10kV降壓變電站電氣設(shè)計(jì)

1、 工廠供電課程設(shè)計(jì)題目：機(jī)械廠10kv降壓變電所電氣設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名：莫偉杰指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時(shí)間： 2009年10月目 錄第一節(jié) 前言2第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3第三節(jié) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).7一、負(fù)荷計(jì)算7二、無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算10三、變電所位置和形式選擇11四、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量12五、變電所主接線選擇12六、短路電流的計(jì)算13七、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)15八、變電所高、低壓線路設(shè)計(jì)19九、變電所二次回路設(shè)計(jì)及繼電保護(hù)的整定21十、防雷和接地裝置設(shè)計(jì)24第四節(jié) 電氣設(shè)計(jì)圖.26一、變電所平面布置圖.26二、廠區(qū)供電線路規(guī)劃圖27三、變電所高壓配電主接線圖、28四、變電所低壓配電主接線圖、.2

2、9五、變電所變壓器保護(hù)二次回路圖30第五節(jié) 心得和體會(huì) .31第六節(jié) 附錄參考文獻(xiàn) .32第一節(jié) 前 言課程設(shè)計(jì)是教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以鞏固本課程理論知識(shí)，掌握供配電設(shè)計(jì)的基本方法，通過(guò)解決各種實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力，同時(shí)對(duì)電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在計(jì)算、繪圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等方面得到訓(xùn)練，為今后的工作奠定基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可分為三大部分，第一部分為設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，包括負(fù)荷計(jì)算、無(wú)功功率及補(bǔ)償計(jì)算、短路電流的計(jì)算、設(shè)備選擇及校驗(yàn)計(jì)算、配電變壓器保護(hù)定值計(jì)算；第二部分為設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，包括變電所位置和形式選擇、變電所主接線設(shè)計(jì)、

3、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)、變電所高、低壓線路設(shè)計(jì)、變電所二次回路設(shè)計(jì)及繼電保護(hù)的整定、防雷和接地裝置設(shè)計(jì)；第三部分為電氣設(shè)計(jì)圖，包括變電所平面布置圖、廠區(qū)供電線路規(guī)劃圖、變電所高壓配電主接線圖、變電所低壓配電主接線圖、變電所變壓器保護(hù)二次回路圖。本設(shè)計(jì)基于本人掌握的供電知識(shí)基礎(chǔ)，尚有正確和不完善的地方，敬請(qǐng)老師、同學(xué)指正！ 2009年10月第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)一、原始資料1概況某地區(qū)新建工廠，設(shè)備情況如附表所示。經(jīng)供電部門(mén)批準(zhǔn)，距離該廠15km的一10kv變電所專用線供電，該變電所的出口短路容量為200mva。，地區(qū)氣溫為38。c，平均氣溫為25。c，該廠區(qū)土壤電阻率為

4、200/m2。2廠區(qū)布局熱處理車間鑄工車間焊接車間配電房鍛軋車間電鍍車間噴漆車間金工車間機(jī)修車間總裝車間倉(cāng)庫(kù)辦公樓生活區(qū)3廠區(qū)負(fù)荷分布序號(hào)車間名稱設(shè)備名稱設(shè)備容量（kw）需要系數(shù)負(fù)荷類別電壓（kv）功率因數(shù)1熱處理車間各種電爐6000.820.380.8通風(fēng)機(jī)600.820.380.7照明60.920.220.952鑄工車間電弧熔爐9000.920.380.8通風(fēng)機(jī)800.8520.380.75照明60.920.220.953焊接車間各種焊接4000.520.380.45通風(fēng)機(jī)250.920.380.7照明60.8520.220.954金工車間機(jī)床5000.2520.380.7通風(fēng)機(jī)300.8

5、20.380.7沖床1600.4520.380.8照明60.920.220.955電鍍車間電鍍爐800.820.380.75吊車900.620.380.7水泵200.620.380.7通風(fēng)機(jī)300.820.380.75照明80.920.220.956噴漆車間電熱柜8000.820.380.95吊車700.620.380.7風(fēng)機(jī)1200.820.380.7照明80.920.220.957總裝車間吊車9600.720.380.7風(fēng)機(jī)300.920.380.7照明60.920.220.958鍛軋車間軋床1750.520.380.67機(jī)床2000.320.380.75通風(fēng)機(jī)600.820.380.7照

6、明60.920.220.959機(jī)修車間機(jī)床1200.2520.380.7吊車400.620.380.7通風(fēng)機(jī)450.820.380.7照明60.920.220.9510倉(cāng)庫(kù)吊車300.520.380.7通風(fēng)機(jī)150.820.380.7照明40.920.220.9511辦公樓空調(diào)3000.520.380.8熱水器700.720.380.85照明100.920.220.9512生活區(qū)空調(diào)3000.520.380.8熱水器1500.720.380.85照明500.920.220.9513配電房空調(diào)400.520.380.8熱水器130.720.380.85照明30.920.220.95二、設(shè)計(jì)內(nèi)容及

7、要求1計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷，確定無(wú)功補(bǔ)償容量及設(shè)備；2確定該廠配電主接線，確定變電所10kv母線至本廠線路導(dǎo)線路徑、線型；3確定計(jì)量方式及計(jì)量安裝點(diǎn)；4選擇配電的主要設(shè)備（10kv線路的導(dǎo)線，變壓器，高、低壓開(kāi)關(guān)，10kv和0.4kv母線，ct，pt，低壓出線等）5規(guī)劃所選設(shè)備的保護(hù)配置，確定配電變壓器的保護(hù)方式及動(dòng)作值；6配電裝置的地網(wǎng)設(shè)計(jì)；7配電室的平面配置；三、設(shè)計(jì)成果1編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，包括：（1）計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷；（2）無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算；（3）短路電流計(jì)算；（4）設(shè)備選擇及校驗(yàn)計(jì)算；（5）配電變壓器保護(hù)定值計(jì)算。2編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，包括：（1）該廠主接線方案論證：設(shè)計(jì)該廠主電路接線，論證

8、所設(shè)計(jì)方案是最佳方案；（2）選擇主變壓器的容量和臺(tái)數(shù)；（3）設(shè)備選擇及校驗(yàn)結(jié)果；（4）規(guī)劃配電變壓器的保護(hù)配置及動(dòng)作定值；（5）配電裝置的地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案。3應(yīng)完成的圖紙：（1）配電主接線；（2）變壓器保護(hù)二次接線圖；（3）配電地網(wǎng)配置圖；（4）配電室平面配置圖（含基礎(chǔ)斷面圖）；（5）配電房至各車間線路圖。第三節(jié) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一、負(fù)荷計(jì)算廠區(qū)各用電車間的計(jì)算負(fù)荷，按照如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。1、三相類負(fù)荷計(jì)算公式：為計(jì)算有功，為需要系數(shù)，為三相設(shè)備額定有功容量為計(jì)算無(wú)功， 為功率因數(shù)角2、單相類負(fù)荷等效三相負(fù)荷計(jì)算公式：為等效三相計(jì)算有功，為需要系數(shù)，為單相設(shè)備有功容量為計(jì)算無(wú)功， 為功率因數(shù)角3、用電車

9、間計(jì)算負(fù)荷計(jì)算公式： i為車間序號(hào)，j為車間內(nèi)負(fù)荷類別數(shù)，為車間計(jì)算有功負(fù)荷i為車間序號(hào)，j為車間內(nèi)負(fù)荷類別數(shù)，為車間計(jì)算無(wú)功負(fù)荷為車間計(jì)算視在功率為車間計(jì)算負(fù)荷電流，為額定線電壓 4、計(jì)算各車間負(fù)荷（1）熱處理車間電爐：0.8600480；=640通風(fēng)機(jī)：0.86048 ；=47.05照明：1.7320.969.35；=16.43480489.35537.3564024019.31899.311047.621591.7a（2）按照以上的計(jì)算方法，計(jì)算得廠區(qū)各車間的計(jì)算負(fù)荷如下表所示。廠區(qū)各車間的計(jì)算負(fù)荷表序號(hào)車間名稱()設(shè)備名稱()pij()qij()pi()qi()si()ii()1熱處理

10、車間各種電爐6000.80.8640666703.46968.711471.84通風(fēng)機(jī)600.80.747.04照明60.90.9516.422鑄工車間電弧熔爐9000.90.810809861173.521532.752328.84通風(fēng)機(jī)800.850.7577.1照明60.90.9516.423焊接車間各種焊接4000.50.45100.78431138.34452.65687.75通風(fēng)機(jī)250.90.722.05照明60.850.9515.514金工車間機(jī)床5000.250.7122.52696258.46742.441128.05通風(fēng)機(jī)300.80.723.52沖床1600.450.8

11、96照明60.90.9516.425電鍍車間電鍍爐800.80.7572.56228186.36294.47447.41吊車900.60.752.93水泵200.60.711.76通風(fēng)機(jī)300.80.7527.21照明80.90.9521.96噴漆車間電熱柜8000.80.951947.159982104.32328.963538.59吊車700.60.741.16風(fēng)機(jī)1200.80.794.09照明80.90.9521.97總裝車間吊車9600.70.7658.69996701.571218.281851.03風(fēng)機(jī)300.90.726.46照明60.90.9516.428鍛軋車間軋床1750

12、.50.6778.97441210.46488.64742.43機(jī)床2000.30.7568.03通風(fēng)機(jī)600.80.747.04照明60.90.9516.429機(jī)修車間機(jī)床1200.250.729.4211104.62235.51357.83吊車400.60.723.52通風(fēng)機(jī)450.80.735.28照明60.90.9516.4210倉(cāng)庫(kù)吊車300.50.714.74937.4161.6493.65通風(fēng)機(jī)150.80.711.76照明40.90.9510.9511辦公樓空調(diào)3000.50.8200380306.44488.16741.7熱水器700.70.8579.06照明100.90.9

13、527.3812生活區(qū)空調(diào)3000.50.8200500506.32711.581081.16熱水器1500.70.85169.42照明500.90.95136.913配電房空調(diào)400.50.826.665649.5574.77113.6熱水器130.70.8514.68照明30.90.958.21總計(jì)66386480.819277.0614095.44二、無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算1、變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷由計(jì)算負(fù)荷表可知：6638；6480.81；9277.06；14095.44 a2、低壓側(cè)功率因數(shù)0.723、無(wú)功補(bǔ)償容量為使高壓側(cè)的功率因數(shù)0.90，則低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于0.90，取

14、： 。要使低壓側(cè)的功率因數(shù)由0.72提高到0.95，則低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為：=66380.63524216.25取:=4809個(gè)4320，則補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：2160.816980.84計(jì)算電流為：10606.6 a4、變壓器的功率損耗有功損耗：104.71無(wú)功損耗：418.855、變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷6638104.716742.712160.81418.852579.667219.33416.82 a補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：0.930.9，滿足要求。6、年耗電量的估算年有功電能消耗量及年無(wú)功電能耗電量可由下式計(jì)算得到：年有功電能消耗量：年無(wú)功電能耗電量：結(jié)合本廠的

15、情況，年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4800h，取年平均有功負(fù)荷系數(shù)，年平均無(wú)功負(fù)荷系數(shù)。由此可得本廠：年有功耗電量：年無(wú)功耗電量：三、變電所位置和形式選擇由于本廠有二級(jí)重要負(fù)荷，考慮到對(duì)供電可靠性的要求，采用兩路進(jìn)線，一路經(jīng)10kv公共市電架空進(jìn)線（中間有電纜接入變電所），另一路引自鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線。變電所的形式由用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，根據(jù)變電所位置和形式的選擇規(guī)定及gb500531994的規(guī)定，結(jié)合本廠的實(shí)際情況，這里變電所采用單獨(dú)設(shè)立方式，其設(shè)立位置參見(jiàn)廠區(qū)供電線纜規(guī)劃圖，內(nèi)部布置形式參見(jiàn)變電所平面布置圖。四、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量1、變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下

16、列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器：有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合本廠的情況，考慮到二級(jí)重要負(fù)荷的供電安全可靠，故選擇兩臺(tái)主變壓器。2、變電所主變壓器容量選擇。每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：(1)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足：(2)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足：，即滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷需求。代入數(shù)據(jù)可得：=（0.60.7）7219.33=（4331.65053.5）。另外，考慮到本廠的氣象資料（年平均氣溫為），所選變壓器的實(shí)際容量：也滿足使用要求，同時(shí)又考慮到未來(lái)510年的負(fù)荷發(fā)展，初步取=5000 ?？紤]到安全性和可靠性的問(wèn)題，確定變壓器為sc3

17、系列箱型干式變壓器。型號(hào)：sc10-5000/10 ，其主要技術(shù)指標(biāo)如下表所示：變壓器型號(hào)額定容量/額定電壓/kv聯(lián) 結(jié) 組型 號(hào)損耗/kw空載電流%短路阻抗%高壓低壓空載負(fù)載sc10-5000/10100010.50.4dyn112.457.451.36備注參考尺寸（mm）：長(zhǎng)：1760寬：1025高：1655 重量（kg）：3410五、變電所主接線選擇1、方案一高、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 。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)

18、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。2、方案二單母線分段帶旁路。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。3、方案三高壓采用單母線、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(guò)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，采用三方案時(shí)雖經(jīng)濟(jì)性最佳，但是其可靠性相比其他兩方案差；采用方案二需要的斷路器數(shù)量多，接線復(fù)雜，它們的經(jīng)濟(jì)性能較差；采用方案一既滿足負(fù)荷供電要求

19、又較經(jīng)濟(jì)，故本次設(shè)計(jì)選用方案一。根據(jù)所選的接線方式，畫(huà)出主接線圖，參見(jiàn)變電所高壓電氣主接線圖。六、短路電流的計(jì)算本廠的供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖（一）所示。采用兩路電源供線，一路為距本廠6km的饋電變電站經(jīng)lgj-185（額定載流515a416.82 a）架空線（系統(tǒng)按電源計(jì)），該干線首段所裝高壓斷路器的斷流容量為；一路為鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線。下面計(jì)算本廠變電所高壓10kv母線上k-1點(diǎn)短路和低壓380v母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量，如圖1所示短路點(diǎn)。圖1 計(jì)算短路點(diǎn)下面采用標(biāo)么制法進(jìn)行短路電流計(jì)算：1、確定基準(zhǔn)值取，所以：；2、 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值：（忽略架空線至變電所的電纜

20、電抗）（1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值：（2）架空線路的電抗標(biāo)么值：查手冊(cè)得，因此： （3）電力變壓器的電抗標(biāo)么值：由所選的變壓器的技術(shù)參數(shù)得，因此：可繪得短路等效電路圖如圖2所示。圖23、計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標(biāo)么值：（2）三相短路電流周期分量有效值： （3）其他三相短路電流： （4）三相短路容量：4、 計(jì)算k-2點(diǎn)短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標(biāo)么值：（2）三相短路電流周期分量有效值：（3）其他三相短路電流：；（4）三相短路容量： 七、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)1、變電所高壓一次設(shè)備的選擇根據(jù)機(jī)械廠所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓

21、側(cè)采用天津市長(zhǎng)城電器有限公司生產(chǎn)的jyn2-10（z）型戶內(nèi)移開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。此高壓開(kāi)關(guān)柜的型號(hào)：jyn2-10/4ztta（說(shuō)明：4：一次方案號(hào)；z：真空斷路器；t：彈簧操動(dòng)；ta ：干熱帶）。其內(nèi)部高壓一次設(shè)備根據(jù)本廠需求選取，具體設(shè)備見(jiàn)變電所高壓電氣主接線圖。初選設(shè)備：高壓斷路器： zn24-10/1250/20 高壓熔斷器：rn2-10/0.5 -50 電流互感器：lzzqb6-10-0.5-200/5 電壓互感器：jdzj-10 接地開(kāi)關(guān)：jn-3-10/25母線型號(hào)：tmy-3（504）；tmy-3（8010）+1（606）絕緣子型號(hào)：za-10y抗彎強(qiáng)度：3.75kn（

22、戶內(nèi)支柱絕緣子）從高壓配電柜引出的10kv三芯電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，型號(hào)：yjv-350，無(wú)鋼鎧護(hù)套，纜芯最高工作溫度。2、變電所高壓一次設(shè)備的校驗(yàn)根據(jù)高壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和條件，在據(jù)電壓、電流、斷流能力選擇設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)所選的高壓側(cè)設(shè)備進(jìn)行必需的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)和熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。）設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)（1）高壓電器動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)校驗(yàn)條件： 由以上短路電流計(jì)算得= ；= 。并查找所選設(shè)備的數(shù)據(jù)資料比較得：高壓斷路器zn24-10/1250/20 =50ka ，滿足條件；電流互感器lzzqb6-10-0.5-200/5 =79ka，滿足條件；jn-3-10/25接地開(kāi)關(guān)=63 ka ，滿足條

23、件。（2）絕緣子動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)校驗(yàn)條件： 母線采用平放在絕緣子上的方式，則：（其中=200mm；=900mm），所以：= 滿足要求。 （3）母線的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)條件： tmy母線材料的最大允許應(yīng)力=140mpa。10kv母線的短路電流=；= 三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力： =母線的彎曲力矩： 母線的截面系數(shù)： 母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力： 可得，=140mpa=，滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求。）高壓設(shè)備的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)（1）高壓電器熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件： 查閱產(chǎn)品資料：高壓斷路器：=31.5ka,t=4s；電流互感器：=44.5ka ,t=1s；接地開(kāi)關(guān)：=25ka,t=4s。取，=，將數(shù)據(jù)代入上式，經(jīng)計(jì)算以上

24、電器均滿足熱穩(wěn)定性要求。（2）高壓母線熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件： a=查產(chǎn)品資料，得銅母線的c=171，取。母線的截面： a=504=200允許的最小截面： 從而，該母線滿足熱穩(wěn)定性要求 。 （3）高壓電纜的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件： a=允許的最小截面： 所選電纜yjv-350的截面 a=50從而，該電纜滿足熱穩(wěn)定性要求 。 3、變電所低壓一次設(shè)備的選擇低壓側(cè)采用的也是天津長(zhǎng)城電器有限公司生產(chǎn)的ggd2型低壓開(kāi)關(guān)柜，所選擇的主要低壓一次設(shè)備參見(jiàn)附圖四變電所低壓電氣主接線圖。部分初選設(shè)備：低壓斷路器：na1 型智能萬(wàn)能斷路器、tms30型塑殼無(wú)飛弧智能斷路器 低壓熔斷器：nt系列電壓互感器：jdz1系

25、列電流互感器：lmzj1 、lmz1 系列 母線型號(hào)： tmy-3（8010）+1（606）絕緣子型號(hào)：za-6y抗彎強(qiáng)度：3.75kn（戶內(nèi)支柱絕緣子）另外，無(wú)功補(bǔ)償柜選用2個(gè)gcj1-01型柜子，采用自動(dòng)補(bǔ)償，滿足補(bǔ)償要求。4、 變電所低壓一次設(shè)備的校驗(yàn)由于根據(jù)低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和條件進(jìn)行的低壓一次側(cè)設(shè)備選擇，不需再對(duì)熔斷器、刀開(kāi)關(guān)、斷路器進(jìn)行校驗(yàn)。關(guān)于低壓電流互感器、電壓互感器、電容器及母線、電纜、絕緣子等校驗(yàn)項(xiàng)目與高壓側(cè)相應(yīng)電器相同，這里僅列出低壓母線的校驗(yàn)：380kv側(cè)母線上母線動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：校驗(yàn)條件： tmy母線材料的最大允許應(yīng)力=140mpa。380kv母線的短路電流、，

26、三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為：母線的彎曲力矩： 母線的截面系數(shù)：母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力： 可得，=140mpa=，滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求。380v側(cè)母線熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：校驗(yàn)條件： a=查產(chǎn)品資料，得銅母線的c=171，取。母線的截面： a=8010=800允許的最小截面： ，從而，滿足熱穩(wěn)定性要求 。 八、變電所高、低壓線路設(shè)計(jì)為了保證供電的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)，選擇導(dǎo)線和電纜時(shí)應(yīng)滿足下列條件：發(fā)熱條件；電壓損耗條件；經(jīng)濟(jì)電流密度；機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：一般10kv及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)于低壓照明線路，因?qū)﹄妷核揭?/p>

27、較高，通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。1、高壓線路導(dǎo)線的選擇架空進(jìn)線后接了一段交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜yjv 8.7/10kv-3300做引入線（直埋），高壓主接線如附圖三所示。高壓側(cè)計(jì)算電流，所選電纜的允許載流量，滿足發(fā)熱條件。2、低壓線路導(dǎo)線的選擇由于沒(méi)有設(shè)單獨(dú)的車間變電所，進(jìn)入各個(gè)車間的導(dǎo)線接線采用tn-c-s系統(tǒng)；從變電所到各個(gè)車間及宿舍區(qū)用埋地電纜供電，電纜采用vv22型銅芯交聯(lián)聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，根據(jù)不同的車間負(fù)荷采用不同的截面。其中導(dǎo)線和電纜的截面選擇滿足條件：1）相線截面的選擇以滿足發(fā)熱條件即，；2）中性線（n線）截面選擇，這里采用

28、的為一般三相四線，滿足；3）保護(hù)線（pe線）的截面選擇（1）時(shí)，；（2）時(shí)，（3）時(shí)，4）保護(hù)中性線（pen）的選擇，?。╪線）與（pe）的最大截面。結(jié)合計(jì)算負(fù)荷，可得到由變電所到各個(gè)車間的低壓電纜的型號(hào)為： 序號(hào)車間名稱()計(jì)算負(fù)荷電流ii ()導(dǎo)線型號(hào)額定載流()1熱處理車間1471.84vv22-1kv-3630+1800a/b/c相分別采用630型號(hào)2根并聯(lián)，ial28801760a；n相采用1根800型號(hào)ial111001100a2鑄工車間2328.84vv22-1kv-3630+1800a/b/c相分別采用630型號(hào)3根并聯(lián)，ial38802640a；n相采用1根800型號(hào)ial1

29、11001100a3焊接車間687.75vv22-1kv-3630+1150a/b/c相分別采用630型號(hào)1根，ial1880880a；n相采用1根150型號(hào)ial1350350a4金工車間1128.05vv22-1kv-3400+1400a/b/c相分別采用400型號(hào)2根并聯(lián)，ial26501300a；n相采用1根400型號(hào)ial1650650a5電鍍車間447.41vv22-1kv-3300+195a/b/c相分別采用300型號(hào)1根，ial1560560a；n相采用1根95型號(hào)ial1260260a6噴漆車間3538.59vv22-1kv-31000+1800a/b/c相分別采用1000型

30、號(hào)3根并聯(lián)，ial313003900a；n相采用2根800型號(hào)ial211002200a7總裝車間1851.03vv22-1kv-2800+1800a/b/c相分別采用800型號(hào)2根并聯(lián)，ial211002200a；n相采用1根800型號(hào)ial111001100a8鍛軋車間742.43vv22-1kv-3630+1185a/b/c相分別采用630型號(hào)1根，ial1880880a；n相采用1根185型號(hào)ial1410410a9機(jī)修車間357.83vv22-1kv-3240+195a/b/c相分別采用300型號(hào)1根，ial1480480a；n相采用1根95型號(hào)ial1260260a10倉(cāng)庫(kù)93.6

31、5vv22-1kv-335+110a/b/c相分別采用35型號(hào)1根，ial1145145a；n相采用1根10型號(hào)ial16565a11辦公樓741.7vv22-1kv-3630+1185a/b/c相分別采用630型號(hào)1根，ial1880880a；n相采用1根185型號(hào)ial1410410a12生活區(qū)1081.16vv22-1kv-3400+1400a/b/c相分別采用400型號(hào)2根并聯(lián)，ial26501300a；n相采用1根400型號(hào)ial1650650a13配電房113.6vv22-1kv-335+110a/b/c相分別采用35型號(hào)1根，ial1145145a；n相采用1根10型號(hào)ial16

32、565a九、變電所二次回路設(shè)計(jì)及繼電保護(hù)的整定1、二次回路方案選擇1）二次回路電源選擇二次回路操作電源有直流電源，交流電源之分。蓄電池組供電的直流操作電源帶有腐蝕性，并且有爆炸危險(xiǎn)；由整流裝置供電的直流操作電源安全性高，但是經(jīng)濟(jì)性差。 考慮到交流操作電源可使二次回路大大簡(jiǎn)化，投資大大減少，且工作可靠，維護(hù)方便。這里采用交流操作電源。2）高壓斷路器的控制和信號(hào)回路高壓斷路器的控制回路取決于操作機(jī)構(gòu)的形式和操作電源的類別。結(jié)合上面設(shè)備的選擇和電源選擇，采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路。3）電測(cè)量?jī)x表與絕緣監(jiān)視裝置這里根據(jù)gbj63-1990的規(guī)范要求選用合適的電測(cè)量?jī)x表并配用相應(yīng)絕緣監(jiān)視裝置

33、。（1）10kv電源進(jìn)線上：電能計(jì)量柜裝設(shè)有功電能表和無(wú)功電能表；為了解負(fù)荷電流，裝設(shè)電流表一只。（2）變電所每段母線上：裝設(shè)電壓表測(cè)量電壓并裝設(shè)絕緣檢測(cè)裝置。（3）電力變壓器高壓側(cè)：裝設(shè)電流表和有功電能表各一只。（4）380v的電源進(jìn)線和變壓器低壓側(cè)：各裝一只電流表。（5）低壓動(dòng)力線路：裝設(shè)電流表一只。4）電測(cè)量?jī)x表與絕緣監(jiān)視裝置在二次回路中安裝自動(dòng)重合閘裝置（ard）（機(jī)械一次重合式）、備用電源自動(dòng)投入裝置（apd）。2、繼電保護(hù)的整定 繼電保護(hù)要求具有選擇性，速動(dòng)性，可靠性及靈敏性。由于本廠的高壓線路不很長(zhǎng)，容量不很大，因此繼電保護(hù)裝置比較簡(jiǎn)單。對(duì)線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過(guò)電

34、流保護(hù)和瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)；對(duì)線路的單相接地保護(hù)采用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變電所高壓母線上，動(dòng)作于信號(hào)。繼電保護(hù)裝置的接線方式采用兩相兩繼電器式接線；繼電保護(hù)裝置的操作方式采用交流操作電源供電中的“去分流跳閘”操作方式（接線簡(jiǎn)單，靈敏可靠）；帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)采用反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置。型號(hào)都采用gl-25/10 。其優(yōu)點(diǎn)是：繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，可采用交流操作，運(yùn)行簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，投資大大降低。此次設(shè)計(jì)對(duì)變壓器裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、速斷保護(hù)裝置；在低壓側(cè)采用相關(guān)斷路器實(shí)現(xiàn)三段保護(hù)。1)變壓器低壓側(cè)繼電保護(hù)變電所內(nèi)裝有兩臺(tái)10/0.45000的變壓器。低壓母線側(cè)三相短路電流為，低壓

35、側(cè)繼電保護(hù)用電流互感器的變比為600/5a，繼電器采用gl-25/10型，接成兩相兩繼電器方式。下面整定該繼電器的動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)限和速斷電流倍數(shù)。a)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定： ，故其動(dòng)作電流：動(dòng)作電流整定為15a。b)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定由于此變電所為終端變電所，因此其過(guò)電流保護(hù)的10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)限整定為。c)電流速斷保護(hù)速斷電流倍數(shù)整定取，故其速斷電流為：，因此速斷電流倍數(shù)整定為：。2）10kv側(cè)繼電保護(hù)在此選用gl-25/10型繼電器。由以上條件得計(jì)算數(shù)據(jù)：變壓器一次側(cè)過(guò)電流保護(hù)的10倍動(dòng)作時(shí)限整定為0.5s；過(guò)電流保護(hù)采用兩相兩繼電器式接線；高壓側(cè)線路首端的三相短路電流為2

36、.614ka；變比為200/5a保護(hù)用電流互感器動(dòng)作電流為9a。下面對(duì)高壓母線處的過(guò)電流保護(hù)裝置進(jìn)行整定。（高壓母線處繼電保護(hù)用電流互感器變比為200/5a）（1）整定的動(dòng)作電流：取，故， 根據(jù)gl-25/10型繼電器的規(guī)格，動(dòng)作電流整定為7a 。（2）整定的動(dòng)作時(shí)限：母線三相短路電流反映到中的電流：對(duì)的動(dòng)作電流的倍數(shù)，即：，由反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限的整定曲線確定的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間：=0.6s。的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間：，母線三相短路電流反映到中的電流：，對(duì)的動(dòng)作電流的倍數(shù)，即：，所以，由10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)限曲線查得的動(dòng)作時(shí)限：。（3）0.38kv側(cè)低壓斷路器保護(hù) (a)瞬時(shí)過(guò)流脫扣器動(dòng)作電流整定：

37、滿足，：對(duì)萬(wàn)能斷路器取1.35；對(duì)塑殼斷路器取22.5。(b)短延時(shí)過(guò)流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間整定：滿足: 取1.2。另外還應(yīng)滿足前后保護(hù)裝置的選擇性要求，前一級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間比后一級(jí)至少長(zhǎng)一個(gè)時(shí)間級(jí)差0.2s(0.4s,0.6s)。(c)長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間整定：滿足： 取1.1。(d)過(guò)流脫扣器與被保護(hù)線路配合要求：滿足： ：絕緣導(dǎo)線和電纜允許短時(shí)過(guò)負(fù)荷倍數(shù)(對(duì)瞬時(shí)和短延時(shí)過(guò)流脫扣器，一般取4.5；對(duì)長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流脫扣器，取1.11.2)。(e)熱脫扣器動(dòng)作電流整定：滿足： 取1.1，一般應(yīng)通過(guò)實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行檢驗(yàn)。可根據(jù)以上整定要求，參考相關(guān)產(chǎn)品資料對(duì)低壓側(cè)的na1和tms30系列

38、低壓斷路器進(jìn)行整定，在此不詳述。十、防雷和接地裝置的確定1、防雷裝置確定雷電引起的大氣過(guò)電壓會(huì)對(duì)電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此，在變電所必須采取有效的防雷措施，以保證電器設(shè)備的安全。下面分情況對(duì)防雷裝置進(jìn)行選擇。2、直擊雷的防治根據(jù)變電所雷擊目的物的分類，在變電所的中的建筑物應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。在進(jìn)線段的1km長(zhǎng)度內(nèi)進(jìn)行直擊雷保護(hù)。防直擊雷的常用設(shè)備為避雷針。所選用的避雷器：接閃器采用直徑的圓鋼；引下線采用直徑的圓鋼；接地體采用三根2.5m長(zhǎng)的的角鋼打入地中再并聯(lián)后與引下線可靠連接。3、雷電侵入波保護(hù)由于雷電侵入波比較常見(jiàn)，且危害性較強(qiáng)，對(duì)其保護(hù)非常重要。對(duì)變電所來(lái)說(shuō)，雷電侵入

39、波保護(hù)利用閥式避雷器以及與閥式避雷器相配合的進(jìn)線保護(hù)段；為了其內(nèi)部的變壓器和電器設(shè)備得以保護(hù)，在配電裝置內(nèi)安放閥式避雷器。4、接地裝置確定接地裝置為接地線和接地體的組合，結(jié)合本廠實(shí)際條件選擇接地裝置：交流電器設(shè)備可采用自然接地體，如建筑物的鋼筋和金屬管道。本廠的大接地體采用扁鋼，經(jīng)校驗(yàn)，截面選擇為，厚度為。銅接地線截面選擇：低壓電器設(shè)備地面上的外露部分截面選擇為（絕緣銅線）；電纜的接地芯截面選擇為。所用的接地電阻選擇：查表得接地電阻應(yīng)滿足r5，re120v/ie，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：其中：為同一電壓的具有電聯(lián)系的架空線線路總長(zhǎng)度；為同一電壓的具有電聯(lián)系的電纜線路總長(zhǎng)度，則 =4.67，所以變電所的接

40、地電阻應(yīng)選為5。第四節(jié) 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)一、變電所平面布置圖二、廠區(qū)供電線路規(guī)劃圖三、變電所高壓配電主接線圖四、變電所低壓配電主接線圖五、變電所變壓器保護(hù)二次回路圖第五節(jié) 心得和體會(huì)通過(guò)本次設(shè)計(jì)，所學(xué)理論知識(shí)很好的運(yùn)用到了實(shí)際的工程當(dāng)中，在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，真正做到了學(xué)以致用，并使自己的實(shí)際工程能力得到了很大的提高，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1、知識(shí)系統(tǒng)化能力得到提高設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用了很多的知識(shí)，因此如何將知識(shí)系統(tǒng)化就成了關(guān)鍵。如本設(shè)計(jì)中用到了工廠供電的絕大多數(shù)的基礎(chǔ)理論和設(shè)計(jì)方案，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中側(cè)重了知識(shí)系統(tǒng)化能力的培養(yǎng)，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下了很好的理論基礎(chǔ)。2、計(jì)算和微機(jī)應(yīng)用能力得到提高通過(guò)本次鍛

41、煉，使自己計(jì)算準(zhǔn)確度有了進(jìn)步；繪圖方面，熟練了對(duì)autocad、天正電氣、word等軟件的掌握。3、自學(xué)能力提高此次設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多的困難，為了解決問(wèn)題，激發(fā)了對(duì)獲取知識(shí)的尋求，自學(xué)能力得到提高?？傊舜握n程設(shè)計(jì)的完成帶給我了很大的收獲，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。第六節(jié) 參考文獻(xiàn)1. 工廠供電 2005年7月第4版 機(jī)械工業(yè)出版社 劉介才 編2. 中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè) 2000年5月第1版 中國(guó)水利水電出版社 雷振山 編3. 實(shí)用供配電技術(shù)手冊(cè) 2002年1月第一版 中國(guó)水利水電出版社 劉介才 編4. 常用供配電設(shè)備選型手冊(cè) 1998年2月第一版煤炭工業(yè)出版社 王子午 徐澤

42、植 編5. 10kv及以下供配電設(shè)計(jì)與安裝圖集中冊(cè) 2002年1月第一版 煤炭工業(yè)出版社 王子午 陳昌 編6. 工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)下冊(cè)補(bǔ)充本（一），（二） 2003年二月第一版 中國(guó)電力出版社 7. 建筑工程常用材料設(shè)備產(chǎn)品大全 1992年10月第一版 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 8. 工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版 1994年12月第一版 中國(guó)電力出版社 9. 現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)實(shí)用指南 2000年1月第一版 中國(guó)水利水電出版社建筑電氣設(shè)計(jì)與施工 2000年9月第一版 中國(guó)建筑工業(yè)出版社袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇

43、葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈

44、蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞

45、蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀