某機械加工廠配電系統(tǒng)設計講解

1、第一章 緒論第一章 緒 論工業(yè)企業(yè)供電，就是指工廠所需電能的供應和分配問題。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產的主要能源和動力。電能既易于由其他形式的能量轉換而來，又易于轉換為其他形式的能量，它的輸送和分配既簡單經濟，又便于控制、調節(jié)和測量，又利于實現(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。從而搞好工業(yè)企業(yè)供電工作對于整個工業(yè)生產發(fā)展，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化具有十分重要的意義。工廠供電設計是整個工廠設計的重要組成部分，工廠供電設計的質量影響到工廠的和生產及其發(fā)展，作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設計的有關知識，以便適應設計工作的需要。 在工廠里，電能雖然

2、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

3、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。我們這次的課程設計的題目是：某冶金機械修造廠變電所及配電系統(tǒng)設計；作為工廠

4、隨著時代的進步和推進和未來今年的發(fā)展，工廠的設施建設，特別是電力設施將提出相當大的挑戰(zhàn)。因此，我們做供配電設計的工作，要做到未雨綢繆。為未來發(fā)展提供足夠的空間。這主要變現(xiàn)在電力電壓器及一些相當重要的配電線路上，應力求在滿足現(xiàn)在需求的基礎上從大選擇，以避免一臺變壓器或一組變壓器剛服役不到幾年就因為容量問題而出現(xiàn)“光榮下崗”的情況發(fā)生。6第二章 負荷計算和無功功率補償第二章 負荷計算和無功功率補償2.1 負荷計算2.1.1負荷計算的內容和目的（1） 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

5、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。（2） 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。（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。2.1.2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

6、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）2.1.3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0.850.95b)無功計算負荷（單位為kvar）=，是所有設備無功之和；是無功負荷同時系數，可取0.90.97c)視在計算負荷（單位為kvA） =第二章 主接線設計d)計算電流（單位為A） =經過計算，得到各廠房和生活區(qū)的負荷計算表，如表2.1所示（額定電壓取380V）表2.1各廠房和生活區(qū)的負荷計算表編號名稱類別設備容量/kW需要系數costan計算負荷/kW/kvar/kVA

7、/A1鑄造車間動力30003071.029091.8照明6081004.80小計30694.891.8131.9200.52鍛壓車間動力350030651.17105123照明8071005.60小計358110.61231652517金工車間動力400020651.178093.6照明100810080小計4108893.61281946工具車間動力36003061.33108144照明7091006.30小計367114.31441842804電鍍車間動力25005080.7512593.8照明50810040小計25512993.81602443熱處理車間動力15006080.75906

8、7.5照明50810040小計1559467.51161769裝配車間動力18003071.025455.1照明6081004.80小計18658.855.180.612210機修車間動力160020651.173237.4照明4081003.20小計16435.237.451.4788鍋爐車間動力5007080.753526.3照明1081000.80小計5135.826.344.4675倉庫動力2004080.7586照明1081000.80小計218.8610.716.211生活區(qū)照明3500.70.90.48245117.6272413總計動力22191014.2856.1照明404計

9、入=0.8, =0.850.75811.4727.61089.816552.2 無功功率補償 無功功率的人工補償裝置：主要有同步補償機和并聯(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，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應用最為普遍。由表2.1可知，該廠380V側最大負荷時的功率因數只有0.75。而供電部門要求該廠10KV進線側最大負荷時功率因數不低于0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側最大負荷時功率因數應稍大于0.9，暫取0.92來計算380V側所需無功功率補償容量：=(tan - tan)=811.4tan(arccos0.

10、75) - tan(arccos0.92) = 369.93 kvar參照圖2.2，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1（主屏）1臺與方案3（輔屏）4臺相結合，總共容量為84kvar5=420kvar。補償前后，變壓器低壓側的有功計算負荷基本不變，而無功計算負荷=（727.6-420）kvar=307.6 kvar，視在功率=867.7 kVA，計算電流=1318.3 A,功率因數提高為cos=0.935。在無功補償前，該變電所主變壓器T的容量為應選為1250kVA,才能滿足負荷用電的需要；而采取無功補償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了

11、。同時由于計算電流的減少，使補償點在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應減小，因此無功補償的經濟效益十分可觀。因此無功補償后工廠380V側和10kV側的負荷計算如表2.3所示。圖2.2 PGJ1型低壓無功功率自動補償屏的接線方案表2.3無功補償后工廠的計算負荷項目cos計算負荷/KW/kvar/kVA/A380V側補償前負荷0.75811.4727.61089.81655.8380V側無功補償容量-420380V側補償后負荷0.935811.4307.6867.71318.3主變壓器功率損耗0.015=130.06=5210KV側負荷計算0.935824.4359.6899.4522.3 本章小

12、結本章介紹了負荷計算的基本概念及相關物理量。講述了用電的設備的容量的確定方法：重點講述了負荷計算的方法。討論了工廠功率損耗和電能消耗。詳細的論述了全廠用電負荷計算的步驟。并重點討論了功率因數對供配電的影響及怎樣進行無功補償。確定負荷計算的方法有多重本章介紹了需要系數法，二項式法。需要系數法適用于求多組三相用電設備的計算負荷。二項式法適用于確定設備參數而容量差別大的計算負荷。第三章 主接線設計第三章 主接線設計3.1變電所所址選擇的基本要求靠近電源，接近負荷中心，有利于提高供電電壓質量，減少輸電線路投資以減少投資和電能損耗，提高供電質量。便于各級電壓線路的出入，架空線路走廊應與所址同時選定，盡量

13、避免交叉。變電所不能被洪水淹沒，以保證正常運行。所區(qū)內不得積水，故地面應考慮一定的排水坡度。具有生產和生活用水的可靠水源?？紤]職工生活上的方便。為變電所的遠景規(guī)劃和擴建創(chuàng)造條件?？紤]電網的發(fā)展和農村用電負荷的增加，以及變電所能方便地從初期形式過渡到最終階段，使變電所在一次、二次設備裝置方面所需的改動最小。所站合一的形式便于發(fā)展成無人值班所。參照國家標準35500kV變電所設計規(guī)范執(zhí)行。 3.2 變電所主變壓器的選擇根據工廠的負荷性質和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：a)裝設一臺變壓器 型號為S9型，而容量根據式，為主變壓器容量，為總的計算負荷。選=1000 KVA=

14、899.4 KVA，即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。b)裝設兩臺變壓器 型號為S9型，而每臺變壓器容量根據式（3-1）、（3-2）選擇，即899.4 KVA=（539.64629.58）KVA（3-1）=(131.9+160+44.4) KVA=336.3 KVA（3-2）因此選兩臺S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。主變壓器的聯(lián)結組均為Yyn0 。3.3 變電所主接線方案的選擇3.3.1變配電所主結線的選擇原則（1）當滿足運行要求時，應盡量

15、少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。（2）當變電所有兩臺變壓器同時運行時，二次側應采用斷路器分段的單母線接線。（3）當供電電源只有一回線路，變電所裝設單臺變壓器時，宜采用線路變壓器組結線。（4）為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時運行的變電所，應采用變壓器分列運行。（5）接在線路上的避雷器，不宜裝設隔離開關；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。6.610KV固定式配電裝置的出線側，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應裝設線路隔離開關。（6）采用610KV熔斷器負荷開關固定式配電裝置時，應在電源側裝設隔離開關。 （7）由地區(qū)電網供電的變配電所電源出線處，宜裝設供計費用的

16、專用電壓、電流互感器（一般都安裝計量柜）。（8）變壓器低壓側為0.4KV的總開關宜采用低壓斷路器或隔離開關。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側總開關和母線分段開關均應采用低壓斷路器。（9）當低壓母線為雙電源，變壓器低壓側總開關和母線分段開關采用低壓斷路器時，在總開關的出線側及母線分段開關的兩側，宜裝設刀開關或隔離觸頭。 3.3.2裝設一臺主變壓器的主接線方案按上面考慮的兩種主變壓器方案可設計下列兩種主接線方案：如圖（a）所示Y0Y0S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV聯(lián)絡線（備用電源）GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(

17、J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主變聯(lián)絡（備用）220/380V高壓柜列圖a 裝設一臺主變壓器的主接線方案3.3.3裝設兩臺主變壓器的主接線方案 如圖(b)所示7Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV聯(lián)絡線（備用電源）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)-

18、54主變主變聯(lián)絡（備用）高壓柜列-96圖b 裝設兩臺主變壓器的主接線方案3.4主接線方案的技術經濟比較 表3-1 主接線方案的技術經濟比較8第三章 短路電流的計算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，電壓損耗較小靈活方便性只有一臺主變，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額查得S9-1000/10的單價為15.1萬元，而變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此綜合投資約為2*15.1=30.2萬元查得S9-630/10的單價

19、為10.5萬元，因此兩臺變壓器的綜合投資約為4*10.5=42萬元，比一臺主變方案多投資11.8萬元高壓開關柜（含計量柜）的綜合投資額查得GG-1A(F)型柜可按每臺4萬元計，其綜合投資可按設備的1.5倍計，因此高壓開關柜的綜合投資約為4*1.5*4=24萬元本方案采用6臺GG-1A(F)柜，其綜合投資約為6*1.5*4=36萬元，比一臺主變方案多投資12萬元電力變壓器和高壓開關柜的年運行費主變的折舊費=30.2萬元*0.05=1.51萬元；高壓開關柜的折舊費=24萬元*0.06=1.44萬元；變配電的維修管理費=（30.2+24）萬元*0.06=3.25萬元。因此主變和高壓開關柜的折舊和維修

20、管理費=（1.51+1.44+3.25）=6.2萬元主變的折舊費=42萬元*0.05=2.1萬元；高壓開關柜的折舊費=36萬元*0.06=2.16萬元；變配電的維修管理費=（42+36）萬元*0.06=4.68萬元。因此主變和高壓開關柜的折舊和維修管理費=（2.1+2.16+4.68）=8.94萬元，比一臺主變方案多投資2.74萬元供電貼費主變容量每KVA為800元，供電貼費=1000KVA*0.08萬元/KVA=80萬元供電貼費=2*630KVA*0.08萬元=100.8萬元，比一臺主變多交20.8萬元從上表可以看出，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

21、濟指標，則裝設一臺主變的主接線方案遠由于裝設兩臺主變的主接線方案，因此決定采用裝設一臺主變的主接線方案。3.5 本章小結本章主要討論了電氣主接線路的原則為：可靠性，經濟性，靈活性，為了更好的設計出更可靠，更具經濟型，更安全的電氣主接線。必須很好的了解電氣主接線設計中所考慮到得各個方面的問題和電氣主接線設計中的基本要點以及在電氣主接線設計中常出現(xiàn)的問題。有了這些前提還需要熟練掌握各種常見的接線方式，只有這樣才能設計出符合現(xiàn)實生活的電氣接線。給人們的生活帶來方便的同時給國家?guī)硇б妗?第四章 短路電流的計算第四章 短路電流的計算4.1計算短路電流的目的計算短路電流的目的是為了限制短路的危害和縮小故

22、障的影響范圍。在變電所和供電系統(tǒng)的設計和運行中，基于如下用途必須進行短路電流的計算： 選擇電氣設備和載流導體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。 選擇和整定繼電保護裝置，使之能正確的切除短路故障。 確定合理的主接線方案、運行方式及限流措施。 保護電力系統(tǒng)的電氣設備在最嚴重的短路狀態(tài)下不損壞，盡量減少因短路故障產生的危害。4.2 繪制計算電路 500MVAK-1K-2LGJ-150,8km10.5kVS9-10000.4kV(2)(3)(1)系統(tǒng)圖4.1 短路計算電路4.3 確定短路計算基準值設基準容量=100MVA，基準電壓=1.05，為短路計算電壓，即高壓側=10.5kV，低壓側=0.

23、4kV，則 4.4 計算短路電路中個元件的電抗標幺值4.4.1電力系統(tǒng)已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MVA，故=100MVA/500MVA=0.2 4.4.2架空線路查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長8km，故 104.4.3電力變壓器查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故=4.5 式中，為變壓器的額定容量因此繪制短路計算等效電路如圖4-2所示。k-1k-2圖4.2 短路計算等效電路4.5 k-1點（10.5kV側）的相關計算4.5.1總電抗標幺值=0.2+2.6=2.8 4.5.2 三相短路電流周期分量有效值 4.5.3 其他短路電流 4.5.4 三相短路容量 4.6 k-

24、2點（0.4kV側）的相關計算4.6.1總電抗標幺值=0.2+2.6+4.5=7.3 4.6.2三相短路電流周期分量有效值 4.6.3 其他短路電流 11第四章 短路電流的計算4.6.4三相短路容量 以上短路計算結果綜合圖表4.1所示。表4.1短路計算結果短路計算點三相短路電流三相短路容量/MVAk-11.961.961.965.02.9635.7k-219.719.719.736.221.513.74.7 本章小結本章討論了有關短路電流的概念及其計算。短路電流時校驗導體和電氣設備熱穩(wěn)定性的主要條件。短路電流計算結果是選擇導體和電氣設備的主要參數，同時繼電保護的靈敏度也是用它來校驗的，所以正確

25、計算短路電流對整個變電站的設計至關重要，也最能體現(xiàn)出整個變電站設計的經濟。12第五章 主要電氣設備選擇及校驗第五章 主要電氣設備選擇及校驗5.1 10kV側一次設備的選擇校驗5.1.1按工作電壓選則 設備的額定電壓一般不應小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設備的額定電壓應不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV， =11.5kV，高壓開關設備、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。5.1.2按工作電流選擇設備的額定電流不應小于所在電路的計算電流，即5.1.3按斷流能力選擇設備的額定開斷電流或斷流容量，對分斷短路電流的設備來說，不應小于它可

26、能分斷的最大短路有效值或短路容量，即或對于分斷負荷設備電流的設備來說，則為，為最大負荷電流。5.1.4 隔離開關、負荷開關和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗a)動穩(wěn)定校驗條件或、分別為開關的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關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 對于上面的分析，如表5.1所示，由它可知所選一次設備均滿足要求。表5.1 10 kV一次側設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13裝置地點條件參數數據10kV57.7A()1.96kA5.0kA一次設備型號規(guī)格額定參數高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40 kA高壓隔離

27、開關-10/20010kV200A-25.5 kA二次負荷0.6高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50 kA-電壓互感器JDJ-1010/0.1kV-電壓互感器JDZJ-10-電流互感器LQJ-1010kV100/5A-=31.8 kA=81避雷針FS4-1010kV-戶外隔離開關GW4-12/40012kV400A-25kA5.2 380V側一次設備的選擇校驗同樣，做出380V側一次設備的選擇校驗，如表5.2所示，所選數據均滿足要求。 表5.2 380V一次側設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-數據380V總1317.6A19.7kA36.2k

28、A-14第五章 主要電氣設備選擇及校驗一次設備型號規(guī)格額定參數-低壓斷路器DW15-1500/3D380V1500A40kA-低壓斷路器DW20-630380V630A（大于）30Ka(一般)-低壓斷路器DW20-200380V200A（大于）25 kA-低壓斷路HD13-1500/30380V1500A-電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A-電流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A-5.3 高低壓母線的選擇查表得到，10kV母線選LMY-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm;380V母線選LMY-3（12010）+806，即相母線尺寸為120mm10m

29、m，而中性線母線尺寸為80mm6mm。5.4 本章小結本章重點講述了變電所常用高壓電氣設備選擇校驗的一般原則及具體選擇方法，對低壓電氣設備則主要講述了低壓熔斷器和低壓短路器的選擇。除了掌握電氣設備選擇的一般原則和方法。還需掌握各用電設備選擇的特殊性。15第六章 主要設備繼電保護設計第六章 主要設備繼電保護設計6.1繼電保護配置6.1.1.主變壓器保護配置電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設備之一，它的安全運行直接關系到電力系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行，特別是大型電力變壓器，由于其造價昂貴，結構復雜，一旦因故障而遭到損壞，其修復難度大，時間也很長，必然造成很大的經濟損失。所以，本設計中主變保護配置為：主保護-

30、瓦斯保護、縱聯(lián)差動保護，后備保護-過流保護、過負荷保護、復合電壓閉鎖過流。(a)瓦斯保護對變壓器油箱內的各種故障以及油面的降低，應裝設瓦斯保護，它反應于油箱內部所產生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳開變壓器各側電源斷路器。(b)差動保護對變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時，其保護瞬時動作，跳開變壓器高低壓側斷路器。(c)過流保護為了反應變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內部故障時，作為差動保護和瓦斯保護的后備，所以需裝設過電流保護。(d)過負荷保護變壓器的過負荷電流，大多數情況下都是三相對稱的，因此只需裝設單相式過負荷保護，過負荷保護一般

31、經延時動作于信號。在無人值班站，過負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。6.1.2. 10kV線路保護配置1610kV出線一般配置限時電流速斷保護、定時限過電流保護、過負荷保護。6.1.3. 10kV電容器保護配置10kV電容其一般配置限時電流速斷保護、定時限過電流保護、過電壓保護、欠電壓保護。6.2 變電所繼電保護裝置6.2.1主變壓器的繼電保護裝置 a）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；當產生大量的瓦斯時，應動作于高壓側斷路器。b）裝設反時限過電流保護。采用GL15型感應式過電流繼電器，兩相兩繼電器式結線，去分流跳閘的操作方式。6.2.2護動作電流整定

32、 其中，可靠系數，接線系數，繼電器返回系數，電流互感器的電流比=100/5=20 ，因此動作電流為： 因此過電流保護動作電流整定為10A。6.2.3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倍的動作電流動作時間）可整定為最短的0.5s 。6.2.4過電流保護靈敏度系數的檢驗其中，=0.86619.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682，因此其靈敏度系數為：滿足靈敏度系數的1.5的要求。6.3 裝設電流速斷保護 利用GL15的速斷裝置。6.3.1速斷電流的整定利用式，其中，17因此速斷保護電流為速斷電流倍數整定為(注意不為整數,但必須在28之

33、間)6.3.2、電流速斷保護靈敏度系數的檢驗利用式，其中，因此其保護靈敏度系數為1.5從工廠供電課程設計指導可知，按GB5006292規(guī)定，電流保護的最小靈敏度系數為1.5，因此這里裝設的電流速斷保護的靈敏度系數是達到要求的。但按JBJ696和JGJ/T1692的規(guī)定，其最小靈敏度為2，則這里裝設的電流速斷保護靈敏度系數偏底。6.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的繼電保護裝置6.4.1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，其中=2，取0.652A=43.38A， =1，=0.8， =50/5=10，因此動

34、作電流為： 因此過電流保護動作電流整定為7A。b)過電流保護動作電流的整定按終端保護考慮，動作時間整定為0.5s。c)過電流保護靈敏度系數因無臨近單位變電所10kV母線經聯(lián)絡線到本廠變電所低壓母線的短路數據，無法檢驗靈敏度系數，只有從略。186.4.2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)絡線到本廠變電所低壓母線的短路數據，無法檢驗靈敏度系數，也只有從略。6.4.3變電所低壓側的保護裝置低壓總開關采用DW151500/3型低壓短路器，三相均裝設過流脫鉤器，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。6.5 本章小結繼電保護對我國電力系統(tǒng)的安全運行起

35、著無可替代的作用。在我國經濟持續(xù)發(fā)展，對電力要求不斷增大的情況下要做好繼電保護工作，就要從各方面對繼電保護的基本任務和意義以及起保護作用的繼電保護裝置有深刻的了解并需及時掌握未來技術的發(fā)展方向。隨著科學時代的來臨，特別是電子技術，計算機技術和通信技術的發(fā)展。我國繼電保護技術主要是朝微機繼電保護技術方向發(fā)展。19第七章 配電裝置設計第七章 配電裝置設計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=57.7A及室外環(huán)境溫度31，查表得，初選LGJ-150,其35C時的=149A,滿足發(fā)熱條

36、件。b).校驗機械強度查表得，最小允許截面積=25，而LGJ-35滿足要求，故選它。由于此線路很短，故不需要校驗電壓損耗。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YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜之間埋地敷設。a)按發(fā)熱條件選擇由=57.7A及土壤環(huán)境21，查表得，初選纜線芯截面為25的交聯(lián)電纜，其=149A,滿足發(fā)熱條件。b)校驗熱路穩(wěn)定按式，A為母線截面積，單位為；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；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=1960，=0.5+0.2+0.05=0.75s，終端

37、變電所保護動作時間為0.5s，斷路器斷路時間為0.2s，C=77，把這些數據代入公式中得，滿足發(fā)熱條件。 21b）校驗電壓損耗由查表得到120的鋁芯電纜的=0.31 （按纜芯工作溫度75計），=0.07，又1號廠房的=94.8kW, =91.8 kvar，故線路電壓損耗為=5%。c）斷路熱穩(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。7.2.2 鍛壓車間饋電給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（

38、方法同上，從略）。7.2.3 熱處理車間饋電給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（方法同上，從略）。7.2.4 電鍍車間饋電給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（方法同上，從略）。7.2.5 倉庫饋電給5號廠房（倉庫）的線路，由于倉庫就在變電所旁邊，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（包括3根相線、1根N線、1根PE線）穿硬塑料管埋地敷設。a）按發(fā)熱條件需選擇由=16.2A及環(huán)境溫度23，初選截面積4，其=19

39、A，滿足發(fā)熱條件。 b）校驗機械強度查表得，=2.5，因此上面所選的4的導線滿足機械強度要求。c) 所選穿管線估計長50m，而查表得=0.85，=0.119，又倉庫的=8.8kW, =6 kvar，因此I30,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-1000-1240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，而查表得其阻抗值與BLX-1000-1240近似等值的LJ-240的阻抗=0.14，=0.30（按線間幾何均距0.8m），又生活區(qū)的=245KW，=117.6kvar，因此22=5%滿足允

40、許電壓損耗要求。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BLX-1000-175橡皮絕緣線。重新校驗電壓損耗，完全合格。7.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的選擇校驗采用YJL2210000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁心電纜，直接埋地敖設，與相距約2Km的臨近單位變配電所的10KY母線相連。7.3.1按發(fā)熱條件選擇 工廠二級負荷容量共335.1KVA，最熱月土壤平均溫度為21。查表工廠供電設計指導，初選纜心截面為25的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁心電纜，其滿足要求。7.3.2校驗電壓損耗 由表工廠供電設計指導可查得纜芯為25的鋁（纜芯溫度按80計），而二級負荷的,，線路

41、長度按2km計，因此 由此可見滿足要求電壓損耗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25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，因此該聯(lián)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。表71 進出線和聯(lián)絡線的導線和電纜型號規(guī)格線 路 名 稱導線或電纜的型號規(guī)格10KV電源進線LGJ-150鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜YJL2210000325交聯(lián)電纜（直埋）23380V低壓出線至1號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電

42、纜（直埋）至2號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（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BLV100014鋁芯線5根穿內徑25硬塑管至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

43、區(qū)四回路，每回路3BLX-1000-1120+1BLX-1000-175橡皮線（三相四線架空線）與臨近單位10KV聯(lián)絡線YJL2210000316交聯(lián)電纜（直埋）7.4變電所位置 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。在工廠平面圖的下邊和左側,任作一直角坐標的X軸和Y軸,然后測出各車間（建筑）和宿舍區(qū)負荷點的坐標位置,例如P1(x1,y1) 、P2(x2,y2) 、P3(x3,y3)等，、分別代表廠房1、2、3.10號的功率，工廠的負荷中心假設在P(,),其中P=+=。因此仿照力學中計算中心的力矩方程，可得負荷中心的坐標：根據計算所得位置得圖7.1247.5

44、 本章小結配電裝置：是發(fā)電廠與變電所電氣主接線的具體實現(xiàn)的配電裝置的組成，是由電氣主接線以及必要的輔助設備組成。輔助設備包括安裝配置電氣設備的構架基礎，房屋和通道等。本次課程設計我們選擇的是110KV高壓進線和引入電纜的選擇以及380V低壓出線的選擇。及各個車間的配電設計。我們根據所在供電系統(tǒng)中的位置，進出線回路，設備特點以及負荷性質等因數綜合分析確定并應滿足了安全、可靠、靈活和經濟的要求。25第八章 降壓變電所防雷與接地裝置的設計26第八章 降壓變電所防雷與接地裝置的設計第八章 降壓變電所防雷與接地裝置的設計8.1變電所的防雷保護8.1.1架空線路的防雷措施 1.架設避雷線 2.提高線路本身

45、的絕緣水平 3.利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線 4.裝設自動重合閘裝置 5.別絕緣薄弱地點加裝避雷器8.1.2 變配電所的防雷措施 1.裝設避雷針 室外配電裝置應裝設避雷針來防護直接雷擊。 2.低壓側裝設避雷器 這主要用在多雷區(qū)用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣8.1.3 直接防雷保護 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，則應在變電所外面的適當位置裝設獨立避雷針，其裝設高度應使其防雷保護范圍包圍整個變電所。如果變電所所在其它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

46、雷針的接地裝置接地電阻。通常采用3-6根長2.5 m的剛管，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，打入地下，管頂距地面0.6 m。接地管間用40mm4mm 的鍍鋅扁剛焊接相接。引下線用25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛，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，上與避雷針焊接相連。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅扁剛，長11.5。獨立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應有3m以上的距離。8.1.4 雷電侵入波的防護 a)在10KV電源進線的終端桿上裝設FS410型閥式避雷器。引下線采用25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛，下與公共接地網焊接相連，上與避雷器接地端栓連接

47、。 b）在10KV高壓配電室內裝設有GG1A（F）54型開關柜，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保護，防雷電侵入波的危害。 c）在380V低壓架空線出線桿上，裝設保護間隙，或將其絕緣子的鐵腳接地，用以防護沿低壓架空線侵入的雷電波。8.2 變電所公共接地裝置的設計8.2.1接地電阻的要求按工廠供電設計指導。此邊點所的公共接地裝置的接地電阻應滿足以下條件： 且 其中, 因此公共接地裝置接地電阻 。8.2.2接地裝置的設計 采用長2.5m、 50mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距5 m，垂 直打入地下，管頂離地面0.6 m。管間用40mm4mm的鍍鋅扁剛焊接相接。變電所的變壓器室有兩條接地干線、高低壓配電室各有一條接地干線與室外公共接地裝置焊接相連，接地干線均采用25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛