10KV变电所配电系统设计

1、PAGE 4710KV变电所及其配电系统的设计摘 要：变电所是电力系统的一个重要组成局部，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能平安、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。变电所涉及方面很多，需要考虑的问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电所上下压电气设备，为变电所平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：1总体方案确实定

2、2负荷分析3短路电流的计算4配电系统设计与系统接线方案选择5继电保护的选择与整定6防雷与接地保护等内容。关键词：变电所；负荷；输电系统；配电系统第1章 绪论1.1工厂变配电所的设计用户供电系统电力用户供电系统由外部电源进线、用户变配电所、上下压配电线路和用电设备组成。按供电容量的不同，电力用户可分为大型10000kVA以上、中型1000-10000kVA、小型1000kVA及以下1.大型电力用户供电系统大型电力用户的用户供电系统，采用的外部电源进线供电电压等级为35kV及以上，一般需要经用户总降压变电所和车间变电所两级变压。总降压变电所将进线电压降为6-10kV的内部高压配电电压，然后经高压配

3、电线路引至各个车间变电所，车间变电所再将电压变为220/380V的低电压供用电设备使用。某些厂区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采用所谓“高压深入负荷中心的供电方式，即35kV的进线电压直接一次降为220/380V的低压配电电压。2.中型电力用户一般采用10kV的外部电源进线供电电压，经高压配电所和10kV用户内部高压配电线路馈电给各车间变电所，车间变电所再将电压变换成220/380V的低电压供用电设备使用。高压配电所通常与某个车间变电所合建。3.小型电力用户供电系统一般小型电力用户也用10kV外部电源进线电压，通常只设有一个相当于车间变电所的降压变电所，容量特别小的小型电力用户可不设变电

4、所，采用低压220/380V直接进线。工厂变配电所的设计原那么1.必须遵守国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。2.应做到保障人身和设备平安、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采用效率高、能耗低、性能较先进的电气产品。3.应根据工程特点、规模和开展规划，正确处理近期建设与远期开展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。4.必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。1.2课题来源及设计背景课题来源本课题是来源于云南锡业股份集团公司下属建安机械化安装公司的变电所新建

5、工程，具有一定的实践性和可行性。设计背景本公司现要新建一个10/0.4kV的变配电所，向公司生产区、办公楼、职工住宅区及其生活水泵组供电。原先变电所只能满足两个车间、办公楼和生活区的用电负荷。随着近年来，云锡集团公司的企业内部的调整，下属子公司之间的相互合并等原因，建安机械化安装公司扩充了规模，兼并了原来其他单位的一些用电设备，因此，原先的变电所已经不能满足需要，要在原址旁边新建一座10/0.4kV变配电所，以满足单位改革后用电负荷的要求。鉴于云锡公司用电的特殊性，新建变电所的电源取自3km外云锡公司一专用35kV变电站和3km外市供电公司另一相同容量的35kV变电站。新变电所建成后，能满足现

6、有的生产、生活用电，有效地提高负荷转移能力，进一步提高供电可靠性。第2章变电所负荷计算和无功补偿的计算2.1变电站的负荷计算负荷统计全厂的用电设备统计如下表：表2.1 用电负荷统计用电设备负荷统计kW负荷类别机床设备组433.45三级电焊机设备组129.35三级起重机组113.2三级办公楼30三级住宅区水泵组176二级住宅用电768三级厂区照明29三级负荷计算按需要系数法计算各组负荷：有功功率 P= Kdpei 2.1无功功率 Q=P2.2视在功率 S=2.3上述三个公式中：Pei：每组设备容量之和，单位为kW；Kd：需要用系数；:功率因数。 小批量生产的金属冷加工机床电动机： Kd=0.16

7、-0.2取0.2=0.5 =1.73有功负荷 PC1=KdPS1=0.2*433.45=86.69kW无功负荷 QC1=PC1=86.69*1.73=149.97kvar视在功率 SC1=174.74kVA 电焊机组的计算负荷：Kd=0.35 =0.35 =2.68有功负荷 PC2=KdPS2=0.35*129.35=45.27kW无功负荷 QC2=PC2=45.27*2.68=121.33kvar视在功率 SC2=129.5kVA 起重机的计算负荷： Kd=0.1-0.15取0.15 =0.5 =1.73有功负荷 PC3=KdPS3=0.15*113.2=16.98kW无功负荷 QC3=PC

8、3=16.98*1.73=29.38kvar视在功率 SC3=33.93kVA 住宅区水泵组：Kd=0.8 =0.8 =0.75有功负荷 PC4=KdPS4=0.8*176=140.8kW无功负荷 QC4=PC4=0.75*140.8=105.6kvar视在功率 SC4=176kVA 办公楼：Kd=0.8 =1 =0有功负荷 PC5=KdPS5=0.8*30=24kW无功负荷 QC5=PC5=0kvar视在功率 SC5=24kVA 住宅区：Kd=0.45 =1 =0有功负荷 PC6=KdPS6=0.45*768=345.6kW无功负荷 QC6=PC6=0kvar视在功率 SC6=345.6kV

9、A 厂区照明：Kd=1 =1 =0有功负荷 PC7=KdPS7=1*29=29kW无功负荷 QC7=PC7=0kvar视在功率 SC7=29kVA 总负荷的计算：1.有功功率 Pc=K pPc.i2.42.无功功率 Qc= KqQc.i2.53.视在功率 Sc= 2.6式中：对于干线，可取K p =0.85-0.95，Kq =0.90-0.97。对于低压母线，由用电设备计算负荷直接相加来计算时，可取K p =0.8-0.9，Kq =0.85-0.95。由干线负荷直接相加来计算时，可取K p =0.9-0.95，Kq =0.93-0.97。表2.2 计算负荷表设备组Kd需要系数计算负荷Pc/kW

10、Qc/kvarSc/kVA机床组0.20.51.7386.69149.97174.74电焊机组0.350.352.6845.27121.33129.5起重机0.150.51.7316.9829.3833.93水泵组0.80.80.75140.8105.6176办公楼0.81024024住宅区0.4510345.60345.6厂区照明11029029总计688.34406.28对干线 取Kp=0.95, Kq=0.97653.92394.09763.49对低压母线 取Kp=0.90, Kq=0.95619.506385.966729.92.2无功补偿的目的和方案由于用户的大量负荷如感应电动机、电

11、焊机、气体放电灯等，都是感性负荷，使得功率因数偏低，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。电力系统要求用户的功率因数不低于0.9，按照实际情况本次设计要求功率因数为0.92以上，因此，必须采取措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的方法是装设无功自动补偿并联电容器装置。根据现场的实际情况，拟定采用低压集中补偿方式进行无功补偿。2.3无功补偿的计算及设备选择我国?供电营业规那么?规定：容量在100kVA及以上高压供电用户，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，如达不到上述要求，那么必须进行无功功率补偿。一般情况下，由于用户的大量如：感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等都是感性负荷，使得

12、功率因数偏低，达不到上述要求，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。当功率因数提高时，在有功功率不变的情况下，无功功率和视在功率分别减小，从而使负荷电流相应减小。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低，并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆，减少投资和节约有色金属。因此，提高功率因数对整个供电系统大有好处。要使功率因数提高，通常需装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量QNC应为：QNC=PC- (2.7)按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量，当负荷减小时，补偿容量也应相应减小，以免造成过补偿。因此，无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿控制器，针对预先设

13、定的功率因数目标值，根据负荷的变化相应投切电容器组数，使瞬时功率因数满足要求。提高功率因数的补偿装置有稳态无功功率补偿设备和动态无功功率补偿设备。前者主要有同步补偿机和并联电容器。动态无功功率补偿设备用于急剧变动的冲击负荷。低压无功自动补偿装置通常与低压配电屏配套制造安装，根据负荷变化相应循环投切的电容器组数一般有4、6、8、10、12组等。用上式确定了总的补偿容量后，就可根据选定的单相并联电容器容量qNC来确定电容器组数： (2.8)在用户供电系统中，无功补偿装置位置一般有三种安装方式：(1)高压集中补偿 补偿效果不如后两种补偿方式，但初投资较少，便于集中运行维护，而且能对企业高压侧的无功功

14、率进行有效补偿，以满足企业总功率因数的要求，所以在一些大中型企业中应用。(2)低压集中补偿 补偿效果较高压集中补偿方式好，特别是它能减少变压器的视在功率，从而可使主变压器的容量选的较小，因而在实际工程中应用相当普遍。(3)低压分散补偿 补偿效果最好，应优先采用。但这种补偿方式总的投资较大，且电容器组在被补偿的设备停止运用时，它也将一并被切除，因此其利用率较低。本次设计采用低压集中补偿方式。PC QC SC 取自低压母线侧的计算负荷，提高至0.92=0.85QNC=PC-=619.506*tan(arccos0.85)-tan(arccos0.92)=120kvar选择BSMJ0.4-20-3型

15、自愈式并联电容器，qNC=20kvar 2.9=120kvar/20kvar=6 取6补偿后的视在计算负荷SC=674.19kVA= =0.92第3章变电所变压器台数和容量的选择3.1变压器的选择原那么电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠性与经济性有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是对接下来主接线设计的一个主要前题。选择时必须遵照有关国家标准标准，因地制宜，结合实际情况，合理选择，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品，并优先选用技术先进的产品。3.2变压器类型的选择电力变压器类

16、型的选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组形式、绝缘及冷却方式、联结组别等。，变压器按相数分，有单相和三相两种。用户变电所一般采用三相变压器。变压器按调压方式分，有无载调压和有载调压两种。10kV配电变压器一般采用无载调压方式。变压器按绕组形式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器等。用户供电系统大多采用双绕组变压器。变压器按绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式SF6等。10kV配电变压器有Yyn0和Dyn11两种常见联结组。由于Dyn11联结组变压器具有低压侧单相接地短路电流大，具有利于故障切除、承受单相不平衡负荷的负载能力强和高压侧三角形接线有利于抑制零序谐波电流注入电网等优点

17、，从而在TN及TT系统接地形式的低压电网中得到越来越广泛的应用。3.3变压器台数的选择变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。?10kV及以下变电所设计标准GB5005394?中规定，当符合以下条件之一时，宜装设两台及两台以上的变压器： 有大量一级或二级负荷； 季节性负荷变化较大； 集中负荷容量较大。变电所中单台变压器低压为0.4kV的容量不宜大于1250kVA。当用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，可选用较大容量的变压器。在一般情况下，动力和照明宜共用变压器。当属以下情况之一时，可设专用变压器：一、当照明负荷较大或动力和照明采用共用变压器严重影响照明质量及灯泡

18、寿命时，可设照明专用变压器；二、单台单相负荷较大时，宜设单相变压器；三、冲击性负荷较大，严重影响电能质量时，可设冲击负荷专用变压器。四、在电源系统不接地或经阻抗接地，电气装置外露导电体就地接地系统IT 系统的低压电网中，照明负荷应设专用变压器。由于本单位的用电设备负荷有二级负荷和三级负荷。根据设计标准GB5005394的要求，宜装设两台变压器，选择台数为两台。3.4变压器容量的选择 变压器的容量SNT首先应保证在计算负荷SC下变压器能长期可靠运行。 对有两台变压器的变电所，通常采用等容量的变压器，每台容量应同时满足以下两个条件：满足总计算负荷70%的需要，即SNT0.7 SC； 3.1满足全部

19、一、二级负荷SC(I+II)的需要，即SNTSC(I+II) 3.2条件是考虑到两台变压器运行时，每台变压器各承受总计算负荷的50%，负载率约为0.7，此时变压器效率较高。而在事故情况下，一台变压器承受总计算负荷时，只过载40%，可继续运行一段时间。在此时间内，完全有可能调整生产，可切除三级负荷。条件是考虑在事故情况下，一台变压器仍能保证一、二级负荷的供电。根据无功补偿后的计算负荷，SC=674.19kVA 即SNT0.7*674.19=471.933kVA取变压器容量为500kVA因此，选择S9-500/10 Dyn11型电力变压器。为油浸式、无载调压、双绕组变压器。表3.1 主变压器的选择

20、额定容量SN /kVA联结组别空载损耗PO /kW短路损耗PK /kW空载电流I O %阻抗电压U K %500Dyn111.034.9534变压器的损耗：PT=P FE+P CU2PO+PK2 3.3 因此 PT =1.03+4.95*2=10.03kWQ T=Q O+Q K2SNT+ 3.4 因此 Q T =500*+=51.36kvar第4章主接线方案确实定4.1主接线的根本要求主接线是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依

21、据。概括地说，对一次接线的根本要求包括平安、可靠、灵活和经济四个方面。平安性平安包括设备平安及人身平安。一次接线应符合国家标准有关技术标准的要求，正确选择电气设备及其监视、保护系统，考虑各种平安技术措施。可靠性不仅和一次接线的形式有关，还和电气设备的技术性能、运行管理的自动化程度因素有关。灵活性用最少的切换来适应各种不同的运行方式，适应负荷开展。经济性在满足上述技术要求的前提下，主接线方案应力求接线简化、投资省、占地少、运行费用低。采用的设备少，且应选用技术先进、经济适用的节能产品。总之，变电所通过合理的接线、紧凑的布置、简化所内附属设备，从而到达减少变电所占地面积，优化变电所设计，节约材料，

22、减少人力物力的投入，并能可靠平安的运行，防止不必要的定期检修，到达降低投资的目的。4.2主接线的方案与分析主接线的根本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。1单母线接线这种接线的优点是接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置；缺点：不够灵活可靠，任一元件母线及母线隔离开关等故障检修，均需要使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：适应于容量较小、对供电可靠性要求不高的场合，出线回路少的小型变配电所，一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。图4.1 单

23、母线不分段主接线2单母线分段主接线当出线回路数增多且有两路电源进线时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线。母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。在正常工作时，分段断路器可接通也可断开运行。两路电源进线一用一备时，分段断路器接同运行，此时，任一段母线出现故障，分段断路器与故障段进线断路器都会在继电保护装置作用下自动断开，将故障段母线切除后，非故障段母线便可继续工作，而当两路电源同时工作互为备用时，分段断路器那么断开运行，此时假设任一电源出现故障，电源进线断路器自动断开，分段断路器可自动投入，保证给全部出线或重要负荷继续供电。图4.2 单母线分段主接线单母线分段接线保存了单母线接线的优点，

24、又在一定程度上克服了它的缺点，如缩小了母线故障的影响范围、分别从两段母线上引出两路出线可保证对一级负荷的供电等。4.3电气主接线确实定电源进线为两路，变压器台数为两台。二次侧采用单母线分段接线。两路外供电源容量相同且可供全部负荷，采用一用一备运行方式，故变压器一次侧采用单母线接线，而二次侧采用单母线分段接线。该方案中，两路电源均设置电能计量柜，且设置在电源进线主开关之后。变电所采用直流操作电源，为监视工作电源和备用电源的电压，在母线上和备用进线断路器之前均安装有电压互感器。当工作电源停电且备用电源电压正常时，先断开工作电源进线断路器，然后接通备用电源进线断路器，由备用电源供所有负荷。备用电源的

25、投入方式采用备用电源自动投入装置APD。第5章短路电流的计算5.1短路电流及其计算供电系统应该正常的不间断地可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行常常因为发生短路故障而遭到破坏。所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。造成短路的主要原因是电气设备载流局部的绝缘损坏、误动作、雷击或过电压击穿等。短路电流数值通常是正常工作电流值的十几倍或几十倍。当它通过电气设备时，设备的载流局部变形或损坏，选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定。短路电流在线路上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接的电动机或其它设备的正

26、常运行。计算方法采用标幺值法计算。进行计算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这种计算方法叫做标幺值法。标幺值的概念是：某量的标幺值= 5.1所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量是没有单位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺值。5.2高压电网三相短路计算电源取自距本变电所3km外的35kV变电站，用10kV双回架空线路向本变电所供电，出口处的短路容量为250MVA。图5.1 高压电网短路电流计算图求10kV母线上K-1点短路和380V低压母线上K-2点短路电流

27、和短路容量。电源侧短路容量定为Sk=250MVA确定基准值：取 Sd=100MVA Uc1=10.5kV Uc2=0.4kVId1= =100MVA/*10.5kV=5.50kAId1= =100MVA/*0.4kV=144.34kA计算：电力系统 X1*= Sd/Sk=100MVA/250MVA=0.4架空线路X2*=X0LSd/Uc2=0.35/km*3km*=0.95电力变压器X3*=Uk%Sd/100SNT=8求K-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量：总电抗标幺值X*(k-1) =X1*+X2*=0.4+0.95=1.35三相短路电流周期分量有效值Ik-1(3) = I

28、d1/X*(k-1) =5.50kA/1.35=4.07kA其他三相短路电流Ik-1”(3) =Ik-1 (3) = Ik-1(3) =4.07kish (3) =2.55*4.07kA=10.38kAIsh(3) =1.51*4.07kA=6.15kA三相短路容量 Sk-1(3) = Sd/X*(k-1) =100MVA/1.35=74.1 MVA求K-2点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量：两台变压器并列运行：总电抗标幺值 X*(k-2) =X1*+X2*+X3*/ X4*=0.4+0.95+=5.35三相短路电流周期分量有效值Ik-2(3) = Id2/X*(k-2) =14

29、4.34kA/5.35=26.98kA其他三相短路电流在10/0.4KV变压器二次侧低压母线发生三相短路时，R1.5。按规定，如果变压器过电流保护的动作时间大于0.5S，应装设电流速断保护。变压器的电流速断保护，其组成、原理和线路的电流速断保护完全相同。变压器电流速断保护动作电流的整定计算公式也与线路电流速断保护根本相同，公式7.7中的为低压母线的三相短路电流周期分量有效值换算到高压侧的穿越电流值，即变压器电流速断保护的速断电流按躲过低压母线三相短路来整定。变压器电流速断保护的灵敏度，按保护装置装设处高压侧在系统最小运行方式下发生两相短路的短路电流来检验，要求SP1.5。 变压器低压侧的单相接

30、地保护对于6-10kV降压变压器，其低压绕组的中性点直接接地，变压器低压侧的单相短路电流并不能完全反映到装在高压侧的保护装置中。这就使得过电流保护装置在保护变压器低压侧的单相短路故障时灵敏度较低。对Dyn11联结的变压器，由于其低压侧单相短路电流较大，可利用高压侧的过电流保护装置兼作低压侧的单相接地保护，但须校验其动作灵敏度。零序电流保护的动作时间一般取0.5-0.7S。其保护灵敏度，按低压母线干线末端发生单相短路来检验。对架空线SP1.5；对电缆线SP1.25。采用此种保护，灵敏度较高。 变压器的过负荷保护变压器的过负荷保护一般只对并列运行的变压器或工作中有可能过负荷如作为其他负荷的备用电源

31、的变压器才装设。由于过负荷电流在大多数情况下是三相对称的，因此过负荷保护只需采用一个电流继电器装于一相电流中，保护装置作用于信号。为了防止变压器外部短路时，变压器过负荷保护发出错误信号，以及在出现持续几秒钟的尖峰负荷时不致发出信号，通常过负荷动作时限为10-15S。变压器过负荷保护的动作电流可按下式计算：7.8式中 变压器的一次侧额定电流；可靠系数，一般可取1.05；继电器返回系数，DL型取0.85，GL型取0.8；电流互感器电流比。 瓦斯保护 瓦斯保护又称气体继电保护，是保护油浸式电力变压器内部故障的一种根本保护装置。按GB50062-1992规定，800kVA及以上的一般油浸式变压器和40

32、0kVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。 瓦斯保护的主要元件是气体继电器。它装设在变压器油箱与油枕之间的连通管上，利用油浸式电力变压器内部故障时产生的气体进行工作。它有两个触点：一个是“轻瓦斯触点，另一个是“重瓦斯触点。 在变压器正常运行时，气体继电器两对触点都是断开的。当变压器油箱内部发生轻微故障时，“轻瓦斯触点接通。当变压器油箱内部发生严重故障时，“重瓦斯触点接通。如果变压器油箱漏油，“轻瓦斯触点 与“重瓦斯触点会先后接通。重瓦斯的动作值是按油流速度来整定的，对油浸自冷变压器通常整定在0.6-1.0米秒。对于强迫油循环的变压器整定为1.1-1.2米秒。瓦斯动作的主要优点是动作

33、快，灵敏度高，结构简单，能反映变压器油箱内的各种故障，可靠性比较高，安装简单，其缺点是不能反映油箱以外故障如变压器套管以及引出线上的故障，因此瓦斯保护不能取代变压器的其他保护。第8章变电所防雷与接地方案的设计8.1确定共用人工接地装置 确定接地电阻允许值RE(al) 本变电所10KV侧属小电流接地系统，那么其接地电流估算为IE=UN35lcab+loh/350=10(35*10+2000)/350=67.14A 查表，本变电所共用接地装置的接地电阻应该同时满足RE120V/IE=120/67. 14=1.79RE4 那么此变电所共用接地装置要求的接地电阻RE=1.79 可利用的自然接地体电阻R

34、E(nat)=60 RE(nat)RE ，需要补充人工接地体。人工接地体所需的总电阻RE(man)为RE(man) = RE(nat) RE/RE(nat) -RE=60*1.79/60-1.79=1.85 人工接地体的初步敷设方案 拟选用直径50mm，长2.5m的钢管接地体，沿变电所四周，距墙角2.5-3m，每隔5m打入一根钢管，各钢管接地体之间用40*4mm2 单根人工接地体钢管的接地电阻RE(man)(1) 查表，砂质粘土的土壤电阻率=100mRE(man)(1)0.3=0.3m-1*100m=30 人工接地装置需用的钢管数量及最终的接地方案 根据RE(man)(1) /RE(man)

35、=30/1.85=16.22,考虑到管间的屏蔽效应，初步选定为20根。以a/l=5/2.5=2和n=20查表，取=0.61 n0.9 RE(man)(1) /RE(man) =0.9*30/0.61*1.8524 为使得接地体均匀对称，按偶数布置接地体。选用24或26根直径50mm,长2.5m的钢管作接地体，并用40*4mm2的扁钢连接，呈环型布置。 校验接地线的短路热稳定 钢质接地线热稳定系数C=70， Ik (1)=1.81kA，假定为0.4S，那么接地线的最小截面应符合 AminIk (1)/C=1810/70mm2=16.35mm2 实际接地线截面为40*4mm2=160mm216.3

36、5mm2，短路热稳定条件合格。8.2防雷保护的选择在每路进线终端和每组母线上装设避雷器，有电缆进线段的架空线路，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。由于本站占地面积较小，从经济性和可靠性两方面考虑可利用建筑物混凝土的钢筋引地下的地基以作大地可靠接地，再在本站建设屋的房顶上用钢筋在外沿打20*20m的方格子，竖直连结好后，沿房顶一圈再与混凝土内的钢筋连结牢固，形成避雷线。第9章配电线路及照明的设计9.1配电线路布线方案确实定树干式配电包括变压器干线式及不附变电所的车间内干线式配电。1、我国各工厂对采用树干式配电已有相当长的时间，积累了一定的运行经验。绝大局部车间的运行电工没有对此配电方式提出否认

37、的意见。2、树干式配电的主要优点是结构简单，投资和有色金属较省。3、有人认为这种方式的线路的接头不可靠，容易发生故障。此外，目前各级配电保护装置的遮断时间很难满足选择性的要求，常常因此而越级跳低压侧总的自动空气断路器，停电影响的范围较大，不及放射式供电可靠。但从调查的工厂反映，此配电方式一般能满足生产要求。4、干线的维修工作量是不大的，正常的维修工作一般一年仅进行二三次，大多数工厂均可能在一天内全部完成。如能统一安排就不需要分批或分段进行维修工作。综上所述，树干式配电与放身式配电相比较，树干式配电由于结构简单，能节约一定数量的配电设备和线路，可不一定设专用的低压配电室，而在其供电可靠性和维修工

38、作上的缺点那么并不严重。因此，推荐树干式配电。但树干式配电方式并不包括由配电箱接至用电设备的配电。9.2车间配电系统的设计车间配电导线的选择 电焊车间：100m的TT线路，允许电压损失为5%I. 按发热条件选择电缆截面Pc=45.27+3=48.27kWQ c=121.33kvar计算电流为：Ic=/UN=198.4A 查表，得70mm2截面的0.6/1kV 4芯YJV型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆直接敷设在20、30时的载流量为234A、216A，大于II. 按电压损失条件进行校验 查表，得0.6/1kV 4芯YJV型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆的r0=0.310/km, x0=0.078/km

39、。=PR+QX/10UN2=45.27*0.310*0.1+121.33*0.078*0.1/10*0.382=1.63满足要求 车间二：100m的TT线路，允许电压损失为5%I. 按发热条件选择电缆截面 Pc=43.21+3=46.21kWQ c=74.75kvar计算电流为：Ic=/UN=133.5A 查表，得35mm2截面的0.6/1kV 4芯YJV型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆直接敷设在20、30时的载流量为161A、149A，大于II. 按电压损失条件进行校验 查表，得0.6/1kV 4芯YJV型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆的r0=0.622/km, x0=0.080/km。=PR+QX

40、/10UN2=46.21*0.622*0.1+74.75*0.080*0.1/10*0.382=2.4满足要求 车间三：100m的TT线路，允许电压损失为5%I. 按发热条件选择电缆截面Pc=39.72+3=42.72kW Q c=68.72kvar计算电流为：Ic=/UN=122.9A 查表，得25mm2截面的0.6/1kV 4芯YJV型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆直接敷设在20、30时的载流量为135A、125A，大于II. 按电压损失条件进行校验 查表，得0.6/1kV 4芯YJV型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆的r0=0.870/km, x0=0.082/km。=PR+QX/10UN2=42

41、.72*0.870*0.1+68.72*0.082*0.1/10*0.382=2.96满足要求 车间四：150m的TT线路，允许电压损失为5%I. 按发热条件选择电缆截面 Pc=29.58+3=32.58kWQ c=51.16kvar计算电流为：Ic=/UN=92.2A 查表，得16mm2截面的0.6/1kV 4芯YJV型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆直接敷设在20、30时的载流量为104A、96A，大于II. 按电压损失条件进行校验 查表，得0.6/1kV 4芯YJV型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆的r0=1.359/km, x0=0.082/km。=PR+QX/10UN2=32.58*1.359*

42、0.1+51.16*0.082*0.1/10*0.382=3.36满足要求 水泵组：200m的TT线路，允许电压损失为5%I. 按发热条件选择电缆截面Pc=140.8kWQ c=105.6kvar计算电流为：Ic=/UN=267.4A 查表，得120mm2截面的0.6/1kV 4芯YJV型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆直埋接敷设在20、30时的载流量为317A、293A，大于II. 按电压损失条件进行校验 查表，得0.6/1kV 4芯YJV型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆的r0=0.181/km, x0=0.77/km。=PR+QX/10UN2=140.8*0.181*0.2+105.6*0.077*

43、0.2/10*0.382=4.66满足要求其他配电线路导线的计算选择也和上述方法相同敷设方式的选择表9.1 车间配电线路敷设的一般选择要求工程布线及安装方式的选择选择应符合的要求1.符合场所特征2.符合建筑物的墙体及其它构筑物的特征3.人与布线之间的可接近的程度4.由于短路可能出现的电磁机械应力5.在电气装置的安装期间及运行中布线可能遭受的其它应力选择应防止的外界影响1.应防止由外部热源产生热效应的影响2.应防止在运行过程中因水的侵入或因进入固体物而带来的损害3.应防止外部的机械性振动和碰撞而带来的损害4.应防止因建筑物的伸缩和沉降而带来的损害根据设计标准，车间生产用电、办公楼和生活住宅区用电

44、采用直敷布线的方式，水泵组采用埋地敷设的方式。配电设备和保护设备的选择车间配电线路保护设备配置与选择的一般要求：每一回路都必须装设隔离开关，以确保维护、测试及检修工作的平安；执行操作功能的开关电器，必须适应它所执行的最繁重任务，隔离电器、熔断器及连接片不得作为操作电器用；每一回路的电源侧、线路的分支处和线路截面减小处，都必须装设短路保护电器。如分支处或连接处装设保护电器有困难时，可将保护电器安装在距离分支点或连接点3M以内便于操作维修的地点；符合以下情况之一者，线路截面减小处或分支处可不装设短路保护电器： 上一级保护电器已能保护截面减小的全段线路或分支线时 线路首端保护电器的熔体电流或整定电流

45、不超过20A时 室外架空配电线路 配电装置内部从母线上接住保护电器的分支线以下线路应装设过负荷保护： 居住建筑、重要仓库和公共建筑中的照明线路 有可能长时间过负荷的电力线路 建筑物可燃结构上明敷带有延燃性外护层的绝缘导线的线路按接地故障保护要求装设保护电器，必要时装设漏电电流保护。低压配电线路的配电设备和保护设备的选择校验方式与主接线一次侧的设备相同9.3车间照明和变电所照明电气照明设计的一般原那么与要求： 应遵照有关设计标准，包括国家标准?工业企业照明设计标准?的有关规定； 应符合视觉作业和视觉卫生对照度值的规定，并满足显色性的要求； 应注意灯具的合理布置，限制眩光，保证合理的均匀度，力求视

46、觉舒适； 照明装置应工作平安可靠，维护检修方便； 照明装置即要技术先进，又要尽可能经济合理地使用资金和节约能源； 照明装置应与建筑及周围环境协调统一。 车间照明电源和其他用电设备一路，设照明配电箱。光源功率为1000W，悬挂高度为6.5m，车间长度为36m，跨度为18m，柱距为6m，屋架下弦高度为11m，顶棚反射率，墙壁反射率根据?工厂供电简明设计手册?数据资料，采用利用系数法进行设计计算。每一灯具的光通量 计算RCR 灯具计算高度 RCR=LZG220-1000灯具的利用系数为=10.5 取n=10来布置灯具校验最大允许距高比为垂直方向为6/10.2=0.591.31 平行方向为9/10.2

47、=0.881.12计算实际照度值为 同理，其他几个车间照明也和车间一一样。 变电所照明。 由低压一路出线提供电源，设照明配电箱。表9.2 变配电所室内照明灯具及其布置方案选择房间名称光源类型灯具型式布置方案备注主变压器室白炽灯、高压汞灯配照型均匀布置通常只需装设一盏灯配电室荧光等、白炽灯配照型均匀布置可补充局部照明值班室荧光等、白炽灯配照型均匀布置工作台需装设局部照明 道路照明 由低压一路出线提供电源，设照明配电箱。表9.3 厂区路灯及其布置方案路灯光源悬挂高度布灯方式灯距单侧路中心一行或双侧200W及以下白炽灯47m适于路面较窄及照度较低的次要道路适于路面较宽10m及以上和照度较高的主要干道

48、一般3040m125W及以下高压汞灯125250W高压汞灯68m150W及以下高压钠灯400W及以上高压汞灯79m250W及以上高压钠灯第10章备用电源自动投入装置10.1备用电源自动投入装置的作用与类型在要求供电可靠性较高的变配电所中，通常设有两路及以上的电源进线。如果装设了备用电源自动投入APD，那么当工作电源线路突然断电时，在APD作用下，工作电源自动断开，将备用电源投入运行，从而大大提高供电可靠性，保证对用户的不间断供电。工作电源与备用电源的接线方式可分为两大类：名备用接线方式和暗备用接线方式。名备用方式是指在正常工作时，备用电源不投入工作，只有在工作电源发生故障时才投入工作；暗备用方式是指在正常工作时，两电源都投入工作，互为备用。10.2对备用电源自动投入装置的根本要求1. 不管什么原因失去工作电源，APD都能迅速起动并投入备用电源。2. 必须在工作电源确已断开，而备用电源电压也正常时，才允许投入备用电源。3. APD应只动作一次，以免将备用电源重复投入永久性故障回路中。4. 当电压互感器二次回路断线时，APD不应动作。10.3备用电源自动投入装置的选择选择LSA-1165G/1165D型备用电源自投装置。1. 适用范围及功能：LSA-1165G/1165D型备用电源自投装置，适用于电力系统、发电厂等厂用10kV、6kV/400V