10KV变电所及低压配电线路设计.doc

1、1高 等 教 育 自 学 考 试毕 业 论 文论文题目：10KV 配电所及自闭线路的设计作者姓名：杨世凯专 业：轨道交通供电技术主考学校：兰州交通大学准考证号：460510122022指导教师姓名职称：甘肃省高等教育自学考试办公室印制年 月 日2电气化铁道供电技术专业本科论文论文标题：10KV 配电所及自闭线路的设计3摘要：电能是现代工业生产的主要能源和动力 .随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。工厂供电系统的核心部分是变电所。因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的。此工厂供电设计包括：负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数

2、和容量、型式的确定；变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；二次回路方案的确定及继电器保护的选择和整定；防雷保护与接地装置的设计；车间配电线路布线方案的确定；线路导线及其配电设备和保护设备的选择；以及电气照明的设计，还有电路图的绘制。关键词：电能 变电所 变压器 继电器 接地装置4目录1,绪 论1.1 变电所的发展概况及前景展望1.2 课题内容与设计要求及任务1.2.1 设计目的1.2.2 设计要求1.2.3 设计依据1.2.4 供电设计必须遵循的一般原则2, 变电所设计2.1 变电所的负荷计算2.1.1 变电所的负荷分级及负荷计算的目的2.1.2 负荷计算的方法2.1

3、.3 各车间变电所的负荷计算2.2 无功功率补偿及其计算2.2.1 无功功率补偿的目的2.2.2 无功补偿的方法2.2.3 各车间变电所的无功补偿计算2.3 变电所主变压器台数和容量、型式的确定2.3.1 主变压器台数的选择 2.3.2 主变压器容量的选择2.3.3 各车间变电所主变压器的选择2.3.4 变电所型示的选择2.3.5 变电所的位置选择2.3.6 厂负荷中心的估算方法2.4 变电所主接线方案的选择2.4.1 安全性2.4.2 可靠性2.4.3 灵活性2.4.4 经济性2.5 进出线的选择52.5.1 选择计算、校验方法 2.5.2 变电所进出线的选择2.6 短路电流的计算2.6.1

4、 短路电流计算2.7 变电所一次设备的选择2.7.1 一次设备选择的要求2.7.2 一次设备校验应满足的条件2.7.3 各车间变电所的一次设备的选择与校验2.8 二次回路方案的选择及继电保护的整定2.8.1 二次回路的定义与分类2.8.2 二次回路的意义2.8.3 二次回路方案的选择与继电保护的整定2.9 变电所防雷保护和接地装置2.9.1 变电所的防雷措施2.9.2 变电所的防雷保护设计2.9.3 变电所公共接地装置的设计2.10 变电所电气照明2.10.1 照明的要素2.10.2 照明供电系统保护装置的选择3, 低压配电线路设计3.1 车间配电线路布线方案的确定3.1.1 车间配电线路设计

5、的一般要求3.1.2 车间配电系统布线方案的选择3.2 线路导线及其配电设备和保护设备的选择3.2.1 线路导线的选择3.2.2 配电设备的选择3.2.3 保护设备的选择3.3 车间电气照明3.3.1 电气照明的重要性3.3.2 合理照明的要素 4，参考文献5，结 束 语6，致 谢61,绪 论众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力，是实现生产自动化的重要物质基础。电能从区域变电站进入工厂后，首先要解决的就是如何对电能进行控制、变换、分配和传输等问题。在工厂，担负这一任务的是供电系统，供电系统的核心部分是变电所。一旦变电所出了事故而造成停电，则整个工厂的生产过程都将停止进行，甚至还会引起一

6、些严重的安全事故。因此，设计和建造一个以“安全、可靠、经济、优质”为标准的变电所，对保障工厂生产安全、连续的进行是极为重要的。1.1 变电所的发展概况及前景展望国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高带来了电力负荷的高速增长。尤其是近两、三年来，由于电力负荷增长迅猛，而发电装机容量和输配电能力不足，造成全国近 20 个省市电力供应紧张，部分省市出现限电拉闸 1。与此同时，随着电力市场的开放，电力用户对电能质量的要求也在提高；电力生产与供应企业也比以往任何时候都重视电力系统运行的经济性。我国常规城网变电所的主要问题是设备陈旧、占地面积大，与现代化的城市建设不相适应。为了改变这种面貌，城网变电所

7、已向小型化发展，开始采用全封闭组合电器，即 GIS 成套设备。全封闭组合电器（GIS）就是由于 SF6 气体的出现而发展的一种新型高压成套设备。它包括断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、出线套管或电缆终端。这些设备按变电所主接线的要求，依次连接组合成一个整体，各元件的高压带电部位均封闭于接地的金属壳内，并充以 SF6 气体，作为绝缘和灭弧介质，称之为 SF6 气体绝缘变电站，简称 GIS。目前 GIS 的发展趋向，是将变压器一、二次开关全部合为一体，成为气体绝缘组合的供电系统，今后其将向小型化、智能化、免维护、易施工的方向发展。建国以来，我国农电事业得到了迅速的发

8、展。根据 1991 年农电年报统计，全国已建成 35（63）110kV 农村变电所 13150 座，农网总用电量上升到 2286 亿 Kw/h，乡、村的通电率分别达到 96.4%和 90%。农村电力的建设，对促进农业、乡镇工业的经济建设和提高农民的生活水平，起到了十分重要的作用。但是，随着改革开放的形势发展，现有农村电网已经适应不了农电负荷迅速增长的要求，二十年来全国各地对农网，特别是对农村变电所重点进行了技术改造，取得了可喜的成绩。总的看来，农网结构落后、设备陈旧的问题，并没有得到根本性的改善，仍是一个低效高耗的电网。 7随着电力系统自动化水平的提高，变电所综合自动化系统得到了发展。厂站综合

9、自动化是集网络技术、通信技术、电力技术多学科多领域为一体，而形成的完整、安全可靠的综合自动化系统。其把继电保护、远动技术、参数监测等各种功能分布在各个单片机上，而这些单片机通过计算机网络连接起来，形成一个有机的自动化装置。低压电力用户量大面广，其负荷的功率因数又大都比较低，因此在低压电网中进行无功功率的就地补偿是整个电力系统无功补偿的重要环节。变电所电气设备在线监测技术的发展，从 90 年代开始，出现了以数字波形采集和处理技术为核心的微机多功能在线监测系统。利用先进的传感器、计算机、数字波形采集和处理等高新技术，实现更多的绝缘参数（如介质损失角正切值 tg、电容量、泄露电流、局部放电、色谱等）

10、在线监测。这种监测系统可以实时连续地巡回监测各被测量，因此，监测内容丰富、信息量大、处理速度快，对监测结果可显示、存储、打印、远传及越限报警，实现绝缘监测的全部自动化，代表了当今在线监测的发展方向。输电新技术主要是 FACTS 技术、紧凑型技术、导线性能改善等技术的结合，主要有：（1）串并联补偿；（2）紧凑型线路；（3）动态无功补偿技术；（4）大截面耐热导线。灵活交流输电系统（FACTS）是美国 EPRI 在 20 世纪 80 年代末提出的利用电力电子装置对现有电网进行灵活控制以提高电网输送能力的方式。其包含的范畴很广，凡是采用具有单独或综合功能的电力电子装置，对影响电力系统潮流分布的主要参数

11、，如电压、相角、电抗等进行调节和控制，从而达到改善系统运行特性，提高系统输送能力的措施，都属于灵活交流输电。近年来，FACTS 的研究已在世界范围内形成热潮，部分装置投入实用。自 20 世纪 80 年代末至今，我国的仿真技术获得了极大的发展。在电力系统中，应用较多的培训仿真系统有电厂仿真、电网运行工况仿真和变电所仿真。变电所培训仿真系统集仿真技术、图形图象技术、数据库等技术于一体，依据变电所电力设备实物、一次设备和二次设备接线图进行设计，如主控室、控制屏、保护屏及设备连接状况，可在模拟设备和二次接线图上进行相应操作，采用鼠标点击的操作方式，简单、直观、易学。这种方式使变电运行人员的培训手段大大

12、更新，提高了培训效率，缩短了培训周期。也进一步提高了运行人员的正确判断和处理事故的能力，防止事故扩大化和缩短事故处理时间，从而确保电网安全、可靠、经济运行。1.2 课题内容与设计要求及任务1.2.1 设计目的 通过设计，掌握 10KV 变电所及低压配电系统设计的一般方法。81.2.2 设计要求根据该厂所能取得的电源及厂内负荷的实际情况,并适当考虑工厂生产的发展.按着安全可靠技术先进,经济合理的要求,确定变电所的位置,主变压器的台数的容量;确定变电所的主接线方案;选择一次设备及高低压进出线;确定二次回路方案,选择和整定继电保护装置;按规定写出设计说明书,绘出设计图纸。1.2.3 设计依据1、 平

13、面布置图。2、 工厂生产任务、规模及产品规格：本厂生产化纤产品，年生产能力为2.3106m，其中厚织物占 50，中厚织物占 30，薄织物占 20。全部产品中以腈纶为主体的混织物占 60，以涤纶为主体的混织物占 40。3.车间负荷情况及车间变电所的容量（如表 1 所示） 。4.供电协议（1）从电力系统的某 35/10KV 变电站，用双回 10KV 架空线路向工厂馈电。变电站在厂南 0.5km。（2）系统变电站馈电线的定时限过流保护装置的整定时间 top=1.5s，要求工厂总配电所的保护整定时间不大于 1.0s。（3）在工厂总配电所的 10kV 进线侧计量。工厂最大负荷时功率因数不得低于 0.9。

14、5.工厂负荷性质：本厂多数车间为三班制，少数车间为一班或两班制，年最大负荷利用小时数为 6000h。本厂属二级负荷。6.工厂自然条件（1）气象资料 年最高气温为 38，年平均气温为 25，年最低气温为-1，年最热月平均最高气温为 30，年最热月地下 0.8m 处平均温度为 25。长年主导风向为南风，覆冰厚度为 3mm，年雷暴日数 38 天。（2）地质水文资料 平均海拔 200m，地层以砂粘土为主，地下水位 35m。1.2.4 供电设计必须遵循的一般原则 必须遵守国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。安全可靠、先进合理 应作到保障人生和设备的安全

15、、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采用效率高、能耗低、性能较先进的电气产品。近期为主、考虑发展 应根据工程特点、规模和发展计划，正确处理近期建设和远期发展的关系，作到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。全局出9发、统筹兼顾必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。2, 变电所设计2.1 变电所的负荷计算2.1.1 变电所的负荷分级及负荷计算的目的工厂的负荷一般分为三级：一级负荷：一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者，或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废等等。在一级负荷中，当中断供电将

16、发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应看着特别重要的负荷。二级负荷：二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如大量产品报废等。三级负荷：三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述的一、二级负荷者。变电所负荷计算的目的，是要为确定移相电容器、主变压器、各种开关电器的容量、电力线路的导线和电缆截面、变电所所址、整定继电保护装置提供电。计算负荷是供电设计的基本依据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理，如计算负荷确定过大，将使电器和导线电缆选的过大，造成投资和有色金属的浪费。如果选的过小，又使电器和导线电缆处在过负荷下运行

17、，增加了电能的损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样造成损失。可见，正确地确定计算负荷意义重大，但由于负荷情况复杂，影响因素多，虽然负荷的变化有点规律，但仍难准确的计算出来，实际上，它的不是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源的供应的状况等多种因素有关。因此负荷的计算只能接近实际。2.1.2 负荷计算的方法确定负荷的方法，主要有需要系数法、二项式法，需要系数法是世界上普遍采用的计算负荷的基本方法，二项式法应用局限很大，但确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，则宜于采用二项式法计算。由于本设计的车间较多且设备容量较大，所以采用需要系数法。负荷计算公式

18、如下：10有功计算负荷（单位为 kw） P30=KdPe (2.1)无功计算负荷为（单位为 kvar） Q30=P30tan (2.2) 视在计算负荷（单位为 KVA） S30=P30 /cos (2.3) 计算电流（单位为 A） I30=S30 (2.4) 3n2.1.3 各车间变电所的负荷计算表 各车间和车间变电所负荷计算表（380V）计算负荷序号车间（单位）名称设备容量KWkdcostan P30 Q30 S30 I30车间变电所代号制条车间 340 0.8 0.80 0.75 272 204 340 516.59纺纱车间 340 0.8 0.80 0.75 272 204 340 51

19、6.59饮水站 86 0.65 0.80 0.75 55.90 41.93 69.88 106.17锻工车间 37 0.2 0.65 1.17 7.40 8.66 11.38 17.30机修车间 296 0.3 0.50 1.73 88.80 153.62 177.60 269.84幼儿园 12.8 0.6 0.60 1.33 7.68 10.21 12.80 19.45仓库 38 0.3 0.3 1.73 11.40 19.72 22.80 34.641小计（K=0.9）1149.8 0.74 0.91 643.46 577.93 865.04 1314.34NO.1 车变织造车间 525

20、0.8 0.80 0.75 420 315 525 797.68染整车间 490 0.8 0.80 0.75 392 294 490 744.50浴室、理发室5 0.8 1.0 0 4 0 4 6.08食堂 40 0.75 0.80 0.75 30 22.50 37.5 56.98单身宿舍 50 0.8 1.0 0 40 0 40 60.782小计（K=0.9）1110 0.81 0.72 797.40 568.35 979.22 1487.81NO.2 车变锅炉房 151 0.75 0.80 0.75 113.25 84.94 141.56 215.0911水泵房 118 0.75 0.80

21、 0.75 88.50 66.38 110.63 168.08化验室 50 0.75 0.80 0.75 37.50 21.83 46.88 71.22油泵房 28 0.75 0.80 0.75 21 15.75 26.25 39.883小计（K=0.9）347 0.79 0.78 234.23 170.01 296.76 450.89NO.3 车变2.2 无功功率补偿及其计算按水利水电部 1983 年制定的全国供用电规则规定：高压供电的用户，功率因数不得低于 0.9；其他情况，功率因数不得低于 0.85。如达不到上述要求，则须加无功功率的人工补偿装置。2.2.1 无功功率补偿的目的变电所的无

22、功功率补偿的目的是为了减小通过变压器、线路和开关的无功功率，从而减小这些元件的规格，降低变压器、线路的功率损耗和电压损耗。工厂中功率因数降低是由于有大量的感应电机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况下，尚达不到工厂规定的功率因数要求时，则考虑人工补偿。在变压器低压侧装设了无功补偿装置后，由于低压侧总的视在计算负荷减小，从而可使变电所主变压器的容量选择得小一些。这不仅降低了变电所的初投资，而且可减少工厂的电费开支。 2.2.2 无功补偿的方法工厂中普遍采用并联电容器来补偿供电系统中的无功功率。它一般分为三种：高压集中补偿、低压集

23、中补偿、低压分散补偿。由前面的车间负荷计算知车间的计算很大，但功率因数普遍很小。从表中可知，该厂 380V 侧最大负荷时的功率因数分别为只有0.74、0.81、和 0.79。而提供电部门要求该厂 10KV 进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此在变压器低压侧补偿后的功率因数应稍微高些，暂取 0.92。补偿公式如下：无功补偿装置容量QC=P30（tan -tan ） (2.5)补偿后总的视在负荷 S30= P 302+(Q30-QC)2 0.5 (2.6)变压器有功损耗12P T=0.015S30 (2.7)变压器无功损耗Q T=0.06S30 (

24、2.8)变压器低压侧有功功率P=P30+P T (2.9)变压器低压侧无功功率Q=Q30+Q T (2.10)补偿后的有功功率P30=S30cos P30 (2.11)因此 380V 侧最大负荷时功率因数暂取 0.92 来计算。2.3 变电所主变压器台数和容量、型式的确定2.3.1 主变压器台数的选择：主变压器的台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。当符合下列条件的一种时，要装设两台及以上的变压器：有大量的一级和二级负荷。季节性负荷变化较大，适于采用经济运行方式。集中负荷较大。其他的情况只要装一台变压器。1. 主变压器台数应满足负荷对供电可靠性的要求。对于供电给一、二负荷的变电所，应采用两

25、台主变压器。2. 如果附近只有一条电源进线，则只能采用一台主变压器。此时，如果厂内有一、二级负荷，则应所内装设一台发电机，作为一、二级负荷的备用电源。3. 对于只向三级负荷供电的变电所，当负荷变动很大，填充系数 0.5 时，宜采用一台主变压器。4. 当厂内有大型高压用电设备（如大型高压电动机、大型电炉）时，宜采用两台主变压器。2.3.2 主变压器容量的选择1.变电所装有一台主变压器时，其容量应满足下列要求 SNTS 30 (2.12)式中 S 30 为该变电所承担的全部计算负荷（无功补偿后的计算负荷） 。2.装有两台主变压器的变电所，每台主变压器容量不应小于总的计算负荷的 60%，最好为总计算

26、负荷的 70%左右，同时每台主变压器的容量不应小于全部一、二级负荷之和。132.3.3 各车间变电所主变压器的选择本厂属二级负荷，根据上面的要求，又考虑到今后的发展，查参考资料 1 附录表 4，三个车间变电所应分别选用一台 S9800/10 型低损耗配电变压器、一台 S91000/10 型低损耗配电变压器和一台 S9250/10 型低损耗配电变压器。见表 1-2 所示。变压器的联结组别均采用 Yyn0。2.3.4 变电所型示的选择高压配电所设独立式，车间变电所设附设式。2.3.5 变电所的位置选择工厂变电所是工厂接受、变换和分配电能的场所。它装有变压器用于改变电网电压等级；设有配电装置，对其上

27、连接的电力线路进行电能分配，配电装置上还设有饱和及控制设备、测量仪表等，有的还设有自动装置。工厂变电所分为降压变电所和车间变电所，一般中小工厂不设总降压变电所选择变配点所的所址，应该根据下列要求综合考虑后确定。（1）接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。（2）进、出线方便。（3）设备运输方便。（4）不应设在有剧烈振动或高温的场所；地势低洼和可能积水的场所；厕所、浴室或经常积水场所的正下方或相贴。（5）不应设在有爆炸危险、火灾危险场所的正下方或正上方，塑像毗邻时应符合16mm2时, A PEN=0.5A ；当 A 16mm 2时，A PEN=A。2. 按电压损耗条件选

28、择导线截面 可按公式 U%=u%PL，计算出电压百分比，式中 u%为电压损耗近似值，可以通过查表得到；P 为一次的计算负荷；L 为高压进线长度。3. 按经济密度选择导线截面线路的经济电流密度 Jec的大小与线路类别、导线材料和工厂的年最大负荷利用小时数有关。可查表求得。为了使线路的年运行费用最低，线路的截面 Aec应按下式选择Aec= I30/Jec (2.15)式中，为流过线路的计算电流。4. 按短路热稳定度校验母线、绝缘导线和电缆的芯线截面 AA Kmin2.5.2 变电所进出线的选择以 1 号变电所为例架空线长 0.5km，变电所高压侧计算负荷 P30=654kW，cos=0.92,I

29、30=41A,Tmax=6000h,线路允许的电压损耗为 4.5%。1. 导线截面的选择16按经济电流密度选择导线截面。由 Tmax=6000h 查参考资料一表 5-3 得经济电流密度Jec=0.90A/mm2，因此经济截面为Aec= I30/Jec=41A/0.90=46mm2选标准截面 50mm2，即选用 LJ-50 型铝绞线。2. 校验发热条件查参考资料表 ZL14-2 得25时 LJ-50 的允许载流量 Ial=215AI30=41A 满足发热条件3. 校验机械强度查参考资料表 ZD8-12 得0.5KV 架空裸导线的最小截面 Amin=16mm2因此 LJ-50 满足机械强度要求4.

30、 校验电压损失利用 LJ-50 和 cos=0.92,U N=10KV,查参考资料二表 ZD8-10 得三相架空线路的电压损耗 u%近似值（u%）/（kWkm）=0.84410 -3 因此线电压损耗为u%=（0.84410 -3）PL% =0.84410-398420=1.66%I30=41.15A 满足要求 断流能力：查参考资料二表 ZL3-4 得 Ioc=16KAIk=7.64KA 满足要求动稳定度：查参考资料二表 ZL3-10，GN8-10/200 的极限通过电流峰值为25.5KA，i max=25.5KAish(3)=19.48KA 满足要求热稳定度：I t2t=(10KA)25=50

31、0KAI(3)2tima=7.6422.25=131KA 满足要求其中，I t 为设备的 t 秒热稳定电流（ KA） ，t 为设备的热稳定实验时间，t ima 为短路假象时间（s）tima=tk+0.05s, tk=top+toc=2+0.25=2.25（2）高压断路器（SN10-10/630）的校验：UN=10KV 满足要求IN=630AI30=41.15A 满足要求断流能力：查参考资料二表 ZL3-4 得 Ioc=16KAIk=7.64KA 满足要求动稳定度 ：i max=40KAish(3)=19.48KA 满足要求热稳定度：I t2t=(16KA)22=512KAIk(3)2tima=

32、7.6422.25=131KA 满足要求（3）电流互感器（LQJ-10）的校验：UN=10KV 满足要求IN=100AI30=41.15A 满足要求 动稳定度：查参考资料二表 ZL7-4 得 Kes=225,Ki=90Kes21/2I1N=22521/20.1=31.8KA ish(3)=19.48KA 满足要求。21热稳定度：（K iI1N） 2t=(900.1) 22=162I (3)2tima=131KA 满足要求。校验结果列表如下：表 15 GG-1A（F）-07 进线开关柜校验结果表（二）选 GG-1A（F）-54 作为互感器柜其器件有： GN8-10/200 RN2-10/0.5

33、JDZ-10 FS4-10 其校验方法与上同，可列表格如下：表 16 GG-1A（F）-54 互感器柜校验结果表装设地点数据 设备的型号规格高压隔离开关高压熔断器电压互感器避雷器选择校验项目 参数 数据 参数GN8-10/20 RN2-10/0.5 JDZ-10 FS4-10电压 UN 10KV UN 10KV 10KV 10KV 10KV电流 I30 41.15A IN 200A 0.5A - -断流能力 IK 7.64KA IOC 16KA 50KA - -动稳定 ish 19.48A imax 25.5KA - - -热稳定 I 2tima 131KA It2t 500 - - -结 论

34、 合格 合 格 合格 合格（三）选 GG-1A(J)-03 作为计量柜其器件为：GN6-10/200 RN2-10/0.5 JDZ-10 装设地点数据 设备的型号规格高压断路器 高压隔离开关 电流互感器选择校验项目 参数 数据 参数 SN-10 10/630 GN8-10/200 LQJ-10,100/5电压 UN 10KV UN 10KV 10KV 10KV电流 I30 41.15A IN 630A 200A 100/5A断流能力 IK 7.64KA IOC 16KA - -动稳定 ish 19.48KA imax 40KA 25.5 31.8KA热稳定 I 2tima 131KA It2t

35、 512 500 162结 论 合 格 合 格 合 格22校验表格如下：表 17 GG-1A（J）-03 计量柜校验结果表装设地点数据 设备的型号规格高压隔离开关高压熔断器电压互感器选择校验项目参数 数据 参数GN6-10/200 RN2-10/0.5 JDJ-10电压 UN 10KV UN 10KV 10KV 10kV电流 I30 41.15A IN 200A 0.5A -断流能力 IK 7.64KA IOC 16KA 50KA -动稳定 ish 19.48KA imax 40KA - -热稳定 I 2tima 131 It2t 192 - -结 论 合 格 合 格 合 格（四）选 PGL-

36、2-05（A）作为低压出线柜其器件为： HD13-1500/30 DW15-1500/3 LMZJ1-0.5,1500/5校验表格如下：表 18 PGL-2-05（A）低压出线柜校验结果表装设地点数据 设备的型号规格低压刀开关 低压断路器 电流互感器选择校验项目 参数 数据 参数HD13-1500/30 DW15-1500/3LMJZ1-0.51500/5电压 UN 380V UN 380V 380V 500V电流 I30 1044A IN 1500A 1500A 1500/5A断流能力 IK 16KA IOC - 40KA -结 论 合 格 合 格 合 格2.8 二次回路方案的选择及继电保护

37、的整定2.8.1 二次回路的定义与分类工厂供电系统或工厂变配电所的二次回路，是指用来控制、指示、监视和保护一次电路运行的电路，包括控制系统、的二次回路，是指用来控制、指示、监视和保护一次电路运行的电路，包括控系统信号系统、监测系统及继电器保护和自动化系统等。其也23称为二次系统。二次回路按电源性质分可分为直流电源电路和交流电源回路。交流回路又可分为交流电流回路和交流电压回路。交流电流回路由电流互感器供电，交流电压回路由电压互感器供电。二次回路按其用途分，有断路控制回路、信号回路、测量回路、继电器保护和自动装置回路等。2.8.2 二次回路的意义供电系统在运行中，由于绝缘老化，机械损伤和外界的某些

38、影响，可能发生故障和不正常工作状态。引起电流增大，电压频率降低或升高，使供电系统的正常工作遭到破坏，严重影响生产，甚至造成巨大损失。为了防止事故的扩大，保证非故障部分仍能可靠地供电，必须尽快切除故障，靠运行人员来发现并切除故障是无法满足要求的，只有借助于设备上具有自动保护作用的继电保护装置来实现快速切断。对于危害不大的不正常工作状态也可由继电保护装置发出信号。为了提高供电系统运行的可靠性，继电保护装置必须具备快速性、选择性、灵敏性和可靠性。2.8.3 二次回路方案的选择与继电保护的整定1.高压断路器的操动机构控制与信号回路 断路器采用手力操动机构，其控制与信号回路如图 2 所示：WC控制小母线

39、 WS信号小母线 GN绿色指示灯 R 1、R 2限流电阻 YR脱扣器 KA保护装置 QF16断路器辅助触点 QM手力操动机构辅助触点图 2 手力操动的断路器控制与信号回路2.变电所的电能计量回路 变电所高压侧装设专用计量柜，装设三相有功电镀表和无功电度表，分别计量全厂消耗的有功电能和无功电能，并据以计算每月工厂的平均功率因数。计量柜由上级供电部门加封和管理。243.变电所的测量和绝缘监察回路 变电所高压侧装有电压互感器避雷器柜，其中电压互感器为 3 个 JDZJ10 型，组成 Y0/Y0/（开口三角形）的接线，用以实现电压测量和绝缘监察。4.主变压器的保护装置对电力变压器的下列故障及异常运行的

40、方式，应装设相应的保护装置：（1）绕组及其出线的相间短路和在中性点直接接地的单相接地保护。（2）绕组的乍间短路。（3）外部相间短路引起的过电流。（4）中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压。（5）过负荷。（6）油面降低。（7）变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。装设瓦斯保护瓦斯保护又称为气体继电保护，是保护油浸式电力变压器内部故障的一种基本的保护装置。它装设在变压器的油箱与油枕之间的连通管上，当变压器油箱内故障产生轻微故障时，就会发生“轻瓦斯”动作。当变压器的油箱内部发生严重故障时，由故障产生的气体很多，带动油迅速地由变压器油箱通过连通管进入油枕，这时下触点接通跳

41、闸回路，使断路器跳闸，这称为“重瓦斯动作” 。装设定时限过电流保护采用 GL15 型感应式过电流继电器作启动继电器，两相两继电器式接线, 电流互感变比为 100/5A。利用式 Iop=KrelKwIl.max/KreKi 计算。其中Krel=1.3，K w=1,Kre=0.8,Ki=20，I l.max=2I1N.T=115A 因此动作电流为:Iop=1.31115A/0.820=9.3A 整定为 10A，动作时限 Top 整定为 0.5s过电流保护灵敏系数检验:SP=10.8663060A/2010A=13.21.5 满足要求。装设电流速断保护变压器电流速断保护，其组成、原理与线路的电流速断

42、保护完全相同，其动作电流的整定计算公式也与线路电流速断保护基本相同。利用 DL20C 的速断装置。25速断电流的整定：利用式 Iqb=krelkwIk.max/kikT,其中 Krel=1.3,Kw=1,Ki=100/5=20,KT=10/0.4=25，I k.max=Ik-2 =22.9kA，因此速断电流为：Iqb=1.3122900A/2025=60A电流速断保护灵敏系数检验:利用式 Sp=Ik.min/Iqb其中 Ik.min=Ik-1 =0.8663.06kA=2.6kA，Ipb.1=Iqbki/kw=60A20/1=1200A,因此其保护灵敏系数为：S p=2.6/1.2=2.2按

43、GB5006292 规定，电流保护（含电流速断保护）的最小灵敏系数为 1.5,因此这里装设的电流速断保护的灵敏系数时达到要求的。2.9 变电所防雷保护和接地装置2.9.1 变电所的防雷措施1. 装设避雷针或避雷带（网）变配电所及屋外配电装置，应装设避雷针以防护直击雷。独立避雷针宜设独立的接地装置。2. 装设避雷线处于峡谷地区的变电所，可利用避雷线（架空地线）来防护直击雷。用以防止雷电侵入波对变配电所电器装置特别是对主变压器的损害。（1） 高压架空线路的终端杆装设阀式避雷器，如果进线是具有一段引入电缆的架空线路，则架空线路终端装设的避雷器与电缆处的金属外壳相连并一同接地。（2） 每组高压母线上都

44、应装设阀式避雷器，变电所内的避雷器应以最短的接地线与配电装置的主接地网连接。2.9.2 变电所的防雷保护设计（1）直击雷保护 在变电所屋顶装设避雷器或避雷带，并引出两根接地线与变电所公共接地装置相连。（2）雷电侵入波的保护26图 81 10KV 架空进线和电缆进线的雷电侵入波过电压保护图：10kV 电源进线的终端杆上装设 FS4-10 型阀式避雷器。引下线采用 25mm4mm 的镀锌扁钢，下与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端螺栓连接。10kV 高压配电室内装设有 GG-1A（F）-54 型开关柜，其中配有 FS4-10 型避雷器，靠近主变压器。主变压器主要靠此避雷器来保护，防止雷电侵入波的

45、危害。380V 低压架空出线杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地，用于保护沿低压架空线侵入的雷电播。2.9.3 变电所公共接地装置的设计1接地电阻的要求此变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件：RE4 RE120V/ I E120V/27A4.4式中 I E10（80+3525）/35027A因此，公共接地装置接地电阻 RE42. 接地装置供电系统中电气设备的接地，可分为三大类。即 IT 类；TN 类；TT 类。而 TN 类又可分为三个系统，即 TN-S;TN-C;TN-C-S 系统。供电系统采用的电压一般在 110KV 以下是中性点不接地系统，但在 380/220V，则一般是中性

46、点接地系统，是为了满足 220V 单相用电设备工作电压的要求，也为了防止变压器一次、二次绕组绝缘损坏，致使高压呈现于低压的危险。此外，低压用电设备的外壳及外露可导电部分也实行接地。采用人工接地线，接地线的截面大小一般不超过钢 100mm ;铝 35 mm ；铜 25 mm 。222用长 2.5m、50mm 的钢管 16 根，沿变电所三面均匀布置（变电所前面布置两排） ，管距5m，垂直打入地下，管顶离地面 0.6m。管间用 40mm4mm 的镀锌扁钢焊接相连。变电所的变压器室有两条接地干线、高低压配电室各有一条接地干线与室外公共接地装置焊接相连，接地干线均采用 25mm4mm 的镀锌扁钢。总的垂

47、直接地体电阻为：RER E（1） /n40/（160.65）3.85 27(1.16)式中 n 为多根垂直接地体数目利用系数，有接地体数目、材料结构决定。查表 0.65满足 RE4 的接地电阻要求。2.10 变电所电气照明2.10.1 照明的要素 1. 建立良好的视看条件，从视看视看者的实际视看条件出发，选择合适的照度；2. 最大限度的限制炫光；3. 得到较好的光色；4. 使照明环境中具有合理的亮度分布就可以建立良好的视看条件。正确地选择灯具，布置灯具。选好照明电源和电压；5. 保证电压质量。节省初投资和经常性的运行维护。2.10.2 照明供电系统保护装置的选择照明供电系统可采用熔断器或低压断路器畸形短路和过负荷保护。考虑到各种光源点燃时的启动电流不同，因此不同光源的保护装置电流也有所区别，如下表所列。表 19 照明线路保护装置的选择保护装置电流/照明线路计算电流保护装置类型白炽灯、卤钨灯、荧光灯、金属卤化物灯高压汞灯 高压钠灯RL1 型熔断器RC1A 型熔断器带热脱扣器低压断路器带瞬时脱扣器低压断路器11161.3-1.71.0-1.51.161.51.116用熔断器保护照明线路时，熔断器应安装在相线上，而在 PE 线和 PEN 线上不能安装熔断器。用低压断路器保护照明线路时，其过电流脱扣器应安装在相线上。