某電機(jī)修造廠總降壓變電所與高壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、. . . . 1 / 40某電機(jī)修造廠總降壓變電所與高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)某電機(jī)修造廠總降壓變電所與高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘摘 要要本論文主要依照工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循的一般原則、基本容和設(shè)計(jì)流程，對(duì)某電機(jī)修造廠變電所進(jìn)行了設(shè)計(jì)說(shuō)明，本文按照設(shè)計(jì)要求，在查閱大量參考資料、手冊(cè)后，對(duì)負(fù)荷計(jì)算與無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算，變配電所所址和型式的選擇，變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量與類型的選擇，變配電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)，短路電流的計(jì)算，變配電所一次設(shè)備的選擇，變配電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)裝置的選擇與整定，變配電所防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)等進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明。并附有相應(yīng)的圖表、公式和計(jì)算結(jié)果。這次設(shè)計(jì)的變配電所完全滿足設(shè)

2、計(jì)要求。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)計(jì)算負(fù)荷，選出變壓器；通過(guò)計(jì)算三相短路電流，選出其他保護(hù)器件；通過(guò)三相短路電流，選擇過(guò)電流保護(hù)設(shè)備；然后選擇二次回路的設(shè)備，對(duì)一次側(cè)設(shè)備進(jìn)行控制、檢測(cè)；最后注意安全、接地和防雷的設(shè)置。關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：有功功率，電力變壓器，三相短路電流，過(guò)電流，接地. . . . 2 / 40目 錄第一章緒論第一章緒論 1 11.1 課題背景、目的與意義 11.1.1 課題的背景 11.1.2 課題的目的與意義 11.2 設(shè)計(jì)的主要容、設(shè)計(jì)圖樣 11.2.1 設(shè)計(jì)的主要包括 11.2.2 設(shè)計(jì)圖樣 2第二章設(shè)計(jì)依據(jù)第二章設(shè)計(jì)依據(jù) 3 32.1 電機(jī)修造廠 3第三章設(shè)計(jì)說(shuō)明第三章設(shè)計(jì)說(shuō)明 5

3、53.1 負(fù)荷計(jì)算與功率補(bǔ)償 53.1.1 負(fù)荷計(jì)算的容和目的 53.1.2 負(fù)荷計(jì)算的方法 63.1.3 各用電車間負(fù)荷情況與各車間變電所容量。63.1.4 全廠負(fù)荷計(jì)算。73.1.5 功率補(bǔ)償 73.2 變電所、配電所位置和型式的選擇 83.2.1 電機(jī)修造廠總變電所位置和型式的選擇 83.3 電機(jī)修造廠總降壓變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇 93.3.1 變壓器容量與臺(tái)數(shù)的選擇。93.3.2 變配電所主結(jié)線的選擇原則 103.3.3 主結(jié)線方案選擇 103.3.4 配電所的主接線選擇 143.5 短路電流的計(jì)算 153.5.1 繪制計(jì)算電路 153.5.2 求 k -1，k-2 點(diǎn)的三相

4、短路電流和短路容量 163.5.3 求1 k點(diǎn)的三相短路電流和短路容量 183.6 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 183.6.1 35kV 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 183.6.2 10kV 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 193.6.3 變電所高壓母線的選擇 203.7 變電所進(jìn)出線選擇。213.7.1 35kV 高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 213.7.2 10kV 高壓出線的選擇 21. . . . 3 / 403.7.3 作為備用電源的高壓線的選擇校驗(yàn)。243.8 變電所二次方案的選擇與繼電保護(hù) 253.8.1 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路 253.8.2 變電所的電能計(jì)量回路 263.8.3 變電所的測(cè)量

5、和絕緣監(jiān)察回路 263.8.4 變電所的保護(hù)裝置 263.9 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) 343.9.1 變電所的防雷保護(hù) 343.9.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) 35第四章結(jié)論第四章結(jié)論 3737. . . . 4 / 40第一章第一章 緒緒 論論1.11.1課題背景、目的與意義課題背景、目的與意義.1 課題的背景課題的背景本課題是根據(jù)介才主編的工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)上兩個(gè)題目為原型，根據(jù)指導(dǎo)老師的要求設(shè)計(jì)。變電所是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),它的運(yùn)行情況直接影響到電力系統(tǒng)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在 35KV10KV 配電變電所設(shè)計(jì)研究方面，最近幾十年發(fā)展更是迅猛。尤其是對(duì)變電站綜

6、合自動(dòng)化的研究，已經(jīng)進(jìn)行了多年,并取得了令人矚目的進(jìn)展。變電站綜合自動(dòng)化目前在國(guó)外已得到了較普遍的應(yīng)用。例如美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、意大利等國(guó)家,在他們所屬的某些電力公司里,大多數(shù)的變電站都實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化與無(wú)人值班方式。在我國(guó)，現(xiàn)在變電所的基本也是向著變電站綜合自動(dòng)化這個(gè)方向發(fā)展的，但是根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，現(xiàn)在大多數(shù)變電站還是沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)保護(hù)和控制綜合自動(dòng)化。傳統(tǒng)的變電站的設(shè)計(jì)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)十分的成熟了。根據(jù)供電的設(shè)計(jì)容和流程，可以十分的方便的按照步驟設(shè)計(jì)。.2 課題的目的與意義課題的目的與意義本題目主要目的是設(shè)計(jì)某電機(jī)修造廠的變電所總降壓配電設(shè)計(jì)。與原來(lái)的課程設(shè)計(jì)比較，本題不僅設(shè)計(jì)量

7、大了許多，而且在更個(gè)方面的要求也有所加強(qiáng)。雖然變電所的設(shè)計(jì)在現(xiàn)在已經(jīng)不是高新的技術(shù)，但是作為自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，本題目還是很全面的包含了一大部分專業(yè)課程學(xué)習(xí)的容，而且各個(gè)方面都有所深入。尤其是繼電保護(hù)的問(wèn)題，有了更加深入的學(xué)習(xí)。雖然本題沒(méi)有對(duì)變電站綜合自動(dòng)化有所研究，但是對(duì)日后向這個(gè)方面的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)不僅進(jìn)一步加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，拓寬知識(shí)面，提高理論知識(shí)水平。而且擴(kuò)寬了就業(yè)面，提高就業(yè)能力，提高了獨(dú)立思考和分析問(wèn)題的能力。1.21.2設(shè)計(jì)的主要容、設(shè)計(jì)圖樣設(shè)計(jì)的主要容、設(shè)計(jì)圖樣.1 設(shè)計(jì)的主要包括設(shè)計(jì)的主要包括（1）設(shè)計(jì)的基本依據(jù)和資料。. . . .

8、 5 / 40（2）區(qū)域變電所和車間變電所負(fù)荷計(jì)算。 （3）無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算與補(bǔ)償電容器選擇。（4）短路電流的計(jì)算和動(dòng)穩(wěn)定度，熱穩(wěn)定度的計(jì)算機(jī)。（5）變壓器容量與臺(tái)數(shù)的選擇。（6）變電所進(jìn)出線的選擇。（7）變電所的電纜，電線，高壓開關(guān)柜，低壓配電電屏，動(dòng)力配電箱，電流互感器，避雷器，母線等主要設(shè)備的選擇。（8）區(qū)域變電所進(jìn)線側(cè)線路的繼電保護(hù)， （采用定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)） 。主變壓器的差動(dòng)保護(hù)，瓦斯繼電器保護(hù)，工廠變電所進(jìn)線側(cè)單相接地保護(hù)。（9）防雷裝置與保護(hù)接地裝置的設(shè)計(jì)。（10） 、域變電所的主接線圖、工廠變電所主接線圖、各種保護(hù)裝置接線原理圖。（11）畫出工廠變電所的平面圖。

9、.2 設(shè)計(jì)圖樣設(shè)計(jì)圖樣（1）變電所主結(jié)線電路圖電機(jī)修造廠總降壓變電所主結(jié)線電路圖（3）各種保護(hù)裝置接線原理圖變電所進(jìn)線側(cè)線路的繼電保護(hù)原理電路圖， （采用定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)） 。主變壓器的差動(dòng)保護(hù)原理電路圖，瓦斯繼電器保護(hù)原理電路圖，工廠變電所進(jìn)線側(cè)單相接地保護(hù)原理電路圖（4）變電所平、剖面圖電機(jī)修造廠總降壓變電所平、剖面圖. . . . 6 / 40第二章 設(shè)計(jì)依據(jù)2.12.1 電機(jī)修造廠電機(jī)修造廠（1） 電機(jī)修造廠總平面圖（圖 2-1）圖 2-1 某電機(jī)修造廠總平面布置圖（2） 工廠生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模與產(chǎn)品規(guī)格本廠承擔(dān)某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)各附屬?gòu)S的電機(jī)、變壓器修理和制造任務(wù)。年生產(chǎn)規(guī)模為修理電機(jī)

10、7500 臺(tái)，總?cè)萘繛?45 萬(wàn) KW；制造電機(jī)總?cè)萘繛?6 萬(wàn) KW，制造單機(jī)最大容量為 5520KW；修理變壓器 500 臺(tái)；生產(chǎn)電氣備件為 60 萬(wàn)件。是大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)重要組成部分。（3）工廠各車間負(fù)荷計(jì)算表表 2-1 工廠各車間負(fù)荷計(jì)算表計(jì)算負(fù)荷序號(hào)車間名稱設(shè)備容量（千瓦）P30（千瓦）Q30（千乏）S30（千伏安）變壓器臺(tái)數(shù)與容量車間變電所代號(hào)1電機(jī)修造車間250560950078811000No 1 車變2加工車間8861632583051400No 2 車變3新制車間6342223364031500No 3 車變4原料車間5143101833601400No 4 車變. . .

11、 . 7 / 405備件車間5621991582541315No 5 車變6鍛造車間1053658681100No 6 車變7鍋爐房2691971722621315No 7 車變8空壓站3221811592411315No 8 車變9汽車庫(kù)543302740180No 9 車變10大線圈車間3351871182211250No 10 車變11半成品試驗(yàn)站3652874641500No 11 車變12成品試驗(yàn)站229064048080011000No 12 車變13加壓站256163139214125014設(shè)備處倉(cāng)庫(kù)（轉(zhuǎn)供負(fù)荷）338288444150015成品試驗(yàn)站大型集中負(fù)荷36002880

12、23003686主要為高壓整流裝置，要求專線供電。（4） 供用電協(xié)議 當(dāng)?shù)毓╇姴块T可提供兩個(gè)供電電源，供設(shè)計(jì)部門選定： 從某 220/60kV 區(qū)域變電所提供電源，此站距廠南側(cè) 4.5 公里。 為滿足二級(jí)負(fù)荷的需求，從某 60/10.5kV變電所，提供 10kV 備用電源，此所距廠南側(cè) 4 公里。 電力系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)，如表 2-2 所示。其供電系統(tǒng)圖，如圖 2-2 所示。表 2-2 區(qū)域變電站 60kV 母線短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式1338MVA)3(max. kS系統(tǒng)最小運(yùn)行方式310MVA)3(min. kSkVkVkm圖 2-2 供電系統(tǒng)圖

13、供電部門對(duì)工廠提出的技術(shù)要求： 區(qū)域變電所 60kV 饋電線的過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間 1.8s，要求工廠總降壓變電所的過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間不大于 1.3s。 在企業(yè)t總降壓變電所 60kV 側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。 該廠的總平均功率因數(shù)值應(yīng)在 0.9 以上。（5） 工廠負(fù)荷性質(zhì). . . . 8 / 40本廠大部分車間為一班制，少數(shù)車間為兩班或三班制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 2200h。鍋爐房供生產(chǎn)用高壓蒸汽，停電會(huì)使鍋爐發(fā)生危險(xiǎn)。又由于該廠距離市區(qū)較遠(yuǎn)，消防用水需廠方自備。因此，要求供電具有一定的可靠性。（6） 本廠自然條件 氣象資料 最熱月平均最高溫度 35 攝氏度，土壤中 0.7-1 米深處一年中

14、最熱月平均溫度為 20 攝氏度，土壤凍結(jié)深度為 1.10 米，夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，最高氣溫+40度，最低-40 度，導(dǎo)線復(fù)冰時(shí)氣溫-5 度，最大風(fēng)速時(shí)氣溫-5 度，最大風(fēng)速 25 米/秒，導(dǎo)線復(fù)冰時(shí)風(fēng)速 10 米/秒，最高最低氣溫時(shí)風(fēng)速 0 米/秒，復(fù)冰厚度 10 毫米，年雷暴日數(shù) 31.5 日。 地質(zhì)水文資料 該廠區(qū)地層以砂粘土為主，地質(zhì)條件較好，地下水位 2.8-5.3m，地耐壓力為 15 噸/平方米。第三章 設(shè)計(jì)說(shuō)明3.13.1 負(fù)荷計(jì)算與功率補(bǔ)償負(fù)荷計(jì)算與功率補(bǔ)償.1 負(fù)荷計(jì)算的容和目的負(fù)荷計(jì)算的容和目的（1）計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的工廠的用電設(shè)備安裝容量求取確定的、預(yù)期不

15、變的最大假想負(fù)荷。也就是通過(guò)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來(lái)按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用半小時(shí)的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2）計(jì)算負(fù)荷是用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、供電線路截面選擇、變壓器數(shù)量和容量選擇、電氣設(shè)備額定參數(shù)選擇等的依據(jù)，合理地確定用戶各級(jí)用電系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷非常重要。.2 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有功計(jì)算負(fù)荷為 (3-1)edPKP30. . . . 9 / 40式中，為設(shè)備容量。eP無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為 (3-2)tan3030PQ式中，為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組的正切值。tancos視在計(jì)算負(fù)荷為 (3-3)23023030Q

16、PS總的計(jì)算電流為 (3-4)NUSI33030式中，為額定電壓 380V。NU.3 各用電車間負(fù)荷情況與各車間變電所容量。各用電車間負(fù)荷情況與各車間變電所容量。表 3-1計(jì)算負(fù)荷序號(hào)車間名稱設(shè)備容量（千瓦）P30（千瓦）Q30（千乏）S30（千伏安）變壓器臺(tái)數(shù)與容量車間變電所代號(hào)1電機(jī)修造車間250560950078811000No 1 車變2加工車間8861632583051400No 2 車變3新制車間6342223364031500No 3 車變4原料車間5143101833601400No 4 車變5備件車間5621991582541315No 5 車變6鍛造車間10

17、53658681100No 6 車變7鍋爐房2691971722621315No 7 車變8空壓站3221811592411315No 8 車變9汽車庫(kù)543302740180No 9 車變10大線圈車間3351871182211250No 10 車變11半成品試驗(yàn)站3652874641500No 11 車變12成品試驗(yàn)站229064048080011000No 12 車變13加壓站256163139214125014設(shè)備處倉(cāng)庫(kù)（轉(zhuǎn)供負(fù)荷）3382884441500. . . . 10 / 4015成品試驗(yàn)站大型集中負(fù)荷3600288023003686主要為高壓整流裝置，要求專線供電。3.1.

18、43.1.4 全廠負(fù)荷計(jì)算。全廠負(fù)荷計(jì)算。取 Kp = 0.92; Kq = 0.95根據(jù)上表可算出：P30i = 6520kW; Q30i = 5463kvar則 P30 = KPP30i = 0.926520kW = 5999kWQ30 = KqQ30i = 0.955463kvar = 5190kvar 7932KVA23023030QPSI30 = S30/3UN 94.5ACOS = P30/S30 = 5999/7932 0.7.5 功率補(bǔ)償功率補(bǔ)償由于本設(shè)計(jì)中上級(jí)要求 COS0.9,而由上面計(jì)算可知 COS=0.75，滿足發(fā)熱條件。AIal23330I 動(dòng)穩(wěn)定度

19、校驗(yàn) 母線在三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為272)3()3(103ANaliFshNANmm95.3681016. 09 . 01046.1932723 母線在作用時(shí)的彎曲力矩為)3(FmN2 .3310m9 . 095.36810)3(NlFM 母線的截面系數(shù)為37221012. 36003. 0025. 06mmmhbW 故母線在三相短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為aacMPPmmNWM5310531012. 32 .33637而硬鋁母線（LMY）的允許應(yīng)力為，由此可見(jiàn)該母線滿acaalMPMP5370足短路動(dòng)穩(wěn)定度的要求。 熱穩(wěn)定度校驗(yàn)計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面223)3(min5 .85/87

20、95. 01063. 7mmmmsAsACtimaIA. . . . 24 / 40式中變電所 60kV 側(cè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按 0.7s 整定，再加上斷路器tima斷路時(shí)間 0.2s，再加 0.05s。由于母線的實(shí)際截面為，因此該母線滿足短路熱穩(wěn)min2275325AmmmmA定度要求。（2） 10.5kV 母線的選擇校驗(yàn)采用硬鋁母線 LMY-3(606)505。 （其選擇和計(jì)算方法同前，從略）所以電機(jī)修造廠高壓母線選擇如表 3-8 所示表 3-8 電機(jī)修造廠高壓母線選擇母線名稱母線型號(hào)規(guī)格35kV 母線LMY-3(253)，即母線尺寸為 25mm3mm10kV 母線LMY-3(606)5

21、05，即母線尺寸為 60mm6mm，中性母線尺寸為 50mm5mm3.73.7 變電所進(jìn)出線變電所進(jìn)出線選擇。選擇。.1 60kV60kV 高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)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 60kV 公用干線。（1） 按發(fā)熱條件選擇 由與室外環(huán)境溫度 35，查資料，初選 LJ-35，其 35時(shí)AIINT104130，滿足發(fā)熱條件。AIal15130I（2） 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表，最小允許截面，因此 LJ-35 滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。2min35mmA由于此線路很短，不需校驗(yàn)電壓損耗。.2 10.5kV10.5kV 高壓出線的選擇高壓出線的選擇（1）

22、 饋電給 1 號(hào)廠房（電機(jī)修造車間）的線路采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 按發(fā)熱條件選擇由與土壤溫度 20，查表，初選纜芯為的交聯(lián)電纜，其AI8 .3830225mm，滿足發(fā)熱條件。3090IAIal 校驗(yàn)電壓損耗 由電機(jī)修造廠平面圖量得變電所至一號(hào)廠房距離約 100m，而表查得的鋁芯225mm電纜的（按纜芯工作溫度 80計(jì)） ，又 1 號(hào)廠房的kmR54. 10kmX120. 00. . . . 25 / 40，因此按式kWP7 .61830var9 .25830kQ （3-9）NUqXpRUV8 . 9kV101 . 012. 0var9 .2581

23、 . 054. 17 .618kkWU滿足允許電壓損耗 5的要00000000005098. 0100100008 . 9alUVVU求。 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面22)3(min9 .293/7795. 024800mmmmsAsACtimaIA由于前面所選的纜芯截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，因此改選225mmminA纜芯的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，即 YJL22-10000-33001150 的四芯2300mm電纜（中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同） 。（2） 饋電給 2 號(hào)廠房（機(jī)械加工車間）的線路 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接

24、埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 YJL22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（3） 饋電給 3 號(hào)廠房（新品試制車間）的線路 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 YJL22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（4） 饋電給 4 號(hào)廠房（原料車間）的線路 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 YJL22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（5） 饋電給 5 號(hào)廠房（備件車間）的線路

25、 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 YJL22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（6） 饋電給 6 號(hào)廠房（鍛造車間）的線路 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 YJL22-2300mm. . . . 26 / 4010000-33001150 的四芯電纜。（7） 饋電給 7 號(hào)廠房（鍋爐房）的線路 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 YJL22-10000

26、-2300mm33001150 的四芯電纜。（8） 饋電給 8 號(hào)廠房（空壓站）的線路 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 YJL22-10000-2300mm33001150 的四芯電纜。（9） 饋電給 9 號(hào)廠房（汽車庫(kù)）的線路 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 YJL22-10000-2300mm33001150 的四芯電纜。（10）饋電給 10 號(hào)廠房（大線圈車間）的線路 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)

27、。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 YJL22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（11） 饋電給 11 號(hào)廠房（半成品試驗(yàn)站）的線路 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即2300mmYJL22-10000-33001150 的四芯電纜。（12） 饋電給 12 號(hào)廠房（成品試驗(yàn)站）的線路 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 YJL22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（13） 饋電給 13 號(hào)廠房（加壓站）的線

28、路 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 YJL22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（14） 饋電給 14 號(hào)廠房（設(shè)備處倉(cāng)庫(kù)）的線路 亦采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 YJL22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（15） 饋電給 15 號(hào)廠房（成品試驗(yàn)站大型集中負(fù)荷）的線路 亦采用 YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，2300mm即 YJL22-1

29的四芯電纜。. . . . 27 / 40.3 作為備用電源的高壓線的選擇校驗(yàn)。作為備用電源的高壓線的選擇校驗(yàn)。采用 LJ 型鋁絞線架空敷設(shè)，與相距約 4km 的某 60/10.5kV 變電所的 10.5kV 母線相聯(lián)。（1） 按發(fā)熱條件選擇工廠二級(jí)負(fù)荷容量共 503kVA，與室外環(huán)境溫度A7 .27kV5 .103/50330kVAI為 35，查表，初選 LJ-16，其 35時(shí)的，滿足發(fā)熱條件。305 .93IAIal（2） 校驗(yàn)電壓損耗由表查得纜芯為的鋁絞線的，（按線間幾何216mmkmR07. 20kmX38. 00均距 0.8m 計(jì)） 。又，

30、線路長(zhǎng)度kWkWP1 .384)1841 .200(30kvar4 .150var8 .866 .6330kQ按 4km 計(jì)，因此按式(3-9)，得V9 .340kV10438. 0var4 .150407. 21 .384kkWU滿足允許電壓損耗 5的要000000000054 . 3100100009 .340alUVVU求。（3） 短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)因?yàn)猷徑?60/10.5kV 變電所電源 10.5kV 側(cè)的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)絡(luò)線的短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)計(jì)算無(wú)法進(jìn)行，只有暫缺。綜合以上所選電機(jī)修造廠變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)規(guī)格如表 3-9所示表 3-9 電機(jī)修造廠變電所進(jìn)出線和

31、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35kV 電源進(jìn)線LJ-35 鋁絞線(三相三線架空)至 1 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 2 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 3 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 4 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 5 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 6 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 7 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)

32、至 8 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 9 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 10 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)10kV高壓出線至 11 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋). . . . 28 / 40至 12 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 13 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 14 號(hào)廠房YJL22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 15 號(hào)廠房YJL22-10000-

33、33001150 四芯電纜(直埋)10kV高壓出線至塑料制品廠3LJ-501LJ-35(三相四線架空)與鄰近 35/10kV 變電所 10kV 聯(lián)絡(luò)線LJ-16 鋁絞線(三相三線架空)3.83.8 變電所二次方案的選擇與繼電保護(hù)變電所二次方案的選擇與繼電保護(hù).1 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路高壓斷路器的操動(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 3-9 所示。圖 3-10 手動(dòng)操作的斷路器控制和信號(hào)回路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跳閘線圈(脫扣器) KM繼電保護(hù)出口接觸器 QF16斷路器 QF 的

34、輔助觸點(diǎn) QM手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn).2 變電所的電能計(jì)量回路變電所的電能計(jì)量回路變電所 35kV 進(jìn)線側(cè)裝設(shè)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。.3 變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路 變電所 35kV 側(cè)母線裝有電壓互感器避雷器柜，其中電壓互感器為 3 個(gè) JDJJ2-35. . . . 29 / 40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。/00YY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

35、流表。高壓進(jìn)線上，亦裝有電流表。10kV 側(cè)的出線上，均裝有有功電度表和無(wú)功電度表。10kV 側(cè)母線裝有電壓互感器避雷器柜，其中電壓互感器為 2 個(gè) JDJ-10 型，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)按規(guī)要求。.4 變電所的保護(hù)裝置變電所的保護(hù)裝置（1） 進(jìn)線側(cè)線路的繼電保護(hù)裝設(shè)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。采用 GL15 型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，三相三繼電器式結(jié)線。（見(jiàn)圖 3-10） 。其工作原理為：當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器 KA 瞬時(shí)動(dòng)作，閉合其觸點(diǎn)，使時(shí)間繼電器 KT 動(dòng)作。KT 經(jīng)過(guò)整定的時(shí)限后，其延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使串聯(lián)的信號(hào)繼電器（電流型）KS 和中間繼電器

36、KM 動(dòng)作。KS 動(dòng)作后，其指示牌掉下，同時(shí)接通信號(hào)回路，給出燈光信號(hào)和音響信號(hào)。KM 動(dòng)作后，接通跳閘線圈 YR 回路，使斷路器 QF 跳閘，切除短路故障。QF 跳閘后，其輔助觸點(diǎn) QF1-2 隨之切斷跳閘回路。在短路故障被切除后，繼電保護(hù)裝置除 KS 外的其他所有繼電器均自動(dòng)返回起始狀態(tài)，而 KS可手動(dòng)復(fù)位。圖 3-10 變電所進(jìn)行側(cè)線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理電路圖 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定利用式（3-10）. . . . 30 / 40 （3-10）maxLirewrelopIKKKKI其中，AAkVkVAIITNL20810423536300221max，因此動(dòng)作電流為：2 . 1re

37、lK1wK8 . 0reK405200iKA8 . 7208408 . 012 . 1AIop整定為 8A。 （只能為整數(shù)，且不能大于 10A）opI 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)其動(dòng)作時(shí)限，利用時(shí)間繼電器（DS 型）來(lái)整定。因?yàn)轭}目知區(qū)域變電站 220/35kV 饋電線的過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間，所以電機(jī)修造廠變電sstop22 . 0所進(jìn)線側(cè)線路的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)時(shí)間 t，由于不知區(qū)域變電站饋電線采用ttop的是定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，還是反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。我在這里假設(shè)為反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，所以 t2s0.7s1.3s 所以時(shí)間整定為 1.3s。 過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)利用式（3-11）（

38、3-11）5 . 1)2(minopikwpIKIKS其中，1wKkAkVkVkAKIITkk8 . 210353 .11866. 0)2(2min，因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為：AAKKIIwiopop3601/40911.58 . 7360/2800AASp滿足靈敏系數(shù) 1.5 的要求。（2） 主變壓器的繼電保護(hù)裝置 裝設(shè)瓦斯保護(hù)（其接線圖見(jiàn)圖 3-11）其保護(hù)原理如下：當(dāng)變壓器部發(fā)生輕微故障（輕瓦斯）時(shí)，瓦斯繼電器 KG 的上觸點(diǎn) KG1-2 閉合，動(dòng)作于報(bào)警信號(hào)。當(dāng)變壓器部發(fā)生嚴(yán)重故障（重瓦斯）時(shí)，KG 的下觸點(diǎn) KG3-4 閉合，通常是經(jīng)中間繼電器 KM 動(dòng)作于斷路器 QF 的跳閘機(jī)構(gòu) YR

39、，同時(shí)通過(guò)信號(hào)繼電器 KS 發(fā)出跳閘信號(hào)。但 KG3-4 閉合，也可以利用切換片 XB 切換，使 KS 線圈串接限流電阻 R，動(dòng)作于報(bào)警信號(hào)。由于瓦斯繼電器下觸點(diǎn) KG3-4 在重瓦斯故障時(shí)可能有“抖動(dòng)” （接觸不穩(wěn)定）的情. . . . 31 / 40況，因此為了使跳閘回路穩(wěn)定地接通，斷路器能足夠可靠地跳閘，這里利用中間繼電器 KM 的上觸點(diǎn) KM1-2 作“自保持”觸點(diǎn)。只要 KG3-4 因重瓦斯動(dòng)作一閉合，就使 KM動(dòng)作，并借其上觸點(diǎn) KM1-2 的閉合而自保持動(dòng)作狀態(tài)，同時(shí)其下觸點(diǎn) KM3-4 也閉合，使斷路器 QF 跳閘。斷路器跳閘后，其輔助觸點(diǎn) QF1-2 斷開跳閘回路，以減輕中間

40、繼電器觸點(diǎn)的工作，而其另一對(duì)輔助觸點(diǎn) QF3-4 則切斷中間繼電器 KM 的自保持回路，使中間繼電器返回。圖 3-11 變壓器瓦斯保護(hù)的接線圖 裝設(shè)聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（其原理圖，接線圖見(jiàn)圖 3-12、3-13）其保護(hù)原理如下：在變壓器正常運(yùn)行或差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)區(qū)外發(fā)生短路時(shí)，TA1，TA2，TA3 的二次電流與 TA4，TA5，TA6 的二次電流相等或近似相等，則流入繼電器 KD 的電流0，繼電器 KD 不動(dòng)作。當(dāng)差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)區(qū)發(fā)生短路時(shí)，對(duì)于單端KAI供電的變壓器來(lái)說(shuō)，則 TA4，TA5，TA6 的二次電流等于 0，則等于 TA1，TA2，TA3KAI的二次電流，超過(guò)繼電器 KD 所整定的動(dòng)作電流，

41、使 KD 瞬時(shí)動(dòng)作，然后通過(guò)出口)(dopI繼電器 KM 使斷路器 QF 跳閘，切除短路故障，同時(shí)通過(guò)信號(hào)繼電器 KS 發(fā)出信號(hào)。由于. . . . 32 / 40變電所的主變壓器采用 Yd11 聯(lián)結(jié)組，這就造成變壓器兩側(cè)電流在 30的相位差。因此，雖然可通過(guò)恰當(dāng)選擇變壓器兩側(cè)電流互感器的變流比，使互感器二次電流相等，但由于這兩個(gè)電流之間存在 30相位差，從而在差動(dòng)回路中仍然有相當(dāng)打的不平衡電流，為互感器二次電流。為了消除差動(dòng)回路中的這一不平衡電流，因2268. 0IIdsp2IdspI此將裝設(shè)在變壓器星型聯(lián)結(jié)一側(cè)的電流互感器接成三角形聯(lián)結(jié)，而將裝設(shè)在變壓器三角形聯(lián)結(jié)一側(cè)的電流互感器接成星型聯(lián)

42、結(jié)，如此連接進(jìn)行相位差的相互補(bǔ)償后，即可消除差動(dòng)回路中因變壓器兩側(cè)電流相位不同而引起的不平衡電流。圖 3-12 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的原理電路圖. . . . 33 / 40圖 3-13 Yd11 聯(lián)結(jié)變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)接線 差動(dòng)保護(hù)配置裝設(shè)三個(gè) BCH-2 型差動(dòng)繼電器和高壓側(cè)三個(gè)變比為 200/5 的電流互感器，低壓側(cè)裝設(shè)三個(gè) 800/5 的電流互感器。 整定計(jì)算 算出變壓器各側(cè)額定電流，選出電流互感器和確定其二次回路額定電流。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 3-10表 3-10 變壓器各側(cè)額定電流與互感器選擇各側(cè)數(shù)值序號(hào)數(shù)值名稱35kV 側(cè)10kV 側(cè)1變壓器各側(cè)額定電流(A)10435363003641

43、0363002電流互感器接線方式Y(jié)3選擇電流互感器一次電流的計(jì)算值(A流互感器變比200/5=40800/5=1605電流互感器二次回路額定電流(A)5 . 440104328. 2160364由表 3-10 中可看出，35kV 側(cè)電流互感器的二次回路額定電流大于 10kV 側(cè)，因此. . . . 34 / 4035kV 側(cè)為基本側(cè)（第側(cè)） 。 計(jì)算保護(hù)裝置 35kV 側(cè)的一次動(dòng)作電流：按躲過(guò)最大不平衡電流條件maxktxrelopIfUfKKI 1.3（10.10.050.05）5240A136A其中為可靠系數(shù)，取 1.3；為電流互感器同型系數(shù)，型號(hào)一樣時(shí)取 0.5

44、，KrelKtx型號(hào)不同時(shí)取 1.0；為電流互感器允許最大相對(duì)誤差，取 0.1；為變壓器調(diào)壓側(cè)fU調(diào)壓所引起的相對(duì)誤差，取調(diào)壓圍的一半；為由于繼電器實(shí)用匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等f(wàn) 而引起的相對(duì)誤差，初選時(shí)先選中間值 0.05（最大值為 0.091） ；為最大外部短路max kI電流周期分量。按躲過(guò)勵(lì)磁涌流條件AIIrTop1351043 . 13 . 1其中為變壓器基本側(cè)額定一次電流rTI按躲過(guò)電流互感器二次回路斷線條件AIIfhop1621042 . 13 . 13 . 1max其中為正常運(yùn)行時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流，取為（1.21.3）。maxfhITNI1因此，應(yīng)該按躲過(guò)電流互感器二次回路斷線條

45、件，選用 35kV 側(cè)一次動(dòng)作電流。AIop162 確定線圈接法與匝數(shù)：平衡線圈，分別接于 35kV 與 10kV 側(cè)。基本側(cè)（35kV）二次動(dòng)作電流AnIKITAopjxKop05. 4401621 基本側(cè)（35kV）的計(jì)算匝數(shù)匝81.1405. 4600 KopcIAWW選擇基本側(cè)的實(shí)用匝數(shù)匝15 syW其中差動(dòng)線圈實(shí)用匝數(shù)，平衡線圈實(shí)用匝數(shù)匝14sycW匝1 syphW. . . . 35 / 40在實(shí)用匝數(shù)下，35kV 側(cè)繼電器動(dòng)作電流為AWAWIsyKop29. 414600 確定 10kV 側(cè)繼電器平衡線圈的匝數(shù)匝61.151428. 25 . 415 sycrrsycphWIIW

46、W確定繼電器平衡線圈實(shí)用匝數(shù)為匝。16syphW 計(jì)算由于實(shí)用匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差 f 0132. 01461.151661.15syccphsyphcphWWWWf因?yàn)?.05 且相差很小，故不需核算動(dòng)作電流。f 計(jì)算最小靈敏系數(shù)：變壓器 10kV 側(cè)兩相短路時(shí)變壓器 35kV 側(cè)流入繼電器的電流kAkVkVkAnIITAkKcd12. 0401035/3 .11866. 033其中為最小運(yùn)行方式下 10kV 母線兩相短路，歸算到 35kV 側(cè)的短路電流。kI35kV 側(cè)繼電器動(dòng)作電流AWWAWIsycsyphKop21416600計(jì)算最小靈敏系數(shù)2602120minKopKc

47、dsenIIK故最小靈敏系數(shù)滿足要求。（3） 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置 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（3-10） . . . . 36 / 40 （3-10）maxLirewrelopIKKKKI其中，取，30max2IILAAI6 .924 .1546 . 0303 . 1relK1wK8 . 0reK，因此動(dòng)作電流為：325160iKAAIop4 . 96 .922328 . 013 . 1整定為 9A。 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。

48、 過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)。因無(wú)鄰近某 35/10kV 變電所 10kV 母線經(jīng)聯(lián)絡(luò)線至本廠變電所 10kV 母線的短路數(shù)據(jù)，無(wú)法檢驗(yàn)靈敏系數(shù)，只有從略。（4） 變電所 10kV 側(cè)的保護(hù)裝置10kV 側(cè)總開關(guān)和 10kV 出線均采用 SN10-10/1000 型高壓少油斷路器，其采用手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如圖 3-10 所示。3.93.9 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)9.1 變電所的防雷保護(hù)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。由于變電所有露天配電裝置，應(yīng)在變電所外面的適

49、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)圍包括整個(gè)變電所。按規(guī)定，獨(dú)立避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用 36 根長(zhǎng) 2.5m、50mm 的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一排10ER或多邊形排列，管間距離 5m，打入地下，管頂距地面 0.6m。接地管間用 40mm4mm 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與其基礎(chǔ)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。在 35kV 架空進(jìn)行上，架設(shè) 12kM 的避雷線，以消除近區(qū)進(jìn)線上的雷擊閃絡(luò)，避免其引起的雷電侵入波對(duì)變電所電氣裝置的危害。（2） 雷電侵入波的防護(hù) 在 35kV 電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè) FZ-35 型閥式避雷器