工厂供电毕业设计通过论文

摘 要

电能是工业生产的主要动力能源，工厂供配电设计的任务是从电力系统取得 电源，经过合理的传输、变换，分配到工厂车间中每一个用电设备上。因而工厂 供配电的设计对于一个企业来说是相当重要的，是企业生产出高品质产品的硬件 保证。

在本设计中，依据给定的设计范围和基础资料，对塑料制品厂全厂总配电所 进行了初步的电气设计。通过负荷计算、无功补偿、电气主接线选择、短路电流 计算、电气设备选择、继电保护及防雷装置设计等一系列具体工作，按照课题的具体要求，使设计方案能够符合国家标准的有关规定，体现了安全、可靠、灵活、经济的原则。为塑料制品厂供电的可靠性、安全生产和经济运行提供了强有力的 保证。并根据设计要求，绘制了总配电所电气主接线单线图、主变压器保护原理 接线图和总配电所平面布置简图等有关设计图纸。

关键词

总配电所 主接线 变压器 短路电流 继电保护

I

第一章 绪论 ........................................................ 1 1.1工厂供电意义和要求 ............................................ 1

1.2 设计原则 ...................................................... 2 1.3 本厂的基本概况及设计要求 ...................................... 2

1.3.1 生产任务及车间组成 ....................................... 2 1.3.2 负荷性质及负荷情况 ....................................... 3 1.3.3 供用电协议 ............................................... 3 1.3.4 本厂自然条件 ............................................. 4 第二章 负荷计算及无功补偿 .......................................... 5

2.1 供电系统设计原则 .............................................. 5 2.2 供电电压的选择 ................................................ 5 2.3 负荷计算 ...................................................... 6

2.3.1 负荷计算的定义及计算方法 ................................. 6 2.3.2 负荷计算结果 ............................................. 7 2.4 功率补偿 ...................................................... 9

2.4.1 意义 .................................................... 9 2.4.2 电容补偿 ................................................ 9 2.4.3 补偿装置选择 ............................................ 10 第三章 总配电所设计 ............................................... 11

3.1配电所的位置及型式 ........................................... 11 3.1.1 所址选择的一般原则 ...................................... 11 3.1.2 总体布置要求 ............................................ 12 3.1.3 配电所平面布置图 ........................................ 13 3.2 主接线方案 ................................................... 14

3.2.1 电气主接线的设计原则及基本要求 .......................... 14 3.2.2 电气主接线的设计 ........................................ 14 3.3 短路电流计算 ................................................. 16

3.3.1 产生短路电流的原因及危害 ................................ 16 3.3.2 短路电流计算的目的及计算方法 ............................ 17 3.3.3 短路电流计算 ............................................ 17 3.4 主要电气设备选择 ............................................. 20

3.4.1 选择条件 ................................................ 20 3.4.2 电气设备选择校验 ........................................ 22 3.5配电所进出线的选择 ........................................... 24

3.5.1 概述 .................................................... 24 3.5.2 10kv架空线的选择 ....................................... 24 3.5.3 备用电源电缆进线的选择 .................................. 25 3.5.4 10kV母线的选择 ......................................... 25 3.5.5 配电所出线的选择 ........................................ 27 3.6 主要设备继电装置的整定及保护 ................................. 28

3.6.1 概述 .................................................... 28 3.6.2 继电保护装置的接线方式 .................................. 28

II

目录

3.6.3继电保护装置的操作方式 .................................. 29 3.6.4 电流速断保护 ............................................ 30 3.6.5 配电所回路方案选择与继电保护的整定 ...................... 30 3.7防雷及接地 ................................................... 31

3.7.1 概述 .................................................... 31 3.7.2 防雷措施 ................................................ 33 3.7.3接地装置 ................................................ 33 第四章 车间变电所设计 ............................................. 35

4.1 车间负荷计算及无功补偿 ....................................... 35 4.1.1 车间负荷计算 ............................................ 35 4.1.2 车间无功补偿 ............................................ 38 4.2 车间变压器的选择 ............................................. 39

4.2.1 变电所变压器台数的选择 .................................. 39 4.2.2 变电所主变压器容量的选择 ................................ 39 4.2.3 主变压器相数选择 ........................................ 37 4.2.4 主变压器型号的选择 ...................................... 37 4.3 短路电流计算及一次设备的选择 ................................. 38

4.3.1 短路电流计算 ............................................ 38 4.3.2 一次设备的选择 .......................................... 40 4.4车间变电所布置 ............................................... 40

4.4.1 车间变电所的类型 ........................................ 40 4.4.2 车间变电所所址的选择 .................................... 41 4.5 车间变电所的继保装置的整定 ................................... 41

4.5.1 主变压器的继电保护装置及低压侧的保护装置 ................ 41 4.6 防雷和接地 ................................................... 43 第五章 设计图纸 .................................................... 45 第六章 结论 ........................................................ 49 致谢................................................................ 50 参考文献 ........................................................... 51 英文摘要 ........................................................... 52 附录................................................................ 53

A1.1原文 ........................................................ 53 A1.2 译文 ........................................................ 59

III

第一章 绪论

1.1工厂供电意义和要求

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；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。

在塑料制品厂里，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。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：

⑴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。 ⑵可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 ⑶优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求

⑷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。

1

1.2 设计原则

按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB 50059-92《35～110kV变电所设计规范》、GB50053-94 《10kv及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则： 1、遵守规程、执行政策

必须遵守国家的有关规定及标准，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。 2、安全可靠、先进合理

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，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。 3、近期为主、考虑发展

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，适当考虑扩建的可能性。 4、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。

1.3 本厂的基本概况及设计要求

1.3.1 生产任务及车间组成 1.本厂生产规模及产品规格

年产量为万吨聚乙烯及烃塑料制品。产品品种有薄膜、单丝、管材和注射等制品。其原料源于某石油化纤总厂。

2.本厂车间组成

本厂设有薄膜、单丝、管材、注射等四个车间，设备选型全部采用我国最新定型设备，此外还有辅助车间及其它设施。

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（1）薄膜车间（2）原料库（3）成品库（4）包装材料库（5）单丝车间（6）注塑车间（7）管材车间（8）备料复制车间（9）锻工车间（10）仓库（11）机修模具车间（12）锅炉房（13）水泵房（14）油泵房（15）办公楼等。 1.3.2 负荷性质及负荷情况

1.生产车间为三班制，部分车间为单班或两班制，全年最大负荷利用时数为5000小时，属于三级负荷。

2.全厂各车间电器设备及车间变电所负荷计算表如表2-2所示。

全厂包涵5个车间变电所，每个车间包涵其独立的用电设备，全厂总的有功功率

r，全厂总的视在功率为为P30?2610kW，全厂总的无功功率为Q30?3393.17kvaS30?3988.58kV?A。

1.3.3 供用电协议

本厂与电业部门所签定的供用电协议主要内容如下：

1.从电业部门某110/10千伏变电所用10千伏架空线路向本厂供电，该所在厂南侧1公里。

2.电业部门变电所配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为2秒，本厂配电所应不大于1.3秒。

3.在总配变电所10千伏侧计量。 4.要求本厂的功率因数值在0.9以上。 5.供电系统技术数据：

电业部门变电所10千伏母线，为无限大电源系统，其短路容量为200兆伏安。供电系统如图1-1所示

图1-1 供电系统图

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1.3.4 本厂自然条件 1.气象条件

①最热月平均最高温度为35°c。

②土壤中0.7～1米深处一年中最热月平均温度为20°c。 ③年雷暴日为30天。 ④土壤冻结深度为1.10米。 ⑤主导风向夏季为南风。 2.地质及水文条件

根据勘测部门对本厂工程地质提出的资料，本厂地质构造为：

①地表面比较平坦，土壤主要成分为积土及砂质粘土，层厚为1.6～7米不等。 ②地下水位一般为0.7米。

③地耐压力为20吨/平方米。

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第二章 负荷计算及无功补偿

2.1 供电系统设计原则

由于本厂属于三级负荷，根据《供配电系统设计规范》：三级负荷为不重要的一般电力负荷，因此它对供电电源无特殊要求，为了提高供电可靠性，可适当配备备用电源。

2.2 供电电压的选择

工厂供电电压的选择，主要取决于当地电网的供电电压等级，同时也要考虑工厂用

电设备的电压、容量和供电距离等因素。由于在同一输送功率和输送距离条件下，供电电压越高，则线路电流越小，从而使线路导线或电缆截面越小，可减少线路的初投资和有色金属消耗量。

表2-1 各级线路合理的输送功率和输送距离

线路电压/KV 0.38 0.38 6 6 10 10 35 66 110 220 线路结构 架空线 电缆线 架空线 电缆线 架空线 电缆线 架空线 架空线 架空线 架空线 输送功率/KW ≤100 ≤175 ≤1000 ≤3000 ≤2000 ≤5000 2000～10000 3500～30000 10000～50000 100000～500000 输送距离/km ≤0.25 ≤0.35 ≤10 ≤8 6～20 ≤10 20～50 30～100 50～150 100～300 对于本厂的实际情况，根据其供电协议，由于6KV用电设备不多，通过经济及技术比较选择10KV作为本厂高压配电电压，而少数6KV用电设备则通过专用的10/6.3KV变压器单独供电。

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2.3 负荷计算

2.3.1 负荷计算的定义及计算方法 1.定义

（1） 计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 （2） 尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上半周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。 （3） 平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。 2.负荷计算的方法

负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。 本设计将采用需要系数法予以确定。 计算公式有：

有功功率：P30?Kd?Pe 无功功率：Q30?P30?tgΦ

视在功率：S30?P30CosΦ

计算电流：I30?S303UN

确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数（又称参差系数或综合系数）KΣP和KΣq。

总的计算负荷公式如下：

总的有功计算负荷为：P30?K?p??P30.i 总的无功计算负荷为：Q30?K?q??Q30.i 总的视在计算负荷为：S30＝P302?Q302

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2.3.2 负荷计算结果

由表2-2所示数据可计算出全厂总负荷（参差系数取K?p=0.9,K?q＝0.95）。 全厂总的有功计算负荷

P30?K?p??P30.i＝0.9×2610kw＝2349kw 全厂总的无功计算负荷

Q30?K?q??Q30.i＝0.95×3393.17kvar＝3223.5 kvar

全厂总的视在计算负荷

S30＝P302?Q302 =23492?3223.52 KV·A＝3988.58 KV·A

表2-2 全厂各车间电器设备及车间变电所负荷计算表 设备 需要 功率 功率因数 计算负荷 容量 （KW） 系数 Kx 因数 CosΦ 角正切 tgΦ 有 功 P30 (千瓦) 车间或 序号 用电设备 组名称 无功 Q30 (千乏) 视 在 S30 (千伏安) 各车间380伏负荷 (1)No1变电所 1 2 3 4 5 6 7 薄膜车间 原料库 生活间 成品库（一） 成品库（二） 包装材料库 小计 1400 30 10 25 24 20 1509 0.6 0．25 0.8 0.3 0.3 0.3 0.6 0.5 1 0.5 0.5 0.5 (2)No2变电所 1 2 单丝车间 水泵房及其 附属设备 3 小计 1405 (3)No3变电所 1 2 注塑车间 管材车间 189 880 0.4 0.35 0.6 0.6 1.33 1.33 75.6 308 100.55 409.64 125.8 512.5 844 1090 1385 20 0.6 0.65 0.6 0.8 1.30 0.75 831 13 1080.3 1362.9 9.7 16.25 1.33 1.73 0 1.73 1.73 1.73 840 7.5 8 7.5 7.2 6 876.2 1117.2 1397.8 13 0 13 12.456 10.38 1166 15 8 15 14.39 12 7

3 小计 1069 (4) No4变电所 383.6 510.19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 备料复制车间 138 生活间 浴室 锻工车间 原料、生活间 仓库 10 3 30 15 15 0.6 0.8 0.8 0.3 0.8 0.3 0.25 0.6 0.3 0.5 1 1 0.65 1 0.5 0.65 0.7 0.5 1.73 0 0 1.17 0 1.17 1.73 1.02 1.73 82.8 8 2.4 9 12 4.5 25 90 54 287.7 143.24 165.45 0 0 10.53 0 5.265 43.25 91.8 93.42 387.5 8 2.4 13.85 12 6.93 49.96 128.56 107.9 机修模具车间 100 热处理车间 铆焊车间 小计 150 180 641 (5)No5变电所 1 2 3 4 5 6 锅炉房 试验室 辅助材料库 油泵房 200 125 110 15 10 15 0.7 0.25 0.2 0.65 0.65 0.6 0.75 0.5 0.5 0.8 0.8 0.6 0.88 1.73 1.73 0.75 0.75 1.33 140 31.25 22 9.75 6.5 9 123.2 54.06 38.06 7.31 4.875 11.97 186.49 62.44 43.96 12.19 8.125 14.98 加油站 办公楼 招待所、食堂 7 8 小计 全厂合计 475 5099 218.5 2610 239.48 3393.17 说明：上表根据各车间供电设计所提供的资料。其中No3、No4变电所设置一台变压器，其余皆设置两台变压器。

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2.4 功率补偿

2.4.1 意义

厂中由于有大量的感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，还有感性的电力变压器，从而使功率因数降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行能力,提高其自然功率因数的情况下，尚达不到规定的工厂功率因数要求时，则需考虑增设无功功率补偿装置。采用无功功率补偿将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对供电系统大有好处。

在变电所低压侧装设无功补偿后，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容量选的小一些，这不仅可以降低变电所的初投资，而且可减少工厂的电费开支，因为我国供电企业对工业用户是实行的“两部电费制”；一部分叫基本电费，按所装用的主变压器容量来计算，规定每月按 容量大小缴纳电费，容量越大，缴纳的基本电费越多，容量越小，缴纳的基本电费就越少。另一部分叫电能电费，按每月实际耗用的电能KWh来计算电费，并且要根据月平均功率因数的高低乘上一个调整系数。凡月平均功率因数高于规定的，可减收一定百分率的电费；凡低于规定的，则加收一定百分率的电费。由此可见，提高工厂功率因数不仅对整个电力系统大有好处，而且对工厂本身也有一定的经济实惠。 2.4.2 电容补偿

1.补偿前的配电所功率因数

考虑同时系数（K?p=0.9,K?q＝0.95）之后，有功功率和无功功率分别为：

P30＝2349kw Q30＝3223.5 kvar

视在计算负荷为：

S30(2)＝3988.58 KV·A

功率因数为：

CosΦ(2)＝2349/3988.58＝0.589

2.无功补偿容量

按规定，配电所的功率因数Cosφ≥0.9，因此在配电所进行无功补偿时，补偿后的

9

功率因数应略高于0.9，这里取Cosφ′＝0.92。

要使功率因数由0.589提高到0.92，需要装设的并联电容器容量为

Qc＝2349×（tanarccos0.589-tanarccos0.92）kvar＝2222.15kvar

Qc＝2400kvar

取

所以在配电所母线上并联容量为2400kvar的电容器。 2.4.3 补偿装置选择

目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需要补偿无功的变配电所的母线上。

1. 同步调相机：

同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。

装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑地改变输出或汲取的无功功率，进行电压调节。特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利于提高系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电所，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。

2. 静止补偿器：

静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。静止补偿器是一种技术先进、调节性能、使用方便、经纪性能良好的动态无功功率补偿装置。静止补偿器能快速平滑地调节无功功率，以满足无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且调节不能连续的缺点。与同步调相机比较，静止补偿器运行维护简单，功率损耗小，能做到分相补偿以适应不平衡负荷的变化，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统得到越来越广泛的应用。（但此设备造价太高，不在本设计中不宜采用）。

3. 电力电容器：

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电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所提供的无功功率值与所节点的电压成正比。

电力电容器的装设容量可大可小。而且既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功率，运行时功率损耗亦较小。此外，由于它没有旋转部件，维护也较方便。为了在运行中调节电容器的功率，也可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入和切除。

综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置。 针对本设计要求,选用BWF10.5-100-1W型的电容器,其额定电压为10.5V，额定容量为100kvar,额定电容为2.89uF,相数为1。由此得出电容器的个数：

n=Qc/qc=2400/100=24.

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第三章 总配电所设计

3.1配电所的位置及型式

3.1.1 所址选择的一般原则

1.尽量接近负荷中心，以降低备电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。 2.进出线方便，特别是要便于架空进出线。

3.接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所。 4.设备运输方便，特别是要考虑高低压成套配电装置的运输。

5.不因设在有剧烈震动或高温的场所，无法避开时， 应有防震和隔热的措施。 6.不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的下风侧。 7.不应设在厕所、浴室和其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。 8.不应设在有爆炸危险环境的正下方或正上方，且不应设在有火灾危险环境的正上方或正下方。当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。 9.不应设在地势低洼和可能积水的场所。 3.1.2 总体布置要求

1. 便于运行维护和检修

有人值班的变配电所，一般应设值班室。值班室应尽量靠近高低压配电室，且有门直通。如值班室靠近高压配电室有困难时，则值班室可经走廊与高压配电室相通。

值班室也可以与低压配电室合并，但在放置值班工作桌的一面或一端,低压配电装置到墙的距离不应小于3m。

昼夜值班的变配电所，应设休息室。有人值班的独立变配电所，宜设有厕所和给排水设施。

2. 保证运行安全

值班室内不得有高压设备。值班室的门应外开。高低压配电室和电容器室的门应朝值班室开，或外开。

高压电容器组一般应装设在单独得房间内；但数量较少时，可装设在高压配

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电室内。低压电容器组可装设在低压配电室内，但数量较多时，以装设在单独的房间内。所有带电部分隔墙和离地的尺寸以及各室维护操作通道的宽度等，均应符合有关规程的要求，以确保运行安全。

3. 便于进出线

如果是架空进线，则高压配电室宜位于进线侧。 4. 节约土地和建筑费用

值班室可与低压配电室合并，这时低压配电室面积应适当增大，以便安置值班桌或控制台，满足运行值班的要求。

高压开关柜不多于6台时，可与低压配电屏设置在同一房间内，但高压柜与低压屏的间距不得小于2m。

具有符合IP3X房户等级外壳的不带可燃性油的高低压配电装置和非油浸电力变压器，当环境允许时，可相互靠近布置在车间内。

高压配电所应尽量与邻近的车间变电所合建。 5. 适应发展要求

高低压配电室内均应留有一定数量开关柜（屏）的备用位置。

既要考虑到变电所留有扩展的余地，又要不妨碍工厂或车间今后的发展。 3.1.3 配电所平面布置图

图3-1 高压配电所平面布置图

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3.2 主接线方案

3.2.1 电气主接线的设计原则及基本要求

发电厂和变电所的电气主接线是保证电网安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置和选择、自动化水平及二次回路设计的原则和基础。 1.电气主接线的设计原则是：

应根据发电厂和变电所在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。

2.对主接线的基本要求：

对企业变配电所主接线方案应满足安全性、可靠性、灵活性和经济性四项基本要求。

（1）安全性：符合国家标准和有关设计规范的要求，能充分保证在进行各种操作切换时工作人员的人身安全和设备安全，以及在安全条件下进行维护检修工作。

（2）可靠性：是电力生产和分配的首要要求。主接线的可靠性，是指要满足各级电力负荷，特别是一、二级负荷对供电可靠性的要求。其很大程度上取决于设备的可靠程度。

（3）灵活性：是指主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。是能适应各种运行所要求的接线方式。调度时，应可以灵活的投入和切除变压器和线路，调配负荷；检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备等；扩建时，可容易的从初期接线过渡到最终接线。

（4）经济性：主接线在满足上述要求的前提下，主接线应力求简单，使投资最省、运行费用最低，并且节约电能和有色金属消耗量，做到经济合理。 3.2.2 电气主接线的设计

企业变配电所的电气主接线，有单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、线路-变压器组单元接线、桥形接线等。企业变配电所的主接线方式，决定于电压等级及出线回路数。

6～10kV配电所一般采用单母线或单母线分段的接线方式。

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方案一：

单母线接线：具有接线简单清晰，操作方便，所用设备比较少，投资少等优点，但当母线或母侧隔离开关检修故障时，连接在母线上的所有回路都将停止工作，当母线发生短路时，所有电源回路的断路器在继电保护作用中自动跳闸，因而造成母线电压失压全部停电，检修任一电源或线路的断路器时，该回路必须停电。

方案二：

单母分段接线：接线简单清晰，设备少，且操作方便，可提高供电可靠性和灵活性，不仅便于检修母线而减少母线故障影响范围，对于重要用户可以从不同段引两个回路，而使重要用户有两个电源供电，在这种情况下，当一段母线发生故障，由于分段断路器在继电保护装置的作用下，能自动将故障段切除，因而保证了正常段母线不间断供电，如图3-2所示。

结合本厂实际情况，单母线分段采用二回路电源进线、母线分段运行的方式，比较适用于大容量的二、三级负荷。故选择方案二，采用单母线分段。

图3-2单母线分段的接线方式

该配电所采用两路10kV电源进线，一路是架空线，另一路是电缆线。架空线路电源来自该厂南侧1公里的110/10千伏变电所，电缆线来自邻近单位的高空联络线，作为备用电源，提高供电可靠性。

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3.3 短路电流计算

3.3.1 产生短路电流的原因及危害

1.短路的原因

工厂供电系统要求正常地不间断地对用电负荷供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。然而由于各种原因，也难免出现故障，而使系统的正常运行遭到破坏。系统中最常见的故障就是短路。短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。

造成短路的主要原因，是电气设备载流部分的绝缘损坏。这种损坏可能是由于设备长期运行，绝缘自然老化或由于设备本身质量低劣、绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备质量合格、绝缘合乎要求而备过电压（包括雷电过电压）击穿，或者是设备绝缘受到外力而造成短路。

工作人员由于违反安全操作规程而发生误操作，或者误将低电压设备接入较高电压的电路中，也可能造成短路。

鸟兽（包括蛇、鼠等）跨越在裸露的相线之间或者相线与接地物体之间，或者咬坏设备和导线电缆的绝缘，也是导致短路一个原因。

2.短路的危害

短路后，系统中出现的短路电流比正常负荷电流大得多。在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。如此大的短路电流可对供电系统产生极大的危害：

1）短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件受到损害和破坏，甚至引发火灾事故。

2）短路时电路的电压骤降，严重影响电力设备的正常运行。

3）短路时保护装置动作，将故障电路切除，从而造成停电，而且短路点越靠近电源，停电范围越大，造成的损失也越大。

4）严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。

5）不对称短路包括单相短路和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变电磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。

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由此可见，短路的后果是十分严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流的计算，以便正确地选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证可能有的最大短路电流时不致损坏。为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件（如电抗器）等，也必须计算短路电流。 3.3.2 短路电流计算的目的及计算方法

短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。

进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。

短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（又称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法），工程上常用标幺制法。 3.3.3 短路电流计算

1. 计算公式

标幺制法：一般是先选定基准容量Sd和基准电压Ud。 基准容量：工程设计中通常取Sd=100MV·A。

基准电压通常取元件所在处的短路计算电压，取Ud=Uc。

U2c?基准电流Id?，基准电抗Xd? ?Sd3Ud3Uc3IdSdSdUdSd①. 电力系统的电抗标幺值 XS*?

Soc 17

Sd②. 电力线路的电抗标幺值 XWL*?XOl?2， Xo为导线电缆的单位长度电

Uc抗平均值 (查表3-1可得)。

表3-1 电力线路每相的单位长度电抗平均值 （Ω/km）

线路结构 架空线路 电缆线路 线 路 电 压 6～10kV 0.35 0.08 35kV及以上 0.40 0.12 220/380V 0.32 0.066 各主要元件的电抗标幺值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简，求出其总电抗标幺值X?*。

无限大容量系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值IK(3)*?由此可求得三相短路电流周期分量有效值IK(3)?Id。 *X?1X?*。

IK(3)求出以后可得三相短路次暂态电流和稳态电流

(3) I''(3)?I(3) ??IK三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 在高压电路发生三相短路时ish?2.55I''，Ish?1.51I''。 三相短路容量S(3)K?Sd。 *X?2． 短路电流和短路容量计算 (1)确定基准值

取基准容量Sd=100MV·A，基准电压Uc=10.5kV 而 Id?Sd3Uc?100MV?A3?10.5kV?5.50kA

(2)计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1）电力系统的电抗标幺值 由给定数据得Soc?200MV?A,因此

18

? X1?100MV?A?0.5

200MV?A2）架空线路的电抗标幺值

根据工厂实际资料，X0?0.4Ω/km，因此

Ω/km??1km? X?2?0.4?100MV?A?10.5kV?2?0.363

绘短路等效电路图如图3-3所示，图上标出各元件的序列号和电抗标幺值，并标明短路计算点。

图3-3 短路等效电路图

（3）计算k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 1）总电抗标幺值

????X?X?0.5?0.363?0.863 XΣ1(k?1)22）三相短路电流周期分量有效值 I(3)k?1?Id?XΣ(k?1)?5.50kA?6.37kA

0.8633)其他三相短路电流

(3)(3)?I(3) I''??Ik?1?6.37kA

i(3)sh?2.55?6.37kA?16.24kA

I(3)sh?1.51?6.37kA?9.62kA

4）三相短路容量 S(3)k?1?Sd?XΣ(k?1)?100MV?A?115.87MV?A

0.863 表3-2 短路计算表

短路 计算点 k-1 三相短路电流/kA 三相短路容量/MV·A I(3)K 6.37 I''(3) 6.37 I(3)? 6.37 ''(3)ish I(3)sh 9.62 S(3) k115.87 16.24 19

3.4 主要电气设备选择

3.4.1 选择条件 1. 按工作电压选择

电器额定电压UNe应不低于所在电路额定电压UN即UNe?UN。 2. 按工作电流来选择熔断器熔体的额定电流

一般电器额定电流INe应不低于所在电路的计算电流I30即INe?I30。 3.对开关类电气设备还应考虑其断流能力

(3)设备的最大开断电流Ioc应不小于安装地点的最大三相短路电流I(3) k，即Ioc?Ik。

4. 短路动稳定度的校验条件

（1） 断路器、负荷开关、隔离开关、电抗器的动稳定电流的峰值能的最大的短路冲击电流

ishimax应不小于可

，或其动稳定电流有效值

Imax 应不小于可能的最大的

(3)短路冲击电流Ish即 imax?ish；Imax?Ish。

（2）电流互感器大多数给出动稳定倍数 Kes?imax2IIN，其动稳定度校验条件为

Kes?2I1N?ish；式中，I

1N为电流互感器的额定一次电流。

5. 短路热稳定度的校验条件

断路器、负荷开关、隔离开关、电抗器的热稳定度校验条件为

(3)2I2tt?I?tima

式中，It为电器的热稳定电流；t为其热稳定时间；I(3)?为通过电器的三相短路稳态电流；tima为短路发热假象时间。

电流互感器大多给出热稳定倍数Kt?验条件为

(KtI1N)2t?I(?3)2timait2IIN和热稳定时间t，其热稳定度校

；动稳定倍数Kes?imax2I1N，动稳定度校验条件为

Kes?2I1N?i(3)sh；式中，I1N为电流互感器额定一次电流。

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表3-3 一次设备选择校验的项目及满足的条件

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 设备名称 高压断路器 高压负荷开关 高压隔离开关 低压断路器 低压刀开关 熔断器 电流互感器 电压互感器 母线 电缆 支柱绝缘子 套管绝缘子 电压 （KV） √ √ √ √ √ √ √ √ — √ √ √ 电流 （KA） √ √ √ √ √ √ √ — √ √ — √ 设备的额定电流应不小于通过设备的计算电流 断流能力 （KA或MVA） √ √ — √ — √ √ — — — — 设备的最大开端电流（或功率）应不小于它可能开端的最大电流（或功率） 短路稳定度校验 动稳定 √ √ √ △ △ — √ — √ — √ √ 热稳定 √ √ √ △ △ — √ — √ √ — √ 设备的额定选择校验的条件 电压应不小于装置地点的额定电压 按三相短路冲击电流校验 按三相短路稳态电流校验 备 注 √校验 —不校验 △一般可不校验

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表3-4 一次设备短路稳定度校验公式

序号 设备名称 高压断路器 1 高压负荷开关高压隔离开关 2 电流互感器 热稳定 动稳定 3 母线 热稳定 4 5 电缆和 绝缘导线 支柱绝缘子 热稳定 动稳定 动稳定 A≥Amin=I(3)?·校验项目 动稳定 热稳定 动稳定 校验公式 (3)ima≥ish 符号含义 ima －设备的极限通过电流峰值（kA） (3)—通过设备的三相短路冲击电流ish(3)2t≥I2It?tima （kA） It—设备的t秒热稳定电流（KA） t－设备的热稳定实验时间 Kes2Iin≥i2(3)sh (Kt·Iin)t≥I(3)2?tima σal≥σc I(3)?－三相短路稳态电流（KA，序号3、4中用A） tima－短路假想时间 Kes－动稳定倍数 Kt－热稳定倍数 σal－母线的最大允许应力 σc－母线通过i(3)时受到的最大计算应sh力 A－导体的截面 tima/c A≥Amin=I?·tima/c Fal≥F(3) (3)Fal≥F (3)6 套 管 绝 缘 子 热稳定 (3)2I2tt≥I?tima Amin－导体满足热稳定的最小截面 C－导体的短路热稳定系数 Fal－绝缘子的最大允许载荷，为抗弯破坏载荷的60% F－ish通过时产生的最大作用力 (3)(3)

3.4.2 电气设备选择校验 1.10KV侧的短路计算值：

(3)(3)(3)(3)I''?I(3)??Ik?6.37kA，ish?16.24kA， Ish?9.62kA

I30?S303UN?3988.583?10?230.28A

根据计算值，选择合适的电气设备并进行校验，如表3-3所示。

22

表3-5 10KV侧电气设备

选择校验项目 装置地 点条件 参数 数据 额定电压 UN/kv 10 10 10 10 10 额定电流 I30/A 230.28 400 630 - 400/5 额定开断电流 IK/kA 6.37 _ 16 - - 动稳定度 Ish/kA 16.24 40 40 - 160?热稳定度 2I??t 81.15 高压隔离开关GN8?10T/400 高压断路器SN10-10/630 电压互感器JDZ-10 电流互感器LQJ-10 142?5?980 162?4?1024 - 22(75?0.4)?1 ?0.4=90.5 高压熔断器RN2-10 避雷器FS4-10 10 10 0.5 - 50 - - - =900 - - 根据上表校验，10kv所选设备均满足要求。 2.高压开关柜选择

04 用途 额定电流（A） 主回路 元器件 受电、馈电 630～4000 隔离开关 GN8-10 电流互感器 LQJ－10 熔断器 R2-10 电压互感器 JDZ-10 图3-4 GG-1A(J)开关柜接线图 23

3.5配电所进出线的选择

3.5.1 概述

为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，10kv进线导线和电缆截面选择时必须满足下列条件：

1.发热条件 导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。即应使其允许载流量Ial不小于通过相线的计算电流I30, Ial?I30。

2.电压损耗条件 导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。

3.机械强度 导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。

根据设计经验，一般10kv及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件来选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。 3.5.2 10kv架空线的选择

1.因为该配电所为10kv高压配电所，引线距离较短，故应按发热条件来选择导线截面。架空线路一般情况下采用铝绞线（LJ）。 I30?P303UNcos??23493?10?0.9?150.69A

根据工厂具体实际情况，最热月平均最高温度为35?C。查表LJ-120允许载流量Ial=334A﹥I30=150.69，满足发热条件。

2.线路的电压损耗为（R0?0.28Ωkm，X0?0.37Ωkm,线路长1km）

ΔU?2349kW?(1?0.28)Ω?3223.5kvar?(1?0.33)Ω?172.15V

10kV线路的电压损耗百分值为 ΔU%?100?172.15V?1.72%?ΔUal?5%

10000V因此所选LJ-120型铝绞线满足电压损耗要求。

24

3.5.3 备用电源电缆进线的选择

1. 选择材料

在考虑电缆缆芯材质时，一般情况下宜按“节约用铜”原则，优先选用铝芯电缆，经比较，本厂10kV电缆选用交联聚乙烯绝缘电缆。

2. 选择经济截面

I30?P303UNcos??23493?10?0.9?150.69A

由于本厂的年最大有功负荷年利用小时数为5000小时，所以通过查表可以得： 经济电流密度 jec?1.73Amm2。 故经济截面Aec?I30150.692 ??87.1mmjec1.73Amm2选标准截面95 mm2，即选用YJV-95型交联聚乙烯绝缘电缆。 3. 校验发热条件

查表得YJV-95允许载流量（取本地区土壤中最热月平均温度200C）

Ial=266A>I30=150.69A,因此满足发热条件。 3.5.4 10kV母线的选择

1. 母线的选择需要进行动稳定和热稳定的校验 动稳定?al≥?c

热稳定 A?Amin?I(3)??tima/c

?al—母线的最大允许硬力，硬铜母线为140MPa,硬铝母线为70MPa ?c—母线通过ish时受到的最大计算应力 A—导体的截面

Amin—导体满足热稳定的最小截面

I(3)?—三相短路冲击电流

(3)tima—短路假想时间 tima=tk+0.05(s), tk=top+toc式中tk为实际短路时间，top为短路保护装置实际动作时间，toc为断路器的断路时间，对一般油断路器取0.2s。

σc=M/W 式中M为母线在i(3)（N·m）。当母线档数为1～sh通过时产生的最大弯矩

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l(3)(3)(3)-72

2时，M=Fl/8；当母线档数多于2时，Fl/10；F=3i(3)2×10N/A ?shaW为母线的截面系数；当母线水平放置时，W=b2h/6；b为母线截面的水平宽度，h为母线截面的垂直高度。电缆的机械强度很好，无须校验其短路动稳定度。 根据10kV母线处的电流电压等初选母线型号为LMY－3(40×4) Ial=480A≥

I30=230.28A 符合要求。

①母线热稳定校验

Amin?I?timaC?6.37?103?0.75?63.4mm2＜40×4=160mm2 87母线满足热稳定要求。 ② 动稳定校验

该10kv母线处的i(3)sh=16.24KA 假设母线水平平放，档距为900mm，档数大于2，相邻两相母线的轴线距离为160mm。

三相短路时的最大电动力

30.9l-722-7

3?F(3)=3i(3)2×10N/A=（16.24×10）××10=257N ?sha0.16母线在F(3)作用时的弯曲力矩为

F(3)lM= =257×0.9/10=23.13N·m

10母线的截面系数为

W=b2h/6=0.042×0.004/6=1.1×10-5m3 故母线在三相短路时所受到的计算应力为

?c=M/W=23.13N·M/1.1×10-5m3=21MPa 而硬铝母线（LMY）的允许应力为

?al=70MPa＞?c=21MPa

由此可见该母线满足短路动稳定度的要求。

.

26

3.5.5 配电所出线的选择

1. 选择材料

在考虑电缆缆芯材质时，一般情况下宜按“节约用铜”原则，优先选用铝芯电缆，经比较，本厂10kV电缆选用交联聚乙烯绝缘电缆。

2. 选择经济截面

I30?P303UNcos??23493?10?0.9?150.69A

由于本厂的年最大有功负荷年利用小时数为5000小时，所以通过查表可以得： 经济电流密度 jec?1.73Amm2。 故经济截面Aec?I30150.692 ??87.1mmjec1.73Amm2选标准截面95 mm2，即选用YJV-95型交联聚乙烯绝缘电缆。 3. 校验发热条件

查表得YJV-95允许载流量（取本地区土壤中最热月平均温度200C）

Ial=266A>I30=150.69A,因此满足发热条件。

3.6 主要设备继电装置的整定及保护

3.6.1 概述

按 GB50062—1992《 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 》规定：对 3～66kV电力线路，应装设相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护。

由于一般工厂的高压线路不很长，容量不很大，因此其继电保护装置通常比较简单。作为线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护。如果过电流保护动作时限不大于0.5～0.75 时，可不装设电流速断保护。相间短路保护应动作于断路器的跳闸机构，使断路器跳闸，切除短路故障部分。作为线路的单相接地保护，有两种方式： ① 绝缘监视装置，装设在变配电所的高压母线上，动作于信号。 ② 有选择性的单相接地保护（零序电流保护），也动作于信号，但是当单相接地故障危及人身和设备安全时，则动作于跳闸。

对可能经常过负荷的电缆线路，按 GB50062 规定，应装设过负荷保护，动作于信号。

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3.6.2 继电保护装置的接线方式

工厂高压线路的继电保护装置中，起动继电器与电流互感器之间的连接方式，主要有两相两继电器式和两相一继电器式两种。

1. 两相两继电器式接线

这种接线，如果一次电路发生三相短路或两相短路时，都至少有一个继电器要动作，从而使一次电路的断路器跳闸。

为了表述这种接线方式中继电器电流IKA与电流互感器二次电流I2的关系，特引入一个接线系数Kw,KW?defIKA。 I2两相两继电器式接线在一次电路发生任意相间短路时，KW=1，即其保护灵敏度都相同。

2. 两相一继电器式接线

这种接线又称两相电流差接线。正常工作时，流入继电器的电流为两相电流互感器二次电流之差。

在一次电路发生三相短路时，流入继电器的电流为电流互感器二次电流的3倍，即K(3)W?3。

两相一继电器式接线能反应各种相间短路故障，灵敏度有所不同，有的甚至相差一倍，因此不如两相两继电器式接线。但是它少用一个继电器，较为简单经济。

3.6.3继电保护装置的操作方式

继电保护装置的操作电源，有直流操作电源和交流操作电源两大类由于交流操作电源具有投资少、运行维护方便及二次回路简单可靠等优点，因此它在中小工厂中应用广泛。

交流操作电源供电的继电保护装置主要有以下两种操作方式： 1. 直接动作式

利用断路器手动操作机构内的过流脱扣器（跳闸线圈）YR作为直动式过流继电器，接成两相一继电器式或两相两继电器式。正常运行时，YR通过的电流远小于其动作电流，因此不动作。而在一次电路发生相间短路时，YR动作，使断路器

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QF跳闸。这种操作方式简单经济，但保护灵敏度低，实际上较少应用。

2.“去分流跳闸”的操作方式

正常运行时，电流继电器KA的常闭触点将跳闸线圈 YR短路分流，YR无电流通过，所以断路器 QF不会跳闸。当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA动作，其常闭触点断开，使跳闸线圈YR的短路分流支路被去掉（即所谓“去分流”)，从而使电流互感器的二次电流全部通过YR，致使断路器QF跳闸，即所谓“去分流跳闸”。这种操作方式的接线也比较简单，且灵敏可靠，但要求电流继电器KA触点的分断能力足够大才行。现在生产的 GL-15、16、25、26等型电流继电器，其触点容量相当大，短时分断电流可达150A，完全能满足短路时“去分流跳闸”的要求。因此这种去分流跳闸的操作方式现在在工厂供电系统中应用相当广泛。 3.6.4 电流速断保护

带时限的过电流保护，有一个明显的缺点，就是越靠近电源的线路过电流保护，其动作时间越长，而短路电流则是越靠近电源越大，其危害也更加严重。因此，根据GB50062—1992规定，在过电流保护动作时间超过0.5～0.75S时，应装设瞬动的电流速断保护装置(current quick - break protector）。

1. 电流速断保护的组成及速断电流的整定电流速断保护就是一种瞬时动作的过电流保护。对于采用 DL 系列电流继电器的速断保护来说，就相当于定时限过电流保护中抽去时间继电器，即在起动用的电流继电器之后，直接接信号继电器和中间继电器，最后由中间继电器触点接通断路器的跳闸回路。

2. 电流速断保护的“死区”及其弥补

由于电流速断保护的动作电流躲过了线路末端的最大短路电流，因此靠近末端的相当长一段线路上发生的不一定是最大短路电流（例如两相短路电流）时，电流速断保护不会动作。这说明，电流速断保护不可能保护线路的全长。这种保护装置不能保护的区域，叫做“死区” ( dead band ) ，为了弥补死区得不到保护的缺陷，所以凡是装设有电流速断保护的线路，必须配备带时限的过电流保护，过电流保护的动作时间比电流速断保护至少长一个时间级差△t=0.5～0.75S，而且前后的过电流保护的动作时间又要符合“阶梯原则”，以保证选择性。

在电流速断的保护区内，速断保护为主保护，过电流保护作为后备；而在电流速断保护的死区内，则过电流保护为基本保护。

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3. 电流速断保护的灵敏度

电流速断保护的灵敏度按其安装处（即线路首端）在系统最小运行方式下的两相短路电流I(2)因此电流速断保护的灵敏度必须k作为最小短路电流Ikmax来检验。满足的条件为

KWI(2)kSp??1.5～2。

KiIqb按GB50062 —1992,Sp≥ 1.5 ；按JBJ6 —1996,Sp≥2。 3.6.5 配电所回路方案选择与继电保护的整定

1.高压短路器的操作机构控制与信号回路 短路器采用弹簧储能操作机构，可实现一次重合闸。

2.配电所的电能计量回路 配电所装设专用计量柜，其上装有三相有功电能表和无功电能表，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。计量柜由有关供电部门加封和管理。

3.作为备用电源的高压联络线的继电保护装置

（1）装设反时限过电流保护 采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸的操作方式。

1）过电流保护动作电流的整定

IL?max?2I30?2?230.28?460A，Krel?1.3，Kre?0.8，Ki?400A/5A?80，

因此动作电流为：IOP?1.3?1?460A?9.34A

0.8?80因此过电流保护动作电流IOP整定为10A。

2）过电流保护动作时间的整定t1?t2??t?0.5?0.5?1s。 3）过电流保护灵敏系数的检验

IK?min?0.866I(3)K?1?0.866?6.37KA?5.52KA，IOP?1?IOPKi10A?80??800A KW1因此其保护灵敏系数为：SP?5520A?6.9?1.5 800A满足规定的灵敏系数1.5的要求。

30

3.7防雷及接地

3.7.1 概述

雷电的危害，大家是有目共睹的。然而，近几年随着电网的改造，特别是城网改造和变电所自动化系统的建设，大家可能对这些设备的防雷接地保护还是认识不足，以致造成了多起雷害事故，造成自动化系统的瘫痪和一些电网设备事故，损失是比较严重的。因此，对于供、配电系统的防雷接地问题，要加以研究和防范。

1. 电力线路的防雷与接地 ⑴. 输电线路的防雷与接地

输电线路的防雷，应根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况，通过技术经济比较，采用合理的防雷方式。

10kv及以下架空线路防雷的基本措施是提高线路本身的绝缘水平，利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线，装设自动重合闸装置及个别绝缘薄弱地点加装避雷器等。

⑵. 配电线路的防雷与接地

与输电线路一样，配电线路的防雷也可采用避雷线或者避雷器，对于不同电压等级和不同线路采取的措施也不一样。

低压线路应从变压器出口处安装低压避雷器或击穿保险器，同时做好接地，接地装置的接地电阻不应大于4Ω。中性点直接接地的低压电力网中的中性线应在电源点接地。低压配电线路，在干线和分支线终端处应重复接地，每年重复接地装置的接地电阻应不大于10Ω，对于较长的线路，重复接地应不少于3处。特别是为防止雷电波沿低压配电线路侵入用户，对于接户线上的绝缘子铁角应接地，接地电阻应小于30Ω，这一点对于我们进行的一户一表改造工作尤其应引起重视。

⑶. 电力电缆线路的防雷与接地

电力电缆由于其本身结构特点和与其他电气设施连接的要求，根据不同电压等级采取不同的防雷方法。对于35kV及以下电压等级的电力电缆，基本上应采取在电缆终端头附近安装避雷器，同时终端头金属屏蔽、铠装必须接地良好。

2. 电气设备与电子设备的防雷与接地

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变电所设备的防雷与接地变电所设备的防雷离不开建筑物的防雷，按照最新的国家强制性标准GB50054－95，对建筑物与设备的防雷接地应采用等电位连接，而不是传统上分别做独立的接地网。所谓等电位连接，就是把建筑物本身和其内外各种导电物用导体(电气上)焊接起来，以保证等电位。由于雷电流峰值非常大，流经之处都立即升至很高的电位(相对于大地而言)，因此对于附近尚处在大地电位的电气、电子设备和人产生旁侧闪烁，容易引起设备和人身事故。所以等电位连接是防雷的关键措施这一。 ① 所内建筑物的防雷。

建筑物本身的防雷装置是建筑物内电气设备及系统防雷的第一道屏障，建筑物本身的防雷性能直接影响到内部的电气设备的防雷，因此首先必须重视建筑物本体的防雷。

现代建筑物防雷主要由顶部避雷带、网状接闪器、建筑物的梁、柱、楼板和四周墙体内的主钢筋作引下线，利用地下钢筋混凝土基础作为接地体。在建筑物设计和施工时就要考虑到作为网状接闪器、引下线和接地体的钢筋网络之间的电气连接，使之成为较理想的\法拉第笼\式避雷器。防雷网与建筑物钢筋混凝土相结合，已成为国内外公认的经济可行的防雷方式，因此在设计、施工时都应预留从各层楼板、梁、柱内钢筋焊出接头，以便与室内外接地线相连。 ② 室外设备的防雷。

为了防止直击雷，室外可根据需要，安装一支或多支避雷针，计算其保护范围，以达到保护室外所有设备要求为原则。同时对于室外架构母线和变压器中性点应加装避雷器保护，室外做一接地网，所有设备的接地引下线都与该接地体焊接，以保证等电位。

为了防止雷击产生过电压，各种设备的绝缘水平应能满足电压对该设备的绝缘要求，我们在设备定货和出厂试验时应严格把关，按照规程要求确保设备绝缘耐压水平，以防雷害击穿。

③ 室内设备的防雷。

室内各种金属屏、柜外皮均应与底座槽钢焊接或用螺栓连接，保证接触良好，同时槽钢应与电缆沟道内的电缆支架用镀锌扁钢焊接起来，形成一个整体，与室外接地网形成一个完整的大接地网。

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3.7.2 防雷措施 1．配电所的防雷保护

(1)直击雷防护 在配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。

按规定，独立避雷针的接地装置接地电阻RE?10?。通常采用3～6根长2.5m 、?50mm的钢管，在装避雷针的杆塔附近作一排基多边形排列，管间距离5m，打入地下，管顶地面0.8m,接地管间有40×4mm2的镀锌扁钢焊接相连。引下线用40×4mm2的镀锌扁钢，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔能其基础内的钢筋相焊接，上与避雷焊接相连。避雷针采用?20mm的镀锌扁钢，长1～5m。 独立避雷针的接地装置与变电所接地装置应有3 m以上距离。 （2）雷电侵入波的防护

1）在10KV高压配电室内装设有FS4-10型避雷器。

2）在10KV架空出线上,装设保护间隙,或将其绝缘子的铁脚接地，用以防护沿架空线侵入的雷电波。 3.7.3接地装置

本变电站的接地装置有以下三种：

1.工作接地，作用是保证电力系统正常工作而接地。如电源中性点接地、防雷装置的接地等。

2.过电压保护接地，是过电压保护装置或设备的金属结构，如避雷器、避雷针、避雷线接地。

3.保护接地，是一切正常时不带电的电气设备外壳、配电装置的金属结构（构架）接地。

⑴确定接地电阻

1KV以上大电流的接地系统的接地电阻应满足以下条件:

RE?120 IERE?4?

⑵接地装置的初步方案

现初步考虑围绕配电所建筑四周，距变电所2～3m，打入一圈直径50mm、长

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2.5m的钢管接地体，每隔5m打入一根，管间用40×4mm2的扁钢焊接。

⑶计算单根钢管接地电阻

查相关资料得土质的电阻率ρ = 100Ω·m 可知单根钢管接地电阻RE?1??100??m?40?

2.5m⑷确定接地钢管数和最后的接地方案 根据

RE(1)40??10。但考虑到管间的屏蔽效应，初选15根直径50mm、长RE42.5m的钢管作接地体。以n = 15和al= 2再查有关资料可得ηE ≈ 0.66。 因此可得

n?RE(1)ηRE?40?15

0.66?4考虑到接地体的均匀对称布置，选16mm根直径50mm、长2.5m的钢管作接地体，用40×4mm2的扁钢连接，环形布置。

本设计，接地采用垂直接地和水平接地干线联合构成；在避雷针、避雷器及主变压器附近增加垂直接地极，加强散流作用，接地网接地电阻应小于0.5欧姆。

①主接地网采用棒形Ф50钢管，长2.5米镀锌接地棒，其间以60×6的镀锌(热镀)扁钢连接成环形，钢管上端埋入深度为0.8米。另外，在接地网靠近#1主变位置留一接地检查井。

②户外接地扁钢与主接网可靠焊接，要三面焊牢，其焊接长度为扁钢宽度的三倍。在焊接点必须刷防锈漆2遍，并涂热沥青处理。

③接地网施工完毕后应进行实测，接地电阻Rd≤O.5欧，则将采取降阻措施。

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第四章 车间变电所设计

4.1 车间负荷计算及无功补偿

4.1.1 车间负荷计算

根据第二章负荷计算的方法，根据表1-1数据，可得各车间的计算负荷如下： 车间1：

有功计算负荷：P30(1)?KΣp?ΣP30(1).i?0.9?876.2Kw?788.58Kw

无功计算负荷：Q30(1)?KΣq?ΣQ30(1).i?0.95?1166kvar?1107.7kvar

22?Q30(1)?788.582?1107.72?1359.73KV?A 视在计算负荷：S30(1)?P30(1)车间2：

有功计算负荷：P30(2)?KΣp?ΣP30(2).i?0.9?844Kw?759.6Kw

无功计算负荷：Q30(2)?KΣq?ΣQ30(2).i?0.95?1090kvar?1035.5kvar

22视在计算负荷：S30(2)?P30(2)?Q30(2)?759.62?1035.52?1284.23KV?A

车间3：

有功计算负荷：P30(3)?KΣp?ΣP30(3).i?0.9?383.6Kw?345.24Kw

无功计算负荷：Q30(3)?KΣq?ΣQ30(3).i?0.95?510.19kvar?484.68kvar

22视在计算负荷：S30(3)?P30(3)?Q30(3)?345.242?484.682?595.07KV?A

车间4：

有功计算负荷：P30(4)?KΣp?ΣP30(4).i?0.9?287.7Kw?258.93Kw

无功计算负荷：Q30(4)?KΣq?ΣQ30(4).i?0.95?387.5kvar?368.13kvar

22?Q30(4)?258.932?368.132?450.07KV?A 视在计算负荷：S30(4)?P30(4)车间5：

车间变有功计算负荷：P30(5)?KΣp?ΣP30(5).i?0.9?218.5Kw?196.65Kw

无功计算负荷：Q30(4)?KΣq?ΣQ30(4).i?0.95?239.48kvar?227.51kvar

22?Q30(5)?196.652?227.512?300.72KV?A 视在计算负荷：S30(5)?P30(5)4.1.2 车间无功补偿

根据各车间的时间计算负荷，考虑同时系数（KΣP=0.9,KΣq＝0.95）之后，无功

补偿计算结果如下： 车间1：

1.补偿前的配电所功率因数

P30（1）＝788.58kw，Q30（1）＝1107.7 kvar，S30(1)＝1359.73 KV·A 功率因数为：

Cosφ(1)＝788.58/1107.7＝0.712

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2.无功补偿容量

要使功率因数由0.712提高到0.92，需要装设的并联电容器容量为

Qc＝788.58×（tanarccos0.712-tanarccos0.92）kvar＝771.77kvar 取

Qc＝800kvar

针对本设计要求,选用WZ0.4-200/10-J型的电容器柜,其额定电压为400V，额定容量为200kvar。由此得出电容器的个数：

n=Qc/qc=800/200=4.

按照车间1的计算方法，可得各车间计算功率及电容补偿如表4-1.

表4-1 各车间计算功率及电容补偿

车间 车间1 车间2 车间3 车间4 车间5 有功负荷 (kw) 788.58 759.6 345.24 258.93 196.65 无功负荷 (kvar) 1107.7 1035.5 484.68 368.13 227.51 视在功率 （KV·A） 1359.73 1284.23 595.07 450.07 300.72 补偿电容容量 （kvar） 800 800 400 200 200 电容柜台数 （台） 4 4 2 1 1 4.2 车间变压器的选择

4.2.1 变电所变压器台数的选择

选择主变压器台数时应考虑下列原则：

1.应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须在低压册敷设与其他变电所相联的联络线作为备用电源，或另有自备电源。

2.对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可以考虑采用两台变压器。

3.除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或多台变压器。

4.在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。

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由于本厂各车间负荷属于三级负荷，对供电电源无特殊要求，所以从经济运行方式考虑，No3、No4变电所设置一台变压器，其余皆设置两台变压器。 4.2.2 变电所主变压器容量的选择

（1）变压器的容量ST（可近似地认为是其额定容量SN·T）应满足车间内所有用电设备计算负荷S30的需要，即 ST≥S30 ；

（2）低压为0.4Kv的主变压器单台容量一般不宜大于1000KV·（JGJ/T16—92A规定）或1250 KV·A（GB50053—94规定）。如果用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，亦可选用较大容量的变压器。（这样选择的原因：一是由于一般车间的负荷密度，选用1000-1250 KV·A的变压器更接近于负荷中心，减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量；另一是限于变压器低压侧总开关的断流容量。）

4.2.3 主变压器相数选择

1.主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。

2.当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。

结合本厂实际容量，考虑经济运行方式，本厂变电所的变压器采用三相变压器。 4.2.4 主变压器型号的选择

1一般正常环境的变电所，可选用油浸式变压器。且应先选用SL7、S7、S9等系列低损耗变压器。

2.在多尘或腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所，应选用防尘型或防腐型变压器，例如：SL14等系列全密封变压器。

3.多层或高层主体建筑内变电所，宜选用不燃或难燃型变压器，例如SCL系列环氧树脂浇注干式变压器或SF6型变压器。

4.供电电压偏低或电压波动严重而用电设备对电压质量又要求较高的场所，可选用有载调压型变压器，如SZL7、SZ9等。

根据表1-1计算值，车间变电所的变压器选择如表4-2所示。

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表4-2 车间变电所所用变压器

车间变电所 变压器型号 S9-800/10（6） S9-800/10（6） S9-630/10（6） 负荷率 β=S30/Se 0.91 0.86 0.94 空载损耗 负载损耗 （KW） （KW） 1.4 1.4 1.2 0.96 0.48 7.5 7.5 6.2 5.1 2.6 联结组号 Yyn0 Yyn0 Yyn0 Yyn0 Yyn0 台数及容 量(KV?A) 2×800 2×800 1×630 1×500 2×200 No1 No2 No3 No4 No5 S9-500/10（6） 0.90 S9-200/10（6） 0.75 4.3 短路电流计算及一次设备的选择

4.3.1 短路电流计算

1.车间1的短路电流计算如下： 短路电流和短路容量计算 (1)确定基准值

取基准容量Sd=100MV·A，基准电压Uc=0.4kV 而 Id?Sd3Uc?100MV?A3?0.4kV?144kA

(2)计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1）由第三章的3.3.3计算可得

?电力系统的电抗标幺值 X1?0.5

架空线路的电抗标幺值 X?2?0.363 2）电力变压器的电抗标幺值 由附录表5查得U%=4.5，因此

?X??X?345?100MV?A?6.25

100?800KV?A绘短路等效电路图如图4-1所示，图上标出各元件的序列号和电抗标幺值，并标明短路计算点。

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图4-1 短路等效电路图

（3）计算k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 1）总电抗标幺值

??? XΣ(k?2)?X1?X2?X3?X46.25?0.5?0.363??3.988

X3?X422）三相短路电流周期分量有效值 I(3)k?2?Id?XΣ(k?2)?144kA?36.1kA 3.9883)其他三相短路电流

(3)(3)?I(3) I''??Ik?1?36.1kA

i(3)sh?1.84?36.1kA?66.4kA

I(3)sh?1.09?36.1kA?39.3kA

4）三相短路容量 S(3)k?2?Sd?XΣ(k?2)?100MV?A?25MV?A

3.988根据车间1的计算方法，同样可以算得其他车间数据如表4-3所示：

表4-3 短路计算表

各车间短路计算点 车间1 车间2 车间3 车间4 车间5 三相短路电流/kA 三相短路容量/MV·A I(3)K 36.1 36.1 30.1 24.6 10.78 I''(3) 36.1 36.1 30.1 24.6 10.78 I(3)? 36.1 36.1 30.1 24.6 10.78 ''(3) ishI(3)sh 39.3 39.3 32.8 26.8 11.8 S(3)k25 25 20.9 17.1 7.5 66.4 66.4 55.4 45.3 19.8 39

4.3.2 一次设备的选择

1.380V侧一次设备的选择校验方法如3.4，高压一次设备的选择校验方法相同，车间1选择校验如表4-4所示。

表4-4 380V侧一次设备的选择校验 电 压 电 流 断流能力 动稳定度 UN I30 I(3) i(3) K选择校验项目 装置地 点条件 一 次 设 备 型 号 规 格 参数 数据 热稳定度 其他 _ _ _ _ _ _ shI(3)2??tima380V UN·e 380V 380V 500V 2065.9A IN·e 2500A 2500A 2500/5A 36.1kA Ioc 60KA _ _ 66.4 Imax _ _ _ 额定参数 低压断路器 DW15-2500 低压刀开关 HD13-2500 电流互感器 LMZJ1-0.5 36.12×0.7 =2787.1 It2·t _ _ _ 表4-4所选一次设备均满足要求。

2.根据车间1设备选择校验方法，选择其他各车间的一次设备如表4-5所示。

表4-5 各车间一次设备的选择 低压断路器型号 低压刀开关型号 电流互感器型号 DW15-2500 HD13-2500 LMZJ1-0.5 DW15-2000 HD13-2000 LMZJ1-0.5 DW15-1000 HD13-1000 LMZJ1-0.5 DW15-1000 HD13-1000 LMZJ1-0.5 DW15-600 HD13-600 LMZJ1-0.5 车间 车间1 车间2 车间3 车间4 车间5 备注 - - - - - 表4-5所选一次设备均满足各车间具体要求。

4.4车间变电所布置

4.4.1 车间变电所的类型

1.车间附设变电所，可分为内附式和外附式。车间附设变电所能深入负荷中心，适用于生产面积比较紧凑、生产流程需要经常调整因而设备要作相应变动的生产车间。附设式变电所在工业和民用建筑中较普遍。

2.车间内变电所，它有利于深入负荷中心，缩短低压配电的距离，减少有色金属的消耗量，降低电能损耗和电压损耗，因此该变电所的技术经济指标较好，但占用车间的生产面积。适用于环境条件许可、负荷较大、负荷中心居中部的多跨车间。

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3.独立变电所，它的运行维护条件好，安全可靠性高，但建筑费用较高，因此适用于负荷小而分散，或需要远离易燃、易爆有腐蚀性气体及低洼积水的场所，一般需经全面技术经济比较来确定。

4.杆上变电台，它最简单经济，通风散热条件又好，但供电可靠性较差，易受环境影响，运行维护的条件较差，只适合环境允许的中小城镇居民区和工厂的生活区，且变压器容量在315kVA及以下时选用。

5.露天或半露天变电所，对小型工厂车间或其他不重要用户，从简单、经济角度考虑，露天或半露天变电所投资省、通风散热条件好，在无腐蚀性、爆炸性气体和粉尘、无易燃易爆危险的场所，只要环境条件许可，便可以考虑采用。但一定要采取安全防护措施（如周围加围墙、围栏等），因其安全可靠性较差。

6.地下变电所，它的通风散热条件差，湿度高，投资和运行费用高，但这种变电所安全且不碍观瞻，在高层建筑、地下工程和矿井中采用较多，其变压器采用干式变压器。

7.楼层变电所，该类型适用于高层建筑和地面面积有限的场所。楼层变电所中采用的电气设备及结构须尽可能轻、安全，并须防火，变压器通常采用干式变压器。

8.箱式（组合式）变电所，是一种由生产厂家按一定接线方案成套制造、并现场安装的变电所，其变压器柜和高、低压开关柜组装在带有金属防护外壳的箱体内。

4.4.2 车间变电所所址的选择

根据第三章变配电所选择的一般原则及总体布置要求，结合4.1.1变电所的类型，根据本厂的实际情况，选择车间变电所的所址。

No1变电所装设在薄膜车间内；No2变电所装设采用外附式；No3、No4变电所装设采用内附式；No5变电所装设采用独立式。

4.5 车间变电所的继保装置的整定

4.5.1 主变压器的继电保护装置及低压侧的保护装置

1.装设瓦斯保护 瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器，当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬间动作于信号；当严重故障产生大量瓦斯时，则

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动作于跳闸。

如图4-5所示，当变压器内部发生轻微故障（轻瓦斯）时，瓦斯继电器KG1闭合，动作于报警信号。当变压器内部发生严重故障（重瓦斯）时，KG2闭合，通常是经中间继电器KM2动作于短路器QF的跳闸机构YR，同时通过信号继电器KS1发出跳闸信号。KG2闭合，也可以利用切换片XB切换，使KS2线圈动作于报警信号。

由于瓦斯继电器下触点KG2在重瓦斯故障时可能有“抖动”的情况，因此为了使跳闸回路稳定地接通，断路器能足够可靠地跳闸，这里利用中间继电器KM2的触点作“自保持”。只要KG2因重瓦斯动作一闭合，就使KM2动作，并形成自保持动作状态，使短路器QF跳闸。

2.装设反时限过电流保护 采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸的操作方式。

1）过电流保护动作电流的整定

IL?max?2I30?2?230.28?460A，Krel?1.3，Kre?0.8，Ki?2500/5?500，

因此动作电流为：IOP?1.3?1?460A?1.5A

0.8?500因此过电流保护动作电流IOP整定为1.5A。

2）过电流保护动作时间的整定 由于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可整定为最短的0.5S。

3）过电流保护灵敏系数的检验

IK?min(3)IK0.866I1.5A?5000.866?36.1KAK?2?750A ???1.25KA，IOP?1?OPi?K1KT10KV/0.4KVW因此其保护灵敏系数为：SP?1250A?1.7?1.5 750A满足规定的灵敏系数1.5的要求。

3.低压侧低压开关采用DW15型的低压短路器，三相均装过流脱扣器，既可实现对低压侧相间短路和过负荷的保护，又可实现对低压单相接地短路的保护。

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图4-2 主变压器保护原理接线图

4.6 防雷和接地

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的镀锌圆钢，避雷带采用25mm×4mm的镀锌扁钢。

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25mm×4mm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

43

接。

（2）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的雷电波。

3.变电所公共接地装置的设计

现初步考虑围绕变电所建筑四周，距变电所2～3m，打入一圈直径50mm、长2.5m的钢管接地体，每隔5m打入一根，管间用40×4mm2的扁钢焊接。

（1）计算单根钢管接地电阻

查相关资料得土质的电阻率ρ = 100Ω·m 可知单根钢管接地电阻RE(1)?100??m?40Ω

2.5m（2）确定接地钢管数和最后的接地方案 根据

RE(1)40??10。但考虑到管间的屏蔽效应，初选15根直径50mm、长RE42.5m的钢管作接地体。以n = 15和al= 2再查有关资料可得ηE ≈ 0.66。 因此可得

n?RE(1)ηRE?40?15

0.66?4考虑到接地体的均匀对称布置，选16m根直径50mm、长2.5m的钢管作接地体，用40×4mm2的扁钢连接，环形布置。

接地电阻的验算：RE?

RE(1)nη?40?3.85Ω，满足RE?4Ω的要求。

16?0.65

44

第五章 设计图纸

图5-1主变压器保护原理接线图

45

10kVFS4-10架空进线LJ-120GN8-10T/400高压配电室No.116No.115No.101GG-1A(J)-04JDZ-10GN8-10T/400LGJ-10400/5ASN10-10/630No.117GN8-10T/400GN8-10T/400LGJ-10400/5ASN10-10/630GN8-10T/400GN8-10T/400JDZ-10No.102GG-1A(F)-07GG-1A(J)-03GG-1A(F)-13.113 No.107(同No.106) No.108(同No.106) No.109(同No.106) No.110(同No.106)No.104 No.111(同No.106)GG-1A(F)-03同No.104No.103同No.103GG-1A(F)-55JDZ-10YJV-95YJV-95YJV-95YJV-95YJV-95YJV-95YJV-95YJV-95JDZJ-10No.105GR-1-01.03 BWF10.5- 100-1W 至3号 至2号车间变电所车间变电所 至1号车间变电所 至4号 至5号车间变电所车间变电所同No.105GR-1-01.03No.113RN1-10GG-1A(F)-55No.114FS4-10 GN8- 10T/400SN10-10/630LGJ-10400/5ANo.106GG-1A(F)-07 GN8-10T/400SN10-10/630LGJ-10400/5AGG-1A(F)-03 R2-10/0.5No.112

GN8-10T/400LGJ-10400/5AGN8-10T/400R2-10/0.5R2-10/0.5GN8-10T/400LGJ-10400/5A 电缆进线（备用电源）YJV-95

图5-2总配电所电气主接线单线图

GG-1A(F)-11946

LMY-3(40×4) GN8-10T/400No.201PGL-2-06ALMZJ1-0.5 2500/5AHD13-2500 LMZJ1-0.5 2500/5AHD13-2500PGL-2-07ANo.207No.203No.205No.202同No.203No.206PGL-2-34PGL-2-35No.204PGL-2-35LMZJ1-0.5LMZJ1-0.5 2500/5ALMZJ1-0.5低压动力线低压动力线PGL-2-14低压动力线低压动力线PGL-2-34同No.202

1号车间变电所 S9-80010kV(1+5%) 400VHD13-2500DW15-25电动 DW15-25电动HD13-2500 S9-800 10kV(1+5%) 400V

图5-3 1号车间变电所主接线图

HR5-400HD13-2500HR5-400DW15-2547

HR5-400DW15-25低压动力线

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