[理學(xué)]工廠供電

1、 黑龍江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第44頁(yè)一、緒論眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，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(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。對(duì)工廠所需電能的供應(yīng)和分配就稱為工廠配電。 而其中，變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過(guò)變壓然后配電的任務(wù)。車間變電所主要永夜負(fù)荷集中，設(shè)備布置較穩(wěn)定的廠房?jī)?nèi)，因此車間變電所事工廠供電系統(tǒng)的樞紐，在工廠里占有特殊重要的地位，因而設(shè)計(jì)一個(gè)合理的變電所對(duì)于整個(gè)工廠供電的運(yùn)行至關(guān)重要。 因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)

2、工業(yè)現(xiàn)代化具有十分重要的意義。能源的節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，因此做好工廠供電工作對(duì)于支援國(guó)家建設(shè)具有重大作用。要按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和供電條件合理確定設(shè)計(jì)方案。 本篇設(shè)計(jì)是針對(duì)某工廠車間布局及線路選擇的設(shè)計(jì)，包括車間的選線，供配電線路的一系列供配電變電所需的電氣設(shè)備，通過(guò)負(fù)荷計(jì)算，確定各車間的各項(xiàng)參數(shù)，從而確定變壓器的型號(hào)、臺(tái)數(shù)及高低壓供配電方案。同時(shí)做到系統(tǒng)安全第一，既符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，也保證人身設(shè)備安全。滿足安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的的基本要求。 二、設(shè)計(jì)依據(jù) (一)工廠總平面圖 (二)工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大利用小時(shí)為5000h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為24h

3、，該廠除鑄造車間和鍋爐房屬于二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380v。電氣照明均為單相，額定電壓為220v。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表2-2示表2-2 工廠負(fù)荷資料統(tǒng)計(jì)廠房編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類型設(shè)備容量/kw需要系數(shù)功率因數(shù)cos1鑄造車間動(dòng)力2500.350.7照明80.81.02鍛壓車間動(dòng)力3000.250.65照明70.81.03金工車間動(dòng)力4000.250.65照明60.81.04工具車間動(dòng)力3600.30.6照明50.91.05電鍍車間動(dòng)力2000.60.8照明50.81.06熱處理車間動(dòng)力1500.50.7照明60.81.07裝配車間動(dòng)力1800.30.7照

4、明70.81.08機(jī)修車間動(dòng)力1600.20.65照明80.71.09鍋爐房動(dòng)力500.70.75照明10.81.010倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.350.8照明20.81.011沖壓車間動(dòng)力2000.40.7照明50.81.012機(jī)加車間動(dòng)力4000.30.65照明60.31.0生活區(qū)照明2000.70.9（三）供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近10kv的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖，該干線的導(dǎo)線牌號(hào)為lg-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m,干線首端（即電力系統(tǒng)的饋電變電站）劇本廠約為8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500mv

5、a.此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為了滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度為5m。電纜線路總長(zhǎng)度為10km。 （四）氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38°c，年平均溫度為23°c，年最低氣溫為8°c ，年最熱月平均最高氣溫為33°c,年最熱平均氣溫為26°c，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25°c.。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20天左右。 （五）地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以粘沙土

6、為主，地下水位為2m （六）電費(fèi)制度 本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能。設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制度交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為18元/kv，動(dòng)力電費(fèi)為0.20元/kwh，照明（含家電）電費(fèi)為0.50元/kwh.工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.90.此外，電力用戶需要按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電部門交納供電貼費(fèi)：610kv為800元/kva.三、設(shè)計(jì)任務(wù) 要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成下列工作量： (一)設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明書1 緒論2 設(shè)計(jì)依據(jù)3負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償功率4變電所位置和形式的選擇5 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和類型的選擇6變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)7 短

7、路電流的計(jì)算8變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)9變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)10變電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定11防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)12 附錄參考文獻(xiàn)(二)設(shè)計(jì)圖樣 需包括：1變電所主結(jié)線圖一張 （a1圖樣）2變電所平、剖面圖一張 （a1圖樣）3 變電所電壓測(cè)量、絕緣監(jiān)察回路圖一張 （a2圖樣）四、工廠的負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償功率(一)接線方案 根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求及變電所位置，各車間之間的配合關(guān)系，低壓配電系統(tǒng)的接線采用放射式連接。(二)各廠房負(fù)荷計(jì)算1、鑄造車間（1）動(dòng)力 pe=250kw =0.35 cos =0.7 tan=1.02（2）照明 pe=5kw =0.8 cos =1.0 t

8、an=02、鍛壓車間（1）動(dòng)力 pe=300kw =0.25 cos =0.65 tan=1.（2）照明 pe=7kw =0.8 cos=1.0 tan=03、金工車間（1）動(dòng)力 pe=400kw =0.2 cos =0.65 tan=1.17（2）照明 pe=5kw =0.8 cos =1.0 tan=0 4、工具車間（1）動(dòng)力 pe=300kw =0.3 cos =0.6 tan=1.33（2）照明 pe=5kw =0.9 cos =1.0 tan=05、電鍍車間（1）動(dòng)力 pe=200kw =0.5 cos =0.8 tan=0.75（2）照明 pe=5kw =0.8 cos =1.0

9、tan=06、熱處理車間（1）動(dòng)力 pe=150kw =0.5 cos =0.7 tan=1.02（2）照明 pe=6kw =0.8 cos =1.0 tan=07、裝配車間（1）動(dòng)力 pe=180kw =0.3 cos =0.7 tan=1.02（2）照明 pe=7kw =0.8 cos =1.0 tan=08、機(jī)修車間（1）動(dòng)力 pe=160kw =0.2 cos =0.65 tan=1.17（2）照明 pe=8kw =0.8 cos =1.0 tan=09、鍋爐房 （1）動(dòng)力 pe=50kw =0.7 cos =0.75 tan=0.88（2）照明 pe=1kw =0.8 cos =1.

10、0 tan=010、倉(cāng)庫(kù) （1）動(dòng)力 pe=20kw =0.35 cos =0.8 tan=0.75（2）照明 pe=2kw =0.8 cos =1.0 tan=011、沖壓車間（1）動(dòng)力 pe=150kw =0.4 cos =0.7 tan=1.02（2）照明 pe=5kw =0.8 cos =1.0 tan=012、機(jī)加車間（1）動(dòng)力 pe=300kw =0.3 cos =0.65 tan=1.17（2）照明 pe=6kw =0.8 cos =1.0 tan=013、生活區(qū) （2）照明 pe=200kw =0.7 cos =1 tan=0.48 4.8+54+5.6 +32+6.4+35+

11、0.8+7+1.6+60+4+90+1.8+140)kw=777.44kw (89.25+87.75+93.6+119.7+75+76.5+55.08+37.44+5.25+61.2+105.3+67.2)kw=768.4595kvarkvaa 在說(shuō)明書中，為了使人一目了然，便于審核，于是用計(jì)了算的表格的形式，如表4-1所示。編號(hào)名稱類別設(shè)備容量pe計(jì)算負(fù)荷p30/kwq30/kvars30/kvai30/a1鑄造車間動(dòng)力25087.589.25125190照明54046.06小計(jì)2552鍛壓車間動(dòng)力3007587.75115.38175照明64.804.87.27小計(jì)3063金工車間動(dòng)力40

12、08093.6123186照明54046.06小計(jì)4054工具車間動(dòng)力30090119.7150227.27照明54.504.56.82小計(jì)3055電鍍車間動(dòng)力20010075125189.4照明54046.06小計(jì)2056熱處理車間動(dòng)力1507576.5107.14162.33照明64.804.87.27小計(jì)1567裝配車間動(dòng)力1805455.0877.14116.88照明75.605.68.48小計(jì)1878機(jī)修車間動(dòng)力1603237.4449.2374.59照明86.406.49.7小計(jì)1689鍋爐房動(dòng)力503530.846.6770.71照明10.800.81.21小計(jì)5110倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力2

13、075.258.7513.26照明21.601.62.42小計(jì)2211沖壓車間動(dòng)力1506061.285.7130照明54046.06小計(jì)15512機(jī)加車間動(dòng)力30090105.3138.46210照明61.801.82.73小計(jì)30613生活區(qū)照明20014067.2156236 表4-1 工廠負(fù)荷計(jì)算表(三)無(wú)功功率補(bǔ)償 由表4-1可知，該廠380v側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.71。而供電部門要求該廠10kv進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不應(yīng)低于0.90.考慮到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功的損耗，因此380v側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率應(yīng)稍大于0.90，暫取0.92來(lái)計(jì)算380v側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量；

14、1、工廠低壓側(cè)負(fù)荷 4.8+54+5.6 +32+6.4+35+0.8+7+1.6+60+4+90+1.8+140)kw=971.8kw (89.25+87.75+93.6+119.7+75+76.5+55.08+37.44+5.25+61.2+105.3+67.2)kw=904.07kwa=tan()-tan()=971.8(0.936-0.625)kvar =497kvar 取=500kvar 選pgj1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為bkmj0.4-25-3型，采用其方案（主屏）1臺(tái)與（輔屏）4臺(tái)相組合，總共容量100kvar*5=500kvar。因此無(wú)功補(bǔ)償后工廠380v側(cè)和10kw的負(fù)

15、荷計(jì)算如表4-2所示。2、補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)補(bǔ)償后變電所的低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為= kva=1052kva變壓器的功率損耗為變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為= kva=1092kva=/=1092/a=63a補(bǔ)償工廠的功率因數(shù)為這一功率因數(shù)滿足規(guī)定（0.9）的要求。表4-2 無(wú)功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目cos計(jì)算負(fù)荷p30/kwq30/kvars30/kvai30/a380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.73971.8904.07側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量500380v側(cè)補(bǔ)償負(fù)荷0.92971.8404.0710521594主變壓器功率損耗 =15.78 =63.1210kv負(fù)荷總計(jì)0.90

16、4987.58467.12109263五、變配電所位置和形式的選擇（一）變配電所總體布置要求1. 值班室緊靠低壓配電室，而且有門直通，因此運(yùn)行維護(hù)方便2. 高低壓配電室和變壓器室的進(jìn)出線都比較方便。3. 所有大門都按要求方向開啟，保證運(yùn)行方便。4. 高壓電容器與高壓配電室相鄰，即安全有配線方便（二）變配電所地址選擇 變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心。工廠的中心按功率矩法來(lái)確定。所址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后確定。盡量接近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線。不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展，有擴(kuò)建的可能。接近電源側(cè)，特別是工廠

17、的總降壓變電所和高壓配電所。設(shè)備運(yùn)輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運(yùn)輸。不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)或高溫的場(chǎng)所，無(wú)法避開時(shí)，應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施。不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)在污染原的下風(fēng)側(cè)。不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其它經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相鄰。不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。由此可知，工廠的負(fù)荷中心在倉(cāng)庫(kù)的東南角，考慮到方便進(jìn)出線及周圍環(huán)境狀況，決定在倉(cāng)庫(kù)東側(cè)緊靠廠房修建工廠變電所，其型式為附設(shè)式。六、變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇（一）變電所主變壓器的選擇 根

18、據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案：1、裝設(shè)一臺(tái)主變壓器型號(hào)為s9，而容量sn.ts30，選sn.t=1250kva,選一臺(tái)s91250/10型低損耗配電變電器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。2、裝設(shè)二臺(tái)主變壓器型號(hào)也為s9 容量sn.t=（0.60.7）s30 選擇兩臺(tái)s9630/10型低損耗配電變壓器，工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源也由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。 主變壓器的聯(lián)結(jié)均采用yyn0。（二）變電所主結(jié)線方案的選擇 按上面考慮的兩種主變壓器的方案可設(shè)計(jì)下列兩種主結(jié)線方案：1、裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案 如圖6-1所示2

19、、裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案 如圖6-2所示3、兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 如表6-3所示圖6-1 裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線方案 圖6-2裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案 （附高壓柜列圖） （附高壓柜列圖） 表6-3兩種主結(jié)線方案的比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變的方案 （圖6-1）裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案（圖6-2）技術(shù)指標(biāo)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(zhì)量由于一臺(tái)主變電壓損耗略大由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只有一臺(tái)主變，靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變，靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額查得s91250單價(jià)為12萬(wàn)元，而變壓器綜合投資2

20、15;12萬(wàn)元=24萬(wàn)元查得s9630單價(jià)為7.47萬(wàn)元，而變壓器綜合投資4×7.47萬(wàn)元=29.88萬(wàn)元高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額查得gg1a（f）型柜按每臺(tái)3.5萬(wàn)元，而變壓器綜合投資約為1.5倍計(jì)算，因此其綜合投資約為4×1.5×3.5萬(wàn)元=21萬(wàn)元本方案采用六臺(tái)gg1a（f）型柜，其綜合投資約為6×1.5×3.5萬(wàn)元=31.5萬(wàn)元,比一臺(tái)主變的方案多投資10.5萬(wàn)元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)每年為4.893萬(wàn)元主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)每年為7.067萬(wàn)元，比一臺(tái)主變的方案多投資2

21、.714萬(wàn)元交供電部門的一次性供電費(fèi)按800元/kva計(jì)，電費(fèi)為 1250×0.08=100萬(wàn)元電費(fèi)為2×630×0.08=100.8萬(wàn)元，比一臺(tái)主變的方案多交20.8萬(wàn)元由以上圖可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線方案，但經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)的主變的主結(jié)線的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線的方案。七、短路電流的計(jì)算1、求k-1點(diǎn)三相短路電流和短路容量 1）電路中各元件電抗及總電抗 電力系統(tǒng)電抗： 架空線路電抗： 總電抗：2）三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量有效值：三相短路次暫態(tài)電流

22、和穩(wěn)態(tài)電流=3）三相短路沖擊電流和第一個(gè)周期短路全電流有效值 4）三相短路容量 2、求k-2點(diǎn)三相短路電流和短路容量1）電路中各元件電抗及總電抗 電力系統(tǒng)電抗： 架空線路電抗： 電力變壓器電抗：%=4.5 總電抗：2）三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量有效值： 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流=3）三相短路沖擊電流和第一個(gè)周期短路全電流有效值 4）三相短路容量以上結(jié)果由表7-4所示。短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/ka三相短路容量 k-1 2225.13.0236.37 k-220202036.821.814八、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)1、10kv側(cè)一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)（表8-1）選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電

23、壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kv57.7a1.96ka5ka=7.3一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器sn10-1-i/63010kv630v16kv40kv2=512高壓隔離器gn-10/20010kv200a_25.5kv5=500高壓熔斷器rn2-1010kv0.5a50ka_電壓互感器jdj-1010/ 0.1kv_電壓互感器jdzj-100.1/3kv/_電流互感器lqj-1010kv100/5a_2250.1ka=31.8ka=81二次負(fù)荷避雷器fs4-1010kv_戶外式高壓隔離開關(guān)gw4-15g/20015kv200a_2、380v側(cè)一次設(shè)備的

24、選擇校驗(yàn)（表7-2）選擇校驗(yàn)電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝置地點(diǎn)條件參數(shù) 數(shù)據(jù)380v總1320a197ka362ka19720.7=272一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器dw15-1500/3電動(dòng)380v1000a40kv低壓斷路器dz20-630380v630a(大于130)一般30kv低壓斷路器dz20-200380v200a（大于130）一般25kalmzj1-低壓刀開關(guān)3-1500/30380v1000a電流互感器lmzj1-0.5500v1000/5a_電流互感器lmz1-0.5500v160/5a100/5a_九、變電所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇（一）10kv高壓進(jìn)線

25、和引入電纜的選擇1、10kv高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 采用lj型鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kv公用干線。1）按發(fā)熱條件選擇 由i=63a及室外環(huán)境33oc,初選lj-16,其35oc時(shí)的ia1=95a>i30,滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 最小允許截面=35mm2，因此lj-16不滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。故選擇lj-35。由于此線路很短，不需要校驗(yàn)電壓損耗。2、高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) 采用yjl22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 1）按發(fā)熱條件選擇。由i30=iin.t=63a及土壤溫度25oc，初選纜芯為25mm2的交聯(lián)電纜，其ia1=95a>i30

26、,滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定。計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面a=i=2000mm=23.5a=25 mm因此yjl22100003×25電纜滿足要求。（二）380v低壓出線的選擇1、給1號(hào)廠房（鑄造車間）的線路 采用vlv-22-10000型氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇。由i=190a及地下溫度為25°c初選擇120 mm其i=212a> i,滿足發(fā)熱條件。2）短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。 求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面a=i=26000mm=23.5a=296 mm式中t變電所高壓側(cè)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定(終端變電所)，再加上斷路器的時(shí)間為0

27、.2s，再加0.05 s。 3）校驗(yàn)電壓損耗。由圖1-1所示平面圖量得變電所至1號(hào)廠房距離約為100m，而查得120 mm鋁芯電纜的r=0.31/km（按纜芯工作溫度75計(jì)），又因?yàn)橐惶?hào)廠房的u=8.78vu=（8.78v/380v）100=2.3=5 由于前面所選120 mm的纜芯截面小于a，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，即選擇vlv2210003240+1120的四芯電纜（中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同）。2、給2號(hào)廠房（鍛壓車間）的線路 亦采用vlv221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面選95 mm，即vlv221000395+1120的四芯電纜。3、給3號(hào)

28、廠房（金工車間）的線路 亦采用vlv221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面選120 mm，即vlv2210003120+1120的四芯電纜。4、給4號(hào)廠房（工具車間）的線路 亦采用vlv221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面選185 mm，即vlv2210003的四芯電纜。5、給5號(hào)廠房（電鍍車間）的線路 亦采用vlv221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面選120mm，即vlv2210003的四芯電纜。6、給6號(hào)廠房（熱處理車間）的線路 亦采用vlv221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同

29、上）纜芯截面選95 mm，即vlv2210003的四芯電纜。7、給7號(hào)廠房（裝配車間）的線路亦采用vlv221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面選50 mm，即vlv2210003的四芯電纜。8、給8號(hào)廠房（機(jī)修車間）的線路 亦采用vlv221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面選25 mm，即vlv2210003的四芯電纜。9、給9號(hào)廠房（鍋爐房）的線路 亦采用vlv221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面選25 mm，即vlv2210003的四芯電纜。10、給10號(hào)廠房（倉(cāng)庫(kù)）的線路 由于倉(cāng)庫(kù)就在變電所旁邊，

30、而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線blv-1000型5根（3根相線、1根中性線、1根保護(hù)線）穿硬塑料管埋地敷設(shè)。1）按照發(fā)熱條件選擇。由i=13.26a及環(huán)境溫度為26相線截面選4mm，其i=19ai，滿足發(fā)熱條件。按規(guī)定，中性線和保護(hù)線也選為4mm，與相線截面相同，因此選用blv10001塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑25mm的塑料管。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。查表得最小允許截面a=2.5 mm，因此上面所選4mm的相線滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。3）校驗(yàn)電壓損耗。所選穿管線，估計(jì)長(zhǎng)度50m，而由表查得r=8.55/km，x=0.119/km，又倉(cāng)庫(kù)的p=7kw,q=5.25kvar,因此按式得：u=8vu=（

31、8v/380v）100=2.1=5 滿足允許電壓損耗5的要求。11、給11號(hào)廠房（沖壓車間）的線路 亦采用vlv221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面選70 mm，即vlv2210003的四芯電纜。12、給12號(hào)廠房（機(jī)加車間）的線路 亦采用vlv221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面選150 mm，即vlv2210003的四芯電纜。13、給13號(hào)生活區(qū)的線路 采用lj型架空敷設(shè)。1）按照發(fā)熱條件選擇。由i=295a及室外環(huán)境溫度為33初選lj185，其33時(shí)的i=455a> i，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。查表得最小允許截

32、面a=16 mm，因此上面所選滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。3）校驗(yàn)電壓損耗。由圖1-1所示平面圖量得變電所至生活區(qū)負(fù)荷中心的距離約200m,而由表查得r=0.18/km，x=0.3/km（按線間幾何均距離0.8m計(jì)），又生活區(qū)的p=140kw,q=67kvar,因此按式得：u=24vu=（24v/380v）100=6.32=5 由此看來(lái)，對(duì)生活區(qū)采用一回路lj185架空線路供電是不行的。為了確保生活用電的電壓質(zhì)量，決定采用四回lj120架空線路對(duì)生活去供電。由表查得r=0.28/km，x=0.3/km（按線間幾何均距離0.6m計(jì)），因此 u=7.8vu=（7.8v/380v）100=2.05=5（三）作

33、為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn) 采用yjl2210000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)，與相距約為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(jí)負(fù)荷容量共266kva,i30=266kva /(10kv)=15.36a及最熱月土壤平均溫度為25，初選擇纜芯截面為25mm2的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜，其ia1=200a>i30,滿足發(fā)熱條件。2、短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。按本變電所高壓側(cè)短路電流校驗(yàn)，由前述引入電纜的短路電流熱穩(wěn)定校驗(yàn)，可知纜芯25的交聯(lián)電纜時(shí)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)絡(luò)線的短路熱穩(wěn)定計(jì)算無(wú)法進(jìn)行，只有暫缺。3、校

34、驗(yàn)電壓損耗。查得纜芯為25的鋁芯電纜r=1.54/km（纜芯溫度按80計(jì)），x=0.12/km，而二級(jí)負(fù)荷的p=（93.9+129+35.8）=258.7kw,q=(89.25+93.75+30.8)=213.8kvar,線路長(zhǎng)度按1km計(jì)，因此u=84.8vu=（84.8v/10000v）100=0.848=5 由此可見滿足允許電壓損耗5的要求 綜合以上所選變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)格如下表9-1所示.表9-1變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的型號(hào)規(guī)格線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格10kv電源進(jìn)線lj-35鋁絞線（三相三線架空）主要進(jìn)入電纜yjl22-10000-3*25交聯(lián)電纜（直埋）380v

35、低壓出線至1號(hào)廠房vlv22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋）至2號(hào)廠房vlv22-1000-3×95+1×120四芯塑料電纜（直埋）至3號(hào)廠房vlv22-1000-3×120+1×120四芯塑料電纜（直埋）至4號(hào)廠房vlv22-1000-3×185+1×120四芯塑料電纜（直埋）至5號(hào)廠房vlv22-1000-3×120+1×120四芯塑料電纜（直埋）至6號(hào)廠房vlv22-1000-3×95+1×120四芯塑料電纜（直埋）至7號(hào)廠房vlv22-1000-

36、3×50+1×120四芯塑料電纜（直埋）至8號(hào)廠房vlv22-1000-3×25+1×120四芯塑料電纜（直埋）至9號(hào)廠房vlv22-1000-3×25+1×120四芯塑料電纜（直埋）至10號(hào)廠房blv-1000-1×4鋁芯線5根穿內(nèi)徑25mm硬塑料管至11號(hào)廠房vlv22-1000-3×70+1×120四芯塑料電纜（直埋）至12號(hào)廠房vlv22-1000-3×150+1×120四芯塑料電纜（直埋）至生活區(qū)四回路3×ej-120+1×lj70(三相四線架空)與鄰近單

37、位10kv聯(lián)絡(luò)線yjl22-10000-3×25交聯(lián)電纜（直埋）（四）高低壓母線的選擇10kv母線選lmy3（40×4），即母線尺寸為10mm×4mm；380v母線選lmy3（120×10），即母線尺寸為120mm×10mm，中性母線尺寸為80mm×6mm。十、變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定（一）高壓斷路器地操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路斷路器采用手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如圖9-1所示。 圖10-1 控制信號(hào)回路圖 wc控制小母線 ws信號(hào)小母線 gn綠色指示燈 rd紅色指示燈 r限流電阻 yr脫扣器 km繼電保護(hù)出口接觸器

38、qf16斷路器qf的輔助觸點(diǎn) qm手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)（二）變電所的電能計(jì)量回路 變電所高壓側(cè)裝有專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無(wú)功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能和無(wú)功電能，并據(jù)以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)，計(jì)量柜由上級(jí)供電部門加封和管理。（三）變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路 1、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(gè)jdzj10型，組成開口三角的結(jié)線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察，其結(jié)線圖如圖10-2所示。 圖10-22、作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上裝有三相有功電度表、三相無(wú)功電度表和電流表，結(jié)線圖見圖10-3。高壓進(jìn)線上，亦裝有電流表 圖10-33、低壓側(cè)的動(dòng)力出線上，均裝

39、有有功電度表和無(wú)功電度表，低壓照明線路上裝有三相四線有功電度表，低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝有無(wú)功電度表。每一回路均裝有電流表。低壓母線裝有電壓表。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)按規(guī)范要求。 （四）變電所的保護(hù)裝置1、主變壓器的繼電保護(hù)裝置 1）裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于高壓斷路器。 2）裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。采用gl15型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定。利用式（）其中21000kva/(10kv)=257.7a=115a,=1.3,=1,= 0.8，=100/5=20,動(dòng)作電流

40、為:=(1.31/0.820) 115a=9.3a 整定為10a 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定：本變電所為終端變電所，故其過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間（10倍過(guò)電流動(dòng)作時(shí)間）可整定為最短的0.5s。 過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)：利用式（）其中=/=0.86626ka/(10kv/0.4kv)=0.9ka,=/=10a20/1200a,因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為：=900a/200a=4.51.5滿足靈敏系數(shù)的要求。 3）裝設(shè)電流速斷保護(hù)：利用gl15的速斷裝置。 速斷電流的整定。利用式 （）其中=26ka, =1.4,=1,= 0.8，=100/5=20,=10/0.4=25,因此速斷電流為：=（1.41/202

41、5）26000a=56a,速斷電流倍數(shù)整定為：=/=56a/10a=5.6 電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)：利用式（）其中=0.8662ka=1.732ka,=5620/1=1120a,因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為：=1732a/1120a=1.54 按gb50062-92規(guī)定，電流保護(hù)（含電流速斷保護(hù)）的最小靈敏系數(shù)為1.5，因此這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)式達(dá)到要求的。但按jbj6-96和jgj/t16-92的規(guī)定，其最小靈敏系數(shù)為2，則這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)偏低一些。2、作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置 1）裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。采用gl15型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線

42、，去分流跳閘的操作方式。 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定。利用式（）動(dòng)作電流為10.3a整定為10a 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定：按終端保護(hù)考慮，動(dòng)作時(shí)間整定為0.5s。 過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)：因無(wú)鄰近單位變電所10kv母線經(jīng)聯(lián)絡(luò)線至本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無(wú)法檢驗(yàn)靈敏系數(shù)，只有略過(guò)。 2）裝設(shè)電流速斷保護(hù)：利用gl15的速斷裝置。但因無(wú)經(jīng)鄰近單位變電所和聯(lián)絡(luò)線至本廠變電所高低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無(wú)法整定計(jì)算和檢驗(yàn)靈敏系數(shù)，只有略過(guò)。3、變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置1）低壓總開關(guān)采用dw15-1500/3型低壓斷路器，三相均裝過(guò)流脫扣器，既可保護(hù)低壓側(cè)的相間短路和過(guò)負(fù)荷（利用其長(zhǎng)延時(shí)脫扣器），而且可保護(hù)低

43、壓側(cè)單相接地短路。 2）低壓側(cè)所以出線上均采用dz20型低壓斷路器控制，其瞬時(shí)脫扣器可實(shí)現(xiàn)對(duì)線路短路故障的保護(hù)。十一、變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) （一）變電所的防雷保護(hù)1、直擊雷防護(hù) 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。 如變電所的主變壓器裝在室外或有露天配電裝置時(shí)，則應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包括整個(gè)變電所。如果變電所處在其他建筑物的直擊雷防護(hù)范圍以內(nèi)時(shí)，則可不另設(shè)獨(dú)立避雷針。按規(guī)定，獨(dú)立避雷針的接地裝置接地電阻10，通常采用36根長(zhǎng)2.5m、50mm的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近做一排或多邊形排列，管間距離

44、5m，打入地下，管頂距地面0.6m,接地管間用40mm40mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用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)內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用20mm的鍍鋅圓鋼，長(zhǎng)11.5m。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有3m以上距離。2、雷電侵入波的防護(hù)1）在10kv電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)fs4-10型閥式避雷器。引下線采用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。 2）在10kv高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有g(shù)g-1a(f)-54型開關(guān)柜，其中配有fs4-10型避雷器靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來(lái)保護(hù)，防護(hù)雷電侵入波的危害。 3）在380v低壓架空出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入的雷電波。 （二）變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)1、接地電阻的要求 此變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件：/=120v/27a=4.4式中 因此公共接地裝置接地電阻2、接地裝置的設(shè)計(jì) 采用長(zhǎng)2.5m、50mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置（變電所前面布置兩排），管距5m,垂直打入地下，管頂距地面0.