××厂降压变电所的电气设计

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1、中北大学电力系统课程设计说明书1 引言 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。电能虽然是工业生产的主要能源

2、和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：首先是安全，在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。其次是要可靠， 应满足电能用户对供电可靠性的要求。再者就是优质，电力系统应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。还有就是要经济，供电系统

3、的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。目前，我国一般大、中型城市的市中心地区每平方公里的负荷密度平均已达左右，有些城市市中心局部地区的负荷密度甚至高达上万千瓦，乃至几万千瓦，且有继续增长的势头。因此供配电系统的发展趋势是：提高供电电压：如以进城，用配电。以解决大型城市配电距离长，配电功率大的问题，这在我国城市已经有先例。 简化配电的层次：如按的电压等级供电。逐步淘汰等级：因为过细的电压分级不利于电气设备制造和运行 业的发展。提高设备配套能力，只是由于我国在设备上 还不能全面配套而尚未推广。 广泛使用配电自动化系统：借助计算机技术和网络通信技术，对 配电网进行离线和

4、在线的智能化监控管理。做到保护、运行、管理的 自动化，提高运行人员工作效率，增强供配电系统可靠性。11 工厂供电设计的一般原则按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kv及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1） 遵守规程、执行政策；（2） 安全可靠、先进合理；（3） 近期为主、考虑发展；（4） 全局出发、统筹兼顾。12 工厂供电设计的基本内容工厂供电设计主要内容包括工厂变配电所设计、工厂高压配电线路设计、车间低压配电线路设计及电气照明设计等。其基本内容如下： （1）负荷计算全厂总降压变电所的

5、负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。 （2）工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择 参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。 （3）工厂总降压变电所主结线设计 根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。 （4）厂区高压配电系统设计 根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配

6、电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。 （5）工厂供、配电系统短路电流计算 工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短 路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。 （6）改善功率因数装置设计 按负荷计算求出总降压变电所的功率

7、因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。 （7）变电所高、低压侧设备选择 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。 （8）继电保护及二次结线设计 为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、

8、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。（9）变电所防雷装置设计 参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。2 设计任务21 设计题目 厂降

9、压变电所的电气设计22 设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求、确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。23 设计依据1 工厂总平面布置图图2.1 工厂总平面布置图2 工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时数为4500h，日最大负荷持续时间为8h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余均属于三级负荷。低压动力设备均为

10、三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如表2-2所示：表 2-2 工厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数Kd功率因数1铸造车间动力3800.30.70照明90.81.02锻压车间动力3500.30.60照明80.81.03金工车间动力3000.250.65照明80.71.04工具车间动力3200.30.60照明80.71.05电镀车间动力2500.50.75照明80.91.06热处理车间动力1780.40.80照明90.81.07装配车间动力1800.30.70照明70.71.08机修车间动力1500.260.65照

11、明40.81.09锅炉房动力800.70.74照明20.71.010仓库动力270.30.80照明20.81.0生活区照明3500.80.903 供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条10KV的干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LJ-150，导线为等边三角形排列，线距1.2m ,干线首端距离本厂约9km。干线首端所装设的高压短路器断流容量为 450MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s，为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电

12、气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为20km。4 气象资料本厂所在地年最高温度38，年平均气温为16，年最低温度为-10，年最热月平均最高温度30，年最热月平均气温为25，年最热月地下0.8M处平均温度25，常年主导风向为南风，覆冰厚度是3CM，年雷暴日数35天。5 地质水文资料 平均海拔1200M，地层以沙粘土为主，地下水位3m。6 电费制度 供电贴费800元/KVA。每月电费按两部电费制：基本电费为按主变压器容量计为18元/KVA，动力电费为0.2元/KW.H，照明电费为0.5元/KW.H。工厂最大负荷时功率因数不得小于 0.92 。3 负荷计算和无功功率补偿31 负荷计算1

13、 单组用电设备计算负荷的计算公式a) 有功计算负荷（单位为KW） = ， 为系数b) 无功计算负荷（单位为kvar） = tanc) 视在计算负荷（单位为kvA） =d) 计算电流（单位为A） =, 为用电设备的额定电压（单位为KV）2 多组用电设备计算负荷的计算公式a) 有功计算负荷（单位为KW）=式中是所有设备组有功计算负荷之和，是有功负荷同时系数，可取0.80.95b) 无功计算负荷（单位为kvar）=式中是所有设备无功计算负荷之和；是无功负荷同时系数，可取0.850.97c) 视在计算负荷（单位为kvA） =d) 计算电流（单位为A） =经过计算，得到各厂房和生活区的负荷统计表，如下表

14、所示（额定电压取380V）表3-1 机械厂负荷计算表厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数Kd功率因数计 算 负 荷 1铸造车间动力3800.30.701.02 114.00 116.28 照明90.81.00 7.2 0 小计389 121.2 116.28 170.06 258.38 2锻压车间动力3500.30.601.33 105 139.65 照明80.81.00 6.40 小计358 111.4139.65 181.4 275.613金工车间动力3000.250.651.17 75 87.75 照明80.71.00 5.6 0 小计3081.17 80.6 87.75 12

15、0.98 183.81 4工具车间动力3200.30.601.33 96 127.68 照明80.71.00 5.6 0 小计2281.33 101.6 127.68 165.6 251.6 5电镀车间动力2500.50.750.88 125110 照明80.91.00 7.2 0 小计2580.88 132.2 110 173.87 264.176热处理车间动力1780.40.800.75 71.2 53.4 照明90.81.007.20 小计1870.75 78.4 53.4 96.2 146.16 7装配车间动力1800.30.701.02 54 55.08 照明70.71.00 4.9

16、 0 小计1871.02 58.9 55.08 82.04 124.65 8机修车间动力1500.260.651.17 3945.63 照明40.81.00.00 3.2 0 小计1541.17 42.2 45.6363.2 96.029锅炉房动力800.70.740.91 5650.96 照明20.71.00 1.4 0 小计820.91 57.450.96 77.08 117.11 10仓库动力270.30.800.75 8.16.075照明20.81.00 1.60 小计290.75 9.76.075 11.72517.81 11生活区照明3500.80.900.48 280 134.4

17、 311.11 472.68 总计（380V侧）动力22151073.6926.91照明415计入=0.9=0.950.4966.24880.561307.292587.8832 无功功率补偿 由上表可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数是0.74，而供电部门要求该厂10kv进线侧最大负荷时因数不应低于0.92.考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时因数应稍大于0.92，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量： 补偿前的自然平均功率因数对应的正切 补偿后的功率因数对应的正切值 故选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（

18、主屏）1台与方案3（辅屏）4台相组合，如图3.总共容量。图3-1 PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如表所示：项目cos计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v侧补偿前负荷0.74966.24880.561307.291656380v侧无功补偿容量-420380v侧补偿后负荷0.903966.24460.5610701625.7主变压器功率损耗0.015S30=130.06S30=5210kv侧负荷计算0.86979.24512.561138.6552.14 变电所位置和型式的选择变电所的位置应尽量接近工厂的

19、负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。在工厂平面图的下边和左侧，分别作一直角坐标的轴和轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置，、分别代表厂房1、2、3.10号的功率，设定（1.3，5.3）、（1.3，3.6）、（3.5，5.2）、（3.5，3.6）、（4.2，1.7）、（6.7，6.4）、（6.7，4.7）、（6.7，3.1）、（6.7，1.5）、（9.5，4.7），并设（1.2，1.2）为生活区的中心负荷，如图3-1所示。而工厂的负荷中心假设在P(,),其中P=+=。因此仿照力学中计算中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标： （4-1） （4-2）把各车间的坐标代入（4-1）

20、、（4-2），得到=3.61，=3.60 。由计算结果可知，工厂的负荷中心在6号厂房（工具车间）的西北角。考虑到周围环境及进出线方便，决定在6号厂房的西侧紧靠厂房建造工厂变电所，器型式为附设式。图4-1 按负荷功率矩法确定负荷中心5 变电所主变压器及主接线方案的选择51 变电所主变压器的选择根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：a) 装设一台变压器 型号为S9型，而容量根据式，为主变压器容量，为总的计算负荷。选=1000 KVA=762.69KVA，即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压

21、联络线来承担。b) 装设两台变压器 型号为S9型，而每台变压器容量根据式（5-1）、（5-2）选择，即762.69KVA=（457.61533.88）KVA（5-1）=(124.3+212.2+84.3) KVA=420.7 KVA（5-2）因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为Yyn0 。52 变压器主接线方案的选择按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案：1 装设一台主变压器的主接线方案如图5-1所示Y0Y0S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV联络线（备用电源）GG-

22、1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主变联络（备用）220/380V高压柜列图5-1 装设一台主变压器的主接线方案2 装设两台主变压器的主接线方案 如图5-2所示 Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GG-1A(F)-113、11GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG

23、-1A(J)-01GG-1A(F)-96GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54主变主变联络（备用）高压柜列-96图5-2装设两台主变压器的主接线方案53 主接线方案的技术经济比较 表5-1主接线方案的技术经济比较比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗较大由于两台主变并列，电压损耗较小灵活方便性只有一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济指标电力变压器的综合投资额查得S9-1000/10的单价为15.1万元，而变压器综合投资约为其单价的2倍，因此综合投资约

24、为2*15.1=30.2万元查得S9-630/10的单价为10.5万元，因此两台变压器的综合投资约为4*10.5=42万元，比一台主变方案多投资11.8万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额查得GG-1A(F)型柜可按每台4万元计，其综合投资可按设备的1.5倍计，因此高压开关柜的综合投资约为4*1.5*4=24万元本方案采用6台GG-1A(F)柜，其综合投资约为6*1.5*4=36万元，比一台主变方案多投资12万元电力变压器和高压开关柜的年运行费主变的折旧费=30.2万元*0.05=1.51万元；高压开关柜的折旧费=24万元*0.06=1.44万元；变配电的维修管理费=（30.2+24）万元*

25、0.06=3.25万元。因此主变和高压开关柜的折旧和维修管理费=（1.51+1.44+3.25）=6.2万元主变的折旧费=42万元*0.05=2.1万元；高压开关柜的折旧费=36万元*0.06=2.16万元；变配电的维修管理费=（42+36）万元*0.06=4.68万元。因此主变和高压开关柜的折旧和维修管理费=（2.1+2.16+4.68）=8.94万元，比一台主变方案多投资2.74万元供电贴费主变容量每KVA为800元，供电贴费=1000KVA*0.08万元/KVA=80万元供电贴费=2*630KVA*0.08万元=100.8万元，比一台主变多交20.8万元从上表可以看出，按技术指标，装设两

26、台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的主接线方案远由于装设两台主变的主接线方案，因此决定采用装设一台主变的主接线方案。6 短路电流的计算61 绘制计算电路 450MVAK-1K-2LJ-150,9km10.5kVS9-10000.4kV(2)(3)(1)系统图6-1短路计算电路62 确定短路计算基准值设基准容量=100MVA，基准电压=1.05，为短路计算电压，即高压侧=10.5kV，低压侧=0.4kV，则 （6-1） （6-2）63 计算短路电路中各元件的电抗标幺值1 电力系统已知电力系统出口断路器的断流容量，故=100MVA/450MVA=0.22

27、 （6-3）2 架空线路 查表得LJ-150的线路电抗，而线路长9km，故 （6-4）3 电力变压器查表得变压器的短路电压百分值=4.5，故=4.5（6-5）式中，为变压器的额定容量因此绘制短路计算等效电路如图5-2所示。k-1k-2图6-2短路计算等效电路64 k-1点（10.5kV侧）的相关计算1 总电抗标幺值=0.22+2.94=3.16 （6-6）2 三相短路电流周期分量有效值 （6-7）3 其他短路电流 （6-8） （6-9） （6-10）4 三相短路容量 （6-11）65 k-2点（0.4kV侧）的相关计算1 总电抗标幺值=0.22+2.94+4.5=7.66 （6-12）2 三相

28、短路电流周期分量有效值 （6-13）3 其他短路电流 （6-14） （6-15） （6-16）4 三相短路容量 （6-17）以上短路计算结果综合图表5-1所示。表5-1短路计算结果短路计算点三相短路电流三相短路容量/MVAk-11.741.741.744.442.6331.65k-218.8418.8418.8434.6720.5413.057 变电所一次设备的选择校验71 10kV侧一次设备的选择校验1 按工作电压选则设备的额定电压一般不应小于所在系统的额定电压，即，高压设备的额定电压应不小于其所在系统的最高电压，即。=10kV， =11.5kV，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压=12

29、kV，穿墙套管额定电压=11.5kV，熔断器额定电压=12kV。2 按工作电流选择设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即3 按断流能力选择设备的额定开断电流或断流容量，对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的最大短路有效值或短路容量，即或对于分断负荷设备电流的设备来说，则为，为最大负荷电流。4 隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验a) 动稳定校验条件或、分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，、分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值b) 热稳定校验条件 对于上面的分析，如表6-1所示，由它可知所选一次设备均满足要求。表7-1 10 kV一次侧设备的选择校验选择校验项目电

30、压电流断流能力动态定度热稳定度其它装置地点条件参数数据10kV57.7A1.74kA4.44kA一次设备型号规格额定参数高压少油断路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40 kA高压隔离开关-10/20010kV200A25.5 kA高压熔断器RN2-1010kV0.5A50 kA电压互感器JDJ-1010/0.1kV电压互感器JDZJ-10电流互感器LQJ-1010kV100/5A二次负荷0.6避雷针FS4-1010kV户外隔离开关GW4-12/40015kV200A72 380V侧一次设备的选择校验同样，做出380V侧一次设备的选择校验，如表6-2所示，所选数据均满足要求。

31、 表7-2 380V一次侧设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动态定度热稳定度其它装置地点条件参数-数据380V1625.7A18.84kA34.67kA-一次设备型号规格额定参数-低压断路器DW15-1500/3D380V1500A40kA-低压断路器DW20-630380V630A（大于）30Ka(一般)-低压断路器DW20-200380V200A（大于）25 kA-低压断路HD13-1500/30380V1500A-电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A-电流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A-73 高低压母线的选择查表得到，10kV母线选LMY-3

32、(404mm),即母线尺寸为40mm4mm;380V母线选LMY-3（12010）+806，即相母线尺寸为120mm10mm，而中性线母线尺寸为80mm6mm。8 变压所进出线与邻近单位联络线的选择81 10kV高压进线和引入电缆的选择1 10kV高压进线的选择校验采用LJ型裸铝导线架空敷设，接往10kV公用干线。a) 按发热条件选择由=52.1A及室外环境温度32，查表得，初选LJ-16,其40C时的=86.1A,满足发热条件。b) 校验机械强度查表得，最小允许截面积=35，而LJ-16不满足要求，故改选LJ-35。由于此线路很短，故不需要校验电压损耗。2 铸高压配电室至主变的一段引入电缆的

33、选择校验 采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆之间埋地敷设。a) 按发热条件选择由=52.1A及土壤环境25，查表得，初选缆线芯截面为25的交联电缆，其=90A,满足发热条件。b) 校验热路稳定按式，A为母线截面积，单位为；为满足热路稳定条件的最大截面积，单位为；C为材料热稳定系数；为母线通过的三相短路稳态电流，单位为A；短路发热假想时间，单位为s。本电缆线中=1960，=0.5+0.2+0.05=0.75s，终端变电所保护动作时间为0.5s，断路器断路时间为0.2s，C=77，把这些数据代入公式中得，满足发热条件。 b）校验电压损耗工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为288

34、m，而查表得到120的铝芯电缆的=0.31 （按缆芯工作温度75计），=0.07，又1号厂房的=84.4kW, =91.2 kvar，故线路电压损耗为=5%c）断路热稳定度校验 不满足短热稳定要求，故改选缆芯截面为240的电缆，即选VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同。2 锻压车间馈电给2号厂房（锻压车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上）。3 热处理车间馈电给3号厂房（热处理车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝

35、芯电缆直埋敷设（方法同上）。4 电镀车间馈电给4号厂房（电镀车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上）。5 仓库馈电给5号厂房（仓库）的线路，由于仓库就在变电所旁边，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型5根（包括3根相线、1根N线、1根PE线）穿硬塑料管埋地敷设。a）按发热条件需选择由=16.2A及环境温度22，初选截面积4，其=19A，满足发热条件。 b）校验机械强度查表得，=2.5，因此上面所选的4的导线满足机械强度要求。c) 所选穿管线估计长50m，而查表得=0.85，=0.119，又仓库的=10

36、.7kW, =7.5 kvar，因此I30,满足发热条件。2) 效验机械强度 查表可得，最小允许截面积Amin=10mm2，因此BLX-1000-1240满足机械强度要求。3) 校验电压损耗 查工厂平面图可得变电所至生活区的负荷中心距离600m左右，而查表得其阻抗值与BLX-1000-1240近似等值的LJ-240的阻抗=0.14，=0.30（按线间几何均距0.8m），又生活区的=272KW，=131.7kvar，因此=5%满足允许电压损耗要求。因此决定采用四回BLX-1000-1120的三相架空线路对生活区供电。PEN线均采用BLX-1000-175橡皮绝缘线。重新校验电压损耗，完全合格。8

37、3 为备用电源的高压联络线的选择校验 采用YJL2210000型交联聚氯乙烯绝缘的铝心电缆，直接埋地敖设，与相距约2Km的临近单位变配电所的10KY母线相连。1 按发热条件选择 工厂二级负荷容量共420.7KVA，最热月土壤平均温度为21。查表得，初选缆心截面为25的交联聚乙烯绝缘的铝心电缆，其满足要求。2 校验电压损耗由表可查得缆芯为25的铝（缆芯温度按80计），而二级负荷的,，线路长度按2km计，因此 由此可见满足要求电压损耗5%的要求。3 短路热稳定校验 按本变电所高压侧短路电流校验，由前述引入电缆的短路热稳定校验，可知缆芯25的交联电缆是满足热稳定要求的。而临近单位10KV的短路数据不

38、知，因此该联路线的短路热稳定校验计算无法进行，只有暂缺。 以上所选变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格如表 8-1所示。表8-1 进出线和联络线的导线和电缆型号规格线 路 名 称导线或电缆的型号规格10KV电源进线LGJ-35铝绞线（三相三线架空）主变引入电缆YJL2210000325交联电缆（直埋）380V低压出线至1号厂房VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）至2号厂房VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）至3号厂房VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）至4号厂房VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）至5号厂房BL

39、V100014铝芯线5根穿内径25硬塑管至6号厂房VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）至7号厂房VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）至8号厂房VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）至9号厂房VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）至10号厂房VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）至生活区四回路，每回路3BLX-1000-1120+1BLX-1000-175橡皮线（三相四线架空线）与临近单位10KV联络线YJL2210000316交联电缆（直埋）9 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定91 变电所二次

40、回路方案的选择 a) 高压断路器的操作机构控制与信号回路 断路器采用手动操动机构，其控制与信号回路如工厂供电设计指导图6-12所示。 b) 变电所的电能计量回路变电所高压侧装设专用计量柜，装设三相有功电度表和无功电度表，分别计量全厂消耗的有功电能表和无功电能，并以计算每月工厂的平均功率因数。计量柜由上级供电部门加封和管理。c) 变电所的测量和绝缘监察回路 变电所高压侧装有电压互感器避雷器柜。其中电压互感器为3个JDZJ10型，组成Y0/Y0/的接线，用以实现电压侧量和绝缘监察，其接线图见工厂供电设计指导图6-8。作为备用电源的高压联路线上，装有三相有功电度表和三相无功电度表、电流表，接线图见工

41、厂供电设计指导图6-9。高压进线上，也装上电流表。低压侧的动力出线上，均装有有功电度表和无功电度表，低压照明线路上装上三相四线有功电度。低压并联电容器组线路上，装上无功电度表。每一回路均装设电流表。低压母线装有电压表，仪表的准确度等级按符合要求。92 变电所继电保护装置1 主变压器的继电保护装置 a）装设瓦斯保护。当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量的瓦斯时，应动作于高压侧断路器。 b）装设反时限过电流保护。采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器2 护动作电流整定其中，可靠系数，接线系数，继电器返回系数，电流互感器的电流比=100/5=20 ，因此动作

42、电流为： 因此过电流保护动作电流整定为10A3 过电流保护动作时间的整定 因本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流保护的动作时间（10倍的动作电流动作时间）可整定为最短的0.5s 。4 过电流保护灵敏度系数的检验其中，=0.86620.1kA/(10kV/0.4kV)=0.696，因此其灵敏度系数为： 满足灵敏度系数的1.5的要求。93 装设电流速断保护 利用GL15的速断装置。1 速断电流的整定 利用式，其中，因此速断保护电流为 速断电流倍数整定为 (注意不为整数,但必须在28之间)2 电流速断保护灵敏度系数的检验利用式，其中，因此其保护灵敏度系数为从工厂供电课程设计指导表6-1可知，按

43、GB5006292规定，电流保护的最小灵敏度系数为1.5，因此这里装设的电流速断保护的灵敏度系数是达到要求的。但按JBJ696和JGJ/T1692的规定，其最小灵敏度为2，则这里装设的电流速断保护灵敏度系数偏底。94 作为备用电源的高压联络线的继电保护装置1 装设反时限过电流保护亦采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分跳闸的操作方式。a) 过电流保护动作电流的整定,利用式，其中=2，取=0.652A=43.38A， =1，=0.8， =50/5=10，因此动作电流为： 因此过电流保护动作电流整定为7A。b) 过电流保护动作电流的整定按终端保护考虑，动作时间整定为0.5s。c

44、) 过电流保护灵敏度系数因无临近单位变电所10kV母线经联络线到本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏度系数，只有从略。2 装设电流速断保护亦利用GL15的速断装置。但因无临近单位变电所联络线到本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏度系数，也只有从略。3 变电所低压侧的保护装置a）低压总开关采用DW151500/3型低压短路器，三相均装设过流脱钩器，既可保护低压侧的相间短路和过负荷，而且可保护低压侧单相接地短路。b）低压侧所有出线上均采用DZ20型低压短路器控制，其瞬间脱钩器可实现对线路的短路故障的保护。10 降压变电所防雷与接地装置的设计101 变电所的防雷保护1 直接防雷保护 在变

45、电所屋顶装设避雷针和避雷带，并引进出两根接地线与变电所公共接装置相连。如变电所的主变压器装在室外和有露天配电装置时，则应在变电所外面的适当位置装设独立避雷针，其装设高度应使其防雷保护范围包围整个变电所。如果变电所所在其它建筑物的直击雷防护范围内时，则可不另设独立的避雷针。按规定，独立的避雷针的接地装置接地电阻（表9-6）。通常采用3-6根长2.5 m的刚管，在装避雷针的杆塔附近做一排和多边形排列，管间距离5 m，打入地下，管顶距地面0.6 m。接地管间用40mm4mm 的镀锌扁刚焊接相接。引下线用25 mm 4 mm的镀锌扁刚，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔及其基础内的钢筋相焊接，上与

46、避雷针焊接相连。避雷针采用直径20mm的镀锌扁刚，长11.5。独立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有3m以上的距离。2 雷电侵入波的防护 a)在10KV电源进线的终端杆上装设FS410型阀式避雷器。引下线采用25 mm 4 mm的镀锌扁刚，下与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端栓连接。 b）在10KV高压配电室内装设有GG1A（F）54型开关柜，其中配有FS410型避雷器，靠近主变压器。主变压器主要靠此避雷器来保护，防雷电侵入波的危害。 c）在380V低压架空线出线杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地，用以防护沿低压架空线侵入的雷电波。102 变电所公共接地装置的设计1 接地电阻

47、的要求按工厂供电设计指导表9-6。此边点所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件： 且 其中, 因此公共接地装置接地电阻 。2 接地装置的设计 采用长2.5m、50mm的钢管16根，沿变电所三面均匀布置，管距5 m，垂直打入地下，管顶离地面0.6 m。管间用40mm4mm的镀锌扁刚焊接相接。变电所的变压器室有两条接地干线、高低压配电室各有一条接地干线与室外公共接地装置焊接相连，接地干线均采用25 mm 4 mm的镀锌扁刚。变电所接地装置平面布置图如图9-1所示。接地电阻的验算： 满足欧的接地电阻要求，式中,查工厂供电设计指导表9-10”环行敖设”栏近似的选取11 设计总结通过这次电力系统课程设

48、计，使我学到了很多的知识，并且巩固和加深以及扩大了专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力，正确使用技术资料的能力。知识系统化能力得到提高,设计过程中运用了很多的知识，因此如何将知识系统化就成了关键。如本设计中用到了工厂供电的绝大多数的基础理论和设计方案，因此在设计过程中侧重了知识系统化能力的培养，为今后的工作和学习打下了很好的理论基础。动得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次课程设计，我做了很多设计计算，包括负荷计算及短路的计算，熟悉了从事工程技术的综合运算能力，参数计算尽可能采用先进的计算方法。使我了解工厂供电设计的基本方法，了解工厂供电电能分配等各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解。第 31 页 共 33 页参 考 文 献1 孙丽华.电力工程基础M.北京：机械工业出版社，20062 刘介才.工厂供电设计指导M.北京：机械工业出版社，19993 余建明，同向前，苏文成.供电技术M.3版.北京：机械工业出版社，20014 康志平.供配电技术M.北京：电子工业出版社，2005附录第 32 页 共 33 页