某包装厂供配电系统设计要点

1、皖西学院课程设计报告书系别：机电学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：张希轩学号：2012011145课程设计题目：某包装厂供配电系统设计起迄日期：2015年6月15日2015年6月21日程设计地点：机电楼指导教师：吴学娟下达任务书日期：2015年6月15日工厂供电课程设计目录第一章设计任务2L1设计要求：1.2设计依据21.2.1 工厂总平面图2122工厂负荷情况2123供配电协,议2L2.4工厂负荷性质3125本厂自然条件3第二章负荷计算和无功功率补偿52.1 负荷计算52.2 无功功率补偿计算62.2.1 无功功率补偿要求62.2.2 车间变电所低压侧补偿62.2.3 高压侧无功补偿计算

2、72.3 变压器选择82.3.1 变压器选择原则82.3.2 变压器选择82.3.3 变压器汇总及技术数据92.4 总变电所位置和型式的选择第三童变配电所主接线方案的设计103.1 变配电所主接线方案的设计原则与要求103.1.1 主接线方案的技术指标103.1.2 主接线方案的经济指标103.2 高压配电所主接线方案103.2.1 主接线方案的拟定10第四章短路电流计算及一次侧设备选择104.1 短路电流的计算104.1.1 短路计算电路4.1.2 短路电流计算（欧姆法计算）114.2 高压一次侧设备选择与校验124.2.1 按正常工作选择原则12124.2.2 10KV侧设备选择与校验表4

3、.2.3 各车间变电所10KV侧进线回路设备选择与校验表13第五章供配电线路的选择计算145.1 总配电所架空线进线选择145.1.1 选线计算145.1.2 电压损耗的校验155.1.3 发热条件的校验155.1.4 本加戒弓虽度的校验165.2 10KV母线的选择165.3 车间变电所高压进线选择185.3.1 选择原贝U与说明185.3.2 各车间变电所引进线的选线及计算185.3.3 选线结果歹I表20第六章供电系统过电流保护及二次回路方案216.1 供电系统过电流保护216.1.1 电源进线的继电保护21226.1.2 车间变电所高压进线的继电保护6.1.3 并联电容器的保护装置23

4、第七章防雷接地2571变电所的防雷彳耕257.1.1直接防雷保护257.1.2雷电侵入波的防护.7.2变电所接地装置的计算7.2.1 自然接地电阻7.2.2 利用系数计算接地电阻252626262829总结.参考文献工厂供电课程设计第一章设计任务1.1设计要求某包装厂车间变电所和配电系统设计是对工厂供电具有针对性的设计。设计对工厂供电方式、主要设备的选择、保护装置的配置及防雷接地系统进行了相应的叙述，内容主要包括高压侧和低压侧的短路计算，设备选择及校验，主要设备继电保护设计，配电装置设计，防雷和接地设计等。本设计考虑了所有用电设备并对这些负荷进行了计算。通过计算出的有功、无功和视在功率选择变压

5、器的大小和相应主要设备的技术参数，再根据用户对电压的要求，计算电容器补偿装置的容量，从而得出所需电容器的大小。根据与供电部门的协议，决定总配变电所及配电系统的主接线图。电气主接线对电气设备的选择，配电所的布置，运行的可靠性和灵活性，操作和检修的安全以及今后的扩建，对电力工程建设和运行的经济节约等，都由很大的影响。本设计在主要设备的继电保护设计和整定计算中，对电力变压器、真空断路器等主要设备的保护配置提出了要求，明确了保护定值计算方法。根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，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，确定变电所主变压器的台数、容

6、量与类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，选择整定继电保护，确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计书，并绘出相关设计图纸。131.2设计依据1.2.1工厂总平面图注：c车间变电所,N危险品库油泵房汽车库试验室辅助材料库锅炉房 No.5|工人休息室注塑车间管材车间办公楼收发室(西)比例：1 : 5000通往市区道路图1-1包装厂平面布置图122工厂负荷情况本厂的负荷性质，生产车间为三班制，部分车间为单班或两班制，全年最大负荷利用小时数为5000h,属于三级负荷。本厂设有薄膜、单丝、管材、注射等四个车间，设备造型全部采用我国最新定型设备，此外还有辅助车间及其设施，全厂各车间设备容量见表1

7、-3。1.2.3供配电协议本厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：(1)从电业部门某66/10KV变电站10KV架空线向本厂供电，该站距离厂南测1KM.(2)时限过电流保护装置的整定时间为整定时间应不大于1.5S系统变电站馈电线能2S,工厂总配变电所保护(3) 在工厂总配电所的10kV进线侧计量。工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9.(4)供电贴用和每月电费制，数据由指导老师给定。(5)系统变电站1OKV母线出口断路器的断路电流容量为200MVA。供电系统图见图1-2。区域变电站图1-2配电系统图1.2.4工厂负荷性质生产车间大部分为三班制，少数车间为一班或两班制，年最大负荷利用小时数为

8、5000ho本厂属三级负荷。125本厂自然条件本厂自然条件为：(1)气象资料：本厂所在地区的年最高气温为38。匚年平均气温为23°C,年最低气温为一8。年最热月平均最高气温为33。年最热月平均气温为26。年最热月地下0.8m处平均温度为25。£当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20o(2)地质水文资料：本厂地区海拔60m,底层以砂粘土为主，地下水位为2m0表：各车间380V负荷计算表:序号车间（单位）名称设备容量/kWKdCOStan申计算负荷车间变电所代号变压呗Zx器台数及容量/kVAPso/kW/kvarS30/kVAI30/A1薄膜车间13000.60.601.337

9、801037.413001.98No.1车变IX1000原料库350.250.501.738.7515.117.50.03生活间120.81.09.69.60.01成品库（一）230.30.51.736.911.9413.80.02成品库（-）240.30.51.737.212.4614.40.02包装材料库300.30.51.73915.57180.03小计（Ks=0.95）2单丝车间14850.60.61.308911158.313702.08No.2车变IX1000水泵房200.650.800.75139.7516.250.02小计（幺=0.95）3注塑车间1820.40.601.337

10、2.896.8121.30.18No.3车变2X630管材车间8800.350.601.33308709.6513.30.78小计（幺=0.95）4备料车间1280.60.501.7376.8132.9153.60.23No.4车变IX500生活间120.81.09.69.60.01浴室50.81.0440.006锻工车间320.30.651.179.611.2314.80.02原料间150.81.012120.02仓库150.30.501.734.57.78590.01机修模具车间1000.250.651.172529.2538.50.06热处理车间1500.60.701.029091.81

11、28.60.20钏1焊车间1800.30.501.735493.421080.16小计(Ks=0.87)5锅炉房2000.70.750.88140123.2186.70.29No.5车变2X315_试验室1250.250.501.7331.2554.162.50.09辅助材料库1100.20.501.732238.1440.07油泵房150.650.600.759.757.316.250.02加油站120.650.500.757.85.8515.60.02办公楼、食堂招待所500.60.601.333039.9500.08小计收=0.9）第二章负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算各车间、变电

12、所负荷计算（均采用需要系数法）附注：各车间、各变电所负荷合计时，同时系数分别取值：K、p=0.9；K、q=0.95-P.n=KdP,王巾Itl宏Cac=Pactan-视在功率：S30上上rnc:2.2 无功功率补偿计算221无功功率补偿要求按水利电力电力部制定的全国供用电规则：高压供电电用户功率因数不得低于0.9；其他情况，功率因数不得低于0.85,若达不到要求，需增设无功功率的人工补偿装置。无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电容器两种。由于并联电容器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电容器在供电系统中应用最为普遍。2.2.2车间变电所低压

13、侧补偿由于NO.1和NO.2车间容量很大，可以考虑在NO.1和NO.2低压侧进行无功功率补偿。1)NO.1车间无功补偿计算根据设计要求,功率因数co<一般在0.9以上，故取co<=0.9A.功率因数：cos上电二虫加=0.58<0.9(需要补偿)S301360B.需补偿容量计算：Qc(l)=P30(tan打-tan2)=788.6xtan(arccos0.58)-tan(arccos0.9)=725KvarC.补偿后：P3o,(l)=P3o=788.6KWQ3o'(1)=Qso-Qc=1107.8-725=382.8KvarSr'(l)=.P3o-Q3o=87

14、6.6KVA功率因数：cos:'=P5c'(1)/S30'(1)=0.9(满足要求)D.补偿所需并联的电容器：N=Qc(l)/q°=725/25=29(q0为单个电容器的容量)并联的电容器型号：BKMJ0.4-25-3数量为29个低压电容器柜型号：GBJ-1-0.4所需数量为：6个，单个电容器柜内可装5个电容器2) N0.2车间补偿计算此处省略,相关计算数据如下：QC=632KvarPao'(2)=P3o=842.7KWQ3o'(2)=Q30-Qc=10353-632=3103KvarS3。'=.P3o.q3o=934KVAcos

15、9;=P3o'(2)/S3o'(2)=0.902(满足要求)N=Qc(2)/qo=632/25=26并联的电容器型号：BKMJ0.4-25-3数量为26个低压电容器：GBJ-1-0.4所需数量为6个，单个电容器柜可装5个电容器223高压侧无功补偿计算1)所有变电所的负荷计算：'F30=KaPsP30=o.9XRd)+PT+Ft4-Ft+Ft)=0.9X2479.5=2231.6KWQ30=Kq_Q30=0.95X(QT+QT(2)+QT+QT(4)+QT)=0.95X2055.5=1953Kvar'S30=F32、Q:=,2231.621953?=2965.5K

16、VA2)功率因数cos=、F30s30=2231.6/2965=0.75v0.9根据设计要求，本厂功率因数COS要求在0.9以上(工厂总配电所按国家电力部门的要求，按规定，配电所高压侧的COS1>0.9,本设计中要求工厂的功率因数COS在0.9以上，所以这里取COS=0.92)3)故需要补偿的容量：Qc=P30(tan-tan7)=2231.6xtan(arccos0.75)-tan(arccos0.92)=1017.4Kvar4)补偿后：P3o=、Ro=2231.6KWQ'3o='Q30-Qc=1953-lO17.4=935.6Kvar30=IP3oQ3o=242OKV

17、A（满足要求）功率因数:cos'=P'30/S'3o=O.922>O.925）高压补偿柜型号：TTB26-600,单个柜子补偿容量大小为：600Kvar故需要选择两个TTB26-600柜，电容器柜具体画法见主接线图。2.3 变压器选择2.3.1 变压器选择原则选择的原则为：只装一台变压器的变电所变压器的容量ST应满足用电设备全部的计算负荷S3。的需要，即St>S3。，但一般应留有15%的容量，以备将来增容需要，本设计中的NO.1、NO.2、NO.4变电所采用此原则。装有两台变压器的变电所每台变压器的容量应满足以下两个条件： 任一台变压器工作时，宜满足总计算负

18、荷S3。的大约70%的需要，即为St心O.7Sso 任一台变压器工作时，应满足全部一、二级负荷S3。的需要，即St>S3°（I+n）（3）车间变电所变压器的容量上限单台变压器不宜大于1000KVA,并行运行的变压器容量比不应超过3：10同时，并联运行的两台变压器必须符合以下条件： 并联变压器的变化相等，其允许差值不应超过土0.5%,否则会产生环流引起电能损耗，甚至绕组过热或烧坏。各台变压器短路电压百分比不应超过10%,否则，阻抗电压小的变压器可能过载。各台变压器的连接组别应相同，若不同，否则侧绕组会产生很大的电流，甚至烧毁变压器。2.3.2 变压器选择以NO.1变电所选型为例（

19、查看负荷计算大小，可确认选择一台变压器既满足）根据负荷计算是所得变电所补偿后总视在功率：选择的变压器应该满足：应选变压器的容量SnT>S30'(l)S3。/ (i)=876.6KVA查询附录表可知选择的变压器容量为1000KVA工厂供电课程设计故选择的变压器型号为：S9100010,参照变压器各参数，可以满足要求233变压器汇总及技术数据表2-2变压器型号及参数汇总变电所变压器型号额定容量(KVA)额定电压(V)连接组标号损耗阻抗电压(%)空载电流(%)高玉低压空载负载1S9-1000/10100010K0.4KDyn111700920051.72S9-1000/10100010

20、K0.4KDyn111700920051.73S9-630/1063010K0.4KDyn111300580053.04S9-500/1050010K0.4KDyn111030495043.05S9-315/1031510K0.4KDyn11720345043.02.4 总变电所位置和型式的选择根据总变配电所位置选择的原则：变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，但同时还要满足大负荷变配电的方便，此外，总变配电所应尽量不在生活区范围内，宗此要求，可以大致确认本设计中，主变电所设置位置应在薄膜车间和单丝车间中间附近，以此才能满足要求。参照工厂平面布置图，可以选择总变配电所应挨着薄膜车间(即N0.1

21、变电所)1工厂供电课程设计第三章变配电所主接线方案的设计3.1 变配电所主接线方案的设计原则与要求3.1.1 主接线方案的技术指标1供电的安全性，主接线方案在确保运行维护和检修的安全方面的情况。2供电的可靠性，主接线方案在与用电负荷对可靠性要求的适应性方面的情况。3供电的电能质量主要是指电压质量，含电压偏差、电压波动及高次谐波等方面的情况。4.运行的灵活性和运行维护的方便性。3.1.2 主接线方案的经济指标1 .线路和设备的综合投资额2 .变配电所的年运行费3 供电贴费（系统增容费）4 .线路的有色金属消耗量3.2高压配电所主接线方案3.2.1 主接线方案的拟定由本设计原始资料知：电力系统某6

22、0/10KV变电站用一条10KV的架空线路向本厂供电,一次进线长1km,年最大负荷利用小时数为5000h,且工厂属于三级负荷，所以只进行总配电在进行车间10/0.4KV变电，母线联络线采用单母线不分段接线方式。第四章短路电流计算及一次侧设备选择4.1 短路电流的计算对一般工厂来说，电源方向的大型电力系统可看作是无限大容量系统。无限大容量系统的基本特点是其母线电压总维持不变，这里只计算无限大容量系统中的短路计算，短路计算的方法一般有两种：欧姆法，标幺值法，这里采用欧姆法。14.1.1 短路计算电路(1)K-1(3)K-2200MVA1-1X0=0.40,1kmFf10.5kVS9-1000o.4

23、kV图4-1短路计算电路4.1.2短路电流计算（欧姆法计算）1.求K1点的三相短路电流和短路容量（Ud=10.5KV）（D计算短路电路中各元件的电抗和总电抗221）电力系统的电抗：Xi=±L=四2）=0.55-Soc200MVA2)架空线路的电抗：X2=XoL=O.4(km)Xlkm=0.4113）经K1点短路的等效电路如图所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），然后计算电路总电抗:X=X1+X2=0.55门+0.4门=0.9511k-110.55Q图4-2K-1点短路等效电路计算三相短路电流和短路容量1 ）三相短路电流周期分量有效值Uci10.5KV=6.38KA? n

24、 qq ri2）三相短路次暂态电流和稳态电流卜=|。©= I K4=6.38KA 3 ）三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值i sh（3）=2.551 （3）=2.55638=16.269KAIsh（3）=1.511 -（3）=1.55638=9.634KA4)三相短路容量Skj（3）= 3UciIkz3）=3 10.5KV638KA=116MVA4.2高压一次侧设备选择与校验4.2.1 按正常工作选择原则1) .按工作电压选择所选设备的额定电压UN.e不应小于所在线路的额定电压UN,即：Un4Un,需注意：使用限流式高压熔断器时，熔断器的额定电压与线路的额定电压相同，即：U

25、Ne=Un,而不能UN.e>Un。2) ).按工作电流选择所选设备的额定电流展不应小于所在电路的计算电流130，即：h.e>I303) .按断流能力选择所选设备的额定开断电流loc或断流容量S不应小于设备分段瞬间的的短路电流有效值Ik或短路容量Dk,即：loc >Ik或 Soc>Dk4.2.210KV侧设备选择与校验表表4-510KV侧设备列表选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数Un130,（3）*sh12t1OClima量程10KV139.6A6.38KA16.27KA26.38"2.2=89.55参数UnIn1OC'maxl

26、t(2)t隔离开关GN19-10/10KV400A31.5KA212.5汉4=625设备型号规格400电流互感器LQJ-10-200/510KV200/5A160x八2x0.2=45.252(75x0.2)"=225高压断路器ZN2-10/63010KV630A11.6KA30KA211.6x4=538高压熔断器RN2-10/0.510KV500A200MVA电压互感器JDZ-10-10000/10010/0.1KV电压互感器JDZJ-10-10000/100100.1衣曷%=KV避雷器FS4-1010KV附：高压开关柜型号选用：GG-IA(F)型,GG-1A-(F)-11,GG-l

27、A-(F)-54高压进线侧计量柜型号选用：GG-1A-J423各车间变电所10KV侧进线回路设备选择与校验表各车间变电所回路电流计算值如下：N0.1变电所：回路电流ho=52.7A,电压Un=10KV;N0.2车间变换所:回路电流Iso=56A,电压Un=10KV;N0.3变电所：回路电流4o=36.3A,电压Un=10KV;N0.4变电所:回路电流b°=27.5A,电压Un二所KV;N0.5变电所：回路电流ho=183A,电压Un=10KV.此处设备器材均以K1点的短路电流来进行动稳定和热稳定校验，因此各车间变电所10KV进线回路设备相同。此处只列出第一车间的设备型号，其他车间选用

28、设备型号均相同。表4-3N0.1车间10KV侧进线设备选择选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数Un1301(3)IKishI仍1OCLima量程10KV52.7A6.38KA16.27KA26.38汉2.2=89.54设备型号规格参数UnIN1oc1maxW周压隔离开关GN9-10/40010KV400A31.5KA212.5<4=625高压断路器ZN2-10/63010KV630A11.6KA30KA211.6x4=538电流互感器LQJ-10-150/510KV150/5A160汉J2汉。.15=33.9(75汉0.15)2汉1=126.56第五章供配电线路的

29、选择计算5.1 总配电所架空线进线选择5.1.1 选线计算（导线经济电流密度计算线的截面，来确定线的型号）由教材书工厂供电续表可得，年最大负荷在5000h以上的架空线路且材料为铝的经济电流密度是0.9 ,按经济电流密度计算导线经济截面.-ec的公式：.-'-.ec = 30J ec带入数值计算:ec =匕°= 139A7=55mmJec 0.9其中:I *30S *30而x U N2420w= 139.7A(高压侧补偿后的计算电流)查询相关附录表：选择最近导线截面150mm2,则选择LGJ150型钢芯铝绞线5.1.2 电压损耗的校验5% ,由于总降压:Uai% = 5%,因此

30、计算的按照规定，高压配电线路的损耗，一般不得超过线路额定电压的架空进线属于较短线路，且为地区性供应，所以允许电压损耗电压损耗满足u<.Ual。因为10KV级的电压等级的几何均距为0.6m,查工厂供电可得Ro=O.lAi/km,X°=0.28门/km,且进线线路长为lkm0计算电压损耗值为：UN=(P30R0+Q3oX0)/2N=(2432.12XIX0.14+3236.02X1X0.28)/10=46.87V计算电压损耗百分值为：U%=X100%=-X100%=4.687%Un10计算电压损耗值小于允许电压损耗值，因此所选LGJ-185满足允许电压损耗要求。5.1.3 发热条件

31、的校验本设计中最热月平均最高温度为35 C,查工厂供电附录表可知导线截面为150mm2和温度为35C时的允许载流量为391A>139.65A,因此满足发热条件。工厂供电课程设计5.1.4 机械强度的校验由课本工厂供电附录表可得知：10KV架空线路铝绞线的最小截面Amm=16mm2。因此所选LGJ150也是满足机械强度的。故可以选用LGJ-150钢芯铝绞线作为10KV的架空进线。综上校验结果，选用LGJ-150钢芯铝绞线作为10KV的架空进线合格5.2 10KV母线的选择1 ).选择原则：按经济电流密度选择母线截面；按发热条件、热稳定度和动稳定度进行校验2 ).按经济电流密度选择母线截面，

32、由公式2,式中jec是经济电流密度。查工Jec厂供电续表得年最大负荷利用小时在5000h以上的架空线且材料为铝的经济电流密度为0.9,即jec=0.9(A/mm)所以所选母线截面为:A30139.7%=155mmjecnq查工厂供电P362附录表17可选择LMY型矩形硬铝母线的截面为：504mm?,该母线在环境温度为25c时，平放时，其允许载流量|搦为586A。3 ).发热条件的校验：要满足长期发热的条件，安装处的实际载流量要满足：L=KtL-Lo,式中Kt为环境温度不同于额定敷设温度(25C)时的校正温度系数；查工厂供电P363附录表18a可知在温度为35c时，Kt为0.88,所以安装处的实

33、际载流量为：1(二心打=0.88586=515.7A139.7A,满足发热条件的要求。4 ).短路热稳定度校验：139.6525862母线通过最大电流13。时的正常温度为:+(%130-y)2=35+(70-35)母线材料的热稳定系数C=99,则满足热稳定的母线最小截面积要求为:2。JI。，幸式中c为导体热稳定系数(A/S/mm2);或为三相短路稳态电流；珀,为短路发热假想时间。本设计中，tma为一次进线末端的主动保护动作时间，因为进线电源保护动作时限tB=2.4S，且tB=t%+匕，匕为高压断路器的短路时间，一般为0公。所以3<2.22tima= t B - toe =2.4-0.2

34、= 2.2S ,因此:Amin =6.38 10=95.7mm,Amin=95.799<Ta风j式中 al为母(504mm2满足热稳定的要求,短路热稳定校验合格)。5).短路动稳定度的校验：母线满足动稳定度的校验条件为：线材料的最大允许应力(Pu),这里硬铝母线(LMY):aal=70MPa3为母线通过ish时所受到的最大计算应力，最大应力% = m,m为母线通过时所受到的弯曲力矩； WFIM =8,I为母线的档距(l=0.84m);W为母线对垂直于作用力方向轴的截面系数,鬻相福嚣爨嚣舞藕度取1"母线殿F*31(9.7IO1055N0.25母线在F作用力时的弯曲力矩为M-=6N

35、gm,母线对垂直于作用力方向的8截面系数W=b:=(0004)0063=1.710廿，因此母线在三相短路时受到的计算67 =35 MPa ,因为二 al =70 MPa> - c =35 MPa应力为：二C=乂=W1.710所以该母线满足短路动稳定度的要求综上所述，10KV母线选用截面为504mm2的LMY型矩形硬铝母线5.3车间变电所高压进线选择531选择原则与说明选择原则：按经济电流密度选择电缆截面，按发热条件，允许电压损失校验及热稳定度校验。1号车间到5号车间馈出线都选用ZLQ型三芯油浸纸电缆铝芯铅包钢带铠装防腐电缆两回路供电，（电缆为直埋敷设）532各车间变电所引进线的选线及计算

36、A.N0.1变电所引进线1）计算及选型计算方法：按经济电流密度选择电缆截面积查课本工厂供电续表可得，年最大负荷利用小时在5000h以上的架空线路且材料为铝芯电缆的经济电流密度为L54A/mm20号变电所回路电流是1沪$3。=St（1）=皿=52.7A<3UnU3Un®10代入数值得:根据经济电流密度计算公式计算：.-.ec=3。Aec=B.=s27=34mmjec1.54心为多根并列直埋敷设时的正系数；心为直埋敷设电缆因土壤热阻不同的校正系数;校正系数。）这里的土壤在0.71米深处年最热月平均最高温度为20C,可知电缆在流量温度修正系数为1.06 ,按普通土壤目PT=120 0

37、 Cgcm/W.查表可得 K3=0.88 ,当K=KtK3K4 ( K电缆间距取200m时,二根并排修正系数为0.9；所以两根直埋电缆安装处的允许载流量为：KIai=K小3心打=1.060.880.9130=109A>lmax=52.7A满足要求。3）电压损耗的校验查表可得Ro=O.35门/km,Xo=O.O72门/km,线路长度取0.065km（根据工厂平面布置图的比例估算），所以电压损耗值为：%=2.38%V 5%电压损耗满足要求。800.50.0650.3511880.0650.072U%=104）热稳定校验在温度为20c时，电缆允许的载流量是111A,正常允许的最高温度为60C,

38、电缆通过最大电流I时的正常温度为：I5272r=r+（二加二o）*=20+（60-20）.2=29Clai111查供配电设计手册可知C=68,则满足热稳定的最小截面应该为：（3）3-，imaAminoc10W式中：C为导体热稳定系数（Aj§/mm2）,（3）为最大运行方式中1号车间的三相短路稳态电流，为638KA,tima为短路发热象时间，本设计中，tima为一次进线末端的主保护动作时间。因为进线电源端保护动作时限tB=2.4S,tB=tma+toc,卜为高压断路器的短路时间,一般为O.2sjjnutima=2.4-O.2=2.2sJ22因止匕：Amin=6.38103.=89.27

39、mm2V250mm268满足热稳定校验，故可以选择电缆截面为35mm2的电缆线。综上校验结果：选择ZLQ20100003X35mm2的三芯油浸纸电缆铝芯铅包钢带凯装防腐电缆满足要求。附注：另外几个变电所高压引进线电缆线选择和校验过程略，详细结果见表5-1每个变电所高压侧引进线均为ZLQ型三芯油浸纸电缆铝芯铅包钢带凯装防腐电缆533选线结果列表1号，2号，3号，4号，5号车间变电所高压侧引进线均采用ZLQ2010000型电缆直埋敷设,所以其选择结果列于表5-1车间变电所高压引进线列表变电所回路电流130(A)截面积Aec(mm2)架空线电力电缆(每回路)型号S(mm)根数35c允许载流量(A)N

40、O.152.734ZLQ20-10000-3X35351130NO.25636.5ZLQ20-10000-3X35351130NO.336.323.6ZLQ20-10000-3X2525190NO.427.517.9ZLQ20-10000-3X1616165NO.518.311.9ZLQ20-10000-3X1616165第六章供电系统过电流保护及二次回路方案6.1 供电系统过电流保护6.1.1 电源进线的继电保护1） 装设定时限过电流保护，采用DL-15型电磁式过电流继电器。过电流保护动作电流的整定I_响/可GJ心ILmaX式中iLmax=2I30,I30为线路的计算电流，数值2应为电动机的

41、自启动系数Kst,ko=139.163A,Krei=1.2,Kw=l,Kre=0.8,K,=200/5=40,因此动作电流为:12x1lop2139.163A=10.4A,因此过电流保护动作电流I皿整定为11Ap0.840P过电流保护动作时间的整定题目中给出变电站10KV配电线路定时限过电流保护装置整定时间为2s,所以这里的电源进线过电流保护动作时间应整定为2s0过电流保护灵敏系数的检验Sp=亘工1.5，式中Ik.mm为在电力系统最小运行方式下，被保护线路末端的两相短路电流，lk.min=0.8661k-3）=0.866X638KA=5525A心为动作电流折算到一次电路的值。IoPi=opKi

42、/（>=llA40/1=440A,因此其灵敏度系数为：二上皿=552八=12.56>1.5,满足灵敏度系数的要求。pIoP.i4402） .装设电流速断保护，利用GL-15的速断装置。电流速断保护动作电流（速断电流）的整定KkIqb=IIk.max，式中|kmax为被保护线路末端的三相短路电流，这里Ik.max=6.38KA,Krel=1.2，心=1,心=200/5=40，因此动作电流为：qKi12XE1心0nabqbop20711=18.8638叽因此动作电流整定为207A。整定的速断电流倍数II.Sp =狂 2 ,式中 I k.min电流速断保护灵敏系数的校验为在电力系统最小运

43、行方式下，被保护线路首端的两相短路电流，lk.min=0.86612®=0.866X6.38KA=5525.A,1。最为速断电流折算到一次电路的I5525值,IoPi=bKj/Kw=llA40/1=440A,因此灵敏度系数为：Sp=J_竺二=12.56lop.i440>2,满足灵敏度系数的要求6.1.2 车间变电所高压进线的继电保护以N0.1车间变电所高压进线为例，其他车间变电所高压进线的保护方案与N0.1车间变电所高压进线保护方案相同。1)装设定时限过电流保护，采用DL-15型电磁式过电流继电器。过电流保护动作电流的整定KrelKw./°P,式中lL.max=2I3

44、0,G为线路的计,电流；数值2应为电动机的自启动系数Kst,130=5234A,Krei=1.2zKw=l,Kre=0.8,Ki=150/5=30,因此动作电流为：12T1lop".252.34A=5.2A,因此过电流保护动作电流I力整定为6A00.8;X30过电流保护动作时间的整定tiJ式中tl为后一级保护的线路首端发生三相短路时，前一级保护的动作时间；t2为后一级保护中最长的一个动作时间，这里取0.5s,At为前后两级保护装置的时间级差，对定时限过电流保护取0.5s,前一级保护动作时间为2s,故属=0.5s,所以过电流保护动作时间整定为1.5s0过电流保护灵敏系数的检验XSp4吧

45、XI.5，式中Ik.min为在电力系统最小运行方式下，被保护线路末端的两相短路】op,l电流，Lmin=0.8661（3）=0.866x638KA=5525.A,I。”为动作电流折算到一次电路的值。Iopt=IopK/Kw=6A30/1=180A,因此其灵敏度系数为：Sp七：盗,满足灵敏度系数的要求。2）.装设电流速断保护利用DL-15的速断装置。电流速断保护动作电流（速断电流）的整定KkQb=Ki.max,式中kmax为被保护线路末端的三相短路电流，这里Ik.max=638KA,Krei=1.2,心=1，心=150/5=30,因此动作电流为：12T1Iqb二.306.38=0.26KA，因此

46、动作电流整定为274A。整定的速断电流倍数Iqb274nqb45.67OIop6电流速断保护灵敏系数的校验Sp二血土2,式中Lmin为在电力系统最小运行方式下,被保护线路首端的两相短路!01电流,Ikmin=0.8661U（3）=0.866汉6.38KA=5525.A，心为速断电流折算到一次电路的值,IoPi.=IoP£/Kw_6A30/7=180A,SpPPPlopJ满足灵敏度系数的要求。552518030.69>26.1.3并联电容器的保护装置1）并联电容器保护装置的配置要求对电容器组和断路器之间连接线的短路保护：可装设带有短时限的电流速断和过电流保护，动作于跳闸。对电容器

47、内部故障及其引出线的短路保护：宜对每台电容器分别装设专用的熔断工厂供电课程设计电容器组的单相接地故障保护：可利用电容器组所连接母线上的绝缘监察装置进行监视，如果电容器组所连接母线有引出线路时，可装设有选择性的接地保护，动作于信号；当危及人身和设备安全时，应动作于跳闸。过电压保护：对电容器组的过电压，应装设过电压保护，带时限动作于信号或跳闸。过负荷保护，对于电网中出线的高次谐波有可能导致电容器过负荷时，电容器组宜装设过负荷保护，带时限动作于信号或跳闸。2).并联电容器短路保护的整定熔断器保护的整定，采用熔断器来保护并联电容器时，按GB50227-1995并联电容器装置设计规范规定，其熔体电流In

48、.fe应不小于电容器额定电流IN.C的1.43倍，并不宜大于其额定电流的1.55倍，而按IEC规定，不宜大于其额定电流的1.65倍,因此取In.fe=(1.43-1.65)Inc,本设计中，选用BWF10.51201型电容器,电容器额定电流Inc=a=120=11.43A,所以选择的熔断器的熔体电流人公(1.431.65)11.43=(16.345-18.86)A,因此选用RN2-10/0.5型熔断器,所装熔体的额定电流为18A电流继电器的整定，选用DL-11型电磁式电流继电器，采用电流继电器作相间短Kk路保护时，电流继电器的动作电流lop应按下式计算：Iop=relwlNC,式中K0为保Ki

49、护装置的可靠系数，取2s2.5；Kw为保护装置的接线系数，相电流接线为1；Ki为电流互感器的电流比，考虑到电容器的合闸涌流，互感器一次额定电流直选为电容器组额定电流的1.52倍。电容器采用接法的电容器组的额定电流Ix二«八，式中V'3UxQc=nQ,n为并联电容器的个数，Ux=U，所以电容器组额定电流Qc12010lx二65.98A，所以选择电流互感器的一次额定电流范围为(L563)3Uy310.5lx=98.97-131.96A,应选择LQJ-10-100/5型电流互感器，因此K.=100/5=20,因此电流继电器的动作电流整定值：KK25)11lopN.C11.43=1.

50、43A保护灵敏度的检验，并联电容器过电流保护的灵敏度，应按电容器端子上在系统最小运行方式下发生两相短路的条件来校验，即：(2)Sp=Kw*.min胡.5,式中kmin为在系统最小运行方式下心】op电容器端子上的两相短路电流。因无短路电流数据，无法检验灵敏度系数。第七章防雷接地7.1 变电所的防雷保护7.1.1 直接防雷保护在变电所屋顶装设避雷针和避雷带，并引进出两根接地线与变电所公共接装置相连。如变电所的主变压器装在室外和有露天配电装置时，贝u应在变电所外面的适当位置装设独立避雷针,其装设高度应使其防雷保护范围包围整个变电所。如果变电所所在其它建筑物的直击雷防护范围内时，则可不另设独立的避雷针。按规定，独立的避雷针的接地装置接地电阻RvlOW(表9-6)0通常采用3-6根长2.5m的刚管，在装避雷针的杆塔附近做一排和多边形排列，管间距离5m,打入地下,管顶距地面0.6m0接地管间用40mmx4mm的镀锌扁刚焊接相接。弓I下线用25mmX4mm的镀锌扁刚，下与接地体焊接相连,并与装避雷针的杆塔及其基础内的钢筋相焊接,上与避雷针焊接相连。避雷针采用直径20mm的镀锌扁刚，长独立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有3m以上的距离。7.1.2 雷电侵入波的防护1) 在10KV电源进线的终端杆上装设FS410型阀式避