某機械廠降壓變電所的電氣設(shè)計

1、中北大學電力系統(tǒng)課程設(shè)計任務(wù)書10/11學年第二學期學 院 ：專 業(yè) ： 電氣工程及自動化學生姓名：學 號：課程設(shè)計題目：XX機械廠降壓變電所的電氣設(shè)計起迄日期：指導教師：系主任：下達任務(wù)書日期：電力系統(tǒng)課程設(shè)計任務(wù)書1設(shè)計目的： » » * ！通過本課程設(shè)計，鞏固和加深電力系統(tǒng)基礎(chǔ)和電力系統(tǒng)分析課程中所用的理論 知識，基本掌握變電所電氣設(shè)計部分設(shè)計的一般方法，提高電氣設(shè)計的設(shè)計能力，為今 后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。2 設(shè)計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計要求等）：二 ut - qv = - a a aa m - 4 a a a-b= ! s a a

2、a =t 4 a ad b h a - s -三 4 & m aa =t 4 a ad b h a - s -三 4 & a aa j -亠=-a a- s -三 4 a am -亠 ma aw m -三 4 a am v ms aw m - w m mm v ms aw w 一 鼻 mm v ms a-s 一 w m m j m v ma m-s 一 w m 要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產(chǎn) 的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的要求、確定變電所的位置與型式，確定 變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型，選擇變電所主接線技術(shù)方案及高低壓設(shè)

3、備和進出 線，確定二次回路技術(shù)方案，選擇整定繼電保護裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要 求寫出設(shè)計說明書，繪出設(shè)計圖樣。設(shè)計依據(jù)：1、 工廠總平面布置圖圖11-12、工廠負荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負荷利用小時數(shù)為3000h,日最大負荷持續(xù)時間為7h。 該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬于二級負荷外，其余均屬于三級負荷。低壓動力 設(shè)備均為三相，額定電壓為 380V。電氣照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。本廠的負荷統(tǒng)計資料如附表所示：3、供電電源情況按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10K V的干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導

4、線牌號為LJ-120，導線為等邊三角形排列，線距1.3m ,干線首端距離本廠約9km干線首端所裝設(shè)的高壓短路器斷 流容量為300MVA此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護，定時限過電流保 護整定的動作時間為1.7s，為滿足工廠二級負荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單 位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為69km電纜線路總長度為19km4、氣象資料：本廠所在地區(qū)的年最高溫度38C,年平均氣溫為16C,年最低溫度為-10 C,年最熱 月平均最高溫度30E，年最熱月平均氣溫為25C，年最熱月地下0.8M處平均溫度25C, 當?shù)刂鲗эL向為南風，年雷暴日數(shù) 35天。5、

5、地質(zhì)水文資料：平均海拔500M地層以沙粘土為主，地下水位 5m6、電費制度供電貼費800元/KVA。每月電費按兩部電費制：基本電費為按主變壓器容量計為18元/KVA，動力電費為0.2元/KW.H,照明電費為0.5元/KW.H工廠最大負荷時功率因數(shù) 不得小于0.92 o3 設(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計計算說明書（論文）、圖紙、實物樣品等：Am a aa aSa S AA Badd 8 AA aSa S add 8 AA aSa S AA B B AA aSaS AA B AA bSh8 B AA aSaS AA 3 AA bBa8 B AA aSa8 9 AA bSh B AA iiS

6、a8 9 AA V a B AA iiSaS ri8 9 AA V a B AA a S mA aSri8 3 d* V 83*提交課程設(shè)計說明書一份。4.主要參考文獻：1劉介才，工廠電氣設(shè)計指導北京：機械工業(yè)出版社5.工作計劃及進度：2011年6月13日6月15日負荷計算與無功補償6月16 6月17日 確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)與 容量、類型6月18日6月21日確定變電所主接線技術(shù)方案及高低壓電氣設(shè)備和進出線，確定防雷和接地裝置6月22日 6月24日 編寫課程設(shè)計報告，答辯或成績考核系主任審查意見：簽字：年月日附表1-1工廠負荷統(tǒng)計資料廠房編 號廠房名稱負荷類 別設(shè)備容

7、量/KW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)COS1鑄造車間動力2600.360.69照明7.50.81.02鍛壓車間動力3200.250.64照明7.50.81.03金工車間動力3600.250.62照明60.851.04工具車間動力3100.280.63照明8.50.71.05電鍍車間動力2000.450.75照明6.50.831.06熱處理車間動力1550.50.75照明70.81.07裝配車間動力1200.350.68照明7.20.81.08機修車間動力1650.260.68照明4.50.81.09鍋爐房動力750.650.75照明1.60.751.010倉庫動力200.360.85照明1.80.78

8、1.0生活區(qū)照明2600.750.96目 錄1 引言 12 負荷計算和無功功率補償 22.1 負荷計算的目的及意義 22.2 負荷計算的方法 22.3 符合計算 32. 4無功率補償43 變電所位置和型式的選擇 63. 1變電所位置的選擇74變電所主變壓器和主結(jié)線技術(shù)方案的選擇 84.1 變電所主變壓器的選擇 84.2 變電所主結(jié)線技術(shù)方案的選擇84.3 兩種主接線技術(shù)方案經(jīng)濟技術(shù)比較105 短路電路計算 115.1 繪制計算電路 115.2 確定短路電流基準值 115.3 計算短路電路中各元件的電抗標幺值 115.4 計算K-1點的短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量 125.5 計算K-

9、2點的短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量 126 變電所一次設(shè)備的選擇校驗 136.1 10KV 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 136.2 380V 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 146.3 高低壓母線的選擇 147變電所進出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 157. 1高壓進線的選擇校驗157.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗 157.3 380V 低壓出線的選擇 157.4 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗 178變電所二次回路技術(shù)方案的選擇與繼電保護的整定 198.1 高壓斷路器的操動機構(gòu)控制與信號回路 198.2 變電所的電能計量回路 198.3 變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路 198.4 變

10、電所的保護裝置 198.5 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置 209 變電所防雷保護 219.1 直擊雷保護 219.2 雷電侵入波的保護 2110 變電所公共接地裝置的設(shè)計 2210.1 接地電阻的要求 2210.2 接地裝置設(shè)計 2211 總結(jié) 24附圖25參考文獻 26致謝 271 引言為使工廠供電工作很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)， 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，本設(shè)計在大量收集資料，并對原始資料進行分析后，做出 35kV變電所及變電系統(tǒng)電氣部分的選擇和設(shè)計，使其達到以下基本要求： 1 、安全在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2、可靠滿足電能用戶對

11、供電可靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求4、經(jīng)濟供電系統(tǒng)的投資少，運行費用低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的 消耗量。此外，在供電工作中，又合理地處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)系，既照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。按照國家規(guī)范 GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、 GB50053-94 10kv 及 以下設(shè)計規(guī)范、 GB50054-95 低壓配電設(shè)計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè) 計必須遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策； 必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及規(guī)范，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約 有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。（2）安全可靠

12、、先進合理； 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理， 采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。（3）近期為主、考慮發(fā)展； 應(yīng)根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠 近結(jié)合，適當考慮擴建的可能性。（4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。 按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計技術(shù)方案。工 廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。 工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工 廠的生產(chǎn)及發(fā)展。 作為從事工廠供電工作的人員， 有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計 的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。2 負荷計算和無功功率補償2.1 負荷計算的目的

13、及意義進行電力設(shè)計的基本原始資料是用電部門提供的用電設(shè)備的安裝容量。 這些用 電設(shè)備品種多、數(shù)量大、工作情況復雜，因此，如何根據(jù)這些原始資料正確估算所 需的電力和用電量是一個非常重要的問題。 估算的準確程度， 將直接影響到電力設(shè) 計的質(zhì)量。若計算過高，將使設(shè)備和導線選擇偏大，造成投資和有色金屬的浪費； 而估算過低，又將使設(shè)備和導線選擇偏小，造成運行時過熱，加快絕緣老化，降低 使用壽命，增大電能損耗，影響系統(tǒng)的正常運行?？梢?，正確計算電力負荷具有重 要意義。2.2 負荷計算的方法用電設(shè)備計算負荷的確定，是工程中常用的有需要系數(shù)法和二項式法。需要系 數(shù)法是世界各國普遍應(yīng)用的確定計算負荷的基本方法。

14、有功計算負荷的計算公式P 30= KdPe無功計算負荷的計算公式Q 30= P3otan視在計算負荷的計算公式S 30 P30/COS計算電流的計算公式I 30 = S30/ . 3 UN需要系數(shù)計算的公式cosP30S302.3 負荷計算編號名稱類別設(shè)備容量KW需< 系數(shù)COStan有功計算負荷KW無功計算負荷Kvar視在計算負荷KVA計算電流A1鑄造車 間動力2600.360.691.0593.698.28135.65205.53照明7.50.81.006.006.0027.27小計267.599.698.28141.65232.92鍛壓車 間動力3200.250.641.20809

15、6125189.39照明7.50.81.0.06627.27:小計327.58696131216.663金工車間動力3600.250.621.2790114.3145.16219.94照明60.851.005.15.123.18小計36695.1114.3150.26243.124工具車間動力3100.280.631.2386.8106.76137.78208.75照明8.50.71.005.955.9527.05小計318.592.75106.76143.73235.85電鍍車 間動力2000.450.750.889079.2120181.2:照明6.50.831.005.405.4024.

16、55小計206.595.4079.2125.4205.756熱處理車間動力1550.50.750.8877.568.2103.33156.57:照明70.81.005.65.625.5小計16283.168.2108.93182.077裝配車 間動力1200.350.681.084245.3661.7693.59照明7.20.81.005.765.7626.18小計127.247.7645.3667.52119.778機修車 間動力1650.260.681.0842.946.3363.0995.58照明4.50.81.003.63.616.36:小計169.546.546.3366.69111

17、.949鍋爐房動力750.650.750.8848.7542.96598.48照明1.60.751.001.21.25.45小計76.649.9542.966.2103.9310倉庫動力200.360.850.627.24.468.4712.83照明1.80.781.001.401.406.36小計21.88.604.469.8719.1911生活區(qū)照明2600.750.960.2919556.55203.13533.06總計動力1985896.76757.631310.052204.19照明318.1取 K0.8，p，K0.85q0.75801.68719.751077.371639.892

18、.4無功功率補償由表2.1可知，該廠380V側(cè)最大負荷是的功率因數(shù)只有 0.7。而供電部門要 求該廠10KV進線側(cè)最大負荷是功率因數(shù)不應(yīng)該低于0.92?？紤]到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負荷是功率因素應(yīng)稍大于 0.92，暫取0.93 來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量：QC = P30 (tan 1 - tan 2 )=801.68tan(arccos0.75) - tan(arccos0.93) = 454.19KV AR故選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其技術(shù)方案1 （主屏）1臺與技術(shù)方案3 （輔屏）5臺相組合，總共容量84kv

19、ar x 6=504kvar女口 圖所示。rI坤方案I I破路3#方案嚼屛6支路圖2.1 PGJ1型低壓自動補償屏因此無功補償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負荷計算如表2.2所示項目cos $計算負荷P30/kWQ°/kvarS°/kVAI 30/A380V側(cè)補償前負荷0.7801.68719.251077.371639.89380V側(cè)無功補償容量-504380V側(cè)補償后負荷0.99801.68265.561077.371639.89主變壓器功率損耗0.015S 30=16.760.06S 30=64.6410kV側(cè)負荷總計0.93817.84321.2878.6550.7

20、2表2.2無功補償后工廠的計算負荷3變電所位置和型式的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負荷中心工廠的負荷中心按負荷功率矩法來 確定.即在工廠平面圖的下邊和左側(cè)，任作一直角坐標的X軸和丫軸，測出各車間和 宿舍區(qū)負荷點的坐標位置,例如R(xi,yi)、R(X2,y2)、P3(x3,y 3)等.而工廠的負荷 中心設(shè)在P(x,y),P為P1+P2+R+=EP.因此仿照力學中計算重心的力矩方程 可得負荷中心的坐標：P1X1VP2X2P3X3(PiXi)(3.1)XP1P2P3PiPiyiP2y2P3y3(Piyi)(3.2)yPiP2P3Pi圖3 .1 xx機械廠總平面圖3.1變電所位置的選擇變電所的位

21、置應(yīng)盡量接近工廠的負荷中心。在工廠平面圖的下邊和左側(cè)，分別作一條直角坐標的x軸和y軸，然后測出各車間(建筑)和生活區(qū)負荷點的坐標位置p1(2.5,5.51)；p2(3.6,3.54)； p3(5.56,1.3)； p4(4,6.7) ； p5(6.2,6.7)p6(6.2,5) ;p7(6.2,3.4); p8(8.55,6.7); p9(8.55,5) ; p10(8.55,3.4)；p0(1.2,1.1)(工廠生活區(qū))，如圖3-1所示：而工廠的負荷中心假設(shè)在P(x, y),其中P二P1+P2+P3二刀Pi。仿照力學計算重心的力矩方程,可得負荷中心的坐標如圖3-1 :PX1 P2X2 P3X

22、3L159.2 2.5 77.6 3.6 97.2 5.56 97.2 4 174.3 6.2 84.9 6.2 71.2 6.2xP1 P2 F3 L159.2 77.6 97.2 97.2 174.3 84.9 71.24745.91095.54.3350.4 8.55 37.6 8.55 5.9 8.55 240 1.2Ry1 B y2 R ysLR P2 R L50.4 37.6 5.9 240159.2 5.5177.6 3.5497.2 1.3 97.2 6.7 174.3 6.7 84.9 5 71.2 3.4159.277.6 97.297.2 174.3 84.971.245

23、73.61095.550.4 6.7 37.6 5 5.9 3.4 240 1.150.4 37.6 5.9 240由計算結(jié)果可知，x=4.33 y=4.17工廠的負荷中心在2號廠房的東北角?？紤]的方便進出線及周圍環(huán)境情況，決定在2號廠房的東側(cè)緊靠 廠房修建工廠變電所，其型式為附設(shè)式。4 變電所主變壓器和主結(jié)線技術(shù)方案的選擇4.1 變電所主變壓器的選擇根據(jù)工廠的負荷性質(zhì)和電源情況 , 工廠變電所的主變壓器可有下列兩種技術(shù)方 案:裝設(shè)一臺主變壓器 型式采用S9,而容量根據(jù)式Sn?t S30有1000>817.84 即選擇一臺 S9-1000/10 配電變壓器。至于工廠二級負荷的備用電源，由

24、與臨近單 位相連的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔。裝設(shè)兩臺主變壓器 形式采用S9,而每臺容量根據(jù)下式選擇，即：Sn?t ( 0.6 0.7 ) 817.84= (490.7 572.49) KVA而且 SN?T S30(1 2)=(141.65+111.94+203.13 )kVA=456.72KVA因此選兩臺 S9-630/10 型低損耗配電變壓器。 工廠二級負荷的備用電源亦由與 臨近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔。4.2 變電所主結(jié)線技術(shù)方案的選擇 按上面考慮的兩種主變壓器的技術(shù)方案可設(shè)計以下兩種主結(jié)線技術(shù)方案：( 1 )裝設(shè)一臺主變的主結(jié)線技術(shù)方案 , 如圖 4.1 所示。(2) 裝設(shè)兩臺主變的主結(jié)線技術(shù)

25、方案 , 如圖 4.2 所示。10kVIDkV二曲-汕11 -H 時爲-QBsooo10/C.4VHMD1Q/CHGG-11 (D-Q5Q> IL m1的-0TQ mtn 切G&- 11(1) -01疔-113W- UN-11-01(Hr14®-曲Mr 11W -s圖4.1裝設(shè)一臺主變壓器的主結(jié)線技術(shù)方案圖4.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主結(jié)線技術(shù)方案4.3兩種主接線技術(shù)方案經(jīng)濟技術(shù)比較表4.1兩種主接線技術(shù)方案的比較比較工程裝設(shè)一臺主變的技術(shù)方案裝設(shè)兩臺主變的技術(shù)方案技 術(shù) 指 標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗較大由于兩

26、臺主變并列，電壓損耗 小靈活方便性只一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng) 濟 指 標電力變壓器的綜 合投資由手冊查得 S9 1000單價為 10.76萬元，而由手冊查得變壓 器綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資為 2X 10.76萬 元=21.52萬元由手冊查得S9 630單價為7.47萬兀，因此兩臺綜合投資為4X 7.47萬元=29.88萬元， 比一臺變壓器多投資 8.36萬元高壓開關(guān)柜(含 計量柜)的綜合投 資額查手冊得GG A ( F)型柜按每 臺3.5萬元計，查手冊得其綜 合投資按設(shè)備價1.5倍計，因此其綜合投資約為4 X 1.5 X3.5=

27、21萬元本技術(shù)方案米用 6臺GG- A ( F) 柜，其綜合投資額約為6 X 1.5X 3.5=31.5 萬元，比一臺主變 的技術(shù)方案多投資10.5萬兀電力變壓器和咼 壓開關(guān)柜的年運行 費參照手冊計算，主變和高壓開 關(guān)柜的折算和維修經(jīng)管費每年 為4.893萬元(其余略)主變和高壓開關(guān)柜的折舊費和 維修經(jīng)管費每年為 7.067萬元， 比一臺主變的技術(shù)方案多耗 2.174力兀供電貼費按800元/KVA計，貼費為1000X 0.08=80 力兀貼費為 2 X 630 X 0.08 萬元=100.8萬元，比一臺主變的技 術(shù)方案多交20.8萬兀從表4.1可以看出，按技術(shù)指標，裝設(shè)兩臺主變的主接線技術(shù)方案

28、略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主接線技術(shù)方案。5短路電流的計算5.1繪制計算電路如下圖：300MVAU-120 9KM表5.11 :短路計算電路5.2確定短路電流基準值設(shè) Sd=100MVA,Ud Uc=1.05Un,即高壓側(cè) Ud1=10.5KV,低壓側(cè) Ud2 =0.4KV,則Id1 Sj =100=5.5KA3Ud1 .3 10.5Id2 樂 100=144KA.3Ud23 0.45.3計算短路電路中各元件的電抗標幺值(1) 電力系統(tǒng) 已知 Soc =300MVA,故 X1 =100MVA/300MVA=0.33架空電路LJ-120的X0=0.35Q/km 而線長9km故X2=(0.35 9)丄里

29、=2.810.52(3) 電力變壓器Uz%=4.5,故滅3 =便 型=7.1100 630因此，繪制短路計算等效電路如下圖，H -r ! - 1圖5.31 :短路計算等效電路5.4計算K-1點的短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量總電抗的標幺值 X(K1)=X! X2 =0.33+2.8=3.13(2) 三相短路電流周期分量有效值IK 1 丄 =5.5/3.13=1.76KAX K 1(3) 短路次暫態(tài)短路電流I 3 = IK 1=1.76KA 短路穩(wěn)態(tài)電流II K3)1 =1.76KA(5) 短路沖擊電流 iSh> 2.55I =2.55 1.76KA=4.49KA(6) 短路后第一

30、個周期的短路電流有效值1ST 1.51I (3)=1.51 21.76KA=2.66KA(7) 三項短路容量 SK3)1g=100/3.13=31.95MVAX (K 1)5.5計算K-2點的短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量總電抗的標幺值 X (K 2)=X1 X2 =0.33+2.8+3.55=6.68(1) 三相短路電流周期分量有效值IK 2=144/6.68=21.56KAX k 2(2) 短路次暫態(tài)短路電流I 3 = IK 2=21.56KA 短路穩(wěn)態(tài)電流I(3) IK3)2 =21.56KA(4) 短路沖擊電流iS3)1.84I=39.67KA(5) 短路后第一個周期的短路電流

31、有效值語1.09I=23.5KA(6) 三項短路容量 SK3)2=100/6.68=14.97MVAX (K 2)6變電所一次設(shè)備的選擇校驗6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗短路計算點三相短路電流/KA三相短路容量/MVAI IKI (3)I (3)i ( 3 )i sh (3)I shSK3)K-11.761.761.764.492.6631.95K-221.5621.5621.5639.6723.514.97如表6.1所示。表6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗程 工 驗， 校 擇 選壓 電流 電流力 斷能穩(wěn)度 動定穩(wěn)度 熱定其他占小<件裝數(shù)參NUNKssat2據(jù) 數(shù)O176114

32、1次 設(shè) 備 型 號 規(guī) 格數(shù) 參 定 額路30 斷/6 和器-W 少 O 一土 1 高SS叫關(guān)00 離0/ 畐-1 壓GN 高kv O1A002005高kv o1550O 皿DD- 刀 J0/1V器O 民-W 訃QQ 流L 電口81二次 負荷0.6 Q器 雷 避kv o1高關(guān)海 式開55 卜離-1 夕鬲0 戶壓GG二口杯005口表6.1所選一次設(shè)備均滿足要求。6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗如表6.2所示。表6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗程 工 驗， 校 擇 選壓 電流 電流力 斷能穩(wěn)度 動定穩(wěn)度 熱定他 其址件數(shù)參-a s 2據(jù) 數(shù)983次 設(shè) 備 型 號 規(guī) 格數(shù) 參 定 額3

33、8kv38A306A30k38A002kA52W38器感M mZZ 流MZ 電LV005器£ 感£ mZ1 流_M 電LV0055 5 0/0/ 0 6 T T器 雷 避表6.2所選一次設(shè)備均滿足要求。6.3 高低壓母線的選擇參照表528, 10kV母線選LMY-3( 40 4)，即母線尺寸為40mm 4mm ; 380V母線選LMY-(120 10)80 6,即母線尺寸為120mm 10mm，而中性線母線尺寸為80mm 6mm。7. 變電所進出線和與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇7.1高壓進線的選擇校驗采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，接住10KV公用干線(1) 按發(fā)熱條件選擇由I 30=

34、I in. t=57.7A及室外環(huán)境溫度25C，查手冊，初選LJ-16，其25C時的 Ial - 90A> I30,滿足發(fā)熱條件。(2) 校驗機械強度由手冊，最小允許截面 AMiN=25mm因此LJ-16不滿足機械強度要求，故改選 LJ-35。因為此線路很短，不需校驗電壓損耗。7.2由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗采用YJL22-10000型絞聯(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130=I int=57.7A及土壤溫度25C查手冊初選纜芯為25mm勺交聯(lián)電纜，其I al =90A> I 30,滿足發(fā)熱條件。(2) 校驗短路熱穩(wěn)定Amin=I(3)8

35、-1=1970 -°75。mm 2=22mm>A=25mmC77C查表可得；tima按終端變電所保護動作時間0.5s，加斷路器斷路時間0.2s， 再加 0.05s 計，故 t ima=0.75s。因此YJL22-1000-3 X 25電纜滿足短路熱穩(wěn)定條件。7.3 380V低壓出線的選擇(1)饋電給1號廠房(鑄造車間)的線路采用 VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁 心電纜直接埋地敷設(shè)。1) 按發(fā)熱條件選擇由130=232.9A及地下0.8m 土壤溫度為25C，查表得初選 LJ150,其25 E時的Ial375A> 130,滿足發(fā)熱條件。2) 檢驗電壓損耗由圖11-3所示

36、平面圖量得變電所至1號廠房距離約為70m由表查得LJ 150的R=0.28 /km,X°=0.34 /km(按接線幾何均距 0.8 m來計)， 又 1 號廠房的 Ro=93.6kW,Q°=98.28Kvar,因此：,93.6 (0.28 0.07)98.28 (0.34 0.07)U=6.27V0.38U% = (6.27V/380V)X 100% =1.67 %< 7=5%滿足允許電壓損耗5%勺要求(2) 饋電給2號廠房(鍛壓車間)的線路 亦采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。纜芯截面選240mm即VLV22-1000-3X 240+1X 1

37、20的四芯電纜。(3) 饋電給3號廠房(金工車間)的線路 亦采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。纜芯截面選240mm即VLV22-1000-3X 240+1X 120的四芯電纜。(4) 饋電給4號廠房(工具車間)的線路 亦采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。纜芯截面選240mm即VLV22-1000-3X 240+1X 120的四芯電纜。(5) 饋電給5號廠房(電鍍車間)的線路 亦采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。纜芯截面選240mm即VLV22-1000-3X 240+1X 120的四芯電纜。(6) 饋電給6號廠房(熱

38、處理車間)的線路 亦采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。纜芯截面選240mm即VLV22-1000-3X 240+1X 120的四芯電纜。(7) 饋電給7號廠房(裝配車間)的線路 亦采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。纜芯截面選240mm即VLV22-1000-3X 240+1X 120的四芯電纜。(8) 饋電給8號廠房(機修車間)的線路 亦采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。纜芯截面選240mm即VLV22-1000-3X 240+1X 120的四芯電纜。(9) 饋電給9廠房(鍋爐房)的線路 亦采用VLV22-1000型

39、聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。纜芯截面選240mm即VLV22-1000-3X240+1X 120的四芯電纜。(10) 饋電給10 (倉庫)的線路 亦采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。纜芯截面選 240mm即VLV22-1000-3X 240+1X 120的四芯電纜。(11)饋電給生活區(qū)的線路采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)為了確保生活用電(照明、家電)的電壓質(zhì)量，決定采用四回 LJ 120型鋁絞 線架空敷設(shè)，查表得 LJ120的R)=0.31?/km,X°=0.07?/km(按線間幾何均居0.6m 計)，因此： U=195 (0.31 0.07) 56.55

40、(0.31 0.07)二化 23v0.3814 23 U% =1423 %=3.7%處 uai =5%滿足要求。380中性線采用LJ70鋁鉸線7.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗采用YJL22-1000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的10KV母線相聯(lián)。(1)按發(fā)熱條件選擇工廠二級負荷容量共424.75kvar, 130= 424.75 =24.45A,最熱月土壤平均溫度為10 V325C，查表得初選纜心截面為25mm2的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁心電纜，其Ial=90A > 130, 滿足發(fā)熱條件。(2 )檢驗電壓損耗 由表可查得纜心為25 mm2

41、的鋁心電纜的 R0=1.54 /km,X 0=0.12 /km (纜心溫度按 80°C 計)，而二級負荷的 P30=456.72kW， Q30=424.75Kvar,線路長度按2km計，因此： u= 424.75 (1.54 2) 456.72 (0.12 2) =41 75V10 U % =41.75/10000 100 % =0.423%< Uai=5%由此可見滿足允許電壓損耗 5%的要求。(3) 短路熱穩(wěn)定校驗按本變電所高壓側(cè)短路電流校檢，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校檢，可知纜芯25 mm2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

42、路熱穩(wěn)定校檢計算無法進行，只有暫缺。綜合以上所選的變電所進出線和聯(lián)絡(luò)線的導線和電纜型號規(guī)格如表8.1所示表8.1變電所進出線和聯(lián)絡(luò)線的型號規(guī)格線路名稱導線或電纜的型號規(guī)格10KV電源引線LJ-35鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜YJL22-10000-3 X 35交聯(lián)電纜（直埋）380V低壓 出線至1廠房P VLV22-1000-3X 300+1X 120 四芯塑料電纜（直埋）至2號廠房VLV22-1000-3X 240+1X 120四芯塑料電纜（直埋）至3號廠房VLV22-1000-3X 240+1X 120四芯塑料電纜（直埋）至4號廠房:VLV22-1000-3X 240+1X 120

43、四芯塑料電纜（直埋）至5號廠房P VLV22-1000-3X 300+1X 120 四芯塑料電纜（直埋）至6號廠房VLV22-1000-3X 240+1X 120四芯塑料電纜（直埋）至7號廠房:VLV22-1000-3X 240+1X 120 四芯塑料電纜（直埋）至8號廠房至9號廠房VLV22-1000-3X 240+1X 120四芯塑料電纜（直埋）至10號廠房VLV22-1000-3X 240+1X 120四芯塑料電纜（直埋）至生活區(qū)P VLV22-1000-3X 240+1X 120 四芯塑料電纜（直埋）與鄰近單位10KV聯(lián) 絡(luò)線YJL22-10000-3 X 25交聯(lián)電纜（直埋）8. 變

44、電所二次回路技術(shù)方案的選擇與繼電保護的整定8.1高壓斷路器的操動機構(gòu)控制與信號回路斷路器采用彈簧儲能操作機構(gòu)，可實現(xiàn)一次合閘。8.2變電所的電能計量回路變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計量柜，其上裝設(shè)三項有功電能表和無功電能表， 分別 計量全廠消耗的有功電能和無功電能， 并據(jù)以計算每月工廠的平均功率因數(shù)， 計量 柜由有關(guān)供電部門加封和經(jīng)管。8.3變電所的測量和絕緣監(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JDZJ-10型, 組成Yo/Yo/（開口三角）的接線，用以實現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)察。作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上，裝有三相有功電能表、三相無功電能表和電流 表，高壓進線上也裝有電流表

45、。低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電能表和無功電能表，低壓照明線路上裝有三相四線有功電能表。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝有無功電能表。每一回路均裝 有電流表。低壓母線裝有電壓表。儀表的準確度等級按規(guī)范要求。8.4變電所的保護裝置（1）主變壓器的繼電保護裝置1）裝設(shè)瓦斯保護當變壓器油箱內(nèi)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(yīng)動作于高壓側(cè)斷路器。2 ）裝設(shè)反時限過電流保護。采用 GL-15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電 器式接線，去分流跳閘的操作方式。 過電流保護動作電流的整定。禾I用式 lLma=2liN t= 2 1000kA . . 3 10kV = 2 46.3A

46、 =115A， Kei=1.3,Kw=1,Kre=0.8,Ki=100/5=20,因此動作電流為：I op二丄3 - 115A =9.3A整定為10A。（注意：lop為整數(shù)，且不能大于10A） 0.8 20 過電流保護動作時間的整定：因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護的動作時間（10倍動作電流動作時間）可整定為最短的0.5S。 過電流保護靈敏系數(shù)的檢驗：利用式 I k min =I（2）k-2/KT=0.64kA,I op.1 =1 °pK/Kw=10AX 20/1=200A,因此其保護靈敏 系數(shù)為：Sp> 1.5滿足靈敏系數(shù)1.5的要求。（2）裝設(shè)電流速斷保護，

47、利用 GL15型繼電器的電流速斷裝置來實現(xiàn)1 ）速斷電流的整定:利用式（I k.max= I k-2=19.7kA,Krel=1.4, K=1, K=100/5=20, &=10kV/0.4kV=25,因此速斷電流為：1.4 1I qb=0A =55A20 25速斷電流倍數(shù)整定為：Kqb= I qb/ I op=55A/10A=5.5（注意：Kqb可不為整數(shù)，但必須在28之間。）2）電流速斷保護靈敏系數(shù)的檢驗：利用式 Sp=0.866 1.96A （55 20/1） =1.55>1.5按GB5006 92規(guī)定，電流保護（含電流速斷保護）的最小靈敏系數(shù)為 1.5 , 因此這里裝設(shè)的

48、電流速斷保護的靈敏系數(shù)是達到要求的。8.5作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置（1） 裝設(shè)反時限過電流保護亦采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼 電器式結(jié)線，去分流體跳閘的操作方式。1）過電流保護動作電流的整定。I L。max=2l 30，Kel =1.3，K=1，Kre=0.8，K=50/5=10 ,因此 動作電 流為： 13 1lop=1 2 48A=15.6A 整定為 16A。0.8 102） 過電流保護動作時間的整定。按終端保護考慮，動作時間的整定為0.5S。3）過電流保護靈敏系數(shù)。因無鄰近單位變電所10kV母線經(jīng)聯(lián)絡(luò)線至本廠變電 所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗靈敏系數(shù)。（2）

49、裝設(shè)電流速斷保護低壓總開關(guān)采用DW15-1500/3型低壓斷路器，三相均裝過流脫扣器，既可保護 低壓側(cè)的相間短路和過負荷，而且可保護低壓側(cè)單相接地短路。 脫扣器動作電流的 整定可參看參考文獻。低壓測所有出線上均采用 DZ20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。9. 變電所防雷保護9.1 直擊雷保護在變電所屋頂裝設(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。在此設(shè)計中，由于變電所為附設(shè)式結(jié)構(gòu)，與廠房為同一建筑，所以不考慮直 擊雷的影響。9.2 雷電侵入波的防護1）在10kv的電源進線終端上裝設(shè)FS4-10型閥式避雷器。引下線用25mm 4mm 的鍍鋅扁鋼，下面與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地螺栓相連。2）在10kv高壓進線配電室內(nèi)設(shè)有 GG-1 A（ F）-54型開關(guān)柜。其中配有FS4-10 型避雷器，靠近主變壓器主要靠此變壓器來保護。3）在380v低壓架空出現(xiàn)上，裝設(shè)保護間