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来源：智榕旅游

某钢铁企业变电所保护系统及防护系统设计

1 绪论

1．1 变电站继电保护的发展

变电站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，失恋系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素.

继电保护的发展现状，电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此,继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段.随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势.国内外继电保护技术发展的趋势为：计算机化，网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化.

继电保护的未来发展,继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量、数据通信一体化发展。微机保护技术的发展趋势：

①高速数据处理芯片的应用 ②微机保护的网络化

③保护、控制、测量、信号、数据通信一体化 ④继电保护的智能化

1.2 本文的主要工作

在本次毕业设计中，我主要做了关于某钢铁企业变电所保护系统及防护系统设计，充分利用自己所学的知识，严格按照任务书的要求，围绕所要设计的主接线图的可靠性,灵活性进行研究，包括:负荷计算、主接线的选择、短路电流计算,主变压器继电保护的配置以及线路继电保护的计算与校验的研究等等。

1.3 设计概述

1.3.1 设计依据

1）继电保护设计任务书。

2)国标GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》

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3）《工业企业供电》

1.3。2 设计原始资料

本企业共有12个车间,承担各附属厂的设备、变压器修理和制造任务。

1、各车间用电设备情况

用电设备明细见表1.1所示。

表1。1 用电设备明细表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 用电设备名称电修车间机械加工车间新产品试制车间原料车间备件车间锻造车间空压站大线圈车间成品试验站加压站、转供负荷大型集中负荷锅炉房设备容量 505 786 634 414 262 350 622 335 290 256 1600 369 二级负荷三级负荷负荷性质 2、负荷性质

本厂大部分车间为一班制,少数车间为两班或者三班制，年最大有功负荷利用小时数为

2300h。由于锅炉房供生产用高压蒸汽,停电会使锅炉发生危险。而且该厂距离市区较远，消防

用水需厂方自备。因此，锅炉房供电要求具有较高的可靠性，负荷性质属于二级负荷,其余车间均为三级负荷。

3、变电所数量及供配电系统电压确定

（1)根据本企业的厂区范围和负荷分布情况，在该厂区设置一个总降压变电所，可满足本企业的供电要求。

（2）供电电压确定。根据当地电网的供电电压等级，同时考虑用电设备的负荷容量和供电距离等因素,与电力部门协商确定供电电压为35kV.

（3）配电电压选择。高压配电电压的选择，主要取决于高压用电设备的电压及其容量、数

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量等因素.考虑到该厂的规模不大，采用10kV作为该企业用电设备配电电压比较经济合理。

4、供电电源条件

当地供电部门可提供两个供电电源，供设计部门选定：

（1）待设计总降压变电所的主电源由上一级某区域变电站（220/35kV）提供电源，35kV架空线引入，作为工作电源进线，此站距企业南侧4.5km。

（2）另一路10kV电源作为备用电源，从某35/10kV变电所经电缆线引入该企业，此所距企业南侧4km

（3）总降压变电所引入两路电源进线，分别在两路进线电源分别设有计量电能的高压计量柜。

（4）上一级某区域变电站配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。

5、该地区气象及地质资料

(1）气象资料，年最高气温40C年平均气温20C，年最低气温40C，年最热月平均最高气温35C，年最热月平均气温28C，最热月地下0.8m处平均温度20C，常年主导风向为南风，年雷暴日数32h。

（2）地质水文资料,平均海拔500m，地层以砂粘土为主,地下水位35m.

2 负荷计算及变压器选择

2.1 负荷计算

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3710.5AB系统电力负荷计算图

由表1.1计算各点计算负荷

1．电修车间：查表得需用系数kx1=0.34，cosφ=0.60，tanφ=1.33

P30=PN1×kx1=505×0.34=171。70（KW)

(2.1)Q30=P30×tanφ=171.7×1。33=228。93(Kvar) (2.2)S30=P302Q302=286.17（KV•A） (2.3)I30=S/错误!UN=16。50(A）

(2。4）2．机械加工车间：查表得需用系数kx2=0.24，cosφ=0。63，tanφ=1。23

P30=PN2×kx2=786×0。24=188.64（KW）（2.5)Q30=P30×tanφ=188。64×1.23=232.03(Kvar）（2。6）S30=P302Q302=293。43(KV•A） (2。7)I30=S/错误!UN=16。94（A）

(2.8)3．新产品试制车间：查表得需用系数kx3=0.50,cosφ=0.8,tanφ=0.75

P30=PN3×kx3=634×0.5=317。00（KW）

（2。9）Q30=P30×tanφ=317.00×0。75=237.75（Kvar) (2.10）S30=P302Q302=396。25（KV•A）（2.11)I30=S/错误!UN=22.88（A）

（2.12）4．原料车间:查表得需用系数kx4=0.3，cosφ=0.85，tanφ=0。62

P30=PN4×kx4=414×0.3=124.20(KW）

（2.13）Q30=P30×tanφ=124.20×0.62=76.97（Kvar) (2.14）S30=P302Q302=146.12（KV•A）` （2。15)I30=S/错误!UN=8.44（A）

(2。16)4

2.1 供电

图

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5．。备件车间:：查表得需用系数kx5=0。30，cosφ=0。65，tanφ=1。17

P30=PN5×kx5=262×0.30=78。60（KW) S30=P302Q302=120。92（KV•

（2.17）（2.19） (2.20) (2.21) （2。23) (2。24） (2。25）（2.27) (2。28) (2.29）（2.31） (2。32) （2。33) （2。35） (2。36) （2.37) (2。39) （2.40）

Q30=P30×tanφ=78.60×1.17=91.89（Kvar） (2。18）

A）

I30=S/错误!UN=6。98(A）

6．锻造车间:查表得需用系数kx6=0。35，cosφ=0.68，tanφ=1。08

P30=PN6×kx6=350×0。35=122.50（KW） S30=P302Q302=180.15（KV•A） I30=S/错误!UN=10。40(A）

7．.空压站：查表得需用系数kx7=0。35,cosφ=0.68，tanφ=1.08

P30=PN×7kx7=622×0。75=466.5（KW） S30=P302Q302=622.00（KV•A） I30=S/错误!UN=35。91(A）

8．。大线圈车间：查表得需用系数kx8=0.55，cosφ=0.87，tanφ=0.57

P30=PN8×kx8=335×0。55=184.25（KW) S30=P302Q302=211.78（KV•A） I30=S/，3 UN=12。23(A）

9．成品试验站:查表得需用系数kx9=0。40，cosφ=0.80,tanφ=0.75

P30=PN9×kx9=290×0.40=130.5（KW） S30=P302Q302=163。13(KV•A) I30=S/，3 UN=9.42（A）

P30=PN10×kx10=256×0.45=115。20（KW） S30=P302Q302=147。69(KV•A） I30=S/错误!UN=8。53(A）

Q30=P30×tanφ=122。50×1.08=132.30（Kvar) （2。22)

Q30=P30×tanφ=466。5×1。08=620。13(Kvar) (2.26）

Q30=P30×tanφ=184.25×0。57=104.42（Kvar） (2.30)

Q30=P30×tanφ=130。5×0。75=97.88（Kvar）（2。34）

10．加压站、转供负荷：查表得需用系数kx10=0.45，cosφ=0.78，tanφ=0.80

Q30=P30×tanφ=115。20×0。80=92。40（Kvar）(2。38)

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11．大型集中负荷：查表得需用系数kx11=0.80，cosφ=0.75，tanφ=1.33

P30=PN11×kx11=1600×0。80=1280（KW) Q30=P30×tanφ=1280×1.33=1712。4（Kvar) S30=P302Q302=1706.7（KV•A） I30=S/错误!UN=98.54（A）

12．锅炉房：查表得需用系数kx12=0.72，cosφ=0.8,tanφ=0。75

P30=PN12×kx12=369×0。72=265。88（KW） S30= P302Q302=332.1（KV•A） I30=S/错误!UN=29.05（A）

13．计算企业总降压变电所10kv母线上的计算负荷（即B点）

P30(B）=KP×∑P=0。9×3444。97=3100。5(KW） (2.49） Q30(B)=KQ×∑Q=0.9×3826.36=3443.7（Kvar） (2。50) S30（B）= P30(B)2Q30(B)2=4633.8（KV·A） I30（B)= S30（B)/(3UN)=267。8(A)

14．计算企业总降压变电所高压进线计算负荷（即A点）

P30（A）=P30(B）+ΔPB=P30(B)+0.012S30（B)=3156.1（KW）（2。53） Q30(A）=Q30(B)+ΔQB=Q30（B）+0.06S30(B)=3721.7（Kvar）(2。54） S30(A)= P30(A)2Q30(A)2=4879。7（KV·A） I30（A)= S30(A)/（3UN)=80.5（A）

（2。41） (2。42) (2.43）（2。44）（2.45) （2.47) （2。48)

Q30=P30×tanφ=265。88×0.75=199。26（Kvar）（2。46)

(2。51）（2.52）

（2.55） (2.56）

2.2 变压器选择

2.2。1 选择主变压器台数

选择变压器台数时应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障和检修时，另一台变压器能对一二级负荷继续供电;对只有二级负荷而无一级负荷的变电所,可采用一台变压器,但须自备备用电源，本设计即采用后一种方案。所以选择一台变压器供电。

2。2.2 变压器容量的确定

主变压器容量SN.T应满足全部用电设备总计算负荷S30的需要，即SN。TS30，同时应满足变压

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器运行在最佳负荷率βm下，一般变压器最佳负荷率βm约为0.5～0.6。由计算所得负荷确定S30=4606.44KV·A,所以所选变压器的容量为5000KV·A

2。2.3 变压器型号选择

根据变压器容量以及变压器所在线路，确定变压器型号为S9﹣5000/35

3 主接线设计

3。1 主接线设计基本要求

变电所电气主接线是指变电所的变压器、供电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响,因为本论文主要讲述变电所保护系统及防护系统设计，所以主接线部分将简要介绍。

变电所电气主接线设计应满足如下基本要求：

1 可靠性：供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，往往比少发电能的损失大几十倍, 导致产品报废、设备损坏、人身伤亡等.因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。:

2 灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。不仅正

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常运行时能安全可靠地供电, 而且在系统故障或电气设备检修及故障时, 也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短, 影响范围最小。同时设计主接线时应留有发展扩建的余地。

3 经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活, 必然要选高质量的设备和现代化的自动装置, 从而导致投资的增加。因此, 主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理.

3.2 本钢铁企业变电所的电气主接线设计

3.2。1 母线

母线是指在变电所中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。

原理上母线是电路中的一个电气节点，在母线上汇集电能和分配电能，所以母线又称汇流排。10KV变电所中变压器与馈电线之间采用母线制,采用不同的母线接线方案，可使在变压器数量少的情况下能向多个用户供电，或者保证用户的馈电线能从不同的变压器获得供电.

母线制有单母线制和双母线制，其中的母线又有母线分段及母线不分段两种接线方式。其中双电源单母线分段的电气主接线又分为用隔离开关分段的单母线接线方式和用断路器分段的单母线接线方式

本设计采用用断路器分段的单母线接线方式，该断路器装有继电保护，除能切断负荷电流或故障电流外，还可自动分合闸,母线检修时不会引起正常母线段的停电，可直接操作分段断路器,拉开隔离开关进行检修，其余各段母线继续运行。在母线故障时,分断断路器的继电保护动作，自动切除故障段母线,所以用断路器分段的单母线接线，可靠性提高。

3.2.2 变电所主接线方案

具有一台主变压器的小型变电所，高压侧常采用隔离开关-断路器的接线方式,由于采用了此种方式,因此变电所的停,送电操作十分灵活方便,同时高压断路器都配有继电保护装置，在变电所发生短路或过负荷时均能自动跳闸,而且在故障和异常情况消除后,又可直接迅速合闸，从而使恢复供电的时间大大缩短，

本厂大部分车间为一班制，少数车间为两班或者三班制，年最大有功负荷利用小时数为

2300h.由于锅炉房供生产用高压蒸汽,停电会使锅炉发生危险。而且该厂距离市区较远，消防用

水需厂方自备。因此，锅炉房供电要求具有较高的可靠性,负荷性质属于二级负荷，其余车间均为三级负荷，基于此种情况该变电所从某35/10kV变电所经电缆线引入该企业一路备用电源，当

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35KV进线出现故障时，由此备用电源对各个车间继续供电。（具体主接线见附录B）

4 短路电流计算及保护用主要设备选择

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)，本论文采用的是标幺值法计算短路电流。

4。2 短路电流的计算

4。2.1 线路选择

1）35KV送电线

35KV及以上电压等级的送电线路,首先应按经济电流密度选择导线截面，再按允许载流量和机械强度条件校验 ① 选择经济截面

导线材料选择：铝;年最大负荷利用小时数Tmax：2300h<3000h

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所以选择导线的经济电流密度Jec=1.65Tmax/h 导线的经济截面：

Aec=I30(A）/Jec=80.5/1.65=48。80mm

约投资和有色金属方面考虑的)

选标准截面为35mm2，即选LGJ―35型钢芯铝绞线 ② 校验发热条件

LGJ―35型允许载流量（室外20°c)Ial=189A＞I30（A)=80.5A 所以满足发热条件 ③ 检验机械强度

因为35KV架空钢芯铝绞线最小截面为35mm2 所以LGJ―35也满足机械强度要求。

得：LGJ―35型钢芯铝绞线r0=0.95Ω/km， x0=0。4Ω/km

2） 10KV配电线（假定12根配电线长度均为0。2km电缆）

此类配电线由于线路较短，电压损耗也小，所以导线截面主要按允许载流量条件选取因为YJV22―10 3×10载流量为60A,YJV22―10 3×35载流量为130A

所以除大集中负荷之外的线路均采用YJV22―10 3×10铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铠装电力电缆；大集中负荷线路采用YJV22―10 3×35铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铠装电力电缆

查得第一组电缆电抗值为0。113Ω/km,第二组电缆电阻值为0.52Ω/km，电抗值为00。083Ω/km

3)备用电源电缆

10KV及以下电压等级送电线路往往是按允许电压损耗选择导线截面,再按允许载流量，机械强度条件进行校验

① 按允许电压损失选择导线截面（允许电压损失设为5﹪）因为是10KV电缆线路，所以初设x0=0.08Ω/km

ΔUx％=(x0/10UN2)Σqili=0.08×3721。7×4/10×102=1。19 (4.2)

ΔUR％=ΔUal％－ΔUx％=5－1.19=3.81

A=Σpili/（10γUN2ΔUR％）=62.52mm2

以上三式中：ΔUx％—无功负荷在电抗上引起的电压损失

ΔUR％—有功功率在电阻上引起的电压损失 ΔUal％—线路的允许电压损失

qi、pi-各段支线的有功功率和无功功率

(4.1)

（按经济电流密度Jec选择导线截面时，一般应尽量取接近且小于Aec的标准截面，这是从节

(4。3） (4。4）

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li—各段干线的长度

γ—导线的电阻率，对于铜导线γ=0.053km/（Ω•mm2）；对于铝导线γ=0。

032km/（Ω•mm2）

查得选择导线YJV22 —10 3×70

得单位长度阻抗分别为R0=0。26Ω/km、X0=0。079Ω/km 实际电压损失为

ΔU％=（R0pL－X0qL）/10UN2=（3282。34+1176.06)/1000=4。46＜5（4.5）

故所选导线YJV 22-10 3×70满足允许电压损失条件 ② 校验发热条件

YJV22 -10型允许载流量（室外20°c)Ial=280A＞I30(B)=267。8A

所以满足发热条件

4。2。2 短路电流计算（标幺值计算）

10.5KV0.2km37KVT14.5km(a)10.5KV4kmSd.max=400MVASd.min=200MVA(b)L14r0=0.26Ω/km(15)x0=0.079Ω/kmL13(14)L12x0=0.083Ω/kmr0=0.52Ω/km(13)r0=0.95Ω/kmx0=0.4Ω/kmL1L3(3)x0=0.113Ω/km(4)(1)Snt=5WV·AΔUd%=737/10.5KV(2)L2Sd.max=400MVASd.min=200MVA图4.1 短路计算电路图

（1）选Sjz=100MV·A,Ujz1=37KV，Ujz2=10。5KV

Ijz1 (4。6） Sjz100Sjz1001.56(KA)，Ijz25.51(KA)3Ujz13373Ujz2310.5 式中:Sjz—基准容量，Ujz-基准电压

（2）计算系统各元件阻抗标幺值,绘制等效电路图最大运行方式及最小运行方式下系统电抗标幺值分别为

X*1max=Sjz/Sd﹒max=100/400=0.25，X*1min=Sjz/Sd﹒min=100/200=0。5 (4.7）式中：Sd﹒max、Sd﹒min—系统最大，最小运行方式下的短路容量

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架空线L1电抗标幺值为

X*L1=X0L1(Sjz/Upj·n1）=0。4×4.5×(100/37）=0.13 (4。8) 式中：Upj·n1—短路计算点的平均额压，它的取值比同级电网额定电压高5％变压器T1电抗标幺值

Ud1%Sjz

1.4100SNT12

X*T1（4.9）

式中：ΔUd1%—变压器短路电压百分数 SNT1-变压器额定容量配电线L1 ~L11、L13电抗标幺值

X＊L2=X0L2(Sjz/U2pj·n2）=0.113×0.2×(100/10。52)=0。02（4。10) 电缆L12电抗标幺值

X*L12= X0L12（Sjz/U2pj·n2)=0。083×0.2×（100/10.52）=0.015（4,11）电缆线路L14电抗标幺值

X＊L14=X0L14(Sjz/U2pj·n2)=0.079×4×（100/10。52）=0.29(4.12） R*L14=R0L14（Sjz/U2pj·n2）=0.26×4×（100/10。52）=0。94（4.13) 绘制等值电路

(3)0.02(a)0.25/0.5X*10.25/0.5X*2(b)0.13X*l1(1)1.4X*T1X*l14=0.29R*l14=0.94(15)(2)X*l20.02X*l30.015X*l120.02X*l13(14)

图4.2 短路等值电路图

（3）计算各点短路电流求（1)点的短路电流 ① 最大运行方式

电源点至(1）点的总阻抗标幺值为

X*1max=X*1max+X*l1=0。25+0。13=0.38

（4.14)

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短路电流周期分量为

冲击电流为

冲击电流有效值为

I（3)ch1max=1.52I（3）zq1max=1。52×4.1=6。232KA

② 最小运行方式

电源点至(1)点的总阻抗标幺值为

X*1min= X＊1min+X＊l1=0.5+0.13=0.63

(3)

ch1max（3)

zq1max

=Ijz1/X*1max =1。56/0。38=4。1KA

（3)

zq1max

（4。15) (4.16） (4.17）

=2.55I=2。55×4。1=10。455KA

(4.18)

短路电流周期分量为

I(3）zq1min= Ijz1/X*1min=1.56/0。63=2。48KA （4。19)

求(2）点的短路电流 ① 最大运行方式

电源点至(2)点的总阻抗标幺值为

X*2max=X*1max+X＊T1=0.38+1。4=1。78

短路电流周期分量为

I(3）zq2max=Ijz2/X*2max=5.51/1.78=3。1KA

冲击电流为

i(3)ch2max=2。55I（3）zq2max=2。55×3.1=7.91KA

冲击电流有效值为

I（3）ch2max=1。52I（3)zq2max=4。71KA

② 最小运行方式

电源点至（2）点的总阻抗标幺值为

X*2min=X*1minX*T1=0。63+1。4=2。03

（4。20）

(4.21) (4。22）（4.23)

（4。24) (4.25）

短路电流周期分量为

① 最大运行方式

电源点至(3）点的总阻抗标幺值为

X*3max=X*2maxX*l2=1.78+0.02=1。8

（3)

zq2min

=Ijz2/X*2min=5。51/2.03=2。71KA

求（3)～（14）点的短路电流

（4.26） (4.27）

短路电流周期分量为

I（3）zq3max= Ijz2/X*3max=5.51/1.8=3。06KA

冲击电流为

(完整word版)供电毕设(含外文文献+中文翻译)

冲击电流有效值为

② 最小运行方式

（3)

ch3max

=2。55 I

(3)

zq3max=2。55×3.06=7。80KA （4。28)

（4。29)

(3)

ch3max=1.52 I

zq3max

=1.52×3.06=4.65KA

电源点至（3）点的总阻抗标幺值为

X*3min X*2minX*l22.030.022.05

（4。30）

短路电流周期分量为

I(3）zq3min= Ijz2/X*3min=5。51/2。05=2。68KA

求(15）点的短路电流 ① 最大运行方式

电源点至（15）点的总阻抗标幺值为

X*15maxX*2maxX*l140.250.290.54 R*15minR*l140.94 Z*15max0.5420.9421.08

短路电流周期分量为

I(3)zq15maxIjz2/ Z*15max5.51/1.085.1KA

(4.31)

（4。32) （4.33) （4.34) (4。35) (4.36）

冲击电流为

i（3）ch15max=2.55 I(3）zq15max=2。55×5。1=13.01KA 冲击电流有效值为

I（3）ch15max=1.52×I（3)zq15max=1.52×5。1=7。75KA (4。27）

② 最小运行方式

电源点至（15)点的总阻抗标幺值为

X*15minX*2minX*l140.50.290.79

(4。28） (4.29） (4。30) （4.31）

R*15minR*l140.94 Z*15min0.7920.9421.23

短路电流周期分量为

I(3)zq15min Ijz2/ Z*15min5.51/1.234.48KA

求（a）点短路电流 ① 最大运行方式短路电流周期分量为

I（3)d（a）max=Ijz1/X*1max=1.56/0。25=6。24KA

（4.32）

(完整word版)供电毕设(含外文文献+中文翻译)

冲击电流为

（3）

ch（a）

=2.55 I（3）

d(a）max=2。55×6.24=15。91KA (4.33)

② 最小运行方式短路电流周期分量为

两相短路电流为

I（2)d(a）min=0。866 I(3)d（a）min=0.866×3.12=2.70KA (4.35）

求（b）点短路电流 ① 最大运行方式短路电流周期分量为

I（3）d(b）max=Ijz2/X＊2max=5。51/0。25=22KA

冲击电流为

I（3）ch(b)=2.55 I（3）d(b）max=2.55×22=56.10KA (4。37）

② 最小运行方式短路电流周期分量为

I(3)d(b)min=Ijz2/X＊2min=5.51/0.5=11。02KA

两相短路电流为

（2）

d（b)min（3）

d(a)min

=Ijz1/X＊1min=1。56/0.5=3。12KA （4.34）

(4.36）

(4。38）

=0。866 I

(3）

d(b）min

=0.866×11.02=9.54KA (4.39)

4.3 主要设备选择

（因为本论文主要是保护与防护系统的设计，所以所选器材主要为与保护有关设备）

4.3.1 断路器选择

1.35KV进线断路器选择 1）额定电压、额定电流的选择

断路器的额定电压不得低于装设地点的电网额定电压，其额定电流不得小于通过的计算电流，即：UN≥35KV，IN≥I30（A）=80.5A

所以选择型号为SW2—35/1000型高压少油户外断路器 2）断流能力的校验

高压断路器可分断短路电流,其断流能力校验为：Ioc≥Id(3)，查得Ioc=16。5KA，Id（3）=4.1KA,所以断流能力校验合格

3）短路稳定度校验动稳定度校验：

(完整word版)供电毕设(含外文文献+中文翻译)

ich

热稳定度校验：

(3）

=10。46KA，imax=45KA，imax＞ich

（3）

Id(3）tjx=Id(3）(tjx.z+tjx。f)=4。12×（1。5-0。5+0。2)=20。17 （4。40）

It×t=16。5×4=66

式中：tjx—假想时间,tjx=tjx.z+tjx。f

得到It2×t＞Id(3） 2tjx

（因为上一级某区域变电站配备的保护装置动作时间为1。5s，所以下属各级主保护装置动作时间依次减少0.5s,故此处top=1s）

所以动热稳定度校验合格

2．变压器二次侧、备用电源线路上以及通往各车间的10KV配电线的断路器选择 1）额定电压、额定电流的选择

断路器的额定电压不得低于装设地点的电网额定电压，其额定电流不得小于通过的计算电流,即:UN≥10KV，IN≥I30（B)=267。8A

所以选择型号为SN10-10I型高压少油户外断路器 2）断流能力的校验

高压断路器可分断短路电流,其断流能力校验为：Ioc≥Id（3),查得Ioc=16KA,Id(3）=3.1KA,所以断流能力校验合格

3）短路稳定度校验

动稳定度校验：ich(3）=7.91KA，imax=40KA,imax＞ich(3）热稳定度校验

Id（3) 2tjx= Id(3) 2（tjx.z+tjx。f）=3.12×（1—0。5+0.2+0.05)=7。21 （4.42) It2×t=16.5×4=66，得到It2×t＞Id（3） 2tjx

所以动热稳定度校验合格

基于同样的原理，10KV备用电源线路上以及通往各车间的10KV配电线的断路器型号也为SN10 —10I

(4。41)

(4。43）

4。3.2 电流互感器选择

1．35KV进线处电流互感器

1）I1N.TA≥（1.2～1.5)I30（A）=1。2I30（A）=1。2×80.5=96。6A

选择LCZ—35型电流互感器,选取一次侧电流I1N=100，I2N=5A,选3.0级用于测量,10P级用于保护

2）短路稳定度校验

LCZ-35型电流互感器1s热稳定倍数和动稳定倍数

(完整word版)供电毕设(含外文文献+中文翻译)

Krw=It/I1N.TA=9.75/0.15=65

Kdw=imax/ 所以动稳定校验合格

（KrwI1N.TA)×t=（65×0.15）=95 所以热稳定校验合格

3）准确度要求的二次回路阻抗校验

（4.44) (4.45） (4.46) (4。47)

=15。91KA

2I1N。TA=31。8/2×0。15=150

(3）

2KdwI1N。TA=31。8≥ich(a)

Id(a）(3）2×tjx=6。22×（1+0。2）=46。1KA （4。48）

准确度等级为3级允许的额定二次回路阻抗Z2N=2Ω，电流互感器二次侧测量回路阻抗设为0.35Ω，Z2N＞Z2，所以满足测量精度要求。

由10％倍数K1=Id(a)/I1N=6。24/0.15=41。6，得二次负荷Z2al=0。15Ω，继电回路总阻抗设为0.1Ω,所以满足保护精度要求。

2．变压器二次侧用于母线保护的电流互感器

1）I1N。TA≥1.3I30（B）=1.3×267。8=348。14A 护

2）短路稳定度校验

LQJ—10型电流互感器1s热稳定倍数和动稳定倍数

Krw=It/I1N。TA=75

Kdw=imax/ 所以动稳定校验合格

(KrwI1N。TA）2×t=（75×0.4KA）2=900 （4。52) Id（2)(3)2×tjx=3。12×（0.5+0.2+0.05）=7。2KA(4。53）

所以热稳定校验合格

3）准确度要求的二次回路阻抗校验

准确度等级为3级允许的额定二次回路阻抗Z2N=0.4Ω，电流互感器二次侧测量回路阻抗设为0。35Ω，Z2N＞Z2，所以满足测量精度要求。

由10%倍数K1=Id（2)/I1N=3.1/0.4=7.75,得二次负荷Z2al=1。0Ω，继电回路总阻抗设为0.65Ω，所以满足保护精度要求。

3．10KV备用电源进线首端以及10KV进线末端保护母线用电流互感器 1）I1N.TA≥1.3I30(B）=1。3×267。8=348.14A

选LQJ—10型电流互感器，选取一次侧电流I1N=400A，选0.5级用于测量,10P级用于保护

选LQJ—10型电流互感器，选取一次侧电流I1N=400A，选0。5级用于测量，10P级用于保

（4。49） (4。50)

(3）

2I1N。TA=160

2KdwI1N。TA=2×160×400=90。5KA≥ich（2）

=7.9KA（4.51）

(完整word版)供电毕设(含外文文献+中文翻译)

2）短路稳定度校验

LQJ—10型电流互感器1s热稳定倍数和动稳定倍数

Krw=It/I1N.TA=75

Kdw=imax/ 所以动稳定校验合格

（KrwI1N.TA)2×t=（75×0。4KA)2=900 所以热稳定校验合格

3)准确度要求的二次回路阻抗校验

准确度等级为3级允许的额定二次回路阻抗Z2N=0。4Ω，电流互感器二次侧测量回路阻抗设为0。35Ω,Z2N＞Z2,所以满足测量精度要求。

由10%倍数K1=Id(b）/I1N=15,得二次负荷Z2al=0。5Ω,继电回路总阻抗设为0.25Ω，所以满足保护精度要求.

10KV进线末端保护母线用电流互感器和上述情况基本相同，同选LQJ—10，校验方法相同

2I1N。TA=160

(3）

（4.54） (4。55)

=15。91KA(4.56)

(4。57）

2KdwI1N。TA=2×160×400=90.5KA≥ich（a）

Id（a)（3）2×tjx=6。22×(1+0。2）=46.13KA (4.58)

4．10KV配线处电流互感器（以通往电修车间的线路为例) 1）I1N.TA≥1.3I30=1。3×16.5=21.45A

选LQJ-10型电流互感器，选取一次侧电流I1N=50A，选0.5级用于测量,10P级用于保护 2)短路稳定度校验

LQJ-10型电流互感器1s热稳定倍数和动稳定倍数

Krw=It/I1N。TA=90

Kdw=imax/ KdwI1N.TA=所以动稳定校验合格

（KrwI1N。TA）×t=（90×0..05KA)=20。25

Id(a）(3)2×tjx=16.3KA

所以热稳定校验合格

3)准确度要求的二次回路阻抗校验

准确度等级为3级允许的额定二次回路阻抗Z2N=0.4Ω，电流互感器二次侧测量回路阻抗设为0.35Ω，Z2N＞Z2，所以满足测量精度要求.

由10%倍数K1=Id/I1N=61.2，得二次负荷Z2al=0.2Ω，继电回路总阻抗设为0.15Ω，所以满足保护精度要求。

（4.59） (4。60）

（3)

2I1N。TA=225

2×225×50=16KA≥ich

=7.9KA (4。61) (4.62） (4.63)

(完整word版)供电毕设(含外文文献+中文翻译)

其中通往大集中负荷的线路因为其计算电流较大，所以其所选型号为LQJ—10，一次侧电流为160A,二次侧电流为5A

5．断路器母线分段用电流互感器

选择GG—1A（F)型配电柜将10KV电能配送至各车间，查得配电柜的宽度为1.2m，所以整个母线总长不超过20m，所以母线上发生的短路电流可近似等于变压器二次侧的短路电流,所以也选择LQJ—10型电流互感器，一次侧电流为160A，二次侧电流为5A。校验具体步骤与变压器二次侧用于母线保护的电流互感器相同。

4.3.3 高压计量柜的选择

在主变压器二次侧以及10KV配电电源线路上安装高压计量柜KYN28A—12，它是国内目前比较常见的一种高压开关柜，全名称为:户内金属铠装移开式开关设备。额定电压3.6KV—12KV，其特点是配装的真空断路器为中重式，即断路器位于开关柜前柜的中部，因此下部空间节省下来可用于其它方案的扩展或作为电缆室用。此高压开关柜内装有PT柜，可用于计量。

4.3。4 选择无功功率补偿电容器选择

本厂的功率因数为：

cosP303100.5

0.67S304633.8(4.64)

要将功率因数提高至0.9，必须装设的无功补偿装置容量为:

QcQ30Q30'P30(tan1tan2)P30qc3100.50.591829.3 选择并联电容器型号为BW10。5—30—1W,电容器数量由

n=Qc/qc=1800/30=60

确定为60个，总补偿容量为1800kvar。

（4.65)

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5 变电所继电保护及故障分析

5。1 本系统故障分析

本设计35/10KV系统为单母线分段接线，所接负荷属于三级负荷居多，仅锅炉房为二级负荷。

1) 本设计中的电力系统具有非直接接地的架空线路及中性点不接地的电力变压器等主要设备。就线路来讲，其主要故障为相间短路、单相接地、两相接地和三相接地。

2）电力变压器的故障，分为外部故障和内部故障两类。

① 变压器的外部故障常见的是高低压套管及引线故障，它可能引起变压器出线端的相间短路或引出线碰接外壳.

② 变压器的内部故障有相间短路、绕组的匝间短路和绝缘损坏.

③ 变压器的不正常运行过负荷、由于外部短路引起的过电流、油温上升及油位过低. 3）补偿电容器故障：电容常见故障有电容器内部元件故障、内部极间短路故障、内部或外部极对壳短路故障。此外还会发生电容器与断路器之间连接线以及电容器组内部连线上的相间短路故障和接地故障等

5。2 线路继电保护装置选择

根据线路的故障类型，设置相应的继电保护装置如下：

1）35KV线路的保护,采用两段式电流保护，即电流速断保护和过电流保护,此外还装设有单相接地保护和自动重合闸装置

2)10KV备用电源线路保护,采用两段式电流保护和单相接地保护 3)10KV母线保护，采用定时限过电流保护和防母线接地保护 4）通往各车间的线路保护,采用两段式电流保护

5）补偿电容器的保护，采用过电流保护、失压保护和过压保护，

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5。3 主变压器继电保护装置选择

变压器为变电所的核心设备，根据其故障和不正常运行的情况，从反映各种不同故障的可靠、快速、灵敏及提高系统的安全性出发，设置相应的保护

1）针对外部故障设置的保护：采用两段式电流保护,因为35KV进线长度较短，所以其与进线线路保护共用一套保护装置。

2）防止内部故障及油面降低设置瓦斯保护。

3）异常运行保护和必要的辅助保护：温度保护（以检测变压器的油温,防止变压器油劣化加速）。

5.5 本设计继电保护原理概述

1）线路电流速断保护:是根据短路时通过保护装置的电流来选择动作电流的，以动作电流的大小来控制保护装置的保护范围；有无时限电流速断和延时电流速断，采用三相三电流继电器的星形接线方式，本设计选用无时限电流速断保护。

2）线路过电流保护：是利用短路时的电流比正常运行时大的特征来鉴别线路发生了短路故障,其动作的选择性由过电流保护装置的动作具有适当的延时来保证，有定时限过电流保护和反时限过电流保护；本设计与电流速断保护装置共用两组电流互感器，采用三相三电流继电器的星形接线方式，选用定时限过电流保护，作为电流速断保护的后备保护，来切除电流速断保护范围以外的故障,其保护范围为本线路全部和下段线路的一部分。

3)线路单相接地保护：在中性点不接地系统中，若发生单相接地故障时，只有很小的接地电容电流，而相间电压仍然是对称的，因此可暂时继续运行。但这毕竟是一种故障,而且由于非故障相对地电压要升高为原对地电压的3倍，因此对线路绝缘是一种威胁，如果长此下去，可能引起非故障相的对地绝缘击穿而导致两相接地短路.这将引起开关跳闸,线路停电。因此，在系统发生单相接地故障时,必须通过无选择性的绝缘监视装置或有选择性的单相接地保护装置，发出警报信号，以便运行值班人员及时发现和处理。

4)自动重合闸装置：电力系统中的不少故障特别是架空线路上的短路故障大多是暂时性的，这些故障在断路器跳闸后，多数能很快地自行消除。因此，如果采用自动重合闸装置使断路器自动合闸，迅速恢复供电，可大大提高供电可靠性.

5）变压器瓦斯保护：是利用安装在变压器油箱与油枕间的瓦斯继电器来判别变压器内部故障:当变压器内部发生故障时，电源使油及绝缘物分解产生气体。故障轻微时，油箱内气体缓慢的产生，气体上升聚集在继电器里，使油面下降，继电器动作，接点闭合，这时让其作用于信号，称为轻瓦斯保护;故障严重时，油箱内产生大量的气体,在该气体作用下形成强烈的油流,冲击继电器，使继电器动作，接点闭合，这时作用于跳闸并发信，称为重瓦斯保护.

6)补偿电容器的失压和过压保护：这两种保护属于技术性保护,所有电容器组均应装设失压

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和过压保护，过压保护主要是防止电容器长期过电压运行;失压保护主要是防止电容器失去电压后在带有电荷的情况下立即重合造成电容器损坏。

6 保护装置的整定与微机实现

6。1 线路保护整定计算

6。1。1 35KV线路保护整定计算

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1。定时限过电流保护

1）整定动作电流

Iop.1KrelIl.max1.2(1.580.5A)170.5A

Kre0.85

Iop.KA（6。1) (6.2）

KrelKw1.21Il.max(1.580.5A)5.68AKreKi0.85(150/5)式中：Krel—保护装置动作电流整定的可靠系数，对电磁式继电器,Krel=1。2

Kre—继电器返回系数,一般取为0.85

Kw—保护装置接线系数 Ki—电流互感器的变比

Il.max—线路最大负荷电流,可取为(1。5～3）I30

取继电器动作电流为6A，则过电流保护装置的动作电流Iop。1=（KiIop。KA)/Kw=180A 2）整定动作时间

因为材料给出的上一级某区域变电站配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s,所以此处整定的动作时间应比上一级动作时间减少0。5s，所以动作时间整定为1s

3)灵敏度校验

Sp= I（2）zq1min /Iop。1=2.15/0.17=12。6〉1。5 （I（2）zq1min=0.866 I(3)zq1min=2.15）

所以灵敏度校验合格 2．电流速断保护

因为过电流保护整定动作时间为1s,所以需装设瞬动的电流速断保护装置 1) 整定动作电流

Iqb。1=KrelIk。max=1.2×4。1KA=4。92KA

KrelKw1.21 Iqb.KAIk.max4.1KA0.16KAKi30(6。4）

（6。5) (6。3）

式中；Ik.max-被保护线路末端在电力系统最大运行方式下发生三相短路时的三相短路电流 2）灵敏度校验

Sp=KwI(2）d(a)min/KiIqb.kA=1.8〉1.5

所以灵敏度校验合格 3．有选择性单相接地保护动作电流整定

① 每路配电线的接地电容电流

（6。6)

(完整word版)供电毕设(含外文文献+中文翻译)

Ic= UN(Loh35Lcab)=354.5=0。45A

② 继电器整定电流因为Ki=150/5=30 ③ 灵敏度校验

所以灵敏度校验合格

Sp350(6。7）

350Iop（E) =（KrelIc)/Ki =(1。5×0。45）/30=0.02A (6。8）

IcIc40.450.452.251.5KiIop(E)300.02(6。9)

6。1。2 变压器二次侧母线保护装置整定计算

定时限过电流保护

1）整定动作电流

KrelIl.max1.2(1.5267.8A) Iop.1567.1Kre0.85

（6。10）

（6。11） KrelKw1.21Iop.KAIl.max(1.5267.8A)7AKreKi0.85(400/5)取继电器动作电流为7A，则过电流保护装置的动作电流

Iop。1=（KiIop。KA)/Kw=560A

2）整定动作时间

因为上一级保护装置整定动作时间为1s,所以此处动作时间为0.5s 3）灵敏度校验

Sp= I（2)zq2min /Iop。1=（0.866×2。71）/0。57=4。12>1。5（6.13）

所以灵敏度校验合格

因为母线长度较短,所以母线分段断路器上的保护装置整定与上述整定相同

6.1。3 10KV备用电源进线保护装置整定计算

1.定时限过电流保护

1）整定动作电流

Iop.1KrelIl.max1.2(1.5267.8A)567.1A

Kre0.85

(6.14）（6。12)

KrelKw1.21 （6.15）

Iop.KAIl.max(1.5267.8A)7AKreKi0.85(400/5)取继电器动作电流为7A,则过电流保护装置的动作电流

Iop。1=（KiIop。KA)/Kw=560A

(6。16）

(完整word版)供电毕设(含外文文献+中文翻译)

2）整定动作时间

设上一级动作时间整定为1。5s,则此处动作时间为1s 3）灵敏度校验 Sp= I

(2）

zq15min /Iop.1=（0.866×4。48)/0。57=6。8〉1。5(6.17）

所以灵敏度校验合格 2．电流速断保护

因为过电流保护整定动作时间为1s，所以需装设瞬动的电流速断保护装置

1) 整定动作电流

Iqb.1=KrelIk.max=1.2×5.1KA=6。12KA KrelKw1.21 Iqb.KAIk.max5.1KA0.07KAKi400/52) 灵敏度校验

Sp=KwI(2）d（b）min/KiIqb.kA=1。7〉1.5

所以灵敏度校验合格 3．有选择性单相接地保护动作电流整定

① 每路配电线的接地电容电流

Ic= UN(Loh35Lcab)= 10354 =4A

② 继电器整定电流

因为Ki=400/5=80

Iop（E） =（KrelIc）/Ki =(1。5×4)/80=0.075A (6.22）

③ 灵敏度校验

350（6.18） (6.19）

（6。20)

（6.21）

350Sp所以灵敏度校验合格

IcIc444

21.5KiIop(E)800.075（6。23)

6.1。4 各配电线路的保护装置整定计算

定时限过电流保护（以通往电修车间的线路为例） 1)整定动作电流

Iop.1KrelIl.max1.2(1.516.5A)34.94A

Kre0.85

(6.24）

Iop.KAKrelKw1.21 （6.25） Il.max(1.516.5A)3.49AKreKi0.85(50/5)取继电器动作电流为4A，则过电流保护装置的动作电流Iop。1=（KiIop.KA)/Kw=40A

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2）整定动作时间

因为上一级保护装置整定动作时间为0.5s，所以此处动作时间为0s，即该过电流装置相当于速断的功效

3）灵敏度校验 Sp= I

（3)

zq3min/Iop.1=(0.866×2。68）/0.21=11.05>1.5(6。26)

所以灵敏度校验合格

6.2 变压器保护整定计算

1.定时限过电流保护

1）整定动作电流

KrelIl.maxKrel1.5I1N.T1.2(1.582.48A) Iop.1174.66AKreKre0.85Iop.KA(6。27) （6。28)

KrelKw1.21Il.max(1.580.5A)5.68AKreKi0.85(150/5)取继电器动作电流为6A,则过电流保护装置的动作电流

Iop。1=(KiIop.KA）/Kw=180A

2）整定动作时间

配电变压器动作时间可整定为最小值0。5s 3）灵敏度校验

配电变压器过电流保护的灵敏度,按配电变压器低压侧母线在系统最小运行方式下发生两相短路时高压侧的穿越电流值来检验

I(2)zq2min=0.866I（3)zq2min=0。866×2.71=2.35 (6。30）穿越电流值：

(6。29)

I(2)'zq2minI(2)zq2min/K2.35/3.50.67

Sp I(2)'所以灵敏度校验合格 2．电流速断保护 1）整定动作电流

zq2min(6.31）

/Iop.10.67/0.173.91.5 （6。32）

其中Ik,max应取低压母线的三相短路电流周期分量有效值换算到高压侧的穿越电流值：

I(3)'zq2min I(3)zq2min/K2.71/3.50.77 Iqb.1KrelI(3)'zq2min1.20.77KA0.92KA

(6。33）（6.34） (6.35)

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2）灵敏度校验

变压器电流速断保护的灵敏度，按其装设的高压侧在系统最小运行方式下发生两相短路的短路电流来检验，

（2)

zq1min

=0。866×I

（3）

(3)

zq1min=0.866×2。48KA=2。15 (6。36)

(6。37)

Sp=Kw I

所以灵敏度校验合格

zq1min

/KiIqb。kA=2.39>1.5

6.3 变电站的微机保护实现

6。3。1 微机保护的优越性

以上整定计算均以常规继电器保护方式进行整定，但在现如今的工厂中多采用微机保护装置，微机保护比常规的继电器型或晶体管型保护装置有不可比拟的优越性,越来越受到继电保护人员和运行人员的欢迎。其优越性表现在以下几个方面：

1）灵活性强。由于微机保护装置是由软件和硬件结合来实现保护功能的，因此在很大程度上，不同原理的继电保护的硬件可以是一样的，只要运行不同的程序即可完成相应的保护功能.

2）综合判断能力强。利用微机的逻辑判断能力，很容易解决常规继电保护中因考虑因素太多，用模拟电路很难实现的问题，因而可以使继电保护的动作规律更合理

3)性能稳定，可靠性高。微机保护的功能主要取决于算法和判据，对于同类型的保护装置，只要程序相同,其保护性能必然一致，性能稳定.晶体管型的继电器的元器件受温度影响大，机械式的继电器运动机构可能失灵,触点性能不良。而微机保护采用了大规模集成电路，器件性能稳定,元件数目、连接线等都大大减少，因而可靠性高。

4）微机保护利用微机的记忆功能，可明显改善保护性能、提高保护的灵敏性。

5)微机保护利用微机的智能特性，可实现故障自诊断、自闭锁和自恢复。这是常规保护装置所不可比拟的

6)体积小、功能全。由软件可实现多种保护功能，可大大简化装置的硬件结构，可以在事故后打印出各种有用数据

7)运行维护工作量小，现场调试方便。可在线修改或检查保护定值,不必停电校验定值通过面板按钮或者前面板通信口将整定后的动作电流以及动作时间输入微机保护装置，则达到所设参数后,微机保护装置动作，使断路器跳闸

6.3.2 微机保护装置的选择

1.微机变压器保护装置

本设计采用ARAS2316B数字式变压器保护测控装置进行变压器保护，ARAS2316B用于高压侧

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不设差动保护的情况,作为变压器以及引出线故障的主保护;也可用于配置差动保护的变压器，作为差动保护的后备保护功能配置：

a.复合电压启动两段过流保护

b。过负荷保护 c。低电压保护

d.本体保护（重、轻瓦斯和温度高等)

2。微机线路保护装置

本设计的线路保护均采用CAL314型线路测控保护装置，CAL314型线路测控保护装置使用于6～35KV电压等级，中性点非直接接地系统的架空线或电缆出线，完成本线路的测量，控制和距离保护等功能

其主要性能特点为：

a.单元通用软硬件平台设计，硬件采用32位微处理器和32位浮点DSP，软件采用嵌入式实时操作系统VxWorks。

b。采用16位6路并行A/D和差分输入电路，保护测量精度高达1％ c。硬件板卡采用多层板设计和表面贴装工艺，集成度高，抗干扰能力强。

d.对保护测控一体化的装置，测量电流与保护电流输入独立。采用自动校准、自动跟踪的高精度交流采样技术，电流、电压的测量精度优于0.2级

e.通信方式灵活，支持工业双以太通信,测控保护装置直接上网,同时提供双RS232/485通信接口

3.微机母线保护装置

本设计采用DF3322B型分段保护装置进行母线保护，DF3322B型分段保护装置，主要用于66KV及以下电压等级的分段断路器，还可适用于站用变、低压母线、小型变压器以及不带重合闸和低周剪裁的馈电线路。其主要性能特点为:

a。采用先进的工业级芯片，装置的MCU均采用MOTOROLA的32位MCU芯片，硬件系统具有高的抗干扰能力及工作可靠性.

b。采用14位A/D采集芯片，提高了数据采集的分辨率和测量精度 c．主要芯片采用表面贴装技术

d．装置电气隔离和屏蔽按国际标准电磁兼容设计

4。微机电容器保护装置

本设计采用BEH-36型电容器保护测控装置进行电容器保护，BHE—326适用于66KV及以下电压等级的电容器保护及测控,装置自带操作回路，可集中组屏安装，也可以分散安装在开关柜

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上。

功能配置:

1) 过流保护 2) 速断保护 3) 过电压保护

4）欠电压及有流闭锁欠电压保护 5）测控功能

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7 变电所防雷保护与接地装置的设计

7.1 雷电以及防雷装置

7.1.1 雷电

雷电是一种恐怖而又壮观的自然现象，这不仅在于它那划破长空的耀目闪电和令人震耳欲聋的雷鸣，重要的是它给人类生活带来巨大的影响。且不说雷电促成有机物质的合成可能在地球生命起源中占有一定的地位，以及雷电引起的森林火灾可能启发了远古人类对火的发现和利用；仅在现代生活中,雷电威胁人类的生命安全，常使航空、通讯、电力、建筑等许多部门遭受破坏，就一直引起人们对于雷电活动及其防护问题的关注。雷电放电是一种气体放电现象，由其引起的过电压，叫做大气过电压。它可以分为直击雷过电压和感应雷过电压两种基本形式。雷电放电是由于带电荷的雷云引起的。

雷击过电压产生的机理：云对地放电的实质是雷云电荷向大地的突然释放. 尽管雷云有很高的初始电位（估可达几百兆伏），可能使大气击穿,形成先导主放电,但是地而被击物体的电位并不取决于这一初始电位，而是取决于雷电流与被击物体阻抗的乘积（被击物体阻抗是指被击点与大地零电位参考点之间的阻抗)。所以，从电源的性质看，这相当于一个电流源的作用过程。雷电放电的物理过程虽然是很复杂的,但是从地而感受到的实际效果和防雷保护的工程角度，还是可以把它看成是一个沿着一条固定波阻抗的雷电通道向地而传播的电磁波过程，据此建立计算模型。在雷电放电过程中，人们能够测知的电量，主要是雷击地而时流过被击物体的电流i，然后再根据计算模型反推出雷电波的参数.

7。1。2 防雷装置

1. 避雷针

避雷针是防直接雷击的有效装置。它的作用是将雷电吸引到自身并泄放入地中，从而保护其附近的建筑物、构筑物和电气设备等免遭雷击。

1）、避雷针的结构和保护原理

避雷针是由接闪器、支持构架、引下线和接地体四部分构成.

（1）接闪器是避雷针顶端1~2m长的一段镀锌圆钢或焊接钢管。圆钢直径应大于12~16mm；钢管直径应大于20~25mm.通过接闪器和雷云发生闪络放电。

(2）支持构架高度在15～20m一下的独立避雷针可采用水泥杆；较高时宜采用钢结构支柱；110KV及以上电压级变电站，当条件允许时，可将避雷针安装在高压门型构上；对于建筑物或构

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筑物可装于顶部。

(3）引下线采用经过防腐处理的圆钢或扁钢.圆钢直径不得小于8~12mm；扁钢截面不得小于12mm×4mm。引下线应沿支持构架及建筑物外墙以最短路径入地，以便尽可能减小雷电流通过时在引下线上产生的电感下降。

（4)接地体埋于地下的各种型钢，工程中多采用垂直打入地中的钢管、角钢或水平埋设扁钢、圆钢.入L50×50×5，长2。5m的角钢和截面为4mm×25mm的扁钢。接地体是直接泄放雷电流的，所以其选用既要考虑经济，又要满足接地电阻值的规定要求。

避雷针的保护原理是:当雷云中的先导放电向地面发展，距离地面一定高度时，避雷针能使先导通道所产生的电场发生畸变,此时，最大电场强度的方向将出现在从雷电先导到避雷针顶端（接闪器）的连线上，致使雷云中的电荷被吸引到避雷针,并安全泄放入地。

2）、避雷针的保护范围

（1）单根针的保护范围如图7。1所示。

A 45° ha h B hx 1.5h rx h/2 0.75h 图7。1 单根避雷针的保护范围

由上图有，在被保护高度为hx水平面上, 其保护半径rx为当hk≥h/2时 rx=（h—hx)p

当hx（7.1）（7。2）

式中:p—考虑避雷针太高时，保护半径不成正比增大的系数。当h≤30m时,p=1;当30〈h≤120时,p=5.5/h;当h>120m时，按120m计算。

（2）两根等高避雷针的保护范围如图7。2所示

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h 1 ha R0 D/7p 2 O-O` 截面 rx D bx bx h0 h/2 1.5h h0 hx bx 1.5h0 rx 图图7。2 两根等高避雷针的保护范围

首先根据被保护物的长、宽和高度及避雷针理想的安装位置等客观情况，初步确定两等高针之间的距离,并按照D≤7ha，初步选取ha。根据D和ha,进行两等高针联合保护范围验算：两针之间保护范围如图2-4所示，计算公式有： h0=h—D/7p bx=1。5（h0-hx）

2．避雷线

避雷线是由悬挂在保护物上空的镀锌钢绞线（即接闪器，截面不得小35mm2）、接地引下线和接地体组成。

（1）单根避雷线的保护范围如图2-5所示。

ha h 250 （7.3）（7。4)

式中: h0—为等高双针的联合保护范围上部边缘最低点的高度(m ），p同上

图7.3 单根避雷线的保护范围 h hx h/2 h 单根避雷线的一侧，在高度为hx平面上的保护宽度rx按下式计算:

当hx≥h/2时， rx=0。47（h—hx)p (2）两条平行架设的避雷线的保护范围

(7.5）

当hx≥h/2时， rx=（h—1.53hx)p （7.6)

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rx h hx h/2 ha R0 1 D/4p 2 D h 图7.4 双避雷线的保护范围

在两根避雷线的外侧的保护范围按单根线方法确定；而两避雷线内侧保护范围的横截面，是由通过避雷线1和2及保护范围上部边缘的最低点O的圆弧来确定，O点的高度h0=h-D/4p。

两避雷线端部的保护范围分别按单根避雷线确定端部的保护范围，两线间端部保护范围最小宽度有:

bx=h0-hx=h-D/4p-hx 式中：bx-两避雷线端部最小保护宽度

hx-被保护物高度

h0—两避雷线间保护最低点高度

(7。7）

3避雷器

避雷器是用来限制沿线路侵入的雷电压（或因操作引起的内过电压）的一种保护设备.避雷器的连接如图7.5所示:

过电压波线路

避雷器被保护设备图7.5 避雷器的连接

为了使避雷器能够达到预想的保护效果，必须满足如下两点基本要求。

（1）具有良好的伏秒特性,以实现与被保护电气设备绝缘的合理配合。如图7.6所示

u 1 33 2 3 (完整word版)供电毕设(含外文文献+中文翻译)

图7。6 避雷器与电气设备的伏秒特性合理配合

1-电气设备的伏秒特性;2-避雷器的伏秒特性；3-电器上可能出现的最高工频电压

伏秒特性,是表达绝缘材料（或空气间隙）在不同幅值的冲击电压作用下，其冲击放电电压值与对应的放电时间的函数关系.

（2）间隙绝缘强度自恢复能力要好，以便快速切断工频续流,保证电力系统继续正常工作。

对于有间隙的避雷器以上两条都适宜，这类避雷器主要有保护间隙、管式避雷器及带间隙的阀式避雷器。对于无间隙的金属氧化物避雷器,基本技术要求则不同，它没有灭弧问题，相应的却产生了独特的热稳定性问题。

目前大部分变电站防雷电侵入波使用的氧化锌避雷器的保护效果如图7。7所示：

u u1

u2 SiC避雷器限制的过电压 ZnO避雷器限制的过电压侵入的雷电过电压 t

图7。7 氧化锌避雷器的保护效果

7。2 变电站雷电侵入波防护

7.2。1 变电站对雷电侵入波防护概述

雷击输电线路的次数远多于雷击变电站，所以沿线路侵入变电站的雷电侵入波较常见。再加上输电线路的绝缘水平（即绝缘子串50%冲击放电电压U50％）比变压器及其他电气设备的冲击绝缘水平高得多，因此，变电站对雷电侵入波的防护显得很重要。

在变电站内装设避雷器是变电站对侵人波防护的主要措施。现阶段, 大部分变电站都采取使用氧化锌避雷器代替原来的阀型避雷器.主要由于氧化锌避雷器除具有较理想的非线性伏安特性外，还有无间隙、无续流、电气所受过电压可以降低和通流容量大，可以用来限制内部过电压等等优点。然而,要有效及经济地保护变电站所有电气设备,不仅要正确选择避雷器，还

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要合理地确定避雷器的接线；同时还要限制由线路传来的雷电波陡度及流过避雷器的雷电流幅值。

7.2.2 避雷器的设计

1. 避雷器的防护距离

以主变压器为保护对象，雷电波沿变电站进线侵入，避雷器连接点距离变压器连接点的最大允许电气距离。在此称为避雷器的防护距离，参见图7。8。

at l F 1 2 T 图7.8 分析避雷器保护距离的简单回路

当雷电波入侵时,变压器上的电压具有振荡性质,其振荡轴为避雷器的残压Uc5。主要原因是由于避雷器动作后产生的电压波在避雷器和变压器之间多次反射引起，因此，只要变压器离避雷器有一段距离,变压器所受冲击电压的最大值必然要超过避雷器的残压Uc5,有时会对变压器绝缘造成威胁,因此变压器与避雷器之间的安装距离l要进行限制,该距离不能太远;变压器上所受冲击电压的最大值Um。

Um=Uc5+2a×l/v=Uc5+2a0×l

(7。8）

lmax≤(Um-Uc5）/2a0 （7.9)

式中，波速v为定值；a为侵入波的时间陡度（kV/s）；a0为侵入波的空间陡度(kV/m)。在平常的设计要求中，根据上述公式,只要距离l满足要求即认可,但是,随着变电站设备的老化,其耐雷水平或承受过电压的能力都会存在不同程度的下降，对变电站来说,最重要的设备是变压器,其承受过电压的能力相应低于其他设备，因此，在电气设备的绝缘配合中,通常应以变压器作为绝缘配合的核心,站内母线避雷器的安装,要尽可能做到与主变压器之间的距离最短；在一些变电站, 比如10 kV (35kV）母线避雷器与TV 安装于同一间隔内，该间隔可以安装于该母线段的任何位置,但从其与主变最小距离考虑,该间隔尽可能做到挨着主变侧开关间隔安装,在实际设计、施工中也是容易做到的,对保护变压器侧的绝缘是有好处的。

以此35 kV电压等级为例进行说明：由于此变电站1km 进线段有避雷线，若取a0= 1.0 kV/ m ，若l与变压器减小5 m ,则变压器所受冲击电压将减少10 kV ，这对保护变压器的绝缘是很有利的。

同时，还应对被保护设备与避雷器之间的安装距离l进行校核，即雷电防护要有一定裕度。

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Ubil/Um≥K Ubil/K≥Um

Ubil/（Uc5+2a0×l)≥K 式中：K—是一个大于1的配合系数, 可取1。05～1.1 Ubil—被保护设备的雷电冲击耐受电压

Uc5—避雷器的雷电冲击残压 Um—设备上所受冲击电压的最大值

（7。10）（7。11） (7。12)

而不应当用公式 Ubil/Uc5≥K来校核，因为只要被保护设备与避雷器有一定距离，被保护设备上的电压明显要高于Uc5，若用Uc5进行校核,在l较大的情况下可能存在没有保护裕度。

2。避雷器与变压器的最大电气距离 35KV变压器允许的距离lmax

因为35KV进线为1条：根据Um=Uc5+2a×l/v=Uc5+2a0×l，令Um=Ubil（35KV变压器的雷电冲击耐受电压为185kV,35KV进线1km有避雷线,其陡度a0取1。0kV/m）。 185=134+2×1×lmax

lmax =25（m）

故由计算可知，在35KV变电站里面距变压器（35/10.5KV、35/0.4KV）25m内必须要安装避雷器。

（7。13)

7。3 变电站的进线段雷电防护设计

7.3。1 进线段防护必要性

当lmax一经确定，为使避雷器能可靠地保护设备,还必须设法限制侵入波陡度。对于已安装好的电气距离l，可求出最大允许陡度。同时,应限制流过避雷器的雷电流的大小，以降低残压，尤其不能超过避雷器的额定通流能力，否则避雷器就会烧坏。

变电站因雷电侵入波形成的雷害事故有50%是离变电站1km以内雷击线路引起的,约有71%是3km以内雷击线路引起的。说明加强变电站进线段的雷电防护的必要性和重要性。

雷电侵入波沿导线传播时有损耗.具体是雷电压在线路上感应产生的地点离变电站愈远，它流动到变电站时的损耗就愈大，其波陡度和幅值就降得愈低。为此,可以在变电站进线段，即距变电站1~2km的这段线路上加强防雷保护。对全线无架设避雷线的,应在这段线路增设避雷线；当全线有避雷线时,应使该段线路具有更高的耐压水平，减少进线段内绕击和反击形成侵入波的概率.这样，侵入变电站的雷电过电压波主要来自进线段外，并经过1～2km线路的冲击电晕影响,不但削弱了侵入波的幅值和陡度，而且因进线段波阻抗的作用,也限制了通过避雷器的雷电流，使其不超过规定值，保证了避雷器的良好配合，这一措施就是变电站进线段保护.

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7.3。2 进线保护段接线设计

1—2kmF3F2F1

图7.9 35KV进线保护段接线图

架设避雷线的线段称为进线保护段，其长度一般为1~2km，具有较高的耐雷性能。避雷线的保护角应不大于20°，以尽量减少绕击率.对于木杆或木横担线路,由于其对地绝缘较高，为了限制线路上遭受直击雷产生的高电压，可在进线段首端装设一组管型避雷器F1；对于铁塔或铁横担的线路，其进线端首端可不装设避雷器，由于变电站的进线开关或断路器在雷雨季节可能处于开路状态，为防止雷电冲击波引起的折射电压使其触头相间或对地闪络而损坏触头,应在进线段末端，尽量靠近隔离开关装设一组管型避雷器F2，其外间隙大小应调整为线路正常运行时不被击穿，另外阀型避雷器F3为保护主变压器及其他电气设备的绝缘。

7.4 变电站的接地设计

7.4。1 变电站接地装置的型式

在变电站集中安装了最重要的电气设备和电气装置,如变压器、断路器及各种控制屏、保护柜等.这些设备需要避雷针（线）和避雷器来实现防雷保护；同时，这些电气设备带电运行时，还要考虑值班人员的人身安全。因此，在变电站就需要有良好的接地装置,以实现综合满足工作接地、保护接地及防雷接地等的要求.

在实际工程中，为保证安全及工作需要，一般是统一敷设——接地网,而在避雷针（线）和避雷器附近下面，在加设一组集中的防雷接地体，加强泄放雷电流作用,从而构成了变电站完整的接地装置.

变电站的接地装置要充分利用自然接地体，若自然接地体满足不了接地电阻值要求，则要加设人工接地体,而且多数是敷设以水平接地体为主的人工接地体.对大电流接地系统的变电

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站，不管自然接地体情况如何，必须装设人工接地体。对面积较大的接地网来说，装设水平人工接地体对均压、散流、降阻以及减小跨步电压和接触电压效果最好。

变电站的接地网常采用40mm×4mm的扁钢或直径为20mm的圆钢排列成方孔形或长孔形,埋地0.6～0。8m,在北方应埋在冻土层以下，其面积与变电站的面积相同或稍大,埋在变电站的围墙外侧,距墙1.5～2m，四周外缘应闭合，外缘各角做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于接地网内均压带间距的一半.网内敷设的均压带间距一般取3～10m，可以等间距布置，也可以不等间距布置,但应按一定规律变化。

7.4.2 变电站的接地装置要求

1。接地电阻值的要求

① 在中性点直接接地或经低电阻接地的变电站中，保护接地电阻要求：

2000 I式中，R—考虑季节变化时的最大接地电阻值

Rdd

(7。14)

I—流经接地装置入地的计算短路电流，其大小按下式计算.

当变电站内发生接地短路时,流经接地装置的入地电流为： I(ImaxIN)(1kf1) 式中:lmax-接地短路电流的最大值

IN-发生最大接地短路电流时，流经变电站接地中性点的最大接地短路电流kf1—变电站内发生接地短路时避雷线的工频分流系数。

当在变电站外发生接地故障时,流经接地装置入地的短路电流为： I=IN(1—kf2）

kf2-在变电站外发生接地短路时避雷线的工频分流系数。

② 在中性点不接地、经消弧线圈接地的变电站中，保护接地电阻应符合如下要求。当高、低压电气装置及设备共用接地装置时：应使Rd≤4Ω。

仅供高压电气装置接地保护用时：

且要求Rd≤10Ω.

两式中，Rd-考虑季节变化时的最大接地电阻值Ω

I—经接地装置入地的计算短路电流

（7.15）

（7。16)

式中：IN—发生最大短路电流时，流经变电站接地中性点的最大短路电流

（7。17)

Rd250 I（7.18）

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式中，Up—相电压

IUp(35LxLb)

350 (7.19)

Lx—有电气连接的电缆线路总长 Lb—有电气连接的架空线路总长

③ 对变电站电气装置及设备防雷保护接地电阻要求：

独立避雷针（线）在一般土壤电阻率地区（ρ≤500Ω·m)其冲击电阻应满足： Rch≤10Ω 足:

独立避雷针与电气装置带电部分及电气设备接地部分和构架接地部分的空间距离为： Sk≤0.2Rch+0.1h Sd≤0.3Rch 两式中，Rch—防雷电过电压的冲击接地电阻值

Sk—防雷电反击的空间距离 Sd—防雷电反击的地中距离 h—避雷针上用来校验反击的高度

(7。20)

但在高土壤电阻率地区，接地电阻达到要求值很有困难，允许采用较高电阻值，但必须满

（7。21) （7。21）

同时，独立避雷针的集中接地体与变电站接地网之间的地中距离应为：

2. 变电站主接地网的均压要求及计算

变电站接地装置型式及布置的确定，应从人身及设备安全考虑，以降低接触电压和跨步电压为目的，并符合我国接地设计规范要求。如对大接地短路电流系统发生单相或同点两相接地短路时,变电站电力设备接地装置上的接触电压和跨步电压不应大于下列数值：

Ujc1740.17f

t(7。22)

Ukb1740.7f

t（7.23)

式中，Ujz、Ukb—接触电压和跨步电压

ρf—人脚站立处地面的土壤电阻率 t—接地短路电流持续时间

7.4.3 接地电阻的计算

接地电阻是接地装置的主要参数,它与土壤的电阻率、密实度、含水率、温度、化学物质的

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含量，以及接地装置的构造、面积、埋设深度等因素有关,一般可分为如下3个部分。

·接地极自身电阻：工程中使用的接地极都是利用金属制成的，其阻值很低,一般忽略不计 ·接地极与土壤间的接触电阻：其值占接地电阻的20%～60％。

由此可见，接地电阻主要由接触电阻和流散电阻构成。（1)传统的接地网接地电阻的计算公式为：

R0.5

S（7。24) （7.25）（7。26）

4L ln2LDL2 R(lnA)2LdH式中，ρ-土壤电阻率（Ω·m）

RD—钢材等效直径(m） S—接地网面积（m2） H—埋设深度（m） L—接地极长度(m) A—形状系数.

（2）任意形状复合接地网接地电阻通用计算公式。

Rm=α1Rec

(7.27) (7.28）

1(3lnL0S 0.2)L3 kSRec0.213(1B)(ln5B)2L9hd30.3LB（7.29)

LL4.6h/S（7。30）

接地设计步骤如下。

（1）接地电阻要求值因为中性点不接地、经消弧线圈接地，仅供高压电气装置接地保护

用时，要求 Rd≤250/I

(2)确定土壤电阻率考虑季节变化，土壤电阻率应乘以季节系数Ψ=1。3，所以最大电阻率为：

5001.3650(cm)

（7。31）

(3)选择接地体及确定接地装置型式选角钢L50×50×5，长3。5m做垂直接地体；并选扁钢40mm×5mm做水平接地体,构成以垂直接地体为主的复式接地装置.

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接地装置在距变电站建筑物外墙1.5m处，呈环路闭合的长孔型布置，中间加一条均匀带。垂直接地体间距取6～7m，沿闭合环路垂直打入地中，上端用扁钢连接，扁钢埋地0.5～0。7m.高、低压配电装置角钢基础及变压器底部钢轨均通过不少于2根的接地线连接到接地装置上。变电站各室出入口敷设帽檐式均压带或铺设沥青路面(变电站无自然接地体）.

（4）接地装置计算

1）单根垂直接地体的接地电阻

4l6.510243.5 (7.32)

Rllnln68.722ld23.143.50.840.05 2）初定垂直接地体根数,确定屏蔽系数因闭合接地装置的周长L=[(1。5×2+50）+(1.5×2+40）］×2=192m，接地体间距a=6～7m，故垂直接地体根数约为 n`=L/a=32~27。5根

实取n=30 根

按n=30及a/l=2，查得ηc=0。6

（5）接地装置的接地线（即连接扁钢）热稳定性校验

Ijd10.8103

Smintd0.7129.6mm2C70(7。33)

实选接地线40×5=200mm2>Smin 合格 (6）防雷接地

35KV变电站用独立避雷针, 避雷针接地引下线埋在地中部分与配电装置构架的接地导体埋在地中部分在土壤中的距离大于3m，变电站电气装置的接地装置采用水平接地极为主的人工接地网，水平接地极采用扁钢50mm×5mm, 垂直接地极采用角钢50mm×5mm，垂直接地极间距5m～6m, 主接地网接地装置电阻不大于4Ω，主接地网埋于冻土层1m 以下。人工接地网的外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形。

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结论

该钢铁企业变电所采用两路电源进线,为保证系统的可靠安全运行，系统需要分别对进线、变压器、母线等装置装设保护，由于微机保护装置具有灵活性强，性能稳定等优点，所以现今保护普遍采用微机保护。本设计采用了多种微机保护装置进行保护，例如:用ARAS231668型保护装置进行变压器保护，CAL314型进行线路保护，DF3322B型进行母线保护等。本设计也对于进线段等处进行防雷接地装置的设置,对于变电所的正常、可靠运行也具有十分重要的作用。

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致谢

经过一学期忙碌的学习工作，毕业设计终于即将完成,从一开始的略懂到现在的熟知，光凭我自己的努力是不可能完成的，在这过程中有老师的悉心指导，还有同学的热心帮助，这篇文章才得以顺利完成。

从论文设计之初，苑薇薇老师就不断给予我们设计的建议，当我们遇到设计的难题时,苑老师牺牲自己的休息时间无偿的对我们进行指导，正因为这样，才使得设计进行的十分顺利，苑老师渊博的知识，严谨的治学态度,细心、耐心的工作作风和敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终生难忘。在这里我向苑老师表示衷心的感谢,感谢她为学生带来的温暖，以及学习、生活上的无私帮助.

我还要感谢在大学四年里教过我的所有老师，感谢他们教会了我这么多专业的知识，这些四年的大学生活即将走入尾声，我们的校园生活就要划上句号,心中是无尽的难舍与眷恋,从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的旅程，要把所学的知识应用到实际工作中去。这四年将是我一生中最难忘的回忆.

知识都是一辈子的财富。没有他们的教育，今天的毕业论文也不可能顺利完成。

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参考文献

［1］苑薇薇,任彦硕。《工业企业供电》.北京邮电大学出版社，2010.2：4—46 [2］刘介才.《工厂供电设计指导》.机械工业出版社,1999：4—21 ［3] 王荣藩.《工厂供电设计与实验》。天津大学出版社，2002：1—24 ［4] 吴靓。《发电厂及变电站电气设备》.中国水利水电出版社,2004.8:24—46 [5] 刘介才.《工厂供电简明技术手册》.机械工业出版社,1993：1-46

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附录A 外文资料翻译

Five—year development of China's power industry achievements

\"National Congress\"， the power industry in the CPC Central Committee, under the

correct leadership of the State Council， adhere to the guidance of scientific concept of development， and actively respond to the rapid growth of electricity demand challenges， seize the historical opportunity for development to accelerate the pace of structural adjustment and deepen the reform of electricity conscientiously fulfill their social responsibilities and promote the building of a harmonious society， the pace of development significantly accelerated the development of improved quality。 Services to the party and the overall situation of the government work， economic and social development services, services of electricity customers the ability to further enhance and protect the economic and social development and people’s living standards rising demand for electricity has made remarkable achievements, achieved a historic leap 。

Fast and good development for economic growth and social progress to provide a solid security

● with less than three years on the reverse of the power supply tension; ● to ensure the safe and reliable power supply, there were no serious accidents and major power grid equipment accidents;

● Power installed a 400 million kilowatts， 500 million kilowatts， 600 million kilowatts a landmark three major leaps and bounds；

● continue to strengthen the power grid to improve the power system peak load record highs;

● national urban and rural residents continued to increase electricity consumption， showing a new trend.

1。 Power supply and demand situation has been effectively reversed， the basic realization of the supply-demand balance. \"National Congress”， China's economy has entered a new round of growth cycle. Associated with this, the rapid growth of the national electricity demand， electricity supply shortages re-emerged in 2003 in 2004, gradually developed into a nationwide， continuous power shortage situation。 Among

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them， 2003， a total of 23 provincial power grids implemented; 2004, a total of 26 provincial power grids implemented。 Since the new century to face the most serious shortage of power supply and demand in the new situation， the CPC Central Committee and State Council attached great importance to increased macro—control efforts; power enterprises has accelerated the pace of power construction, increase cross-provincial electricity trade, the demand for active side management measures， with less than three years to reverse the country’s electricity supply tensions.

In 2004， National City customers as a result of power blackouts caused the average time for 9 hours and 25 minutes； in 2005 dropped to 6 hours and 55 minutes； to continue in 2006 reduced to 18 minutes； first half of this year， only 6 minutes。 This shows that the tension in the national electricity supply has been effectively alleviated.

2。 Safe and stable operation of power has improved continuously。 Over the past five years, the National record high power load。 In order to ensure electrical safety of sustained and stable production, the electricity system in the building and equipment to strengthen management， improve the network of factory co-ordination mechanisms， the development of contingency plans and regular safety drills, etc. have done a great deal of solid work to further solidify the power of the safety management basis. There were no major national electricity production more than personal injury and death， there were no serious incidents grid, there were no major equipment accidents, the general power grid power production safety accidents and equipment significantly reduce accidents。 From 2004 to 2006， the national power grid from accidents dropped from 196 to 48, the equipment from accidents dropped from 551 to 238 since a timely manner to avoid the possible large—scale, long-term power outage.

3。 Power construction by leaps and bounds， \"National Congress\" has realized the power capacity of 400 million kilowatts, 500 million kilowatts, 600 million kilowatts a landmark three major leaps and bounds。 Installed a four-year average annual growth rate of 15%, since the reform and opening than the average annual growth rate of 6。41 percent high。 Since 2002 in particular, to increase the power capacity of close to the sum of the previous 52 years， this is the speed of China, the pace of the world. The end of 2006， the national power generation installed capacity reached 624 million kilowatts installed capacity and power output for 12 consecutive years has ranked second in the world。 The end of 2007, national power installed capacity will reach 700 million

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kilowatts.

Five years, the rapid growth of installed capacity of hydropower smooth， with an average annual increase of 11 million ~ 13 million kilowatts about. The end of 2006， installed hydropower capacity reached 130 million kilowatts, ranking first in the world； thermal power reached 484 million kilowatts of electricity supply more obvious role in protection; the development of wind power into the high growth period， as of 2006 the end of the formal and the national transport network for wind power equipment capacity of 2,072，500 kilowatts, representing 420 percent growth in 2002， an average annual increase of 50％， especially in the year 2006， installed capacity of wind power production is equivalent to the sum of the past history ； biomass power generation to start, as at the end of 2006， the National has built a total of 80,000 kilowatts national demonstration projects generating units straw to fill the gaps in China's power generation straw.

4. Power continued to strengthen and improve the power grid is continuously increasing, regional， provincial power grids have been the main network to achieve further development. Over the past five years, China’s power grid， and more than 220 kV line length of more than 100,000 km， which is equivalent to the founding of new China since the sum of the previous 45 years. The end of 2006， 220 kV and above transmission line length increased to 28。64 million meters, the average annual growth rate of 10。99%; transformer capacity increased to 964.05 million kVA, with an average annual growth of 16。29％. Most parts of the country have formed a 500 （330） kV main grid—based grids, the north-west to Lanzhou Guanting East 750 kilovolt power transmission project in operation, shows that China has the highest voltage power transmission to a new level . Shape the pattern of national network， optimize the allocation of resources to promote play an important role。 Expanding the scale of electricity， as at the end of 2006， the three—channel transmission from west to east to form a total of 34 million kilowatts of transmission capacity。

Peak load of the grid reaching new heights. Following the East China Power Grid has become the first country， the world's second breakthrough in a load of 100 million kilowatts of regional power grids， the North China Power Grid has also been a breakthrough load 100 million kilowatts. Guangdong， Jiangsu， Shandong provinces EC peak load transfer 30 million kilowatts a breakthrough； Shanghai became the first EC breakthrough tune peak load of 20 million kilowatts and municipalities; Beijing's

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unification peak load transfer has been more than 12 million kilowatts; Suzhou EC calls and Shenzhen to become electric load of more than 10 million kilowatts cities。

Development Outlook

● to adapt national economic development， advance the development of a moderate;

● restructuring and grasp the opportunity to achieve sustainable development；

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中国电力行业五年发展成就辉煌

\"十六大”以来，电力行业在党中央、国务院正确领导下，坚持以科学发展观为指导,积极应对电力需求快速增长的挑战，抢抓发展历史机遇，加快结构调整步伐，深化电力体制改革，认真履行社会责任，推进和谐社会建设，发展速度明显加快，发展质量明显提高.服务党和政府工作的大局、服务经济和社会发展、服务电力客户的能力进一步增强，保障了经济社会发展和人民生活水平不断提高对电力的需求，取得了举世瞩目的成就,实现了历史性跨越. 又好又快发展为经济增长和社会进步提供坚实保障 ●用不到三年的时间就扭转了电力供应紧张局面；

●保证了安全可靠供电，没有发生特大电网事故和特大设备事故；

●电力装机实现了4亿千瓦、5亿千瓦、6亿千瓦三次大的标志性跨越; ●电网不断强化完善，各电网最高用电负荷屡创新高； ●全国城乡居民生活用电量不断提高,呈现出新的态势.

1．电力供需形势得到有效扭转，基本实现了供需平衡。”十六大\"以来，我国经济进入新一轮增长周期.与此相伴，全国电力需求增长迅猛，电力供应短缺状况再度出现，2003年、2004年逐渐发展成全国性、持续性缺电局面。其中，2003年，全国先后共有23个省级电网实施了拉闸限电;2004年，全国先后共有26个省级电网实施了拉闸限电。面对进入新世纪以来最为严重的电力供需紧张的新情况，党中央、国务院高度重视,加大了宏观调控力度；电力企业加快了电力建设步伐，加大跨区跨省电力交易,积极采取需求侧管理措施，用不到三年的时间就扭转了全国电力供应紧张局面。

2004年，全国城市用户由于缺电原因造成的停电时间平均达到9小时25分钟；2005年下降为6小时55分钟；2006年继续降为18分钟;今年上半年，只有6分钟.这表明全国性供电紧张形势得到了有效缓解.

2．电力安全稳定运行水平不断提高。五年来，全国电力负荷屡创新高。为保证电力安全生产的持续稳定，各电力企业在加强系统建设和设备管理、完善网厂协调机制、制定安全应急预案和定期演练等方面做了大量扎实的工作，进一步夯实了电力安全生产管理的基础。全国没有发生重大以上电力生产人身伤亡事故，没有发生特大电网事故，没有发生特大设备事故，电力安全生产一般电网事故和设备事故大幅度减少。2004～2006年，全国电网事故由196起下降为48起,设备事故由551起下降为238起，及时避免了可能出现的大面积、长期停电事故。

3．电源建设取得跨越式发展\"十六大\"以来，电力装机实现了4亿千瓦、5亿千瓦、6亿千瓦三次大的标志性跨越.四年年均装机增长15％，比改革开放以来年均增长率高6．41个百分点。特别是2002年以来，增加电力装机接近于前52年的总和，这是中国的速度，也是世界的速度。到2006年年底,全国发电装机容量达到6．24亿千瓦,装机容量和发电量已经连续12年位列世界第

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二位。到2007年年底，全国电力装机容量将达到7亿千瓦。

五年中，水电装机容量平稳快速增长,年均增加1100万～1300万千瓦左右。到2006年年底，水电装机容量达到1．30亿千瓦，居世界首位；火电达到4．84亿千瓦，对电力供应的保障作用更加明显；风电发展步入高速增长期，截至2006年年底，全国正式并网投运的风电设备容量207．25万千瓦，比2002年增长420％，年均增长50％，特别是2006年一年投产风电装机容量相当于以往历史的总和；生物质发电开始起步,截至2006年年底,全国已建成共8万千瓦国家级秸秆发电示范项目机组，填补了我国秸秆发电的空白。

4．电网不断强化和完善电网规模不断扩大，区域、省电网主网架得到较大发展。五年来，我国电网220千伏及以上线路长度增加10万多千米，相当于新中国成立以来前45年的总和。到2006年年底,220千伏及以上输电线路长度增长到28．64万千米,年均增长10．99%；变电容量增长到96405万千伏安，年均增长16．29％。全国大部分地区已经形成了500（330）千伏为主的电网主网架，西北地区官厅至兰州东的750千伏输变电工程投产，标志着我国输变电最高电压等级提高到了新的水平。全国联网格局初步形成,对促进资源优化配置起到了重要作用。西电东送规模不断扩大,截至2006年年底，西电东送三大通道累计形成3400万千瓦的输送能力.

各电网最高用电负荷屡创新高。继华东电网已经成为全国第一个、世界第二个用电负荷突破1亿千瓦的区域电网后，华北电网用电负荷也已经突破1亿千瓦.广东、江苏、山东三省统调最高用电负荷突破3000万千瓦;上海成为第一个统调最高用电负荷突破2000万千瓦的直辖市；北京的统调最高用电负荷也已经超过1200万千瓦；苏州和深圳成为统调用电负荷超过1000万千瓦的地级城市。

发展展望

●与国民经济发展相适应，适度超前发展； ●把握机遇进行结构调整,实现可持续发展； ●协调有序共赢，实现和谐发展。

1．供需仍将继续保持旺盛态势，电力需要适度超前发展

\"十一五\"期间，我国国民经济继续持续较快发展，电力需求仍将继续保持稳定增长的态势，电力工业将迎来更为广阔的发展空间。预计到今年年底，我国全社会用电量将达到32000亿千瓦时，比2002年全社会用电量翻了一番；2007年的电力消费总量，相当于新中国成立以来前30多年的总和。

2007～2010年，全社会用电量的年均增速在10％左右。到2010年，发电装机容量预计将达到9亿千瓦左右,电力供应能力将进一步增强，全国电力供需形势基本平衡；到2020年，全社会用电量超过6万亿千瓦时，在目前基础上翻一番。

目前,我国人均用电水平仍然较低，适度超前发展依然是首要任务。2006年,我国人均用电量约2149千瓦时，大致相当于美国的1／7,日本的1／4，韩国的1／3;人均生活用电量仅为246千

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瓦时，大致相当于美国的1／20,日本的1／10。电力工业经过五年不懈努力取得的相对缓和的平衡仍然是低水平的、脆弱的和暂时的，还应考虑到电力结构、备用容量和电力建设周期等特征,在供需相对缓和的情况下,发展仍然是我国电力工业的首要任务，每年都要保持一定的规模、速度和投资，避免电力发展的大起大落，使电力适当超前发展，真正发挥好先行官作用. 2．正确把握良好机遇，大力推进结构调整

从2005年年底开始，持续几年的电力供需紧张形势得到有效缓解.电力企业要抓住当前这一难得的历史机遇，优化发展火电，有序开发水电，积极发展核电，加快新能源和可再生能源发电,加快各级输电网架建设,加强城市电网和农村电网建设，实现电源与电网、输电与配电的协调同步发展.

节能减排将是电力工业发展的永恒主题。在循环经济模式下，通过发展清洁生产,在节能、节油、节电、节水、节地、降低排放、保护生态和综合利用等方面采取措施,实现资源节约型、环境友好型的电力工业. 3．全面构建和谐电力

全面构建和谐电力是电力行业生产经营紧密相联的客观要求，是保障电力优质服务的共同责任，也是新形势下电力企业自身面临的迫切任务。在经济发展与电力增长、电力发展与环境资源协调、电源与电网规划和建设、网厂安全稳定运行、建立健全公平竞争的电力市场体系、经济效益与社会效益、行业自律、煤炭及运输协调等方面全面构建和谐电力，是和谐社会建设的重要组成部分.

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35KV10KV信号附录 B

保护SW2-35/1000测量LCZ-35100/5A信号保护SN10-10ILQJ-10IIk﹥I﹥测量400/5A信号信号YWG保护SW2-35/1000I﹥LCZ-35测量100/5AI﹥保护LQJ-10400/5AII＞测量信号保护SN10-10I保护信号测量测量II＞保护测量I＞tU=0tU＞

IIk﹥I﹥0-1

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