工业建筑降压变电所及电气设计书.doc

前 言在国民经济高速发展的今天，电能的应用越来越广泛，生产、科学、研究、日常生活都对电能的供应提出更高的要求，因此确保良好的供电质量十分必要。本设计书注重理论联系实际，理论知识力求全面、深入浅出和通俗易懂，实践技能注重实用性，可操作性和有针对性，同时注重介绍和反映现代供配电技术的新技术。 本课程设计选择进行了一个模拟的中小型工厂10/0.4kV、容量为1000kVA的降压变电所，既含有高压供电部分又含有电力变压器低压配电部分。 本设计书论述了供配电系统的整体功能和相关的技术知识，重点介绍了工厂供配电系统的组成部分。系统的设计和计算相关系统的运行与管理，并根据工厂所能取得的电源及工厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定了变电所的位置与形式及变电所主变压器的台数与容量、类型及选择变电所主结线方案及高低压设备与进出线。本设计书共分部分，包括：负荷计算和无功功率补偿、变电所位置和形式选择、变电所主变压器的台数、类型容量及主接线方案选择、短路电流的计算、变电所一次设备的选择和校验、变电所电气主结线图。目 录前言 .1第一章 设计任务书.3第二章 负荷计算和无功功率补偿.6第三章 变电所位置和型式的选择11第四章 变电所主变压器台数、容量及主结线方案的选择12第五章 短路电流的计算16第六章 变电所一次设备的选择校验19第七章 变电所高、低压线路的选择与校验22第八章 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定27第九章 防雷和接地装置的确定.31第十章 参考文献.33第十一章 收获和体会33第一章一、设计任务书 （一）设计题目某工业建筑降压变电所电气设计。 （二）设计要求根据本厂所能取得的电源及用电负荷的实际情况，并适当考虑到生产的发展，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，选择变电所主结线方案及高低压设备与进出线，确定二次回路方案，选择并整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 (三) 设计依据 （1）工厂总平面图：附图B-1XX机械厂总平面图（2）工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为5000h,日最大负荷持续时间为8h。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。（3）供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kV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。该干线的导线品牌号为LGJ-185，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所）距离本厂约10km，该干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.4s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压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30km。表1 工厂负荷统计资料用电单位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1铸造车间动力2100.350.65照明60.81.02锻压车间动力2200.30.6照明70.81.03金工车间动力2000.250.6照明70.81.04工具车间动力2900.250.65照明80.81.05电镀车间动力2000.50.7照明60.81.06热处理车间动力2550.60.75照明70.81.07装配车间动力1200.350.75照明50.81.08机修车间动力1400.250.6照明30.81.09锅炉房动力750.40.65照明10.81.010仓库动力200.250.6照明10.91.011生活区动力3300.81.0（4）气象资料：本厂所在地区的年最高气温为40，年平均气温为20，年最低气温为5，年最热月平均最高气温为35，年最热月平均气温为28.，年最热月地下0.8m处平均温度为25。.年主导风向为东风，年雷暴日数为32天。（5）地质水文资料：本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土（土质）为主，地下水位为2m。（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18元/（kVA），动力电费为1元/（kWh），照明（含家电）电费为0.56元/（kWh），工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。（四）设计任务要求在规定时间内独立完成下列工作量：（一） 设计说明书（1） 目录。（2） 前言及确定了赋值参数的设计任务书。（3） 负荷计算和无功功率补偿。（4） 变电所位置和型式的选择。（5） 变电所主变压器台数、容量、类型及主结线方案的选择。（6） 短路电流的计算。（7） 变电所一次设备的选择与校验。（8） 变电所高、低压进出线的选择与校验。（9） 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定。（10） 防雷和接地装置的确定。（11） 附录及参考文献。（12） 收获和体会。（二） 设计图样（1） 主要设备及材料表。（2） 变电所主结线图（装置式）。（3） 变电所的二次回路接线图。（五）设计时间2010年 月 日至2010年 月 日 指导教师：邱晓华第二章（一）负荷计算和无功功率补偿1负荷计算各厂房和生活区的负荷计算如下所示：1.铸造车间：动力 P30d= KdPe=0.35210Kw=73.5Kw Q30d=P30tan=73.5Kw1.17=85.995Kvar 照明 P30z=KdPe=0.86Kw=4.8Kw Q30z=4.8Kw0=0Kvar P301=K（P30d+P30）=0.95（73.5+4.8)Kw=74.385Kw Q301=K（Q30dQ30z)=0.9585.995Kw=81.695Kvar S301=P3012+Q3012=74.3852+81.6952=110.486KVA I301=S30130.38Kv=167.87A2.锻压车间：动力 P30d= KdPe=0.3220Kw=66Kw Q30d=P30tan=66Kw1.33=87.78Kw 照明 P30z=KdPe=7Kw0.8=5.6Kw Q30z=0Kvar P302=K（P30dP30z）=0.95(66+5.6)Kw=68.02Kw Q302=K(Q30d+Q30z)=0.9587.78Kvar=83.391Kvar S302=P3022+Q3022=68.022+83.3912=107.614KVA I302=S30230.38Kv=163.50A3.金工车间：动力 P30d=KdPe=0.25200Kw=50Kw Q30d=P30tan=50Kw1.33=66.5Kvar 照明 P30z=KdPe=0.87Kw=5.6Kw Q30z=0Kvar P303=K(P30d+P30z）=0.95(50+5.6)Kw=52.82Kw Q303=K（Q30dQ30z)=0.9566.5Kvar=63.175Kvar S303=P3032+Q3032=52.822+63.1752=82.35KVA I303=S30330.38Kv=125.12A4.工具车间：动力 P30d= KdPe=0.25290Kw=72.5Kw Q30d=P30tan=72.5Kw1.17=84.825Kw 照明 P30z=KdPe=0.88Kw=6.4Kw Q30z=0Kvar P304=K(P30d+P30z）=0.95(72.5+6.4）Kw=74.955Kw Q304=K(Q30d+Q30z)=0.9584.825Kvar=80.584Kvar S304=P3042+Q3042=74.9552+80.5842=110.05KVA I304=S30430.38Kv=167.20A5.电镀车间：动力 P30d= KdPe=0.5200Kw=100Kw Q30d=P30tan=100Kw1.02=102Kvar 照明 P30z=KdPe=0.86Kw=4.8Kw Q30z=0Kvar P305=K（P30dP30z）=0.95（100+4.8）Kw=99.56Kw Q305=K（Q30dQ30z)=0.95102Kvar=96.9Kvar S305=P3052+Q3052=99.562+96.92=138.931KVA I305=S30530.38Kv=211.08A6.热处理： 动力 P30d= KdPe=0.6255Kw=153Kw Q30d=P30tan=153Kw0.88=134.64Kvar 照明 P30z=KdPe=0.87=5.6Kw Q30z=0Kvar P306=K（P30dP30z）=0.95（153+5.6）Kw=150.67Kw Q306=KQ30dQ30z)=0.95134.64Kvar=127.908Kvar S306=P3062+Q3062=150.672127.9082=197.64KVA I306=S30630.38Kv=300.28A7装配车间： 动力 P30d= KdPe=0.35120Kw=42Kw Q30d=P30tan=42Kw0.88=36.96Kvar 照明 P30z=KdPe=0.85Kw=4Kw Q30z=0Kvar P307=K(P30dP30z）=0.95（42+4）Kw=43.7Kw Q307=K（Q30dQ30z)=0.9536.96Kvar=35.112Kvar S307=P3072+Q3072=43.72+35.1122=56.06KVA I307=S30730.38Kv=85.17A8.机修车间：动力 P30d= KdPe=0.25140Kw=35Kw Q30d=P30tan=35Kw1.33=46.55Kvar 照明 P30z=KdPe=0.83Kw=2.4Kw Q30z=0Kvar P308=K（P30dP30z）=0.95（35+2.4）Kw=35.53Kw Q308=K（Q30dQ30z)=0.9546.55Kvar=44.223Kvar S308=P3082+Q3082=35.532+44.2232=56.73KVA I308=S30830.38Kv=86.19A 9.锅炉房： 动力 P30d= KdPe=0.475Kw=30KW Q30d=P30tan=30Kw1.17=35.1Kvar 照明 P30z=KdPe=0.81Kw=0.8Kw Q30z=0Kvar P309=K(P30dP30z）=0.95(30+0.8)Kw=29.26Kw Q309=K（Q30dQ30z)=0.9535.1Kvar=33.345Kvar S309=P3092+Q3092=29.262+33.3452=44.363KVA I309=S30930.38Kv=67.40A10. 仓库： 动力 P30d= KdPe=0.2520Kw=5Kw Q30d=P30tan=5Kw1.33=6.65Kvar 照明 P30z=KdPe=0.91Kw=0.9Kw Q30z=0Kvar P3010=K（P30dP30z）=0.95(5+0.9)Kw=5.605Kw Q3010=K（Q30dQ30z)=0.956.65Kvar=6.3175Kvar S3010=P30102+Q30102=5.6052+6.31752=8.45KVA I3010=S301030.38Kv=12.84A 11.生活区: P30d= KdPe=0.8330Kw=264Kw Q30z=0Kvar S3011=P30d2=2642=264KVA I3011=S301130.38Kv=401.11A表2该工厂负荷计算表编号名称类别设备容量/kW需要系数costan负荷计算P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A1铸造车间动力2100.350.651.1773.585.995110.486167.87照明60.81.004.80小计216/74.38581.6952锻压车间动力2200.30.61.336687.78107.614163.50照明70.81.005.60小计227/68.0283.3913金工车间动力2000.250.61.335066.582.35125.12照明70.81.005.60小计207/52.8263.1754工具车间动力2900.250.651.1772.584.825110.05167.20照明80.81.006.40小计298/74.95580.5845电镀车间动力2000.50.71.02100102138.931211.08照明60.81.004.80小计206/99.5696.96热处理车间动力2550.60.750.88153134.66197.64300.28照明70.81.005.60小计262/150.67127.9087装配车间动力1200.350.750.884236.9656.0685.17照明50.81.0040小计120/43.735.1128机修车间动力1400.250.61.333546.5556.7386.19照明30.81.002.40小计143/35.5344.2239锅炉房动力750.40.651.173035.144.36367.40照明10.81.000.80小计76/29.2633.34510仓库动力200.250.61.3356.658.4512.84照明10.91.000.90小计21/5.6056.317511生活区动力3300.81.002640264401.11总计（380V侧）动力2060/0.82/814.05587.391003.841525.18照明51/计入K1=0.95 K2=0.981405335.39880.431337.68（表2中P30=KdPe Q30=P30tan S30=P302+Q302 I30=S30（3Un） P30（各车间）=K12（P30+P30） Q30（各车间）=K1（Q30+Q30）P30（总）=K2（P） Q30（总）=K2（Q） 其中Kd为需要系数，Un为额定电压380V。K1为车间的同时系数，K2为工厂的同时系数。）2无功功率补偿由表2可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。而供电部门要求该厂10kV进线侧最大负荷时功率因数不得低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，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：Qc=P30qc814.05kW0.32=219.794kVar 其中查表得qc=0.32参照图，选PGJ1型低压自动补偿屏，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）3台相组合，总共容量为84kVar3=252kVar。因此，无功功率补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表所示：项目cos计算负荷P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A380V侧补偿前负荷0.82814.05587.391003.841525.18380V侧无功补偿容量/-252/380V侧补偿后负荷0.92814.05335.39880.431337.68主变压器功率损耗/0.015S30=13.210.06S30=52.83/10kV侧负荷总计0.92827.26388.22913.8252.76第三章（二）变电所位置和型式的选择 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x轴和y轴，然后测出各车间和生活区负荷点的坐标位置，P1、P2、P3P10分别代表车间1、2、310号。计算公式为：x=（P1x1+P2x2+P3x3+P11x11）（P1+P2+P3+P11）=（PiXi）Piy=（P1y1+P2y2+P3y3+P11y11）（P1+P2+P3+P11）=（PiYi）Pi 计算得：x=2.86 y=2.74下图为各车间负荷坐标点。 由计算结果可知,工厂的负荷中心在2号车间附近，考虑到方便进出线，周边环境及交通情况，决定在2号车间的东侧紧靠车间修建工厂变电所，其形式为外附式。第四章（三）变电所主变压器和主结线方案的选择1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可有下列两种方案:方案a.装设1台变压器：型式采用S9，而容量根据式SNS30 ，SN =1000KV880.43KVA，即选一台S9-1000/10型低损耗配电变 压器。方案b.装设2台变压器：型号亦采用S9，容量按式SN（0.60.7） S30 即SN（528.258，616.301）KVASNS30（二级负荷） =（S1+S5+S9）0.9=264.402KVA,因此两台选S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷的备用电源亦由临 近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组别均采用Yyn0 2变电所主结线方案的选择,按上面考虑的两种主变压器的方案可设计两种主结线方案:(1) 装设一台变压器的主结线方案（2）装设两台变压器的主结线方案（3）两种主结线方案的计算经济经济比较表：比较项目装设一台装设两台技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足满足供电质量由于一台主变压器，电压损耗略大由于有两台主变压器，电压损耗略小供电灵活性由于一台主变压器，灵活性稍差由于有两台主变压器，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济指标电力变压器的综合投资查表得单价为15万则综合投资为30万查表得单价为10.5714万元则综合投资为42.2856万元高压开关柜的综合投资查表得单价为3.8万则综合投资为3.8万1.55=28.5万查表得单价为3.8万元则综合投资为3.8万1.5634.2万元高压柜运行费用折旧费:30万元5%=1.5万元维修费:30万元6%=1.8万元折旧费:42.2856万元5%=2.11428万元维修费:42.28566%=2.537136万元开关柜运行费用折旧费:28.5万元5%=1.425万元维修费:28.5万元6%=1.71万元折旧费:34.2万元5%=1.71万元维修费:34.2万元6%=2.052万元供电补贴21万元21万元 从上表可知,按技术指标,装设两台主变压器的主结线方案略优于一台主变压器的主结线方案,但按经济指标,则装设一台主变压器的方案远优于装设两台主变压器的主结线方案,因此决定采用装设一台主变的方案。第五章（四）短路电流的计算1绘制计算电路 2确定短路计算基准值设 Sd=100MVA 高压侧Ud1=10.5Kv 低压侧Ud2=0.4kV，则 Id1=Sd3Ud1=100MVA（310.5kV）=5.5A Id2=Sd3Ud2=100MVA30.4kV=144kA3计算短路电路中各元件的电抗标幺值 (1) 电力系统的电抗标幺值 已知Soc=500MVA X*1=100MVA/500MVA=0.2(2)架空线路 查表4-1LGJ-185的x0=0.33.km-1而线路长10km因此， X*2=（0.33.km-110km）100MVA（10.5Kv）2=2.99（3）电力变压器 查表A-8，得Uk%=4.5（Yyno联结），故 X*3=（4.5100103KVA）（1001000KVA）=4.5 因此绘等效电路图，如下图所示 4.计算k-1点（10.5Kv侧）的短路总电抗及三相短路电流和短路容量 （1）总电抗标幺值： X*（k-1)=X*1+X*2=0.2+2.99=3.19 （2）三相短路电流周期分量有效值： I(3)k1=Id1/X*（k-1)=5.5KA/3.375=1.72 （3）其他三相短路容量为： I(3)=I(3)=I(3)k-1=1.72KA ish(3)=2.55I(3)=2.551.72KA=4.39KA Ish(3)=1.51I(3)=1.511.72KA=2.60KA（4）三相短路容量为： Sk-1(3)=3Uc1Ik-1(3)=310.5Kv1.72KA=31.28MVA5.计算k-2点（0.4kv侧的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 （1）总电抗标幺值： X*（k-2)=X*1X*2X*3=0.22.994.5=7.69 （2）三相短路电流周期分量有效值为： Ik-2(3)=Id2X*（k-2)=144KA7.69KA=18.73KA （3）其他三相短路电流： I(3)=I(3)=I(3)k-2=18.73KA ish(3)=1.84I(3)=1.8418.73KA=34.46KA Ish(3)=1.09I(3)=1.0918.73KA=20.42KA（4） 三相短路容量为：Sk-2（3）=3Uc2Ik-2(3)=30.4Kv18.73=12.98MVA以上计算结果如下表所示：短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAIk(3)I(3)I(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)K-11.721.721.724.392.6031.28K-218.7318.7318.7334.4620.4212.98 第六章（五）变电所一次设备的选择与校验110kV侧一次设备的选择与校验a按工作电压选择设备的额定电压UN。e一般不应小于所在系统的额定电压UN，即UN。eUN。b按工作电流选择 设备的额定电流IN。e一般不应小于所在电路的计算电流I30，即IN。eI30。c按断流能力选择 设备的额定开断电流Ioc，对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的最大短路有效值Ik（3），即IocIk（3）。d. 按短路的动热稳定度校验 1）动稳定校验条件 imaxish（3）或ImaxIsh（3） imax、Imax分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，ish（3）、Ish（3）分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值。 2）热稳定校验条件 It2.tI（3）2.tima对应上面的分析，如下表所示，由它可知所选一次设备均满足要求。10kV侧一次设备的选择与校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数UNINIk（3）Ish（3）I（3）2.tima数据10kV52.76A1.72kA4.39 kA1.7221.6=4.73一次设备型号规格额定参数UN。eIN。eIocimaxIt2.t电流互感器LQJ-10 -100/510kV100A2250.1=31.82 kA（900.1）21=81高压少油断路器SN10-10I/63010kV630 A16 kA40 kA1624=1024高压隔离开关GN8-10/20010kV200 A25.5 kA1025=500高压熔断器RN2-10/7510kV75A25 kA高压避雷器FS4-1010kV电压互感器JDZJ-10-1000/10010kV2380V侧一次设备的选择与校验同样，做出380V侧一次设备的选择校验。与一次设备的校验不同的是，二次设备只需校验其电流、电压和断流能力，不需校验懂稳定度和热稳定读，如下表所示，所选数据均满足要求。380V侧一次设备的选择与校验选择校验项目电压电流断流能力装置地点条件参数UNINIk（3）数据380V1337.68A18.73kA一次设备型号规格额定参数UN。eIN。eIoc电流互感器LMZJ1-0.5-1500/5500V1500A低压断路器DW15-1500/3380V1500 A40 kA低压刀开关HD13-1500/30380V1500 A电流互感器LMZ1-0.5-1500/5500V1500A单投开关HD13-1500/31380V1500A低压断路器DW-1500380V1500A第七章（六）变电所高、低压线路的选择变电所进出线缆的选择应从人员活动是否秘密集，场区是否紧凑等各方面考虑。因此，本设计书中生活区和仓库进出线缆选择架空线，并根据其发热条件、电压损耗和机械强度选择合适的铝绞线。其余各车间均用电缆线直埋，并根据其发热条件、电压损耗和热稳定度选择合适的电缆线。变电所的低压结线方式根据可靠性程度选择放射式结线。根据放射式结线方法在工厂总平面图上量得负荷中心到各个车间的距离，并算总和。因为负荷中心与2号锻压车间很近，变压器外附在2号车间的墙上，所以将负荷中心移至（2.6,2.74）。计算得总走线长度为27.49cm即549.8m，其中架空线为8.33cm即166.6m，直埋电缆线为383.3m。一、10kV高压进线和引入电缆的选择110kV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。 1）按发热条件选择由I30= IIN。T=52.76A及室外环境温度为35，查表A-23得，初选LGJ-35，其35时的Ial=149AI30，满足发热条件。2）校验机械强度查附表A-11得，10kV架空裸导线的最小截面为Amin=25mm2，而LGJ-35额定截面大于最小截面，即符合机械强度，满足要求，故选它。由于此线路很短，故不需要校验电压损耗。2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埋地敷设。1） 按发热条件选择由I30= IIN。T=52.76A及土壤环境25，查表A-23得，初选缆线芯截面为25mm2的交联电缆，其Ial=110AI30，满足发热条件。2） 校验热稳定度按公式AAmin=I(3)（/C），A为母线截面积，单位为mm2；Amin为满足短路热稳定条件的最大截面积，单位为mm2；C为材料热稳定系数；I(3) 为母线通过的三项短路稳态电流，单位为A；tima为短路发热假想时间，单位为s；本电缆线中I(3) =1720A，tima=0.5+0.2+0.05=0.75s，终端变电所保护动作时间为0.5s，断路器断路时间为0.2s，C=84，把这些数据代入公式得Amin= I(3)（/C）=1720A（/84）=17.73 mm2A=25mm2；满足要求。因此选择YJL22-10000-325电缆。二、380V低压侧出线的选择1铸造车间 馈电给1号厂房（铸造车间）的线路采用VV22-1000型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。1） 按发热条件选择由I30=167.87A及地下0.8m土壤温度为25，查表得，初选缆芯截面为70 mm2，其Ial=185AI30，满足发热条件。2） 电压损耗的校验由如上图的工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为31m，而查表得到70mm2的铜芯电缆的R0=0.342/km（按缆芯工作温度75计），X0=0.0966/km，又1号车间的P30=74.385kW，Q30=81.695kvar，故线路电压损耗为U=（PR+QX）/ UN=（74.385kW0.3420.031+81.695kvar0.09660.031）/0.38V=2.72VU%=(2.72V/380V)100%=0.72%Ual%=5%。3） 热稳定度校验 Amin= I(3)（/C）=18730A（/100）=162.21 mm2A =70mm2不满足短路热稳定要求，故改选缆芯为截面为185 mm2的电缆，即选VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同。2锻压车间 馈电给2号厂房（锻压车间）的线路，亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。3金工车间馈电给3号厂房（金工车间）的线路，亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。4工具车间馈电给4号厂房（工具车间）的线路，亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。5电镀车间馈电给5号厂房（电镀车间）的线路，亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。6装配车间馈电给7号厂房（装配车间）的线路，亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。7机修车间馈电给8号厂房（机修车间）的线路，亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。8锅炉房馈电给9号厂房（锅炉房）的线路，亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。9热处理车间1）按发热条件选择由I30=300.28A及地下0.8m土壤温度为25，查表得，缆芯截面最大的为185 mm2，其Ial=321AI30，所以满足发热条件。2）电压损耗的校验由工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为36m，而查表得到185 mm2的铜芯电缆的R0=0.128/km（按缆芯工作温度75计），X0=0.0743/km，又热处理车间的P30=150.67kW，Q30=127.908kvar，故线路电压损耗为U=（PR+QX）/ UN=（150.67kW0.1280.036+127.908kvar0.07430.036）/0.38V=2.6VU%=(2.6V/380V)100%=0.684%Ual%=5%。3）热稳定度校验 Amin= I(3)（/C）=18730A（/100）=162.21 mm2A =185mm2满足短路热稳定要求，故选一条缆芯截面为185 mm2的电缆并行埋地敷设，即选VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。10仓库馈电给10号厂房（仓库）的线路，采用铝绞线架空敷设。1） 按发热条件选择由I30=12.84A及环境温度（年最热月平均气温）为28，查表得，初选LJ-16，其28时，Ial=98.7AI30，满足发热条件。2）校验机械强度查表A-11得，最小允许截面Amin=16mm2，而LGJ-16满足要求，故选它。3）校验电压损耗由图1-1所示的工厂平面图量得变电所至10号厂房距离约为75.8m，而查表A-23得LJ-16型铝绞线的R0=2.7/km，X0=0.42/km（按线间几何间距1.5m计），又10号厂房（仓库）的P30=5.605kW，Q30=6.3175kvar，故线路电压损耗为U=（PR+QX）/ UN=（5.605kW2.70.0758+6.3175kvar0.420.0758）/0.38V=3.55VU%=(3.55V/380)100%=0.934%Ual%=5%。满足允许电压损耗要求。因此决定采用LJ-16铝绞线架空线路对仓库供电。11生活区馈电给10号厂房（仓库）的线路，采用铝绞线架空敷设。2） 按发热条件选择由I30=401.11A及环境温度（年最热月平均气温）为28，查表得，初选LJ-150，其28时，Ial=440AI30，满足发热条件。2）校验机械强度查表A-11得，最小允许截面Amin=16mm2，而LGJ-150满足要求，故选它。3）校验电压损耗由图1-1所示的工厂平面图量得变电所至生活区距离约为90.8m，而查表A-23得LJ-95型铝绞线的R0=0.23/km，X0=0.35/km（按线间几何间距1.5m计），又生活区的P30=264kW，Q30=0kvar，故线路电压损耗为U=（PR+QX）/ UN=（264kW0.230.0908+0kvar0.350.0908）/0.38V=14.51VU%=(14.51V/380 V)100%=3.82%Ual%=5%。满足允许电压损耗要求。因此选LJ-150型铝绞线架空线路对生活区供电。以上所选变电所进出线的导线和电缆型号规格如表7-1所示。表7-1 进出线的导线和电缆型号规格线路名称导线或线缆的型号规格10kV电源进线LGJ-35铝绞线主变引入电缆YJL22-10000-325交联电缆（直埋）380V低压出 线至1号厂房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆（直埋）至2号厂房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆（直埋）至3号厂房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆（直埋）至4号厂房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆（直埋）至5号厂房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆（直埋）至6号厂房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆（直埋）至7号厂房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆（直埋）至8号厂房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆（直埋）至9号厂房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆（直埋）至10号厂房LJ-16铝绞线（架空敷设）至生活区LJ-150铝绞线（架空敷设）第八章(七)变电所二次回路方案选择及继电保护的整定1变电所二次回路方案的选择（1）高压断路器的控制与信号回路 断路器采用手力操动机构，其控制与信号回路如图8-1所示。WC控制小母线RD红色信号灯WS信号小母线R1,R2限流电阻FU1FU3熔断器KA继电保护装置出口继电器触点YR跳闸线圈QF12QF56断路器辅助触点GN绿色信号灯QM手动操动机构辅助触点图8-1 手力操动机构的断路器控制回路及其信号系统合闸时，推上手力操动机构操作手柄使断路器合闸。这时断路器的辅助触点QF34闭合，红灯RD亮，指示断路器在合闸位置（注意YR虽通电，但由于RD和R2的限流，不会动作。）在合闸同时QF12断开，绿灯GN灭。分闸时，扳下操作手柄使断路器跳闸。断路器的辅助触点QF34断开，红灯RD灭，并切除跳闸电源，同时辅助触点QF12闭合，绿灯GN亮。指示断路器在合闸位置。（2）变电所的测量与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JDZJ-10型，组成Y0/Y0/(开口) Y0/Y0/的接线，用以实现电压测量和绝缘监察，见图4.1。作为备用电源的高压联络线上，装有三相有工电度表和三相无功电度表、电流表，见图4.1。高压进线上，也装上电流表。低压侧的动力出线上，均装有有工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。电压器的二次侧有两组绕组，一组接成星形，在它的引出线上接三相电压表：系统正常运行时，反应各个相电压：在系统发生一相接地时，相对应相的电压表指零，另两只电压表读数升高到线电压。另一组接成开口三角形（也称辅助二次绕组），构成零序电压过滤器，在开口处接一个过电压继电器：系统正常运行时，三相电压对称，开口三角形两端电压接近于零，继电器不动作；在系统发生一相接地时，接地相电压为零，另两个互差120的相电压叠加，则使开口处出现近100V的零序电压，使电压继电器动作，发出报警的灯光和音响信号。根据信号和电压表指示可以知道发生了接地故障且知道故障识别，但不能辨别是哪一条线路发生了接地故障。如果高压线路较多时，采用这种绝缘监察装置还是不够的，由此可见，这种装置只适用于线路数目不多，并且允许短时停电的供电系统中。2.变电所继电保护装置（1）主变压器的继电保护装置1）装设瓦斯保护 当变压器油箱内产生轻微瓦斯故障时，瞬时动作于信号回路进行报警； 当变压器油箱产生严重瓦斯故障时或油面严重下降时，应产生变压断路器动作信号。2）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。装置如图8-2所示3主变压器继电保护动作电流的整定 Iop= 其中可靠系数Krel=1.3，继电器返回系数Kre=0.8，接线系数Kw=1，电流互感器的电流比Ki=100/5=20，ILmax=2I1NT=257.735A=115.47A，则Iop=115.47A=9.382A 因此过电流保护动作电流整定为8A。4主变压器过电流保护动作时间的整定变压器过电流保护的动作时间，也按阶梯原则整定。但对车间变电所来说，由于它属于电力系统的终端变电所，因此其动作时间可整定为最小值0.5s 。5主变压器过电流保护灵敏度的校验Sp= 其中，Ikmin(2)=（Ik2(3)0.866）/KT =（18.73kA0.866）/（10kV/0.4 kV）=0.65kA Iop1= IopKi /Kw=1020/1=200A 因此Sp=650A/200A=3.251.2 满足灵敏度系数的1.2的要求。6主变压器速断电流保护 采用GL型速断装置1）速断电流的整定Iqb= 其中，Krel=1.5，Kw=1，Ki=100/5，Ikmax= Ik2(3)/KT=18.73kA/（10kV/0.4 kV）=0.75 kA，因此速断保护电流为Iqb=（1.51750A）/20=56.25A2）速断电流倍数nqb= Iqb/Iop=56.25A/10A=5.625 因为Kqb不需要取整，所以电流倍数为5.625。3）电流速断保护灵敏度的校验Sp= 其中Ikmin(2)=Ik1(2)=0.866 Ik1(3) =0.8661.72kA=1.49 kAIqb1= IqbKi /Kw=56.25A20/1=1125A 因此Sp=1490A/1125A=1.32A1.