某標準件廠冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設計(超詳細)

某標準件廠冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設計110kv變電所設計任務書及分析工程設計任務書內容包括：工程設計目的，建設規(guī)模和系統(tǒng)供電的連接，用電單位負荷容量，工程建設期限等，工程設計人員接到任務書后，應對設計任務書作初步分析，并收集有關設計資料.1.110kv變電所設計任務書1.1.1變電所位置本變電所設在冷鐓車間東北角。車間內最熱月平均氣溫為30℃；地中最熱月平均氣溫為25℃；土壤凍結深度為1.10m；車間屬正常干燥環(huán)境；車間原址為耕地，地勢平坦。地層以砂粘土為主，地下水位2.81.1.2變電所基本設計資料1.變電所電壓等級：10/0.4kv2.本變電所10kv經0.2km電纜線路與本廠總降壓變電所相連。3.工廠總降壓變電所10kv母線上的短路容量按300Mkv計。工廠降壓變電所10kv配電出現(xiàn)定時限過電流保護整定時間top=1.5s。4.要求車間變電所最大負荷時功率因數不低于0.9，車間變電所10kv側進行電能計量。5.本變電所除給冷鐓車間供電外，還需給工具、機修車間供電。6.負荷情況：(1）工具車間要求車間變電所低壓側提供四路電源。(2)機修車間要求車間變電所低壓側提供一路電源。工具，機修車間負荷計算表如表1-1所示。表1-1工具、機修車間的負荷統(tǒng)計表序號車間名稱供電回路代號設備容量kW計算負荷(kW)(kvar)(kVA)(A)1工具車間No.1供電回路4714.116.521.732.9No.2供電回路5616.819.725.939.4No.3供電回路4212.614.719.429.5No.4供電回路3510.512.316.224.62機修車間No.5供電回路15037.543.957.787.7（4）車間負荷性質：車間為三班工作制，年最大有功負荷利用小時數為4500h，屬于三級負荷。（5）冷鐓車間生產任務急產品規(guī)格：本車間主要承擔我國機械和電器制造工業(yè)的標準螺釘配件生產。標準螺釘元件規(guī)格范圍為M3-M18，車間明細表1-2如圖所示表1-2冷鐓車間設備明細表設備代號設備名稱型號臺數單臺容量kw總容量kw設備代號設備名稱型號臺數單臺容量kw總容量kw1冷鐓機Z47-12163149626銑口機（自制）1772冷鐓機GB-31555527銑口機（自制）15.55.53冷鐓機A1641282828車床C3361334冷鐓機A1241282829車床1336M14.54.55冷鐓機A1232204030臺鉆70.64.26冷鐓機A1631202031清洗機（自制）410407冷鐓機A1691101032包裝機（自制）34.513.58冷鐓機Z47-671510533涂油槽1--9冷鐓機82BA1111134車床C620-117710冷鐓機A12124.79.435車床C620-1M17711冷鐓機A12023636車床C62017712切邊機A2332204037車床C618K17713切邊機A2321141438銑床X62W17.57.514壓力機60t1101039平面磨床M723017.627.6215壓力機40t17740牛頭刨床13316切邊機A231472841立鉆11.51.517切邊機A23014.54.542砂輪機60.63.618切邊機（自制）13343鉗工臺4--19搓絲機GWB162102044劃線臺1--20搓絲機1141447電葫蘆1.5t12.82.821搓絲機A25317748電葫蘆1.5t11.11.122搓絲機A253472849叉車0.5t2--23雙搓機1111150叉車0.5t1--24搓絲機GWB6525.511合計25搓絲機Z25-41331.1.3主要設計任務（1）負荷計算和無功功率補償（2）變電所位置和形式的選擇（3）變電所主變壓器的臺數與容量，類型的選擇（4）工廠配電系統(tǒng)的確定（5）變電所主接線確定并保證為最佳。（6）變電所主要接線方案的設計（7）短路電流的計算（8）變電所一次設備的選擇與校驗（9）變電所進出線的選擇與校驗（10）變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定（10）防雷保護和接地裝置的設計1.1.4設計結果1.設計說明書一份。2.電氣主接線圖一份。3.電氣主接線詳圖一份。4.變電所平面圖一張.1.2任務書分析1.2.1分析一：由于任務書中對功率因數有要求，要求不低于0.9，粗略功率因數約0.5，需進行無功補償。1.2.2待建變電所可以采用單回路進線.1.2.3分析三：車間變電所主要有以下兩種類型：（1）車間附設變電所:內附式變電所要占用一定的車間面積，但是在車間內部，故對車間外觀沒有影響。外附式變電所在車間的外部，不占用車間面積，便于車間設備的布置，而且安全性也比內附式變電所高一些；（2）車間內變電所：變電所有屋內式和屋外式兩大類型。屋內式運行維護方便，占地面積少。在選擇工廠變配電型時，應該根據具體地理環(huán)境，因地制宜；技術經濟合理時，應優(yōu)先用屋內式。根據任務書要求，本設計采用屋內式更合適。.1.2.4分析四：車間變電所10kv側需進行電能計量，所以需要設計電能計量原理電路。2.負荷計算和無功補償計算2.1車間的負荷計算2.1.1冷鐓車間設備組負荷計算例取冷鐓機Z47-12機組的負荷如下：由于該組設備為連續(xù)工作制，其設備功率為：（需臺數16，單臺容量31kw）有Ps==1631=496kw查表有Kd=0.17~0.2，取Kd=0.2，=0.5=1.73有P30=KdPs=0.2496=99.2kwQ30=P30=99.21.73=171kvar=本次設計的其他機組和設備組的負荷計算都如上例，將冷鐓車間分為五個設備組，各個設備組的計算負荷如下表所示。表2-1冷鐓車間設備組=1\*ROMANI計算負荷表設備組代號設備名稱型號臺數單臺容量kw總容量kw需要系數Kd計算負荷/kw/kvar/KVA/A=1\*ROMANI冷鐓機Z47-68312480.20.51.7344.677.299151表2-2冷鐓車間設備組=2\*ROMANII計算負荷表設備組代號設備名稱型號臺數單臺容量kw總容量kw需要系數Kd計算負荷/kw/kvar/KVA/A=1\*ROMANI=1\*ROMANI冷鐓機Z47-68312480.20.51.7344.677.299151表2-3冷鐓車間設備組=3\*ROMANIII計算負荷表設備組代號設備名稱型號臺數單臺容量kw總容量kw需要系數Kd計算負荷/kw/kvar/KVA/A=3\*ROMANIII冷鐓機GB-3155550.20.51.7311192233冷鐓機A164128280.20.51.735.69.711.217冷鐓機A124128280.20.51.735.69.711.217冷鐓機A123220400.20.51.73813.81624.3冷鐓機A163120200.20.51.7346.9812.2冷鐓機A169110100.20.51.7323.4546.1冷鐓機82BA111110.20.51.732.23.84.46.7冷鐓機A12124.79.40.20.51.731.843.183.685.6冷鐓機A1202360.20.51.731.22.12.43.7總計247.441.571.882.9125.6表2-4冷鐓車間設備組=4\*ROMANIV計算負荷表設備組代號設備名稱型號臺數單臺容量kw總容量kw需要系數Kd計算負荷/kw/kvar/KVA/A=4\*ROMANIV切邊機A233220400.20.51.73813.81624.3切邊機A232114140.20.51.732.84.85.68.5壓力機60t110100.20.51.7323.4546.1壓力機40t1770.20.51.731.42.42.84.3切邊機A23147280.20.51.735.69.711.217切邊機A23014.54.50.20.51.730.91.561.82.75切邊機（自制）1330.20.51.730.61.031.21.8搓絲機GWB16210200.20.51.7346.9812.2搓絲機114140.20.51.732.84.855.68.56搓絲機A2531770.20.51.731.42.42.84.3搓絲機A25347280.20.51.735.69.711.217雙搓機111110.20.51.732.23.84.46.7搓絲機GWB6525.5110.20.51.732.23.84.46.7搓絲機Z25-41330.20.51.730.61.031.21.8銑口機（自制）1770.20.51.731.42.42.84.3銑口機（自制）15.55.50.20.51.731.11.92.23.3車床C3361330.20.51.730.61.031.21.8車床1336M14.54.50.20.51.730.91.561.82.75臺鉆70.64.20.20.51.730.841.451.682.57清洗機（自制）410400.20.51.73813.81624.3包裝機（自制）34.513.50.20.51.732.74.675.48.25涂油槽1-----總計256.733.8658.677.9118.5表2-5冷鐓車間設備組=5\*ROMANV計算負荷表設備組代號設備名稱型號臺數單臺容量kw總容量kw需要系數Kd計算負荷/kw/kvar/KVA/A=5\*ROMANV冷鐓機Z47-67151050.20.51.732136.34263.8清洗機（自制）410400.20.51.73813.81624.3車床C620-11770.20.51.731.42.42.84.3車床C620-1M1770.20.51.731.42.42.84.3車床C6201770.20.51.731.42.42.84.3車床C618K1770.20.51.731.42.42.84.3銑床X62W17.57.50.20.51.731.52.634.6平面磨床M723017.627.620.20.51.731.62.73.24.8牛頭刨床1330.20.51.730.61.031.21.8立鉆11.51.50.20.51.730.30.560.60.9砂輪機60.63.60.20.51.730.721.251.442.2鉗工臺4----劃線臺1----電葫蘆1.5t12.82.80.20.51.730.560.971.121.7電葫蘆1.5t11.11.10.20.51.730.220.380.440.67叉車0.5t2----叉車0.5t1----總計265.441.463.8658.677.92.1.2工具、機修車間的負荷統(tǒng)計算見表2-6表2-6工具、機修車間的負荷統(tǒng)計表序號車間名稱供電回路代號設備容量kW計算負荷(kW)(kvar)(kVA)(A)1工具車間No.1供電回路4714.116.521.732.9No.2供電回路5616.819.725.939.4No.3供電回路4212.614.719.429.5No.4供電回路3510.512.316.224.6小計1805463.283.2126.42機修車間No.5供電回路15037.543.957.787.72.1.3車間設備總負荷計算：在配電干線上火車間變電所低壓母線上，常有多個用電設備組同時工作，但是各個用電設別組的最大負荷也非同時出現(xiàn)，因此在求配電干線或車間變電所低壓母線的計算負荷時，應在計入一個同時系數。由前面統(tǒng)計的結果，可知各設備組的有功和無功如下設備組1：=44.6kw，=77.2kvar設備組2：=44.6kw，=77.2kvar設備組3：=41.5kw，=71.8kvar設備組4：=33.86kw，=58.6kvar設備組5：=41.4kw，=63.86kvar工具車間：=54kw,=63.2kvar機修車間：=37.5kw,=43.9kvar取=0.9，=0.95可得總的計算負荷：==0.9(44.6+44.6+41.5+33.86+41.4+54+37.5)=329.976330.0kw==0.95(77.2+77.2+71.8+58.6+63.86+63.2+43.9)=554.04554.0kvar===644.8A=979.7A2.1.4車間設備總負荷統(tǒng)計見表2-7：表2-7車間設備總負荷統(tǒng)計表用電單位名稱設備容量需要系數計算負荷(kW)(kvar)(kVA)(A)設備組Ⅰ2480.20.51.7344.677.299151設備組=2\*ROMANII2480.20.51.7344.677.299151設備組=3\*ROMANIII247.40.20.51.7341.571.882.9125.6設備組=4\*ROMANIV256.70.20.51.7333.8.658.677.9118.5設備組=5\*ROMANV265.40.15`0.20.51.7341.463.8658.6117.8工具車間1805463.283.2126.4機修車間15037.543.957.787.7總計1717.5366.64583.23558.7929.48取=0.90,=0.95330554644.8979.72.2無功功率補償1）補償前的變壓器低壓側的視在計算負荷為：因此未進行無功補償時，主變壓器容量應選為了1000kV·A。這時變電所低壓側的功率因數為：=330644.8=0.512）無功補償容量按規(guī)定，變電所高壓側的0.9，考慮到變壓器本身的無功功率損耗遠大于其有功功率損耗，一般=(4~5)，因此在變壓器低壓側進行無功補償時，低壓側補償后的功率因數應略高于0.90，這里取=0.92。要使低壓側功率因數由=0.51提高到=0.92，低壓側需裝設的并聯(lián)電容器容量為：取查表可選用BCMJO.4-30-3型電容器，BCMJO.4-30-3型電容型補償器技術參數如下表：BCMJ額定電壓(kv)額定容量(kvar)總電容量(uf)額定電流(A)0.4-30.-30.43059743.3其個數為，選12個。3）補償后變電所低壓側的視在計算負荷為：變壓器的功率損耗為：變電所高壓側的計算負荷為補償后工廠的功率因數為滿足要求。4）車間變電所負荷計算見表2-8：表2-8車間變電所負荷計算表序號車間名稱需要系數設備容量kW計算負荷(kW)(kvar)(kVA)(A)1設備組=1\*ROMANI0.224844.677.2991512設備組=2\*ROMANII0.224844.677.2991513設備組=3\*ROMANIII0.2247.441.571.882.89125.64設備組=4\*ROMANIV0.2256.733.8658.677.9118.65設備組=5\*ROMANV0.15`0.2265.441.463.8658.6117.86工具車間1805463.283.13126.47機修車間15037.543.957.7387.7總計1717.5330554644.8979.7380V側補償前負荷330554644.8979.7380V側無功補償容量417380V側補償后負荷330137357543變壓器功率損耗5.421.410kV側負荷總計335.4158.437121.43變電所位置和形式的選擇3.1變電所的位置選擇原則：=1\*GB2⑴應盡可能接近負荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。=2\*GB2⑵考慮電源的進線方向，偏向電源側。=3\*GB2⑶進出線方便。=4\*GB2⑷不應妨礙企業(yè)的發(fā)展，要考慮擴建的可能行。=5\*GB2⑸設備運輸方便。=6\*GB2⑹盡量避開有腐蝕性氣體和污穢的地段，如無法避免，則應位于污源的上風側。=7\*GB2⑺變電所屋外配電裝置與其他建筑物、構筑物之間的防火間距符合規(guī)定。變電所建筑物、變壓器及屋外配電裝置應與附近的冷卻塔或噴水池之間的距離負荷規(guī)定。=8\*GB2⑻不應設在地勢低洼和可能積水的場所。=9\*GB2⑼高壓配電所應盡量與臨近車間變電所或有大量高壓用電設備的廠房合建在一起。變電所的位置選擇應根據選擇原則，經技術、經濟比較后確定。根據接近負荷中心，偏向電源側的選擇方法。本車間變電所已給出，位于車間的東北角。3.2車間變電所主要有以下兩種類型的變電所=1\*GB2⑴車間附設變電所內附式變電所要占用一定的車間面積，但其在車間內部，故對車間外觀沒有影響。外附式變電所在車間的外部，不占用車間面積，便于車間設備的布置，而且安全性也比內附式變電所要高一些。=2\*GB2⑵車間內變電所變配電所有屋內式和屋外式兩大型式。屋內式運行維護方便，占地面積少。在選擇工廠總變配電型式時，應根據具體地理環(huán)境，因地制宜；技術經濟合理時，應優(yōu)選用屋內式。=3\*GB2⑶由于屋內式優(yōu)點眾多，本設計采用屋內式。4.變電所主變壓器類型、容量與臺數的選擇4.1車間變電所主變壓器型號的確定在選擇變壓器時，應選用低損耗節(jié)能型變壓器，如S9系列或S10或S11系列。高損耗變壓器已被淘汰，不再采用。在多塵或有腐蝕性氣體嚴重影響變壓器安全的場所，應選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器；供電系統(tǒng)中沒有特殊要求和民用建筑獨立變電所常采用三相油浸自冷電力變壓器（S9、S10-M、S11等）；對于高層建筑、地下建筑、發(fā)電廠、化工等單位對消防要求較高的場所，宜采用干式電力變壓器（SC、SCZ、SG3、SG10等）；對電網電壓波動較大的，為改善電能質量應采用有載調壓電力變壓器（SZ7、SFSZ、SGZ3等）。根據設計要求，可選用S9或S11系列，通過資料可知S11系列變壓器的空載損耗要比同容量S9系列平均降低30%，空載電流比S9系列下降70%~85%，并且S11系列變壓器油箱采用全密封結構，變壓器不與空氣接車，隱私延長了使用壽命，運行可靠性比S9高，而且兩者價格相差不大，所以本設計選擇是S11系列三相油浸式自冷電力變壓器。4.2主變壓器容量確定在選擇變壓器容量時，可滿足變壓器在計算負荷通過時不致過熱損壞，當只裝一臺主變壓器時，變壓器的容量Sn應滿足全廠（或車間）用電社別總計算負荷Sjs的需要，即SnSjs.當裝兩臺及以上變壓器時，當斷開任一臺變壓器時，其余變壓器的容量能保證用戶的工作和級負荷運行，但此時應計入變壓器的過負荷能力。變壓器容量選擇630kVA。4.3主變壓器臺數的選擇車間變電所變壓器臺數確定主要根據負荷大小，供電可靠性和電能質量要求來選擇，并且兼顧節(jié)約電能，降低成本，運行方便等原則。對于帶有三級負荷的車間變電所的選擇原則是：負荷較小時采用一臺變壓器；負荷較大時，一臺變壓器不能滿足要求時，采用兩臺或以上變壓器。對于帶有一二級負荷的車間變電所，選擇的原則是：1.一、二級負荷較多時，應選用兩臺或兩天以上變壓器；2.只有少量一、二級負荷且能從鄰近車間變電所獲得低壓備用電源時，可選用一臺變壓器。根據設計要求，可選兩種方案。方案1：選一臺S11-630/10三相油浸式電力變壓器。方案2：選兩臺S11-315/10三相油浸式電力變壓器S11-630/10電力變壓器參數見表4-1表4-1S11-630/10電力變壓器參數額定容量630kvA空載電流0.9%額定電壓（電壓等級）一次側10KV短路阻抗4.5%二次側0.4KV連接組別Y，yn0價格4.6萬/每臺損耗空載0.81kw生產商平頂山恒瑞電氣制造公司負載6.21kwS11-315/10電力變壓器參數見表4-2表4-2S11-315/10電力變壓器參數額定容量315KvA空載電流1.0%額定電壓（電壓等級）一次側10KV短路阻抗4.0%二次側0.4KV連接組別Y，yn0價格2.9萬/每臺損耗空載0.48kw生產商平頂山恒瑞電氣制造公司負載3.65kw兩種主變選擇方案比較見表4-3：表4-3兩種主變選擇方案比較比較項目裝設一臺主變壓器的方案裝設兩臺主變壓器的方案技術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量由于一臺主變，電壓損耗略大由于兩臺主變并列，電壓損耗略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性稍差一些更好一些經濟指標電力變壓器的綜合投資額查表得S11——630/10單價為4.6萬元，查表得變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資為2*4.6=9.2萬元查表得S11——315/10單價為2.9萬元，因此兩臺綜合投資為4*2.9=11.6萬元，比一臺主變方案多投資2.4萬高壓開關柜的綜合比較查表得GG——1A（F）防誤型柜按每臺3.5萬元計，查表得其綜合投資按設備價1.5倍計，因此其綜合投資約為萬元=21萬元本方案采用6臺GG——1A（F）柜，其綜合投資約為6×1.5×3.5=31.5萬元，比一臺主變的方案多投資10.5萬元。電力變壓器和高壓開關柜的年運行費查表計算，主變和高壓開關柜的折舊和維修管理費每年為4.89萬元主變和高壓開關柜的折舊費和維修管理費每年為7.067萬元，比1臺主變壓器的方案多耗2.177萬元交給供電部門的一次性供電貼費按800元/kVA計，貼費為萬元=50.4萬元貼費為2×315×0.08萬元=50.4萬元，和一臺主變壓器相同從上表可以看出，按技術指標，裝設兩臺主變的主結線方案略優(yōu)于裝設一臺主變的主接線方案，但按經濟指標，則裝設一臺主變的方案遠優(yōu)于裝設兩臺主變的方案，因此決定采用裝設一臺主變的方案。5．10kv變電所主接線設計變電所主接線設計應根據變電所在供電系統(tǒng)中的地位，進出線回路數，設備特點及負荷性質等條件確定，并滿足安全可靠、簡單靈活、操作方便和經濟等要求。在滿足上述要求時，變電所高壓側應盡量采用斷路器少的或不用斷路器的接線，如線路--變壓器組單元接線或橋形接線，除了這兩種主接線外，常用的主接線還有單母線接線、單母線分段接線，雙母線接線、雙母線分段接線。5.1一次主接線：由于本設計中車間變電所主變壓器只選擇了一臺，所以一次側采用線路-變壓器組單元接線。5.2二次側主接線：由于一次側采用線路-變壓器組單元接線，屬于單電源供電，所以二次側主接線采用單母線不分段接線。并且單母線不分段接線具有接線簡單清晰，使用設備少，經濟向比較好等特點，它適用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負荷用戶，本設計車間屬于三級負荷，滿足要求。主接線概略圖如圖所示：6短路電流的計算——6.1短路計算(1)確定基準值采用標幺制法進行三相短路計算，基準值取:S=100MV·A,U=10.5kV,U=0.4kV⑵計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值①電力系統(tǒng)的電抗標幺值由已知條件得,因此==0.33②電纜線路的電抗標幺值由已知條件得,因此③電力變壓器的電抗標幺值查表得,因此X===7.94繪制短路等效電路圖如圖6-1所示,圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標明短路計算點圖6-1短路等效圖6.2點三相短路時的短路電流和容量的計算⑴計算短路回路總阻抗標幺值⑵計算點所在電壓級的基準電流⑶計算點處短路電流各值沖擊電流沖擊電流有效值短路容量6.3計算點三相短路時的短路電流①計算短路回路總阻抗標幺值②=2\*GB3計算點所在電壓級的基準電流③計算點短路電流各值沖擊電流沖擊電流有效值短路容量計算結果列表6-1：表6-1短路計算結果短路計算點短路計算點三相短路電流（kA）電壓（kV）三相短路容量(MV·A)15.9540.6724.2410.5289.8617.4632.1319.030.412.077變電所一次設備的選擇校驗7.110kV側一次設備的選擇和校驗裝設地點條件見表7-1：表7-1裝設地點條件選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝設地點條件參數數據10kV57.7A15.95kA40.67kA381.67.1.1高壓開關柜的選擇高壓開關柜是成套設備，柜內有斷路器、隔離開關、互感器設備等。①選擇開關柜的型號主要根據負荷等級選擇開關柜的型號，一般一、二級負荷選擇移開式開關柜，如,,型開關柜，三級負荷選擇固定式開關柜，如,型開關柜。本設計屬三級負荷，選型開關柜。+-②選擇開關柜回路方案號本設計是電纜進線，因此選擇回路方案號07。③計量柜選型，方案號03。7.1.210KV母線出線口高壓斷路器的選擇和校驗（1）、根據裝設地點條件選擇SN10-10=2\*ROMANII/1000型斷路器，其技術參數如下：表7-2斷路器技術參數（SN-戶內少油式斷路器）型號數量技術參數額定電流（A）額定開斷電流（KA）極限通過電流(KA)2秒熱穩(wěn)定電流（KA）SN10-10=2\*ROMANII/1000若干100031.58031.5額定電壓：額定電流：動穩(wěn)定校驗：，，，滿足要求。熱穩(wěn)定校驗：，，，滿足要求。斷流能力校驗：，額定斷開電流，，滿足要求。溫度校驗：SN10-10=2\*ROMANII/1000斷路器允許使用環(huán)境溫度：-40℃—40℃10KV待設變電所車間內最熱月平均溫度為30℃，地中最熱月平均溫度為20通過以上校驗可知,10KV側選SN10-10=2\*ROMANII/1000高壓斷路器完全符合要求。7.1.3高壓隔離開關的選擇和校驗隔離開關是電力系統(tǒng)中用量最多的一種開關電器，主要作用有隔離電源、道閘操作、開合小電流電路。由于隔離開關沒有滅弧裝置，因此不能用來開斷負荷電流或短路電流，與斷路器配合操作時，必須遵循“先通后斷”的原則。根據裝設地點條件選戶內高壓隔離開關為GN8-10T/600和GN6-10T/600，戶外隔離開關為GW4-10/600。其技術參數如下表表7-3高壓隔離開關技術參數（GN-戶內隔離開關，GW-戶外）型號數量技術參數額定電流（A）額定電壓kv極限通過電流(KA)5秒熱穩(wěn)定電流（KA）GN8-10T/600若干600105220GW4-10/600若干600105021.5戶內高壓隔離開關GN8-10T/600的校驗：額定電壓：額定電流：，滿足要求。動穩(wěn)定校驗：，，，滿足要求。熱穩(wěn)定校驗：，，，滿足要求。溫度校驗：GN8-10T/600高壓隔離開關允許使用環(huán)境溫度：-40℃—4010KV待設變電所車間內最熱月平均溫度為30℃，地中最熱月平均溫度為20℃，符合要求。通過以上校驗可知,10KV側選GN8-10T/600和GN6-10T/6（2）戶外隔離開關GW4-10/600的校驗額定電壓：額定電流：，滿足要求。動穩(wěn)定校驗：，，，滿足要求。熱穩(wěn)定校驗：，，，滿足要求。7.1.4高壓熔斷器的選擇和校驗根據裝設地點條件高壓熔斷器選擇RN2-10。其技術參數如下表7-4高壓熔斷器技術參數（R-高壓熔斷器，N-戶內式）型號數量技術參數額定電流（A）熔體電流/A斷流容量/MV.A額定電壓斷流能力RN2-10若干0.50.51000(上限)10kv50kA額定電壓：斷流能力=50KA>=15.95KA，滿足要求。溫度校驗：RN2-10熔斷器允許使用環(huán)境溫度：-40℃—4010KV待設變電所車間內最熱月平均溫度為30℃，地中最熱月平均溫度為20通過以上校驗可知,10KV側選RN2-10高壓熔斷器完全符合要求。7.1.4電壓互感器的選擇和校驗根據裝設地點條件電壓互感器選擇JDZJ-10和JDZJ-10，額定電壓：，滿足要求。7.1.5電流互感器的選擇和校驗根據裝設地點條件選擇電壓互感器為LQJ-10，其技術參數如下表所示表7-5電流互感器技術參數型號技術參數電流比LQJ-10400/516075動穩(wěn)定校驗：；；<符合要求。熱穩(wěn)定校驗：；；=符合要求。通過以上校驗可知，選擇LQJ-10型電流互感器符合要求。7.1.6選擇后的10kV側一次設備參數如下表所示表7-610kV側一次設備參數表電氣設備名稱型號主要技術參數（kV）（A）（kA）其它高壓斷路器SN10-10=2\*ROMANII/100010100031.5戶內高壓隔離開關GN8-10/60010600——戶外高壓隔離開關GW4-10/60010600高壓熔斷器RN2-10100.550電流互感器LQJ-1010100/5——電壓互感器JDZJ-10JDZ-1010000/100避雷器FS4-1010柜外形尺寸（長×寬×高）1200mm×1200mm×3100mm7.2380側一次設備的校驗7.2.1配電屏的選擇低壓配電屏的種類有PGL型和GGD，GGD型低壓開關柜性能比PGL型低壓配電屏優(yōu)越，考慮PGL型價格便宜，經濟效果好，能滿足要求，因此本設計才用PGL型低壓配電屏。方案號采用05、30、29、20、40號，電容柜選ＧＧＪ１－０１。裝設地點條件見表7-7表7-7380側裝設地點條件選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝設地點條件參數數據380V543A17.46kA32.13kA⑴低壓斷路器的選擇和校驗按裝設地點額定電壓和額定電流選擇低壓斷路器為DW15-1000/3電動。斷流能力校驗：，，，滿足要求。（2）其他低壓斷路器的選擇和低壓刀開關、電流互感器的選擇如下表8-4所示，經校驗都符合要求。380V側一次設備的參數見表7-8：表7-8380V側一次設備的參數表電氣設備名稱型號主要技術參數（V）（A）（kA）其它低壓斷路器DW15-1000/3電動380100040(大于)低壓斷路器DZ20-630380630A30(大于)低壓斷路器DZ20-200380200A25(大于）低壓刀開關HD13-1500/303801500電流互感器LMZJ1-0.55001500/5A電流互感器LMZJ1-0.5500100/5A160/5A外形尺寸（長×寬×高）600mm×600mm×2200mm7.3高低壓母線的選擇按經濟截面選擇（鋁母線的經濟電流密度為1.15）式中，為經濟電流密度；為母線經濟截面；為匯集到母線上的計算電流。10kV母線按經濟截面選擇：參照常用硬鋁母線尺寸表母線選，即母線尺寸為40mm×4mm。380V母線按經濟截面選擇：表7-910kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的常用尺寸表（mm）變壓器容量200250315400500630800100012501600高壓母線40×4低壓母線相母線40×450×560×680×680×8100×8120×102（100×10）2（120×10）中性母線40×450×560×680×680×880×10參照常用硬鋁母線尺寸表380V側母線選，即相母線尺寸為80mm×8mm，中性母線尺寸為50mm×5mm。10kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線尺寸見表7-97.4母線的短路穩(wěn)定度校驗⑴、動穩(wěn)定校驗：式中——母線材料的最大允許應力，硬銅，硬鋁；——母線通過時所受到最大計算應力。上述最大計算應力按下式計算：式中—母線截面系數，當母線水平放置時，。—母線截面的水平寬度。—母線截面的垂直高度。—母線所承受的最大彎曲力矩，⑵熱穩(wěn)定校驗條件：式中——母線截面積——滿足短路熱穩(wěn)定條件的最小截面積；——母線材料的熱穩(wěn)定系數，——母線通過的三相短路穩(wěn)態(tài)電流。7.510kV側母線的校驗⑴動穩(wěn)定校驗三相短路電動力故母線滿足動穩(wěn)定要求。⑵母線熱穩(wěn)定校驗母線實際截面為。故母線也滿足熱穩(wěn)定要求。380V側母線的校驗方法同上，經計算，母線滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。7.6支柱絕緣子動穩(wěn)定校驗查表得，支柱絕緣子最大允許機械破壞負荷=3.75kN，故支柱絕緣子滿足動穩(wěn)定要求。8變電所進出線的選擇與校驗8.1高低壓進出線8.1.1高壓進線①如為專用線路，應選專用線路的全長。②如從公共干線引至變配電所，則僅選從公共干線到變配電所的一段引入線。③對于靠墻安裝的高壓開關柜，柜下進線時一般需經電纜引入，因此架空線進線至變配電所高壓側，往往需選一段引入電纜。8.1.2高壓出線①對于全線一致的電纜出線，應選線路的全長。②如經一段電纜從高壓開關柜引出再架空配電的線路，則變配電所高壓出線的選擇只選這一段引出電纜。8.1.3低壓出線①如采用電纜配電，應選線路的全長。②如經一段穿管絕緣導線引出，再架空配電的線路，則變配電所低壓出線的選擇只選這一段引出的穿墻絕緣導線，而架空配電線路則在廠區(qū)配電線路或車間配電線路的設計中考慮。8.2變配電所進出線方式的選擇⑴架空線在供電可靠性要求不很高或投資較少的中小型工廠設計中優(yōu)先選用。⑵電纜在供電可靠性要求較高或投資較高的各類工廠供電設計中優(yōu)先選用。因此，為保證供電可靠性，本設計選擇電纜進線。8.3變配電所進出線導線和電纜型式的選擇8.3.1高壓電纜線①一般環(huán)境和場所，可采用鋁芯電纜；但在有特殊要求的場所，應采用銅芯電纜。②埋地敷設的電纜，應采用有外保護層的鎧裝電纜；但在無機械損傷可能的場所，可采用塑料護套電纜或帶外保護層的鉛包電纜。③在可能發(fā)生位移的土壤中埋地敷設的電纜，應采用鋼絲鎧裝電纜。④敷設在管內或排管內的電纜，一般采用塑料護套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。⑤電纜溝內敷設的電纜，一般采用裸凱裝電纜、塑料護套電纜或裸鉛包電纜。⑥交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜具有優(yōu)良的性能，宜優(yōu)先選用。⑦電纜除按敷設方式及環(huán)境條件選擇外，還應符合線路電壓要求。8.3.2低壓穿管絕緣導線一般采用鋁芯絕緣線。但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯絕緣線。8.3.3低壓電纜線①一般采用鋁芯電纜，但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯電纜。②明敷電纜一般采用裸鎧裝電纜。當明敷在無機械損傷可能的場所，允許采用無鎧裝電纜。明敷在有腐蝕性介質場所的電纜，應采用塑料護套電纜或防腐型電纜。③電纜溝內電纜，一般采用塑料護套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。④TN系統(tǒng)的出線電纜應采用四芯或五芯電纜。8.3.410kV高壓進線的選擇和校驗⑴采用YJL—10000—3×240型電纜線，接往10kV公用干線。①按發(fā)熱條件選擇。由,室外溫度30，查表得，滿足發(fā)熱條件。式中—導線和電纜的允許載流量； —線路計算電流。注：對于變壓器高壓進線，應取變壓器高壓側的額定電流；②校驗短路熱穩(wěn)定。故滿足要求。⑵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)聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設。①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，滿足發(fā)熱條件②校驗短路熱穩(wěn)定電纜線改選纜芯為。8.3.5380V低壓出線的選擇8.3.5.1冷鐓車間各設備組線路選擇、校驗（1）設備組Ⅰ線路：采用VLV22—1000型鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜直接埋地敷設。①按發(fā)熱條件選擇：由及地下土壤溫度為25，查表截面為的電纜，其②校驗電壓損耗由于車間設備和車間變電所在同一車間，距離很短，不需校驗電壓損耗。③校驗短路熱穩(wěn)定性所選電纜滿足短路熱穩(wěn)定性。因此設備組Ⅰ線路采用VLV22—1000—3×240+1×120的四芯電纜供電。（2）設備組Ⅱ線路：由于設備組Ⅱ與設備組Ⅰ設備及容量相同，線路選擇也相同，即設備組Ⅱ線路也采用VLV22—1000—3×240+1×120的四芯電纜供電。（3）設備組Ⅲ線路：亦采用VLV22—1000—3×240+1×120的四芯電纜供電（選擇、校驗方法同上，從略）。（４）設備組Ⅳ線路：亦采用VLV22—1000—3×240+1×120的四芯電纜供電（選擇、校驗方法同上，從略）。（５）設備組Ⅴ線路：亦采用VLV22—1000—3×240+1×120的四芯電纜供電（選擇、校驗方法同上，從略）。8.3.5.2工具車間各回路線路選擇、校驗(1)No.1供電回路線路：采用VLV22—1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設。①按發(fā)熱條件選擇。由及地下土壤溫度為25，查表初選120，其，滿足發(fā)熱條件。②短路熱穩(wěn)定度校驗。求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面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，因此改選纜芯的聚氯乙烯電纜，即VLV22—1000—3×240+1×120的四芯電纜。No.2供電回路線路:亦采用VLV22—1000—3×240+1×120的四芯電纜供電（選擇、校驗方法同上，從略）。（3）No.3供電回路線路:亦采用VLV22—1000—3×240+1×120的四芯電纜供電（選擇、校驗方法同上，從略）。（4）No.4供電回路線路:亦采用VLV22—1000—3×240+1×120的四芯電纜供電（選擇、校驗方法同上，從略）。8.3.5．3機修車間的線路亦采用VLV22—1000聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直埋敷設。①按發(fā)熱條件選擇。由及地下土壤溫度為25，查表初選240，其，滿足發(fā)熱條件。②短路熱穩(wěn)定度校驗。因此采用VLV22—1000—3×240+1×120的四芯電纜。⑼備用線路的采用上面截面的最大的導線，即采用一條聚氯乙烯鋁芯VLV22—1000—3×240+1×120的四芯電纜。8.3.5．4備用電源的高壓聯(lián)絡線的選擇校驗采用YJL22—10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設，與相距2km的臨近單位變配電所的10kV母線相聯(lián)。按發(fā)熱條件選擇車間的總的計算負荷容量為645kVA，,最熱月土壤平均溫度為25，因此初選纜芯截面為的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜，其，滿足發(fā)熱條件。②校驗電壓損耗查表可得纜芯為的鋁芯電纜的，，而總車間總計算負荷的,，線路長度按2km計，因此由此可見滿足允許電壓損耗5%的要求。③短路熱穩(wěn)定校驗由于前面所選截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，因此改選纜芯為的電纜，即YJL22—10000—3×240交聯(lián)電纜。綜合以上所選變電所進出線和聯(lián)絡線的導線及電纜型號規(guī)格如表9-1所示表8-1變電所進出線和聯(lián)絡線的型號規(guī)格線路名稱導線或電纜的型號規(guī)格10kV電源進線YJL—10000—3×240交聯(lián)電纜主變引入電纜YJL22—10000—3×185交聯(lián)電纜380V低壓出線至冷鐓車間設備組ⅠVLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜設備組ⅡVLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜設備組ⅢVLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜設備組ⅣVLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜設備組ⅤVLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜至工具車間No.1供電回路VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜No.2供電回路VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜No.3供電回路VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜No.4供電回路VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜至機修車間VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜備用線路VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜與臨近單位10kV聯(lián)絡線YJL22—10000—3×240交聯(lián)電纜9變電所二次回路方案的選擇和繼電保護的整定9.1高壓斷路器的操動機構控制與信號回路斷路器采用手力操動機構，其控制與信號回路如圖10-1所示。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—合閘接觸器YO—合閘線圈YR—跳閘線圈KA—保護裝置QF1~6—斷路器輔助觸電GN—綠色指示燈RD—紅色指示燈ON—合閘OFF—跳閘圖10-1電磁操動的斷路器控制與信號回路9.2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，分別計量全廠消耗的有功電能和無功電能，并據以計算每月車間的平均功率因數，計量柜由上級供電部門加封和管理。9.3變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路圖10-210kV線路測量和計量儀表的原理電路變電所高壓側裝有電壓互感器—避雷器柜，其中電壓骨干其為3個JDZJ-10型，組成△（開口三角）的結線，用以實現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)察，其結線圖見圖6-2。作為備用電源的高壓聯(lián)絡線上，裝有三相有功電度表、三相無功電度表和電流表，結線圖見圖6-3。高壓進線上，亦裝有電流表。圖10-3380V線路測量和計量儀表的原理電路低壓側的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝有三相四線有功電度表。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝有無功電度表。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。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。9.4、備用電源在對供電可靠性要求較高的變配電所中，通常采用兩路及以上的電源進線?；蚧閭溆?，或一為主電源，另一為備用電源。備用電源自動投入裝置就是當主電源線路中發(fā)生故障而斷電時，能自動而且迅速將備用電源投入運行，以確保供電可靠性的裝置，簡稱（APD）。9.5、整定繼電保護9.5.1過電流保護為了防止外部短路引起的變壓器線圈的過電流，并作為瓦斯保護的后備，變壓器還必須裝設過電流保護。⑴過電流保護動作電流的整定對于單側電源的變壓器，過電流保護安裝在電源側，保護動作時切斷變壓器各側開關。過電流保護的動作時間（）應按躲過變壓器的最大工作電流整定，即整定為５A。式中——變壓器的最大負荷電流——保護裝置的可靠系數，取1.3——電流繼電器的返回系數，一般取0.8——電流互感器的變流比。⑵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。⑶變壓器過電流保護的靈敏度校驗式中——在電力系統(tǒng)最小運行方式下，低壓母線兩相短路電流折合到變壓器的高壓側的值，即——繼電保護動作電流折合到一次電路的值，即滿足靈敏系數1.5的要求。9.6作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的繼電保護裝置⑴裝設反時限過電流保護。采用GL-15型感應式過電流繼電器，兩相兩繼電器式結線，去分流跳閘的操作方式。⑵過電流保護動作電流的整定。其中，，，，，，因此動作電流為：整定為４A。⑶過電流保護動作時間的整定。保護時間整定為1.0s。⑷過電流保護靈敏系數。因無臨近單位變電所10kV母線經聯(lián)絡線至本廠變電所低壓母線的短路數據，無法整定計算和檢驗靈敏系數，也只有從略。10變電所的防雷保護與接地裝置的設計10.1防雷保護1）直擊雷的過電壓保護在變電所屋頂裝設避雷針或避雷帶，并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。如變電所的主變壓器裝設在室外或露天配電裝置時，則應在變電所外面的適當位置裝設獨立避雷針，其裝設高度應使其防雷保護范圍包括整個變電所。如果變電所處在其它建筑物的直擊雷防護范圍內時，則可不另設獨立避雷針。按規(guī)定，獨立避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用3~6根長、的鋼管，在裝設避雷針的桿塔附近作一排或多邊形排列，管間距離，打入地下，管頂距地面。接地管間用的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用的鍍鋅扁鋼，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎內的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用的鍍鋅圓鋼，長1~1.5m。獨立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應有3m以上距離。2）雷電侵入波的防護⑴在10kV電源進線的終端桿上裝設FS4—10型閥式避雷器。引下線采用25mm×4mm的鍍鋅扁鋼，下與公共接地網焊接相連，上與避雷針接地端螺栓連接。⑵在10kV高壓配電室內裝設有GG—1A（F）—54型開關柜，其中配有FS4—10型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠避雷器來保護，防護雷電侵入波的危害。⑶在380V低壓架空出線桿上，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波的雷電波。10.2接地裝置由資料得車間變壓器容量為630kVA。電壓為10/0.4kV，接線組為Yyn0，與工廠變壓器連接到車間變壓器的電纜長200m。⑴確定接地電阻值查表，此變電所的公共接地裝置的接地電阻應滿足以下條件因此公共接地裝置接地電阻。接地電阻的驗算：滿足的要求。⑵接地裝置的設計采用長2.5m、mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距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。變電所的變壓器室有兩條接地干線、低壓配電室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的鍍鋅扁鋼。11確定車間低壓配電系統(tǒng)布線方案11.1車間配電電壓的選擇一般應采用220/380V中性點直接接地的三相4線制系統(tǒng)(含TN和TT系統(tǒng))。具體是采用TN-C、TN-S還是TT配電系統(tǒng)，視具體情況而定。一般的生產車間，宜采用TN-C的配電系統(tǒng)，其PE線與N線合為PEN線，投資較省，能滿足一般用電設備的要求。對于有電腦控制的高精度機床設備及其它有數據處理、抗電磁干擾要求較高的場合，宜采用TN-S的配電系統(tǒng)或TT配電系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)的PE線與N線是分開的，在其中某設備發(fā)生單相接地故障時，對其它設備產生的電磁干擾小。TT系統(tǒng)中各設備的PE線與電源的PE線互無電氣聯(lián)系，抗干擾性更好。對環(huán)境比較惡劣、安全要求較高的場合，也宜采用TN-S或TT配電系統(tǒng)。本設計采用TN-C配電系統(tǒng)11.2車間配電級數的選擇低壓配電系統(tǒng)，由變壓器二次側至用電設備點一般不宜超過3級。11.3低壓配電線路的選擇低壓線路的作用是從車間變電所或建筑物變電所以380/220V的電壓向車間或建筑物各用電設備或負荷點配電。低壓配電線路也有放射式、樹干式和環(huán)形等接線方式。實際低壓配電系統(tǒng)的接線，也往往是上述幾種接線的綜合，根據具體情況而定。一般在正常環(huán)境的車間或建筑內，當大部分用電設備容量不大而且無特殊要求時，宜采用樹干式配電。11.4車間配電系統(tǒng)接線方案的選擇11.4.1車間配電系統(tǒng)接線方案的選擇原則⑴在正常環(huán)境的車間內，當大部分用電設備為中小容量、且無特殊要求時，宜采用樹干式配電。⑵當用電設備為大容量，或負荷性質重要，或在有特殊要求的車間內，宜采用放射式配電。⑶當部分用電設備距供電點較遠，而批次相距很近、容量很小的次要用電設備，可采用鏈式配電；但每一回露環(huán)鏈設備不宜超過5臺，其總容量不宜超過10kW。容量較小用電設備的插座，采用鏈式配電時，每一條環(huán)鏈回路的設備數量可適當增加。⑷在高層建筑物內，當向樓層各配電點供電時，宜采用分區(qū)樹干式配電；但部分較大容量的集中負荷或重要負荷，應從低壓配電室以放射式配電。⑸平行的生產流水線或互為備用的生產機組，根據生產要求，宜由不同的回路配電；同一生產流水線的各用電設備，宜由同一回路配電。⑹在TN及TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網中，宜選用Dyn11聯(lián)結組別的三相變壓器作為配電變壓器。但單相不平衡負荷引起的中性線電流未超過變壓器低壓繞組額定電流的25%時，可選用Yyn0聯(lián)結組別的配電變壓器。11.4.2車間低壓配電系統(tǒng)主接線的選擇配電所起接收和分配電能的作用，其位置應當盡量靠近負荷中心，配電所一般為單母線制，根據負荷的類型及進出線數目可考慮將母線分段。⑴單母線不分段接線當只有一路電源進線時，常采用這種接線。這種接線可用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負荷用戶，或者有備用電源的二級負荷用戶⑵單母線分段接線當有雙電源供電時，常采用單母線分段接線，單母線分段可以分段單獨運行，也可以并列