安徽理工大学电气工程及其自动化专业课程设计.doc

安徽理工大学课程设计
课程设计
某冶金机械修造厂全厂总压降变电所及配电系统设计
A METALLURGICALMACHINERYPLANTSOURCETOTALPRESSUREDROPSUBSTATIONANDELECTRICALSYSTEMDESIGN
学 院：电气与信息工程学院
专业班级：电气自动化08—1班
学生姓名: 第一组
指导教师：XX老师
2011年6月2日
16

某冶金机械修造厂全厂总压降变电所及配电系统设计
摘要
现代化工厂的设计是一门综合性技术，而工厂供电系统是其中重要设计内容之一，本文所探讨的就是某冶金机械修造厂全厂总压降变电所及配电系统设计问题。
在文章里，我们认真对工厂所提供的原始资料进行了分析。首先进行电力负荷的运算，根据功率因数的要求在低压母线侧进行无功补偿，进而对主变和各车间变压器进行选择。同时对架空线进行了选择和校验。
在文章里，我们对35KV和6KV母线处发生短路时的短路电流进行了计算,得到了最大运行方式和最小运行方式下的短路电流。根据本厂对继电保护的要求，进行了继电保护装置的整定计算。
关键词：电力负荷，变压器，短路电流，继电保护
A METALLURGICALMACHINERYPLANTSOURCETOTALPRESSUREDROPSUBSTATIONANDELECTRICALSYSTEMDESIGN
ABSTRACT
The design of the modern factory is a comprehensive technology， and factory is one of the important power supply system design， this paper discussed the content of the is a metallurgical machinery plant source total pressure drop substation and electrical system design problem。
In the article， we provided to factory earnestly the raw data is analyzed. First operation of electric power load， according to the requirements of the low voltage power factor in busbar side of the reactive power compensation， then the main transformer and the workshop transformer in choice。 At the same time for aerial were chosen and calibration。
In the article， we to 35 KV and six KV short-circuited the bus place when short-circuit current calculation， got the biggest operation mode and minimum running under the way of short—circuit current. According to our factory to the requirements of the relay protection， relay protection device of setting calculation。
KEYWORDS： electric power load， transformer， short—circuit current, relay protection
目录
1。原始资料及电力负荷计算1
1。1 设计任务1
1。2 原始资料1
1。3 电力负荷计算2
2。变电所高压电气设备选型4
2.1 主变压器选择4
2。2 架空线路选择6
2。3 补偿电容器选择7
2。4 车间变压器选择7
3。电气主接线设计8
4.短路电流及冲击电流计算9
4。1 短路及危害9
4.2 短路电流及冲击电流计算10
5。电气设备选择及校验14
5.1 35KV高压断路器、隔离开关及熔断器15
5。2 电流互感器和电压互感器16
5.3 6KV侧开关柜选择17
6。主变压器继电保护19
7.防雷、接地设计22
总结24
参考文献25
1. 原始资料及电力负荷计算
1。1 设计任务
完成某冶金机械修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计
1.2 原始资料
1。 本厂产品及生产规模
本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产,即以生产铸造、锻造、铆焊、毛坯件为主体,生产规模为：铸钢件1万吨、铸铁件3千吨、锻件1千吨、铆焊件2千5百吨。
2。 车间组成：
（1） 铸钢车间;（2)铸铁车间;（3）锻造车间;(4）铆焊车间;（5)木型间及木型库；（6）机修车间;（7）砂库；（8)制材场;（9）空压站；（10）锅炉房；（11）综合楼；(12）水塔；（13)水泵房；（14）污水提升站等
3。 供用电协议
工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：
(1）工厂电源从电业部门某220/35千伏变压所，用35千伏双回架空线引入本厂,其中一个做为工作电源，一个做为备用电源，两个电源不并列运行，该变电所距厂东侧8公里。
（2）供电系统及短路技术数据
图1—1 供电系统图
表1—1 区域变电所35KV母线短路数据如下：
系 统 运 行 方 式
短 路 容 量
说 明
最大运行方式
兆伏安

最小运行方式
兆伏安

（3）电业部门对本厂提出的技术要求
① 区域变电所35千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒,工厂“总降"不应大于1。5秒；
② 在总降变电所35千伏侧进行计量；
③ 本厂的功率因数值应在0.9以上.
4。 本厂负荷的性质
本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为6000小时，属于二级负荷.
5。 厂的自然条件
（1) 气象条件
① 最热月平均最高温度为30℃；
② 土壤中0.7~1米深处一年中最热月平均温度为20℃；
③ 年雷暴日为31天;
④ 土壤冻结深度为1.10米；
⑤ 夏季主导风向为南风。
（2) 地质及水文条件
根据工程地质勘探资料获悉,厂区地址原为耕地,地势平坦，底层以砂质粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.8~5。3米。地耐压力为20吨/平方米。
1。3 电力负荷计算
（1）荷也称计算容量或最大需要负荷,它是个假定的等效的持续性负荷,其热效应与同一时间内实际的不一定恒稳的负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用能让中小截面导体达到稳定温升的时间段（30min)的最大平均负荷作为按发热条件选择配电变压器、导体及相关电器的依据,并用来计算电压损失和功率消耗.在工程上为方便计，也可作为电能消耗量及无功功率补偿的计算依据.
（2）相关电力负荷的理论依据：
在所计算的范围内（如一条干线、一段母线或一台变压器），用电设备组的计算负荷并不等于其设备容量,两者之间存在一个比值关系，因此引进需要系数的概念，即用电设备组的有功计算负荷应为
(2-3)
式中 ——设备组同时使用系数
——设备组的平均加权负荷系数
—-设备的平均加权效率
-—配电线路的平均效率
令，则就称为需要系数.由式（2—3)可知的定义式为:
形成该系数的原因有：用电设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量之间有一个额定效率；用电设备不一定满负荷运行,因此引入负荷系数；用电设备本身及配电线路有功率损耗,所以引入一个线路平均效率；用电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入一个同时系数。实际上，需要系数还与操作人员的技能及生产等多种因素有关。
由此可得较需要系数发的确定三相用电设备组的计算负荷的计算方法.
a) 单用电设备组的计算负荷
式中，为需要系数;为设备容量；为设备功率因数角的正切角。
b) 多组用电设备组的计算负荷
根据以上相关理论全厂各车间计算负荷如下表所示：
表1—2全厂各车间380V负荷计算表
序
号
车间或电
单位名称
设备
容量
（千瓦）

计 算 负 荷
变压器台数及容量

备注

P
（千瓦）
Q
（千乏）
S
（千伏安）
（1)
No1变电所

1
铸钢车间
2000
0。4
0。65
1。17
720
842。4
1108.169

0.9
（2)
No2变电所

1
铸铁车间
1000
0。4
0。7
1.02
400
408
571.4

2
砂库
110
0。7
0.6
1。33
77
102。4
128。3

3
小计

429。3
459.36
628.74

0。9
（3）
No3变电所

1
铆焊车间
1200
0。3
0.45
1。98
360
712。8
800

2
1水泵房
28
0.75
0。8
0。75
21
15。75
26。25

3
小计

342。9
655.7
739。9

0.9
（4)
No4变电所

1
空压站
390
0。85
0.75
0。88
331。5
291。7
442

2
机修车间
150
0。25
0。65
1。17
37.5
43.9
57。7

3
锻造车间
220
0.3
0.55
1。52
66
100。3
120

4
术型车间
185.85
0。35
0.6
1。33
65.05
86.5
108。4

5
制材场
20
0。28
0。6
1.33
5.6
7.45
9。33

6
综合楼
20
0.9
1
0
18
0
18

7
小计

523。65
529。85
744.95

（5）
No5变电所

1
锅炉房
300
0。75
0。8
0。75
225
168。75
281。25

2
2水泵房
28
0.75
0。8
0。75
21
15。75
26.25

3
仓库（1，2）
88。12
0.3
0。65
1.17
26.436
30。93
40。67

4
污水提升站
14
0.65
0.8
0。75
9。1
6。825
11。375

5
小计

281.536
222。255
358。692

表1—3 各车间6KV负荷计算表
序
号
车间或电
单位名称
设备
容量
（千瓦)

计 算 负 荷
说 明
P
（千瓦）
Q
(千乏）
S
(千伏安)
1
电弧炉
2 X 1250
0.9
0。87
0.57
2250
1282。5
2586.2

2
工频炉
2 X 300
0.8
0.9
0.48
480
230。4
533。33

3
变压机
2 X 250
0.85
0。85
0。62
425
263。5
500

4
小计

3155
1776。4
3620。7

说明：No1,No2，No3车间变电所设置两台变压器且均为明备用,其余车间变设一台。
由以上电力负荷统计表可得:
总有功功率 ∑P = 5452。386kw
总无功功率 ∑Q = 4485。965kvar
总视在功率 ∑S =7201.152KV·A
2. 变电所高压电气设备选型
2。1 主变压器选择
大中型企业，由于负荷较大，往往采用35—110kV电源进线,降压至10kV或6kV，再向各车间变电所和高压用电设备配电，这种压降变电所称为总压降变电所。用户是否要设置总压降变电所，是由地区供电电源的电压等级和用户负荷的大小及分布情况而定的。一般来讲,企业规模不太大,车间或生产厂房比较集中,应尽量设一个总压降变电所,这样既节省投资，又便于运行维护。但如果企业规模较大，且有两个或两个以上的集中大负荷用电车间群，而彼此之间相距又较远时,可以考虑设立两个或两个以上的总压降变电所。本设计中主变压器的选择主要根据负荷计算表。因为要求全厂的功率因数在0。9以上，所以要进行无功补偿,从而计算出补偿后变电所的视在功率.本厂的负荷性质属于二级负荷，可靠性要求较高,所以主变压器应选择两台,其中一台备用.当一台故障时，另一台可以马上投入运行以保证此冶金机械修造厂全厂的供电需求。
(1）无功补偿计算
总有功功率 ∑P = 5452.386kw
总无功功率 ∑Q = 4485。965kvar
总视在功率 ∑S =7201。152KV·A
全厂功率因数
所以要进行无功补偿
取
低压侧补偿后无功功率:
低压侧补偿后视在功率：
变压器损耗：
高压侧有功功率：
高压侧无功功率：
高压侧视在功率：
补偿后的功率因数：
(2） 主变压器选择
主变压器选择要求，故选择型号为35KV级SL7系列低损耗电力变压器两台.一台工作，一台备用。
其主要参数如表2—1
表2—1 35kv级主变型号及参数
型号
损耗（w）
额定容量
阻抗电压
空载电流
总质量（ kg）
额定电压
（kV）
联结组标号
轨距（mm）
空载
负载
KVA
％
％
器身
油
总
高压
低压
SL7—6300
8200
41000
6300
7.5
0.9
7230
2910
13340
35
6。3
Y,yn0
1475
2.2 架空线路选择
本厂电源从电业部门某220/35千伏变电所用35千伏双回架空线引入本厂，其中一个做工作电源，一个做备用电源，两个电源不并列运行。
架空线最大工作电流：
因为本厂为三班工作制,最大有功负荷年利用小时数为6000小时。属于二级负荷，所以选取经济电流密度:
导线的经济截面积：
选LGJ-120型铝导线。
（1）长时间允许电流校验
LGJ-120型铝导线，长期允许工作电流，最高允许温度为900C 。其中
长时允许电流：
线路承受的最大负荷电流就为满足要求。
（2)电压损失校验
双回路供电，每条导线上的最大负荷电流：
线路电压损耗百分比：
符合要求
（3）功率因数校验
35KV最小允许截面积为35，满足负荷要求.
35KV架空线的损耗:
35kv架空线电路电源入口处的功率因数
满足要求。
2.3 补偿电容器选择
为了提高功率因数，安装并联电容器,用于无功补偿.补偿无功后可以提高电压、降低线损、减少电费支出、节约能源、增加电网有功容量传输、提高设备的使用效率.本设计中本厂的功率因数值应在0.9以上,必须6KV母线上并联电力电容器,使变电所35KV处的功率因数得到提高到0。9，需要补偿的总电力电容器容量为， 所以选24台BWF—6。3-100-1的电容器。
表2-2电容器参数
型号
额定电压
额定容量
标算电容C
BWF—6。3—100—1
6.3KV
100Kvar
8.0uF
注：B——并联电容器,W－浸渍剂为烷基苯，F－聚丙烯薄膜和电容器纸复合介质。
2。4 车间变压器选择
根据电气设备选择的一般条件选择各车间变压器的型号及相应参数如表2—3
表2—3 各变电所变压器选择型号
车间
型号
电压组合（KV）
损耗
（KW）
阻抗电压
空载电流（％）
联接组标号
总质量(KG）
轨距（mm）
变压器台数
高压
低压
空载
负载
器身
油
总
NO.1
S9—1250
6
0。4
1。95
12
4。5
0。6
Y，d11
2615
985
4525
1070
2
NO。2
S9-630
6
0.4
1。20
6。2
4。5
0。9
Y，yn0
1720
610
2830
820
2
NO。3
S9—800
6
0.4
1.40
7.5
4。5
0.8
Y，yn0
1965
690
3260
820
2
NO。4
S9-1000
6
0。4
1。70
10.3
4。5
0。7
Y，yn0
2180
865
3820
820
1
NO。5
S9—400
6
0。4
0.8
4.3
4
1.0
Y，yn0
1010
320
1640
660
1
3. 电气主接线设计
电气主接线又称为电气一次接线,它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单项接线图。主接线代表了发电厂或变电站高电压、大电流的电气部分主体结构，是电力系统网结构的重要组成部分。其基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面.
电气主接线的设计步骤和内容如下:
(1) 对原始资料分析；
(2) 主接线方案的拟定与选择;
(3) 短路电流的计算和主要电气设备的选择；
(4) 绘制电气主接线图;
本厂主接线采用桥形接线和单母分段接线相结合，能够满足本厂的用电需求，主接线图如图3-1.
图3—1 电气主接线
4. 短路电流及冲击电流计算
4。1 短路及危害
短路是由于电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏.造成绝缘损坏的原因主要有设备长期运行，绝缘自然老化，操作过电压，雷电过电压,绝缘受到机械损伤等.还有运行人员不遵守操作规则发生的误操作或是鸟兽跨越在裸露导体上引起的短路。三相交流系统的短路种类主要有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路.在电力系统中，发生单相短路的可能性最大,发生三相短路的可能性最小，但通常三相短路的短路电流最大，危害也最严重，短路发生后将产生如下危害：
（1） 短路产生很大的热量，导体温度升高，将绝缘损坏.
（2） 短路产生巨大的电动力，使电气设备收到机械损坏。
（3） 短路使系统电压严重下降，电气设备正常工作收到破坏.
（4） 短路造成停电，给国民经济造成损失,给人民生活带来不便。
（5） 严重的短路可能影响电力系统运行的稳定性，使并联运行的同步发电机失去同步,造成系统解列，甚至崩溃。
由上可见，短路产生的后果极为严重,在供配电系统的设计和运行中采取有效措施，设法消除可能引起短路的一切因素,使系统安全可靠地运行。同时为了减轻短路的严重后果和故障扩大，需要计算短路电流，以便正确地选择和校验各种电气设备、计算和整定保护短路的继电保护装置及选择短路电流的电气设备等。
4.2 短路电流及冲击电流计算
下面利用各元件的标幺值计算系统在最大运行方式和最小运行方式下的短路电流，系统结构如图4—1
图4-1 系统结构图
短路电流计算过程如下：
根据系统结构图画出相应的等值电路如图4—2
图4-2 等值电路图
取基准值
各变压器的标幺值计算如下:
架空线路：
无穷大系统：最大运行方式下：
最小运行方式下：
（1）当35KV母线K1点发生三相短路时：无穷大电源电压可认为电压保持不变,设每相电源电压标幺值为1.冲击系数取
①系统处于最大运行方式时:
故短路电流标幺值为：
电流基准值为：
故最大运行方式下35KA母线上发生三相短路时的短路电流为:
冲击电流为：
②系统处于最小运行方式时：
短路电流标幺值:
因此，三相短路电流：
冲击电流为：
（2）当6。3KV母线K2点发生三相短路时:
①系统处于最大运行方式时：
短路电流标幺值为：
电流基准值为:
三相短路电流：
冲击电流为:
②系统处于最小运行方式时：
短路电流标幺值：
因此，三相短路电流：
冲击电流为：
表4-1 各短路点的三相短路电流及冲击电流
运行方式
短路点
最大运行方式
最小运行方式
三相短路电流
（KA)
冲击电流
（KA）
三相短路电流
（KA）
冲击电流
（KA）

2。185
5。717
2。0
5.233

4.710
12。323
4.545
11.891
5. 电气设备选择及校验
电气设备选择的一般原则:
供配电系统中的电气设备是在一定的电压、电流、频率、和工作环境条件下工作的，电气设备的选择，除了应满足在正常工作时能安全可靠运行，适应所处的位置（户外和户内）、环境温度、海拔高度,以及防火、防腐、防暴等要求，还应满足在短路故障时不至于损坏的条件，开关电气还必须具有足够的断流能力。电气设备的选择应遵循以下四点原则.
（1） 按工作要求和环境条件选择电气设备的型号.
（2） 按正常工作条件选择电气设备的额定电压和额定电流。
（3） 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定。
（4） 开关电器断流能力校验
下面计算主变压器高低压侧的额定电流和额定电压:
高压线路额定电流为：
额定电压为:
低压线路额定电流为:
额定电压为：
5.1 35KV高压断路器、隔离开关及熔断器
（1） 高压断路器选择
高压断路器是供电系统中最重要的设备之一.高压断路器的主要功能是：正常运行时倒换运行方式,把设备或线路接入电路或退出运行，起控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，起保护作用.高压断路器最大特点是能断开电气设备中负荷电流和短路电流。其选择必须保证额定开断容量大于安装处短路容量，额定电流IN大于安装处的短路电流因此高压侧我们选SW2-35/600型户外少油型断路器，所选断路器的具体参数如图5-1
表5—1 SW2-35/600型户外少油型断路器参数
型号
额定电压KV
额定电流A
开断容量（MV·A)

额定开断电流(KA）
极限通过电流KA
热稳定电流KA
固有分闸时间S
合闸时间
S
峰值
有效值
4S
SW2—35/600
35
600
400
6.6
17
9.8
6.6
0。06
0.12
下面进行高压断路器校验：
极限电流的峰值〉冲击电流
符合要求。
（2） 高压隔离开关选择
高压隔离开关的主要功能是保证高压电器设备及装置在检修工作时的安全，不能用于切断、投入负荷电流或开端短路电流,仅可允许用于不产生强大电弧的某些切换操作。根据电气设备选择的一般条件选择其高压侧选GN2—35T/400—52型高压隔离开关.主要参数如表5—2：
表5-2 GN2—35T/400—52型高压隔离开关参数
型号
额定电压KV
额定电流
A
极限通过电流峰值KA
热稳定电流
KA
操动机构型号
4s
5s
GN2—35T/400-52
35
400
52

14
CS6—2T
（3)熔断器选择
熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的危害,具有很强的限流特性。本系统高压侧选用RN2—35型熔断器,其主要技术参数如表5—3：
表5-3 RN2-35型熔断器参数
型号
额定电压KV
额定电流A
额定开关容量MV·A
最大开断电流有效值KA
最小开断电流（额定电流倍数）
过电压倍数（额定电压倍数）
备注
RN2
35
0。5
500
85

保护屋内TV
5.2 电流互感器和电压互感器
（1）电流互感器选择
电流互感器是将电力系统的一次电流按一定的变比变换成二次较小电流，供给测量表计和继电器,同时还可以使二次设备与一次高压隔离,保证人生与设备安全。电流互感器正常工作时二次侧阻抗很小，可认为工作在短路状态。因此，电流互感器二次侧不允许开路.本厂高压侧选用LCW—35型电流互感器,其主要参数如表5-4:
表5—4 LCW—35型电流互感器参数
型号
额定电压KV
额定电流比A
准确级次
额定二次负荷V·A
10％倍数
热稳定倍数
动稳定倍数
外形尺寸
mm
质量kg
0。5级
长
宽
高
LCW-35
35
150/5
0.5
50
5
65
100
700
600
1080
250
电流互感器的校验：
额定一次电流150A〉99A
LCW-35型断路器的动稳定倍数为
满足动稳定条件
热稳定校验：热稳定倍数为
满足热稳定条件
（2） 电压互感器选择
电压互感器是将电力系统的一次电压按一定的变比变换成二次较小电压，供给测量表计和继电器，同时还可以使二次设备与一次高压隔离，保证人生与设备安全。电压互感器正常工作时二次侧阻抗很大,可认为工作在断路状态.因此,电压互感器二次侧不允许短路。本厂选用JDJ—35型电压互感器,主要参数如表5-5:
表5—5JDJ—35型电压互感器参数
型号
额定电压
二次绕组额定容量
V·A
辅助绕组额定容量
V·A
最大容量V·A
一次绕组(KV）
二次绕组(KV)
辅助绕组
0。2
0。5
1
3
3P
6P
JDJ—35
35
0。1

150
250
600

1200
5。3 6KV侧开关柜选择
高压开关是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用,电压等级在3.6kV~550kV的电器产品,主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。
流进主变低压侧开关柜、各车间变压器高压侧及6KV负荷开关柜的电流计算如下,
计算结果如下:
主变低压侧
同理可得NO。1、NO。2、NO。3、NO.4、NO。5的额定电流为：101。56A、57。62A、67.81、68.27A、32。87A选用KYN—10交流金属铠装移开式开关柜。KYN—10型开关柜用于三相交流50HZ。额定电压3～10KVd额定电流3000A以下的单母线分段系统中，接受和分配电能。本开关柜有完善的“五防”装置，符合各类发电厂，变电站及工矿企业的要求。其具体参数如表5—6:
表5-6KYN-10型开关柜主要电气设备技术数据
名称及型号
数据及内容、名称
额定电压（KV)
6
额定电流(A）
630
额定开断电流（KA）
20
CD10型电磁操作机构
合闸线圈额定电压（V)
脱扣线圈额定电压（V）
直流 110 、220
直流 24、48、110、220
CT8型弹簧操作机构
储能电动机额定电压（V）
合闸线圈额定电压（V）
分励脱扣器额定电压（V）
失压脱扣器额定电压(V)
过电流脱扣器额定电流（A）
交、直流
交流
交流
交流
5
110
220
110
220
380
110
220
380
110
220
380
交流
直流
直流
380
48
119
220
48
119
220
配用少油断路器型号
额定电压（KV）
额定电流（A）
额定开断电流（KA）
极限通过电流峰值（KA）
2S热稳定电流
配用操作机构型号
SN10-10 I
10
630
16
40
16
CD10 I
CT8
动稳定校验
热稳定校验
符合要求
电弧炉、工频炉、空压机237A、48.88A、45。82A.
因此本厂选择型交流金属封闭型移开式开关柜。其技术参数如下表5—7：
表5—7型开关柜柜内主要电气设备技术参数
序号
名称
单位
开关柜和配用断路器参数

1
额定电压
KV
6
2
最高工作电压
KV
6。9
3
开关柜额定电流
A
800
4
断路器额定电流
KA(有效值）
1000
5
额定开断电流
KA（有效值)
31.5
6
最大关合电流
KA(峰值）
80
7
动稳定电流
KA(峰值）
80
8
2S热稳定电流
KA(有效值）
31。5
9
开断电容器组
Kvar
10000
10
一次母线动稳定电流
KA(峰值）
80
11
外形尺寸
宽*深*高（mm)
840＊1500*2200
12
重量
Kg
800
下面进行开关柜的校验:
动稳定校验
热稳定校验
符合要求
6. 主变压器继电保护
（1） 瓦斯保护
瓦斯保护是保护油浸式电力变压器内部故障的一种基本的相当良效的保护装置，其工作原理概括为：变压器内部发生故障时，故障点局部产生高温，使油温升高体积膨胀，而且故障点产生电弧，使绝缘物和变压器油分解而产生大量气体。这些气体必然从油箱内部流向上部的油枕，故障越严重，流向油枕的油气流速度就越大，利用这些内部故障产生的油气流而使瓦斯保护继电器动作，接线图如图6—1:
图6—1 变压器瓦斯保护原理图
当变压器内部发生轻微故障（轻瓦斯)时, 瓦斯继电器KG的上触点KG1-2闭合，动作于报警信号。当变压器内部发生严重故障（重 瓦斯）时，KG的下触点KG3—4闭合，通常是经中间继电器KM动作于断路器QF的跳闸机构YR，同时通过信号继电器KS发出跳闸信号。但KG3—4闭合，也可以利用切换片XB切换,使KS线圈串接限流电阻R，动作于报警信号。
（2） 变压器纵差动保护
所谓变压器的纵联差动保护，是指由变压器的一次和二次电流的数值和相位进行比较而构成的保护。纵联差动保护装置，一般用来保护变压器线圈及引出线上发生的相间短路和大电流接地系统中的单相接地短路.对于变压器线圈的匝间短路等内部故障,通常只作后备保护。
纵联差动保护装置由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。因此，流经继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同,因此流经继电器的差电流为零，但如果在保护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作,使断路器跳闸，从而起到保护作用。以下是双绕组变压器纵差动保护的单相原理接线图:
图6—2 双绕组变压器纵差动保护原理图
本厂采用BCH-2型继电器，下面进行整定计算:
a) 确定保护装置的一次动作电流
躲过变压器的励磁电流
b) 躲过外部短路时的最大不平衡电流
c) 躲过电流互感器二次侧回路断线时变压器的最大负荷电流
（3） 电流速断保护
电流速断保护一次的动作值应按下式计算
式中；——可靠系数,取1。3～1.4
--最大运行方式下，变压器低压侧母线发生短路故障时,流过保护的最大短路电流。对工厂供电系统的降压变压器，该电流为低压侧母线上三相短路时，流过高压侧的短路电流.
电流速断的灵敏度可按下式校验
式中-—最小运行方式下,保护安装处发生两相短路时的最小短路电流。
速断保护采用两相不完全星形接地，动作电流应躲过系统最大运行方式时,变压器二次侧三相短路值，按公式我们进行以下整定:
灵敏度按系统最小运行方式时保护装置处的两相短路电流来校验
满足要求。
7. 防雷、接地设计
雷电是大气中的放电现象。雷电过电压也称外部过电压或大气过电压，是由电力系统中的设备或建筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压.雷电冲击波的电压幅值可高达1亿伏,其电流幅值可高达几十万安,对电力系统的危害远远超过内部过电压.其可能毁坏电气设备和线路的绝缘，烧断线路,造成大面积长时间停电。因此，必须采取有效措施加以防护。变配电所一般采用以下防雷保护：
（1） 装设避雷针防直击雷。
（2） 进线防雷保护。
（3） 配电装置防雷保护
电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接称接地。接地是工业与民用安全供电的有效措施，主要目的是在运行中,保证人身及设备安全.接地种类有以下几个方面：
（1）工作接地：在电气系统中运行需要的接地与变压器或发电机直接接地的中性线称为零线，将零线上的一点或多点与地再次做电气连接称重复接地
（2）保护接地： 电力设备的金属外壳可能由于绝缘损坏而带电,为防止这种电压危及人身安全而设置的接地装置称为保护接地。电力设备金属外壳等与零线连接则称为保护接零。
(3）过电压保护接地；为了消除雷击和过电压的危险影响而射的接地。
（4）防静电接地；为消除生产过程中产生的静电而设的接地。
(5）屏蔽接地；为防止电磁感应而对电力设备的金属外壳、屏蔽罩、屏蔽线的外皮或建筑物金属屏蔽体进行的接地.
总结
此次课程设计历时约两个星期,通过这两个星期的实习我们得到了与以往不可同日而语的知识.这两个星期不仅加深了我们对知识、学习、团队合作的认识，更微妙的改变了我们对人生价值不同以往的观念，我认为这是尤其珍贵的。
首先，从专业层面上我们深入了解了工厂供电的知识,并且能初步运用于实际，在设计的过程中我们发现问题、分析问题、解决问题，不仅将我们之前所学的知识有机的结合到一起，而且加深了我们对知识的理解和参悟.这为我们步入社会提供了理论基础，让我们进入了新的台阶,同时让我们得到了锻炼。
其次，这样的设计课程大大锻炼了我们的动手能力,以前我们学习只是为了做题，根本不知道所学为何,不知道所学何用，但是这次课程设计改变了我们的看法，解决了我们心中的很多疑惑，让我们认识到我们所学的知识不只是用来做题的,而是用来分析问题解决问题的，我们为不知不觉间掌握的知识感到了一丝成就感,感觉到我们正在做着很有意义的事,感受到我们之于社会的价值，感受到了我们存在的价值.
最后，本次课程设计锻炼了我们的团队协作能力，在这次设计过程中我们感受到了团队的力量，深刻认识到了“独竿易弯众木难折”的道理。个人的力量毕竟是很有限的，群众的智慧才是无穷的，在团队中只有众人出谋划策，齐心协力才能做到最好.我们很珍惜也将会记住这样的一次难忘的经历.
路漫漫其修远兮吾将上下而求索。通过本次课程设计我们深深认识到我们所掌握的知识技能还很有限，在辽阔的知识苍穹中我们所学只是沧海一粟，接触的越多就愈加感觉到周围未知的世界,我们会秉承师长们的优良传统极力去探索这样的未知世界，不辜负学校对我们的栽培。
参考文献
1、熊信银 发电厂电气部分(第四版） 北京：中国电力出版社、2009
2、谷水清 电力系统继电保护 北京：中国电力出版社、2005
3、熊信银 电力系统工程基础 华中科技大学出版社、2009
4、周瀛 工业企业供电(第二版） 北京：冶金工业出版社、2002
5、韩笑 电力工程专业毕业设计指南继电保护分册（第二版） 中国水利水电出版社、2008
6、黄纯华 工厂供电(第二版） 天津大学出版社、