125478.3測量二次回路 37131838.4斷路器控制二次回路 3732218.5信號(hào)回路設(shè)計(jì) 37233948.6微機(jī)綜合保護(hù)裝置 3821385參考文獻(xiàn) 39第一章緒論1.1研究背景變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分[1]。主系統(tǒng)是整個(gè)變電站的主系統(tǒng)建設(shè)環(huán)節(jié)，只有通過加強(qiáng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化運(yùn)行條件，系統(tǒng)才能平穩(wěn)運(yùn)行[2]。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，變電站的建設(shè)越來越受到人們的重視。宏光煤礦機(jī)械廠是一家區(qū)域性加工企業(yè)，設(shè)有鍛造車間，金工車間，裝配車間和其他車間，在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人才招聘中發(fā)揮著重要作用。變電站是維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的一項(xiàng)重要而重要的任務(wù)，這對(duì)電力系統(tǒng)中電網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重大影響。安靜高效的變電站對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展非常重要，并且對(duì)變電站的設(shè)計(jì)提出了要求。令人滿意的變電站不僅可以確保電源的穩(wěn)定性，而且還需要充分考慮可伸縮性和經(jīng)濟(jì)性。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀就目前來看我國用電負(fù)荷的增長十分迅速，在我國輸電系統(tǒng)與配電系統(tǒng)中，變電所是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，為了保證變電所能夠?qū)θ松戆踩斜Ｕ喜⑶夷軌虮３指咝实拈L時(shí)間進(jìn)行工作，在變電所的設(shè)計(jì)之初就要做好各種準(zhǔn)備。在實(shí)際應(yīng)用中，大量的10kV變電所都已經(jīng)投運(yùn)，雖然我國的10kV變電所技術(shù)成熟比較晚，但是經(jīng)過長期的研究、學(xué)習(xí)和研發(fā)，許多新型、高度智能化、數(shù)字化的10kV變電所已經(jīng)被研發(fā)出來，并且已經(jīng)投入使用，在江蘇等地方，就已經(jīng)有了10kV智能變電所已經(jīng)投入運(yùn)行，已經(jīng)具有比較成熟的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和建設(shè)，并且已經(jīng)用于實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)用，也就是通過不斷學(xué)習(xí)、總結(jié)，不斷吸取國外的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，從而形成具有自我特色的典型設(shè)計(jì)。相比國內(nèi)，國外很多國家的電能都比較緊缺。特別是對(duì)于一些發(fā)展中國家，由于石油等資源比較匱乏，為了節(jié)省能源，他們致力于研究變電所新技術(shù)、新設(shè)備、智能控制，力求做到節(jié)約、集約、高效等特點(diǎn)，這樣十分的節(jié)省能量，從而改變自己國家的電力狀況，進(jìn)一步提高變電所的利用效果。從現(xiàn)在來看電能的供應(yīng)緊缺依舊是某些發(fā)達(dá)國家的主要問題，制約著這些發(fā)達(dá)國家發(fā)展的主要原因之一就是電力的供應(yīng)不足資源的緊缺。這些發(fā)達(dá)國家想盡辦法用盡手段，為了實(shí)現(xiàn)這些需求來降低電能的損耗，例如有一個(gè)簡單并且相對(duì)來講實(shí)用的方法就是將電壓進(jìn)行增高，完備的對(duì)變電所進(jìn)行設(shè)計(jì)的理論早已經(jīng)在這些發(fā)達(dá)國家根深蒂固，能夠做到真正的損耗小、效率高、對(duì)人身安全正是這些完備的設(shè)計(jì)理論的特點(diǎn)。于是，很多國家都在致力于研發(fā)低能耗、綠色環(huán)保的變電所，都在力求變電所更加智能。目前就全世界來看，掌握智能化、數(shù)字化、低耗能化的10kV變電所的公司有很多，且規(guī)模還在不斷增加，這對(duì)我國即是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。第二章主變壓器選擇及變電所形式選擇2.1負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)載的分類很大程度上取決于電源的可靠性和穩(wěn)定性以及在斷電情況下會(huì)影響人身安全和經(jīng)濟(jì)性的損壞程度。根據(jù)重要性，它分為1類負(fù)載，2類負(fù)載和3類負(fù)載。根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ16-2008，本設(shè)計(jì)的負(fù)荷主要為煤礦機(jī)械制造廠若干車間及家用電工的設(shè)備供電，負(fù)荷屬于三階段。對(duì)動(dòng)力用電負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算：鑄造車間：，，鍛造車間：，，金工車間：，，工具車間：，，熱處理室：，，熱處理室：， ，裝配車間：， ，機(jī)修車間：， ，鍋爐房：， ，倉庫：， ，對(duì)照明用電負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算：表1動(dòng)力用電負(fù)荷方位P(kW)Q(kVar)鑄造車間297302.94鍛造車間120140.28金工車間126147.3工具車間120159.96熱處理室9067.5熱處理室10088.2裝配車間4040.8機(jī)修車間90119.97鍋爐房7061.74倉庫64.5對(duì)照明用電負(fù)荷54.3113.192.2無功補(bǔ)償計(jì)算2.2.1補(bǔ)償前的功率因數(shù)：補(bǔ)償前。2.2.2確定無功補(bǔ)償量按照供電部門一般要求，無功功率因數(shù)一般要達(dá)到0.9才滿足要求。即：因此，需要補(bǔ)償?shù)娜萘繛椋翰⒏鶕?jù)此補(bǔ)償容量配置無功補(bǔ)償裝置。補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)：根據(jù)，其中，所以則：滿足設(shè)計(jì)題目要求。無功補(bǔ)償裝置配置：選擇并聯(lián)電容器作為無功功率補(bǔ)償裝置，并采用集中式補(bǔ)償方法。補(bǔ)償器通常安裝在0.4kV的低壓側(cè)，并由智能補(bǔ)償電容器控制器控制。在該設(shè)計(jì)中，選擇了11個(gè)額定容量為50kVar的BZMJ0.45-50-3低壓并聯(lián)電容器?？梢詽M足這種設(shè)計(jì)的需求?？梢栽跓o功補(bǔ)償柜中安裝電容器，該柜使用GGD型配電柜，其中安裝了11套相關(guān)的電氣設(shè)備，例如11個(gè)電容器和接觸器。2.3主變壓器的選擇2.3.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇主變壓器的選擇還應(yīng)基于城市規(guī)劃，負(fù)荷特性和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮因素來確定容量。同時(shí)，變壓器的選擇主要是根據(jù)數(shù)量和容量的選擇，最后，選擇符合實(shí)際要求的變壓器，以確保電源的可靠性和經(jīng)濟(jì)性滿足變壓器的數(shù)量以下要求。1.滿足與電氣負(fù)載有關(guān)的電源可靠性要求。如果負(fù)載具有主負(fù)載或大量次級(jí)負(fù)載，則需要兩臺(tái)變壓器，并且如果一個(gè)變壓器發(fā)生故障并需要維修，則另一臺(tái)可以繼續(xù)向初級(jí)負(fù)載和次級(jí)負(fù)載供電。對(duì)于只有負(fù)載而沒有主負(fù)載的變電站，只能使用一個(gè)變壓器，但它必須具有備用電源。2.如果負(fù)載集中并且變電站的容量很大，那么即使是三相負(fù)載也可以使用兩個(gè)或多個(gè)變壓器來滿足最大功耗需求?？偠灾嗽O(shè)計(jì)是三相負(fù)載，因此需要一個(gè)變壓器。2.3.2主變壓器容量的選擇主變壓器的容量為：=2.3.3主變壓器相數(shù)及繞組的選擇我國一般有單相和三相兩種類型，主變壓器采用三相或單相，通常不考慮單相，因?yàn)樗枰罅壳页杀竞芨?。因此，在本文中，使用了三相變壓器。變壓器繞組的連接方式必須與系統(tǒng)電壓的相位相匹配[6]。由于此設(shè)計(jì)中只有兩個(gè)電壓電平，分別為10kV和0.4kV，因此使用了雙繞組變壓器。2.3.4主變壓器中性點(diǎn)接地方式在10kV測采用Δ連接，在0.4kV側(cè)采用Y連接，其連接組別為Dyn11。2.3.5主變壓器選型本設(shè)計(jì)采用干式變壓器，因?yàn)楦墒阶儔浩鞅苊饬擞偷奈廴荆⑶倚阅芨臃€(wěn)定。根據(jù)上述的有關(guān)計(jì)算，并查閱有關(guān)變壓器選型表，確定的主變壓器主要技術(shù)參數(shù)如表2所示：變壓器型號(hào)額定容量連結(jié)組別空載損耗短路損耗空載電流阻抗電壓SCB10-12500/101250Dyn11211097401.46表2主變壓器主要技術(shù)參數(shù)2.4備用電源設(shè)計(jì)主電源的丟失不會(huì)影響電源的正常和安全運(yùn)行，從而避免發(fā)生諸如發(fā)電機(jī)組失去控制，整個(gè)工廠和機(jī)器的電源故障所導(dǎo)致的設(shè)備損壞之類的事故。已經(jīng)實(shí)施了備用電源設(shè)計(jì)，以防止對(duì)主要負(fù)載（火力等）的電源中斷?？紤]到工廠的實(shí)際情況，將400kVA柴油發(fā)電機(jī)本身用作備用設(shè)備。如果所有主電源均發(fā)生故障，則將打開和關(guān)閉備用電源以確保部分負(fù)載利用率[10]。2.5變電所選址變電所的選址應(yīng)該嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)規(guī)定，主要要根據(jù)下列要求：(1)、合理分布，選址要靠近負(fù)荷中心；(2)、節(jié)約資金，盡量選在土地價(jià)格低廉、利用率不高的地方；(3)、交通方便；(4)、周圍環(huán)境良好；(4)、地質(zhì)、地形能夠滿足要求，不要建立在容易引發(fā)地震等地方；(6)、考慮到水、電等生活資源的方便性；7、遠(yuǎn)離宿舍等設(shè)施。2.6變電所的形式變電所的形式多種多樣，本設(shè)計(jì)采取10kV配電室形式。這是因?yàn)榻陙恚覈念A(yù)裝式變電站技術(shù)比較成熟，可以將10kV設(shè)備和0.4kV設(shè)備都安裝在配電室中。這樣的一大好處就是維修、運(yùn)行人員的工作條件比較好，不用受到風(fēng)吹日曬。2.7全廠供電平面圖全廠供電平面如圖2.1所示，變電所要深入負(fù)荷中心，并且進(jìn)行合理，讓各個(gè)車間都在變電所周圍，從而減少供電距離。圖2.1全廠供電平面圖第三章電氣主接線的確定3.1概述主配線是根據(jù)功能要求通過連接線從高壓電氣設(shè)備接收和分配電能的電路，也用于主配線或電氣系統(tǒng)?？梢哉f主配線是變電站設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。該設(shè)計(jì)基于“靈活性，可靠性和經(jīng)濟(jì)性”的原則執(zhí)行主布線設(shè)計(jì)工作，并最終獲得最佳的主布線圖[3]。通常，主配線必須滿足三個(gè)基本要求：可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性[4]。（1）可靠性可靠性原則是確保生產(chǎn)和使用壽命的基本電源質(zhì)量的關(guān)鍵原則之一[5]。主接線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須首先滿足此要求。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則所需的停電范圍應(yīng)較小，并且可以快速恢復(fù)電源。在設(shè)計(jì)主配線時(shí)，有必要參考國內(nèi)外大型企業(yè)的設(shè)計(jì)模式并使用相對(duì)可靠的電氣設(shè)備來優(yōu)化和簡化電路。（2）營運(yùn)靈活性靈活性來自變電站控制以及調(diào)度和其他方面，尤其是在調(diào)度方面。合理的電源接線可以滿足一定的靈活性和高可靠性。靈活性還應(yīng)該促進(jìn)變電站的擴(kuò)展。（3）簡單經(jīng)濟(jì)主電氣系統(tǒng)也有經(jīng)濟(jì)要求，因此在選擇主導(dǎo)體時(shí)，要確保經(jīng)濟(jì)性和簡便性，減少占地面積并經(jīng)濟(jì)地計(jì)算線損。3.2主接線形式的確定電氣主接線有多種，一般常用的主要有內(nèi)橋、外橋、單母線、單母線分段，雙母線等等[7]，此外，還有帶旁路的。主接線形式的選擇要緊緊依靠設(shè)計(jì)背景、負(fù)荷情況以及整體規(guī)劃情況。這有考慮到了這些，才能選擇合適的主接線。否則，主接線可能滿足不了供電穩(wěn)定性或者過度浪費(fèi)。下面本設(shè)計(jì)將幾種主接線進(jìn)行簡單介紹，由于本設(shè)計(jì)為10kV系統(tǒng)，所以橋型接線、雙母線接線等就不再贅述。（1）單母線接線：單母線接線一般用于10kV及以下，或者不需要很高的供電可靠性的場合，由于其接線形式簡單、電氣設(shè)備使用較少，在10kV及以下場合有一定應(yīng)用（2）單母線分段接線：單母線分段接線是單母線的延伸，他的主要原理主要是將母線一分為二，并使用聯(lián)絡(luò)裝置將已經(jīng)分開的兩段母線連接起來。對(duì)于10kV多個(gè)回路的系統(tǒng)，單母線分段接線的應(yīng)用比較廣泛，一是他的供電可靠性比較高，由2個(gè)進(jìn)線相互為備用，一般其中一個(gè)發(fā)生故障，另外一個(gè)能夠及時(shí)投切、保證供電可靠性，二是他的電氣設(shè)備相對(duì)較少，經(jīng)濟(jì)性也比較好。（3）增設(shè)旁路母線的接線：與單母線分段相比，增設(shè)旁路母線主要是增加了一套旁路裝置。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：比單母線分段相比，供電更加可靠，他的主要缺點(diǎn)是電氣設(shè)備比較多，同時(shí)調(diào)度也比較復(fù)雜。在此設(shè)計(jì)中，負(fù)載均為三級(jí)負(fù)載，因此輸入線使用單個(gè)電源，發(fā)電機(jī)用作備用電源?？偣灿?個(gè)循環(huán)。因此，主要接線圖如圖3.1所示。在這種情況下，使用10KV電源同時(shí)供電，以進(jìn)行關(guān)鍵負(fù)載切換而不會(huì)發(fā)生功率損耗，連接方式互為冗余，切換方式采用工作方式。匯流條上的斷路器是手動(dòng)打開的。輸入斷路器和母線斷路器，輸入斷路器和母線斷路器，母線斷路器和母線同時(shí)存在電氣和機(jī)械聯(lián)鎖。在強(qiáng)制斷開和稱重柜之間也有一個(gè)電子鎖。采用互鎖設(shè)置后，斷路器可以合閘直到進(jìn)線斷路器開關(guān)和計(jì)量柜處于工作狀態(tài)，并且只有在斷開進(jìn)線斷路器后才能斷開新的絕緣和計(jì)量柜的開關(guān)。同樣，僅在橫拉桿處于工作狀態(tài)時(shí)才能關(guān)閉橫拉桿，并且在拆下橫拉桿后才能將橫拉桿拆下。圖3.1主接線方案圖

第四章短路電流計(jì)算4.1短路電流的概述在變電站運(yùn)行期間，除了其正常運(yùn)行外，還會(huì)發(fā)生各種錯(cuò)誤。例如，線路或系統(tǒng)中的短路會(huì)導(dǎo)致電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備損壞。因此，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，必須計(jì)算短路電流并提供校正標(biāo)準(zhǔn)，而短路電流也是計(jì)算繼電保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)之一。短路電流會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)和動(dòng)態(tài)效應(yīng)，從而嚴(yán)重?fù)p壞電氣設(shè)備，從而影響電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行[7]。短路電流計(jì)算主要用于選擇電氣設(shè)備，檢查電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性以及設(shè)計(jì)和調(diào)整保護(hù)繼電器。4.2短路電流的分類有兩種類型的段落：對(duì)稱和不對(duì)稱段落[8]。不對(duì)稱短路有3種類型：單相對(duì)地短路，兩相對(duì)地短路和兩相對(duì)地短路，這沒有考慮其他因素。4.3短路電流計(jì)算的步驟（1）繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖。（2）通過計(jì)算求出每個(gè)元件的標(biāo)幺值。（3）選擇短路點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選取10kV側(cè)和0.4kV側(cè)兩個(gè)點(diǎn)。（4）對(duì)等值網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行化簡。（5）得出計(jì)算數(shù)據(jù)。4.4短路電流計(jì)算4.4.1系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算及短路條件的選擇一般情況下，基準(zhǔn)值都是?。?。4.4.2變壓器參數(shù)計(jì)算取，，。由公式得出：，求各元件的標(biāo)幺值：系統(tǒng)短路容量為600MVA，可得系統(tǒng)阻抗為：擬定電源通過6km外的架空線路，可得線路阻抗為：變壓器阻抗為：其等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖4.1所示：圖4.1等值網(wǎng)絡(luò)圖圖4.1經(jīng)過簡化后，如圖4.2所示。圖4.2短路簡化圖4.4.310kv側(cè)短路電流的計(jì)算三相短路電流周期分量有效值三相短路沖擊電流最大值短路沖擊電流有效值4.4.40.4kV側(cè)短路電流的計(jì)算三相短路電流周期分量有效值三相短路沖擊電流最大值短路沖擊電流有效值4.4.5短路電流計(jì)算結(jié)果表表3三相短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)編號(hào)短路點(diǎn)額定電壓平均工作電壓短路電流周期分量有效值短路點(diǎn)沖擊電流有效值最大值U/kvU/kvI/kAI/kA/kA/kAK20.380.420.1820.182237.13K11010.52.342.343.535.97第五章一次電氣設(shè)備選擇由于電氣設(shè)備的選擇是變電站設(shè)計(jì)的重要方面之一，因此主要電氣設(shè)備的選擇和設(shè)計(jì)包括許多類型的電氣設(shè)備，例如斷路器開關(guān)。選擇正確的用電不僅可以確保電力系統(tǒng)的可靠性和靈活性，而且還可以通過經(jīng)濟(jì)合理地選擇電氣設(shè)備來減少對(duì)變電站的投資[9]。只有選擇電氣設(shè)備，變電站部分的設(shè)計(jì)才能變得更加準(zhǔn)確，從而促進(jìn)整個(gè)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行[10]。由于電氣設(shè)備在發(fā)生故障時(shí)容易發(fā)生事故，因此必須嚴(yán)格遵守變電站的電氣設(shè)計(jì)，以確保安全用電和人身安全[11]。5.1電氣設(shè)備選擇原則及技術(shù)條件1.長期工作條件（1）電壓（5-1）（2）電流（5-2）2.短路穩(wěn)定條件（1）短路的熱穩(wěn)定性能條件（5-3）（2）短路的動(dòng)穩(wěn)定性能條件（5-4）高壓側(cè)長期最大工作電流[12]：=1.05*低壓側(cè)長期最大工作電流：=1.05*5.2母線的選擇與校驗(yàn)5.2.110kV進(jìn)線電纜的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€是用于承載電流重要的一次設(shè)備[13]。對(duì)于10kV母線，由于承載電流比較大，一般采用銅導(dǎo)體。（1）初步選擇型式：LGJ-95表4導(dǎo)線的技術(shù)數(shù)據(jù)規(guī)格型號(hào)載流量310A按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面積S，即：其中為該母線布置方式和環(huán)境溫度為+20度時(shí)的導(dǎo)體長期允許載流量，為溫度修正系數(shù)，經(jīng)過上表可知：一次回路電流：（2）按照經(jīng)濟(jì)密度進(jìn)行選擇： （5-5）式中：J為導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度，按此條件選擇的導(dǎo)體截面S應(yīng)盡量接近經(jīng)濟(jì)計(jì)算的截面Sj。由于題目沒有給定，此處暫按Tmax=4500h計(jì)算，查表的J=1.15則符合要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：公式： 式中：S：按上述情況選擇的導(dǎo)體截面：根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面：熱穩(wěn)定系數(shù)：穩(wěn)態(tài)短路電路：短路電流等值時(shí)間s滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)情況。5.2.210kV出線電纜及母線的選擇與校驗(yàn)與10kV進(jìn)線電纜相同，此處不再贅述。母線選用LMY-40x4，載流量為389A。按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面積S，即：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：公式： 式中：S：按上述情況選擇的導(dǎo)體截面：根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面：熱穩(wěn)定系數(shù)：穩(wěn)態(tài)短路電路：短路電流等值時(shí)間s滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)情況。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：式中：為母線材料的允許應(yīng)力，硬鋁為為作用在母線上的最大計(jì)算應(yīng)力，其值與母線的截面形狀有關(guān)，鋁為500-700。本設(shè)計(jì)選的是單條矩形鋁母線，則 滿足要求。式中：ish：短路沖擊電流(A)，10kV母線側(cè)L：支柱絕緣子間的跨距（m）：相間距離（m）：母線截面系數(shù)（m3），單條平放：：振動(dòng)系數(shù)，。5.2.30.4kV變壓器側(cè)的母線選擇與校驗(yàn)一次回路電流：初步選擇型式：矩形鋁導(dǎo)體LMY-2×120×10，根據(jù)鋁排載流量表可知其載流量為2160A。按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面積S，即：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：公式： 式中：S：按上述情況選擇的導(dǎo)體截面：根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面：熱穩(wěn)定系數(shù)：穩(wěn)態(tài)短路電路：短路電流等值時(shí)間s 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)情況。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：式中：為母線材料的允許應(yīng)力，硬鋁為為作用在母線上的最大計(jì)算應(yīng)力，其值與母線的截面形狀有關(guān)，鋁為500-700。本設(shè)計(jì)選的是單條矩形鋁母線，則 滿足要求式中：ish：短路沖擊電流(A)，0.4kV母線側(cè)L：支柱絕緣子間的跨距（m）：相間距離（m）：母線截面系數(shù)（m3），單條平放：：振動(dòng)系數(shù)，。5.2.40.4kV出線側(cè)的母線選擇與校驗(yàn)對(duì)于0.4kV出線側(cè)的母線，其選擇和校驗(yàn)過程與變壓器側(cè)一致，本設(shè)計(jì)不再贅述，只列出選擇結(jié)果：（1）鑄造車間一次回路電流：選擇型式：矩形鋁導(dǎo)體LMY-60×6，根據(jù)鋁排載流量表可知其載流量為705A。（2）鍛造車間一次回路電流：選擇型式：矩形鋁導(dǎo)體LMY-40×4，根據(jù)鋁排載流量表可知其載流量為380A。（3）金工車間一次回路電流：選擇型式：矩形鋁導(dǎo)體LMY-40×4，根據(jù)鋁排載流量表可知其載流量為380A。（4）工具車間一次回路電流：選擇型式：矩形鋁導(dǎo)體LMY-40×4，根據(jù)鋁排載流量表可知其載流量為380A。（5）熱處理室一次回路電流：選擇型式：矩形鋁導(dǎo)體LMY-30×3，根據(jù)鋁排載流量表可知其載流量為227A。（6）熱處理室一次回路電流：選擇型式：矩形鋁導(dǎo)體LMY-30×3，根據(jù)鋁排載流量表可知其載流量為227A。（7）裝配車間一次回路電流：選擇型式：矩形鋁導(dǎo)體LMY-20×3，根據(jù)鋁排載流量表可知其載流量為174A。（8）機(jī)修車間一次回路電流：選擇型式：矩形鋁導(dǎo)體LMY-40×4，根據(jù)鋁排載流量表可知其載流量為380A。（9）鍋爐房一次回路電流：選擇型式：矩形鋁導(dǎo)體LMY-20×3，根據(jù)鋁排載流量表可知其載流量為174A。（10）倉庫一次回路電流：選擇型式：矩形鋁導(dǎo)體LMY-20×3，根據(jù)鋁排載流量表可知其載流量為174A。5.3高壓側(cè)電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)5.3.1高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)?zāi)壳?，我國主流使用?0kV高壓斷路器有很多，本設(shè)計(jì)采用VS1型真空斷路器，斷路器是手車式斷路器，自身就帶有隔離功能，當(dāng)把手車?yán)鰜頃r(shí)，元器件連接斷開，即起到了隔離功能。這也是目前比較主流的斷路器[13]?？捎肒YN28-12等配電柜配合使用。（1）額定電壓：（2）額定電流：>110KV側(cè)長期最大持續(xù)工作電流（3）經(jīng)過相關(guān)書籍及網(wǎng)絡(luò)資料查詢，如表4.1所示。表6高壓斷路器VS1-12/630主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電流（A）額定電壓（KV）最高電壓（KV）額定短路開斷電流（KA）額定短路關(guān)合電流（KA）額定短時(shí)耐受電流（KA)4SVS1-12/6306301010.54010040（4）校驗(yàn)：熱穩(wěn)定的校驗(yàn)：=3.45s由斷路器的熱穩(wěn)態(tài)短路電流的時(shí)間t查表得=3.4s，可得：又因?yàn)楦鶕?jù)設(shè)備選型可得：經(jīng)過比較可以得到：＞結(jié)論：合格。動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)：經(jīng)過計(jì)算：經(jīng)過比較可得：＞結(jié)論：合格。開斷能力的校驗(yàn)：＜結(jié)論：合格。5.3.2高壓熔斷器的選擇與校驗(yàn)根據(jù)相關(guān)的選型表，選擇其參數(shù)如表6所示：表6高壓熔斷器技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓UN(KV)XRNP-1010505.3.3電流互感器的選擇與校驗(yàn)選擇10kV側(cè)電流互感器型號(hào):LZZBJ9X-10系列。（1）額定電壓：（2）額定電流：（3）預(yù)選LZZBJ9X-10型電流互感器參數(shù)見下表所示：表7LZZBJ9X-10型電流互感器主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)技術(shù)參數(shù)額定電流比級(jí)次組合動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd1S熱穩(wěn)定倍數(shù)KtLZZBJ9X-10100/50.2/0.5/10P22590（4）校驗(yàn)：1)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：單相穩(wěn)態(tài)短路電流則有短路熱效應(yīng)：電流互感器的額定電流電流互感器1s熱穩(wěn)定倍數(shù)則有：符合熱穩(wěn)定性要求。2)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：單相穩(wěn)態(tài)短路沖擊電流值電流互感器的額定電流電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)符合動(dòng)穩(wěn)定性要求。5.3.4電壓互感器的選擇與校驗(yàn)經(jīng)過選型，其型號(hào)如表8所示：表8JDZXF-12技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓，kV連接組標(biāo)號(hào)JDZXF-12初次繞組次級(jí)繞組剩余繞組1/1/1-12-125.4低壓側(cè)電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)5.4.1主變壓器側(cè)低壓斷路器的選擇與校驗(yàn)（1）選擇主變壓器側(cè)一次最大電流為：根據(jù)低壓側(cè)由k2點(diǎn)短路電流計(jì)算可得：選擇DW17-2000A斷路器，主要技術(shù)參數(shù)為：表9低壓斷路器技術(shù)參數(shù)額定電壓UN/V380200050（2）檢驗(yàn)：額定電壓：結(jié)論：滿足要求。額定電流：結(jié)論：滿足要求。斷流能力結(jié)論：滿足要求。5.4.20.4kV出線側(cè)的斷路器選擇與校驗(yàn)對(duì)于0.4kV出線側(cè)的斷路器，其選擇和校驗(yàn)過程與變壓器側(cè)一致，本設(shè)計(jì)不再贅述，只列出選擇結(jié)果：（1）鑄造車間一次回路電流：選擇型式：NM1-800/3P。（2）鍛造車間一次回路電流：選擇型式：NM1-400/3P。（3）金工車間一次回路電流：選擇型式：NM1-400/3P。（4）工具車間一次回路電流：選擇型式：NM1-400/3P。（5）熱處理室一次回路電流：選擇型式：NM1-250/3P。（6）熱處理室一次回路電流：選擇型式：NM1-250/3P。（7）裝配車間一次回路電流：選擇型式：NM1-125/3P。（8）機(jī)修車間一次回路電流：選擇型式：NM1-250/3P。（9）鍋爐房一次回路電流：選擇型式：NM1-250/3P。（10）倉庫一次回路電流：選擇型式：NM1-125/3P。5.4.3低壓刀開關(guān)的選擇與校驗(yàn)（1）低壓斷路器，也稱為隔離開關(guān)[14]，具有斷開電源或打開和關(guān)閉低壓電路的功能。結(jié)合了刀開關(guān)和保險(xiǎn)絲的雙重優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作且用途廣泛?？梢郧宄赜^察工作條件，從而可以確保準(zhǔn)確的判斷和安全的操作。調(diào)整模型尺寸時(shí)，額定電流必須大于隔離電路中所有其他負(fù)載電流的總和。選擇低壓電弧開關(guān)柜HD13-2000/31，低壓開關(guān)柜的主要技術(shù)參數(shù)見表10。表10低壓刀開關(guān)技術(shù)參數(shù)額定電壓UN/V3802000額定電壓：結(jié)論：滿足要求。額定電流：結(jié)論：滿足要求。5.4.40.4kV出線側(cè)的隔離開關(guān)選擇與校驗(yàn)對(duì)于0.4kV出線側(cè)的隔離開關(guān)，其選擇和校驗(yàn)過程與變壓器側(cè)一致，本設(shè)計(jì)不再贅述，只列出選擇結(jié)果：（1）鑄造車間一次回路電流：選擇型式：HD13-1000/31。（2）鍛造車間一次回路電流：選擇型式：HD13-400/31。（3）金工車間一次回路電流：選擇型式：HD13-400/31。（4）工具車間一次回路電流：選擇型式：HD13-400/31。（5）熱處理室一次回路電流：選擇型式：HD13-200/31。（6）熱處理室一次回路電流：選擇型式：HD13-400/31。（7）裝配車間一次回路電流：選擇型式：HD13-100/31。（8）機(jī)修車間一次回路電流：選擇型式：HD13-400/31。（9）鍋爐房一次回路電流：選擇型式：HD13-200/31。（10）倉庫一次回路電流：選擇型式：HD13-100/31。5.4.5低壓側(cè)電流互感器的選擇與檢驗(yàn)對(duì)于主變壓器側(cè)的低壓電流互感器的選擇與校驗(yàn)：（1）選擇經(jīng)過選型，其參數(shù)如下：表11BH-0.66電流互感器技術(shù)參數(shù)額定電壓UN/V動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)熱穩(wěn)定倍數(shù)380200013090（2）檢驗(yàn)：1)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：單相穩(wěn)態(tài)短路電流則有短路熱效應(yīng)：電流互感器的額定電流電流互感器1s熱穩(wěn)定倍數(shù)則有：符合熱穩(wěn)定性要求。2)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：單相穩(wěn)態(tài)短路沖擊電流值電流互感器的額定電流電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)符合動(dòng)穩(wěn)定性要求。對(duì)于0.4kV出線側(cè)的電流互感器，其選擇和校驗(yàn)過程與變壓器側(cè)一致，本設(shè)計(jì)不再贅述，只列出選擇結(jié)果：（1）鑄造車間一次回路電流：選擇型式：BH-0.66700/5。（2）鍛造車間一次回路電流：選擇型式：BH-0.66300/5。（3）金工車間一次回路電流：選擇型式：BH-0.66400/5。（4）工具車間一次回路電流：選擇型式：BH-0.66400/5。（5）熱處理室一次回路電流：選擇型式：BH-0.66200/5。（6）熱處理室一次回路電流：選擇型式：BH-0.66300/5。（7）裝配車間一次回路電流：選擇型式：BH-0.66100/5。（8）機(jī)修車間一次回路電流：選擇型式：BH-0.66300/5。（9）鍋爐房一次回路電流：選擇型式：BH-0.66200/5。（10）倉庫一次回路電流：選擇型式：BH-0.6650/5。5.4.6過電壓保護(hù)器的選擇經(jīng)過選型，其型號(hào)為：HY1.5-0.28/1.3。第六章配電裝置設(shè)計(jì)變電站必須使用相關(guān)的技術(shù)手段來保護(hù)變電站，以有效防止雷擊。防雷必須分為不同級(jí)別的防雷要求和適用于各種組件的避雷器。雷電通常分為直擊雷和直擊雷，直擊雷主要引起電氣設(shè)備損壞，雷電主要通過線路穿透變電站。6.1配電裝置的基本要求一個(gè)合理的配電裝置應(yīng)該滿足以下要求：1.符合國家有關(guān)政策。對(duì)于10kV的配電裝置，一般采用室內(nèi)，因?yàn)榻ㄔ斓呐潆娛乙惨蠂艺摺?.便于操作和檢修。變電所要經(jīng)常檢修，配電裝置也要經(jīng)常進(jìn)行巡視。我們?cè)O(shè)計(jì)的配電裝置要布局合理、方便操作人員進(jìn)行檢修、巡視和操作。3.盡量降低造價(jià)。變電所的造價(jià)非常龐大，設(shè)計(jì)到土建、成套設(shè)備、水、暖等設(shè)施，因此為了節(jié)省費(fèi)用，配電裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)該空間合理、不鋪張浪費(fèi)。4.安裝和擴(kuò)建方便。一個(gè)地區(qū)的發(fā)展不是固定的，而是持續(xù)發(fā)展的，為了日后的安裝和擴(kuò)建方面，配電裝置應(yīng)該具有可擴(kuò)建性、留有擴(kuò)建的余量[16]。6.2配電裝置的確定對(duì)于10kV配電裝置，本設(shè)計(jì)采用室內(nèi)配電裝置。用電設(shè)備都安裝在室內(nèi)，工作環(huán)境也比較好。這種布置是我國屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運(yùn)行方面和安裝搶修方面積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。在變電所的配電裝置選擇中，這種選擇的概率比較大。

第七章防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)雷電是一種不可避免的現(xiàn)象，由于雷電引起的瞬時(shí)過電壓會(huì)因?yàn)殡妷汉芨叨鴩?yán)重?fù)p壞電氣設(shè)備，因此需要采取有效的防雷措施。變電站信號(hào)和變電站，以確保電氣設(shè)備的安全。背景技術(shù)通常，使用避雷針和避雷針裝置，避雷針相對(duì)較舊并且可靠，安裝在建筑物中以吸引雷電，并且避雷針是保護(hù)設(shè)備的高目標(biāo)。使用避雷針和避雷針的常規(guī)避雷器室外配電設(shè)備通常將避雷針用作直接避雷器，而屋頂避雷器通常使用鍍鋅扁鋼接地體。[14]使用避雷針保護(hù)電氣設(shè)備的主要原理是，當(dāng)雷擊時(shí)，避雷針上的閥門會(huì)打開并將雷電發(fā)送到地面，以保護(hù)電氣設(shè)備免受雷擊[15]。7.1避雷器的選擇目前在新建或技術(shù)改造的變電所中，一般都選用氧化鋅避雷器，作為電力變壓器等電氣設(shè)備的大氣過電壓、操作過電壓及事故過電壓的保護(hù)設(shè)備。對(duì)于0.4kV避雷器，選擇Y1.5WS-0.5/2.6型號(hào)，此處不再校驗(yàn)，下面對(duì)10kV避雷器進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。1)滅弧電壓：，其中為導(dǎo)線對(duì)地相電壓，k為系數(shù)（當(dāng)導(dǎo)線對(duì)地相電壓最大時(shí)為1）因?yàn)? 所以 2)工頻放電電壓下限： 因?yàn)? 所以 則可選FZ-10型號(hào)的避雷器。7.2接地裝置的選擇必須通過建筑物的電氣系統(tǒng)或電氣系統(tǒng)的一部分與接地設(shè)備良好接地的接地設(shè)備稱為接地[16]。根據(jù)應(yīng)用場合，接地可分為4種類型。（1）基礎(chǔ)工作（或系統(tǒng)）。在電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備中，運(yùn)行所需的接地稱為工作接地，例如直接或通過其他設(shè)備接地的中性點(diǎn)。（2）保護(hù)接地。為了保護(hù)人員和設(shè)備的安全，通常不給帶電但由于絕緣損壞會(huì)帶電的電氣設(shè)備的金屬部件稱為保護(hù)性接地。（3）接地以防雷擊。避雷器將雷電流釋放到地面的地面稱為雷電地面。（4）防靜電接地。接地是為了防止靜電對(duì)易燃燃料油，天然氣儲(chǔ)罐和管道的危害。如果在接地設(shè)備內(nèi)部或外部發(fā)生接地故障，則由于流經(jīng)接地設(shè)備到地面的最大短路電流而引起的接地故障電勢(shì)的增加和接地故障電勢(shì)的分布不會(huì)造成危害。人員和設(shè)備的安全。在此設(shè)計(jì)中，10kV側(cè)必須使用接地裝置，該接地裝置使用JN15-12/T31.5型接地開關(guān)，以避免在維護(hù)過程中發(fā)生電擊事故。第八章繼電保護(hù)與二次設(shè)計(jì)繼電保護(hù)是對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行測量、控制和保護(hù)，防止一次系統(tǒng)發(fā)生故障，以及在發(fā)生故障后及時(shí)切斷回路，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大[16]。8.1繼電保護(hù)概述在繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中，主變壓器保護(hù)是重點(diǎn)，本設(shè)計(jì)以主變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)為例，對(duì)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行說明和計(jì)算。主變壓器繼電保護(hù)一般包括差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)、過電流保護(hù)等，通過對(duì)這些保護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和整定計(jì)算，對(duì)于主變壓器保護(hù)具有重要意義。8.2變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)8.2.1差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)的基本原理，簡單的說就是利用電流的矢量和零這一特點(diǎn)，如果有不正常電流，比如短路電流，電流的矢量和不是零，從而控制相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作，切斷回路，保證變壓器的安全使用。圖8.1為電力變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理圖：圖8.1電力變壓器差動(dòng)保護(hù)原理圖縱向差動(dòng)保護(hù)反映了變壓器導(dǎo)體的故障狀態(tài)。如果單機(jī)或雙機(jī)變壓器符合相關(guān)法規(guī)的規(guī)定，則備用保護(hù)時(shí)間超過0.5秒時(shí)，應(yīng)安裝快速跳閘保護(hù)裝置。如果電流快速跳閘保護(hù)不滿足變壓器要求，則必須安裝縱向差動(dòng)保護(hù)。1）躲開變壓器的勵(lì)磁涌流式中：——可靠系數(shù)取1.3；——變壓器基本側(cè)的額定電流。2）躲開電流互感器二次斷線產(chǎn)生的不平衡電流式中：——可靠系數(shù)，取1.3；——變壓器最大負(fù)荷電流，在變壓器最大負(fù)荷電流不能確定的情況下，用變壓器額定電流。3）確定外部短路時(shí)的最大不平衡電流式中：?U——變壓器調(diào)分接頭引起的誤差；——同型系數(shù)（同型號(hào)取0.5，不同型號(hào)取1）；——平衡線圈的誤差（計(jì)算變比和實(shí)際變比不同取0.05）；——變壓器外部短路時(shí)的最大電流。確定基本側(cè)二次動(dòng)作電流：式中：——取為1；——基本側(cè)一次動(dòng)作電流。基本側(cè)差動(dòng)線圈的計(jì)算匝數(shù)：式中：——繼電器的動(dòng)作安匝，一般取60安匝。取，其中，繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流為：一次動(dòng)作電流為：4)確定繼電器平衡線圈的匝數(shù)實(shí)用匝數(shù)取。5）平衡線圈的相對(duì)誤差計(jì)算可得：＜0.05結(jié)論：滿足要求。4）靈敏度校驗(yàn)變壓器0.4kV側(cè)流入繼電器的電流：10kV側(cè)繼電器動(dòng)作電流：保護(hù)范圍內(nèi)短路最小靈敏度大于2，滿足要求。8.2.2瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)的原理，簡單的說，就是當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生故障，產(chǎn)生的熱量會(huì)讓變壓器油蒸發(fā)形成蒸汽，從而觸動(dòng)氣體流量開關(guān)，通過繼電保護(hù)，產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作，讓斷路器跳閘，這也是油變壓器常用的一種保護(hù)裝置，很久以前一直沿用到現(xiàn)在，具有保護(hù)簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。瓦斯保護(hù)分為輕保護(hù)和重保護(hù)，輕保護(hù)一般動(dòng)作的結(jié)果是進(jìn)行報(bào)警，重保護(hù)一般動(dòng)作的結(jié)果是跳閘。如圖8.2所示。圖8.2瓦斯保護(hù)原理圖8.2.3過電流保護(hù)過電流保護(hù)也是變壓器保護(hù)的重要保護(hù)措施。激活保護(hù)后，主要是將斷路器連接在變壓器的兩側(cè)，以防止故障進(jìn)入變壓器。保護(hù)的浪涌電流設(shè)置為與最大可能的負(fù)載電流匹配，以避開變壓器。過電流保護(hù)通常用作備用保護(hù)。如果當(dāng)前值大于我們?cè)O(shè)定的特定值，則保護(hù)裝置將被激活，并且操作結(jié)果可能會(huì)使斷路器跳閘或發(fā)出警報(bào)信號(hào)。該保護(hù)一般用于容量較小的降壓變壓器上，其單相原理接線如圖5.3所示。圖8.3過電流保護(hù)原理圖（1）對(duì)于過電流保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作后，跳開變壓器兩側(cè)的斷路器。保護(hù)的啟動(dòng)電流按照躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，即式中：可靠系數(shù)，一般采用1.2-1.3；：返回系數(shù)，一般采用0.85；：變壓器的最大負(fù)荷電流。取10A。保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流為：過電流時(shí)間取0.5s，當(dāng)時(shí)間大于0.5s時(shí)，增加速斷保護(hù)。靈敏系數(shù)：結(jié)論：滿足要求。（2）電路速斷保護(hù)：保護(hù)裝置的動(dòng)作電流：瞬動(dòng)電流倍數(shù)：取12倍。結(jié)論：滿足要求。8.3測量二次回路本變電站的測量：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)。電能計(jì)量一般都在低壓側(cè)進(jìn)行計(jì)量，位置在低壓總開關(guān)的上側(cè)，其計(jì)量原圖如圖8.4所示。圖8.4測量回路二次原理圖8.4斷路器控制二次回路開關(guān)電氣設(shè)備的控制操作通過操作機(jī)構(gòu)完成。開關(guān)設(shè)備上的大多數(shù)隔離開關(guān)都是在現(xiàn)場手動(dòng)操作的，而斷路器的斷開和閉合是通過控制回路完成的。根據(jù)操作位置，它分為本地控制和中央控制。集中控制實(shí)際控制是移動(dòng)內(nèi)部面板上的控制開關(guān)，通過控制回路將指令發(fā)送到距離幾十到幾百米的斷路器安裝位置，然后通過斷路器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開和關(guān)閉斷路器。當(dāng)前，控件通常分為三類：1）根據(jù)控制位置，有中央控制和本地控制兩種類型。2）根據(jù)斷路器的不同，監(jiān)視模式分為兩種：照明監(jiān)視和聲音監(jiān)視。3）根據(jù)控制電路的布線，分為不適合控制開關(guān)固定位置的布線和自動(dòng)與控制開關(guān)觸點(diǎn)重疊的布線。使用LW2，LW5和其他系列控制開關(guān)來實(shí)現(xiàn)對(duì)操作員的強(qiáng)大一對(duì)一控制是一種在我國已經(jīng)使用很長時(shí)間的方法，并且它是大多數(shù)操作員所熟悉的方法。實(shí)踐證明，該方法是安全可靠的。8.5信號(hào)回路設(shè)計(jì)在配電室的控制中，除了使用各種設(shè)備監(jiān)視電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)外，還必