某機械廠降壓變電所的電氣設(shè)計.doc

1、某機械廠降壓變電所的電氣設(shè)計目 錄第1章 設(shè)計任務(wù)11.1設(shè)計要求11.2 設(shè)計依據(jù)11.2.1工廠總平面圖11.2.2 工廠負(fù)荷情況21.2.3 供電電源情況21.2.4 氣象資料21.2.5 地質(zhì)水文資料21.2.6 電費制度3第2章 負(fù)荷計算和無功功率補償42.1 負(fù)荷計算42.1.1 單組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式42.1.2 多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式42.2 無功功率補償7第3章 變電所位置與型式的選擇10第4章 變電所主變壓器及主接線方案的選擇114.1 變電所主變壓器的選擇114.2 變電所主接線方案的選擇114.2.1 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案124.2.2 裝設(shè)兩臺

2、主變壓器的主接線方案124.3 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較14第5章 短路電流計算165.1 計算電路165.2 確定短路計算基準(zhǔn)值165.3元件的電抗標(biāo)幺值計算165.4 k-1點短路時的相關(guān)計算175.5 k-2點短路時的相關(guān)計算17第6章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗196.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗196.1.1 按工作電壓選則196.1.2 按工作電流選擇196.1.3 按斷流能力選擇196.1.4 隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗196.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗206.3 高低壓母線的選擇21第7章 變壓所進出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇227.1 10kV高壓進線和

3、引入電纜的選擇227.1.1 10kV高壓進線的選擇校驗227.1.2 高壓電纜的選擇校驗227.2 380V低壓出線的選擇237.2.1 鑄造車間237.2.2 鍛壓車間247.2.3 熱處理車間247.2.4 電鍍車間247.2.5 倉庫247.2.6 工具車間257.2.7 金工車間257.2.8 鍋爐房257.2.9 裝配車間257.2.10 機修車間257.2.11 生活區(qū)267.3 高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗277.3.1 按發(fā)熱條件選擇277.3.2 校驗電壓損耗277.3.3 短路熱穩(wěn)定校驗27第8章 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定298.1 變電所二次回路方案的選擇298

4、.2 變電所繼電保護裝置298.2.1 主變壓器的繼電保護裝置298.2.2 護動作電流整定308.2.3 過電流保護動作時間的整定308.2.4 過電流保護靈敏度系數(shù)的檢驗308.3 裝設(shè)電流速斷保護308.3.1 速斷電流的整定318.3.2 電流速斷保護靈敏度系數(shù)的檢驗318.4 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置318.4.1 裝設(shè)反時限過電流保護。318.4.2 裝設(shè)電流速斷保護328.4.3 變電所低壓側(cè)的保護裝置32第9章 變電所防雷與接地裝置的設(shè)計339.1 變電所的防雷保護339.1.1 直接防雷保護339.1.2 雷電侵入波的防護339.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計34

5、9.2.1 接地電阻的要求349.2.2 接地裝置的設(shè)計34第10章 結(jié)束語36參考文獻(xiàn)3737第1章 設(shè)計任務(wù)1.1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、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計說明書，繪出設(shè)計圖紙。1.2 設(shè)計依據(jù)1.2.1工廠總平面圖 圖1.1 工廠平面圖1.2.2 工廠負(fù)荷情況 本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時為4600h，日最大負(fù)荷持

6、續(xù)時間為6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負(fù)荷外，其余均屬三級負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計資料如表1.1所示。1.2.3 供電電源情況 按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號為LGJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過流保護和電流速斷保護，定時限過流保護整定的動作時間為1.7s。為滿足工廠二級負(fù)荷要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度

7、為80km，電纜線路總長度為25km。1.2.4 氣象資料 本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38，年平均氣溫為23，年最低氣溫為-9，年最熱月平均最高氣溫為33，年最熱月平均氣溫為26，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為25。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。1.2.5 地質(zhì)水文資料 本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。表1.1 工廠負(fù)荷統(tǒng)計資料廠房編號廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動力3000307照明508102鍛壓車間動力35003065照明807107金工車間動力40002065照明1008106工具車間動力3600306照明7091

8、04電鍍車間動力2500508照明508103熱處理車間動力1500608照明508109裝配車間動力1800307照明6081010機修車間動力16002065照明408108鍋爐車間動力500708照明108105倉庫動力200408照明10810生活區(qū)照明35007091.2.6 電費制度 本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，設(shè)專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變壓器容量為18元/ kVA，動力電費為0.9元/kWh，照明電費為0.5元/ kWh。工廠最大負(fù)荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門交納供電貼費

9、：610VA為800/ kVA。第2章 負(fù)荷計算和無功功率補償2.1 負(fù)荷計算2.1.1 單組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式（1）有功計算負(fù)荷（單位為kW） = （ 為系數(shù)） (2.1)（2）無功計算負(fù)荷（單位為kvar） = tan (2.2)（3）視在計算負(fù)荷（單位為kVA） (2.3)（4）計算電流（單位為A） (2.4)式中：為用電設(shè)備的額定電壓（單位為kV） 2.1.2 多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式（1）有功計算負(fù)荷（單位為kW）= (2.5)式中：是所有設(shè)備組有功計算負(fù)荷之和是有功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.850.95（2）無功計算負(fù)荷（單位為kvar） = (2.6)式中：是所有設(shè)備無

10、功之和是無功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.90.97(2.1)（3）視在計算負(fù)荷（單位為kVA） = (2.7)（4）計算電流（單位為A） (2.8)經(jīng)過計算，得到各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計算表，如表2.1所示（額定電壓取380V）表2.1 各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計算表編號名稱類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)costan計算負(fù)荷/kW/kvar/kVA/A1鑄造車間動力30003071.029091.8照明5081004.00小計3059491.81322012鍛壓車間動力350030651.17105123照明8071005.60小計358110.61231652517金工車間動力400020651.17809

11、3.6照明100810080小計4108893.61281946工具車間動力36003061.33108144照明7091006.30小計367114.31441842804電鍍車間動力25005080.7512593.8照明50810040小計25512993.81602443熱處理車間動力15006080.759067.5照明50810040小計1559467.51161769裝配車間動力18003071.025455.1照明6081004.80小計18658.855.180.612210機修車間動力160020651.173237.4照明4081003.20小計16435.237.451

12、.4788鍋爐車間動力5007080.753526.3照明1081000.80小計5135.826.344.4675倉庫動力2004080.7586照明1081000.80小計218.8610.716.211生活區(qū)照明3500.70.90.48245117.6272413總計動力22191013.5856.1照明403計入=0.8, =0.850.75810.8727.6108916552.2 無功功率補償 無功功率的人工補償裝置：主要有同步補償機和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴容方便等優(yōu)點，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。由表2.

13、1可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10KV進線側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量：=(tan - tan)=810.8tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) = 369.66 kvar參照圖2，選PGJ1型低壓自動補償評屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）4臺相結(jié)合，總共容量為84kvar5=420kvar。補償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計算負(fù)荷基本不

14、變，而無功計算負(fù)荷=（727.6-420）kvar=307.6 kvar，視在功率=867.2 kVA，計算電流=1317.6 A,功率因數(shù)提高為cos=0.935。在無功補償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為1250kVA,才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無功補償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時由于計算電流的減少，使補償點在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補償?shù)慕?jīng)濟效益十分可觀。因此無功補償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計算如表3所示。圖2.1 PGJ1型低壓無功功率自動補償屏的接線方案表2.2 無功補償后工廠的計算負(fù)荷項目cos計算負(fù)荷/KW/kv

15、ar/kVA/A380V側(cè)補償前負(fù)荷0.75810.8727.610891655380V側(cè)無功補償容量-420380V側(cè)補償后負(fù)荷0.935810.8307.6867.21317.6主變壓器功率損耗0.015=130.06=5210KV側(cè)負(fù)荷計算0.935823.8359.6898.952第3章 變電所位置與型式的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來確定。在工廠平面圖的下邊和左側(cè)，分別作一直角坐標(biāo)的軸和軸，然后測出各車間（建筑）和宿舍區(qū)負(fù)荷點的坐標(biāo)位置，、分別代表廠房1、2、3.10號的功率，設(shè)定（2.5，5.6）、（3.6，3.6）、（5.7，1.5）、（

16、4，6.6）、（6.2，6.6）、（6.2，5.2）、（6.2，3.5）、（8.8，6.6）、（8.8，5.2）、（8.8，3.5），并設(shè)（1.2，1.2）為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖3-1所示。而工廠的負(fù)荷中心假設(shè)在P(,),其中P=+=。因此仿照力學(xué)中計算中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)： （3.1） （3.2）把各車間的坐標(biāo)代入（1.1）、（2.2），得到=5.38，=5.38 。由計算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在6號廠房（工具車間）的西北角?？紤]到周圍環(huán)境及進出線方便，決定在6號廠房的西側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，器型式為附設(shè)式。圖3.1 按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心第4章 變電所主變壓器及主

17、接線方案的選擇4.1 變電所主變壓器的選擇根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：(1)裝設(shè)一臺變壓器 型號為S9型，而容量根據(jù)式，為主變壓器容量，為總的計算負(fù)荷。選=1000 KVA=898.9 KVA，即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。(2)裝設(shè)兩臺變壓器 型號為S9型，而每臺變壓器容量根據(jù)式（4.1）、（4.2）選擇，即898.9 KVA=（539.34629.23）KVA （4.1）=(134.29+165+44.4) KVA=343.7 KVA（4.2）因此選兩

18、臺S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Yyn0 。4.2 變電所主接線方案的選擇 按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計下列兩種主接線方案：4.2.1 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案裝置一臺主變壓器的主接線方案如圖4.1所示。Y0Y0S9-630GG-1A(F)-0710/0.4kV聯(lián)絡(luò)線（備用電源）GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主變聯(lián)絡(luò)（備用）220/380

19、V高壓柜列圖4.1 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案4.2.2 裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案 裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案如圖4.2所示。Y0Y0220/380VS9-500GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-50010/0.4kV聯(lián)絡(luò)線（備用電源）GG-1A(F)-54GG-1A(F)-113、11GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG-1A(J)-01GG-1A(F)-96GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54主變主變聯(lián)絡(luò)（備用）高壓柜列-96圖4.2 裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案4.3 主接線方案

20、的技術(shù)經(jīng)濟比較 表4.1 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較比較項目裝設(shè)一臺主變的方案裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗較大由于兩臺主變并列，電壓損耗較小靈活方便性只有一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額查得S9-1000/10的單價為15.1萬元，而變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此綜合投資約為2*15.1=30.2萬元查得S9-630/10的單價為10.5萬元，因此兩臺變壓器的綜合投資約為4*10.5=42萬元，比一臺主變方案多投資11.8萬元高壓開關(guān)柜（

21、含計量柜）的綜合投資額查得GG-1A(F)型柜可按每臺4萬元計，其綜合投資可按設(shè)備的1.5倍計，因此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為4*1.5*4=24萬元本方案采用6臺GG-1A(F)柜，其綜合投資約為6*1.5*4=36萬元，比一臺主變方案多投資12萬元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行費主變的折舊費=30.2萬元*0.05=1.51萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費=24萬元*0.06=1.44萬元；變配電的維修管理費=（30.2+24）萬元*0.06=3.25萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費=（1.51+1.44+3.25）=6.2萬元主變的折舊費=42萬元*0.05=2.1萬元；高壓開關(guān)柜的折

22、舊費=36萬元*0.06=2.16萬元；變配電的維修管理費=（42+36）萬元*0.06=4.68萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費=（2.1+2.16+4.68）=8.94萬元，比一臺主變方案多投資2.74萬元供電貼費主變?nèi)萘棵縆VA為800元，供電貼費=1000KVA*0.08萬元/KVA=80萬元供電貼費=2*630KVA*0.08萬元=100.8萬元，比一臺主變多交20.8萬元 從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主接線方案，但按經(jīng)濟指標(biāo)，則裝設(shè)一臺主變的主接線方案遠(yuǎn)由于裝設(shè)兩臺主變的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的主接線方案。第5章

23、 短路電流計算5.1 計算電路500MVAK-1K-2LGJ-150,8km10.5kVS9-10000.4kV系統(tǒng)圖5.1 短路計算電路5.2 確定短路計算基準(zhǔn)值設(shè)基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓=1.05，為短路計算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則 （5.1） （5.2）5.3元件的電抗標(biāo)幺值計算（1）電力系統(tǒng)已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MVA，故=100MVA/500MVA=0.2 （5.3）（2）架空線路查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長8km，故 （5.4）（3）電力變壓器查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故 （5.5）式中，為變壓器的額定容

24、量。因此繪制短路計算等效電路如圖5.2所示。k-1k-2圖5.2 短路計算等效電路5.4 k-1點短路時的相關(guān)計算（1）總電抗標(biāo)幺值=0.2+2.6=2.8 （5.6）（2）三相短路電流周期分量有效值 （5.7）（3）其他短路電流 （5.8） （5.9） （5.10）（4）三相短路容量 （5.11）5.5 k-2點短路時的相關(guān)計算（1）總電抗標(biāo)幺值=0.2+2.6+4.5=7.3 （5.12）（2）三相短路電流周期分量有效值 （5.13）（3）其他短路電流 （5.14） （5.15） （5.16）（4）三相短路容量 （5.17）以上短路計算結(jié)果綜合圖表5.1所示。表5.1 短路計算結(jié)果短路計算

25、點三相短路電流三相短路容量/MVAk-11.961.961.965.02.9635.7k-219.719.719.736.221.513.7第6章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗6.1.1 按工作電壓選則 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV， =11.5kV，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。6.1.2 按工作電流選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計算電流，即6.1.3 按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量

26、，對分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘浚椿?(6.1)對于分?jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負(fù)荷電流。6.1.4 隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗（1）動穩(wěn)定校驗條件或 (6.2)、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值（2）熱穩(wěn)定校驗條件 (6.3)對于上面的分析，如表6.1所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。表6.1 10 kV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV57.7A()1.96kA5.0kA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓少油

27、斷路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40 kA高壓隔離開關(guān)-10/20010kV200A-25.5 kA二次負(fù)荷0.6高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50 kA-電壓互感器JDJ-1010/0.1kV-電壓互感器JDZJ-10-電流互感器LQJ-1010kV100/5A-31.8 kA=81避雷針FS4-1010kV-戶外隔離開關(guān)GW4-12/40012kV400A-25kA6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗同樣依據(jù)6.1節(jié)方法，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗，如表6.2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。表6.2 380V一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動

28、穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點條件參數(shù)-數(shù)據(jù)380V總1317.6A19.7kA36.2kA-一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)-低壓斷路器DW15-1500/3D380V1500A40kA-低壓斷路器DW20-630380V630A（大于）30Ka(一般)-低壓斷路器DW20-200380V200A（大于）25 kA-低壓斷路HD13-1500/30380V1500A-電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A-電流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A-3 高低壓母線的選擇查表得到，10kV母線選LMY-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm;380V母線選LMY-3（60

29、6），即母線尺寸為40mm4mm，而中性線母線尺寸為60mm6mm。（六）變壓所進出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇1 10kV高壓進線和引入電纜的選擇（1） 10kV高壓進線的選擇校驗采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用干線。（1）按發(fā)熱條件選擇由=57.7A及室外環(huán)境溫度34.6，查表得，初選LGJ-35,其34.6C時的=149A,滿足發(fā)熱條件。（2）校驗機械強度查表得，最小允許截面積=25，而LGJ-35滿足要求，故選它。由于此線路很短，故不需要校驗電壓損耗。7.1.2 高壓電纜的選擇校驗 采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜之間埋地敷設(shè)。（1）按發(fā)熱條件選擇由=5

30、7.7A及土壤環(huán)境25，查表得，初選纜線芯截面為25的交聯(lián)電纜，其=149A,滿足發(fā)熱條件。（2）校驗熱路穩(wěn)定按式，A為母線截面積，單位為；為滿足熱路穩(wěn)定條件的最大截面積，單位為；C為材料熱穩(wěn)定系數(shù)；為母線通過的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為A；短路發(fā)熱假想時間，單位為s。本電纜線中=1960，=0.5+0.2+0.05=0.75s，終端變電所保護動作時間為0.5s，斷路器斷路時間為0.2s，C=77，把這些數(shù)據(jù)代入公式中得，滿足發(fā)熱條件。 （2）校驗電壓損耗由圖1.1所示的工廠平面圖量得變電所至1號廠房距離約為288m，而查表得到120的鋁芯電纜的=0.31 （按纜芯工作溫度75計），=0.07，

31、又1號廠房的=94kW, =91.8 kvar，故線路電壓損耗為=5% （3）斷路熱穩(wěn)定度校驗 不滿足短熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為240的電纜，即選VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同。7.2.2 鍛壓車間饋電給2號廠房（鍛壓車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7.2.3 熱處理車間饋電給3號廠房（熱處理車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7.2.4 電鍍車間饋電給

32、4號廠房（電鍍車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7.2.5 倉庫饋電給5號廠房（倉庫）的線路，由于倉庫就在變電所旁邊，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1000型5根（包括3根相線、1根N線、1根PE線）穿硬塑料管埋地敷設(shè)。（1）按發(fā)熱條件需選擇由=16.2A及環(huán)境溫度26，初選截面積4，其=19A，滿足發(fā)熱條件。 （2）校驗機械強度查表得，=2.5，因此上面所選的4的導(dǎo)線滿足機械強度要求。（3）校驗電壓損失所選穿管線估計長50m，而查表得=0.85，=0.119，又倉庫的=8.8kW, =6

33、kvar，因此I30,滿足發(fā)熱條件。（2）效驗機械強度查表可得，最小允許截面積Amin=10mm2，因此BLX-1000-1240滿足機械強度要求。（3）校驗電壓損耗 查工廠平面圖可得變電所至生活區(qū)的負(fù)荷中心距離600m左右，而查表得其阻抗值與BLX-1000-1240近似等值的LJ-240的阻抗=0.14，=0.30（按線間幾何均距0.8m），又生活區(qū)的=245KW，=117.6kvar，因此=5% 滿足允許電壓損耗要求。因此決定采用四回BLX-1000-1120的三相架空線路對生活區(qū)供電。PEN線均采用BLX-1000-175橡皮絕緣線。重新校驗電壓損耗，完全合格。7.3 高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇

34、校驗采用YJL2210000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁心電纜，直接埋地敖設(shè)，與相距約2Km的臨近單位變配電所的10KY母線相連。7.3.1 按發(fā)熱條件選擇 工廠二級負(fù)荷容量共335.1KVA，最熱月土壤平均溫度為25。查表：初選纜心截面為25的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁心電纜，其滿足要求。7.3.2 校驗電壓損耗 可查得纜芯為25的鋁（纜芯溫度按80計），而二級負(fù)荷的,，線路長度按2km計，因此 由此可見滿足要求電壓損耗5%的要求。7.3.3 短路熱穩(wěn)定校驗 按本變電所高壓側(cè)短路電流校驗，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗，可知纜芯25的交聯(lián)電纜是滿足熱穩(wěn)定要求的。而臨近單位10KV的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)路

35、線的短路熱穩(wěn)定校驗計算無法進行，只有暫缺。 以上所選變電所進出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格如表 7.1所示。表7.1 進出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格線 路 名 稱導(dǎo)線或電纜的型號規(guī)格10KV電源進線LGJ-35鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜YJL2210000325交聯(lián)電纜（直埋）380V低壓出線至1號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至2號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至3號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至4號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至5號廠房BLV100014

36、鋁芯線5根穿內(nèi)徑25硬塑管至6號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至7號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至8號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至9號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至10號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至生活區(qū)四回路，每回路3BLX-1000-1120+1BLX-1000-175橡皮線（三相四線架空線）與臨近單位10KV聯(lián)絡(luò)線YJL2210000316交聯(lián)電纜（直埋）第8章 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定8.1 變電所二次回路方案

37、的選擇（1）高壓斷路器的操作機構(gòu)控制與信號回路 斷路器采用手動操動機構(gòu)。（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表和無功電能，并以計算每月工廠的平均功率因數(shù)。計量柜由上級供電部門加封和管理。（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3個JDZJ10型，組成Y0/Y0/的接線，用以實現(xiàn)電壓側(cè)量和絕緣監(jiān)察。作為備用電源的高壓聯(lián)路線上，裝有三相有功電度表和三相無功電度表、電流表，接線圖。高壓進線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝上三相四

38、線有功電度。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。低壓母線裝有電壓表，儀表的準(zhǔn)確度等級按符合要求。8.2 變電所繼電保護裝置8.2.1 主變壓器的繼電保護裝置 （1）裝設(shè)瓦斯保護。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量的瓦斯時，應(yīng)動作于高壓側(cè)斷路器。 （2）裝設(shè)反時限過電流保護。采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。8.2.2 護動作電流整定 其中，可靠系數(shù)，接線系數(shù)，繼電器返回系數(shù)，電流互感器的電流比=100/5=20 ，因此動作電流為： 因此過電流保護動作電流整定為10A。8.2.3 過電流保護動

39、作時間的整定 因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護的動作時間（10倍的動作電流動作時間）可整定為最短的0.5s 。8.2.4 過電流保護靈敏度系數(shù)的檢驗 其中，=0.86619.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682，因此其靈敏度系數(shù)為： 滿足靈敏度系數(shù)的1.5的要求。8.3 裝設(shè)電流速斷保護 利用GL15的速斷裝置。8.3.1 速斷電流的整定利用式，其中，,，因此速斷保護電流為 速斷電流倍數(shù)整定為 (注意不為整數(shù),但必須在28之間)8.3.2 電流速斷保護靈敏度系數(shù)的檢驗利用式，其中，因此其保護靈敏度系數(shù)為。按GB5006292規(guī)定，電流保護的最小靈敏度系數(shù)為1.5，因此這

40、里裝設(shè)的電流速斷保護的靈敏度系數(shù)是達(dá)到要求的。但按JBJ696和JGJ/T1692的規(guī)定，其最小靈敏度為2，則這里裝設(shè)的電流速斷保護靈敏度系數(shù)偏底。8.4 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置8.4.1 裝設(shè)反時限過電流保護。亦采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分跳閘的操作方式。（1）過電流保護動作電流的整定,利用式，其中 0.652A=43.38A，因此動作電流為： 因此過電流保護動作電流整定為7A。（2）過電流保護動作電流的整定按終端保護考慮，動作時間整定為0.5s。（3）過電流保護靈敏度系數(shù)因無臨近單位變電所10kV母線經(jīng)聯(lián)絡(luò)線到本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法

41、檢驗靈敏度系數(shù)，只有從略。8.4.2 裝設(shè)電流速斷保護亦利用GL15的速斷裝置。但因無臨近單位變電所聯(lián)絡(luò)線到本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗靈敏度系數(shù)，也只有從略。8.4.3 變電所低壓側(cè)的保護裝置（1）低壓總開關(guān)采用DW151500/3型低壓短路器，三相均裝設(shè)過流脫鉤器，既可保護低壓側(cè)的相間短路和過負(fù)荷，而且可保護低壓側(cè)單相接地短路。脫鉤器動作電流的整定可參看參考文獻(xiàn)和其它有關(guān)手冊。（2）低壓側(cè)所有出線上均采用DZ20型低壓短路器控制，其瞬間脫鉤器可實現(xiàn)對線路的短路故障的保護，限于篇幅，整定亦從略。第9章 變電所防雷與接地裝置的設(shè)計9.1 變電所的防雷保護9.1.1 直接防雷保護 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針和避雷帶，并引進出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外和有露天配電裝置時，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)使其防雷保護范圍包圍整個變電所。如果變電所所在其它建筑物的直擊雷防護范圍內(nèi)時，則可不另設(shè)獨立的避雷針。按規(guī)定，獨立的避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用3-6根長2.5 m的剛管，在裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離5 m，打入地下，管頂距地面0.6 m。接地管間用40mm4mm 的鍍鋅