中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计.doc

第一章 前 言1.1 选题背景当前，能源严重短缺，另一方面，随着经济的不断发展，世界各国的用电量也随之不断增加，电能已经成为一种最重要的能源，电能对国民经济各部门以及人民生活的作用越来越重要，可以说，国民经济各部门和人民生活已经离不开电能了。合理用电、节约用电的迫切性和必要性已为人们所认识。科学技术的发展，使用电和节电技术渗透到设计，运行，制造，管理等部门，其设计面愈来愈宽，内容愈来愈深，与实际联系愈来愈密切，这都为培养高质量的供用电人才提出了更高的要求。为了更好的适应现代工业社会的要求，我们必须尽可能多的掌握供配电知识，用电知识，节电知识。为了更好的掌握书本知识，我们必须从教学实际出发，结合国情对工厂供电，配电的基本原理和实际应用有更深入的了解。因此，我选择大型机械厂总降压变电所和车间配电系统的设计。1.2 供电系统设计的原则工厂供电设计必须遵循国家的各项方针政策，设计方案必须符合国家标准中的有关规定，同时必须满足以下几项基本要求：1、保证工厂生产工艺所要求的供电可靠性；2、保证电能质量；3、在必要的供电可靠性基础上，力求经济，使供电系统的投资少、运行费用低，并且尽可能的减少又涩精梳消耗量；4、设计中应合理地处理局部与全局、当前与长远的关系，并能适应发展的需要。1.3 研究意义电能是工业生产的主要动力能源。工厂供电设计的任务是从电力系统取得能源，经过合理的传输、变换、分配到工厂车间中的每一个用电设备上。随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等要求也日益提高。供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资、用行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂供电的可靠性和安全生产上，它与企业的经济效益、设备和人生安全等是密切相关的。现在除了个别大型工业联合企业有自备电厂外，绝大多数工厂都是从国家电力系统取得电能的。因此，工厂工业负荷是电力系统的主要用户，工厂供电系统也是电力系统的一个组成部分，保证企业安全供电和经济运行，不仅关系到企业中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计2的利益、也关系到电力系统安全和经济运行以及合理利用能源.随着经济建设突飞猛进和人民生活水平的日益提高, 城市配电网正日益面临着提高供电可靠性的迫切要求。.工厂工业 负荷是电力系统的主要用户,合理的工厂供电系统的设计,不仅可以保证企业的安 全合理供电和经济运行,也有利于电力系统的安全经济运行,最大限度的节约能源. 所以工厂供电的可靠性和安全性就显得非常重要了.工厂供电设计对国民经济各部门以及人民生活都有极其重要的意义。中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计3第二章负荷计算2.1 荷计算的方法确定用电设备组计算负荷的常用方法：（1）需要系数法（2）二项式系数法（3）形状系数法。需要系数法的主要步骤：（1） 将用电设备分组，求出各组用电设备的总额定容量。（2） 查出各组用电设备相应需要系数及对应的功率因数。（3） 用需要系数法求车间或全厂的计算负荷时，需要在各级配电点乘以同期系数K。本化工企业设备台数较多，各台设备容量相差不太悬殊，考虑采用需要系数法，计算过程为：先从用电端起逐级往电源方向计算，即：首先按需要系数法求得各车间低压侧有功及无功计算负荷，加上本车间变电所的变压器有功及无功功率损耗，即得车间变电所高压侧计算负荷；其次是将全厂各车间高压则负荷相加同时加上厂区配电线路的功率损耗，再乘以同时系数。便得出工厂总降压变电所低压侧计算负荷；然后再考虑无功功率的影响和总降压变电所主变压器的功率损耗，其总和就是全厂计算负荷。采用需要系数法主要公式如下：计算负荷 计算公式 适用条件有功（K w）d eP = K p30无功（Kvar） 30 30Q = P tan视在（KVA） / cos30 30S = P 电流（A） NI S / 3U30 30=已知三相用电设备组或用电单位（工厂、车间）的设备容量及功率因数，求其计算负荷。有功（K w） =p IP K p30 30.无功（Kvar） =P iQ K P30 30.视在（KVA）230230 30S = P Q电流（A） NI S / 3U30 30=已求出各设备组或各单位的有功和无功计算负荷后，求总的计算负荷。中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计4Ep 设备组或单位的设备容量，不记备用设备容量。eU 设备额定电压。dK 需要系数 p qK K有功和无功符荷同时系数。 P i iP K30. 30. 设备组的有功和无功计算负荷。（1） 对反复短时工作制设备，其容量必须按规定的负荷持续率进行换算：（2） 用电设备组、车间和工厂的需要系数参见有关表格。（3） 由设备组计算车间配电干线时，可取K P =0.85-0.95,K q =0.9-0.95。2.2 车间负荷计算表如下：计 算 负 荷序号用电单位名称设备容量Kx COS tgPjs Qjs Sjs（1）1 变电所1 铸钢车间 2000 0.4 0.65 1.17 800 936 1230.772 1 计算负荷 720 842.4 1180.17（2）2 变电所1 铸铁车间 1000 0.4 0.7 1.02 400 408 571.432 沙库 110 0.7 0.6 1.33 77 102.4 128.333 2 计算负荷 429.3 459.37 628.74（3） 3 变电所1 铆焊车间 1200 0.3 0.45 1.98 360 712.8 8002 1#水泵房 28 0.75 0.8 0.75 21 15.75 26.253 3 计算负荷 342.9 656.69 732.67（4）4 变电所1 空压站 390 0.85 0.75 0.88 331.5 291.72 4422 机修车间 150 0.25 0.65 1.17 37.5 43.88 57.693 锻造车间 220 0.3 0.55 1.52 66 100.32 1204 术型车间 185.85 65.06 86.51 108.415 制材厂 20 5.6 7.45 9.336 综合楼 20 0.9 1 1 18 18 18中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计57 4 计算负荷 471.29 493.09 682.09（5）5 变电所1 锅炉房 300 0.75 0.8 0.75 225 168.75 281.252 2#水泵房 28 0.75 0.8 0.75 21 15.75 26.253 仓库 88.12 0.3 0.65 1.17 26.44 30.93 40.674 污水提升站 14 0.65 0.8 0.75 91 6.83 11.385 5 计算负荷 253.38 200.03 322.82各车间6 千伏高压负荷序计 算 负 荷号车间或用电单位名称设备负荷 k K cos tanjs P js Q js S1 电弧炉 2*1250 0.9 0.87 0.57 2250 1282.5 2586.812 工频炉 2*300 0.8 0.9 0.48 480 230.4 533.333 空压机 2*250 0.85 0.85 0.62 425 263.5 5004 小计 2839.5 1598.76 3258.65通过计算可知1 变电所的计算负荷为1108.17KVA，由于该变电所要用两台变压器，工作变压器选用额定容量为1250KVA 的SJL1-1250/10 型变压器。当工作变压器故障时，允许备用变压器过负荷运行，所以1 变电所备用变压器可选用额定容量为1000KVA 的SJL1-1000/10 型变压器， 其损耗有下列公式：20 1 ( )ejsb d SSPnP = nP + 20 1 ( )ejsb d SSQnQ = nQ +edd SUQ100% =e SIQ100% 00 =2 2b b b S = Q + P计算得到： Q KVAR b = 64.21P KW b = 15.24S KVA b = 65.99中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计62 变电所的计算负荷是628.74KVA，由于该变电所要用两台变压器，工作变压器选用容量为800KVA 的SJL1-800/10 型变压器，当工作变压器故障时，允许备用变压器过负荷运行，所以备用变压器可选用额定容量为500KVA 的SJL1-500/10 型变压器，其有功损耗：P KW b = 11.35其无功损耗：Q KVAR b = 45.40变压器损耗负荷为：S KVA b = 46.79 3 变电所计算负荷为732.67KVA ， 可选用额定容量为800KVA 的SJL1-800/10 型变压器，其损耗为：P KW b = 11.35Q KVAR b = 45.40S KVA b = 46.794 变电所的计算负荷为682.09KVA，可选用额定容量为800KVA 的SJL1-800/10 型变压器，其损耗为：P KW b = 10.06Q KVAR b = 41.37S KVA b = 42.585 变电所计算负荷为322.82KVA，固可选用额定容量为400KVA 的SJL1-400/10型变压器，其损耗为：P KW b = 4.85Q KVAR b = 19.62S KVA b = 20.21则总降压变电所低压侧的计算负荷等于各车间计算负荷相加再加上高压负荷和各车间变电所的变压器损耗之和乘上同时系数得到：S KVA js 6925.85 2 =总降压变电所的工作变压器可选用额定容量为8000KVA 的SJL1-8000/35 型变压器，当工作变压器故障时，允许备用变压器过负荷运行备用变压器，所以备用变压器可选用额定容量为6300KVA 的SJL1-6300/35 型变压器，正常工作时工作变压器损耗为：P KW b = 54.47Q KVAR b = 529.69中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计7S KVA b = 532.49则可得到全厂计算负荷为低压侧计算负荷与总降压变电所工作变压器损耗之和，可得全厂总计算负荷为：S KVA js = 7466.59中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计8第三章 供电方案选择与功率补偿工厂供电电源电压主要是根据工厂负荷大小、供电距离，以及地区电网可能供电的电源电压，与电力部门协商确定，一般大型工厂可选用110 千伏或220 千伏，中小型工厂可选用35 千伏或10 千伏电压，作为工厂供电的电源电压。本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作工作电源一个作为备用电源，工作电源与备用电源均为35kv，两个电源不并列运行，该变电所距厂东侧8 公里。这种供电方案的优点：（1）供电电压高线路功率损耗及电能损耗少（2）电压损失小，调压问题易解决（3）要求的cos 值低补偿的容量小，可见少补偿设备及投资（4）要建总将压变电所，对供电设备便于集中管理易于实现自动化（5）根据运行经验的系统数据35kv 的架空线路的故障率比6kv 的架空线路的故障率低一半多。因而供电可靠性高缺点：（1）厂内要设总降压变电所须占一定的面积（2）要装设两台主变压器投资及运行费用均增加3.2 工厂厂区高压配电电压的选择一般工厂采用的高压配电电压为610 千伏，从技术经济指标来看最好选用10 千伏。如果工厂拥有较多的六千伏高压设备，则需进行技术经济比较，以确定采用何种电压合理，3 千伏电压级，由于技术经济指标很差，一般不作为厂区配电电压。本次设计所选用的工厂，是一个中型工厂，而且6 千伏高压设备较多，固选用六千伏电压级为厂区配电电压。3.2 对该方案进行功率补偿根据全厂计算负荷7466.59kva 考虑工作变压器故障，备用变压器可以过负荷运行，本方案考虑工作变压器选用额定容量为8000KVA 的SJL1-800/35 型变压器，备用变压器选用额定容量为6300KVA 的SJL1-6300/35 型变压器，两台变压器电压的变比为35/6kv35KV 线功等于计算负荷与变压器损耗之和Pjs=5673.1835+53.998=5727.1785KW Qjs=4785.841+467.6327=5253.4737KWSjs=7771.71535KW Ijs=128.2038A按发热条件选择导线LGJ-35，由表7-1 查得其允许电流为170A 大于128.2038A 满足要求查表1-3 得LGJ-35 导线的r0=0.85 欧每千米，X0=0.359 欧每千米，因此，35KV中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计9线路电压损耗：按公式（7-5）计算 ud%=1/10UeUe（r0pili+x0qili）%=55.14%35KV 线路功率因数 cos=Pjs/Sjs=5727.18/7466.59=0.7369cos=0.7369 小于0.9 需要功补偿对方按进行功率补偿：Qc=P30（tan1-tan2）=5673.190.43=2439.5kvar选用并联电容器的型号为BWF6.3-100-1W 标称容量为100kvar则需要的电容个数为n=Qc/qc=24.3故可取27 个因为对于单相电容器应取为3 的整数倍本方案采用高压集中补偿对无功功率进行补偿，其接线图如下图所示：中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计10第四章总降压变电所的设计4.1 降压变电所的电气主接线图的设计总降压变电所的电气主接线是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、避雷气 、母线及电缆等电气设备，按一定的顺序连接组成的，用以表示接受、汇集和分配电能的电路。电气主接线是变电所的主要电路，它明确表示了变电所电能接受与分配的主要关系，是变电所运行、操作的主要依据。再三相对称情况写下，电气主接线图通常以单线图表示，图上所有电器元件均用统一规定的图形符号表示。对电气主接线的基本要求：1根据用电负荷的要求，保证供电的可靠性。2电气主接线应具有一定的运行灵活。3 接线简单，运行方便。4. 在保证安全可靠供电的基础上，力求投资少，年运行费用低。5. 综合工厂发展规划，留有扩建余地。由于本工厂有两回35 千伏电源进线，有两台变压器，工厂负荷比较稳定，两台变压器要经常投入运行，为保证供电可靠，采用母线分段的接线。根据上节确定的供电方案，可解决总降压变电所采用下图的电气主接线：中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计11图1.1 总降压变电所电气主结线图中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计12该接线的主要特点如下：1 总降压变电所设一台8000KVA 35/6KV 的降压变压器，变压器与35KV 架空线路接成线路变压器组。在变压器高压侧设少油断路器，这便于变电所的控制运行和维护2 总降压变电所的6KV 侧采用单母线分段式接线用6KV 少油断路器将母线分成两段3 主变压器低压侧经少油式断路器接在6KV 母线的一个分段上而6KV 备用线路也经少油式断路器接在另一个分段上4 各车间的二级负荷都由两段母线供电以保证供电的可靠性5 根据规定，备用电源只有在主电源停电运行及主电路出现故障或检修时才能投入，因此，备用电源进线开关在正常时断开的而6KV 母线的分段断路器在正常时是闭和的6 在6KV 母线侧，工作电源与备用电源之间设有备用电源自动投入装置（BZT）当工作电源故障而断开时备用电源会立即投入7 当主电源发生在故障时变电所的操作电源来自备用电源断路器前的所有变压器4.2 短路电流的计算短路电流按正常运行方式计算如图所示根据计算电路作出的计算短路电流的等值电路图如所示为了选择高压电器设备，整定电气保护，需计算总降压变电所的35KV 侧6KV 母线侧以及厂区高压配电线路末端的短路电流，但因工厂厂区不大总降压变电所到最远的车间的距离不过数百米，因此，6KV 母线与6KV 馈电线路末端处的短路电流差别极小，故先计算主变压器高低侧两点短路电流图（a） 系统短路示意图中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计134.2.1 求各元件电抗，用标幺值计算设基准容量Sj=100MVA基准电压Uj1=37KV Uj2=6.3KV 系统电抗X*xt已知地区变电所110KV 母线的短路容量Sd 为200MVA 因此系统电抗标幺值由表4-1 中公式算得X*xt=Sj/Sd=100/200=0.5地区变电所三绕组变压器的高压低压绕组之间的电抗X*b（-）=Ui-I%/100Sj/Se=0.235KV 供电线路的电抗X*l=X0lSj/Uj1/Uj1=0.13总降压变电所的主变压器电抗X*b=Ud%Sj/100Se=1.54.2.2 d1 点三相短路电流计算系统最大运行方式，等值电路见图（b）图（b） 等值电路图短路回路总电抗X*d1max=X*t+X*b（-）/2+X*l=0.5+0.1+0.13=0.73按无限大系统计算d1 点三相短路电流标幺值为I*d1=0.67，基准电流为Ij1=1.56KA求得d1 点三相短路电流的有名值为Id1=1.05KA，冲击电流ichd=2.551.05=2.67KAd1 点短路容量中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计14Sd1=136.8MVA系统最小运行方式等值电路如图（c）所示图（C）等值电路图短路回路总电抗X*d1min=0.5+0.2+0.13=0.83三相短路电流标幺值I*d1=1/0.83112=1.2其它计算结果见下表d1 点三相短路电流计算结果项目 Id I ich Sd计算公式 Ij1/X0d1 I=Id 2.55Id Sj/Xd1最大运行方式 1.05 1.05 2.67 136.8最小运行方式 1.298 1.298 3.31 120.324.2.3 d2 点三相短路电流计算（1） 系统最大运行方式下短路回路总电抗X*d2max=2.23（2） 系统最小运行方式时短路回路总电抗X*d2min=2.33 基准电流Ij2=9.165KAd2 点的三相短路电流计算结果见下表项目 Id I ich Sd计算公式 Ij1/X0d1 I=Id 2.55Id Sj/Xd1最大运行方式 4.11 4.11 10.48 44.84最小运行方式 3.93 3.93 10 42.92中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计15第五章电气设备的选择总降压变电所的各种高压电气设备，主要指610 千伏以上的断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、互感器、电抗器、母线、电缆、支持绝缘子及穿墙套管等。这些电器各自的功能和特点不同，要求的运行条件和装设环境也个不相同，但也具有共同遵守的原则。电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路情况进行稳定效验。按正常工作条件选择电器1. 电器的额定电压 Ue 不应小于所在回路工作电压U，即2. 电器的额定电流 Ie 不应小于该回路的最大长期工作电流Imax.3. 选择电器时应考虑设备的装设地点。根据上述短路电流计算结果按正常工作条件选择和按短路情况效验确定的总降压变电所高低压电气设备如下：（查第四章所列各种设备技术数据表）5.1 35KV 侧高压电气设备的选取设备计算数据高压断路器SW2-35/400隔离开关GW2-35GD/600电压互感器JDJJ-35电流互感器LCW-35避雷器FZ-35U=35KVI=130.456AId=1.05KASd=136.8MVAIch=2.68KA35KV400A1500MVA63.4KA35KV600A50KA35KV35KV150/521.2KA35KV5.2 6KV 侧设备变压器低压侧及备用电源设备计算高压断路SN10-10（）隔离开关GN1-10/1000电流互感器LMJ10-1000隔离开关GN1-10/1000U=6KVI=729AId=4.11kAIch=10.48KAUe=6KVIe=1000ASed=500MVAUe=6KVIe=1000AUe=6KVIe=1000AUe=6KVIe=1000A中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计16Sd=44.84 28.9KA 50KA 50KA高压开关柜选用GG-10 型高压开关柜以第一车间为例选用GG-10 型高压开关柜设备计算高压断路器SN10-10（）隔离开关GN1-10/1000电流互感器LMJ10-1000U=6KVI=729AId=4.11KAIch=10.48KASd=44.84Ue=6KVIe=1000ASed=500MVAIed=28.9KAUe=6KVIe=1000AIp =50KAUe=6KVIe=1000A变压器低压侧引出线选择主变压器低压侧引出线按经济电流密度选择：工作电流:Ijs=Ie2=733.165A母线计算截面:Sc=Ijs/Jc=733.165/0.9=814.63 平方毫米选用标准截面100*10 平方毫米的铝母线允许电流1870A 大于工作电流733.165A 满足要求热稳定效验Smin=916.9 平方毫米小于10010 平方毫米满足要求动稳定效验母线采用横放装设W=0.167bh2=0.1671010=167 立方厘米f=1.76（ich）（ich）/a/100=13.2 千克每厘米已知y=700 千克每平方厘米母线最大允许跨度Lmax= 2.97610=fyW 米中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计17进线的绝缘子间距离取两米即可绝缘子采用2NA-10MM 破坏负荷375 公斤满足要求6KV 母线选择按发热条件选用LMY-10010 型矩形铝母线允许电流395A大于计算电流。按上述计算的热稳定最小截面为916.9 小于10010 平方毫米 满足要求动稳定效验母线横放W=0.167bh2=167 立方厘米据前面计算 f=13.2 千克每厘米求得Lmax=2.976mGG-10 高压开关柜一般柜宽为1 米进线柜最宽为1.5 米，因此上述检验满足动稳定要求。由于采用标准高压开关柜，故不必选择母线支持绝缘子35KV 侧电压互感器二次负荷计算35KV 电源进线装设下列仪表：电流表（3 只）电压表，功率表有功电度表无功电度表各一只35KV 电压互感器二次负荷如下表所示负荷仪表名称 仪表型号 AB相 BC相电压线圈数目每个线圈消耗功率VAcosPab Pab Pbc Qbc电压表 ITI-V 1 4.5 1 4.5功率表 IDI-W 2 0.75 1 0.75 0.75有功电度表 DSI 2 1.5 0.38 0.57 1.39 0.57 1.39无功电度表 DX1 2 1.5 0.38 0.57 1.39 0.57 1.39总计 6.39 2.78 0.57 2.78电压互感器二次负荷计算（见4-2 公式）Sab=6.97VA Sbc=3.34VAcosab=0.92Cosbc=0.566A 相负荷 Pa=3.99W Qa=-0.48VARB 相负荷Pb=4015W Qb=4.94VARC 相无电压表负荷很小，而B 相负荷最大，以B 相负荷效验电压互感器容中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计18Sb=6.45VA已知JDJJ-35 型互感器的0.5 级时额定容为150VA 大于6.45VA，满足要求5.3 35KV 侧电流互感器二次负荷计算35KV 电互感器二次侧电如下页表所示采用LCW-35 型电互感器，在0.5 级时最大额定负荷为2 欧，二次导线采用铝芯控制电缆取最小截面Smin=2.5 平方毫米。二次导线长为 Lmax=222.87m二次负荷仪表名称 型号 A B C电流线圈数目VA VA VA 电流表 1T1-A 1 3 0.12 3 0.12 3 0.12功率表 1T1-W 2 1.45 0.058 1.45 0.058有功电度表 DS-1 2 0.5 0.02 0.5 0.02无功电度表 DX-1 2 0.5 0.02 0.5 0.02总计 5.45 0.218 3 0.12 5.45 0.218中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计19第六章继电保护的选择与整定总降压变电所需设置以下继电保护装置（1） 主变压器保护；（2） 备用电源进线保护；（3） 变电所6KV 母线保；（4）6KV 馈电线路保护；此外还需要设置以下装置：（1） 备用电源自动投入装置；（2） 绝缘监察装置6.1 主变压器保护根据规程规定8000KVA 的变压器设下列保护a) 瓦斯保护：防御变压器铁壳内部短路和油面下降轻瓦斯动作于信号重瓦斯动作于跳闸b) 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c) 过电流保护：防御外部相同短路并作为瓦斯保护及电流速断保护的后备保护，保护动作于跳闸d) 负荷保护防御变压器本身对称过负荷及外部短路引起的过载按具体条件装设各个保护的具体整定计算如下：6.2 电流速断保护速断保护采用三相星形接法，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既按下列公式计算Idz=KkIdzmax=1.33.2KA=4.16KA归算到35KV 侧Idz=1190A灵敏度按系统最小运行方式时保护装置安装处的两相短路电流来效验Kem=Idmin/Idz=349.33A进入继电器的电流Idzj=11.64A动作时间与6KV 母线保护配合6KV 馈电线路的保护动作保护时间为0.5s中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计20母线保护动作时间为1s 则变压器过流保护动作时间为t=1+0.5=1.5s灵敏度按二次侧母线发生两相短路的条件来效验Ktm=2.047s满足要求主变压器保护的原理接线图如图6-1 所示图6-1ILJ-6LJ-电流继电器 （DL-11）ZJ中间继电器 （DZS-136）SJ时间继电器（DS-112）1XJ-3XL电流式信号继电器 (DX-11/0.025)4XJ-5XJ电压式时间继电器 (DX-11/220)1LP-3LP连接片 R管形电阻 (ZG-11-50)WSJ瓦斯继电器 WJ温度信号计6.3 电流保护接线方式的选择电流保护的接线方式是指保护装置中电流继电器与电流互感器之间的连接方式，本设计方案中选用三相星形接线方式，其接线图如5-2 所示，其中电流互感器选用LMJ10-1000 型电流互感器，其电流变比为1000/5，所以电流表选用量程为5A 的电流表即可。6.4 变压器的瓦斯保护本方案中的瓦斯保护选用挡板式瓦斯继电器进行保护。选用(ZG-11-50)WSJ型瓦斯继电器中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计21图5-2 电流保护的三相星形接线方式中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计22第七章 总降压变电所的平面布局图本方案设计的总降压变电所，有一个低压侧6KV 配电室，一个高压侧35KV配电室，两个变压器室，其中1#变压器室为住变压器室，即工作变压器室。2#变压器室为备用变压器室。其布局如图6-1 所示。1低压侧6KV 高压配电柜 2高压侧35KV 高压配电柜3工作变压器 4备用变压器图 7-1 总降压变电所平面布局图中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计23第八章 总降压变电所的防雷设计工厂供电系统的防雷保护（1） 工厂供电系统架空线路的防雷：送电线路防雷的目的是尽量保持导线不受雷击，即使受到雷击，也不致发展成为稳定电弧而中断供电。工厂供电系统的输电线路的特点如下：1） 一般厂区架空线路都在 35KV 以下，中性点不接地系统，当雷击杆顶对一相导线放电时，工频接地电流很小，不会引起线路的跳闸。2） 工厂配电线路一般不长，厂区内一般采用电缆供电，即使用架空线，也会受到建筑物和树木的屏蔽，遭受雷击的机会比较小。3） 对重要负荷的工厂较易实现双电源供电和自动合闸装置，可以减轻雷害事故的影响。对于10.5KV 架空线高度较低，不需装设避雷线，防雷方式可以采用钢筋混泥土杆的自然接地，必要时采用双电源供电和自动合闸。（2） 变电所的防雷：工厂变电所是工厂电力供应的枢纽，一旦遭受雷击，会造成全厂停产，影响很大，工厂还有许多其他建筑物和构筑物，有的较高，有的易燃，有的易爆，也需要可靠的防雷措施，对他们的防雷要求，水电部颁发的过电压保护规程中均有明确的规定。根据运行经验表明，按规程规定装设避雷针或避雷线对直击雷的防护是非常可靠的。在本设计中由于沿线路侵入雷电波所形成的雷害事故比较频繁，所以在距变电所12KM 的进线段加强防雷措施，装设避雷线。对直击雷的线路侵入冲击波的防护：1)避雷针和附近导体间有一定距离，足以使绝缘介质闪络电压大于反击电压。2)当雷击于线路导体时，沿导线就有雷电冲击波流动，从而会传到变电所。为保护电气设备中最重要、最昂贵、绝缘最薄弱的变压器，避雷器的选择，必需使其伏秒特性的上限低与变压器的伏秒特性的下限，并且避雷器的残压必须小于变压器绝缘耐压所能允许的程度。但是他们的数值都必需小于冲击波的幅值，以保证侵入波能够受到避雷器放电的限制。并且避雷器要尽量靠近变压器。电力系统的接地电力系统的接地有两类接地方式，中性点接地（大电流接地）和中性点不接中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计24地（小电流接地）。在高压或超高压电力系统中一般采用大电流接地，其目的是为了降低电气设备的绝缘水平，防止系统发生接地故障后引起的过电压。工厂供电系统中一般采用中性点不接地系统，工厂中电气设备的接地分为三大类：IT类、TN 类、TT；类其中TN 类又分为三个系统：TN-S，TN-C，TN-C-S。为防御直接雷击，在总降压变电所内设避雷针，根据户内外配电装置及建筑的面积及高度设三只避雷针一支为25 米的独立避雷针另两支为置于户内配电装置建筑物边缘的15 米高的附设式避雷针根据作图三只避雷针可安全保护整个变电所不受直接雷击为防止冲击波侵入，在35KV 近线杆塔前设500 米架空地线（避雷线），且在进线断路器前设一组FZ-35 型避雷器在6KV 备用电源进线一段电缆线电缆线段靠线路靠线路一侧有一组伐型避雷器变电所接地采用环行接地网，用直径50mm 长250mm 钢管作接地体，埋深一米用扁钢连接经计算接地电阻不大于4 欧。系统接地示意图如下：ABCPEN中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计25第九章 车间变电所位置及变压器选择车间变电所位置一般按下述原则确定：分散设置并接近负荷中心，便于低压网络的备用联络节省变压器及开关等设备的投资根据厂区平面布置图提供的车间分布情况及各车间负荷的性质及大小本厂拟设置五个车间变电所由于主要车间的负荷均属二类负荷应设计要求车间1，2设两台变压器其余设置一台变压器，变压器型号与容量的确定在负荷计算中已经作了介绍，这里不再接绍。车间变电所的名称位置型式以及变压器的容量和台数如下表所示变电所名称 变电所的名称及形式 变压器台数容量 变压器型号1*1250 SJL1-1250/10NO1 铸钢车间（内附）1*1000 SJL1-1000/101*800 SJL1-800/10NO2 铸铁车间砂库1*630 SJL1-630/10NO3 铆焊车间水泵房（内附） 1000 SJL1-1000/10NO4 800 SJL1-800/10NO5 400 SJL1-400/10中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计26第十章厂区高压电系统设计为了便于管理实现集中控制，尽量提高用户用电的可靠性在本降压变电所馈电线路不多的条件下，考虑采用放射式配电接线方式每个车间变电所由两回电缆线路供电分别接在总降压变电所6KV 的母线上。由于厂区面积不大各车间变电所与总降压变电所的距离较近，厂区高压配电网络决定采用直埋电缆线路由于线路短电缆截面按长期最大工作电流选择然后进行热稳定效验10.1 NO1 车间变电所电气主结线和导线截面的选择该变电所有两台变压器和两回进线，所以其电气主结线可选用图10-1 所示的主结线。图10-1 1 变电所电气主结线变压器容量为800KVA 计算电流Ijs=76.7A 采用单根ZLQ2-6000-335 型电缆，敷设于20 摄氏度土壤中长期允许电流（土壤热阻系数为80 时）为95A假定土壤最高温度为25 摄氏度温度修正系数为k1=0.94 两根电缆并排埋设时的休正系数为k2=0.98 土壤热阻系数为120 时的修正系数为k3=1.0，则电缆线路的允许电流为中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计27I=I20K1K2K3= 950.940.981.0=87.69 大于76.7 合格热稳定效验因厂区不大，线路末端发生短路时的短路电流与始端短路电流相差无几，因此以6KV 母线上短路时（d2 点）之短路电流进行效验：Smin=19.348 平方毫米小于35 平方毫米由于线路不长，线路电压损失不会太大故线路电压损失效验可忽略。10.2 NO2 车间变电所电气主结线和导线截面的选择该变电所的电气主结线与1 变电所相似，如图10-1 所示。变压器容量为400KVA 计算电流Ijs=38.5A 采用单根ZLQ20-6000-325 型电缆，敷设于20 摄氏度土壤中长期允许电流（土壤热阻系数为80 时）为80A 假定土壤最高温度为25 摄氏度温度修正系数为k1=0.94 两根电缆并排埋设时的修正系数为k2=0.98 土壤热阻系数为120 时的修正系数为k3=1.0，则电缆线路的允许电流为：I=I20K1K2K3=800.940.981.0=73.69（A）大于38.5 符合要求热稳定效验因厂区不大，线路末端短路电流与始端短路电流相差无几，因此以6KV 母线上短路时（d2 点）之短路电流进行效验：Smin=19.348 平方毫米小于25 平方毫米由于线路不长，线路电压损失不会太大故线路电压损失效验可省略。10.3 NO3，NO4 相同车间变电所电气主结线和导线截面的选择这两个变电所都只有一台变压器和一回进线，两变电所的电气主界限相似电气主结线可选用图10-2 所示的主结线图。中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计28图10-2 5 变电所电气主结线图变压器容量为1000KVA 计算电流Ijs=96.23A 采用单根ZLQ20-6000-350型电缆，敷设于20 摄氏度土壤中长期允许电流（土壤热阻系数为80 时）为120A假定土壤最高温度为25 摄氏度温度修正系数为k1=0.94 两根电缆并排埋设的，修正系数为k2=0.98 土壤热阻系数为120 时的修正系数为k3=1.0，则电缆线路的允许电流为I=I20K1K2*K3=1200.940.981.0=110.54 （A）大于96.23A 符合要求。热稳定效验因厂区线路末端发生短路时短路电流与始端短路电流相差无几，因此以6KV母线上短路时（d2 点）之短路电流进行效验：Smin=19.348 平方毫米小于35 平方毫米由于线路不长，线路电压损失不会太大，故线路电压损失效验省略。10.4 NO5 变电所电气主结线和导线截面积的选择该变电所电气主结线与图10-2 相同NO5 导线截面积的选择和NO2 相同为ZLQ20-6000-325 型电缆对于6KV 的高压设备采用的是从总降压变电所供出的电，直接配给各用电设备的方式，其导线截面积的选择中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计29由于该车间变电所的计算电流：Ijs=348.3A固采用单根ZLQ20-6000-3185 型铜电缆敷设于20 摄氏度土壤中，长期允许电流（土壤热阻系数为80 时）为380A，假定土壤最高温度为25 摄氏度温度修正系数为k1=0.94 两根电缆并排埋设时的，修正系数为k2=0.98 土壤热阻系数为120 时的修正系数为k3=1.0，则电缆线路的允许电流为：I=I20*K1*K2*K3= 380*0.94*0.98*1.0=350.1（A）大于348.3A 符合要求。热稳定效验Smin=19.348 平方毫米小于185 平方毫米中型机械厂总降压变电所及厂区配电系统的设计30第十一章机修车间的设计11.1 机修主车间的配电的导线截面积的选择选用XL-21-07 型动力配电箱。 配用的是DZ10-100 低压断路器一个箱XL-21-07 有12 个端口，机修车间分十个动力部分配电柜一的导线截面积的选择总容量为26.05KW，工作电流： Ijs=26.05/380=68.6A母线截面积Sc=Ijs/Jc=68.6/0.9=76.2 平方毫米选用BLX-400-395 型母线配电柜二导线截面积的选择总容量为8KW，工作电流为： Ijs=8/0.38=21.1A母线计算截面Sc=Ijs/Jc=23.4 平方毫米，选用BLV-400-325 型导线配电柜三的导线截面积的选择总容量为60.125KW，工作电流：Ijs=60.125/0.38=158.22A母线截面积Sc= Ijs/Je= 175.8 平方毫米，固可选用BLX-400-3185 型导线配电柜四的导线截面积的选择总容量为40.125KW，工作电流：Ijs=40.125/0.38=105.6ASc= Ijs/Je= 105.6/0.9=117.3 平方毫米，固可选用BLX-400-3120 型导线配电