得有功功率同时系数Kp0.95，无功功率同时系数

Kq0.97）

PJS机0.85(15627121613.583120527)268KWQJS机0.9（23536202814146.54215.3141）400KWAR SJS机487KVACOS机PJS机0.55SJS机

2.3.2 各车间及建筑的计算负荷

表2-3 车间计算负荷表

编号 负荷 计算负荷 Pjs(kW) 1 2 线材车间 型钢车间

260 450 Qjs(kVar) 280 200 第 7 页 共 39页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 3 4 5 6 7 8 9 10 11 电炉车间 动力车间 冷轧车间 生活设施 锅炉房 仓库 车库 综合楼 机修车间 300 250 360 150 100 30 20 40 268 100 280 200 100 120 40 25 60 400

1)总负荷计算（有资料知有功功率同时系数为0.85，无功功率同时系数0.9）

PJS(260450300250360150100302040268)0.851894KWQJS(400280200100280200100120402560)0.91630KWAR

SJS2500KVA

COS总18940.750.92500

QCC(0.88190.4342)0.751894752KWAR'2JS总 SJSPCOS1（QJS总-QCC)22087KVA

18940.910.92087 在任务书上可以得知该厂5年后负荷增长20%左右，在这里我们取该厂5年后负荷增长20%，因而5年后的总负荷为：

SJS25001.23000KVA 2）各个车间负荷计算 ① 线材车间

SPjs2Qjs226022802382.1(kW) cosPjsS2600.68 382.1由于该车间的功率因数为0.68，低于电力部门的要求，因为当地电力部门要求平均功率因数到0.9以上。因而需要进行无功补偿。要使功率因数由cos提高到cos，

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 需要装设的无功补偿装置的容量为QCQ30Q30P30(tantan)=152 kVar

取Qc200kVar 补偿后：

SPjs2(QjsQc)22602(280200)2272.03(kW)

260cos0.9560.9S272.03Pjs

符合要求

5年后的负荷

S1.2S1.2272.03326.436(kW) I30S326.436496.1(A) 3UN30.38② 型钢车间

SPjs2Qjs245022002492.45(kW) cosPjsS4500.910.9不需要进行无功补偿

492.455年后的负荷

S1.2S1.2492.45590.94(kW) I30S492.45748.4(A) 3UN30.38③ 电炉车间

SPjs2Qjs230021002316.21(kW) cosPjsS3000.9490.9符合要求，不需要进行无功补偿 316.215年后的负荷

S1.2S1.2316.21379.452(kw) I30S316.21480.6(A) 3UN30.38④ 动力车间

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） SPjs2Qjs225022802375.37(kW) cosPjsS2500.6660.9不符合要求，需要进行无功补偿，取

375.37Qc200(kVar)，补偿后

SPjs2(QjsQc)22502(280200)2262.49(kW)

250cos0.9520.9S262.49Pjs

符合要求 5年后的负荷

S1.2S1.2262.49315(kw) I30⑤ 冷轧车间

SPjs2Qjs236022002411.82(kW)

cosPjsS3600.8740.9不符合要求，需要进行无功补偿

411.82S315478.7(A) 3UN30.38取Qc100(kVar)，补偿后

SPjs2(QjsQc)23602(200100)2373.6(kW)

360cos0.9630.9S373.6符合要求

Pjs

5年后的负荷

S1.2S1.2411.82494.184(kW) I30S373.6567.8(A) 3UN30.38⑥ 生活设施

SPjs2Qjs215021002180.3(kW) 5年后的负荷

S1.2S1.2180.3216.36(kW)

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 ⑦ 锅炉房

SPjs2Qjs210021202156.2(kW) 5年后的负荷

S1.2S1.2156.2187.44(kW) ⑧ 仓库

SPjs2Qjs230240250(kW) 5年后的负荷

S1.2S1.25060(kW) ⑨ 车库

SPjs2Qjs220225232.01(kW) 5年后的负荷

S1.2S1.232.0138.412(kW) ⑩ 综合楼

SPjs2Qjs240260272.1(kW) 5年后的负荷

S1.2S1.272.186.52(kW)

说明：6、7、8、9，放在一起补偿，变压器选择时进行补偿；10和锅炉房一起补偿.

以上所用到的功率补偿是以功率三角形计算的如图2-1

图2-1 功率补偿三角形

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第3章 变压器的选择

3.1 主变压器台数的确定原则

1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。

2）主变压器的容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当的考虑到10-20年负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。

3）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的60%～70%。

3.2 变压器的分配

通过查阅相关资料得知，只要车间的总负荷不超过1000kw，同时电气距离比较接

近时，就可以把这些车间合并在一起用一台变压器供电，如果一类、二类负荷过多就要单独一台变压器供电。所以我们在这里把所有车间分为6台变压器供电，其中型钢车间和线材车间为一类和二类负荷，因此我们对这两个车间单独供电，各设一台变压器，保证其电力供应，同时在低压侧设置联络线作为后备电力，确保其不会因为一台变压器故障而停止工作。由于其他的车间都为三类负荷，我们适当考虑在5年后总负荷不超过1000kw的车间可以合并到一起，用一台变压器供电。所以在这个设计中各个车间的电力供应分配如下

一号变电所对生活设施、车库、仓库、锅炉房等车间进行供电 二号变电所对综合楼、电炉车间等进行供电 三号变电所对冷轧车间、动力车间进行供电 四号变电所对型钢车间（一、二类负荷）供电 五号变电所对线材车间（一、二类负荷）供电 六号变电所对机修车间供电

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 3.2 变压器容量的确定

3.2.1 车间变电所变压器选择

查阅相关资料可以得知：有功同时系数为0.85，无功同时系数为0.9 1号车间变电所：

Pjs0.85(1501002030)255(kW)Qjs0.9(1001204025)256.5(kVar) SP2Q22552256.52361.69(kW)

jsjscosPjsS2550.7050.9361.69需要进行无功补偿，要使功率因数由0.705提高到0.9，必须装设的无功补偿装置的容量至少为：

P30(tantan)2550.52133(kVar)QCQ30Q30

取Qc200(kVar)，补偿后

SPjs2(QjsQc)22552(256.5200)2261.18(kW)

255cos0.9760.9S261.18Pjs

符合要求

5年后的负荷为：

S1.2S1.2261.18313.416(kW) I30S313.416476.3(A) 3UN30.38变压器选择用：S9-315/10 变压器损耗:

P0.015S0.015313.414.7(KW)Q0.06S0.06313.4118.8(kVar)

2号车间变电所：

Pjs0.85(40300)289(kW)Qjs0.9(60100)144(kVar) SP2Q228921442322.9(kW) jsjscosPjsS2890.8950.9322.9

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 需要进行无功补偿，要使功率因数由0.895提高到0.9，必须装设的无功补偿装置的容量至少为： 取：

P30(tantan)2980.0129.8(kVar)QCQ30Q30

Qc100(kVar)

补偿后：

SPjs2(QjsQc)22892(144100)2291.87(kW)

289cos0.990.9S291.87S350.2

532.3(A)3UN30.38Pjs

S1.2S1.2291.87350.2(kW)I30所以变压器选择为：S9-400/10 变压器损耗：

P0.015S0.015350.25.2(KW)Q0.06S0.06350.221(kVar)

3号车间变电所：

PQJS0.85250360518.5KW0.9(280200)432KWARJS SJS675KVACOS0.770.9不符合要求，需要进行无功补偿

QCC518.50.4207.4KWAR所以补偿后:S523KVACOS10.990.9

5年后的负荷为：

S'1.2S628KVA

S'I30954A30.38

所以变压器选择为：S9-630/10

变压器损耗：

P0.015S0.0156289.42(KW)Q0.06S0.0662837.68(kVAR)

4号车间变电所：

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 SPjs2Qjs245022002492.45(kW) cosPjsS4500.910.9不需要进行无功补偿

492.455年后的负荷

S1.2S1.2492.45590.94(kW) I30S492.45748.4(A) 3UN30.38变压器选择为：S9-630/10

变压器损耗：

P0.015S0.015590.948.9(KW)Q0.06S0.06590.9439.5(kVar)

5号车间变电所：

SPjs2Qjs226022802382.1(kW)

cosPjsS2600.68 382.1由于该车间的功率因数为0.68，低于电力部门的要求， 需要进行无功补偿，要使功率因数由0.705提高到0.9，必须装设的无功补偿装置的容量至少为：

P30(tantan)2600.52135.2(kVar)QCQ30Q30

取Qc200(kVar) 补偿后：

SPjs2(QjsQc)22602(280200)2272.03(kW)

260cos0.9560.9S272.03Pjs

符合要求 5年后的负荷

S1.2S1.2272.03326.436(kW) I30S326.436496.1(A) 3UN30.38变压器选择为：S9-400/10

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 变压器损耗：6号车间变电所:

P0.015S0.015326.434.9(KW)Q0.06S0.06326.4319.6(kVar)

PJS机0.85(15627121613.583120527)268KWQJS机0.9（23536202814146.54215.3141）400KWARSJS机487KVACOS机PJS机0.55SJS机

需要进行无功补偿，要使功率因数由0.55提高到0.9，必须装设的无功补偿装置的容量至少为：QCC289KWAR 补偿后：S290KVA COS0.920.9

符合要求

5年后的负荷为：

S'1.2S348KVAS' I30529A

30.38所以变压器选择为：S9-400/10 变压器损耗：变压器统计表：

表3-1 变压器统计表

P0.015S0.0153488(KW)Q0.06S0.0634832(kVAR)

车间变电所编号 1 2 3 4 5 6 变压器型号 无功补偿（kVar） 视在功率（kW） 变压器损耗 P(kW) 4.7 5.2 9.42 8.9 4.9 8 Q (kVar) 18.8 21 37.68 39.5 19.6 32 S9-315/10 S9-400/10 S9-630/10 S9-630/10 S9-400/10 S9-400/10 200 100 210 无 200 300 313.416 350.2 628 590.94 326.436 348

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 3.2.2由以上知选厂内主变压器

P总1894KWQ总1630KWARS总2500KVACOS总0.75

查阅相关资料可以得知厂区内所有车间同时工作的同时系数为： 有功功率同时系数为：0.85；无功功率同时系数：0.9

P300.8518941610KWQ300.916301467KWAR S302178KVACOS0.740.9

不符合当地电力部门的要求，需要进行无功补偿。

QCC16100.48773KWAR补偿后的S30'1753KWAR COS10.910.9年后的总功率为：

S'1.2S302103KVA'

由于该厂发展，5年后负荷要增长20%左右，在这里我们取该厂5年后增长20%，则5

方案一：选择一台变压器

当主变压器为一台时，其容量SNT应不少于总的计算负荷S30，即：

SNTS30

表3-2变压器参数表1

型号 额 定 容量/kVA S9-1600/35 2500 35 38.5 6.3 10.5 Yd11 4000 23000 额定电压/KV 一次 侧 二次 侧 联结 组别 损耗/W 空载 短路 空 载 电流(%) 1.3 6.5 阻 抗 参考 电压(%) 价格(元/台) 170800 方案二：选择两台变压器

当主变压器为两台时，每台变压器的容量S60%-70%，即：SNT(0..6--0.7)S30

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NT应不少于总的计算负荷S的

30吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 表3-3变压器参数表2

型号 额 定 容量/kVA S9-1600/35 1600 35 6.3 10.5 Yd11 2650 额定电压/KV 联结一次侧 二次侧 组别 损耗/W 空载 短路 空 载 电流(%) 19500 1.4 6.5 128500 阻抗 参考价格(元/电压(%) 台) 两方案的比较：

表3-4两方案比较表

比较项 供电安全性 供电可靠性 供电变量 灵活方便性 扩建适应性 经济性 方案一 满足 满足 损耗较大 较差 较差 较好 方案二 满足 满足 损耗较小 较好 较好 较差 由以上分析，方案一的技术指标差一些，经济性好些；方案二的技术指标好一些，但经济性差些。根据该厂给出的要求，5年内负荷增长20%左右，而且厂内含有部分的一类、二类负荷，出于可靠性的原则，选择方案二为最佳方案。

3.3 电气主接线的设计 3.3.1 电气主接线的概述

电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。一般在研究主接线方案和运行方式时，为了清晰和方便，通常将三相电路图描绘成单线图。在绘制主接线全图时，将互感器、避雷器、电容器、中性点设备以及载波通信用的通道加工元件（也称高频阻波器）等也表示出来。

对一个电厂而言，电气主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。电气主接线又称电气一次接线图。

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 3.3.2 电气主接线的设计原则和要求

1）考虑变电所在电力系统的地位和作用

变电所在电力系统的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。

2）考虑近期和远期的发展规模

变电所主接线设计应根据五到十年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小及分布负荷增长速度和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。

3） 考虑用电负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响

对一级用电负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级用电负荷不间断供电；对二级用电负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级用电负荷供电，三级用电负荷一般只需一个电源供电。

4）考虑主变台数对主接线的影响

变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将会产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性的要求低。

5）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响

发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时是否允切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。

3.3.3 电气主接线设计的基本要求

变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。

1）运行的可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。

2）灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。

3）主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。

3.4 电气主接线方案的比较

3.4.1 单母线接线

单母线接线由线路、变压器回路和一组（汇流）母线所组成的电气主接线。单母线接线的每一回路都通过一台断路器和一组母线隔离开关接到这组母线上，见图。这种接线方式的优点是简单清晰，设备较少，操作方便和占地少。但因为所有线路和变压器回路都接在一组母线上，所以当母线或母线隔离开关进行检修或发生故障,或线路、变压器继电保护装置动作而断路器拒绝动作时，都会使整个配电装置停止运行，运行可靠性和灵活性不高，仅适用于线路数量较少、母线短的牵引变电所和铁路变、配电所。这种接线适用于单电源进线的一般中、小型容量的用户，电压为6～10KV级。[9]

3.4.2 单母线分段接线

单母线分段接线方式就是双电源分别进线在1-2段上，通过母联开关联络。每一回路连到一段母线上，并把引出线均分到每段母线上。两段母线用隔离开关、断路器等开关电器连接形成单母线分段接线。

单母线分段便于分段检修母线，减小母线故障影响范围，提高了供电可靠性和灵活性。这种接线形式适用于双电源进线的比较重要的负荷。

3.4.3 单母线带旁路接线

断路器经过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修。为了能使采用单母线的

配电装置检修断路器时，不致中断该回路供电，可增设旁路母线。

这种接线适用于配电线路较多、负载性质较重要的主变电所和高压配电所。该运行方式灵活，检修设备时可以利用旁路母线供电，减少停电。

3.4.4 双母线接线

双母线接线方式，其中两段母线互为备用。该接线适用于负载较重要的用户，运行可靠性和灵活性都较好。

3.4.5 桥式接线

桥式接线有内桥和外桥接线两种，内桥式接线适用于35kV及35kV以上的电源线路较长和变压器不需要经常操作的系统中。可供一、二级负荷使用。

外桥式接线适用于35kV及35kV以上的电源线路较短且变压器需要经常操作的系

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 统中。可供一、二级负荷使用。

综合上述各接线的特点和使用范围，厂内主变电所的35kV侧用单母线和10kV侧选用单母线分段接线。由于该厂各车间的负荷大部分都为三类负荷，只有型钢车间和线材车间有一类、二类负荷，所以在各车间变电所内采用单母线接线即满足要求。

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文）

第4章 短路电流计算

4.1 短路的概述和产生的原因 4.1.1 短路的概述

所谓短路，是指电力系统正常运行之外的相与相或相遇地之间的“短接”。在正常运行的电力系统中，除中性点之外，相与相和相与地之间是绝缘的，不论由于何种原因使绝缘遭到破坏而构成通路，即所谓电力系统发生了短路故障。

4.1.2 产生原因

电气设备载流部分的绝缘损坏,造成绝缘损坏的原因有很多,主要有以下几点: 1）由于设备长期运行,绝缘自然老化,被正常电压击穿 2）设备质量低劣,绝缘强度不够,被正常电压击穿 3）设备绝缘满足要求,但被过电压击穿

4）设备绝缘受外力损伤,造成短路,像被老鼠咬坏绝缘这类

再有，自然界的各种动物跨接到裸露的载流导体，以及大风、风雪、冰雹、地震等自然灾害也是引起故障短路的常见因素。

4.2 短路的危害和类型

4.2.1 短路的危害

短路对电力系统的危害有以下几点:

1）短路时产生很大的电动力和很高的问题,会使短路电路中的元件受到损坏,很可能引发火灾事故

2）短路时电路的电压骤降,严重影响电气设备的正常运行

3）.短路时保护装置动作,如熔断器的保险丝熔断,将短路电路切除,这会造成停电, 而且短路点越靠近电源,停电范围越大,造成生活的不便和经济上的损失

4）严重的短路会影响电力系统运行的稳定性,可使并列运行的发电机组失去同步,造成系统解列

5）不对称短路,像单相短路和两相短路,短路电流会产生较强的不平衡交变电磁场,对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，有可能引发误动作。

4.2.2 短路的类型

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路（单相接地短路）和两相接地短路。除了上述各种短路以外，变压器或电动机还可能发生一相绕组匝间或层间短路等。根据运行经验统计，最常见的是单相接地短路，约占故障总数的60%，两相短路约占15%，两相接地短路约占20%，三相短路约占5%。三相短路虽少，但不能不考虑，因为它毕竟有发生的可能，并且对系统的稳定运行有着十分不利的影响。

4.3 短路计算过程

等值电路图：

图4-1短路等值电路图

由任务书可以得知系统阻抗表么值为0.8 ，基准容量为100MVA

在这里我们设3个短路点，35kV侧母线、10kV侧母线、以及0.4kV侧母线，如上图所示的K1、K2、K3短路点。假设等值电路图中的X1、X2、X3、X4为系统阻抗、35kV线路阻抗、主变压器阻抗、车间变压器阻抗。

4.3.1 35kV侧母线(K1)

（1）确定标么值基准：

Sd100MVA,Ud137kV

Id1Sd3Ud11001.56kA 337

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） （2）计算各元件标么值：

已知系统电抗标么值：X10.8 35kV线路电抗标么值：X21.26

（3）K1点短路点以前的系统总阻抗标么值 :

XX1X20.81.262.06

（4）求三相短路电流和短路容量：

A、三相短路电流周期分量有效值： I(3)K1Id1.560.76KA X2.06 B、其他三相短路电流：

I''(3)I(3)K10.76KAK1ish2.55I(3)(3)1.94KA Ish1.51IK11.15KA

C、三相短路容量： S(3)KSd10048.5MVA X2.064.3.2 10kV侧母线（K2）

（1）确定标么值基准：

Sd100MVA,Ud210.5kV

Id2Sd3Ud21005.5kA

310.5（2）计算主要元件电抗标么值：

X10.8X21.26 主变压器电抗标么值：X3UK%Sd6.51004.0625 100SN1001.6（3）K2短路点以前总阻抗标么值：（一般情况下，主变压器都投入工作隔离开关闭合，两台变压器并联运行。）

1 XX1X2X30.80.5690.54.06253.4

2（4）求三相短路电流和短路容量

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 A、三相短路电流周期分量有效值： IK2(3)Id25.51.62kA X3.4 B、其他三相短路电流：

I(3)I(3)Ik2(3)1.62kA ish(3)2.55Ik2(3)2.551.624.13kA

Ish(3)1.51Ik2(3)1.511.622.45kA C、三相短路容量： Sk(3)Sd10029.4MVA X3.44.3.3 0.4kv侧母线（K3）

（1）确定标么值基准：

Sd100MVA,Ud30.4kV

Id3Sd3Ud3100

144.34kA30.4（2）计算主要元件电抗标么值：

X10.8 X21.26 X34.0625

由于厂内10kv供电线路很短，电抗很小，可以忽略不计，因而在这里就不考虑厂内10kv供电线路的电抗。车间变电所的变压器电抗计算，在这里我们取容量最大的变压器作为短路计算值，3号车间变电所的变压器容量最大，就以他为K3短路点的变压器电抗：

X4UK%Sd4.51005.625 100SN1000.8（3）K2短路点以前总阻抗标么值：

1XX1X2X3X40.80.5690.54.06255.6259.02

2（4）求三相短路电流和短路容量

A、三相短路电流周期分量有效值： IK3(3)Id3144.3416KA X9.02 B、其他三相短路电流：

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） I(3)I(3)Ik3(3)16kA ish(3)2.55Ik3(3)2.551640.8kA

Ish(3)1.51Ik3(3)1.511624.16kA C、三相短路容量： Sk(3)Sd10011.09MVA X9.02由以上的计算可以得出：

表5-1各点短路电流表

短路点 三相短路电流(ka) 三相短路容量(MVA) Ikk1 k2 k3 (3) I(3) ish(3) Ish(3) 48.5 29.4 11.9 0.76 1.62 16 0.76 1.62 16 1.94 4.13 40.8 1.15 2.45 24.16

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计

第5章 电气设备的选择与校验

5.1 一次设备选择与校验的条件与项目

为了保证一次设备的安全可靠运行，必须按下列条件选择和校验： （1）按正常工作条件，包括电压、电流、频率、开短电流等选择。 （2） 按短路条件，包括动稳定和热稳定来校验。

（3） 考虑电气设备运行的环境条件如温度、湿度、海拔以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。

（4）按各类设备的不同特点和要求如断路器的操作性能、互感器的二次负荷和准确级等进行选择。

表5-1设备需要校验项目表

设备名称 额定电压kV 高压短路器 负荷开关 隔离开关 熔断器 电流互感器 电压互感器 支持瓷瓶 套管瓷瓶 母线 电缆 × × × × × × × × × 额定电流 kV × × × × × × × × × × × × × × × × × × × * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 选择项目 装置 准类型 确 户内 度户外 级 电抗百分数x% 短路电流 热稳定 动稳定 开断校验项目 二次 剩余电压 能力 容量 注：×——需要选择的项目 * ——需要校验的项目

5.1.1 母线的短路稳定度校验原则

1） 动稳定校验条件

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） alc

式中 al—母线材料的最大允许应力，硬铜al=140MPa，硬铝al=70MPa；

(3) c —母线通过ish时所受到的最大计算应力（单位为MPa）。

上述最大计算应力按下式计算：

cM W(3)式中 M—母线通过ish时所产生的弯曲力矩（单位为Nm），当母线的档数为1~2时

F(3)lF(3)l(3)2lM107（单位为N），当档数多于2时M，这里F(3)3ish，其中l810a(3)为档距（单位为m），a为两母线轴线间距离（单位为m），ish为通过母线的三相短路冲

击短电流（单位为A）；

W—母线的截面系数（单位为m3），当母线水平放置时，Mb2h6，这里的b为母线截面的水平宽度（单位为m）；h为母线截面的垂直高度（单位为m）。

(3)2） 热稳定校验条件：AAminItimaC

式中 A — 母线截面积（单位为mm2）；

Amin—满足短路热稳定条件的最小截面积（单位为mm2）； C — 母线材料的热稳定系数；

(3)—母线通过的三相短路稳态电流（单位为A）。 I

5.1.2 电缆的短路热稳定度校验原则

电缆不校验短路动稳定度，电缆短路热稳定的校验条件与母线相同。

5.1.3 断路器的选择校验原则

1） 按工作电压选择

设备的额定电压UN0e不应小于所在线路的额定电压UN，即 UN0eUN

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 但需注意：使用限流式高压熔断器时，熔断器的额定电压应与线路额定电压相同，即

UN0eUN。例如10kV熔断器不能用在6kV电路上。

2） 按工作电流选择

设备的额定电压IN0e不应小于所在电路的计算电流I30，即 IN0eI30 3） 按断流能力选择

设备的额定开断电流Ioc或断流容量Soc不应小于设备分段瞬间的短路电流有效值，即

IocIk

Soc4） 按短路条件校验

短路条件校验，就是校验电器和导体在短路时的动稳定和热稳定。隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验

动稳定校验条件

(3) imaxish (3) 或 ImaxIsh

Sk

式中 imax,Imax—开关的极限通过电流（动稳定电流）峰值和有效值（单位为kV）；

(3)(3),Ish ish —开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值（单位为kV）。

热稳定校验条件

(3)tima It2tI 式中 It —开关的热稳定电流有效值（单位为kV）；

t —开关的热稳定试验时间（单位为s）；

(3) I—关所在处的三相短路稳态电流（单位为kV）；

tima—短路发热假想时间（单位为s）。

5.1.4 35kV侧断路器的选择校验

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 1) 额定电压选择：UN≥UNS =35kV

2) 额定电流选择：IN≥Imax 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应

回路的Imax1.05160033527.7A

3) 按开断电流选择：INbr≥I″ =1.14kA 4）按短路关合电流选择：iNcl≥ish = 3.69kA

根据以上数据可以初步选择高压少油断路器SW2-35/1000 参数为：额定电压：35kv ，额定电流1000A，额定开断电流为16.5kA，动稳定电流峰值1000kA， 4s的热稳定电流为16.5kA

5）动稳定校验：ies≥is ies=1000≥3.96kA 满足要求

6）热稳定校验：短路计算时间取tk=4s因tk >1，故不考虑非周期分量

QK1IK1222tk1.14245.20(kA)2

Ittk16.5241089(kA)2即

IttkQK1 符合要求

5.1.5 10KV侧断路器的选择校验

1) 额定电压选择：UN≥UNS=10KV

2) 额定电流选择：IN≥Imax 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相

Imax1.05160033527.7A应回路

3) 按开断电流选择：INbr≥I″ =1.62kA 4）按短路关合电流选择：INcl≥ish = 4.13kA

根据以上数据可以初步选择高压少油断路器SN10-10/630 参数为：额定电压：10kv ，额定电流630A，额定开断电流为16 kA，动稳定电流峰值80kA，2s的热稳定电流为15kA

5）动稳定校验：ies≥is

ies =80≥4.13kA 满足要求

6）热稳定校验：短路计算时间取tk =2s

因tk >1，故不考虑非周期分量

QK1IK122tk1.62225.25(kA)2Ittk1622512(kA)2

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 即

IttkQK12 符合要求

5.1.6 0.4KV侧断路器的选择校验 1) 额定电压选择：UN≥UNS =400V

2) 额定电流选择：IN≥Imax 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的

Imax1.0580027.7A335（考虑到三号车间的变压器容

量最大，故以此为准SN800MVA 3) 按开断电流选择：INbr≥I″ =16kA 4）按短路关合电流选择：iNcl≥ish = 40.8kA

根据以上数据可以初步选择低压断路器DZ20-1000参数为：额定电压：380v ，额定电流1000A。 5.1.7 35kV侧隔离开关的选择

1) 额定电压选择：UN≥UNS=35KV

2) 额定电流选择：IN≥Imax 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相

Imax1.05160033527.7A应回路的

根据以上数据可以初步选择高压隔离开关GW4-35/630，参数为：额定电压35kV，额定电流630A，4s时热稳定电流20kA，动稳定电流为50kA。 3）动稳定校验：

ies≥is，ies=50kA≥3.96kA 满足要求 4）热稳定校验：短路计算时间取tk=4s 因tk>1，故不考虑非周期分量

QK1IK122tk1.14245.20(kA)2Ittk20241600(kA)2

即IttkQK1 符合要求

2

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 5.1.8 10kV侧隔离开关的选择

1) 额定电压选择：UN≥UNS =10kV

2) 额定电流选择：IN≥Imax 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相

Imax1.05160033527.7A应回路的

根据以上数据可以初步选择高压隔离开关GN19-10/400，参数为：额定电压10kv,额定电流400A，4s时热稳定电流12.5kA，动稳定峰值电流为31.5kA。 3）动稳定校验：

ies≥ ish，ies=31.5kA≥4.13kA 满足要求 4）热稳定校验：短路计算时间取tk=4s 因tk >1，故不考虑非周期分量

QK1IK1222tk1.622410.5(kA)2Ittk12.524625(kA)2

即IttkQK1 符合要求

5.1.9 电流互感器的选择原则

电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/3左右以保证测量仪表的最佳工作电流互感器的一次额定电压和电流选择必须满足：

UN≤UNS IN≥Igmax，为了确保所供 仪表的准确度，互感器的一次工作电流应尽量接近额定电流:

UNS— 电流互感器所在电网的额定电压

UN,IN— 电流互感器的一次额定电压和电流 Imax — 电流互感器一次回路最大工作电流

热稳定检验:

电流互感器热稳定能力常以1s允许通过的热稳定电流来表示，即：

动稳定校验:

电流互感器常动稳定可用下式校验：

ies≥ ish 注:电流互感器的一次工作电流应尽量接近额定电流

I2tQk

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 5.1.10 35kV侧电流互感器的选择

1) 额定电压选择：UN≥UNS =35KV

2) 额定电流选择：IN≥Imax 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相

Imax1.05160033527.7A应回路的

根据以上数据初步选择电流互感器LB6-35，参数为：额定电压35kV，额定电流50/5A，4s动稳定电流为12.75kA，热稳定电流为12.75kA。 3) 动稳定校验：

ies≥is，ies=12.75kA≥3.96kA 满足要求 4) 热稳定校验：短路计算时间取tk=4s 因tk >1，故不考虑非周期分量

QK1IK1222tk1.14245.20(kA)2Ittk12.7524650(kA)2IttkQK1 符合要求

5.1.11 电压互感器的选择原则

1）电压互感器的准确级和容量

由于电压互感器本身有励磁电流和内阻抗，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）UN范围内变动，即应满足：1.1UN>U1>0.9UN 3）电压互感器及型式的选择

电压互感器的种类和型式应根据安装地点和使用条件进行选择，在6~35kV屋内配电装置中一般用油浸式或浇注式电压互感器。110~220kV配电装置中一般采用半级式电磁式电压互感器。 220kV及以上配电装置，当容量和准确级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。

按照以上原则，35kV侧选用电压互感器JDZX-35；10kV侧选择电压互感器 JDJ-10。

5.1.12 高压熔断器的选择与校验原则

对于一般的高压熔断器，其额定电压Un必须大于或等于电网的额定电压UNS

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 1）熔管额定电流的选择。为了保证熔断器壳不至于损坏，高压熔断器的熔管额定电流大于或等于熔体的额定电流，即

INftINfs

2）熔体额定电流的选择。为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范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数。

根据以上要求，可以选出35kV侧高压熔断器型号为RW9-35/0.5。参数为额定电压35kV，额定电流0.5A，最大开断容量为2000MVA。10Kv侧的高压熔断器型号为RN2-10。参数为额定电压10Kv,额定电流0.5A，最大开端电流为50kA。 校验 ：INbrIsh1.62kA符合要求,

INfsKImax来选择。 K为可靠系

5.2二次回路设计

5.2.1 二次回路的基本概念

由二次设备互相连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路

称为二次回路。

在电气系统中由互感器的次级绕组、测量监视仪器、继电器、自动装置等通过控制电缆联成的电路。用以控制、保护、调节、测量和监视一次回路中各参数和各元件的工作状况。

用于监视测量表计、控制操作信号、继电保护和自动装置等所组成电气连接的回路均称为二次回路或称二次接线 。

5.2.2 二次回路的组成

指对一次设备的工作进行监视、控制、测量、调节和保护，所配置的如：测量仪

表、继电器、控制和信号元件，自动装置、继电保护装置、电流、电压互感器等，按一定的要求连接在一起所构成的电气回路，称为二次接线或称为二次回路。

一次回路的组成由发电机、变压器、电力电缆、断路器、隔离开关、电压、电流互感器、避雷器等构成的电路，称为一次接线或称为主接线。

5.2.1 二次回路的分类

A、按电源性质分：交流电流回路---由电流互感器（TA）二次侧供电给测量仪表及继电器的电流线圈等所有电流元件的全部回路。

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 交流电压回路---由电压互感器（TV）二次侧及三相五柱电压互感器开口三角经升压变压器转换为220V供电给测量仪表及继电器等所有电压线圈以及信号电源等。 直流回路---使用所变输出经变压、整流后的直流电源。蓄电池---适用于大、中型变、配电所，投资成本高，占地面积大。

B、按用途区分：测量回路、继电保护回路、开关控制及信号回路、断路器和隔离开关的电气闭锁回路、操作电源回路。

操动回路---包括从操动（作）电源到断路器分、合闸线圈之间的所有有关元件，如：熔断器、控制开关、中间继电器的触点和线圈、接线端子等。

信号回路---包括光字牌回路、音响回路（警铃、电笛），是由信号继电器及保护元件到中央信号盘或由操动机构到中央信号盘。

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第6章 避雷器

6.1 避雷器的简介

避雷器是用来防止线路的感应雷及沿线路入侵的过电压波对变电所内的电气设备造成损害。它一般接于各段母线与架空线的进出口处，装在被保护设备的电源侧，与被保护设备并联。

目前使用的避雷器主要有三种形式，即管形避雷器、阀式避雷器和金属氧化物避雷器。变电所通常采用阀式避雷器。

阀式避雷器主要由火花间隙和阀片组成，装在密封的瓷套管内。火花间隙用铜片冲制而成。每对间隙用厚0.5~1mm的云母垫圈隔开。正常情况下，火花间隙能阻断工频电流通过，但在雷电过电压作用下火花间隙被击穿放电。阀片是用陶瓷粘固的电工用的金刚砂颗粒制成的。这种阀片具有非线性电阻特性。正常电压时，阀片电阻很大，而过电压时，阀片电阻则变得很小，因此阀式避雷器在下线路上出现雷电过电压时，其火花间隙被击穿，阀片电阻变得很小。能使雷电流顺畅地向大地泄放。当雷电过电压消失、线路上恢复工频电压时，阀片电阻又变得很大，使火花间隙电弧熄灭、绝缘恢复而切断工频续流，从而恢复线路的正常运行。

6.2 避雷器的配置原则及其选择

1）配电装置的每组母线上均应装设避雷器。

2）旁路母线上是否应装设避雷器，应视当旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足而定。

3）330kV及以上变压器和并联电抗器处必须装设避雷器，并应尽可能靠近设备本体。

4）220kV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。

5）三绕组变压器低压侧的一相上宜装设一台避雷器。 6）110kV~220kV线路侧一般不装设避雷器。

按照上述原则，结合任务书给定的实际情况，给电压等级避雷器选择如下：35kV侧选用避器

LB6-35。

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总结

根据综合考虑以及技术和经济比校，该厂由一次变电所的二次侧 35kV 线路（40km）上分支引接电源，选择单回路架空线路到厂内主变电所供电。电气主接线形式：35kV选用单母线接线；10kV选用单母线分段接线。选择短路点，计算短路电流，并选择合理的导线及电气设备。做了简单的继电保护设计和防雷接地设计的说明。 通过本次设计，本人对三年所学知识更有了一个系统化，而以后的工作打下了扎实的基础更懂得了怎样查阅有关参考资料，及掌握了电力系统初步设计的原则和问题解决的能力，和整个电力系统高压配电装置的配置原则，并且知道了如何撰写工程设计说明书。

虽然本次设计巩固和提高了自己所学的专业知识，但由于水平有限，理论知识又学得不够扎实，在本次设计中存在着某些错误和缺点，望老师给予指正。

本次毕业设计可以说是对大学三年学习的一个总结，是对自身在学习能力的一个检查，同时也是对自身专业知识的一个提高！

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致谢

我做的是轧钢厂供配电系统电气部分设计.通过这次毕业设计， 我加深了对工厂供电知识的理解，基本上掌握了进行一次设计所要经历的步骤，我进行课题分析、查资料，进行设计，整理说明书到最后完成整个设计。作为大学阶段一次重要的学习经历我感觉自己受益非浅， 同时深深的感觉的自己的学习能力在不断提高，一个月的时间就这样匆匆的过去了，再指导老师我经过多少个白天，黑夜，我刻苦研究。这次设计使我对工厂供电有了新的认识， 对工厂供配电设计由一无所知到现在的一定程度的掌握，起到了非常重要的作用，对张维俊老师的关心，指导有感于心， 事实上这次设计对我们的锻炼是多方面的，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，对 WORD 文档的使用等多方面的能力。轧钢厂供配电系统电气部分的设计已经按照设计原则要求设计完了， 虽然能够满足设计任务书的要求，但是我认为还要提高和改进的地方还有很多。在细节方面， 还有许多需要精雕细琢的地方，这次没有能够深入下去。希望以后有机会能够进一步。

在这次设计的过程中本人得到了许多老师的精心指导和帮助。在此我要对给予我帮助的老师表示感谢，没有他们的悉心指导我就不会更好的完成设计任务，特别是老师对设计提出了许多宝贵的意见和建议，使我解决了许多设计中存在的许多问题.在此向他们致以最诚恳的谢意！同时感谢学校给予我们的这次设计机会。

感谢亲爱的长春工程学院将我培养为一名合格的大学生，还要感谢各位专家在百忙当中抽出时间来批阅我们论文并提出宝贵意见。

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 参考文献

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