某厂降压变电所电气部分设计.doc

电力工程课程设计说明书某机械厂降压变电所的电气设计学生姓名： 学号： 学 院： 计算机与控制工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 2015年 7 月电力工程基础课程设计任务书 20142015 学年第 2 学期学 院：计算机与控制工程学院专 业：电气工程及其自动化学 生 姓 名：学 号：课程设计题目：厂降压变电所电气部分设计起 迄 日 期:2015.6月 28 日 7月 11 日课程设计地点:07803指 导 教 师:秦鹏学科部副主任： 下达任务书日期: 2013 年 6月 3日课 程 设 计 任 务 书1设计目的：通过本课程设计，巩固和加深在电力系统分析和电力工程基础原理课程中所学的理论知识，基本掌握变电所电气部分设计的一般方法，提高电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 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，选择变电所主接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，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。设计依据：1、工厂总平面布置图 参考文献1的图11-4。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数为3400h，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于二级负荷外，其余均属于三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气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见附表所示。3、供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条6KV的干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LJ-150，导线为等边三角形排列，线距1.0m ,干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压短路器断流容量为480MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.3s，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为50km，电缆线路总长度为15km。4、气象资料：本厂所在地年最高温度30，年平均气温为10，年最低温度为-15，年最热月平均最高温度25，年最热月平均气温为28，年最热月地下0.8M处平均温度25，常年主导风向为北风，覆冰厚度是3CM，年雷暴日数25天。5、地质水文资料：平均海拔900M，地层以沙粘土为主，地下水位2M。6、电费制度供电贴费800元/KVA。每月电费按两部电费制：基本电费为按主变压器容量计为18元/KVA，动力电费为0.2元/KW.H，照明电费为0.5元/KW.H。工厂最大负荷时功率因数不得小于 0.90 。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：提交课程设计说明书一份。4主要参考文献：1 刘介才. 工厂供电设计指导北京：机械工业出版社2 刘笙电气工程基础北京：科学出版社3 贺家李，宋从矩电力工程基础原理第三版北京：中国电力出版社4 苏文成工厂供电第二版北京：机械工业出版社5 李宗纲，刘玉林等工厂供电设计长春：吉林科学技术出版社6 刘介才. 工厂供电简明设计手册北京：机械工业出版社7 李辛，薛钦林.电气设计500例. 北京：机械工业出版社5设计成果形式及要求：提交课程设计说明书一份。6工作计划及进度：6月28日 6月30 日：负荷计算，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。7月1 日 7月 3日：选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线。7月4 日 7 月5 日：确定二次回路方案，选择整定继电保护装置。7月6日 7月7日：确定防雷和接地装置。7月 8 日-7月10：课程设计说明书写作。7月 11日： 答辩即成绩考核。学科部副主任审查意见： 签字： 年 月 日 附表：工厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数Kd功率因数1铸造车间动力3400.40.69照明80.81.02锻压车间动力2400.30.65照明90.71.03金工车间动力3600.20.65照明50.81.04工具车间动力2800.20.63照明80.81.05电镀车间动力2500.40.60照明50.71.06热处理车间动力1000.50.75照明60.71.07装配车间动力1400.380.68照明60.771.08机修车间动力1900.370.69照明2.80.81.09锅炉房动力800.630.78照明10.771.010仓库动力300.380.82照明20.781.0生活区照明2800.770.97 目录1 前言11.1 工厂供电设计的一般原则11.2 工厂供电设计内容及步骤11.3 工厂供电的意义和要求22 负荷计算和无功功率补偿42.1 负荷计算42.2 无功功率补偿53 变电所位置和型号的选择64 变电所主变压器的选择和主结线方案的选择74.1 变电所变压器的选择74.2 变压器主接线方案的选择85 短路电流的计算105.1 绘制计算电路105.2 确定基准值105.3 计算短路电路中各元件的电抗标幺值105.4 计算K-1点(10.5KV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路电流115.5 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电流116 变电所一次设备的选择校验136.1 6kV侧一次设备的选择校验136.2 380V侧一次设备的选择校验136.3 高低压母线的选择147 变电所进出线以及邻近单位联络线的选择157.1 6kV高压进线和引入电缆的选择157.2 380V低压出线的选择157.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验178 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定198.1 变电所二次回路方案的选择198.2 变电所继电保护装置199 变压所的防雷保护与接地装置的设计219.1 直击雷防护219.2 雷电侵入波的防护219.3 变电所公共接地装置的设计2110 结论23参考文献241 前言1.1 工厂供电设计的一般原则工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）工厂供电设计必须遵守国家的有关法令、标准和设计规范，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属和保护环境等技术经济政策。（2）工厂供电设计应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，设计中应采用符合国家标准的效率高、能耗低和性能先进及与用户投资能力相适应的经济合理的电气产品。（3）工厂供电设计应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。（4）工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。1.2 工厂供电设计内容及步骤 全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：（1） 负荷计算全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。（2） 工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。（3） 工厂总降压变电所主结线设计根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。（4） 厂区高压配电系统设计根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。（5） 厂供、配电系统短路电流计算工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。1.3 工厂供电的意义和要求 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，也称工厂配电。 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。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。2 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算 各厂房及生活区的负荷计算如表1所示：表1 各厂房负荷计算厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数Kd功率因数COStan计算负荷P30/KWQ30/KvarS30/KvarI30/A1铸造车间动力3400.40.691.04136142.6照明80.8106.40小计348142.4142.62023072锻压车间动力2400.30.651.17 7284.2照明90.710 6.30小计24979.384.21161763金工车间动力3600.20.651.17 7284.2照明50.810 40小计3657684.21131724工具车间动力2800.20.631.23 5669照明80.810 6.40小计28862.469931415电镀车间动力2500.40.61.33 100133.3照明50.710 3.50小计255103.5133.31692576热处理车间动力1000.50.750.88 5044.1照明60.710 4.20小计10654.244.1701067装配车间动力1400.380.681.08 53.257.4照明60.7710 4.60小计14657.857.4811238机修车间动力1900.370.691.05 70.373.7照明2.80.810 2.20小计192.872.573.71031569锅炉房动力800.630.780.80 50.440.4照明10.7710 0.80小计8151.240.4659910仓库动力300.380.820.70 11.48照明20.7810 1.60小计31138152311生活区照明2800.770.970.25 215.654222338总计（380V侧）动力2010927.9790.9照明330.8Kp=0.85 Kq=0.90.74788.7711.81062.41614.12.2 无功功率补偿由表1可知，该厂380V侧最大负荷是的功率因数只有0.74.而供电部门要求该厂6KV进线侧最大负荷是功率因数不应该低于0.90。而在变压器低压侧进行补偿时，考虑到变压器的无功功率损耗远大于其有功功率损耗，可按低压侧补偿后的功率因数为0.92来计算补偿容量。因此，需装设的电容器容量为：选BW0.4-14-3型电容器，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84Kvar*5=420Kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如表2所示：表2 无功补偿后工厂的计算负荷项目cos计算负荷P30/KWQ30/KvarS30/KvarI30/A380V侧补偿前负荷0.74788.7711.81062.41614.1380V侧无功补偿容量-420380V补偿后负载0.937788.7291.8840.91277.6主变压器功率损耗0.015S30=130.06S30=506KV侧负荷总计0.92801.7341.8871.583.93 变电所位置和型号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.即在工厂平面图的下边和左侧,任作一直角坐标的X轴和Y轴,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置,例如P1(x1,y1) 、P2(x2,y2) 、P3(x3,y3)等.而工厂的负荷中心设在P(x,y),P为P1+P2+P3+=Pi.因此仿照力学中计算重心的力矩方程,可得负荷中心的坐标: (3.1) (3.2)按比例K在工厂平面图中测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置表3所示：表3 各厂房坐标位置坐标轴12345678910生活区X()2.22.25.55.56.810.510.510.510.514.81.1Y()8.66.08.66.03.010.37.75.12.57.70.4由计算结果可知，x=5.2 y=5.1工厂的负荷中心在4号厂房的西南角。考虑的方便进出线及周围环境情况，决定在4号厂房的西侧紧靠厂房修建工厂变电所，其型式为附设式。4 变电所主变压器的选择和主结线方案的选择4.1 变电所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：（1）装设一台变压器型号采用S9选择SN.T=1000871.5KVA选用一台S9-1000/6型低损耗配电变压器，工厂二级负荷的配用电源，由邻近单位相连的高压联络线来承担。（2)装两台变压器型号仍采用S9每台容量按 而且因此选用两台S9-630/6型低损耗配电变压器，工厂二级负荷的配用电源，由邻近单位相连的高压联络线来承担。主变压器的联结组别均采用Yyn0图2 装设一台主变的主接线方案高压柜列图图2 装设两台主变的主接线方案高压柜列图4.2 变压器主接线方案的选择 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：（1）装设一台主变压器的主接线方案，如图1所示： （2）装设两台主变压器的主接线方案，如图2所示：（3）两种主结线方案的技术经济比较，如表4所示：表4 两种结线方式的比较比 较 项 目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技术指标供电安全性瞒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有一台主变，电压损耗略大由于有两台主变，电压损耗略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额S9-1000单价为10.76万元，变压器综合投资约为单价的两倍，因此综合投资为21.52万元S9-630单价为7.47万元，因此两台综合投资为29.88万元，比一台主变方案多投资8.36万元高压开关柜的综合投资额GG-1A(F)型柜每台3.5万元，其综合投资为单价的1.5倍，因此综合投资为21万本方案采用6台GG-1A(F)柜，其综合投资额为31.5万元，比一台主变方案多投资10.5万元电力变压器和高压开关柜的年运行费主变和高压开关柜的折旧价和维护管理费每年为4.893万元（其余略）主变和高压开关柜的折旧价和维护管理费每年为7.067万元，比一台主变方案多投资2.174万元交供电部门的一次性供电费按800元/KVA计，费用为80万元费用为100.8万元，比一台主变方案多投资20.8万元从表4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，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变的方案，因此决定采用装设一台主变的方案。5 短路电流的计算5.1 绘制计算电路图1 短路计算电路5.2 确定基准值选取基准容量Sd=100MVA,Ud=UC,即高压侧Ud1=10.5KV，Ud2=0.4KV,则：5.3 计算短路电路中各元件的电抗标幺值(1) 电力系统(2) 架空线路 查表得LJ-150的，而线路长8km，故(3) 电力变压器 ，故因此绘制等效电路图2 等效电路5.4 计算K-1点(10.5KV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路电流(1) 总电抗标幺值(2)三相短路电流周期分量有效值(3)其他短路电流(4)三相短路容量5.5 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电流(1)总电抗标幺值(2)三相短路电流周期分量有效值(3)其他短路电流(4) 三相短路容量以上结果综合如表5所示：表5 短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-12.22.22.25.613.3240k-220.5720.5720.5737.8522.4214.36 变电所一次设备的选择校验6.1 6kV侧一次设备的选择校验如表6.1所示：表6.1 6KV侧一次设备的选择检校选择校验项目电 压电 流断流能力动稳定度热稳定度其 他装置地点条件参数数据6KV83.9A2.2KA5.61KA7.26一次侧设备型号规格额定参数高压少油断路器SN10-10I/63010KV630A16kA40kA1024高压隔离开关GN8-10/20010KV200A25.5kA500高压熔断器RN2-66KV0.5A85kA电压互感器JDJ-66/0.1kV电压互感器JDZJ-6电流互感器LQJ-1010KV100/5A31.8kA81二次负荷0.6避雷器FS4-1010KV户外式高压隔离开关 GW4-15G/20012kV400A25kA5006.2 380V侧一次设备的选择校验如表6.2所示：表6.2 380侧一次设备的选择检校选择校验项目电 压电 流断流能力动稳定度热稳定度其 他装置地点条件参数数据380V1277.620.57KA37.85KA296.2一次设备型号规格额定参数低压断路器DW15-1500/3D380V1500A40kA低压断路器DZ20-630380V630A30kA低压断路器DZ20-200380V200A25kA低压刀开关HD13-1500/30380V1500A电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A电流互感器LMZ1-0.5500V100/5A 160/5A6.3 高低压母线的选择 参照表，6kV母线选LMY-3（），即母线尺寸为40mm4mm；380V母线选LMY-3,即母线尺寸为120mm10mm，而中性线母线尺寸为80mm6mm。7 变电所进出线以及邻近单位联络线的选择7.1 6kV高压进线和引入电缆的选择(1)6kV高压进线的选择校验 采用LJ型铝绞线架空敷设，接往6kV公用干线。1) 按发热条件选择由及室外环境温度28，查表，初选LJ-16，其30时的满足发热条件。2) 校验机械强度查表，最小允许截面，因此按发热条件选择的LJ-16不满足机械强度要求，故改选LJ-35。由于此线路很短，不需校验电压损耗。(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直接埋地敷设。1) 按发热条件选择由及土壤温度查表，初选缆芯截面为的交联电缆，其，满足发热条件。2) 校验短路热稳定按式计算满足短路热稳定的最小截面式中C值由表查得因此YJL22-10000-325电缆满足短路热稳定条件。7.2 380V低压出线的选择(1) 馈电给1号厂房（铸造车间）的线路采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。1) 按发热条件选择由及地下0.8m土壤温度，查表，初选缆芯截面，其，满足发热条件。2) 校验电压损耗由图所示工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为80m，而由表查得的铝芯电缆（按缆芯工作温度计），又1号厂房的，因此按式得：故满足允许电压损耗的要求。3) 短路热稳定度校验 按式计算满足短路热稳定的最小截面由于前面按发热条件所选的缆心截面小于，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为的电缆，即选的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。（2）馈电给2号厂房（锻压车间）的线路亦采用的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。（方法同上）。（3）馈电给3号厂房（金工车间）的线路亦采用的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋。（方法同上）。（4）馈电给4号厂房（工具车间）的线路亦采用的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋。（方法同上）。（5）馈电给5号厂房（电镀车间）的线路亦采用的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋。（方法同上）。（6）馈电给6号厂房（热处理车间）的线路亦采的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋。（方法同上）。（7）馈电给7号厂房（装配车间）的线路亦采用的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋。（方法同上）。（8）馈电给8号厂房（机修车间）的线路亦采用的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋。（方法同上）。（9）馈电给9号厂房（锅炉房）的线路亦采用的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋。（方法同上）。（10）馈电给10号厂房（仓库）的线路亦采用的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋。（方法同上）。（11）馈电给生活区的线路采用LJ型铝绞线架空敷设。1)按发热条件选择由及室外环境温度为25，查表初选LJ-120,其25时的，满足发热条件。2） 校验机械强度查表最小允许截面积，因此LJ-120满足机械强度要求。 3） 校验电压损耗由图11-4所示工厂平面图量得变电所至生活区负荷中心距离约128m，而由表查得LJ-120的阻抗,，又生活区的，因此 不满足允许电压损耗要求，因此采用LJ-150型铝绞线。 中性线采用LJ-70铝绞线。7.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验 采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆，直接埋地敷设，与相距约2km的邻近单位变配电所的10kV母线相联。（1）按发热条件选择工厂二级负荷容量共436KVA,而最热月土壤平均温度为,因此查表可初选缆芯截面为的交联聚乙烯绝缘铝芯电缆（注：该型电缆最小芯线截面积为），其,满足发热条件。（2） 校验电压损耗由表可查得缆芯为25mm的铝芯电缆的 (缆芯温度按计)，而二级负荷的，线路长度按2km计，因此：由此可见该电缆满足允许电压损耗要求。（3） 短路热稳定校验按本变电所高压侧短路校验，由前述引入电缆的短路热稳定校验，可知缆芯的交联电缆是满足短路热稳定要求的。综合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 变电所进出线和联络线型号规格线路名称导线或电缆的型号规格6kV电源进线LJ-35铝绞线（三相三线架空）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VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆（直埋）至2号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆（直埋）至3号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆（直埋）至4号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆（直埋）至5号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆（直埋）至6号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆（直埋）至7号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆（直埋）至8号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆（直埋）至9号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆（直埋）至10号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆（直埋）至生活区四回路，3LJ-150+1LJ-70(三相四线架空)与邻近单位10kV联络线YJL22-10000-325交联电缆（直埋）8 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(1)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机构。(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。(3)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Y/Y/的接线，用以实现电压侧量和绝缘监察。 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，高压进线上，也装上电流表。 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(1)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。(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。1)过电流护动作电流整定 其中可靠系数 接线系数 继电器返回系数 电流互感器的电流比，因此动作电流为： 因此过电流保护动作电流整定为16A。2)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。3)过电流保护灵敏度系数的检验利用式其中因此保护灵敏度系数为满足灵敏度系数的1.5的要求。(3) 装设电流速断保护利用GL15的速断装置。1)速断电流的整定：利用式，其中 因此速断保护电流为速断电流倍数整定为(注意不为整数,但必须在28之间)。2)电流速断保护灵敏度系数的检验利用式，其中，按GB5006292规定，电流保护的最小灵敏度系数为1.5，因此这里装设的电流速断保护的灵敏度系数是达到要求的。9 变压所的防雷保护与接地装置的设计9.1 直击雷防护 在变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并引出两根接地线与变电所公共接地装置相连。避雷针采用直径20mm的镀银圆钢，避雷带采用的镀锌扁钢。9.2 雷电侵入波的防护（1）在10kV电源进线的终端杆上装设FS4-10型阀式避雷器。其引下线采用的镀锌扁钢，下面与公共接地网焊接相联，上面与避雷器接地端螺 栓连接。（2）在10kV高压配电室内装设的GG-1A（F）-54型高压开关柜，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防护雷电侵入波的危害。（3）在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，用以防护沿低压架空线侵入雷电波。9.3 变电所公共接地装置的设计（1）接地电阻的要求 按表本变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件： 且 式中 因此公共接地装置接地电阻应满足（2）接地装置的设计采用长2.5m、50mm的镀锌钢管数，按式计算初选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。管间用的镀锌扁钢焊接相连。变压器室有两条接地干线、高低压配电室各有一条接地线与室外公共接地装置焊接相连。接地干线均采用采用的镀锌扁钢。变电所接地装置平面布置图如图11-9所示。接地电阻的演算：满足的要求。10 结论刚开始设计的每个步骤都显得步履维艰，完全没有思路，几天来我们深刻感受到扎实的专业知识和严谨的精神的重要性。如果没有丰富的参考资料和对专业知识的掌握，我们想得到能实现基本的功能的电路真的很不容易，更不用提在基本功能的基础上加以创新。如果没有严谨的工作态度，分析再怎么精确，也很有可能调制不出最基本的功能。因为这次课设，我们对专业知识的理解变得更加直白和通俗，这应该就是所说的内化吧！同时也激发起了自己对于单片机的兴趣，课设的过程中也获得了一定的成就感，我相信只要肯动手动脑，一定能够学到东西的！参考文献1.刘介才工厂供电设计指导北京：机械工业出版社2.刘笙电气工程基础北京：科学出版社3.贺家李 宋从矩电力系统继电保护原理第三版北京：中国电力出版社