電力工程課程設(shè)計--機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計

1、<p>　　電力工程綜合課程設(shè)計</p><p>　　專 業(yè)： 電 氣 </p><p>　　班 級： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　設(shè)計題目：XX機(jī)械廠

2、降壓變電所的電氣設(shè)計 </p><p><b>　　設(shè)計題目</b></p><p><b>　　題目5：</b></p><p>　　1）工廠總平面圖 見《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》圖11-2</p><p>　　2）工廠負(fù)荷情況 本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時為2

3、500h，日最大負(fù)荷持續(xù)時間為5h。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)計資料如表5所示。</p><p>　　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

4、器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時限過流保護(hù)整定的動作時間為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為45km，電纜線路總長度為15km。</p><p>　　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28℃，年最低氣溫為-0℃，年最熱月平均最高氣溫為37℃，年最熱月平均氣溫為

5、29℃，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為26℃。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為60。</p><p>　　5）地質(zhì)水文資料 本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以紅土為主，地下水位為2m。</p><p>　　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)計量電能，設(shè)專用計量柜，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20元/kVA，動力電費(fèi)為0.85元/Kw

6、.h，照明電費(fèi)為0.6元/Kw.h。工廠最大負(fù)荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門交納供電貼費(fèi)：6~10VA為900/kVA。</p><p>　　表5 工廠負(fù)荷統(tǒng)計資料</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源。電能即易于由其他形式的

7、能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)化為其他形式的能量以供應(yīng)用。電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)、測量。有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。而工廠供電設(shè)計要達(dá)到為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，保障工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須做到：安全、可靠、優(yōu)負(fù)、經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　工廠供電，或稱工廠配電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配問題。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。工廠的電能供應(yīng)如果突然中斷，將對工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的后

8、果，甚至可能發(fā)生重大的設(shè)備損壞事故或人身傷亡事故。由此可見，搞好工廠供電工作對于保證工業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行，具有十分重大的意義。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并搞好電能的節(jié)約，必須達(dá)到以下基本要求：（1）安全在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生設(shè)備事故和人身事故。（2）可靠應(yīng)滿足用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求。（3）優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足用戶對電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量等方面的要求。（4）經(jīng)濟(jì)應(yīng)使供電系統(tǒng)的投

9、資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。</p><p>　　同時課程設(shè)計也是教學(xué)過程中一個重要環(huán)節(jié)，通過設(shè)計可以鞏固課程理論知識，了解工廠供電電能分配等各種實(shí)際問題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，同時對電力工業(yè)的相關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程由一定的了解，在計算繪圖、編號、設(shè)計說明等方面得到訓(xùn)練，為以后工作奠定基礎(chǔ)。</p><p><b>　　目 錄

10、</b></p><p>　　負(fù)荷計算和無功功率補(bǔ)償.................................................................................1</p><p>　　1.1負(fù)荷計算··········

11、3;····································&#

12、183;·······················1</p><p>　　1.1.1單組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式·····

13、3;····································&#

14、183;···1</p><p>　　1.1.2多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式·························

15、3;····················1</p><p>　　1.2無功功率補(bǔ)償···········

16、;····································

17、83;··················3</p><p>　　2 變電所位置與型式的選擇.......................................................................

18、.........5</p><p>　　3 變電所主變壓器及主接線方案的選擇...............................................................6</p><p>　　3.1變電所主變電器選擇···········

19、83;····································&

20、#183;···········6</p><p>　　3.2變電所主接線方案的選擇··················

21、83;····································6

22、</p><p>　　3.2.1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案·····························

23、3;··················6</p><p>　　3.2.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案···········&

24、#183;····································

25、;7</p><p>　　3.3主接線方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較······························

26、·······················7</p><p>　　4. 短路電流的計算...............................................

27、................................................9</p><p>　　4.1繪制計算電路·······················&

28、#183;····································

29、;·······9</p><p>　　4.2確定短路計算基準(zhǔn)值·······················

30、83;····································9

31、</p><p>　　4.3計算短路電路中各個元件的電抗標(biāo)幺值·····························

32、83;···········9</p><p>　　4.3.1電力系統(tǒng)···················

33、3;····································&#

34、183;···········9</p><p>　　4.3.2架空線路···················

35、83;····································&

36、#183;···········9</p><p>　　4.3.3電力變壓器···················&

37、#183;····································

38、;··········9</p><p>　　4.4 k-1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計算···················

39、;····························10</p><p>　　4.4.1總電抗標(biāo)幺值··

40、83;····································&

41、#183;·······················10</p><p>　　4.4.2三相短路電流周期分量有效值·····

42、3;····································&#

43、183;······10</p><p>　　4.4.3其他短路電流························

44、····································

45、3;··10</p><p>　　4.4.4三相短路容量····························&#

46、183;··································10</p>

47、<p>　　4.5 k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計算·······························

48、················10</p><p>　　4.5.1總電抗標(biāo)幺值··············

49、3;····································&#

50、183;···········10</p><p>　　4.5.2三相短路電流周期分量有效值··················

51、;·······························10</p><p>　　4.5.3其他短

52、路電流····································&

53、#183;··························10</p><p>　　4.5.4三相短路容量····

54、;····································

55、83;······················10</p><p>　　5. 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)·······&

56、#183;····································

57、;·······11</p><p>　　5.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)······················&#

58、183;··························11</p><p>　　5.1.1按工作電壓選擇····

59、;····································

60、83;···················11</p><p>　　5.1.2按工作電流選擇···········

61、····································

62、3;············11</p><p>　　5.1.3按斷流能力選擇··················&

63、#183;····································

64、;·····11</p><p>　　5.1.4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)·······················

65、·········11</p><p>　　5.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)····················

66、83;····························12</p><p>　　5.3高低壓母線的選擇··&

67、#183;····································

68、;····················13</p><p>　　6. 變壓所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇.....................................................

69、......14</p><p>　　6.1 10kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇····························&

70、#183;················14</p><p>　　6.1.1 10kv高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)············

71、83;····································&

72、#183;·14</p><p>　　6.1.2由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)··························&#

73、183;·····14</p><p>　　6.2 380V低壓出線的選擇························&#

74、183;·······························14</p><p>　　6.2.1

75、鑄造車間····································

76、······························14</p><p>　　6.2.2鍛壓車間·

77、····································

78、3;····························15</p><p>　　6.2.3熱處理車間··

79、83;····································&

80、#183;························15</p><p>　　6.2.4電鍍車間······&

81、#183;····································

82、;·······················15</p><p>　　6.2.5倉庫········&

83、#183;····································

84、;·························15</p><p>　　6.2.6工具車間······

85、;····································

86、83;·······················15</p><p>　　6.2.7金工車間·······

87、83;····································&

88、#183;·····················15</p><p>　　6.2.8鍋爐房·········&#

89、183;····································

90、······················16</p><p>　　6.2.9裝配車間·········

91、····································

92、3;····················16</p><p>　　6.2.10機(jī)修車間··········

93、83;····································&

94、#183;·················16</p><p>　　6.2.11生活區(qū)·············&

95、#183;····································

96、;·················16</p><p>　　6.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)············

97、···························16</p><p>　　6.3.1按發(fā)熱條件選擇···

98、83;····································&

99、#183;···················16</p><p>　　6.3.2校驗(yàn)電壓損耗···········

100、;····································

101、83;··············16</p><p>　　6.3.3短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)················

102、····································

103、3;·······17</p><p>　　第7章 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定................................................16</p><p>　　7.1變電所二次回路方案的選擇......................................

104、..........................................16</p><p>　　7.2 變電所繼電保護(hù)裝置.........................................................................................16</p><p>　　7.2.1主變壓器的繼電保護(hù)裝置..........

105、....................................................................16</p><p>　　7.2.2護(hù)動作電流整定............................................................................................16</p><p>

106、　　7.2.3過電流保護(hù)動作時間的整定..........................................................................16</p><p>　　7.2.4過電流保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn).......................................................................16</p>

107、<p>　　7.3裝設(shè)電流速斷保護(hù)..............................................................................................16</p><p>　　7.3.1速斷電流的整定..................................................................

108、..........................17</p><p>　　7.3.2電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn)....................................................................17</p><p>　　7.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置...................................

109、.....................17</p><p>　　7.4.1裝設(shè)反時限過電流保護(hù).................................................................................17</p><p>　　7.4.2裝設(shè)電流速斷保護(hù)........................................

110、................................................17</p><p>　　7.4.3變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置..............................................................................17</p><p>　　第8章 降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計........

111、.........................................................18</p><p>　　8.1變電所的防雷保護(hù)..............................................................................................18</p><p>　　8.1.1 直接

112、防雷保護(hù)..............................................................................................18</p><p>　　8.1.2 雷電侵入波的防護(hù)...................................................................................

113、....18</p><p>　　8.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計.............................................................................18</p><p>　　8.2.1接地電阻的要求............................................................

114、................................18</p><p>　　8.2.2接地裝置的設(shè)計............................................................................................18</p><p>　　第9章 設(shè)計總結(jié).........................

115、..............................................................................20</p><p>　　參考文獻(xiàn).................................................................................................................

116、...21</p><p>　　1.負(fù)荷計算和無功功率補(bǔ)償</p><p><b>　　1.1 負(fù)荷計算</b></p><p>　　1.1.1單組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式</p><p>　　a)有功計算負(fù)荷（單位為KW） </p><p>　　= ， 為系數(shù)

117、 （1-1）</p><p>　　b)無功計算負(fù)荷（單位為kvar）</p><p>　　= tan （1-2）</p><p>　　c)視在計算負(fù)荷（單位為kvA）</p><p>　　=

118、 （1-3）</p><p>　　d)計算電流（單位為A） </p><p>　　=, 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV） （1-4）</p><p>　　1.1.2多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式</p><p>　　a)有功計算負(fù)荷（單位為kW）= （1-5

119、）</p><p>　　式中是所有設(shè)備組有功計算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.85~0.95</p><p>　　b)無功計算負(fù)荷（單位為kvar）</p><p>　　=，是所有設(shè)備無功之和；是無功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.9~0.97</p><p>　　c)視在計算負(fù)荷（單位為kvA） =

120、 （1-6）</p><p>　　d)計算電流（單位為A） = （1-7）</p><p>　　經(jīng)過計算，得到各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計算表，如表1.1所示（額定電壓取380V）</p><p>　　表1.1各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計算表</p><p>　　1.2

121、 無功功率補(bǔ)償 </p><p>　　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。</p><p>　　由表1.1可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)不低于0.9。考慮到主變壓器的無功

122、損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)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(bǔ)償容量：</p><p>　　=(tan - tan)=823.2 [tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) ] = 375.01 kvar</p><p>　　參照圖1.1，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

123、（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)的有功計算負(fù)荷基本不變，而無功計算負(fù)荷=（797.6-420）kvar=377.6 kvar，視在功率=905.7 kVA，計算電流=1376.02 A,功率因數(shù)提高為cos==0.93。</p><p>　　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

124、，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時由于計算電流的減少，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)荷計算如表1.2所示。</p><p>　　圖1.1 PGJ1型低壓無功功率自動補(bǔ)償屏的接線方案</p><p>　　表1.2無功補(bǔ)償后工廠的計算負(fù)荷</p><p&

125、gt;　　2. 變電所位置與型式的選擇</p><p>　　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，、、分別代表廠房1、2、3...10號的功率，設(shè)定（1.7，2.8）、（2.1，4.9）、（3.7，6.7）、（2.5，2.0）、（5.8，3.6）、（6.1，5.1）、（6.4，3

126、.7）、（8.7，2.1）、（9.0，3.7）、（9.8，6.7），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)》中計算中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p>

127、;<p>　　把各車間的坐標(biāo)代入（2-1）、（2-2），得到=5，=4.5 。由計算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在6號廠房（工具車間）的西南角?？紤]到周圍環(huán)境及進(jìn)出線方便，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。</p><p>　　圖2-1 按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心</p><p>　　3. 變電所主變壓器臺數(shù)及主接線方案的選擇</p>

128、<p>　　3.1變電所主變壓器的選擇</p><p>　　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：</p><p>　　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，為總的計算負(fù)荷。選=1000 kVA>=951 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

129、由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。</p><p>　　b)裝設(shè)兩臺變壓器型號為S9型，而每臺變壓器容量根據(jù)式（3-1）、（3-2）選擇，即</p><p>　　951kVA=（570.6~665.7）kVA （3-1）</p><p>　　=(141.7+214.6+44.4) kVA=406.7kVA （3-

130、2）</p><p>　　因此選兩臺S9-800/10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 。</p><p>　　3.2 變電所主接線方案的選擇 </p><p>　　按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計下列兩種主接線方案：</p><p>　　3.2.1裝設(shè)一臺

131、主變壓器的主接線方案</p><p><b>　　如圖3-1所示 </b></p><p>　　圖3-1 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案</p><p>　　3.2.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案 </p><p><b>　　如圖3-2所示 </b></p><p>

132、　　圖3-2 裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案</p><p>　　3.3 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 </p><p>　　表3-1 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較</p><p>　　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，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的

133、主接線方案。</p><p>　　4. 短路電流的計算</p><p>　　4.1 繪制計算電路 </p><p>　　圖4-1 短路計算電路</p><p>　　4.2 確定短路計算基準(zhǔn)值</p><p>　　設(shè)基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓==1.05，為短路計算電壓，即高壓側(cè)=1

134、0.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　4.3 計算短路電路中各個元件的電抗標(biāo)幺值</p><p>　　4.3.1電力系統(tǒng)</p><p>　　已知電力系統(tǒng)出

135、口斷路器的斷流容量=500MVA，故 =100MVA/500MVA=0.2 （4-3）</p><p>　　4.3.2架空線路</p><p>　　查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長8km，故 （4-4

136、）</p><p>　　4.3.3電力變壓器</p><p>　　查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故</p><p>　　=4.5 （4-5）</p><p>　　式中，為變壓器的額定容量 因此繪制短路計算等效電路如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 短路計算等效電路<

137、/p><p>　　4.4 k-1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計算</p><p>　　4.4.1總電抗標(biāo)幺值</p><p>　　=0.2+2.6=2.8 （4-6）</p><p>　　4.4.2 三相短路電流周期分量有效值</p><p><b>　?。?-7）</

138、b></p><p>　　4.4.3 其他短路電流</p><p><b>　　（4-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　（4-10）</b></p><p>　　4.4.4 三相短路容量<

139、;/p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　4.5 k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計算</p><p>　　4.5.1總電抗標(biāo)幺值</p><p>　　=0.2+2.6+4.5=7.3 （4-12）</p><p>　　4.5.2三相短路電流

140、周期分量有效值</p><p><b>　　（4-13）</b></p><p>　　4.5.3 其他短路電流</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p><b>　?。?-15）</b></p><p><b>　?。?

141、-16）</b></p><p>　　4.5.4三相短路容量</p><p><b>　　（4-17）</b></p><p>　　以上短路計算結(jié)果綜合圖表4-1所示。</p><p>　　表5-1短路計算結(jié)果</p><p>　　5. 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p>

142、;<p>　　5.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　5.1.1按工作電壓選擇 </p><p>　　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。</p&

143、gt;<p>　　5.1.2按工作電流選擇</p><p>　　設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計算電流，即</p><p>　　5.1.3按斷流能力選擇</p><p>　　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?，?lt;/p><p>　　或

144、 （5-1）</p><p>　　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。</p><p>　　5.1.4 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)</p><p>　　a)動穩(wěn)定校驗(yàn)條件</p><p>　　或 （5-2）</p><

145、p>　　、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值和有效值</p><p>　　b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 （5-3）</p><p>　　對于上面的分析，如表5-1所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。</p><p>　　表5-1 10 kV

146、一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　5.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表5-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。</p><p>　　表5-2 380V一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　5.3 高低壓母線的選擇</p><p>　　查表得到，1

147、0kV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。</p><p>　　6. 變壓所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇</p><p>　　6.1 10kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇</p><p>　　6.1.1 10kV高壓進(jìn)線的選擇校

148、驗(yàn)</p><p>　　采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用干線。</p><p>　　a).按發(fā)熱條件選：由==54A及室外環(huán)境溫度33°C，查表得，初選LGJ-35,其35°C時的=149A>,滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　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。<

149、/p><p>　　由于此線路很短，故不需要校驗(yàn)電壓損耗。</p><p>　　6.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) </p><p>　　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)。</p><p>　　a)按發(fā)熱條件選擇由==54A及土壤環(huán)境26°C，查表得，初選纜線芯截面為25的交聯(lián)

150、電纜，其=149A>,滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　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)動作時間為0.5s，斷路器斷路時間為0.2s，C=77，把這些數(shù)據(jù)代入公式中得<A

151、=25。</p><p>　　因此JL22-10000-3 25電纜滿足要求。</p><p>　　6.2 380V低壓出線的選擇</p><p><b>　　6.2.1鑄造車間</b></p><p>　　饋電給1號廠房（鑄造車間）的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 </p>

152、;<p>　　a）按發(fā)熱條件需選擇由=201A及地下0.8m土壤溫度為26℃，查表，初選纜芯截面120，其=212A>，滿足發(fā)熱條件。 </p><p>　　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40m，而查表得到120的鋁芯電纜的=0.31 （按纜芯工作溫度75°C計），=0.07，又1號廠房的=94.8kw, =105.3 kv

153、ar，故線路電壓損耗為</p><p><b>　　>=5%。</b></p><p>　　c）斷路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)</p><p>　　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。</p><p>

154、;　　6.2.2 鍛壓車間</p><p>　　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）。</p><p>　　6.2.3 熱處理車間</p><p>　　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

155、敷設(shè)（方法同上，從略）。</p><p>　　6.2.4 電鍍車間</p><p>　　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）。</p><p><b>　　6.2.5 倉庫</b></p><p>　　饋電給5號廠房（倉

156、庫）的線路，由于倉庫就在變電所旁邊，而且共一建筑物，因此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)。</p><p>　　a）按發(fā)熱條件需選擇</p><p>　　由=16.2A及環(huán)境溫度28，初選截面積4，其=19A>，滿足發(fā)熱條件。 </p><p>　　b）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表得，=2.5，因

157、此上面所選的4的導(dǎo)線滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。</p><p>　　c) 所選穿管線估計長50m，而查表得=0.85，=0.119，又倉庫的=8.8kw, =6 kvar，因此</p><p><b>　　<=5% </b></p><p>　　故滿足允許電壓損耗的要求。</p><p>　　6.2.6 工具車間</

158、p><p>　　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直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。</p><p><b>　　6.2.7金工車間</b></p><p>　　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)

159、（方法同上，從略）。</p><p><b>　　6.2.8鍋爐房</b></p><p>　　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）。</p><p><b>　　6.2.9裝配車間</b></p><p&

160、gt;　　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）。</p><p>　　6.2.10機(jī)修車間</p><p>　　饋電給10號廠房（機(jī)修車間）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）。</p><p>

161、;　　6.2.11 生活區(qū)</p><p>　　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)。</p><p>　　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）37℃，初選BLX-1000-1240，其33℃時Ial≈455A>I30,滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　2）效驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表可得，最小允

162、許截面積Amin=10mm2，因此BLX-1000-1240滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。</p><p>　　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26.8m左右，而查表得其阻抗值與BLX-1000-1240近似等值的LJ-240的阻抗=0.14，=0.30（按線間幾何均距0.8m），又生活區(qū)的=280kw，=134.4kvar，因此</p><p><b>　　

163、>=5%</b></p><p>　　不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。</p><p>　　6.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)</p><p>　　采用YJL22—10000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁心電

164、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。</p><p>　　6.3.1按發(fā)熱條件選擇 </p><p>　　工廠二級負(fù)荷容量共335.1KVA，，最熱月土壤平均溫度為25℃。查表《工廠供電設(shè)計指導(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。</p><p>　　6.3.2校驗(yàn)電壓損耗 </p>

165、<p>　　由表《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》8-41可查得纜芯為25的鋁（纜芯溫度按80℃計），，而二級負(fù)荷的</p><p>　　,，線路長度按2km計，因此</p><p>　　由此可見滿足要求電壓損耗5%的要求。</p><p>　　6.3.3短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) </p><p>　　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

166、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)計算無法進(jìn)行，只有暫缺。</p><p>　　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 7-1所示。</p><p>　　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</p><p>　　7. 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定&l

167、t;/p><p>　　7.1變電所二次回路方案的選擇</p><p>　　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)計指導(dǎo)》圖6-12所示。</p><p>　　b)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，裝設(shè)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表和無功電能，并以計算每月工廠的平均功率

168、因數(shù)。計量柜由上級供電部門加封和管理。</p><p>　　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JDZJ——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

169、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。</p><p>　　7.2 變電所繼電保護(hù)裝置</p><p>　　7.2.1主變壓器的繼電保護(hù)裝置</p><p>　　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，

170、瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量的瓦斯時，應(yīng)動作于高壓側(cè)斷路器。</p><p>　　b）裝設(shè)反時限過電流保護(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。</p><p>　　7.2.2護(hù)動作電流整定 </p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　其中，

171、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：</p><p>　　因此過電流保護(hù)動作電流整定為10A。</p><p>　　7.2.3過電流保護(hù)動作時間的整定 </p><p>　　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)的動作時間（10倍的動作電流動作時間）可整定為最短的0.5s 。</p>

172、<p>　　7.2.4過電流保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn)</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　其中，=0.86619.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682 ，因此其靈敏度系數(shù)為：</p><p>　　滿足靈敏度系數(shù)的1.5的要求。</p><p>　　7.3裝設(shè)電流速斷保護(hù)

173、 </p><p>　　利用GL15的速斷裝置。</p><p>　　7.3.1速斷電流的整定：</p><p>　　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)</p><p>　　7.3.2、電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn)</p><p>　　利用式，其中 ，因此

174、其保護(hù)靈敏度系數(shù)為>1.5</p><p>　　從《工廠供電課程設(shè)計指導(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。</p><p>　　7.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置</p

175、><p>　　7.4.1裝設(shè)反時限過電流保護(hù)</p><p>　　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。</p><p>　　a)過電流保護(hù)動作電流的整定,利用式，其中=2，取=</p><p>　　0.6×52A=43.38A，， =1，=0.8， =50/5=10，因此動作電流為：</p

176、><p>　　因此過電流保護(hù)動作電流整定為7A。</p><p>　　b)過電流保護(hù)動作電流的整定</p><p>　　按終端保護(hù)考慮，動作時間整定為0.5s。</p><p>　　c)過電流保護(hù)靈敏度系數(shù)</p><p>　　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)靈敏度系數(shù)，只有從

177、略。</p><p>　　7.4.2裝設(shè)電流速斷保護(hù)</p><p>　　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。</p><p>　　7.4.3變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置</p><p>　　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

178、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。</p><p>　　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。</p><p>　　第8章 降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計</p><p>　　8.1變電所的防雷保護(hù)</p

179、><p>　　8.1.1 直接防雷保護(hù) </p><p>　　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，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，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

180、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40mm×4mm 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。</p>

181、<p>　　8.1.2 雷電侵入波的防護(hù)</p><p>　　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。</p><p>　　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