【总降压变电所及高压配电系统电气设计案例报告12000字（论文）】

总降压变电所及高压配电系统电气设计案例报告目录1引言 11.1课题背景 11.2国内外研究现状 11.3本课题研究的意义与目的 11.4本课题的研究思路与方法 12设计任务 22.1设计的内容 22.2设计的原则 22.3设计的依据 22.3.1车间负荷情况 22.3.2供电电源情况 22.3.3车间变电所供电范围 22.3.4车间原始数据 33负荷计算和无功功率补偿 43.1负荷计算 43.2无功功率补偿 74变电所主变压器的选择及配电方案的设计 84.1变电所主变压器的选择 84.2变电所配电方案的设计 95短路电流的计算 105.1绘制计算电路 105.2确定基准值 115.3计算短路电路中各元件的电抗标准值 115.4k1短路点的计算 115.5k2短路点的计算 126变电所一次设备的选择与校验 136.1一次设备选择的一般原则 136.26kV侧一次设备的选择与校验 136.2.1高压断路器的选择 136.2.2高压隔离开关的选择 146.2.3高压熔断器的选择 146.2.4电压互感器的选择 146.2.5电流互感器的选择 156.2.66kV侧一次设备选择校验表 156.3380V侧一次设备的选择与校验 166.4高低压母线的选择 187变电所电线电缆和主结线选择 187.16kV高压进线的选择 197.2380V低压出线的选择 197.3作为备用电源的高压联络线的选择 227.4总结线方案选择 227.4.1总结线方案设计 227.4.2总结线方案比较选择 248防雷保护和接地装置的设计 258.1变电所的防雷措施 258.1.1直击雷防护 258.1.2雷电侵入波的防护 278.2变电所接地装置的设计 27结语 28参考文献 29附录 311引言1.1课题背景我国的变配电设计所呈现的一个发展趋势，老设备向新型设备转型，有人值班向无人值班变配电所，交流传输向直流输出转变，而国外主要是交流输出向直流输出转变。近几年来，随着电气一次侧设备制造有了很大的发展，大量高性能、新型设备不断出现，随着国产GIS向高电压、大容量、三相共箱体方面发展，性能不断完善，运用面积不断扩大，许多城网建设工程、用户工程都考虑采用新型配电设备。该中型供配电系统的设计，不仅满足用电量的需求,而且对电能质量、供电的可靠性等方面要求也能很好的满足。同时，该系统在电能节约，绿色经济方面有很大发展空间。1.2国内外研究现状我国的变配电设计所呈现的一个发展趋势，老设备向新型设备转型，有人值班向无人值班变配电所，交流传输向直流输出转变，而国外主要是交流输出向直流输出转变。1.3本课题研究的意义与目的机修厂总降压变电所及配电系统的电气设计是整个机修厂设计的重要组成部分，机修厂供电工作对工业生产和生活用电具有十分重要的意义。所以机修厂总降压变电所及配电系统的电气设计的质量直接影响到产品生产及公司的发展。目前发达国家的电力技术发展都已经较为成熟，而我国电力行业的发展虽有了质的飞跃，但与发达国家还有较大的差距，还有许多的问题需要解决。我国现在所设计的变电所具有设备落后、结构不合理、效率较低等问题，还需要在不断地创新探索中解决这一系列的问题，使电力技术的发展走向世界前沿。本次设计的目的是对自己所学的专业知识的进一步了解和运用，锻炼独立思考的能力，掌握设计的基本要领，为今后的工作打下良好的基础。1.4本课题的研究思路与方法本设计为某电机修造厂总降压变电所及配电系统电气的设计，该机修厂变电所为6/0.4kV总降压变电所。机修厂有3个车间，为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为3500h，属三级负荷。总降压变电所设在电机修造车间外南侧，需给1、2、原料备件车间供电。首先分析上述资料，确定机修厂高压侧和低压侧的接线方式，然后通过负荷计算确定主变压器的台数、容量及型号。查询变压器选用导则，确定变压器的接线方式、冷却方式、调压方式。确定主接线方案及配电方案后，进行短路电流计算。根据短路计算的结果，对机修厂的一次设备进行了选择和校验，同时完成变电所线缆的选择、防雷保护及接地装置的设计。2设计任务2.1设计的内容某电机修造厂总降压变电所及配电系统电气设计。2.2设计的原则要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到机修厂生产的发展，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，选择变电所主结线方案及高压设备和进出线，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设计的依据2.3.1车间负荷情况本车间为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为3500h，属三级负荷。2.3.2供电电源情况1）车间变电所从35/6kV区域总降压变电所引入电源，距总降压变电所500m。2）总降压变电所6kV母线上的短路容量按300MVA计算。3）机修厂总总降压变电所6kV配电出线时限过电流保护的整定时间为1.7s。4）要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于0.9。2.3.3车间变电所供电范围车间变电所设在电机修造车间外南侧，需给1、2、原料备件车间供电。表2-1车间原始数据表名称类别供电回路代号设备容量Pc/kW需要系数Kd功率因素电机修造车间动力No.1供电回路1600.40.7No.2供电回路1400.40.7No.3供电回路1800.40.7消防No.4供电回路3610.9照明No.5供电回路80.81锻造加工车间动力No.6供电回路1500.30.45No.7供电回路1700.30.45消防No.8供电回路3610.9照明No.9供电回路70.81原料备件车间动力No.10供电回路1500.30.5No.11供电回路1460.30.56消防No.12供电回路3610.9照明No.13供电回路100.812.3.4车间原始数据表2-1详细列举了3个车间各回路设备容量、需要系数和功率因数的数据。3负荷计算和无功功率补偿3.1负荷计算根据该机修厂的原始资料，得出了该机修厂3个车间各回路设备容量、需要系数和功率因数的数据，如表3-1所示。表3-1车间原始数据表名称类别供电回路代号设备容量Pe/kW需要系数Kdcosφtanφ电机修造车间动力No.1供电回路1600.40.71.02No.2供电回路1400.40.71.02No.3供电回路1800.40.71.02消防No.4供电回路3610.90.48照明No.5供电回路80.810锻造加工车间动力No.6供电回路1500.30.451.98No.7供电回路1700.30.451.98消防No.8供电回路3610.90.48照明No.9供电回路70.810原料备件车间动力No.10供电回路1500.30.51.73No.11供电回路1460.30.561.48消防No.12供电回路3610.90.48照明No.13供电回路100.810根据表3-1的车间原始资料，在负荷计算时采用需要系数法对各个车间进行计算[1]。具体计算步骤如下：1）电机修造车间：动力：PQPQPQ消防：PQ照明：PQ2）锻造加工车间：动力：PQPQ消防：PQ照明：PQ3）原料备件车间：动力：PQPQ消防：P照明：PQ计算该机修厂全厂的计算负荷，取同时系数KΣp=0.95,KP=0.95×(64+56+72+36+6.4+45+51+36+5.6+45+43.8+36+8)=454.32kWQ=0.97×(65.29+57.13+73.45+17.44+89.30+101.21+17.44+77.94+64.80+17.44)=552.37kvarS将计算结果列表，如表3-2所示。表3-2机修厂负荷计算表名称类别设备容量Pe/kW需要系数Kd功率因素cosφtanφ有功功率/kw无功功率/kvar视在功率/kVA计算电流/A电机修造车间动力1600.40.71.026465.2991.43138.911400.40.71.025657.1380121.551800.40.71.027273.45102.86156.28消防3610.90.483617.444060.77照明80.8106.406.49.72锻造加工车间动力1500.30.451.984589.30100151.931700.30.451.9851101.21113.33172.19消防3610.90.483617.444060.77照明70.8105.605.68.51原料备件车间动力1500.30.51.734577.9490136.741460.30.561.4843.864.8078.21118.83消防3610.90.483617.444060.77照明100.81080812.15总计504.8581.44取K0.635454.32552.37715.201086.643.2无功功率补偿根据以上计算，可知该机修厂车间变电所变压器低压侧的视在功率为：S此时低压侧的功率因素为：cosφ=根据该机修厂原始资料要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于0.9。由于车间变电所变压器有功率损耗，于是取稍大于要求功率因素0.9的0.92来计算无功补偿，则低压侧需装设的并联电容器容量为：Q=454.32×(=454.32×(1.2166-0.4260)=359.19kvar参考《供配电技术》后，决定选取BZMJ0.4-30-3型并联电容器进行补偿，所需电容器个数为：n=实际补偿容量为12×30=360kvar,补偿后变电所低压侧的视在功率为：S计算电流：I计算变压器的功率损耗：∆∆变电所高压侧的计算负荷为:PQSI补偿后的功率因素为：cos将无功补偿计算数据列于表3-3中，由此可见满足设计要求。表3-3无功补偿计算表项目cosφ计算负荷PQSI380V侧补偿前负荷0.635454.32552.37715.201086.64380侧无功补偿容量-360380V侧补偿后容量0.92454.32192.37493.37749.30主变压器功率损耗7.429.66KV侧负荷总计0.9013461.72221.97512.3049.304变电所主变压器的选择及配电方案的设计4.1变电所主变压器的选择根据机修厂的负荷性质和供电条件，机修厂变电所用的变压器可以有两种方案可供选择[3]：1）装设一台变压器：变压器容量SN.T应不小于总计算负荷Sc，即根据式SN.T≥S2）装设两台变压器：任意一台变压器容量SN.T应为总计算负荷Sc的60%~70%，即S结合本设计中全部负荷都为三级负荷，根据《供配电系统设计规范GB50052》可知，三级负荷可由一台变压器直接承担[4]。故选择装设一台变压器的方案，变压器具体参数如下表：表4-1变压器参数表.型号额定容量(kVA)额定电压(kV)联结组标号空载损耗(kW)附载损耗(kW)短路阻抗(%)空载电流(%)高压低压S11-M63063066.310.5110.4Yyn0Dyn110.816.204.50.64.2变电所配电方案的设计本设计中车间变电所从35/6kV区域总降压变电所引入电源，距总降压变电所500m，考虑采用架空线引入单电源，备用电源由与邻近单位相联的高压联络线来承担。一、二次侧均采用单母线不分段接线。低压配电方案按照《建筑设计规范GB50016》等，根据负荷的不同类型：动力、消防和照明，采用成套的设备给各个车间配电。配电系统图如图4-1所示。图4-1变电所配电系统示意图5短路电流的计算5.1绘制计算电路根据配电系统示意图，绘制的短路计算电路如图5-1所示，选择k1、k2两点进行短路计算[5]。图5-1短路计算电路5.2确定基准值取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=UII5.3计算短路电路中各元件的电抗标准值1）电力系统X2）电缆路线查询相关手册得3~10kV架空线路的x0X3）电力变压器根据变压器参数表可知UKX绘制的等效电路图如图5-2所示。图5-2等效电路5.4k1短路点的计算总电抗标幺值X三相短路电流周期分量有效值I其他短路电流IiI三相短路容量S5.5k2短路点的计算总电抗标幺值X三相短路电流周期分量有效值I其他短路电流IiI三相短路容量S计算结果列于表5-1中。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/MVAIIIiISk111.3111.3111.3128.8417.08123.46k218.1118.1118.1133.3219.7412.586变电所一次设备的选择与校验6.1一次设备选择的一般原则一次设备的选择是整个设计中的重要内容，在选择上除了要满足在正常工作时能安全可靠的运行，还应满足在短路故障时不至于损坏的条件，开关设备还必须具有足够的断流能力[6][7]。一次设备的选择应该有以下基本步骤：1)根据使用环境和安装条件选择设备型号。2)按工作电压选择电气设备的额定电压。3)按最大负荷时的额定电流选择电气设备的额定电流。4)按短路条件校验电气设备的动稳定性和热稳定性。5)断路器等开关电器还需要校验其断流能力。6.26kV侧一次设备的选择与校验6kV侧额定电流：I根据短路计算结果列装设地点电气条件如下表：表6-16kV侧装设地点电气条件选择校验项目电压电流断流能力动稳定性热稳定性装设地点电气条件参数UIIiI数据6kV57.7A11.31kA28.84kA230.256.2.1高压断路器的选择根据装设地点电气条件，查阅《供配电技术》，选择ZN28-12/630型真空断路器，其具体参数如下：表6-2高压断路器参数表型号额定电压额定电流额定短路分断电流额定峰值耐受电流额定短时耐受电流固有分闸时间合闸时间ZN28-1212kV630A25kA63kA25kA(4s)60ms120ms动稳定校验：i满足要求。热稳定校验：I满足要求。断流能力校验：I满足要求。6.2.2高压隔离开关的选择根据装设地点电气条件，选择GN19-12/400型高压隔离开关，其具体参数如下：表6-3高压隔离开关参数表型号额定电压额定电流额定峰值耐受电流额定短时耐受电流操动机构型号GN19-1212kV400A31.5kA12.5kA(4s)CS6-1T动稳定校验：i满足要求。热稳定校验：I满足要求。6.2.3高压熔断器的选择高压熔断器选择XRNP2-7.2/0.5型熔断器做电压互感器短路保护[8]。由于电压互感器二次侧电流很小，故选择XRNP2型专用熔断器，其熔体额定电流为0.5A。具体参数如下：表6-4高压熔断器参数表型号额定电压熔断器额定电流熔体额定电流最大分断电流XRNP2-7.27.2kV10A0.5A50kA6.2.4电压互感器的选择高压侧电压互感器选择JDZ-6型电压互感器，具体参数见表6-5。表6-5JDZ-6型电压互感器参数表型号额定电压/V额定容量/VA（cosφ=0.8）最大容量/VA联结组一次二次0.5级1级3级JDZ-6600010050802004001/1-126.2.5电流互感器的选择高压侧电流互感器选择LZZBJ9-12型电流互感器，具体参数见表6-6。表6-6LZZBJ9-12型电压互感器参数表型号额定一次电流/A级次组合额定二次负荷/VA额定短时耐受电流额定峰值耐受电流0.2级0.5级10P级LZZBJ9-121500.2/10P0.5/10P508020022.5kA(1s)56.25kA动稳定校验：i满足要求。热稳定校验：I满足要求。6.2.66kV侧一次设备选择校验表综上所述，6kV侧一次设备选择校验表如下：表6-76kV侧一次设备选择校验表选择校验项目电压电流断流能力动稳定性热稳定性装设地点电气条件参数UIIiI数据6kV57.7A11.31kA28.84kA230.25一次设备型号规格额定参数UIIiI高压断路器ZN28-12/63012kV630A25kA63kA2500高压隔离开关GN19-12/40012kV400A-31.5kA625高压熔断器XRNP2-7.2/0.56kV0.5A50kA--电压互感器JDZ-66/0.1kV电流互感器LZZBJ9-1212kV150/5A-56.25kA506.25避雷器FS4-66kV6.3380V侧一次设备的选择与校验380V侧额定电流：I根据短路计算结果列装设地点电气条件如下表：表6-8380V侧装设地点电气条件选择校验项目电压电流断流能力动稳定性热稳定性装设地点电气条件参数UIIiI数据380V909.3A18.11kA33.32kA229.6根据装设点电气条件及负荷分析，根据装设位置的不同，选择DW15-1000万能式与CM2-225L塑料外壳式断路器，并配置瞬时和热脱扣器，其参数分别如表6-9、6-10所示。表6-9DW15-1000断路器参数表型号脱扣器额定电流/A长延时动作整定电流/A短延时动作整定电流/A瞬时动作整定电流/A断流能力/kADW15-10001000700~10003000~1000010000~2000040(30)注：括号内为短延时动作时短路分断电流。I其中IN.OR为脱扣器额定电流Ic为I其中Iop(i)为脱扣器瞬时动作电流，取10000AKrel为可靠系数，在这里取1.35Ipk为380V侧I其中Iop(s)为脱扣器短延时时动作电流I其中Iop(l)为脱扣器长延时动作电流I其中IcsIK.max可见DW15-1000型低压万能式断路器各项参数均满足设计要求。表6-10CM2-225L参数表型号壳架等级额定电流/A脱扣器额定电流/A热动脱扣器整定电流倍数瞬时脱扣器整定电流倍数断流能力/kACM2-225L225125,140,160180,200,2250.8,0.9,1.05,6,7,8,9,1025瞬时脱扣器的整定：IIc取线路最大计算电流为172.19A，为满足要求IN.ORI选择瞬时脱扣器5倍整定倍数，I满足设计要求。热脱扣器的整定：IIc取线路最大计算电流为172.19A，为满足要求IN.TRI选择热脱扣器1.0倍整定倍数，I可见CM2-225L型塑料外壳式断路器各项参数均满足设计要求。表6-11380V侧一次设备选择校验表选择校验项目电压电流断流能力动稳定性热稳定性装设地点电气条件参数UIIiI数据380V909.3A18.11kA33.32kA229.6一次设备型号规格额定参数UIIiI低压断路器DW15-1000380V1000A30kV低压断路器CM2-225L380V225A50kA低压刀开关HD13-1000/30380V1000A-电流互感器LMZJ1-0.5500V1000/5A-电流互感器LMZ1-0.5380V100/5A-380V所有设备选择校验表如表6-11所示，由于低压刀开关及电压、电流互感器仅需考虑电压电流参数，无需校验。6.4高低压母线的选择按照88D264《电力变压器室布置》标准图集规定，6~10kV变电所高低压LMY型硬铝母线的尺寸如下表：表6-126~10kV变电所高低压LMY型硬铝母线的常用尺寸（mm）变压器容量/kVA2002503154005006308001000高压母线40×4低压母线相母线40×450×560×680×680×8100×8120×10中性母线40×450×560×680×6参照表6-12，6kV母线选择LMY-3(40×4)；380V母线选择LMY-3(80×8)+50×5。按表6-12所选择的母线尺寸一般均满足动稳定和热稳定要求，因此无需再进行短路校验。7变电所电线电缆和主结线选择为保证供电的安全、可靠和经济条件，选择导线和电缆时应满足以下条件：发热条件、电压损耗条件、经济电流密度、机械强度和短路稳定条件[9]。本设计中先按发热条件选择导线和电缆的的截面，再根据已知条件校验其电压损耗、机械强度和短路热稳定度。7.16kV高压进线的选择采用LJ型铝绞线架空敷设，接往6kV公共干线。按发热条件选择。由Ic=I校验机械强度。根据规定，6~10kV架空裸导线的允许最小界面为35mm27.2380V低压出线的选择1）No.1供电回路：由于变电所设在电机修造车间外南侧，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷设。按发热条件选择。已知Ic=138.91A，取该地区最高土壤温度为35℃，查阅相关资料选择150mm2，其Ia1校验机械强度。根据规定，穿管敷设绝缘导线线芯的允许最小截面为2.5mm22）No.2供电回路：由于变电所设在电机修造车间外南侧，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷设。按发热条件选择。已知Ic=121.55A，取该地区最高土壤温度为35℃，查阅相关资料选择120mm2，其Ia1校验机械强度。根据规定，穿管敷设绝缘导线线芯的允许最小截面为2.5mm23）No.3供电回路：由于变电所设在电机修造车间外南侧，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷设。按发热条件选择。已知Ic=156.28A，取该地区最高土壤温度为35℃，查阅相关资料选择150mm2，其Ia1校验机械强度。根据规定，穿管敷设绝缘导线线芯的允许最小截面为2.5mm24）No.4供电回路：由于变电所设在电机修造车间外南侧，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷设。按发热条件选择。已知Ic=60.77A，取该地区最高土壤温度为35℃，查阅相关资料选择50mm2，其Ia1校验机械强度。根据规定，穿管敷设绝缘导线线芯的允许最小截面为2.5mm25）No.5供电回路：由于变电所设在电机修造车间外南侧，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷设。按发热条件选择。已知Ic=9.72A，取该地区最高土壤温度为35℃，查阅相关资料选择2.5mm2，其Ia1校验机械强度。根据规定，穿管敷设绝缘导线线芯的允许最小截面为2.5mm26）No.6供电回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。按发热条件选择。由Ic=151.93A，取该地区最高土壤温度为35℃，查阅相关资料选择95mm2短路热稳定度校验。满足短路热稳定度的最小截面：A所选导线截面小于最小截面，所以重新选择截面为240mm2的聚氯乙烯电缆，即VLV22-1000-3×240+1×1207）No.7供电回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。按发热条件选择。由Ic=172.19A，取该地区最高土壤温度为35℃，查阅相关资料选择120mm2短路热稳定度校验。满足短路热稳定度的最小截面：A所选导线截面小于最小截面，所以重新选择截面为240mm2的聚氯乙烯电缆，即VLV22-1000-3×240+1×1208）No.8供电回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。按发热条件选择。由Ic=60.77A，取该地区最高土壤温度为35℃，查阅相关资料选择16mm2短路热稳定度校验。满足短路热稳定度的最小截面：A所选导线截面小于最小截面，所以重新选择截面为240mm2的聚氯乙烯电缆，即VLV22-1000-3×240+1×1209）No.9供电回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。计算结果同上，缆芯截面取240mm2即VLV22-1000-3×240+1×12010）No.10~No.13供电回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。计算结果同上，缆芯截面取240mm2即VLV22-1000-3×240+1×120表7-1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6kV电源进线LJ-35铝绞线（三相三线架空）380V低压出线No.1供电回路BLV-1000-1×150铝芯线5根穿内径100mm硬塑管No.2供电回路BLV-1000-1×120铝芯线5根穿内径100mm硬塑管No.3供电回路BLV-1000-1×150铝芯线5根穿内径100mm硬塑管No.4供电回路BLV-1000-1×50铝芯线5根穿内径50mm硬塑管No.5供电回路BLV-1000-1×2.5铝芯线5根穿内径20mm硬塑管No.6供电回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）No.7供电回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）No.8供电回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）No.9供电回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）No.10供电回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）No.11供电回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）No.12供电回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）No.13供电回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）高压联络线YJL22-1000-3×25交联电缆（直埋）7.3作为备用电源的高压联络线的选择高压联络线采用YJL22-1000型交联聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设，与邻厂的配电所6kV母线相联[10]。按发热条件选择。机修厂总负荷容量Sc=715.2kVA，Ic=Sc校验电压损耗。查表可得该电缆的R0=1.54Ω/km，ΔU=∆U%=满足电压损耗要求。综上所述该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。7.4总结线方案选择7.4.1总结线方案设计对于电源进线电压为35KV及以上的大中型机修厂，通常是先经机修厂总降压变电所降为6—10KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。总降压变电所主结线图表示机修厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。一次侧采用内桥式结线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如下这种主结线，其一次侧的QF10跨接在两路电源线之间，犹如一座桥梁，而处在线路断路器QF11和QF12的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式结线。这种主结线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷机修厂。如果某路电源例如WL1线路停电检修或发生故障时，则断开QF11，投入QF10（其两侧QS先合），即可由WL2恢复对变压器T1的供电，这种内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图(下图)，这种主结线，其一次侧的高压断路器QF10也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器QF11和QF12的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式结线。这种主结线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的机修厂。但与内桥式结线适用的场合有所不同。如果某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QF11，投入QF10（其两侧QS先合），使两路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行结线时，也宜于采用这种结线，使环行电网的穿越功率不通过进线断路器QF11、QF12，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。由于需要装设两台主变压器，所以可设计下列两种主结线方案：（1）一条电源进线的主结线方案如图7-1示（10kV侧主结线从略）（2）两条电源进线的主结线方案如图7-2示（10kV侧主结线）图7-1机修造厂总降压变电所一条电源进线的主结线方案图7-2电机修造厂总降压变电所两条电源进线的主结线方案7.4.2总结线方案比较选择表7-2两种主结线方案的比较比较项目一条电源进线的主结线方案两条电源进线的主结线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两台主变并列，电压损耗小两台主变并列，电压损耗小灵活方便性由于只有一条电源进线，灵活性稍差由于只有两条电源进线，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综合投资额由资料查得SL7-6300/60单价为30.35万元，而又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2×30.35万元＝60.7万元由资料查得SL7-6300/60单价为30.35万元，而又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2×30.35万元＝60.7万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额查资料得JYN1-60型柜按每台10万元计，其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为10×1.5×10万元＝150万元本方案采用14台JYN1-60型柜，其综合投资额约为14×1.5×10万元＝210万元，比一条电源进线的方案多投资60万元电力变压器和高压开关柜的年运行费参照资料计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为12.035万元主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为15.635万元，比一条电源进线的方案多耗3.6万元从表7-2可以看出，虽然按经济指标，一条电源进线的主结线方案远优于两条电源进线的主结线方案，但是按技术指标，两条电源进线的主结线方案优于一条电源进线的主结线方案。为了给机修厂的正常生产提供更加稳定、可靠的电源，所以决定采用两条电源进线的主结线方案。正常工作时60kV侧母线中间分段，两电源分别同时给两变压器供电。当一条电源进线出现故障时，利用60kV母线的联络线，把60kV侧母线连通，用另外一条电源进线给两个变压器供电。这样不仅提高了供电的可靠性，而且灵活性也增强了，给电力系统的维护和维修带来了安全和方便。虽然这样投资高了不少，但是是十分值得的。8防雷保护和接地装置的设计8.1变电所的防雷措施8.1.1直击雷防护根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》要求，变电所应装设避雷针以防护直击雷。如果变电所处在相邻的建筑物防雷保护范围以内时，可不再装设避雷针或避雷带[11]。在变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并引出两根接地线与变电所公共接地装置相连。由于变电所有露天配电装置，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括整个变电所。按规定，独立避雷针的接地装置接地电阻Rsh≤10Ω。通常采用3～6根长2.5m、φ50mm的钢管，在装避雷针的杆塔附近作一排或多边形排列，管间距离5m，打入地下，管顶距地面0.6m。接地管间用40mm×4mm的镀锌扁钢焊接相连。引下线用25mm×4mm的镀锌扁钢，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φ20mm的镀锌圆钢，长1～1.5m。独立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有3m以上距离。在35kV架空进行上，架设1～2kM的避雷线，以消除近区进线上的雷击闪络，避免其引起的雷电侵入波对变电所电气装置的危害。独立避雷针与变电所应保持一定的水平间距SS0且 S0式中Rsh为避雷针的冲击接地电阻(Ω)h为避雷针检验点高度(m)。独立避雷针的接地体与变电所的接地体也应保持一定的水平间距SESE且 SE本设计中变电所长、宽、高分别设计为15m、10m、10m，独立避雷针与变电所水平间距取5m。独立避雷针高度取25m，采用折线法计算避雷针在10m高度的保护半径：r而变电所在hxr=所以高度为25m的避雷针能够保护该变电所。按照《供配电设计》