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1、江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1設(shè)計(jì)要求 要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。 1.2 設(shè)計(jì)依據(jù) 1.2.1工廠總平面圖 圖1.1 工廠平面圖 1.2.2 工廠負(fù)荷情況 本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6h。

2、該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負(fù)荷外，其余均屬三級負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表1.1所示。 1.2.3 供電電源情況 按照工廠與當(dāng)?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(dǎo)線牌號為LGJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。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(shí)限過流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過流保護(hù)整定的動作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級負(fù)荷要求，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

3、為80km，電纜線路總長度為25km。 1.2.4 氣象資料 本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為34℃，年平均氣溫為20℃，年最低氣溫為-10℃，年最熱月平均最高氣溫為31℃，年最熱月平均氣溫為23℃，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為21℃。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為10。 1.2.5 地質(zhì)水文資料 本廠所在地區(qū)平均海拔400m，地層以紅土為主，地下水位為2m。 表1.1 工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料 廠房編號 廠房名稱 負(fù)荷類別 設(shè)備容量/kW 需要系數(shù) 功率因數(shù) 1 鑄造車間 動力 300 0．3 0．7 照明 6 0．8 1．0 2 鍛

4、壓車間 動力 350 0．3 0．65 照明 8 0．7 1．0 7 金工車間 動力 400 0．2 0．65 照明 10 0．8 1．0 6 工具車間 動力 360 0．3 0．6 照明 7 0．9 1．0 4 電鍍車間 動力 250 0．5 0．8 照明 5 0．8 1．0 3 熱處理車間 動力 150 0．6 0．8 照明 5 0．8 1．0 9 裝配車間 動力 180 0．3 0．7 照明 6 0．8 1．0 10 機(jī)修車間 動力 160 0．2 0．65

5、照明 4 0．8 1．0 8 鍋爐車間 動力 50 0．7 0．8 照明 1 0．8 1．0 5 倉庫 動力 20 0．4 0．8 照明 1 0．8 1．0 生活區(qū) 照明 350 0．7 0．9 1.2.6 電費(fèi)制度 本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量為18元/kVA，動力電費(fèi)為0.9元/Kw.h，照明電費(fèi)為0.5元/Kw.h。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性向供電部門交納供電貼費(fèi)：6~10VA為

6、800/kVA。 第二章 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償 2.1 負(fù)荷計(jì)算 2.1.1單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW） = ， 為系數(shù) b)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar） = tan c)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA） = d)計(jì)算電流（單位為A） =, 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV） 2.1.2多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW） = 式中是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.85~0.95 b)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar） =，是所有設(shè)備無功之和

7、；是無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.9~0.97 c)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA） = d)計(jì)算電流（單位為A） = 經(jīng)過計(jì)算，得到各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表，如表2.1所示（額定電壓取380V） 表2.1 各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表 編號 名稱 類別 設(shè)備容量/kW 需要系數(shù) cos tan 計(jì)算負(fù)荷 /kW /kvar /kVA /A 1 鑄造 車間 動力 300 0．3 0．7 1.02 90 91.8 —— —— 照明 6 0．8 1．0 0 4.8 0 —— —— 小計(jì) 306 ——

8、 94.8 91.8 131.9 200.5 2 鍛壓 車間 動力 350 0．3 0．65 1.17 105 123 —— —— 照明 8 0．7 1．0 0 5.6 0 —— —— 小計(jì) 358 —— 110.6 123 165 251 7 金工 車間 動力 400 0．2 0．65 1.17 80 93.6 —— —— 照明 10 0．8 1．0 0 8 0 —— —— 小計(jì) 410 —— 88 93.6 128 194 6 工具 車間

9、動力 360 0．3 0．6 1.33 108 144 —— —— 照明 7 0．9 1．0 0 6.3 0 —— —— 小計(jì) 367 —— 114.3 144 184 280 4 電鍍 車間 動力 250 0．5 0．8 0.75 125 93.8 —— —— 照明 5 0．8 1．0 0 4 0 —— —— 小計(jì) 255 —— 129 93.8 160 244 3 熱處理車間 動力 150 0．6 0．8 0.75 90 67.5 —— —— 照明

10、 5 0．8 1．0 0 4 0 —— —— 小計(jì) 155 —— 94 67.5 116 176 9 裝配 車間 動力 180 0．3 0．7 1.02 54 55.1 —— —— 照明 6 0．8 1．0 0 4.8 0 —— —— 小計(jì) 186 —— 58.8 55.1 80.6 122 10 機(jī)修 車間 動力 160 0．2 0．65 1.17 32 37.4 —— —— 照明 4 0．8 1．0 0 3.2 0 —— —— 小計(jì) 164

11、—— 35.2 37.4 51.4 78 8 鍋爐 車間 動力 50 0．7 0．8 0.75 35 26.3 —— —— 照明 1 0．8 1．0 0 0.8 0 —— —— 小計(jì) 51 —— 35.8 26.3 44.4 67 5 倉庫 動力 20 0．4 0．8 0.75 8 6 —— —— 照明 1 0．8 1．0 0 0.8 0 —— —— 小計(jì) 21 —— 8.8 6 10.7 16.2 11 生活區(qū) 照明 350 0.7 0.9

12、 0.48 245 117.6 272 413 總計(jì) 動力 2219 1014.2 856.1 —— —— 照明 404 計(jì)入=0.8, =0.85 0.75 811.4 727.6 1089.8 1655 2.2 無功功率補(bǔ)償 無功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。 由表2.1可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于

13、0.9。考慮到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量： =(tan - tan)=811.4[tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) ] = 369.93 kvar 參照圖2，選PGJ1型低壓自動補(bǔ)償評屏，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）4臺相結(jié)合，總共容量為84kvar5=420kvar。補(bǔ)償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷基本不變，而無功計(jì)算負(fù)荷=（727.6-420）kvar=307.6 kvar，視在功率=867.7 k

14、VA，計(jì)算電流=1318.3 A,功率因數(shù)提高為cos==0.935。 在無功補(bǔ)償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為1250kVA,才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無功補(bǔ)償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時(shí)由于計(jì)算電流的減少，使補(bǔ)償點(diǎn)在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益十分可觀。因此無功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表3所示。 圖2.1 PGJ1型低壓無功功率自動補(bǔ)償屏的接線方案 表2.2 無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷 項(xiàng)目 cos 計(jì)算負(fù)荷 /KW /kvar /kVA /A 380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷 0

15、.75 811.4 727.6 1089.8 1655.8 380V側(cè)無功補(bǔ)償容量 -420 380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷 0.935 811.4 307.6 867.7 1318.3 主變壓器功率損耗 0.015=13 0.06=52 10KV側(cè)負(fù)荷計(jì)算 0.935 824.4 359.6 899.4 52 第三章 變電所位置與型式的選擇 變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來確定。在工廠平面圖的下邊和左側(cè)，分別作一直角坐標(biāo)的軸和軸，然后測出各車間（建筑）和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，、、分

16、別代表廠房1、2、3...10號的功率，設(shè)定（1.3，5.3）、（1.3，3.6）、（3.5，5.2）、（3.5，3.6）、（4.2，1.7）、（6.7，6.4）、（6.7，4.7）、（6.7，3.1）、（6.7，1.5）、（9.5，4.7），并設(shè)（1.2，1.2）為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖3-1所示。而工廠的負(fù)荷中心假設(shè)在P(,),其中P=+++=。因此仿照《力學(xué)》中計(jì)算中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)： （3-2） 把各車間的坐標(biāo)代入（1-1）、（2-2），得到=3.61，=3.60 。由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在6號廠房（工具車間）的西北角?？紤]到周圍環(huán)境及進(jìn)出線方

17、便，決定在6號廠房的西側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，器型式為附設(shè)式。 圖3-1 按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心 第四章 變電所主變壓器及主接線方案的選擇 4.1 變電所主變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案： a)裝設(shè)一臺變壓器 型號為S9型，而容量根據(jù)式，為主變壓器容量，為總的計(jì)算負(fù)荷。選=1000 KVA>=898.9 KVA，即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。 b)裝設(shè)兩臺變壓器 型號為S9型，而每臺

18、變壓器容量根據(jù)式（4-1）、（4-2）選擇，即 899.4 KVA=（539.64~629.58）KVA （4-1） =(131.9+160+44.4) KVA=336.3 KVA （4-2） 因此選兩臺S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Yyn0 。 4.2 變電所主接線方案的選擇 按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計(jì)下列兩種主接線方案： 4.2.1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案 如圖4-1所示 Y0 Y0 S9-1000 GG-1A(F)-07 10/0.4kV 聯(lián)絡(luò)線

19、 （備用電源） GG-1A(F)-54 GW口-10 10kV FS4-10 GG-1A(J)-03 GG- 1A(J) -03 GG-1A(F)-07 GG- 1A(F) -54 GG- 1A(F) -07 GG- 1A(F) -07 主變 聯(lián)絡(luò)（備用） 220/380V 高壓柜列 圖4-1 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案 4.2.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案 如圖4-2所示 Y0 Y0 220/380V S9-630 GG-1A(F) GG-1A(F)-07 10/0.4kV S9-630 10/0.4kV 聯(lián)

20、絡(luò)線 （備用電源） GG-1A(F)-54 GG-1A(F)-113、11 GW口-10 10kV FS4-10 GG-1A(J)-01 GG- 1A(F) -113 GG- 1A(F) -11 GG- 1A(J) -01 GG- 1A(F) -96 GG- 1A(F) -07 GG- 1A(F) -54 主 變 主 變 聯(lián)絡(luò) （備用） 高壓柜列 -96 圖4-2 裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案 4.3 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 表4-1 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 比較項(xiàng)目 裝設(shè)一臺主變的方案 裝設(shè)

21、兩臺主變的方案 技術(shù)指標(biāo) 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 由于兩臺主變并列，電壓損耗較小 靈活方便性 只有一臺主變，靈活性稍差 由于有兩臺主變，靈活性較好 擴(kuò)建適應(yīng)性 稍差一些 更好一些 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電力變壓器的綜合投資額 查得S9-1000/10的單價(jià)為15.1萬元，而變壓器綜合投資約為其單價(jià)的2倍，因此綜合投資約為2*15.1=30.2萬元 查得S9-630/10的單價(jià)為10.5萬元，因此兩臺變壓器的綜合投資約為4*10.5=42萬元，比一臺主變方案多投資11.8萬元 高壓開關(guān)

22、柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額 查得GG-1A(F)型柜可按每臺4萬元計(jì)，其綜合投資可按設(shè)備的1.5倍計(jì)，因此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為4*1.5*4=24萬元 本方案采用6臺GG-1A(F)柜，其綜合投資約為6*1.5*4=36萬元，比一臺主變方案多投資12萬元 電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi) 主變的折舊費(fèi)=30.2萬元*0.05=1.51萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=24萬元*0.06=1.44萬元；變配電的維修管理費(fèi)=（30.2+24）萬元*0.06=3.25萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)=（1.51+1.44+3.25）=6.2萬元 主變的折舊費(fèi)=42萬元*0.05=2

23、.1萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=36萬元*0.06=2.16萬元；變配電的維修管理費(fèi)=（42+36）萬元*0.06=4.68萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)=（2.1+2.16+4.68）=8.94萬元，比一臺主變方案多投資2.74萬元 供電貼費(fèi) 主變?nèi)萘棵縆VA為800元，供電貼費(fèi)=1000KVA*0.08萬元/KVA=80萬元 供電貼費(fèi)=2*630KVA*0.08萬元=100.8萬元，比一臺主變多交20.8萬元 從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主接線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺主變的主接線方案遠(yuǎn)由于裝設(shè)兩臺主變的主接線方案，因此決

24、定采用裝設(shè)一臺主變的主接線方案。 第五章 短路電流的計(jì)算 5.1 繪制計(jì)算電路 500MVA K-1 K-2 LGJ-150,8km 10.5kV S9-1000 0.4kV (2) (3) (1) ～ ∞系統(tǒng) 圖5-1 短路計(jì)算電路 5.2 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值 設(shè)基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓==1.05，為短路計(jì)算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則 （5-1） （5-2） 5.3 計(jì)算短路電路中個(gè)元件的電抗標(biāo)

25、幺值 5.3.1電力系統(tǒng) 已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MVA，故 =100MVA/500MVA=0.2 （5-3） 5.3.2架空線路 查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長8km，故 （5-4） 5.3.3電力變壓器 查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故 =4.5 （5-5） 式中，為變壓器的額定容量 因此繪制短路計(jì)算等效電路如圖5-2所示。 k-1 k-2 圖5-2 短路計(jì)算等效電路 5.4 k-1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算 5.4.1總電抗標(biāo)幺值 =0.2

26、+2.6=2.8 （5-6） 5.4.2 三相短路電流周期分量有效值 （5-7） 5.4.3 其他短路電流 （5-8） （5-9） （5-10） 5.4.4 三相短路容量 （5-11） 5.5 k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算 5.5.1總電抗標(biāo)幺值 =0.2+2.6+4.5=7.3 （5-12） 5.5.2三相短路電流周期分量有效值 （5-13） 5.5.3 其他短路電流 （5-14） （5-

27、15） （5-16） 5.5.4三相短路容量 （5-17） 以上短路計(jì)算結(jié)果綜合圖表5-1所示。 表5-1 短路計(jì)算結(jié)果 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 三相短路容量/MVA k-1 1.96 1.96 1.96 5.0 2.96 35.7 k-2 19.7 19.7 19.7 36.2 21.5 13.7 第六章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 6.1.1按工作電壓選則 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高

28、電壓，即。=10kV， =11.5kV，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。 6.1.2按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流，即 6.1.3按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘?，? 或 對于分?jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負(fù)荷電流。 6.1.4 隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) a)動穩(wěn)定校驗(yàn)條件 或 、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)

29、值和有效值 b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 對于上面的分析，如表6-1所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。 表6-1 10 kV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn) 選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 電壓 電流 斷流能力 動態(tài)定度 熱穩(wěn)定度 其它 裝置地點(diǎn)條件 參數(shù) 數(shù)據(jù) 10kV 57.7A () 1.96kA 5.0kA 一次設(shè)備型號規(guī)格 額定參數(shù) 高壓少油斷路器SN10-10I/630 10kV 630kA 16kA 40 kA 高壓隔離開關(guān)-10/200 10kV 200A - 25.5

30、kA 二次負(fù)荷0.6 高壓熔斷器RN2-10 10kV 0.5A 50 kA - - 電壓互感器JDJ-10 10/0.1kV - - - - 電壓互感器JDZJ-10 - - - - 電流互感器LQJ-10 10kV 100/5A - =31.8 kA =81 避雷針FS4-10 10kV - - - - 戶外隔離開關(guān)GW4-12/400 12kV 400A - 25kA 6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表6-2所示，所選數(shù)據(jù)均

31、滿足要求。 表6-2 380V一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn) 選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 電壓 電流 斷流 能力 動態(tài) 定度 熱穩(wěn)定度 其它 裝置地點(diǎn)條件 參數(shù) - 數(shù)據(jù) 380V 總1317.6A 19.7kA 36.2kA - 一次設(shè)備型號規(guī)格 額定參數(shù) - 低壓斷路器DW15-1500/3D 380V 1500A 40kA - - - 低壓斷路器DW20-630 380V 630A （大于） 30Ka (一般) - - - 低壓斷路器DW20-200 380V 200A

32、（大于） 25 kA - - - 低壓斷路HD13-1500/30 380V 1500A - - - - 電流互感器LMZJ1-0.5 500V 1500/5A - - - - 電流互感器LMZ1-0.5 500V 100/5A 160/5A - - - - 6.3 高低壓母線的選擇 查表得到，10kV母線選LMY-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm;380V母線選LMY-3（12010）+806，即相母線尺寸為120mm10mm，而中性線母線尺寸為80mm6mm。 第七章 變壓所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 7.1 1

33、0kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇 7.1.1 10kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用干線。 a).按發(fā)熱條件選擇 由==57.7A及室外環(huán)境溫度31，查表得，初選LGJ-35,其35C時(shí)的=149A>,滿足發(fā)熱條件。 b).校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表得，最小允許截面積=25，而LGJ-35滿足要求，故選它。 由于此線路很短，故不需要校驗(yàn)電壓損耗。 7.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) 采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜之間埋地敷設(shè)。 a)按發(fā)熱條件選擇 由==57.7A及土壤環(huán)境21，查表得，初選纜線

34、芯截面為25的交聯(lián)電纜，其=149A>,滿足發(fā)熱條件。 b)校驗(yàn)熱路穩(wěn)定 按式，A為母線截面積，單位為；為滿足熱路穩(wěn)定條件的最大截面積，單位為；C為材料熱穩(wěn)定系數(shù)；為母線通過的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為A；短路發(fā)熱假想時(shí)間，單位為s。本電纜線中=1960，=0.5+0.2+0.05=0.75s，終端變電所保護(hù)動作時(shí)間為0.5s，斷路器斷路時(shí)間為0.2s，C=77，把這些數(shù)據(jù)代入公式中得

35、。 a）按發(fā)熱條件需選擇 由=201A及地下0.8m土壤溫度為21℃，查表，初選纜芯截面4298，其=212A>，滿足發(fā)熱條件。 b）校驗(yàn)電壓損耗 由圖1.1所示的工廠平面圖量得變電所至1號廠房距離約為288m，而查表得到120的鋁芯電纜的=0.31 （按纜芯工作溫度75計(jì)），=0.07，又1號廠房的=94.8kW, =91.8 kvar，故線路電壓損耗為 >=5%。 c）斷路熱穩(wěn)定度校驗(yàn) 不滿足短熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為240的電纜，即選VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同。

36、 7.2.2 鍛壓車間 饋電給2號廠房（鍛壓車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.3 熱處理車間 饋電給3號廠房（熱處理車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.4 電鍍車間 饋電給4號廠房（電鍍車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.5 倉庫 饋電給5號廠房（倉庫）的線路，由于倉庫就在變電所旁邊，而且共一建筑物，因此

37、采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1000型5根（包括3根相線、1根N線、1根PE線）穿硬塑料管埋地敷設(shè)。 a）按發(fā)熱條件需選擇 由=16.2A及環(huán)境溫度23，初選截面積4，其=19A>，滿足發(fā)熱條件。 b）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表得，=2.5，因此上面所選的4的導(dǎo)線滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 c) 所選穿管線估計(jì)長50m，而查表得=0.85，=0.119，又倉庫的=8.8kW, =6 kvar，因此 <=5% 故滿足允許電壓損耗的要求。 7.2.6 工具車間 饋電給6號廠房（工具車間）的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜

38、直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.7金工車間 饋電給7號廠房（金工車間）的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.8鍋爐房 饋電給8號廠房（鍋爐房）的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.9裝配車間 饋電給9號廠房（裝配車間）的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.10機(jī)修車間 饋電給10號廠房（機(jī)修車間）的線路 亦采用VLV22-

39、1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.11 生活區(qū) 饋電給生活區(qū)的線路 采用BLX-1000型鋁芯橡皮絕緣線架空敷設(shè)。 1）按發(fā)熱條件選擇 由I30=413A及室外環(huán)境溫度（年最熱月平均氣溫）33℃，初選BLX-1000-1240，其31℃時(shí)Ial≈455A>I30,滿足發(fā)熱條件。 2）效驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表可得，最小允許截面積Amin=10mm2，因此BLX-1000-1240滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 3）校驗(yàn)電壓損耗 查工廠平面圖可得變電所至生活區(qū)的負(fù)荷中心距離600m左右，而查表得其阻抗值與BLX-1000-1240近似等

40、值的LJ-240的阻抗=0.14，=0.30（按線間幾何均距0.8m），又生活區(qū)的=245KW，=117.6kvar，因此 <=5% 滿足允許電壓損耗要求。因此決定采用四回BLX-1000-1120的三相架空線路對生活區(qū)供電。PEN線均采用BLX-1000-175橡皮絕緣線。重新校驗(yàn)電壓損耗，完全合格。 7.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn) 采用YJL22—10000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁心電纜，直接埋地敖設(shè)，與相距約2Km的臨近單位變配電所的10KY母線相連。 7.3.1按發(fā)熱條件選擇 工廠二級負(fù)荷容量共335.1KVA，，最熱月土壤平均溫度為21℃。查表《工廠供

41、電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》8-43，初選纜心截面為25的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁心電纜，其滿足要求。 7.3.2校驗(yàn)電壓損耗 由表《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》8-41可查得纜芯為25的鋁 （纜芯溫度按80℃計(jì)），，而二級負(fù)荷的,，線路長度按2km計(jì)，因此 由此可見滿足要求電壓損耗5%的要求。 7.3.3短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 按本變電所高壓側(cè)短路電流校驗(yàn)，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，可知纜芯25的交聯(lián)電纜是滿足熱穩(wěn)定要求的。而臨近單位10KV的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)路線的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算無法進(jìn)行，只有暫缺。 以上所選變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格如表

42、 7-1所示。 表7-1 進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格 線 路 名 稱 導(dǎo)線或電纜的型號規(guī)格 10KV電源進(jìn)線 LGJ-35鋁絞線（三相三線架空） 主變引入電纜 YJL22—10000—325交聯(lián)電纜（直埋） 380V 低壓 出線 至1號廠房 VLV22—1000—3240+1120四芯塑料電纜（直埋） 至2號廠房 VLV22—1000—3240+1120四芯塑料電纜（直埋） 至3號廠房 VLV22—1000—3240+1120四芯塑料電纜（直埋） 至4號廠房 VLV22—1000—3240+1120四芯塑料電纜（直埋） 至5號廠房 BLV—100

43、0—14鋁芯線5根穿內(nèi)徑25硬塑管 至6號廠房 VLV22—1000—3240+1120四芯塑料電纜（直埋） 至7號廠房 VLV22—1000—3240+1120四芯塑料電纜（直埋） 至8號廠房 VLV22—1000—3240+1120四芯塑料電纜（直埋） 至9號廠房 VLV22—1000—3240+1120四芯塑料電纜（直埋） 至10號廠房 VLV22—1000—3240+1120四芯塑料電纜（直埋） 至生活區(qū) 四回路，每回路3BLX-1000-1120+1BLX-1000-175橡皮線（三相四線架空線） 與臨近單位10KV聯(lián)絡(luò)線 YJL22—10000—316交

44、聯(lián)電纜（直埋） 第八章 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定 8.1變電所二次回路方案的選擇 a)高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號回路 斷路器采用手動操動機(jī)構(gòu)，其控制與信號回路如《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》圖6-12所示。 b)變電所的電能計(jì)量回路 變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能表和無功電能，并以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)。計(jì)量柜由上級供電部門加封和管理。 c)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(gè)JDZJ—

45、—10型，組成Y0/Y0/的接線，用以實(shí)現(xiàn)電壓側(cè)量和絕緣監(jiān)察，其接線圖見《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》圖6-8。作為備用電源的高壓聯(lián)路線上，裝有三相有功電度表和三相無功電度表、電流表，接線圖見《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》圖6-9。高壓進(jìn)線上，也裝上電流表。低壓側(cè)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。低壓母線裝有電壓表，儀表的準(zhǔn)確度等級按符合要求。 8.2 變電所繼電保護(hù)裝置 8.2.1主變壓器的繼電保護(hù)裝置 a）裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量

46、的瓦斯時(shí)，應(yīng)動作于高壓側(cè)斷路器。 b）裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)。采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。 8.2.2護(hù)動作電流整定 其中，可靠系數(shù)，接線系數(shù)，繼電器返回系數(shù)，電流互感器的電流比=100/5=20 ，因此動作電流為： 因此過電流保護(hù)動作電流整定為10A。 8.2.3過電流保護(hù)動作時(shí)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(hù)的動作時(shí)間（10倍的動作電流動作時(shí)間）可整定為最短的0.5s 。 8.2.4過電流保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn) 其中，=0.86619.7kA/(10k

47、V/0.4kV)=0.682 ，因此其靈敏度系數(shù)為： 滿足靈敏度系數(shù)的1.5的要求。 8.3裝設(shè)電流速斷保護(hù) 利用GL15的速斷裝置。 8.3.1速斷電流的整定：利用式，其中，，，，，因此速斷保護(hù)電流為 速斷電流倍數(shù)整定為(注意不為整數(shù),但必須在2～8之間) 8.3.2、電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn) 利用式，其中，，因此其保護(hù)靈敏度系數(shù)為>1.5 從《工廠供電課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-1可知，按GB50062—92規(guī)定，電流保護(hù)的最小靈敏度系數(shù)為1.5，因此這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)的靈敏度系數(shù)是達(dá)到要求的。但按JBJ6—96和JGJ/T16—92的規(guī)定，其最

48、小靈敏度為2，則這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)偏底。 8.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置 8.4.1裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)。 亦采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分跳閘的操作方式。 a)過電流保護(hù)動作電流的整定,利用式，其中 =2，取= 0.652A=43.38A，， =1，=0.8， =50/5=10，因此動作電流為： 因此過電流保護(hù)動作電流整定為7A。 b)過電流保護(hù)動作電流的整定 按終端保護(hù)考慮，動作時(shí)間整定為0.5s。 c)過電流保護(hù)靈敏度系數(shù) 因無臨近單位變電所10kV母線經(jīng)聯(lián)絡(luò)線到本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗(yàn)靈

49、敏度系數(shù)，只有從略。 8.4.2裝設(shè)電流速斷保護(hù) 亦利用GL15的速斷裝置。但因無臨近單位變電所聯(lián)絡(luò)線到本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)，也只有從略。 8.4.3變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置 a）低壓總開關(guān)采用DW15—1500/3型低壓短路器，三相均裝設(shè)過流脫鉤器，既可保護(hù)低壓側(cè)的相間短路和過負(fù)荷，而且可保護(hù)低壓側(cè)單相接地短路。脫鉤器動作電流的整定可參看參考文獻(xiàn)和其它有關(guān)手冊。 b）低壓側(cè)所有出線上均采用DZ20型低壓短路器控制，其瞬間脫鉤器可實(shí)現(xiàn)對線路的短路故障的保護(hù)，限于篇幅，整定亦從略。 第九章 降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì) 9.1變電所的防雷保護(hù) 9

50、.1.1 直接防雷保護(hù) 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針和避雷帶，并引進(jìn)出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外和有露天配電裝置時(shí)，則應(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)范圍包圍整個(gè)變電所。如果變電所所在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，則可不另設(shè)獨(dú)立的避雷針。按規(guī)定，獨(dú)立的避雷針的接地裝置接地電阻（表9-6）。通常采用3-6根長2.5 m的剛管，在裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離5 m，打入地下，管頂距地面0.6 m。接地管間用40mm4mm 的鍍鋅扁剛焊接相接。引下線用25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛，下與接地體焊接相連，并與

51、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。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅扁剛，長1～1.5。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以上的距離。 9.1.2 雷電侵入波的防護(hù) a)在10KV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS4—10型閥式避雷器。引下線采用25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端栓連接。 b）在10KV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有GG—1A（F）—54型開關(guān)柜，其中配有FS4—10型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來保護(hù)，防雷電侵入波的危害。 c）在380V低壓架空線出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子的

52、鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入的雷電波。 9.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) 9.2.1接地電阻的要求 按《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表9-6。此邊點(diǎn)所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件： 且 其中, 因此公共接地裝置接地電阻 。 9.2.2接地裝置的設(shè)計(jì) 采用長2.5m、50mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距5 m，垂直打入地下，管頂離地面0.6 m。管間用40mm4mm的鍍鋅扁剛焊接相接。變電所的變壓器室有兩條接地干線、高低壓配電室各有

53、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25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛。變電所接地裝置平面布置圖如圖9-1所示。接地電阻的驗(yàn)算： 滿足歐的接地電阻要求，式中,查《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表9-10”環(huán)行敖設(shè)”欄近似的選取。 圖9－1變電所接地裝置平面布置 第十章 設(shè)計(jì)總結(jié) 本次課設(shè)應(yīng)該感謝學(xué)院的安排，讓我們在學(xué)習(xí)課本知識的同時(shí)，能夠有這樣的機(jī)會實(shí)踐。更應(yīng)該感謝導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)，要不然靠我們自己不可能那么順利完成。因?yàn)檎J(rèn)真對待所以感覺學(xué)

54、到了東西。 本次課設(shè)應(yīng)該感謝學(xué)院的安排，讓我們在學(xué)習(xí)課本知識的同時(shí)，能夠有這樣良好的機(jī)會實(shí)踐,加深對所學(xué)理論知識的理解,掌握工程設(shè)計(jì)的方法。通過這次課程設(shè)計(jì),我深深懂得要不斷的把所學(xué)知識學(xué)以致用,還需通過自身不斷的努力,不斷提高自己分析問題,解決問題和編程技術(shù)終結(jié)報(bào)告的能力! 最后更應(yīng)該感謝我的指導(dǎo)老師:鐘國梁老師的細(xì)心指導(dǎo).正是由于老師的辛勤培養(yǎng),諄諄教導(dǎo),才使此次課程設(shè)計(jì)得以圓滿完成! 參考文獻(xiàn) ①《工廠供電》第二版　　主編　蘇文成　　機(jī)械工業(yè)出版社　 ②《電力工程綜合設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》　主編　盧帆興

55、肖清 周宇恒 ③《實(shí)用供配電技術(shù)手冊》　　中國水利水電出版社 ④《現(xiàn)代電工技術(shù)手冊》　　　中國水利水電出版社 ⑤《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南供配電分冊 》 中國水利水電出版社 ⑥《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南繼電保護(hù)分冊》中國水利水電出版社 ⑦《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南電力系統(tǒng)分冊》中國水利水電出版社 ⑧《實(shí)用電工電子技術(shù)手冊》實(shí)用電工電子技術(shù)手冊編委會編　機(jī)械工業(yè)出版社 ⑨《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》　主編　劉介才　　機(jī)械工業(yè)出版社 附錄1 某機(jī)械廠降壓變電所主接線電路圖（A2圖紙) 附錄2 某機(jī)械廠降壓變電所平、剖面圖（A2圖紙） - 23 -