畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）某電機(jī)修造廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、1某電機(jī)修造廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)某電機(jī)修造廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘摘 要要本論文主要依照工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循的一般原則、基本內(nèi)容和設(shè)計(jì)流程，對(duì)某電機(jī)修造廠變電所進(jìn)行了設(shè)計(jì)說(shuō)明，本文按照設(shè)計(jì)要求，在查閱大量參考資料、手冊(cè)后，對(duì)負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算，變配電所所址和型式的選擇，變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及類型的選擇，變配電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)，短路電流的計(jì)算，變配電所一次設(shè)備的選擇，變配電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)裝置的選擇與整定，變配電所防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)等進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明。并附有相應(yīng)的圖表、公式和計(jì)算結(jié)果。這次設(shè)計(jì)的變配電所完全滿足設(shè)計(jì)要求。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)計(jì)算

2、負(fù)荷，選出變壓器；通過(guò)計(jì)算三相短路電流，選出其他保護(hù)器件；通過(guò)三相短路電流，選擇過(guò)電流保護(hù)設(shè)備；然后選擇二次回路的設(shè)備，對(duì)一次側(cè)設(shè)備進(jìn)行控制、檢測(cè)；最后注意安全、接地和防雷的設(shè)置。關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：有功功率，電力變壓器，三相短路電流，過(guò)電流，接地2目 錄第一章第一章 緒緒 論論 .4 41.1課題背景、目的及意義 .41.1.1課題的背景.41.1.2課題的目的及意義.41.2設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、設(shè)計(jì)圖樣 .41.2.1設(shè)計(jì)的主要包括.41.2.2設(shè)計(jì)圖樣.5第二章第二章 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) .6 62.1 電機(jī)修造廠 .6第三章第三章 設(shè)計(jì)說(shuō)明設(shè)計(jì)說(shuō)明 .8 83.1 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償.83.1.

3、1 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 .83.1.2 負(fù)荷計(jì)算的方法 .93.1.3 各用電車間負(fù)荷情況及各車間變電所容量。 .93.1.4 全廠負(fù)荷計(jì)算。.103.1.5 功率補(bǔ)償.103.2 變電所、配電所位置和型式的選擇 .113.2.1 電機(jī)修造廠總變電所位置和型式的選擇.113.3 電機(jī)修造廠總降壓變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇 .123.3.1 變壓器容量及臺(tái)數(shù)的選擇。.123.3.2 變配電所主結(jié)線的選擇原則 .133.3.3 主結(jié)線方案選擇.133.3.4 配電所的主接線選擇.173.5 短路電流的計(jì)算 .183.5.1 繪制計(jì)算電路.183.5.2 求 k -1，k-2 點(diǎn)的三相短路電

4、流和短路容量.193.5.3 求1 k點(diǎn)的三相短路電流和短路容量.213.6 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn).213.6.1 35kv 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) .213.6.2 10kv 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) .223.6.3 變電所高壓母線的選擇.233.7 變電所進(jìn)出線選擇。.243.7.1 35kv 高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) .243.7.2 10kv 高壓出線的選擇 .2433.7.3 作為備用電源的高壓線的選擇校驗(yàn)。 .273.8 變電所二次方案的選擇與繼電保護(hù).283.8.1 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路 .283.8.2 變電所的電能計(jì)量回路 .293.8.3 變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路

5、.293.8.4 變電所的保護(hù)裝置 .293.9 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì).373.9.1 變電所的防雷保護(hù).373.9.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì).38第四章第四章 結(jié)結(jié) 論論 .40404第一章第一章 緒緒 論論1.11.1課題背景、目的及意義課題背景、目的及意義.1 課題的背景課題的背景本課題是根據(jù)劉介才主編的工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)上兩個(gè)題目為原型，根據(jù)指導(dǎo)老師的要求設(shè)計(jì)。變電所是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),它的運(yùn)行情況直接影響到電力系統(tǒng)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在 35kv10kv 配電變電所設(shè)計(jì)研究方面，最近幾十年發(fā)展更是迅猛。尤其是對(duì)變電站綜合自動(dòng)化的研究，已經(jīng)進(jìn)行了多年

6、,并取得了令人矚目的進(jìn)展。變電站綜合自動(dòng)化目前在國(guó)外已得到了較普遍的應(yīng)用。例如美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、意大利等國(guó)家,在他們所屬的某些電力公司里,大多數(shù)的變電站都實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化及無(wú)人值班方式。在我國(guó)，現(xiàn)在變電所的基本也是向著變電站綜合自動(dòng)化這個(gè)方向發(fā)展的，但是根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，現(xiàn)在大多數(shù)變電站還是沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)保護(hù)和控制綜合自動(dòng)化。傳統(tǒng)的變電站的設(shè)計(jì)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)十分的成熟了。根據(jù)供電的設(shè)計(jì)內(nèi)容和流程，可以十分的方便的按照步驟設(shè)計(jì)。.2 課題的目的及意義課題的目的及意義本題目主要目的是設(shè)計(jì)某電機(jī)修造廠的變電所總降壓配電設(shè)計(jì)。與原來(lái)的課程設(shè)計(jì)比較，本題不僅設(shè)計(jì)量大了許多，而且在更個(gè)方面的要

7、求也有所加強(qiáng)。雖然變電所的設(shè)計(jì)在現(xiàn)在已經(jīng)不是高新的技術(shù)，但是作為自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，本題目還是很全面的包含了一大部分專業(yè)課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容，而且各個(gè)方面都有所深入。尤其是繼電保護(hù)的問(wèn)題，有了更加深入的學(xué)習(xí)。雖然本題沒(méi)有對(duì)變電站綜合自動(dòng)化有所研究，但是對(duì)日后向這個(gè)方面的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)不僅進(jìn)一步加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，拓寬知識(shí)面，提高理論知識(shí)水平。而且擴(kuò)寬了就業(yè)面，提高就業(yè)能力，提高了獨(dú)立思考和分析問(wèn)題的能力。1.21.2設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、設(shè)計(jì)圖樣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、設(shè)計(jì)圖樣.1 設(shè)計(jì)的主要包括設(shè)計(jì)的主要包括（1）設(shè)計(jì)的基本依據(jù)和資料。（2）區(qū)域變電所和車間變電所負(fù)荷計(jì)算

8、。 5（3）無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算及補(bǔ)償電容器選擇。（4）短路電流的計(jì)算和動(dòng)穩(wěn)定度，熱穩(wěn)定度的計(jì)算機(jī)。（5）變壓器容量及臺(tái)數(shù)的選擇。（6）變電所進(jìn)出線的選擇。（7）變電所的電纜，電線，高壓開關(guān)柜，低壓配電電屏，動(dòng)力配電箱，電流互感器，避雷器，母線等主要設(shè)備的選擇。（8）區(qū)域變電所進(jìn)線側(cè)線路的繼電保護(hù)， （采用定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)） 。主變壓器的差動(dòng)保護(hù)，瓦斯繼電器保護(hù)，工廠變電所進(jìn)線側(cè)單相接地保護(hù)。（9）防雷裝置與保護(hù)接地裝置的設(shè)計(jì)。（10） 、域變電所的主接線圖、工廠變電所主接線圖、各種保護(hù)裝置接線原理圖。（11）畫出工廠變電所的平面圖。.2 設(shè)計(jì)圖樣設(shè)計(jì)圖樣（1）變電所主結(jié)線電路圖電

9、機(jī)修造廠總降壓變電所主結(jié)線電路圖（3）各種保護(hù)裝置接線原理圖變電所進(jìn)線側(cè)線路的繼電保護(hù)原理電路圖， （采用定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)） 。主變壓器的差動(dòng)保護(hù)原理電路圖，瓦斯繼電器保護(hù)原理電路圖，工廠變電所進(jìn)線側(cè)單相接地保護(hù)原理電路圖（4）變電所平、剖面圖電機(jī)修造廠總降壓變電所平、剖面圖6第二章 設(shè)計(jì)依據(jù)2.12.1 電機(jī)修造廠電機(jī)修造廠（1） 電機(jī)修造廠總平面圖（圖 2-1）圖 2-1 某電機(jī)修造廠總平面布置圖（2） 工廠生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格本廠承擔(dān)某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)各附屬?gòu)S的電機(jī)、變壓器修理和制造任務(wù)。年生產(chǎn)規(guī)模為修理電機(jī) 7500 臺(tái)，總?cè)萘繛?45 萬(wàn) kw；制造電機(jī)總?cè)萘繛?6 萬(wàn) kw，制

10、造單機(jī)最大容量為 5520kw；修理變壓器 500 臺(tái)；生產(chǎn)電氣備件為 60 萬(wàn)件。本廠為某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)重要組成部分。（3） 工廠各車間負(fù)荷情況及車間變電所的容量如表 2-1 所示。本表系進(jìn)行車間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)后的資料。7表 2-1 工廠各車間負(fù)荷情況及各車間變電所容量計(jì)算負(fù)荷序號(hào)車間名稱設(shè)備容量（千瓦）p30（千瓦）q30（千乏）s30（千伏安）變壓器臺(tái)數(shù)及容量車間變電所代號(hào)1電機(jī)修造車間250560950078811000no 1 車變2加工車間8861632583051400no 2 車變3新制車間6342223364031500no 3 車變4原料車間5143101833601400

11、no 4 車變5備件車間5621991582541315no 5 車變6鍛造車間1053658681100no 6 車變7鍋爐房2691971722621315no 7 車變8空壓站3221811592411315no 8 車變9汽車庫(kù)543302740180no 9 車變10大線圈車間3351871182211250no 10 車變11半成品試驗(yàn)站3652874641500no 11 車變12成品試驗(yàn)站229064048080011000no 12 車變13加壓站256163139214125014設(shè)備處倉(cāng)庫(kù)（轉(zhuǎn)供負(fù)荷）338288444150015成品試驗(yàn)站內(nèi)大型集中負(fù)荷360028802

12、3003686主要為高壓整流裝置，要求專線供電。（4） 供用電協(xié)議 當(dāng)?shù)毓╇姴块T可提供兩個(gè)供電電源，供設(shè)計(jì)部門選定： 從某 220/35kv 區(qū)域變電所提供電源，此站距廠南側(cè) 4.5km。 為滿足二級(jí)負(fù)荷的需求，從某 35/10kv 變電所，提供 10kv 備用電源，此所距廠南側(cè) 4km。 電力系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)，如表 2-2 所示。其供電系統(tǒng)圖，如圖 2-2 所示。表 2-2 區(qū)域變電站 35kv 母線短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式600mva)3(max. ks系統(tǒng)最小運(yùn)行方式280mva)3(min. ks8kvkvkm圖 2-2 供電系統(tǒng)圖 供電部門

13、對(duì)工廠提出的技術(shù)要求： 區(qū)域變電所 35kv 饋電線的過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間1.8s，要求工廠總降壓變電所的過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間不大于 1.3s。 在工opt廠 35kv 電源側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。 工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)不低于 0.9。 供電貼費(fèi)為 700 元/kva。每月電費(fèi)按兩部電費(fèi)制：基本電費(fèi)為 18 元/kva，動(dòng)力電費(fèi)為 0.4 元/kwh，照明電費(fèi)為 0.5 元/kwh（5） 工廠負(fù)荷性質(zhì) 本廠大部分車間為一班制，少數(shù)車間為兩班或三班制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 2300h。鍋爐房和空壓站是二級(jí)負(fù)荷。其余為三級(jí)負(fù)荷。鍋爐房供生產(chǎn)用高壓蒸汽，停電會(huì)使鍋爐發(fā)生危險(xiǎn)。又由于該廠距離市區(qū)較遠(yuǎn)，消

14、防用水需廠方自備。因此，鍋爐房供電要求具有較高的可靠性。（6） 工廠自然條件 氣象資料 年最高氣溫 38，年平均氣溫 23，年最低氣溫-8，年最熱月平均最高氣溫 33，年最熱月地下 0.8m 處平均溫度 25，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，年雷暴日數(shù)為 20 地質(zhì)水文資料 平均海拔 500m，地層以砂粘土為主，地下水位 35m。9第三章 設(shè)計(jì)說(shuō)明3.13.1 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償.1 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的（1） 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采

15、用 30 分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2） 尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù) 1 秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。（3） 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。.2 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有功計(jì)算負(fù)荷為 (3-1)edpkp30式中，為設(shè)備容量。ep無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為

16、(3-2)tan3030pq式中，為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組的正切值。tancos視在計(jì)算負(fù)荷為 (3-3)23023030qps總的計(jì)算電流為 (3-4)nusi33030式中，為額定電壓 380v。nu.3 各用電車間負(fù)荷情況及各車間變電所容量。各用電車間負(fù)荷情況及各車間變電所容量。表 3-1計(jì)算負(fù)荷序號(hào)車間名稱設(shè)備容量（千瓦）p30（千瓦）q30（千乏）s30（千伏安）變壓器臺(tái)數(shù)及容量車間變電所代號(hào)1電機(jī)修造車間250560950078811000no 1 車變2加工車間8861632583051400no 2 車變3新制車間6342223364031500no 3 車變4原

17、料車間5143101833601400no 4 車變5備件車間5621991582541315no 5 車變6鍛造車間1053658681100no 6 車變7鍋爐房2691971722621315no 7 車變8空壓站3221811592411315no 8 車變9汽車庫(kù)543302740180no 9 車變10大線圈車間3351871182211250no 10 車變11半成品試驗(yàn)站3652874641500no 11 車變12成品試驗(yàn)站229064048080011000no 12 車變13加壓站256163139214125014設(shè)備處倉(cāng)庫(kù)（轉(zhuǎn)供負(fù)荷）338288444150015成品

18、試驗(yàn)站內(nèi)大型集中負(fù)荷3600288023003686主要為高壓整流裝置，要求專線供電。.4 全廠負(fù)荷計(jì)算。全廠負(fù)荷計(jì)算。取 kp = 0.92; kq = 0.95根據(jù)上表可算出：p30i = 6520kw; q30i = 5463kvar則 p30 = kpp30i = 0.96520kw = 5999kwq30 = kqq30i = 0.955463kvar = 5190kvar 7932kva23023030qpsi30 = s30/3un 94.5a11cos = p30/q30 = 5999/7932 0.7.5 功率補(bǔ)償功率補(bǔ)償由于本設(shè)計(jì)中上級(jí)要求

19、 cos0.9,而由上面計(jì)算可知 cos=0.75，滿足發(fā)熱條件。aial23330i 動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn) 母線在三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為 272)3()3(103analifsh nanmm7 .1731016. 09 . 01036.1332723 母線在作用時(shí)的彎曲力矩為)3(fmn6 .1510m9 . 07 .17310)3(nlfm 母線的截面系數(shù)為37221012. 36003. 0025. 06mmmhbw 故母線在三相短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為aacmppmmnwm5010501012. 36 .15637而硬鋁母線（lmy）的允許應(yīng)力為，由此可見該母線滿acaalmpmp507

20、025足短路動(dòng)穩(wěn)定度的要求。 熱穩(wěn)定度校驗(yàn)計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面223)3(min7 .58/8795. 01024. 5mmmmsasactimaia式中變電所 35kv 側(cè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按 0.7s 整定，再加上斷路器tima斷路時(shí)間 0.2s，再加 0.05s。由于母線的實(shí)際截面為，因此該母線滿足短路熱穩(wěn)min2275325ammmma定度要求。（2） 10kv 母線的選擇校驗(yàn)采用硬鋁母線 lmy-3(606)505。 （其選擇和計(jì)算方法同前，從略）所以電機(jī)修造廠高壓母線選擇如表 3-8 所示表 3-8 電機(jī)修造廠高壓母線選擇母線名稱母線型號(hào)規(guī)格35kv 母線lmy-3(25

21、3)，即母線尺寸為 25mm3mm10kv 母線lmy-3(606)505，即母線尺寸為 60mm6mm，中性母線尺寸為 50mm5mm3.73.7 變電所進(jìn)出線變電所進(jìn)出線選擇。選擇。.1 35kv35kv 高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)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 35kv 公用干線。（1） 按發(fā)熱條件選擇 由及室外環(huán)境溫度 33，查資料，初選 lj-35，其 35時(shí)aiint104130，滿足發(fā)熱條件。aial15130i（2） 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表，最小允許截面，因此 lj-35 滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。2min35mma由于此線路很短，不需校驗(yàn)電壓損耗。3.7.23

22、.7.2 10kv10kv 高壓出線的選擇高壓出線的選擇（1） 饋電給 1 號(hào)廠房（電機(jī)修造車間）的線路采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 按發(fā)熱條件選擇由及土壤溫度 25，查表，初選纜芯為的交聯(lián)電纜，其ai8 .3830225mm26，滿足發(fā)熱條件。3090iaial 校驗(yàn)電壓損耗 由電機(jī)修造廠平面圖量得變電所至一號(hào)廠房距離約 100m，而表查得的鋁芯225mm電纜的（按纜芯工作溫度 80計(jì)） ，又 1 號(hào)廠房的kmr54. 10kmx120. 00，因此按式kwp7 .61830var9 .25830kq （3-9）nuqxpruv8 . 9kv101

23、. 012. 0var9 .2581 . 054. 17 .618kkwu滿足允許電壓損耗 5的要00000000005098. 0100100008 . 9aluvvu求。 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面22)3(min4 .235/7795. 018600mmmmsasactimaia由于前面所選的纜芯截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，因此改選225mmmina纜芯的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，即 yjl22-10000-33001150 的四芯2300mm電纜（中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同） 。（2） 饋電給 2 號(hào)廠房（機(jī)械加工車間）的線路 亦采用 yjl22-100

24、00 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（3） 饋電給 3 號(hào)廠房（新品試制車間）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（4） 饋電給 4 號(hào)廠房（原料車間）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（5）

25、饋電給 5 號(hào)廠房（備件車間）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕27緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（6） 饋電給 6 號(hào)廠房（鍛造車間）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（7） 饋電給 7 號(hào)廠房（鍋爐房）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl22-

26、10000-2300mm33001150 的四芯電纜。（8） 饋電給 8 號(hào)廠房（空壓站）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl22-10000-2300mm33001150 的四芯電纜。（9） 饋電給 9 號(hào)廠房（汽車庫(kù)）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl22-10000-2300mm33001150 的四芯電纜。（10）饋電給 10 號(hào)廠房（大線圈車間）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直

27、接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（11） 饋電給 11 號(hào)廠房（半成品試驗(yàn)站）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即2300mmyjl22-10000-33001150 的四芯電纜。（12） 饋電給 12 號(hào)廠房（成品試驗(yàn)站）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（13） 饋電給 13 號(hào)廠房（加

28、壓站）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl22-2300mm10000-33001150 的四芯電纜。（14） 饋電給 14 號(hào)廠房（設(shè)備處倉(cāng)庫(kù)）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl22-2300mm2810000-33001150 的四芯電纜。（15） 饋電給 15 號(hào)廠房（成品試驗(yàn)站內(nèi)大型集中負(fù)荷）的線路 亦采用 yjl22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （方法同上，從略）纜芯截面選，即 yjl2

29、2-10000-33001150 的四芯電纜。2300mm.3 作為備用電源的高壓線的選擇校驗(yàn)。作為備用電源的高壓線的選擇校驗(yàn)。采用 lj 型鋁絞線架空敷設(shè)，與相距約 4km 的某 35/10kv 變電所的 10kv 母線相聯(lián)。（1） 按發(fā)熱條件選擇工廠二級(jí)負(fù)荷容量共 503kva，及室外環(huán)境溫度為a1 .29kv103/50330kvai33，查表，初選 lj-16，其 35時(shí)的，滿足發(fā)熱條件。305 .93iaial（2） 校驗(yàn)電壓損耗由表查得纜芯為的鋁絞線的，（按線間幾何216mmkmr07. 20kmx38. 00均距 0.8m 計(jì)） 。又，線路長(zhǎng)度kwkwp1 .38

30、4)1841 .200(30kvar4 .150var8 .866 .6330kq按 4km 計(jì)，因此按式(3-9)，得v9 .340kv10438. 0var4 .150407. 21 .384kkwu滿足允許電壓損耗 5的要000000000054 . 3100100009 .340aluvvu求。（3） 短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)因?yàn)猷徑?35/10kv 變電所電源 10kv 側(cè)的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)絡(luò)線的短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)計(jì)算無(wú)法進(jìn)行，只有暫缺。綜合以上所選電機(jī)修造廠變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)規(guī)格如表 3-9所示表 3-9 電機(jī)修造廠變電所進(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

31、型號(hào)規(guī)格35kv 電源進(jìn)線lj-35 鋁絞線(三相三線架空)至 1 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 2 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 3 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 4 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)10kv高壓出線至 5 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)29至 6 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 7 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 8 號(hào)廠房y

32、jl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 9 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 10 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 11 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 12 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 13 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 14 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)至 15 號(hào)廠房yjl22-10000-33001150 四芯電纜(直埋)10kv高壓出線至塑料制品廠

33、3lj-501lj-35(三相四線架空)與鄰近 35/10kv 變電所 10kv 聯(lián)絡(luò)線lj-16 鋁絞線(三相三線架空)3.83.8 變電所二次方案的選擇與繼電保護(hù)變電所二次方案的選擇與繼電保護(hù).1 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路高壓斷路器的操動(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 3-9 所示。圖 3-10 手動(dòng)操作的斷路器控制和信號(hào)回路wc控制小母線 ws信號(hào)小母線 gn綠色指示燈 rd紅色指示燈 r限流電阻 yr跳閘線圈(脫扣器) km繼電保護(hù)出口接觸器 qf16斷路器 qf 的輔助觸點(diǎn) qm手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)30.2 變

34、電所的電能計(jì)量回路變電所的電能計(jì)量回路變電所 35kv 進(jìn)線側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無(wú)功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能和無(wú)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。.3 變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路 變電所 35kv 側(cè)母線裝有電壓互感器避雷器柜，其中電壓互感器為 3 個(gè) jdjj2-35型，組成（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。/00yy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(wú)功電度表和電流表。高壓進(jìn)線上，亦裝有電流表。10kv 側(cè)的出線上，均裝有有功電度表和無(wú)功電度表。10

35、kv 側(cè)母線裝有電壓互感器避雷器柜，其中電壓互感器為 2 個(gè) jdj-10 型，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)按規(guī)范要求。.4 變電所的保護(hù)裝置變電所的保護(hù)裝置（1） 進(jìn)線側(cè)線路的繼電保護(hù)裝設(shè)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。采用 gl15 型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，三相三繼電器式結(jié)線。（見圖 3-10） 。其工作原理為：當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器 ka 瞬時(shí)動(dòng)作，閉合其觸點(diǎn)，使時(shí)間繼電器 kt 動(dòng)作。kt 經(jīng)過(guò)整定的時(shí)限后，其延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使串聯(lián)的信號(hào)繼電器（電流型）ks 和中間繼電器 km 動(dòng)作。ks 動(dòng)作后，其指示牌掉下，同時(shí)接通信號(hào)回路，給出燈光信號(hào)和音響信號(hào)。km

36、 動(dòng)作后，接通跳閘線圈 yr 回路，使斷路器 qf 跳閘，切除短路故障。qf 跳閘后，其輔助觸點(diǎn) qf1-2 隨之切斷跳閘回路。在短路故障被切除后，繼電保護(hù)裝置除 ks 外的其他所有繼電器均自動(dòng)返回起始狀態(tài)，而 ks可手動(dòng)復(fù)位。31圖 3-10 變電所進(jìn)行側(cè)線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理電路圖 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定利用式（3-10） （3-10）maxlirewrelopikkkki其中，aakvkvaiitnl20810423536300221max，因此動(dòng)作電流為：2 . 1relk1wk8 . 0rek405200ika8 . 7208408 . 012 . 1aiop整定為 8a。 （

37、只能為整數(shù)，且不能大于 10a）opi 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)其動(dòng)作時(shí)限，利用時(shí)間繼電器（ds 型）來(lái)整定。因?yàn)轭}目知區(qū)域變電站 220/35kv 饋電線的過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間，所以電機(jī)修造廠變電sstop22 . 0所進(jìn)線側(cè)線路的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)時(shí)間 t，由于不知區(qū)域變電站饋電線采用ttop的是定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，還是反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。我在這里假設(shè)為反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，所以 t2s0.7s1.3s 所以時(shí)間整定為 1.3s。 過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)32利用式（3-11） （3-11）5 . 1)2(minopikwpikiks其中，1wkkakvkvkakiitkk8 . 21

38、0353 .11866. 0)2(2min，因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為：aakkiiwiopop3601/40911.58 . 7360/2800aasp滿足靈敏系數(shù) 1.5 的要求。（2） 主變壓器的繼電保護(hù)裝置 裝設(shè)瓦斯保護(hù)（其接線圖見圖 3-11）其保護(hù)原理如下：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障（輕瓦斯）時(shí)，瓦斯繼電器 kg 的上觸點(diǎn) kg1-2 閉合，動(dòng)作于報(bào)警信號(hào)。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障（重瓦斯）時(shí)，kg 的下觸點(diǎn) kg3-4 閉合，通常是經(jīng)中間繼電器 km 動(dòng)作于斷路器 qf 的跳閘機(jī)構(gòu) yr，同時(shí)通過(guò)信號(hào)繼電器 ks 發(fā)出跳閘信號(hào)。但 kg3-4 閉合，也可以利用切換片 xb 切換，使 ks

39、 線圈串接限流電阻 r，動(dòng)作于報(bào)警信號(hào)。由于瓦斯繼電器下觸點(diǎn) kg3-4 在重瓦斯故障時(shí)可能有“抖動(dòng)” （接觸不穩(wěn)定）的情況，因此為了使跳閘回路穩(wěn)定地接通，斷路器能足夠可靠地跳閘，這里利用中間繼電器 km 的上觸點(diǎn) km1-2 作“自保持”觸點(diǎn)。只要 kg3-4 因重瓦斯動(dòng)作一閉合，就使 km動(dòng)作，并借其上觸點(diǎn) km1-2 的閉合而自保持動(dòng)作狀態(tài)，同時(shí)其下觸點(diǎn) km3-4 也閉合，使斷路器 qf 跳閘。斷路器跳閘后，其輔助觸點(diǎn) qf1-2 斷開跳閘回路，以減輕中間繼電器觸點(diǎn)的工作，而其另一對(duì)輔助觸點(diǎn) qf3-4 則切斷中間繼電器 km 的自保持回路，使中間繼電器返回。33圖 3-11 變壓器瓦

40、斯保護(hù)的接線圖 裝設(shè)聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（其原理圖，接線圖見圖 3-12、3-13）其保護(hù)原理如下：在變壓器正常運(yùn)行或差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)區(qū)外發(fā)生短路時(shí)，ta1，ta2，ta3 的二次電流與 ta4，ta5，ta6 的二次電流相等或近似相等，則流入繼電器 kd 的電流0，繼電器 kd 不動(dòng)作。當(dāng)差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，對(duì)于單kai端供電的變壓器來(lái)說(shuō)，則 ta4，ta5，ta6 的二次電流等于 0，則等于kaita1，ta2，ta3 的二次電流，超過(guò)繼電器 kd 所整定的動(dòng)作電流，使 kd 瞬時(shí)動(dòng)作，)(dopi然后通過(guò)出口繼電器 km 使斷路器 qf 跳閘，切除短路故障，同時(shí)通過(guò)信號(hào)繼電器 ks 發(fā)出信

41、號(hào)。由于變電所的主變壓器采用 yd11 聯(lián)結(jié)組，這就造成變壓器兩側(cè)電流在 30的相位差。因此，雖然可通過(guò)恰當(dāng)選擇變壓器兩側(cè)電流互感器的變流比，使互感器二次電流相等，但由于這兩個(gè)電流之間存在 30相位差，從而在差動(dòng)回路中仍然有相當(dāng)打的不平衡電流，為互感器二次電流。為了消除差動(dòng)回路中的這一不平2268. 0iidsp2i衡電流，因此將裝設(shè)在變壓器星型聯(lián)結(jié)一側(cè)的電流互感器接成三角形聯(lián)結(jié)，而將裝dspi34設(shè)在變壓器三角形聯(lián)結(jié)一側(cè)的電流互感器接成星型聯(lián)結(jié)，如此連接進(jìn)行相位差的相互補(bǔ)償后，即可消除差動(dòng)回路中因變壓器兩側(cè)電流相位不同而引起的不平衡電流。圖 3-12 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的原理電路圖35圖 3

42、-13 yd11 聯(lián)結(jié)變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)接線 差動(dòng)保護(hù)配置裝設(shè)三個(gè) bch-2 型差動(dòng)繼電器和高壓側(cè)三個(gè)變比為 200/5 的電流互感器，低壓側(cè)裝設(shè)三個(gè) 800/5 的電流互感器。 整定計(jì)算 算出變壓器各側(cè)額定電流，選出電流互感器和確定其二次回路額定電流。計(jì)算結(jié)果見表 3-10表 3-10 變壓器各側(cè)額定電流及互感器選擇各側(cè)數(shù)值序號(hào)數(shù)值名稱35kv 側(cè)10kv 側(cè)1變壓器各側(cè)額定電流(a)104353630036410363002電流互感器接線方式y(tǒng)3選擇電流互感器一次電流的計(jì)算值(a流互感器變比200/5=40800/5=1605電流互感器二次回路額定電流(a)5

43、 . 440104328. 2160364由表 3-10 中可看出，35kv 側(cè)電流互感器的二次回路額定電流大于 10kv 側(cè)，因此3635kv 側(cè)為基本側(cè)（第側(cè)） 。 計(jì)算保護(hù)裝置 35kv 側(cè)的一次動(dòng)作電流：按躲過(guò)最大不平衡電流條件maxktxrelopifufkki 1.3（10.10.050.05）5240a136a其中為可靠系數(shù)，取 1.3；為電流互感器同型系數(shù)，型號(hào)相同時(shí)取 0.5，krelktx型號(hào)不同時(shí)取 1.0；為電流互感器允許最大相對(duì)誤差，取 0.1；為變壓器調(diào)壓側(cè)fu調(diào)壓所引起的相對(duì)誤差，取調(diào)壓范圍的一半；為由于繼電器實(shí)用匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不f 等而引起的相對(duì)誤差，初選時(shí)先選

44、中間值 0.05（最大值為 0.091） ；為最大外部短max ki路電流周期分量。按躲過(guò)勵(lì)磁涌流條件aiirtop1351043 . 13 . 1其中為變壓器基本側(cè)額定一次電流rti按躲過(guò)電流互感器二次回路斷線條件aiifhop1621042 . 13 . 13 . 1max其中為正常運(yùn)行時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流，取為（1.21.3）。maxfhitni1因此，應(yīng)該按躲過(guò)電流互感器二次回路斷線條件，選用 35kv 側(cè)一次動(dòng)作電流。aiop162 確定線圈接法及匝數(shù)：平衡線圈，分別接于 35kv 及 10kv 側(cè)?；緜?cè)（35kv）二次動(dòng)作電流anikitaopjxkop05. 4401621

45、基本側(cè)（35kv）的計(jì)算匝數(shù)匝81.1405. 4600 kopciaww選擇基本側(cè)的實(shí)用匝數(shù)匝15 syw其中差動(dòng)線圈實(shí)用匝數(shù)，平衡線圈實(shí)用匝數(shù)匝14sycw匝1 syphw37在實(shí)用匝數(shù)下，35kv 側(cè)繼電器動(dòng)作電流為awawisykop29. 414600 確定 10kv 側(cè)繼電器平衡線圈的匝數(shù)匝61.151428. 25 . 415 sycrrsycphwiiww確定繼電器平衡線圈實(shí)用匝數(shù)為匝。16syphw 計(jì)算由于實(shí)用匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差 f 0132. 01461.151661.15syccphsyphcphwwwwf因?yàn)?.05 且相差很小，故不需核算動(dòng)作電流。f

46、 計(jì)算最小靈敏系數(shù)：變壓器 10kv 側(cè)兩相短路時(shí)變壓器 35kv 側(cè)流入繼電器的電流kakvkvkaniitakkcd12. 0401035/3 .11866. 033其中為最小運(yùn)行方式下 10kv 母線兩相短路，歸算到 35kv 側(cè)的短路電流。ki35kv 側(cè)繼電器動(dòng)作電流awwawisycsyphkop21416600計(jì)算最小靈敏系數(shù)2602120minkopkcdseniik故最小靈敏系數(shù)滿足要求。（3） 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置 裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)采用 gl15 型感應(yīng)式過(guò)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。 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定利用式（3-10

47、） 38 （3-10）maxlirewrelopikkkki其中，取，30max2iilaai6 .924 .1546 . 0303 . 1relk1wk8 . 0rek，因此動(dòng)作電流為：325160ikaaiop4 . 96 .922328 . 013 . 1整定為 9a。 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定。按終端保護(hù)考慮，動(dòng)作時(shí)間整定為 0.5s。 過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)。因無(wú)鄰近某 35/10kv 變電所 10kv 母線經(jīng)聯(lián)絡(luò)線至本廠變電所 10kv 母線的短路數(shù)據(jù)，無(wú)法檢驗(yàn)靈敏系數(shù)，只有從略。（4） 變電所 10kv 側(cè)的保護(hù)裝置10kv 側(cè)總開關(guān)和 10kv 出線均采用 sn10-10/1000

48、 型高壓少油斷路器，其采用手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如圖 3-10 所示。3.93.9 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)9.1 變電所的防雷保護(hù)變電所的防雷保護(hù)（1） 直擊雷防護(hù)在變電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。由于變電所有露天配電裝置，應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包括整個(gè)變電所。按規(guī)定，獨(dú)立避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用 36 根長(zhǎng) 2.5m、50mm 的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一10er排或多邊形排列，管間距離 5m，打入地下，管頂距地面 0.6m。接地管間用 40mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用 25mm4mm 的鍍鋅扁鋼，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用 20mm的鍍鋅圓鋼，長(zhǎng) 11.5m。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有 3m 以上距離。在 35kv 架空進(jìn)行上，架設(shè) 12km 的避雷線，以消除近區(qū)進(jìn)線上的雷擊閃絡(luò)，避免其引起的雷電侵入波對(duì)變電所電氣裝置的危害。（2） 雷電侵入波的