【導(dǎo)讀】本文詳細(xì)介紹了某化工廠35kV總降壓變電所的設(shè)計(jì)。文中對主接線的選擇、高壓。設(shè)備的選擇、負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算,各種繼電保護(hù)選擇和整定計(jì)算皆有詳細(xì)的說明。互感器等的選擇校驗(yàn)作了詳細(xì)的說明和分析。第三章變壓器的選擇·········&#183

　　

【正文】 電抗百分?jǐn)?shù)(x%) 短路電流 開斷能力 二次容量 剩余電壓 熱穩(wěn)定 動(dòng)穩(wěn)定 隔離開關(guān) —— —— * * —— —— —— 熔斷器 —— —— — — * —— —— 電流互感器 —— * * —— * — — 電壓互感器 —— — — —— * —— 母線 —— —— —— * * * —— —— 電纜 —— —— —— * * * —— —— —— 需要選擇的項(xiàng)目 *—— 需要校驗(yàn)的項(xiàng)目 35kV 側(cè)電氣設(shè)備選擇 與 校驗(yàn) 戶外高壓真空斷路器 按短路狀態(tài)斷路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn) 校驗(yàn)式 QIKt ? ii sh?max 、 KAIch ? 、 KAI 26max ? 所以選用 ZW735 系列戶外高壓真空斷路器系三相交流 50Hz 戶外高壓開關(guān)設(shè)備，主要用于 電網(wǎng)中，作分、合負(fù)荷電流、過載電流及短路電流之用，也可以用于其他類似場所 ， 該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，維護(hù)簡便。 中國石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 表 72 ZW735型高壓真空短路器的 主要技術(shù)參數(shù) 型號 額定電壓 （ kV） 最高工作電 壓 （ kV） 額定電流 （ A） 額定斷開電 流 （ kA） 極限開斷電 流 （ kA） 額定斷流容量（ MVA） ZW735 35 1500 1500 隔離開關(guān) 隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器 ， 它需與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。 隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動(dòng)、熱穩(wěn)定的項(xiàng)目相同。但由于隔離開關(guān)不用來接通和切斷短路電流，故無需進(jìn)行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗(yàn) 。 選擇 GW435D 型隔離開關(guān)適用于頻率為 50Hz，額定電壓為 35kV，額定電流 600A、1000A 的交流電路中作有電壓無負(fù)載時(shí)斷開與閉合電路之用 ， 借助連桿可組成三極聯(lián)動(dòng)。 表 73 GW435D型高壓隔離開關(guān)的 主要技術(shù)參數(shù) 型號 額定電壓（ kV） 最高工電 壓（ kV） 額定電流（ A） 極限通 過電流有效值（ kV） 極限通 過電流峰 值（ kV） 熱穩(wěn)定 電流 （ KV） 熱穩(wěn)定電流 （ kV） GW4— 35D 35 600 —— 42 20 —— 高壓限流熔斷器 高壓熔斷器 用來保護(hù)電氣設(shè)備免受過載、短路電流的損害和 保護(hù)電壓互感器 ， 當(dāng)電流超過額定電流時(shí)，自動(dòng)切斷電流 .保護(hù)電力設(shè)施 。 選擇 RW1035 型戶外高壓限流熔斷器 ，其 適用于交流 50Hz ，額 定電壓10kV35kV66kV 的輸電線和電壓互感受器的短路和過載保護(hù)。 表 74 RW10— 35型戶外高壓限流熔電器的主要技術(shù)參數(shù) 型號 額定電壓 額定電流 三相斷流容量 RW10— 35/ 35 2021 RW10— 35/2 35 600 RW10— 35/3 35 600 中國石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 電流互感器 在裝有斷路器的回路應(yīng)安裝電流互感器，變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)電流互感器， 110kV側(cè)及變壓器，回路采用三相配置， 35kV、 10kV 采用兩相置、母聯(lián)，亦采用兩相配 6—20kV屋內(nèi)配電裝置，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式 CT。 選擇 LSJ35， LSJC35I， II， III 型裝入式電流互感器 ,適用于交流 50Hz，額定工作電壓 35kV 的電力系統(tǒng)中，作為電流電能測量及繼電保護(hù)使用 。 表 75 LSJ— 35電流互感器的主要技術(shù)參數(shù) 額定一次電流（ A） 額定二次負(fù)荷（ Cosφ =）（歐） 級 1 級 3 級 10 級 200 —— —— 300 —— —— 400 —— —— 600 —— —— 電壓互感器 電壓 互感器是電力系列中重要的電器設(shè)備之一，用來轉(zhuǎn)換電壓，目的在于傳遞電能，而互感器轉(zhuǎn)換電壓或電流的目的， 在于測量和監(jiān)視線路的電壓或電流等。 選擇 JDJJ35 型電壓互感器為單相三繞組油浸戶外式產(chǎn)品。適用于交流 50Hz、 35kV中性點(diǎn)不直接接地的電力系統(tǒng)，供繼電保護(hù)和信號裝置的電源用。 表 76 JDJJ— 35電互感器的主要技術(shù)參數(shù) 型號 額定電壓一次線圈（ V） 額定電壓二次線圈（ V） 額定電壓輔助線圈 （ V） 額定容量 3 級（ VA） 額定容量 1 級（ VA） 額定容量 級 （ VA） 最大容量（ VA） 35?JDJJ 335000 3100 3100 600 250 150 1200 10kV 側(cè)電氣設(shè)備選擇 與 校驗(yàn) 高壓開關(guān)柜 選 用 GM6 系列 10kV GIS 充氣開關(guān)柜，其 額定電壓為 10kV，額定頻率為 50Hz 的三相交流單母線和單母線旁路系統(tǒng)中，作為接受和分配電能 之用 。 主要 特 點(diǎn) 如下 ： （ 1） 使用六氟化硫氣體絕緣式開關(guān)柜，并且斷路器采用 SF6 分?jǐn)嘟橘|(zhì)，有效的避中國石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 免了類似真空斷路器的操作過電壓危害。 （ 2） 內(nèi)燃弧防護(hù)、完善的連鎖機(jī)構(gòu) ， 鑰匙鎖機(jī)械連鎖實(shí)現(xiàn) “ 五防 ” 。 隔離開關(guān) 選用 戶內(nèi)隔離開關(guān)戶內(nèi)高壓設(shè)備在有電壓無負(fù)載時(shí) ,切斷與閉合線路之用 。 表 77 隔離開關(guān)的 主要技術(shù)參數(shù) 型號 額定電壓（ kV） 最高工 電 壓 （ kV） 額 定電 流 （ A） 極限通過電流有效值（ kV） 極限通過 電流峰值 （ kV） 熱穩(wěn)定 電流 （ kV） GN8— 10T/200 GN8— 10T/400 GN8— 10T/600 GN8— 10T/1000 10 200 400 600 1000 30 30 43 40 52 75 10 14 20 30 電流互感器 選用 LAJ10 在外表面 增加了傘形結(jié)構(gòu)，從而增加了外表面的爬電距離，能適用于輕污穢地區(qū)，也 適用于 50Hz、額定電壓為 10kV 及其以下的電力系統(tǒng)中作電流、電能的測量及繼電保護(hù)。 表 78 電流互感器的主要技術(shù)參數(shù) 型號 額定一次電流 （ A） 準(zhǔn)確級數(shù) 額定 二 次負(fù)荷 （ ） 10％ 倍數(shù) 最大二次電流倍數(shù) 二次線圈阻抗 LAJ— 10 20— 800 1000— 1500 2021— 6000 —— —— —— 中國石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第八章 導(dǎo)線或電纜的選擇 概述 為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面時(shí)必須滿足下列條件 :發(fā)熱條件導(dǎo)線和電纜 (包括母線 )在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。 電壓損耗條件 導(dǎo)線和電纜在通過正常最大 負(fù)荷 電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過 正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。 經(jīng)濟(jì)電流密度 35KV 及以上的高壓線路及電壓在 35KV 以下但距離長電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小。所選截面，稱為 “ 經(jīng)濟(jì)截面 ” 。此種選擇原則，稱為 “ 年費(fèi)用支出最小 ” 原則。工廠內(nèi)的 10KV 及以下線路，通常不按此原則選擇。 機(jī)械強(qiáng)度 導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，但需校驗(yàn)其短路 熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗(yàn)短路時(shí)的穩(wěn)定度。對于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般 10KV 及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，因其對電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。對長距離大電流及 35KV 以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再校驗(yàn)其它條件。 因此 35KV線路 導(dǎo)線選定 為 ： kmkmL G J xr ????? ,35 00 中國石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 第九章 變壓 器 的 保護(hù) 概述 根據(jù)本降壓變電所變壓器的容量及重要性按照規(guī)程規(guī)定，一次側(cè)應(yīng)設(shè)置帶有定時(shí)限的過電流保護(hù)及電流速斷保護(hù)。此外，還應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù) 。 定時(shí)限過電流保護(hù) 采用 三個(gè)電流互感器接成全星形接線方式以提高保護(hù)動(dòng)作的靈敏度，繼電器選 用DL11 型，動(dòng)作電流整定值如下： ?????????? ghLHfebghjxkdz j kKk IkkkI 式中 ghk —— 過負(fù)荷系數(shù)，根據(jù)本變壓器運(yùn)行特點(diǎn)，可按照下式計(jì)算： ebjsqebjsqgh IIIIIIk ?? ???? ??? m a x1m a x 式中 max?qI —— 起動(dòng)電流最大的電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流； 1?jsI —— 計(jì)算電流減去該電動(dòng)機(jī)的額定電流。 1036 3 00 550???????ghk 于是代入 AIdzj ?? 取 AIdzj 7? 動(dòng)作時(shí)間因需與母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)配合可取 。 靈敏系數(shù) ? ? 3510354012 ????????????LMk 因此符合要求 。 電流速 斷保護(hù) 采用互感器不完全星形接法進(jìn)行速斷保護(hù)，動(dòng)作電流躲開二次側(cè)三相短路值，即 中國石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 ? ? AIkkI dzjxkdz 4 9 4 03 8 0 ?????? 歸算到 35kV 側(cè) AIdz 1410351049401 ?????????? 選 1500A，則靈敏系數(shù)為 ? ? ????lmk 因此符合要求 。 中國石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 第十章 防雷接地、過電壓保護(hù) 防雷保護(hù)裝置 避雷針和避雷線 防直擊雷最常用的措施是裝設(shè)避雷針 ,它是由金屬制成 ,比被保護(hù)設(shè)備高 ,具有良好接地的裝置 ,其作 用是將雷吸引到自己身上并安全導(dǎo)入地中 ,從而保護(hù)了附近比它矮的設(shè)備、建筑免受雷擊。 避雷針包括三部分 :接閃器 (避雷針的針頭 ),引下線和接地體 ,接閃器可用直徑為10～ 12mm 的圓鋼 。引下線可用直徑為 6mm 的圓鋼 。接地體一般可用三根 長的 40mm 40mm 4mm 的角鋼打入地中再并聯(lián)后與引下線可靠連接。 所謂避雷針的保護(hù)范圍是植被保護(hù)物再次空間范圍內(nèi)不致遭受雷擊而言 .它是在實(shí)驗(yàn)中用沖擊電壓下小模型的放電結(jié)果求出的 ,由于它與近似直流電壓的雷云對空間極長間隙下的放電有很大差異 ,所以這一保護(hù)范圍并未得到科學(xué)界的公 認(rèn) ,但我們可以把它看成一種用以決定避雷針的高度與數(shù)目的工程辦法。 避雷器 避雷器共有三種形式，即保護(hù)間隙、管形避雷器和閥式避雷器。變電所通常采用閥式避雷器。 閥式避雷器一般用來保護(hù)交、直流系統(tǒng)中的變壓器和電氣設(shè)備的絕緣，以免由于過電壓而損壞。它主要由火花間隙和非線性電阻（閥片）組成。當(dāng)發(fā)生大氣過電壓時(shí)，火花間隙放電，使雷電流流入大地，從而降低過電壓幅值，使其在設(shè)備的絕緣可以承受的水平以下。當(dāng)過電壓過去以后，避雷器通過閥片電阻的非線性特性和間隙滅弧的作用，自行將工頻續(xù)流切斷。 防雷接地 設(shè)計(jì) 接地是指電氣設(shè)備的帶電部分或不帶電部分與大地連接。接地可分為故障接地、工作接地、保護(hù)接地和重復(fù)接地 。 接地的一般要求 在供電系統(tǒng)的某些部位，由于工作的需要或安全的需要而和大地進(jìn)行直接連接，這就是接地。為了保證達(dá)到接地的目的，接地裝置必須正確設(shè)置（包括正確的布置、中國石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 正確的連接、采用適當(dāng)?shù)纳⒘麟娮璧龋⑶疫B接可靠，否則，不僅達(dá)不到接地的目的，還可能反而帶來不利的影響。 變電所的接地裝置除采用自然接地體外，還應(yīng)設(shè)置人工接地網(wǎng)，通常用鋼管或角鋼作垂直接地體埋入地中，用扁鋼作水平接地體來連接各條垂 直接地體形成一個(gè)接地網(wǎng)，兩垂直接地體之間應(yīng)大于 ，以免影響散流電阻。扁鋼應(yīng)側(cè)放而不應(yīng)平放，以提高散流效果。接地裝置的形式有外引式和回路式兩種。 接地的種類 按實(shí)施接地的目的 不同可分為工作接地、保護(hù)接地和防雷接地。工作接地是指為了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，人為的將供電系統(tǒng)的某些點(diǎn)（例如發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)）和大地進(jìn)行金屬性的連接。保護(hù)接地是指由于電氣設(shè)備絕緣損壞時(shí)可能危及人身安全而將電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼與大地相連。防雷接地則是為了引泄雷電流而將防雷設(shè)備（如避雷針、避雷器等）與大地相連。 . 過電壓接地保護(hù) 電器設(shè)備在運(yùn)行中的承受的過電壓，有來自外部的雷電過電壓和系統(tǒng)系數(shù)發(fā)生變化時(shí)電磁產(chǎn)生振蕩積蓄而引起的內(nèi)部過電壓，按其產(chǎn)生原因又可分為雷過電壓和內(nèi)過電壓。 雷過電壓 雷過電壓又稱為大氣過電壓或外部過電壓，它是由于電力系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備或構(gòu)筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過電壓。雷過電壓產(chǎn)生的雷電沖擊波，其電壓幅值可高達(dá) 1億伏，其電流幅值可高達(dá)幾十萬安培，因此對供電系統(tǒng)危害極大，必須采用有效的措施防護(hù)。 雷過電壓有兩種基本形式：一種是雷電直接擊中電氣設(shè)備，線路和構(gòu)筑物， 其過電壓引起強(qiáng)大的雷電流通過這些物體放電入地，產(chǎn)生破壞性極大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，相伴的還有電磁效應(yīng)和閃絡(luò)放電，稱直接雷擊或直擊雷。另一種是雷電對設(shè)備，線路或其他物體的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)引其的過電壓，稱感應(yīng)雷。 雷過電壓可分為：直擊雷過電壓、感應(yīng)雷過電壓、侵入雷過電壓。 內(nèi)過電壓 內(nèi)過電壓是由于電力系統(tǒng)中的開關(guān)操作，出現(xiàn)故障或其他原因，使電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)突然改變，從而在其過度過程中出現(xiàn)因電磁能在系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生振蕩而引起的過中國石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 電壓。 直擊雷的保護(hù)范圍和保護(hù)措施 (1)可設(shè)直擊雷保護(hù)裝置 設(shè)施 發(fā)電廠，變電所的直擊雷過電壓可采用避雷針，避雷器和鋼筋焊接成網(wǎng)等。下列設(shè)備應(yīng)裝設(shè)直擊雷變化裝置。 (2)不設(shè)直擊雷保護(hù)裝置設(shè)施 發(fā)電廠有鋼筋結(jié)構(gòu)的主廠房，主控制室和配電裝置。為保護(hù)其他設(shè)備而裝設(shè)的避雷針，不宜裝在獨(dú)立的主控制室和 350kV 以下的高壓屋內(nèi)配電裝置室的頂上。在不相鄰高建筑物保護(hù)范圍內(nèi)的建筑或設(shè)備。 中國石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 致謝 通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《 35KV 化工廠總降壓變電所設(shè)計(jì)》終于完成了，這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué) 和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開的。 在本論文的寫作過程中，我的導(dǎo)師王永軍老師傾注了大量的心血，從選題到開題報(bào)告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的 電氣信息工程系的全體 老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。 寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開始。我將銘記我曾是一名 石大 學(xué)子，在今后的研究生學(xué)習(xí)中把 石大 的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)光大。 感謝各位專家的批評指導(dǎo)。 中國石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 電力工 業(yè)常用設(shè)備手冊 .北京：水利電力出版社 2021 ［ 2］ 董純?nèi)A主編 . 發(fā)電廠電氣課程設(shè)計(jì)參考資料 . 北京：水利電力出版社， 2021 ［ 3］ 范錫普主編 . 發(fā)電廠電氣部分 . 北京：水利電力出版社， 2021 ［ 4］ 劉學(xué)軍主 編 .繼電保護(hù)原理 . 北京：中國電力出版社 . 2021 ［ 5］ 王瑞敏主編 .電力系統(tǒng)繼電保護(hù) . 北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社 2021 ［ 6］ 劉介才主編 .工 廠供電簡明設(shè)計(jì)手冊 . 北京：水利電力出版社 2021 ［ 7］ 劉介才 .工廠供電 第 4版 . 北京：人民郵電出版社 2021 ［ 8］ 于永源主編 .電力系統(tǒng)分析 .北京：中國電力出版社 2021 ［ 9］ 李光琦主編 . 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 .北京：中國電力出版社 2021 ［ 10］電力系統(tǒng)一次接線 [M].北京 ,電力工業(yè)出版社 ,1995 ［ 11］ 劉滌塵 . 電氣工程基 礎(chǔ) [M]. 武漢理工大學(xué)出版社 ,2021(1)