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1、工厂供配电技术课程设计工厂供配电技术课程设计摘 要工厂供电，是指工厂所需的电能的供应与分配，也称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既能易于由其他形式的能量转换而来，而易于转换为其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息技术和其他高新技术无疑不是建立在电能应用的基础之上的。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。本论文设计首先计算电力负荷和变压器的台数、容量；利用所学的知识确定变电所的位置。计算出短路电流的大小，选出不同型号的变压器，进而确定变压器的连接组别，画出必要的变电所主
2、接线图。关键词：主接线图、短路电流、电力负荷、变压器目录第1章前言4第2章设计任务52.1 原始资料 52.2 工厂平面图 52.3 工厂供电电源 52.4 工厂负荷情况 62.5 设计要求 7第 3 章全厂负荷计算和无功功率补偿 83.1 负荷计算 83.2 无功功率补偿 11第 4 章变电所高压电器设备选型 124.1 主变压器的选择 124.2 各个车间变压器的选择 124.3 10KV 架空线的选择 13第 5 章短路电流的计算 145.1 短路的基本概念 145.2 短路的原 145.3 短路的后果 145.4 短路的形成 155.5 三相短路电流计算的目的 155.6 短路电流的计
3、算155.7 电费的计算16第 6 章变电所的设备选择与校验176.1 10KV 侧设备的选择和校验17611一次设备的选择176.2 二次设备的选择196.3 10KV 侧设备的选择19第 7 章主变压器继电保护237.1 继电保护装置的概念 237.2 保护作用237.3 保护装置及整定计算23第 8 章防雷保护和接地装置的设计 258.1 防雷保护258.1.1直击雷的过电压保护258.1.2雷电侵入波的防258.2接地装置25参考文献27致 谢28附 录 一 主接线图29第1章 前言工厂供电，是指工厂所需的电能的供应与分配，也称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电
4、能既能易于由其他形式的能量转换而来，而易于转换为其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息技术和其他高新技术无疑不是建立在电能应用的基础之上的。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。在工厂里，电能虽然是工业的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。例如在机械工业中，电费开支仅占产品成本的5%左右。从投资额来看，一般机械工厂在供电设备上的投资，也仅占总投资的5%左右。因此电能在工业生产中的重要性，并不能在于他在产品成本中或者投资总额中所占的比重多少，而是在于工业生产实现电气化以后可以大大
5、增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。工厂供电工作要很好地位工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电需要，并做好节能和环保工作，就必须达到以下几点要求：1、安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故2、可靠应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求3、优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求4、经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并近可能滴节约电能和减少有色金属消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
6、例如计划用电问题，就不能至考虑一个单位的局部利益，更要有全局观点。第2章 设计任务2.1 原始资料2.2 工厂平面图2.3 工厂供电电源按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条 10KV 的功用电源干线取得电源。该干线走向参看工厂总平面图。为满足工厂耳机负荷的要求，可采用高压联络线有邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的驾控线路总长度为 80KM，电缆线路总长度为 25KM；工厂要求的功率因数在 0.6 以上。2.4 工厂负荷情况本厂多数车间为三班制，年最大负荷利用小时数 4600 小时，日最大负荷持续时间为 6 小时。该厂处铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负
7、荷外，其余均属三级负荷。全厂的负荷表如下：厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数功率因数动力1铸造车间照明3000.30.7060.81.0动力2锻压车间照明3500.30.6580.71.0动力3热处理车间照明1500.60.8050.81.0动力4电镀车间照明2500.50.850.81.0动力5仓库照明200.40.810.81.0动力6工具车间照明3600.30.6070.91.0动力7金工车间照明4000.20.65100.81.0动力8锅炉房照明500.70.8010.81.0动力9装配车间照明1800.30.7060.81.010机修车间动力1600.20.65照明40.
8、81.0生活区照明3500.70.92.5 设计要求2.5 设计要求1、计算电力负荷和无功功率补偿、短路电流的大小2、掌握变电设计的一般原则、步骤和方法3、掌握 CAD 绘图软件4、选择 10KV 供电线路和高低压电器设备选择5、草拟全厂供电系统图第 3 章 全厂负荷计算和无功功率补偿3.1 负荷计算我们在计算全厂负荷时，由于热处理车间、装配车间、机修车间、锅炉房、仓库动力、照明容量小，从每个车间的变压器和全厂的平面图可以把这五个地方看成一个地方，其余都是两个车间看成一个车间，则我们可以把全厂的平面简化如图所示：采用需要系数法对各个车间进行计算，应该将照明的和动力部分分开算集体的情况如下：（1
9、）、铸造车间、锻压车间A、动力电路：P(30)=P1(e)K1(d)+P2(e)K2(d)=300X0.3+350X0.3kw=195kwQ(30)=S230 P230=947.17 karS1(30)=P1/cos+P2/cos=(300/0.70)+(350/0.65)=967.03kvAI(30)=S(30)/3Un=967.03/3 X0.38=1469.65AB、照明电路：P（30）=P3(e)K3(d)+P4(e)K4(d)=6X0.8+8X0.7=10.4KWQ(30)=S230 P230=9.8 karS2(30)=P3/cos+P4/cos=(6/1.0)+(8/1.0)=1
10、4KVA I(30)=S(30)/3Un=14/3X0.38=24.13A则铸造车间、锻压车间:S(30)=S1(30)+S2(30)=14+967.03=981.03KVA(2)、金工车间、工具车间A、动力电路：P(30)=P5(e)K5(d)+P6(e)K6(d)=400X0.2+360X0.3=188 KWQ(30)=S230 P230=1200.75 karS3(30)=P5/cos+P6/cos=(400/0.65)+(360/0.6)=1215.38 KVAI(30)=S(30)/3Un=1215.38/3X0.38=1847.08AB、照明电路：P(30)=P7(e)K7(d)+
11、P8(e)K8(d)=10X0.8+7X0.9=14.3 KWQ(30)=S230 P230=10.57 karS4(30)=P7/cos+P8/cos=(10/1.0)+(7/0.9)=17.78 KVAI(30)=S(30)/3Un=17.78/3X0.38=27.02A则金工车间、工具车间：S(30)=S3(30)+S4(30)=17.78+1215.38=1233.16KVA（3）、生活区、电镀车间A、动力电路：P(30)=P9(e)K9(d)=250X0.5=125KWQ(30)=S230 P230=286.4karS(30)=P9/cos=250/0.8=312.5 KVAI(30
12、)=S(30)/3Un=312.5/3X0.38=474.92AB、照明电路：P(30)=P10(e)K10(d)+P11(e)K11(d)=5X0.8+350X0.7=249 KWQ(30)=S230 P230=298.72 karS(30)=P10/cos+P11/cos=(5/1.0)+(350/0.9)=388.89 KVAI(30)=S(30)/3Un=388.89/3 X0.38=591.02A则电镀车间、生活区：S(30)=312.5+388.89=701.39KVA（4）、热处理车间、装配车间、机修车间、锅炉房、仓库A、动力电路：P(30)=P12(e)K12(d)+P13(e
13、)K13(d)+P14(e)K14(d)+P15(e)K15(d)+P16(e)K16(d)=150X0.6+180X0.3+160X0.2+50X0.7+20X0.4=219KWQ(30)=S230 P230=759.55 karS(30)=P12/cos+P13/cos+P14/cos+P15/cos+P16/cos=(160/0.80)+(180/0.70)+(160/0.65)+(50/0.80)+(20/0.8)=790.79 KVAI(30)=S(30)/3Un=790.79/3X0.38=1201.8AB、照明电路：P(30)=P12(e)K12(d)+P13(e)K13(d)+
14、P14(e)K14(d)+P15(e)K15(d)+P16(e)K16(d)=5X0.8+6X0.8+4X0.8+1X0.8+1X0.8=15.6KWQ(30)=S230 P230=6.76 karS(30)=P12/cos+P13/cos+P14/cos+P15/cos+P16/cos=(5/1.0)+6/1.0)+(4/1.0)+(1/1.0)+(1/1.0)=17 KVAI(30)=S(30)/3Un=17/3X0.38=25.83A则热处理车间、装配车间、机修车间、锅炉房、仓库：S(30)=17+790.79=817.79KVA取全厂的系数同时为 K(p)=0.9 K(q)=0.95
15、则全厂计算负荷为：P(30)=195+10.4+188+14.3+125+249+219+15.6=1016.3 KWQ(30)=947.17+9.8+1200.75+1.57+286.4+298.72+759.55+6.76=3510.72 karS(30)=S230 P230=3654.86 KVAI(30)=3654.86/3X0.38=5554.5A3.2 无功功率补偿无功功率补偿以上结果可得变压器低压侧的视在计算负荷为：S(30)=3654.86 KVA 这时的功率因素为：cos=P(30)/Q(30)=1016.3/3654.86=0.27 远小于 0.9，因此要进行无功功率补偿。
16、由于电压器的无功消耗大于有功消耗，所以在计算无功功率补偿时候取 cos=0.92，这样我们无功补偿的 Q（c）为：Q（c）=1016.3tan(arccos0.27)-tan(arccos0.92)=3201.3 Kvar 则取 Q（c）=3300Kvar，采用 33 个 BWF10.5/100/1 并联电容器进行补偿，总共容量：100KvarX33=3300Kvar(1)、补偿后的变压所的低压侧视在计算负荷为：S(30)=1016.3X1016.3+（3510.72-3300）X210.72=1037.9KVA电流：I(30)=1037.9/3X0.38=1577.36A（2）、变压所的功率
17、损耗为：P(r)=0.015 S(30)=0.015X1037.9=15.57KvarQ(r)=0.06 S(30)=0.06X1037.9=62.274 Kvar（3）、变电所的高压侧的计算负荷为：P(30)=195+10.4+188+14.3+125+249+219+15.6=1016.3 KWQ(30)=3510.72-3300=210.72 karS(30)=1038.33 KVAI(30)=1038.33/3X0.38=1578A(4)、补偿后的功率因素：cos=P(30)/S(30)=1016.3/1038.33=0.979（大于0.9）符合要求第 4 章 变电所高压电器设备选型4
18、.1 主变压器的选择年损耗的电量的计算年有功电能消耗量及年无功电能消耗量可由下计算得到（1）年有功电能消耗量：W(pa)=ap（30）T（a）（2）年无功电能消耗量：W(pa)=Q(30)T（a）结合本工厂的情况，年负荷利用小时数 T（a）=4600 小时，取年平均用功负荷系数=0.72年平均无功负荷系数=0.78 由此可得本厂：（1）年有功电能消耗量：W(pa)=0.72X1016.3X4600=3365985.6KW/h（2）年无功电能消耗量：W(pa)=0.78X1038.33X4600=3725528.04KW/h全工厂的实在计算负荷和全工厂要求上看，该厂负荷属于二级负荷，故该工厂变压
19、器的容量：S(nt)0.7X1037.9=756.53KVA所以我们选 1000KVA 的变压器容量 S9-1000/10 型配电变压器，采用 Yyn0.4.2 各个车间变压器的选择（1）铸造车间、锻压车间变压器容量：S(nt)0.7X981.03=686.72KVA选择 S9/800/10 型号低损耗配电变压器，连接组别采用 Yyn0（2）金工车间、工具车间变压器容量：S(nt)0.7X1233.16=863.212KVA选择 S9/1000/10 型号低损耗配电变压器，连接组别采用 Yyn0（3）电镀车间、生活区变压器容量：S(nt)0.7X701.39=490.97KVA选择 S9/60
20、0/10 型号低损耗配电变压器，连接组别采用 Yyn0（4）热处理车间、装配车间、机修车间、锅炉房、仓库变压器容量：S(nt)0.7X817.79=572.KVA选择 S9/600/10 型号低损耗配电变压器，连接组别采用 Yyn04.3 10KV 架空线的选择架空线的选择本本厂有附近一条 10KV 公用电源干线取得电源，所以按照寂静电流密度选择导线截面积，线路在正常工作时的最大功罪电流为：Ig=1038.33/3X10=59.95A该工厂为三班制，全年最大负荷利用小时数位 4600 小时，属于三级负荷。其钢芯铝线电流密度 J=0.9 所以导线截面面积：Sj=Ig/J=59.95/0.9=66
21、.11mm2由于线路长久使用，应该选择截面面积为 70mm2 的刚芯铝线，所以 10KV 架空线为LGJ/70 的导线查表的 LGJ/70 型裸导线的允许电流 Iy=275A(25)、Iy=228A(35)、Iy=222A(40)第 5 章 短路电流的计算5.1短路的基本概念短路是指电源通向用电设备的导线不经过负载而相互直接连接的状态，也称为短路状态。5.2短路的原因造成短路主要原因有：1、电气设备绝缘损坏这种损害可能是由于设备长气运行、绝缘老化造成的；也肯能是设备本身质量低劣、绝缘强度不够而被正常电压击穿；或者设备质量合格、绝缘合乎要求而被过电压击穿；或者由于设备绝缘守到了外力损伤而造成的。
22、2、有关人员误操作这种情况大多数是由于操作人员违反安全操作规程而发生的，例如带负荷拉闸，或者误将电压设备接入较高压的电路中而造成的击穿短路。3、鸟兽为害事故鸟兽跨越在裸露的相线之间或者相线与接地物体之间，或者咬坏设备和导线电缆的绝缘，从而导致短路。5.3短路的后果短路后，系统中出现的短路电流比正常负荷电流大的多。在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安，如此大的短路电流可对供电系统产生极大的危害：1、短路时要产生很大的点动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件受到损害和破坏，甚至引起火灾事故。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，将故障
23、电路切除，从而造成停电，而且短路点越靠近电源停电范围越大，造成的损失也越大。4、严重的短路要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、不对称短路包括单相和两相短路，其短路电流将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，甚至使之发生误动作。由此可见，为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件等，也必须计算短路电流。5.4短路的形成在三相系统中，短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等，其中两相接地短路，实质是两相短路。按短路的对称性来分，三相短路属对称性短路，其他形
24、式短路均为不对称短路。电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小。但是一般情况下，特别是原理电源（发电机）的工厂供电系统中，三相短路电流最大，因此他造成的危害也最为严重。为了是电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地工作，因此作为选择和校验电器设备用的短路计算中，以三相短路计算为主。实际上不对称短路也可以按对称分量法将不对称的短路电流分解为对称的正序、负序和零序分量，然后对称量来分析和计算，所以对称的三相的三相短路分析计算也是不对称短路分析计算的基础。5.5 三相短路电流计算的目的短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算为了
25、保证电力系统安全运行，选择电气设备时，要用流过该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和点动力的巨大冲击。5.6 短路电流的计算计算短路电流的方法有欧姆法和标幺值法，这里用的是标幺值法。本工厂的供电系统简图如下图所示。采用一路电源供线，一路本厂馈电变电站经 LGJ/70 架空线（系统按电源计）。本电厂的供电简略图如下：5、7电费计算本厂与当地供电部门达成协议，在本厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费交电费。每月基本电费按主变压器容量计为 18 元/KVA，动力电费为 0.20元/kwh，照明电费为 0.500 元/kwh。工厂最
26、大负荷时的功率因数不得低于 0.90.此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交供电贴费：610KV 为 800元/KVA。供电贴费：主变压器容量为每 KVA800 元，供电贴费为 1000KVA*0.08 万元/KVA=80 万元。月基本电费按主变压器容量计为 18 元/KVA，故每年电费为 1000*18*12=21.6 万元。根据年最大负荷利用小时 T 可求得：动力费用：627.5*T*0.2照明费用：31.3*T*0.5第 6 章 变电所的设备选择与校验6.1 10KV 侧设备的选择和校验611一次设备的选择A、断路器断路器（英文名称：circuit-breaker，c
27、ircuit breaker）是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件（包括短路条件）下的电流的开关装置。在这里由于 10KV 除的最高正常工作电流Ig=59.95A，且户外布置。选择断路器为户内少油断路器，型号是：SN3-10I，其主要技术数据如表所示：SN3-10I 断路器技术参数额定工作电压（kv）额定工作电流（A）额定开端电流(KA)动稳定电流(KA)热稳定电流(KA)额定热稳定时间(S)106301640164B、隔离开关隔离开关是一种没有灭弧装置的开关设备，主要用来断开无负荷电流的电路，隔离电源，在分闸状态时有明显的断开点，以保证
28、其他电气设备的安全检修。在这里由于 10KV 处的最高正常工作电流为 Ig=59.95A，且户内布置。选择的隔离开关型号为：GW2-10G，其主要技术数据如表所示：GW2-10G 断路器技术参数极限通过电额定工作电额定工作电流峰值流（KV）流（A）（KA）（KA）（S）热稳定电流热稳定时间1060060204C、电压互感器电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压 U1 时，在铁心中就产生一个磁通，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压 U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互
29、感器。在这里由于互感器用于运行监视，选择准确度为 1 级，根据电压和工作环境，我们选择的型号为：JD6-10，其技术参数如下：JD6-10 电压互感器技术参数额定工作电压（v）额定频率二次线圈的二次线圈极线圈连接组额定容量（HZ）限容量标号（va）（va）一次线圈二次线圈100001005025010001/1-12、熔断器熔断器也被称为保险丝，IEC127 标准将它定义为熔断体（fuse-link)。它是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。这里熔断器是用于保护电压互感器的，由于 10KV 处的最高电厂工作电流为 Ig=59.95A。因此选择高压限流熔断器的型号是：RXW0-10/0
30、.5，其主要技术参数如下表：RXW0-10/0.5 熔断器技术参数额定工作电压（KV）额定工作电流（A）额定断流容量重量（KG）（MVA）10105100023、避雷器避雷器 又称：surge arrester，能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。这里根据电压等级和工作环境确定选择磁吹阀式避雷器，型号为：FCZ3-10，其主要技术参数如下：FCZ3-10 避雷器技术参数额定电压灭弧电压工频放电电压（有效冲击放电电导电流（KV）（KV）值）（KV）电压峰值不大于（KV）直流试验（KV）电流（A）10417085
31、11250250-40062 二次设备的选择、断路器由于一次侧的电流为 Ig=59.95A，因为二次侧电流和一次侧电流是一样的所以 I（2）g=59.95A，二次侧所以选择是户内型的，型号为：SN10-10/630，其主要技术参数如下：SN10-10/630 断路器技术参数额定电压（KV）额定电流（A）额定开端电流（KA）动稳定电流（KA）热稳定电流（KA）额定热稳定时间（S）106301640164、熔断器该熔断器用于保护电压互感器，由于 10KV 处的最高电厂工作电流为 Ig=59.95A。因此选择高压限流熔断器的型号是：RW0-10/1.5，其主要技术参数如下：RW0-10/1.5 熔断
32、器技术参数额定断流容量额定电压（KV）额定电流（A）（MVA）重量（S）100.51000236.10kv 侧的设备选择和校验1.熔断器用于 10KV 侧正常工作时的电流由各个车间按照每个车间的进行计算：、铸造车间、锻压车间：正常的工作电流为：Ig=981.3/根号 3X10=56.66A，是户内布置的断路器，型号是：SN10-10/1250，其主要技术参数如下：SN10-10/1250 断路器技术参数额定工作电额定工作电额定开端电动稳定电流热稳定电流额定热稳定压（KV）流（A）流（KA）（KA）（KA）时间（S）10125040125404B、金工车间、工具车间正常工作电流为：Ig=1233
33、.66/根号 3X10=71.23A，是户内布置的断路器，型号是：SNS-10/1000，其主要技术参数如下：SNS-10/1000 断路器技术参数额定工作电额定工作电额定开端电动稳定电流热稳定电流额定热稳定压（KV）流（A）流（KA）（KA）（KA）时间（S）10100031.58031.54C、电镀车间、生活区正常的工作电流 Ig=701.39/根号 3X10=40.49A，是户内布置的断路器，型号是：SN10-10/1250，其主要技术参数如下：SN10-10/1250 断路器技术参数额定工作电额定工作电额定开端电动稳定电流热稳定电流额定热稳定压（KV）流（A）流（KA）（KA）（KA）
34、时间（S）10125040125404D、热处理车间、装配车间、机修车间、锅炉房、仓库正常的工作电流 Ig=817.79/根号 3X10=47.22A，是户内布置的断路器，型号是：SN10-10/1250，其主要技术参数如下：SN10-10/1250 断路器技术参数额定工作电额定工作电额定开端电动稳定电流热稳定电流额定热稳定压（KV）流（A）流（KA）（KA）（KA）时间（S）101250401254042、隔离开关A、铸造车间、锻压车间：正常的工作电流为：Ig=981.3/根号 3X10=56.66A，是户内布置的隔离开关，型号是：GN6-10/1250，其主要技术参数如下：GN6-10/1
35、250 隔离开关技术参数额定工作电额定工作电极限通过电热稳定电流热稳定时间配用操动机压（KV）流（A）流峰值（KA）（KA）（S）构型号10125075434CS6-1TB、金工车间、工具车间正常工作电流为：Ig=1233.66/根号 3X10=71.23A，是户内布置的隔离开关，型号是 GNS-10/1000，其主要技术参数如下：GNS-10/1000 隔离开关技术参数额定工作电额定工作电极限通过电热稳定电流热稳定时间配用操动机压（KV）流（A）流峰值（KA）（KA）（S）构型号10100075435CS6-1TC、电镀车间、生活区正常的工作电流 Ig=701.39/根号 3X10=40.4
36、9A，是户内布置的隔离开关，型号是：GN10-10/1250，其主要技术参数如下：GN6-10/1250 隔离开关技术参数额定工作电压（KV）额定工作电极限通过电热稳定电流热稳定时间配用操动机流（A）流峰值（KA）（KA）（S）构型号10100075435CS6-1TD、热处理车间、装配车间、机修车间、锅炉房、仓库正常的工作电流 Ig=817.79/根号 3X10=47.22A，是户内布置的隔离开关，型号是：SN10-10/1250，其主要技术参数如下：SN6-10/1250 隔离开关技术参数额定工作电额定工作电极限通过电热稳定电流热稳定时间配用操动机流峰值压（KV）流（A）（KA）（KA）（
37、S）构型号10100075435CS6-1T第 7 章主变压器继电保护7.1继电保护装置的概念当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备，一般通称为继电保护装置。7.2保护作用对于高压侧位 10KV 的工厂总降压变电所主变压器来说，应该装有瓦斯保护、过流保护和电流速断保护。7.3保护装置及整定计算1、瓦斯保护采用 FJ-80 开口杯挡板式气体继电器。2、装设过流保护采用 GL15 型感应式过电流继电器，两相
38、两继电器式接线，去分流跳闸的操作方式。3、电流互感器选择高压侧：I(1N)=2000/3X10=115.47A 电流互感器采用三角形接法，计算电流互感器变比 Ki=115.47X3/5=40A,选用电流互感器变比 Ki=100/5=20（1）过电流动作电流的整定 Ilmax=2.5X2000/3X10=330.94A取 Krel=1.3 Ki=100/5=20 Kw=1 Kre=0.8因此 Kqb=429/7=61.28 故整定电流为 90（2）装设电流速断保护采用 GL15 型继电器的电流速断装置来实现。a、速断电流的整定Ikmax=Ik2=2.452KAIqb=IkmaxXKrelXKw/
39、KtXKi=2.452X1.3X1/5.56X20=28.7A故速断电流倍数整定为 Kqb=28.7/7=4.1第 8 章防雷保护和接地装置设计8.1 防雷保护8.1.1 直击雷的过压保护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共接地装置相连。如变电所的主变压器装设在室外或露天配电装置时，则应在变电所外面的适当位置装设独立避雷针，其装设高度应使其防雷保护范围包括整个变电所。如果变电所处在其它建筑物的直击雷防护范围内时，则可不另设独立避雷针。按规定，独立避雷针的接地装置接地电阻RE10。通常采用 36 根长2.5m、50mm的钢管，在装设避雷针的杆塔附近作一排或多边形排列，管间
40、距离 5m，打入地下，管顶距地面 0.6m。接地管间用 40mm4mm 的镀锌扁钢焊接相连。引下线用25mm4mm的镀锌扁钢，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔及其基础内的钢筋相焊接，上与避雷针焊接相连。避雷针采用20mm的镀锌圆钢，长 11.5m。独立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有 3m 以上距离。8.1.2 雷电侵入波的防护(1)在 10kV 电源进线的终端杆上装设FS410型阀式避雷器。引下线采用25mm4mm的镀锌扁钢，下与公共接地网焊接相连，上与避雷针接地端螺栓连接。(2)在 10kV 高压配电室内装设有 GG1A（F）54 型开关柜，其中配有 FS410型避雷器，靠近
41、主变压器。主变压器主要靠避雷器来保护，防护雷电侵入波的危害。(3)在 380V 低压架空出线杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地，用以防护沿低压架空线侵入波的雷电波。8.2接地装置由资料得该工厂变压器容量为 2000kv.A。电压为 10/0.4kv，接线组为 Yyn0，与工厂变压器连接到车间变压器的电缆长 80km。10(350.2)IE 0.2A(1)确定接地电阻值350查表，此变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件因此公共接地装置接地电阻RE 4。(2)接地装置的设计采用长 2.5m、50mm 的钢管 16 根，沿变电所三面均匀布置，管距 5m，垂直打入地下，管顶离地面 0.
42、6m。管间用 40mm4mm 的镀锌扁钢焊接相连。变电所的变压器室有两条接地干线、低压配电室有一条接地干线与室外公共接地装置焊接相连，接地干线均采用 25mm4mm 的镀锌扁钢。参考文献【1】刘介才 工厂供电北京 机械工业出版社【2】刘介才供配电技术 北京机械工业出版社【3】放大中.编电力系统分析.科学出版社【4】王锡凡.编电气工程基础.西安交通大学出版社【5】付家才供电工程 北京机械工业出版社【6】段建元工厂配电线路及变电所设计计算北京机械工业出版社【7】张莹.工厂供配电技术 2 版北京:电子工业出版社，2006.【8】苏文成.工厂供电 2 版北京:机械工业出版社,1990.【9】航空工业部
43、第四规划设计研究院等编.工厂配电设计手册北京:水利电力出版社，1982.【10】同济大 学电气 工程系.工 厂供 电北 京:中国 建筑 工业出 版社，19 81致谢历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在老师和同学的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师程老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示忠心的感谢！感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！