毕业设计论文工厂供配电系统设计

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1、XX大学本科毕业设计摘 要工厂供配电系统的设计其实就是为电力系统的发展提出实施方案，主要根据电力部门提供的资料和向电力部门索取得到的资料来为用户供配电系统制定出具体的方案。工厂的供配电系统就是将电力系统的电能分配并供应到工厂的各个车间及厂房中去，由工厂降压变电所，车间变电所，高低压配电线路及用电设备所组成。工厂总降压变电所和配电系统的设计基本内容主要有：电力系统负荷计算和功率补偿、短路电流计算、变配电所主接线的选择、主变压器的选择、高低压侧一次设备的选择和校验、进出线规格型号的选择和校验、防雷接地装置设计等等。本设计设计依据的负荷资料和电源资料均为参照实际合理假定出来的，根据这些资料按照安全可

2、靠、优质经济的原则设计出本厂的变电所主接线电路系统图并绘制出来。关键词：供配电系统；电能；变电所；主接线Abstract Factory supply and distribution system is actually designed for the development of power systems proposed the implementation of programs, mainly based on the information obtained from the power sector and power sector to get information fo

3、r the user to develop a distribution system for specific programs. Factory supply and distribution system that will power the power distribution system and supplied to the plants various workshops and factories go, step-down substation from the factory, workshop substation, high and low voltage dist

4、ribution lines and electrical equipment components. Design elements of the plant total step-down substation and distribution systems are: power system load calculation and power compensation, short-circuit current calculation, substation main connection options, select the main transformers, high an

5、d low voltage side of the primary equipment selection and validation, inlet and outlet specification model selection and validation, lightning protection and grounding equipment design and so on.Load data and power supply data are based on the design of the design refer to the actual reasonable to a

6、ssume that out, based on this information in accordance with the safe, reliable, high-quality economic principles to design main wiring circuit system diagram and draw it out for the substation.Key words：supply and distribution system energy substation main Connection目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1工厂供电的

7、意义11.2设计的主要内容1第2章 负荷计算和无功功率补偿22.1电力负荷的分级及对供电的要求22.1.1电力负荷的概念22.1.2电力负荷的分级及要求22.2用户负荷计算22.2.1负荷计算的目的和内容22.2.2负荷计算的方法22.3无功功率补偿42.4 本章小结6第3章 变配电所的位置选址和类型的选择73.1变配电所的任务和类型73.2变配电所的所址选择73.2.1变配电所所址选择一般原则73.2.2变配电所所址的确定73.3本章小结7第4章 主变压器和主接线方案的选择84.1主变压器的选择84.2主接线方案的选择94.3本章小结10第5章 短路电流的计算115.1计算短路电流的目的11

8、5.2三相短路电流的计算115.2.1绘制计算电路图115.2.2确定基准值115.2.3各元件电抗标幺值的计算及等效电路图的绘制125.2.4（k-1）点的短路计算125.2.5 (k-2)点的短路计算135.3本章小结14第6章 电气设备的选择156.1高压侧一次设备及其选择156.1.1一次设备的介绍156.1.2一次设备的选择校验176.2低压侧一次设备及其选择196.2.1一次设备的介绍196.2.2一次设备的选择校验206.3高低压母线206.4本章小结20第7章 导线和电缆的选择217.1导线和电缆选择和校验相关条件217.1.1发热条件校验217.1.2电压损耗校验217.1.

9、3机械强度校验227.2高压侧进线和引进电缆227.3高压联络线227.4低压侧出线237.5本章小结24第8章 防雷和接地258.1防雷设备258.2接地装置258.3本章小结26结 论27参考文献28致 谢29附录1 高压电气设备校验项目及条件30附录2 低压电气设备校验项目及条件30附录3 LMY型硬铝母线常用尺寸表30附录4 有关电气图的国家标准30附录5 工厂10kV降压总变电所主接线电路图31附录6 工厂10kV一次设备接线装置图31附录6 工厂10kV一次设备接线装置图32附录7 工厂0.4kV一次设备接线装置图3332第1章 绪论1.1工厂供电的意义电能在现代的工业的生产中占有

10、主要地位，它既是可以由其他形式的能量转化过来，也极其容易转化成其他形式的能量为我们所用，而且因为它输送和分配显得简单又经济，并且方便控制、调节和测量，这便在实现生产过程自动化中形成了极大的优势，从而进一步提高了工业生产力，降低人力和时间成本，又由于现代社会的信息技术和很多高新技术都是建立在电能基础之上，使得电能在现代的工业生产中成了必不可少的部分1。据有关资料所知，电能在工厂里的成本所占比重往往是百分之五左右，但是我们所说的电能的重要性并不在于它成本低，而在于它给工业生产所带来的利益。当工业生产实现电气化后，劳动力需求降低则人力成本降低，工人工作条件改善，效率提高，产量也因此得到提高，产品质量

11、得到改善，工业生产得到的利润进而提高。但是一旦突然中断工厂的供电，那就会给工厂带来极大的损失。譬如一些对供电要求高的工厂突然被停电，不仅仅会损坏用电设备或者是报废产品，还更有可能造成人员伤害，若是出现在涉及到军事工业生产之类的工厂，不仅仅给国家带来经济损失，还会带来政治上的损失。1.2设计的主要内容在做工厂供配电系统设计前，需要从电力部门处得到工厂的原始资料，类似于工厂供电区域平面图，供电区域各个厂房或车间的用电负荷情况，供电区域的气象及地质资料等等。当然，整个设计还需要达到四个基本的要求：安全、可靠、优质、经济。安全则是指在供应及分配电能的时候，不应该出现人身和设备的事故的情况；可靠则是说可

12、以给用户连续供电；优质指的是电压和频率的质量不出现问题；经济指的是在设备和人力的投资上耗资要低，节约电能并且能够达到减少有色金属消耗量的目的2。在此次工厂供配电系统设计中，根据本厂已确定可取得电源10KV和用电负荷的情况按照安全可靠、优质经济的要求，通过计算用电负荷情况确定功率补偿，确定变电所在工厂里的位置和它的型式、主变压器的数量及规格型号，为变电所选择主接线方案，根据短路的电流计算结果来选择并且校验用电设备和进出线，除此之外，我们还需要适当地选择防雷和接地的装置。第2章 负荷计算和无功功率补偿2.1电力负荷的分级及对供电的要求2.1.1电力负荷的概念可以从两个情况来理解电力负荷：一指耗用电

13、能的用电用户或用电设备，如动力负荷或照明负荷；二指耗用电能的用电用户或用电设备用电时产生的电流大小或者是电功率，如重负荷或空负荷。2.1.2电力负荷的分级及要求根据要求，为了达到供电的可靠性和防止中断供电对工厂造成的影响和损失，可以将电力负荷一共分为三级。在本次工厂供配电系统设计中，可以要求由两路独立电源对工厂供电，主变压器也应该有两台，对是否在同一个变电所没有具体要求。当其中一个回路或者是其中一台变压器出现故障时，也就是说工作电源失去时，由操作人员手动投入备用电源，避免在政治、经济上造成较大的损失。2.2用户负荷计算2.2.1负荷计算的目的和内容供电系统如果想要在正常运行中达到可靠性这个要求

14、的话，那么正确选择系统中所有的元件是必须的，而元件的选择除了需要满足工作电压和频率的要求，还需要满足的就是负荷电流的要求，所以对系统中各环节的负荷进行计算就成了很关键的一环3。在此次设计中，我们需要做的就是根据得到的工厂负荷统计资料来计算出有功计算负荷、无功计算负荷，视在计算负荷和计算电流这四个计算负荷4。为了实现供电系统的安全以及经济实用的理念，在设计中就必须正确地进行负荷计算。2.2.2负荷计算的方法在工程中用到的负荷计算的方法主要有两种，因为此次用电设备组的数量相对较多，而各组设备容量相差也不是特别大，所以为了方便计算，此次设计中采用需要系数法进行负荷计算。2.2.2.1单组用电设备（1

15、）有功计算负荷（单位为kW）： （2-1）（2）无功计算负荷（单位为kvar）： （2-2）（3）视在计算负荷（单位为kVA）： （2-3）（4）计算电流（单位为A）： （2-4）2.2.2.2多组用电设备（1）有功计算负荷（单位为kW）： （2-5）在此次设计中取值为0.85。（2）无功计算负荷（单位为kvar）： （2-6） 在此次设计中取值为0.9。（3）视在计算负荷（单位为kVA）： （2-7）此次设计中，因除生活区外，每个车间各有动力和照明两组用电设备，则每个车间的视在计算负荷用多组用电设备的计算公式进行计算。（4）计算电流（单位为A）： （2-8）根据以上几个公式，进行负荷计算得出

16、各车间的计算负荷如表2-1所示。表2-1 工厂各车间计算负荷资料表序 号车间名称类别costan1铸造车间动力380.50.40.701.02152.20155.24照明8.70.91.007.830小计389.2160.03155.24222.96338.752锻压车间动力367.80.30.651.17110.34129.10照明8.60.81.006.880小计376.4117.22129.10174.38264.943金工车间动力371.30.30.651.17111.39130.33照明8.50.91.007.650小计379.8119.04130.33176.51268.184工具

17、车间动力350.30.30.651.17105.09122.96照明7.80.81.006.240小计358.1111.33122.96165.87252.015电镀车间动力272.30.50.750.88136.15119.81照明8.10.81.006.480小计280.4142.63119.81186.27283.016热处理车间动力138.70.40.701.0255.4856.59照明6.70.71.004.690小计145.460.1756.9682.85125.887装配车间动力103.80.30.651.1731.1436.43照明8.20.81.006.560小计11237.

18、736.4352.4379.668机修车间动力153.30.30.651.1745.9953.81照明3.00.71.002.100小计156.348.0953.8172.17109.659锅炉房动力73.90.60.701.0244.3445.23照明1.60.81.001.280小计75.545.6245.2364.2497.6010仓 库动力20.70.30.850.626.213.85照明1.70.81.001.360小计22.47.573.858.4912.90生活区照明380.20.81.00304.160304.16462.12总计（380V侧）动力2232.61153.5685

19、3.35照明443.1,0.79980.53768.021245.511892.362.3无功功率补偿 无功功率指电源能量在三相之间流动，往复交换于负荷和电源之间，在实际中的电力负荷还会存在电阻负载，而且也没有纯电感和纯电容的说法。这样就会使得负载电压和电流相量两者之间存在一定相位差，这个相位角余弦叫做功率因数5。图2-1 功率因数提高时各功率变化情况由图2-1可看出，当我们保持有功功率不变的时候，当相位角变小的时候，功率因数即相位角余弦变大，它的视在功率变小，无功功率也跟着变小，负荷电流也会因为的变小而变小，相对应地，电能和电压的损耗也跟着降低了，因此我们可以把功率因数当做一个用来衡量我们所

20、设计的供配电系统的经济性的重要指标6。在此次设计中的要求不小于0.9。从表2-1中得出的数据可以知道，380V侧的功率因数=0.79，为了使10kV侧的功率因数能够达到0.9，这就需要我们想办法提高功率因数。在此次设计中，采用人工补偿无功功率的方法来对整个系统进行无功补偿。则在此选择进行装用无功功率补偿装置的容量为 （2-9）因为高低压侧之间的主变压器的损耗无功更甚于有功，则设380V低压侧的最大负荷时的功率因数应该比0.9大，那么在此设它的值为0.92。代入式（2-9）得： （2-10）图2-2 PGJ1补偿屏方案无功补偿设备选择PGJ1低压自动补偿屏，如图2-2所示，并联电容器选择BW-0

21、.4-14-3，主屏选用方案2#，辅屏选用方案4#。计算可得，每屏为112kvar，则方案2#用一台，方案4#用3台，总容量为。表2-2 负荷计算表项目cos计算负荷380V侧补偿前负荷0.79980.53768.021245.511892.36380V侧无功补偿容量-448380V侧补偿后负荷0.95980.53320.021031.431567.10主变压器功率损耗15.4761.8910kV侧负荷总计0.93996381.911066.7161.59由表2-2可知，补偿后低压侧视在计算负荷由1245.51减少为1031.43，变压器依旧选用容量为1250kvar的变压器。变压器的功率损耗

22、为： （2-11） （2-12）无功补偿后， cos=0.930.9，满足设计要求。2.4 本章小结 本章节主要是通过计算负荷来设定补偿容量的值，并且选择补偿方式，本设计中采用低压无功功率人工补偿，装设低压无功补偿屏达到提高功率因数的效果。第3章 变配电所的位置选址和类型的选择3.1变配电所的任务和类型变电所和配电所都是从电力系统受电，并且都有分配电能的责任，区别在于变电所比配电所还多了一个任务就是变压，先变压再分配电能。车间变电所的类型是根据主变压器的安装位置来分类的，户内式的变电所可以分为附设变电所、车间内变电所、地下变电所、独立变电所和楼上变电所；户外式的变电所可以分为露天、半露天和杆上

23、变电所。本设计选用附设式变电所。3.2变配电所的所址选择3.2.1变配电所所址选择一般原则（1）靠近工厂的负荷中心，并且可以减少损耗7。（2）靠近可以取到的电源，进出线方便，出线的时候最好不要交叉。（3）交通和运输设备便利，并考虑职工生活的便利性。（4）地质条件适宜，避免在滑坡、洞穴、滚石等不良地质地区建设变配电所。（5）建设环境良好，不应设在积水场所、有爆炸危险场所、高温场所和有污染性的地方。3.2.2变配电所所址的确定变配电所所址的确定可以通过确定车间或者工厂的负荷中心来确定。本设计中，根据原则，变电所所址最终确定建设在6号车间东侧，紧靠6号车间，如图3-1所示。图3-1变电所位址图3.3

24、本章小结本章节主要讲述变配电所的任务和类型，利用各车间的计算负荷按照变电所选址的原则确定总厂的负荷中心。负荷中心的确定有利于后面对工厂进出线的布置，根据进线方向来选择高低压开关柜的型号。第4章 主变压器和主接线方案的选择4.1主变压器的选择变压器在本次设计中的供电系统里担任的任务就是将10kV的电源降压至0.38kV的低压电。变压器按照冷却方式区分为油浸式、干式和充气()式等，干式主要适用于车站、酒店等公共场所，属于一次性产品，不需要维护，对防火要求高；油浸式主要用于小区和工厂，质量稳定并且可维修；充气（）式主要用于高压电力、电气设备检查和预防性试验上，对防火防爆要求高。对于油浸式变压器，另外

25、两种变压器的价格相对来说比较高，所以此次设计中主变压器选用的型式为S9的油浸式变压器。 本设计中需要建设的是10kV变电所，在变电所中的主变压器的台数和容量主要根据负荷大小和供电可靠性以及经济运行这三个方面来进行选择。因为本厂有三个车间为二级负荷，分别为电镀车间、铸造车间和锅炉房，其他的车间和生活区都是三级负荷，则可以考虑选择装设一台或者是两台主变压器。1、一台主变压器由表2-3得=1250kVA=1066.71kVA （4-1）在此次设计中，主变压器容量需1250kVA，则主变压器型号可确定为S9-1250/10，变压器则选用Yyn0型的联结组。工厂的二级总负荷通过以下计算可得：=(160.

26、03+142.63+45.62)Kw=348.28kW （4-2）=（155.24+119.18+45.23）kvar=319.65kvar （4-3）=472.73kVA （4-4）=718.24A （4-5）因二级负荷总负荷和380侧电流的值比较大，距离较长，则不能选用低压联络线作备用电源，那么我们可以选择取高压联络线与邻近单位相连作为工厂的二级负荷的车间备用电源。2、两台主变压器如果需要选则用两台变压器的话，则要满足两个要求：（1）任意一台变压器需要独立运作的时候，每台主变压器的容量则需要达到总计算负荷值的六成到七成，即：=(0.60.7) （4-6）根据表2-3的数据可得，=1066.

27、71kVA，则：=(0.60.7) =(0.60.7)1066.71kVA=（640746）kVA （4-7）（2）任意一台变压器需要独立运作的时候，就需要达到所有非三级计算负荷的总和，即： （4-8）因为在本次设计中，本厂无一级负荷，只有铸造车间、电镀车间以及锅炉房为二级负荷，其计算负荷分别为222.96、186.27以及64.24，可得：=222.96+186.27+64.24=473.47kVA （4-9）=473.47kVA （4-10）总结（1）、（2）并根据实际情况可得，若选用两台主变压器，则主变压器的型号可以确定为S9-630/10，采用Yyn0型式的联结组，因二级负荷总负荷和3

28、80侧电流的值比较大，距离较长，则不能选用低压联络线作备用电源，那么我们可以选择取高压联络线与邻近单位相连作为工厂的二级负荷的车间备用电源。4.2主接线方案的选择主接线图其实就是变电所中一次设备根据要求连接起来用来表示电能接受和分配的电路，我们也可以称之为主电路。工厂的变配电所对它的主接线方案主要有着四大方面的要求，就是安全、可靠、灵活还有经济这四大方面8。主接线图有着系统式和装置式两种绘制型式，本设计中，为了简单并能系统反映电力传输过程的情况，主要采用系统式绘制型式。如图4-1、图4-2所示，低压侧暂不表示出来，设备型号在后面计算后再进行选择。 图4-1 只装一台主变压器主接线图 图4-2

29、装两台主变压器主接线图（1)图4-1中，高压侧采用单回路放射式结线方案，低压侧采用放射式结线方案。电源进线为10kV电源，为了安全起见，在高压电源进线首端需要装设高压隔离开关，因为它是高压架空进线，为了防止沿着架空线路往工厂的变电所侵入雷电波，我们需要给它装设避雷器。根据国家相关的规定，应该对10kV以及以下的电压供电的用户给予配置专用的电能计量柜，其中的电流和电压两个互感器仅仅提供给计费的电度表使用，这也是为了满足经济性这个要求9。 在此采用单母线制，母线上通过共用一组高压隔离开关分别连接避雷器和电压互感器，因联络线和主变压器的两路线路都装有高压断路器，则为了达到安全要求，需要在靠近电源侧即

30、母线侧安装高压隔离开关，而低压侧的总开关则采用低压断路器以达到可靠性。因有与邻近单位相连的高压联络线作为备用电源，此方案可用于本厂。（2）图4-2中，因选用两台主变压器，则在此高压采用单母线、低压采用分段母线制，高压侧采用单回路放射式结线方案，低压侧采用放射式结线方案。当其中一台主变压器故障的时候，可以通过切换操作来对用电户或者设备恢复供电。因有与邻近单位相连的高压联络线作为备用电源，此方案可用于本厂。通过以上分析，两种主接线方案都可用于本厂供配电系统中，其安全可靠性都满足要求，而第二种方案比第一种方案显得更加灵活，但就经济性来讲，采用一台主变压器的方案较采用两台主变压器的方案则会显得更为经济

31、，设备成本远远偏低。因此在本次设计中本厂最终用装设一台主变压器的方案。4.3本章小结本章节主要讲述了主变压器的选择和确定，并根据主变压器的容量以及本厂情况来总结出两种不同的主接线方案，通过对两个方案安全、可靠、灵活、经济四个方面的对比，最终确定出主变压器的台数以及主接线的方案。第5章 短路电流的计算5.1计算短路电流的目的顾名思义，短路电流其实就是电流在短路的时候所通过的电流。在供电系统中，当发生短路故障的时候，产生的短路电流要比它的额定电流大很多倍，并且会产生很高的温度导致设备损坏。那么为了让我们在后面步骤中能够正确选择并且校验电气设备，我们就需要在这里进行短路电流计算。5.2三相短路电流的

32、计算 在我们计算系统的短路电流之前，需要先绘制出计算电路图，即根据设计条件把需要用到的元件额定参数在图上标示出来，并且确定短路的计算点，把各元件的阻抗逐步计算出来，然后绘制出等效电路图10，并且在等效电路图上标上元件序号和阻抗值，将它进行化简，根据图上的值计算出它的三相短路电流和它的短路容量。另外，我们必须要根据短路的计算点分开计算。计算的时候主要有欧姆法和标幺值法这两种方法，前者是根据各元件实际工作的阻抗来计算短路电流，再按照变压器变比来进行逐级折算，与短路计算点的电压相关；后者指通过对比来的到虚拟的值（标幺值）来计算，这个值是实际值和选定基准值两者的比值。因标幺值法较欧姆法更加简便，不需要

33、进行电压换算，简化计算公式，所以在本次设计中采用标幺值法。5.2.1绘制计算电路图如图5-1所示图5-1 计算电路图5.2.2确定基准值取值为， =。是取线路首端电压，因为要比高5%，又有=10kV （5-1）=0.38kV （5-2）则有=（1+5%）=10.5kV （5-3）=（1+5%）=0.4kV （5-4）即=10.5kV （5-5）=0.4kV （5-6）基准电流=5.5kA （5-7）=144.3kA （5-8）5.2.3各元件电抗标幺值的计算及等效电路图的绘制基准电抗：= （5-9）（1）电力系统电抗标幺值：=/=0.2 （5-10）（2）电力线路电抗标幺值（=0.35）：=/

34、=1.6 （5-11）（3)电力变压器电抗标幺值（=,=4.5,1MVA=1000kVA）：=/=3.6 （5-12）根据以上计算所得的电抗值，可以绘制出以下等效电路图，如图5-2所示：图5-2 等效电路图5.2.4（k-1）点的短路计算（1）总电抗标幺值：=+=0.2+1.6=1.8 （5-13）（2）周期分量有效值：=/=5.5kA/1.8=3.06kA （5-14）（3)其他短路电流：=3.06kA （5-15）=2.55=2.553.06kA=7.80kA （5-16）=1.51=1.513.06kA=4.62kA （5-17）（4）三相短路容量：=/=100MVA/1.8=55.6M

35、VA （5-18）5.2.5 (k-2)点的短路计算（1）总电抗标幺值：=+=0.2+1.6+3.6=5.4 （5-19）（2）周期分量有效值：=/=144.3kA/5.4=26.72kA （5-20）（3)其他短路电流：=26.72kA （5-21）=1.84=1.8426.72kA=49.16kA （5-22）=1.09=1.0926.72kA=28.86kA （5-23）（4）三相短路容量：=/=100MVA/5.4=18.52MVA （5-24）以上计算可列表为表5-1所示的短路计算表：表5-1短路计算表计算点电流/kA容量/MVAk-13.063.063.067.804.6255.6

36、k-226.7226.7226.7249.1628.8618.525.3本章小结本章节主要讲述了短路计算的目的、与短路有关的物理量以及根据本厂情况进行短路计算。短路计算所得到的短路计算表对后面高低压侧一次设备的选择校验具有很大的帮助。 第6章 电气设备的选择6.1高压侧一次设备及其选择6.1.1一次设备的介绍（1）高压断路器高压断路器主要可以在保护装置的作用下自动跳闸，将短路故障切除。其全型号的表示和含义如图6-1所示：图6-1 高压断路器全型号我们在本次设计中，因为少油断路器制造比较简单，维护工作量少，价格便宜，则在10kV高压进线主要采用SN10-10的户内式的高压少油断路器，首选型号为S

37、N10-10I/630。（2）高压隔离开关高压隔离开关根据字面就很容易理解，即隔离高压电源的开关，往往用来确保设备和线路的检修安全性。因高压隔离开关无灭弧装置，所以不能够带负荷操作，但是它可以隔断一定的小电流，所以允许它与电压互感器和避雷器相接。其全型号的表示和含义如图6-2所示：图6-2 高压隔离开关全型号本次设计中，与架空线路相连的高压隔离开关采用户外改进式的高压隔离开关，其型号首选为GW4-15G/200。（3）高压熔断器高压熔断器可以分断电流并且可以断开电路，在所在电路电流超过规定值之后，它的熔体便会熔化使其电路断开。其全型号的表示和含义如图6-3所示：图6-3 高压熔断器全型号 在本

38、次设计中，高压熔断器采用户内式的高压熔断器，且只用作高压电压互感器的一次侧的短路保护，所以首选型号为RN2-10。（4）电压互感器电压互感器可视为变换电压的特殊变压器，用来将高压按照比例降为低电压，起到保护仪表的效果。其全型号的表示和含义如图6-4所示：图6-4 电压互感器全型号在本次设计中，电压互感器我们首选JDJ-10和JDZJ-10两种型号，用两个JDJ-10电压互感器接成V/V形，提供给仪表和继电器连接在三相三线制电流各个线电压中；用三个JDZJ-10电压互感器接成形，当做电压、绝缘监视和电能测量放在小接地的电流系统中使用。（5）电流互感器该设备的作用主要是按照一定比例将高压大电流换算

39、成低压小电流，隔离了高电压，保证线路的安全性，又因为它的二次侧电流值一般为5安，这便能够让继电器和仪表实现标准化，使用起来更为方便。其全型号的表示和含义如图6-5所示：图6-5 电流互感器全型号本次设计中，电流互感器采用LQJ-10型号，其主要技术数据如表6-1所示：表6-1 LQJ-10的主要技术数据表额定二次负荷铁芯代号二次负荷0.5级1级3级电阻/容量/VA电阻/容量/VA电阻/容量/VA0.50.4100.61531.230稳定度额定一次电流/A1s热稳定倍数动稳定倍数5,10,15,20,30,40,50,60,75,10090225160(150),200,315(300),400

40、751606.1.2一次设备的选择校验根据短路计算得到的结果，见表5-1，结合校验条件可得出下表6-2：表6-2 高压侧设备选择校验项目UI断流能力动稳定度热稳定度其他参数数据10kV72.17A3.06kA7.80kA3.062.2=20.6额定参数高压断路器SN10-10I/63010kV630A16kA40kA162=512高压隔离开关GN-10/20010kV200A25.5kA105=500户外式高压隔离开关GW4-15G/20015kV200A高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA电压互感器/kv电流互感器10kV100/5A2250.1kA=31.8kA（900.11=8

41、1二次负荷0.6其中，电器所可以通过最大电流的有效值。有= （6-1）电器的极限通过电流峰值。短路发热假想时间（单位：s）。有=+0.05 （6-2）=+ （6-3）当1s时= （6-4）其中为短路保护的动作时间，由条件卡可以得取2.0s，为断路器开断时间，在此为油断路器，取0.2s，则=2.0s+0.2s=2.2s （6-5）=2.2s （6-6）上表6-2所选设备均满足要求。6.2低压侧一次设备及其选择6.2.1一次设备的介绍（1）低压断路器低压断路器和高压断路器的作用其实是一样的，都是可以在保护装置的作用下自动跳闸，将短路故障切除掉。其全型号的表示和含义如图6-6所示：图6-6 低压断路

42、器全型号在本次设计中，因万能式的断路器相对于塑料外壳式的断路器保护功能和操作样式更多，则低压侧总开关所用到的断路器采用万能式断路器，首选DW15-2000/3，其配电线路上全部采用塑料外壳式断路器,根据各车间计算电流值可选型号为DZ20-630和DZ20-200。（2）低压刀开关低压刀开关可以被理解为适用于低压电路的隔离开关，操作时一般不带负荷，但是若是带灭弧罩的刀开关就能够通断一定的负荷电流。其全型号的表示和含义如图6-7所示：图6-7 低压刀开关全型号义在本次设计中，低压侧总开关所用的低压刀开关采用HD13-2000/30,低压配电电路的刀开关根据其计算电流进行选择不同额定电流值的HD13

43、型低压刀开关。6.2.2一次设备的选择校验根据短路计算得到的结果，见表5-1，结合校验条件可得出下表6-3：表6-3低压侧一次设备项 目UI断流能力热稳定度动稳定度参数数据380V1567.1A26.72kA26.720.7=499.849.16kA一 次 设 备额 定 参 数低 压 断 路 器DW15-2000/3380V2000A60kVDZ20-630380V630A30kVDZ20-200380V200A25kV低压刀开关HD13-2000/30380V2000A电流互感器LMZJ1-0.5500V2000/5A电流互感器LMZ1-0.5500V160/5A100/5A其中，DZ20-

44、630和DZ20-200两款低压断路器均装设在配电线路上，其额定电流满足电流的检验条件。上表所示设备满足要求。6.3高低压母线根据规定，10kV主要选用LMY型硬铝母线作为高低压母线。在本设计中，变压器容量为1250kVA，高压母线选择LMY-3（404），低压母线选择LMY-32(10010）+ 808。6.4本章小结本章节主要介绍了本次设计中高低压侧用到的一次电气设备以及校验条件，并且根据前面的短路计算结果结合校验条件选择高低压一次设备的规格型号。还有就是针对主变压器的容量以及电源电压确定高低压母线的截面和规格型号。第7章 导线和电缆的选择导线和电缆除了确定型号外，还需要选择截面，一般按照

45、发热、机械强度和电压损耗的要求进行选择。而电缆还需要校验短路热稳定，低压线路则还需要满足与保护设备的配合要求。7.1导线和电缆选择和校验相关条件7.1.1发热条件校验1、相线截面的选择相线截面的选择需要满足： （7-1）其中，为导线和电流的所能允许的载流量，通过查询相关资料可获得；为线路计算电流，在此高压进线取变压器高压绕组额定电流，并联电容器组回来取电容器组额定电流1.35倍。2、中性线截面的选择在此次设计中，配电变压器的联结方案为Yyn0，线路为一般的三相四线制线路，那么就需要满足条件：=(0.50.6) （7-2）3、保护线截面的选择保护线的截面的选择主要是根据短路的热稳定要求来对它进行

46、选择，那么就需要满足条件：（1）当16mm时， （7-3）（2）当16mm35mm时，16mm （7-4）（3）当35mm时，/2 （7-5）7.1.2电压损耗校验工厂的高低压配电线路允许电压损耗一般为5%，线路在最大负荷时电压损耗要求不得超过允许的电压损耗，即： （7-6）最大负荷时电压损耗：=/100% （7-7）式中p、q分别为有功、无功负荷；R、X分别为线路首端至负荷点的电阻及它的电抗。7.1.3机械强度校验1、10kV架空铝及铝合金裸导线的允许最小截面为35 。2、绝缘导线铝芯穿管敷设时得允许最小截面为2.5。 7.2高压侧进线和引进电缆在本次设计中，因需要从公共干线引线至变电所，所

47、以从公共干线到变电所之间需要一段引进线，因其为高压架空线，则一般采用铝绞线。因此变电所用LJ型铝绞线进行架空敷设，在公共干线获得电源。高压侧的高压开关柜靠墙安装，则要通过电缆引入柜下进线，那么架空进线到高压侧还需要引入一段电缆。因高压电缆线需要埋地敷设，且交联聚乙烯电缆具有优良性能，则在此采用YJL22-10000型交联聚乙烯的铝芯绝缘电缆。（1）高压进线选择和校验高压的进线我们确定为LJ型铝绞线，根据发热条件，由于：=72.2A （7-8）室外环境温度为32C，首选LJ-16，其35C的为95A大于。但最小允许截面为，LJ-16明显没法满足机械强度规定的要求，所以改为LJ-35。（2）引进电

48、缆的选择和校验在本次设计中，此电缆确定为YJL22-10000型交联聚乙烯的铝芯绝缘电缆，根据发热条件，因：=72.2A （7-9）土壤温度为24C，首选YJL22-10000-325。但由于=34.4 mm25 mm （7-10）其中C取77，取0.75，为3060A，则改选YJL22-10000-335。7.3高压联络线作为备用电源，在此我们选择YJL22-10000型交联聚乙烯的铝芯绝缘电缆，与邻近单位的10kV母线相连，因备用电源主要是为工厂的二级负荷准备的，所以计算时，负荷容量则按照二级负荷容量来计算，即：=222.96+186.27+64.24=473.47kVA （7-11）=2

49、7.3A （7-12）根据发热条件，因其土壤温度为24C，首选YJL22-10000-325。其=1.54/km （7-13）=0.12/km （7-14）由表2-2计算可以得其二级总负荷=348.28kW （7-15）=320.28kvar （7-16）则=/100%=1.14%5% （7-17）满足电压损耗要求。因邻近单位10kV短路数据不清楚，则短路热稳定校验缺失，暂选YJL22-10000-325。7.4低压侧出线低压侧出线的选择主要根据发热条件选择，然后再进行电压损耗校验，和高压侧选择方法类似。由于6号车间（热处理车间）近着变电所，共用一建筑物，则直接采用BLV-1000型5根穿硬塑

50、料管埋地敷设。根据其发热条件、机械强度和电压损耗校验，确定相线截面为95 mm，则采用BLV-1000-195 mm塑料导线三根穿管敷设，其管径为65mm；中性线和保护线截面都取50mm，采用BLV-1000-150 mm塑料导线两根穿管敷设，其管径为50 mm。因为采用的是塑料管，不会存在涡流效应，所以允许分开穿管。生活区的线路采用LJ型铝绞线架空敷设，根据发热条件初选LJ-185，但通过电压损耗校验可以发现，采用LJ-185一回架空回路的电压损耗太大，远远不能达到电压损耗低于5%的要求，在此改用四回架空回路方案，选用LJ-120，通过计算，其=2.95%5%满足要求，对于中性线我们则采用L

51、J-70铝绞线。低压侧的出线选择如同下表7-1所示：表7-1 低压侧出线规格型号选择序号车间名称规格型号1锻造车间VLV22-1000-3300+1150（直埋）2锻压车间VLV22-1000-3240+1120（直埋）3金工车间VLV22-1000-3240+1120（直埋）4工具车间VLV22-1000-3240+1120（直埋）5电镀车间VLV22-1000-3240+1120（直埋）6热处理车间BLV-1000-195三根铝芯线穿内径65 mm的塑料管（相线）BLV-1000-150两根铝芯线穿内径50 mm的塑料管（中性和保护线）7装配车间VLV22-1000-3240+1120（直

52、埋）8机修车间VLV22-1000-3240+1120（直埋）9锅炉房VLV22-1000-3240+1120（直埋）10仓库VLV22-1000-3240+1120（直埋）生活区3LJ-120+1LJ-70（四回路三相四线架空）7.5本章小结本章节主要介绍了导线和电缆截面的选择和校验有关的条件，并且根据这些校验条件确定本次设计中变电所高压进线以及低压出线至各车间的架空线或电缆的规格型号。第8章 防雷和接地在电力系统中，电气线路或者设备会出现超过正常规定的工作电压的电压我们将它叫做过电压，可以分成内部过电压和雷电过电压两种。后者相对于前者来讲，前者对电力系统的电气设备的危害很大，所以必须要加以

53、防护。主要将后者分为三种：直击雷、感应雷和雷电波侵入，其中雷电波侵入是沿架空线路或者金属管道侵入变电所的，在本次设计中就存在架空线路，故而便需要防雷和接地。8.1防雷设备目前市面上的防雷设备很多，主要分接闪器和避雷器两种，而本次设计中主要要防护的是雷电波侵入，故采用避雷器。避雷器需要安装在靠近被保护设备旁边，而且需要与被保护对象设备并联，在本次设计中我们主要采用FS4-10型，装设在10kV电源进线的终端杆上和靠近主变压器的GG-1A(F)-54高压开关柜里面，后者主要保护主变压器。低压侧架空线在直接引入建筑物内的时候，设置空气间隙，而且还要与绝缘铁脚、金具连在一起接地。8.2接地装置（1）确定接地电阻本次设计中变电所接地电阻大小应改满足：且 （8-1）因= （8-2）其中、为在单相接地的时候的电容的电流；是额定电压具有电气联系的架空线路的总长度，在本设计中由设计依据可知为80km；为额定电压具有电气联系的电缆线路的总长度，在本次设计中由设计依据可知为20km。通过计算得出： =22.3A