工厂变电所供配电设计说明书

1、课程设计说明书课程名称 工厂供电题 目工厂变电所供配电设计C/U信息工程学院电气1401学生颜东王俊朋金久阳孔晓光指导教师 日 期 2017年6月15日摘要工业企业供电，就是指工厂所需电能的供应和分配问题。众所周知，电能是 现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易 于转换为其他形式的能量，它的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测 量，又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。从而搞好工业企业供电工作对于整个工业生产发展，实现工 业现代化具有十分重要的意义。工厂供电设计是整个工厂设计的重要组成部分， 工厂供电设计的质

2、量影响到工厂的和生产及其发展，作为从事工厂供电工作的人 员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。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

3、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、

4、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。我们这次的课程设计的题目是：某冶金机械修造厂变电所及配电系统设计； 作为工厂随着时代的进步和推进和未来今年的发展，工厂的设施建设，特别是电 力设施将提出相当大的挑战。因此，我们做供配电设计的工作，要做到未雨绸缪。 为未来发展提供足够的空间。这主要变现在电力电压器及一些相当重要的配电线 路上，应力求在满足现在需求的基础上从大选择，以避免一台变压器或一组变压 器刚服役不到几年就因为容量问题而出现“光荣下岗”的情况发生。关键字：变电所 供配电 负荷计算 无功补偿目录第一章绪论5第二章总体班62.1 工厂的负荷计算和无

5、功功率补偿62.1.1 全厂用电设务情况62.1.2 电源情况32.2 工厂总降压变电所的所址和型式的选择82.2.1 车间变电所所址的选择82 车间变电所的总体布及要求 8(1)车间变电所的总体布蜂要求82.3 工厂总降压变电所主变压器的型式、容量和数量的选择92.3.1 供电变压器的选择9故选用35KV级SZ9型有载调压电力变压器，SZ9-5000/35。英技术参数如下：102.3.2 车间变电器的选择102.4 工厂总降压变电所主接线方案的设计112.5 短路电流的计算132.5.1 计算方法132.5.2 计算过程132.6 总降压变电所一次设笛的选择与校验152.G.1高压电气设笛的

6、选择152.G.2高压电气设名校脸161按工作电压选择162按工作电流来选界熔断器熔体的额定电流163短路动稳定度的校验条件164短路热稳定度的校验条件162.7 变电所进线的选择与校验172.7.1 高压进线引入线的选择172.8 工厂高压配电线路的确定182.8.1 车间变电所的接线182.8.2 导线及其截面的选择202.9 变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定222.9.1 二次回路方案选择222.9.2 继电器保护的整定222.10 总降压变电所防雷保护和接地装置的设计232.10.1 变电所的防雷保护232.10.2 变电所采用单支避雷针保护232.10.3 雷电侵入波的防护2

7、42.10.4 配电变压器和电容器的保护24配电变压器的保护一般310KV变压器应装设阀型避器。6KV Y, YNO接线变压器防,保图。图 ii-i 24电力电容器的保护：装在配电线路上的电容器，既是较贵直的电气设备，也是线路的绝缘弱点, 宜装设阀型遮管器或间隙保护。电容器的保护接线图11-2所示242.10.5 接地装置的设计25第三章结论26靛30第一章绪论配电网络与输电系统相比有几个明显的特点：配电馈线中的断路器沿线链状 布置，线路中没有母线；线路中有任意数量的断开点，断开点随运行方式变化， 电流方向不确定，因此保护必须是双向的；配电网络是有分支的网络，配电线路 中节点的分支具有任意性，

8、使保护配合关系复杂化；配电网络中有分布负荷，线 路两端负荷不平衡；在双端供电的配电系统中电源可能有不相等的相角。根据配 电网的特点，以常开型联络开关为界可以将配电网划分成两种基本类型的网络： 一种是单侧电源供电网络，例如辐射状、树状网和处于开环运行的环状网络；另 一种是双侧电源供电网络或处于闭环运行的配电网络环状网络。我国配电网自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果,长期以来配电 网的建设未得到应有的重视，建设资金短缺，设备技术性能落后，事故频繁发生, 严重影响了人民生活和经济建设的发展，随着电力的发展和电力市场的建立， 配电网的薄弱环节显得越来越突出，形成电力需求与电网设施不协调的局面。

9、国家颁布设施的电力法的贯彻后，电力作为一种商品进入市场，接受用户 的监督和选择，甚至于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。另一方 面，高精密的技术和装备对电能质量要求，配电网供电可靠性已是电力经营者 必须考虑的主要问题。随着市场观念的转变和电力发展的需求，配电网的自动化已经作为供电企 业十分紧迫的任务。城市电网，从八十年代就意识到配电网的潜在危险，并竭力 呼吁致力于城市电网的改造工程，并组织全国性的大型会议对配电网改造提出了具体实施计划，各种渠道凑集资金，提出更改计划，利用高技术、好性能的设备 从事电网的改造。当前我国配电网处于高速发展的时期，国家从政策上给予很大支持，具有 相应的资金

10、条件，但我国配电网仍处于方案的探索时期，特别是我国配电网的 规模及覆盖面，市场之大是任何一个经济发达或发展中国家无法比拟的，而我 国配电网的发展也是随经济发展同步进行，为了探索我国配电网自动化方案, 先后对国外配电网的模式进行考察并在国进行实验试点。第二章总体设计2.1 工厂的负荷计算和无功功率补偿2.1.1 全厂用电设备情况1生产任务及车间组成工厂的生产任务、规模及产品规格：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、锻压、斜焊、毛坯件为主体。年 生产规模为铸钢件100003铸铁件30003锻件10003聊焊件2500t。(2)本厂车间组成铸钢车间；铸铁车间；

11、锻造车间；柳焊车间；木型车间及木型库；机修车 间；砂库；制材场；空压站；锅炉房；综合楼；水塔；水泵房；污水提升站等。 2全厂用电设备情况(1)负载大小用电设备总安装容量：7469.9KW计算负荷 有功：4912.3KW无功：4180.2KVar计算视在功率：6450.2KVA(2)负荷类型本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为6000小时，属于二级负荷。(4) No4变电所(3)全厂各车间负荷计算见表2-1。表2-1各车间380V负荷设备容量(KW)( CoSCpP 30计算负荷变压器台数及130容量车间或用电序号QsoS30单位名称(l)Nol变电所1铸钢车间20000.40.651.

12、178009361230.18702*630(2)No2变电所1铸铁车间10000.4 0.71.024004088517.4786.12砂库1100.7 0.61.2377102.42128.31953小计(3)No3变电所1柳焊车间111012000.30.451.984773601510.41712.83698.68002*4001215.21水泵房280.70.80.752115.7526.25539.93小计5381728.5822.21*1001高压站3900.80.750.88331.291.7442671.55522机修车间1500.20.651.1737.543.8757.6

13、987.7553锻造车间2200.30.551.5266100.3120182.324木型车间1860.30.61.3365.186.51108.4164.75415制材场200.20.61.335.67.4489.3314.286综合楼200.91118181827.37小计523.547.8757.81*800677(5)No5变电所1锅炉房3000.70.80.75225168.7281.2427.355522水泵房280.70.80.752115.7526.2539.953仓库880.30.651.1726.430.9340.6761.84污水提升站140.60.80.759.16.8

14、2511.3717.3555 小计281. 222.2 358.71*400555各车间6千伏高压负荷1电弧炉2*12500.90.870.5722501282.52586.2248.92工频炉2*2000.80.90.48320153.6355.634.23空压机2*2500.80.850.62425263.550048.154小计2991699.3443.1*4005660说明：NO1, NO2车间变电所设置两台变压器外，其余设置一台变压器根据本厂实际情况，采用并联电容器在总压降变电所的低压(10KV)侧进行无功补偿，将功率因数提高到0.9。补偿前的功率因数：COS(p=P3o/S3o=4

15、912.34-6450.2=0.76o将COScp由0.76提高到0.9所需的补偿容量(由无功功率补偿率表查得无功功率补偿A%=0.38)为:Qc=AqcXP30=0.38 X 4912.3=1867KVaro采用BGF25-2OO-IW型苯甲基硅油纸、薄膜复合并联电容器。其主要技术数据如下：额定电压：10.5KV;标称容量：200Kvar；标称电容：5.79uf;频率：50Hz;相数：lo电容器的个数为：n= Qc/q0=1867-200=9.4,由于是单相的，n应为3的倍数，所以12是3的倍数，电容器取12个。10KV侧补偿后：S30' = 74912.32+(4180.2-186

16、7)2 = 5429.7KVA;P30r =4912.3+0.015 X 5429.7=4993.7KW;Q30' =4180.2-1867+0.06x5429.7=2639KVar;35KV侧补偿后：S3O'->/4993.72+26392 =5534.5KVA;COS(p, =P3。' / S3o”=O.9O3>O.9,满足要求。2.1.2 电源情况工厂电源从电业部门某220/35KV变压所，用35KV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。供电电压等级：由用户选用35KV或10KV的一

17、种电压供电。2.2 工厂总降压变电所的所址和型式的选择2.2.1 车间变电所所址的选择一般在靠近负荷中心设变配电所，包括变压器室，高压配电室、低压配电室、 控制室、值班室、维修室。在负荷比较大而集中的车间设车间变电所。变配电所应尽量远离多尘、有腐蚀性气体的场所，如无法远离，则不设在污 染源的下风侧。变压器室尽量避免西晒，配电室一般应有个门，各房间的门均应 朝外开，当高压室与控制室、低压室间有门相通时，门应朝控制室或低压室方向 开。1车间变电所所址选择的要求(1)接近负荷中心这样可以缩短低压配电线路，降低了线路的电能损耗、电压损耗和有色金属的消耗量。(2)接近电源侧。(3)设备运输方便应考虑到电

18、力变压器和高低压开关柜等大件设备的运输 通道。(4)不应设在有剧烈振动的场所振动场所不仅影响变配电所本身建筑及其 中设备的安全，而且可导致开关设备和继电保护、自动装置的误动作。(5)不应设在厕所、浴室附近及地势低洼和易积水的场所。(6)不宜设在有爆炸危险和火灾危险环境的正下方或正上方。(7)不应妨碍企业单位的发展，并适当考虑将来发展的可能。2车间变电所的总体布置及要求(1)车间变电所的总体布置及要求便于运行维护；保证运行安全；便于进出线；节约土地和建筑费；留有发展 余地。N01变电所装设在铸钢车间，N02变电所装设采用外附式，N03变电所 装设采用外附式，N04变电所装设采用独立式。机械厂的总

19、降压变电所及车间变电所的指示如图3-1所示。1-铸钢车间；2-铸铁车间；3-锻造车间；4-柳焊车间；5-木型车间及木型库；6-机修车间；7-砂库；8制材场；9-空压场；10-锅炉房；11综合楼；12水塔;13水泵房1#2#; 14污水提升站e缪O35kv高压变电所；车间变电所；负荷圈；高压配电线；低压配电线图3-12.3 工厂总降压变电所主变压器的型式、容量和数量的选择2.3.1 供电变压器的选择1主变压器台数的选择由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台 变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷 继续供电，故选两台变压器。2变电所主变压

20、器容量的选择装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量8T应同时满足以下两个条 件：(1)任一台单独运行时，ST> (0.6-0.7) S' 3o(i)；(2)任一台单独运行时，St>S' 30 ( I+U)；由于S' 30 (1) = 6450.2KVA,且该厂本厂三班制，年最大有功负荷利用小时数为6000ho属二级负荷。选变压器ST> (0.6-0.7) X6450.2= (3870.124515.14) KVA>ST>SZ 3o ( I +H)因此选5000 KV - A的变压器二台故选用35KV级SZg型有载调压电力变压器，SZ9-

21、5000/35o其技术参数如下：额定容量：5000KVA二次侧额定电压：10KV空载损耗：APk=5.20KW短路阻抗百分值：Uz%=7%一次侧额定电压：35KV联结组别：Ydll短路损耗：APe=36KW空载电流百分值：k%=0.7%当电流通过变压器时，就要引起有功功率和无功功率的损耗，这部分功率损 耗也需要由电力系统供给。因此，在确定车间主结线母线时需要考虑到这部分功 率损耗。2.3.2 车间变电器的选择1车间变电站变压器台数的选择原则：(1)对于一般的生产车间尽量装设一台变压器；(2)如果车间的一、二级负荷所占比重较大，必须两个电源供电时，则 应装设两台变压器。每台变压器均能承担对全部一

22、、二级负荷的供电任务。如果 与相邻车间有联络线时，当车间变电站出现故障时，其一、二级负荷可通过联络 线保证继续供电，则亦可以只选用一台变压器。(3)当车间负荷昼夜变化较大时，或由独立(公用)车间变电站向几个 负荷曲线相差悬殊的车间供电时，如选用一台变压器在技术经济上显然是不合理 的，则亦装设两台变压器。变压器容量的选择：(1)变压器的容量St (可近似地认为是其额定容量S8t)应满足车间所 有用电设备计算负荷S3。的需要，即ST>S30 ；(2)低压为0.4KV的主变压器单台容量一般不宜大于1000KVA (JGJ/T1692 规定)或 1250 KV - A (GB5005394 规定

23、)。如果用电 设备容量较大、负荷集中且运行合理时，亦可选用较大容量的变压器。这样选择 的原因：一是由于一般车间的负荷密度，选用1000-1250 KVA的变压器更 接近于负荷中心，减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量； 另一是限于变压器低压侧总开关的断流容量。2车间变电所的变压器选择根据负荷的大小容量选择变压器的型号。变压器需要考虑的技术参数:额定容量；一次侧额定电压；二次侧额定电压；联结组别空载损耗；短路损耗；短路阻抗百分值；空载电流百分值变压器的有功损耗为：Pt=0.015xS30变压器的无功损耗为：Qt=0.06XS30以上二式中S3。为变压器二次侧的视在计算功率。车间变

24、电所的设计变压器选择如表4-lo表4-1车间变电所变压器型号负荷率有功损耗无功损耗联结组标号台数及容量NolS9-630/10(6)0.971256.16YynO2X630No2S9-400/10(6)0.817.1630.62YynO2X400No3S9-1000/10 (6)0.835.7243.71YynOIX 1000No4S9-800/10(6)0.947.8532.71YynO1X800No 5S9-500/10(6)0.94.213.34YynO1X500高压设备端S9-4000/10 (6)0.944.93101.98Ydll1X40002.4 工厂总降压变电所主接线方案的设计

25、一般大中型企业采用35110KV电源进线时都设置总降压变电所，将电压 降至6-10KV后分配给各车间变电所。总降压变电所主接线一般有线路一变压 器组、单母线、桥式、外桥式等几种接线方式。经过一系列的比较，机械修造厂选择的总降压变电所为桥式主接线方式。桥式主接线如图5-1所示。线路1WL, 2WL来自两个独立电源，经过断路 器1QF, 2QF分别接至变压器IT, 2T的高压侧，向变电所供电，变压器回路 仅装隔离开关3QS, 6QSO当线路1WL发生故障或检修时，断路器1QF断开, 变压器1T由线路2WL经桥接断路器3QF继续供电。同理，当2WL发生故障 或检修时，变压器2T可由线路1WL继续供电

26、。因此，这种主接线大大提高了 供电的可靠性和灵活性。但当变压器检修或发生故障时，须进行倒闸操作，操作 较复杂且时间较长。当变压器1T发生故障时1QF和3QF因故障跳闸，此时， 打开3QS后再合上1QF和3QF,即可恢复1WL线路的工作。这种接线适用 于大中型企业的一、二级负荷供电。桥式接线适用于以下条件的总降压变电所：（1）供电线路长，线路故障几率大；（2）负荷比较平稳，主变压器不需要频繁切换操作；<3）没有穿越功率的终端总降压变电所。所谓穿越功率，是指某一功率由一条线路流入并穿越横跨桥又经另一线路流 出的功率。图5-12.5 短路电流的计算2.5.1 计算方法工厂供电系统要求正常的不间

27、断的对用电负荷供电，以保证工厂生产和生活 的正常进行，但由于各种原因也难免出现故障。因此，在工厂供电设计和运行中 不仅要考虑正常运行的情况，而且还要考虑发生故障的情况，最严重的是发生短 路故障。(1)短路的原因：短路的主要原因是由电器设备载流部分的绝缘损坏，此外, 还有工人操作时违反规程发生失误等。(2)短路的形成在三相系统中,可能发生三相短路、单相短路和两相接地短 路。(3)高压电网中短路电流的计算方法。对称的短路电流计算对于无限容量系统，有标么电抗法、短路功率法。对于有限容量系统,有实用运算曲线法，有单位制计算发。非对称的短路电流计算应用(电)网阻抗合成计算在本设计中，供电部门变电所0.1

28、KV母线为无限大 电源系统，计算三相短路电流方法，采用标么电抗法。2.5.2 计算过程(1)绘制计算电路如图6-1所示。(2)确定基准值设 Sd=100MVA, Ud】=Uc,即高压侧 Udi=37KV,另一侧 UalO.SKV,则Idl= Sd/V3 Udl= 100MVA4- (1.32 X 37KV)=1.56KAId2= S"、与 Ud2=100MVA4-(1.32X10.5KV)=5.5KA(3)计算短路中各元件的电抗标幺值最大运行下：电力系统X> 1OOMVA+200MVA=0.5架空线路查表6得LJ-120型铝绞线也满足机械强度查得:Ro=0.28C/KM,Xo=

29、0.4Q/KM,故X2*=X4*= (0.4X8) X(100MVA-r37KV2)=0.24 电力变压器 查5表得Uz%=7%,故X3*=X5 =0.07X 100MVA4-5000KVA=1.4因此绘等效电路，如图6-2所示。图6-2(4)计算K-1点(37KV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量。总电抗标幺值X' =X；+X.,7/X4*=0.5+0.24 4-2=0.62邪-1) 三相短路电流周期分量效值I之=3/X，=1.56KA0.62=2.6KA邓-I)其它短路电流r(3)=m2 6KAi；?=2.55 I =2.55X2.6KA=6.63KAI% = 1.51

30、I =1.51X2.6KA=3.9KA三相短路容量S.=Sd/ X“=100MVA4-0.62=161.3MVA(5)计算K-2点(10.5KV)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值X，=X；+X27/X/+X37/X5=0.5W.24-2+1.44-2=1.32邪1三相短路电流周期分量有效值 =Idi/X' =5.5KA+ 1.32=4.2KAK-l K-2)其它短路电流r =1*=1;)=4.2KAi；? = 1.84 I =2.55X4.2KA=1O.7KAI%=1.09 I =1.51 X 5.07KA=6.3KA三相短路容量S九=S/ X' =100M

31、VA4- 1.32=76MVA 八 一， a _最大运行方式下得到的结果见表6-1所示。表6-1三相短路电流/KA三相短路容量/MVALt <3)T (3);(3)T (3)SkK-12.62.62.66.63.9161.3K-24.24.24.210.76.376邓-2)2.6 总降压变电所一次设备的选择与校验2.6.1 高压电气设备的选择35KV侧选择SW2-35/600型高压断路器、GW5-35G/600-72型高压隔 离开关、LCW-35型电流互感器、JDJ-35型电压互感器、ZS-35/4棒式和ZSX 一35/4悬挂式棒式两种类型的绝缘子，避雷器FZ-35, RN2-35型熔断

32、器。10KV 侧选择SN10-10I/630型少油断路器、GN6-10/600-52型隔离开关、 LFZJ1-10型屋式电流互感器、JSJW-10型三相五柱油浸式电压互感器, RN2-10型熔断器，避雷器FS-10。2.6.2 高压电气设备校验1按工作电压选择电器额定电压UNc应不低于所在电路额定电压U、.即U8之Un。2按工作电流来选择熔断器熔体的额定电流一般电器额定电流Inc应不低于所在电路的计算电流13。即L之L o3短路动稳定度的校验条件(1)断路器、负荷开关、隔离开关、电抗器的动稳定电流的峰值imax应不 小于可能的最大的短路冲击电流J ,或其动稳定电流有效值【max应不小于可能的

33、最大的短路冲击电流L即imax > ish ； 'Wk。(2)电流互感器大多数给出动稳定倍数其动稳定度校验 条件为KcK&LnN/；式中，Ln为电流互感器的额定一次电流。4短路热稳定度的校验条件断路器、负荷开关、隔离开关、电抗器的热稳定度校验条件为申之1?弋ma 式中，L为电器的热稳定电流；t为其热稳定时间；I，为通过电器的三相短路稳 态电流；为短路发热假想时间。电流互感器大多给出热稳定倍数小外 和热稳定时间3其热稳定度校验条件为（KJ-）、之I?2tm式中，Ln为电流互感器额定一次电流母线、电缆的短路热稳定度河按其满足热稳定度的最小截面A.来校验，即式 C.中，A为母线

34、、电缆的导体截面积；C为导体的短路热稳定系数，35千伏高压侧的短路计算值：Ik=2.6KA，Lh=3.9KA,i6.6KA。过程：SW2-35/630型高压断路器校验：额定工作电压35KVN线路计算电压35KV额定工作电流630AN线路计算电流92.75A额定动稳定电流峰值17KA之iJ3,=6.6KA4s热稳定电流是6（2x4232.62X1.12GW5-35G/630-72型高压隔离开关校验：额定工作电压35KVN线路计算电压35KV额定工作电流630A2线路计算电流92.75A额定动稳定电流峰值72KAz iJ3,=6.6KALCW-35型电流互感器校验：额定工作电压35KV2线路计算电

35、压35KV额定工作电流500A2线路计算电流92.75A额定动稳定电流峰值210KA泣F）=66KA热稳定合格JDJ-35型电压互感器校验：额定工作电压35KVN线路计算电压35KV1S 热稳定电流是（65+0.1由 x l=4238.01KA>2.62Xl.l2经计算以上设备都合格。2.7 变电所进线的选择与校验2.7.1 高压进线引入线的选择负荷较大、线路较长时，特别是35KV及以上的输电线路，主要应按经济 电流密度来选择导线截面。1选铝架空线的线路4 = 勺(疯&85。) = 4912.3n丫/(有x35WxO.9)=9OA ,由于最大有功负荷年利用 小时数为 6000 小

36、时，j1=0.9A/mm2,A=90/0.9A/mm2=100mm2取最接近的 标准截面120 mm2,选用LJ-120型铝绞线，L=352A>90A,满足发热条件, 35KV架空线铝绞线的最小允许截面Audn=35mm2, LJ-120型铝绞线也满足机 械强度要求。查得：Ro=0.28Q /KM,Xo=0.4 Q /KMo线路电压损耗：故U=(P3oXR°+Q3oXXo)/Un=4912.3X(8xO.28)+ 41 80.2X(8X0.4)/35=696.5Vo线路电压损耗百分值： U%=AU/ UkX100% = 1.99%o线路功率损耗： Pwl=3l3O X 13oR

37、vl+3l3O X= 16. 5KW02选钢芯铝绞线架空线的线路由于最大有功负荷年利用小时数为6000小时，j2=1.75A/mm2, A2=90A /1.75 A/mm2=51.4mm2取最接近的标准截面70 mm2,选用LGJ-70型铝 绞线I259A>90A,满足发热条件，35KV架空线钢芯铝绞线的最小允许截面 Aluin=25mm2, LGJ-70型钢芯铝绞线也满足机械强度要求。查得：R°=0.48O/KM, Xo=O.41 Q /KM.故UNP30 X Ro+Q30XX0）/UN=4912.3 X（8X 0.48）+4180.2X（8x0.41）/35=930.7Vo

38、 线路电压损耗百分值： U%=AU/ UKX 100% =2.65%线路功率损耗； Pwi=3130 X l3oRwl+313O X l3Owl=2 1.6KW0两种线路方案的经济比较如表8-1所示表8-1线路架空线功率损耗(kw)电压损耗百分值是否满足发热是否满足机械强度LJ16.51.99%是是LGJ21.62.65%是是从上述的技术比较来看.选择LJ-120型铝绞线比较经济，故线路采用LJ-120型铝绞线。2.8 工厂高压配电线路的确定2.8.1 车间变电所的接线610kV配电所一般采用单母线或单母线分段的接线方式。1单母线接线一般为一路电源进线，而引出线可以有任意数目。只适用于对三级负

39、荷供电。2单母线分段接线两回路电源进线、母线分段运行的方式比较适用于大容量的二、三级负荷。所以10KV侧采用单母线分段接线。车间变电所在系统中的作用:将610KV的电源电压降至380/220V的使用电压，并送至车间各个低压用电设备。对一、二级负荷或用电量较大的车间变电所（或全厂性的变电所），应采用 两回路进线两台变压器的接线，如图9-1所示。10KV22Q/38Q图9-1对供电可靠性要求较高、季节性负荷或昼夜负荷变化较大、以及负荷比较集 中的车间（或中、小企业），其变电所设有二台以上变压器，并考虑今后的发展 需要（如增加高压电动机回路），采用高压侧单母线、低压侧单母线分段的接线 方式，如图9-

40、2所示。10KV图9-2备注：在确定变配电所的主接线时，除了应满足对主接线所提出的基本要求 之外，还要注意以下几个问题：（1）备用电源：对一级负荷，变配电所的进线必须有备用电源，对二级负, 应设法取得低压备用电源。（2）电源进线方式：有条件的都宜采用架空进线加电缆引入段。(3)设备选择原则：在满足安全可靠供电的前提下，力求简化线路，选用最 经济的设备。3双电源车间变电所的低压母线分段方式对双电源的车间变电所，其工作电源可引自本车间变电所低压母线，也可引 自邻近车间变电所低压母线。备用电源则引自邻近车间380/220V配电网。如要求带负荷切换或自动切换时，在工作电源和备用电源的进线上，均需装 设

41、自动空气开关。对于装有两台变压器的车间变电所，低压380/220V母线的分段方式及分 段开关设备，可根据车间负荷的重要性而有所不同。对于只用一台变压器的车间，就直接一条线引入就可，用单母线。2.8.2 导线及其截面的选择1高低压母线的选择根据电力变压器室布置标准图集的规定，35KV、10KV母线选择LMY-3 (40X4)即母线大小为 40mmX40mm; 380 母线选 NO1: LMY-3 (80x8) +50 X 5即母线大小为80mmX 8mm,中性母线大小为50mmX 5mm； NO2： LMY-3 ( 60X6 ) +40X4 ; NO3 : LMY-3(120X 10)+80x8

42、 ; NO4 : LMY-3(1OOX 8)+60 X6o2由主变到引入电缆的选择校验采用YJL22型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。按发热条件选择。由1=410.8A及土壤温度，初选缆芯为500mm2的 交联电缆，其I441A>l3。，满足发热条件。(2)校验短路热稳定c按式Aum： 170mm2 V 500mm2,因此YJL22-3X 500 的电缆满足要求。3车间变电所进线的选择(1)馈电给NO1的变电所的线路采用YJL22交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 按发热条件选择。由3。=34A及土壤温度，初选缆芯为25mm之的交联 电缆，其%=93.6A>l3。，满足发

43、热条件。 校验短路热稳定。按式A1nm= 13.8mm2V25mm之因此YJL22满足要求，即选YJL22-3X25的电缆。(2)馈电给NO2的变电所的线路采用YJL22交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 按发热条件选择。由ko=17.8A及土壤温度，初选缆芯为25mm2的交 联电缆，其骁=93.6A>l3。，满足发热条件。 校验短路热稳定。按式人以访=91111112 V 25mm之 因此YJL22满足要求，即选YJL22-3X25的电缆。(3)馈电给NO3的变电所的线路采用YJL22交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 按发热条件选择。由3。=45A及土壤温度，初选缆芯为25m

44、m2的交联 电缆，其=93.6A>l3。，满足发热条件。 校验短路热稳定。按式A”而=23mm2V25mm之 因此YJL22满足要求，即选YJL22-3X25的电缆。(4)馈电给NO4的变电所的线路采用YJL22交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 按发热条件选择。由1=42A及土壤温度，初选缆芯为25mmZ的交联 电缆，其I93.6A>l3。，满足发热条件。 校验短路热稳定。按式A1n1n=21mm2V25mm之 因此YJL22满足要求，即选YJL22-3X25的电缆。(5)馈电给NO5的变电所的线路采用YJL22交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 按发热条件选择。由I3o

45、=2OA及土壤温度，初选缆芯为25mmZ的交联 电缆，其I93.6A>l3。，满足发热条件。 校验短路热稳定。按式Amin=10mm2 V 25mm2 因此YJL22满足要求，即选YJL22-3X25的电缆。4车间6千伏变压负荷端的变压器线路的选择采用YJL22交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。1)按发热条件选择。由屈=199A及土壤温度，初选缆芯为120mm2的 交联电缆，其=205A>l3。，满足发热条件。2)校验短路热稳定。按式AuxG/mm2V25mm2,因此YJL22满足要 求，即选YJL22-3X120的电缆。综合以上所选变电所进线的电缆型号规格如下 表9-1所示。

46、表9-1线路名称导线或电缆的型号规格结论由主变到引入电缆馈电给NO1的变电所的线路馈电给NO2的变电所的线路馈电给NO3的变电所的线路馈电给NO4的变电所的线路馈电给NO5的变电所的线路车间6千伏变压 负荷端的变压器YJL22-3X500合格YJL22-3X25合格YJL22-3X25合格YJL22-3X25合格YJL22-3X25合格YJL22-3X25合格YJL22-3X120合格线路2.9 变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定2.9.1 二次回路方案选择二次回路操作电源是供高压断路器跳、合闸回路和继电保护装置、信号回路、 监视系统及其他二次回路所需的电源。二次回路是用来控制、指示、监

47、测和保护 一次电路运行的电路。设置自动重合闸APD以使短路器自动重新合闸，迅速恢 复供电；准备备用电源，自动投入装置APD,提高供电的可靠性，而且还应装 设绝缘监视装置和中央信号装置。2.9.2 继电器保护的整定对于线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电保护和瞬时机构，使断路 器跳闸，切除短路故障部分。对于单相接地保护可才用绝缘监视装置，装设在变 配电所的高压母线上，动作于信号。原则：带时限过电流保护的动作电流lop,应躲过线路的最大负荷电流；电 流速断保护的动作电流即速断电流应按躲过它所保护线路的末端的最大短路变压器过电流保护和速断保护；过电流保护 1叶=KJG =1.3X1X2X82.5

48、+O.8X4O=6.5A选择DL15型电流继电器，线圈并联，动作电流整定为7A;则保护一次侧的动作电流为：=(40/1.0) X7 =280A灵敏度校验:=(1/2XI 1111nx 10.5 + 37) + 280=1.98>1.5满足要求。2.10 总降压变电所防雷保护和接地装置的设计2.10.1 变电所的防雷保护一般35KV及以下变、配电所的直击雷需用独立避雷针保护。独立避雷针的设置要求:(1)独立避雷针与被保护物之间应保持一定的距离，以免避雷针上落雷时 造成对保护物的反击。避雷针对被保护物不发生反击的最小距离Sa应满足下式的要求： SaN0.3R、h+0.lh式中，电卜为独立避雷

49、针的冲击接地电阻；h为独立避雷针校 验高度。(2)独立避雷针宜装设独立的接地电阻，工频接地电阻不宜大于lOQo 独立避雷针的接地装置与被保护物的接地间最小允许的距离S,之().3口由式中，S。 为地中距离，一般不应小于3m。(3)独立避雷针不宜设在人经常通行的地方。2.10.2 变电所采用单支避雷针保护在变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并引出两根接地线与变电所公共接地装 置相连。避雷针在地面上的保护半径r=1.5h,如被保护物的高度为h、时，在h、水平面上的保护半径rx按下列公式计算：当 h、之h/2 时，,=(h-h j p；当 h*vh/2 时，rx= (1.5h-2hx) p5.5p=7Fp-一考虑到针太高时保护半径不成比例而应减小的系数。当 h<30m 时，p=l;当 30 v h< 120m 时,h-避雷针的高度；q避雷针在除高度水平面上的保护半径;hx-被保护物的高度。2.10.3 雷电侵入波的防护(1)在10KV电源进线的终端杆上装设FS-10型阀式避雷器。引下线采 用25mm