優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計精品某電機制造總廠降壓變電所的電氣設(shè)計

1、電氣工程課程設(shè)計報告 題 目某電機制造總廠降壓變電所的電氣設(shè)計姓 名學(xué) 號班 級電氣工程及其自動化0804指導(dǎo)老師完成日期2011/2/10前言 供配電技術(shù)，就是研究電力的供應(yīng)及分配的問題。電力，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、民用住宅、及企事業(yè)單位的主要能源和動力，是現(xiàn)代文明的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。沒有電力，就沒有國民經(jīng)濟的現(xiàn)代化。現(xiàn)代社會的信息化和網(wǎng)絡(luò)化，都是建立在電氣化的基礎(chǔ)之上的。因此，電力供應(yīng)如果突然中斷，則將對這些用電部門造成嚴重的和深遠的影響。 所以，作好供配電工作，對于保證正常的工作、學(xué)習(xí)、生活將有十分重要的意義。供配電工作要很好的為用電部門及整個國民經(jīng)濟服務(wù)，必須達到以下的基本要求：（1）安全在電力

2、的供應(yīng)、分配及使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2）可靠應(yīng)滿足電力用戶對供電可靠性和連續(xù)性的要求。（3 優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電力用戶對電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量的要求。（4）經(jīng)濟應(yīng)使供配電系統(tǒng)投資少，運行費用低，并盡可能的節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。 另外，在供配電工作中，還應(yīng)合理的處理局部和全局，當前與長遠的關(guān)系，即要照顧局部和當前利益，又要有全局觀點，能照顧大局，適應(yīng)發(fā)展。 本次課程設(shè)計的題目是：某電機制造總廠降壓變電所的電氣設(shè)計；內(nèi)容主要有：工廠負荷計算和無功功率計算及補償；變電所型式及位置的選擇；變電所主變壓器及主接線方案的選擇；短路電流計算；變電所一次設(shè)備的選擇與校驗；變電所高壓進線和引入電纜的選

3、擇；以及變電所二次回路方案的選擇和變電所繼電保護，防雷保護。 由于電氣設(shè)備種類繁多，以及手頭資料的限制，所以我并不能保證所選設(shè)備為最合適。本次設(shè)計尚有不完整的地方，請指導(dǎo)老師批評指正。目錄前言1第一部分 設(shè)計任務(wù)書4（一）設(shè)計題目4（二）設(shè)計要求4（三）設(shè)計依據(jù)41工廠總平面圖42.工廠負荷情況53供電電源情況54氣象資料5第二部分：設(shè)計說明書6（一）負荷計算和無功功率計算6（二）無功功率補償8第三部分 變電所位置與型式的選擇10第四部分 變電所主變壓器及主接線方案的選擇111.變電所主變壓器的選擇112主接線方案的設(shè)計12（1）變配電所主接線的選擇原則12（2）變電所主接線方案的選擇13第五

4、部分 短路電流計算151. 計算電路152. 短路計算基準值153. 計算系統(tǒng)各元件阻抗標幺值，繪制等效電路圖：154求電源點至短路點的總阻抗及短路電流、容量。16第六部分 變電所一次設(shè)備的選擇校驗171. 一次設(shè)備的選擇校驗原則172.變電所一次設(shè)備的選擇校驗表18第七部分 變電所進出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇201 .10kv高壓進線和引入電纜的選擇20(1) 10kv高壓進線的選擇校驗20(2) 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗202. 380v低壓出線的選擇21(1)成品試驗站21(2)電機制造分廠22(3)芯片制造分廠22(4)特種電機分廠22(5)鑄造分廠22(6)鍛造分廠

5、22(7)原材料分廠22(8)機加工分廠22(9)線圈制造廠23(10)鍋爐房23(11) 生活區(qū)233. 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗23(1)按發(fā)熱條件選擇23(2)校驗電壓損耗24(3)短路熱穩(wěn)定校驗24第八部分 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定251.變電所二次回路方案的選擇252. 變電所的保護裝置253.裝設(shè)電流速斷保護264.作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置26第九部分 降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計271變電所的防雷保護272. 變電所公共接地裝置的設(shè)計28第十部分 課程設(shè)計心得體會29第十一部分 參考資料30第十二部分 附圖30第一部分 設(shè)計任務(wù)書（一）設(shè)

6、計題目某電機制造總廠降壓變電所的電氣設(shè)計（二）設(shè)計要求要根據(jù)本廠所能取得的電源及用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠的發(fā)展，按照安全可靠，技術(shù)先進，經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置與形式，確定主變壓器的臺數(shù)和分變壓器的臺數(shù)，容量及類型。選擇變電所主要接線方案及高低壓設(shè)備進、出線。確定二次回路方案，選擇整定繼電器保護裝置，確定防雷和接地保護裝置，（橫線部分內(nèi)容本次課程設(shè)計不作具體要求）最后按要求寫出設(shè)計說明書，繪制設(shè)計圖樣。（三）設(shè)計依據(jù)1工廠總平面圖2.工廠負荷情況本廠多數(shù)分廠為兩班制，年最大負荷小時數(shù)為6800小時，日最大負荷持續(xù)時間為8小時。除特種電機分廠、成品試驗站為一級負荷，鑄造分廠、

7、鍋爐房為二級負荷外，其余為三級負荷。本總廠的負荷統(tǒng)計資料如表0所示。 表0 工廠負荷統(tǒng)計資料廠方編號廠方名稱負荷類別設(shè)備容量(kw)額定電壓(kv)功率因素costan需要系數(shù)kd1成品試驗站動力1，50002，20001，102，0.380.820.871.370.50.6照明6120.381.000.70.92電機制造分廠動力60.380.60.681.170.180.25照明6121.000.70.93新品制造分廠動力10000.380.60.71.160.20.3照明5101.000.70.94特種電機分廠動力7000.380.650.721.230.650.7照明5101.000.7

8、0.95鑄造分廠動力1700.380.60.71.020.50.6照明6121.000.70.96鍛造分廠動力3800.380.620.681.170.30.35照明5101.000.70.97原材料分廠動力1500.380.630.721.170.30.36照明481.000.70.98機加工分廠動力5000.380.60.651.120.220.32照明5101.000.70.99線圈制造分廠動力 3200.380.60.71.170.20.3照明6121.000.70.910鍋爐房動力1200.380.80.91.050.60.8照明351.000.70.911生活區(qū)照明6000.380

9、.91.00.50.70.83供電電源情況按照該總廠與當?shù)毓╇姴块T鑒定的供電用電協(xié)議規(guī)定，該廠可以離廠5000米和8000米（0.4/km）兩處的35kv的公用電源干線上取得工作電源。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器的斷流容量為800mva。該干線的走向見廠平面圖。4氣象資料最熱月平均最高溫度為35，平均溫度為18，最高月平均土壤溫度為30。第二部分：設(shè)計說明書（一）負荷計算和無功功率計算1單組用電設(shè)備計算負荷的計算公式a) 有功計算負荷(單位為kw)=，為需要系數(shù)b) 無功計算負荷(單位為kva)=tanc）視在計算負荷(單位為kva)d計算電流，為用電設(shè)備的額定電壓。2多組用電設(shè)備計算負荷的計算

10、公式a)有功計算負荷(單位為kw)式中是所有設(shè)備組有功計算負荷之和，是有功負荷同時系數(shù)，可?。?.85-0.95）b）計算無功負荷(單位為kvar),其中：是所有設(shè)備無功之和；是無功負荷同時系數(shù)，可取0.90.97c）視在計算負荷（單位kva） d）計算電流（單位a） 經(jīng)過計算，得到各廠房和生活區(qū)的負荷計算表，如下圖所示（額定電壓取380v）表1 某電機制造總廠負荷計算表廠方編號廠方名稱負荷類別設(shè)備容量pe(kw)功率因素costan需要系數(shù)kd計算負荷 (kva)(kva)s30(kva)(a)1成品試驗站動力1，50002，20000.601.370.6300012004110164450

11、8820352933091照明101.000.880812小計2電機制造分廠動力6000.651.170.2120140.4185281照明101.000.880812小計610128140.41932933新品制造分廠動力10000.651.160.25250290385584照明81.000.86.406.49.7小計10082572903915944特種電機分廠動力7000.631.230.68476585.57561148照明81.000.86.406.49.7小計708582585.576211585鑄造分廠動力1700.71.020.5593.595.4134204照明101.00

12、0.880812小計18010295.41422166鍛造分廠動力3800.651.170.35133155.6205311照明81.000.86.406.49.7小計388140155.63013217原材料分廠動力1500.651.170.3552.561.481123照明61.000.84.804.87.3小計15657.561.4861308機加工分廠動力5000.661.120.25125140190289照明81.000.86.406.49.7小計5081311401963009線圈制造分廠動力3200.651.170.258093.6123187照明101.000.880812小

13、計3308893.613119910鍋爐房動力1200.691.050.78488.2122185照明41.000.83.203.24.9小計1248788.212519011生活區(qū)照明6000.90.50.75450225500760總計（380v側(cè)）動力594033313519照明682計入：=0.9 =0.90.682908316742996532備注：該電機制造總廠設(shè)備負荷很大，類型繁多，而供電線路又為35kv，廠內(nèi)電壓等級分別為10kv與0.38kv，因此變電所需進行兩次降壓變換。由35kv降至10kv，成品試驗站一部分從此取得電源，此外10kv繼續(xù)降至0.38kv，供其他分廠取得電

14、源。（二）無功功率補償 無功功率的人工補償裝置主要有同步補償器和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴容方便等優(yōu)點，因并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。由負荷計算表1.1知，該廠380v側(cè)最大負荷時功率因數(shù)只有0.68。而供電部門要求該廠10kv進側(cè)最大負荷時功率因數(shù)不小于0.92，二次側(cè)大于0.86，因此現(xiàn)有情況明顯不符合要求。考慮主變壓器無功損耗遠大于有功損耗，因此0.38kv側(cè)最大負荷時功率因數(shù)因稍大于0.86。由前面?zhèn)渥⑺?，變電所需進行兩次降壓變換，因此無功補償也較繁瑣?？梢匀?.95來計算補償容量：1.第一次無功功率補償：=pc(2)

15、tan(arccos0.68)-tan(arccos0.86)=1442(kvar)s30=3381 =0.86考慮到各種損耗，取qb應(yīng)稍大于1442kvar參照圖1.1，選pgj1型低壓自動補償評屏，并聯(lián)電容器為bw0.4-14-3型，采用其方案2（主屏）1臺和方案3（輔屏）12臺相結(jié)合，總共容量為112kvar13=1456kvar。補償前后，變壓器的低壓側(cè)的有功計算負荷基本不變，而無功計算負荷減小。視在功率變3381kva，計算電流=4736a，功率因數(shù)提高。因此無功補償后，工廠0.38kv側(cè)和對應(yīng)10kv側(cè)的計算負荷如表1.2所示。表1.2第一次無功功率補償后工廠的計算負荷項目計算負荷

16、/kw/kvar/kva/a0.38kv補償前負荷0.6829083167429965320.38kv無功補償容量-14560.38kv補償后容量0.862908171133745126主變壓器功率損耗0.015=510.06=103對應(yīng)10kv側(cè)負荷計算0.8522959181434712002第二次無功功率補償：=pc(2)tan(arccos0.703)-tan(arccos0.92)=3498(kvar)s30=6477 =0.92參照圖1.1，選pgj1型低壓自動補償評屏，并聯(lián)電容器為bw0.4-14-3型，采用其方案2（主屏）1臺和方案3（輔屏）30臺相結(jié)合，總共容量為112kva

17、r31=3472kvar（近似完成了補償任務(wù)）。補償前后，變壓器的低壓側(cè)的有功計算負荷基本不變，而無功計算負荷減小。視在功率變6447kva，計算電流=372a，功率因數(shù)提高。在無功補償前，功率因數(shù)為0.703，無功補償后近似為0.92。與此同時計算電流也減小了，則供電系統(tǒng)中各元件的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補償?shù)慕?jīng)濟效益十分可觀。因此第二次無功補償后，工廠10kv側(cè)和35kv側(cè)的計算負荷如表1.2所示。圖1.1 pgj型無功功率自然補償屏接線方案表1.3第二次無功功率補償后工廠的計算負荷項目計算負荷/kw/kvar/kva/a10kv補償前總負荷0.685959（3000+2959）603

18、7（1927+4110）848249010kv側(cè)總無功補償容量-349810kv側(cè)補償后總?cè)萘?.92595925396477374主變壓器功率損耗0.015=890.06=152對應(yīng)35kv側(cè)負荷計算0.914604826916620109第三部分 變電所位置與型式的選擇變電所的位置應(yīng)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。在工廠總平面圖的下邊和左側(cè)，分別作一直角坐標的軸和軸，然后測出各車間（建筑）和宿舍區(qū)負荷點的坐標位置，、分別代表廠房1、2、3.10號的功率，有所給總廠平面圖近似測定各分廠負荷點坐標如下（2.5，9）、（2.5，5.5）、（6.5，9）、（6.5，5.

19、5）、（6.5，2）、（11，11.5）、（11，9）、（11，6.5）、（11，4）、（15.5，9），并設(shè)（1，1）為生活區(qū)的中心負荷，如圖3-1所示。而工廠的負荷中心假設(shè)在p(,),其中p=+=。因此仿照力學(xué)中計算中心的力矩方程，可得負荷中心的坐標： （3-1） （3-2）把各車間的坐標代入（3-1）、（3-2），得到=3.686，=7.717 ，因此近似取點（3.7,7.7）。由計算結(jié)果可知，工廠的負荷中心在1號廠房（成品試驗站）的東北角?？紤]到周圍環(huán)境及進出線方便，決定在1號廠房的東側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，器型式為附設(shè)式。坐標位置如下圖所示： y x圖 按功率矩法確定負荷中心第四部

20、分 變電所主變壓器及主接線方案的選擇1.變電所主變壓器的選擇易知，為本電機制造總廠所設(shè)計的為35kv/10kv，10kv/380v總降壓變電所，其中，35kv/10kv: smax=6620kva, 10kv/380v: smax=3471kva,根據(jù)工廠負荷情況及電源情況，以及從可靠性的計算結(jié)果表明，總降壓變電所中采取35kv/10kv側(cè)設(shè)置一臺變壓器，10kv/380v側(cè)設(shè)置兩臺變壓器并采用暗備用的備用方式（每臺變壓器都按最大負荷的70%選擇，正常情況下兩臺變壓器都參加工作，這時每臺變壓器均承擔(dān)50%最大負荷，變壓器在正常工作情況下的負荷率50%/70%=70%,完全滿足經(jīng)濟工作的要求。在

21、故障情況下，由于x=6620 kva，即選一臺sz11-7000kva/35kv型配電變壓器。至于工廠二級負荷的備用電源，考慮由鄰近單位相鄰的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。b）兩臺變壓器容量根據(jù)以下兩式來確定：備注 ：(2)式表明每臺主變壓器容量不應(yīng)小于全部一、二級負荷的計算負荷之和 即：因此選兩臺sl-3000kva/10kv型配電變壓器。工廠二級負荷的備用電源考慮由鄰近單位相鄰的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為yyn0。選擇變壓器后，總簡化供電線路如下：2主接線方案的設(shè)計（1）變配電所主接線的選擇原則（1）當滿足運行要求時，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。（2）當供電電源只有一條線路，變電所

22、裝設(shè)單臺變壓器時，宜采用線路變壓器組接線。（3）當變電所有兩臺變壓器同時運行是，二次側(cè)應(yīng)采用由斷路器分段的單母線接線。分段熔斷器除具有分段隔離開關(guān)的作用外，與繼電保護配合，還能切斷負荷電流，故障電流以及實現(xiàn)自動分合閘。另外，檢修故障段母線時，可直接操作分段斷路器分段隔離開關(guān)，而且不引起正常段停電，保證其繼續(xù)正常運行。（4）變電所的接線應(yīng)從安全，可靠，靈活，經(jīng)濟出發(fā)。（5）為了限制配出線短路電流，即有多臺主變壓器同時運行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運行。（6）接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。（7）當?shù)蛪耗妇€為雙電源，且變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和

23、母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時，在總開關(guān)的出線側(cè)及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離開關(guān)。（8）變壓器低壓側(cè)為0.4kv的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。當有繼電保護或則自動切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓熔斷器。（9）由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出現(xiàn)觸，宜裝設(shè)供計費用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計量柜）（10）610kv固定式配電裝置出線側(cè)，在架空線路或則有反饋可能的電纜出線回路，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。（11）采用610kv熔斷器負荷開關(guān)固定式配電裝置時，應(yīng)該在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。（2）變電所主接線方案的選擇方案一：高，低壓側(cè)均采用單母線分段。優(yōu)點：用斷路器把母

24、線分段后，對重要用戶可以從不同母線引出兩個回路，用兩個電路供電；當一段母線故障時，分段斷路器自動切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶斷電。缺點：當一段母線或母線隔離開關(guān)檢修時該母線各處均需停電；當出線為雙回路時架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時須向兩個方向均衡擴建。方案二：單母線分段帶旁路。優(yōu)點：具有單母線分段全部優(yōu)點，在檢修斷路器是不會中斷對用戶供電。缺點：常用于大型電廠和變電樞紐，投資高。方案三:高壓側(cè)采用單母線，低壓側(cè)采用單母線分段。優(yōu)點：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對整個變電所的供電。缺點：在高壓母線或電源進線端進行檢修或發(fā)生故障時，整個變電所仍需

25、停電。以上三種方案均能滿足主接線要求，采用方案三時雖經(jīng)濟最佳，但是其可靠性相比其他兩方案差；采用方案二所需的斷路器數(shù)量多，接線復(fù)雜，其經(jīng)濟性能差；采用方案一既能滿足符合供電要求又較經(jīng)濟，故本次設(shè)計選用方案一。根據(jù)主接線方案，近似畫出主接線簡圖如下： 圖四降壓變電所主電氣接線簡圖第五部分 短路電流計算1. 計算電路2. 短路計算基準值設(shè)基準容量為=100mva，基準電壓。即高壓側(cè)為=37kv，低壓側(cè)為=10.5kv以及=0.4kv。則：3. 計算系統(tǒng)各元件阻抗標幺值，繪制等效電路圖：1.電力系統(tǒng)：斷路器短路容量為800mva，則：=100mva/800mva=0.125 2.架空線路：查表，lg

26、j-185的線路阻抗為0.33，則 3.電力變壓器：又由35kv/10kv變壓器短路電壓百分值，則：而10kv/0.38kv變壓器短路電壓百分值，則： 因此，等效電路如下：4求電源點至短路點的總阻抗及短路電流、容量。1）點: 則其對應(yīng)的三相短路電流周期分量有效值： 從而: 又由于是高壓系統(tǒng)，則=1.8沖擊電流：所以短路沖擊電流的有效值為： 或者： 三相短路容量： 同理計算的、點結(jié)果如下所示：短路點三相短路電流/ka三相短路容量/kva1.2460.8034.4179.9385.89480.32.2460.44564.140118.0269.7544.5注：屬于高壓系統(tǒng)，因此=1.8，屬于低壓系

27、統(tǒng)，因此=1.3。第六部分 變電所一次設(shè)備的選擇校驗1. 一次設(shè)備的選擇校驗原則（1）按工作電壓選則 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即。而高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。查表知: =10kv， =11.5kv，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kv，穿墻套管額定電壓=11.5kv，熔斷器額定電壓=12kv。（2）按工作電流選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計算電流，即（3）按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對分斷短路電流的設(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分斷的最大短路有效值或短路容量，即或?qū)τ诜謹嘭摵稍O(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負荷電流。

28、(4 ) 隔離開關(guān)、負荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗a)動穩(wěn)定校驗條件或、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗條件 2.變電所一次設(shè)備的選擇校驗表（1）.35kv側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 表6-1 35kv一次側(cè)設(shè)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)定度其它裝置地點條件參數(shù)(kv)(a)(ka)（ka）數(shù)據(jù)35kv109a6.3416.17ka一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓斷路器sw3-3535kv630a6.617ka高壓隔離開關(guān)gw4-40.535kv6304000a-50125 ka高壓熔斷器rn1-3535 kv

29、40a50 ka-電流互感器lcz-3535kv201000a-=84.8 ka=676二次負荷2 避雷針fs4-3535kv-易知，對于上面的分析，如表6-1所選一次設(shè)備均滿足要求。（2）10kv側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 表6-2 10 kv一次側(cè)設(shè)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)定度其它裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kv346.2a4.417ka9.938ka一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓斷路器sn10-10i/63010kv630ka16ka40 ka高壓隔離開關(guān)gn19-10/40010kv400a-31.5 ka高壓熔斷器rn2-1010kv0.5a50 ka-電壓互感器jd

30、z-1010/0.1kv-聯(lián)結(jié)組i/i-12電壓互感器jdzj-10-電流互感器lqj-1010kv400/5a-=90.5 ka=900二次負荷0.6避雷針fs4-1010kv-易知，對于上面的分析，如表6-2所選一次設(shè)備均滿足要求。（3）380v側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗同樣，做出380v側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗，如表6-3所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。 表6-3 380v一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點條件參數(shù)-數(shù)據(jù)380v總5126a64.14ka118ka-一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)-低壓斷路器dw15-5500380v5500a80ka-低壓斷路器dw1

31、6-4000380v4000a（小于）80ka-低壓斷路器dwx15-600380v600a（小于）70ka(一般)-低壓刀開關(guān)hd13-1500/30380v1500a-電流互感器lmzj1-0.5500v3000/5a-電流互感器lmz1-0.5500v100/5a160/5a-3. 高低壓母線的選擇查工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表5-28得到，10kv母線選lmy-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm;380v母線選lmy-3們2（12010）+8010，即相母線尺寸為2120mm10mm，而中性線母線尺寸為80mm10mm。第七部分 變電所進出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇1 .10kv高壓進線

32、和引入電纜的選擇(1) 10kv高壓進線的選擇校驗采用lgj型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kv公用干線。a).按發(fā)熱條件選擇由=374 a及室外環(huán)境溫度33，查工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表8-36得，初選lgj-150,其35c時的=391a,滿足發(fā)熱條件。b).校驗機械強度查工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表8-34得，鋁及鋁合金線10kv時，最小允許截面積=35，而lgj-150滿足要求，故選它。由于此線路很短，故不需要校驗電壓損耗。(2)由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗 采用yjl22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜之間埋地敷設(shè)。a)按發(fā)熱條件選擇由=374a及土壤環(huán)境25，查工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表8

33、-44得，初選纜線芯截面為500的交聯(lián)電纜，其=428a,滿足發(fā)熱條件。b)校驗短路熱穩(wěn)定按式式中：a-母線截面積，單位為；-滿足熱路穩(wěn)定條件的最大截面積，單位為；c為材料熱穩(wěn)定系數(shù)；為母線通過的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為a；短路發(fā)熱假想時間，單位為s。本電纜線中=4.417 ka，=0.5+0.2+0.05=0.75s，終端變電所保護動作時間為0.5s，斷路器斷路時間為0.2s，c=77，把這些數(shù)據(jù)代入公式中得，滿足發(fā)熱條件。 b） 校驗電壓損耗由圖1.1所示的工廠平面圖量得變電所至1號廠房距離約為288m，而查工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表8-42得到120的鋁芯電纜的=0.31 （按纜芯工作溫度75計

34、），=0.07，又1號廠房的=94kw, =91.8 kvar，故線路電壓損耗為=5%。c）短路熱穩(wěn)定度校驗不滿足短熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為240的電纜，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，下同。(2)電機制造分廠饋電給2號廠房（鍛壓車間）的線路，亦采用vlv22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。(3)芯片制造分廠饋電給3號廠房（熱處理車間）的線路，亦采用vlv22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。(4)特種電機分廠饋

35、電給4號廠房（電鍍車間）的線路，亦采用vlv22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。(5)鑄造分廠饋電給5號廠房的線路 亦采用vlv22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。(6)鍛造分廠饋電給6號廠房（工具車間）的線路 亦采用vlv22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。(7)原材料分廠饋電給7號廠房（金工車間）的線路 亦采用vlv22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。(8)機加工分廠饋電給8號

36、廠房（鍋爐房）的線路 亦采用vlv22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。(9)線圈制造廠饋電給9號廠房（裝配車間）的線路 亦采用vlv22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。(10)鍋爐房饋電給10號廠房（機修車間）的線路 亦采用vlv22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。(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(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇 由i30=760a及室外環(huán)境溫度（年最熱月平均氣溫）33，初選blx-1

37、000-1300，其33時ial800ai30,滿足發(fā)熱條件。2）效驗機械強度 查表可得，最小允許截面積amin=10mm2，因此blx-1000-1300滿足機械強度要求。3）校驗電壓損耗 查工廠平面圖可得變電所至生活區(qū)的負荷中心距離600m左右，而查工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表8-36得其阻抗值與blx-1000-1300近似等值的lj-300的阻抗=0.14，=0.30（按線間幾何均距0.8m），又生活區(qū)的=450kw，=225kvar，因此=5%不滿足滿足允許電壓損耗要求。為確保生活用電（照明，家電）的電壓質(zhì)量，因此決定采用四回blx-1000-1120的三相架空線路對生活區(qū)供電。pen線均采用

38、blx-1000-175橡皮絕緣線。重新校驗電壓損耗，完全合格。3. 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗采用yjl2210000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁心電纜，直接埋地敖設(shè)，與相距約2km的鄰近單位變配電所的10kv母線相連。(1)按發(fā)熱條件選擇 工廠二級負荷容量共267kva(鑄造分廠142kva+鍋爐房125kva)，最熱月土壤平均溫度為25。查表工廠供電設(shè)計指導(dǎo)8-43，初選纜心截面為16的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁心電纜，其滿足要求。(2)校驗電壓損耗 由表工廠供電設(shè)計指導(dǎo)8-41：可查得纜芯為16的鋁 （纜芯溫度按80計），而二級負荷的,，線路長度按2km計，因此 由此可見滿足要求電壓損耗5%

39、的要求。(3)短路熱穩(wěn)定校驗 按本變電所高壓側(cè)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16的交聯(lián)電纜是滿足熱穩(wěn)定要求的。而鄰近單位10kv的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)路線的短路熱穩(wěn)定校驗計算無法進行，只有暫缺。 綜合以上所選變電所進出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格如表 7-1所示。表7-1 進出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格線 路 名 稱導(dǎo)線或電纜的型號規(guī)格10kv電源進線lgj-150鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜yjl22100003500交聯(lián)電纜（直埋）380v低壓出線至1號廠房vlv22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜5根至2號廠房vlv2210003240+1120四芯

40、塑料電纜（直埋）至3號廠房vlv2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至4號廠房vlv2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至5號廠房vlv2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至6號廠房vlv2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至7號廠房vlv2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至8號廠房vlv2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至9號廠房vlv2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至10號廠房vlv2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至生活區(qū)四回路，每回路3blx-1000-1120+1

41、blx-1000-175橡皮線（三相四線架空線）與臨近單位10kv聯(lián)絡(luò)線yjl2210000316交聯(lián)電纜（直埋）第八部分 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定1.變電所二次回路方案的選擇 a)高壓斷路器的操作機構(gòu)控制與信號回路 斷路器采用彈簧儲能操作機構(gòu)，其控制與信號回路如工廠供電設(shè)計指導(dǎo)圖6-13所示。 b)變電所的電能計量回路變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計量柜，其上裝有三相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，并以計算每月工廠的平均功率因數(shù)。計量柜由有關(guān)供電部門加封和管理。c)變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路 變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器避雷器柜。其中電壓互感器為3個jdzj

42、10型，組成（開口三角）的接線，用以實現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)視，其接線圖見工廠供電設(shè)計指導(dǎo)圖6-8。作為備用電源的高壓聯(lián)路線上，裝有三相有功電能表和三相無功電能表、電流表，接線圖見工廠供電設(shè)計指導(dǎo)圖6-9。高壓進線上，也裝上電流表。低壓側(cè)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，裝上三相四線有功電能表。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無功電能表。每一回路均裝設(shè)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。2. 變電所的保護裝置(1)主變壓器的繼電保護裝置 a）裝設(shè)瓦斯保護。當變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當產(chǎn)生大量的瓦斯時，應(yīng)動作于跳閘。 b）裝

43、設(shè)反時限過電流保護。采用電磁式dl/11電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。(2)過電流保護動作電流的整定 其中，可靠系數(shù)，接線系數(shù)，繼電器返回系數(shù)，電流互感器的電流比=100/5=20 ，因此動作電流為： 注：電磁式dl/11電流繼電器整定電流范圍：0.0025200a，因此過電流保護動作電流整定為60a。(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倍的動作電流動作時間）可整定為最短的0.5s 。(4)過電流保護靈敏度系數(shù)的檢驗式中，=0.86664.14ka/(10kv/0.4kv)=2.22 ka，因此其靈敏度系數(shù)為：

44、 因此，滿足靈敏度系數(shù)的1.5的要求。3.裝設(shè)電流速斷保護 利用dl11的速斷裝置。(1)速斷電流的整定：利用式，其中，因此速斷保護電流為速斷電流倍數(shù)整定為(注意不為整數(shù),但必須在28之間)(2)電流速斷保護靈敏度系數(shù)的檢驗利用式，其中，因此其保護靈敏度系數(shù)為1.5從工廠供電課程設(shè)計指導(dǎo)表6-1可知，按gb5006292規(guī)定，電流保護的最小靈敏度系數(shù)為1.5，因此這里裝設(shè)的電流速斷保護的靈敏度系數(shù)是達到要求的。、4.作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置（1）裝設(shè)反時限過電流保護。亦采用dl13型電磁式電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分跳閘的操作方式。a)過電流保護動作電流的整定,利用式，其

45、中=2，又由備用電源為一二級負荷準備，所以考慮一二級負荷（），取， =1，=0.8， =50/5=10，因此動作電流為： 因此過電流保護動作電流整定為60a。b)過電流保護動作時間的整定按終端保護考慮，動作時間整定為0.5s。c)過電流保護靈敏系數(shù)因資料不全，暫缺。（2）裝設(shè)電流速斷保護采用gl15型繼電器的電流速斷裝置。但因數(shù)據(jù)資料不全，其整定計算亦暫缺。（3）變電所低壓側(cè)的保護裝置a）低壓總開關(guān)采用dw151500/3型低壓斷路器，三相均裝設(shè)過流脫鉤器，既可保護低壓側(cè)的相間短路和過負荷，而且可保護低壓側(cè)單相接地短路。脫鉤器動作電流的整定可參看參考文獻和其它有關(guān)手冊。b）低壓側(cè)所有出線上均采

46、用dz20型低壓短路器控制，其瞬間脫鉤器可實現(xiàn)對線路的短路故障的保護，限于篇幅，其整定計算亦從略。第九部分 降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計1變電所的防雷保護（1）直擊防雷保護 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，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(yīng)在變電所外面的適當位置裝設(shè)獨立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護范圍包圍整個變電所。如果變電所在其它建筑物的直擊雷防護范圍內(nèi)時，則可不另設(shè)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（表9-6）。通常采用3-6根長2.5 m的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離5 m，打入地

47、下，管頂距地面0.6 m。接地管間用40mm4mm 的鍍鋅扁鋼焊接相接。引下線用25 mm 4 mm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(chǔ)內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅扁鋼，長11.5。獨立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有3m以上的距離。（2）雷電侵入波的防護 a)在10kv電源進線的終端桿上裝設(shè)fs410型閥式避雷器。其引下線采用25 mm 4 mm的鍍鋅扁鋼，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上面與避雷器接地端螺栓連接。 b）在10kv高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有g(shù)g1a（f）54型開關(guān)柜，其中配有fs410型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來防護雷電侵入波的危害。 c）在380v低壓架空線出線桿上，裝設(shè)保護間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護沿低壓架空線侵入的雷電波。2. 變電所公共接地裝置的設(shè)計(1)接地電阻的要求按工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表9-6。此邊點所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件： 且 其中,a 因此公共接地裝置接地電