工業(yè)建筑降壓變電所及電氣設(shè)計書

1、前言在國民經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，電能的應(yīng)用越來越廣泛，生產(chǎn)、科學、研究、日常生活都對電能的供應(yīng)提出更高的要求，因此確保良好的供電質(zhì)量十分必要。本設(shè)計書注重理論聯(lián)系實際，理論知識力求全面、深入淺出和通俗易懂，實踐技能注重實用性，可操作性和有針對性，同時注重介紹和反映現(xiàn)代供配電技術(shù)的新技術(shù)。本課程設(shè)計選擇進行了一個模擬的中小型工廠10/0.4kV、容量為1000kVA的降壓變電所，既含有高壓供電部分又含有電力變壓器低壓配電部分。本設(shè)計書論述了供配電系統(tǒng)的整體功能和相關(guān)的技術(shù)知識，重點介紹了工廠供配電系統(tǒng)的組成部分。系統(tǒng)的設(shè)計和計算相關(guān)系統(tǒng)的運行與管理，并根據(jù)工廠所能取得的電源及工廠用電負荷的實際情況

2、，并適當考慮到工廠的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的要求，確定了變電所的位置與形式及變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型及選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備與進出線。本設(shè)計書共分部分，包括：負荷計算和無功功率補償、變電所位置和形式選擇、變電所主變壓器的臺數(shù)、類型容量及主接線方案選擇、短路電流的計算、變電所一次設(shè)備的選擇和校驗、變電所電氣主結(jié)線圖。目錄前言 .1第一章 設(shè)計任務(wù)書.3第二章 負荷計算和無功功率補償.6第三章 變電所位置和型式的選擇11第四章 變電所主變壓器臺數(shù)、容量及主結(jié)線方案的選擇12第五章 短路電流的計算16第六章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗19第七章 變電所高、低壓線路的選

3、擇與校驗22第八章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護的整定27第九章 防雷和接地裝置的確定.31第十章 參考文獻.33第十一章 收獲和體會33第一章一、設(shè)計任務(wù)書（一）設(shè)計題目某工業(yè)建筑降壓變電所電氣設(shè)計。（二）設(shè)計要求根據(jù)本廠所能取得的電源及用電負荷的實際情況，并適當考慮到生產(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，選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備與進出線，確定二次回路方案，選擇并整定繼電保護裝置，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。(三) 設(shè)計依據(jù)（1）工廠總平面圖：附圖B-1XX機械廠總平面圖（2）工

4、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為5000h,日最大負荷持續(xù)時間為8h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。低壓動力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。（3）供電電源情況：按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導線品牌號為LGJ-185，導線為等邊三角形排列，線距為1.5m。干線首端（即電力系統(tǒng)的饋電變電所）距離本廠約10km，該干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA，此斷路器配備有定時限過電流保護和

5、電流速斷保護，其定時限過電流保護整定的動作時間為1.4s。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達100km，電纜線路總長度達30km。表1 工廠負荷統(tǒng)計資料用電單位編號用電單位名稱負荷性質(zhì)設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動力2100.350.65照明60.81.02鍛壓車間動力2200.30.6照明70.81.03金工車間動力2000.250.6照明70.81.04工具車間動力2900.250.65照明80.81.05電鍍車間動力2000.50.7照明60.81.06熱處理車間動力2550.60.75照明70.8

6、1.07裝配車間動力1200.350.75照明50.81.08機修車間動力1400.250.6照明30.81.09鍋爐房動力750.40.65照明10.81.010倉庫動力200.250.6照明10.91.011生活區(qū)動力3300.81.0（4）氣象資料：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為40，年平均氣溫為20，年最低氣溫為5，年最熱月平均最高氣溫為35，年最熱月平均氣溫為28.，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25。.年主導風向為東風，年雷暴日數(shù)為32天。（5）地質(zhì)水文資料：本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土（土質(zhì)）為主，地下水位為2m。（6）電費制度：本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電

7、所高壓側(cè)計量電能，設(shè)專用計量柜，按兩部電費制繳納電費。每月基本電費按主變壓器容量為18元/（kVA），動力電費為1元/（kWh），照明（含家電）電費為0.56元/（kWh），工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9。（四）設(shè)計任務(wù)要求在規(guī)定時間內(nèi)獨立完成下列工作量：（一） 設(shè)計說明書（1） 目錄。（2） 前言及確定了賦值參數(shù)的設(shè)計任務(wù)書。（3） 負荷計算和無功功率補償。（4） 變電所位置和型式的選擇。（5） 變電所主變壓器臺數(shù)、容量、類型及主結(jié)線方案的選擇。（6） 短路電流的計算。（7） 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗。（8） 變電所高、低壓進出線的選擇與校驗。（9） 變電所二次回路方案選擇及繼電保

8、護的整定。（10） 防雷和接地裝置的確定。（11） 附錄及參考文獻。（12） 收獲和體會。（二） 設(shè)計圖樣（1） 主要設(shè)備及材料表。（2） 變電所主結(jié)線圖（裝置式）。（3） 變電所的二次回路接線圖。（五）設(shè)計時間2010年 月 日至2010年 月 日 指導教師：邱曉華第二章（一）負荷計算和無功功率補償1負荷計算各廠房和生活區(qū)的負荷計算如下所示：1.鑄造車間：動力 P30d= Kd×Pe=0.35×210Kw=73.5KwQ30d=P30tan=73.5Kw×1.17=85.995Kvar 照明 P30z=Kd×Pe=0.8×6Kw=4.8Kw

9、Q30z=4.8Kw×0=0Kvar P301=K（P30d+P30）=0.95×（73.5+4.8)Kw=74.385Kw Q301=K（Q30dQ30z)=0.95×85.995Kw=81.695Kvar S301=P3012+Q3012=74.3852+81.6952=110.486KVA I301=S3013×0.38Kv=167.87A2.鍛壓車間：動力 P30d= Kd×Pe=0.3×220Kw=66KwQ30d=P30tan=66Kw×1.33=87.78Kw 照明 P30z=Kd×Pe=7Kw

10、15;0.8=5.6Kw Q30z=0Kvar P302=K（P30dP30z）=0.95×(66+5.6)Kw=68.02Kw Q302=K(Q30d+Q30z)=0.95×87.78Kvar=83.391Kvar S302=P3022+Q3022=68.022+83.3912=107.614KVA I302=S3023×0.38Kv=163.50A3.金工車間：動力 P30d=Kd×Pe=0.25×200Kw=50KwQ30d=P30tan=50Kw×1.33=66.5Kvar照明 P30z=Kd×Pe=0.8×

11、;7Kw=5.6KwQ30z=0Kvar P303=K(P30d+P30z）=0.95×(50+5.6)Kw=52.82Kw Q303=K（Q30dQ30z)=0.95×66.5Kvar=63.175Kvar S303=P3032+Q3032=52.822+63.1752=82.35KVA I303=S3033×0.38Kv=125.12A4.工具車間：動力 P30d= Kd×Pe=0.25×290Kw=72.5KwQ30d=P30tan=72.5Kw×1.17=84.825Kw 照明 P30z=Kd×Pe=0.8×

12、;8Kw=6.4Kw Q30z=0Kvar P304=K(P30d+P30z）=0.95×(72.5+6.4）Kw=74.955Kw Q304=K(Q30d+Q30z)=0.95×84.825Kvar=80.584Kvar S304=P3042+Q3042=74.9552+80.5842=110.05KVA I304=S3043×0.38Kv=167.20A5.電鍍車間：動力P30d= Kd×Pe=0.5×200Kw=100Kw Q30d=P30tan=100Kw×1.02=102Kvar照明 P30z=Kd×Pe=0.8&

13、#215;6Kw=4.8KwQ30z=0Kvar P305=K（P30dP30z）=0.95×（100+4.8）Kw=99.56Kw Q305=K（Q30dQ30z)=0.95×102Kvar=96.9Kvar S305=P3052+Q3052=99.562+96.92=138.931KVA I305=S3053×0.38Kv=211.08A6.熱處理： 動力P30d= Kd×Pe=0.6×255Kw=153KwQ30d=P30tan=153Kw×0.88=134.64Kvar照明 P30z=Kd×Pe=0.8×7

14、=5.6KwQ30z=0Kvar P306=K（P30dP30z）=0.95×（153+5.6）Kw=150.67Kw Q306=KQ30dQ30z)=0.95×134.64Kvar=127.908Kvar S306=P3062+Q3062=150.672127.9082=197.64KVA I306=S3063×0.38Kv=300.28A7裝配車間： 動力 P30d= Kd×Pe=0.35×120Kw=42KwQ30d=P30tan=42Kw×0.88=36.96Kvar 照明 P30z=Kd×Pe=0.8×5

15、Kw=4Kw Q30z=0Kvar P307=K(P30dP30z）=0.95×（42+4）Kw=43.7Kw Q307=K（Q30dQ30z)=0.95×36.96Kvar=35.112Kvar S307=P3072+Q3072=43.72+35.1122=56.06KVA I307=S3073×0.38Kv=85.17A8.機修車間：動力 P30d= Kd×Pe=0.25×140Kw=35KwQ30d=P30tan=35Kw×1.33=46.55Kvar 照明 P30z=Kd×Pe=0.8×3Kw=2.4KwQ

16、30z=0Kvar P308=K（P30dP30z）=0.95×（35+2.4）Kw=35.53Kw Q308=K（Q30dQ30z)=0.95×46.55Kvar=44.223Kvar S308=P3082+Q3082=35.532+44.2232=56.73KVA I308=S3083×0.38Kv=86.19A9.鍋爐房： 動力 P30d= Kd×Pe=0.4×75Kw=30KWQ30d=P30tan=30Kw×1.17=35.1Kvar照明 P30z=Kd×Pe=0.8×1Kw=0.8Kw Q30z=0Kv

17、ar P309=K(P30dP30z）=0.95×(30+0.8)Kw=29.26Kw Q309=K（Q30dQ30z)=0.95×35.1Kvar=33.345Kvar S309=P3092+Q3092=29.262+33.3452=44.363KVA I309=S3093×0.38Kv=67.40A10. 倉庫： 動力 P30d= Kd×Pe=0.25×20Kw=5Kw Q30d=P30tan=5Kw×1.33=6.65Kvar照明 P30z=Kd×Pe=0.9×1Kw=0.9KwQ30z=0Kvar P301

18、0=K（P30dP30z）=0.95×(5+0.9)Kw=5.605KwQ3010=K（Q30dQ30z)=0.95×6.65Kvar=6.3175Kvar S3010=P30102+Q30102=5.6052+6.31752=8.45KVA I3010=S30103×0.38Kv=12.84A11.生活區(qū): P30d= Kd×Pe=0.8×330Kw=264Kw Q30z=0Kvar S3011=P30d2=2642=264KVA I3011=S30113×0.38Kv=401.11A表2該工廠負荷計算表編號名稱類別設(shè)備容量/kW需

19、要系數(shù)costan負荷計算P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A1鑄造車間動力2100.350.651.1773.585.995110.486167.87照明60.81.004.80小計216/74.38581.6952鍛壓車間動力2200.30.61.336687.78107.614163.50照明70.81.005.60小計227/68.0283.3913金工車間動力2000.250.61.335066.582.35125.12照明70.81.005.60小計207/52.8263.1754工具車間動力2900.250.651.1772.584.825110.05167.20

20、照明80.81.006.40小計298/74.95580.5845電鍍車間動力2000.50.71.02100102138.931211.08照明60.81.004.80小計206/99.5696.96熱處理車間動力2550.60.750.88153134.66197.64300.28照明70.81.005.60小計262/150.67127.9087裝配車間動力1200.350.750.884236.9656.0685.17照明50.81.0040小計120/43.735.1128機修車間動力1400.250.61.333546.5556.7386.19照明30.81.002.40小計143

21、/35.5344.2239鍋爐房動力750.40.651.173035.144.36367.40照明10.81.000.80小計76/29.2633.34510倉庫動力200.250.61.3356.658.4512.84照明10.91.000.90小計21/5.6056.317511生活區(qū)動力3300.81.002640264401.11總計（380V側(cè)）動力2060/0.82/814.05587.391003.841525.18照明51/計入K1=0.95 K2=0.981405335.39880.431337.68（表2中P30=Kd×Pe Q30=P30×tan S

22、30=P302+Q302 I30=S30（3×Un）P30（各車間）=K12×（P30<動力>+P30<照明>） Q30（各車間）=K1×（Q30<動力>+Q30<照明>）P30（總）=K2×（P<各車間>） Q30（總）=K2×（Q<各車間>） 其中Kd為需要系數(shù)，Un為額定電壓380V。K1為車間的同時系數(shù)，K2為工廠的同時系數(shù)。）2無功功率補償由表2可知，該廠380V側(cè)最大負荷時的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10kV進線側(cè)最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9。

23、考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92,來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量：Qc=P30×qc814.05kW×0.32=219.794kVar 其中查表得qc=0.32參照圖，選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）3臺相組合，總共容量為84kVar×3=252kVar。因此，無功功率補償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負荷計算如表所示：項目cos計算負荷P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A380V側(cè)補償前負荷0.8281

24、4.05587.391003.841525.18380V側(cè)無功補償容量/-252/380V側(cè)補償后負荷0.92814.05335.39880.431337.68主變壓器功率損耗/0.015S30=13.210.06S30=52.83/10kV側(cè)負荷總計0.92827.26388.22913.8252.76第三章（二）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，工廠的負荷中心按功率矩法來確定，在工廠平面圖的下邊和左側(cè)，分別作一直角坐標的x軸和y軸，然后測出各車間和生活區(qū)負荷點的坐標位置，P1、P2、P3P10分別代表車間1、2、310號。計算公式為：x=（P1·x1+P

25、2·x2+P3·x3+P11·x11）（P1+P2+P3+P11）=（Pi·Xi）Piy=（P1·y1+P2·y2+P3·y3+P11·y11）（P1+P2+P3+P11）=（Pi·Yi）Pi 計算得：x=2.86 y=2.74下圖為各車間負荷坐標點。由計算結(jié)果可知,工廠的負荷中心在2號車間附近，考慮到方便進出線，周邊環(huán)境及交通情況，決定在2號車間的東側(cè)緊靠車間修建工廠變電所，其形式為外附式。第四章（三）變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇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

26、壓器可有下列兩種方案:方案a.裝設(shè)1臺變壓器：型式采用S9，而容量根據(jù)式SNS30 ，SN =1000KV880.43KVA，即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變 壓器。方案b.裝設(shè)2臺變壓器：型號亦采用S9，容量按式SN（0.60.7） S30 即SN（528.258，616.301）KVASNS30（二級負荷） =（S1+S5+S9）×0.9=264.402KVA,因此兩臺選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臨 近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔。主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0 2變電所主結(jié)線方案的選擇,按上面考慮的兩種主變壓器的方案可設(shè)計兩種主結(jié)

27、線方案:(1) 裝設(shè)一臺變壓器的主結(jié)線方案（2）裝設(shè)兩臺變壓器的主結(jié)線方案（3）兩種主結(jié)線方案的計算經(jīng)濟經(jīng)濟比較表：比較項目裝設(shè)一臺裝設(shè)兩臺技術(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滿足供電質(zhì)量由于一臺主變壓器，電壓損耗略大由于有兩臺主變壓器，電壓損耗略小供電靈活性由于一臺主變壓器，靈活性稍差由于有兩臺主變壓器，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查表得單價為15萬則綜合投資為30萬查表得單價為10.5714萬元則綜合投資為42.2856萬元高壓開關(guān)柜的綜合投資查表得單價為3.8萬則綜合投資為3.8萬×1.5×5=28.5萬查表得單價為

28、3.8萬元則綜合投資為3.8萬×1.5×634.2萬元高壓柜運行費用折舊費:30萬元×5%=1.5萬元維修費:30萬元×6%=1.8萬元折舊費:42.2856萬元×5%=2.11428萬元維修費:42.2856×6%=2.537136萬元開關(guān)柜運行費用折舊費:28.5萬元×5%=1.425萬元維修費:28.5萬元×6%=1.71萬元折舊費:34.2萬元×5%=1.71萬元維修費:34.2萬元×6%=2.052萬元供電補貼21萬元21萬元從上表可知,按技術(shù)指標,裝設(shè)兩臺主變壓器的主結(jié)線方案略優(yōu)于一

29、臺主變壓器的主結(jié)線方案,但按經(jīng)濟指標,則裝設(shè)一臺主變壓器的方案遠優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變壓器的主結(jié)線方案,因此決定采用裝設(shè)一臺主變的方案。第五章（四）短路電流的計算1繪制計算電路2確定短路計算基準值設(shè) Sd=100MVA 高壓側(cè)Ud1=10.5Kv 低壓側(cè)Ud2=0.4kV，則Id1=Sd3Ud1=100MVA（3×10.5kV）=5.5AId2=Sd3Ud2=100MVA3×0.4kV=144kA3計算短路電路中各元件的電抗標幺值(1) 電力系統(tǒng)的電抗標幺值已知Soc=500MVA X*1=100MVA/500MVA=0.2(2)架空線路 查表4-1LGJ-185的x0-1而線路

30、長10km因此， X*2=（-1×10km）×100MVA（10.5Kv）2=2.99（3）電力變壓器 查表A-8，得Uk%=4.5（Yyno聯(lián)結(jié)），故 X*3=（4.5×100×103KVA）（100×1000KVA）=4.5因此繪等效電路圖，如下圖所示 4.計算k-1點（10.5Kv側(cè)）的短路總電抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標幺值： X*（k-1)=X*1+X*2=0.2+2.99=3.19 （2）三相短路電流周期分量有效值： I(3)k1=Id1/X*（k-1)=5.5KA/3.375=1.72 （3）其他三相短路容量為： I&

31、quot;(3)=I(3)=I(3)k-1=1.72KAish(3)=2.55I"(3)=2.551.72KA=4.39KA Ish(3)=1.51I"(3)=1.511.72KA=2.60KA（4）三相短路容量為： Sk-1(3)=3×Uc1Ik-1(3)=3×10.5Kv×1.72KA=31.28MVA5.計算k-2點（0.4kv側(cè)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標幺值： X*（k-2)=X*1X*2X*3=0.22.994.5=7.69 （2）三相短路電流周期分量有效值為： Ik-2(3)=Id2X*（k-2)=144

32、KA7.69KA=18.73KA （3）其他三相短路電流：I"(3)=I(3)=I(3)k-2=18.73KAish(3)=1.84I"(3)=1.8418.73KA=34.46KAIsh(3)=1.09I"(3)=1.0918.73KA=20.42KA（4） 三相短路容量為：Sk-2（3）=3Uc2Ik-2(3)=3×0.4Kv×18.73=12.98MVA以上計算結(jié)果如下表所示：短路計算點三相短路電流/KA三相短路容量/MVAIk(3)I"(3)I(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)K-11.721.721.724.392.6

33、031.28K-218.7318.7318.7334.4620.4212.98第六章（五）變電所一次設(shè)備的選擇與校驗110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗a按工作電壓選擇設(shè)備的額定電壓UN。e一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓UN，即UN。eUN。b按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流IN。e一般不應(yīng)小于所在電路的計算電流I30，即IN。eI30。c按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流Ioc，對分斷短路電流的設(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分斷的最大短路有效值Ik（3），即IocIk（3）。d. 按短路的動熱穩(wěn)定度校驗 1）動穩(wěn)定校驗條件 imaxish（3）或ImaxIsh（3） imax、Imax分別為開關(guān)的極限通

34、過電流峰值和有效值，ish（3）、Ish（3）分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值。 2）熱穩(wěn)定校驗條件 It2.tI（3）2.tima對應(yīng)上面的分析，如下表所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點條件參數(shù)UNINIk（3）Ish（3）I（3）2.tima數(shù)據(jù)10kV52.76A1.72kA4.39 kA1.722×1.6=4.73一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)UN。eIN。eIocimaxIt2.t電流互感器LQJ-10 -100/510kV100A225××0.1=31.82

35、kA（90×0.1）2×1=81高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630 A16 kA40 kA162×4=1024高壓隔離開關(guān)GN8-10/20010kV200 A25.5 kA102×5=500高壓熔斷器RN2-10/7510kV75A25 kA高壓避雷器FS4-1010kV電壓互感器JDZJ-10-1000/10010kV2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗。與一次設(shè)備的校驗不同的是，二次設(shè)備只需校驗其電流、電壓和斷流能力，不需校驗懂穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定讀，如下表所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。380V側(cè)一次設(shè)備的

36、選擇與校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力裝置地點條件參數(shù)UNINIk（3）數(shù)據(jù)380V1337.68A18.73kA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)UN。eIN。eIoc電流互感器LMZJ1-0.5-1500/5500V1500A低壓斷路器DW15-1500/3380V1500 A40 kA低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500 A電流互感器LMZ1-0.5-1500/5500V1500A單投開關(guān)HD13-1500/31380V1500A低壓斷路器DW-1500380V1500A第七章（六）變電所高、低壓線路的選擇變電所進出線纜的選擇應(yīng)從人員活動是否秘密集，場區(qū)是否緊湊等各方面考慮。因此，本

37、設(shè)計書中生活區(qū)和倉庫進出線纜選擇架空線，并根據(jù)其發(fā)熱條件、電壓損耗和機械強度選擇合適的鋁絞線。其余各車間均用電纜線直埋，并根據(jù)其發(fā)熱條件、電壓損耗和熱穩(wěn)定度選擇合適的電纜線。變電所的低壓結(jié)線方式根據(jù)可靠性程度選擇放射式結(jié)線。根據(jù)放射式結(jié)線方法在工廠總平面圖上量得負荷中心到各個車間的距離，并算總和。因為負荷中心與2號鍛壓車間很近，變壓器外附在2號車間的墻上，所以將負荷中心移至（2.6,2.74）。計算得總走線長度為27.49cm即549.8m，其中架空線為8.33cm即166.6m，直埋電纜線為383.3m。一、10kV高壓進線和引入電纜的選擇110kV高壓進線的選擇校驗采用LGJ型鋼芯鋁絞線架

38、空敷設(shè)，接往10kV公用干線。1）按發(fā)熱條件選擇由I30=IIN。T=52.76A及室外環(huán)境溫度為35，查表A-23得，初選LGJ-35，其35時的Ial=149AI30，滿足發(fā)熱條件。2）校驗機械強度查附表A-11得，10kV架空裸導線的最小截面為Amin=25mm2，而LGJ-35額定截面大于最小截面，即符合機械強度，滿足要求，故選它。由于此線路很短，故不需要校驗電壓損耗。2高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗 采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜埋地敷設(shè)。1） 按發(fā)熱條件選擇由I30=IIN。T=52.76A及土壤環(huán)境25，查表A-23得，初選纜線芯截面為25mm2的

39、交聯(lián)電纜，其Ial=110AI30，滿足發(fā)熱條件。2） 校驗熱穩(wěn)定度按公式AAmin=I(3)（/C），A為母線截面積，單位為mm2；Amin為滿足短路熱穩(wěn)定條件的最大截面積，單位為mm2；C為材料熱穩(wěn)定系數(shù)；I(3) 為母線通過的三項短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為A；tima為短路發(fā)熱假想時間，單位為s；本電纜線中I(3) =1720A，tima=0.5+0.2+0.05=0.75s，終端變電所保護動作時間為0.5s，斷路器斷路時間為0.2s，C=84，把這些數(shù)據(jù)代入公式得Amin=I(3)（/C）=1720A×（/84）=17.73mm2A=25mm2；滿足要求。因此選擇YJL22-100

40、00-3×25電纜。二、380V低壓側(cè)出線的選擇1鑄造車間 饋電給1號廠房（鑄造車間）的線路采用VV22-1000型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。1） 按發(fā)熱條件選擇由I30=167.87A及地下0.8m土壤溫度為25，查表得，初選纜芯截面為70mm2，其Ial=185AI30，滿足發(fā)熱條件。2） 電壓損耗的校驗由如上圖的工廠平面圖量得變電所至1號廠房距離約為31m，而查表得到70mm2的銅芯電纜的R0=0.342/km（按纜芯工作溫度75計），X0=0.0966/km，又1號車間的P30=74.385kW，Q30=81.695kvar，故線路電壓損耗為U=（PR+QX）/UN=

41、（74.385kW×0.342×0.031+81.695kvar×0.0966×0.031）/0.38V=2.72VU%=(2.72V/380V)×100%=0.72%Ual%=5%。3） 熱穩(wěn)定度校驗Amin=I(3)（/C）=18730A×（/100）=162.21mm2A =70mm2不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯為截面為185mm2的電纜，即選VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同。2鍛壓車間 饋電給2號廠房（鍛壓車間）的線路，亦采用VV

42、22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。3金工車間饋電給3號廠房（金工車間）的線路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。4工具車間饋電給4號廠房（工具車間）的線路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。5電鍍車間饋電給5號廠房（電鍍車間）的線路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上

43、，從略）。6裝配車間饋電給7號廠房（裝配車間）的線路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7機修車間饋電給8號廠房（機修車間）的線路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。8鍋爐房饋電給9號廠房（鍋爐房）的線路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。9熱處理車間1）按發(fā)熱條件選擇由I30=300.28A及地下0.8m土壤溫度為25，查表得，纜芯

44、截面最大的為185mm2，其Ial=321AI30，所以滿足發(fā)熱條件。2）電壓損耗的校驗由工廠平面圖量得變電所至1號廠房距離約為36m，而查表得到185mm2的銅芯電纜的R0=0.128/km（按纜芯工作溫度75計），X0=0.0743/km，又熱處理車間的P30=150.67kW，Q30=127.908kvar，故線路電壓損耗為U=（PR+QX）/UN=（150.67kW×0.128×0.036+127.908kvar×0.0743×0.036）/0.38V=2.6VU%=(2.6V/380V)×100%=0.684%Ual%=5%。3）熱穩(wěn)

45、定度校驗Amin=I(3)（/C）=18730A×（/100）=162.21mm2A =185mm2滿足短路熱穩(wěn)定要求，故選一條纜芯截面為185mm2的電纜并行埋地敷設(shè)，即選VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇。10倉庫饋電給10號廠房（倉庫）的線路，采用鋁絞線架空敷設(shè)。1） 按發(fā)熱條件選擇由I30=12.84A及環(huán)境溫度（年最熱月平均氣溫）為28，查表得，初選LJ-16，其28時，Ial=98.7AI30，滿足發(fā)熱條件。2）校驗機械強度查表A-11得，最小允許截面Amin=16mm2，而LGJ-16

46、滿足要求，故選它。3）校驗電壓損耗由圖1-1所示的工廠平面圖量得變電所至10號廠房距離約為75.8m，而查表A-23得LJ-16型鋁絞線的R0=2.7/km，X0=0.42/km（按線間幾何間距1.5m計），又10號廠房（倉庫）的P30=5.605kW，Q30=6.3175kvar，故線路電壓損耗為U=（PR+QX）/UN=（5.605kW×2.7×0.0758+6.3175kvar×0.42×0.0758）/0.38V=3.55VU%=(3.55V/380)×100%=0.934%Ual%=5%。滿足允許電壓損耗要求。因此決定采用LJ-16鋁

47、絞線架空線路對倉庫供電。11生活區(qū)饋電給10號廠房（倉庫）的線路，采用鋁絞線架空敷設(shè)。2） 按發(fā)熱條件選擇由I30=401.11A及環(huán)境溫度（年最熱月平均氣溫）為28，查表得，初選LJ-150，其28時，Ial=440AI30，滿足發(fā)熱條件。2）校驗機械強度查表A-11得，最小允許截面Amin=16mm2，而LGJ-150滿足要求，故選它。3）校驗電壓損耗由圖1-1所示的工廠平面圖量得變電所至生活區(qū)距離約為90.8m，而查表A-23得LJ-95型鋁絞線的R0=0.23/km，X0=0.35/km（按線間幾何間距1.5m計），又生活區(qū)的P30=264kW，Q30=0kvar，故線路電壓損耗為U=

48、（PR+QX）/UN=（264kW×0.23×0.0908+0kvar×0.35×0.0908）/0.38V=14.51VU%=(14.51V/380V)×100%=3.82%Ual%=5%。滿足允許電壓損耗要求。因此選LJ-150型鋁絞線架空線路對生活區(qū)供電。以上所選變電所進出線的導線和電纜型號規(guī)格如表7-1所示。表7-1 進出線的導線和電纜型號規(guī)格線路名稱導線或線纜的型號規(guī)格10kV電源進線LGJ-35鋁絞線主變引入電纜YJL22-10000-3×25交聯(lián)電纜（直埋）380V低壓出 線至1號廠房VV22-1000-3×1

49、85+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至2號廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至3號廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至4號廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至5號廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至6號廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至7號廠房

50、VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至8號廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至9號廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至10號廠房LJ-16鋁絞線（架空敷設(shè)）至生活區(qū)LJ-150鋁絞線（架空敷設(shè)）第八章(七)變電所二次回路方案選擇及繼電保護的整定1變電所二次回路方案的選擇（1）高壓斷路器的控制與信號回路斷路器采用手力操動機構(gòu)，其控制與信號回路如圖8-1所示。WC控制小母線RD紅色信號燈WS信號小母線R1,R

51、2限流電阻FU1FU3熔斷器KA繼電保護裝置出口繼電器觸點YR跳閘線圈QF12QF56斷路器輔助觸點GN綠色信號燈QM手動操動機構(gòu)輔助觸點圖8-1 手力操動機構(gòu)的斷路器控制回路及其信號系統(tǒng)合閘時，推上手力操動機構(gòu)操作手柄使斷路器合閘。這時斷路器的輔助觸點QF34閉合，紅燈RD亮，指示斷路器在合閘位置（注意YR雖通電，但由于RD和R2的限流，不會動作。）在合閘同時QF12斷開，綠燈GN滅。分閘時，扳下操作手柄使斷路器跳閘。斷路器的輔助觸點QF34斷開，紅燈RD滅，并切除跳閘電源，同時輔助觸點QF12閉合，綠燈GN亮。指示斷路器在合閘位置。（2）變電所的測量與絕緣監(jiān)察回路變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器

52、避雷器柜。其中電壓互感器為3個JDZJ-10型，組成Y0/Y0/(開口)Y0/Y0/的接線，用以實現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)察，見圖4.1。作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上，裝有三相有工電度表和三相無功電度表、電流表，見圖4.1。高壓進線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有工電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝上三相四線有功電度。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。電壓器的二次側(cè)有兩組繞組，一組接成星形，在它的引出線上接三相電壓表：系統(tǒng)正常運行時，反應(yīng)各個相電壓：在系統(tǒng)發(fā)生一相接地時，相對應(yīng)相的電壓表指零，另兩只電壓表讀數(shù)升高到線電壓。另一組接成開口三角形（也稱輔助二次繞組），構(gòu)成零序電壓過濾器，在開口處接一個過電壓繼電器：系統(tǒng)正常運行時，三相電壓對稱，開口三角形兩端電壓接近于零，繼電器不動作；在系統(tǒng)發(fā)生一相接地時，接地相電壓為零，另兩個互差