工廠供電設(shè)計(jì)書 變電所課設(shè)

1、中北大學(xué)電氣工程課程設(shè)計(jì)說明書1 引言1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1設(shè)計(jì)題目某工業(yè)建筑降壓變電所電氣設(shè)計(jì)。 2設(shè)計(jì)要求根據(jù)本廠所能取得的電源及用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到生產(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型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量，選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇并整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖樣。 3 設(shè)計(jì)依據(jù) （1）工廠總平面圖：附圖B-1XX機(jī)械廠總平面圖（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(shí)為3000h,日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為7h。該廠除鑄造車間

2、、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。（3）供電電源情況：按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(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)線品牌號(hào)為L(zhǎng)J-120，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為1.5m。干線首端（即電力系統(tǒng)的饋電變電所）距離本廠約9km，該干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為300MVA，此斷路器配備有定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單

3、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(zhǎng)度達(dá)69km，電纜線路總長(zhǎng)度達(dá)19km。表1 工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料用電單位編號(hào)用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動(dòng)力2600.360.69照明7.50.81.02鍛壓車間動(dòng)力3200.250.64照明7.50.81.03金工車間動(dòng)力3600.250.62照明60.851.04工具車間動(dòng)力3100.280.63照明8.50.71.05電鍍車間動(dòng)力2000.450.75照明6.50.831.06熱處理車間動(dòng)力1550.50.75照明70.81.07裝配車間動(dòng)力1200.350.68照明7.20.81.08機(jī)修車間動(dòng)力16

4、50.260.68照明4.50.81.09鍋爐房動(dòng)力750.650.75照明1.60.751.010倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.360.85照明1.80.781.011生活區(qū)動(dòng)力2600.750.96（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16，年最低氣溫為10，年最熱月平均最高氣溫為30，年最熱月平均氣溫為25.，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25。.年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，覆冰厚度為3cm，年雷暴日數(shù)為35天。（5）地質(zhì)水文資料：本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以沙粘土為主，地下水位為5m。（6）電費(fèi)制度：供電貼費(fèi)800元/KVA。每月電費(fèi)按兩部電費(fèi)制：基本電費(fèi)為按主變壓器容量計(jì)為1

5、8元/KVA，動(dòng)力電費(fèi)為0.2元/KW.H，照明電費(fèi)為0.5元/KW.H。工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得小于 0.925。4設(shè)計(jì)任務(wù)要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成下列工作量：設(shè)計(jì)說明書目錄。前言及確定了賦值參數(shù)的設(shè)計(jì)任務(wù)書。負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償。變電所位置和型式的選擇。變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、類型及主結(jié)線方案的選擇。短路電流的計(jì)算。變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。變電所高、低壓進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)。變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定。防雷和接地裝置的確定。附錄及參考文獻(xiàn)。收獲和體會(huì)。設(shè)計(jì)圖樣主要設(shè)備及材料表。變電所主結(jié)線圖（裝置式）。變電所的二次回路接線圖。5設(shè)計(jì)時(shí)間2012年 6 月 19 日 2

6、負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償2.1負(fù)荷計(jì)算各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷用excel計(jì)算如下所示：表2該工廠負(fù)荷計(jì)表算（表2中P30=Kd×Pe Q30=P30×tan S30=P302+Q302 I30=S30（3×Un） P30（總）=K2×（P<各車間>） Q30（總）=Kq×（Q<各車間>） 其中Kd為需要系數(shù)，Un為額定電壓380V。Kp為有功的同時(shí)系數(shù)，Kq為工廠的無(wú)功同時(shí)系數(shù)。）22無(wú)功功率補(bǔ)償由表2可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.925。

7、考慮到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.925，暫取0.93,來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量： 參照?qǐng)D，選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）4臺(tái)相組合，總共容量為84kVar×5=420kVar。因此，無(wú)功功率補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表所示：項(xiàng)目cos計(jì)算負(fù)荷P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.78854.77682.861094.041662.27380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量/-420/380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.9

8、56854.77262.86894.271358.70主變壓器功率損耗/0.015S30=13.410.06S30=53.66/10kV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.93868.18316.52924.0853.353 變電所位置和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)荷中心按功率矩法來(lái)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x軸和y軸，然后測(cè)出各車間和生活區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，P1、P2、P3P10分別代表車間1、2、310號(hào)。計(jì)算公式為：x=（P1·x1+P2·x2+P3·x3+P11·x11）（P1+P2+P3+P11）=（Pi·

9、;Xi）Piy=（P1·y1+P2·y2+P3·y3+P11·y11）（P1+P2+P3+P11）=（Pi·Yi）Pi工廠總平面圖如下各車間負(fù)荷坐標(biāo)點(diǎn)分別為：1（2.5,5.6） 2（3.6,3.7） 3（5.6,1.3） 4（4.0,6.5） 5（6.3,6.5） 6（6.3,4.9） 7（6.3,3.3） 8（8.8,6.5） 9（8.8,4.9） 10（8.8,3.3）11（1.1,1.1）計(jì)算得：x=4026.538/899.76=4.48 y=3577.248/899.76=3.98即負(fù)荷中心的坐標(biāo)為（4.48,3.98） 由計(jì)算結(jié)果

10、可知,工廠的負(fù)荷中心在2號(hào)車間東邊附近，考慮到方便進(jìn)出線，周邊環(huán)境及交通情況，決定在2號(hào)車間的東側(cè)緊靠車間修建工廠變電所，其形式為外附式。4 變電所主變壓器和主結(jié)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可有下列兩種方案:方案a.裝設(shè)1臺(tái)變壓器：型式采用S9，而容量根據(jù)式SNS30 ，SN =1000KV924.08KVA，即選一臺(tái)S9-1000/10型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源由臨近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。 方案b.裝設(shè)2臺(tái)變壓器：型號(hào)亦采用S9，容量按式SN（0.60.7） S30=（0.60.7）924.8KVA=（554.

11、88，647.36）KVA SNS30（二級(jí)負(fù)荷） =（S1+S5+S9）=（139.86+124.10+65.9）=329.86KVA,因此選兩臺(tái)S9-800/10型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源亦由臨近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0. 4.2主結(jié)線方案的選擇兩種主結(jié)線方案的計(jì)算經(jīng)濟(jì)比較表：比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)裝設(shè)兩臺(tái)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滿足供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變壓器，電壓損耗略大由于有兩臺(tái)主變壓器，電壓損耗略小供電靈活性由于一臺(tái)主變壓器，靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變壓器，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

12、合投資查表得S91000/10單價(jià)為15.1萬(wàn)由表4-1得變壓器綜合投資約為其單價(jià)2倍，則綜合投資為2×15.1萬(wàn)=30.2萬(wàn)查表得S9800/10單價(jià)約為12萬(wàn)元?jiǎng)t綜合投資為2×2×12=48萬(wàn)元，比第一臺(tái)多投資17.8萬(wàn)高壓開關(guān)柜的綜合投資查表得單價(jià)為4萬(wàn)，由表4-1得變壓器綜合投資約為其單價(jià)1.5倍，則綜合投資為4萬(wàn)×1.5×4=24萬(wàn)查表得單價(jià)為4萬(wàn)元，則綜合投資為4萬(wàn)×1.5×636萬(wàn)元，比第一臺(tái)多投資12萬(wàn)元變壓器運(yùn)行費(fèi)用折舊費(fèi):30.2×0.05=1.51萬(wàn)維修費(fèi):30.2×0.06=1.8

13、12萬(wàn)折舊費(fèi):48萬(wàn)元×5%=2.4萬(wàn)元維修費(fèi):48萬(wàn)×6%=2.88萬(wàn)元高壓開關(guān)柜運(yùn)行費(fèi)用折舊費(fèi):24×0.06=1.44萬(wàn)元維修費(fèi):24×0.06=1.44萬(wàn)元折舊費(fèi):36萬(wàn)元×6%=2.16萬(wàn)元維修費(fèi):36萬(wàn)元×6%=2.16萬(wàn)元供電補(bǔ)貼按每kVA800元計(jì)供電貼費(fèi)=1000KVA×0.08萬(wàn)元/KVA=80萬(wàn)元供電補(bǔ)貼=2×800KVA×0.08萬(wàn)=128萬(wàn)元，比一臺(tái)多48萬(wàn)從上表可知,按技術(shù)指標(biāo),裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案略優(yōu)于一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案,但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo),則裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的方案遠(yuǎn)

14、優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案,因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。5 短路電路的計(jì)算5.1繪制計(jì)算電路如下圖所示，系統(tǒng)為無(wú)限大容量系統(tǒng)，斷流器的斷流容量Soc=300MV.A，架空線長(zhǎng)l=9km，查表可得架空線路的單位長(zhǎng)電抗平均值。（1）對(duì)k-1點(diǎn)無(wú)限大系統(tǒng)電抗架空線路電抗作短路等效電路圖如下: 計(jì)算總電抗三相短路電流周期分量有效值：三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值：三相短路沖擊電流及其有效值： 三相短路容量：（2）對(duì)k-2點(diǎn)電力系統(tǒng)電抗：架空線路電抗：電力變壓器電抗：查表得，因此，作短路等效電路圖： 計(jì)算總電抗三相短路電流周期分量有效值：三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值：三相短路沖擊電流

15、及其有效值： 三相短路容量：作短路計(jì)算表：短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MV.Ak-11.721.721.724.392.631.28k-218.8218.8218.8234.2520.513.046 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他安裝地點(diǎn)條件參數(shù)-數(shù)據(jù)10kV57.74A1.72kA4.39kA-一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)-高壓少油斷路器SN1010I/630 10kV630A16kA40kA-高壓隔離開關(guān)GN6810/20010kV200A-25.5kA-高壓熔斷器RN21010kV0.5kA50k

16、A-高壓互感器JDJ1010/0.1kV-電壓互感器JDZJ10,kV-電流互感器LQJ1010kV100/5A-二次負(fù)荷避雷器FS41010kV-戶外式高壓隔離開關(guān)GW415G/20015kV200A-該表所選設(shè)備均滿足要求6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V1358.7A18.82kV34.25kV一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器DW151500/3380V1500A40kV低壓斷路器DZ20630380V630A(大于)一般30kA低壓斷路器DZ20200380V200A（大于）一般25kA低壓刀開關(guān)HD131

17、500/30380V1500A電流互感器LMZJ10.5500V1500/5A電流互感器LMZ10.5500V160/5A100/5A該表所選設(shè)備均滿足要求。6.3 高低壓母線的選擇 查表得，10kV母線選LMY3（40*4），即母線尺寸為40mm*4mm；380V母線選LMY2（120*10）+80*6，即相母線尺寸為120mm*10mm，中性母線尺寸為80mm*6mm。7 變電所進(jìn)出線和與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇7.1 10kv高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇（1）10kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)：采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用干線。a）按發(fā)熱條件選擇：由及室外環(huán)境溫度，查表，初選LJ16，其時(shí)

18、的Ial=98.7A>I30，滿足發(fā)熱條件。b）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：查表，最小允許截面，LJ16不能滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，所以，改選LJ35.由于此線路很短，不需要校驗(yàn)電壓損耗。（2）由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)：采用YJL2210000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。a）按發(fā)熱條件選擇：由及土壤溫度，查表，初選纜芯為的交聯(lián)電纜，其直埋，滿足發(fā)熱條件。b）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定：計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面：式中C值由表5-13差得； 按終端變電所保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0.5s，加斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s計(jì)，。因此，YJL22100003×25電纜滿足要求。7.2 38

19、0V低壓出線的選擇（1）饋電給1號(hào)廠房（鑄造車間）的線路采用VLV221000型交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 1）按發(fā)熱條件選擇：由及地下0.8m土壤溫度為，查表，初選，其，滿足發(fā)熱條件。 2）校驗(yàn)電壓損耗：由廠房平面圖量得變電所至1號(hào)廠房距離約為125m，查表8-42得的鋁芯電纜的（按纜芯工作溫度），1號(hào)廠房的，因此，滿足允許電壓損耗5%的要求。 3）短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)：按式滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面 式中變電所高壓測(cè)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s（） 所選的纜芯截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，故改選纜芯截面為的電纜，即V

20、V2210003×240+1×120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。（2）饋電給2號(hào)廠房（鍛壓車間）的線路 由于鍛壓車間就在變電所旁邊，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1000型五根穿硬塑料管埋地敷設(shè)。 1）按發(fā)熱條件選擇 由及環(huán)境溫度，查表8-41，初選纜芯截面185mm2，其，滿足發(fā)熱條件。按規(guī)定，N線和PE線也都選為185 mm2 ,與相截面相同，即選用BLV-1000-1×185mm2 塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑100mm的硬塑料管埋地敷設(shè)。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表8-35，最小允許截面2.5 mm2， 因此上面所選

21、185 mm2 導(dǎo)線滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 3）校驗(yàn)電壓損耗 由工廠平面圖量得變電所至2號(hào)廠房距離按比例1:5000算約為50m，而由表8-39查得185mm2的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計(jì)），Xn=0.081，又2號(hào)廠房的P30=86kw, Q30=96.05 Kvar，因此按式得： 故滿足允許電壓損耗的要求。（3）饋電給3號(hào)廠房（金工車間）的線路亦采用VLV2210003×240+1×120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)電壓損耗 由圖11-1所示工廠平面圖量得變電所至3

22、號(hào)廠房距離約為150m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計(jì)），又3號(hào)廠房的, ，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。 3）短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)：按式滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面 式中變電所高壓測(cè)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s（） 所選的纜芯截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，故改選纜芯截面為的電纜，即VV2210003×240+1×120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。（4）饋電給4號(hào)廠房（工具車間）的線路亦采用VLV2210003×240+1×120的四芯

23、聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)電壓損耗 由圖11-1所示工廠平面圖量得變電所至4號(hào)廠房距離約為150m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計(jì)），又4號(hào)廠房的, ，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。 3）短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)：按式滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面 式中變電所高壓測(cè)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s（） 所選的纜芯截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，故改選纜芯截面為的電纜，即VV2210003×240+1

24、5;120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。（5）饋電給5號(hào)廠房（電鍍車間）的線路亦采用VLV2210003×240+1×120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)電壓損耗 由圖11-1所示工廠平面圖量得變電所至5號(hào)廠房距離約為155m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計(jì)），又5號(hào)廠房的, ，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。 3）短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)：按式滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面 式中變電所高壓測(cè)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定（

25、終端變電所），再加上斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s（） 所選的纜芯截面小于Amin，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，故改選纜芯截面為的電纜，即VV2210003×240+1×120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。（6）饋電給6號(hào)廠房（熱處理車間）的線路亦采用VLV2210003×240+1×120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)電壓損耗 由圖11-1所示工廠平面圖量得變電所至6號(hào)廠房距離約為100m，而由表8-42查得的

26、鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計(jì)），又號(hào)廠房的, ，因此按式得：故不滿足允許電壓損耗的要求。重新選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。重新計(jì)算得滿足允許電壓損耗的要求。 3）短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)：按式滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面 式中變電所高壓測(cè)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s（） 所選的纜芯截面小于Amin，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，故改選纜芯截面為的電纜，即VV2210003×240+1×120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。（7）饋電給7號(hào)廠房（裝配車間）的線路亦采用VLV2210003×2

27、40+1×120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)電壓損耗 由圖11-1所示工廠平面圖量得變電所至7號(hào)廠房距離約為100m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計(jì)），又7號(hào)廠房的, ，因此按式得：故不滿足允許電壓損耗的要求。重新選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。重新計(jì)算得滿足允許電壓損耗的要求。 3）短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)：按式滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面 式中變電所高壓測(cè)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s（） 所選的纜芯截面小

28、于Amin，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，故改選纜芯截面為的電纜，即VV2210003×240+1×120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。（8）饋電給8號(hào)廠房（機(jī)修車間）的線路亦采用VLV2210003×240+1×120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)電壓損耗 由圖11-1所示工廠平面圖量得變電所至8號(hào)廠房距離約為600m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計(jì)），又8號(hào)廠房的, ，因此按式得：故不滿足允許電壓損耗的

29、要求。重新選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。重新計(jì)算得滿足允許電壓損耗求。 3）短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)：按式滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面 式中變電所高壓測(cè)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s（） 所選的纜芯截面大于Amin，滿足短路熱穩(wěn)定度要求，即VV2210003×240+1×120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。（9）饋電給9號(hào)廠房（鍋爐房）的線路亦采用VLV2210003×240+1×120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m土壤溫度，查

30、表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)電壓損耗 由圖11-1所示工廠平面圖量得變電所至9號(hào)廠房距離約為540m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計(jì)），又7號(hào)廠房的, ，因此按式得：故不滿足允許電壓損耗的要求。重新選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。重新計(jì)算得滿足允許電壓損耗的要求。 3）短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)：按式滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面 式中變電所高壓測(cè)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s（） 所選的纜芯截面小于Amin，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，故改選纜芯截面為的電纜，即VV2210003×240+1×

31、;120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。（10）饋電給10號(hào)廠房（倉(cāng)庫(kù)車間）的線路亦采用VLV2210003×240+1×120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)電壓損耗 由圖11-1所示工廠平面圖量得變電所至10號(hào)廠房距離約為520m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計(jì)），又10號(hào)廠房的, ，因此按式得：故不滿足允許電壓損耗的要求。重新選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。重新計(jì)算得滿足允許電壓損耗的要求。 3）短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)：按式滿

32、足短路熱穩(wěn)定度的最小截面 式中變電所高壓測(cè)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s（） 所選的纜芯截面小于Amin，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，故改選纜芯截面為的電纜，即VV2210003×240+1×120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。（11）饋電給生活區(qū)的線路 采用BLX-1000型鋁芯橡皮絕緣線架空敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇 由及室外環(huán)境溫度為30，查表8-40，初選-1×16,其30時(shí)的，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表8-35，最小允許截面積，因此-1×16滿足機(jī)

33、械強(qiáng)度要求。 3）校驗(yàn)電壓損耗 由圖11-1所示工廠平面圖量得變電所至生活區(qū)負(fù)荷中心距離約300m，而由表8-36查得其阻抗與-1×16近似等值的LJ-16的阻抗R0=2.07/km,線間幾何均距為1.5m時(shí)X0=0.42，又生活區(qū), ，因此按式得： 故不滿足允許電壓損耗的要求。采用4回-1×120三相架空線路對(duì)生活區(qū)供電，PEN線均用-1×70橡皮絕緣線，重新校驗(yàn)電壓損耗如下， 此時(shí)，即滿足要求。7.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn) 采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)，與相距約2km的鄰近單位變配電所得10kV母線相聯(lián)。a）按

34、發(fā)熱條件選擇：工廠二級(jí)負(fù)荷容量共329.56KVA. ，最熱月土壤平均溫度為，查表8-44初選纜芯截面為的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜，其，滿足發(fā)熱條件。b）校驗(yàn)電壓損耗：查表8-42可知，纜芯為的鋁芯電纜的（纜芯溫度按計(jì)），而二級(jí)負(fù)荷的 ，線路長(zhǎng)按2km計(jì)，因此，因此滿足電壓損耗5%的要求。c) 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：按本變電所高壓側(cè)短路電流校驗(yàn)，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，可知纜芯的交聯(lián)電纜是滿足熱穩(wěn)定要求的。而鄰近單位10kV的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)絡(luò)線的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算無(wú)法進(jìn)行，只有暫缺。綜合以上所選變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)規(guī)格如表7.1所示。線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格10kV

35、電源進(jìn)線LJ-35鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜YJL22-10000-325交聯(lián)電纜（直埋）380V低壓出線至1號(hào)廠房VLV22-1000-3240+1120 四芯塑料電纜（直埋）至2號(hào)廠房BLV-1000-1×185鋁芯塑料線五根穿內(nèi)徑100mm硬塑管至3號(hào)廠房VLV22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至4號(hào)廠房VLV22-1000-3240+1120 四芯塑料電纜（直埋）至5號(hào)廠房VLV22-1000-3240+1120 四芯塑料電纜（直埋）至6號(hào)廠房VLV22-1000-3240+1120 四芯塑料電纜（直埋）至7號(hào)廠房VLV22-1000-3240+1

36、120 四芯塑料電纜（直埋）至8號(hào)廠房VLV22-1000-3240+1120 四芯塑料電纜（直埋）至9號(hào)廠房VLV22-1000-3240+1120 四芯塑料電纜（直埋）至10號(hào)廠房VLV22-1000-3240+1120 四芯塑料電纜（直埋）至生活區(qū)4回-1×120+-1×70橡皮絕緣線，（三相四線架空）與鄰近單位10kV聯(lián)絡(luò)線YJL22-10000-325交聯(lián)電纜（直埋）表7.1變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)規(guī)格8 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定8.1 變電所二次回路方案的選擇（1）高壓斷路器的控制與信號(hào)回路斷路器采用手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如圖8

37、-1所示。WC控制小母線RD紅色信號(hào)燈WS信號(hào)小母線R1,R2限流電阻FU1FU3熔斷器KA繼電保護(hù)裝置出口繼電器觸點(diǎn)YR跳閘線圈QF12QF56斷路器輔助觸點(diǎn)GN綠色信號(hào)燈QM手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)圖8-1 手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路及其信號(hào)系統(tǒng)合閘時(shí)，推上手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作手柄使斷路器合閘。這時(shí)斷路器的輔助觸點(diǎn)QF34閉合，紅燈RD亮，指示斷路器在合閘位置（注意YR雖通電，但由于RD和R2的限流，不會(huì)動(dòng)作。）在合閘同時(shí)QF12斷開，綠燈GN滅。分閘時(shí)，扳下操作手柄使斷路器跳閘。斷路器的輔助觸點(diǎn)QF34斷開，紅燈RD滅，并切除跳閘電源，同時(shí)輔助觸點(diǎn)QF12閉合，綠燈GN亮。指示斷路器在合閘位置

38、。（2）變電所的測(cè)量與絕緣監(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(gè)JDZJ-10型，組成Y0/Y0/(開口) Y0/Y0/的接線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察，見圖4.1。作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上，裝有三相有工電度表和三相無(wú)功電度表、電流表，見圖4.1。高壓進(jìn)線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動(dòng)力出線上，均裝有有工電度表和無(wú)功電度表，低壓照明線路上裝上三相四線有功電度。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無(wú)功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。電壓器的二次側(cè)有兩組繞組，一組接成星形，在它的引出線上接三相電壓表：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，反應(yīng)各個(gè)相電壓：在系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，相對(duì)應(yīng)相的電壓表指零，另

39、兩只電壓表讀數(shù)升高到線電壓。另一組接成開口三角形（也稱輔助二次繞組），構(gòu)成零序電壓過濾器，在開口處接一個(gè)過電壓繼電器：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓對(duì)稱，開口三角形兩端電壓接近于零，繼電器不動(dòng)作；在系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，接地相電壓為零，另兩個(gè)互差120º的相電壓疊加，則使開口處出現(xiàn)近100V的零序電壓，使電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警的燈光和音響信號(hào)。根據(jù)信號(hào)和電壓表指示可以知道發(fā)生了接地故障且知道故障識(shí)別，但不能辨別是哪一條線路發(fā)生了接地故障。如果高壓線路較多時(shí)，采用這種絕緣監(jiān)察裝置還是不夠的，由此可見，這種裝置只適用于線路數(shù)目不多，并且允許短時(shí)停電的供電系統(tǒng)中。8.2變電所繼電保護(hù)裝置（1）主

40、變壓器的繼電保護(hù)裝置1）裝設(shè)瓦斯保護(hù) 當(dāng)變壓器油箱內(nèi)產(chǎn)生輕微瓦斯故障時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)回路進(jìn)行報(bào)警；當(dāng)變壓器油箱產(chǎn)生嚴(yán)重瓦斯故障時(shí)或油面嚴(yán)重下降時(shí)，應(yīng)產(chǎn)生變壓斷路器動(dòng)作信號(hào)。2）裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)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。裝置如圖8-2所示（2）主變壓器繼電保護(hù)動(dòng)作電流的整定 Iop= 其中可靠系數(shù)Krel=1.3，繼電器返回系數(shù)Kre=0.8，接線系數(shù)Kw=1，電流互感器的電流比Ki=100/5=20，ILmax=2I1NT=2×57.735A=115.47A，則Iop=×115.47A=9.382A 因此過電流保護(hù)動(dòng)作

41、電流整定為8A。（3） 主變壓器過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定變壓器過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，也按階梯原則整定。但對(duì)車間變電所來(lái)說，由于它屬于電力系統(tǒng)的終端變電所，因此其動(dòng)作時(shí)間可整定為最小值0.5s 。（4）主變壓器過電流保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)Sp= 其中，Ikmin(2)=（Ik2(3)×0.866）/KT =（18.73kA×0.866）/（10kV/0.4 kV）=0.65kA Iop·1= Iop·Ki /Kw=10×20/1=200A 因此Sp=650A/200A=3.25>1.2 滿足靈敏度系數(shù)的1.2的要求。(5）主變壓器速斷電流保護(hù) 采用GL型速斷裝置1）速斷電流的整定Iqb= 其中，Krel=1.5，Kw=1，Ki=100/5，Ikmax= Ik2(3)/KT=18.73kA/（10kV/0.4 kV）=0.75 kA，因此速斷保護(hù)電流為Iqb=（1.5×1×750A）/20=56.25A2）速斷電流倍數(shù)nqb= Iqb/Iop=56.25A/10A=5.625 因?yàn)镵qb不需要取整，所以電流倍數(shù)為5.625。3）電流速斷保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)Sp=