供配电工程课程设计报告
设计题目：
姓 名： 专 业： 班 级： 学 号： 起止时间：
地 点： 指导教师：
完成时间：
年月
供配电工程课程设计任务书（ 4）
一、设计题目
某电力金具厂供配电系统电气部分初步设计 二、设计目的及要求
通过本课程设计：熟悉供配电系统初步设计必须遵循的原则、 基本内容、设计程序、设 计规范等，锻炼工程设计、技术经济分析比较、工程计算、工具书使用等能力，并了解供电 配电系统前沿技术及先进设备。
要求根据用户所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的 发展， 按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，选择配变电所主结线方案及高低压设备 和进出线， 确定车间变电所主变压器的台数与容量、类型。最后按要求写出设计说明书，绘 出设计图样。
三、设计依据
1、工厂负荷情况
该厂主要生产交直流 220V及其以上电力金具， 金具产品有悬锤线夹、 耐张线夹、 联结金 具、接续金具、保护金具、拉线金具、 T接金具、设备线夹、母线固定金具等。下设：铸造、 铸铝、锻压、铜铝焊接、硅胶绝缘、护罩、绝缘材料、挤压、冲压、热处理、金工等车间等 车间及其他辅助设施。 工厂各车间负荷情况见附表。 该厂大部分车间为三班制， 少数车间为 两班或一班制，年最大有功负荷利用小时数为 4800h。该厂属二级负荷，负荷情况见附表。
2、供电电源情况
从某 35／ 10kV变电站提供电源，用双回 10kV架空线向工厂供电 ，此站距厂 4km；变电 240MVA Sk. min 130MVA
，
3
。
站短路数据：
Sk3.max
当地供电部门要求工厂：①过电流保护整定时间不大于 1.0s ；②在工厂 10kV 电 源侧进行电能计量；③功率因数应不低于 0.90 。
3．工厂自然条件
年最高气温 39 ℃，年平均气温 23℃，年最低气温 -5 ℃, 年最热月平均最高气温 33℃，年最热月平均气温
26 ℃，年最热月地下 0.8m 处平均温度 25℃．主导风向为南
风，年雷暴日数 52 。平均海拔 22m，地层以砂粘土为主。
4．电费制度
按两部电价制交纳电费 , 基本电价 20 元 / 千伏·安 / 月，电度电价 0.5 元/ 度。
四、设计任务 设计内容包括：配变电所的负荷计算及无功功率的补偿计算，车间变压器台数和容量、 型式的确定， 变配电所主接线方案的选择， 高低压配电线路及导线截面选择， 短路计算和开 关设备的选择，继电保护的整定计算 ，防雷保护与接地装置设计 等。
*
*
附表：工厂负荷情况
序号 车间名称 设备容量 kW 需要系数 K d 功率因数 cos 车间变电所代号 （参考） 1 2 3 4 5 铸铝车间 铸造车间 锻压车间 铜铝焊接车间 硅胶绝缘车间 护罩车间 890 300 350 678 156 0.80 0.30 0.30 0.30 0.60 0.30 0.25 0.85 0.70 STS1 STS2 0.65 0.50 0.85 0.70 0.65 0.70 0.70 0.80 0.65 STS6 STS5 STS4 STS3 6 绝缘材料车间 7 挤压车间 8 冲压车间 9 热处理车间 10 机加工车间 11 原料间 12 仓库 13 办公楼 14 生活区 15 205 250 80 150 150 220 15 15 78 300 0.75 0.75 0.60 0.25 0.30 0.40 0.55 0.90 0.80 0.85 STS7 0.50 0.90 摘要
本厂是 10kV 变电站的主接线设计及变压器的选择，变电所电气主接线设计 是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质， 选择出一种与变电所在系统中的 地位和作用相适应的接线方式。 在经济角度上要考虑周全， 尽量以最少的投资获 得最佳的方案。 按照要求选择合适的变压器。 短路电流计算， 对变电站系统中的 各个电压等级下的母线发生三相短路时，
所流过的短路电流进行了分别计算。 电 气设备动、 热稳定校验， 电气设备的选择条件包括两大部分： 一是电气设备所需 要满足的基本条件，即按正常工作条件选择，并按短路状态校验动、热稳定；二 是根据不同电气设备的特点而提出的选择和校验项目。 主要电气设备型号及参数 的确定。电气总平面及配电装置断面设计和无功补偿方案设计， 较为详细地完成 了电力系统中变电站设计。
通过本次课程设计， 旨在熟悉变电所中供电系统的负荷计算， 掌握变电所中 二次回路的基本原理， 在次基础上对供电系统中的变电所二次接线进行了设计和 保护，最后根据具体环境条件对电气设备进行校验， 使本次设计的内容更加完善。
关键词：变电站；短路电流；热稳定；无功补偿；二次接线
ABSTRACT
The design of the content is 10 KV electric substations.
Design elements include: the main substation transformer wiring design and the choice of electrical substation main wiring design is based on the maximum voltage substation substation and the nature, to choose a substation in the system and the status and Suited to the role of the connection mode. In an economic point of view on the need to consider well, at least as far as possible to get the best investment programme. Choose the right in accordance with the requirements of the transformer. Short-circuit current basis, the system of substations in various voltage levels under the three-phase short circuit occurred when the bus, the flow of a short circuit were calculated. Fixed electrical equipment, thermal stability check, the choice of electrical equipment, including two major conditions: First, electrical equipment needed to meet the basic conditions, that is, the normal working conditions of choice, and short-circuit state check dynamic, thermal stability and the other is According to the characteristics of different electrical equipment by thon and validation pre selectiojects.
Through this course designed substation with the load in the power supply system, the master substation secondary circuit of the basic principles at the basis of the power supply system of the substation to the secondary wiring design and protection, the last under the specific environmental conditions on the electrical equipment to check, so that the content of this design more perfect. Key words: Substation; Short circuit; Thermal stability; Reactive Compensation Secondary circuit
1. 前言
工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。
众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。 电能既易于由其它形式 的能量转换而来， 又易于转换为其它形式的能量以供应用； 电能的输送的分配既 简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能 在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。
在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力， 但是它在产品成本中所 占的比重一般很小（除电化工业外） 。电能在工业生产中的重要性，并不在于它 在产品成本中或投资总额中所占的比重多少， 而在于工业生产实现电气化以后可 以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的 劳动强度，改善工人的劳动条件， 有利于实现生产过程自动化。 从另一方面来说， 如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。
因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产， 实现工业现代化， 具有十分重 要的意义。 由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面， 而能源节约对于国家 经济建设具有十分重要的战略意义， 因此做好工厂供电工作， 对于节约能源、 支 援国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供电工作要很好地为工业生产服务， 切实保证工厂生产和生活用电的需 要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：
（1） 安全 在电能的供应、 分配和使用中， 不应发生人身事故和设备事故。 （2） 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。
（3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
（4） 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和 减少有色金属的消耗量。
此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要 照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
课程设计是学习中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知 识，掌握供配电设计的基本方法， 通过解决各种实际问题， 培养独立分析和解决 实际工程技术问题的能力， 同时对电力工业的有关政策、 方针、技术规程有一定 的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。
本设计可分为九部分： 用户负荷计算和无功功率计算及补偿； 变电所位置和 形式的选择；确定主接线方案； 短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验； 用户电源进线及用户高压配电、 低压配电线路的选择； 保护装置的选择和其整定 装置的计算；心得和体会；附参考文献。
由于设计者知识掌握的深度和广度有限，本设计尚有不 完善的地方，敬请老师、同学批评指正
2. 负荷计算
2.1
三相用电设备组负荷计算的方法 有功计算负荷（ kW） Pc K dPe 无功计算负荷（ kvar ）
Qc Pc tan
c
视在负荷计算（ kV·A） Sc
S
cos
计算电流（ A）
c
I
c
3U N
S
c
需要系数Kd 设备容量 Pe 功率因数 cos 额定电压U N
2.2 计算负荷及无功功率补偿 （1） 对铸铝车间计算 ：
有功计算负荷（ kW） Pc K dPe=890 0.8=712KW.
无功计算负荷( kvar ) Qc Pc tan =712 tan(arccos0.85)=441.44KW
c
视在负荷计算( kV·A)
cos
=1272.7A
=712/0.85=837.65 KW
计算电流
Ic
Sc
837.65 380 3
故同上计算方法可得到各厂房及生活区的负荷计算如表 1-1
1-1 电力负荷计算表
厂房名称 编 号 设备容量 需要系 数 kd 0.80 0.30 0.30 0.30 0.60 0.30 0.25 0.75 0.75 0.60 0.25 0.30 0.40 0.55 0.50 功率因数 有功功率 无功功 率视在功率 计算电 流/A 1272.7 195.3 245.4 618.1 167.3 133.5 146.1 130.2 244.2 171.0 128.6 7.6 11.4 76.7 253.2 /kW 铸铝车间 铸造车间 锻压车间 铜铝焊接车间 硅胶绝缘车间 890 300 350 678 156 205 250 80 150 150 220 15 15 78 300 cos 0.85 0.70 0.65 0.50 0.85 0.70 0.65 0.70 0.70 0.80 0.65 0.90 0.80 0.85 0.90 /kW 712 90 105 203.4 93.6 61.5 62.5 60 112.5 90 55 4.5 6.0 42.9 150 /kvar 441.44 91.8 122.85 351.88 58.03 62.73 73.125 61.2 114.75 67.5 64.35 2.16 4.5 26.60 72 /kV · A 837.65 128.57 161.54 406.8 110.12 87.86 96.15 85.70 160.70 112.5 84.62 5.0 7.5 50.47 166.67 1 2 3 4 5 护罩车间 6 绝缘材料车间 7 挤压车间 8 9 10 11 12 13 14 冲压车间 热处理车间 机加工车间 原料间 仓库 办公楼 生活区 15 (2) 无功功率补偿
考虑到每个车间的功率不同， 现如下分配：1 号车间单独设一个车间变电所 STS1，
2、3 号共设一个车间变电所 STS2，4 号车间单独设一个车间变电所 STS3,5、6、 7 号车间共设一个车间变电所 STS4,8、9、 10 共设一个车间变电所 STS5,11-15 号共设一个车间变电所 STS6。一共有六个车间变电所，每个车间选用型式并且 选用的自愈式低压并联电力电容器进行无功补偿。 并采用低压集中补偿方式。 补 偿之前对每个车间变电所所供应的车间进行有功和无功求和， 再算出其视在功率 和功率因素。
表 1-2 补偿之前各车间变电所低压侧计算负荷
编号 车间变电 所 有功∑ Pc/ 无功 ∑Qc/ 视在功率 KW 712 195 203.4 217.6 262.5 258.4 KW 441.44 功率因 数 计算电 流 Sc/kV · A 837.65 0.85 /A 1272.7 1 2 3 4 5 6 STS1 STS2 STS3 STS4 STS5 STS6 214.65 351.88 193.89 243.45 169.6 290 406.8 291.5 358 309．1 0.67 0.50 0.75 0.71 0.84 440.6 618．1 442．9 543.9 469．6 而供电局要求该厂 10kV 进线侧最大负荷时功率因数不得低于 0.9，380V 侧 最大负荷时功率因数不得大于 0.92。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损 耗，因此 380侧最大功率因数因大于 0.9，暂取 0.92来计算 380V 侧所需无功功 率补偿容量。
对变电所 STS1 有
Qc=Pc(tanφ 1-tanφ 2)=712[tan(arccos0.85)-tan(arccos0.92)]kvar=137.95kva。r 故 选择 GGJ1-01 型 低压 无功 补偿 柜( BW0.4-16-3A )，所 需安 装的 组数
n=Qc/16=137.95/16≈9。所需柜数 1 台。所以实际补偿为 16 10=160Kvar.则补偿之 后总的无功计算
负荷为 Qc`=441.44-160=281.4Kvar. 则补偿之后的总的视在功率为
S`C
`
PC2 (QC Q`C)2 765.59KW.功 率因 素 cos =712/765.59=0.93. 计算 电流 为
S`c c
I`c 1163.2A 则同理按照上面的计算方法可得如下表： 1-3。其中功率补偿 c
3U N
S
都选用 GGJ1-01型低压无功补偿柜( BW0.4-16-3A )，依次选用的是 1 台，1 台， 2 台， 1 台， 1 台， 1 台。
表 1-3 补偿之后各车间变电所低压侧计算负荷
编号 编号 车间变电 所 有功∑ Pc/ 无功 ∑ Qc/ 实际补 偿 KW 视在功率 功率 因数 计算电 流/A KW 712 195 203.4 217.6 262.5 258.4 KW 281.4 54.65 63.88 65.89 83.45 105.6 Sc/kV · A 765.59 202.51 213.2 227.36 275.45 279.15 1 2 3 4 5 6 STS1 STS2 STS3 STS4 STS5 STS6 160 160 288 128 160 64 0.93 0.96 0.95 0.96 0.95 0.93 1163.2 307.7 323.9 345.4 418.5 424.1 考虑到车间变电所低变压器压侧折算到高压侧有损耗，即有变压器的功率损耗 为：对变电所
STS1高压侧有
P1C``= PC+△PT =PC +0.01Sc′=712+0.01×765.59=719.7 KW Q1C`` = Q `C +△QT =Q`C +0.05Sc ′=281.4+0.05 ×765.59=319.7 Kvar
对其他变电所高压侧计算有有 :
STS2: P2C`` =197KW, Q2C `` =64.8Kvar
STS3:P3C``=205.5KW.Q3C`` =74.5Kvar STS4:P4C `` =219.9KW, Q4C`` =77.2Kvar STS5:P5C``=265.3KW,Q5C`` =97.2Kvar STS6: P6C`` =261.2KW,Q6C`` =119.6Kvar
则 PC `` =1867.6KW, QC``=753Kvar.
Sc2' = PC``
22
QC `` =2013.7KVA
无功率补偿后，工厂的功率因数为：
cosφ′= PC``/ Sc2'= 0.93 ≥0.90 因此，符合本设计的要求。 2.3 车间变电所的所址和型式
由于工厂属二级负荷，并且取得 10kV 母线作为电源，所以变电所选用 10kV/0.38kV 直降变电所。综合考虑以下几种因素后： 1、便于维护与检查； 2、 便于进出线； 3、保证运行安全； 4、节约土地与建筑费用； 5、适应发展要求。 2.4 变电所主变压器和主接线方案选择
因为 10kV 侧 6 个变电所的视在负荷分别为： 765.59kV ·A、202.51 kV ·A、 213.2kV·A、227.36 kV·A、275.45 kV·A、279.15 kV·A。都选一台变压器又考虑到 工厂以后的发展，所以选用 6 台 10(1±5%)0.4kV SC(B)10 型变压器，其中第 一个车间变压器容量为 1000 kV ·A ，第二、三、四车间各为 315 kV ·A 第五、六车间 变压器容量为 400 kV·A。具体参数如表 2-6 所示
表 2-6 变压器参数 额定容量 /kV ·A 空载损耗△ P0/W 短路损耗△ Pk/W 阻抗电压 空载电流 I0% Uk% 315 400
770 850 1550 3030 3480 7090 4.0 4.0 6 0.8 0.8 0.6 1000
3. 主接线方案的选择 因为工厂是二级负载且考虑到
供电可靠性因素， 故选择双回母线进线单母线 分段接线方式
单母线接线方式的优点： 简单、清晰、设备少、运行操作方便且有利于扩建。 如图 3-1 和表 3-1 所示
图 3-1 主接线方案 表 3-1 主接线方案 出线 1 出线 2 出线 3 出线 4 整理车间 锅炉房 油泵房 办公楼 出线 5 出线 6 出线 7 出线 8 制造车间 水泵房 毛巾车间 仓库 出线 9 出线 10 出线 11 出线 12 准备车间
机修房 染工车间 食堂
4. 短路电流的计算
4.1
短路电流的计算方法
基准电流
Id
Sd Sd 3U d 3Uc
Ud
基准电压
Xd
Uc2
3I d Sd
三相短路电流周期分量有效值 三相短路容量的计算公式
IkIkId Id / X
(3)
(3)
Sk 3UcId / X Sd / X
绘制计算电路 图 4-1
图 4-1 计算电路
确定基准值 设 Sd=100MVA ，Ud=Uo，即高压侧 Ud1=10.5kV,低压侧 Ud2=0.4kV，
Sd 100
Id1
3 Ud1 3 10.5
Sd
100
5.5kA 144.34kA
Id2
3 Ud2 3 0.4
4.2 计算短路电路中各元件的电抗标幺值 ① 电力系统
X
最大电抗标幺值
X
Sd
l max
S(3)
100
S
k
min
0.77 130 100 240
0.42
最小电抗标幺值
X
Sd
l min
S(3)
k max
② 架空线路 X2
S100MVAd x0L d2 0.35 /km 4km 2=1.27 02 UC2C (10.5kv) 2
③ 电力变压器
X3
因此绘制等效电路
*
X
4
Uk %Sd /100 Sn
k d n
100 1000
6 100 10
如图 4-2
计算 k-1 点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容抗
总电抗标幺值 最大总电抗标幺值
X * MAX (K 1) X lMAX X2 0.77 1.27 2.04 最小总电抗标幺值
X * min(K 1) X * lmin X2* 0.42 1.27 1.69
l min
三相短路电流周期分量有效值
最大值
I (3)
I MAX (k 1)
Id1 / X* min(K 1) 5.5/1.69 3.25KA
最小值
(3)
I min( k 1)
Id1/ X * max(K 1) 5.5/ 2.04 2.69KA
其他短路电流
'(3) (3) (3)
I min I I min( k 1) 2.69KA
MAX
i (3)
min sh
(3)
i
i max sh
'(3) (3) (3)
I MAX ( k 1)
3.25KA
''(3)
2.55I ''(3) min 2.55 2.69 6.86KA
2.55I
''(3)
MAX
2.55 3.25 8.29KA
I(3)minsh 1.51I ''(3) min 1.51 2.69 4.06KA I (3) max sh 1.51I ''(3) max 1.51 3.25 4.91KA
三相短路容量 ①
S( 3 )
S m a kx ( 1 ) *
Sd
X m i nk (
59.17MV A 1 )1.69
100
②
S( 3m) i nk ( 1 ) * d 49.02MV A
m i nk ( 1 )*
X m a xk ( 1 )2.04
S
100
计算 k-2 点( 0.4kV)侧的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 六台变压器分列运行， 取其中一个作为计算例子(第一个车间变电所 STS1)， 他五个相同 总电抗标幺值
X * max(k 2) X1*max X2* X3* 0.77 1.27 6 8.04
X * min(k 2)
三相短路电流周期分量有效值
X l*min X2* X3*
0.42 1.27 6 7.69
I m(3a)x(k
2)
d2 min( k 2)
144.34 17.95kA
8.04
(3) I
min( k 2)
d2 max( k 2)
144.34 18.77kA
7.69
其他短路电流
在 10/0.4kV 变压器二次侧低压母线发生三相短路时，一般 R X ，可取 3
1
1
ksh 1.6 ，因此 ish 2.66I ,Ish 1.31I ，则：
17.95kA
(3)
min( k 2) I m(3in)(k 2) 18.77kA (k 2)
im(3a)xsh 2.26 17.95 40.57kA im(3in) sh 2.26 18.77 42.42kA Im(3a)xsh 1.31
I max( k 2) I
I (k 2) I max(k 2) I
(3) (3)
17.95 23.51kA Im(3i)n sh 1.31 18.77 24.59kA
三相短路容抗
S(3)max(k 2)
(3)
X min(k 2)
*
Sd
100
13MV A 7.69
100 12.44MV A
8.04
S
Sd
max(k 2)
min( k 2)
将以上数据列成短路计算表 ,如表 4-1 和 4-2 所示：
表 4-1 最大运行方式下 总电抗标幺值 短路计算点 * X三相短路电流 /kA I (3) I I '' 三相短路容抗 /MV · A (3) IK ii (3) sh II (3) sh Sk(3) K-1 K-2 2.04 8.04 3.25 17.95 3.25 17.95 3.25 17.95 8.29 40.57 4.91 23.5 59.17 13
表 4-2 最小运行方式下 总电抗标幺值 短路计算点 X三相短路电流 /kA I (3) I I '' 三相短路容抗 /MV · A II (3) K ii (3) sh II (3) sh Sk(3) 49.02 12.44 K-1 K-2 1.69 7.69 2.69 18.77 2.69 18.77 2.69 18.77 6.86 42.42 4.06 24.59 5. 变电所的一次设备的选择校验
供电系统的电气设备主要有断路器、 负荷开关、 隔离开关、熔断器、电抗器、 互感器、母线装置及成套配电设备等。 电气设备选择的一般要求必须满足一次电 路正常条件下和短路故障条件下的工作要求， 同时设备应工作安全可靠， 运行方 便，投资经济合理。
电气设备按在正常条件下工作进行选择， 就是要考虑电气装置的环境条件和 电气要求。
环境条件是指电气装置所处的位置（室内或室外） 、环境温度、海拔 高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。电气要求是指电气装置对设备的 电压、电流、频率（一般为 50Hz）等的要求；对一些断流电器如开关、熔断器 等，应考虑其断流能力。 5.1 高压设备器件的校验
对于高压设备器件的校验项目见表 5-1：
表 5-1 高压设备器件的校验项目 短路电流校验 电器设备名称 额定电压 /kV 额定电流 /A 断流能力 /kA 动稳定 真空断路器 旋转式隔离开关 电缆、绝缘导线 高压熔断器 电流互感器 电压互感器 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ － √ － － √ － － √ √ － － √ － 热稳定 √ √ √ － √ － 设备的额定 电设备的额定 电选择校验的条件 压应不小 于装压应不小 于通置地点 的额定过设备 的计算电压
设备的最大 开断（或功 率）应不小 于它可能按三相短路 冲击按三相短路 稳态短路发 热假象时间 校验 电流 电电流 和流校验 开 断的最大电 流（或功率） 5.2 主要设备的选择校验
在本设计中所用到的 10kV 的高压成套设备为 XGN2-12 型箱型固定式交流 金属封闭开关设备。该设备是三相交流 50Hz 单母线及单母线带旁路系统的户内 成套设备，具有安全连锁、防误性能、运行安全可靠、 真空灭弧室免维护等特点。 在该设计的总降压变电所内用到该系列的开关柜有如下器件：
（ 1）电流互感器 LZZJ-10 的选择和校验
电流互感器应按装设 地点条件及额定电压，一次电流，二次电流（一般为
级等进行选择，并应校验其短路动稳态和和热稳态。 LZZJ-10 校验如表 5-2 所示：
5A ），准确
表 5-2 LZZJ-10 校验 安装地点的电气条件 LZZJ-10 项目 序 号 数据 项目 数据 结论 UN 1 IC 2 10kV 116.3 UN IN 10kV( 最高 11.5kV) 630A - 合格 合格 合格 3 4 5 II (3) k 3.25 4.91 11.62kA 2.S 2 II (3) k I (3) I sh II (3) sh 合格 50kA I t2ima tima
I t2ima tima 446.25kA 2.S 2 合格 （2）高压熔断器 RN2-10 的选择和校验
在 3～ 35kV 的电站和变电所常用的高压熔断器有户内高压限流熔断器， 力线路、电力变压器和电力电容器等设备的过载和短路；
表 5-3 RN2-10 高压熔断器的选择校验表 安装地点的电气条件 序 号 项目 数据 项目 数据 结论 最高额定电压能达
40.5kV ，常用的型号有 RN 1、RN 3、RN 5、XRNM 1、XRN T 1、XRN T 2、XRN T3 型， 主 要用于保护电
RN2和 RN 4 型额定
电流均为 0.5A ， 为保护电压互感器的专用熔断器。 RN2-10高压熔断器的选择校验如表 5-3 所示：
RN2-10 高压熔断器 UN 1 10kV UN 12kV 合格 116.3 2 200A 合格 Ic II (3) K Ic 3.25 IK 31.5kA 合格 3 (3) 其他项目的校验
其他项目校验包括：真空断路器 ZN28A-12/630-20 ， 1000-20 、电压互感器 JDZ-12、 隔离开关 GN30-10/630-20 如表 5-4 所示。
表 5-4 其他校验项目 选择校验项目 参数 安装地 点的电 气条件 数据 电压 电流 断流能 力 动稳定 度 热稳定度 IK(3) (3) i sh 结论 UN IC I tIMA 合 10kV 116.3 3.25 8.29 11.62kA .S 2格 合格 参数 真空断路器 UN IN IK ish 2 It ZN28A-12/630-20 ， 1000-20 设备型 号规格 电压互感器 JDZ-12 12kV 630A 20kA 50kA (20kA) 2 ×4S= 1600kA 2.S 2 合格 12kV - - - - 合格 隔离开关 GN30-10/630-20 10kV 630A 31.5 kA 80kA (31.5kA)2 × 4S=3969 kA2.S 合格 导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应 超过其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。 5.3 导线与电缆的选择与校验
导线(包括裸线和绝缘导线)截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不 必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。
母线的选择：按发热条件来选择， 即满足母线容许载流量 I﹥Ic( 计算电流 )， 即选择
TMY-3(50×5).
10kV 的架空线的截面选择：
A Amin I (3) tima /C 3.25 103 1/87 37.4mm2
由于线路很短 ,线路末端短路电流与始端电流相差不大 ,因此以 10KV 母线上 短路时的短路电流进行校验，电力电缆截面选择：
A Amin I(3) tima /C 3.25 103 1/143 22.7mm2 35mm2
5.4 低压设备的选择与校验 低压一次设备的选择校验项目和条件如表 5-5、5-6 所示
表 5-5 低压一次设备校验 短路电流 设备名称 额定电压 额定电流 热稳定 低压断路器 隔离开关关
开断能力 /kA 动稳定 √ √ － √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ － 低压熔断器 表 5-6 低压一次侧进线备的选择校验 选择校验项目 电压 电流 断流能 力 动稳定 度 热稳定度 参数 按装 地 点的电 气条件 数据 UN 0.38kV (3) IK (3) ish I 2tima ima Ic 1163A 17.95k A 40.57k A 1.0S*(40.57kA) =1645.9 kA 2.S 222 参数 HD13 U N.QF I N.QF IOC imax It2t 1S*(50kA) 2=2500kA 2.S 22 22 设备型 号规格 DW15 0.66 1000A 50kA 100kA 0.66 LMZ3-0.6 6
1000A 40kA 80kA 1S*(40kA) =1600kA .S 22 0.66 1000A 40kA 63kA 0.5S*(40kA) =800kA .S 5.3 电力变压器继电保护整定计算
电力变压器的继电保护
1. 反时限过电流保护
（1） 整定动作电流
变压器的最大负荷电流
是
Il.max 2I1N .T 2 c2 2 l.max 1N .T
S
2013.7
232.53 A
1N
3 10
3 U
取 Krel =1.3 Kre=0.8 Ki=250/5=50 ,
K
OP
故反时限过电流保护的动作电流为
I
Kre Ki
rel w I
K
Il.max
1.3 1 232.53 7.56A
0.8 50
查附录表，选用 GL-15/10 型继电器，动作电流整定为 8A
（2）检验灵敏度
变压器低压母线两相短路电流反映到高压侧的电流值为
Ik(3.m) in
2 0.866I k(3)2 2 0.866 18.77 KA 750.8 A
3 01.04
反时限过电流保护的灵敏度为
K I
(3)
Sp
w k .min
1 750.8A
KiIop
1.877 1.5 50 8A
满足灵敏度要求。
2. 电流速断保护
（1）整定速断电流
变压器低压母线三相短路电流反映到高压侧的电流值为
Ik(3)2(1) I k(3)2 / K 18.77KA / (10 ) 0.751KA
0.4
电流速断保护的动作电流（速断电流）为
K
I
qb
rel K w (3)
K
i
I
1.4 1 50
I OP
k
0.751KA 21.0 A
因反时限过电流保护的
8A，故速断电流倍数为
I qb nqb
I op
21.0 8
3
2） 灵敏度的校验
I k.min 取变压器高压侧的两相短路电流，即
I k .min Ik(2)1 0.866Ik(3)1 0.866 2.69KA 2.33KA
故电流速断保护灵敏度为
K I
Sp
(2)
wk1
KiIqb
2.22 1.5 50 21.0A
1 2.33KA
满足保护灵敏度的要求。
6. 小结
本次供电工程课程设计，可以说是对我们所学理论知识整体的综合性运用， 设计的内容贯穿课本各章节始终， 对我们从整体上把握供电工程学科有了很高的 要求。
我清楚的记得，课程设计刚开始的时候我们每个人都会拿出自己的方案，但 是每个小组最后只有一个方案， 所以在确定方案的时候， 我们也会有分歧， 经过 激烈的讨论， 我们确定了大家都认可的方案。 到了具体选用元器件的时候， 大家 又有了不同的见解， 又会争论一番， 总之争论贯穿整个过程。 虽然之前我们会为 了某个问题而争论不休， 但是我们只有一个共同的目标， 那就是把课程设计做好 . 所以在老师的帮助指导下， 我们设计做好了之后， 都是同样的高兴。 我也从中学 到了些许的课外知识： 同学之间团结合作不容忽视， 分工协作查找资料在这样的 活动中发挥着重要的作用； 充分的利用网络、 书籍以及重要的数学软件在本次设 计中有着举足轻重的地位。 同时通过本次课程设计， 我也从中发现了自己的缺点 和不足， 体现在对知识的掌握不够扎实， 对知识的理解不透彻， 对概念的认识较 模糊，知识面还不够广等问题。
总之，本次课程设计虽然只有短暂的两周， 但它让我受益匪浅。 同时也让我 意识到学习的重要性以及今后学习的紧迫性， 更坚定了我今后学习的积极性， 进 的明确了今后奋斗的目标
参考文献
1、翁双安 . 供电工程 .机械工业出版社， 2004.5
2、苏文成 . 工厂供电 . 北京：机械工业出版社， 2001.3 3、刘介才 . 工厂供电（第 4 版） . 北京：机械工业出版社， 2005.7 周瀛，李鸿儒 . 工业企业供电（第二版） . 北京：冶
金工业出版社， 2002
附录
附录 1 低压侧接线
变压器 低压进线 低压出线 低压出线 HD13 Sc(B)10
HD13 DW15 LMZ3-0.66 HD13 DW15 LMZ3-0.66 DW15 LMZ3-0.66 附录 2 高压侧接线
设备编号 AH1 AH2 AH3 AH3 AH5 AH6 设备型号 电源引入 隔离 XGN2-12 箱型固定式交流金属封闭开关柜 电能计量 电压测量 + 主进 电压器 保护 用途 变压器保 护 变压器保 护 成绩评定
评定项目 评语 成绩 设计过程 设计报告 答辩
总分 折算等级 指导教师 签字 年月日
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