10KV變電站一次部分設(shè)計

1、10kv 變電站一次部分設(shè)計 1 網(wǎng)絡(luò)高等教育網(wǎng)絡(luò)高等教育 本本 科科 生生 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文（設(shè)文（設(shè) 計）計） 題 目：10kv 變電站一次部分設(shè)計 學(xué)習(xí)中心： 滁州奧鵬 層 次： ?？破瘘c本科 專 業(yè)： 電氣工程自動化 年 級： 2009 年 春 季 學(xué) 號： 200903493880 學(xué) 生： 張樂平 指導(dǎo)教師： 錢大興 完成日期： 2011 年 9 月 13 日 10kv 變電站一次部分設(shè)計 1 內(nèi)容摘要 本設(shè)計設(shè)計了一個電子廠的供電系統(tǒng)，在滿足工廠供電設(shè)計中安全、可靠、優(yōu) 質(zhì)、經(jīng)濟的基本要求的前提下，本文首先根據(jù)全廠和車間的用電設(shè)備情況和生產(chǎn) 工藝要求，進行了負荷計算，通過功率

2、因數(shù)的計算，進行無功補償設(shè)計（包括無 功補償容量計算和補償設(shè)備選擇、校驗） ，確定了電子廠的供電方案，通過技術(shù) 經(jīng)濟比較，確定了供電系統(tǒng)的主接線形式，選擇了主變壓器的臺數(shù)和容量。其次， 本文設(shè)計了廠區(qū)供電和配電網(wǎng)絡(luò)，進行了車間變電所以及車間配電系統(tǒng)和車間電 氣設(shè)計，按照經(jīng)濟電流密度法，選擇了合適的導(dǎo)線和電纜，通過合理設(shè)置短路點， 進行正確的短路電流計算，進行了主要電氣設(shè)備的選型和校驗。 關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng)； 負荷計算； 主變壓器； 設(shè)備選擇 10kv 變電站一次部分設(shè)計 2 目 錄 內(nèi)容摘要.1 引言.1 第 1 章、分析原始資料，確定電源的引入方式.3 1.1.工廠總平面圖.3 1.2.工廠生

3、產(chǎn)任務(wù)規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格.3 1.3 工廠負荷情況.3 1.4 供電電源請況.4 1.5.氣象資料.4 第 2 章、負荷計算及無功功率補償計算.5 2.1 用電設(shè)備負荷的計算.5 2.2 負荷計算表.6 2.3 無功功率補償.7 第 3 章、變電站的位置與型式、合理地布置好各設(shè)備的位置.10 3.1. 主變壓器選擇.10 3.2.主變壓器位置的確定.10 第 4 章、變電站主變壓器的臺數(shù)、容量及類型的選擇.13 第 5 章、變電站主結(jié)線方案的設(shè)計.14 5.1 變電所主要結(jié)線方案的提出.14 5.2 變電所主要結(jié)線方案的選擇.14 第 6 章、短路電流的計算.19 6.1 繪制計算電路圖.19 6

4、.2 計算短路電流.19 第 7 章、變電站一次設(shè)備的選擇.22 7.1 10kv 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗.22 10kv 變電站一次部分設(shè)計 3 7.2 380v 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗.26 第 8 章、防雷接地.32 8.1 變電站的防雷設(shè)計.32 8.2 接地保護系統(tǒng)設(shè)計.35 第 9 章、設(shè)備材料清單.38 結(jié) 論.40 10kv 變電站一次部分設(shè)計 1 引 言 電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和核心動力。電能既易于由其它形式的能量 轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng) 濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代 工業(yè)生產(chǎn)及整個國

5、民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。 在企業(yè)工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)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(chǎn)中的重要性，并不在 于它在產(chǎn)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(chǎn)實現(xiàn)電氣化以 后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)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(chǎn)過程自動化。從另一方面 來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。 可見，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)自動化生產(chǎn)，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(jīng)

6、濟建設(shè)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(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。 工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需 要，并確實做好節(jié)能環(huán)保工作，就必須達到以下基本要求： （1） 安全： 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事 故。 （2） 可靠： 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。 （3） 優(yōu)質(zhì)： 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求 （4） 經(jīng)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(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠等關(guān)系，既要 照顧局部的當(dāng)前的利益，又

7、要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)社會的發(fā)展。為了 保證工廠供電的正常運轉(zhuǎn)，就必須要有一套完整的保護，監(jiān)視和測量裝置。目前 多以采用自動裝置，將計算機應(yīng)用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。 工廠供電設(shè)計的一般原則: 10kv 變電站一次部分設(shè)計 2 按照國家標準 gb50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、gb50053-94 10kv 及以下設(shè)計規(guī)范、gb50054-95 低壓配電設(shè)計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供 電設(shè)計必須遵循以下原則： （1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策； 必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源， 節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。 （2） 安全可靠、先進合理； 應(yīng)做到保障人身

8、和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進和經(jīng)合 理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。 （3） 近期為主、考慮發(fā)展； 應(yīng)根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系， 做到遠近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴建的可能性。 （4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件 等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠 供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(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(shè)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。 10kv 變電站一次部分設(shè)計 3 第 1 章、分析原始資料，確定電源的引入方式 1

9、.1.工廠總平面圖 圖圖 1-1 工廠總平面圖工廠總平面圖 1.2.工廠生產(chǎn)任務(wù)規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格 本廠生產(chǎn)電子產(chǎn)品，年生產(chǎn)能力為 100000 萬個電子元件。 1.3 工廠負荷情況 本廠的供電均為三級負荷，統(tǒng)計資料如表 1-1 所示： 10kv 變電站一次部分設(shè)計 4 表表 1-1 負荷統(tǒng)計資料負荷統(tǒng)計資料 序號 用電設(shè)備組 名稱 容量 pe需要系數(shù) kdcos） 綜合本廠各方面負荷情況，決定選用一臺 s9-2000/10 型低損耗配電壓器。 10kv 變電站一次部分設(shè)計 14 第 5 章變電站主結(jié)線方案的設(shè)計 5.1 變電所主要結(jié)線方案的提出 針對本廠的負荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主要變壓

10、器可有下列三種 方案： 方案一：放射式接線方案 方案二: 樹干式接線方案 方案三：環(huán)形式接線方案 主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用 yyn0。 5.2 變電所主要結(jié)線方案的選擇 按上面考慮的三種主變壓器的方案可設(shè)計三種主結(jié)線方案： （1）放射式接線方案，如圖 5-1 所示： 圖圖 5-1 放射式主結(jié)線圖放射式主結(jié)線圖 （2）樹干式接線方案，見圖 5-2 所示； 10kv 變電站一次部分設(shè)計 15 圖圖 5-2 樹干式主結(jié)線圖樹干式主結(jié)線圖 （3）環(huán)形式接線方案，如圖 5-3 示： 圖圖 5-3 環(huán)形式主接線圖環(huán)形式主接線圖 三種主接線的優(yōu)缺點比較： （1）放射式 優(yōu)點：接線的線路之間相互不影響，工電可

11、靠性較高，而且便于裝設(shè)自動 10kv 變電站一次部分設(shè)計 16 裝置，保護裝置也較簡單，多用于設(shè)備容量較大或?qū)╇娍煽啃砸筝^高的用電 設(shè)備。 缺點：一般情況下，其有色金屬消耗量較多，采用的開關(guān)設(shè)備也較多。 （2）樹干式 優(yōu)點：多數(shù)情況下，能減少線路的有色金屬消耗量，采用的開關(guān)設(shè)備數(shù)量少， 投資較省。 缺點：供電可靠性較低，當(dāng)干線發(fā)生故障時，影響停電的范圍大。 （3）環(huán)形式 優(yōu)點：供電可靠性較高，任一線路發(fā)生故障或檢修時，都不致造成供電中斷， 或只短時停電，一旦切換電源的操作完成，即能恢復(fù)供電。同時，可使電能損耗 和電壓損耗減少。 缺點：其保護裝置及其整定配合比較復(fù)雜。如果其保護得整定配合不當(dāng)

12、，容 易發(fā)生誤操作，反而擴大故障停電范圍。 綜上所述：在考慮到三種接線方案的技術(shù)指標和經(jīng)濟指標，且蹦工廠負荷比 較集中，決定采用放射式接線方案作為本設(shè)計的主接線方案。 10kv 變電站一次部分設(shè)計 17 電 源 進 線 gw4-15g/200 fs4-10 bwf6.3-25*-1w no.202 開 關(guān) 柜 編 號號 柜 關(guān) 開開 關(guān) 柜 號 編型用 途 線 路 去 向 計 算 電 流 路 線 no.203 no.204 no.205no.206 pgl2-29pgl2-29pgl2-29 pgl2-30 pgj12-1.3 動 力 照 明 無 功 補 償 力 動 動 力 1 2 34 5

13、6 7 810 11 12 13 9 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 10# 11#12# 13# 9# 841.7841.7841.7 81151.9 253 8181818181151.9 253 lmy-3(40*4) gw4-12-400 lqj-10 rn2-10/0.5 jdj-10 gw4-12-400 rw5-10-200 fs4-10 (10000/1.732)/(100/1.732)/(100/3) s9-2000 10/0.4kv yyn0 hr5-400 dw15-2500 lmzj1-0.5 pgl2 - 05 主 變 壓 器 no.201 gg-1a

14、(f)-54 gg-1a(j)-03 gg-1a(f)-07 no.102 no.103 no.101 gw4-12-400 zn5-10/630 lqj-10 圖 5-3 一臺主變壓器的方案總圖 10kv 變電站一次部分設(shè)計 18 第 6 章 短路電流的計算 6.1 繪制計算電路圖 計算電路圖，是一種簡化了的電氣單線圖，本設(shè)計的計算電路圖如下圖 6-1 所示 圖圖 6-1 短路計算電路短路計算電路 6.2 計算短路電流 我們知道計算短路電流的方法有歐姆法和標幺值法，歐姆法適合簡單一點的 短路計算，而標幺值法適合復(fù)雜一點的短路計算。雖然兩者的計算方法不一致， 但計算結(jié)果一致，這里采用標幺值法進

15、行計算。 1、確定基準值 設(shè)ds=100mva，du=cu，即高壓側(cè)1du=10.5kv，低壓側(cè) 2du=0.4kv，則 1d i= 1 d 3du s = v mva k 5 . 103 100 =5.50ka 2d i= 2 d 3du s = v mva k4 . 03 100 =144.34ka 2、計算短路電路中各元件的電抗標幺值 (1) 電力系統(tǒng) 1 x =sd/soc=100mva/200mva=0.5 (2) 架空線 查工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表 5-1 得 lgj-150 的 10kv 架空線的 x0=0.36/km，而線長為 5km，故 2 x= x0lsd/u2c=（0.365）

16、 2 k 5 . 10 100 ）（v mva =1.62 (3) 電力變壓器 查設(shè)計手冊得 s9-2000 變壓器容量為 2000kva 的電抗值為 zu%=6，故 10kv 變電站一次部分設(shè)計 19 3 x= n d s100 %suk = 2000kva 100 100 6mva =3 同樣，可以由此計算出其它變壓器的電抗標幺值，因此繪等效電路，如圖 6- 2 圖 6-2 等效電路 3、計算 k-1 點（10kv 側(cè)）的短路總電抗及三相短路電流和短路容量 (1) 總電抗標幺值 1 -k x= 1 x+ 2 x=0.5+1.62=2.12 (2) 三相短路電流周期分量有效值 )3( 1k

17、i= 1d i/ 1 -k x=5.5ka/2.12=2.60ka (3) 其他短路電流 )3( i= )3( i= )3( 1k i=2.60ka )3( sh i= 2.55 )3( i=6.63ka )3( sh i=1.51 )3( i =3.92ka (4) 三相短路容量 1 -k )3( 1 / xss dk =100mva/2.12=47.1mva 4、計算 k-2 點（0.4kv 側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 (1) 總電抗標幺值 2-k x = 1 x+ 2 x+ 3 x=5.12 (2) 三相短路電流周期分量有效值 )3( 2k i= 2d i/ 2-k x

18、=144.34ka/5.12=28.2ka (3)其他短路電流 )3( i= )3( i= )3( 2k i=28.2ka )3( sh i= 1.84 )3( i=51ka )3( sh i=1.09 )3( i =30.7ka (4)三相短路容量 2-k )3( 2 / xss dk =100mva/5.12=22.1mva 表表 6-1 短路計算結(jié)果短路計算結(jié)果 三相短路電流/ka 三相短路容量 /mva短路計算點 ik ）（3 i ）（3 i ）（3 i )3( shi ）（3 shsk ）（3 10kv 變電站一次部分設(shè)計 20 k-12.602.602.606.633.9247.1

19、 k-228.228.228.25130.719.5 10kv 變電站一次部分設(shè)計 21 第 7 章 變電站一次設(shè)備的選擇 7.1 10kv 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 本設(shè)計中，選擇的是一號主接線方案，故將選擇的高壓開關(guān)柜按接線順序編 號如表 7-1 所示： 表表 7-1 高壓開關(guān)編號高壓開關(guān)編號 開關(guān)柜編號開關(guān)柜接線編號 no.101gg-1a(j)-03 no.102gg-1a(f)-54 no.103gg-1a(f)-07 no.104gg-1a(f)-07(備用電源) (1)高壓斷路器的選擇 在 no.103 和 no.104 開關(guān)柜中，裝設(shè)真空斷路器的柜價約比少油斷路器的柜 價高出一萬元

20、。但考慮到現(xiàn)在市面上，少油斷路器基本已被淘汰，室內(nèi)廣泛使用 真空斷路器，考慮到維護以及更換，本設(shè)計中使用真空斷路器。 此設(shè)計中，進線的計算電流為 92.5a， ，配電所母線的三相短路電流周期分量 有效值kaik6 . 2 )3( ，繼電保護的動作時間為 1.7s。動穩(wěn)定度為 )3( sh i=6.63ka，熱 穩(wěn)度為 i )3( . tima=12.17。在高壓電路中發(fā)生三相短路時，ish=2.55i(斷路器型號數(shù) 據(jù)查工廠供電附表 12 可知) 校驗要求，校驗值應(yīng)不小于被校驗值。 選擇 zn5-10 型，根據(jù) ic=92.5a，可初步選擇 zn5-10/630 型號進行校驗，校 驗可見下表

21、7-2: 安裝地點的電氣條件zn5-10/630 型斷路器 序 號 項目數(shù)據(jù) 項 目 數(shù)據(jù) 結(jié) 論 1un10kv un. qf 10kv 合 格 2i3092.5a in.q f 630a 合 格 3 )3( k i（斷 流能力） 2.6kaioc20ka 合 格 10kv 變電站一次部分設(shè)計 22 4 )3( sh i（動 穩(wěn)定度） 2.552.6ka=6.63kaimax50ka 合 格 5 i )3( . tima（熱 穩(wěn)定度） (2.6ka)2(1.7+0.1)s=12.17ka2.si 2 t t 20ka22s=800ka2. s 合 格 總結(jié)：10kv 側(cè)高壓斷路器選擇 zn5

22、-10/630 型號斷路器滿足校驗要求 (2) 高壓隔離開關(guān)的選擇 按照國家相關(guān)標準，高壓隔離開關(guān)不需要進行斷流能力校驗。 對于戶外的高壓隔離開關(guān)，選擇 gw4 型號，初步選擇 gw4-12/400，其相關(guān)數(shù)據(jù) 查工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表 5-14、5-15，即: 安裝地點的電氣條件gw4-12/400 型隔離開關(guān) 序 號 項目數(shù)據(jù) 項 目 數(shù)據(jù)結(jié)論 1un10kv un. qs 12kv合格 2i3092.5a in.q s 400a合格 3 )3( sh i（動穩(wěn) 定度） 2.552.6=6.63kaimax25ka合格 4 i )3( . tima（熱穩(wěn) 定度） (2.6ka)2(1.7+0.

23、1)s=12.17ka2.si 2 t t 10ka25s=500ka2 .s 合格 總結(jié)：10kv 側(cè)高壓隔離開關(guān)選擇 gw4-12/400 型號隔離開關(guān)滿足校驗要求 (3) 對開關(guān)柜柜內(nèi)隔離開關(guān)的選擇校驗 校驗數(shù)據(jù)與戶外隔離開關(guān)的校驗數(shù)據(jù)一致，在開關(guān)柜中 no.101，no.103 和 no.104 中，選擇 gn 6 8型隔離開關(guān)，初步選擇 gn 6 8-10./200 型號,其相關(guān)數(shù)據(jù)見 工廠供電指導(dǎo)書表 5-14、5-15，即: 安裝地點的電氣條件gn 6 8-10t/200 型號隔離開關(guān) 序 號 項目數(shù)據(jù) 項 目 數(shù)據(jù) 結(jié) 論 1un10kv un. qs 10kv 合 格 2i3

24、092.5a in.q s 200a 合 格 10kv 變電站一次部分設(shè)計 23 3 )3( sh i（動穩(wěn) 定度） 2.552.6=6.63kaimax25.5ka 合 格 4 i )3( . tima（熱穩(wěn) 定度） (2.6ka)2(1.7+0.1)s=12.17ka2.si 2 t t 10ka25s=500ka 2.s 合 格 開關(guān)柜 no.102 中，則裝設(shè) gn8-10/200 型號隔離開關(guān)。校驗過程以及校驗結(jié) 果同上表。 總結(jié)：10kv 側(cè)開關(guān)柜柜內(nèi)隔離開關(guān)選擇 gn 6 8-10/200 型號開關(guān)柜柜內(nèi)隔離開關(guān)滿 足校驗要求。 (4) 高壓熔斷器的校驗 按照國家相關(guān)標準，高壓熔

25、斷器的校驗不需要進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。在 開關(guān)柜 no.101 和 no.102 中，熔斷器是針對電壓互感器的保護，選擇 rn2 型， 初步選擇 rn2-10 型號。 （查工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表 5-23 得相關(guān)數(shù)據(jù)） 熔斷器額定電壓 un.fu應(yīng)與所在線路的額定電壓 un相適應(yīng)，即： un.fu=umax.s in.fu不應(yīng)小于它鎖裝設(shè)的熔體額定電流 in.fe，即： in.fuin.fe 一般 in.fe取 0.5a，不必進行校驗,具體數(shù)據(jù)見表 7-5 所示: 安裝地點的電氣條件rn2-10 型號熔斷器 序號 項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論 1un10kvun.fu10kv合格 2i30-in.fu0

26、.5a合格 3 )3( k i（斷流能力）2.6kaioc50ka合格 總結(jié)：10kv 側(cè)高壓熔斷器選擇 rn2-10 型號熔斷器滿足校驗要求 （5）高壓側(cè)電壓互感器的選擇 在開關(guān)柜 no.101，電壓互感器選擇 jdj-10,將 10kv 的電壓轉(zhuǎn)化為 100v 的電壓。 在開關(guān)柜 no.102，電壓互感器為 y。/y。/（開口三角）的接線。選擇 jdzj- 10kv 變電站一次部分設(shè)計 24 10，一次側(cè)電壓為 3 10 / 3 1 . 0 / 3 1 . 0 kv。 （6）高壓側(cè)電流互感器的選擇及校驗 按照國家相關(guān)標準，高壓電流互感器的校驗不需要進行斷流能力校驗。 初選 lqj10 型高

27、壓電流互感器。經(jīng)工廠供電附錄表 16 查得 lqj-10 的 動穩(wěn)定倍數(shù) kes=225,額定一次電流 i1n=100a,1s 熱穩(wěn)定倍數(shù) kt=90。其校驗見表 7-6： 序 號 安裝地點的電氣條件lqj10 型電流互感器 項目數(shù)據(jù) 項 目 數(shù)據(jù) 結(jié) 論 1un10kv un. qf 10kv 合 格 2i3092.5a in.q f 100a 合 格 4 )3( sh i（動 穩(wěn)定度） 2.552.6=6.63kaimax 22520.1ka=31 .8ka 合 格 5 i )3( . tima（熱 穩(wěn)定度） (2.6ka)2(1.7+0.1)s=12.17ka2.si 2 t t (90

28、0.1)21=81k a 合 格 綜上所述所選一次設(shè)備均滿足 10kv 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗，如下表 7-7 所示: 表表 7-7 10kv 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗側(cè)一次設(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 結(jié) 論 參數(shù) n u 30 i )3( k i )3( sh i ima ti 2)3( 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)10kv92.5a2.6ka6.63ka 2.621.8 =12.17 額定參數(shù) n u n i oc i max itit2 zn5-10/630 型斷 路器 10kv63020ka50ka 2022=800 合 格 gn 6 8-10t/200 型 號隔離

29、開關(guān) 10kv200 25.5k a 1025=500 合 格 rn2-10 型號熔斷 器 10kv200a 28.5k a 合 格 一 次 設(shè) 備 型 號 規(guī) 格 電壓互感器 jdj- 10 10/0.1 kv 合 格 10kv 變電站一次部分設(shè)計 25 電壓互感器 jdzj- 10 3 10kv / 3 1 . 0 kv / 3 1 . 0 kv 合 格 電流互感器 lqj - 10 10kv100a 2252 0.1ka= 31.8ka (900.1)2 1=81 合 格 戶外式高壓隔 離開關(guān) gw5-12/400gw 10kv400a 25ka 1025=500 合 格 上表所選設(shè)備均

30、滿足校驗要求。 7.2 380v 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 本次設(shè)計中，低壓開關(guān)柜編號如表 7-7 所示： 開關(guān)柜編號開關(guān)柜接線編號 no.201pgl2-05 no.202pgl2-29 no.203pgl2-29 no.204pgl2-29 no.205pgl2-30 no.206-14pgj12-1.3 (1)在低壓柜 no.201 中 u n=380v，i30=2350a，i )3( k =28.2ka i )3( sh =51ka，i )3( . tima=28.2 2 0.7=569 tima為假象時間取 0.7 選擇 dw15 型的斷路器，初步選擇 dw15-2500（斷路器型號數(shù)據(jù)

31、查工廠供 電附表 13 可知） ，低壓電路中發(fā)生三相短路時，ish=1.84i,低壓刀開關(guān)的選擇， 初步選擇 hd13-2500（其相關(guān)數(shù)據(jù)查 hd13 刀開關(guān)系列資料得）,電流互感器的選 擇，初步選擇 lmzj1-0.5 2500/5 型號（其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表 5- 23） 。見表 7-8 所示： 選擇校驗項目電壓電流 斷流 能力 動穩(wěn) 定度 熱穩(wěn)定度 結(jié) 論 參數(shù) n u 30 i )3( k i )3( sh i ima ti 2)3( 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)380v2350a 28.2k a 51ka 28.220.7 =569 10kv 變電站一次部分設(shè)計 26 額定參數(shù) n u n

32、i oc i max itit2 低壓斷路器 dw15-2500 380v2500a60ka 合 格 低壓刀開關(guān) hd13-2500 380v2500a 合 格 主 變 壓 器 電流互感器 lmzj1-0.5 500v2500/5 合 格 總結(jié)：滿足校驗要求 (2)在低壓柜中 no.202 中，由于此開關(guān)柜的線路去向為 1#，2#,3#即為老化室 1，老化室 2，老化室 3，其計算電流均為 i30=841.7a。因為車間計算電流相一致， 所以選擇保護設(shè)備一致，現(xiàn)以 1#線路為例。 低壓斷路器、低壓刀開關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗 方法從上，初步選擇低壓斷路器 dz20-1250/3（其相關(guān)數(shù)據(jù)

33、查供電設(shè)計指 導(dǎo)書表 5-17） ，低壓刀開關(guān) hd13-1000（其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表 5-18） ，電流互感器 lmzb1-0.5 1000/5（其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表 5- 23） 。具體數(shù)據(jù)見下表 7-9 所示： 選擇校驗項目電壓電流 斷流 能力 動穩(wěn) 定度 熱穩(wěn)定度 結(jié) 論 數(shù)據(jù)參數(shù) n u 30 i )3( k i )3( sh i ima ti 2)3( 數(shù)據(jù)380v841.7a 28.2k a 51ka 28.220.7 =569 額定參數(shù) n u n i oc i max itit2 低壓斷路器 dz20-1250/3 380v1000a50ka 合 格 低壓刀

34、開關(guān) hd13-1000 380v1000a 合 格 老 化 室 等 電流互感器 lmzb1-0.5 500v1000/5 合 格 總結(jié)：滿足校驗要求 (3)在低壓柜中 no.203，由于此開關(guān)柜的線路去向 4#，5#，6#，7#，8#，9#即為 辦公室 1，辦公室 2，辦公室 3，工模室，研發(fā)室，廠區(qū)。其計算電流為 i30=81a，因為車間計算電流相差不大，所以選擇保護設(shè)備一致，現(xiàn)以 4#線路為 例。 10kv 變電站一次部分設(shè)計 27 低壓斷路器、低壓刀開關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗方法從上，初步選擇低壓 斷路器 dz20-100（其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表 5-17） ，低壓刀開關(guān) h

35、r5-100 （其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表 5-19） ，電流互感器 lmzb1-0.5 100/5（其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表 5-23）具體數(shù)據(jù)見下表 7-10 所示： 選擇校驗項目電壓電流 斷流 能力 動穩(wěn) 定度 熱穩(wěn)定度 結(jié) 論 數(shù)據(jù)參數(shù) n u 30 i )3( k i )3( sh i ima ti 2)3( 數(shù)據(jù)380v81a 28.2k a 51ka 28.220.7 =569 額定參數(shù) n u n i oc i max itit2 低壓斷路器 dz20-100 380v100a35ka 合 格 低壓刀開關(guān) hr5_100 380v100a 合 格 辦 公 室 等 電流互感

36、器 lmzb1-0.5 500v100/5 合 格 總結(jié)：滿足校驗要求 (4)在低壓柜中 no.204，由于此開關(guān)柜的線路去向為 10#，11#，12#即為生產(chǎn) 室 1，生產(chǎn)室 2，生產(chǎn)室 3，其計算電流電修車間為 i30=151.9a，現(xiàn)以 10#線路為 例。 低壓斷路器、低壓刀開關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗方法從上。初步選擇 低壓斷路器 dz20-400/3（其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表 5-17） ，低壓刀開 關(guān) hr5-200（其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表 5-19） ，電流互感器 lmzb1- 0.5 200/5（其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表 5-23） 。見表 7-11 所示： 選

37、擇校驗項目電壓電流 斷流 能力 動穩(wěn) 定度 熱穩(wěn)定度 結(jié) 論 數(shù)據(jù)參數(shù) n u 30 i )3( k i )3( sh i ima ti 2)3( 數(shù)據(jù)380v151.9a 28.2k a 51ka 28.220.7 =569 額定參數(shù) n u n i oc i max itit2 低壓斷路器 dz20-400/3 380v200a30ka 合 格 生 產(chǎn) 室 等 低壓刀開關(guān) hr5- 200 380v200a 合 格 10kv 變電站一次部分設(shè)計 28 電流互感器 lmzb1-0.5 500v200/5 合 格 總結(jié)：滿足校驗要求 (5)在低壓柜中 no.205，由于此開關(guān)柜的線路去向為 1

38、3#，14#，即為倉庫 1，倉庫 2，其計算電流為 i30=253a，因為兩車間計算電流相差不大，選擇保護設(shè) 備一致，現(xiàn)以 13#線路為例。 低壓斷路器、低壓刀開關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗方法從上。初步選擇 低壓斷路器 dw15-600/1（其相關(guān)數(shù)據(jù)見工廠供電（第四版） 附錄表 13） ，低 壓刀開關(guān) hr5-400（其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表 5-19） ，電流互感器 lmzb1-0.5 300/5（其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表 5-23） 。見表 7-12 所示： 選擇校驗項目電壓電流 斷流 能力 動穩(wěn) 定度 熱穩(wěn)定度 結(jié) 論 數(shù)據(jù)參數(shù) n u 30 i )3( k i )3( sh

39、 i ima ti 2)3( 數(shù)據(jù)380v253a 28.2k a 51ka 28.220.7 =569 額定參數(shù) n u n i oc i max itit2 低壓斷路器 dw15-600/1 380v300a30ka 合 格 低壓刀開關(guān) hr5- 400 380v300a 合 格 倉 庫 等 電流互感器 lmzb1-0.5 500v400/5 合 格 總結(jié)：滿足校驗要求 將上述設(shè)備的選擇校驗按照一次設(shè)備選擇校驗表的格式表 7-13 所示： 選擇校驗項目電壓電流 斷流能 力 動穩(wěn)定 度 熱穩(wěn)定度 參數(shù) u n i30i )3( k i )3( sh i )3( . tima 裝置 地點條件

40、數(shù)據(jù)380v 總 2350a 28.2ka51ka 28.2 2 0.7=56 9 額定參數(shù) u en. i en. iocimaxi 2 t .t 一次設(shè)備型號規(guī) 格 低壓斷路器 dw15- 2500/3d 380v2500a60ka 10kv 變電站一次部分設(shè)計 29 低壓斷路器 dz20-1250/3 380v1000a50ka 低壓斷路器 dz20-100 380v100a35ka 低壓斷路器 dz20-400 380v300a30ka 低壓斷路器 dw16-630/1 380v200a30ka 低壓刀開關(guān) hd13-2500 380v2500a 低壓刀開關(guān) hr5-400 380v3

41、00a 低壓刀開關(guān) hr5-200 380v200a 低壓刀開關(guān) hr1-100 380v100a 低壓刀開關(guān) hd13-1000 380v1000a 電流互感器 lmzj1-0.5 500v2500/5 電流互感器 lmzb1-0.5 500v 1000/5 300/5 200/5a 100/5a 上表所選一次設(shè)備均滿足要求 10kv 變電站一次部分設(shè)計 30 第 8 章 防雷接地 8.1 變電站的防雷設(shè)計 變電站的防雷設(shè)計，應(yīng)根據(jù)國家標準建筑防雷規(guī)范進行設(shè)置。設(shè)置的目 的是為了保證人身安全；防止直擊雷破壞，保護變電站不致因雷擊而燒毀和損壞。 在建筑物供配電設(shè)計中，防雷接地系統(tǒng)設(shè)計占有重要的

42、地位，因為它關(guān)系到供電 系統(tǒng)的可靠性，安全性。變電站年預(yù)計雷擊次數(shù)應(yīng)按下式確定： n=0.024k 3 . 1 a tae （8-1） 式中 n建筑物預(yù)計雷擊次數(shù)（次/a）; k校正系數(shù)，在一般情況下取 1，在下列情況下取相應(yīng)數(shù)值：位于曠野孤 立的建筑物取 2；金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取 1.7；位于河邊、湖邊、山坡下或 山地中土壤電阻率較小處地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的建筑物，以 及特別潮濕的建筑物取 1.5； a t-年平均雷暴日數(shù)，按當(dāng)?shù)貧庀笈_、站資料確定； e a 與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（km2）,按 gb500571994 規(guī) 定的方法計算。 此地的年平均雷暴日

43、為 34.9d/a,本變電站的等效面積約為 0.04k。計算出年預(yù)計 雷擊次數(shù)為 n=0.024134.91.30.04=0.066 次/a 根據(jù) gb50057-1994建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 ，預(yù)計雷擊次數(shù)大于或等于 0.06 次 /a，且小于 0.3 次/a 的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物應(yīng)劃為第三類防雷建筑 物。 因此，本設(shè)計應(yīng)按第三類防雷建筑物的防雷措施進行防雷設(shè)計。 （1）直接防雷設(shè)計 可采取在變電站上裝設(shè)避雷針。由變配電所的地址選擇，變電所的主變壓器 裝在室外的，則應(yīng)在變電所外面裝設(shè)獨立的避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護 范圍包括整個變電所。而避雷針是用鍍鋅焊接鋼管制成，它安裝在構(gòu)

44、架上，其下 端經(jīng)引下線與接地裝置焊接。 10kv 變電站一次部分設(shè)計 31 單支避雷針的保護范圍，按下列方法確定單支避雷針的保護范圍如下圖 8-1 所示。 圖圖 8-1 單支避雷針的保護范圍單支避雷針的保護范圍 避雷針在地面上的保護半徑為 r=1.5h。從真的頂點向下作 45的斜線構(gòu)成錐 形保護空間的上部，從距離針底各方向 1.5h 處向避雷針 0.75h 高度處作連接線。 與上述 45斜線相交，交點以下的斜線構(gòu)成錐形保護空間的下部。 在被保護高度 x h的平面上，保護半徑 x r 可由下式確定： 當(dāng) x h 2 h r=（h- x h）p （8-2） 當(dāng) x h 2 h r=（1.5h-2

45、x h）p （8-3） 式中 p由模儀試驗和運行經(jīng)驗確定的系數(shù)。當(dāng) h30m 時 p=h/5 . 5；當(dāng) h30m 時 p=1。 由變電站平面布置圖中數(shù)據(jù)可知，避雷針在 x h高度處水平面上的保護至少為 1.2m，假設(shè) x r 為 1.25m， x h為 1.0m， 代入上面的計算式 8-3 解得：可知裝設(shè)一支 1.5m 高的避雷針，采用25mm 的鍍鋅圓鋼。 即可安全保護整個變電所的建筑物不受直接雷擊。 同時，按規(guī)定，獨立避雷針宜設(shè)獨立的接地裝置。接地裝置的接地電阻在 非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻10 e r。通常采用 36 根長的 2.5m、50mm 的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一

46、排，管間距離 10kv 變電站一次部分設(shè)計 32 5m，打入地下，管頂距地面0.6m。接地管間用40mm4mm 的鍍鋅扁 鋼焊接相連。引下線采用25mm4mm 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)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。 避雷針與配電裝置的安全距離示意圖如下圖 8-2 所示： 圖圖 8-2 避雷針與配電裝置的安全距離示意圖避雷針與配電裝置的安全距離示意圖 （2）防雷電感應(yīng)： 為防止雷電流流經(jīng)引下線和接地裝置時產(chǎn)生的高電位對 附近金屬物或電氣線路的反擊，引下線與附近金屬物和電氣線路的間距應(yīng)符合規(guī) 范的要求 (3)雷電侵入波的保護：裝設(shè)避雷器，本設(shè)計中裝設(shè) fs4

47、-10 閥式避雷器 避雷器是用來防護雷電產(chǎn)生的過電波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)， 以免危及被保護設(shè)備的絕緣，避雷器應(yīng)與被保護設(shè)備并聯(lián)，在被保護設(shè)備的電源 側(cè)。如圖 8-3 所示 10kv 變電站一次部分設(shè)計 33 圖 8-3 避雷器的連接圖 在 10kv 電源進線的終端桿上裝設(shè) fs4-10 閥式避雷器。引用線采用 25mm4mm 的鍍鋅扁鋼，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端 螺栓連接。 在 10kv 高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有 gg-1a(f)-54 型開關(guān)柜，其中配有 fs4-10 型 閥式避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來保護，防止雷電侵入波 的危害。 在 380v 的

48、低壓架空出桿上，裝設(shè)有保護間隙，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。 8.2 接地保護系統(tǒng)設(shè)計 （一）接地概念及接地故障保護系統(tǒng)： 電氣設(shè)備的某部分與土壤之間作良好的電氣連接，稱為接地。為保障人身安 全，防止間接觸電而將設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分進行接地。成為保護接地。低壓配 電系統(tǒng)按保護接地的型式不同，可分為 tn 系統(tǒng)，tt 系統(tǒng)和 it 系統(tǒng)。 (二)變電站接地要求 變電站的接地裝置的接地電阻越小越好，接地電阻要求小于 4 歐姆，利用基 礎(chǔ)底板中的鋼筋作為接地體，周邊沿基礎(chǔ)底板通長焊接成環(huán)路，中間沿柱網(wǎng)通長 焊接成網(wǎng)格。當(dāng)接地電阻滿足不了要求時，在距離建筑物 3m 以外

49、打人工接地體 以滿足要求。 10kv 變電站一次部分設(shè)計 34 (三)接地保護措施 此變電站 10kv 屬于小電流接地系統(tǒng)，其接地電流可近似估算，電纜長度為 8km，架空線為 5km. （1）確定接地電阻 ie=un（35lcab+loh）/350=10 x(35x8+5)/350=8.14a 此變電站共用接地裝置的接地電阻應(yīng)同時滿足 re120v/i=120/8.14=14.7 re4 則此變電站共用接地裝置要求接地電阻為 re=4 可利用的自然接地體電阻 re（nat）=60 需要補充人工接地體，人工接地體的總電阻 re(man)為 re(man)= re（nat）re/(re（nat）-re)=4.29 （2）初步敷設(shè)方案為 現(xiàn)初步考慮圍繞變電站建筑四周，距變電站 23m，打入一圈直徑 50mm，長 2.5m 的鋼管接地體，每隔 5 米打入一根（為減小屏蔽效率，一般管距不應(yīng)小于管 長的 2 倍） 。管間用 404mm2的扁鋼焊接相連。 計算單根鋼管的接地電阻 查工廠供電附錄表 27，得 =100.m 則單根鋼管的接地電阻為 re(man)1=0.3=1000.3=30 (4)確定接地的鋼管數(shù)和最后接地方案