某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计方案

1、精选优质文档-倾情为你奉上毕业设计(论文>题 目某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计教案点 专 业 年 级 姓 名 指导教师定稿日期： 2018 年 6月 1 日摘 要本论文主要依照工厂供电设计必须遵循的一般原则、基本内容和设计流程，对某电机修造厂变电所进行了设计说明，本文按照设计要求，在查阅大量参考资料、手册后，对负荷计算及无功功率补偿计算，变配电所所址和型式的选择，变电所主变压器台数、容量及类型的选择，变配电所主结线方案的设计，短路电流的计算，变配电所一次设备的选择，变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定，变配电所防雷保护与接地装置的设计等进行了详细的设计说明。并

2、附有相应的图表、公式和计算结果。这次设计的变配电所完全满足设计要求。本设计通过对计算负荷，选出变压器；通过计算三相短路电流，选出其他保护器件；通过三相短路电流，选择过电流保护设备；然后选择二次回路的设备，对一次侧设备进行控制、检测；最后注意安全、接地和防雷的设置。关键字：有功功率，电力变压器，三相短路电流，过电流，接地目 录第一章绪论11.1课题背景、目的及意义11.1.1课题的背景11.1.2课题的目的及意义11.2设计的主要内容、设计图样11.2.1设计的主要包括11.2.2设计图样2第二章设计依据32.1 电机修造厂3第三章设计说明53.1负荷计算及功率补偿53.1.1负荷计算的内容和目

3、的53.1.2负荷计算的方法63.1.3各用电车间负荷情况及各车间变电所容量。63.1.4 全厂负荷计算。73.1.5 功率补偿73.2 变电所、配电所位置和型式的选择83.2.1 电机修造厂总变电所位置和型式的选择83.3 电机修造厂总降压变电所主变压器和主结线方案的选择93.3.1 变压器容量及台数的选择。93.3.2变配电所主结线的选择原则103.3.3 主结线方案选择103.3.4配电所的主接线选择143.5 短路电流的计算153.5.1 绘制计算电路153.5.2 求k -1，k-2点的三相短路电流和短路容量163.5.3 求点的三相短路电流和短路容量183.6变电所一次设备的选择校

4、验183.6.1 35kV侧一次设备的选择校验183.6.2 10kV侧一次设备的选择校验193.6.3 变电所高压母线的选择203.7变电所进出线选择。213.7.1 35kV高压进线的选择校验213.7.2 10kV高压出线的选择213.7.3作为备用电源的高压线的选择校验。243.8变电所二次方案的选择与继电保护253.8.1高压断路器的操动机构控制与信号回路253.8.2变电所的电能计量回路263.8.3 变电所的测量和绝缘监察回路263.8.4变电所的保护装置263.9变电所的防雷保护与接地装置的设计343.9.1 变电所的防雷保护343.9.2 变电所公共接地装置的设计35第四章结

5、论37专心-专注-专业第一章 绪 论1.1 课题背景、目的及意义1.1.1 课题的背景本课题是根据刘介才主编的工厂供电设计指导上两个题目为原型，根据指导老师的要求设计。变电所是电力系统中的一个重要环节,它的运行情况直接影响到电力系统的可靠、经济运行。在35KV10KV配电变电所设计研究方面，最近几十年发展更是迅猛。尤其是对变电站综合自动化的研究，已经进行了多年,并取得了令人瞩目的进展。变电站综合自动化目前在国外已得到了较普遍的应用。例如美国、德国、法国、意大利等国家,在他们所属的某些电力公司里,大多数的变电站都实现了综合自动化及无人值班方式。在我国，现在变电所的基本也是向着变电站综合自动化这个

6、方向发展的，但是根据我国的国情，现在大多数变电站还是没有完全实现保护和控制综合自动化。传统的变电站的设计发展到现在已经十分的成熟了。根据供电的设计内容和流程，可以十分的方便的按照步骤设计。1.1.2 课题的目的及意义本题目主要目的是设计某电机修造厂的变电所总降压配电设计。与原来的课程设计比较，本题不仅设计量大了许多，而且在更个方面的要求也有所加强。虽然变电所的设计在现在已经不是高新的技术，但是作为自动化专业的学生，本题目还是很全面的包含了一大部分专业课程学习的内容，而且各个方面都有所深入。尤其是继电保护的问题，有了更加深入的学习。虽然本题没有对变电站综合自动化有所研究，但是对日后向这个方面的学

7、习和发展打下了坚实的基础。通过这次设计不仅进一步加强专业知识的学习，拓宽知识面，提高理论知识水平。而且扩宽了就业面，提高就业能力，提高了独立思考和分析问题的能力。1.2 设计的主要内容、设计图样1.2.1 设计的主要包括<1）设计的基本依据和资料。<2）区域变电所和车间变电所负荷计算。 <3）无功功率补偿计算及补偿电容器选择。<4）短路电流的计算和动稳定度，热稳定度的计算机。<5）变压器容量及台数的选择。<6）变电所进出线的选择。<7）变电所的电缆，电线，高压开关柜，低压配电电屏，动力配电箱，电流互感器，避雷器，母线等主要设备的选择。<8）区域变

8、电所进线侧线路的继电保护，<采用定时限过电流保护）。主变压器的差动保护，瓦斯继电器保护，工厂变电所进线侧单相接地保护。<9）防雷装置与保护接地装置的设计。<10）、域变电所的主接线图、工厂变电所主接线图、各种保护装置接线原理图。<11）画出工厂变电所的平面图。1.2.2 设计图样<1）变电所主结线电路图电机修造厂总降压变电所主结线电路图<3）各种保护装置接线原理图变电所进线侧线路的继电保护原理电路图，<采用定时限过电流保护）。主变压器的差动保护原理电路图，瓦斯继电器保护原理电路图，工厂变电所进线侧单相接地保护原理电路图<4）变电所平、剖面图电机修

9、造厂总降压变电所平、剖面图第二章 设计依据2.1 电机修造厂<1） 电机修造厂总平面图<图2-1）图2-1 某电机修造厂总平面布置图<2） 工厂生产任务、规模及产品规格本厂承担某大型钢铁联合企业各附属厂的电机、变压器修理和制造任务。年生产规模为修理电机7500台，总容量为45万KW；制造电机总容量为6万KW，制造单机最大容量为5520KW；修理变压器500台；生产电气备件为60万件。是大型钢铁联合企业重要组成部分。<3）工厂各车间负荷计算表表2-1 工厂各车间负荷计算表序号车间名称设备容量<千瓦）计算负荷变压器台数及容量车间变电所代号P30<千瓦）Q30&l

10、t;千乏）S30<千伏安）1电机修造车间25056095007881×1000No 1车变2加工车间8861632583051×400No 2车变3新制车间6342223364031×500No 3车变4原料车间5143101833601×400No 4车变5备件车间5621991582541×315No 5车变6锻造车间1053658681×100No 6车变7锅炉房2691971722621×315No 7车变8空压站3221811592411×315No 8车变9汽车库5433027401×8

11、0No 9车变10大线圈车间3351871182211×250No 10车变11半成品实验站3652874641×500No 11车变12成品实验站22906404808001×1000No 12车变13加压站2561631392141×25014设备处仓库<转供负荷）3382884441×50015成品实验站内大型集中负荷3600288023003686主要为高压整流装置，要求专线供电。<4） 供用电协议 当地供电部门可提供两个供电电源，供设计部门选定： 从某220/60kV区域变电所提供电源，此站距厂南侧4.5公里。 为满足二级

12、负荷的需求，从某60/10.5kV变电所，提供10kV备用电源，此所距厂南侧4公里。 电力系统短路数据，如表2-2所示。其供电系统图，如图2-2所示。表2-2 区域变电站60kV母线短路数据系统运行方式系统短路数据系统运行方式系统短路数据系统最大运行方式1338MVA系统最小运行方式310MVA图2-2 供电系统图 供电部门对工厂提出的技术要求： 区域变电所60kV馈电线的过电流保护整定时间1.8s，要求工厂总降压变电所的过电流保护整定时间不大于1.3s。 在企业总降压变电所60kV侧进行电能计量。 该厂的总平均功率因数值应在0.9以上。<5） 工厂负荷性质本厂大部分车间为一班制，少数车

13、间为两班或三班制，年最大有功负荷利用小时数为2200h。锅炉房供生产用高压蒸汽，停电会使锅炉发生危险。又由于该厂距离市区较远，消防用水需厂方自备。因此，要求供电具有一定的可靠性。<6） 本厂自然条件 气象资料 最热月平均最高温度35摄氏度，土壤中0.7-1M深处一年中最热月平均温度为20摄氏度，土壤冻结深度为1.10M，夏季主导风向为南风，最高气温+40度，最低-40度，导线复冰时气温-5度，最大风速时气温-5度，最大风速25M/秒，导线复冰时风速10M/秒，最高最低气温时风速0M/秒，复冰厚度10毫M，年雷暴日数31.5日。 地质水文资料 该厂区地层以砂粘土为主，地质条件较好，地下水位

14、2.8-5.3m，地耐压力为15吨/平方M。第三章 设计说明3.1负荷计算及功率补偿3.1.1负荷计算的内容和目的<1）计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量求取确定的、预期不变的最大假想负荷。也就是通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。在配电设计中，通常采用半小时的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。<2）计算负荷是用户供电系统结构设计、供电线路截面选择、变压器数量和容量选择、电气设备额定参数选择等的依据，合理地确定用户各级用电系统的计算负荷非常重要。3.1.2负荷计算的方法有功计算负荷为 (3-1>式中，为设备容量。无功计算

15、负荷为 (3-2>式中，为对应于用电设备组的正切值。视在计算负荷为 (3-3>总的计算电流为 (3-4>式中，为额定电压380V。3.1.3各用电车间负荷情况及各车间变电所容量。表3-1序号车间名称设备容量<千瓦）计算负荷变压器台数及容量车间变电所代号P30<千瓦）Q30<千乏）S30<千伏安）1电机修造车间25056095007881×1000No 1车变2加工车间8861632583051×400No 2车变3新制车间6342223364031×500No 3车变4原料车间5143101833601×400N

16、o 4车变5备件车间5621991582541×315No 5车变6锻造车间1053658681×100No 6车变7锅炉房2691971722621×315No 7车变8空压站3221811592411×315No 8车变9汽车库5433027401×80No 9车变10大线圈车间3351871182211×250No 10车变11半成品实验站3652874641×500No 11车变12成品实验站22906404808001×1000No 12车变13加压站2561631392141×25014设备处

17、仓库<转供负荷）3382884441×50015成品实验站内大型集中负荷3600288023003686主要为高压整流装置，要求专线供电。3.1.4 全厂负荷计算。取Kp = 0.92。 Kq = 0.95根据上表可算出：P30i = 6520kW。 Q30i = 5463kvar则 P30 = KPP30i = 0.92×6520kW = 5999kWQ30 = KqQ30i = 0.95×5463kvar = 5190kvar 7932KV·AI30 = S30/3UN 94.5ACOS = P30/S30 = 5999/7932 0.753.

18、1.5 功率补偿由于本设计中上级要求COS0.9,而由上面计算可知COS=0.75<0.9，因此需要进行无功补偿。综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。可选用BWF6.3-100-1W型的电容器，其额定电容为2.89µFQc = 5999×<tanarc cos0.75tanarc cos0.92）Kvar=2735Kvar 取Qc=2800 Kvar因此，其电容器的个数为： n = Qc/qC = 2800/100 =28而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，取28个 正好无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为： S30<2）= 59992+(5

19、463-2800> 2 1/2 =6564KV·A变压器的功率损耗为：<P18 估算PT<0.01-0.02） QT<0.05-0.08）PT = 0.015 S30 = 0.015 * 6564= 98.5 KwQT = 0.06 S30= 0.06 * 6564 = 393.8 Kvar变电所高压侧计算负荷为： P30= 5999+ 98.5 = 6098 KwQ30= (5463-2800 >+ 393.8= 3057 KvarS30 = (P302 + Q302> 1/2= 6821 KV .A无功率补偿后，工厂的功率因数为： cos= P

20、30/ S30= 6098 / 6821= 0.9cos= P30/S30= 0.90.9因此，符合本设计的要求3.2 变电所、配电所位置和型式的选择<1） 变电所和配电所的位置选择应根据下列要求综合考虑确定：靠近工厂的负荷中心；接近电源侧；进出线方便；运输设备方便；不应设在有剧烈振动或高温的场所；不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，如无法远离，不应设在污染源的主导风向的下风侧；不应设在地势低洼和可能积水的场所；不应设在有爆炸危险的区域内；不宜设在有火灾危险区域的正上方或正下方；<2）变电所和配电所型式选择 60/10.5kV变电所分屋内式和屋外式，屋内式运行维护方便，占地面积少。6

21、0kV变电所宜用屋内式。 配电所一般为独立式建筑物，也可与所带10kV变电所一起附设于负荷较大的厂房或建筑物。3.2.1 电机修造厂总变电所位置和型式的选择由前面的负荷计算可以看出，由于成品实验站内有大型集中负荷，所以电机修造厂的负荷中心在成品实验站和电机修造车间之间，又考虑到变电所的位置要南北向，北边开高窗，南边开低门。所以我选择的电机修造厂的变电所的位置如图3-1所示，其型式为屋内式。图3-1电机修造厂总降压变电所位置3.3 电机修造厂总降压变电所主变压器和主结线方案的选择3.3.1 变压器容量及台数的选择。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

22、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。装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量ST应同时满足以下两个条件：任一台单独运行时，SNT<0.6-0.7）S30任一台单独运行时，SNTS30<+） /一二级负荷容量由于S30<1）= 7932 KV·A，因为该厂都是一二级负荷所以按条件2 选变压器。 SNT<0.6-0.7）×7932=<4759.25552.4）KV·ASNTS30<+）因此选5700 KV·A的变压器二台主变压器的联结组别均采用Yd11。3.3.2变配电所主结线

23、的选择原则1.当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。2.当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。3.当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。<该配电属二级负荷应有两路回路供电）4.为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。5.接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。6.610KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。7.采用610 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装

24、设隔离开关。8.由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器<一般都安装计量柜）。9.变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。10.当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。3.3.3 主结线方案选择对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为610KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。总降压变电所主结线图表示工厂

25、接受和分配电能的路径，由各种电力设备<变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。一次侧采用内桥式结线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如下这种主结线，其一次侧的QF10跨接在两路电源线之间，犹如一座桥梁，而处在线路断路器QF11和QF12的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式结线。这种主结线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷工厂。如果某路电源例如WL1线路停电检修或发生故障时，则断开QF11 ，投入QF10 <其两侧Q

26、S先合），即可由WL2恢复对变压器T1的供电，这种内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图(下图>，这种主结线，其一次侧的高压断路器QF10也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器QF11 和QF12的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式结线。这种主结线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式结线适用的场合有所不同。如果某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QF11 ，投入QF10 <其两侧QS先合），使两

27、路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行结线时，也宜于采用这种结线，使环行电网的穿越功率不通过进线断路器QF11 、QF12 ，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。由于需要装设两台主变压器，所以可设计下列两种主结线方案：<1） 一条电源进线的主结线方案 如图3-2示<10kV侧主结线从略）<2） 两条电源进线的主结线方案 如图3-3示<10kV侧主结线）图3-2机修造厂总降压变电所一条电源进线的主结线方案图3-3电机修造厂总降压变电所两条电源进线的主结线方案

28、<3） 两种主结线方案的技术经济比较<表3-2）表3-2 两种主结线方案的比较比较工程一条电源进线的主结线方案<图3-2）两条电源进线的主结线方案<图3-3）技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量两台主变并列，电压损耗小两台主变并列，电压损耗小灵活方便性由于只有一条电源进线，灵活性稍差由于只有两条电源进线，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济指标电力变压器的综合投资额由资料查得SL7-6300/35单价为30.35万元，而又查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为2×30.35万元60.7万元由资料查得SL7-

29、6300/35单价为30.35万元，而又查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为2×30.35万元60.7万元高压开关柜<含计量柜）的综合投资额查资料得JYN1-35型柜按每台10万元计，其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为10×1.5×10万元150万元本方案采用14台JYN1-35型柜，其综合投资额约为14×1.5×10万元210万元，比一条电源进线的方案多投资60万元 续表3-2比较工程一条电源进线的主结线方案<图3-3）两条电源进线的主结线方案<图3-4）经济指标电力变压器和高压开关柜的年运行费

30、参照资料计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为12.035万元<其余略）主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为15.635万元，比一条电源进线的方案多耗3.6万元交供电部门的一次性供电贴费按700元/kVA计，贴费为2×6300×0.07万元882万元贴费为2×6300×0.07万元882万元从表3-2可以看出，虽然按经济指标，一条电源进线的主结线方案远优于两条电源进线的主结线方案，但是按技术指标，两条电源进线的主结线方案优于一条电源进线的主结线方案。为了给工厂的正常生产提供更加稳定、可靠的电源，所以决定采用两条电源进线的主结线方案。正常

31、工作时60kV侧母线中间分段，两电源分别同时给两变压器供电。当一条电源进线出现故障时，利用60kV母线的联络线，把60kV侧母线连通，用另外一条电源进线给两个变压器供电。这样不仅提高了供电的可靠性，而且灵活性也增强了，给电力系统的维护和维修带来了安全和方便。虽然这样投资高了不少，但是是十分值得的。3.3.4配电所的主接线选配电所的主结线方案也分一条进线和两条进线两种。<1） 一条电源进线的主结线方案 如图3-4示图3-4电机修造厂10KV进线的主结线方案<2） 两条电源进线的主结线方案 如图3-5示图3-5机修造厂总配电所两条电源进线的主结线方案<3） 两种主结线方案的技术经

32、济比较<表3-3）表3-3两种主结线方案的比较比较工程一条电源进线的主结线方案(图3-5>两条电源进线的主结线方案(图3-6>技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求灵活方便性由于只有一条电源进线，灵活性稍差由于只有两条电源进线，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济指标高压开关柜(含计量柜>的综合投资额查资料得GG-1A-J型柜按每台2.5万元计，GG-1A-(F>按每台3万元计。其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为(2.5+3>×1.5万元8.25万元本方案采用2台GG-1A-J型柜，2台GG-1A-(F&

33、gt;型柜。其综合投资额约为2×(2.5+3>×1.5万元16.5万元，比一条电源进线的方案多投资8.25万元高压开关柜的年运行费参照资料计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为0.495万元(其余略>主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为0.99万元，比一条电源进线的方案多耗0.495万元根据表可以看出方案2的技术指标远不及方案1，但是其供电的稳定性更高，所以这里我采用方案2，即两条电源进线的方案。3.5 短路电流的计算3.5.1 绘制计算电路图3-6短路计算电路3.5.2 求k -1，k-2点的三相短路电流和短路容量当系统最大运行方式时：<1）

34、 求k -1点的三相短路电流和短路容量<） 计算短路电路中各元件的电抗及总电抗 电力系统的电抗：由，因此 架空线路的电抗：由资料得，因此 绘k-1点短路的等效电路，如图3-7示，图上标出各元件的序号<分子）和电抗值<分母），并计算其总电抗为：图3-7短路等效电路图计算三相短路电流和短路容量 三相短路电流周期分量有效值 其他三相短路电流 三相短路容量 <2） 求k-2点的三相短路电流和短路容量<） 计算短路电路中各元件的电抗及总电抗 电力系统的电抗 架空线路的电抗 绘k-2点短路的等效电路如图3-8示，并计算其总电抗为：图错误 0.09 0.05图3-8短路等效电路

35、图 计算三相短路电流和短路容量 三相短路电流周期分量有效值 其他三相短路电流 三相短路容量当系统最小运行方式时：<其计算过程同前，从略）<3） k-1,k-2点短路计算表 <如表3-3，3-4所示） 系统最大运行方式：表3-3 系统最大运行方式时短路计算表短路计算点三相短路电流/ kA三相短路容量/MVAk-17.637.637.6319.4611.52832.6k-224.824.824.863.2437.45828.8 系统最小运行方式：表3-4 系统最小运行方式时短路计算表短路计算点三相短路电流/ kA三相短路容量/MVAk-12.492.492.496.353.762

36、71.7k-214.2414.2414.2436.3121.5271.33.6变电所一次设备的选择校验3.6.1 35kV侧一次设备的选择校验表3-6 60kV侧一次设备的选择校验选择校验工程电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数数据60kV104A(>7.63kA19.46kA一次设备型号规格额定参数高压少油断路器SN10-3535kV1000A16kA40kA高压隔离开关GN19-35/630-2035kV63050kA高压熔断器RN2-3535kV0.5A17kA电压互感器JDJ2-3535/0.1kV电压互感器JDJJ2-35电流互感器LCZ-3535kV200/5A避

37、雷器FZ-3535kV户外高压隔离开关GW5-35-D(W>/630隔离开关35kV630A40kA接地开关25kA表3-6 所选设备均满足要求。3.6.2 10kV侧一次设备的选择校验表3-710kV侧一次设备的选择校验选择校验工程电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数数据10kV总529.7A18.6kA47.43kA一次设备型号规格额定参数高压少油断路器SN10-10/100010kV1000A31.5kA80kA高压隔离开关G-10/100010kV1000A75kA高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA电压互感器JDJ-1010/0.1kV电流互感器LZZQB

38、6-1010kV800/5A315/5A(大于>100/5A(大于>电流互感器LA-1010kV315/5A(大于>160/5A(大于>避雷器FS4-1010kV表3-7 所选设备均满足要求。3.6.3 变电所高压母线的选择按规定60kV级的变电所的高压母线应按发热条件进线选择，并校验其短路稳定度。<1） 60kV母线的选择校验 按发热条件选择 由及室外环境温度35，查资料，初选硬铝母线LMY-3<25×3），其35时>，满足发热条件。 动稳定度校验 母线在三相短路时所受的最大电动力为 母线在作用时的弯曲力矩为 母线的截面系数为 故母线在三相

39、短路时所受到的计算应力为而硬铝母线<LMY）的允许应力为，由此可见该母线满足短路动稳定度的要求。 热稳定度校验计算满足短路热稳定的最小截面式中变电所60kV侧纵联差动保护动作时间按0.7s整定，再加上断路器断路时间0.2s，再加0.05s。由于母线的实际截面为，因此该母线满足短路热稳定度要求。<2） 10.5kV母线的选择校验采用硬铝母线LMY-3(60×6>50×5。<其选择和计算方法同前，从略）所以电机修造厂高压母线选择如表3-8所示表3-8电机修造厂高压母线选择母线名称母线型号规格35kV母线LMY-3(25×3>，即母线尺寸为

40、25mm×3mm10kV母线LMY-3(60×6>50×5，即母线尺寸为60mm×6mm，中性母线尺寸为50mm×5mm3.7变电所进出线选择。3.7.1 60kV高压进线的选择校验采用LJ型铝绞线架空敷设，接往60kV公用干线。<1） 按发热条件选择 由及室外环境温度35，查资料，初选LJ-35，其35时>，满足发热条件。<2） 校验机械强度查表，最小允许截面，因此LJ-35满足机械强度要求。由于此线路很短，不需校验电压损耗。3.7.2 10.5kV高压出线的选择<1） 馈电给1号厂房<电机修造车间）的线路

41、采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 按发热条件选择由及土壤温度20，查表，初选缆芯为的交联电缆，其，满足发热条件。 校验电压损耗 由电机修造厂平面图量得变电所至一号厂房距离约100m，而表查得的铝芯电缆的<按缆芯工作温度80计），又1号厂房的，因此按式 <3-9）满足允许电压损耗5的要求。 短路热稳定校验计算满足短路热稳定的最小截面由于前面所选的缆芯截面小于，不满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯的交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆<中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同）。<

42、;2） 馈电给2号厂房<机械加工车间）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<3） 馈电给3号厂房<新品试制车间）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<4） 馈电给4号厂房<原料车间）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。&l

43、t;方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<5） 馈电给5号厂房<备件车间）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<6） 馈电给6号厂房<锻造车间）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<7） 馈电

44、给7号厂房<锅炉房）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<8） 馈电给8号厂房<空压站）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<9） 馈电给9号厂房<汽车库）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）缆芯截

45、面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<10）馈电给10号厂房<大线圈车间）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<11） 馈电给11号厂房<半成品实验站）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<12） 馈电给12号厂房

46、<成品实验站）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<13） 馈电给13号厂房<加压站）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<14） 馈电给14号厂房<设备处仓库）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）

47、缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。<15） 馈电给15号厂房<成品实验站内大型集中负荷）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。<方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-3×3001×150的四芯电缆。3.7.3作为备用电源的高压线的选择校验。采用LJ型铝绞线架空敷设，与相距约4km的某60/10.5kV变电所的10.5kV母线相联。<1） 按发热条件选择工厂二级负荷容量共503kVA，及室外环境温度为35，查表，初选LJ-16，其35时的，满足

48、发热条件。<2） 校验电压损耗由表查得缆芯为的铝绞线的，<按线间几何均距0.8m计）。又，线路长度按4km计，因此按式(3-9>，得满足允许电压损耗5的要求。<3） 短路热稳定度校验因为邻近某60/10.5kV变电所电源10.5kV侧的短路数据不知，因此该联络线的短路热稳定度校验计算无法进行，只有暂缺。综合以上所选电机修造厂变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格如表3-9所示表3-9 电机修造厂变电所进出线和联络线的型号规格线路名称导线或电缆的型号规格35kV电源进线LJ-35铝绞线(三相三线架空>10kV高压出线至1号厂房YJL22-10000-3×

49、3001×150四芯电缆(直埋>至2号厂房YJL22-10000-3×3001×150四芯电缆(直埋>至3号厂房YJL22-10000-3×3001×150四芯电缆(直埋>至4号厂房YJL22-10000-3×3001×150四芯电缆(直埋>至5号厂房YJL22-10000-3×3001×150四芯电缆(直埋>至6号厂房YJL22-10000-3×3001×150四芯电缆(直埋>至7号厂房YJL22-10000-3×3001×15

50、0四芯电缆(直埋>至8号厂房YJL22-10000-3×3001×150四芯电缆(直埋>至9号厂房YJL22-10000-3×3001×150四芯电缆(直埋>至10号厂房YJL22-10000-3×3001×150四芯电缆(直埋>至11号厂房YJL22-10000-3×3001×150四芯电缆(直埋>10kV高压出线至12号厂房YJL22-10000-3×3001×150四芯电缆(直埋>至13号厂房YJL22-10000-3×3001×15

51、0四芯电缆(直埋>至14号厂房YJL22-10000-3×3001×150四芯电缆(直埋>至15号厂房YJL22-10000-3×3001×150四芯电缆(直埋>至塑料制品厂3×LJ-501×LJ-35(三相四线架空>与邻近35/10kV变电所10kV联络线LJ-16铝绞线(三相三线架空>3.8变电所二次方案的选择与继电保护3.8.1高压断路器的操动机构控制与信号回路断路器采用手力操动机构，其控制与信号回路如图3-9所示。图3-10手动操作的断路器控制和信号回路WC控制小母线 WS信号小母线 GN绿色指示

52、灯 RD红色指示灯 R限流电阻 YR跳闸线圈(脱扣器> KM继电保护出口接触器 QF16断路器QF的辅助触点 QM手动操作机构辅助触点3.8.2变电所的电能计量回路变电所35kV进线侧装设专用计量柜，装设三相有功电度表和无功电度表，分别计量全厂消耗的有功电能和无功电能，并据以计算每月工厂的平均功率因数。计量柜由上级供电部门加封和管理。3.8.3 变电所的测量和绝缘监察回路 变电所35kV侧母线装有电压互感器避雷器柜，其中电压互感器为3个JDJJ2-35型，组成<开口三角）的结线，用以实现电压测量和绝缘监察。作为备用电源的高压联络线上，装有三相有功电度表、三相无功电度表和电流表。高压

53、进线上，亦装有电流表。10kV侧的出线上，均装有有功电度表和无功电度表。10kV侧母线装有电压互感器避雷器柜，其中电压互感器为2个JDJ-10型，用以实现电压测量和绝缘监察。仪表的准确度等级按规范要求。3.8.4变电所的保护装置<1） 进线侧线路的继电保护装设定时限过电流保护。采用GL15型感应式过电流继电器，三相三继电器式结线。<见图3-10）。其工作原理为：当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA瞬时动作，闭合其触点，使时间继电器KT动作。KT经过整定的时限后，其延时触点闭合，使串联的信号继电器<电流型）KS和中间继电器KM动作。KS动作后，其指示牌掉下，同时接通信号回路

54、，给出灯光信号和音响信号。KM动作后，接通跳闸线圈YR回路，使断路器QF跳闸，切除短路故障。QF跳闸后，其辅助触点QF1-2随之切断跳闸回路。在短路故障被切除后，继电保护装置除KS外的其他所有继电器均自动返回起始状态，而KS可手动复位。图3-10 变电所进行侧线路定时限过电流保护的原理电路图 过电流保护动作电流的整定利用式<3-10） <3-10）其中，因此动作电流为：A整定为8A。<只能为整数，且不能大于10A） 过电流保护动作时间的整定定时限过电流保护其动作时限，利用时间继电器<DS型）来整定。因为题目知区域变电站220/35kV馈电线的过电流保护整定时间，所以电机

55、修造厂变电所进线侧线路的定时限过电流保护时间t，由于不知区域变电站馈电线采用的是定时限过电流保护，还是反时限过电流保护。我在这里假设为反时限过电流保护，所以t2s0.7s1.3s所以时间整定为1.3s。过电流保护灵敏系数的检验利用式<3-11）<3-11）其中，因此其保护灵敏系数为：>1.5满足灵敏系数1.5的要求。<2） 主变压器的继电保护装置 装设瓦斯保护<其接线图见图3-11）其保护原理如下：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。由于瓦斯继电器下触点KG3-4在重瓦斯故障时可能有“抖动”<接触不稳定）的情况，因此为了使跳闸回路稳定地接通，断路器能足够可靠地