5KV變電所及低壓配電系統(tǒng)設計

1、目 錄摘要前言第一章 變電所設計 1.1 變電所負荷的計算及無功功率的補償1.2 變電所主變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定1.3 變電所主接線方案的選擇1.4 進出線的選擇1.5 短路計算和開關設備的選擇1.6 二次回路方案的確定及繼電器保護的選擇和整定1.7 防雷保護與接地裝置的設計1.8 變電所電氣照明設計第二章 低壓配電系統(tǒng)設計 2.1 車間配電線路布線方案的確定2.2 線路導線及配電設備和保護設備的選擇2.3 車間電氣照明設計參考文獻致謝附錄A附錄B摘 要35KV變電所及低壓配電系統(tǒng)設計 變電所設計是指從電力部門引入電源，經(jīng)總降壓變電所和車間變電所將電能分配到車間高壓及低壓用電設備。關鍵詞

2、：變電所 變壓器 斷路器35KV switchyard low-voltage distribution system design Transformer substation is it lend the power into from the electric department to mean to design in ones power ,vary voltage and assign the electric energy to high pressure of the workshop and low-voltage power consuming equipment wit

3、h the transformer substation of the workshop through always stepping down.Keyword:Transformer:substation Voltage transformer Circuit breaker前 言工廠供電（electric power supply for industrial plants），就是指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠供電。工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。工廠供電工作要很好的為工業(yè)生產(chǎn)服務，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須做到以下基

4、本要求：（1） 安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。（2） 可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3） 優(yōu)質 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求。（4） 經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部和當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。例如計劃供用電的問題，就不能只考慮一個單位的利益，更要有全局觀點。 本設計從220/35kv變電所，采用雙回路35kv架空線路向工廠饋電。電能先經(jīng)高壓配電所（high-voltage distributio

5、n substation）集中,再由總降壓變電所的主變壓器（power transformer）降壓分配到各個車間變電所（shop transformer substation）,然后將電能分配到各個車間的負荷。整個設計包括二部分：一. 變電所設計 變電所是電力網(wǎng)的重要組成部分，它承擔著電網(wǎng)電壓的變換和電能的傳輸任務。按電壓等級分類，變電站可以分為高壓和超高壓變電所、中低壓變電所兩大類。其中最高電壓在220KV以上的為高壓和超高壓變電所，最高電壓在110KV以下的變電所為中、低壓變電所；此設計為35千伏變電所。二. 低壓配電系統(tǒng)設計本設計結合工廠的布局、當前和長遠的發(fā)展等關系，進行了合理的設計

6、和布局。隨著供電技術和開關電器制造的進步和發(fā)展，國際上及國內部分科技先進的大中型工廠和其它場合都以經(jīng)采用箱式變電所，箱式變電站結構合理，布局簡單，大大縮小了占地面積，給運行和維護帶來極大的方面，是今后變電站發(fā)展的趨向。第1章 變電所設計1.1 變電所負荷的計算及無功功率的補償1.1.1 變電所負荷的計算表1.1 各車間380V負荷計算表序號車間（單位）名稱設備容量KW計算負荷車間變電所代號變壓器臺數(shù)及容量 KVAKWKVAA1鑄鋼車間20000.40.651.178009361230.81870NO.1116002鑄鐵車間10000.40.701.02400408571.4868.2NO.21

7、800砂庫1100.70.601.3377102.4128.3194.9小計K=0.9）429.3459628.5954.93鉚焊車間12000.30.451.98360714.48001215.5NO.3110001水泵房280.750.80.752115.7526.2539.9小計（K=0.9）342.9657.1741.21126.24空壓站3900.850.750.88331.5291.7442671.6NO.41800機修車間1500.250.651.1737.543.924.416鍛造車間2200.30.551.5266100.2120182.3木型車間1860.350.601.3

8、365.186.6108.5164.9制材場200.280.601.335.67.49.314.2綜合樓200.91018.601827.3小計（K=0.9）471.3476.8670.41018.75鍋爐房3000.750.800.75225168.7281.25427.3NO.514002水泵房280.750.800.752115.7526.2539.9倉庫（1、2）880.30.651.1726.430.940.661.7污水提升站140.650.800.759.16.811.417.3小計（K=0.9）253.4200322.8490.5表1.2 各車間6KV高壓負荷計算表序號車間(單

9、位)名 稱高壓設備名稱設備容量KW計算負荷KWkvarKVAA1鑄鋼車間電弧爐2*12500.90.870.5722501282.52586.22492鑄鐵車間工頻爐2*2000.80.90.48320155.0355.634.23空壓站空壓機2*2500.850.850.62425263.450048.1小 計29951599.63441.8331 全廠總計算負荷為 =4784.4KW （1.1） =4313.4Kvar （1.2） = =6441.7kvA （1.3）1.1.2 無功功率的補償 由表1.1.1.1可知，該廠6KV側最大負荷時的功率因數(shù)只有0.74。供電部門要求該廠最大負荷時

10、的功率因數(shù)不低于0.90，考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此6KV側最大負荷時功率因數(shù)應稍大于0.90，暫取0.95來計算380V側所需無功功率補償容量： =4784.4tan(anccos0.74-tan(anccos0.95)kvar=2774.9kvr參照資料，選GR-1型高壓壓自動補償屏，并聯(lián)電容為BWF6.3-25-1W型，采用其方案2（主屏）1臺，容量2775kvar。因此無功功率補償后工廠6KV側的負荷計算如下表所示。表1.3無功功率后工廠的計算負荷項目 計算負荷KWkvarKVA A6KV側補償前負荷0.744784.44313.46441.7619.876KV側無功

11、補償容量27756KV側補償后負荷0.9354784.41538.55025.7483.61.1.3 35千伏高壓側全廠計算負荷： =4859.7KW （1.4） =1840Kvar （1.5） = =5196.4kvA （1.6） =85.7A （1.7）1.2 主變壓器臺數(shù)和容量型式的確定1.2.1 變電所主變壓器臺數(shù)的選擇由原始資料知工廠負荷性質為三班工作制，年最大有功利用小時為6000h，屬二級負荷。所以根據(jù)主變壓器臺數(shù)的選擇條件確定本35KV變電所選兩臺變壓器。1.2.2 主變壓器容量的選擇：裝有兩臺主變壓器的變電所：1）任一臺單獨運行時，宜滿足S30的大約60%70%的需要，即0.

12、7 （1.8）2）任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一、二級負荷的需要，即 （1.9）-單臺主變壓器容量；-變電所總的計算負荷；-變電所的一、二級負荷的計算負荷。1)按要求1：0.7S30=0.75196.4KVA=3637.5KVA （1.10）2)再考慮要求2：=5196.4KVA （1.11）綜上所述，主變壓器容量選為8000KVA，型號：S7-8000/35 ，低損耗配電變壓器。根據(jù)油浸式變壓器的試用范圍是一般正常環(huán)境，而由原始資料可以確定主變壓器的型式為油浸式。1.2.3 車間變電所主變壓器的單臺容量的上限一般不宜大于1000KVA（或1250KVA）。這一方面是受以往低壓開關電器斷

13、流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制；另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量?，F(xiàn)在我國已經(jīng)能生產(chǎn)一些斷流能力更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開關電器如DW15、ME等型低壓斷路器及其它電器，因此車間負荷容量較大、負荷集中并運行合理時，也可以以選用單臺容量為1250（或1600）2000KVA的配電變壓器，這樣能減少變壓器臺數(shù)及高壓開關電器和電纜等。1.2.4 適當考慮負荷的發(fā)展應適當考慮今后510年電力負荷的增長，留有一定的余地，同時考慮變壓器的正常過負荷能力。最后必須指出：變電所主變壓器臺數(shù)和容量的最后確定，應結合變電所主結線方案的選

14、擇，對幾個較合理方案作技術經(jīng)濟比較，擇優(yōu)而定。五個車間變電所主變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定見表1（P5）。1.3 變電所主接線方案的選擇1.3.1 變配電所主結線方案的設計原則與一般要求1、 安全性2、 可靠性3、 靈活性4、 經(jīng)濟性1.3.2 配電所主結線方案的技術經(jīng)濟比較設計變電所時，應按所選主變壓器臺數(shù)和容量以及負荷對供電可靠性的要求，初步確定23個比較合理的主結線方案進行技術經(jīng)濟比較，擇其優(yōu)者作為選定的變配電主接線方案。1、 技術指標1） 供電安全；2）可靠性；3）電能質量；4）方便靈活性；5）適應性。2、 經(jīng)濟指標1） 線路和設備的綜合投資額；2） 變配電系統(tǒng)的運行費；3） 供電貼費

15、；4） 線路有色金屬消耗量。 圖1.3.2 35KV變電站主接線圖1.4 進出線的選擇1.4.1 高壓架空線路：1.一般應采用鋁絞線 2.當檔距或交叉檔距長、桿位高度較大時，宜采用鋼芯鋁絞線 3.沿海地區(qū)及有腐蝕性氣體的場所，宜采用銅絞線或防腐鋁絞線35KV高壓進出線采用鋼芯鋁絞線。1.4.2 35KV變電所進出線截面的選擇原始資料：35KV變電所以雙回架空線路引入本廠，線路長8km，該變電所負荷為=4859.7KW，=0.935,=6000h,線路允許損耗為5%。(1) 按經(jīng)濟電流密度選：采用LJG型鋼芯鋁絞線。查表的=0.9A/ 。而計算電流=5196.4KVA/（35KV）=106A。因

16、此經(jīng)濟截面為 （1.12）=/=85.7A/（0.9 A/）=95.2 （1.13）(2) 允許載流量截面過大，使桿塔造價過高，按發(fā)熱條件重選，即按導線允許載流量選：查表的LGJ-35的允許載流量為149A=85.7A，滿足發(fā)熱條件(3) 效驗按機械強度：查表的=35，因此LGJ-35滿足機械強度要求(4) 效驗電壓損耗：利用LGJ-35，查表得=0.68/km, =0.40/km（線距2000mm）。U%=100/ （1.14） =100（0.68/km+0.40/km1.26）4859.7kw8km/ =3.86%5%滿足電壓損耗要求。1.4.3 6KV架空出線的截面選擇 表1.4 36k

17、V出線的截面選擇車間變電所代號計算負荷（小計）/A導線允許載流量/A6KV配電導線截面積/mm(根數(shù))NO.19355151852NO.2954.95151852NO.31126.26102402NO.41018.75151852NO.5490.55151851上表的線路經(jīng)機械校驗、電壓損耗校驗合格，步驟略。表1.5 6kV高壓設備配電線路的選擇序號車間(單位)名稱計算電流/A導線允許載流量/A(環(huán)境溫度/)導線截面大小/mm線路型號1鑄鋼車間248.927570LGJ-702鑄鐵車間34.210516LGJ-163空壓站48.110516LGJ-16上表的線路經(jīng)機械校驗、電壓損耗校驗合格，步

18、驟略。1.5 短路計算和開關設備的選擇1.5.1 短路計算 供電系統(tǒng)要求正常的不斷的可靠供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進行。但是供電系統(tǒng)的正常運行常常因為發(fā)生短路而受到破壞。短路就是供電系統(tǒng)中一相載流導體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。造成短路的主要原因，是電氣設備載流部分的絕緣損壞，誤操作、雷擊或過電壓擊穿。由于誤操作產(chǎn)生的故障約占全部故障的70%。絕緣自然老化或由于設備本身不合格、絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿，或設備絕緣正常而被過電壓擊穿，或者是設備絕緣受外力損傷而造成短路。工作人員由于未遵守安全操作規(guī)則而發(fā)生誤操作，也可造成短路。鳥獸跨越在裸露的相線之間，或者咬壞設備導線電纜的

19、絕緣，也是導致短路的一個原因。 短路后，短路電流要比正常電流大得多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安甚至幾十萬安。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害，即當它通過電氣設備時，設備集聚升溫，過熱會使絕緣老化或損壞，同時產(chǎn)生很大的電動力，使設備的載流部分變形或損壞，選用設備時要考慮它們對短路電流的穩(wěn)定。短路電流在線上產(chǎn)生很大的壓降，離短路點越近的母線，電壓下降越厲害，從而影響與母線連接的電動機或其他的設備的正常的運行。由此可見，短路的后果是非常嚴重的，因此必須盡力設法消除可能引起短路的一切因素；同時需要進行短路計算。短路計算的目的就是為了正確的選擇電氣設備，使設備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定

20、性，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞。為了切除短路故障的開關電器、整定短路保護的繼電器保護裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也必須計算短路電流。對本工廠而言，電源方向的大型電力系統(tǒng)可以看作是無限大容量的系統(tǒng)。無限大容量電力系統(tǒng)的基本特點是其母線電壓總維持不變。 工廠供電系統(tǒng)由于各種原因，難免出現(xiàn)短路故障（short circuit）。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴重。為了使電力系統(tǒng)中的電器設備在最嚴重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇檢驗電器設備用的短路計算中，以三相短路計算為主。 三相

21、短路計算： k-1 SL7-8000 k-2 LJ-50 8km=200MVA （1.15）=175MVA （1.16）1 確定基準值取 =100MVA ，=37kv, =6.3kv （1.16）而 =/=100MVA/（35KV）=1560A （1.17）=/=100MVA/（6.3KV）=9165A （1.18）2 計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值（1） 電力系統(tǒng) 當=200MVA時，=100MVA/200MVA=0.5 （1.19）=175MVA時，=100MVA/175MVA=0.5714 （1.20）（2） 架空線路（查表得=0.40/km）=0.45（/km）8km100MVA

22、/=0.2337 （1.21） (3) 變壓器電抗（查表得=7.5）=/100=7.51001000KVA/(1008000KVA)=0.9375 （1.22）3 求k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量(1) 總電抗標幺值 =+=0.5+0.2337=0.7337 （1.23）=+=0.5714+0.2337=0.8051 （1.24）表1.6 三相短路電流和短路容量項 目公 式/=2.55/最大運行方式2.13KA2.13KA2.13KA5.43KA136MV最小運行方式1.94KA1.94KA1.94KA4.95KA124MVA4 求k-2點的短路電路總電抗標幺值及三相短

23、路電流和短路容量(1) 總電抗標幺值=+=1.6712 （1.25）=+=1.7426 （1.26）表1.7 三相短路電流和短路容量項目公式/=2.55/最大運行方式5.48KA5.48KA5.48KA13.97KA59.8MV最小運行方式5.25KA5.25KA5.25KA13.4KA57.4MVA1.5.2 一次開關設備的選擇高壓隔離開關的功能主要是隔離高壓電源，以保證其它設備和線路的安全檢修。因此它的結構上有如下特點：即斷開有明顯可見的斷開間隙，而斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的。它能夠保證人身和設備的安全。因為隔離開關沒有專門的滅弧裝置，因此不允許帶負荷操作。高壓斷路器的功能是，

24、不僅能通斷正常電流，而且能接同和承受一定時間的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。高壓熔斷器是一種當所在電路的電流超過規(guī)定值并經(jīng)一定時間后，使其熔體熔化而分斷斷開電路的一種保護電器。熔斷器的功能主要是對電路及電路設備進行短路保護，但也具有過負荷保護的功能。1 高壓斷路器根據(jù)我國生產(chǎn)的高壓戶內少油斷路器型式，宜采用全國統(tǒng)一設計并推廣應用的SN10-35I型。由以上計算知線路計算電流是106A，可初選SN10-35I/1000-1000型斷路器進行校驗： 表1.8 斷路器校驗數(shù)據(jù)序號裝置點的電氣條件SN10-35I/1000-1000型斷路器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結論135KV35KV

25、合格285.7A1000A合格32.13KA16KA合格45.43KA45KA合格52.25=10.214=1024合格5 高壓隔離開關表1.9 初選GW2-35（CS8-6D操作機構）序號裝置點的電氣條件GW2-35（CS8-6D操作機構）項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結論135KV35KV合格285.7A600A合格45.43KA50KA合格52.25=10.214=1600合格1.6 二次回路方案的確定及繼電器保護的選擇和整定1.6.1 二次回路方案的確定1高壓斷路器的操動機構控制回路與信號回路斷路器的控制回路是用來控制斷路器正常的分合閘和事故跳閘的。電磁操動機構是目前工廠供電系統(tǒng)普遍采用的方式。其控

26、制與信號回路見圖，此回路直流操作電源，通過電磁操動機構可以實現(xiàn)對斷路器遠距離合閘、分閘。配以繼電保護裝置后，可以在事故情況下自動跳閘。配以自動重和閘裝置后備用電源自動投入裝置后，還可以實現(xiàn)斷路器自動重合閘和在電源斷電情況下，立即可以使備用電源投入使用，大大提高了供電的可靠性，安全性和自動化水平。但要求自動化不高的小型供電工廠可以采用手動操作機構。正常跳WC-控制小母線 WL-燈光指示小母線 WF-閃光信號小母線 WS-信號小母線 WAS-事故音響小母線 WO-合閘小母線 SA-控制開關 KO-合閘線圈 YO-合閘線圈 YR-跳閘線圈 KA-保護裝置 QF16-短路器輔助觸點 GN-綠色指示燈

27、RD-紅色指示燈 ON-合閘 OFF-跳閘圖1.6.1 高壓斷路器控制回路接線圖2 高壓斷路器的信號回路變電所信號系統(tǒng)是用來指示變配電所的所有變配設備、給配電線路的工作狀態(tài)及各種故障的。按安裝設地點分，有直接安裝在6-10KV高壓開關柜中的信號系統(tǒng)和集中安裝在中央控制室信號集中屏中的中央信號系統(tǒng)。圖中指示燈GN，RN以及整個控制回路都安裝在高壓開關柜中，屬地方信號系統(tǒng)。信號系統(tǒng)發(fā)出的信號有三類：狀態(tài)信號、事故信號和預告信號。（1）狀態(tài)信號 用來顯示斷路器分、合閘狀態(tài)。GN顯示斷路器處于正常的工作狀態(tài)。RN顯示斷路器處于合閘狀態(tài)；GN閃爍表示斷路器處于事故狀態(tài)。（2）事故狀態(tài) 顯示供電回路某處發(fā)

28、生嚴重的事故（如；短路、失壓、變壓器內部故障等）而引起相應的斷路器的跳閘。事故信號由部分組成；蜂鳴器、GN、光子牌信號。（3） 預告信號 在工廠供電系統(tǒng)除了發(fā)生嚴重的事故之外，發(fā)生輕微的電力事故時，如：10KV不接地系統(tǒng)發(fā)生接地事故、變壓器過負荷及內部瓦斯故障等。這種短時間故障還可以繼續(xù)運行，如不及時切除，發(fā)展下去就會引發(fā)嚴重的電力事故。因此需要一套可以發(fā)出警告的信號提醒工作人員去切除故障，這就是所謂的預告信號。它又兩部分組成：電鈴的音響信號和光子牌發(fā)出的字幕信號。3 自動裝置 工廠變電所自動裝置有三種：斷路器自動重合閘裝置（ARD）、備用電源自動投入裝置（APD）、遠動裝置。其中遠動裝置近年

29、來得到了很大的發(fā)展。（1） 斷路器自動重合閘裝置（ARD） 電力系統(tǒng)的故障，特別是架空線路由于鳥獸的原因等造成的電擊傷亡之后跌落，而使斷路器跳閘，要使恢復供電就的裝設可以自動合閘的裝置。即所謂的ARD，即刻大大提高供電的可靠性，減少了停電帶來的損失。（2） 備用電源自動投入裝置（APD） 其主要用于可靠性要求較高的工廠變電所，一般設有兩條電源進線。通常情況是一路工作，一路備用。如果在備用線路裝設APD裝置，則在工作電源突然中斷時，利用低壓保護裝置使該線路斷路器跳閘，再通過APD裝置即可使備用電源進線斷路器迅速合閘，使備用電源進線投入運行，從而大大提高了供電的可靠性。綜合以上的比較可以選擇備用電

30、源自動投入裝置（APD），APD的電氣原理圖如下： (3) 變電所的電能計量回路 變電所高壓側裝設專用計量柜，裝設三相有功電度表和無功電度表，分別計量全廠的消耗的有功電能和無功電能，并計算全廠每月工廠的平均功率因數(shù)。計量柜由供電部門管理。對測量回路的要求是：測量范圍和精度等級要符合變配電裝置運行、監(jiān)視和計量的要求。在次基礎上還要求力求美觀，便于觀測、經(jīng)濟耐用等，具體要求：（1） 用于發(fā)電機和同步補償機測量的交流儀表，準確度不得低于1.5級；用于其他線路和設備測量的交流儀表準確度不得低于2.5級；直流儀表的準確等級不得低于1.5級。（2） 用于計量全廠的有功電度表，精度不得低于2.0級，用于計量

31、全廠的無功電度表，精度不得低于3.0級。（3） 對出現(xiàn)兩個方向的直流的直流電路和兩個方向功率的交流電路，應采用具有雙向刻度的電流表和功率表。（4） 儀表的量程應保證被測對象在正常運行時、儀表的指針在其刻度尺的2/3左右，且在被測對象過負荷運行時，其指針不超過滿刻度。4 變電所的測量和絕緣監(jiān)測回路 互感器的選擇要求變電所高壓側裝有電壓互感器-霹雷器柜，電壓互感器3個JDZJ-10型，組成/（開口三角型）的結線，用以實現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)測，其結線見圖： 對互感器的總體要求，是要符合安裝地點、安裝方式、準確等級、額定電壓、額定電流、額定容量及短路動、熱穩(wěn)定度要求。所裝測量儀表和繼電保護裝置對互感器準

32、確度的要求有：（1）用于連接計費電度表的互感器，準確度應為0.5級，而且規(guī)定測量儀表和繼電保護裝置不得共接于互感器的同一二次繞組回路中。用于連接工廠技術指標的電度表的互感器，準確度可降為1.0級。用于連接電流表和電度表的互感器的準確等級為1.0-3.0級。（2）互感器的變比應與所接儀表的量程相配合，保證儀表的指針在被測對象正常工作的情況下處于刻度尺2/3左右，并在被測對象出現(xiàn)過負荷時，不超過它的量程。（3）安裝在10KV高壓開關柜中的電流互感器，應為雙鐵心雙二次繞組的電流互感器。其中一個二次繞組的準確度為0.5級，此繞組用于連接測量儀表；另一個二次繞組的準確度為3.0級或是更低，此繞組用于連接

33、繼電保護裝置。5 供電系統(tǒng)中各電力裝置對儀表的配置要求（1）電源進線 對變配電所的電源進線，應設置三相有功電度表，三相無功電度表和三個電流表。10KV電源進線，這些儀表應安裝專用的高壓計量柜中，而且是安裝在電源進線控制柜的前面。（2）母線 每段母線上應裝設一只電壓表，安裝電壓轉換開關，以檢查各相線電壓。對10KV中性點不接地系統(tǒng)的高壓母線，還應再裝設三只電壓表，監(jiān)測各相對地電壓。（3）降壓變壓器 對小于5600KVA以下的降壓變壓器，應在高壓和低壓側裝設一只電流表；對大于5600KVA以上的降壓變壓器，應在低壓側裝設三相無功電度表和一只三相電流表。（4）380/220V低壓配電線路 380/2

34、20V低壓配電線路是直接中性點接地系統(tǒng)，由于可能出現(xiàn)不平衡，因此需要裝設三只電流表。計量電費時則需要一只三相四線有功電度表。對三相平衡的動力線路，則可以裝設一只電流表和一只單相有功電度表。（5）補償電容器組 需要裝設三只電流表、一只電壓表和一只無功電度表。（6）10KV高壓配電線路 對采用放射狀，要裝設一只電流表、一只三相有功電度表和一只三相無功電度表。 PA電流表 PJ1三相有功電度表（DS2，DS8）PJ1三相無功電度表（DX2，DX863） 圖1.6.1-1 10KV線路測量和計量儀表的原理圖 PA電流表 PJ三相四線有功電度表圖1.6.1-2 220/380V線路測量和計量儀表的原理圖

35、1.6.2 主變壓器（8000KVA）繼電保護1 裝設下列保護裝置：（1） 采用兩個DL-20型繼電器作過電流保護。（2） 采用兩個DL-50型繼電器作電流速斷保護。（3） 瓦斯保護。2 繼電保護整定計算（1） 主變壓器的繼電保護裝置瓦斯保護。當變壓器油箱內故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當產(chǎn)生大量瓦斯時，應動作于高壓側斷路器。（2） 帶時限過電流保護 已知電力系統(tǒng)變電所給工廠供電的35KV饋電線路定時限過電流保護裝置的整定時間 =2s，35KV進出線上的計算電流=85.7A。=132A，=132/5=27 （1.27）動作電流 =A=14.7A，整定為15A （1.28）動作時

36、限 =2-0.5=1.5S （1.19）滿足工廠總降壓變電所保護的動作時間不得大于1.5S的要求靈敏度檢驗 =1.91.5 （1.30） 靈敏度合格（3） 低壓側的保護裝置 低壓總開關采用DW15-1500/3型低壓斷路器，三相均裝過電流脫扣器，既可保護低壓側的短路和過負荷（利用長延時脫扣器），而且可保護低壓側單相接地短路。低壓側所有出線端均采用DZ20型低壓型低壓斷路器控制，其瞬時脫扣器可實現(xiàn)對線路短路故障的保護。1.7 防雷保護與接地裝置的設計1.7.1 變電所的防雷保護1直擊雷的保護 在變電所的屋頂裝設霹雷針或霹雷帶，并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連，按規(guī)定獨立霹雷針的接地裝置接

37、地電阻，通常采用3-6根長2.5 m,直徑50mm的鋼管，在裝霹雷針的桿塔附近作一排或多排形排列，鋼管間距離為5m,大入地下，管頂距地面0.6m，接地管間用40mm*4mm的鍍鋅扁鋼，下與接地體鋼焊接相連，并與裝霹雷針的桿塔及其基礎內的鋼筋相焊接，上與霹雷針焊接相連，霹雷針采用直徑20mm鍍鋅扁鋼，長1-1.5m的接地裝置與變電所公共接地裝置有3m以上距離。2 雷電侵入波的保護（1） 在10KV電源進線的終端桿上裝設FS4-10型閥式霹雷器，引下線采用25mm*4mm的鍍鋅扁鋼，下與各個接地網(wǎng)焊接相連，上與霹雷器接地端螺栓相連。（2） 在10KV高壓配電間內設有GG-1A（F）-54開關柜，其

38、中配有FS4-10型霹雷器，靠近主變壓器，主變壓器主要靠此霹雷器來保護，防護雷電的侵入波的危害。（3） 在380低壓側架空出線桿上，裝設保護間隙，或將其絕緣子的鐵腳接地，用以防護沿低壓架空線侵入雷電波。1.7.2 變電所公共接地裝置的設計（1） 接地電阻的要求 （1.31）故而公共接地裝置接地電阻（2） 接地裝置的設計 采用長2.5m，直徑50mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距為5m ,垂直打入地下，管頂離地面0.6m,管間用40mm*4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連，變電所的變壓器室內有兩條接地干線，高壓變配電各有一條接地干線與室外公共接地裝置焊接相連，接地干線均采用25mm*4mm的鍍鋅

39、扁鋼，變電所接地裝置平面布置如圖： 接地電阻驗算： （1.32） 滿足的接地電阻要求。 圖1.7.2 變電所接地裝置平面布置圖1.8 變電所電氣照明的設計 室外開關場設置24個警戒照明燈。室內采用日光燈。高壓開關柜后面墻壁上裝設23盞壁燈。在控制室，高壓配電室，檢修間及電容器室皆設置照明插座供檢修只用。 第2章 低壓配電系統(tǒng)設計2.1 車間配電線路布線方案的確定車間配電線路包括車間內和沿車間外墻或屋檐敷設的低壓配電線路.本工廠的低壓額定電壓是380V,因此才用中性點直接接地的三相四線制系統(tǒng)(TN-C系統(tǒng)).2.1.1 車間配電系統(tǒng)結線方案的選擇根據(jù)放射式低壓配電系統(tǒng)放射式的結線方案的特點:線路

40、之間互不影響,供電可靠性高,配電設備集中,運行維修也較方便,但配電設備及有色金屬消耗量較多.適用范圍:一般用于供容量大,負荷集中或較重要的負荷,以及需要集中連鎖起動,停車的用電設備.對重要負荷,可采用有不同母線段或不同電源供電的雙回路放射式,互為備用. 2.1.2 線路導線的布線方式和使用范圍本廠車間低壓配電線路部線采用鋼索布線.適用范圍:一般適用于室內,室外場所,在對,在對鋼索有腐蝕的場所,應采取防腐蝕措施.2.2 線路導線及其配電線路設備和保護設備的選擇2.2.1 380V出線的選擇1各類電力線路的導線截面的選擇步驟（1）對于低壓電力線路 其負荷電流較大，導線發(fā)熱是個突出的問題。因此，應先

41、按發(fā)熱條件選擇，再依次幾校驗電壓損耗和機械強度。對于照明線路 因照明器對線路的電壓移非常敏感，線路的電壓損耗是個突出的問題。因此，應先按電壓損耗條件選擇，再校驗其發(fā)熱條件和機械強度。對于較長的6-10KV高壓線路 應先按經(jīng)濟電流密度選擇，再校驗其電壓損耗和發(fā)熱條件。但是對于廠區(qū)內很短的6-10KV高壓線路以及高壓母線，可以不按經(jīng)濟電流密度選擇。（4） 對于矩型母線 應先按發(fā)熱條件選擇，校驗其短路動、熱穩(wěn)定度。但可不必校驗其電壓損耗和機械強度。（5） 對于電纜線路 除應按低壓動力線路或照明線路、高壓線路的選擇步驟外，還應校驗其短路熱穩(wěn)定度，并使其額定電壓不低于線路的工作電壓。對于絕緣導線 也應按

42、其短路熱穩(wěn)定度，并使其額定電壓不低于線路的工作電壓。對于低壓電力線路 其負荷電流較大，導線發(fā)熱是個突出的問題。因此，應先按發(fā)熱條件選擇，再依次幾校驗電壓損耗和機械強度。2 電力線路選擇 （1） 按發(fā)熱條件選擇導線截面 對于相線當導線的截面A及周圍的實際環(huán)境溫度一定時，其允許的載流Ial量也一定,必須滿足IalI30；對于零線其截面APEN應按下訴公式選擇：當A16mm2時, APEN=0.5A；當A16mm2時，APEN=A。 （2）按電壓損耗條件選擇導線截面 可按公式U%=u%PL，計算出電壓百分比，式中u%為電壓損耗近似值，可以通過查表得到；P為一次的計算負荷；L為高壓進線長度。（3）按經(jīng)

43、濟密度選擇導線截面線路的經(jīng)濟電流密度Jec的大小與線路類別、導線材料和工廠的年最大負荷利用小時數(shù)有關?？刹楸砬蟮?。為了使線路的年運行費用最低，線路的截面Aec應按下式選擇 Aec= I30/Jec （2.1）式中，為流過線路的計算電流。（4）按短路熱穩(wěn)定度校驗母線、絕緣導線和電纜的芯線截面 AAKmin3 選擇電力電纜的芯線材質、數(shù)量、電纜外護層的型號： 由于本廠低壓配電系統(tǒng)選用的是三相四線制系統(tǒng)(TN-C系統(tǒng)),考慮到車間變電所到車間用電設備所的380V饋電線是在室內，且考慮到線路可能要受到機械外力等，還有要預防觸電事故的發(fā)生，所以綜合以上條件比較架空裸導線或架空絕緣導線和敷設電力電纜方案的

44、利弊，選用四芯的電力電纜直埋敷設。下面從幾個方面選擇電力電纜的芯線材質、數(shù)量、電纜外護層的型號：（1）芯線材質：銅芯 對振動劇烈、有爆炸危險或對鋁有腐蝕等嚴酷的工作環(huán)境以及耐火電纜，均必采用銅芯電纜。 在緊靠高溫設備配置安全性要求高的重要公共設施中，在水下敷設當工作電流較大需增多電纜根數(shù)時，均宜采用銅芯電纜。鋁芯一般情況下（除上述應采用或宜采用銅芯電纜的情況下），均應采用鋁芯電纜。（2）電纜芯線數(shù)量： 由于本廠低壓配電系統(tǒng)選用的是三相四線制系統(tǒng)(TN-C系統(tǒng))，而低壓TN-C系統(tǒng)的三相四線電路要求選用四芯，所以電纜選用四芯。（3）電纜外護層的型號及其適用范圍：型號為VLV22的聚氯乙烯絕緣電力

45、電纜（簡稱“塑料電纜”）適用范圍：敷設在室內、溝道中、管子內及土壤中，耐腐蝕，不延燃，能承受機械壓力，但不能承受大的拉力。符合車間變電所饋電線的所處的工作環(huán)境要求，因此五個車間變電所引出的饋電線路都選用此種外護層的電力電纜： VLV22鋁芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套內鋼帶鎧裝電纜。五個車間變電所引出的饋電線路都選用四芯VLV22鋁芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套內鋼帶鎧裝電纜下面根據(jù)1車間380V負荷計算表的計算電流來選擇電纜截面大小(根據(jù)導體的允許載流量選擇).2.2.1.1 鑄鋼車間（1）按發(fā)熱條件選擇 由于鑄鋼車間由兩個車間變電所并列運行供電，所以每根從NO.1變電所引出的380V出線的計算電流是1870/2A=935A。根據(jù)電工程師技術手冊（劉介才主編）聚氯乙烯絕緣電纜直埋敷設時的允許載流量數(shù)據(jù)，可知四芯護套內鋼帶鎧裝電纜最大允許載流量是347A （截面積是300），而I=935A3