【導(dǎo)讀】本文詳細(xì)介紹了某煤礦地面35kV變電所的設(shè)計。文中對該變電所的負(fù)荷計。保護(hù)方案的擬定與整定以及變電所的防雷與接地皆有詳細(xì)的說明。的選擇和校驗作了詳細(xì)的說明和分析。設(shè)計中除采用了一些固定方式的保護(hù)和常規(guī)保護(hù)，通過電力監(jiān)控綜。發(fā)揮整體優(yōu)勢，進(jìn)行全系統(tǒng)的信息綜合管理。表示衷心的感謝和崇高的敬意。

　　

【正文】 單相、兩相接地短路較三相嚴(yán)重時，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 ② 用熔斷器保護(hù)的電器可不驗算熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。 (2)短路的熱穩(wěn)定條件 (51) 式中 kQ ――在計算時間 ts 秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng) J ； It ――秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流 有效值（ kA）； t――設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（ s）。 (3)短路的動穩(wěn)定條件 (52) I (53) 式中 shi ――短路沖擊電流峰值（ kA）； shI ――短路全電流有效值（ kA）； dfi ――電器允許的極限通過電流峰值（ kA）； dfI ――電器允許的極限通過電流有效值（ kA）。 3)絕緣水平 在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。電器的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。當(dāng)所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù) 值時，應(yīng)通過絕緣配合計算，選用適當(dāng)?shù)倪^電壓保護(hù)設(shè)備。 環(huán)境條件 按《交流高壓電器在長期工作時的發(fā)熱》（ GB76374）的規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為 +40 C? 時，允許按額定電流長期工作。當(dāng)電器安裝點(diǎn)的環(huán)境溫度高于 +40 C? （但不高于 +60 C? ）時，每增高 1 C? ，建議額定電流減少 %；當(dāng)?shù)陀?+40 C? 時，每降低 1 C? ，建議額定電流增加 %，但總的增加值不得超過額定電流的 20%。普通高壓電器一般可在環(huán)境最低溫度為 30C? 時正常運(yùn)行。 本次設(shè)計的變電所所在地區(qū)最高氣溫 C??? 45max? ；最熱月平均最高溫度Cavm ??? 29? 。對于屋外安裝場所的電器最高溫度選擇年最高溫度，最低溫度選擇年最低溫度，可見最高氣溫為 +45 C? ，由 規(guī)定知在選擇電器設(shè)備時額定電流應(yīng)減少 %，電器設(shè)備可正常運(yùn)行。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 各種電氣設(shè)備的選擇 斷路器的選擇 除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)的主要用途： (1)隔離電壓，在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。 (2)倒閘操作，投入備用母線或旁路母線以及改變運(yùn)行方式時，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。 (3)分、合小電流。 配電所高壓開關(guān)柜的選擇 35KV 高壓開關(guān)柜及柜內(nèi)元?dú)饧倪x擇： 高壓開關(guān)柜的選擇為了保證高壓電器的可靠運(yùn)行，高壓電器應(yīng)按下列原則選擇 a按正常工作條件，及電壓，電流頻率、開關(guān)電流選擇 b按短路條件，及動穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和持續(xù)時間校驗 c按環(huán)境溫度、濕度、海拔、介質(zhì)狀態(tài)等選擇。 d按各類高壓電器的不同點(diǎn)，如短路器的操作性能，互感器的二次側(cè)負(fù)載和準(zhǔn)確等級，熔斷器的上下級選擇性配合等運(yùn)行選擇 以下我們以高壓開關(guān)柜為單位進(jìn)行開關(guān)柜及柜內(nèi)電器的選擇，開關(guān)柜均選擇手車式開關(guān)柜 GFC35型 1)電流互感器的選擇 在 高壓電網(wǎng)中，計量儀表的電 流線圈和繼電保護(hù)中繼電器的電流線圈都是通過電流互感器通電的，這樣可以隔離高壓電，有利于運(yùn)行人員的安全。 (1)電流互感器的選擇與校驗主要有以下幾個條件 電流互感器額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)點(diǎn)線路額定電壓 根據(jù)一次負(fù)荷電流 Ic選擇電流互感器變比 根據(jù)二次回路的要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確度并校驗準(zhǔn)確度 校驗動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度 (2)動穩(wěn)定度倍數(shù) Kes和熱穩(wěn)定倍數(shù) K， t 為電流穩(wěn)定時間。因此，按下列公式分別校驗動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)穩(wěn)定度即可。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 動穩(wěn)定度校驗 )3(12 skNes IIK ?? 熱穩(wěn)定度校驗 imaNt TItIK 22)( )3(1 ?? 這里我們選 LCZ— 35 型 額定一次電流 AA ? 動穩(wěn)定校驗 查表額定一次電流 20~600A 時，動穩(wěn)定倍數(shù) 150?esK 4 4 2 4 2 6202020020202002 )5(1 ?????????? skNes IIK （ 合格） 熱穩(wěn)定校驗 查表的熱穩(wěn)定倍數(shù) 65?tK 則 1 3 0 0 02 0 0651 ???? Nt IK ??????? didi IttItt （合格） (3)電流互感器的型號含義 L—— 電流互感器 J—— 澆注絕緣 C—— 瓷絕緣 D—— 差動保護(hù) 2)電壓互感器的選擇 電壓互感器是測量高壓的，其有次線路繞組與高壓電路并聯(lián)額定電壓與電路電壓 同一等級，將高電壓變?yōu)榈碗妷海┯嬃亢屠^電器保護(hù)用，電流互感器二次側(cè)額定電壓通常為 100V ，在這個柜中我們采用 VV 型電壓互感器。 電壓互感器應(yīng)按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及一次電壓、二次電壓、準(zhǔn)確度級等 條件進(jìn)行選擇。由于它的一、二次側(cè)均有熔斷保護(hù)，故不需進(jìn)行短路穩(wěn)定度的校驗。 電壓互感器的準(zhǔn)確度也與其二次負(fù)荷容量有關(guān)，滿足的條件與電流互感器的相同，即 22 SS N ? ，這里 2S 為二次側(cè)所有并聯(lián)的儀表、繼電器電壓線圈所消耗的總視在功率，即 ? ??? 222 UU QPS 式中， ? ?? )co s( ?uu SP ， ?? ? )sin( ?uu SQ ，分別為儀表、繼電器電壓線圈消耗的總有功功功率和總無功功 率。 電壓互感器的選項如下： 額定電壓與供電電壓相同合適類型由于二次側(cè)裝有熔斷器，無需力校驗，熱安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 穩(wěn)定校驗這里選擇 JDJ2— 35 型 3)熔斷器的選擇 保護(hù)電壓互感器的熔斷器，只需按額定電壓和斷流容量選擇，不必校驗額定電流這里選 RN2— 35 型額定電流 ，最大斷開電流 17A 三相最大斷流容量M VAM VA 1 3 71 0 0 0 ? （合格） 4)斷路器的選擇 線路正常時，用來通斷負(fù)荷電流，線路故障時，用來切斷巨大的短路電流。斷路器具有很好的滅弧裝置和較強(qiáng)的滅弧能力，因此斷路器額定容量必須大于安裝處短 路容量，期額定短流能力 必須大于安裝處的短路電流即滿足 )3(),3(. knkn IQFISQFS ?? 這里我們選 SN— 35 型油斷路器額定電壓 35KV，額定電流 1000A，額定斷開電流 16KA，額定容量 1000MVA 經(jīng)校驗： M V ASM V AQFS kn 1371 0 0 0)3(1 0 0 0. ???? KAIKAQFI kn 4 4 9 )3(16. ???? 均滿足要求 斷路器型號意義： S—— 少油式斷路器 D—— 多油式斷路器 K—— 空氣斷路器 C—— 磁吹斷路器 L—— 六氟化硫斷路器 Z—— 真空斷路器 N—— 戶內(nèi)型 W— — 戶外型 SN – 35 型 S—— 產(chǎn)品名稱（少油式斷路器） N—— 安裝條件（戶內(nèi)式） 35—— 額定電壓（千伏） 5)避雷器的選擇 FZ— 35型型號說明 F—— 閥式避雷器 Z—— 電站用 35—— 額定電壓 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 使用條件 使用地點(diǎn)的海拔高度不超過 1000 米，高于 1000 米的區(qū)域，選用高原型避雷器； 使用地區(qū)的環(huán)境溫度不高于 +40。 C，不低于 40。 C； 戶內(nèi)和戶外； 沒有劇烈震動和沖擊的場所； 沒有嚴(yán)重污穢或腐蝕金屬、絕緣見的氣體的 5） 10KV 高壓開關(guān)柜及柜內(nèi)設(shè)備選擇 GFC— 10A 型手車式高壓開關(guān)柜 GFC— 10A 型手車式高壓開關(guān)柜用于交流頻率 50 赫茲、額定電壓 3~10 千伏，額定電流 900 安以下三相單母線系統(tǒng)，作為接受或分配電能及控制電機(jī)等用。 柜內(nèi)的主要設(shè)備有斷路器、電流互感器、電壓互感器、熔斷器等。 斷路器 SN10— 10 型高壓少油斷路器是三相、戶內(nèi)式高壓電氣設(shè)備。適用于餓帝國電壓為 10KV、交流 50Hz的電力系統(tǒng)中，供工礦企業(yè)、發(fā)電廠、變電所和具有相同要求的場所，作為電力設(shè)備和電力線路的控制和保護(hù)之用，也可用于操作較頻繁的地方和開斷電容器組，能進(jìn)行快速自動重合閘操作。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 額定電壓 10KV，最高工作 電壓 ，額定電流 630A，額定斷流容量 300MVA，熱穩(wěn)定電流為 16KA。 斷路器額定遮斷容量必須大于安裝處的短路容量，其額定斷流能力 INQF 必須大于安裝處的短路電流 即滿足 )3(kn SQFS ? )3(kn IQFI ? 校驗 M V AM V ASQFS kn )3( ??? KAKAIQFI kn 5 1 )3( ??? INQF≥Ik 均符合要求。 電流互感器 LZJC— 10 型電流互感器為澆注絕緣戶內(nèi)型電流互感器，適用于交流 50HZ、10KV 以上的高 壓線路上，供電流、電能和功率測量及繼電保護(hù)用。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 額定一次電流： 5~1500A，額定二次電流： 5A，電流互感器的級次組合為 。 動穩(wěn)定校驗： 查表額定一次電流 5~400A，動穩(wěn)定倍數(shù)為esnshes KTAIIK ????? )3(.150 滿足所需要求。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 熱穩(wěn)定校驗： 熱穩(wěn)定倍數(shù) 75?tK 1 5 0 0 0202051 ???TAIK n 1 5 0 0 04 5 1 1 2 ????TT j 滿足所需要求。 電壓互感器 JDZJ— 10 型為單像三線圈澆注式戶內(nèi)型電壓互感器 。適用于交流 50HZ、 10KV以下，中性點(diǎn)不直接接地的供電系統(tǒng)，供測量電壓、電能和功率以及繼電保護(hù)、自動裝置和信號裝置使用。 熔斷器 RN2— 10 型熔斷器供電壓互感器做短路保護(hù)之用，當(dāng)短路電流值達(dá)到最大值之前，熔斷器即將電路切斷，其熔斷電流為 ~，一分鐘內(nèi)熔體熔斷。并聯(lián)電容器 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 6 變電所二次回路 二次回路的定義和分類 所謂二次設(shè)備，是指測量表計、控制及信號器具，繼電保護(hù)裝置、自動裝置、遠(yuǎn)動裝置等，這些設(shè)備構(gòu)成了發(fā)電廠、變電所的二次系統(tǒng)。根據(jù)測量、控制、保護(hù)和信號顯示的要求，表示二次設(shè)備互 相連接關(guān)系的電路，稱為二次回路或二次接線。 由于的二次回路的使用范圍廣、元件多、安裝分散，為了設(shè)計、運(yùn)行和維護(hù)方便，通常又可分成幾類。 按二次回路電源性質(zhì)分為交流回路和直流回路。交流回路是由電流互感器、變電所用變壓器和電壓互感器供電的全部回路；直流回路是由直流電源的正極到負(fù)極的全部回路。 按二次回路的用途可分為操作電源回路、測量表計回路、斷路器控制和信號回路、中央信號回路、繼電保護(hù)和自動裝置回路等。 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置 電測量儀表 這里的“電測量儀表”按 GBJ631990《電力裝 置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》定義，是對電力裝置回路的電力運(yùn)行參數(shù)作經(jīng)常測量、記錄用的儀表和作計費(fèi)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析考核管理用的計量儀表的總稱。 為了監(jiān)視供電系統(tǒng)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和計量一次系統(tǒng)的消耗的電能，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、和經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行，工廠供電系統(tǒng)的電力裝置中必須裝設(shè)一定數(shù)量的電測量儀表。 電測量儀表按其用途，分為常用測量儀表和計量儀表，兩類。前者是對一次電路的電力運(yùn)行參數(shù)作經(jīng)常測量、選擇測量和記錄用的儀表，后者是對一次電路進(jìn)行供用電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核分析和對電力用戶用電量進(jìn)行測量、計量的儀表，即各種電能表。 絕緣監(jiān)視裝置 絕緣監(jiān)視裝置用于小接地電流的電力系統(tǒng)中，以便及時發(fā)現(xiàn)單相接地故障，設(shè)法處理，以免單相接地故障發(fā)展為兩相接地短路，造成停電事故。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 25 供電系統(tǒng)的自動裝置 運(yùn)行經(jīng)驗表明，電力系統(tǒng)的故障特別是架空線路故障大多是暫時暫時性的，這些故障在斷路器跳閘后，多數(shù)能很快地自行消除。例如雷擊閃絡(luò)或鳥獸造成的線路短路故障，往往在雷閃過后或鳥獸電死以后，線路大多能恢復(fù)正常運(yùn)行。因此，如果采用自動重合閘后又自動重合閘裝置，使斷路器在自動跳閘后又自動重新合閘，大多能恢復(fù)供電，從而大大提高了供 電可靠性，避免因停電而給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26 7 繼電保護(hù)方案及整定 概述 供電系統(tǒng)在運(yùn)行中可能發(fā)生一些故障和不正常的運(yùn)行狀態(tài)。常見的主要故障是單相短路和接地短路。不正常的運(yùn)行狀態(tài)主要是指電流超過額定值引起的過負(fù)荷，斷線、接地及漏電等不正常工作情況。 短路故障往往造成嚴(yán)重后果，并伴隨著強(qiáng)烈的電弧、發(fā)熱燃燒和電動力，使回路內(nèi)的電氣設(shè)備損壞。 長期的過負(fù)荷使設(shè)備絕緣老化和損壞；斷線易引起電動機(jī)過負(fù)荷；對于中性點(diǎn)不接系統(tǒng)，接地可能形成電弧接地過電壓，并使其它兩相對地電壓升高 倍，兩種過電壓都可能引起相間短路。在煤礦井下，接地能引起火災(zāi)或瓦斯、煤塵爆炸。因此，當(dāng)故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生時必須及時消除。 為了保證