电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容

电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容1绪论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与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。本次设计根据课题提供的某机械制造厂的用电负荷和供电条件，并适当考虑生产的发展，按照国家相关标准、设计准则，本着安全可靠、技术先进、经济合理的要求确定本厂变电所的位置和形式。通过负荷计算，确定主变压器的台数和容量。进行短路电流计算，选择变电所主接线方案与高低压设备与进出线,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，电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。具体过程和步骤:根据工厂总平面图,工厂负荷情况,供电电源情况,气象资料,地区水文资料和电费制度等,先计算电力负荷,判断是否要进行无功功率补偿,接着进行变电所位置和型式选择,并确定变电所变压器台数和容量,并对主接线方案进行选择,之后进行短路电流的计算,并对变电所一次设备选择和校验、变电所进出线的选择与校验、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定。最后进行防雷保护和接地装置的设计。2负荷计算和无功功率补偿2．1负荷计算的内容和意义供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备与导线、电缆等）都必须选择得当，除了满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因次，有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选的过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定的过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容计算电流，是选择缆线和开关设备的依据;有功计算负荷和无功计算负荷，是确定静电电容器容量的依据。2．2负荷计算的方法与公式（1）需要系数法——用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。用于设备数量多，容量差别不大的工程计算，尤其适用于配、变电所和干线的负荷计算。（2）利用系数法——采用利用系数求出最大负荷区间内的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数，得出计算负荷。适用于各种范围的负荷计算，但计算过程稍繁。在工厂里，除了广泛应用的三相设备外，还有部分单相设备，单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配。使三相负荷尽可能均衡。如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何分配，单相可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果单相设备容量超过三相设备的15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。本设计采用需要系数法确定。由于本厂各车间单相设备容量均不超过三相设备容量的15%，所以可以按三相负荷平衡计算。即卩.P30P30三相P30单相Kd三相Pe三相Kd单相Pe单相主要计算公式有：单组用电设备计算负荷的计算公式有功计算负荷（kW）.P30KdPe,Kd为系数电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容无功计算负荷（kvar）:Q30 P30tan视在计算负荷（kvA）：S30上^cosS30 II计算电流（A）：I30—3J—，Un为用电设备的额定电压（单位为KV）多组用电设备计算负荷的计算公式有功计算负荷（kW）:氐Kp Ro；，式中 P30i是所有设备组有功计算负荷之和，Kp是有功负荷同时系数，可取 0.8〜0.95无功计算负荷（kvar）：Q30KqQ30i，式中 Q30i是所有设备无功计算负荷之和；Kq是无功负荷同时系数，可取 0.85〜0.97视在计算负荷（kvA）:S30v巳。？Q302S30 11计算电流（A）:I30 & ，Un为用电设备的额定电压（单位为KV）2.3各车间负荷统计计算1）、铸造车间计算负荷：巳01P30三相P30单相0.33900.88kW123.4kW无功计算负荷：Q301F：30三相tan三相1171.02119.34kvar视在计算负荷：S301P30三相 P30单相1176.4173.5KVAcos三相cos单相0.71.0计算电流：I301S301 173.5，- 厂263.7A3UN、30.382）、锻压车间计算负荷：巳02P30三相P30单相0.23200.96kW69.4kW无功计算负荷：Q302P30三相tan三相641.1774.88kvar视在计算负荷：S302Bo三相P30单相645.4103.9KVA1.0COS三相COS单相0.65计算电流：IS302103.9157.8A13023Un.30.383）、金工车间计算负荷：p303P30三相P30单相0.33500.95kW109.5kW无功计算负荷：Q303P30三相tan三相1051.33139.65kvar视在计算负荷：S3031"30三相1~30单相1054.5179.5KVA1.0cos三相cos单相0.6计算电流：I303S303179.59797A3Un■30.384）、工具车间计算负荷：Bo4P30三相P30单相 0.352000.75kW73.5kW无功计算负荷：Q304P30三相tan三相701.3393.1kvar视在计算负荷：S3041~30三相1~30单相703.5—120.2KVA1.0cos三相cos单相0.6计算电流：1S304120.2182.6A3043Un.30.385）、电镀车间计算负荷：p305P30三相P30单相062700.96kW167.4kW无功计算负荷：Q305P30三相tan三相1620.88142.56kvar视在计算负荷：S305三相P30单相16254—275.4KVA1.0cos三相cos单相0.6计算电流：1S305275.4418.4A305、3Un30.386）、热处理车间计算负荷：巳06P30三相P3o单相 0.461400.87kW70kW无功计算负荷：Q306P30三相tan三相64.40.7548.3kvar视在计算负荷：S306Bo三相l~30单相64.45.6—86.1KVA1.0cos三相cos单相0.8计算电流：IS30686.1130.8A13063Un.30.387）、装配车间计算负荷：巳07P30三相P30单相0.41600.76kW60.2kW无功计算负荷：Q307P30三相tan三相561.1765.52kvar视在计算负荷：S307Bo三相P30单相5642—90.35KVA1.0cos三相cos单相0.65计算电流：IS30790.35137.3A1307.3Un•、30.388）、机修车间计算负荷：p308P30三相P30单相 0.261400.85kW40.4kW无功计算负荷：Q308P30三相tan三相36.41.1742.588kvar视在计算负荷：S308F3o三相l~30单相36.4460KVA1.0cos三相cos单相0.65计算电流：1S3086091.2A13083Un30.389）、锅炉房计算负荷：P309巳0三相P30单相 0.66750.82kW51.1kW无功计算负荷：Q309P3o三相tan三相49.50.7537.125kvar视在计算负荷：S309巳0三相P30单相49.51.6—63.475KVA1.0cos三相cos单相0.8计算电流:I309S3093Un63.475 96.44A.30.3810）、仓库计算负荷:0.92kW8.6kW无功计算负荷:视在计算负荷:计算电流:F30三相tan三相6.80.48P30三相P30单相6.8cos三相COS单相0.9S30109.3614.2A3Un30.383.264kvarQ3010S3010P30三相I30101~30单相 0.3420189.36KVA1.011）、生活区计算负荷:P30(11)KdPe0.78300kW234kWQ3011P3011tan 2340.48112.32kvarF3011 234S3011-——300KVA无功计算负荷:视在计算负荷:0.78cos计算电流:I3011S30113Un300、30.38455.8A12）、总的计算负荷计算总的计算负荷:0.81007.5 806kW总的无功计算负荷:Q30KqQ30i0.85 878.63 746.84kvar总的视在计算负荷:S30=,P30Q30 ■■80622746.84 1098.82KVA总的计算电流:1 S30 1089.82I303Un30.381669.5A经过计算，得到各厂房和生活区的负荷统计表,如表2-1所示表2-1 XX机械厂负荷计算表编号名称负荷类别设备容量/KWrw系数Kdcos①tan①计算负荷P30/KWQ3o/kvarS30/KVAI30/A1铸造动力3900.30.71.0117119.3----车间024照明80.81.006.40----小计398--119.3123.4173.5263.742锻压动力3200.20.61.16474.88----车间57照明60.91.005.40----小计326--69.474.88103.9157.83金工动力3500.30.61.3105139.6----车间035照明50.91.004.50----小计355--109.139.6179.5272.7554工具动力2000.350.61.37093.1----车间03照明50.71.003.50----

小计205--73.593.1120.2182.65电镀动力2700.60.70.8162142.5----车间586照明60.91.005.40----小计276--167.142.5275.4418.4466热处动力1400.460.80.764.448.3----理车05间照明70.81.005.60----小计147--7048.386.1130.87装配动力1600.40.61.15665.52----车间57照明60.71.004.20----小计166--60.265.5290.35137.38机修动力1400.260.61.136.442.59----车间57照明50.81.004.00----小计145--40.442.596091.29锅炉动力750.660.80.749.537.13----房05照明20.81.001.60----

小计77--51.137.1363.47596.441仓库动力200.340.90.46.83.24----008照明20.91.001.80----小计22--8.63.249.3614.2生活区照明3000.780.90.4234112.3300455.8082总计动力20651007878.6----(380照明352.53V侧)K卒=0.80.7806746.81098.1669.K占=0.85148252.4无功功率补偿由表2-1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有 0.71.而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不应该低于 0.92o考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此 380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.92，暂取0.94来计算380V侧所需无功功率补偿容量：QcP30(tanitan2)806[tan(arccos0.71)tan(arccos0.94)]kavr507kavr参照图2-1，选PGJ1型低压自动补偿屏，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)6台相结合，总共容量为84kvar7=588kvar。因此无功补偿后工厂 380V侧和10KV侧的负荷计算

如表2-2所示表2-2无功补偿后工厂的计算的负荷项目cos计算负荷P30/kWQ30/kvarS3o/kVAI30/A380V侧补偿前负0.76806746.841098.81669.5荷2380V侧无功补偿-588容量380V侧补偿后负0.98806158.84821.51248.1荷主变压器功率损耗8.7937.3610kV侧负荷总计0.97814.79196.2838.152Ulf辅聊 1X5厂冲1C■■6细3專A糸图2-1PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的结线方案

3变电所位置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Y轴,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置，例如Pi（xi,yi）、P2（X2,y2）、P3（X3,y3）等。而工厂的负荷中心设在 P（x,y）,P为P1+P2+P3+…二XPi。Pixi PPixi P2X2 P3X3XpiP2 P3(PiXi)PPiyi P2y2 P3y3pi P2 P3(Ryi)Pi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 3-1所示。表3-1各车间和宿舍区负荷点的坐标位置坐标轴12345678910生活区X(cm)2.32.32.34.74.74.74.79.28.47.210.452Y(cm)5.53.82.17.25.53.82.15.14.12.57.835由计算结果可知，x=6.82,y=5.47工厂的负荷中心在5号厂房的东南角（参考图3-1）。考虑到方便进出线与周围环境情况，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。

91?|二r生活凶7北<7)f邻厂生活区的负荷中心竺二p大街O :~~91?|二r生活凶7北<7)f邻厂生活区的负荷中心竺二p大街O :~~O XX机矿总師图:匕例1：2000O血荷中贮厂区图3-1工厂总平面布置图4变电所主变压器的选择和主结线方案的选择4.1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：装设一台变压器型号为S9型，而容量根据式SntS30,Snt为主变压器容量，S30为总的计算负荷。选Snt=1000KVA>S30=838.1kVA，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，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。装设两台变压器 型号为S9型，而每台变压器容量根据公式(4-1)、(4-2)选择，即SNT(0.6~0.7)838.1kVA(502.86~586.67)kVA(4-1)SNTS30(III)(173.5+275.4+63.475)kVA512.375kVA(4-2)因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为Yyn0。4．2变电所主结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 4-1所示(2)装设两台主变压器的主接线方案，如图 4-2所示LOk</GW口一HJ■：：-V联婚线S9-LOOO10/0.4KVS9-LOOO10/0.4KV高压柜列GG-1A(J)-03GG-1ACF)GG-1A(J)-03GG-1ACF)-54GG-1ACF)~07GG-1AXFJ-07主变联络（备■用）图4-1装设一台主变压器的主结线方案■■■/£1(「§1□□『p(nTTlAi*<Tioo%-H*-3Q.J■nI-1I

口GG-GG-GG-ffi-GG-LA(F)l娜JA(F)IMF)LA(F)iA(n-1L3-11-01-96-07-54V V V竇 噸 麟S 3 (覇)图4-2装设两台主变压器的主结线方案

(3)两种主结线方案的技术经济比较表4-1两种主接线方案的比较比较项目装设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电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2X15.1万元=30.2万元由手册查得S9—800单价为10.5万元，因此两台综合投资为4X10.5万兀-42万兀，比台变压器多投资11.8万元

标咼压幵关柜查手册得GG—A(F)本方案采用6台GG—A(含计量柜)型柜按每台4万兀计，(F)柜，其综合投资额的综合投资额查手册得其综合投资按约为6X1.5X4=36万设备价1.5倍计，因此兀，比口主变的方案其综合投资约为 4X1.5多投资12万元X4=24万元电力变压器和高压幵关柜的年运行费参照手册计算，主变和高压幵关柜的折算和维修管理费每年为 6.2万元主变和咼压幵关柜的折旧费和维修管理费每年为8.94万元，比一台主变的方案多耗274万元供电贴费按800元/KVA计，贴贴费为2X800X0.08万费为1000X0.08=80万元=128万元，比一台主元变的方案多交48万元从表4-1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，因此决定采用装设一台主变的方案。5短路电流的计算5.1绘制计算电路如图5-1本厂的供电系统采用两路电源供线，一路为距本厂 9km的变电站经LJ-95架空线，该干线首段所装高压断路器的断流容量为 400MVA;一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。400MVA(2)LJ-95,9km400MVA(2)LJ-95,9kmK-1 (3)K-2目k 10.5kVS9-1000o.4kV图5-1短路计算电路5.2确定基准值设Sd100MVA,UdUc1.05Un,即高压侧Udi10.5kV,低压侧Ud20.4kV，贝Ud20.4kV，贝9d1,3Ud1310.5kVd2£•3Ud2d2£•3Ud2100MVA30.4kV144kA5.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值电力系统 已知Soc400MVA，故X1100MVA400MVA0.25架空线路 查表8-37，得LJ-95的X。0.35/km，而线路长9km,故TOC\o"1-5"\h\zX2 (0.359) 2.86电力变压器 查表2-8，得6%=4.5，故w*4.5100MVA ―X3 4.51001000kVA因此绘短路计算等效电路如图 5-2所示。10.2522.86k-14.5图5-2 等效电路(1)5.4计算k-1(1)X(k1)X1X2三相短路电流周期分量有效值0.252.86 3.111(3)) Id15.5kA 13.11.77kAIk1 *X(k1)其他短路电流I"(3)I(3)I窝)1.77kAi(3)sh2.551''(3)2.551.77kA4.5135kA［⑶Ish1.511"(3)1.511.77kA2.6727kA三相短路容量Q(3) Sd100MVA32.1MVASk1*X(k1)3.11总电抗标幺值(2)(3)(4).5计算k-2点的短路电路总电抗与三相短路电流和短路容量总电抗标幺值x*(k2)X1*x2x30.252.864.57.61三相短路电流周期分量有效值■(3)1k2d2X(k2)144kA7.6118.9kA其他短路电流|''(3) 1(3) (3)'(k\ 18.9kA⑶sh1.841''(3)1.8418.9kA34.82kA⑶sh1.091''⑶1.0918.9kA20.63kAiI(4)三相短路容量SdSd*X(k2)100MVA13.14MVA7.61以上计算结果综合如表 5-1表5-1短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVA1⑶1kI"(3)I(3)・(3)ish1⑶1shsk3)k-11.771.771.774.51352.672732.1k-218.918.918.934.8220.6313.14变电所一次设备的选择校验6.110kV侧一次设备的选择校验表6-110kV侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流流力断能动稳定度热稳定度其他装置地点参数UNINI(3)IKi(3)1sh1⑶2叫ma

条件数据10kV57.7A1.77kA3.65kA5.95额定参数高压少油断路10kV630A16kA40kA512——一器次SN10-10I/63设0备咼压隔离开关10kV200A25.5k500型GN-10/200A号高压熔断器10kV0.5A50kA规RN2-10格电压互感器10/0.1JDJ-10kV电压互感器JDZJ-10电流互感器10kV100/531.8k81二次负LQJ-10AA荷0.6Q避雷器10kVFS4-10

6.2 380V侧一次设备的选择校验表6-2 380V侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流动稳热稳其他能力定度定度装置地点参数UN130■(3)1K■(3)ishI⑶2吧ma条件数据380V1350.518.9k39.93k250AAA额定参数低压断路器380V1500A40kA——一DW15-1500/次3D设低压断路器380V630A30kA备DZ20-630型低压断路器380V200A25kADZ20-200号规格低压刀幵关HD13-1500/30380V1500A电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A电流互感器LMZ1-0.5500V100/5160/5表6-2所选一次设备均满足要求。6.3高低压母线的选择10kV母线选LMY-3(404),即母线尺寸为40mm4mm;380V母线选LMY-3(12010)806,即母线尺寸为120mm10mm,而中性线母线尺寸为80mm6mm。变电所进出线和与邻近单位联络线的选择7.110kV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。按发热条件选择 由130I1NT57.7A与室外环境温度 32C，查表8-36，初选LJ-16，其35C时的打93.5A山满足发热条件。校验机械强度查表8-34，最小允许截面Amin35mm2，因此按发热条件选择的LJ-16不满足机械强度要求，故改选 LJ-35。由于此线路很短，不需校验电压损耗。电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容(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130Iint57.7A与土壤温度25C查表8-44，初选缆芯截面为A^n25mm2的交联电缆，其打90AI30，满足发热条件。)校验短路热稳定按式计算满足短路热稳定的最小截面AminI⑶ 1430 0.75mm216.08mm2A25mm2C 77式中C值由表5-13差得；tima按终端变电所保护动作时间 0.5s，力口断路器断路时间0.2s，再加0.05S计，故tima0.75s。因此YJL22-10000-3 25电缆满足短路热稳定条件。7.2 380V低压出线的选择(1)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。1)按发热条件选择 由130199.3A与地下0.8m土壤温度25C，查表8-43，初选缆芯截面120mm2，其打212A山，满足发热条件。2)校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为80m，而由表8-42查得120mm2的铝芯电缆R00.31km(按缆芯工作温度75C计)，X。0.07km，又1号厂房的R。91.2kW，Q3094.3kvar，因此按式得：U91.2kW (0.310.08) 94.3kW(0.070.08) 7®0.38kV .7.3VU% 100%2% Ual%5%380V故满足允许电压损耗的要求。3）短路热稳定度校验按式计算满足短路热稳定的最小截面AminI⑶ 21400^-0.75mm2 243.9mm2C 76由于前面按发热条件所选120mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为300mm2的电缆，即选VLV22100033001150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）馈电给2号厂房（锻压车间）的线路亦采用VLV22100033001150的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。1）按发热条件选择 由I30176.9A与地下0.8m土壤温度25C，查表8-43，初选缆芯截面95mm2，其打189A4。，满足发热条件。2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至2号厂房距离约为86m，而由表8-42查得95mm2的铝芯电缆R00.4/km（按缆芯工作温度75C计），X。0.07/km，又2号厂房的R。76kW，Q3088.1kvar，因此按式得：U76kW（0.40.086） 88.1kW（0.070.086） 828V0.38kV .8.28VU% 100% 2.2%Ual% 5%380V故满足允许电压损耗的要求。3） 短路热稳定度校验按式计算满足短路热稳定的最小截面AminI⑶ 214002L0^mm2 243.9mm2C 76由于前面按发热条件所选120mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为300mm2的电缆，即选VLV22100033001150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电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容（3）馈电给3号厂房（金工车间）的线路亦采用VLV22100033001150的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。1）按发热条件选择由Go189A与地下0.8m土壤温度25C,查表8-43，初选缆芯截面120mm2，其lai212AI30，满足发热条件。2）校验电压损耗由图3.1所示工厂平面图量得变电所至3号厂房距离约为105m，而由表8-42查得120mm2的铝芯电缆农0.31km（按缆芯工作温度75C计），X。0.07km，又3号厂房的R082.6kW，Q3093kvar，因此按式得：U82.6kW（0.310.105）93kW（0.070.04） 8沖0.38kV .8.87VU% 100% 2.3%Ual% 5%380V故满足允许电压损耗的要求。3） 短路热稳定度校验按式计算满足短路热稳定的最小截面AminI⑶Zma21400'°75mm2243.9mm2C 76由于前面按发热条件所选120mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为300mm2的电缆，即选VLV22100033001150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。（4）馈电给4号厂房（工具车间）的线路采用VLV22100033001150的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。1）按发热条件选择 由I30235.5A与地下0.8m土壤温度25C，查表8-43，初选缆芯截面150mm2，其Ial242AI30，满足发热条件。2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至 4号厂房距电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容离约为150m，而由表8-42查得150mm2的铝芯电缆Ro0.251km（按缆芯工作温度75C计），X。0.07km，又4号厂房的F30103.6kW，Q30 115.3kvar，因此按式得：U103.6kW（0.250.15） 115.3kW（0.070.15） 5付0.38kVU%色匕100%1.3% Ual%5%380V故满足允许电压损耗的要求。3）短路热稳定度校验按式计算满足短路热稳定的最小截面AminI⑶"ma21400'°75mm2 243.9mm2C 76由于前面按发热条件所选120mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为300mm2的电缆，即选VLV22100033001150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。（5）馈电给5号厂房（电镀车间）的线路亦采用VLV22100033001150的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。1）按发热条件选择 由I30195.1A与地下0.8m土壤温度25C，查表8-43，初选缆芯截面120mm2，其Ial242AI30，满足发热条件。2）校验电压损耗由图3.1所示工厂平面图量得变电所至5号厂房距离约为42m，而由表8-42查得120mm2的铝芯电缆局0.31km（按缆芯工作温度75C计），X00.07.km，又5号厂房的P3095.3kW，Q3086.1kvar，因此按式得：Il95.3kW（0.310.042） 86.1kW（0.070.044） 3U 3.93V0.38kV3.93VU% 100% 1.1%Ual% 5%380V电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容故满足允许电压损耗的要求。3）短路热稳定度校验按式计算满足短路热稳定的最小截面AminI⑶乂怛21400^L0.75mm2 243.9mm2C 76由于前面按发热条件所选120mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为300mm2的电缆，即选VLV22100033001150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。（6）馈电给6号厂房（热处理车间）的线路用VLV22100033001150的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。1）按发热条件选择 由I30124.9A与地下0.8m土壤温度25C，查表8-43，初选缆芯截面50mm2，其山134AI30，满足发热条件。2）校验电压损耗由图3.1所示工厂平面图量得变电所至6号厂房距离约为55m，而由表8-42查得50mm2的铝芯电缆局0.76/km（按缆芯工作温度75C计），X。0.07..km，又4号厂房的P3066kW，Q3049kvar，因此按式得：U66kW（0.760.055）49kW（0.070.055） ?他0.38kV .7.16VU% 100% 2.04%Ual% 5%380V故满足允许电压损耗的要求。3） 短路热稳定度校验按式计算满足短路热稳定的最小截面AminI⑶山也21400'°75mm2 243.9mm2C 76由于前面按发热条件所选120mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为300mm2的电缆，即选VLV22100033001150电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容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。（7）馈电给7号厂房（装配车间）的线路亦用VLV22100033001150的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。1）按发热条件选择由％112.4A与地下0.8m土壤温度25C，查表8-43，初选缆芯截面50mm2，其山134A心，满足发热条件。2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至7号厂房距离约为78m，而由表8-42查得50mm2的铝芯电缆R00.76/km（按缆芯工作温度75C计），X。0.07km，又4号厂房的恵53.4kW，Q3051.3kvar，因此按式得：U53.4kW（0.760.078） 51.3kW（0.070.078） 9斷0.38kV .9.08VU% 100% 2.4%Ual% 5%380V故满足允许电压损耗的要求。3）短路热稳定度校验按式计算满足短路热稳定的最小截面AminI⑶ 21400*°75mm2 243.9mm2C 76由于前面按发热条件所选120mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为300mm2的电缆，即选VLV22100033001150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。（8）馈电给8号厂房（机修车间）的线路亦采用VLV22100033001150的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。1）按发热条件选择由130 79.3A与地下0.8m土壤温度25C,查表8-43，初选缆芯截面25mm2，其I引90A心，满足发热条件。2）校验电压损耗由图3.1所示工厂平面图量得变电所至 8号厂房距离约为48m2）校验电压损耗由图3.1所示工厂平面图量得变电所至 8号厂房距离约为48m，而由表8-42查得25mm2的铝芯电缆f1.51/km（按缆芯工作温度75C计），X。0.075km，又8号厂房的R。35.2kW，Q3038.5kvar，因此按式得:2）校验电压损耗由图3.1所示工厂平面图量得变电所至 9号厂房距U35.2kW(1.510.048) 38.5kW(0.0730.048) 7阿0.38kV .7.08VU% 100% 1.86%Ual% 5%380V故满足允许电压损耗的要求。3）短路热稳定度校验按式计算满足短路热稳定的最小截面AminI⑶汛咻21400'°75mm2 243.9mm2C 76由于前面按发热条件所选120mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为300mm2的电缆，即选VLV22100033001150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。（9）馈电给9号厂房（锅炉房）的线路亦采用VLV22100033001150的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。1）按发热条件选择 由130111A与地下0.8m土壤温度25C，查表8-43，初选缆芯截面50mm2，其Iai134A1308-43，初选缆芯截面离约为65m离约为65m，而由表作温度75C计），X08-42查得50mm2的铝芯电缆&0.76/km（按缆芯工0.07.km，又4号厂房的Pj066kW，Q3049kvar，因此按式得:U 55・5kW(O'76°.065)47.6kW(0.°70.065)仆0.38kVC 76C 76电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容U%7.79V100% 2.1%Ual% 5%故满足允许电压损耗的要求。3）短路热稳定度校验按式计算满足短路热稳定的最小截面(3)tima 0.75 2Amin I 21400 mm243.9mm由于前面按发热条件所选120mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为300mm2的电缆，即选VLV2210003300150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。（10）馈电给10号厂房（仓库）的线路亦采用VLV22100033001150的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。1）按发热条件选择 由13018.1A与地下0.8m土壤温度25C,查表8-43，初选缆芯截面4mm2，其I引31A打。，满足发热条件。2）校验电压损耗由图3.1所示工厂平面图量得变电所至6号厂房距离约为55m，而由表8-42查得4mm2的铝芯电缆& 9.45/km（按缆芯工作温度75C计），X。0.093..km，又4号厂房的巳。10.1kW，Q306.2kvar，因此按式得：10.1kW(9.450.06) 6.2kW(0.0930.06)U 15.1V0.38kVACd\/U%竺竺100% 3.9%Ual% 5%故满足允许电压损耗的要求。3）短路热稳定度校验按式计算满足短路热稳定的最小截面t叽21400皿mm2 243.9mmC 76由于前面按发热条件所选120mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳

电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容定要求，故改选缆芯截面为300mm2的电缆，即选VLV22100033001150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。(11)馈电给生活区的线路采用BLX-1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设。1)按发热条件选择 由©420.7A与室外环境温度为32C,查表8-40，初选BLX-1000 1240，其32C时的1口455A打。，满足发热条件。校验机械强度 查表8-35，最小允许截面积Amin10mm2，因此BLX-1000 1240满足机械强度要求。校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至生活区负荷中心距离约86m，而由表8-36查得其阻抗与BLX-1000 1240近似等值的LJ-240的阻抗R)0.14/km,X。0.30 km，又生活区P30268.6kW，Q3067.3kvar，因此按式得：U268.6kW(0.140.086) 67.3kW(0.030.086) 661V0.38kV 'U%6.61V100%1.74% Ual%5%380V故满足允许电压损耗的要求。3作为备用电源的高压联络线的选择校验采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆， 直接埋地敷设，与相距约2km的邻近单位变配电所的10kV母线相联。按发热条件选择工厂二级负荷容量共332.7KVA,I30332.7KVA(.310KV)19.2A,而最热月土壤平均温度为25C,因此查表8-44，初选缆芯截面为25mm2的交联聚乙烯绝缘铝芯电缆，其Ial90AI30,满足发热条件。（2）校验电压损耗 由表8-42可查得缆芯为 25mm的铝芯电缆的R0=1.54km（缆芯温度按80C计），X0=0.12km，而二级负荷的242kw,Q30 228kw线路长度按2km计，因此按式得：,,242kW（1.542） 228kW（0.122）U 80.1V10kV80.1VU% 100%0.8% Ual%5%10000V故满足允许电压损耗的要求。（3）短路热稳定校验 按本变电所高压侧短路校验， 由前述引入电缆的短路热稳定校验，可知缆芯25mm2的交联电缆是满足短路热稳定要求的。综合以上所选变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格如表 7-1所示表7-1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 25交联电缆（直埋）380V低压出至1号厂房VLV22-1000-3 300+1 150四芯塑料电缆（直埋）至2号厂房VLV22-1000-3 300+1 150四芯塑料电缆（直埋）至3号厂房VLV22-1000-3 300+1 150四芯塑料电缆（直埋）至4号厂房VLV22-1000-3 300+1 150四芯塑料电缆（直埋）

线至5号厂房VLV22-1000-3埋）300+1150四芯塑料电缆（直至6号厂房VLV22-1000-3埋）300+1150四芯塑料电缆（直至7号厂房VLV22-1000-3埋）300+1150四芯塑料电缆（直至8号厂房VLV22-1000-3埋）300+1150四芯塑料电缆（直至9号厂房VLV22-1000-3埋）300+1150四芯塑料电缆（直至10号厂房VLV22-1000-3埋）300+1150四芯塑料电缆（直至生活区单回路，回路线3LJ-240（架空）与邻近单位10kV联络线YJL22-10000-325交联电缆（直埋）8变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定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。电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容8.2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。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个JDZJ-10型，组成Y0/Y0/（幵口三角）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。8.4变电所的保护装置（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IopKrelKwIopKrelKwKreKiLmax电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容其中iLmax2Iint21000KVA/（、310KV）257.7A115A，可靠系数K冋1.3，接线系数心一1，继电器返回系数Kre0.8，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 10A因此过电流保护动作电流整定为 10AIop 115A9.3A0.8202）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 0.5s03）过电流保护灵敏度系数的检验其中,lkminIK2)2/Kt0.8IK3)2/Kt=0.86620.3kA心0kV/0.4kV)=0.703lop1lopK〃Kw10A20/1200A，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。（3）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，其中ikmaxlk3）220.3kA，Krel=1.4，心=1，Ki=100/5=20，Kt=10/0.4=25，因此速断保护电流为1qb1.41qb1.41202520300A56.84A速断电流倍数整定为Kqb=lqb/lop=56.84A/10A=5.684（注意心不为整数，但必须在2〜8之间）2）电流速断保护灵敏度系数的检验利用式，其中lkmin lK2）2 0.8661K3）20.8662.121.84kA，电力系统课程设计XX机械厂降压变电所的电气设计内容lopilopKi/Kw55A20/1 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GB50062—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—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。过电流保护动作电流的整定，利用式Iop —乞ILmax，其中KreKiIL.max=2I30，取I30=130()(S30.1830.4S30.8)/W3)1n)(1424715647Q5)kVA/(V310kV)21.33A0.6X52A=31.2A，心=1.3，Kw=1，心=0.8，Ki=50/5=10，因此动作电流为：Iop丄31231.2A10.1A 因此过电流保护动作电流lop整定为p0.810op10A。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0.5so过电流保护灵敏度系数。因无临近单位变电所 10kV母线经联