10kV变电所电气设备的选择与校验

变电站主要电气设备的选择摘要：为贯彻落实国家建设服务好、管理好、形象好的电网企业中长期战略，运用先进的计算机技术，通信技术，建立一个覆盖城乡的智能、高效、可靠的绿色电网。

结合本人变电站的设计工作经验，从变电站主要电气设备的选择出发，简要阐述了部分主要电气一次设备的选型原则和相关计算。

关键词：变电站；电气一次；主要电气设备；设备校验概述电力系统由发电厂，变电站，线路和用户组成，变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。

变电站主要由一次设备和二次设备构成，而电气一次设备是构成变电站的基本单元，其主要电气设备包括：主变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、35kV开关柜、10kV开关柜。

1、主要设备选择及校验（110kV变电站为例）根据电力系统污区分布图，拟建的变电站位于d级污秽区范围内。

所有变电站屋外电气设备推荐采用d级（III级）防污，其外绝缘泄露比距不小于2.5cm/kV （最高运行电压）。

户内设备采用d级防污，其外绝缘泄露比距不小于2.5cm/kV （最高运行电压）。

（1）短路电流计算为取得合理的经济效益，应从网架设计，采用的电压等级、主接线，变压器的容量和阻抗的选择，运行方式等方面。

综合控制短路电流，使各级电压等级断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流能满足要求。

拟建的变电站短路电流计算结果如下：根据计算结果，变电站110kV、35kV电气设备可按40kA，10kV电气设备按31.5kA进行选择。

（2）主变压器选择变电站设计时应按照将来5~10年规划进行负荷选择，并同时考虑将来10~20年的负荷发展情况。

变压器中性点应允许长时通过不小于10Ad 直流偏磁电流，而不影响变压器的正常运行。

拟建变电站变电站选择为三相、油浸、常规阻抗或者高阻抗、低损耗电力变压器。

设备参数如下：SSZ11-40000/110，110±8x1.25%/37 ±2x2.5%/10.5kV，Uk1-2%=10.5，Uk2-3%=18，Uk1-3%=6.5，YNyn0d11（3）110kV配电装置拟建的变电站110kV配电装置采用户外布置、选用进口或合资产品。

10KV变电所电⽓调试⽅案电⽓系统调试施⼯⽅案编制：审核:批准：质量：安全:⽬录1、编制说明2、编制依据3、⼯程概况4、调试⼯作的程序5、调试⼯作的⼯艺及技术要求6、保护继电器的校验7、常⽤继电器的⼀般校验项⽬及⽅法8、10KV盘柜内部线的检查和对外联络线的校验9、⼀、⼆次母线的耐压试验10、调试⼯作计划11、安全防护措施１2、质量保证措施13、主要设备⼀、编制说明根据提供的图纸资料、1０ＫV进线电源设计为两路进线,⼀路进线电源由业主提供，⼀路进线电源为缓建。

由1０KV⾼压开关柜分别供给⼋台变压器组成⼀个互为备⽤的低压系统。

本⽅案针对10KV系统、０.４ＫV系统和现场电机的调试进⾏编制。

⼆、编制依据《电⽓装置安装⼯程电⽓设备交接试验标准》《电⼒系统继电保护及电⽹安全⾃动装置检验条例》《电⽓安装⼯程施⼯验收规范》《保护继电器的效验》电⽓设备的⼚家技术⽂件资料有关的电⽓试验、运⾏安全操作规程三、⼯程概况1、系统的运⾏⽅式１0KV１路进线由外线１0ＫＶ供电所系统供给。

10KＶ馈线供全⼚的各分配电室,共2５台⾼压开关柜, ２套１０KＶ电容器柜。

10ＫＶ为单回路供电,由⼋台变压器构成的的低压０．4ＫV的低压系统互为备⽤。

2、主要设备实物⼯作量3、技术参数继电保护整定值,有特殊要求的设备技术参数(有现场技术⽂件确定）调试执⾏标准为国标ＧB 50150-2006 电⽓设备交接试验标准现将10KV变压器、１0KV⾼压开关柜、0.4KV低压配电控制柜、1０KＶ⾼压电机、10KV⾼压电缆试验标准分类如下四、调试⼯作的程序,按以下步骤进⾏技术准备,熟悉施⼯图纸，试验⼈员、试验设备资质报验;仪表仪器、消耗材料的准备盘柜的外观检查、元器件的复核、盘内线校验保护继电器及保护单元校验整定、计量表计的校验盘柜间⼆次联络线校验ＰT柜⼆次回路的调试交流⼆次回路计量表计的调试交流⼆次回路保护回路的调试变压器控制、保护、信号回路与微机系统远控监测整组试验电机系统实验调试资料的整理，填写试验报告安装调试⼯作的检查确认及送电的准备4．1、10KV变压器试验项⽬如下4.1.1、测量绕组连同套管的直流电阻；ａ、⾼压侧测量应在分接开关1、2、3、４、5档的A-Ｂ\B-Ｃ\C-Ａ分别进⾏测量。

某工厂10kV车间变电所电气部分设计10kV车间变电所电气部分设计一、概述10kV车间变电所作为一座工厂的重要电气设施，负责将供电局提供的高压电力通过变压器降压，将电能供应给车间的各个电气设备。

本文将对10kV车间变电所的电气部分设计进行详细的叙述。

二、所需设备1. 10kV高压开关柜：用于控制和保护高压线路，包括主要开关、保险丝、断路器等。

2. 变压器：将10kV高压电力变压为车间所需要的低压电力。

3. 低压开关柜：包括主供电开关柜、柜式配电装置等，用于控制和保护低压线路。

4. 电能计量装置：用于对供电情况、电能消耗等进行监测和计量。

5. 接地装置：用于将设备和设施的金属外壳和地面接地，保证人员和设备的安全。

6. 照明设备：为车间提供足够的照明。

三、电气系统设计1. 高压侧设计高压侧主要由供电局提供的10kV高压线路、高压开关柜和变压器组成。

高压开关柜具备主开关和断路器等功能，对高压线路进行控制和保护。

变压器通过调整变比，将10kV高压电力变压为车间所需的低压电力。

2. 低压侧设计低压侧由变压器、低压开关柜和柜式配电装置等组成。

低压开关柜通过控制和保护低压线路，将低压电力供应给车间内各个设备。

柜式配电装置对电能进行分配和监测，确保各个设备正常供电。

3. 配电设计根据车间的用电情况和设备功率需求，制定合理的配电方案。

主供电开关柜通过断路器和熔断器对电路进行控制，确保各个设备的正常运行。

柜式配电装置对电能进行计量和监测，实时了解车间的用电情况。

四、安全设计1. 接地设计为保证车间变电所的安全运行，需要对设备和设施进行接地。

通过接地装置，将设备和设施的金属外壳和地面接地，防止电气设备进行漏电或感应电，保证人员和设备的安全。

2. 避雷设计为保证车间变电所在雷电天气下的安全运行，需要进行合理的避雷设计。

采取避雷针和避雷网的形式，将雷击电流引导到大地，保护设备和设施的安全。

3. 灭弧设计高压开关柜的灭弧设计是车间变电所电气部分设计中至关重要的一环。

电流互感器的二次负荷S2 取决于二次回路的阻抗值，可按下式计算： S2 ＝ I 或 S2 ≈ ∑S ｜ ｜≈I （∑｜｜+ R WL + R XC ）
i
(6－13) （6-14）
＋
（R
WL
＋R
CL
）
互感器的选择和校验
保护用电流互感器满足保护准确度级要求的条件为：
｜Z2.al ｜≥｜Z2 ｜ （6-15）
IN· FE≥Ic (3)熔断器额定电流IN· FU不小于熔体的额定电流IN· FE。 IN· FU≥ IN· FE (4)熔断器断流能力校验
① 对限流式熔断器（如RN1型）其断流能力应满足
( 3) I br I
②对非限流式熔断器(RW型),其断流能力应大于三相 短路冲击电流有效值：
( 3) I br I sh
）和1秒热稳
× 热稳定度可按下式校验：
≥
≥
i sh
t ima
如电流互感器不满足式的要求，则应改选较大变流比或具有较大的S2N或｜ Z2.al｜的电流互感器，或者加大二次侧导线的截面。
电压互感器的选择 电压互感器的选择应按以下几个条件： ①电压互感器的类型应与实际安装地点的工作条件及环境条件要适应； ②电压互感器的一次侧额定电压应不低于装设点线路的额定电压，即： ≥ 普通双绕组电压互感器一次侧额定电压等于系统的额定电压；用于一次系统
式中， 为电流互感器二次侧额定电流，一般为5A；｜ ｜为电流互感器二 次侧总阻抗；∑｜ ｜为二次回路中所有串联的仪表、继电器电流线圈阻抗 之和，∑Si为二次回路中所有串联的仪表、继电器电流线圈的负荷容量之和， 均可由相关的产品样本查得；R w l为电流互感器二次侧连接导线的电阻； RXC为电流互感器二次回路中的接触电阻，一般近似地取0.1Ω。 对于保护用电流互感器，其10P准确度级的复合误差限值为10%。电流 互感器在出厂时一般已给出电流互感器误差为10%时的一次电流倍数K1（即 I1/I1N）与最大允许的二次负荷阻抗的关系曲线（简称10%误差曲线），如图 6-1所示

第一节 高压断路器的选择与校验一．110kV 断路器的选择 (1)额定电压：U e =110kV(2)额定电流：I e >本变电站最大长期工作电流I gmaxA U S I Ng 6.480110310%)401(2.6433max =⨯⨯+⨯==（考虑变压器事故过负荷的能力40%）(3)查电气设备手册选择断路器型号及参数如表11-1(4)校验：①U e =110kV=U N ②I=1000A>480.6A ③额定开断电流校验：110kV 母线三相稳态短路电流 Ip =4.1 KA LW25-110/1000断路器的额定开断电流＝25KA 符合要求。

④动稳定校验 ：110kV 母线短路三相冲击电流i imp =10.455 (kA) LW25-110/1000断路器的动稳定电流I gf =63(kA)iimp<I gf 符合动稳定要求⑤热稳定校验：110kV 母线短路热容量：Q dt =p I 2t ep =72.16 (kA 2S) LW25-110/1000断路器的4秒热稳定电流：I t =25(kA)I t 2t=252×4=2500(kA 2S)imp I 2t ep <I t 2t 符合热稳定要求⑥温度校验：LW25-110/1000断路器允许使用环境温度：-40℃～40℃ 本变电站地区气温：-12℃～38℃，符合要求。

通过以上校验可知，110kV 侧所选LW25-110/1000断路器完全符合要求。

二．主变35kV 侧断路器及分段断路器的选择 （1）额定电压：U e =35kV（2）额定电流： I e >本变电站35KV 母线最大长期工作电流I gmaA U S I N g 3.67235310403335max =⨯⨯==（3）查电气设备手册选择断路器型号及参数如表11-2（4） 校验：①U e =35kV=U N ②I=1250A>I gmax =316A ③额定开断电流校验：35kV 母线三相稳态短路电流k I =5.55KA LW6-35/1250断路器的额定开断电流＝25KA 符合要求。

(6-18)
式中 K2——可靠系数(对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时
K2=1.5～2.0；当一组电力电容器时K2=1.3～1.8)；
IN.C——电力电容器回路的额定电流。
(3) 熔断器开断电流校验。
I Noc Ish
(6-19)
对断于器非，I k限在流电熔流断达器最，大选值择之时前用电冲路击已电切流断的，有可效不值计非I sh周进期行分校量验的；影对响于，限而流采熔用
为了便于比较，必须求出短路时作用在绝缘子帽上
的计算作用力Fc
其中
Fc

Fmax
H1 H
(N)
(6-21)
H1 H b h / 2
式中 H——绝缘子高度；
H1——绝缘子底部到母线中心线的高度(mm)；
b ——母线支持片的厚度，一般竖放矩形母线
图6-4 绝缘子受力示意图
= M F，(3当) L挡8 数大于2时， ＝ M F，(3)LL为10母线的挡距；
W
──母线的截面系数(m3)，当母线水平放置时(图4.13)，
W b2h 6
，此处
b为母线截面的水平宽度，h为母线截面的垂直高度，b和h的单位均为m。
不作为母线的矩形硬导线，其动稳定度校验条件和校验方法与硬母 线一样。
I N.FE = K1I max
(6-17)
式中 K1——可靠系数(不计电动机自起动时K1=1.1～1.3；考虑电动机自起
动时K1=1.5～2)。
用于保护电力电容器的高压熔断器，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动作，其熔体额定电流可按
下式选择
I N.FE K2 I Ngc
I t2t

浅析10kV变配电所主要一次\二次电气设备的选择摘要随着我国电气工业的发展，新产品不断涌现。

本文结合变配电所的用途与电气设备运行的情况，在10kv变配电所设计中对一次、二次主要电气设备的选择进行论述。

关键词 10kv；变配电所；电气设备；选择中图分类号tm4 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）47-0161-021电气设备选择的原则10 kv变配电所是工矿企业内部供配电系统重要组成部分，它即包含了将一路或两路10 kv电源分配成多路10kv电源并经线路送至其他用电点，也包含10/0.4kv变电配电部分。

10kv变配电所设计的一个重要环节是一次、二次电气设备的选择，其原则是应便于安装维修，能满足在当地环境下正常运行、能满足短路和过电压等状态的要求，满足《10kv及以下变电所设计规范(gb50053-94)》等规范的要求,并遵循以下几项原则。

1）按正常工作条件选择额定电压和额定电流；2）按短路情况来校验电器设备的动稳定和热稳定；3）按装置地点的三相短路容量来校验高压断路器的遮断容量。

2高压开关柜的选择10 kv变配电所几乎都选用成套开关柜，高压开关柜按结构可分为固定式、移开式。

固定式开关柜中主要有kgn和xgn系列；移开式开关柜主要有jyn和kyn系列。

移开式或手车式柜的代号用大写字母y表示：柜内的主要电器元件是安装在可抽出的手车上的，手车柜有很好的互换性，可以大大提高供电的可靠性。

铠装式手车柜的特点是柜型采用积木式结构，开关柜由手车室、母线室、电缆室、继电仪表室四部分组成。

这种柜型具有检修方便、安全，供电可靠性高等优点，并且能满足高压开关柜应具有的“五防”功能要求。

固定式柜用大写字母g表示：柜内所有的电器元件均为固定式安装的，固定式开关柜比较简单经济。

其特点是隔室数目少于铠装型和间隔型，板的防护等级达不到规定的要求，结构简单，代表产品是xgn系列等。

综合各种柜的特点及运行中的情况，笔者认为，10kv变配电所推荐使用移开式、铠装型柜。

ｎ ｐ之 和 。 中 ｔ ａＰ可 根 据 口 ＂ 查表 得 到 ， 周期 分 量 假 想 时 间 其 ｉ ． ｍ Ｉ饥 － 非 供 电 系 统 在 发 生 短 路 时 ， 路 电 流 非 常 大 ， 此 大 的 短 路 电流 通 短 如 ｔ ａｎ ｉ ’ｐ可 以 忽 略 不计 （ ｍ 因短 路 时 间均 大 于 ｌ ） 因此 ， 想 时 间 ｔ ｓ， 假 ｉ ｍａ就 过 用 电 设 备 和 线 路 ， 产 生 很 大 的 电 动 力 和 很 高 的 温 度 ， 我 们 常 说 会 即 等 于周 期 分 量 时 间 ｔ ．。 ｌｋ ｉ Ｐ Ｏ Ｖ母 线 的假 想 时 间 如 下 表 １ 示 。 ｍａ 所 的 电动 效 应 和 热 效 应 。 两 种短 路 产 生 的效 应 对 用 电设 备及 导 体 的安 这 表 １ １ｋ Ｏ Ｖ母 线 的假 想 时 间 表 全 运行 有 很 大 的 威 胁 ， 此 ， 电气 设 计 中 电气 设 备 的 选 择 必 须 能 满 因 在
８９ ｌ ８ ＝
２３ ．
２３ ．
１ 电器 设 备 选 择 的 一般 要 求
１１ 技 术 条 件 ．
选 择 的高 压 电器 应 能 在 长 期工 作 条 件 下 和 发 生 过 电压 、 电流 的 过
１ 高 、 压 一 次 设 备 的 选 择 与 校 验 ． ４ 低 高 、 压 一 次 设 备 的 必 须 满 足 其 在～ 次 电路 正 常 情 况 下 和 短 路 故 低
地 点
保 护 动 作 断 路 器 短 路 持 续 周 期 分 量 假 想 时 时 问 跳 闸 时 １＂Ｉ 。 假 想 时 间 ３ － ｓ 间 时 间 ｓ 间 ｔｓ —
ｔ ｔ ｉ 血 ｓ
１ ｋ 母 线 ＯＶ

类别：非全日制本科生密级华中科技大学毕业设计题目：盐阜人民商场10kV总变配电所供配电工程设计院系：远程与继续教育学院专业：电气工程姓名：陈波指导教师：邓春花毕业时间:2012-03毕业设计任务书姓名:陈波学号3200710320129 院系远程与继续教育学院同组姓名无指导教导邓春花一、课题名称盐阜人民商场10kV总变配电所供配电工程设计二、课题内容首先根据用电设备情况和生产工艺要求，进行了负荷计算，通过功率因数的计算，进行无功补偿设计（包括无功补偿容量计算和补偿设备选择、校验），确定商场的供电方案，通过技术经济比较，确定了供电系统的主接线形式，选择了主变压器的台数和容量。

其次，设计商场供电和配电网络，进行商场变电所以及配电系统和商场电气照明设计，按照经济电流密度法，选择了合适的导线和电缆，通过合理设置短路点，进行正确的短路电流计算，进行了主要电气设备的选型和校验。

最后，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，完成主变电压器和主要电力线路的继电保护设计。

要求设计中，尽可能选择低损耗电气设备，以节约电能，体现了节能环保的设计思想。

三、课题任务要求1．观点正确，论证充分。

2．结构合理，逻辑严密。

3．满足一定的阅读量。

四、同组设计者无五、主要参考文献[1]唐志平．供配电技术［M］．北京：电子工业出版社．2005．[2]刘介才．工厂供电设计指导［M］．北京：机械工业出版社．2008．[3]张保会，尹项根．电力系统继电保护［M］．北京：中国电力出版社．2004．[4]刘介才．工厂供电（第4版）［M］．北京：机械工业出版社．2004．[5]余健明，同向前，苏文成．供电技术［M］．北京：机械工业出版社．1998．[6]周鸿昌．工厂供电及例题习题［M］．上海同济大学出版社．1987．[7]傅知兰．电力系统电气设备选择与实用计算．［M］．北京：中国电力出版社．2004．[8]中国航空工业规划设计研究院等主编．工业与民用配电设计手册［M］．北京：中国水利电力出版社．1994．[9]钟玉英．变电所的防雷措施［J］．2009，33期．[10]苏宾．工厂高压供电线路的继电保护［J］．科技信息，2007，第28卷．[11]张宝坤．变压器的合理选择及并联运行［J］．机械工程师，2006，9期，59．[12]王正风，赵大勤，白涧，许长林．无功补偿和变压器的容量选择［J］．电力电容器，2007，3期，16-19．[13]王明阳.工厂供电学习指导[M]. 武汉工业大学出版社，1993.[14]蔡进民.电力系统分析[M]. 北京：水利电力出版社，1996.[15]范锡普.发电厂电气部分（第二版）[M].北京：水利电力出版社，1998.[16]电力设计工程电气设备手册（电气二次部分）[S]. 北京：水利电力部西北电力设计院，2001.指导教师签字教研室主任签字年月日摘要介绍了盐阜人民商场10kV总变配电所供配电工程设计。

变压器低压侧电压为0.4kV的总开关，宜采用低压断路器或隔离开关。当有继 电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压 断路器。
当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器 时,在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。 （合环操作）
有人值班的配电所，应设单独的值班室。当低压配电室兼作值班室时，低压配电 室面积应适当增大。高压配电室与值班室应直通或经过通道相通，值班室应有直 接通向户外或通向走道的门。（危急时刻，方便人员安全撤离）
变电所宜单层布置。当采用双层布置时，变压器应设在底层。设于二层的配电室 应设搬运设备的通道、平台或孔洞。
配电装置各回路的相序排列宜一致，硬导体应涂刷相色油漆或相色标志。 色别应为L1相黄色，L2相绿色，L3相红色。
海拔超过1000m的地区，配电装置应选择适用于该海拔高度的电器和电瓷 产品,其外部绝缘的冲击和工频试验电压，应符合现行国家标准《高压电 气设备绝缘试验电压和试验方法》的有关规定。高压电器用于海拔超过 1000m的地区时，导体载流量可不计其影响。
行风向的下风侧； 七、不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相
贴邻（防止漏水）； 八、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境
的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现 行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定； 九、不应设在地势低洼和可能积水的场所。
当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置或电容储 能式硅整流装置作为合、分闸操作电源。
第四章 配电装置
第一节 型式与布置
变电所的型式应根据用电负荷的状况和周围环境情况确定，并应符合下列规定： 一、负荷较大的车间和站房，宜设附设变电所或半露天变电所； 二、负荷较大的多跨厂房，负荷中心在厂房的中部且环境许可时，宜设车间内变电所或组

10kV变配电所主要一次、二次电气设备的选择问题分析发表时间：2017-01-17T15:13:37.550Z 来源：《电力设备》2016年第23期作者：蔡秧秧[导读] 文章从电气设备选择中应坚持的原则入手，从高压开关柜、电力变压器。

(上海市电力公司市南供电公司 201199)摘要：文章从电气设备选择中应坚持的原则入手，从高压开关柜、电力变压器、高压断路器以及继电保护二次设备中分析了10kV变配电所中在一次与二次电气设备选择中应采取的方式，希望能为相关人士带来有效参考。

关键词：10kV；变配电所；一次电气设备；二次电气设备前言对于变配电所来说，电气设备选择是一项十分重要的工作，随着电气工业的发展，很多新产品逐渐涌现出来，并被应用到配电所中。

电气设备质量如何将直接影响到变配电所实际运行情况，为确保变配电所正常运行，应坚持合适的原则，且联系变配电所实际选择合适的电气设备。

一、在电气设备选择中应坚持的原则对于10kV变配电所来说，它是工业企业内部配电系统中不可缺少的一部分，在10kV电源的作用下可以将电流输送给各个变电所与用电设备。

由于10kV变配电所运行环境相对复杂，容易受到多种因素的影响，为保证电气设备能够安全稳定运行，在选择配电设备的过程中，应坚持以下原则：第一，便于安装与维修原则，在选择电气设备时，应注重安装维修性的考虑，如果安装难度较大，且不便于维修，则要避免使用。

第二，注意与环境的联系，保证设备可以正常运行，强化稳定性。

第三，选择额定电压负荷要求的设备，避免出现设备电压达不到要求的情况。

第四，联系电气设备装置地点做好高压短路检验，防止出现短路等不良情况[1]。

二、10kV变配电所主要一次与二次电气设备选择方式（一）高压开关柜对于10kV变配电所来说，常用的高压开关柜主要分为固定式与移开式两种，前一种开关柜多为KGN与XGN，有一种开关柜则为JYN与KYN[2]。

对于固定式开关柜来说，它的所有电器元件都是固定的，经济性较好，结构相对简单，同时它的隔室相对较少，但板的防护性较差，难以满足实际要求。

某工厂10kV车间变电所电气部分设计摘要本设计的题目为“某工厂10kV车间变电所电气部分设计”。

设计的主要内容包括：10/0.4kV变电所主变压器选择；变电所电气主接线设计；短路电流计算；负荷计算；无功功率补偿；电气设备选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器）；配电装置设计；继电保护规划设计；防雷保护设计等。

其中还对变电所的主接线通过CAD制图直观的展现出来。

本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出符合当前要求的变电所。

本变电所对低压侧负荷的统计计算采用需要系数法；为减少无功损耗，提高电能的利用率，本设计进行了无功功率补偿设计，使功率因数从0.74提高到0.96；短路电流的计算包括短路点的选择及其具体数值计算；而电气设备选择采用了按额定电流选择，按短路电流计算的结果进行校验的方法；继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设计计算；配电装置采用成套配电装置；本变电所采用避雷针防直击雷保护。

关键词：短路电流计算，继电保护，接地装置，变压器目录前言 (II)第1章任务说明 (IV)1.1 设计要求 (IV)1.2 负荷情况 (IV)1.3 供电电源情况 (V)1.4 气象、地质水文资料 (V)第2章机加工车间的负荷计算 (VI)2.1 负荷计算 (VI)2.2 无功功率补偿 (VIII)第3章工厂变电所的设备选择及主接线设计 (IX)3.1 总降压变电所位置的选择 (IX)3.2 变压器台数及容量的选择 (X)3.3 变电所主结线的选择 (XI)3.3.1 变电所主接线的选择原则 (XI)3.3.2 变电所主接线方案的选择 (XI)第4章工厂供、配电系统短路电流计算 ......................................................................................... X II4.1 短路电流计算的目的及方法.............................................................................................. X II4.2 短路电流计算 .................................................................................................................... X II4.2.1 绘制计算电路图 (XIII)4.2.2 确定基准值 (XIII)4.2.3 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 (XIII)4.2.4 k-1故障点的短路电流计算 (XIV)4.2.5 k-2故障点的短路电流计算 ................................................................................... X V 第5章变电所一次设备的选择校验................................................................................................. X V5.1 变电所高压一次设备的介绍.............................................................................................. X V5.2 一次设备的选择与校验的条件和项目 (XVI)5.3 变电所10kV侧一次设备的选择 ................................................................................... X VIII5.4 变电所380V低压一次设备的选择 (XIX)5.5 高压母线的选择 (XXI)第6章变电所进出线与邻近单位联络线的选择 (XXI)6.1 导线和电缆截面选择时满足的条件 (XXI)6.2 10kV高压进线的选择校验 (XXII)6.2.1 10kV高压进线与邻近单位联络线的选择 (XXII)6.2.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择 (XXII)6.3 380V低压出线的选择 (XXII)6.4 作为备用电源的高压联络线的选择校验 (XXV)第7章变电所二次回路方案的选择............................................................................................. X XVI7.1 高压断路器的操动机构控制与信号回路....................................................................... X XVI7.2 变电所的电能计量回路 ................................................................................................. X XVI7.3 变电所的测量和绝缘监察回路 (XXVII)7.3.1 变电所高压侧测量和绝缘监察回路 (XXVII)7.3.2 变电所低压侧测量和绝缘监察回路 (XXVII)7.4 变电所的保护设备 (XXVIII)7.4.1 对继电保护装置的基本要求 (XXVIII)7.4.2 主变压器的继电保护装置 (XXVIII)7.4.3 作为备用电源的高压联络线的极点保护装置 (XXX)7.4.3 变电所低压侧的保护装置................................................................................. X XXI 第8章变电所的防雷保护与接地装置的设计.............................................................................. X XXI8.1变电所的防雷保护 ......................................................................................................... X XXI8.1.1 直击雷防护 ....................................................................................................... X XXI8.1.2 雷电侵入波的防护............................................................................................ X XXI8.2 变电所公共接地装置的设计.......................................................................................... X XXI8.2.1 接地与接地装置................................................................................................ X XXI8.2.2 确定公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢 (XXXII)前言变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。

变电所电气设备选型与配置原则随着电力事业的发展，变电站的建设越来越多，为保证变电站运行的安全、可靠，变电所电气设备的选型与配置显得异常重要。

本文将从变电所电气设备的选型和配置原则两个方面进行探讨。

一、电气设备选型原则1.1适用性原则选型时要充分考虑设备的适用性，确保设备运行在一个稳定的环境之中。

因为电气设备的某些参数是有限制的，如果运行环境不符合要求，就可能会造成设备的过载或损坏。

1.2性价比原则在选型时，应该综合考虑设备的价格、性能和使用寿命等，选择性价比较高的设备。

这样可以在保证电气设备质量的前提下，尽量减少运行成本。

1.3可靠性原则电气设备的可靠性对于变电所的安全和稳定运行至关重要，因此在选型时应考虑设备的可靠性，特别是对于关键设备，要选用具有高可靠性的产品。

1.4可维护性原则在长期运行中，电气设备难免会发生故障，因此，有良好的可维护性的电气设备可以让工作人员更加方便地进行设备的修理维护，减少故障的发生。

二、电气设备配置原则2.1平衡配置原则在电气设备配置的过程中，应该遵循平衡配置原则，即各类设备的数量配置应该合理，不能过于集中。

同时，在配置过程中也应该考虑设备的互换性，尽可能减少配套设备的种类和数量。

2.2灵活可变原则根据变电所运行情况的变化，电气设备的配置也会发生变化，因此在配置设备时，应该具有一定的灵活性，可以根据具体情况来进行改变。

2.3安全可靠原则在进行电气设备的配置时，安全是最重要的考虑因素，因此要严格按照安全标准和规范进行配置。

同时，在设备配置时，也需要考虑设备的互锁和备份等问题，确保电气设备的运行安全和可靠。

2.4维护成本原则在设计变电所电气设备配置方案是，不仅要考虑设备的运行成本，还要考虑到设备的维护成本，即维护设备所需要的修理费用、工程停机时间、备件采购成本等。

总结：变电所电气设备的选型和配置对于变电所运行的安全和稳定起着至关重要的作用。

本文探讨了电气设备选型和配置原则，并从四个方面进行了阐述，以期为建设变电所提供一定的参考和帮助。

4.13.2 硬母线的选择与校验
（2）槽型母线机械强度较好，载流量较大，集 肤效应系数也较小。槽型母线一般用于4000～ 8000A的配电装置中。
（3）管形母线集肤效应系数小，机械强度高， 管内可以通水和通风，用此，可用于8000A以上 的大电流母线。另外，由于圆管形表面光滑，电 晕放电电压高，因此可用作110kV及以上配电装 置母线。
（4-14-1）
一般电气设备允许的最高工作电压：当额定电压在 220kV及以下时为1.15；额定电压为330～500kV时为 1.1。而实际电网运行的，一般不超过1.1，因此在选 择设备时，一般可按照电气设备的额定电压不低于装 置地点电网额定电压的条件选择。
4.13.1 电气设备的选择原则与方法
（2）额定电流
流的有效值和峰值，kA；
I（3） imp
、i（3） imp
──按三相短路计算所得的冲击电流 的有效值和瞬时值，kA；
4.13.1 电气设备的选择原则与方法
（3）按三相短路容量来校验开关电器的断流能力
（遮断容量）
Id Ikt
（ 4-
14-6）
Sd Skt
式中 、 I kt Skt ——制造厂提供的在额定电压下允许的开断
4.13.2 硬母线的选择与校验
硬母线一般按下列各项进行选择和校验： （1）导体材料 （2）类型和敷设方式 （3）导体截面电晕 （4）热稳定 （5）动稳定 （6）共振频率
4.13.2 硬母线的选择与校验
1．母线的选型
工业上常用的硬母线截面为矩形，槽形和管形。
（1）矩形母线散热条件较好，有一定的机械强度， 便于固定和连接，但集肤效应较大。为避免集肤效 应系数过大，单条矩形母线的截面最大不超过 1250mm2。当工作电流超过最大截面单条母线允 许电流时，可用2～4条矩形母线并列使用。但由于 集肤效应的影响，多条母线并列的允许载流量并不 成比例增加，故一般避免采用4条矩形母线。矩形 导体一般只用于35kV及以下，电流在4000A及以 下的配电线路中。

目录1课程设计原始数据 (4)1.1设计题目 (4)1.2设计要求 (4)1.3设计依据 (5)1.4设计任务 (6)2负荷计算及功率补偿 (6)2.1负荷计算的方法 (6)2.2无功功率补偿 (8)3变电所位置和型式的选择 (9)3.1根据变配电所位置选择一般原则： (9)3.2变电所的型式与方案： (9)4变电所变压器和主接线方案的选择 (10)4.1主变压器的选择 (10)4.2装设一台主变压器的主接线方案 (10)5 短路电流的计算 (11)5.1绘制计算电路 (11)5.2确定短路计算基准值 (11)5.3计算短路电路中个元件的电抗标幺值 (11)5.4 K-1点（10.5K V侧）的相关计算 (12)5.5 K-2点（0.4K V侧）的相关计算 (12)6变电所一次设备的选择校验 (14)6.1选择校验条件 (14)6.210KV侧一次设备的选择校验 (15)6.30.4KV侧一次设备的选择校验 (16)7变压所进出线与邻近单位联络线的选择 (17)7.110KV高压出线的选择： (17)7.2变电所及邻近单位焦点路线的选择 (17)7.30.4KV低压出线选择 (17)7.4按发热条件选择 (18)7.5校验电压损耗 (18)7.6短路热稳定校验 (19)设计总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附图 (23)***学校课程设计某学校10kv变电所及配电系统设计系部：机械工程系班级：机电10-12(1)班学生姓名： ***学号： ***指导教师：何颖完成日期： 2012年6月15日新疆工业高等专科学校课程设计评定意见设计题目：某学校10kv变电所及配电系统设计学生姓名：*** 专业机电一体化班级机电10-12（1）班评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评定意见参考提纲：1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。

2.学生的勤勉态度。

3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。

2. 开断电流选择
高压断路器运行时应可以开断短路电流，
所以断路器的额定开断电流应不小于短路电流
周期分量的有效值，实际计算中我们一般根据 次暂态电流来进行选择，即：
IOFF≥
或
SOFF ≥ I
式中： I ，S —— 短路电S流 与短路容量的次暂
态值；
I 量。
，S OFF OFF
——
断路器的开断电流与开断容
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高压开关设备的选择
2．熔断器熔体额定电流选择：
熔断器额定电流应大于或等于所装熔体额定 电流，即
式中： IN·FU
I N ·FE
I N·FU I N·FE
—— 熔断器额定电流（A）; —— 熔体额定电流（A）。
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高压开关设备的选择
选择时还应必须满足以下几个条件： （1）正常工作时熔断器的熔体不应熔断，要求 熔体额定电流大于或等于通过熔体的最大工作电 流。 （2）在电动机启动时，熔断器的熔体在尖峰电 流的作用下不应熔断。
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电气设备选择的一般原则
1.2 按短路情况进行校验
1．短路热稳定校验
当系统发生短路，有短路电流通过电气设备时，导
体和电器各部件温度(或热量) 不应超过允许值，即满足
热稳定的条件
I
2
tima
I
2 t
t
式中： I∞— 短路电流的稳态值；
tima—短路电流的假想时间；
It— 设备在t秒内允许通过的短时热稳定电流；
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高压开关设备的选择
2.1 高压断路器的选择 1. 断路器的种类和类型
高压断路器应根据设备安装的条件，环境 等来选择断路器的类型和种类。常用的断路器 类型主要有少油断路器、真空断路器、SF6断 路器，由于真空断路器、SF6断路器技术特性 比较好，少油断路器已经逐渐被它们代替。

Ioc•min ≤ Ik(2) 式中，Ioc•min为熔断器分断电流下限值；Ik(2)为线路末端 两相短路电流。
2. 保护电力变压器（高压侧）的熔断器熔体额定电流 的选择
（1）熔断器型号的选择
户内熔断器选择RN1型,户外熔断器选择RW型。
（2） 熔体额定电流IN•FE的选择 熔断器熔体额定电流应满足： IN•FE = (1.5~2.0)I1N•T IN•FE - 熔断器熔体额定电流； I1N•T - 变压器一次绕组
B相负荷为 S2 = 26(VA) ＜ 50(VA)
故二次负荷满足准确度要求。
四. 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择
一) 母线选择
母线都用支柱绝缘子固定在开关柜上，因而无 电压要求，其选择条件如下。
1.型号选择 母线的种类有矩形母线和管形母线，母线的材料
有铜、铝。目前变电所的母线除大电流采用铜母线以 外，一般尽量采用铝母线。变配电所高压开关柜上的 高压母线，通常选用硬铝矩形母线（LMY）。
故满足准确度要求。 （2） 动稳定校验
Kes×√2 I1N=160×1.414×0.4kA=90.50＞ish =8.54kA 满足动稳定要求。 （3） 热稳定度校验
（Kt I1N）2·t=（75×0.4）2×1=900＞ I∞(3)2 tima =3.352×1.2=13.5kA2s
满足热稳定要求。 所以选择LQJ-10 400/5A型电流互感器满足要求。
额定电流。 3. 保护电压互感器的熔断器熔体额定电流的选择
因为电压互感器二次侧电流很小，故选择RN2型专 用熔断器作电压互感器短路保护，其熔体额定电流为 0.5A。
三. 互感器的选择
一)电流互感器选择
高压电流互感器二次侧线圈一般有一至数个不等,其中一 个二次线圈用于测量,其他二次线圈用于保护。