1、河南工业职业技术学院- 1 -目录目录 .- 1 -前言 .- 3 -第一章 设计任务 .- 4 -1.1 设计要求 .- 4 -1.2 设计依据 .- 4 -第二章 负荷计算和无功功率补偿 .- 6 -2.1 负荷计算 .- 6 -2.2 无功功率补偿 .- 7 -第三章 变电所位置与型式的选择 .- 9 -第四章 变电所主变压器及主接线方案的选择 .- 10 -4.1变电所主变压器的选择 .- 10 -4.2 变电所主接线方案的选择 .- 10 -4.3 主接线方案的技术经济比较 .- 12 -第五章 短路电流的计算 .- 13 -5.1 绘制计算电路 .- 13 -5.2 确定短路计算基
2、准值 .- 13 -5.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值 .- 14 -5.4 k-1 点（10.5kV 侧）的相关计算 .- 14 -5.5 k-2 点（0.4kV 侧）的相关计算 .- 15 -第六章 变电所一次设备的选择校验 .- 15 -6.1 10kV 侧一次设备的选择校验 - 15 -6.2 380V 侧一次设备的选择校验 - 17 -第七章 变电所高、低压线路的 选择 - 18 -7.1 10kV 高压进线和引入电缆的选择 - 18 -7.2 380 低压出线的选择 - 19 -7.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验 .- 21 -第八章 变电所二次回路方案的选择与继电保
3、护的整定 .- 22 -8.1 变电所二次回路方案的选择 - 22 -河南工业职业技术学院- 2 -8.2 变电所继电保护装置 .- 23 -8.3 装设电流速断保护 - 24 -8.4 作为备用电源的高压联络线的继电保护装置 - 24 -参考文献 .- 25 -河南工业职业技术学院- 3 -前言众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式 的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既 简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能 在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动
4、力，但是它在产品成本中所 占的比重一般很小（除电化工业外） 。电能在工业生产中的重要性，并不在于它 在产品成本中或投资总额中所占的比重多少， 而在于工业生产实现电气化以后可 以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的 劳动强度， 改善工人的劳动条件， 有利于实现生产过程自动化。 从另一方面来说， 如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重 要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家 经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支 援
5、国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务， 切实保证工厂生产和生活用电的需 要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1） 安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2） 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4） 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减 少有色金属的消耗量，本设计将分八章，第一章讲述负荷和无功功率计算及补偿，有了此基础， 在第七章便讨论高、低压电力网导线型号及截面的选择，第二、三、四章便是变 压器的选择，变电所主接线方案确定，变电所位置的确定，第
6、五章为短路电流计算，并以此为基础，在第六章讨论变电所一次设备的选择与校验，然后第八章是 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定。河南工业职业技术学院- 4 -第一章 设计任务1.1 设计要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，最后定出设计说明书。1.2 设计依据1.2.1 工厂总平面图，如图（1）所示。1.2.2 工厂负荷情况：本厂多数车间为三班制，年最大负荷利用小时为
7、 5000h，日最大负荷持续时间为10h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为 380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为 220V。本厂的负荷统计资料如表（1）所示。1.2.3 供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定，本厂可由附近一条 35kV 的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为 LGJ95 导线为等边三角形排列，线距为 1.5m；干线首端（即电力系统的馈电变电电站）距离本厂约 8km，该干线首端所装高压断路器 500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其
8、定时限过电流保护整定的动作时间为 2s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度达 100km，电缆线路总长度达 50km。1.2.4 气象资料 本厂所在地区的年最高气温为 38 ，年平均气温为 23，年最低气温为-8，年最热月平均最高气温为 33，年最热月平均气温为 26，年最热月地下 0.8 处平均温度为 25。当地主导风向为东北风，年雷暴是数为 20。1.2.5 地质水文资料 本厂所在地区平均海拔 500m，地层以砂粘土为主，地下水位为 1m。1.2.6 电费制度：本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设
9、专用计量柜，按两部电费制缴纳电费。每月基本电费按主变压器容量为 0.5 元/（kVA） ，动力电费为 0.4 元/(kWh),照明（含家电）电费为 0.6 元/(kWh)，工厂最大负荷时的功率因数不得低于 0.92。工厂负荷统计资料 表（1）厂房编号 用电单位名称 负荷性质 设备容量kW需要系数 功率因数动力 200 0.4 0.71 铸造车间照明 6 0.7 1.02 锻压车间 动力 300 0.3 0.65河南工业职业技术学院- 5 -照明 8 0.7 1.0动力 300 0.3 0.653 金工车间照明 9 0.7 1.0动力 300 0.3 0.64 工具车间照明 7 0.7 1.0动
10、力 500 0.6 0.85 电镀车间照明 7 0.7 1.0动力 200 0.6 0.86 热处理车间照明 8 0.7 1.0动力 150 0.4 0.77 装配车间照明 7 0.7 1.0动力 200 0.3 0.658 机修车间照明 4 0.7 1.0动力 80 0.6 0.659 锅炉房照明 2 0.7 1.0动力 20 0.3 0.710 仓库照明 2 0.7 1.0生活区 照明 200 0.7 1.0如图（1）河南工业职业技术学院- 6 -第二章 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算2.1.1 单组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为 KW） = ， 为系数30Pd
11、Kedb)无功计算负荷（单位为 kvar）= tan30Qc)视在计算负荷（单位为 kvA）=30ScosPd)计算电流（单位为 A） = , 为用电设备的额定电压（单位为 KV）30INUS2.1.2 多组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为 KW） =30PipK30式中 是所有设备组有功计算负荷 之和， 是有功负荷同时系数，可取 0.850.95iP30 pb)无功计算负荷（单位为 kvar）= ， 是所有设备无功 之和； 是无功负荷同时系数，可取 0.90.9730QiqK30iQ3030QqK河南工业职业技术学院- 7 -c)视在计算负荷（单位为 kvA） =30S23
12、0QPd)计算电流（单位为 A） =INU经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表 2.1 所示（额定电压取 380V）表 2.1 各厂房和生活区的负荷计算表计算负荷编号 名称 类别设备容量/kWeP需要系数 dKcostan /kW30P/kvar30Q/kVA30S/A30I动力 200 0.4 0.7 1.02 80 81.6 照明 6 0.7 1.0 0 4.2 0 1 铸造车间小计 206 84.2 81.6 118 201动力 300 0.3 0.65 1.17 90 105.3 照明 8 0.7 1.0 0 5.6 0 2 锻压车间小计 308 95.6 105.3 144
13、 251动力 300 0.3 0.65 1.17 90 105.3 照明 9 0.7 1.0 0 6.3 0 7 金工车间小计 309 96.3 105.3 145 194动力 300 0.3 0.6 1.33 90 119.7 照明 7 0.7 1.0 0 4.9 0 6 工具车间小计 307 94.9 119.7 155 280动力 500 0.6 0.8 0.75 300 225 照明 7 0.7 1.0 0 4.9 0 4 电镀车间小计 507 304.9 225 380 244动力 200 0.6 0.8 0.75 120 90 照明 8 0.7 1.0 0 5.6 0 3 热处理
14、车间小计 208 125.6 90 155.6 176动力 150 0.4 0.7 1.02 60 61.2 照明 7 0.7 1.0 0 4.9 0 9 装配车间小计 157 64.9 61.2 90.6 122动力 200 0.3 0.65 1.17 60 70.2 照明 4 0.7 1.0 0 2.8 0 10 机修车间小计 204 62.8 70.2 95.2 78动力 80 0.6 0.65 1.75 48 84 照明 2 0.7 1.0 0 1.4 0 8 锅炉车间小计 82 49.4 84 75.2 67动力 20 0.3 0.7 1.02 6 6.12 照明 2 0.7 1.0
15、 0 1.4 0 5 仓库小计 22 7.4 6.12 9.9 16.211 生活区 照明 200 0.7 1.0 0 140 0 140 413动力 2219总计照明 403 1134.1 948.4 河南工业职业技术学院- 8 -计入 =0.8, =0.85pKq 0.75 771.2 644.8 1508.5 16552.2 无功功率补偿 无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。由表 2.1 可知，该厂 380V 侧最大负荷时的功率因数只有 0.75
16、。而供电部门要求该厂 10KV 进线侧最大负荷时功率因数不低于 0.9。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此 380V 侧最大负荷时功率因数应稍大于 0.9，暂取 0.92 来计算 380V 侧所需无功功率补偿容量：= (tan - tan )=810.8tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) = 369.66 kvarCQ30P12参照图 2，选 PGJ1 型低压自动补偿评屏，并联电容器为 BW0.4-14-3 型，采用其方案 1（主屏）1台与方案 3（辅屏）4 台相结合，总共容量为 84kvar 5=420kvar。补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基
17、本不变，而无功计算负荷 =（727.6-420）kvar=307.6 kvar，视在功率30Q=867.2 kVA，计算电流 =1317.6 A,功率因数提高为23030QPS NUSI30cos = =0.935。30在无功补偿前，该变电所主变压器 T 的容量为应选为 1250kVA,才能满足负荷用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器 T 的容量选为 1000kVA 的就足够了。同时由于计算电流的减少，使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小，因此无功补偿的经济效益十分可观。因此无功补偿后工厂 380V 侧和 10kV 侧的负荷计算如表 3 所示。河南工业职业技术学院- 9 -主 屏
18、 辅 屏1#方 案6支 路 3#方 案6支 路2方 案8支 路 4方 案8支 路CC图 2.1 PGJ1 型低压无功功率自动补偿屏的接线方案表 2.2 无功补偿后工厂的计算负荷计算负荷项目 cos/KW30P/kvar30Q/kV30SA/A30I380V 侧补偿前负荷 0.75 810.8 727.6 1089 1655380V 侧无功补偿容量 -420380V 侧补偿后负荷 0.935 810.8 307.6 867.2 1317.6主变压器功率损耗 0.015 =1330S0.06 =5230S10KV 侧负荷计算 0.935 823.8 359.6 898.9 52第三章 变电所位置与
19、型式的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。在工厂平面图的下边和左侧，分别作一直角坐标的 轴和 轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标xy位置， 、 、 分别代表厂房 1、2、3.10 号的功率，设定 （2.5，5.6） 、 （3.6，3.6） 、1P2310 1P2（5.7，1.5） 、 （4，6.6） 、 （6.2，6.6） 、 （6.2 ，5.2） 、 （6.2，3.5） 、 （8.8，6.6） 、3 5P678河南工业职业技术学院- 10 -（8.8，5.2） 、 （8.8，3.5） ，并设 （1.2，1.2）为生活区的中心负荷，如图 3
20、-1 所示。而工厂9P101P的负荷中心假设在 P( , ),其中 P= + + + = 。因此仿照力学中计算中心的力矩方xy231iP程，可得负荷中心的坐标：（3-1）ixPxx )(1321 （3-2 ）iPyyyy )(1321 把各车间的坐标代入（1-1） 、 （2-2 ） ，得到 =5.38， =5.38 。由计算结果可知，工厂的负荷中心在 6x号厂房（工具车间）的西北角。考虑到周围环境及进出线方便，决定在 6 号厂房的西侧紧靠厂房建造工厂变电所，器型式为附设式。 1P3P214P5678P910Py图 3-1 按负荷功率矩法确定负荷中心第四章 变电所主变压器及主接线方案的选择4.1
21、 变电所主变压器的选择根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：a)装设一台变压器 型号为 S9 型，而容量根据式 ， 为主变压器容量， 为总的30STN TN 30S计算负荷。选 =1000 KVA =898.9 KVA，即选一台 S9-1000/10 型低损耗配电变压器。至于工TNS 30S厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。b)装设两台变压器 型号为 S9 型，而每台变压器容量根据式（4-1） 、 （4-2）选择，即898.9 KVA=（539.34629.23 ）KVA （4-1） )7.06(TNSx河南工业职业技术学
22、院- 11 -=(134.29+165+44.4) KVA=343.7 KVA （4-2）)(30STN因此选两台 S9-630/10 型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为 Yyn0 。4.2 变电所主接线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案：4.2.1 装设一台主变压器的主接线方案 如图 4-1 所示Y0Y0S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GW 口-1010kVFS4-10 GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-
23、07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主变 联络（备用）220/380V高压柜列河南工业职业技术学院- 12 -图 4-1 装设一台主变压器的主接线方案4.2.2 装设两台主变压器的主接线方案 如图 4-2 所示Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GG-1A(F)-113、11GW 口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG-1A(J)-01GG-1A(F)-96GG-1A(F)-07
24、GG-1A(F)-54主变主变联络（备用）高压柜列-96河南工业职业技术学院- 13 -图 4-2 装设两台主变压器的主接线方案4.3 主接线方案的技术经济比较 表 4-1 主接线方案的技术经济比较比较项目 装设一台主变的方案 装设两台主变的方案供电安全性 满足要求 满足要求供电可靠性 基本满足要求 满足要求供电质量 由于一台主变，电压损耗较大 由于两台主变并列，电压损耗较小灵活方便性 只有一台主变，灵活性稍差 由于有两台主变，灵活性较好技术指标 扩建适应性 稍差一些 更好一些电力变压器的综合投资额查得 S9-1000/10 的单价为 15.1万元，而变压器综合投资约为其单价的 2 倍，因此综
25、合投资约为2*15.1=30.2 万元查得 S9-630/10 的单价为 10.5 万元，因此两台变压器的综合投资约为4*10.5=42 万元，比一台主变方案多投资 11.8 万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额查得 GG-1A(F)型柜可按每台 4 万元计，其综合投资可按设备的1.5 倍计，因此高压开关柜的综合投资约为 4*1.5*4=24 万元本方案采用 6 台 GG-1A(F)柜，其综合投资约为 6*1.5*4=36 万元，比一台主变方案多投资 12 万元电力变压器和高压开关柜的年运行费主变的折旧费=30.2 万元*0.05=1.51 万元；高压开关柜的折旧费=24 万元*0.06=1
26、.44 万元；变配电的维修管理费=（30.2+24 ）万元 *0.06=3.25 万元。因此主变和高压开关柜的折旧和维修管理费=（1.51+1.44+3.25）=6.2 万元主变的折旧费=42 万元*0.05=2.1 万元；高压开关柜的折旧费=36 万元*0.06=2.16 万元；变配电的维修管理费 =（42+36）万元*0.06=4.68 万元。因此主变和高压开关柜的折旧和维修管理费=（2.1+2.16+4.68）=8.94 万元，比一台主变方案多投资2.74 万元经济指标供电贴费主变容量每 KVA 为 800 元，供电贴费=1000KVA*0.08 万元/KVA=80万元供电贴费=2*63
27、0KVA*0.08 万元=100.8 万元，比一台主变多交 20.8万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的主接线方案远由于装设两台主变的主接线方案，因此决定采用装设一台主变的主接线方案。河南工业职业技术学院- 14 -第五章 短路电流的计算5.1 绘制计算电路 500MVAK-1 K-2LGJ-150,8km10.5kV S9-1000 0.4kV(2)(3)(1)系统图 5-1 短路计算电路5.2 确定短路计算基准值设基准容量 =100MVA，基准电压 = =1.05 ， 为短路计算电压，即高压侧dSdUcNcU
28、=10.5kV，低压侧 =0.4kV，则1dU2（5-1）kAVMIdd 510311 （5-2）kUSIdd 4.225.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值5.3.1 电力系统已知电力系统出口断路器的断流容量 =500MVA，故 =100MVA/500MVA=0.2 ocS1X（5-3）5.3.2 架空线路查表得 LGJ-150 的线路电抗 ，而线路长 8km，故kmx/36.0（5-4）.2)5.1()836.0(202 VMAUSlxXcd5.3.3 电力变压器查表得变压器的短路电压百分值 =4.5，故%k=4.5 （5-5）VASXNdk105.4103式中， 为变压器的额定容量NS
29、因此绘制短路计算等效电路如图 5-2 所示。河南工业职业技术学院- 15 -2.01 k-1 k-26.215.41图 5-2 短路计算等效电路5.4 k-1 点（10.5kV 侧）的相关计算5.4.1 总电抗标幺值=0.2+2.6=2.8 （5-6）*21)(Xk5.4.2 三相短路电流周期分量有效值（5-7）kAIkdk 96.8.25*)1(15.4.3 其他短路电流（5-8）kIIk96.)3(1)()3( （5-9）Aish 0.552.)()( （5-10）kIIs 2.)3()3(5.4.4 三相短路容量（5-11）MVAXSkdk 7.358.10*)()3(15.5 k-2
30、点（0.4kV 侧）的相关计算5.5.1 总电抗标幺值=0.2+2.6+4.5=7.3 （5-12）*32*1)(k5.5.2 三相短路电流周期分量有效值（5-13）kAXIkdk 7.9.4*)2(*25.5.3 其他短路电流（5-14）IIk.1)3()()3( （5-15）kish 2.367984.1 （5-16）A51.0.9)3()3(5.5.4 三相短路容量（5-17）MVXSkdk 7.3.*)2()3(2以上短路计算结果综合图表 5-1 所示。河南工业职业技术学院- 16 -表 5-1 短路计算结果三相短路电流 三相短路容量/MVA短路计算点 )3(kI)3(I)3(I)3(
31、shi)3(shI)3(kSk-1 1.96 1.96 1.96 5.0 2.96 35.7k-2 19.7 19.7 19.7 36.2 21.5 13.7第六章 变电所一次设备的选择校验6.1 10kV 侧一次设备的选择校验6.1.1 按工作电压选则 设备的额定电压 一般不应小于所在系统的额定电压 ，即 ，高压设备的额定电eNU NUeN压 应不小于其所在系统的最高电压 ，即 。 =10kV， =11.5kV，高压开eN maxemaxmax关设备、互感器及支柱绝缘额定电压 =12kV，穿墙套管额定电压 =11.5kV，熔断器额定电压eN eN=12kV。eNU6.1.2 按工作电流选择设
32、备的额定电流 不应小于所在电路的计算电流 ，即eNI 30IeN30I6.1.3 按断流能力选择设备的额定开断电流 或断流容量 ，对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的最ocIocS大短路有效值 或短路容量 ，即)3(kI)3(k或ocI)3(k)(oc)3(kS对于分断负荷设备电流的设备来说，则为 ， 为最大负荷电流。maxOLIaxLI6.1.4 隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验a)动稳定校验条件或maxi)3(sh)3(maxshI、 分别为开关的极限通过电流峰值和有效值， 、 分别为开关所处的三相短路冲击maxiI )(si)(s电流瞬时值和有效值b)热稳定校验条件
33、imattI2)3(河南工业职业技术学院- 17 -对于上面的分析，如表 6-1 所示，由它可知所选一次设备均满足要求。表 6-1 10 kV 一次侧设备的选择校验选择校验项目 电压 电流 断流能 力 动态定度 热稳定度 其它参数 NUNI)3(kI)3(shIimatI2)3(装置地点条件 数据10kV 57.7A( )1TI1.96kA 5.0kA .7916.2额定参数 eN eNocImaxitI高压少油断路器SN10-10I/630 10kV 630kA 16kA 40 kA 51262高压隔离开关-10/20068GN10kV 200A - 25.5 kA 02二次负荷0.6高压熔
34、断器 RN2-10 10kV 0.5A 50 kA - -电压互感器 JDJ-10 10/0.1kV - - - -电压互感器JDZJ-10kV31.0/- - - -电流互感器 LQJ-10 10kV 100/5A -kA1.025=31.8 kA1).09(2=81避雷针 FS4-10 10kV - - - -一次设备型号规格户外隔离开关GW4-12/400 12kV 400A - 25kA 5026.2 380V 侧一次设备的选择校验同样，做出 380V 侧一次设备的选择校验，如表 6-2 所示，所选数据均满足要求。表 6-2 380V 一次侧设备的选择校验河南工业职业技术学院- 18
35、-选择校验项目 电压 电流 断流能力 动态定度 热稳定度 其它参数 NUNI)3(kI)3(shIimatI2)3( -装置地点条件 数据380V 总 1317.6A 19.7kA 36.2kA 7.019-额定参数 eN eN ocImaxitI2-低压断路器DW15-1500/3D380V 1500A 40kA - - -低压断路器DW20-630 380V630A（大于 ）30I30Ka(一般) - - -低压断路器DW20-200 380V200A（大于 ）30I25 kA - - -低压断路HD13-1500/30380V 1500A - - - -电流互感器LMZJ1-0.5 50
36、0V 1500/5A - - - -一次设备型号规格电流互感器LMZ1-0.5 500V100/5A160/5A - - - -6.3 高低压母线的选择查表得到，10kV 母线选 LMY-3(40 4mm),即母线尺寸为 40mm 4mm;380V 母线选 LMY-3（120 10）+80 6，即相母线尺寸为 120mm 10mm，而中性线母线尺寸为 80mm 6mm。第七章 变电所高、低 压线 路的选择7.1 10kV 高压进线和引入电缆的选择7.1.1 10kV 高压进线的选择校验采用 LGJ 型钢芯铝绞线架空敷设，接往 10kV 公 用干线。a).按发热条件选择 由 = =57.7A 及
37、室外环境温度 33，查表得，初选 LGJ-35,其30ITN135C 时的 =149A ,满足发热条件。alI30Ib).校验机械强度 查表得，最小允许截面积 =25 ，而 LGJ-35 满足要求，故选它。minA2由于此线路很短，故不需要校验电压损耗。河南工业职业技术学院- 19 -7.1.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 采用 YJL22-10000 型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆之间埋地敷设。a)按发热条件选择 由 = =57.7A 及土壤环境 25，查表得，初选缆线芯截面为 2530ITN1的交联电缆，其 =149A ,满足发热条件。2malIb)校验热路稳定 按式 ，A 为
38、母线截面积，单位为 ； 为满足热路CtIAima)3(min 2minA稳定条件的最大截面积，单位为 ；C 为材料热稳定系数； 为母线通过的三相短路稳态电流，2 )3(I单位为 A； 短路发热假想时间，单位为 s。本电缆线中 =1960， =0.5+0.2+0.05=0.75s，终端imat )(imat变电所保护动作时间为 0.5s，断路器断路时间为 0.2s，C=77 ，把这些数据代入公式中得，满足发热条件。 2mlI30Ib）校验电压损耗 由图 1.1 所示的工厂平面图量得变电所至 1 号厂房距离约为 288m，而查表得到 120 的铝芯电缆的 =0.31 （按缆芯工作温度 75计） ，
39、 =0.07 ，又 1 号20Rkm/0Xkm/厂房的 =94kW, =91.8 kvar，故线路电压损耗为30P30Q VkVkWUqXpN 78.2338.0)1.(var91)2.(94)( =5%。%3.610387.2%alc）断路热稳定度校验 2)3(min 4765.019mCtIAima不满足短热稳定要求，故改选缆芯截面为 240河南工业职业技术学院- 20 -的电缆，即选 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于2m相线芯一半选择，下同。7.2.2 锻压车间馈电给 2 号厂房（锻压车间）的线路，亦采用 VLV22-1000-
40、3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略） 。7.2.3 热处理车间馈电给 3 号厂房（热处理车间）的线路，亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略） 。7.2.4 电镀车间馈电给 4 号厂房（电镀车间）的线路，亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略） 。7.2.5 仓库馈电给 5 号厂房（仓库）的线路，由于仓库就在变电所旁边，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线 BLV-1000 型 5 根（包括 3 根相线、1 根
41、 N 线、1 根 PE 线）穿硬塑料管埋地敷设。a）按发热条件需选择由 =16.2A 及环境温度 26 ，初选截面积 4 ，其 =19A ，满足发热条件。 30IC 2malI30b）校验机械强度 查表得， =2.5 ，因此上面所选的 4 的导线满足机械强度要minA2m求。c) 所选穿管线估计长 50m，而查表得 =0.85 ， =0.119 ，又仓库的 =8.8kW, 0Rk/0Xk/30P=6 kvar，因此30Q VkVkWUqXpRN 1038.0)5.19.(var6)5.(8.)( I30,满足发热条件。2）效验机械强度 查表可得，最小允许截面积 Amin=10mm2，因此 BL
42、X-1000-1 240 满足机械强度要求。3）校验电压损耗 查工厂平面图可得变电所至生活区的负荷中心距离 600m 左右，而查表得其阻抗值与 BLX-1000-1 240 近似等值的 LJ-240 的阻抗 =0.14 ， =0.30 （按线间几何均距0Rkm/0Xk/0.8m） ，又生活区的 =245KW， =117.6kvar，因此30P30QVkVkWUqXpRN 4.938. )2.3(var617)24.(25)( 7.3.2 校验电压损耗 由表工厂供电设计指导8-41 可查得缆芯为 25 的铝2kR/54.10（缆芯温度按 80计） ， ，而二级负荷的 ,kmX/12.0 kWP8
43、.25).329(3 ，线路长度按 2km 计，因此var9ar)3.68.91(30QVkVkWU8510)1.0(.)54(2 %85.10/(%alUV由此可见满足要求电压损耗 5%的要求。7.3.3 短路热稳定校验 按本变电所高压侧短路电流校验，由前述引入电缆的短路热稳定校验，可知缆芯 25 的交联2m电缆是满足热稳定要求的。而临近单位 10KV 的短路数据不知，因此该联路线的短路热稳定校验计算无法进行，只有暂缺。以上所选变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格如表 7-1 所示。表 7-1 进出线和联络线的导线和电缆型号规格线 路 名 称 导线或电缆的型号规格10KV 电源进线 LG
44、J-35 铝绞线（三相三线架空）主变引入电缆 YJL2210000325 交联电缆（直埋）至 1 号厂房 VLV2210003240+1120 四芯塑料电缆（直埋）至 2 号厂房 VLV2210003240+1120 四芯塑料电缆（直埋）至 3 号厂房 VLV2210003240+1120 四芯塑料电缆（直埋）至 4 号厂房 VLV2210003240+1120 四芯塑料电缆（直埋）至 5 号厂房 BLV100014 铝芯线 5 根穿内径 25 硬塑管2m至 6 号厂房 VLV2210003240+1120 四芯塑料电缆（直埋）至 7 号厂房 VLV2210003240+1120 四芯塑料电缆
45、（直埋）至 8 号厂房 VLV2210003240+1120 四芯塑料电缆（直埋）至 9 号厂房 VLV2210003240+1120 四芯塑料电缆（直埋）380V低压出线至 10 号厂房 VLV2210003240+1120 四芯塑料电缆（直埋）河南工业职业技术学院- 23 -至生活区 四回路，每回路 3BLX-1000-1120+1BLX-1000-175 橡皮线（三相四线架空线）与临近单位 10KV 联络线 YJL2210000316 交联电缆（直埋）第八章 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定8.1 变电所二次回路方案的选择a)高压断路器的操作机构控制与信号回路 断路器采用手动操动
46、机构，其控制与信号回路如工厂供电设计指导图 6-12 所示。b)变电所的电能计量回路 变电所高压侧装设专用计量柜，装设三相有功电度表和无功电度表，分别计量全厂消耗的有功电能表和无功电能，并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。c)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/的接线，用以实现电压侧量和绝缘监察，其接线)(/0开 口Y图见工厂供电设计指导图 6-8。作为备用电源的高压联路线上，装有三相有功电度表和三相无功电度表、电流表，接线图见工厂供电设计指导图 6-9。高压进线上，也装上电流
47、表。低压侧的动力出线上，均装有有功电度表和无功电度表，低压照明线路上装上三相四线有功电度。低压并联电容器组线路上，装上无功电度表。每一回路均装设电流表。低压母线装有电压表，仪表的准确度等级按符合要求。8.2 变电所继电保护装置8.2.1 主变压器的继电保护装置a）装设瓦斯保护。当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量的瓦斯时，应动作于高压侧断路器。b）装设反时限过电流保护。采用 GL15 型感应式过电流继电器，两相两继电器式结线，去分流跳闸的操作方式。8.2.2 护动作电流整定 maxLirewlopIKI其中 ，可靠系数 ，AVAIITNL 157.2)103/
48、(1021max 1.3relK=河南工业职业技术学院- 24 -接线系数 ，继电器返回系数 ，电流互感器的电流比 =100/5=20 ，因此动作电流为：1wK=0.8reK=iK因此过电流保护动作电流整定为 10A。AIOP3.95208.38.2.3 过电流保护动作时间的整定 因本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流保护的动作时间（10 倍的动作电流动作时间）可整定为最短的 0.5s 。8.2.4 过电流保护灵敏度系数的检验 1minopkpIS其中， =0.866 19.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682TKTKk II/86.0/)3(2)2(min ，因此其灵敏度系数为：AIwiop1/1满足灵敏度系数的 1.5 的要求。S=682A/3.45 8.3 装设电流速断保护 利用 GL15 的速断装置。8.3.1 速断电流的整定：利用式
