課程設計機械廠降壓變電所的電氣設計.doc

此文檔收集于網絡，如有侵權，請聯(lián)系網站刪除XX機械廠降壓變電所的電氣設計課程設計學生姓名： 羅東東 學 號： 10530129 專業(yè)班級： 10機制4班 指導教師： 吳楊 _ 前 言眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送的分配既簡單經濟，又便于控制、調節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產可能造成嚴重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經濟建設，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求：（1）安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。（2）可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3）優(yōu)質 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求（4） 經濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減 少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。 課程設計是檢驗我們本學期學習的情況的一項綜合測試，它要求我們把所學的知識全部適用，融會貫通的一項訓練，是對我們能力的一項綜合評定，它要求我們充分發(fā)掘自身的潛力，開拓思路設計出合理適用的自動控制系統(tǒng)。目 錄0.設計目的與要求 41.負荷計算和無功功率補償 72.變電所位置和型式的選擇 153.變電所主變壓器臺數和容量、類型的選擇 18 4.變電所主結線方案的設計 195.短路電流的計算 226.變電所一次設備的選擇與校驗 257.變電所進出線的選擇與校驗 278.變電所二次回路方案的選擇及繼電保護的整定 319.防雷保護和接地裝置的設計 3310.結束語 3511.附錄參考文獻 361 負荷計算和無功功率補償1.1 負荷計算的目的、意義及原則（1）供電系統(tǒng)要能安全可靠地正常運行，其中各個元件（包括電力變壓器、開關設備及導線、電纜等）都必須選擇得當，除了滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負荷電流的要求。因次，有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。（2）計算負荷是供電設計計算的基本依據。計算負荷確定的是否正確合理，直接影響到電器和導線電纜的選擇是否經濟合理。如果計算負荷確定的過大，將使電器和導線電纜選的過大，造成投資和有色金屬的浪費。如果計算負荷確定的過小，又將使電器和導線電纜處于過負荷下運行，增加電能損耗，產生過熱，導致絕緣過早老化甚至燃燒引起火災，同樣會造成更大損失。由此可見，正確確定計算負荷意義重大。（3）平均負荷為一段時間內用電設備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。（4）計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應與同一時間內實際變動負荷所產生的最大熱效應相等。在配電設計中，通常采用30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或導體的依據。（5）尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續(xù)1秒左右的最大負荷電流。一般取啟動電流上午周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據。在校驗瞬動元件時，還應考慮啟動電流的非周期分量。1.2 全廠負荷計算表及方法負荷計算的方法有需要系數法、利用系數法及二項式等幾種。本設計采用需要系數法確定。在工廠里，除了廣泛應用的三相設備外，還有部分單相設備，單相設備接在三相線路中，應盡可能均衡分配。使三相負荷盡可能均衡。如果三相線路中單相設備的總容量不超過三相設備總容量的15%，則不論單相設備如何分配，單相可與三相設備綜合按三相負荷平衡計算。如果單相設備容量超過三相設備的15%時，則應將單相設備容量換算為等效三相設備容量，再與三相設備容量相加。綜上所述，由于本廠各車間單相設備容量均不超過三相設備容量的15%，所以可以按三相負荷平衡計算。即： 1.2.1 單組用電設備計算負荷的計算公式a)有功計算負荷（單位為KW） = ， 為系數b)無功計算負荷（單位為kvar） = tanc)視在計算負荷（單位為kvA） =d)計算電流（單位為A） =, 為用電設備的額定電壓（單位為KV）1.2.2 多組用電設備計算負荷的計算公式a)有功計算負荷（單位為KW）=式中是所有設備組有功計算負荷之和，是有功負荷同時系數，可取0.80.95b)無功計算負荷（單位為kvar）=式中是所有設備無功計算負荷之和；是無功負荷同時系數，可取0.850.97c)視在計算負荷（單位為kvA） =d)計算電流（單位為A） =1.3 無功功率補償 由上表可知，該廠380V側最大負荷時的功率因數是0.73，而供電部門要求該廠10kv進線側最大負荷時因數不應低于0.90.考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側最大負荷時因數應稍大于0.90，暫取0.92來計算380V側所需無功功率補償容量： Qc=P30(tan1-tan2)=986.43tan(arccos0.73)-tan(arccos0.92)kvar=449kvar 選PGJ1型低壓自動補償屏（如圖2.1所示），并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）5臺相組合，總共容量84kvar*6=504kvar。因此無功補償后工廠380V側和10KV側的負荷計算如下表所示：項目cos計算負荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v側補償前負荷0.73986.43922.371350.492051.85380v側無功補償容量-504380v側補償后負荷0.921986.43418.371071.481627.95主變壓器功率損耗0.015S30=130.06S30=5210kv側負荷計算0.91999.43470.371104.59521.3.1無功補償的主要作用無功補償的主要作用就是提高功率因數以減少設備容量和功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質量，在長距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。安裝并聯(lián)電容器進行無功補償，可限制無功補償在電網中傳輸，相應減小了線路的電壓損耗，提高了配電網的電壓質量。無功補償應根據分級就地和便于調整電壓的原則進行配置。2 變電所位置和形式的選擇2.1變電所位置的選擇，應根據下列要求經技術、經濟比較確定： 一、接近負荷中心； 二、進出線方便； 三、接近電源側； 四、設備運輸方便； 五、不應設在有劇烈振動或高溫的場所； 六、不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當無法遠離時，不應設在污染源盛行風向的下風側； 七、不應設在廁所、浴室或其他經常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰； 八、不應設在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設在有火災危險環(huán)境的正上方或正下方，當與有爆炸或火災危險環(huán)境的建筑物毗連時，應符合現(xiàn)行國家標準爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范的規(guī)定； 九、不應設在地勢低洼和可能積水的場所。變電所的型式應根據用電負荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，并應符合下列規(guī)定： 一、負荷較大的車間和站房，宜設附設變電所或半露天變電所； 二、負荷較大的多跨廠房，負荷中心在廠房的中部且環(huán)境許可時，宜設車間內變電所或組臺式成套變電站； 三、高層或大型民用建筑內，宜設室內變電所或組合式成套變電站； 四、負荷小而分散的工業(yè)企業(yè)和大中城市的居民區(qū)，宜設獨立變電所，有條件時也可設附設變電所或戶外箱式變電站； 五、環(huán)境允許的中小城鎮(zhèn)居民區(qū)和工廠的生活區(qū)，當變壓器容量在315KVA及以下時，宜設桿上式或高臺式變電所。2.2變電所的形式（類型）：（1） 車間附設變電所（2） 車間內變電所（3） 露天（或半露天）變電所（4） 獨立變電所（5） 桿上變電臺（6） 地下變電所（7） 樓上變電所（8） 成套變電所（9） 移動式變電所2.3 變電所位置確定我們的工廠是10kv以下，變電所的位置應盡量接近工廠的負荷中心，工廠的負荷中心按負荷功率矩法來確定。在工廠的平面圖下側和左側，分別作一條直角坐標的x軸和y軸，然后測出各車間和宿舍區(qū)負荷點的坐標位置，p1、p2、p3p10分別代表廠房1、2、310號的功率，設定p1、p2p10并設定p11為生活區(qū)的中心負荷，。而工廠的負荷中心的力矩方程，可得負荷中心的坐標： 把各車間的坐標p1(1.8,2.8；p2(2.2,4.8)；p3(3.6,6.7)；p4(5.5,2)；p5(5.9,3.6)p6(6.2,5)；p7(6.4,6.7)；p8(8.7,2)；p9(9,3.6)；p10(9.8,6.7)；p11(0.65,7.4)帶入上式，得到x=5.1，y=5.9.由計算結果可知，工廠的負荷中心在3號廠房的東南角?？紤]到周圍環(huán)境和進出線方便，決定在3號廠房的東側僅靠廠房建造工廠變電所，器型為附設式。3 擇3.1根據工廠的負荷情況和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：（1）裝設一臺主變壓器型式采用S9型，而容量根據式，選S=12501104.59，即選一臺S9-1250/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。（2）裝設兩臺主變壓器型號亦采用S9，而每臺變壓器容量按式和式選擇，即 =（0.60.7）1104.59=（690810）且 因此選兩臺S9-800/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷所需的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。主變壓器的聯(lián)結組均采用Yyn0。我們這里選S9-630/10或S9-1000/10 主變壓器的聯(lián)結組為Yyn0。4、變電所主接線方案的選擇 根據上面考慮的兩種主變壓器方案可設計出下列兩種主接線方案：4.1裝設一臺主變壓器的主接線方案 如圖4-1所示：4.2裝設兩臺主變壓器的主接線方案 4.3主接線方案的技術經濟比較比較項目裝設一臺主變的方案裝設兩臺主變的方案技術指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質量由于一臺主變，電壓損耗較大由于兩臺主變并列，電壓損耗小靈活方便性只一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應性稍差一些更好一些經濟指標電力變壓器的綜合投資由手冊查得S912500單價為10.76萬元，而由手冊查得變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資為210.76萬元=21.52萬元由手冊查得S9800單價為7.47萬元，因此兩臺綜合投資為47.47萬元=29.88萬元，比一臺變壓器多投資8.36萬元高壓開關柜（含計量柜）的綜合投資額查手冊得 GGA（F）型柜按每臺3.5萬元計，查手冊得其綜合投資按設備價1.5倍計，因此其綜合投資約為41.53.5=21萬元本方案采用6臺GGA（F）柜，其綜合投資額約為61.53.5=31.5萬元，比一臺主變的方案多投資10.5萬元電力變壓器和高壓開關柜的年運行費參照手冊計算，主變和高壓開關柜的折算和維修管理費每年為4.893萬元（其余略）主變和高壓開關柜的折舊費和維修管理費每年為7.067萬元，比一臺主變的方案多耗2.174萬元供電貼費按800元/KVA計，貼費為12500.08=95萬元貼費為28000.08萬元=100.8萬元，比一臺主變的方案多交24.8萬元從上表可以看出，按技術指標，裝設兩臺主變的主接線方案略優(yōu)于裝設一臺主變的主接線方案，但按經濟指標，則裝設一臺主變的主接線方案優(yōu)于裝設兩臺主變的主接線方案。5 短路電流的計算。5.1 短路電流計算的目的及幾點說明：。短路電流的計算方法有歐姆法和標幺制法。在此需要計算下列短路電流值：Id-三相短路電流周期分量有效值，KA；Sd-三相短路容量，MVAI-次暫態(tài)短路電流，既三相短路電流周期分量第一周的有效值，KA；I-三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值，KA；Ic-三相短路電流第一周全電流有效值，KA；ic-三相短路沖擊電流，既三相短路電流第一周全電流峰值，KA；I02-短路開始到02s時的三相短路電流有效值，KA；S02-短路開始到02s時的三相短路容量，MVA；5.2 歐姆法計算短路電流5.2.1.繪制計算電路及計算5.2.2.確定短路計算基準值設基準容量Sd=100MVA，基準電壓Ud=Uc=1.05UN。UC為短路計算電壓，即高壓側Ud1=10.5kv，Ud2=0.4kv，則=5.5KA=144KA5.2.3.計算短路電路中各元件的電抗標幺值(1)電力系統(tǒng) 已知=300MVA,故=100MVA/300MVA=0.3(2)架空電路 LJ-150的=0.36/km，而線長6km故=(0.366)=1.96(3)電力變壓器 %=4.5,故=4.5 因此繪制短路計算等效電路如圖5-2所示5.2.4. 計算K-1點的短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標幺值=0.3+1.96=2.26(2)三相短路電流周期分量有效值=5.5/2.26=2.43KA(4)短路穩(wěn)態(tài)電流=2.43KA(5)短路沖擊電流 =2.55 2.43KA=6.2KA(6)短路后第一個周期的短路電流有效值=1.512.43KA=3.67KA(7)三項短路容量=100/2.26=44.2MVA5.2.5. 計算K-2點的短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量1) 總電抗的標幺值 =0.3+1.96+4.5=6.762) 三相短路電流周期分量有效值=144/6.76=21.3KA3) 短路次暫態(tài)短路電流=21.3KA4) 短路穩(wěn)態(tài)電流 =21.3KA5) 短路沖擊電流 =39.2KA6) 短路后第一個周期的短路電流有效值=23.2KA7）三項短路容量 =100/6.76=14.8MVA以上短路計算結果綜合下表所示短路計算點三相短路電流/KA三相短路容量/MVAK-12.432.432.436.23.6744.2K-221.321.321.339.223.214.86 變電所一次設備的選擇與校驗6.1電氣設備選擇的一般原則電氣設備選擇的一般原則主要有以下幾條：（1）按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設備。 根據設備所在位置(戶內或戶外)、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設備型號。 （2）按工作電壓選擇電氣設備的額定電壓。 （3）按最大負荷電流選擇電氣設備的額定電流。電氣設備的額定電流IN應不小于實際通過它的最大負荷電流Imax(或計算電流Ij)，即 INImax 或INIj(71)(4)按短路條件校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 為保證電氣設備在短路故障時不至損壞，按最大可能的短路電流校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動穩(wěn)定：電氣設備在沖擊短路屯流所產生的電動力作用下，電氣設備不至損壞。熱穩(wěn)定：電氣設備載流導體在最大隱態(tài)短路屯流作用下，其發(fā)熱溫度不超過載流導體短時的允許發(fā)熱溫度。(5)開關電器斷流能力校驗。斷路器和熔斷器等電氣設備擔負著可靠切斷短路電流的任務，所以開關電器還必須校驗斷流能力，開關設備的斷流容量不小于安裝地點最大三相短路容量.6.2高低壓電氣設備的選擇一、高壓側一次設備的選擇與校驗 10kV側一次設備的選擇校驗選擇校驗項目電 壓電 流斷 流能 力動 穩(wěn)定 度熱 穩(wěn)定 度其 他裝置地點條件參數數據10KV57.7A2.43A6.2KA11.22一次設備型號規(guī)格額定參數高壓少油斷路器SN10-10I/80010kV800A16kA40kA512高壓隔離開關GN-10/20010kV200A25.5KA500二次負荷0.6高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50kA電壓互感器JDJ-1010/0.1kV電壓互感器JDZJ-10電流互感器LQJ-1010Kv100/5A31.8KA81避雷器FS4-1010kV戶 外 式 高 壓隔離開關GW4-15G/20012kV400A25KA500表中所選一次設備均滿足要求。二、低壓側一次設備的選擇與校驗同樣，做出380V側一次設備的選擇校驗，如圖所示，所選數據均滿足要求。表6.2 380V側一次設備的選擇校驗選擇校驗項目電 壓電 流斷 流能 力動 穩(wěn)定 度熱 穩(wěn)定 度其 他裝置地點條件參數數據3801350.521.339.2310一次設備型號規(guī)格額定參數低壓斷路器DW15-1500/3D380V1500A40kV低壓斷路器DZ20-800380V630A30kA低壓斷路器DZ20-200380V200A25kA低壓刀開關HD13-1500/30380V1500A電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A電流互感器LMZ1-0.5500V100/5160/5表中所選一次設備均滿足要求。三、高低壓母線的選擇 查表得到10kv母線選LMY-3（40*4mm），即母線尺寸為40mm*4mm,380V母線選LMY-3（120*10）+80*6，即母線尺寸為120mm*10mm，而中性母線尺寸為80mm*6mm。7 變電所進出線的選擇與校驗7.1 10kv高壓進線和引入電纜的選擇7.1.1 10kv高壓進線的選擇校驗 采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設，接往10kv公用干線。a） 按發(fā)熱條件選擇 由I30=Int=57.7A及室外環(huán)境溫度35，查表得，初選LGJ-35，其35時的，滿足發(fā)熱條件。b） 校驗機械強度 查表得，最小允許截面積AMIN=25mm2而LGJ-35滿足要求，故選它。由于此線路很短，故不需要檢驗電壓損耗。7.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗 采用JL22-10000型交聯(lián)聚乙烯的鋁芯電纜之間埋地敷設。1）按發(fā)熱條件選擇 由及土壤溫度24,查表得，初選纜芯截面為的交聯(lián)電纜，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗短路熱穩(wěn)定 按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面式中C值由表5-13差得；按終端變電所保護動作時間0.5s，加斷路器斷路時間0.2s，再加0.05s計，故。因此JL22-10000-3*25電纜滿足要求。7.2 380V低壓出線的選擇7.2.1 鑄造車間 饋電給1號廠房（鑄造車間）的線路 采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設。1）按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m土壤溫度，查表知，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗電壓損耗 由圖11一2所示工廠平面圖量得變電所至1號廠房距離約為90m，而由表查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計），又1號廠房的P30=138.56kvar，Q30=155.84kvar，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。3) 短路熱穩(wěn)定度校驗 按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面由于前面按發(fā)熱條件所選的纜心截面大于，滿足短路熱穩(wěn)定要求，即選VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇。7.2.2 倉庫饋電給2號廠房的線路采用VLV22-1000-3240+1120型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(方法同上，略)。7.2.3 熱處理車間饋電給3號廠房的線路采用VLV22-1000-3240+1120型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(方法同上，略)。7.2.4電鍍車間饋電給4號廠房的線路采用VLV22-1000-3240+1120型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(方法同上，略)。7.2.5鍛壓車間饋電給5號廠房的線路，由于鍛壓車間就在變電所旁邊，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設。7.2.6工具車間饋電給6號廠房的線路采用VLV22-1000-3240+1120型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(方法同上，略)。7.2.7金工車間饋電給7號廠房的線路采用VLV22-1000-3240+1120型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(方法同上，略)。7.2.8鍋爐房饋電給8號廠房的線路采用VLV22-1000-3240+1120型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(方法同上，略)。7.2.9裝備車間饋電給9號廠房的線路采用VLV22-1000-3240+1120型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(方法同上，略)。7.2.10機修車間饋電給10號廠房的線路采用VLV22-1000-3240+1120型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(方法同上，略)。7.2.11生活區(qū)饋電給生活區(qū)的線路 采用BLX-1000型鋁芯橡皮絕緣線架空敷設。1）按發(fā)熱條件選擇 由于I30=583.48A及室外環(huán)境溫度為35C，查表8-40，初選,其35C時的，滿足發(fā)熱條件。2）校驗機械強度 查表8-35，最小允許截面積，因此滿足機械強度要求。 3）校驗電壓損耗 由圖3.1所示工廠平面圖量得變電所至生活區(qū)負荷中心距離約86m，而由表8-36查得其阻抗與近似等值的LJ-240的阻抗,，又生活區(qū)P30=352.8，Q30=151.7kvar，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。7.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的選擇校驗 采用YJL22-10000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設，與相距約2km的臨近單位變配電所的10KV母線相連。7.3.1 按發(fā)熱條件選擇 工廠二級負荷容量共432.77kvar，I30=24.99A,最熱月土壤平均溫度為24，查表得初選纜心截面為25mm2的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁心電纜，其Ial=90AI30,滿足發(fā)熱條件。7.3.2 檢驗電壓損耗 由表可查得纜心為25 mm2的鋁心電纜的R0=1.54/km,X0=0.12/km（纜心溫度按80計），而二級負荷的P30=432.77kW，Q30=337.8Kvar,線路長度按2km計，因此：U=88.64VU=0.88Ual=5由此可見滿足允許電壓損耗5的要求。 7.3.3短路熱穩(wěn)定校驗 按本變電所高壓側短路電流校驗，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗，可知纜芯25mm的交聯(lián)電纜是滿足熱穩(wěn)定要求的。而臨近單位10kv的短路數據不知，因此該連路線的短路熱穩(wěn)定校驗計算無法進行只有暫缺。 以上所選變電所進出線和聯(lián)絡線的導線和電纜型號規(guī)格如表7-1所示。 變電所進出線和聯(lián)絡線的型號規(guī)格線路名稱導線或電纜的型號規(guī)格10KV電源引線LGJ-35鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜YJL22-10000-325交聯(lián)電纜（直埋）380V低壓出線至1廠房VLV22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至2號廠房VLV22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至3號廠房VLV22-1000-1120鋁芯線5根穿內徑25 mm2硬塑管至4號廠房VLV22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至5號廠房VLV22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至6號廠房VLV22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至7號廠房VLV22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至8號廠房VLV22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至9號廠房VLV22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至10號廠房VLV22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至生活區(qū)四回路，每回路3BLX-1000-1120+1BLX-1000-175橡皮線（三相四線架空線）與鄰近單位10KV聯(lián)絡線YJL22-10000-316交聯(lián)電纜（直埋）8 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定8.1 變電所二次回路的選擇8.1.1 高壓斷路器的操動機構控制與信號回路 斷路器采用彈簧儲能操作機構，可實現(xiàn)一次合閘。8.1.2變電所的電能計量回路 變電所高壓側裝設專用計量柜，其上裝設三項有功電能表和無功電能表，分別計量全廠消耗的有功電能和無功電能，并據以計算每月工廠的平均功率因數，計量柜由有關供電部門加封和管理。8.1.3變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路 變電所高壓側裝有電壓互感器-避雷器柜，其中電壓互感器為3個JDZJ-10型，組成Y0/Y0/(開口三角)的接線，用以實現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)察。作為備用電源的高壓聯(lián)絡線上，裝有三相有功電能表、三相無功電能表和電流表，高壓進線上也裝有電流表。低壓側的動力出線上，均裝有有功電能表和無功電能表，低壓照明線路上裝有三相四線有功電能表。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝有無功電能表。每一回路均裝有電流表。低壓母線裝有電壓表。儀表的準確度等級按規(guī)范要求。8.2變電所繼電保護裝置8.2.1主變壓器的繼電保護裝置 （1）裝設瓦斯保護 當變壓器油箱內故障產生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當產生大量瓦斯時，應動作于高壓側斷路器。(2）裝設反時限過電流保護。采用GL-15型感應式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。8.2.2 過電流保護動作電流的整定。利用式ILmax=2I1NT=115A，Krel=1.3,Kw=1,Kre=0.8,Ki=100/5=20,因此動作電流為：Iop=9.3A整定為10A。（注意：Iop為整數，且不能大于10A）8.2.3 過電流保護動作時間的整定：因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護的動作時間（10倍動作電流動作時間）可整定為最短的0.5S。8.2.4 過電流保護靈敏系數的檢驗：利用式Ik.min=I(2)k-2/KT=0.64kA,Iop.1=IopKi/Kw=10A20/1=200A,因此其保護靈敏系數為：Sp =682/200=3.411.5滿足靈敏系數1.5的要求。8.3裝設電流速斷保護8.3.1速斷電流的整定：利用式（Ik.max= I(3)k-2=19.7kA,Krel=1.4, Kw=1, Ki=100/5=20, KT=10kV/0.4kV=25,因此速斷電流為：Iqb=53A速斷電流倍數整定為：Kqb= Iqb/ Iop=55A/10A=5.4(注意：Kqb可不為整數，但必須在28之間。)8.3.2 電流速斷保護靈敏系數的檢驗：利用式Sp=1.551.5按GB5006292規(guī)定，電流保護（含電流速斷保護）的最小靈敏系數為1.5，因此這里裝設的電流速斷保護的靈敏系數是達到要求的。8.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的繼電保護裝置8.4.1 裝設反時限過電流保護 亦采用GL15型感應式過電流繼電器，兩相兩繼電器式結線，去分流體跳閘的操作方式。1） 過電流保護動作電流的整定。IL。max=2I30，Krel=1.3，Kw=1，Kre=0.8，Ki=50/5=10，因此動作電流為：Iop=6.3A整定為7A。2）過電流保護動作時間的整定。按終端保護考慮，動作時間的整定為0.5S。3）過電流保護靈敏系數。因無鄰近單位變電所10kV母線經聯(lián)絡線至本廠變電所低壓母線的短路數據，無法檢驗靈敏系數。8.4.2裝設電流速斷保護 亦利用GL15的速斷裝置。但因無臨近單位變電所聯(lián)絡線到本場的變電所低壓母線的短路數據，無法檢驗靈敏度系數。8.4.3變電所低壓側的保護裝置a）低壓總開關采用DW15-1500/3型低壓斷路器，三項均裝設過流脫扣器，既可保護低壓側的相間短路和過負荷，而且可保護低壓側單相接地短路，脫扣器動作電流的整定可參看參考文獻和其他有關手冊。b）低壓側所有出線上均采用DZ20型低壓斷路器控制，瞬間脫扣器可實現(xiàn)對線路的短路故障的保護。9 降壓變電所防雷與接地裝置的設計9.1變電所的防雷設計9.1.1直擊雷保護 在變電所屋頂裝設避雷針和避雷帶，并引進出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外和有露天配電裝置時，則應在配電所外面的適當位置裝設獨立避雷針（器），裝設高度應使其防雷保護范圍保衛(wèi)整個變電所。如果變電所在其他建筑物的直擊雷防護范圍內時，則可不另設獨立的避雷針。按規(guī)定，獨立的避雷針的接地裝置接地電阻RE10歐（表9-6），通常采用3-6根長2.5米的鋼管，再裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離5m，打入地下，管頂距地面0.6m，接地管間用40mm*4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用25mm*4m的鍍鋅扁鋼，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎內的鋼筋相焊接，上與避雷針相連接。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅扁