焊接厂变电所供你配电设计

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1、xx科技大学课 程 设 计 说 明 书课程名称 电力工程基础课程设计 题 目 XXX焊接厂变电所供配电设计 学 院 农业工程学院 班 级 学生姓名 指导教师 日 期 2015年3月17日 农业工程学院课程设计说明书电力工程课程设计任务书设计题目： 如：XXX焊接厂变电所供配电设计 一、设计目的熟悉电力设计的相关规程、规定，树立可靠供电的观点，了解电力系统，电网设计的基本方法和基本内容，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的课程内容，学习撰写工程设计说明书，对变电所区域设计有初步的认识。二、设计要求（1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应项目分析，需求预测说明。（2）通过课题设计，掌握电

2、力系统设计的方法和设计步骤。（3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算结果。（4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。三、设计任务负荷计算；变压器台数、各变压器容量；供电方式及主接线设计；短路计算及设备选择等。 四、设计时间安排查找相关资料（1天）、总降压变电站设计（3天）、车间变电所设计（2天）、厂区配电系统设计（1天）、撰写设计报告（2天）和答辩（1天）。五、主要参考文献1 电力工程基础2 工厂供电3 继电保护.4 电力系统分析5电气工程设计手册等资料指导教师签字： 年 月 日一原始资料1工厂总平面布置图

3、如下： 图1 工厂总平面布置图2.工厂的生产任务、规模及产品规格：本厂承担某大型钢铁联合企业各附属厂的电机、变压器修理和制造任务。年生产规模为修理电机7000台，总容量为45万kW；制造电机总容量为6万kW，制造单机最大容量为4500kW；修理变压器550台；生产电气备件为60万件。本厂为某大型钢铁联合企业的重要组成部分。3.工厂各车间的负荷情况及各车间预计配置变压器台数如表1所示。表1 工厂各车间负荷情况及各车间变电所容量序号车间名称设备容量(kW)车间变电所代号变压器台数1电机修造车间24000.240.82No.112机械加工车间8860.181.58No.213新品试制车间7340.3

4、51.51No.314原料车间5140.60.59No.415备件车间5620.350.79No.516锻造车间1500.241.6No.617锅炉房3690.730.87No.718空压站3220.560.88No.819汽车库530.570.9No.9110大线圈车间3350.560.63No.10111半成品试验站12170.30.79No.11112成品试验站22900.280.75No.12113加压站（10kV专供负荷）2560.640.85114设备处仓库（10kV专供负荷）5600.60.85115成品试验站内大型集中负荷36000.80.8主要为35kV高压整流装置，要求专线

5、供电。4.供电协议：（1）当地供电部门可提供两个供电电源，供设计部门选择：1）从某220/35kV区域变电站提供电源，此区域变电站距工厂南侧4.5km。2）从某35/10kV变电所，提供10kV备用电源，此变电所距工厂南侧约4km。（2）电力系统的短路数据，如表2，其供电系统图，如图2。表2 区域变电站35kV母线短路数据系统运行方式系统短路数据最大运行方式最小运行方式图2 供电系统图（3）供电部门对工厂提出的技术要求：1）区域变电站35kV馈电线的过电流保护整定时间，要求工厂总降压变电所的过电流保护整定时间不大于1.3s。2）在工厂35kV电源侧进行电能计量。3）工厂最大负荷时功率因数不得低

6、于0.9。（4）电费制度：每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，电费为0.5元/kWh。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：610kV为800元/kVA。5.工厂负荷性质：本厂大部分车间为一班工作制，少数车间为两班或三班工作制，工厂的年最大有功负荷利用小时数为2500h。锅炉房供应生产用高压蒸汽，其停电将使锅炉发生危险。又由于工厂距离市区较远，消防用水需厂方自备。因此锅炉房供电要求有较高的可靠性。6.工厂自然条件：（1）气象资料：本厂所在地区的年最高气温为38oC，年平均气温为23 oC，年最低气温为8 oC，年最热月平均最高气温为33 oC，年最热月

7、平均气温为26 oC，年最热月地下0.8m处平均温度为25 oC。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。（2）地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂粘土为主，地下水位为2m。二设计任务1高压供电系统设计主要任务是工厂内部高压供电等级选择，需考虑供电的经济性（设备及损耗费用）和技术要求（线路电压损耗、以及供电电源变压器的断路器出线容量等）。2总降压变电站设计（1）主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，经过概略分析比较，留下23个较优方案，对较优方案进行详细计算和分析比较，（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标），确定最优方案。（2）短路电流计算

8、：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。（3）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号等设备的选择及校验。选用设备型号、数量、汇成设备一览表。（4）主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。（5）配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。（6）防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。3车间变电所设计根据车间负荷情况，选择车间变压器的型号。4厂区10KV配电系统设计根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。三设计成果

9、1设计说明书：包括对各种设计方案分析比较的扼要叙述，并附有必要的计算及表格。2设计图纸 主变压器保护原理接线图。XXX焊接厂变电所供配电设计 摘 要众所周知，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。本次设计主要依照供电设计必须遵循的一般原则、基本内容和设计流程，对某电机修造厂变电所进行了设计说明，本文按照设计要求，在查阅大量参考资料、手册后，对负荷计算及无功功率补偿计算，变配电所所址和型式的选

10、择，变电所主变压器台数、容量及类型的选择，变配电所主结线方案的设计，短路电流的计算，变配电所一次设备的选择，变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定，变配电所防雷保护与接地装置的设计等进行了详细的设计说明。并附有相应的图表、公式和计算结果。这次设计的变配电所完全满足设计要求。本次设计通过计算负荷，选出变压器；通过计算三相短路电流，选出其他保护器件；通过三相短路电流，选择过电流保护设备；然后选择二次回路的设备，对一次侧设备进行控制、检测；最后注意安全、接地和防雷的设置。关键词：电能，电力工程，负荷计算，变压器目 录第一章 绪论11.1 电能的重要性11.2 工厂供电11.3 供电的基

11、本要求21.4 电能的发展2第二章 计算负荷32.1 负荷计算的意义32.2 负荷计算32.3 总降压变电所变压器容量的选择5第三章 总降压变电站设计83.1 总降压变电所位置选择83.1.1 总降压变电所位置选择83.1.2 车间变电所位置选择83.1.3 总降压变电所电气主接线设计83.1.4 车间变电所电气主接线设计93.2 短路电流的计算103.2.1 计算分组103.2.2 供电系统图及短路电流结算的等效电路图113.2.3 各个车间短路电流的计算113.3 电气设备的选择163.3.1 主变压器35KV侧设备163.3.2 主变压器10KV侧设备173.3.3 10KV馈电线路设备

12、183.3.4 变电所进出线选择183.4 继电保护的整定与防雷措施223.4.1 总降压变电所的电能计量回路223.4.2 变电所的测量和绝缘监察回路223.4.3 总降压变电所的保护装置223.4.4 变电所的防雷保护263.4.5 变电所公共接地装置的设计27第四章 设计结论29参考文献30第一章 绪论电力行业是国民经济的基础工业，它的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。以发电厂电气部分、高电压技术、继电保护等专业知识为理论依据，主要对该厂总降压变电所及接入系统设计训练。设计步骤主要包括：负荷统计、负荷计算、方案比较、供电方式确定、

13、短路电流计算、电气设备选择与继电保护整定以及防雷接地等内容。电能是现代工业生产的主要能源和动力.随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。工厂供电系统的核心部分是变电所。因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的1.1 电能的重要性电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量，它的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，又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。从而搞好工业企业供电工作对于整个工业生产发展，实现工业现代化具有十分重要的意义。工

14、厂供电设计是整个工厂设计的重要组成部分，工厂供电设计的质量影响到工厂的和生产及其发展，作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。1.2 工厂供电在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。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。从另一方面来说，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

15、。1.3 供电的基本要求做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。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，并做好安全保护工作，就必须达到以下基本要求：（1）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。（2）可靠: 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质: 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济: 供电系统的投资要少，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。1.4 电能的发展此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局

16、，适应发展。作为工厂随着时代的进步和推进和未来今年的发展，工厂的设施建设，特别是电力设施将提出相当大的挑战。因此，我们做供配电设计的工作，要做到未雨绸缪。为未来发展提供足够的空间。这主要变现在电力电压器及一些相当重要的配电线路上，应力求在满足现在需求的基础上从大选择，以避免一台变压器或一组变压器刚服役不到几年就因为容量问题而出现“光荣下岗”的情况发生。第二章 计算负荷2.1 负荷计算的意义（1）计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量求取确定的、预期不变的最大假想负荷。也就是通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。在配电设计中，通常采用半小时的最大平均负荷作为按

17、发热条件选择电器或导体的依据。（2）计算负荷是用户供电系统结构设计、供电线路截面选择、变压器数量和容量选择、电气设备额定参数选择等的依据，合理地确定用户各级用电系统的计算负荷非常重要。2.2 负荷计算(1) 有功计算负荷为： （为设备容量）(2) 无功计算负荷为：（对应于用电设备组的正切值）(3)视在计算负荷为：(4)总的计算电流为： (为额定电压380V)(5)变压器功率损耗的计算：变压器的负荷率：变压器的有功功率损耗为：变压器的无功功率损耗为：表2-1 车间负荷计算序号车间名称P30/Q30/KvarS30/KVA1电机修造车间576472.32744.89072机械加工车间159.482

18、51.9784298.20623新品试制车间256.9387.919465.27274原料车间308.4181.956358.07615备件车间196.7155.393250.67486锻造车间3657.667.924667锅炉房269.37234.3519357.04488空压站180.32158.6816240.19819汽车库30.2127.18940.6433910大线圈车间187.6118.188221.725411半成品试验站365.1288.429465.284112成品试验站641.2480.9801.5序号车间名称变压器型号台数变压器有功损耗/KW变压器无功损耗/Kvar11

19、0KV侧有功功率/KW110KV侧无功率/Kvar110KV侧视在功率/KVA1电机修造车间S9-1000/10/0.4/19.9042.83699.90608.63927.522机械加工车间S9-315/10/0.4/13.2713.18165.27269.14315.833新品试制车间S9-630/10/0.4/15.3624.9298.07448.47538.064原料车间S9-315/10/0.4/13.4413.83273.44173.13323.645备件车间S9-315/10/0.4/14.4016.3237.1229.29329.566锻造车间S9-315/10/0.4/14.

20、4016.3237.1229.29329.567锅炉房S9-315/10/0.4/19.3812.72213.05189.91285.418空压站S9-250/10/0.4/15.4212.23188.74171.00254.689汽车库S9-630/10/0.4/15.3624.9298.07448.47538.0610大线圈车间S9-250/10/0.4/18.2211.59204.22135.08244.8511半成品试验站S9-500/10/0.4/113.9722.12376.97308.89487.3612成品试验站S9-1000/10/0.4/18.9138.49678.1154

21、0.39867.10表2-2 车间变压器的选择及其负荷计算2.3 总降压变电所变压器容量的选择由于工厂厂区范围不大，高压配电线路上的功率损耗可忽略不计，因此表2-1所示车间变压器高压侧的计算负荷可认为就是总降压变电所出线上的计算负荷。取，P=3388.39KW，Q=3073.93Kvar,则总降压变电所低压母线上的计算负荷为：因为大多数负荷为三级负荷，只有少数为二级负荷，故从经济性上考虑总降压变电所可装设一台容量为5000KVA的变压器,少数的二级负荷及重要的三级负荷，可由区域变电所的10KV线路作为备用线路。总降压变电所低压侧的功率因数为：考虑到变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，由此可

22、判断工厂进线处的功率因数必然小于0.85。为使工厂的功率因数天提供提高到0.9，需在总降压变电所低压侧10KV母线上装设并联电容器进行补偿，取低压侧补偿后的功率因数为0.92，则需装设的电容器补偿容量为：选择BWF10.5-50-1W型电容器，所需电容器个数为：取n=33，则实际补偿容量为：补偿后变电所低压侧视在计算负荷为：查附表A-2，选择S9-4000/35型、35/10.5kv的变压器，其技术数据如下：变压器的负荷率为：则变压器的功率损耗为：变压器高压侧计算负荷为：则工厂进线处的功率因数为：满足电业部门的要求。第三章 总降压变电站设计3.1 总降压变电所位置选择3.1.1 总降压变电所位

23、置选择根据供电电源员集中区，结合厂区供电平面图，拟将总降压变电所设置在厂区南部，如厂区供电平面图2-1所示。情况，考虑尽量将总降压变电所设置在靠近负荷中心且远离人。3.1.2 车间变电所位置选择根据各车间负荷情况，设置七个车间变电所，每个车间变电所装设一台变压器，根据厂区平面布置图所提供的分布情况及车间负荷情况，结合其他各项选择原则，并与工艺、土建等相关方面协商确定变电所位置，变电所设置如图厂区平面布置图如图所示。图3-1 厂区供电平面图3.1.3 总降压变电所电气主接线设计本工厂要求正常运行时以354KV单回路架空线供电，由10KV电缆线路作为备用电源，因此，总降压变电所主变压器与35KV架

24、空线路可采用线路-变压器单元接线。为了便于检修、运行、控制和管理，在变压器高压侧进线处设置高压断路器。由于10KV线路平时不允许投入，因此备用10KV电源进线断路器在正常工作时必须能断开。变压器二次侧（10KV）设置少油断路器，与10KV备用电源进线断路器组成备用电源自动投入装置（APD）,当工作电源失去电压时，备用电源立即自动投入，主变压器二次侧10KV母线采用单母线分段接线，变压器二次侧10KV接在段母线上，10KV备用电源接在段母线上，母线分段断路器在正常工作时闭合，重要二级负荷可解在段母线上，在工作电源停止供电时不至于使重要负荷的供电受影响。总降压变电所的电气主接线如图所示。图3-2

25、总降压变电所主接线3.1.4 车间变电所电气主接线设计设计原则：车间变电所变压器的单台容量，一般不宜大于1250KVA,这样可使变压器更接近于车间负荷中心，减少低压配电线路的投资和电能损耗，并且变压器低压侧短路电流不至于太大，开关电器的断流容量和短路动稳定易满足要求。因此对于11号车间应选择两台变压器，电气主接线如下图。图3-3 车间变电所主接线3.2 短路电流的计算3.2.1 计算分组各个车间选择的变压器型号，如下表所示。根据下表，可知短路电流的计算可分为5组进行。表3-1 短路电流计算分组及变压器台数选择车间序号选择变压器的型号变压器台数1、12S9-1000/10/0.412、4、7和5

26、、6S9-315/10/0.413、9S9-630/10/0.418、10S9-250/10/0.4111S9-500/10/0.423.2.2 供电系统图及短路电流结算的等效电路图 图3-4 厂区供电系统图图3-5 等效电路图3.2.3 各个车间短路电流的计算1.以1号车间为例，进行短路电流计算，短路计算电路和等效电路图如下所示：图3-6 第1号车间供电原理图图3-7第 1号车间等效电路图2.确定基准值3.计算各元件的电抗标幺值(1) 电力系统当时，当时，(2) 架空线路WL(3) 主变压器T1(4) 车间变压器T24.系统最大运行方式下三相短路电流及短路容量计算(1) k1点短路总电抗标幺

27、值为：因此，k1点短路时的三相短路电流及短路容量分别为：(2) k2点短路总电抗标幺值为：5.系统最小运行方式下三相短路电流及短路容量计算(1) k1点短路总电抗标幺值为因此，k1点短路时的三相短路电流及短路容量分别为(2) k2点短路总电抗标幺值为因此，k2点短路时的三相短路电流及短路容量分别为(3) k3点短路时的三相短路电流及短路容量分别为总电抗标幺值为:因此，k2点短路时的三相短路电流及短路容量分别为:6.将最大运行方式和最小运行方式短路电流的计算结果，汇总于下表：表3-2 第1、12号车间短路电流计算短路计算点 运行方式IK/KAish/KAIsh/KASK/MVAK1最大5.211

28、3.267.85333.33最小3.188.124.80204.08K2最大2.686.834.0548.78最小2.466.263.7144.64K3最大22.0344.54240.1324.01最小21.4133.3922.9314.847. 同理，其余分组将最大运行方式和最小运行方式短路电流的计算结果，汇总于下表：表3-3 第2、4、7和5、6号车间短路电流计算短路计算点 运行方式IK/KAish/KAIsh/KASK/MVAK1最大5.2113.267.85333.33最小3.188.124.80204.08K2最大2.686.834.0548.78最小2.466.263.7144.6

29、4K3最大9.7824.9514.276.78最小9.6624.6314.586.69表3-4 第3、9号车间短路电流计算短路计算点 运行方式IK/KAish/KAIsh/KASK/MVAK1最大5.2113.267.85333.33最小3.188.124.80204.08K2最大2.686.834.0548.78最小2.466.263.7146.64K3最大15.7040.0423.7110.88最小15.3839.2323.2310.66表3-5 第8、10号车间短路电流计算短路计算点 运行方式IK/KAish/KAIsh/KASK/MVAK1最大5.2113.267.85333.33最小

30、3.188.124.80204.08K2最大2.686.834.0548.78最小2.466.263.7146.64K3最大7.9920.3912.075.54最小7.9120.1711.985.26表3-6 第11号车间短路电流计算短路计算点 运行方式IK/KAish/KAIsh/KASK/MVAK1最大5.2113.267.85333.33最小3.188.124.80204.08K2最大2.686.834.0548.78最小2.466.263.7146.64K3最大14.3636.6121.689.95最小14.0935.9321.289.803.3 电气设备的选择3.3.1 主变压器35

31、KV侧设备主变压器35KV侧计算电流，35KV配电装置采用户外布置，所选用各设备有关参数见表2-3：表3-7 主变压器35KV侧所选用各设备安装电气条件设备型号规格项目数据项目断路器SW2-35/1000隔离开关GW4-35G/600电流互感器LCW-35电压互感器JDJJ-35避雷器FZ-35353535353535521000600100/55.216.5333.33100013.34550463.3.2 主变压器10KV侧设备主变压器10KV侧计算电流,选用GG-1A(F)-04型高压柜，各设备有关参数见表2-4：表3-8 主变压器10KV侧所用各设备安装点电气条件设备型号规格项目数据项

32、目高压断路器SN10-10I/630隔离开关GN8-10T/600电流互感器LAJ-1010101010173.2630600300/52.291641.673005.8440523.3.3 10KV馈电线路设备以去空压站的馈电线路为例，由表2-1知空压站线路的计算负荷389KVA，其计算电流为,10KV馈电线路设备选择方法与主变压器10KV侧相同，选用GG-1A(F)-03型高压开关柜。3.3.4 变电所进出线选择1. 35KV高压进线的选择校验采用LGJ型钢芯铝绞线架空铺设：（1）按经济电流密度选择导线截面线路的计算电流为：由资料可查的经济电流密度，因此导线的经济截面为，选用与接近的标准截

33、面，即选LGJ-25型钢芯铝绞线。（2）校验发热条件查电力工程基础附录表A-8知，LGJ-25型钢芯铝绞线的允许载流量（室外25度）,因此发热条件满足要求。（3）校验机械强度查电力工程基础表2-2知35KV钢芯铝绞线的最小允许截面为，因此所选用的LGJ-25型钢芯铝绞线不满足机械强度要求。因此改选LGJ-35型钢芯铝绞线.2. 10.5KV高压出线的选择（1） 馈电给6号厂房（锻造车间）的线路采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 按发热条件选择由及土壤温度25，查表，初选缆芯为的交联电缆，其，满足发热条件。 校验电压损耗 由电机修造厂平面图量得变电所至一号厂房距离

34、约100m，而表查得的铝芯电缆的（按缆芯工作温度80计），又6号厂房的，因此按式：满足允许电压损耗5的要求。 短路热稳定校验计算满足短路热稳定的最小截面（1）由于前面所选的缆芯截面小于，不满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯的交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆，即YJL22-10000-335125的四芯电缆（中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同）。（2） 馈电给7号厂房（锅炉房）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。（方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-335125的四芯电缆。（3） 馈电给8号厂房（空压站）的线路 亦采用YJL22-10000型交

35、联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。（方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-335125的四芯电缆。（4） 馈电给9号厂房（汽车库）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。（方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-335125的四芯电缆。（5）馈电给10号厂房（大线圈车间）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。（方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-335125的四芯电缆。（6） 馈电给11号厂房（半成品试验站）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直

36、接埋地敷设。（方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-335125的四芯电缆。（7） 馈电给12号厂房（成品试验站）的线路 亦采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。（方法同上，从略）缆芯截面选，即YJL22-10000-335125的四芯电缆。3.作为备用电源的高压线的选择校验采用LJ型铝绞线架空敷设，与相距约4km的某35/10kV变电所的10kV母线相联。（1） 按发热条件选择工厂二级负荷容量共169.9kVA，计算电流为：室外环境温度为38，查表，初选LJ-16，其35时的，满足发热条件。（2） 校验电压损耗由表查得缆芯为的铝绞线的，（按线间几何

37、均距0.8m计）。又，线路长度按4km计，因此按式(3-9)，得：满足允许电压损耗5的要求。（3） 短路热稳定度校验因为邻近某35/10kV变电所电源10kV侧的短路数据不知，因此该联络线的短路热稳定度校验计算无法进行，只有暂缺。表3-9 高压进出线选规格型线路名称导线或电缆的型号规格35kV电源进线LGJ-35钢芯铝绞线(三相三线架空)10kV高压出线至6号厂房YJL22-10000-335125四芯电缆(直埋)至7号厂房YJL22-10000-335125四芯电缆(直埋)至8号厂房YJL22-10000-335125四芯电缆(直埋)至9号厂房YJL22-10000-335125四芯电缆(直

38、埋)至10号厂房YJL22-10000-335125四芯电缆(直埋)至11号厂房YJL22-10000-335125四芯电缆(直埋)至12号厂房YJL22-10000-335125四芯电缆(直埋)与邻近35/10kV变电所10kV联络线LJ-16铝绞线(三相三线架空)3.4 继电保护的整定与防雷措施3.4.1 总降压变电所的电能计量回路总降压变电所35kV进线侧装设专用计量柜，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和无功电能，并据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。3.4.2 变电所的测量和绝缘监察回路 变电所35kV侧母线装有电压互感器避雷器柜，

39、其中电压互感器为3个JDJJ2-35型，组成（开口三角）的结线，用以实现电压测量和绝缘监察。作为备用电源的高压联络线上，装有三相有功电度表、三相无功电度表和电流表。高压进线上，亦装有电流表。10kV侧的出线上，均装有有功电度表和无功电度表。10kV侧母线装有电压互感器避雷器柜，其中电压互感器为2个JDJ-10型，用以实现电压测量和绝缘监察。仪表的准确度等级按规范要求。3.4.3 总降压变电所的保护装置（1） 进线侧线路的继电保护装设定时限过电流保护。采用GL15型感应式过电流继电器，三相三继电器式结线。（见图2-6）。其工作原理为：当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA瞬时动作，闭合其触点，

40、使时间继电器KT动作。KT经过整定的时限后，其延时触点闭合，使串联的信号继电器（电流型）KS和中间继电器KM动作。KS动作后，其指示牌掉下，同时接通信号回路，给出灯光信号和音响信号。KM动作后，接通跳闸线圈YR回路，使断路器QF跳闸，切除短路故障。QF跳闸后，其辅助触点QF1-2随之切断跳闸回路。在短路故障被切除后，继电保护装置除KS外的其他所有继电器均自动返回起始状态，而KS可手动复位。图3-8变电所进线侧线路定时限过电流保护的原理电路图 过电流保护动作电流的整定：其中：，因此动作电流为：整定为4A。（只能为整数，且不能大于10A） 过电流保护动作时间的整定：定时限过电流保护其动作时限，利用

41、时间继电器（DS型）来整定。因为题目知区域变电站220/35kV馈电线的过电流保护整定时间，所以电机修造厂变电所进线侧线路的定时限过电流保护时间t，由于不知区域变电站馈电线采用的是定时限过电流保护，还是反时限过电流保护。我在这里假设为反时限过电流保护，所以t2s0.7s1.3s所以时间整定为1.3s。 过电流保护灵敏系数的检验：其中因此其保护灵敏系数：1.5满足灵敏系数1.5的要求。（2） 主变压器的继电保护装置电流速断保护:保护采用两相两继电器式接线，继电器为DL11型，电流互感器变比为Ki=100/5=20，保护装置的动作电流应躲过变压器二次侧母线的最大三相短路穿越电流，即：灵敏度应按变压

42、器一次侧的最小两相短路电流来校验，即： 装设瓦斯保护：其保护原理如下：当变压器内部发生轻微故障（轻瓦斯）时，瓦斯继电器KG的上触点KG1-2闭合，动作于报警信号。当变压器内部发生严重故障（重瓦斯）时，KG的下触点KG3-4闭合，通常是经中间继电器KM动作于断路器QF的跳闸机构YR，同时通过信号继电器KS发出跳闸信号。但KG3-4闭合，也可以利用切换片XB切换，使KS线圈串接限流电阻R，动作于报警信号。由于瓦斯继电器下触点KG3-4在重瓦斯故障时可能有“抖动”（接触不稳定）的情况，因此为了使跳闸回路稳定地接通，断路器能足够可靠地跳闸，这里利用中间继电器KM的上触点KM1-2作“自保持”触点。只要

43、KG3-4因重瓦斯动作一闭合，就使KM动作，并借其上触点KM1-2的闭合而自保持动作状态，同时其下触点KM3-4也闭合，使断路器QF跳闸。断路器跳闸后，其辅助触点QF1-2断开跳闸回路，以减轻中间继电器触点的工作，而其另一对辅助触点QF3-4则切断中间继电器KM的自保持回路，使中间继电器返回。图3-9变压器瓦斯保护的接线图3.4.4 变电所的防雷保护（1） 直击雷防护在变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并引出两根接地线与变电所公共接地装置相连。由于变电所有露天配电装置，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括整个变电所。按规定，独立避雷针的接地装置接地电阻。通常采用

44、36根长2.5m、50mm的钢管，在装避雷针的杆塔附近作一排或多边形排列，管间距离5m，打入地下，管顶距地面0.6m。接地管间用40mm4mm的镀锌扁钢焊接相连。引下线用25mm4mm的镀锌扁钢，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，上与避雷针焊接相连。避雷针采用20mm的镀锌圆钢，长11.5m。独立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有3m以上距离。在35kV架空进行上，架设12kM的避雷线，以消除近区进线上的雷击闪络，避免其引起的雷电侵入波对变电所电气装置的危害。（2） 雷电侵入波的防护 在35kV电源进线的终端杆上装设FZ-35型阀式避雷器。引下线采用25mm4

45、mm的镀锌扁钢，下与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端螺栓连接。 在35kV高压配电室内装设有JYN1-35-102型开关柜，其中配有FZ-35型避雷器，靠近主变压器。主变压器主要靠此避雷器来保护，防护雷电侵入波的危害。 在10kV高压配电室内装设有GG-1A(F)-55型开关柜，其中配有FS4-10型避雷器。主要保护10kV侧出线上的各种一次设备。3.4.5 变电所公共接地装置的设计（1）接地电阻的要求 按资料上的表，此变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件: （由于题目没有给出35kV电网中架空线路和电缆线路总长度，所以我假设35kV电网中架空线路总长度为60km，35kV电网中电

46、缆线路总长度为4km。）因此公共接地装置接地电阻。（2） 接地装置的设计单根垂直管形接地体的接地电阻:采用长2.5m、50mm的钢管14根，沿变电所三面布置，管距5mm，垂直打入地下，管顶离地面0.6m。管间用40mm4mm的镀锌扁钢焊接相连。变电所的变压器室有两条接地干线，35kV、10kV配电室各有一条和两条接地干线与室外公共接地装置焊接相连，电容器室有两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25mm4mm的镀锌扁钢。接地电阻的验算：满足的接地电阻要求。式中0.65在资料中查表近似地选取。第四章 设计结论通过这次课程设计，我加深了对工厂供电知识的理解，基本上掌握了进行一次设计

47、所要经历的步骤，象总降压的设计，我进行课题分析、查资料，进行设计，整理说明书到最后完成整个设计。事实上这次设计对我们的锻炼是多方面的，除了对设计过程熟悉外，我们还进一步提高了作图，说明书编辑，各种信息的分析，对WORD文档的使用等多方面的能力。作为大学阶段一次重要的学习经历我感觉自己受益非浅，同时深深的感觉到自己所学知识的浅薄以及实际工作中可能会遇到的的细节问题的众多。两个周的时间就这样匆匆的过去了，电机修造厂变电所的设计已经按照设计原则要求设计完了，虽然能够满足设计任务书的要求，但是笔者认为还要提高和改进的地方还有很多，比如说在变电所微机保护和综合自动化、电气安全、节能等方面还有很多需要以后

48、补充和提高的地方。在细节方面，还有许多需要精雕细琢的地方，这次没有能够深入下去。希望以后有机会能够进一步。我认为变电所设计以后的发展方向应该是朝着微机综合自动化发展的。变电站微机综合自动化可实现继电保护、电网安全监控、电量和非电量监测、设备参数自动调整、中央信号、电压无功综合控制、电能自动分时统计、事故跳闸过程参数自动记录、事件按时排序、事故处理提示、快速处理事故、微机控制免维护直流电源供电和微机运行一体化功能，实现变电所无人值班。这方面在国外现在发展得已经相当的成熟了，而我国虽然虽然也发展了几十年了，但是现在还是没有普遍应用开来。造成我国变电所微机综合自动化发展缓慢的主要原因是该系统价格较高，只要大型的变电所才有条件安装。以后需要解决的问题就是要设法降低其投资额，以便应用在小型的变电所中参考文献1 孙丽华，电力工程基础(第2版)，北京：机械工业出版社，20092 刘介才，.工厂供电(第4版)，北京：机械工业出版社，2004.3 刘介才，工厂供电设计指导，北京：机械工业出版社，1999.4 张保会，尹项根，电力系统继电保护(第2版)，北京：中国电力出版社，2009.5 陈珩，电力系统分析(第1版)，北京：中国电力出版社，2007.6 李光琦，电力系统暂态分析(第3版)，中国电力出版社，2006.30