10kv工厂配电系统设计

PAGEPAGE1目录目录第一章绪论 1第一章绪论 21.1工厂供电概述 2小结 41.2设计任务 51.3电力负荷计算 5第二章变压所高压电器设备选型 72.2补偿电容器选择 82.3主变压器的选择 82.4各变电所变压器选择 92.5架空线的选择 10第三章短路电流及计算 113.1短路的概述 113.1.1短路的原因及类型 113.1.2短路的危害 113.1.3三相短路电流的计算目的 123.2短路电流的计算公式 123.3各母线短路电流列表 13第四章主变压器继电保护 134.1继电保护基本知识 134.1.1继电器保护的作用 134.1.2继电器保护的任务 144.1.3对继电保护的基本要求 144.1.4继电保护装置的组成 144.2保护装置及整定计算 15第五章二次部分的设计5.1测量和监视装置 165.2电测量仪表 165.3绝缘监视装置-……………17第六章防雷及接地… 186.1防雷设备 176.2防雷措施 186.3接地与接地装置 19第七章变电所设计说明 19结论 21致谢 21参考文献 22第一章绪论1.1工厂供电概述工厂供电，即指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电.电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用；电能的输送、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及整个国民经济生活中应用极为广泛。在企业工厂里，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。可见，做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产，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。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并确实做好节能环保工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠：应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质：应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。（4）经济：供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应社会的发展。为了保证工厂供电的正常运转，就必须要有一套完整的保护，监视和测量装置。目前多以采用自动装置，将计算机应用到工厂配电控制系统中去。按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kv及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）遵守规程、执行政策。必须遵守国家的有关规定及标准，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）安全可靠、先进合理。

应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（3）近期为主、考虑发展。应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4）全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。设计内容及步骤

全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。

1、负荷计算

全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。

2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择

参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。

3、工厂总降压变电所主结线设计

根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。

4、厂区高压配电系统设计

根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。

5、工厂供、配电系统短路电流计算

工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。

6、改善功率因数装置设计

按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。

7、变电所高、低压侧设备选择

参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。

8、继电保护及二次结线设计

为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。

设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。

9、变电所防雷装置设计

参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。

10、专题设计

11、总降压变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外的变、配电装置的总体布置和施工设计。小结众所周知，电能是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；电能的输送的分配既简单，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及整个国民经济生活中应用极为广泛。电能在工业生产中的重要性，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。若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工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。

当下供配电系统的发展趋势是：

提高供电电压：以解决大型城市配电距离长，配电功率大的问题，这在我国城市已经有先例。

逐步淘汰等级:

因为过细的电压分级不利于电气设备制造的发展。降低功率损耗:

扩大异步电动机的制造容量，只是由于我国在设备上还不能全面配套而尚未推广。

供配电系统自动化：借助计算机技术和网络通信技术，对配电网进行离线和在线的智能化监控管理。做到保护、运行、管理的自动化，提高工作效率，增强供配电系统的可靠性。关键词：电力负荷计算、无功补偿、短路电流计算、继电保护1.2设计任务1.设计任务为某塑料制品厂设计全厂总配变电所及配电系统。(1)变电所电气主接线设计。

(2)短路电流计算。(3)主要电气设备选择。2.原始资料(1)本厂设有薄膜、单丝、管材、注射等四个车间，设备选型全部采用我国新定型设备其外还有辅助车间及其它设施。(2)全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表（380伏侧）。(3)该厂由处于厂南侧一公里的110/35千伏变电所用35千伏架空线路向其供电，电业部门变电所配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为2秒，工厂配电所应不大于1.3秒，工厂的功率因数值要求在0.9以上。(4)生产车间为三班制，部分车间为单班或两班制，全年最大负荷利用时间为5000小时，属于三级负荷。(5)本地区最热月平均最高温度为35摄氏度，土壤中0.7—1深处一年最热月平均温度为20摄氏度，年暴雷日为30天，土壤冻结深度为1.10米，主导风向夏季为南风。(6)本厂地表面比较平坦，土壤主要成分为积土及砂质粘土，层厚为1.6—7米不等，地下水位一般为0.7米，地耐压力为20吨/平方米。1.3电力负荷计算表1-1全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表（380伏侧）序号车间或用电设备组名称设容量（千瓦）需要系数Kx功率因数Cos功率因数脚正切tan计算负荷有功(千瓦)无功(千乏)视在(千伏安)(1)NO1变电所1薄膜车间140038401117.214002原料库3037.512.975153生活间100.810884成品库（一）37.512.975155成品库（二）37.212.45614.46包装材料库3610.38127小计1509876.21165.9861458.5（2）NO2变电所1单丝车2313852水泵及设备200.650.80.75139.7516.253小981398.4（3）NO3变电所1注塑车间18375.6100.5481262管材车间8800.350.61.33308409.64513.3333小计1069383.6510.188638.31(4）NO4变电所1复制车间13382.8143.244165.62生活室100.81883浴室30.812.42.44锻工车间300.30.651.17910.5313.8465原料生活间150.8112126仓库74.57.78597机修模具车间1000.250.651.732529.2538.4628热处理车间15029091.8128.5719铆焊车间18035493.4210810小计641287.7376.029473.46(5)NO5变电所1锅炉房2000.70.750.88140123.2186.6672实验室1331.2554.062562.53辅助材料库132238.06444油泵房150.650.80.759.757.312512.18755加油站100.650.80.756.54.8758.1256办公室3911.97157小计475218.5239.48324.188全厂合计509926103406.669乘以参差系数全厂合计（=0.9，=0.95）0.58723493236.333998.969乘以参差系数全厂合计（=0.9，=0.95）0.58723493236.333998.96根据公式：=Kx*=*tan=/Cos分别计算出各车间的有功和无功功率及视在功率的计算值填入表1-1。第二章变压所高压电器设备选型2.1电气设备选择的一般条件

尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验动稳定和热稳定。

(一)按正常工作条件选择电气设备

1.额定电压

电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压，故所需电气设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压，通常，规定一般电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的1.1～1.15倍，而电网运行电压的波动范围，一般不超过电网额定电压的1.15倍。因此，在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压USN的条件选择，即

UN≥USN

(2-1)

2.额定电流

电气设备的额定电流IN是指在额定环境温度θ0

下，电气设备的长期允许电流。IN不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax，即

IN≥Imax

(2-2)

3.环境条件对设备选择的影响

当电气设备安装地点的环境(尤其注意小环境)条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等条件超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。

一般当海拔在1000～3500m范围内，若海拔比厂家规定值每升高100m，则电气设备允许最高工作电压要下降1%。当最高工作电压不能满足要求时，应采用高原型电气设备，或采用外绝缘高一电压等级的产品。对于110kV及以下电气设备，由于外绝缘裕度较大，可在海拔2000m以下使用。

我国生产的电气设备一般使用的额定环境温度θ0

=40oC，若周围环境温度高于40

oC但不大于60

oC时，其允许电流一般可按每增高1

oC，额定电流减少1.8%进行修正；当环境温度低于+40

oC时，环境温度每降低1

oC，额定电流可增加0.5%，但其最大电流不得超过额定电流的20%

(二)按短路状态校验

1.短路热稳定校验

短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度(或发热效应)应不超过允许值。满足热稳定的条件为

2tkItQ

(2-3)

式中：Qk短路电流产生的热效应；

It、t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间。

2.动稳定校验

动稳定是电气设备承受短路电流和机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为

ies≥

ish

或

Ies≥Ish

(2-4)

式中：ish、Ish分别为短路冲击电流幅值及其有效值；ies、Ies分别为电气设备允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。

同时，应按电气设备在特定的工程安装使用条件，对电气设备的机械负荷能力进行校验，即电气设备的端子允许荷载应大于设备引线在短路时的最大电动力2.2补偿电容器选择由于本设计中上级要求cosφ≥0.9,而全厂自然功率因数：cos¢=Pjs/Qjs=2349/3998.95=0.587<0.9，因此需要进行无功补偿。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此暂取cos¢=0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量。故：补偿无功功率为Qc=Pjs(tan¢1-tan¢2)=2349[tan(arccos0.587)-tan(arccos0.92)]=2239.06Kvar采用24个BWF6.3-100-1并联电容器进行补偿，总共补偿容量100Kvar*24=2400Kvar。2.3主变压器的选择由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选两台变压器（暗备用），每台容量按SN.T≥0.8×2493.44kVA=1994.8kVA因此选两台S9-2000/35型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。因此无功补偿后工厂380V侧和35KV侧的负荷计算如表2-1所示。表2-1无功补偿后工厂的计算负荷项目cos¢计算负荷/kW/kvar/kVA380V侧补偿前负荷0.58723493236.333998.96380V侧无功补偿容量-2400380V侧补偿后负荷0.942349836.332493.44主变压器功率损耗0.015=370.06=15035KV侧负荷总计0.922386986.332581.832.4各变电所变压器选择NO1安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T≥0.7×=0.7×1458.5kVA=1020.95kVA因此选两台S9-1250/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。NO2安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T≥0.7×=0.7×1398.4kVA=978.88kVA因此选两台S9-1000/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。NO3安装一台变压器，其容量按SN.T≥=638.31kva因此选一台S9-800/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。NO4安装一台变压器，其容量按SN.T≥=473.46kVA因此选一台S9-500/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。NO5安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T≥0.7×=0.7×324.18kVA=226.93kVA因此选两台S9-250/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。表2-2各变压器型号及其参数型号额定电压/kV连接组别损耗/W空载电流（%）阻抗电压（%）高压低压空载负载主变压器两台暗备用S9-2000/35356.3Yyn02600190000.756.5NO1两台暗备用S9-1250/106.30.4Yyn01950120000.64.5NO2两台暗备用S9-1000/106.30.4Yyn01700103000.74.5NO3选一台S9-800/106.30.4Yyn0140075000.84.5NO4选一台S9-500/106.30.4Yyn096051001.04NO5两台暗备用S9-250/106.30.4Yyn056030501.242.5架空线的选择1.由于本厂由电业部门某一110/35千伏变电所供电且两台主变压器互相暗备用所以架空线选择两条互相明备用。2.架空线截面积的选择(1)按经济电流密度选择导线截面积线路在工作时的最大工作电流：Ig=/（*）=2581.83/（*35）=42.6A该生产车间为三班制，部分车间为单班或两班制，全年最大负荷利用时数为5000小时，属于三级负荷。其钢芯铝线的电流密度J=0.9所以导线的经济截面面积：Sj=Ig/J=42.6/0.9=47.33mm2考虑到线路投入使用的长期发展远景，选用截面积为50mm2的导线，所以35KV架空线为LGJ-50的导线。(2)按长时允许电流校验导线截面积。查表得LGJ-50型裸导线的长时允许电流Iy=220A(=25)当环境温度为35度时，导线最高工作温度为70度。其长时允许电流为：=Iy=194.02A当一台变压器满载，一条输电线检修时导线负荷最大，这时的负荷电流为：Ie=Se/（*Un）=33A由于Ie<,所以符合要求。3)按电压损失校验查表得LGJ-50导线的单位长度电阻和电流为：R0=0.65X0=0.42线路总的电压损失为：U=(P*R+Q*X)/Un=56.15V电压损失百分比为：U%=U/Un=0.0016<0.05所以导线符合要求。(4)按机械强度校验钢芯铝线非居民区35KV最小允许截面为10mm2所以符合要求。第三章短路电流及计算3.1短路的概述短路是指不同电位的导体之间的电气短接。这是电力系统中最常见的一种故障，也是电力系统中最严重的一种故障。为了确保电力系统的安全运行，有必要研究短路及有关问题。3.1.1短路的原因及类型1.造成短路的原因有以下几个方面：（1）电气绝缘损坏。（2）误操作及误接。（3）飞禽跨接裸导线。（4）其他原因。如地质灾害、恶劣天气使输电线断线、倒杆，或人为盗窃、破坏等原因导致短路。2.短路的类型在三相供电系统中，可能发生短路的形式有：短路短路对称电路三相短路不对称电路单线短路两线短路两相短路接地两相接地短路单项接中性线短路单相接地短路3.1.2短路的危害电力系统发生短路，导致网络总阻抗减少，短路电流可能超过正常电流的十几倍甚至几十倍，数值高达几万安到几十万安。而且，系统网络电压会降低，从而对电力系统产生极大的危害。主要表现在：（1）损坏线路或设备。（2）电压骤降。（3）造成停电事故。（4）产生电磁干扰。（5）影响电力系统运行的稳定性，造成系统瘫痪。3.1.3三相短路电流的计算目的为了保证电力系统安全运行，择电气设备时，要用流过该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和点动力的巨大冲击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动地使有关断路器跳闸。继电保护装置的整定和断路器的选择，也需要短路电流数据。3.2短路电流的计算公式（标幺值计算方法）：基准容量Sd，基准电压Uav（1）电力系统的电抗标幺值：=Sd/Soc（2）电力线路的电抗标幺值：=LSd/（3）电力变压器的电抗标幺值：=Uk%Sd/100SN（4）三相短路电流周期分量有效值：=Id/（5）短路点处的次暂态短路电流：==（6）短路冲击电流：=2.55（高压系统）=1.84(低压系统)（7）冲击电流有效值=1.51（高压系统）=1.09(低压系统)（8）三项短路容量：=Sd/（9）=0.866，=0.866，=0.8663.3各母线短路电流列表根据下图和以上公式计算母线短路电流：图3-1短路计算电路表3-1母线短路电流列表短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAK-12.942.942.947.54.44188.68K-57.824.6346.4第四章主变压器继电保护4.1继电保护基本知识4.1.1继电器保护的作用继电保护的作用是防止因短路故障或不正常运行状态造成电气设备或供配电系统的损坏，提高供电可靠性，继电保护是变电所二次回路的重要组成部分。4.1.2继电器保护的任务继电保护装置是一种能反映电力系统中电气元件发生的故障或异常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。他的基本任务是：（1）自动、迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，并保证无故障部分迅速恢复正常运行；（2）正确反映电气设备的不正常状态，发出预告信号，以便操作人员采取措施，恢复电气设备的正常运行；（3）与供电系统的自动装置（如自动重合闸装置、备用电源自动投入装置等）配合，提高供电系统的运行可靠性。4.1.3对继电保护的基本要求对于电力系统继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的基本要求。(1)选择性保护装置的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证电力系统中的无故障部分仍能继续安全运行。满足这一要求的动作成为“选择性动作”。(2)可靠性保护装置的可靠性是指在规定的保护区内发生故障时，它不应该拒绝动作；而在正常运行或保护区外发生故障时，不应该误动作。(3)速动性发生故障时，继电保护应该尽快地动作，切出故障，减少故障引起的损失，提高电力系统的稳定性。(4)灵敏度灵敏度是表征保护装置对其保护区内发生故障或异常运行状态的反应能力。4.1.4继电保护装置的组成继电保护装置的构成原理一般情况下，整套的继电保护装置是由测量部分、逻辑部分和执行部分组成的。其原理结构如图4-1所示测量部分测量部分逻辑部分执行部分输入信号输入信号整定值1.测量部分测量部分测量被保护设备的某物理量，并与给定的整理值进行比较，根据比较的结果，从而判断保护是否应该动作。2.逻辑部分逻辑部分是根据测量部分各输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的逻辑关系工作，然后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号，并将有关命令传给执行部分。3.执行部分执行部分是根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务，如故障时动作于跳闸；异常运行时发出信号；正常运行时不动作等。4.2保护装置及整定计算1.瓦斯保护采用FJ-80型开口杯挡板式气体继电器。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，去分流跳闸的操作方式。3.电流互感器的选择高压侧：I1N=2000/（35×）=32.99A电流互感器采用三角形接法，计算电流互感器变比Ki=（32.99×）/5=57.1/5，选用电流互感器变比Ki=100/5=20（1）过电流动作电流的整定IL.max=2.5×2000KVA/(×35kv)=82.48A取Krel=1.3,Ki=100/5=20,KW=1,Kre=0.8因此Iop=Krel×KW×IL.max/(Kre×Ki)=1.3×1×82.48A/(0.8×20)=6.7A故动作电流整定为7A。（2）过电流保护电流动作时间的整定过电流保护动作时间△t≥t1-t2=2-1.3=0.7s故其过电流保护的动作时间可整定为最短的0.7S。（3）过电流保护灵敏系数的校验Ik.min=/KT=0.866×4.25/(35Kv/6.3KV)=0.66KAIop.1=Iop×Ki/KW=7×20/1=140A所以：Sp=660/140=4.7>1.5满足规定的灵敏系数1.5的要求。3.装设电流速断保护采用GL15型继电器的电流速断装置来实现。（1）速断电流的整定Ik.max==4.25KAIqb=Krel×KW×Ik.max/(Ki×KT)=1.4×1×4.25KA/(20×5.56)=53.5A速断电流倍数整定为Kqb=53.5/7=7.6满足规定的倍数。（2）电流速断保护灵敏度系数的整定Ik.min==0.866×2.94=2.55KA,Iqb.1=Iqb×Ki/KW=63×20/1=1260A所以：Sp=2550/1260=2.02>2满足规定的灵敏系数2的要求。第五章二次部分的设计5.1测量和监视装置在总配电所10KV侧进行计量，那么在总配电所的进线上就应该装有PT，CT和测量仪表。5.2电测量仪表为了监视供电系统一次设备的运行状态和计量一次系统消耗的电能，保证供电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行，工厂供电系统的电力装置中必须装设一定数量的电测量仪表。

为了躲开车间变压器损耗引起的误差，决定在电源进线处（即10KV侧）进行计量。

各测量仪表的配置要求如下：

1.在工厂的电源进线上，装设用于计费的有功电度表和无功电度表，为了解负荷电流，进线上还应装设（1～3）只电流表。

2.高压配电所的两段母线上，分别装设电压表测量电压。在小电流接地系统中，各段母线上还应装设绝缘监视装置。3.10kv母联短路器上应该装设电流表。

4.对于车间变电所，在高压侧装设电流表和有功电度表各一只。

5.10KV的配电线路上，应装设电流表、有功和无功电度表各一只。

6.0.4KV的电源进线或车间变压器低压侧，各相应装设一只电流表。

7.8.0.4KV低压配电母线上装设一只电压表。10KV高压线路电气测量仪表接线原理图5.3绝缘监视装置绝缘监视装置用于中性点不接地（或经消弧线圈接地）的系统中，以便及时发现单相接地故障，设法处理，以免故障发展为两相接地短路，造成停电事故。

10KV系统的绝缘监视装置，可采用三相双绕组电压互感器和三只电压表，也可采用三个单相三绕组电压互感器或者一个三相五芯柱三绕组电压互感器。接成Y0的二次绕组，其中三只电压表均接各相的相电压。当一次电路其中一相发生接地故障时，电压互感器二次侧的对应相的电压表指零，其它两相的电压表读数则升高到线电压。由指零电压表的所在相即可得知该相发生了单相接地故障。第六章防雷及接地6.1防雷设备信息时代的今天，电脑网络和通讯设备越来越精密，其工作环境的要求也越来越高，而雷电以及大型电气设备的瞬间过电压会越来越频繁的通过电源、天线、无线电信号收发设备等线路侵入室内电气设备和网络设备，造成设备或元器件损坏，人员伤亡，传输或储存的数据受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪、系统停顿，数据传输中断，局域网乃至广域网遭到破坏。其危害触目惊心，间接损失一般远远大于直接经济损失。防雷设备就是通过现代电学以及其它技术来防止被雷击中的设备。防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀式和排气式等。6.2防雷措施1.架空线路的防雷措施（1）架设避雷线这是防雷的有效措施，但造价高，因此只在66KV及以上的架空线路上才沿全线装设。35KV的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设。而10KV及以下的线路上一般不装设避雷线。（2）提高线路本身的绝缘水平在架空线路上，可采用木横担、瓷横担或高一级的绝缘子，以提高线路的防雷水平，这是10KV及以下架空线路防雷的基本措施。（3）利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线由于3～10KV的线路是中性点不接地系统，因此可在三角形排列的顶线绝缘子装以保护间隙。在出现雷电过电压时，顶线绝缘子上的保护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而保护了下面两根导线，也不会引起线路断路器跳闸。（4）装设自动重合闸装置线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的。在断路器跳闸后，电弧即自行熄灭。如果采用一次ARD，使断路器经0.5s或稍长一点时间后自动重合闸，电弧通常不会复燃，从而能恢复供电，这对一般用户不会有什么影响。（5）个别绝缘薄弱地点加装避雷器对架空线路上个别绝缘薄弱地点，如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设排气式避雷器或保护间隙。变配电所的防雷措施（1）装设避雷针室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护。（2）高压侧装设避雷器这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路，则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。

（3）低压侧装设避雷器这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时（如IT系统），其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。6.3接地与接地装置电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。

接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。第七章变电所设计说明1．概述该设计为10KV地面变电所一次设计，该变电所是针对全场全年生产能力为万吨聚乙烯及烃塑料制品设计的，变电所内一次设备主要有：两台主要变压器（SJL1-2500/35）和多油断路器，隔离开关，电源变压器，所用变压器，避雷针，高压开关柜进线柜等主接线图如图6-1所示。2．室内布置整个主控制室和高压配电室坐南朝北，这样便于主控制室采光。主控制室内装设有低位配电屏，主变保护屏，中央信号，中央信号继电器及电度表屏，主变保护控制屏，主变控制屏，中央信号布置在北侧，需正对着值班人员。母线的配电装置分别设在两个单独的房间内，两个配电室之间通过两面双开钢门相连接，另外两个配电室来由一个外开式双开钢门。电容器应单独放置在一个房间内。3．室外布置10KV电源线由变电所东部引进，配电装置采用低式布置，避雷器，电源变压器及它的保