工廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘 要2任 務(wù) 書371. 計(jì)算負(fù)荷的確定72. 變壓器的損耗近視計(jì)算83. 無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算8二. 工廠總降壓變電所主接線和車間變電所主接線的選擇1010方案的比較131.2 方案的選擇132. 車間變電所主接線的選擇14方案的比較16方案的選擇16161617181819202021223.1 d1點(diǎn)的短路電流計(jì)算22d2點(diǎn)的短路電流計(jì)算22234.1 d1點(diǎn)的短路電流計(jì)算234.2 d2點(diǎn)的短路電流計(jì)算23六. 高壓電氣設(shè)備的選擇24242526272830323436362.接地設(shè)計(jì)37心得體會(huì)38參考文獻(xiàn)39摘 要為使工廠供電工作很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要

2、，并做好節(jié)能工作，本設(shè)計(jì)在大量收集資料，并對(duì)原始資料進(jìn)行分析后，做出35kV變電所及變電系統(tǒng)電氣部分的選擇和設(shè)計(jì)，使其達(dá)到以下基本要求：1、安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2、可靠 滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì) 滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求4、經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，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，又合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。同時(shí)，學(xué)習(xí)了工廠供電，做這次課程設(shè)計(jì)就是為了鞏固對(duì)所學(xué)知識(shí)的深化理解，對(duì)將來(lái)走上工作崗位從事低壓電氣的設(shè)計(jì)

3、有很大的幫助。本次設(shè)計(jì)主要是總降壓變電所和車間變電所的設(shè)計(jì)，包括總降壓變電所所址的選擇，負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，總降壓變電所的主接線和車間變電所主接線的選擇，架空線、電纜等高壓電氣設(shè)備的選擇，最后進(jìn)行防雷和接地保護(hù)。任 務(wù) 書設(shè)計(jì)題目： 工廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)(12)(3)(4)(13)(5)(2)道路(1)(6)(7)(9)(10)(14)(15)道路(8)(11)比例：1：5000(12)成品試驗(yàn)站內(nèi)大型集中負(fù)荷(3)成品試驗(yàn)車間(4)鍛造車間(5)電機(jī)修理車間道路(13)原料車間(2) 加壓站(1)半成品試驗(yàn)車間(6)汽車庫(kù)(9)設(shè)備處倉(cāng)庫(kù)(10)空壓房(7)機(jī)械加工車間(14)線圈車間(

4、11)備件車間(8)鍋爐房道路(15)新品試制車間比例：1：50001.2.2全廠各車間負(fù)荷情況匯總表。序號(hào)車間名稱Pe/kWKdcos1電機(jī)修理車間23002機(jī)械加工車間8803新品試制車間6504原料車間5505備件車間5606鍛造車間1807鍋爐房2608空壓房3029汽車庫(kù)5610線圈車間32811半成品試驗(yàn)車間75012成品試驗(yàn)車間256413加壓站（10KV轉(zhuǎn)供負(fù)荷）27414設(shè)備處倉(cāng)庫(kù)（10KV轉(zhuǎn)供負(fù)荷）65415成品試驗(yàn)站內(nèi)大型集中負(fù)荷38741.2.3供用電協(xié)議。1）當(dāng)?shù)毓╇姴块T可提供兩種電源：從某220/35KV區(qū)域變電站提供電源，該站距離廠南5公里；從某35/10KV變電

5、所，提供10KV備用電源，該所距離廠南5公里。2）配電系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)。（1）區(qū)域變電站35KV母線短路數(shù)據(jù)為：運(yùn)行方式電源35千伏母線短容量說(shuō)明系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)S（3）dmax=580兆伏安系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)S（3）dmin=265兆伏安（2）配電系統(tǒng)3）供電部門對(duì)工廠提出的技術(shù)要求：區(qū)域變電站35KV饋電線路定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為1.8秒，要求廠總降壓變電所的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間不大于1.3秒。工廠在總降壓變電所35KV側(cè)計(jì)量。功率因素值應(yīng)在0.9以上。本工廠大部分車間為一班制，少數(shù)車間為兩班或三班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為2500小時(shí)。鍋爐房提供高壓蒸汽，停電會(huì)使鍋爐發(fā)生危險(xiǎn)。由于距離市區(qū)

6、較遠(yuǎn)，消防用水需要廠方自備。因此，鍋爐房要求較高的可靠性。 （1）年最高氣溫為40，年最低氣溫5，年平均氣溫為10。 （2）站所選地址地質(zhì)以粘土為主，地下水位3-5米。 （3）風(fēng)向以東南風(fēng)為主。根據(jù)供電部門提供的資料，選擇本廠最優(yōu)供電電壓等級(jí)。 1）主結(jié)線設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的多個(gè)方案，經(jīng)過(guò)概略分析比較，留下2-3個(gè)較優(yōu)方案進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和分析比較（經(jīng)濟(jì)計(jì)算分析時(shí)，設(shè)備價(jià)格、使用綜合投資指標(biāo)），確定最優(yōu)方案。 2）短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流，計(jì)算結(jié)果列出匯總表。 3）主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇

7、，包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、導(dǎo)線截面和型號(hào)、絕緣子等設(shè)備的選擇及效驗(yàn)。選用設(shè)備型號(hào)、數(shù)量、匯總設(shè)備一覽表。 4）主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)：包括主變壓器、線路等元件的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算。 5）配電裝置設(shè)計(jì)：包括配電裝置形式的選擇、設(shè)備布置圖。 6）防雷、接地設(shè)計(jì)：包括直擊雷保護(hù)、進(jìn)行波保護(hù)和接地網(wǎng)設(shè)計(jì)。包括對(duì)各種設(shè)計(jì)方案分析比較的扼要說(shuō)明，并附有必要的計(jì)算及表格。 1）降壓變電所電氣主結(jié)線圖。 2）變電所平面布置圖3）主變壓器保護(hù)原理接線圖。1. 計(jì)算負(fù)荷的確定根據(jù)任務(wù)書的要求，按照需要系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷，相關(guān)計(jì)算公式如下。有功計(jì)算負(fù)荷為 （11）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為 （12）視在計(jì)算負(fù)荷為 （13

8、）計(jì)算電流為 （14）得各項(xiàng)數(shù)據(jù)列表11所示（下表數(shù)據(jù)均為10kV側(cè)）：表11計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)序號(hào)用電設(shè)備Pe/kWKdCos計(jì) 算 負(fù) 荷/kW/kvar/kVA/A1半成品試驗(yàn)車間7504292原料車間5503成品試驗(yàn)車間25644鍛造車間1801085電機(jī)修理車間230013806汽車庫(kù)5628407機(jī)械加工車間8805728鍋爐房2602349設(shè)備處倉(cāng)庫(kù)（10KV轉(zhuǎn)供負(fù)荷）65410空壓房30211備件車間56028012成品試驗(yàn)站內(nèi)大型集中負(fù)荷387413加壓站（10KV轉(zhuǎn)供負(fù)荷）27414線圈車間3281615新品試制車間650合 計(jì)664有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)取無(wú)功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)取2. 變壓

9、器的損耗近視計(jì)算 有功損耗無(wú)功損耗 3. 無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算從設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求可知，其功率因素不應(yīng)小于0.9，考慮到變壓器的無(wú)功功率損耗，大于有功功率損耗，因此，在變壓器的10kV側(cè)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償時(shí)，其補(bǔ)償后的功率因素應(yīng)稍大于0.9，現(xiàn)設(shè)，則10kV側(cè)在補(bǔ)償前的功率因素為:因此，所需要的補(bǔ)償容量為： （15）選取35kV側(cè)在補(bǔ)償后的負(fù)荷及功率因素計(jì)算：滿足了設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，其計(jì)算數(shù)據(jù)如下表12所示表12無(wú)功補(bǔ)償統(tǒng)計(jì)表項(xiàng) 目cos計(jì)算負(fù)荷/kW/kvar/kVA/A（10kV側(cè)）10kV側(cè)補(bǔ)償前需要補(bǔ)償容量-5000變壓器損耗35kV側(cè)補(bǔ)償后8425 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求以及以上計(jì)算結(jié)果，選取

10、：并聯(lián)補(bǔ)償電容為 BWF10.5-100-1型電容器50只。補(bǔ)償總?cè)萘繛?100kvar×50=5000kvar。2. 工廠總降壓變電所主接線和車間變電所主接線的選擇方案一：只裝有一臺(tái)主變壓器的總降壓變電所主接線圖QS1 QF1 T QS2 QF2 QS3方案二：采用外橋式接線的總降壓變電所主接線圖QS9QF5QF4T2T1QS8QS7QF3QF2QS6QS5QF1QS4QS3QS2QS1WL2WL1QF6QS10方案三：一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖WL2WL1 QF4QF3 QS10 QS9QF8QF7T2 T1QF6QF5QS8 QS7 QS6QS5QS4 Q

11、S2QS3 QF2QF1QS1方案一，只裝有一臺(tái)主變壓器的總降壓變電所主接線圖這種主接線的一次側(cè)無(wú)母線，二次側(cè)為單母線。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但供電的可靠性不高，只適用于三級(jí)負(fù)荷的工廠。方案二，采用外橋式接線的總降壓變電所主接線圖一次側(cè)采用外橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖。其一次側(cè)的高壓斷路器QF1跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在斷路器QF2和QF3的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式接線。這種主接線的靈活性也較好，供電的可靠性同樣較高，適用于一二級(jí)負(fù)荷的工廠。如果某臺(tái)變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開(kāi)QF2，投入QF1（其兩側(cè)QS先合），使兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并行運(yùn)行。

12、這種接線方式多用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大，適用于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。方案三：一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖這種主接線的靈活性好，可靠性高，但采用的高壓設(shè)備較多，線路復(fù)雜，不夠經(jīng)濟(jì)?？晒┮?、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所。1.2 方案的選擇根據(jù)總降壓變電所的要求，鍋爐房提供高壓蒸汽，停電會(huì)使鍋爐發(fā)生危險(xiǎn)，可知鍋爐房是一級(jí)負(fù)荷，而方案一雖然簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但是可靠性不高，只適用于三級(jí)負(fù)荷，方案一不可取。方案二和方案三都是適用于一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷，都能滿足本設(shè)計(jì)的要求，但是方案三采用的高壓設(shè)備較多，線路復(fù)雜，從經(jīng)濟(jì)方面考慮是不夠經(jīng)濟(jì)的。而方案二

13、這種接線方式多用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大，適用于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。方案二正適合本設(shè)計(jì)的要求，所以最終確定方案二為本設(shè)計(jì)的主降壓總接線。2. 車間變電所主接線的選擇方案一：高壓雙回路進(jìn)線的一臺(tái)主變壓器變電所主接線圖方案二：高壓側(cè)無(wú)母線，低壓側(cè)單母線分段的變電所主接線圖方案一：高壓雙回路進(jìn)線的一臺(tái)主變壓器變電所主接線圖高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)斷路器的變電所主接線圖。這種主接線采用了高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分靈活方便，而且在發(fā)生短路故障時(shí)，過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作，斷路器會(huì)自動(dòng)跳閘，如果短路故障已經(jīng)消除，則可立即合閘恢復(fù)供電。變電所有兩路進(jìn)線，提高了供電的可靠性，適用于二

14、級(jí)負(fù)荷和少量一級(jí)負(fù)荷。方案二：高壓側(cè)無(wú)母線，低壓側(cè)單母線分段的變電所主接線圖這種主接線的供電可靠性較高，當(dāng)任一主變壓器或任一電源進(jìn)線停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，該變電所通過(guò)閉合低壓母線分段開(kāi)關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。如果兩臺(tái)主變壓器高壓側(cè)斷路器裝設(shè)互為備用電源自動(dòng)投入裝置，則任一主變壓器高壓側(cè)斷路器因電源斷電而跳閘時(shí)，另一主變壓器高壓側(cè)的斷路器在備用電源自動(dòng)投入裝置作用下自動(dòng)合閘，恢復(fù)整個(gè)變電所的供電，該變電所多用于一級(jí)負(fù)荷。根據(jù)車間變電所的任務(wù)和要求可知，工廠大部分時(shí)間為一班制，少數(shù)車間為兩班制或三班制，所以采用方案一就能滿足要求。如果選擇方案二，肯定也能滿足要求，但是接線復(fù)雜，電氣設(shè)備

15、較多，不夠經(jīng)濟(jì)。綜合考慮后選擇方案一為車間變電所的主接線圖。 根據(jù)補(bǔ)償后的總計(jì)算負(fù)荷（8425kVA），同時(shí)考慮工廠5-10年的負(fù)荷增長(zhǎng)，變壓器容量考慮一定的預(yù)留，本期工廠負(fù)荷能保證變壓器運(yùn)行在60-70%經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)內(nèi)即可，本設(shè)計(jì)只選擇2臺(tái)主變壓器即可滿足需要。因此選擇型號(hào)為：變壓器，如表31所示。表31變壓器參數(shù)表 型號(hào)SFL-10000/35 空載電流 1.1% 額定電壓高壓低壓35kV 短路電壓百分?jǐn)?shù) 7.5%2. 各車間變電所變壓器的選擇根據(jù)工廠的實(shí)際要求，每一個(gè)車間要配備一臺(tái)車間變電所，選擇結(jié)果如下表所示。表32車間變電所選擇結(jié)果組號(hào)用電設(shè)備名 稱/kVA總?cè)萘浚╧VA） 變壓器額定

16、容量（kV.A）聯(lián)接組 標(biāo) 號(hào)阻抗電壓 （%）1半成品試驗(yàn)車間S9-2500/10(6)2500Dyn116原料車間成品試驗(yàn)車間2鍛造車間S9-3150/10(6)3150Dyn11電機(jī)修理車間汽車庫(kù)40機(jī)械加工車間3鍋爐房S9-2000/10(6)2000Dyn11 6線圈車間空壓房備件車間新品試制車間4成品試驗(yàn)站內(nèi)大型集中負(fù)荷S9-4000/10(6)4000Dyn11 變電所的位置應(yīng)盡量接近負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心用功率矩法確定。 在工廠的平面圖上建立如下的坐標(biāo)系，x軸和y軸,按照1:5000的比例尺確定各車間和相關(guān)廠房負(fù)荷中心的坐標(biāo)。平面圖上的數(shù)字表示各車間和相關(guān)廠房的編號(hào)，例如（32

17、0,275）就表示1號(hào)車間的坐標(biāo)。圖41 負(fù)荷分布圖：1半成品試驗(yàn)車間 2加壓站 3成品試驗(yàn)車 4鍛造車間 5電機(jī)修理車間 6汽車庫(kù) 7機(jī)械加工車間 8鍋爐房 9 設(shè)備處倉(cāng)庫(kù) 10空壓房 11備件車間 12成品試驗(yàn)站內(nèi)大型集中負(fù)荷 13原料車間 14線圈車間 15新品試制車間：(mm)（62,54）（62,70）（67,86）（36,87）（35，71） （35,54）（36,36） （134,24）（102,41） （134,40） （104,23） （96,87） （95,70） （72，23） （72,12）根據(jù)負(fù)荷中心的坐標(biāo)公式 （41） （42）求得中心負(fù)荷P（75,43.65 ）根

18、據(jù)分析，如果按照上述確定的負(fù)荷中心選擇總降壓變電所的所址，正好位于道路上，這是不合理的；在考慮進(jìn)出線對(duì)設(shè)備的影響，按照?qǐng)D紙的比例以及綜合考慮變電所位置選擇的原則后，確定負(fù)荷中心（75,78 ）為總降壓變電所坐標(biāo)中心，如圖42所示。圖42負(fù)荷中心圖 10kV 35kV X3 X1 X2 S圖51等值電路圖基本數(shù)據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)變壓器 線路 L=5km 設(shè)基準(zhǔn)容量 基準(zhǔn)電壓 將所有電抗歸算到35kV側(cè)：系統(tǒng)電抗 架空線路電抗 變壓器電抗 3.1 d1點(diǎn)的短路電流計(jì)算10kV母線側(cè)沒(méi)有電源，無(wú)法向35kV側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)，則點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值為：換算到35kV側(cè)0秒鐘

19、短路電流有名值短路沖擊電流有效值短路沖擊電流短路容量 3.2d2點(diǎn)的短路電流計(jì)算10kV母線側(cè)沒(méi)有電源，無(wú)法向35kV側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)，則點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值為：換算到10kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值短路沖擊電流有效值短路沖擊電流短路容量 4.1 點(diǎn)的短路電流計(jì)算同上所得，則d1點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值為：換算到35kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值短路沖擊電流有效值短路沖擊電流短路容量 4.2點(diǎn)的短路電流計(jì)算10kV母線側(cè)沒(méi)有電源，無(wú)法向35kV側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)，則d2點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值為：換算到10kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值短路沖擊電流有效值短路沖擊電流短路容量 以上計(jì)算結(jié)果列表如表51所

20、示。表51短路電流匯總表運(yùn)行方式短路點(diǎn)Id/kAish/kAIsh/kAS/MVA最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式6. 高壓電氣設(shè)備的選擇考慮到變壓器在電壓降低5%時(shí)其出力保持不變，所以35kV架空線相應(yīng)的Igmax=1.05Ie 即：Igmax =1.05 ×=1.05 ×根據(jù)設(shè)計(jì)條件 Tmax=2500h，查工廠供電表54得故 選標(biāo)準(zhǔn)截面120，即LGJ120型鋼芯鋁線。根據(jù)給定條件環(huán)境條件最高溫度為40，查工廠供電附錄表16得LGJ120的允許載流量，因此滿足發(fā)熱條件。查工廠供電附錄表14得35kV架空鋼芯鋁線的最小截面，因此所選LGJ120型鋼芯鋁線也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。考慮

21、到變壓器在電壓降低5%時(shí)其出力保持不變，所以10kV母線相應(yīng)的Igmax=1.05Ie 即：Igmax =1.05 ×=1.05 ×選擇母線（按照最大工作電流）：選擇80×8單條矩形硬鋁導(dǎo)體平放作母線，面積為S=640mm2，平放時(shí)，長(zhǎng)期允許載流量為Ia1=1274A，導(dǎo)體最高允許溫度為70，根據(jù)工作環(huán)境溫度為25的條件，查綜合修正系數(shù)K=0.81：Ie=k×Ia1×1274=1031.94AIgmax,滿足載流量的要求。2.1熱穩(wěn)定的校驗(yàn)（按最大運(yùn)行方式d2點(diǎn)短路）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的條件，配電所的繼保動(dòng)作時(shí)限不能大于1.3秒，即top=1.3s

22、，斷路器開(kāi)短時(shí)間toc=0.2s，非周期分量等效時(shí)間ts=0.05s,則:短路假想時(shí)間tima=top+toc+ts=1.3+0.2+0.05=1.55s。母線最小截面積Smin= =<640mm2SSmin，滿足熱定的要求。2.2 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)取跨距，相間距離母線在最大方式下運(yùn)行時(shí)d2點(diǎn)短路時(shí)的最大電動(dòng)力母線在F作用時(shí)的彎曲力矩為母線在截面系數(shù)為故母線短路時(shí)所受的計(jì)算應(yīng)力為而鋁母線的最大允許應(yīng)力所以該硬鋁母線滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。以成品試驗(yàn)站內(nèi)大型集中負(fù)荷的10kV進(jìn)線電流為例，進(jìn)線總電流為193.8A，選擇YJLV223×150型三芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜，其允許載流量為。3.1

23、額定電流校驗(yàn)Smin= =<150mm2 由此可見(jiàn)所選電纜符合規(guī)格。同理選擇其他車間電纜如下表61所示。表61車間電纜匯總表車間型號(hào)載流量YJLV223×1690BLX-10-3×4-SC20-F19YJLV223×25105BLX-10-3×15YJLV223×50120BLX-10-3×15YJLV223×1690BLX-10-3×4-SC20-F19BLX-10-3×10-SC25-F36BLX-10-3×6-SC20-F26BLX-10-3×6-SC20-F26YJLV2

24、23×150219BLX-10-3×15BLX-10-3×4-SC20-F19BLX-10-3×10-SC25-F36考慮到變壓器在電壓降低5%時(shí)其出力保持不變，所以10kV架空線相應(yīng)的Igmax=1.05Ie 即：Igmax =1.05 ×=1.05 ×根據(jù)設(shè)計(jì)條件 Tmax=2500h，查工廠供電表54得故 選標(biāo)準(zhǔn)截面95，即LGJ95型鋼芯鋁線。根據(jù)給定條件環(huán)境條件最高溫度為40，查工廠供電附錄表16得LGJ95的允許載流量，因此滿足發(fā)熱條件。 查工廠供電附錄表14得35kV架空鋼芯鋁線的最小截面，因此所選LGJ120型鋼芯鋁線

25、也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。5. 高壓斷路器的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的條件，變電所的繼保動(dòng)作時(shí)限不能大于1.3秒，即，斷路器開(kāi)短時(shí)間，非周期分量等效時(shí)間，則：短路假想時(shí)間。5.1 安裝在變壓器35kV高壓側(cè)的斷路器5.1.1 35kV斷路器參數(shù)選擇額定電壓選擇： UnUns =35kV最高工作電壓選擇： UalmUsm =Un×1.15 =35 ×額定電流選擇： IeIgmax 考慮到變壓器在電壓降低5%時(shí)其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的Igmax=1.05Ie 即：Igmax =1.05 ×=1.05 ×額定開(kāi)斷電流選擇（按最大運(yùn)行方式d2點(diǎn)短路）：Ik =I即：I

26、k 額定短路關(guān)合電流選擇：iNclish即：iNcl 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇SW235型少油式斷路器其參數(shù)如下表62所示。表62 35kV斷路器參數(shù)型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A開(kāi)斷電流/kA動(dòng)穩(wěn)定電流峰值/kA熱穩(wěn)定電流峰值（4s）/kA固有分閘時(shí)間/s合閘時(shí)間/sSW2-35/1000 35 1000 455.1.2 35kV斷路器校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn) （61）計(jì)算時(shí)間tima即，滿足要求。檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定：ish ies即：ish= ich ies =16.5kA, 滿足要求故35kV進(jìn)線側(cè)斷路器選擇戶外SW235型少油式斷路器能滿足要求。5.2 安裝在變壓器10kV低壓側(cè)的斷路器5.2.1 10

27、kV斷路器參數(shù)選擇額定電壓選擇： UnUns =10kV最高工作電壓選擇： UalmUsm =Un×1.15 =10 ×額定電流選擇： IeIgmax 考慮到變壓器在電壓降低5%時(shí)其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的Igmax=1.05Ie 即：Igmax =1.05 ×=1.05 ×額定開(kāi)斷電流選擇（按最大運(yùn)行方式d2點(diǎn)短路）即：Ik 額定短路關(guān)合電流選擇：iNclish即：iNcl 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇ZN310I型真空式斷路器其參數(shù)如下表63所示。表63 10kV斷路器參數(shù)型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A開(kāi)斷電流/kA動(dòng)穩(wěn)定電流峰值/kA熱穩(wěn)定電流峰值

28、（4s）/kA固有分閘時(shí)間/s合閘時(shí)間/sZN3-10I 10 630 8 20 85.2.2 10kV斷路器校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn) （62）計(jì)算時(shí)間tima即，滿足要求。檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定：ish ies即：ish= ich ies =20kA, 滿足要求故35kV進(jìn)線側(cè)斷路器選擇ZN-10I真空斷路器能滿足要求。6. 高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇6.1 35kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)額定電壓選擇： UnVns = 35kV額定電流選擇： IeIgmax 考慮到隔離開(kāi)關(guān)是與相應(yīng)的斷路器配套使用，所以相應(yīng)回路的Ie應(yīng)與斷路器相同，即：Ie =1000A根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇GW535G/100083型隔離開(kāi)關(guān)，其參數(shù)分別如下表6

29、4所示.表64 35kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)參數(shù) 型號(hào)額定電壓（kV）額定電流（A）極限通過(guò)電流峰值（kA）熱穩(wěn)定電流（4S）GW5-35G/100083 35 1000 83 25熱穩(wěn)定校驗(yàn) （63）計(jì)算時(shí)間tima即，滿足要求。檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： ish ies即：ish= ich ies =83kA, 滿足要求故35kV進(jìn)線側(cè)斷路器選擇GW535G/100083型隔離開(kāi)關(guān)能滿足要求。6.2 10kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)額定電壓選擇： UnVns = 10kV額定電流選擇： IeIgmax 考慮到隔離開(kāi)關(guān)是與相應(yīng)的斷路器配套使用，所以相應(yīng)回路的Ie應(yīng)與斷路器相同，即：Ie =630A根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇GN19

30、10C型隔離開(kāi)關(guān)，其參數(shù)分別如下表65所示。表65 10kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)參數(shù) 型號(hào)額定電壓（kV）額定電流（A）極限通過(guò)電流峰值（kA）熱穩(wěn)定電流（4S）GN1910C 10 630 50 20熱穩(wěn)定校驗(yàn) （64）計(jì)算時(shí)間tima即，滿足要求。檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定：ish ies即：ish= ich ies =50kA, 滿足要求故10kV進(jìn)線側(cè)斷路器選擇GN1910C型隔離開(kāi)關(guān)能滿足要求。7. 電流互感器的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的條件，配電所的繼保動(dòng)作時(shí)限不能大于1.3秒，即，斷路器開(kāi)短時(shí)間，非周期分量等效時(shí)間，則：短路假想時(shí)間。7.1 安裝在35kV高壓進(jìn)線側(cè)的電流互感器7.1.1 35kV主變側(cè)電流互感

31、器的一次回路額定電壓選擇電流互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：UgUn=35kV 7.1.2 35kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電流選擇In In 電流互感器的一次額定電流Igmax 電流互感器一次最大工作電流即：Igmax =1.05 ×=1.05 ×因此電流互感器的一次額定電流可選用與此匹配的等級(jí)In=200 A。7.1.3 準(zhǔn)確度選擇按照常規(guī)設(shè)計(jì)，一般二次繞組準(zhǔn)確度選擇：測(cè)量繞組0.5級(jí)、保護(hù)繞組10P級(jí)。根據(jù)上述選擇，最終35kV主變側(cè)電流互感器型號(hào)及參數(shù)如下表66所示。表66 35kV側(cè)的電流互感器參數(shù) 型號(hào)額定電壓（kV）額定一次電流（A）額定二次電流（A）

32、準(zhǔn)確度1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LCW-35 35 200 5 65 1007.1.4 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) （65）根據(jù)上述校驗(yàn)可知?jiǎng)臃€(wěn)定滿足要求。7.1.5 熱穩(wěn)定校驗(yàn) （66）根據(jù)上述校驗(yàn)可知熱穩(wěn)定滿足要求7.2 安裝在10kV變壓器低壓側(cè)的電流互感器7.2.1 10kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電壓選擇電流互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：UgUn=10kV 7.2.2 10kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電流選擇In In 電流互感器的一次額定電流Igmax 電流互感器一次最大工作電流即：Igmax =1.05 ×=1.05 ×因此電流互感器的一次額定電流可選用與此匹配

33、的等級(jí)In=160 A。7.2.3 準(zhǔn)確度選擇按照常規(guī)設(shè)計(jì)，一般二次繞組準(zhǔn)確度選擇：測(cè)量繞組0.5級(jí)，保護(hù)繞組10P級(jí)。根據(jù)上述選擇，最終10kV主變側(cè)電流互感器型號(hào)及參數(shù)如下表67所示。表67 10kV側(cè)電流互感器參數(shù)型號(hào)額定電壓（kV）額定一次電流（A）額定二次電流（A）準(zhǔn)確度1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LZZJB6-1010 160575 160 （67）根據(jù)上述校驗(yàn)可知熱穩(wěn)定滿足要求。8. 電壓互感器的選擇8.1 35kV側(cè)電壓互感器的選擇8.1.1 一次額定電壓選擇一次額定電壓為Un=35kV，允許一次電壓波動(dòng)范圍為U=35kV±10%。8.1.2 二次額定電壓選擇根據(jù)一次繞組

34、接入方式為接入相電壓上，電壓互感器測(cè)量、計(jì)量和保護(hù)繞組二次額定電壓為UnkV，單相接地繞組二次額定電壓為Un=0.1kV。為保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，其二次側(cè)所接負(fù)荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量S2N （68）按照設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，本所計(jì)量在35kV側(cè)，因此二次繞組準(zhǔn)確度選擇：計(jì)量、測(cè)量繞組0.5級(jí)，保護(hù)繞組10P級(jí)，單相接地監(jiān)測(cè)繞組10P級(jí)。根據(jù)上述選擇，最終35kV主變側(cè)電壓互感器型號(hào)及參數(shù)如下表68所示。表68 35kV側(cè)電壓互感器參數(shù) 型號(hào) 額定電壓（kV）最大容量 （VA） 原繞組 副繞組 輔助繞組 JDDJ35 35/ 12008.2 10kV電壓互感器的選擇8.2.1 一次額定電

35、壓選擇一次額定電壓為Un=10kV，允許一次電壓波動(dòng)范圍為U=10kV±10%。8.2.2 二次額定電壓選擇根據(jù)一次繞組接入方式為接入相電壓上，電壓互感器測(cè)量、計(jì)量和保護(hù)繞組二次額定電壓為UnkV，單相接地繞組二次額定電壓為Un=0.1kV。為保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，其二次側(cè)所接負(fù)荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量S2N （69）按照設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，本所計(jì)量在10kV側(cè)，因此二次繞組準(zhǔn)確度選擇：計(jì)量、測(cè)量繞組0.5級(jí)，保護(hù)繞組10P級(jí)，單相接地監(jiān)測(cè)繞組10P級(jí)。根據(jù)上述選擇，最終10kV主變側(cè)電壓互感器型號(hào)及參數(shù)如下表69所示。表69 10kV側(cè)電壓互感器參數(shù) 型號(hào) 額定電壓（kV）

36、最大容量 （VA） 原繞組 副繞組 輔助繞組JDZJ110 10/ 400 1）為了保護(hù)35kV進(jìn)線設(shè)備和變壓器，在35kV線路進(jìn)線和母線PT處各安裝一套避雷器。 2）為了保護(hù)10kVPT，在10kV I、II段母線PT處各安裝一套避雷器。 3）避雷器的安裝點(diǎn)與35kV進(jìn)線設(shè)備和變壓器的之間的距離不大于15m。 4）35kV所選擇的避雷器為Y10W1-51/125型氧化鋅無(wú)間隙避雷器，10kV所選擇的避雷器為HY5WZ-17/45型氧化鋅無(wú)間隙避雷器其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表71所示。 表71 HY5WZ-17/45型氧化鋅無(wú)間隙避雷器參數(shù)額定電壓滅弧電壓沖擊放電電壓幅值50kV雷電沖擊電流下的殘壓35

37、kV51kV125kV不大于50kV101745不大于17kV2接地設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的條件，工廠區(qū)域地點(diǎn)的土壤以粘土為主，所以：電阻率=60/m，可選用直徑為50mm、長(zhǎng)2.5m的鋼管作為人工接地體。由于在廠區(qū)的地下水位為3-5m，為了得到良好的接地效果，接地體的頂面埋設(shè)深度為0.8m，采用環(huán)行敷設(shè)方式（=0.65），用長(zhǎng)L=2.5m，直徑d=50mm的鋼管作為人工接地體。單根接地體電阻為 （71）35kV系統(tǒng)為中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，允許接地電阻，則垂直接地體根數(shù)為：根，取根。2根據(jù)以上分析和計(jì)算，接地網(wǎng)的垂直接地體采用65根50mm，長(zhǎng)2.5m的鍍鋅鋼管，接地網(wǎng)示意圖如下圖所示。1AA43AA511接地體 2接地干線 3接地支線 4電氣設(shè)備 5角鋼圖71 接地網(wǎng)示意圖心得體會(huì) 經(jīng)過(guò)差不多兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)，我終于完成了工廠總降壓變電所和車間變電所的設(shè)計(jì)。從開(kāi)始接到課程設(shè)計(jì)要求到任務(wù)的完成，再到課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書的完成，每一步對(duì)我來(lái)說(shuō)都是新的的嘗試與挑戰(zhàn)。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受，當(dāng)然設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了許許多多