某机械制造厂总降压变压器设计概述(doc37页)(完美优质版)

1、淮南市某机械制造厂总降压变压器设计摘要1引言2设计任务及要求2.1 设计题目2.2 设计要求2.3 设计依据3负荷计算和无功功率补偿 3.1 负荷计算的内容和目的 3.2 负荷计算3.3 无功功率补偿4变电所位置和型式的选择 5变电所主变压器的选择和主结线方案的选择5.1 变电所主变压器的选择 5.2变压器主接线方案的选择 5.3两种主接线方案的技术经济比较 6短路电流的计算6.1绘制计算电路6.2确定短路计算基准值 6.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值6.4 10KV侧三相短路电流和短路容量 6.5 380V侧三相短路电流和短路容量 7变电所一次设备的选择校验 7.1 10KV侧一次设备的

2、选择校验 7.2 380V侧一次设备的选择校验 7.3 高低压母线的选择8变电所进出线和与邻近单位联络线的选择8.1 10KV高压进线和引入电缆的选择8.2 380V低压出线的选择8.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验 9变电所二次回路的选择与继电保护的整定9.1 高压断路器的操动机构控制与信号回路9.2 变电所的电能计量回路 9.3 变电所的测量和绝缘监察回路 9.4 变电所的保护装置10变电所的防雷保护与接地装置的设计10.1 变电所的防雷保护10.2 变电所的公共接地线的设计 11设计图样12课程设计体会参考文献 致谢摘要:本论文是工厂总降压变电所的设计，系工厂供电基本知识的具体应用

3、。通过对原始资料的分析，首先计算工厂总的计算负荷，采用负荷系数法进行计算。根据对功率因数的要求进行功率因数的补偿，根据容量选出变压器的型号。然后进行电气主接线的选择，通过对几种接线方案进行经济技术比较后选择 出最佳的方案。接着进行短路电流计算，在计算过程中忽略线路阻抗。在短路电流计算的基础上进行电气主设备的选择和校验，部分设备通过厂家订做。紧接着进行变电所一次设备的选择校验，介绍变电所进出线和与邻近单位联 络线的选择，并选择出主变的继电保护类型。并对保护的原理进行分析，然 后进行整定，最后选择出各种保护的继电器型号，最后对变电所的防雷保护 与接地装置作出设计。关键字:有功功率、电力变压器、三相

4、短路电流、防雷保护1 引言电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而 来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便 于控制、调节和测量，有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。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

5、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。目前，我国一般大、中型城市的市中心地区每平方公里的负荷密度平均已达左 右，有些城市市中心局部地区的负荷密度甚至高达上万千瓦，乃至几万千瓦，且有 继续增长的势头。因此供配电系统的发展趋势是：提高供电电压：如以进城，用配 电。以解决大型城市配电距离长，配电功率大的

6、问题，这在我国城市已经有先例。 简化配电的层次：如按的电压等级供电。逐步淘汰等级：因为过细的电压分级不利 于电气设备制造和运行行业的发展。提高设备配套能力，只是由于我国在设备上 还 不能全面配套而尚未推广。广泛使用配电自动化系统：借助计算机技术和网络通信 技术对配电网进行离线和在线的智能化监控管理。做到保护、运行、管理的 自动化， 提高运行人员工作效率，增强供配电系统可靠性。本设计可做为工厂变电所设计的参考资料，也可供工程技术人员学习参考 用。设计过程中有许多不尽人意之处，还望大家指正2设计任务及要求2.1 设计题目机械厂降压变电所的电气设计2.2 设计要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电

7、负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生 产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求、确定变电所的位置与型式, 确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和 进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后 按要求写出设计说明书，绘出设计图样。2.3 设计依据1、工厂总平面布置图图11-22、工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时数为4500h,日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余均属于三级负 荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。

8、3、供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条10KV的干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LJ-70,导线为等边三角形排列，线距1.4m ,干线首端距离本厂约9km干线首端所装设的高压短路器断流容量为 300MVA此断路器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，为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线 路总长度为90km电缆线路总长度为25km4、气象资料本厂所在地年最高温度 38 T，年平均气温为16C，年最低温度为-10 C,

9、年最 热月平均最高温度32E，年最热月平均气温为25 T，年最热月地下0.8m处平均温 度25E，当地主导风向为南风，年雷暴日数 30天。5、地质水文资料平均海拔80M地层以沙粘土为主，地下水位 5m&电费制度供电贴费800元/KVA。每月电费按两部电费制：基本电费为按主变压器容量计 为18元/KVA，动力电费为0.2元/KW.H,照明电费为0.5元/KW.H工厂最大负荷 时功率因数不得小于0.92。3负荷计算和无功功率补偿3.1负荷计算的内容和目的(1) 求计算负荷，是选择确定建筑物报装容量、变压器容量的依据;（2）求计算电流，是选择缆线和开关设备的依据;（3）求有功计算负荷和无功计

10、算负荷，是确定静电电容器容量的依据。3.2 负荷计算本设计各车间计算负荷采用需要系数法确定。主要计算公式有: 有功计算负荷（kW % =PCKd无功计算负荷（kvar）: °30二P30 tan ： 2 2视在计算负荷（kVA： S30P30°30计算电流（A） :13厂3°八3 具体车间计算负荷如下表:表3-1 XX机械厂负荷计算表厂 房 编 号厂 房 名 称负荷类别设备容量/KW需要系数KdCOStan屮计算负荷P30kWQ3/ kvarS0kVAI30A1铸 造 车 间动力3000.300.671.119099.90134.30204.09照明90.851.

11、00.007.650.007.6511.62小计3091.6797.6599.90141.95215.712锻压 车 间动力3500.250.631.2387.5107.63138.89211.02照明70.781.00.005.465.468.30小计3571.6392.96107.63144.35219.323金 工 车 间动力2800.20.631.235668.8888.89135.05照明80.81.00.006.46.49.72小计28862.468.8895.29144.774工具/、车间动力3300.300.641.2099118.80154.69235.02照明8.50.75

12、1.06.386.389.69小计338.5105.38118.80161.07244.715电 镀 车 间动力2600.500.750.88130114.4173.33263.35照明8.50.81.06.86.810.33小计268.5136.8114.4180.13273.686热 处 理 车 间动力1700.500.750.888574.8113.33172.19照明8.00.81.06.46.49.72小计170.8091.474.8119.73181.917装 配 车 间动力1400.350.71.024949.9870106.35照明8.00.701.05.65.68.50小计1

13、40.854.649.9875.6114.858机动力1800.230.71.0241.442.2359.1489.86修车间照明3.80.81.03.043.044.62小计183.844.0442.2362.1894.489锅 炉 房动力750.750.750.8856.2549.575113.95照明1.60.81.01.281.281.94小计76.657.5349.576.28115.8910仓库动力240.350.850.628.45.219.8915.01照明1.50.81.01.21.21.82小计25.59.65.2111.0916.83生活区照明3300.720.950.3

14、3237.678.41250.10379.99总计计入K力=0.9kS=0.950.76890.96769.251177.101788.413.3无功功率补偿由表3.1可知，该厂380V侧最大负荷是的功率因数只有 0.76.而供电部门要求该厂 6KV进线侧最大负荷是功率因数不应该低于0.91。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷是功率因素应稍大于 0.9，暂取0.92来计算 380V侧所需无功功率补偿容量：Qc 二 P30（tan1 - tan2） = 890.96tan（arccos0.76） - tan（arccos0.92） = 382.37kar故选PGJ1型

15、低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1 （主屏）1台与方案3 （辅屏）4台相组合（图3.1），主屏辅屏I輕沖A1AcAcVf方案6支路3#万案6支路2#方案8須生疽寥总共容量 84kvar 5=42°kvar。补偿后.S3。 = J p23o+(Q3oqc)2 = J890.962 +(769.252 4202) =956.97kva因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如表3.2所示表3.2无功补偿后工厂的计算的负荷项目cos®计算负荷P30,，'kWQ 30/ k varS30,kVAI两A380V侧补偿前负荷0.76890

16、.96769.251177.101788.41380V侧无功补偿容量-420380V侧补偿后负荷0.932890.96349.25955.971452.4主变压器功率损耗0.015S30=14.30.06S30=57.410kV侧负荷总计0.91905.26406.65994.791252.854 变电所位置和型式的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定 即在工厂平面图的下边和左侧，任作一直角坐标的X轴和丫轴,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置,例如P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)等.而工厂的负荷中心设在 P(x,y),P 为 P1

17、+P2+P3+二刀 Pi. x Pix1 十 P2x2 十 P3x3-Z(Pixi)x (3.1)' (Piyi)" Pi(3.2)Pi 十 P2 + P3 一一Z PiPiyi + P2y2 + P3y3 一一 yPi 十 P2+卩3,-按比例K在工厂平面图中测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置表3-i所示表3-i各车间和宿舍区负荷点的坐标位置坐标轴i2345678910生活区X( cm)22.345.86.34.77.29.51010.80.9Y( cm)3.i5.67.42.i45.87.62.44.17.88.1由计算结果可知，x=4.2 , y=4.4工厂的负荷中心在

18、5号厂房的东面，考虑的方便进出线及周围环境情况，决定在5号厂房的东侧紧靠厂房修建工厂变电所，其型式为 附设式。5变电所主变压器的选择和主接线方案的选择5.i 变电所主变压器的选择根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择 的方案：(1) 装设一台主变压器型式采用 S9型，而容量根据式Sn.t -氏。，选Sn，t =1°°°kVA -Sao =956.97kva，即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由与邻近单位相联的高压联络线来承担。才pyy=(2) 装设两台主变压器型号亦采用 S9,而每

19、台变压器容量按式Pi和式且 SN.T -S30(|)即 Sn，t : (0.6 0.7)956.97kva =(574.18 669.88)kva因此选两台S9-800/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源亦由与 邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均采用YynO。5.2变压器主接线方案的选择按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案:(1) 装设一台主变压器的主接线方案，如图5-1所示EDsplEJ口IQkv Jz0賦卵口 T。ilK3 |d> ll>& I Jr5ASIS*寸 口|0>红7£:备用电濃GG- 1A<

20、;J>-03GG-1MF) -54G6- WF)-07GG- 1A(F> -07*7T主变 联涪f备用）图5-1装设一台主变压器的主接线方案JOFr»-ia ytua_1D*3r Jmt<it-图5-2装设两台主变压器的主接线方案5.3两种主接线方案的技术经济比较表5-1两种主接线方案的比较比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技 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由于一台主变，电压损耗较大由于两台主变并列，电压 损耗小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性 较好扩建适应性稍差一些更好一些经 济 指 标电

21、力变压器的综合投资由手册查得S9-1000/10 单价为15.1万元，而由手 册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2X 15.1万元=30.2万元由手册查得S9-630/10单 价为74700元，因此两台 综合投资为4X 74700元=298800元，比一台变压 器多投资83600元咼压开关柜(含 计量柜)的综合 投资额查手册得GG-A (F)型柜 按每台4万兀计，查手册 得其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投 资约为4X 1.5 X 4=24万元本方案米用6台GG-A(F)柜，其综合投资额约 为6X 1.5 X 4=36万元，比 一台主变的方案多投资12 万元电力

22、变压器和高 压开关柜的年运 行费参照手册计算，主变和高 压开关柜的折算和维修管 理费每年为6.2万元主变和咼压开关柜的折旧 费和维修管理费每年为 8.94万兀，比一台主变的 方案多耗274万元供电贴费按800元/KVA计，贴费为1000X 0.08=80 万元贴费为2X 800X 0.08万元=128万兀，比一台主变的方案多交48万元从表5-1可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变 的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案优于装设两台主变的方案， 因此决定采用装设两台主变的方案。6短路电流的计算6.1绘制计算电路如图6-1本厂的供电系统采用两路电源供线，一路为

23、距本厂9km的变电站经LJ-70架空线，该干线首段所装高压断路器的断流容量为 300MVA路为邻厂高压 联络线。下面计算本厂变电所高压 10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2 点短路的三相短路电流和短路容量。图6-1短路计算电路6.2确定短路计算基准值设 Sd =100MVA，Ud 二Uc=1.05Un，即高压侧 Ud1=10.5kV，低压侧Ud2 =0.4kV，贝U1 d1Sd = 100MVA3Ud1 . 3 10.5kV= 5.5kA=144kA_Sd_100MVA_ d2 . 3U d2 3 0.4kV6.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值(1) 电力系统 已知Soc=3

24、00MVA故X1*=100MVA/300MVA=0.33(2) 架空线路 查表8-37，得LJ-70的X0二0.361 / km，而线路长9km,故X2 =(0.36 9p MV =2.94(3) 电力变压器 查表2-8，得Uz%=4.5，故使！00MVA=4.51001000 k VA因此绘短路计算等效电路如图6-2所示12.94k-114.5k-2图6-2等效电路6.4 10KV侧三相短路电流和短路容量(1) 总电抗标幺值X；(k3)=X； X； =0.33 2.94 =3.27(2) 三相短路电流周期分量有效值I(3)1 k J1 d15，1.68kA3.27(3) 其他短路电流&quo

25、t;(3)l"(3) “(3)“化)=1.68kA"(3)iSh =2.551 w =2.55 1.68kA = 4.29kA"(3)iSh =1.511 " =1.51 1.68kA =2.54kA(4) 三相短路容量X(k书30.58MVA3.276.5 380V侧三相短路电流和短路容量(1) 总电抗标幺值X；(k N) =x； X； X； =0.33 2.94 4.5 =7.77(2) 三相短路电流周期分量有效值(3)1 k _2d2144kA7.77二 18.53kA(3) 其他短路电流"(3)(3)1 1 :I (k _；)-18.5

26、3kAiSh =1.84l"=1.84 18.53kA=34.10kA lSh =1.091''=1.09 18.53kA =20.10kA(4) 三相短路容量SdX-( 2)100MVA7.77= 12.87MVA以上计算结果综合如表6-1表6-1 短路的计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAI (3)I kI"I (3)I ooi (3) shI (3) shU Nk-11.681.681.684.292.5430.58k-218.5318.5318.5334.1020.1012.877变电所一次设备的选择校验7.1 10KV侧一次设备

27、的选择校验1. 按工作电压选则设备的额定电压UNe 般不应小于所在系统的额定电压 Un，即Unc 一 Un，高 压设备的额定电压UNe应不小于其所在系统的最高电压 Umax，即Un Umax。2. 按工作电流选择设备的额定电流lNe不应小于所在电路的计算电流130，即lNe - 1303. 按断流能力选择设备的额定开断电流Ioc或断流容量Soc，对分断短路电流的设备来说，不应小(3)(3)于它可能分断的最大短路有效值Ik或短路容量Sk，即ioc -ik3)或s03)对于分断负荷设备电流的设备来说，则为Ioc-IoLmax， 1 ol max为最大负荷电流4隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度

28、校验a)动稳定校验条件i max-iSh 或1 maxshimax、Imax分别为开关的极限通过电流峰值和有效值, 相短路冲击电流瞬时值和有效值:(3)(3)、咕分别为开关所处的三b)热稳定校验条件It2tI (3)2tima对于上面的分析，如表7-1所示，由它可知所选一次设备均满足要求表7-1 10kV侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流动态热稳定度其/、能力定度它装置地点条件参数Un1 N11 k11 shI(3)2 ,t.1 coLima数据10kV57.7A(1 (1NT)1.68kA4.29kA1.682x1.5 =4.23一次设备 型号 规格额定参数UNeUNe1 oci

29、maxIt2 t高压少油断路器SN10-101/63010kV630kA16kA40 kA162 疋 2 = 512咼压隔离开关gnL10/20010kV200A-25.5kA102 X5 = 500高压熔断器RN2-1010kV0.5A50 kA-电压互感器JDJ-1010/0.110 0.1叫/ 3-电压互感器JDZJ-10/°ikV<3-电流互感器LQJ-1010kV100/5A-225匹x0.1kA=31.8kA(90x0.1)2"=81次 负 荷0.6Q避雷针FS4-1010kV-户外隔离开关 GW4-12/40012kV400A-25kA102 汉 5 =

30、 5007.2 380V侧一次设备的选择校验同样，做出380V侧一次设备的选择校验，如表 7-2所示，所选数据均满足要求。如表7-2选择校验项目电压电流断流能力动态定度热稳定度其它装置地点条件参数UnI N1 (3)1 kI (3) ' shI (3)2 ,t1 oo"ma数据380V总1452.4A18.53 kA34.10 kA240.35-一一额定参数UnUnI ocimaxIt2 t次 设 备 型 号 规 格低压断路器DW15-1500/3D380V1500A40kA-低压断路器DW20-630380V630A（大于1 30）30Ka（一 般）-低压断路器DW20-2

31、00380V200A（大于I 30）25 kA-低压断路HD13-1500/30380V1500A-电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A-电流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A-7.3 高低压母线的选择10kV母线选LMY-3（ 40 4），即母线尺寸为40mm 4mm ,380V母线选LMY-3 （120 HO）+80汉6 ,即母线尺寸为120mm汇10mm，而中性线线尺寸为80mm 6mm。8变电所进出线和与邻近单位联络线的选择8.1 10KV高压进线和引入电缆的选择1 10kV高压进线的选择校验采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10kV公用干线。按发热条件选

32、择 由丨30 iiNT =57.7A及室外环境温度30T，查表8-35，选LJ- 35,其35C时的Ial =93.5A %满足发热条件。2校验机械强度查表8-33，最小允许截面Amin =35mm，因此按发热条件选择的LJ-16满足机械强度要求。2由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验采用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130 "1NT =57.7A及土壤温度25 C查表8-43，初选缆芯截面为2Amin =2亦口的交联电缆，其Ia90A 130，满足发热条件。A _ | (3) timaAmin _ qo(2)校验短路热稳定按式

33、(5-40)C计算满足短路热稳定的最小截面Amin = I 身"ima =1680 乂 0.75 mm2 = 18.90mm2 v A = 25mm2mi ' C77式中C值由表5-12查得；因此YJL22-10000-3 25电缆满足短路热稳定条件。8.2 380V低压出线的选择1铸造车间馈电给1号厂房(铸造车间)的线路采用 VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电 缆直接埋地敷设。a )按发热条件需选择由|30=215.71A及地下0.8m土壤温度为25C，查表8-42，初选缆芯截面150mm2，其Ial =242A>I 30，满足发热条件。b）校验电压损耗由图11

34、-2所示的工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为120m而查表8-41得到150mm2的铝芯电缆的R°=0.2/km （按缆芯工 作温度 75° 计），X°=o.°7/km，又 1 号厂房的卩30 =97.65kW, Q30=99.9kvar， 故线路电压损耗为Z （pR + lU9.92VUN0.38kV9 92：U% 二992 100% =2.6% ： ：Ual%=5%380故满足允许电压损耗的要求A _ I （3） timac）短路热稳定度校验按式二二P计算满足短路热稳定的最小截面, (3) JtjmaV05522Amin = I20300mm 2

35、31.32mm"C76式中，tima按终端变电所保护动作时间0.5s，加断路器断路时间0.2s，再加0.05s 计，故 tima =0.75s。由于前面按发热条件所选185mm的缆心截面小于A-in，不满足短路热稳定要求, 故改选缆芯截面为240mm的电缆，即选VLV22-1000-3X 240+1X120的四芯聚氯乙 烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。2锻压车间馈电给2号厂房（锻压车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3 240+1 120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上）。3金工车间馈电给3号厂房（金工车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3

36、 240+1 120的四 芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上）。4工具车间馈电给4号厂房（工具车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3 240+1 120的四 芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上）。5电镀车间馈电给5号厂房（电镀车间）的线路，亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120的四 芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上）。6热处理车间馈电给6号厂房（热处理车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3 240+1 120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上）。7装配车间馈电给7号厂房（装配车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3 240+1

37、 120的四 芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上）。8机修车间馈电给8号厂房（机修车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3 240+1 120的四 芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上）。9锅炉房馈电给9号厂房（锅炉房）的线路 亦采用VLV22-1000-3 240+1 120的四芯 聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上）。10仓库馈电给10号厂房（仓库）的线路，由于仓库就在变电所旁边，而且共一建筑 物，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线 BLV-1000型5根（包括3根相线、1根N线、 1根PE线）穿硬塑料管埋地敷设。a）按发热条件需选择由I30=16.83A及环境温度25

38、C，查表8-35，初选截面积6mm2，其Ial =25A>I 30，满足发热条件2 2b） 校验机械强度查表得，Amin =2.5 mm，因此上面所选的6mm的导线 满足机械强度要求。c）所选穿管线估计长50m而查表得f =0.85。/km，Xo=0.ll/km，又仓库的 P30=9.6kW, °30=5.21 kvar，因此Z （pR+qX） 9.6kW x -U10.88VUn0.38kV10 88.100% =2.9% v ：U al% =5%380故满足允许电压损耗的要求。11生活区馈电给生活区的线路采用LJ型铝芯橡皮绝缘线架空敷设。1） 按发热条件选择由I3O=379

39、.99A及室外环境温度32 C，查表8-35，初选LJ- 185,其32C时Ial 45OA>I3O,满足发热条件。2） 效验机械强度查表可得，最小允许截面积 Amin=16m%2因此LJ-185满足机械 强度要求。3 ）校验电压损耗查工厂平面图可得变电所至生活区的负荷中心距离600m左右,而查表得其阻抗值与LJ-185近似等值的LJ-240的阻抗Ro=O.18 门/km，X0=0.31/km （按线间几何均距0.8m）,又生活区的B0=237.6KW °30 =78.41kvar，因此A 237.6kW 疋（0.18 汉 0.086）0 +78.41kW 汉（0.03疋 0.

40、086）。U10.2V0.38kV10 2:U%100% =2.7% < ：ual% =5%380满足允许电压损耗要求。因此决定采用四回 BLX-1000-1 120的三相架空线路 对生活区供电。PEN线均采用BLX-1000-175橡皮绝缘线。重新校验电压损耗，完全合格。8.3作为备用电源的高压联络线的选择校验采用YJL22-10000型交联聚氯乙烯绝缘的铝心电缆，直接埋地敖设，与相距 约2Km的临近单位变配电所的10KV母线相连。(1) 按发热条件选择工厂二级负荷容量共 398.37KVA, 1398.37kVA/C 3 10kV23A，最热月 土壤平均温度为25C。查表8-43，初

41、选缆心截面为25mm2的交联聚乙烯绝缘的铝 心电缆，其打=90A，30满足要求。(2) 校验电压损耗由表8-41可查得缆芯为25mm2的铝R。=1-54l/km (缆芯温度按80C计)，X。=0.12门/km 而一级负荷的 F3q (97.65 136.8 57.53)kW 291.98kW Q0=(999+1144+495)kvar=2638kvar，线路长度按 伽计，因此也U _ 291.98kW 汉(1.54")C +263.8kvaZ(O.12S)0 _ 轻 付一10kV一：U% =(48.1V/10000V) 100% =0.048% ： ： ：Uai =5%由此可见满足要

42、求电压损耗5%勺要求。(3) 短路热稳定校验按本变电所高压侧短路电流校验，由前述引入电缆的短路热稳定校验，可知缆芯25mm2的交联电缆是满足热稳定要求的。而临近单位10KV的短路数据不知，因此该联路线的短路热稳定校验计算无法进行，只有暂缺。表8-1变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格线路名称导线或电缆的型号规格10kV电源进线LJ-35铝绞线（三相三线架空）主变引入电缆YJL22-10000-3 75交联电缆（直埋）380V低压 出 线至1号厂房VLV22-1000- 300+ 150四芯塑料电缆（直埋）至2号厂房VLV22-1000- 300+ 150 四芯塑料电缆（直埋）至3号厂房VL

43、V22-1000- 300+ 150四芯塑料电缆（直埋）至4号厂房VLV22-1000-3T00+1汉150四芯塑料电缆（直埋）至5号厂房VLV22-1000- 300+V： 150四芯塑料电缆（直埋）至6号厂房VLV22-1000-3T00+1汉150 四芯塑料电缆（直埋）至7号厂房VLV22-1000- 300+ 150 四芯塑料电缆（直埋）至8号厂房VLV22-1000- 300+ 150 四芯塑料电缆（直埋）至9号厂房VLV22-1000-3T00+1汇150 四芯塑料电缆（直埋）至10号厂房VLV22-1000- 300+ 150四芯塑料电缆（直埋）至生活区单回路，回路线34J-18

44、5 （架空）与邻近单位10kV联络 线YJL22-10000-3T5交联电缆（直埋）9变电所二次回路的选择与继电保护的整定9.1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，其控制与信号回路取决于操作机构的形式和操作电 源的类别。结合上面设备的选择和电源选择，采用弹簧操作机构的断路器控制和信 号回路。9.2 变电所的电能计量回路变电所高压侧装设专用计量柜，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9.3 变电所的测量和绝缘监察回路变电所高压侧装有电压互感器-避雷器柜，其中电压互感器为 3

45、个JDZJ-10型, 组成Y0/Y0/ （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，高压 进线上，亦装有电流表。低压侧的动力出现上，均装有有功功率表，低压照明线路上装有三相四线有功 电度表。低压并联电容器组线路上，装有无功电度表。每一回路均装有电流表。低 压母线装有电压表。仪表的准确度等级按规范要求。9.4 变电所的保护装置主变电所的继电保护装置（1）主变压器的继电保护装置a ）装设瓦斯保护。当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬 时动作于信号；当产生大量的瓦斯时，应动作于高压侧断路器。b ）装设反时限过电流保护。采用

46、 GL15型感应式过电流继电器，两相两继 电器式结线，去分流跳闸的操作方式。1）护动作电流整定1 opK relKwKre KiL max其中 Lmax =2Iint =2 xIOOOKVAJSOKV） = 2汉 57.7A = 115A 可靠系数Krel = 1.3，接线系数Kw= 1，继电器返回系数Kre= 0.8，电流互感器的电流比Ki=100/5=20，因此动作电流为:因此过电流保护动作电流整定为 10A1.3x1I OP115A=9.3A0.8 202）过电流保护动作时间的整定因本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流保护的动作时间（10倍的动作电流动作时间）可整定为最短的 0.5

47、s。3）过电流保护灵敏度系数的检验I k m inS pI op 1其中,1 op1kmin =iK/Kt =0.8iK/kt = 0.8661853 kA/(10kV/0.4kV)=0.64lopKj/KwhOA 20/1 = 200A，因此其灵敏度系数为：Sp=703/200A=3.>1.5满足灵敏度系数的1.5的要求。 装设电流速断保护。利用GL15的速断装置1）速断电流的整定：利用式1 qbK©Ki Ktk max，其中1 k max= 18.53kAKrel =1.4Kw=1k=100/5=20 , Kt =10心4=25，因此速断保护电流为Iqb = 1.4 120

48、300 A =56.84A20 25速断电流倍数整定为 Kqb=lqb/lop=56.84A/10A=5.684 （注意Kqb不为整数，但必须在28之间）2）电流速断保护灵敏度系数的检验禾 I用式 Sp 二1，其中 Ik min = lK2)2 =0.8661 二 0.866 1.68 =1.45kA , I qb Ilopi. =lopKi/Kw =55A 20/1100A，因此其保护灵敏度系数为S=1840A/1100A=1.67>1.5从表6-1可知，按GB5006 92规定，电流保护的最小灵敏度系数为 1.5，因 此这里装设的电流速断保护的灵敏度系数是达到要求的。但按 JBJ6

49、96和JGJ/T16 92的规定，其最小灵敏度为2,则这里装设的电流速断保护灵敏度系数偏低。作为备用电源的高压联络线的继电保护装置(1) 装设反时限过电流保护。亦采用 GL15型感应式过电流继电器，两相两继电 器式接线，去分跳闸的操作方式。L .max=2a) 过电流保护动作电流的整定,利用式Iop二一心ILmax，其中K - kK re K iI30，取丨30=送丨30(口 哄S30.1 +S3o.4 +S3Q8)/&3j1N)=(141.95+161.07+7628)kVA/(V3x10kV)=21.9A0.6 X52A=31.2A,心=1.3，心=1，Kre =0.8，K =50

50、/5=10，因此动作电流为:lop二丄旦丄 2 31.2A=10.1A因此过电流保护动作电流Iop整定为10A。p 0.8 10b) 过电流保护动作电流的整定。按终端保护考虑，动作时间整定为0.5s。c) 过电流保护灵敏度系数。因无临近单位变电所10kV母线经联络线到本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏度系数，只有从略。(2) 装设电流速断保护。亦利用GL15的速断装置。但因无临近单位变电所联络线到本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏度系数，也只有从略。(3) 变电所低压侧的保护装置a) 低压总开关采用DW1 1500/3型低压短路器，三相均装设过流脱钩器，既 可保护低压侧的相间短

51、路和过负荷，而且可保护低压侧单相接地短路。脱钩器动作 电流的整定可参看参考文献和其它有关手册。b) 低压侧所有出线上均采用 DZ20型低压短路器控制，其瞬间脱钩器可实现对 线路的短路故障的保护。10变电所的防雷保护与接地装置的设计10.1 变电所的防雷保护雷电引起的大气过电压会对电器设备和变电所的建筑物产生严重的危害，因此, 在变电所必须采取有效的防雷措施，以保证电器设备的安全。根据变电所雷击目的物的分类，在变电所的中的建筑物应装设直击雷保护装置。 在进线段的1km长度内进行直击雷保护。防直击雷的常用设备为避雷针。所选用的 避雷器：接闪器采用直径10mm的圆钢；引下线采用直径6mm的圆钢；接地体采用 三根2.5m长的50mm 50mm 5mm的角钢打入地中再并联后与引下线可靠连接。由于雷电侵入波比较常见，且危害性较强，对其保