某工廠10kv車間變電所電氣部分設(shè)計(jì)

1、某工廠10kv車間變電所電氣部分設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)的題目為“某工廠10kv車間變電所電氣部分設(shè)計(jì)”。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：10/0.4kv變電所主變壓器選擇；變電所電氣主接線設(shè)計(jì)；短路電流計(jì)算；負(fù)荷計(jì)算；無功功率補(bǔ)償；電氣設(shè)備選擇（母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補(bǔ)償電容器）；配電裝置設(shè)計(jì)；繼電保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)；防雷保護(hù)設(shè)計(jì)等。其中還對(duì)變電所的主接線通過cad制圖直觀的展現(xiàn)出來。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容緊密結(jié)合實(shí)際，通過查找大量相關(guān)資料，設(shè)計(jì)出符合當(dāng)前要求的變電所。本變電所對(duì)低壓側(cè)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算采用需要系數(shù)法；為減少無功損耗，提高電能的利用率，本設(shè)計(jì)進(jìn)行了無功功率補(bǔ)償設(shè)計(jì)，使功率因數(shù)

2、從0.74提高到0.96；短路電流的計(jì)算包括短路點(diǎn)的選擇及其具體數(shù)值計(jì)算；而電氣設(shè)備選擇采用了按額定電流選擇，按短路電流計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)的方法；繼電保護(hù)設(shè)計(jì)主要是對(duì)變壓器進(jìn)行電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；配電裝置采用成套配電裝置；本變電所采用避雷針防直擊雷保護(hù)。關(guān)鍵詞： 短路電流計(jì)算，繼電保護(hù)，接地裝置，變壓器 目錄前言1第1章 任務(wù)說明31.1 設(shè)計(jì)要求31.2 負(fù)荷情況3第2章 機(jī)加工車間的負(fù)荷計(jì)算52.1 負(fù)荷計(jì)算52.2 無功功率補(bǔ)償7第3章 工廠變電所的設(shè)備選擇及主接線設(shè)計(jì)93.1 變電所主結(jié)線的選擇103.1.1 變電所主接線的選擇原則103.1.2 變電所主接線方案的選擇

3、11第4章 工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算134.1 短路電流計(jì)算13 4.2繪制計(jì)算電路圖13 4.3 確定基準(zhǔn)值14 4.4 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值14 4.5 k-1故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算15 4.6 k-2障點(diǎn)的短路電流計(jì)算16第5章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)175.1 一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)的條件和項(xiàng)目175.2 變電所10kv側(cè)一次設(shè)備的選擇19第6章 變電所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇246.1 10kv高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)246.1.1 10kv高壓進(jìn)線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇256.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇256.2 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校

4、驗(yàn)28第7章 變電所二次回路方案的選擇307.1 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路307.2 變電所的電能計(jì)量回路307.3 變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路317.3.1 變電所高壓側(cè)測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路317.3.2 變電所低壓側(cè)測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路327.4 變電所的保護(hù)設(shè)備327.4.1 對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求327.4.2 主變壓器的繼電保護(hù)裝置337.4.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的極點(diǎn)保護(hù)裝置347.4.3 變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置35前言 變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。無論國(guó)內(nèi)國(guó)外，還是

5、從管理方、運(yùn)行方及設(shè)計(jì)單位對(duì)于變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化均取得了共識(shí)。變電站綜合自動(dòng)化也采用了新的技術(shù)全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。本課題設(shè)計(jì)了一個(gè)某工廠的供電系統(tǒng)，在滿足工廠供電設(shè)計(jì)中安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的基本要求的前提下，首先根據(jù)全廠和車間的用電設(shè)備情況和生產(chǎn)工藝要求，進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算，通過功率因數(shù)的計(jì)算，進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)(包括無功補(bǔ)償容量計(jì)算和補(bǔ)償設(shè)備選擇、校驗(yàn))，確定了工廠的供電方案，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定了供電系統(tǒng)的主接線形式，選擇了主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。其次，本文設(shè)計(jì)了廠區(qū)供電和配電網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行了車間變電所以及車間配電系統(tǒng)和車間電氣照明設(shè)計(jì)，按照經(jīng)濟(jì)電流密度法，選擇了合適的導(dǎo)線

6、和電纜，通過合理設(shè)置短路點(diǎn)，進(jìn)行正確的短路電流計(jì)算，進(jìn)行了主要電氣設(shè)備的選型和校驗(yàn)。最后，本文還進(jìn)行了主變電壓器和主要電力線路的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。通過上述設(shè)計(jì)，基本確定了某機(jī)加工廠內(nèi)部的供配電系統(tǒng)，并且在本設(shè)計(jì)中，盡可能選擇低損耗電氣設(shè)備，以節(jié)約電能，體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)思想。 表0-1 工廠供電設(shè)計(jì)依據(jù)的主要設(shè)計(jì)規(guī)范序號(hào)規(guī)范代號(hào)規(guī)范名稱1gb50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)2gb50053-9410kv及以下變電所設(shè)計(jì)3gb50054-95低壓配電設(shè)計(jì)4gb50055-93通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)5gb50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)6gb50058-92爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)7gb50059-

7、9235110kv變電所設(shè)計(jì)8gb50060-923110kv高壓配電裝置9gb50061-9766kv及以下架空電力線路設(shè)計(jì)10gb50062-92電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)11gbj63-90電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)12gb50064-xx電力裝置過電壓保護(hù)13gb50065-xx電力裝置的接地設(shè)計(jì)14gb500217-94電力工程電纜設(shè)計(jì)15gb500227-95并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)16gb50034-92工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)17jbj6-96機(jī)械工廠電力設(shè)計(jì)18jgj/t16-92民用建筑電氣設(shè)計(jì)第1章 任務(wù)說明1.1 設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)的要求是根據(jù)本地某工廠所能取得的電源及本廠用

8、電負(fù)荷的實(shí)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(jìn)、經(jīng)濟(jì)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(tái)數(shù)與容量、類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地設(shè)備。1.2 負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為三班制，最大負(fù)荷利用小時(shí)，除1#、2#、3#車間部分設(shè)備屬二級(jí)負(fù)荷外，其它均屬三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380v。電氣照明設(shè)備為單相，額定電壓為220v。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)參見下表1-1。供電部門對(duì)功率因數(shù)的要求值：10kv供電時(shí)，。變電所位置已選定，每個(gè)車間距離變電所的距離為：1#車間：110m； 2#車

9、間：80m；3#車間：100m； 4#車間：90m。 表1-1 車間負(fù)荷情況車間設(shè)備類別各機(jī)械組代號(hào)設(shè)備容量pe/kva需要系數(shù)1#動(dòng)力no.11800.70.95no.2750.650.94no.3154.70.430.92no.435.20.20.5no.548.60.20.52#動(dòng)力no.61820.40.9no.71560.680.88 續(xù)表1-1 車間負(fù)荷情況no.81870.490.78照明no.9120.360.883#動(dòng)力no.101590.30.45no.111350.30.45照明no.1280.360.884#動(dòng)力no.131800.30.5no.141470.30.56

10、no.15100.360.88 第2章 機(jī)加工車間的負(fù)荷計(jì)算2.1 負(fù)荷計(jì)算我國(guó)目前普遍采用的確定設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法兩種，而前者應(yīng)用最為普遍。需要系數(shù)法：用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算計(jì)算負(fù)荷。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不甚懸殊時(shí)，通常都采用需要系數(shù)法計(jì)算；二次項(xiàng)系數(shù)法：將符合分為基本負(fù)荷和附加負(fù)荷，后者考慮一定數(shù)量大容量設(shè)備影響。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少而容量相差懸殊，用二項(xiàng)式法計(jì)算1-3。本設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際情況，采用需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有：有功計(jì)算負(fù)載：無功計(jì)算負(fù)載：視在計(jì)算負(fù)載：計(jì)算電流：各用電車間負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如表2-1所示表2-1 車間負(fù)荷計(jì)

11、算表編號(hào)名稱類別各機(jī)械組代號(hào)設(shè) 備容量pe/kw需要系數(shù)kdcostan計(jì)算負(fù)荷p30/kwq30/kvars30/kvai30/a1機(jī)加工動(dòng)力no.11800.70.950.3312641.6132.6201.5no.2750.650.940.3648.817.651.978.8no.3154.70.430.920.4366.528.672.3109.9no.435.20.20.51.737.012.214.021.3續(xù)表2-1 車間負(fù)荷計(jì)算表車間no.548.60.20.51.739.716.819.429.5小計(jì)-493.5-258116.6290.3441.12鑄造車間動(dòng)力no.618

12、20.40.90.4872.834.980.9122.9no.71560.680.880.5410657.3120.5183.0no.81870.490.780.8091.673.3117.5178.5照明no.9120.360.880.544.32.34.97.5小計(jì)-537274.7167.8321.9489.13鉚焊車間動(dòng)力no.101590.30.452.047.795.4106161.1no.111350.30.452.040.58190136.7照明no.1280.360.880.542.91.63.35.0小計(jì)-302-91.1178199.3302.84電修車間動(dòng)力no.131

13、800.30.51.735493.4108164.1no.141470.30.561.4844.165.278.8119.7照明no.15100.360.880.543.61.94.16.2小計(jì)-337-101.7160.5190.9290總計(jì)(380v側(cè))全部線路1669.5-725.5622.91004.31525.8取，653591.8881.31339由前面統(tǒng)計(jì)結(jié)果，取，計(jì)算總有功計(jì)算負(fù)荷，總無功計(jì)算負(fù)荷，總的視在計(jì)算負(fù)載，總的計(jì)算電流：最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)：計(jì)算的結(jié)果同樣填入上表。2.2 無功功率補(bǔ)償在供電營(yíng)業(yè)規(guī)則中規(guī)定：“用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到下列規(guī)

14、定：100kva以及以上電壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上，其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購(gòu)轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上”，基于此，我們?nèi)os應(yīng)大于0.9。而由上面計(jì)算可知，低于0.9，因此必須進(jìn)行無功補(bǔ)償1-3。考慮到變壓器本身的無功功率損耗qt遠(yuǎn)大于其有功功率耗損pt,一般，因此，在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90，這里取。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.74提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容容量為：= =313.4 kvar，取qc = 450 kvar參考附圖2可知，選pgj1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容可選用bwf6.3-50-1型。因此，

15、其電容器的個(gè)數(shù)為：。由于電容器是單相的，所以應(yīng)為3的倍數(shù)，經(jīng)計(jì)算，取9個(gè)正好。無功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：變壓器的功率損耗為是變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為無功率補(bǔ)償后，工廠的功率因數(shù)為即工廠的功率因數(shù)因此，符合本設(shè)計(jì)的要求。無功補(bǔ)償后工廠380v側(cè)和10kv側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表2-2所示。 表2-2 無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng) 目cos計(jì) 算 負(fù) 荷p30/kwq30/kvars30/kvai30/a380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.74653591.8881.31339380v側(cè)無功補(bǔ)償容量-450-380v側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.98653141.8668.21015.2主變壓器功率消耗-1040-10k

16、v側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.96663181.8687.539.7第3章 工廠變電所的設(shè)備選擇及主接線設(shè)計(jì)3.1變電所主接線方案的選擇母線制是指電源進(jìn)線與各饋出線之間的連接方式。常用的母線制主要有三種：?jiǎn)文妇€制，單母線分段制和雙母線分段制。方案：高、低壓側(cè)均采用單母線分段。優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同母線段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供電；當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 ，供電可靠性相當(dāng)高，可供一、二級(jí)負(fù)荷。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)該母線各出線須停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建

17、。方案：?jiǎn)文妇€分段帶旁路。優(yōu)點(diǎn)：具有單母線分段全部?jī)?yōu)點(diǎn)，在檢修斷路器時(shí)不至中斷對(duì)用戶供電。缺點(diǎn)：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。方案： 高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段。優(yōu)點(diǎn)：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。缺點(diǎn)：在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍需停電。以上三種方案均能滿足主接線要求，但第三種最經(jīng)濟(jì)，因此優(yōu)先考慮。但可靠性較低，但如果高低壓側(cè)有與其他的變電所相連的聯(lián)絡(luò)線時(shí)，則供電可高性將得到大大的提高。因此最終方案是高壓側(cè)采用單母線，低壓側(cè)單母線分段，同時(shí)旁路加上與其他的變電所相連的聯(lián)絡(luò)線。主接線電路圖如圖3-2所示。圖3-2

18、某車間變電所主接線電路圖 第4章 工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算4.1 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺值法兩種。該設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流。在標(biāo)幺值法中，參與運(yùn)算的物體量均用其相對(duì)值。因此標(biāo)幺值的概念是：所謂的基準(zhǔn)值是衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度。4.2 繪制計(jì)算電路圖短路點(diǎn)k-1，k-2取變壓器兩側(cè)。因此短路計(jì)算電路圖如圖4-1所示。圖4-1 短路計(jì)算電路4.3 確定基準(zhǔn)值設(shè)，低壓側(cè)，則基準(zhǔn)電流： 4.4 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1. 電源的電抗標(biāo)幺值由任務(wù)資料斷路器容量為，因此2. 架空線路的電抗標(biāo)幺值架空線路初選lj-120，驗(yàn)證在第6章進(jìn)行。假設(shè)架空線

19、路線間幾何均距為1500mm，則由附錄表14可查得，而線路長(zhǎng)5km，故架空線路的的電抗標(biāo)幺值為3. 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值根據(jù)第3章3.1節(jié)中對(duì)變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇結(jié)果，本設(shè)計(jì)中選擇2臺(tái)型號(hào)為s9-500/10 的變壓器，查附表1可得，其短路電壓百分?jǐn)?shù)，因此繪短路等效電路圖如圖4-2所示，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)明了短路計(jì)算點(diǎn)。圖4-2 短路等效電路圖4.5 k-1故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算1. 總電抗標(biāo)幺值2. 三相短路電流周期分量有效值3. 其他短路電流4. 三相短路容量4.6 k-2故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算1. 總電抗標(biāo)幺值2. 三相短路電流周期分量有效值3. 其他短路電流4. 三

20、相短路容量計(jì)算結(jié)果綜合如表4-2所示1-7。表4-2 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/ka三相短路容量/mvak12.92.92.97.44.452.1k224.324.324.344.826.516.9第5章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)5.1 一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)的條件和項(xiàng)目1. 按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇。(1) 工作電壓選擇 設(shè)備的額定電壓une不應(yīng)小于所在線路的額定電壓un，即。(2) 工作電流選擇 設(shè)備的額定電壓ine不應(yīng)小于所在線路的額定電壓in，即。(3) 按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流i0c或斷流容量soc不應(yīng)小于設(shè)備分段瞬間的短路電流有效值ik或

21、短路容量sk，即，。2. 按短路條件進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗(yàn)。隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)：(1) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件或式中 、開關(guān)的極限通過電流（動(dòng)穩(wěn)定電流）峰值和有效值（單位為ka）；、開關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值（單位為ka）。(2) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件式中 開關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值（單位為ka）；t開關(guān)的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間（單位為s）；開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流（單位為ka）；短路發(fā)熱假想時(shí)間（單位為s）。短路發(fā)熱假想時(shí)間tima一般按下式計(jì)算在無限大容量系統(tǒng)中，由于，因此式中 tk短路持續(xù)時(shí)間，采用該電路主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加對(duì)應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。當(dāng)時(shí)，。 電流互感器的短

22、路穩(wěn)定度校驗(yàn)：(1) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件或(2) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件或3. 考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。4. 按各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求如斷路器的操作性能、互感器的二次負(fù)荷和準(zhǔn)確級(jí)等進(jìn)行選擇3,9。選擇一次設(shè)備時(shí)應(yīng)校驗(yàn)的項(xiàng)目如表5-1所示。表5-1 選擇一次設(shè)備的校驗(yàn)項(xiàng)目一次設(shè)備名稱額定電壓額定電流開斷電流短路電流校驗(yàn)環(huán)境條件其他動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定高低壓熔斷器高壓隔離開關(guān)操作性能高壓斷路器操作性能低壓刀開關(guān)操作性能低壓斷路器操作性能電流互感器操作性能電壓互感器操作性能母線電纜備注表中“”表示必須校驗(yàn)項(xiàng)目?！啊北硎静槐匦ｒ?yàn)項(xiàng)目，“”表示一般可不校驗(yàn)5.2 變電所10kv側(cè)一次設(shè)

23、備的選擇根據(jù)機(jī)械廠所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓側(cè)采用gg-1a(f)型戶內(nèi)移開式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備。其內(nèi)部高壓一次設(shè)備根據(jù)本廠需求選取，假設(shè)繼電保護(hù)都做時(shí)間為1.1s，斷路器短路時(shí)間為0.2s，初選設(shè)備：高壓斷路器： sn10-10i；高壓熔斷器：rn1-10/50高壓隔離開關(guān)：-10t/200；避雷器：fs4-10 電流互感器：lqj-10/0.5；電壓互感器：jdz-10因?yàn)槔^電保護(hù)都做時(shí)間為1.1s，斷路器短路時(shí)間為0.2s，所以tima=tk=1.3。因此由上述一次設(shè)備驗(yàn)證條件可知：高壓斷路器sn10-10i：查附錄表2可知額定電壓為10kv，額定電流630a，額定開斷電流16ka，極限

24、通過電流40ka，熱穩(wěn)定電流16ka。本設(shè)計(jì)中，。根據(jù)5.2節(jié)中高壓斷路器的驗(yàn)證條件則； ；。因此符合條件。高壓隔離開關(guān)：查附錄表3可知額定電壓為10kv，額定電流200a,動(dòng)穩(wěn)定電流峰值為25.5ka，熱穩(wěn)定電流為10ka。本設(shè)計(jì)中，。根據(jù)5.2節(jié)中高壓隔離開關(guān)的驗(yàn)證條件則： ；。因此符合條件。電流互感器lqj-10：查附錄表8可知額定電壓為10kv，額定電流一次100a,二次5a，1s熱穩(wěn)定倍數(shù)90，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)225。本設(shè)計(jì)中，。根據(jù)5.2節(jié)中電流互感器的驗(yàn)證條件則： ；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件：熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件： 。因此均滿足條件。高壓熔斷器：查附錄表6可知rn1-10/50：額定電壓10kv，額定

25、電流50a，熔體電流40a。本設(shè)計(jì)中，根據(jù)5.2節(jié)中電流互感器的驗(yàn)證條件則： ； 因此滿足條件表 5-2 變電所10kv側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)表選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)uni30ikish數(shù)據(jù)10kv39.72.9ka7.4 ka額定參數(shù)uniniocimax高壓少油斷路器sn10-10i10kv63016ka40ka332.8電流互感器lqj-1010kv100/5a_31.89避雷器fs4-1010kv_高壓隔離開關(guān)10kv200a_25.5ka130電壓互感器jdz2-1010/0.1kv_表5-2所選設(shè)備均滿足要求。第6章 變電所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線

26、的選擇6.1 10kv高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)6.1.1 10kv高壓進(jìn)線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇采用lj型鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kv公用干線。初選lj-120型號(hào)的架空線。下面從兩個(gè)方面進(jìn)行驗(yàn)證。1. 校驗(yàn)發(fā)熱條件查附表14，lj-120型鋁絞線的允許載流量(假設(shè)環(huán)境溫度為35) ，滿足發(fā)熱條件。2. 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查附表13得10kv架空鋼芯鋁線的最小截面，因此所選的lj120型鋁絞線也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。由于此線路很短，不需校驗(yàn)電壓損耗和檢驗(yàn)經(jīng)濟(jì)電流密度。6.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇采用yjl22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。1. 按發(fā)熱條件選擇由，及土

27、壤溫度25，查附表17可知，初選纜芯為35 mm2的交聯(lián)電纜，其，滿足發(fā)熱條件。2. 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定按下式校驗(yàn)式中的c值是短路熱穩(wěn)定系數(shù)由附錄表12查得。因此yjl22-10000-335電纜滿足要求。6.2 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埋敷設(shè)，與相距約2km的相鄰單位變配電所的10kv母線相聯(lián)。1. 按發(fā)熱條件選擇工廠總負(fù)載容量為496.6kva， （最熱月土壤平均溫度可視為25）。查附表17，初選纜芯截面為25 mm2的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜，其滿足發(fā)熱條件。2. 校驗(yàn)電壓損耗查附表15可查的纜芯為25 mm2的鋁芯電纜的 （按纜

28、芯工作溫度75計(jì)），又的，線路長(zhǎng)度按2km計(jì)，因此按下式計(jì)算得：滿足允許電壓損耗5的要求。表6-1 變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的型號(hào)規(guī)格線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格10kv電源進(jìn)線lj型鋁絞線(三相三線架空敷設(shè))主變引入電纜yjl22-10000-335交聯(lián)電纜(直埋)380v低壓出線至1號(hào)廠房vlv22-1000-3240+1120型銅芯四芯電纜(架空)至2號(hào)廠房vlv22-1000-3300+1150型銅芯四芯電纜(架空)至3號(hào)廠房vlv22-1000-3240+1120型銅芯四芯電纜(架空)至4號(hào)廠房vlv22-1000-3240+1120型銅芯四芯電纜(架空)與相鄰單位10kv聯(lián)絡(luò)線yjl2

29、2-10000-325交聯(lián)電纜型(直埋)第7章 變電所二次回路方案的選擇7.1 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)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7-1所示。圖7-1 電磁操刀的斷路器控制與信號(hào)回路7.2 變電所的電能計(jì)量回路變電所的電能計(jì)量用的是電測(cè)量?jī)x表。這里的“電測(cè)量?jī)x表”按gbj63-90電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的定義，“是對(duì)電力裝置回路的電力運(yùn)行參數(shù)所經(jīng)常測(cè)量、選擇測(cè)量、記錄用的儀表和作計(jì)費(fèi)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析考核管理用的計(jì)量?jī)x表的總稱?！?為了監(jiān)視供電系統(tǒng)一次設(shè)備(電力裝置)的運(yùn)行狀態(tài)和計(jì)量一次系統(tǒng)消耗的電能，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行，工廠供電系

30、統(tǒng)的電力裝置中必須裝設(shè)一定數(shù)量的電測(cè)量?jī)x表。電測(cè)量?jī)x表按其用途分為常用測(cè)量?jī)x表和電能計(jì)量?jī)x表兩類，前者是對(duì)一次電路的電力運(yùn)行參數(shù)作經(jīng)常測(cè)量、選擇測(cè)量和記錄用的儀表，后者是對(duì)一次電路進(jìn)行供用電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核分析和對(duì)電力用戶用電量進(jìn)行測(cè)量、計(jì)量的儀表，即各種電度表。變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能和無功電能，并據(jù)以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)，計(jì)量柜由上級(jí)供電部門加封和管理12。7.3 變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路7.3.1 變電所高壓側(cè)測(cè)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(gè)jdzj-10型，組成y0/y0/（

31、開口三角）的結(jié)線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察，其結(jié)構(gòu)圖如圖7-2所示。圖7-2 610kv線路測(cè)量和計(jì)量?jī)x表的原理電路作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上，裝有三相有功電度表、三相無功電度表和電流表，高壓進(jìn)線上，亦裝有電流表。7.3.2 變電所低壓側(cè)測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路低壓側(cè)的動(dòng)力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝有三相四線有功電度表。低壓并聯(lián)電容器組線上，裝有無功電度表。每一回路均裝有電流表。低壓母線裝有電壓表。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)按規(guī)范要求。220/380v線路測(cè)量和計(jì)量?jī)x表的原理電路如圖7-3所示。圖7-3 220/380v線路測(cè)量和計(jì)量?jī)x表的原理電路7.4 變電所的保護(hù)設(shè)備7.4.

32、1 主變壓器的繼電保護(hù)裝置電力變壓器的常見故障及異常的運(yùn)行狀態(tài)，一般應(yīng)裝設(shè)下列繼電保護(hù)：1. 裝設(shè)瓦斯保護(hù)當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作與信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器。2. 裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)變壓器內(nèi)外部故障或異常運(yùn)行都可能導(dǎo)致其過電流現(xiàn)象，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的電流保護(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，因?yàn)樗哂蟹磿r(shí)限動(dòng)作特性和速斷特性。(1) 過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定取，。因此，動(dòng)作電流故動(dòng)作電流整定為5a。(2) 過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)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(hù)的動(dòng)作時(shí)間（10倍動(dòng)作電流動(dòng)作

33、時(shí)間）可整定為最短的0.5s。(3) 過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)已知：, ,因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為滿足靈敏系數(shù)1.5的要求。3. 裝設(shè)電流速斷保護(hù)變壓器的過電流保護(hù)雖然能保護(hù)整個(gè)變壓器，但動(dòng)作時(shí)限較長(zhǎng)，切除故障不迅速，故需要裝設(shè)反應(yīng)迅速的電流速斷保護(hù)。利用gl15的速斷裝置。(1) 速斷電流的整定已知，因此速斷電流為：速斷電流倍數(shù)整定為kqb可不為整數(shù)，但必須在28之間。(2) 電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)已知：，因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為：按gb50062-92規(guī)定，電流保護(hù)（含電流速斷保護(hù)）的最小靈敏系數(shù)為1.5，因此這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)是達(dá)到要求的。7.4.2 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的極點(diǎn)保護(hù)裝置1. 裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)亦采用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。2. 裝設(shè)電流速斷保護(hù)亦利用gl15的速斷裝置。其電力變壓器繼電保護(hù)原理圖如圖7-4所示。圖7-4 10kv 電力變壓器繼電保護(hù)原理圖結(jié)論此論文設(shè)計(jì)了10kv變電所，這是一