工厂供配电技术课程设计

山西工程技术学院信息工程与自动化系工业供配电技术课程设计报告题目名称：合肥机械厂降压变电所设计姓名：郭晨宇学号：班级：电气自动化1班指导教师：刘辉成绩：课程设计任务书学生姓名郭晨宇专业电气自动化技术指导教师姓名刘辉类别学号班级1班职称讲师本校一、设计题目合肥械厂降压变电所设计二、课程设计原始数据资料=1\*GB3①工厂总平面图合肥机械厂总平面图=2\*GB3②供电电源情况按照工厂与本地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-120，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定期限过电流保护和电流速断保护，定期限过电流保护的动作时间为1.7s。为满足贯彻二级负荷的规定，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80km=3\*GB3③工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大运用负荷小时为4600h，日最大负荷连续时间为6h，该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。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。本厂的负荷记录资料如下表所示。工厂负荷记录资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/kW需要系数功率因数1铸造车间动力3000.30.70照明60.81.02锻压车间动力3500.30.65照明80.71.07金工车间动力4000.20.65照明100.81.06工具车间动力3600.30.60照明70.91.04电镀车间动力2500.50.80照明50.81.03热解决车间动力1500.60.80照明50.81.09装配车间动力1800.30.70照明60.81.010机修车间动力1600.20.65照明40.81.08锅炉房动力500.70.80照明10.81.05仓库动力200.40.80照明10.81.0生活区照明3500.70.90=4\*GB3④气象资料本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-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℃。本地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。=5\*GB3⑤地质水文资料本厂所在地区平均海拔500m，地层以黄土为主，地下水位为2m=6\*GB3⑥电费制度本厂与本地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，动力电费为0.20元/kW·h，照明电费为0.50元/kW·h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.90。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6~10kV为800元/kVA。三、设计任务：=1\*GB2⑴负荷计算和无功功率补偿=2\*GB2⑵总降压变电所的所址和型式=3\*GB2⑶总降压变电所的主结线方案（规定从两个比较合理的方案中优选），总降压变电所要结合主结线方案的拟定，拟定主变压器型式、容量和数量=4\*GB2⑷短路电流的计算，并选择变电所一次设备=5\*GB2⑸选择工厂电源进线及工厂高压配电线路=6\*GB2⑹选择电源进线的二次回路方案及整定继电保护=7\*GB2⑺总降压变电所防雷保护和接地装置的设计四、设计报告：1、格式规定=1\*GB2⑴页面：A4，上下左右页边距2.0厘米。=2\*GB2⑵题目：小二黑体加粗；大标题：三号黑体加粗；小标题：小四黑体加粗；正文：五号宋体。=3\*GB2⑶页码：底部居中。2、报告内容：=1\*GB2⑴设计目的=2\*GB2⑵设计任务=3\*GB2⑶设计过程与内容=4\*GB2⑷结论与心得五、进度安排第十七周周一2023.6.12下达课程设计任务书：明确课程设计的具体规定和应完毕的设计任务，学生对课程设计所需各个环节有个总体把握。搜集、整理和研究资料：针对题目自身涉及内容，通过书籍、文献、网络等手段查阅相关资料。在学习借鉴类似课题研究成果同时，提出自己的设计思绪和方法。周二2023.6.13负荷计算和无功功率补偿。运用需要系数法进行负荷计算，经无功功率补偿后功率因数不得低于0.90。周三2023.6.14短路电流的计算。合理选择短路点，欧姆法计算各短路点的参数并绘制成格。周四2023.6.15总降压变电所的所址和型式、主变压器的选择以及总降压变电所主结线方案。满足安全、可靠、优质、经济的规定。周五2023.6.16总降压变电所一次设备、工厂电源进线及工厂高压配电线路的选择与校验。必须按照变电所一次设备及进出线选择与校验的相应条件与项目进行此项工作，以保证运营的安全可靠。第十八周周一2023.6.19周二2023.6.20电源进线的二次回路方案、继电保护、防雷保护和接地装置。周三2023.6.21电源进线的二次回路应包含高压断路器的操动机构控制与信号回路、变电所的电能计量回路、变电所的测量与绝缘监察回路。周四2023.6.22继电保护装置设计：应满足对可靠性、选择性、灵敏性、速动性的规定，防雷保护应具有直击雷和雷电入侵波的防护功能，接地装置的设计应经济合理。周五2023.6.23课程设计报告的撰写。六、参考资料[1]刘介才编.工厂供电课程设计指导[M].北京:机械工业出版社,2023.22～169[2]王荣潘编.工厂供电设计与实验[M].天津:天津大学出版社,1989.24～148[3]成兵.220kV变电站站用电设计与应用[J].安徽电力，2023，(01)[4]laofan7835.35KV变电站继电保护设计[EB/OL].，2023,12，17[5]l732613.35KV变电所设计[EB/OL].，2023,06，19签字栏设计工作起止日期：2023年6月12日至2023年6月23日教师审核指导教师（签字）日期年月日山西工程技术学院信息工程与自动化系合肥机械厂降压变电所设计一、设计目的：本设计是电气类课程的重要实践教学环节。通过设计，巩固工厂供配电的理论知识，了解实际工程中供电设计的方法、内容、环节。达成运用原始资料、设计任务书及所学的理论知识进行供电设计，提高应用规范、手册和绘制图纸的能力。二、设计任务：由指导教师下达的课程设计任务书内容完毕以下任务：=1\*GB2⑴负荷计算和无功功率补偿=2\*GB2⑵总降压变电所的所址和型式=3\*GB2⑶总降压变电所的主结线方案（规定从两个比较合理的方案中优选），总降压变电所要结合主结线方案的拟定，拟定主变压器型式、容量和数量=4\*GB2⑷短路电流的计算，并选择变电所一次设备=5\*GB2⑸选择工厂电源进线及工厂高压配电线路=6\*GB2⑹选择电源进线的二次回路方案及整定继电保护=7\*GB2⑺总降压变电所防雷保护和接地装置的设计三、设计过程与内容：（一）负荷计算和无功功率补偿1、车间用电设备组和工厂计算负荷的拟定由于本设计需要选择设备，应当采用比较具体的的计算方法，这里选择逐级计算法。逐级计算方法是指根据用户的供配电系统图，从用电设备开始，朝电源方向逐级计算，最后求出用户总的计算负荷的方法。容量大小是拟定供电系统，选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电器保护的重要依据。负荷登记表中的数据已给出，依据这些数据，计算出，，填入相应的表中。1）根据表提供的参数值，计算并填入表2-1中。计算公式如下：2）对于成组低压用户的高压计算负荷，还应计入变压器和高压线路的功率损耗。各厂房和生活区的负荷计算如表1-1所示。表1-1汾洲机械厂负荷计算表编号名称类别设备容量需要系数cosφtanφ计算负荷P30/KwQ30/KwS30/KVAI30/A1铸造车间动力3000.30.701.029091.8--照明60.81.004.80--小计306-94.891.81322012锻压车间动力3500.30.651.17105123--照明80.71.005.60--小计358-110.61231652516热解决车间动力1500.60.80.759067.5--照明50.81.0040--小计1559467.51161765电镀车间动力2500.50.80.7512593.8--照明50.81.0040--小计255-12993.816024410仓库动力200.40.80.7586--照明10.81.000.80--小计218.8610.716.2编号名称类别设备容量需要系数cosφtanφ计算负荷P30/KwQ30/KwS30/KVAI30/A4工具车间动力360108144--照明70.91.006.30--小计367-144.31441842803金工车间动力4000.20.651.178093.6--照明100.81.0080--小计4108893.61281949锅炉房动力500.70.80.753526.3--照明10.81.000.80--小计51-35.826.344.4677装配车间动力1800.30.71.025455.1--照明60.81.004.80--小计18658.855.180.61228机修车间动力1600.20.651.173237.4--照明40.81.003.20--小计16435.237.451.47811生活区照明3500.70.90.4824517.6272413总计(380V侧)动力22201015.3856.1--照明403计入KΣp=0.8KΣq=0.850.75812.2727.6109016562、无功功率补偿而按照我国原电力工业部规定100kvA的供电用户，功率因素为0.9以上。由表2-1可知该厂380侧最大负荷是的功率因数只有0.75，规定该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.94。考虑到主变电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0.94，暂取0.96来计算380V侧所需无功功率补偿容量：Qc=P30(tanφ1-tanφ2)=812.2[tan(arccos0.75)-tan(arccos0.96)]=479kvar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）5台相组合，总共容量84kvar×6=504kvar。因此无功功率补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如表1-2所示。PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案因没有选出变压器，所以低损耗的变压器的功率损耗可按下列估算法：表1-2无功功率补偿后工厂的计算负荷项目cosφ计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A380V侧补偿前负荷0.75812.2727.610901656380V侧无功补偿容量-504380V侧补偿后负荷0.964812.2223．6842．41280主变压器功率损耗0．015S30=12.640.06S30=5110KV侧负荷总计0.949824.8274.686957.7（二）变电所位置和型式的选择负荷中心的拟定在工厂平面图的下面和左侧，任作一直角坐标的x轴和y轴，测出各车间和生活区的负荷中心点的坐标位置，例如：、……。而工厂的负荷中心设在，……=按负荷功率矩法拟定负荷中心（2-1）（2-2）变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。工厂的负荷中心按功率矩法来拟定，由与计算公式得：5.45.0计算：x=5.4，y=5.0（注：选择坐标原点是以平面图的左下角）由计算结果可知，工厂的负荷中心在2，3，5，6号车间之间。考虑到方便进出线，周边环境及交通情况，决定在5号车间的西侧仅靠车间修建工厂变电所，其形式为附设式。如图2-1（注：图中距离在留10﹪裕量）所示。（三）车间变电所主变压器台数、容量与类型与主接线方案1、主变压器台数和容量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可有下列两种方案：1）装设一台主变压器型号采用S9，而容量根据式，选,即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。2）装设两台主变压器型号亦采用S9，二每台容量按式，即且因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷的备用电源亦与邻近单位相联的高压联络线来承担。2、拟定车间变电所主变压器型式在一般正常环境的变电所，可选用油浸式变压器，且应优先选用如S9系列或S11系列。在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场合，应选择S9-M、S11-M.R等密闭式变压器或防腐型变压器；对于高层建筑内的变电所宜选用SC9等系列环氧树脂浇柱式干式变压器和SF6充气型变压器，对消防规定较高的场合，宜采用干式电力变压器（SC、SCZ、SG3、SG10、SC6等）；对于多雷区及土壤电阻率较高的山区，宜选用放电类型变压器，如SZ等型变压器，其二次绕组采用曲折线(Z形)联结。由于二次绕组三个相均提成两半，并且错相联接。在雷电过电压波入侵时，其二次侧同一铁心柱上的两半绕组的两部分感应电动势正好抵消，因此不会在变压器低压侧配电线路上感应出危险过电压，从而有助于防雷；对电网电压波动较大的，为改善电能质量应采用有载调压电力变压器（SZ7、SFSZ、SGZ3等）。本设计选择S9系列三相油浸自冷电力变压器。3、变电所主接线方案的设计变电所主结线方案的选择按上面考虑的两种主变压器的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所示(见图3-1)（2）装设两台主变压器的主接线方案如图所示(见图3-2)图3-1：装设一台主变的变电所主接线方案（附高压柜列图）Y0Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GG-1A(F)-113、11GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG-1A(J)-01GG-1A(F)-96GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54主变主变联络（备用）高压柜列-96图3-2：装设两台主变的变电所主接线方案（附高压柜列图）（3）两种主接线方案的计算经济比较如表3-3表3-3两种主接线方案的比较技术指标供电安全性满足规定满足规定供电可靠性基本满足规定满足规定比较项目装设一台主变的方案（图4-1）装设两台主变的方案（图4-2）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力变压器的综合投资额查表得S9-1000单价为15.1万元，而由表4-1查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其投资为2×15.1万元=30.2万元查表得S9-630单价为10.5万元，因此两台综合投资为4×10.5万元=42万元，比1台主变方案多投资11.8万元高压开关柜的综合投资额查表得GG-1A（F）型柜按每台3.5万元计，查表4-1得其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为4×1.5×4万元=24万元本方案采用6台GG—1A(F)柜，其综合投资约为6×1.5×4万元=36万元，比1台主变的方案多投资12万元电力变压器和高压开关柜的年运营费参照表4-1（变配电所变压器和高压设备及线路年运营费估算表）计算，主变的折旧费=30.2×0.05=1.51万元；高压开关柜的折旧费=24×0.06=1.44万元；变配电设备维修费=（30.2+24）×0.06=3.25万元；主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为6.4元主变的折旧费=42×0.05=2.1万元；高压开关柜的折旧费=36×0.06=2.16万元；变配电设备维修费=（42+36）×0.06=4.68万元；主变和高主变和高压开关柜的折旧费和维修管理费每年为8.94万元，比1台主变的方案多耗2.74万元供电贴费按800元/kVA计，贴费为1000×0.08万元=80万元贴费为2×630×0.08万元=100.8万元，比1台主变的方案多交20.8万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案（图3-2）略优于装设一台主变的主接线方案（图3-1），但按经济指标，则装设一台主变的方案远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。（四）短路电流的计算及一次设备的选择与校验1、短路电流计算短路电流计算的方法，常用的有有名值法（欧姆法、绝对值法）和标幺值法。本设计采用标幺制法进行短路电流的计算计算公式有：电力系统的电抗标幺值：（4-1）电力线路的电抗标幺值：（4-2）电力变压器的电抗标幺：(4-3)1）绘制计算电路（如图4-1）图4-1短路计算电路图2）拟定短路计算基准值设=100MVA，=,即高压侧低压侧，则3）计算短路电路中各元件的电抗标幺值(1)电力系统已知,故(2)架空线路查表（LJ型铝绞线的重要技术数据表），得LGJ-150的X0=0.36Ω/km，而线路长8km，故(3)电力变压器查表（S9系列铜线配电变压器的重要技术数据），得UZ%=4.5,故因此绘短路计算等效电路图，如图4-2所示k-1k-1k-2图4-2短路计算的等效电路图4）计算k-l点(10.5kv侧)的短路总电抗及三相短路电流和短路容量(1)总电抗标幺值(2)三相短路电流周期分量有效值(3)其他短路电流(4)三相短路容量5）计算k-2点(0.4KV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1)总电抗标幺值(2)三相短路电流周期分量有效值(3)其它短路电流(4)三相短路容量上短路计算结果综合图表4-1所示：表5-1 短路计算结果短路计算点三相短路电流三相短路容量/MVAk-11.881.881.884.792.8434.25k-219.4119.4119.4135.7221.1613.482、一次设备的选择与校验电气设备在使用中，不仅规定在正常工作条件下安全可靠的运营，并且规定在发生严重短路时不受到严重破坏。因而要根据环境条件和供电规定拟定其形式和参数，保证电器正常运营时安全可靠，故障时不致损坏，并在技术合理时注意节约，此外，还应根据产品情况及供应能力统筹兼顾，条件允许时优先选用先进设备。一次设备选择校验见表4-2为了保证一次设备安全可靠的运营，必须按下列条件选择和校验：1）按正常工作条件，涉及电压、电流、频率、开断电流等选择。2）按短路条件，涉及动稳定和热稳定来校验。3）考虑电气设备运营的环境条件如温度、湿度、海拔以及有无防尘、防腐、防火、防爆等规定。4）按各类设备的不同特点和规定进行选择。表4-210kv侧一次设备的选择校验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数据10kV57.7A1.96kA5.0kA一次设备型号规格额定参数断路器SN10-10I10kV630A16kA40kA隔离开关GN6-10/20010kV200kA-25.5kA高压熔断器RN2-1010kV0.550kA__电压互感器JDJ-10kV----电压互感器JDZJ-10----电流互感器LQJ-1010kV100/5-避雷器FS4-1010kV_---户外隔离开关GW4-12/40012k400A25kA表4-3380侧一次设备的选择校验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数据380kV1320A19.7kA36.2kA一次设备型号规格额定参数低压断路器DW15-1500380V1500A16kA40kA-低压断路器DZ20-630380V630A-30kA-低压刀开关HD13-1500380V1500A-__电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5---电流互感器LMZ1-0.5500V100/5160/5-高低压母线的选择查表（6～10KV变电所高低压LMY型硬铝母线的常用尺寸），则10KV母线选LMY—3（40×4），即母线尺寸为40mm×4mm；380V母线选LMY—3（120×10）＋80×6，即相母线尺寸为120mm×10mm，中性母线尺寸为80mm×6mm。（五）变电所进出线的选择与校验1、变电所进出线的方式的选择架空线在供电可靠性规定不很高或投资较少的中小型工厂设计中优先选用，电缆在供电可靠性规定较高或投资较高的各类工厂供电设计中优先选用。架空线路与电缆线路相比，架空线路受自然条件影响大，占空间大，在城市中架设影响市容，高压线路通过居民区是有较大危险，故架空线路使用受一定条件的限制，但由于架空线路具有投资费用低、建设速度快、容易发现故障，维修简朴等优点，所以公司应用比较广泛，有条件的采用架空线路加电缆引入段。2、变电所进出线导线和电缆型式的选择高压架空线1）架空线路的选择：（1）一般采用铝绞线。（2）当档距或交叉档距较长、电杆较高时，宜采用钢心铝绞线。（3）沿海地区或有腐蚀性介质的场合，宜采用铝绞线或防腐铝绞线。2）架空线的敷设原则（1）在施工和竣工验收中必须遵循有关规定，以保证施工质量和线路安全运营。（2）合理选择途径，做到途径短，转角小，交通运送方便，并与建筑物保持一定的安全距离。（3）按有关规程规定，必须保证架空线路与地及其他设施在安全距离内。（4）电杆尺寸应满足以下规定:①不同电压等级线路的档距不同,6～10KV线路档距为80～120m。②同杆导线的线距与线路电压等级及档距等因素有关，10KV线路线距约为0.6m～1m。③弧垂要根据档距,导线型号与截面积，导线所受拉力及气温条件等决定。垂弧过大易碰线，过小易导致断线或倒杆。高压电缆线1）一般环境和场合，可采用铝芯电缆；但在有特殊规定的场合，应采用铜芯电缆。2）埋地敷设的电缆，应采用有外保护层的铠装电缆；但在无机械损伤也许的场合，可采用塑料护套电缆或带外保护层的铅包电缆。3）在也许发生位移的土壤中埋地敷设的电缆，应采用钢丝铠装电缆。4）敷设在管内或排管内的电缆，一般采用塑料护套电缆，也可采用裸铠装电缆。5）电缆沟内敷设的电缆，一般采用裸凯装电缆、塑料护套电缆或裸铅包电缆。6）交联聚乙烯绝缘电缆具有优良的性能，宜优先选用。7）电缆除按敷设方式及环境条件选择外，还应符合线路电压规定。低压穿管绝缘导线一般采用铝芯绝缘线。但特别重要的或有特殊规定的线路可采用铜芯绝缘线。低压电缆线1）一般采用铝芯电缆，但特别重要的或有特殊规定的线路可采用铜芯电缆。2）明敷电缆一般采用裸铠装电缆。当明敷在无机械损伤也许的场合，允许采用无铠装电缆。明敷在有腐蚀性介质场合的电缆，应采用塑料护套电缆或防腐型电缆。3）电缆沟内电缆，一般采用塑料护套电缆，也可采用裸铠装电缆。4）TN系统的出线电缆应采用四芯或五芯电缆。综上本设计中电源进线采用架空线——钢芯铝绞线。3、导线截面的选择及校验导线（涉及裸导线、绝缘导线、电缆和母线）是供电系统中输送和分派电能的重要设备，需要消耗大量的有色金属，因此在选择时要保证供电系统的安全、可靠运营；充足运用导线的载荷能力，节约有色金属，减少综合投资。导线的选择的原则：1）按短路时的热稳定条件选择导线截面导线在通过正常计算电流时发热所产生的温升，不应超过其正常运营时的最高允许温度，以防止因过热引起导线绝缘损坏或加速老化。2）按允许电压损失选择导线在通过正常计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运营时允许的电压损耗，以保证供电质量。3）按机械强度选择正常工作时，导线应有足够的机械强度，以防断线。通常规定所选截面应不小于该种导线在相应敷设下的最小允许截面。此外，对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的规定；对于硬母线，还应校验短路时的动、热稳定度。4）按长时允许电流选择导线截面导线的长时允许电流应不小于实际流过导线的最大长时工作电流5）按经济电流密度选择导线截面出点线路的年运营费用包把括年电能损花费和年折旧费，其大小与导线截面关系密切。我们把年运营费用最小时的导线截面称为经济截面，相应于经济截面的电流密度，称为经济电流密度。6）按启动条件校验导线截面一般6～10KV及以下高压配电线路及低压动力线路，电流较大，线路较短，可先按发热条件选择截面，再校验其电压损失和机械强度。本设计的选择校验：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。①按发热条件选择由A及室外环境温度33℃，初选LGJ-16，其35℃＞I30，满足发热条件。②校验机械强度最小允许截面=35mm2，因此LGJ-16不满足机械强度规定，故改选LJ-35。由于此线路很短，不需要校验电压损耗。(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。①按发热条件选择由I30=I1N.T=57.7A及土壤温度28℃，初选缆芯为25mm2的交联电缆,其中：90=85.85A＞I30，满足发热条件。②校验短路热稳定按式计算满足短路热稳定的最小截面式中的C值查资料，tima按终端变电所保护动作时间0.5s，加断路器短路时间0.2秒，再加0.05s计，故，tima=0.75s。因此YJL22-10000-3×25电缆满足短路热稳定规定。2）380V低压出线选择(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I30=201A及地下0.8m土壤温度为28℃，初选缆芯截面120mm2，其中：<I30，不满足发热条件。②校验电压损耗由工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约100m，而由资料查得120mm2的铝芯电缆的R0=0.31Ω/km(按缆芯工作温度75℃计)，X0=0.07Ω/km一号厂房的P30=94.8kw,Q30=91.8kvar,因此按式得；故满足允许电压损耗的规定。③短路热稳定度校验按式求满足短路热稳定度的最小截面为由于前面所选120mm2的缆芯截面小于，不满足短路热稳定度规定，因此改选缆芯截面为240mm2的，即VLV22-1000-3×240+1×120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，下同。(2)馈电给2号厂房(锻压车间)的线路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。(方法同上)(3)馈点给6号厂房(热解决车间)的线路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。(方法同上)(4)馈电给10号厂房(仓库)的线路，由于就在变电所旁边，并且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铜芯导线BV-1000型，5根(3根相线、1根中性线、1根保护线)穿硬塑料管埋地敷设①按发热条件选择。由I30=16.2A及环境温度(年最热平均气温)28℃，相线截面初选4mm2,其25℃；＞，满足发热条件。按规定，中性线和保护线也选为4mm2，与相线截面相同，即选用BLV-1000-1×mm2塑料导线5根穿内径25mm的硬塑管埋地敷设。②校验机械强度最小允许截面因此上面所选4mm2的导线满足机械强度规定。③校验电压损耗所选穿管线，估计长度50m，而查得R0=0.12Ω/km，X0=0.018Ω/km,又仓库的P30=129kw,Q30=93.8kvar,因此满足允许的电压损耗5%的规定。故选择BV-1000-185。(5)馈电给5号厂房(电镀车间)的线路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。(方法同上)(6)馈电给4号厂房(工具车间)的线路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。(方法同上)(7)馈电给3号厂房(金工车间)的线路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。(方法同上)(8)馈电给9号厂房(锅炉房)的线路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。(方法同上)(9)馈电给7号厂房(装配车间)的线路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。(方法同上)(10)馈电给8号厂房(机修车间)的线路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。(方法同上)(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。由及室外环境温度为33℃，查资料，初选BLX-1000-1×240，其33℃时的，满足发热条件。②校验机械强度。查资料，最小允许截面，因此BLX-1000-1×240满足机械强度规定。③校验电压损耗。由图1所示平面图量得变电所距生活区负荷中心约200m，而由（LJ型铝绞线的重要技术数据）查得BLX-1000-1×240近似等值的LJ-240的阻抗R0=0.14Ω/km，X0=0.30Ω/km(按线间几何均距0.8m计)，又生活区的P30=245kW，Q30=117.6kvar，，因此不满足允许电压损耗规定。为保证生活用电（照明、家电）的电压质量，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-1000-1×75橡皮绝缘线。重新校验电压损耗，完全合格。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邻近单位变配电所的10kv母线相联。(1)按发热条件选择工厂二级负荷容量共336.4kVA，最热月土壤平均温度为28℃，因此初选缆芯截面为25mm2的交联聚乙烯绝缘铝芯电缆)，其，满足发热条件。(2)校验电压损耗可查得缆芯为25mm2的铜芯电缆的R0=1.54Ω/km(缆芯温度按80℃计)，X0=0.12Ω/km,而二级负荷的P30=259.6kW，Q30=211.9kvar,线路长按2km由此可见满足允许电压损耗的规定。(3)短路热稳定校验按本变电所高压侧短路电流校验，由前述引入电缆的热稳定校验，可知缆芯25mm2的交联电缆是满足热稳定规定的。而邻近单位10kv的短路数据不知，因此该联络线的短路热稳定校验计算无法进行，只有暂缺。综合以上所选变电所进去线和联络线的导线和电缆型号规格如表5-1表5-1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10kv电源进线LJ-35铝绞线(三相三线架空)线路名称导线或电缆的型号规格主变引入电缆YJL22-10000-3×25交联电缆(直埋)380v低压出线至1号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)至2号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)至3号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)至4号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)至5号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)至6号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)至7号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)至8号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)至9号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)至10号厂房BV-1000-1×4铝芯塑料线5根穿内径25mm硬管至生活区四回路，3×BLX-1000-1×120+1×BLX-1000-1×75橡皮线(三相四线架空)与邻近单位10kv联络线YJL22-10000-3×25交联电缆(直埋)（六）变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定1、变电所的继电保护及整定计算1）变压器保护装置的配置规定（1）对于高压侧为6kV的车间变电所主变压器来说，通常装设有带时限的过电流保护；如过电流保护动作时间大于0.5～0.7s时，还应装设电流速断保护。（2）容量在800kVA及以上的油浸式变压器和400kVA及以上的车间内油浸式变压器，按规定应装设瓦斯保护。（3）容量在400kVA及以上的变压器，当数台并列运营或单台运营并作为其它负荷的备用电源时，应根据也许过负荷的情况装设过负荷保护。过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时，动作于信号，而其它保护涉及瓦斯保护在严重故障时，一般均动作于跳闸。（4）对于高压侧为35kV及以上的工厂总降压变电所主变压器来说，也应装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护；在有也许过负荷时，也需装设过负荷保护。在本设计中，根据规定需装设过电流保护、过电流速断保护和瓦斯保护。2）主变压器的继电保护装置（1）装设瓦斯保护当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯和油面下降时，瞬时动作于信号；当因严重故障产生大量瓦斯时，则动作于跳闸。（2）装设反时限过电流保护采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸操作方式。①过电流保护动作电流的整定运用式，式中，，，因此动作电流为，因此过电流保护动作电流整定为10A。②过电流保护动作时间的整定由于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可整定为最短的0.5s。③过电流保护灵敏系数的检查运用式，式中，，,因此其保护灵敏度为，满足规定的灵敏系数1.5的规定。（3）装设电流速断保护运用GL15型继电器的电流速断装置来实现。①速断电流的整定运用式，式中，，，，，因此速断电流为,速断电流倍数整定为②电流速断保护灵敏度系数校验运用式，式中，，因此其保护灵敏度系数为，按GB50062-1992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满足规定。但按JBJ6-1996和JGJ/T16-1992的规定，电流速断保护的最小灵敏系数为2，则这里的电流速断保护灵敏度系数偏低一些。3）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，去分流跳闸的操作方式。①过电流保护动作电流的整定亦运用式，式中,，，，因此动作电流为，因此过电流保护动作电流整定为7A。②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。③流保护灵敏系数因数据资料不全，暂缺。（2）流速断保护亦运用GL15型继电器的电流速断装置，但因数据资料不全，其整定计算亦暂缺。（3）低压侧的保护装置①低压总开关采用DW15-1500/3型低压断路器，三相均庄过电流脱扣器，既可实现对低压侧相间断路和过负荷的保护，又可实现对低压单相接地短路的保护。脱扣器动作电流的整定可参看有关参考文献或其他手册。②低压侧所有出线上均装有DZ20型低压断路器控制，其过电流脱扣器可实现对线路短路故障的保护。4）变电所二次回路（1）高压断路器的操作机构控制与信号回路断路器采用弹簧储能操作机构，其控制和信号回路，可实现一次重合闸。（2）变电所的电能计量回路变电所高压侧装设专用计量柜，其上装有三相有功电能表和无功电能表，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。计量柜由有关部门加封和管理。（3）变电所的测量和绝缘监测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/△(开口三角)的接线，用以实现电压测量和绝缘监视。作为备用电源的高压联络线上，装有三相有功电能表，无功电能表和电流表，高压进线上，亦装有电流表。低压侧的动力出线上，均装有有功电能表和无功电能表。低压照明线路上，装有三相四线有功电能表。低压并联电容器组线上，装有无功电能表。每一回路均装有电流表。低压母线上装有电压表。仪表的准确度级按规范规定。二次回路是由二次设备所组成的回路。供配电系统的二次回路涉及用来控制、指示、监测和保护一次电路运营的回路，以及操作电源回路等。二次回路按功能可分为断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路、和自动化回路、操作电源回路等。图6-2电系统的二次回路功能示意图在图6-2中，断路器控制回路的重要功能是对断路器进行通、断操作，当线路发生短路故障时，相应继电保护动作，接通断路器控制回路中的跳闸回路，使断路器跳闸，起动信号回路发出声响和灯光信号。操作电源向断路器控制回路、继电保护装置、信号回路、监测系统等二次回路提供所需的电源。电压互感器、电流互感器还向监测、电能计量回路提供电流和电压参数。5）变电所的各种保护回路断路器控制回路及信号装置的选择（1）采用电磁操动机构的断路器控制和信号回路，如图6-3所示（2）断路器控制回路的重要功能是对断路器进行﹑断操作，当线路发生短路故障时，相应继电保护动作，接通断路器控制回路中的跳闸回路，使断路器跳闸，起动信号回路发出声响和灯光信号。图6-3采用电磁操动机构的断路器控制和信号回路（3）高压断路器控制回路高压断路器的控制方式，可分为远方控制就是操作人员在变电所主控制室或单元控制室内对断路器进行跳﹑合闸命令的控制机构，如控制开关或控制按钮等，执行操作命令的断路器的操动机构，以及传送命令到执行机构的中间传送机构，如继电器，接触器的触点。由这几部分构成的电路，即为断路器控制回路。（4）高压断路器控制回路的直接控制对象为断路器的操动机构。操动机构重要有电磁操动机构（CD）﹑弹簧操动机构（CT）﹑液压操动机构（CY）等。变电所的电能计量回路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测量和绝缘监视回路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JDJ1-35型，组成Y0/Y0/Δ（开口三角）的结线，用以实现电压测量和绝缘监察。绝缘监视回路如图6-4.图6-4绝缘监视回路原理图测量仪表与电能计量仪表的选择1、测量仪表及配用的互感器的精确度等级选择规定（1）常用测量仪表的精确度等级规定1）除谐波测量仪表外，交流回路仪表的精确度等级不应低于2.5级。2）直流回路仪表的精确度等级不应低于1.5级。3）电量变送器输出侧仪表的精确度不应低于1.0级。（2）常用测量仪表配用的互感器精确度等级规定1）1.5级及2.5级的常用测量仪表，应配用不低于1.0级的互感器。2)电量变送器应配用不低于0.5级的电流互感器。2、电能计量装置的精确度等级选择规定（1）有功电度表的精确度等级规定。1)月平均用电量在1×106kWh及以上的电力用户电能计量点，应采用0.5级的有功电度表。2)主变压器、在315kVA及以上的变压器高压侧计费的电力用户电能计量点应采用1.0级的有功电度表。（2）无功电度表的精确度等级规定1)主变压器、并联电容器组、在315kVA及以上的变压器高压侧计费的电力用户电能计量点、电力系统中需考核技术经济指标的送配电线路应采用2.0级的无功电度表。2)在315kVA以下的变压器低压侧计费的电力用户电能计量点、仅作为公司内部技术经济考核而不计费的电力用户电能计量点。（3）电能计量用互感器的精确度等级选择规定1）0.5级的有功电度表和0.5级的专用计量仪表应配用0.2级的互感器。2）1.0级的有功电度表、1.0级的专用计量仪表、2.0级计费用的有功电度表及2