標(biāo)準(zhǔn)件廠冷鐓車間10千伏車間變電所及低壓配電系統(tǒng)設(shè)計

石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計車間變電所及低壓配電系統(tǒng)設(shè)計TheDesignofWorkshopSubstationandLow-voltagePowerDistributionSystem20XX屆電氣工程系專業(yè)電氣工程及其自動化學(xué)號學(xué)生姓名指導(dǎo)老師完成日期畢業(yè)設(shè)計成績單學(xué)生姓名學(xué)號班級專業(yè)電氣工程及其自動化畢業(yè)設(shè)計題目車間變電所及低壓配電系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師職稱講師評定成績指導(dǎo)教師得分評閱人得分答辯小組組長得分成績：院長(主任)簽字：年月日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題目車間變電所及低壓配電系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)號班級專業(yè)電氣工程及其自動化承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位電氣工程系導(dǎo)師姓名導(dǎo)師職稱講師一、設(shè)計要求要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實際情況,并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展,按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求,確定變電所的位置與形式,確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型,選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線,確定二次回路方案,選擇整定繼電保護(hù)裝置,確定防雷和接地裝置,繪出設(shè)計圖樣。二、原始資料1.車間平面布置圖2.車間生產(chǎn)任務(wù)及產(chǎn)品規(guī)格本車間主要承擔(dān)全國機(jī)械及電器制造工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)螺釘配件生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)螺釘元件規(guī)格范圍為M3-M16。3.車間設(shè)備明細(xì)表如附錄表1所示。4.車間變電所的供電范圍1）本車間變電所設(shè)在冷轍車間東北角,除為冷鐓車間供電外,尚需為工具、機(jī)修車間供電。2）工具車間要求車間變電所低壓側(cè)提供四路電源。3）機(jī)修車間要求車間變電所低壓側(cè)提供一路電源。4）工具、機(jī)修車間負(fù)荷計算表,如附錄表2所示。5.車間負(fù)荷性質(zhì)車間為三班工作制，年最大有功負(fù)荷利用小時數(shù)為4500h，屬于三級負(fù)荷。6.供電電源條件1）本車間變電所從本廠35/10kV總降壓變電所用電纜線路引進(jìn)10kV電源。電纜線路長200m。2）工廠總降壓變電所10kV母線上的短路容量按200MVA計。3）工廠總降壓變電所10kV配電出線定時限過電流保護(hù)裝置的整定時間Iop=1.5s。4）要求車間變電所最大負(fù)荷時功率因數(shù)不得低于0.9。5）要求在車間變電所10kV側(cè)計量。7.車間自然條件1）氣象資料（1）車間內(nèi)最熱月的平均溫度為30度。（2）地中的最熱月的平均溫度為20度。（3）車間環(huán)境，屬正常干燥環(huán)境。2）地質(zhì)水文資料車間原址為耕地，地勢平坦。地層以砂粘土為主。地下水位為2.8-5.3m。三、設(shè)計要求1.車間的負(fù)荷計算及無功補(bǔ)償(要求列表)。2.確定車間變電所的所址和型式。3.確定車間變電所主變壓器型式、容量和數(shù)量。4.短路計算,并選擇一次設(shè)備(盡量列表)。5.選擇車間變電所高低壓進(jìn)出線。6.選擇電源進(jìn)線的二次回路方案及整定繼電保護(hù)。7.車間變電所的防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計。 8.確定車間低壓配電系統(tǒng)布線方案。 9.選擇低壓配電系統(tǒng)的導(dǎo)線及控制保護(hù)設(shè)備。 10.繪制車間變電所主結(jié)線電路圖(A3圖樣)。四、設(shè)計進(jìn)程安排1.第1周—第2周：熟悉設(shè)計任務(wù)書、調(diào)研、查找資料、寫開題報告2.第3周—第4周：負(fù)荷計算和無功功率補(bǔ)償3.第5周—第7周：變電所位置和形式的選擇、變電所主變壓器臺數(shù)和容量及主接線方案的選擇、短路電流的計算4.第8周：中期檢查5.第9周—第10周：變電所一次設(shè)備的選擇與校驗，變電所高、低壓線路的選擇6.第11周—第12周：變電所電源進(jìn)線的二次回路方案及整定繼電保護(hù)7.第13周—第14周：車間變電所的防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計、選擇低壓配電系統(tǒng)的導(dǎo)線及控制保護(hù)設(shè)備8.第15周—第16周：整理資料、繪圖、答辯教研室主任簽字時間年月日畢業(yè)設(shè)計開題報告題目車間變電所及低壓配電系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)號班級專業(yè)電氣工程及其自動化一、研究背景及意義本標(biāo)準(zhǔn)件廠主要承擔(dān)全國機(jī)械及電器制造工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)螺釘配件生產(chǎn)，建有現(xiàn)代化的冷鐓車間、工具車間和機(jī)修車間，冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計要根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實際情況以及工廠生產(chǎn)的發(fā)展前景，以安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)為原則，考慮工廠規(guī)模、供電條件、技術(shù)要求、自然條件等設(shè)計變電所及配電系統(tǒng)。做好該工廠的供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)車間變電所的設(shè)計存在有很多問題，比如可靠性還有待提高。變電所的設(shè)計需要既能保證安全可靠性和靈活性，又能保證保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、易于實現(xiàn)自動化設(shè)計方案。在這種要求下，變電所電氣主接線簡單清晰、接地和保護(hù)安全高效、建筑結(jié)構(gòu)布置緊湊、電磁輻射污染最小已是大勢所趨。與國外相比，我國主要是舊設(shè)備更換新型設(shè)備，有人控制變?yōu)闊o人控制。而在國外，高科技的技術(shù)和先進(jìn)的設(shè)備已經(jīng)在工廠配電中運用起來。安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的宗旨已經(jīng)得到極度提高,較低的電能損耗和保護(hù)裝置的高度靈敏性對工廠供電的穩(wěn)定提供了保障。三、研究方案根據(jù)原始資料，對該廠降壓變電所及高低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計。包括工程的負(fù)荷計算、變電所主接線方案、主變壓器容量、臺數(shù)；短路計算、一次設(shè)備選擇；電氣主接線圖。采用的方法如下：1.負(fù)荷計算進(jìn)行車間變電所負(fù)荷計算及無功功率補(bǔ)償計算，寫明計算步驟，列出負(fù)荷計算表，選用合適的電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償。

2.變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇參考電源進(jìn)線，綜合考慮設(shè)置變電所的有關(guān)因素，結(jié)合計算負(fù)荷，確定變壓器的臺數(shù)和容量。3.變電所主接線設(shè)計根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級別和計算負(fù)荷數(shù)，綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所接線方式。4.短路電流計算按無限大容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短路參數(shù)，利用標(biāo)幺值法求出各點的短路電流。5.變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇

參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負(fù)荷，選擇變電所高、低壓側(cè)電氣設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、熔斷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)行校驗并列表。6.繼電保護(hù)及二次回路設(shè)計為了監(jiān)視、控制和保證安全可靠運行，需要設(shè)置控制、檢測和繼電器保護(hù)裝置。并對保護(hù)裝置做出整定計算和靈敏度檢驗。

7.變電所防雷裝置設(shè)計參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計防雷裝置。根據(jù)接地裝置的原則設(shè)計低壓配電系統(tǒng)接地裝置。8.繪制車間變電所主接線圖四、預(yù)期結(jié)果確定電氣主接線及高低壓設(shè)備和控制保護(hù)設(shè)備，完成二次回路方案以及變電所防雷、接地、布線設(shè)計，繪制出標(biāo)準(zhǔn)件廠車間變電所電氣主接線圖，變電所平面布置圖。廠區(qū)車間配電設(shè)計能夠順利完成，通過這個設(shè)計，能鞏固自己的專業(yè)知識，同時拓展自己的知識面，為自己即將走向社會走進(jìn)生產(chǎn)實踐奠定堅實的基礎(chǔ)。指導(dǎo)教師簽字時間年月日摘要變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，車間變電所起著變換和分配電能的作用，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運行，在工廠中有著極其重要的作用。在對任務(wù)書的設(shè)計要求分析后，設(shè)計需要完成以下工作：工廠的負(fù)荷計算和無功功率的補(bǔ)償；變電所位置和形式的選擇；變電所主變壓器的選擇，主接線方案的設(shè)計與短路電流計算；變電所一次設(shè)備與進(jìn)出線的選擇、校驗；變電所二次回路的選擇及繼電保護(hù)的整定；防雷保護(hù)和接地裝置設(shè)計；主接線圖等。本次設(shè)計是關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)件廠冷鐓車間10千伏車間變電所及低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計。最先從車間的布局考慮，參考了現(xiàn)在很多工廠的平面設(shè)計圖，從各部分布局的合理性和經(jīng)濟(jì)性入手，對工廠廠區(qū)的供電進(jìn)行了設(shè)計。從接線方式和各部分的計算入手，其中包括負(fù)荷計算和短路電流的計算、一次設(shè)備穩(wěn)定度的校驗。接下來進(jìn)行了對變電所高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇，車間配電線路的設(shè)計。在變電所二次回路設(shè)計及繼電保護(hù)整定當(dāng)中，考慮了各方面的保護(hù)及對保護(hù)器具的選擇，防雷以及接地保護(hù)，考慮到了車間布局的實際情況進(jìn)行了對防雷接地設(shè)備的選擇和設(shè)計。最終利用CAD軟件畫好了主接線圖和車間平面布置圖。關(guān)鍵詞：負(fù)荷計算短路電流繼電保護(hù)AbstractSubstationisanimportantpartofpowersystem,workshopsubstationplaysaroleintransformationanddistributionofelectricity,whichdirectlyaffectthesecurityandeconomicpowersystemoperation,theplanthasanextremelyimportantrole.

Bookdesigntasksinrequirementsanalysis,thepaperconsistsofthefollowingparts:Loadcalculationandcompensationofreactivepowerofthecircuit;Locationandtypeselectionofsubstation;Selectionofmaintransformerinsubstation,designandcalculationofshortcircuitcurrentofmainwiringscheme;Selectionofsubstationprimaryequipmentandfeeders,check;Selectionofsecondarycircuitofsubstationsandrelayprotectionsetting;Designoflightningprotectionandearthingdevices;Mainwiringdiagram.Thisdesignisaboutthestandardcoldheadingworkshopworkshopof10kVsubstationandlvpowerdistributionsystem.Fromthefirstworkshoptoconsiderthelayout,referencetothemanyfactoriesgraphicdesignplansforthelayoutofthevariouspartsoftheeconomyandtheavailabilityofresearch.Nextenteredthefactorypremisesofthepowersupplydesign.Startwiththestartofthecalculation,includingthecomputationalloadandshortcircuitcurrentcalculationofequipmentandastableofwell-testedandlow-voltagedistributionscreenchoices.Next,apairofhighvoltagesubstationsandlow-voltagelinesintothechoiceofwit,workshopsdistributionlinedesign.SubstationinthesecondarycircuitdesignandrelaysettingwhichIconsidervariousaspectsoftheprotectionandtheprotectionofequipmentchoices.SubstationdesigntothenaturalmissedLightningprotectionandgroundingdesign.Takingintoaccounttheactuallayoutoftheworkshopofthegroundingofmineequipmentselectionanddesign.FinallyusingCADtodrawthemainwiringdiagramandworkshopfloor-plan.Keywords：LoadcalculationShortcircuitcurrentRelayprotectionV0.2245.749.284.998.4149.76工具車間1805463.283.2126.47機(jī)修車間15037.543.957.787.7總計1597.3294488570866續(xù)表2-9序號車間名稱需要系數(shù)設(shè)備容量kW計算負(fù)荷(kW)(kvar)(kVA)(A)380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷294488570866380V側(cè)無功補(bǔ)償容量357380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷294131322489變壓器功率損耗31610kV側(cè)負(fù)荷總計29714733019第3章變電所位置和形式的選擇3.1車間變電所類型選擇(1)車間附設(shè)變電所變電所變壓器室的一面墻或幾面墻與車間建筑的墻共用，變壓器室的大門朝車間外開。按變壓器位于車間的墻內(nèi)還是墻外，可分為內(nèi)附式和外附式。(2)車間內(nèi)變電所(3)露天（或半露天）變電所(4)獨立變電所(5)桿上變電臺(6)地下變電所(7)樓上變電所(8)成套變電所(9)移動式變電所上述的車間附設(shè)變電所、車間內(nèi)變電所、獨立變電所、地下變電所和樓上變電所，均屬室內(nèi)型變電所。露天、半露天變電所和桿上變電臺，則屬室外型變電所。成套變電所和移動式變電所，則室內(nèi)型和室外型均有。室內(nèi)型運行維護(hù)方便，占地面積少。在選擇工廠總變配電型式時，應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時，應(yīng)優(yōu)選用室內(nèi)型,本設(shè)計選用車間內(nèi)變電所。3.2變電所的所址選擇的一般原則變配電所所址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)分析比較后確定：(1)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。(2)進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線。(3)接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。(4)設(shè)備運輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運輸。(5)不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所，無法避開時，應(yīng)有防振和隔熱的措施。(6)不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠(yuǎn)離時，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。(7)不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。(8)不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險環(huán)境的建筑物毗連時，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50058-1992《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。(9)不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。變電所的位置選擇應(yīng)根據(jù)選擇原則，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。根據(jù)接近負(fù)荷中心，偏向電源側(cè)的選擇方法。本車間變電所已給出，位于車間的東北角。第４章變電所主變壓器型號、容量與臺數(shù)的選擇4.1車間變電所主變壓器型號的確定在選擇變壓器時，應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變壓器，如S9系列或S11系列。S11型與S9型配電變壓器主要性能比較，S11型配電變壓器在技術(shù)性能上有4大進(jìn)步：(1)空載電流平均下降60％～80％；(2)空載損耗平均下降20％～35％；(3)總重量平均下降8％～10％；(4)噪聲只有40～50dB。在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全的場所，應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器；供電系統(tǒng)中沒有特殊要求和民用建筑獨立變電所常采用三相油浸自冷電力變壓器。由于S11系列變壓器油箱采用全密封結(jié)構(gòu)，變壓器不與空氣接觸，運行可靠性比S9系列變壓器高，而且兩者價格相差不大，所以本設(shè)計選擇S11系列三相油浸式自冷電力變壓器。4.2主變壓器容量確定確定總降壓變電所主變壓器的容量，要依據(jù)其所供的負(fù)荷容量和負(fù)荷等級來求。對于裝設(shè)一臺主變壓器的變電所，主變壓器容量應(yīng)不小于總的計算負(fù)荷，即≥（4-1）即≥570kVA對于裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，每臺主變壓器的容量應(yīng)不小于總的計算負(fù)荷的60%～70%，一般取最大值，留有一定裕量。同時每臺主變壓器容量應(yīng)不小于所有一、二級負(fù)荷的總和，即≥（60%～70%）（4-2）≥（4-3）按裝設(shè)一臺算變壓器容量最大為570kVA。所以主變壓器容量確定為630kVA。4.3主變壓器臺數(shù)的選擇選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮下列原則：(1)應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對供有大量一級、二級負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一級、二級負(fù)荷繼續(xù)供電。對只有二級而無一級負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有自備電源。(2)對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大，采用經(jīng)濟(jì)運行方式的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。(3)除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但是負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級負(fù)荷，也可以采用兩臺或多臺變壓器。(4)在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。根據(jù)設(shè)計要求和主變壓器臺數(shù)選擇原則，可選兩種方案。方案1：選一臺S11-630/10三相油浸式電力變壓器。方案2：選兩臺S11-315/10三相油浸式電力變壓器。S11-630/10電力變壓器參數(shù)見表4-1：表4-1S11-630/10電力變壓器參數(shù)產(chǎn)

品

名

稱三相油浸式變壓器產(chǎn)

品

型

號S11-630/10報價7.5萬/臺連接組別Dyn11/Yyn0冷卻形式液/油浸式繞組數(shù)目三繞組防

潮方式全密封式冷卻方式油浸自冷(J)電

壓

比10kV/0.4kV額定容量630kVA額定功率50HZ短路阻抗4.5%空載損耗0.81kW負(fù)載損耗6.21kW尺寸大小1955×1235×1882總

重2195kGS11-315/10電力變壓器參數(shù)見表4-2：表4-2S11-315/10電力變壓器參數(shù)產(chǎn)

品

名

稱三相油浸式變壓器產(chǎn)

品

型

號S11-315/10報價4.3萬/臺連接組別Dyn11/Yyn0冷卻形式液/油浸式繞組數(shù)目三繞組防

潮方式全密封式冷卻方式油浸自冷(J)電

壓

比10kV/0.4kV額定容量315kVA額定功率50HZ短路阻抗4%空載損耗0.48KW負(fù)載損耗3.65KW續(xù)表4-2產(chǎn)

品

名

稱三相油浸式變壓器產(chǎn)

品

型

號S11-315/10尺寸大小1180×710×1280總

重1220KG兩種主變選擇方案比較見表4-3：表4-3兩種主變選擇方案比較比較項目裝設(shè)一臺主變壓器的方案裝設(shè)兩臺主變壓器的方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗略大由于兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性靈活性稍差靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性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S11-630/10單價為7.5萬元，查表得變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資為萬元=15萬元S11-315/10單價為4.3萬元，因此兩臺綜合投資為=17.2萬元，比一臺主變方案多投資2.2萬高壓開關(guān)柜的綜合比較GG-1A（F）型柜按每臺3.5萬元計，查表得其綜合投資按設(shè)備價1.5倍計，因此其綜合投資約為萬元=31.5萬元本方案采用8臺GG-1A（F）柜，其綜合投資約為8×1.5×3.5=42萬元，比一臺主變的方案多投資10.5萬元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行費查表計算，主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費每年為5萬元主變和高壓開關(guān)柜的折舊費和維修管理費每年為7萬元，比1臺主變壓器的方案多耗2萬元交供電部門的一次性供電貼費按800元/kVA計，貼費為萬元=50.4萬元貼費為2×315×0.08萬元=50.4萬元，和一臺主變壓器相同從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)一臺主變的主結(jié)線方案和裝設(shè)兩臺主變的主接線方案相差不大，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，裝設(shè)一臺主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的方案。第5章變電所主接線設(shè)計5.1變配電所主接線方案的設(shè)計原則與要求變配電所主接線，應(yīng)根據(jù)變配電所所在供電系統(tǒng)中的地位，進(jìn)出線回路數(shù)，設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足安全，可靠，靈活，經(jīng)濟(jì)等要求。(1)主接線方案的技術(shù)指標(biāo)：①供電的安全性，主接線方案在確保運行維護(hù)和檢修的安全方面的情況。②供電的可靠性，主接線方案在與用電負(fù)荷對可靠性要求的適應(yīng)性方面的情況。③供電的電能質(zhì)量主要是指電壓質(zhì)量，含電壓偏差、電壓波動及高次諧波等方面的情況。④運行的靈活性和運行維護(hù)的方便性。(2)主接線方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：①線路和設(shè)備的綜合投資額②變配電所的年運行費③供電貼費④線路的有色金屬消耗量5.2主接線方案的擬定5.2.1一次側(cè)主接線由于本設(shè)計中車間變電所主變壓器只選擇了一臺，所以一次側(cè)采用線路-變壓器組單元接線。5.2.2二次側(cè)主接線由于一次側(cè)采用線路-變壓器組單元接線，屬于單電源供電，所以二次側(cè)主接線采用單母線不分段接線。并且單母線不分段接線具有接線簡單清晰，使用設(shè)備少，較為經(jīng)濟(jì)等特點，它適用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負(fù)荷用戶，本設(shè)計車間屬于三級負(fù)荷，滿足要求，主接線圖見附錄D。第6章短路電流的計算6.1短路計算計算短路電流主要是選擇和校驗電氣設(shè)備，以及為了繼電保護(hù)的整定與靈敏度校驗。變電所短路電流的計算因考慮到有多個電壓等級，故一般用標(biāo)幺值法。(1)確定基準(zhǔn)值S=100MVA,U=10.5kV,U=0.4kV(2)計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值①電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值,因此==0.5②電纜線路的電抗標(biāo)幺值可按表6-1取其電抗平均值。表6-1電力線路每相的單位長度電抗平均值線路結(jié)構(gòu)線路電壓35kV及以上6~10kV220/380V架空線路0.400.350.32電纜線路0.120.080.066,因此③電力變壓器的電抗標(biāo)幺值.5,因此===9繪制短路等效電路圖如圖6-1所示：圖6-1短路等效電路圖6.2點三相短路時的短路電流和容量的計算(1)計算短路回路總阻抗標(biāo)幺值(2)計算點所在電壓級的基準(zhǔn)電流(3)計算點處短路電流各值沖擊電流沖擊電流有效值短路容量6.3點三相短路時的短路電流和容量的計算(1)計算短路回路總阻抗標(biāo)幺值(2)=2\*GB3計算點所在電壓級的基準(zhǔn)電流(3)計算點短路電流各值沖擊電流沖擊電流有效值短路容量計算結(jié)果列表6-2：表6-2短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流（kA）電壓（kV）三相短路容量(MVA)10.4526.6515.8810.5194.1715.1727.9016.540.410.51第7章變電所一次設(shè)備的選擇校驗7.110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇和校驗裝設(shè)地點條件見表7-1：表7-1裝設(shè)地點條件選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝設(shè)地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV57.7A10.45kA26.65kA高壓開關(guān)柜的選擇高壓開關(guān)柜應(yīng)滿足GB3906-1991《3-35kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備》標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，柜體由殼體、電器元件、各種機(jī)構(gòu)及連線等組成，柜內(nèi)有斷路器、隔離開關(guān)、互感器等設(shè)備。(1)選擇開關(guān)柜的型號主要根據(jù)負(fù)荷等級選擇開關(guān)柜的型號，一般一、二級負(fù)荷選擇移開式開關(guān)柜，如,,型開關(guān)柜，三級負(fù)荷選擇固定式開關(guān)柜，如KGN-10,GG-1A（F）型開關(guān)柜。GG-1A（F）型防誤高壓開關(guān)柜是戶內(nèi)固定式，具有防誤操作閉鎖裝置的高壓開關(guān)柜。適用于三相交流50Hz單母線和單母線分段系統(tǒng)，作為接受與分配額定電壓3-10千伏，額定電流最大至1000A，10kV額定開斷電流最大至31.5kA。用于工礦企業(yè)變、配電站的交流50Hz，3-10kV的三相單母線系統(tǒng)中，接受和分配電能之用。GG-1A（F）型高壓開關(guān)柜上加裝閉鎖裝置而成滿足能源部提出的“五防”要求，即：①防止帶負(fù)荷分合隔離開關(guān)。

②防止誤入帶電間隔。

③防止誤分合斷路器。

④防止帶電掛接地線。

⑤防止帶接地線合閘。本設(shè)計屬于三級負(fù)荷，所以選用GG-1A（F）型開關(guān)柜合適。(2)選擇開關(guān)柜回路方案號本設(shè)計是電纜進(jìn)線，查表選擇回路方案號11和54。(3)計量柜選GG-1A（J）型，方案號03。7.1.2高壓斷路器的選擇和校驗高壓斷路器不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時通過繼電器保護(hù)裝置的作用，切斷過負(fù)荷電流和短路電流，它具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力，可分為：油斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等。

GG-1A（F）型防誤高壓開關(guān)柜的主開關(guān)采用SNl0-10型系列少油斷路器。根據(jù)裝設(shè)地點條件選擇SN10-10=2\*ROMANI/630型斷路器，查電氣設(shè)備手冊選擇斷路器參數(shù)如表7-2：表7-2斷路器技術(shù)參數(shù)型號技術(shù)參數(shù)額定電流（A）額定開斷電流（kA）極限通過電流(kA)2秒熱穩(wěn)定電流（kA）SN10-10I/630630164016額定電壓：，考慮變壓器事故過負(fù)荷的能力40%。額定電流：本變電所最大長期工作電流，即。動穩(wěn)定校驗：，，，滿足要求。熱穩(wěn)定校驗：，滿足要求。斷流能力校驗：，額定開斷電流，，滿足要求。溫度校驗：SN10-10I/630斷路器允許使用環(huán)境溫度：-40℃-40℃，10kV變電所車間內(nèi)最熱月平均溫度為30℃，地中最熱月平均溫度為20℃，符合要求。通過以上校驗可知,10kV側(cè)選SN10-10=2\*ROMANI/630高壓斷路器完全符合要求。7.1.3高壓隔離開關(guān)的選擇和校驗高壓隔離開關(guān)的功能主要是隔離高壓電源、道閘操作、開合小電流電路，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修，但隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，因此不能用來開斷負(fù)荷電流或短路電流，與斷路器配合操作時，必須遵循“先通后斷”的原則。常用高壓隔離開關(guān)參數(shù)如表7-3所示：表7-3戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)隔離開關(guān)全型號額定電壓(kV)最大工作電壓(kV)額定電流(A)極限通過電流熱穩(wěn)定電流峰值（kA）有效值（kA）5秒GN6-6T/200,GN8-6T/20066.920025.514.710GN6-6T/400,GN8-6T/40066.9400402511GN6-6T/600,GN8-6T/600106.9600523020GN6-10T/200,GN8-10T/2001011.520025.524.710GN6-10T/400,GN8-10T/4001011.5400402514GN6-10T/600,GN8-10T/6001011.5600523020GN6-10T/1000,GN8-10T/10001011.51000754330根據(jù)裝設(shè)地點條件選戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)為GN6-10T/600和GN8-10T/600。其技術(shù)參數(shù)如表7-4：表7-4高壓隔離開關(guān)技術(shù)參數(shù)型號技術(shù)參數(shù)額定電流（A）額定電壓(kV）極限通過電流(kA)5秒熱穩(wěn)定電流（kA）GN6-10T/600600105220GN8-10T/600600105220戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)的校驗：額定電壓：額定電流：>本變電所最大長期工作電流即，滿足要求。 動穩(wěn)定校驗：，，，滿足要求。熱穩(wěn)定校驗：，滿足要求。溫度校驗：GN6-10T/600高壓隔離開關(guān)允許使用環(huán)境溫度：-40℃-40℃。10kV變電所車間內(nèi)最熱月平均溫度為30℃，地中最熱月平均溫度為20℃，符合要求。通過以上校驗可知，10kV側(cè)選GN6-10T/600和GN8-10T/600高壓隔離開關(guān)完全符合要求。7.1.4高壓熔斷器的選擇和校驗在3～35kV的電站和變電所常用的高壓熔斷器有戶內(nèi)高壓限流熔斷器，最高額定電壓能達(dá)40.5kV，常用的型號有RN1、RN3、RN5、XRNM1、XRNT1、XRNT2、XRNT3型，主要用于保護(hù)電力線路、電力變壓器和電力電容器等設(shè)備的過載和短路；RN2和RN4型額定電流均為0.5A，為保護(hù)電壓互感器的專用熔斷器。根據(jù)裝設(shè)地點條件高壓熔斷器選擇RN2-10。其技術(shù)參數(shù)如表7-5：表7-5高壓熔斷器技術(shù)參數(shù)型號技術(shù)參數(shù)額定電流/A熔體電流/A斷流容量/MVA額定電壓/kV斷流能力/kARN2-100.50.510001031.5額定電壓：斷流能力=31.5kA=10.45kA，滿足要求。溫度校驗：RN2-10熔斷器允許使用環(huán)境溫度：-40℃-40℃。10kV待設(shè)變電所車間內(nèi)最熱月平均溫度為30℃，地中最熱月平均溫度為20℃，符合要求。通過以上校驗可知,10kV側(cè)選RN2-10高壓熔斷器完全符合要求。7.1.5電壓互感器的選擇和校驗常用電壓互感器技術(shù)參數(shù)如表7-6所示：表7-6常用電壓互感器技術(shù)參數(shù)型號額定電壓比(V)極限輸出

（VA）額定電壓

（kV）JDZJ-1010000/：100/：100/330010JDZJ-66000/：100/：100/32007.2JDZJ-33000/：100/：100/33.6根據(jù)裝設(shè)地點條件電壓互感器選擇JDZJ-10，額定電壓：，滿足要求。7.1.6電流互感器的選擇和校驗LQJ-10型澆注絕緣電流互感器，為供額定頻率50Hz，額定電壓10kV的電力系統(tǒng)中作電流、電能測量和繼電保護(hù)用.根據(jù)裝設(shè)地點條件選擇LQJ-10型電流互感器合適，其技術(shù)參數(shù)如表7-7所示：表7-7電流互感器技術(shù)參數(shù)型號技術(shù)參數(shù)電流比LQJ-10400/516075動穩(wěn)定校驗：；；,符合要求。熱穩(wěn)定校驗：；；=，符合要求。通過以上校驗可知，選擇LQJ-10型電流互感器符合要求。7.1.710kV側(cè)一次設(shè)備參數(shù)10kV側(cè)一次設(shè)備參數(shù)表如表7-8所示：表7-810kV側(cè)一次設(shè)備參數(shù)表電氣設(shè)備名稱型號主要技術(shù)參數(shù)（kV）（A）（kA）高壓斷路器SN10-10=2\*ROMANI/6301063016高壓熔斷器RN2-10100.531.5戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)GN6/8-10T/6001060020電壓互感器JDZJ-10電流互感器LQJ-1010100/5507.2380V側(cè)一次設(shè)備的校驗=380V，=362.8kVA//0.38kV=551A＝所以裝設(shè)地點條件如表7-9：表7-9380V側(cè)裝設(shè)地點條件選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝設(shè)地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V551A15.17kA27.90kA配電屏的選擇配電屏主要是進(jìn)行電力分配，配電屏內(nèi)有多個開關(guān)柜，每個開關(guān)柜控制相應(yīng)的配電箱，電力通過配電屏輸出到各個車間的配電箱。再由各個配電箱分送到具體的用戶。低壓配電屏是按一定的接線方案將有關(guān)低壓一、二次設(shè)備組裝起來，用于低壓配電系統(tǒng)中動力、配電之用。低壓配電屏的種類有PGL型和GGD型，GGD型交流低壓配電柜性能與PGL型低壓配電屏差不多，考慮到PGL型價格便宜，經(jīng)濟(jì)效果好，因此本設(shè)計用PGL型低壓配電屏。7.2.2低壓刀開關(guān)及低壓熔斷器、低壓斷路器的選擇和校驗常用低壓刀開關(guān)和低壓斷路器的參數(shù)指標(biāo)如表7-10：表7-10常用低壓刀開關(guān)和低壓斷路器的參數(shù)指標(biāo)選擇項目電壓電流斷流能力（V）（A）（kA）低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380150030低壓熔斷器RM10-100380120020低壓斷路器DW15-2500380250060低壓斷路器DW15-1500380150040低壓斷路器DW15-1000/3380100040低壓斷路器DZ20-63038063030低壓斷路器DZ20-10038020018按裝設(shè)地點額定電壓和額定電流選擇以上設(shè)備均可，在此選用低壓刀開關(guān)HD13-1500/30，低壓斷路器DW15-1000/3。斷流能力校驗：，，滿足要求。電流互感器的選擇LMZJ1系列電流互感器適用于額定頻率50Hz、額定工作電壓為0.5kV及以下的交流線路中作電流、電能測量或繼電保護(hù)用。LMZJ1-0.5型電流互感器技術(shù)參數(shù)如表7-11：表7-11LMZJ1-0.5主要技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品型號電流比/A額定負(fù)荷/VA準(zhǔn)確度級別穿心匝數(shù)額定工作電壓額定工頻電壓LMZJ1-0.515/5-300/55-3.750.510.537.2.4380V側(cè)一次設(shè)備參數(shù)表380V側(cè)一次設(shè)備參數(shù)如表7-12所示：表7-12380V側(cè)一次設(shè)備參數(shù)表選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝設(shè)地點條件參數(shù)380V551A15.17kA27.90kA161.1kAs一次設(shè)備型號規(guī)格低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500A30kA低壓熔斷器RM10-100380V1200A20kA低壓斷路器DW15-1500380V1500A40kA低壓斷路器DW15-1000/3380V1000A40kA低壓斷路器DZ20-630380V630A30kA低壓斷路器DZ20-100380V100A18kA電流互感器LMZJ1-0.5500V15/5-300/5A7.3高低壓母線的選擇按88D264《電力變壓器室布置》標(biāo)準(zhǔn)圖集的規(guī)定，6-10kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的尺寸，如表7-13所示：表7-136—10kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的常用尺寸表（單位mm）變壓器容量200250315400500630800100012501600高壓母線40×4續(xù)表7-13變壓器容量200250315400500630800100012501600低壓母線相母線40×450×560×680×680×8100×8120×102（100×10）2（120×10）低壓母線中性母線40×450×560×680×680×880×10按經(jīng)濟(jì)截面選擇，鋁母線的經(jīng)濟(jì)電流密度為1.15。10kV母線按經(jīng)濟(jì)截面選擇：參照常用硬鋁母線尺寸表10kV母線選，即母線尺寸為40mm×4mm。380V母線按經(jīng)濟(jì)截面選擇：參照常用硬鋁母線尺寸表380V側(cè)母線選，即相母線尺寸為80mm×8mm，中性母線尺寸為50mm×5mm。7.4母線的短路穩(wěn)定度校驗(1)動穩(wěn)定校驗：（7-1）式中，-母線材料的最大允許應(yīng)力，硬銅，硬鋁；-母線通過時所受到最大計算應(yīng)力。上述最大計算應(yīng)力按下式計算：（7-2）式中，-母線截面系數(shù)：（7-3） -母線截面的水平寬度；-母線截面的垂直高度；-母線所承受的最大彎曲力矩。（7-4）(2)熱穩(wěn)定校驗條件：（7-5）式中，-母線截面積；-滿足短路熱穩(wěn)定條件的最小截面積；-母線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)；-母線通過的三相短路穩(wěn)態(tài)電流。7.4.110kV側(cè)母線的校驗(1)動穩(wěn)定校驗三相短路電動力：故母線滿足動穩(wěn)定要求。(2)母線熱穩(wěn)定校驗?zāi)妇€實際截面為，故母線也滿足熱穩(wěn)定要求。7.4.2380V側(cè)母線的校驗(1)動穩(wěn)定校驗三相短路電動力故母線滿足動穩(wěn)定要求。(2)母線熱穩(wěn)定校驗：故母線也滿足熱穩(wěn)定要求。 第8章變電所進(jìn)出線的選擇與校驗8.1高低壓進(jìn)出線選擇原則8.1.1高壓進(jìn)線高壓進(jìn)線有下列三種情況：(1)如為專用線路，應(yīng)選專用線路的全長。(2)如從公共干線引至變配電所，則僅選從公共干線到變配電所的一段引入線。(3)對于靠墻安裝的高壓開關(guān)柜，柜下進(jìn)線時一般需經(jīng)電纜引入，因此架空線進(jìn)線至變配電所高壓側(cè)，往往需選一段引入電纜。8.1.2高壓出線高壓出線有下列兩種情況：(1)對于全線一致的電纜出線，應(yīng)選線路的全長。(2)如經(jīng)一段電纜從高壓開關(guān)柜引出再架空配電的線路，則變配電所高壓出線的選擇只選這一段引出電纜。8.1.3低壓出線低壓出線有下列兩種情況：(1)如采用電纜配電，應(yīng)選線路的全長。(2)如經(jīng)一段穿管絕緣導(dǎo)線引出，再架空配電的線路，則變配電所低壓出線的選擇只選這一段引出的穿墻絕緣導(dǎo)線，而架空配電線路則在廠區(qū)配電線路或車間配電線路的設(shè)計中考慮。8.2變配電所進(jìn)出線方式的選擇(1)架空線在供電可靠性要求不很高或投資較少的中小型工廠設(shè)計中優(yōu)先選用。(2)電纜在供電可靠性要求較高或投資較高的各類工廠供電設(shè)計中優(yōu)先選用。因此，為保證供電可靠性，本設(shè)計選擇電纜進(jìn)線。8.3變配電所進(jìn)出線導(dǎo)線和電纜型式的選擇8.3.1高壓電纜線高壓電纜線的選擇原則：(1)一般環(huán)境和場所，可采用鋁芯電纜；但在有特殊要求的場所，應(yīng)采用銅芯電纜。(2)埋地敷設(shè)的電纜，應(yīng)采用有外保護(hù)層的鎧裝電纜；但在無機(jī)械損傷可能的場所，可采用塑料護(hù)套電纜或帶外保護(hù)層的鉛包電纜。(3)在可能發(fā)生位移的土壤中埋地敷設(shè)的電纜，應(yīng)采用鋼絲鎧裝電纜。(4)敷設(shè)在管內(nèi)或排管內(nèi)的電纜，一般采用塑料護(hù)套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。(5)電纜溝內(nèi)敷設(shè)的電纜，一般采用裸凱裝電纜、塑料護(hù)套電纜或裸鉛包電纜。(6)交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜具有優(yōu)良的性能，宜優(yōu)先選用。(7)電纜除按敷設(shè)方式及環(huán)境條件選擇外，還應(yīng)符合線路電壓要求。8.3.2低壓電纜線低壓電纜線的選擇原則：(1)一般采用鋁芯電纜，但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯電纜。(2)明敷電纜一般采用裸鎧裝電纜。當(dāng)明敷在無機(jī)械損傷可能的場所，允許采用無鎧裝電纜。明敷在有腐蝕性介質(zhì)場所的電纜，應(yīng)采用塑料護(hù)套電纜或防腐型電纜。(3)電纜溝內(nèi)電纜，一般采用塑料護(hù)套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。(4)TN系統(tǒng)的出線電纜應(yīng)采用四芯或五芯電纜。8.3.3低壓穿管絕緣導(dǎo)線一般采用鋁芯絕緣線。但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯絕緣線。8.3.410kV高壓進(jìn)線的選擇和校驗(1)初選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,室外溫度30℃，查表選LJ-16型鋁絞線，得，滿足發(fā)熱條件。②校驗短路熱穩(wěn)定不滿足要求，所以改選YJL-10000-3×240,接往10kV公用干線。(2)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)聚氯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。由及土壤溫度按25計，查表初選纜芯為的交聯(lián)電纜，其，滿足發(fā)熱條件。②校驗短路熱穩(wěn)定所以電纜線改選纜芯為。8.3.5380V低壓出線的選擇冷鐓車間各設(shè)備組線路選擇校驗(1)饋電給冷鐓車間的線路即設(shè)備組Ⅰ采用VLV22-1000型鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜直接埋地敷設(shè)。①按發(fā)熱條件選擇由及地下土壤溫度為25，查表選截面為的電纜，其②校驗電壓損耗由于車間設(shè)備和車間變電所在同一車間，距離很短，不需校驗電壓損耗。③校驗短路熱穩(wěn)定性所選電纜滿足短路熱穩(wěn)定性。因此設(shè)備組Ⅰ線路采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。(2)設(shè)備組Ⅱ線路：由于設(shè)備組Ⅱ與設(shè)備組Ⅰ設(shè)備及容量相同，線路選擇也相同，即設(shè)備組Ⅱ線路也采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。(3)設(shè)備組Ⅲ線路：亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。(4)設(shè)備組Ⅳ線路：亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。(5)設(shè)備組Ⅴ線路：亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。工具車間各回路線路選擇校驗(1)No.1供電回路線路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。①按發(fā)熱條件選擇由及地下土壤溫度為25，查表初選，其，滿足發(fā)熱條件。②短路熱穩(wěn)定度校驗求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面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，因此改選纜芯的聚氯乙烯電纜，即VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜。(2)No.2供電回路線路:采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。(3)No.3供電回路線路:采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。(4)No.4供電回路線路:采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。機(jī)修車間的線路選擇校驗機(jī)修車間的線路也采用VLV22-1000聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(1)按發(fā)熱條件選擇由及地下土壤溫度為25，查表初選240，其，滿足發(fā)熱條件。(2)短路熱穩(wěn)定度校驗因此也采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜。變電所進(jìn)出線的型號規(guī)格如表8-1：表8-1變電所進(jìn)出線的型號規(guī)格線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號規(guī)格10kV電源進(jìn)線YJL-10000-3×240交聯(lián)電纜主變引入電纜YJL22-10000-3×120交聯(lián)電纜380V低壓出線至冷鐓車間設(shè)備組ⅠVLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜設(shè)備組ⅡVLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜設(shè)備組ⅢVLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜設(shè)備組ⅣVLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜設(shè)備組ⅤVLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜至工具車間No.1供電回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜No.2供電回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜No.3供電回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜380V低壓出線至工具車間No.4供電回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜至機(jī)修車間VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜第9章變電所二次回路方案的選擇和繼電保護(hù)的整定9.1高壓斷路器的操動機(jī)構(gòu)控制與信號回路斷路器采用手力操動機(jī)構(gòu)，其控制與信號回路如圖9-1所示。WC-控制小母線WL-燈光指示小母線WF-閃光信號小母線WS-信號小母線WAS-事故音響小母線WO-合閘小母線SA-控制開關(guān)KO-合閘接觸器YO-合閘線圈YR-跳閘線圈KA-保護(hù)裝置QF1~6-斷路器輔助觸電GN-綠色指示燈RD-紅色指示燈ON-合閘OFF-跳閘圖9-1電磁操動的斷路器控制與信號回路9.2變電所的電能計量回路變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無功電度表，分別計量全廠消耗的有功電能和無功電能，并據(jù)此以計算每月車間的平均功率因數(shù)，計量柜由上級供電部門加封和管理。9.3變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器—避雷器柜，其中電壓互感器為2個JDZJ-10型，組成的結(jié)線，用以實現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)察，配電線路測量儀表電路圖圖如圖9-2：圖9-210kV線路測量和計量儀表的原理電路低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝有無功電度表。每一回路均裝有電流表。低壓母線裝有電壓表。儀表的準(zhǔn)確度等級按規(guī)范要求，結(jié)線圖如圖9-3：圖9-3380V線路測量和計量儀表的原理電路9.4備用電源在對供電可靠性要求較高的變配電所中，通常采用兩路及以上的電源進(jìn)線。或互為備用，或一為主電源，另一為備用電源。備用電源自動投入裝置就是當(dāng)主電源線路中發(fā)生故障而斷電時，能自動而且迅速將備用電源投入運行，以確保供電可靠性的裝置。本設(shè)計為三級負(fù)荷，只選用一個主變壓器，不再選用備用電源。9.5整定繼電保護(hù)為了防止外部短路引起的變壓器線圈的過電流，并作為瓦斯保護(hù)的后備，變壓器還必須裝設(shè)過電流保護(hù)。(1)過電流保護(hù)動作電流的整定對于單側(cè)電源的變壓器，過電流保護(hù)安裝在電源側(cè)，保護(hù)動作時切斷變壓器各側(cè)開關(guān)。過電流保護(hù)的動作時間（1.5s）應(yīng)按變壓器的最大工作電流整定。整定為5A。-變壓器的最大負(fù)荷電流-保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，取1.3-電流繼電器的返回系數(shù)，一般取0.8-電流互感器的變流比。(2)過電流保護(hù)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(hù)的動作時間可整定為最短的0.5s。(3)變壓器過電流保護(hù)的靈敏度校驗(9-1)式中-在電力系統(tǒng)最小運行方式下，低壓母線兩相短路電流折合到變壓器的高壓側(cè)的值，-繼電保護(hù)動作電流折合到一次電路的值，即滿足靈敏系數(shù)1.5的要求。按GB50062-1992規(guī)定，電流保護(hù)的最小靈敏系數(shù)為1.5，按JBJ6-1996和JGJ/T16-1992的規(guī)定，電流速斷保護(hù)的最小靈敏系數(shù)為1.5，則這里的電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)也滿足要求。9.6變壓器的過負(fù)荷保護(hù)(1)過負(fù)荷保護(hù)動作電流的整定式中-變壓器的一次額定電流-電流互感器的變流比,取為400/5=80(2)過負(fù)荷保護(hù)動作時限一般取繼電保護(hù)圖如圖9-4：圖9-4電力變壓器定時限過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)的綜合電路圖9.7變壓器的瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)，又稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護(hù)裝置。按GB50062-92規(guī)定，800kVA及以上的一般油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。本車間變壓器瓦斯保護(hù)接線圖如圖9-5：圖9-5油浸式電力變壓器瓦斯保護(hù)接線圖第10章變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計10.1防雷保護(hù)(1)直擊雷的過電壓保護(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設(shè)在室外或露天配電裝置時，則應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包括整個變電所。如果變電所處在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍內(nèi)時，可不另設(shè)獨立避雷針。按規(guī)定，獨立避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用3到6根長2.5m、的鋼管，在裝設(shè)避雷針的桿塔附近作一排或多邊形排列，管間距離5m，打入地下，管頂距地面0.6m。接地管間用的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用的鍍鋅扁鋼，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。避雷針采用的鍍鋅圓鋼，長1~1.5m。獨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25mm×4mm的鍍鋅扁鋼，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷針接地端螺栓連接。②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型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠避雷器來保護(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)FS-0.38型避雷器，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入波的雷電波。10.2接地裝置車間變壓器容量為570kVA。電壓為10/0.4kV，與工廠變壓器連接到車間變壓器的電纜線長200m。(1)確定接地電阻值 查資料可知，此變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件且因此公共接地裝置接地電阻。砂質(zhì)粘土電阻率=100。接地電阻的驗算：滿足的要求。(2)接地裝置的設(shè)計查資料可選用長2.5m、50mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距5m，垂直打入地下，管頂離地面0.6m。管間用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。變電所的變壓器室有兩條接地干線、低壓配電室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25mm×4mm的鍍鋅扁鋼。 第11章確定車間低壓配電系統(tǒng)布線方案11.1車間配電級數(shù)的選擇低壓配電系統(tǒng)，由變壓器二次側(cè)至用電設(shè)備點一般不宜超過3級。11.2車間配電電壓的選擇一般應(yīng)采用220/380V中性點直接接地的三相四線制系統(tǒng)。一般的生產(chǎn)車間，宜采用TN-C的配電系統(tǒng)，其PE線與N線合為PEN線，投資較省，能滿足一般用電設(shè)備的要求。本設(shè)計即采用TN-C配電系統(tǒng)。11.3車間配電系統(tǒng)接線方案的選擇11.3.1車間配電系統(tǒng)接線方案的選擇原則(1)在正常環(huán)境的車間內(nèi)，當(dāng)大部分用電設(shè)備為中小容量、且無特殊要求時，宜采用樹干式配電，樹干式接線在工具車間和機(jī)修車間中應(yīng)用比較普遍。(2)當(dāng)用電設(shè)備為大容量，或負(fù)荷性質(zhì)重要，或在有特殊要求的車間內(nèi)，宜采用放射式配電。(3)當(dāng)部分用電設(shè)備距供電點較遠(yuǎn)，而批次相距很近、容量很小的次要用電設(shè)備，可采用鏈?zhǔn)脚潆?；但每一回路環(huán)鏈設(shè)備不宜超過5臺，其總?cè)萘坎灰顺^10kW。容量較小用電設(shè)備的插座，采用鏈?zhǔn)脚潆姇r，每一條環(huán)鏈回路的設(shè)備數(shù)量可適當(dāng)增加。11.3.2車間低壓配電系統(tǒng)主接線的選擇配電所起接收和分配電能的作用，其位置應(yīng)當(dāng)盡量靠近負(fù)荷中心，配電所一般為單母線制，根據(jù)負(fù)荷的類型及進(jìn)出線數(shù)目可考慮將母線分段。(1)單母線不分段接線當(dāng)只有一路電源進(jìn)線時，常采用這種接線。這種接線可用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負(fù)荷用戶，或者有備用電源的二級負(fù)荷用戶，本設(shè)計即選用單母線不分段接線方式。(2)單母線分段接線當(dāng)有雙電源供電時，常采用單母線分段接線，單母線分段可以分段單獨運行，也可以并列同時運行。11.4車間低壓配電系統(tǒng)布線低壓干線配線圖如圖11-1所示：圖11-1低壓配線圖車間低壓配電系統(tǒng)布線平面圖見附錄C。第12章低壓配電系統(tǒng)導(dǎo)線的選擇12.1各導(dǎo)線和電纜的試用范圍和選擇原則(1)塑料絕緣電力電纜結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，抗酸堿，耐腐蝕，敷設(shè)安裝方便，并可敷設(shè)在有較大高差或垂直、傾斜的環(huán)境中，有逐步取代油浸紙絕緣電纜的趨向。常用的有兩種：聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套和交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜。(2)油浸紙滴干絕緣鉛包電力電纜可用于垂直或高落差處，敷設(shè)在室內(nèi)、電纜溝、隧道或土壤中，能承受機(jī)械壓力，但不能承受大的拉力。本設(shè)計優(yōu)選塑料絕緣電力電纜。12.2導(dǎo)線和電纜截面的選擇原則導(dǎo)線和電纜截面的選擇必須滿足安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的要求：(1)按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜截面。(2)按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面。(3)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面。(4)按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線和電纜截面。(5)滿足短路穩(wěn)定的條件。本設(shè)計線路選擇先按允許載流量選擇截面，再校驗電壓損失和機(jī)械強(qiáng)度。12.3冷鐓車間各設(shè)備供電導(dǎo)線的選擇綜上原則，饋電給冷鐓機(jī)Z47-12的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。由表2-1，,纜芯截面選。饋給冷鐓機(jī)GB-3的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。由表2-3，,線纜截面選。其他設(shè)備均可根據(jù)電流值確定纜芯截面，選擇方法同上，可得設(shè)備導(dǎo)線或電纜的型號如表12-1：表12-1設(shè)備導(dǎo)線或電纜的型號規(guī)格設(shè)備代號設(shè)備名稱型號導(dǎo)線或電纜的型號1冷鐓機(jī)Z47-12VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜2冷鐓機(jī)GB-3VLV22-1000-3×6+1×3的四芯電纜3冷鐓機(jī)A164VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜4冷鐓機(jī)A124VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜5冷鐓機(jī)A123VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜6冷鐓機(jī)A163VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜7冷鐓機(jī)A169VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜8冷鐓機(jī)Z47-6VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜9冷鐓機(jī)82BAVLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜10冷鐓機(jī)A121VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜11冷鐓機(jī)A120VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜12切邊機(jī)A233VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜13切邊機(jī)A232VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜14壓力機(jī)60tVLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜15壓力機(jī)40tVLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜16切邊機(jī)A231VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜17切邊機(jī)A230VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜18切邊機(jī)（自制）VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜19搓絲機(jī)GWB16VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜20搓絲機(jī)VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜21搓絲機(jī)A253VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜22搓絲機(jī)A253VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜23雙搓機(jī)VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜24搓絲機(jī)GWB65VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜25搓絲機(jī)Z25-4VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜26銑口機(jī)（自制）VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜27銑口機(jī)（自制）VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜28車床C336VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜29車床1336MVLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜30臺鉆VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜31清洗機(jī)VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜32包裝機(jī)VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜34車床C620-1VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜35車床C620-1MVLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜36車床C620VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜37車床C618KVLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜38銑床X62WVLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜39平面磨床M7230VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜40牛頭刨床VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜41立鉆VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜42砂輪機(jī)VLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜45橋式吊車5tVLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜46梁式吊車3tVLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜47電葫蘆1.5tVLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜48電葫蘆1.5tVLV22-1000-3×4+1×2的四芯電纜第13章控制保護(hù)設(shè)備的選擇13.1高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜是用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制或保護(hù)等作用的裝置，高壓開關(guān)柜柜體由殼體、電器元件、各種機(jī)構(gòu)、及連線等組成，柜內(nèi)有斷路器、隔離開關(guān)、互感器等設(shè)備。(1)選擇開關(guān)柜的型號主要根據(jù)負(fù)荷等級選擇開關(guān)柜的型號，一般一、二級負(fù)荷選擇移開式開關(guān)柜，如,,型開關(guān)柜，三級負(fù)荷選擇固定式開關(guān)柜，如KGN-10,GG-1A（F）型開關(guān)柜。本設(shè)計屬三級負(fù)荷，選GG-1A（F）型開關(guān)柜。(2)選擇開關(guān)柜回路方案號本設(shè)計是電纜進(jìn)線，因此選擇回路方案號11和54。(3)計量柜選GG-1A（J）型，方案號03。(4)GG-1A柜外形尺寸（長×寬×高）為：1200mm×1200mm×3000mm。表13-110kV控制保護(hù)設(shè)備參數(shù)表電氣設(shè)備名稱型號主要技術(shù)參數(shù)（kV）（A）（kA）其它高壓斷路器SN10-10=2\*ROMANI/6301063016戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)GN6/8-10T/6001060020高壓熔斷器RN2-10100.531.5電流互感器LQJ-1010400/5電壓互感器JDZJ-10避雷器FS4-1010柜外形尺寸（長×寬×高）1200mm×1200mm×3000mm13.2配電屏低壓配電屏的種類有PGL型和GGD，GGD型低壓開關(guān)柜性能比PGL型低壓配電屏優(yōu)越，考慮PGL型價格便宜，經(jīng)濟(jì)效果好，能滿足要求，因此本設(shè)計才用PGL型低壓配電屏。方案號采用25、27、40號。PGL-25外形尺寸（長×寬×高）為：600mm×600mm×2200mm。表13-2380V側(cè)控制保護(hù)設(shè)備參數(shù)表電氣設(shè)備名稱型號主要技術(shù)參數(shù)（V）（A）（kA）低壓斷路器DW15-1000/3380100040低壓熔斷器RM10-100380120020低壓斷路器DZ20-630380630A30低壓斷路器DZ20-100380100A18低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380150030電流互感器LMZJ1-0.55001500/5A避雷器FS-0.38380外形尺寸（長×寬×高）600mm×600mm×2200mm第14章結(jié)論與展望經(jīng)過一番努力，論文終于完稿了。我在此期間按國家有關(guān)規(guī)程，充分運用了工廠供電的有關(guān)知識，并且在查閱了大量的文獻(xiàn)和范例后，把設(shè)計圓滿地完成了。現(xiàn)對這次畢業(yè)設(shè)計所做的工作和在這個過程中所出現(xiàn)的不足進(jìn)行總結(jié)。14.1結(jié)論對已完成的論文，大體步驟總結(jié)如下：(1)首先根據(jù)設(shè)計任務(wù)書給出的設(shè)計要求，確定該系統(tǒng)的計算負(fù)荷。(2)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面進(jìn)行比較，確定工廠降壓變電所電氣主接線方案。繪制了主接線圖。(3)為選擇高壓電氣設(shè)備，整定繼電保護(hù)，進(jìn)行了短路電流計算，并據(jù)此按正常工作條件選擇和按短路情況校驗確定降壓變電所高低壓電氣設(shè)備。(4)設(shè)置了相關(guān)的防雷接地裝置和控制保護(hù)設(shè)備。(5)根據(jù)論文格式，撰寫畢業(yè)設(shè)計論文。14.2展望設(shè)計過程中的不足之處，需要總結(jié)與展望，由于專業(yè)知識和時間的限制，難免會出現(xiàn)各種不足，現(xiàn)總結(jié)如下：(1)對工廠供電的知識只涉略了基礎(chǔ)部分，對許多設(shè)計原則之前都沒怎么了解過，導(dǎo)致許多方案無法實施。深入探究工廠供電方面的有關(guān)知識，是我今后的一個方向。(2)畫圖是這次設(shè)計中比較大的一個難點，因為對CAD畫圖工具不熟，因此花費了不少時間。(3)對于高低壓側(cè)繼電保護(hù)，可以做到更細(xì)致，參數(shù)整定計算更準(zhǔn)確，這是我接下來要完成的工作。致謝在論文完成之際，我心中洋溢著成功的喜悅，但更多的是對老師和同學(xué)的感激，正是在他們的幫助和鼓勵下，我的畢業(yè)設(shè)計才得以順利完成。本次畢業(yè)設(shè)計是在曹永紅老師的悉心指導(dǎo)下完成的，曹老師不僅對我的學(xué)業(yè)給予了無微不至的關(guān)懷和培養(yǎng)，更重要的是，她對本設(shè)計的研究和順利完成傾注了大量的心血。在此，我向曹永紅老師表示深深的敬意和衷心的感謝！同時也要感謝圖書館和互聯(lián)網(wǎng)這些知識的海洋，給我提供了豐富的參考資料，以保證我在遇到疑難問題時得以及時查閱資料，從而順利地解決問題。在論文的寫作期間，我積極與同組同學(xué)進(jìn)行討論和交流，正是他們給了我自始至終的支持和鼓勵，為我提供了不可或缺的幫助。在這里，我向他們道一聲誠摯的感謝！最后，還要感謝在學(xué)習(xí)上、生活上，關(guān)心我、幫助我的老師、同學(xué)以及廣大的親朋好友們。路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索！參考文獻(xiàn)[1]劉介才編．工廠供電簡明設(shè)計手冊[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993．[2]中國航空工業(yè)規(guī)劃實際研究院等編．工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊[M]．北京：水利電力出版社，1985．[3]電機(jī)工程手冊編委會編.電氣工程師手冊[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．1987．[4]GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范．北京：中國規(guī)劃出版社，1996．[5]GB50053-9410kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范．北京：中國規(guī)劃出版社，1994．[6]GB50057-94建筑物防雷設(shè)計規(guī)范．北京：中國規(guī)劃出版社，1994．[7]GB50062-92電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范．北京：中國規(guī)劃出版社，1992．[8]GB3906-913-35kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)．北京：中國規(guī)劃出版社，1991．[9]GB50058-92爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范．北京：中國規(guī)劃出版社，1992．[10]GB50227-95并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范．北京：中國規(guī)劃出版社，1996．[11]JBJ6-96機(jī)械工廠電力設(shè)計規(guī)范．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997．[12]JGJ/T16-92民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范．北京：中國計劃出版社，1994．[13]唐志平．供配電技術(shù)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2005．[14]何金良等．電力系統(tǒng)接地技術(shù)[M]．科學(xué)出版社，2007.2．[15]苪靜康．實用電氣手冊[M]．中國電力出版社，2004.12．[16]KiritMParmar.Icrh-RfGroupJournalofPhysics[M].California,2010.[17]N.Baranov.K.ElectricalEngineering[M].Russian,2012..附錄附錄A外文翻譯OptimizationofreactivepowercompensationoptionsAbstract:Inrecentyears,withfurtherimprovementofruralpowergrids,industrialandagriculturalproductionhavebeenexpandinguseofelectricity,electricityconsumptionandthegrowingchangesinthestructureofelectricity,makingpowersupplyanddemandmoreandmoreprominentcontradictions.InadequatesupplyofelectricitytoforcepeopletodoEnergyarticles,therefore,itisinaccordancewiththeoperationalfeaturesoftheelectricitygrid,haveneverbeenactivepowerconsumptionofreactivepowertransmissionpointofview,theimplementationofthereactivepowercompensation.

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