35KV降压变电所继电保护的
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
学生姓名
院系名称
工学院
专业名称
电气工程及其自动化
班 级
2007 级
学 号
指导教师
徐强
完成时间
2011 年 05 月 15 日
35KV降压变电所继电保护的设计
学生： 指导老师：
内容摘要：
本设计根据设计的原始资料及参考书籍，作出了35KV降压变电站继电保护设计。设计说明书内容共分为七章，包括负荷计算，功率补偿与变压器，高压电器选择，短路电流计算，继电保护和防雷措施等。改设计以实际负荷为依据，变电所的最佳运行为基础，按照有关规定和规范，完成了满足改要求的35KV降压变电所继电保护设计。
变电所电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。
继电保护对我国电力系统的安全运行,起着不可替代的作用,在我国经济持续发展,对电力要求不断增大的情况下,要做好继电保护工作,就要从各方面对继电保护的基本任务和意义,以及起保护作用的继电保护装置有深刻的了解,并要及时掌握未来技术发展的方向。
关键词： 35KV 变电所 继电保护
The Design Of 35KV step-down substation relay protection
Abstract :
The design according to the design of the original data and reference books, made a 35KV step-down substation relay protection design. Design specification is divided into seven chapters, including load calculations, power compensation and transformers, high voltage electric appliance choice, short-circuit current calculations, relay protection and lightning protection measures. Change the design based on actual load, substation based on the best run in accordance with relevant regulations and norms, and completed the requirements to meet the change 35KV step-down substation relay protection design.
Substation power system voltage and current of electrical energy to transform, focus and allocation of places. To ensure the quality of electricity and equipment safety, the need for the substation voltage regulation, power flow control, and the main electrical transmission and distribution lines and equipment protection.
Protection of the safe operation of power system, plays an irreplaceable role in China's sustained economic development, increasing the power requirements of the case, to do protection work, we should all aspects of the relay Protection of the basic tasks and significance, and the protective relay device has a deep understanding of, and to grasp the future direction of technology development. Key words: 35KV substation relay protection
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目录
11
设计原始资料
11.1
某35KV变电所主要供电用户基础资料
11.2
水文资料
11.3
电气工程技术指标及各材料供应情况
11.4
工厂与供电部门达成的“供电
协议
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”内容：
22
负荷计算及功率补偿
32.1 铸钢车间的计算负荷
32.1.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
32.1.2无功补偿容量
32.1.3补偿后的变压器容量和功率因数
42.2 下料车间的计算负荷
42.2.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
42.2.2无功补偿容量
52.2.3补偿后的变压器容量和功率因数
52.3 铸铁车间Ⅰ的计算负荷
52.3.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
62.3.2无功补偿容量
62.3.3补偿后的变压器容量和功率因数
62.4 铁铸车间Ⅱ的计算负荷
62.4.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
72.4.2无功补偿容量
72.4.3补偿后的变压器容量和功率因数
72.5 工具车间的计算负荷
82.5.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
82.5.2无功补偿容量
82.5.3补偿后的变压器容量和功率因数
92.6 锻压车间的计算负荷
92.6.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
92.6.2无功补偿容量
92.6.3补偿后的变压器容量和功率因数
102.7 锅炉房的计算负荷
102.7.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
102.7.2无功补偿容量
112.7.3补偿后的变压器容量和功率因数
112.8 空压机站的计算负荷
112.8.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
122.8.2无功补偿容量
122.8.3补偿后的变压器容量和功率因数
122.9 机修车间的计算负荷
122.9.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
132.9.2无功补偿容量
132.9.3补偿后的变压器容量和功率因数
132.10 化工厂的计算负荷
142.10.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
142.10.2无功补偿容量
142.10.3补偿后的变压器容量和功率因数
152.11 全厂总计算负荷
152.12估算总降变压器功率损耗
163
工厂供电系统
163.1 厂区配电电压选择
163.2 导线的选择
163.2.1架空线的选择
173.2.2选择电缆
183.3 总电压变电所所址的选择
183.4 主变压器台数和容量的选择
193.5变压器主要运行方式确定
203.6 主接线的选择
213.7 低压侧接线方式的确定
224
短路电流计算
224.1 短路电流计算的目的及方法
224.2 最小运行方式
244.3 最大运行方式
264.4 短路电流计算结果
275
高压电器的选择
275.1 35KV高压开关柜的选择
275.2高压断路器的选择
285.3 高压隔离开关的选择
295.4 高压负荷开关的选择
305.5 高压熔断器的选择
325.6互感器的选择
325.6.1 电压互感器
335.6.2 电流互感器
336
继电保护设计
336.1 电力变压器的继电保护
346.1.1单相短路
346.1.2过电流保护
356.1.3电流速断保护
356.1.4差动保护
356.1.5过负荷保护
366.1.6瓦斯保护
366.2 低压侧配电保护
366.3 高压线路的继电保护
366.3.1电流速断保护
376.3.2 限时电流速断保护
386.3.3 定时限过电流保护
386.3.4 过负荷保护
397
变电所的防雷、接地与电气安全
397.1 避雷针
397.2 避雷线
397.3 避雷器
407.4安全保护接地
407.5电气安全
41附 录
42参考文献
43致谢
1
设计原始资料
1.1 某35KV变电所主要供电用户基础资料
1． 工厂情况及扩建
计划
项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载
工厂三班工作制。由于工厂受环境限制，有增加30% 负荷扩建可能。
2． 工厂负荷性质
工厂电力负荷情况
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
：铸铁车间Ⅰ为一级负荷、化工厂（转供）为二级负荷，锅炉房、铸铁车间Ⅱ、空压机站、热处理车间为二级负荷，其余车间为三级负荷；住宅区为3级负荷。工厂昼夜负荷变化较大。
1.2 水文资料
1． 厂区砂质粘土，土壤允许承载能力为20吨/米2。中等含水量时，实得土壤电阻率为0.8×104Ω/cm。
2． 地下水位3.5~5m。
3． 最热月平均温度为23℃，极端温度为38℃，极最低温度为-26.5℃。
4． 本地区年雷暴日数为36.5天。
5． 最热日地下0.8m处，土壤平均温度为19.5℃，冬季冷却冻结深度为1.2m。
6． 本地区夏季主导风向为西南风，最大风速为15m/s。
1.3 电气工程技术指标及各材料供应情况
由于本地区的电力供应的特定条件，供电部门要求本厂从东北方向45km的地区变电所用35KV的两回线路向本厂供电。该电源短路电抗
电源出口过电流保护时间最大为2.0s。
1.4 工厂与供电部门达成的“供电协议”内容：
1． 在本厂总变电所高压侧计量。
2． 功率因数>0.92。
3． 对本厂（按大型工业用电企业基本电费）按最大需要量收取为 25.00元/KW.月,表计电价（或电度电价）为0.525元/KW.h。大工业电价适用范围：凡以电为原动力，或以电冶炼、烘熔、熔焊、电解、电化的一切工业生产，受电变压器容量在315kVA及以上者，均执行大工业电价。大工业电价均实行二部制电价，即按电表抄见电度计算的电度电费和按变变压器容量（或最大需量）计算的基本电费。
表1 参考负荷表
设备容量Pe（KW）
需用系数
（Kd）
功率因数
（cosφ）
照明容量（KW）
总降到车间长度（m）
铸钢车间
940
0.4
0.65
7
600
下料车间
400
0.30
0.65
3
800
铸铁车间Ⅰ
600
0.4
0.7
6
1000
铸铁车间Ⅱ
900
0.35
0.7
5
1500
工具车间
350
0.3
0.65
6
800
锻压车间
1300
0.3
0.6
6
1200
锅炉房
300
0.75
0.8
3
600
空压机站
300
0.85
0.8
1
900
机修车间
250
0.25
0.65
5
600
化工厂
2400
0.83
0.91
36
5000
2 负荷计算及功率补偿
负荷计算是确定供电系统选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要依据。计算负荷确定得是否正确，直接影响到电器和导线是否经济合理。如计算负荷确定过大将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以致发生事故，同样给造成经济损失。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。
无功补偿，在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。考虑用电设备的经济性，本设计中应选择用并联电容器的方式进行分组补偿。它具有投资少、占位小、安装容易、配置灵活、维护简单、事故率低等优点。
2.1 铸钢车间的计算负荷
由设计任务书可知铸钢车间的设备容量
，照明容量为
，查《工厂供电》附录表1可得需要系数分别为0.3、0.9。
2.1.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
1. 低压侧电力：
2. 低压侧照明：
3. 低压侧的视在计算负荷：
故未进行无功补偿时，变压器容量应选为
。
4. 低压侧的功率因素：
2.1.2无功补偿容量
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
取
选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为30kvar，故电容器需要个数
。
2.1.3补偿后的变压器容量和功率因数
1. 低压侧的视在计算负荷：
故变压器容量可选
。
2. 变压器的功率损耗：
3. 高压侧的计算负荷：
4. 高压侧的功率因素：
满足要求
2.2 下料车间的计算负荷
由表1可知下料车间的设备容量
，照明容量为
，查《工厂供电》附录表1可得需要系数分别为0.3、0.9。
2.2.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
1. 低压侧电力：
2. 低压侧照明：
3. 低压侧的视在计算负荷：
故未进行无功补偿时，变压器容量应选为
。
低压侧的功率因素：
2.2.2无功补偿容量
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
取
选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为30kvar，故电容器需要个数
。
2.2.3补偿后的变压器容量和功率因数
1．低压侧的视在计算负荷：
故变压器容量可选
。
2. 变压器的功率损耗：
3. 高压侧的计算负荷：
4. 高压侧的功率因素：
满足要求
2.3 铸铁车间Ⅰ的计算负荷
由表1可知铸铁车间Ⅰ的设备容量
，照明容量为
，查《工厂供电》附录表1可得需要系数分别为0.4、0.9。
2.3.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
1. 低压侧电力：
2. 低压侧照明：
3. 低压侧的视在计算负荷：
故未进行无功补偿时，变压器容量应选为
。
低压侧的功率因素：
2.3.2无功补偿容量
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
取
选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为30kvar， 故电容器需要个数
。
2.3.3补偿后的变压器容量和功率因数
1. 低压侧的视在计算负荷：
故变压器容量可选
。
2. 变压器的功率损耗：
3. 高压侧的计算负荷：
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
4. 高压侧的功率因素：
满足要求
2.4 铁铸车间Ⅱ的计算负荷
由表1可知铸铁车间Ⅱ的设备容量
，照明容量为
，查《工厂供电》附录表1可得需要系数分别为0.4、0.9。
2.4.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
1. 低压侧电力：
2. 低压侧照明：
3. 低压侧的视在计算负荷：
故未进行无功补偿时，变压器容量应选为
。
低压侧的功率因素：
2.4.2无功补偿容量
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
取
选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为30kvar， 故电容器需要个数
。
2.4.3补偿后的变压器容量和功率因数
1. 低压侧的视在计算负荷：
故变压器容量可选
。
2. 变压器的功率损耗：
3. 高压侧的计算负荷：
4. 高压侧的功率因素：
满足要求
2.5 工具车间的计算负荷
由表1可知工具车间的设备容量
，照明容量为
，查《工厂供电》附录表1可得需要系数分别为0.34、0.9。
2.5.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
1. 低压侧电力：
2. 低压侧照明：
3. 低压侧的视在计算负荷：
故未进行无功补偿时，变压器容量应选为
。
低压侧的功率因素：
2.5.2无功补偿容量
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
取
选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为30kvar，故电容器需要个数
。
2.5.3补偿后的变压器容量和功率因数
1. 低压侧的视在计算负荷：
故变压器容量可选
。
2. 变压器的功率损耗：
3. 高压侧的计算负荷：
4. 高压侧的功率因素：
满足要求
2.6 锻压车间的计算负荷
由表1可知锻压车间的设备容量
，照明容量为
，查《工厂供电》附录表1可得需要系数分别为0.3、0.9。
2.6.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
1. 低压侧电力：
2. 低压侧照明：
3. 低压侧的视在计算负荷：
故未进行无功补偿时，变压器容量应选为
。
4. 低压侧的功率因素：
2.6.2无功补偿容量
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
取
选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为30kvar，故电容器需要个数
。
2.6.3补偿后的变压器容量和功率因数
1. 低压侧的视在计算负荷：
故变压器容量可选
。
2. 变压器的功率损耗：
3. 高压侧的计算负荷：
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
4. 高压侧的功率因素：
满足要求
2.7 锅炉房的计算负荷
由表1可知锅炉房的设备容量
，照明容量为
，查《工厂供电》附录表1可得需要系数分别为0.75、0.9。
2.7.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
1. 低压侧电力：
2. 低压侧照明：
3. 低压侧的视在计算负荷：
故未进行无功补偿时，变压器容量应选为
。
4. 低压侧的功率因素：
2.7.2无功补偿容量
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
取
选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为30kvar，故电容器需要个数
。
2.7.3补偿后的变压器容量和功率因数
1. 低压侧的视在计算负荷：
故变压器容量可选
。
2. 变压器的功率损耗：
3. 高压侧的计算负荷：
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
4. 高压侧的功率因素：
满足要求
2.8 空压机站的计算负荷
由表1可知空压机站的设备容量
，照明容量为
，查《工厂供电》附录表1可得需要系数分别为0.8、0.9。
2.8.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
1. 低压侧电力：
2. 低压侧照明：
3. 低压侧的视在计算负荷：
故未进行无功补偿时，变压器容量应选为
。
4. 低压侧的功率因素：
2.8.2无功补偿容量
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
取
选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为30kvar， 故电容器需要个数
。
2.8.3补偿后的变压器容量和功率因数
1. 低压侧的视在计算负荷：
故变压器容量可选
。
2. 变压器的功率损耗：
3. 高压侧的计算负荷：
4. 高压侧的功率因素：
满足要求
2.9 机修车间的计算负荷
由表1可知机修车间的设备容量
，照明容量为
，查《工厂供电》附录表1可得需要系数分别为0.25、0.9。
2.9.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
1. 低压侧电力：
2. 低压侧照明：
3. 低压侧的视在计算负荷:
故未进行无功补偿时，变压器容量应选为
。
4. 低压侧的功率因素:
2.9.2无功补偿容量
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
取
选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为30kvar， 故电容器需要个数
。
2.9.3补偿后的变压器容量和功率因数
1. 低压侧的视在计算负荷
故变压器容量可选
。
2. 变压器的功率损耗:
3. 高压侧的计算负荷:
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
4. 高压侧的功率因素:
满足要求
2.10 化工厂的计算负荷
由表1可知机修车间的设备容量
,查《工厂供电》附录表1可得需要系数为0.35。
2.10.1补偿前应选变压器容量及功率因素值
1. 低压侧电力:
2. 低压侧的视在计算负荷:
故未进行无功补偿时，变压器容量应选为
。
3. 低压侧的功率因素:
2.10.2无功补偿容量
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
取
选择电容器BCMJ0.4-30-3,此电容器单个容量为30kvar， 故电容器需要个数
。
2.10.3补偿后的变压器容量和功率因数
1. 低压侧的视在计算负荷
故变压器容量可选
。
2. 变压器的功率损耗:
3. 高压侧的计算负荷
4. 高压侧的功率因素
满足要求
2.11 全厂总计算负荷
根据经验知线路的损耗与各车间的负荷之和相比可忽略不计。固各车间高低压侧计算负荷求和后，再乘以同时系数
（
取0.9），可得总降压变电所 1. 10KV侧的计算负荷，即
2. 视在计算负荷:
故未进行无功补偿时，总降变压器容量应选为
3. 功率因数:
满足要求
2.12估算总降变压器功率损耗
1. 高压侧的计算负荷:
高压侧的功率因素:
因此，满足要求。
3 工厂供电系统
3.1 厂区配电电压选择
一个地区的供配电系统如果没有一个全面的规划，往往造成资金浪费、能耗增加等不合理现象。因此，在供配电系统设计中，应由供电部门与用电单位全面规划，从国家整体利益出发，判别供配电系统合理性。
如果我们选择110KV高压电供电的话，我们不但在刚开始投入的时候资金高，并且在以后的各种设备的选择之中，比如变压器、断路器、互感器等设备的选择中，投资也较高，各方面的消耗都较高。相反，如果我们选择的是35KV高压电供电的话，我们不但在开始的时候投资少，而且在各种设备的选择上以及各方面的消耗上的花费都较少。所以，我们选择35KV高压电供电。
3.2 导线的选择
为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，选择导线截面时必须满足下列条件：
1. 发热条件
2. 电压损耗条件
3. 经济电流密度
4. 机械强度
一般情况之下，车间内以及变电所各车间之间的导线，我们都采取电缆线路。因为电缆线路与架空线路相比，具有运行可靠、不易受外界的影响、不需架设电杆、不占地面、不碍观瞻等优点，特别是在有腐蚀性气体和易燃、易爆场所，不宜架设架空线路时，只有敷设电缆线路。而且在现代化工厂和城市中，电缆线路得到了越来越广泛的应用。
当变电所向各种用户端输电时，才常采用架空线路。那是因为架空线路成本低、投资少、安装容易、维护和检修方便、易于发现和排除故障。所以在长距离的输电过程中，为了减小成本等，我们经常且普遍采用架空线路。
综合考虑架空线和电缆各自的优点，本次设计中在高压侧采用架空线，低压侧选择铝母线，到各个车间用电缆。
3.2.1架空线的选择
35KV及以上的高压线路及电压在35KV以下但距离长电流大的线路，其导线的截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年运行费用支出最小。
1.按经济电流密度选择
选择经济截面：
，查《工厂供电》表5-3得年最大负荷利用小时按5000h以上，取
。
选最接近的标准截面
，即选LGJ-50型钢芯铝绞线。
2.校验发热条件
导线在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。LGJ-50的允许载流量（室外
）
,因此满足发热条件。
3.校验电压损耗
导线在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的电压损耗，不应超过正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验，但对供电距离较远、容量较大的架空线来说，应校验其电压损失
。
三相架空线路电压损耗值，查《工厂供电》附录表3得
，
电压损耗百分值：
因此所选LGJ-50满足允许电压损耗要求。
4.校验机械强度
导线（包括裸导线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面，35KV架空线路钢芯铝绞线的最小允许截面
，因此所选LGJ-50也满足机械强度要求。
3.2.2选择电缆
10KV及以下线路，通常不按经济截面电流密度选择。根据设计经验，一般10kv及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件选择截面，再就算电压损耗。
1. 按发热条件选择
允许载流量
计算电流
，根据第二章各车间的计算负荷可知铸铁车间Ⅰ的视在功率
，故计算电流
为最大。
查《工厂供电》附录表22得三芯电缆（敷设方式空气中）的允许载流量最小为100A，均大于车间的计算电流，满足发热条件，故选择缆芯截面为
。
2. 计算电压损耗
查《工厂供电》附录表3得
，
电压损耗值：
电压损耗百分值：
因此满足允许电压损耗要求。
3.3 总电压变电所所址的选择
变电所的所址选择也分为规划选所和工程选所两个阶段。所址选择应按审定的本地区电力系统远景发展规划，综合考虑网络结构、负荷分布、城建规划、土地征用、出线走廊、交通运输、水文地质、环境影响、地震烈度和职工生活条件等因素，通过技术经济比较和经济效益分析，然后选择最佳
方案
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。具体原则有以下几种：
1. 变电所的设立要有利于电力系统运行性能的提高，便于系统的控制和管理；110KV及以下变电所应接近负荷中心。
2. 注意节约用地，尽量不占或少占耕地，减少拆迁。
3. 充分考虑出线条件，避免或减少相互交叉跨越。
4. 所址应有适宜的地质条件，避开滑坡、滚石、洞穴、明暗河塘、岸边冲刷区等不良的地质结构。
5. 交通运输方便。
6. 应有满足生产和生活用水需要的可靠水源。
7. 所址不宜设在大气严重污秽地区和严重盐雾地区。
8. 选址时应注意变电所与邻近设施的相互影响，如军事设施、通信电台、飞机场、导航台、风暴旅游区等，应与有关部门达成协议。
9. 所址的选择应考虑职工生活方便。
10. 所址位置必将影响企业供电系统接线方式，送电线路的而已，电网损失和投资的大小，故所址位置的选择应与各变电所的数量、容量、用户负荷的分配同时考虑，亦应避免电力倒流。对于相近方案则应进行技术经济比较。
根据综合考虑和供电部门的要求变电所应该设在本厂的东北方向45km的地区。
3.4 主变压器台数和容量的选择
1. 主变压器台数的选择
由于该厂的二级负荷比较多，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当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，故选两台变压器。
2. 主变压器容量的选择
装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：
（1）任一台单独运行时，
(2) 任一台单独运行时，
因此选容量为
的变压器，35kV级9型三相双绕组有载调压变压器型号为SZ9-2000/35，其技术参数：联结组标号
,空载损耗
,负载损耗
,空载电流
，短路阻抗
。
3.5变压器主要运行方式确定
1. 变压器的负载与损耗的关系
变压器的有功功率损耗是由空载损耗和负载损耗两部分组成的，空载损耗是一个常数，它不随变压器负载的变化而变化。而负载损耗则与变压器负载的平方成正比，在一定的负载下，变压器的有功功率损耗为：
变压器在一定负载时总的有功功率损耗为：
2. 两台相同容量变压器的运行方式
此方式可以是单台变压器运行(条件是变压器的负载不大于其中一台变压器的容量)和两台变压器并列运行。假设变压器单台运行时，变压器的负载为S，则此时改为两台变压器并列运行时变压器的总有功功率损耗为：
如果两台变压器的负载由一台变压器单独运行，另一台备用，则此时变压器的有功功率损耗为：
设实际负荷为S，当S＜S′时，单台变压器带全部负载运行的总有功功率损耗小于两台变压器并列运行的总有功功率损耗；当S＞S′时，则两台变压器并列运行较为经济。
令
，则可求得单台变压器带全部负载运行与两台变压器并列运行时，总的有功功率损耗相等时的临界负载：
即当负载达到
时，投入两台变压器并列运行较为经济。
3.6 主接线的选择
对于电源进线电压为35kV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为6—10kV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压用电设备所需的电压。总降压变电所主接线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。
对于装有两台主变压器的总降压变电所的主接线方式有下列四种选择：
1. 一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段：
这种主接线的运行灵活性也较好，供电可靠性也较高，使用于一、二级负荷的工厂；外桥式接线适用于电源线路较短而变电所昼夜负荷变动较大、适于经济运行需经常切换变压器的总降压变电所。
2. 一次侧采用内桥式接线、二次侧采用单母线分段：
这种主接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷的工厂；内桥接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需经常切换的总降压变电所。
3. 一、二次侧均采用单母线分段:
这种主接线兼有上述内桥式和外桥式两种接线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，投资较大。可供一、二级负荷，适于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。
4. 一、二次侧均采用双母线:
采用双母线接线较之采用单母线接线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也相应大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线接线在工厂变电所中很少采用，它主要用于电力系统的枢纽变电站。
结合实际情况，本次设计主接线采用双回路供电，一次侧采用外桥接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线方式。
一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线如下图1所示。这种主结线，其一次侧的高压断路器QF3也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器QF1 和QF2的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式结线。如果某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QF1 ，投入QF3 （其两侧QS先合），使两路电源进线又恢复并列运行。当一次电源电网采用环行结线时，也宜于采用这种结线，使环行电网的穿越功率不通过进线断路器QF1 、QF2，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。
L1 L2
QS1 QS2
QS3 QF5 QS4
QS5 QS6
QF1 QF2
T1 T2
QF3 QF4
QS7 QS8
QS9 QF6 QS6
图1 主接线运行图
3.7 低压侧接线方式的确定
工厂的低压配电线路也有放射式、树干式和环形等基本接线方式。工厂的低压配电系统往往也上采用几种接线方式的组合，依具体情况而定。不过在正常环境的车间或建筑内，当大部分用电设备不很大而无特殊要求时，宜采用树干式配电，这一方面是由于树干式配电较之放射式经济，另一方面是由于我国各工厂的供电技术人员对采用树干式配电积累了相当成熟的运行经验。本次设计中选择放射式接线方式。
4 短路电流计算
4.1 短路电流计算的目的及方法
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。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。
短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法）。 本设计采用标幺制法进行短路计算。
4.2 最小运行方式
1. 确定基准值
取基准容量
基准电压
从而基准电流:
2. 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
(1)电力系统
(2)架空线路LGJ-50,查《工厂供电》表3-1得
(3)电力变压器SZ9-2000/35，其短路阻抗
绘制等效电路如下图2所示：
图2 最小运行方式等效电路图
3. 求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
总电抗标幺值:
(1) 三相短路电流周期分量有效值:
(2) 其他三相短路电流:
(3) 三相短路容量:
4. 求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
总电抗标幺值:
(1) 三相短路电流周期分量有效值:
(2) 其他三相短路电流:
(3) 三相短路容量:
4.3 最大运行方式
1. 确定基准值
取基准容量
基准电压
从而基准电流:
2. 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
(1) 电力系统
(2) 架空线路LGJ-50,查《工厂供电》表3-1得
(3) 电力变压器SZ7-2000/35，
绘制等效电路如下图3所示：
图3 最大运行等效电路图
3. 求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
总电抗标幺值:
三相短路电流周期分量有效值:
其他三相短路电流:
三相短路容量:
4. 求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
总电抗标幺值:
三相短路电流周期分量有效值:
其他三相短路电流:
三相短路容量:
4.4 短路电流计算结果
表2 最小运行方式
三相短路电流/KA∞
三相短路容量/KMA
K-1点
1.61
1.61
1.61
4.11
2.43
103.1
K-2点
1.3
1.3
1.3
2.4
1.4
23.7
表3 最大运行方式
三相短路电流/KA∞
三相短路容量/KMA
K-1点
1.61
1.61
1.61
4.11
2.43
103.1
K-2点
2.12
2.12
2.12
3.9
2.3
38.46
5 高压电器的选择
供电设备选择是变电所电气设计的主要内容之一，正确选择电气设备是保证电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资、选择合适的电气设备。
5.1 35KV高压开关柜的选择
35KV高压开关柜在电力系统中，作电能接收、分配的通、断和监视及保护之用。主要分固定式和手车式两种；就结构而言，又分开启式、半封闭式、封闭式；就使用环境而言，又有户内、户外之分；就操作而言，有电磁操作机构、弹簧操作机构和手动操作机构。
不带闭锁装置的高压开关柜，不允许再订货。开关厂生产的防误型开关柜具有“五防”功能：
(1) 防止误跳误合断路器；
(2) 防止带负荷误拉误合隔离开关；
(3) 防止带电误挂接地线；
(4) 防止带接地线误合隔离开关；
(5) 防止人员误入带电间隔。
“五防型”高压开关柜从电气和机械联锁上采取一定措施，提高了安全、可靠程度。从而本次设计选择此类型的开关柜。根据需要和比较得出选择JYN型间隔式手车柜，查《现代工业与民用供配电设计手册》表5-6，其型号为：
，其参数如下：
类别型式：单母线移开式； 电压等级：35KV； 额定电流：1000A；操动机构型号：CD10/CT8； 电流互感器：LCZ-35； 电压互感器型号：JDJ2-35/JDZJJ2-35；高压熔断器型号：RN2-35/RW10-35； 避雷器型号：FZ-35/FYZ1-35； 外形尺寸（长×宽×高，mm）：1818×2400×2925；生产厂商选择四川电器厂。
5.2高压断路器的选择
高压断路器在高压开关设备中是一种最复杂、最重要的电器，在规定的使用条件下，不仅能通断正常运行下的负荷电流，而且能接通和承接一定时间的电路电流，若出现短路故障，在继电保护装置的作用下，自动跳闸，切断短路故障。在高压供配电系统，切断短路电流时，要产生强烈的电弧，所以高压断路器具有可靠的灭弧装置。高压断路器是一种能够实现控制与保护双重作用的电器。
高压断路器的选择，主要包括型式选择、参数和性能的选择。
由于真空断路器具有体积小、重量轻、寿命长、可连续多次操作、开关性能好、灭弧迅速、安全可靠、运行维护简单、灭弧室不需要检修、无爆炸危险。
故本次设计中选择真空断路器。
1. 短路电流的热效应
本设计中短路保护装置实际最长的动作时间
，真空断路器的断路时间
，短路计算时间
。
当
时，可认为短路发热假想时间
。
短路电流热效应为
查《工厂供电》附录表12得，ZN23-35型真空断路器的热稳定电流
，热稳定试验时间
。
2. 冲击电流
高压断路器的额定开断电流不应小于最大短路电流的冲击电流，查《工厂供电》附录表12得，ZN23-35型真空断路器的开断电流
，而最大冲击电流
，故
，符合条件。
根据以上的数据,本次设计选择
型号的真空断路器即可满足。
5.3 高压隔离开关的选择
高压隔离开关的作用是在检修高压设备时，能够隔离高压电源，断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的，能充分保证设备检修的人身安全。高压隔离开关无专门的灭弧装置，不能用来切、合负荷电流或故障电流；如果误操作，即用来切断负荷电流或故障电流，不仅使高压隔离开关损坏，还容易发生弧光短路造成设备损坏、人身伤亡的严重后果。
高压隔离开关型式的选择原则如下：
1） 操动机构配置。8000A以上时，采用电动操动机构；其他采用三相联动手式操动机构。
2） 破冰要求。隔离开关的破冰厚度必须大于安装处的最大覆冰厚度。
3) 接线端的机械负荷。必须小于允许机械载荷。
4) 接地刀闸要求。35KV及以上母线，每段母线上装设
组接地刀闸，以保证母线和电器检修时的安全。为此，可选用一侧或两侧带接地刀闸的隔离开关。
1. 型式选择
隔离开关的型式较多，按安装地点不同，可分为户内式和户外式；按绝缘支柱数又可分为单柱式、双柱式和三柱式。
2. 参数选择
隔离开关额定参数可按下表4所列技术条件选择，并按表中使用环境条件校验。
表4 隔离开关参数的选择
项目
参数
技术条件
按正常条件选择
电压、电流、频率、机械负荷
按短路稳定性校验
额定动稳定电流、执稳定电流和持续时间
承受过电压能力
对地和断口间的绝缘新水平，外绝缘爬电比距
环境条件
环境温度、日温差、最大风速、相对湿度、污秽、海拔、地震烈度
3. 分合小电流能力选择
隔离开关应具有一定分、合小电流和电容电流的能力，且按以下几项校验分合小电流能力。
(1)分合电压互感器和避雷器；
(2)分合母线和母线设备上的电容电流；
(3)分合变压器中性点接地线和电力网无故障时的消弧线圈；
(4)断路器处于合闸状态时，分合旁路隔离开关；
(5)分合励磁电流不超过2A的空载变压器；
综合以上的选择说明，本次设计选择
系列户外高压隔离开关，其产品型号为
,有关技术数据如下表5。
表5 GW5-35G户外高压隔离开关的技术数据
产品型号
额定电压(KV)
最高工作电压(KV)
额定电流(A)
峰值耐受电流(隔离开关)（kA）
短时耐受电流(隔离开关)(kA,s)
1min工频耐压有效值(kV)
雷电冲击耐压峰值(kV)
备注
对地
断口
对地
断口
GW5-35G
35
40.5
630
1250
50
16，4
80
90
185
215
不接地
5.4 高压负荷开关的选择
高压负荷开关是介于高压隔离开关与高压断路器之间的一种高压电器，具有简单的灭弧装置，因而能通过一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流，因此它必须与高压熔断器串联使用，以借助熔断器来切断短路故障。负荷开关断开后，与隔离开关一样具有明显可见的断开间隙，因此它也具有隔离电源、保证安全检修的功能。
1. 35KV及以下通用型负荷开关，应具有以下开断和关合能力
1) 开断有功负荷电流和闭环电流，其值等于负荷开关的额定电流；
2) 开断不大于10A的电缆电容电流或限定长度的架空线的充电电流；
3) 开断1250kVA配电变压器的空载电流；
4) 能关合额定的“短路关合电流”。
2. 负荷开关的参数选择
高压负荷开关可按表6所列的技术条件选择，并按表中使用环境条件校验。
表6 负荷开关参数选择表
项目
参数
技术条件
按正常工作条件选择
电流、电压、频率、机械荷载
按短路条件校验
动稳定电流、额定关合电流、热稳定电流和持续时间
环境条件
环境温度、最大风度、覆冰相对温度、厚度、污秽、海拔、地震烈度
根据综合考虑选择FN12-10D型户内交流高压负荷开关，其技术数据如下表7所示：
表7 FN12-10D型高压负荷开关技术数据
序号
项目
单位
技术参数
10
1
额定电压
kV
2
最高工作电压
kV
12
3
额定电流
A
630
4
额定频率
Hz
50
5
额定热稳定电流
kA
20(2s)
6
额定动稳定电流
kA
50(峰值)
7
额定短路关合电流
kA
50(峰值)
8
1min工频耐受电压
kV
相间及相对地42，隔离断口48
9
雷电冲击耐受电压
kV
相间及相对地75，隔离断口85
10
额定空载变压器开断电流
1600kVA变压器，空载电流
11
额定电流下电寿命
次
不小于100
12
机械寿命
次
2000
5.5 高压熔断器的选择
高压熔断器用于供电线器、电压互感器、电力变压器及电力电容器等电气设备的短路保护和连续过载保护，有的也具有过负荷保护功能。高压熔断器具有结构简单、造价底廉、容易维护、使用方便的特点。
1. 型式选择
高压熔断器按安装地点可分为户内式和户外式；按是否限流又可分为限流式和非限流式，工程中的选型参考表8进行。
表8 高压熔断器选型参考表
安装场所
特点及参考型号
屋内
变压器，配电线路，电动机、并联电容器组
35kV及以下RN1和RN2
35kV及以下RN2
屋外
变压器和输电线路
电压互感器
35kV及以下RW4，RW5，RW7，RW9
RW9，RW2(与限流电阻配合使用XJ-35)
2．参数选择
高压熔断器可按表9所列技术条件选择。并按表中的环境条件校验。
表9 高压熔断器参数选择
项目
参数
技术条件
正常工作条件
电压、电流
保护特性
最大开断电流、最小开断电流、熔断特性
环境条件
环境温度、最大风速、污秽、海拔、地震烈度
3．熔体额定电流选择
(1)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电流以及电动机自起动的冲击电流时的误码率动作，保护35kV及以下电力变压器的高压熔断器，其熔体的额定电流可按下式选择，即
(2)用于保护电力电容器的熔体，当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或运行过程中产生涌流时，不应误熔断，其熔体的额定电流可按下式选择，即
根据综合考虑选择PRWG2-35/100型跌开式熔断器，其技术数据如表10所示：
表10 PRWG2-35/100型跌开式熔断器技术数据
型号
PRWG2-35/100
额定电压/kV
35
最高工作电压/kV
40.5
额定电流/A
100
额定开断电流(max/min)/(kA/A)
5/18
工频耐压(干/湿)/kV
95/80
雷电冲击耐压/kV
185
机械寿命/次
500
重量/kg
外形尺寸A/S/C/D/mm
≈15
340/430/720/460
5.6互感器的选择
互感器是一种特殊的变压器，既用来使仪表、继电器等二次设备与主电路的绝缘，避免主电路的高电压直接引入二次设备以及二次设备的故障影响主电路；又用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围，从而使二次设备的规格统一，有利于这些设备的批量生产。
5.6.1 电压互感器
电压互感器应按装设地点的条件及一次电压、二次电压（一般为100V）、准确度等级等条件进行选择。
电压互感器的准确度等级也与其二次负荷容量有关，满足的条件也是
，这里的S2为其二次侧所有仪表、继电器电压线圈所消耗的总视在功率。
1. TV1和TV2的选择
这两个电压互感器用于对35KV进线电压进行监控，供仪表、继电器接于三相三线制电路的各个线电压，假定准确度等级为0.5，二次侧计算负荷为
，则可以选择互感器的型号为JDJ2-35，其额定电压比为35/0.1（KV）
准确度校验
所以满足准确度要求。
2. TV3，TV4的选择
这两个电压互感器用于对10KV母线电压，各回路有功功率和无功功率及母线的绝缘监视，供电给仪表、继电器线电压，采用
连接。
假定准确度等级为0.5，该母线每路出线上均装设三相有功电表和无功电表各一只，每个电压线圈的功率为
；四只电压表，其中三只用于检测相电压，另外一只用于测量各线电压，电压线圈的负荷均为
，则可以选择互感器的型号为JDZJ-10，其变比为10000/100
准确度校验：
因为三只电压表接于相电压，其余仪表均接于AB或BC线电压之间，所以折算成相负荷后B相的负荷最大（不考虑电压线圈的功率因数），所以
，所以满足准确度要求。
5.6.2 电流互感器
1. TA1、TA2的选择：
电流互感器应按装设地点的条件及额定电压、一次电流、二次电流（一般为5A）、准确度等级等条件进行选择，并校验其短路动稳定度和热稳定度。
电流互感器的准确度等级与其二次负荷容量有关。互感器二次负荷
不得大于其准确度等级所限定的额定二次负荷
，即电流互感器满足准确度等级要求的条件为:
假定该电流互感器采用两相V接线，二次负荷为5VA，互感器距离仪表的单向长度3米，二次回路采用
的铜芯塑料线。
因为该点的计算电流为：
所以通过分析，我们选择该电流互感器的型号为：LCZ-35
查《工厂变配电》附录表7初选电流互感器的变比应选择100/5的LCZ-35，准确等级为0.5级，动稳定倍数
，二次额定负荷
。
2. 电流互感器的二次负荷：
故
满足条件。
6 继电保护设计
6.1 电力变压器的继电保护
变压器故障对系统的影响很大。因此，对变压器应装设必要的保护装置，包括主保护和变压器后备保护。
变压器应装设下列继电保护装置：
1.反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护
油侵式变压器一般应装设瓦斯保护。当油箱内部故障产生轻微瓦斯或油面下降时，保护装置应瞬时作用于信号；当产生大量瓦斯时，瓦斯保护应动作于断开变压器各电源侧断路器。
2. 相间短路保护
反应变压器绕组和引出线相间短路及绕组匝间短路的电流速断保护。
3. 后备保护
降压变压器应采用过电流保护，保护装置的整定值应考虑短路时可能出现的过负荷。复合电压(包括负序相电压及线电压)应有起动的过电流保护。
当选择以上保护灵敏性、选择性不满足要求时，可选用阻抗保护作用后备保护。
4. 中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护
中性点直接地电力系统中，如果变压器中性点接地运行，应装设反应外部接地短路的变压器零序电流保护。
5. 过负荷保护
变压器均应有过负荷保护。
由于本次设计中使用的变压器的容量均小于6300kVA，根据规程故仅对变压器只需设置下列保护：
6.1.1相间短路
在变压器低压侧装设三相都装过流脱扣器的低压断路器。这一低压断路器，既作低压主开关，操作方便，且便于实现自动化，又可用来保护低压侧的相间短路。
6.1.2过电流保护
防御外部相间短路，并作为瓦斯保护和电流速断保护的后备保护，动作于跳闸。
1. 动作电流的整定
取
，而
，
，
故
，动作电流整定为5A。
2. 动作时间的整定
考虑到车间变电所作为系统终端变电所，因此其过电流保护的10倍动作电流的动作时间整定为
。
6.1.3电流速断保护
防御变压器线圈和引出线的多相短路，动作于跳闸。
1.速断电流的整定：
取
，而
，
2.速断电流倍数整定为：
3.灵敏度校验：
，满足要求。
6.1.4差动保护
主要用来保护变压器内部以及引出线和绝缘套管的相间短路。差动保护分纵联差动保护和横联差动保护两种形式。纵联差动保护用于单回路，横联差动保护用于双回路。由于本次设计属于单回路，故选择纵联差动保护。
1.动作电流的整定：
①躲过变压器励磁涌流，即
②躲过变压器外部短路时的最大不平衡电流，即
③躲过电流互感器二次回路断线时的最大负荷电流,即：
故动作电流计算值
2.灵敏度校验
，
满足要求。
6.1.5过负荷保护
防御变压器本身的对称过负荷及外部短路引起的过载。由于变压器的过负荷一般是三相对称的，因此，过负荷保护只需接入一相电流，各侧的过负荷保护均经过同一时间继电器延时发出信号。对于双绕组降压变压器，过负荷装设于高压侧。
动作电流：
6.1.6瓦斯保护
瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护元件，对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。当油侵式变压器内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解产生大量气体，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同。瓦斯保护就是利用反应气体状态的瓦斯继电器（又称气体继电器）来保护变压器的内部故障。
瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器，装设在油浸式变压器的邮箱与油枕之间的联通管中部，防御变压器铁壳内部短路和油面降低。轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。
瓦斯继电器主要有浮筒式和开口式两种型式，开口式与浮筒式相比，其抗振性能较好，误动作的可能性大大减少，可靠性大大提高，因此，本次设计中选择开口式。
6.2 低压侧配电保护
因为本次设计出线部分为10kV的系统，又是功率较小的系统，所以低压侧配出线的中性点不接地。当发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地短路电流比负荷电流小很多，故这种系统称为小电流接地系统。对于小电流接地系统，通常可用主变压器过电流保护切断10kV母线相间故障。
6.3 高压线路的继电保护
按GB50062—1992《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定，对于3—66kV的电力线路，应装设相间短路保护、单相接地保护、过负荷保护。
由于本次设计中工厂架空线路不是很长，通常不装设单相接地保护；对于高压线路不是很长，容量不是很大，作为线路的相间短路保护，采取三段式电流保护，即电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过电流保护。在此以铸铁车间I为例进行起动电流的整定和校验。电力线路示意图如下：
图4 电力线路继电保护示意图
6.3.1电流速断保护
根据对继电保护速动性的要求，保护装置动作切除故障的时间，必须满足系统稳定和保证重要用户供电可靠性。在简单、可靠和保证选择性的前提下，原则上总是越快越好。电流速断保护仅仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，简单可靠，动作迅速，但不能保护线路的全长。
整定原则：躲开下一条线路出口处K-2的最大短路电流。
起动电流：
1. 灵敏度校验：
故
由于
,故符合要求。
6.3.2 限时电流速断保护
由于有选择性的电流速断不能保护本线路的全长，因此本次设计中考虑增加一段新的保护，用于切除本线路上速断范围以外的故障，同时也可能作为速断的后备。对这个新设保护的要求，首先是在任何情况下都能保护本线路的全长，并且具有足够的灵敏性，其次是在满足上述要求的前提下，力求具有最小的动作时限，能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障。
整定原则：躲开下一条线路电流速断保护的动作电流。
K-3处的最大短路电流：
电源电抗
，
架空线电抗
变压器电抗
电缆电阻
，电抗
阻抗
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
起动电流：
1. 灵敏度校验：
K-1处的最小短路电流
满足要求
6.3.3 定时限过电流保护
在正常运行时不应该起动，在电网发生故障时，则能反应于电流的增大而动作，在一般情况下，不仅能保护本线路的全长，而且也能保护相邻线路的全长，以起到后备保护的作用，即在本线路起到近后备保护，在相邻线路起到远后备保护作用。
整定原则：躲开被保护线路的最大负荷电流，且在起动电流下继电器能可靠返回。
起动电流：
1. 灵敏度校验：
满足要求
满足要求
6.3.4 过负荷保护
电力线路的过负荷保护，其作用是带时限动作于信号，必要时可动作于跳闸。
整定电流：
。
7 变电所的防雷、接地与电气安全
露天的变电所建筑和电气设备通常用避雷针或避雷线防止直击雷，用避雷器防止由线路侵入的雷电波对变电所内的电气设备造成破坏。其防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护试验方便，在此前提下，力求经济合理的原则。由于本地区年雷暴日数为36.5天，属于中雷区，故只需正常配置防雷设备即可。
7.1 避雷针
避雷针的功能实质上是引雷作用,所以它实质上是引雷针,它把雷电流引入地下,从而保护了线路、设备和建筑物等。
避雷针的装设原则及接地要求：
独立避雷针宜设立独立的接地装置。在非高电阻率土壤地区，其接地电阻不宜超过10Ω，当有困难时，该接地装置可与主接地电网连接，使两者的接地电阻都得到降低。但为了防止经过接地电网反击，35kV及以下设备，要求避雷针与主接地网的地下连接线沿接地体的长度不小于15m。格式
1. 独立避雷针的设置点应避开经常通行的地方，一般应距道路3m以上，否则应采取均压措施或铺设砾石或沥青地面。
2. 35KV及以下高压配电装置架构或房顶上不宜装设避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。
3. 避雷针与主接地网的地下连接至变压器接地线与主接地网的地下连接点。接地体的长度不得小于15m。
4. 在变压器的门型架上，不应装设避雷针，因为门型构架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置距变压器金属外壳接地在地中距离很难达到不小于15m的要求。
5. 35KV的配电装置，在土壤电阻率不大于500Ω·m的地区，避雷线应架设到线路终端杆塔为止。从线路终端杆塔到配电装置的一档线路的保护，可采取独立避雷针,也可在线路终端杆上装设避雷针。
7.2 避雷线
避雷线的功能也是引雷作用。它一般采用截面小于35mm2的镀锌钢绞线，架设在架空线路的上方，以保护架空线路或其他物体面遭直接雷击。由于避雷线既是架空，有要接地，因此它又称架空地线。
由于35kV线路不宜全线架设避雷线，故在变电所的进线段架设500-600m的避雷线，同时在雷电活动强烈的地段架设避雷线。
7.3 避雷器
避雷器用于限制由线路侵入的雷电波对变电所内的电气设备造成过电压，把它装设在各段母线与架空线的进出口处。避雷器与被保护设备的距离愈近愈好，并装在冲击波侵入方向。对于室外架构母线和变压器中性点应加装避雷器保护，并室外做一接地网，所有设备的接地引下线都与该接地体焊接，以保证等电位。
7.4安全保护接地
室内各种金属屏、柜外皮均应与底座槽钢可靠焊接或用螺栓连接，保证接触良好，同时槽钢应与电缆沟道内的电缆支架用镀锌扁钢焊接起来，形成一个整体，与室外接地网形成一个完整的大接地网。
7.5电气安全
在供用电工作中，必须特别注意电气安全。如果稍有麻痹或疏忽，就可能造成严重的人身触电，或者引起火灾或爆炸，给国家和人民带来极大的损失。
为了保证电气安全，相关措施如下：适当合并缩减
1.加强电气安全教育。
2.严格执行安全工作规程。
3.严格遵循设计、安装规范。
4.加强运行维护和检修试验工作。
5.采用安全电压及符合安全要求的相应电器。
6.按规定采用电气安全用具。
7.普及安全用电常识。
8.正确处理电气失火事故。
附 录
常用字符表
Pe——设备容量 Ish(3)—三相短路电流有效值
Kd——需要系数 I∞（3）—三相短路全电流有效值
Pca——有功计算负荷 ish(3)—三相短路冲击电流
Qca——无功计算负荷 Sk(3)—三相短路容量
Sca——视在计算负荷 Ud—基准电压
φ1——加权平均功率因素角 S2—互感器二次负荷
Il.max—导线所在回路最大负荷电流，A S2N—互感器额定二次负荷
IN—导线的额定电流 Sd—基准容量
K—综合修正系数 Xd—基准电抗
r0 、x0—线路单位长度电阻、电抗值，Ω/km RWL—连接导线的阻抗
φ—功率因数角 RXC—接触电阻的阻抗
UN—线路额定电压，KV Id—基准电流
L—线路长度，km P—有功功率，MW
M—负荷矩，MW.km
Δu%—线路单位长度负荷矩的电压损失百分数
ΔU%—全线电压损失百分比
Sec—导线经济截面积，mm2
Jec—经济电流密度，A/mm2
I//（3）—三相短路次暂态电流有效值
SN.T—变压器的额定容量
ST—变压器的实际容量
Ik(3)—三相短路电流周期分量有效值
参考文献
[1]马贵荣《 工业企业供电实用技术》北京理工大学出版社.北京：2010
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[3]贺剪李/宋从矩《电力系统继电保护原理》北京：中国电力出版社，1994.10
[4]芮静康《现代工业与民用供配电设计手册》北京：中国水利水电出版社2004
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[6]刘介才《供配电技术》北京：机械工业出版社，2000.6
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[8]宋从矩/贺家李《电力系统继电保护原理》北京：中国电力出版社 2009
[9]熊信银《发电厂电气部分》北京：中国电力出版社，2009
致谢
本论文是在我的指导老师徐强的亲切关怀和细心指导下完成的，在设计过程中，自始至终凝聚着老师的心血。老师那治学严谨的态度，渊博的学识感染着我。他那诲人不倦、宽厚朴实的作风给我留下了深刻的影响，是我学习的榜样。在此论文完成之际，特向导师表达诚挚的谢意，同时致以最崇高的敬意。
另外，也非常感谢所有关心我的其他老师和同学们，你们的关心是我学习过程中不可缺少的部分。感谢时时刻刻关心、爱护我，给我的支持和鼓励的父母亲。
真诚的感谢所有的帮助过我的老师们，同学们、家人及朋友们。 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈
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