低压配电系统及车间变电所毕业设计 - 图文

惠州学院

HUIZHOU UNIVERSITY

毕 业 论 文（设 计）

中文题目：某冷镦车间低压配电系统及车间变电所设计

英文题目：A cold heading plant low voltage distribution

systems and workshop substation design

姓 名 学 号 专业班级 指导教师 提交日期

教务处制

摘要

本文根据安全、可靠、经济、实用的设计原则，对某冷镦车间低压配电系统及车间变电所进行了设计。在对任务书的设计要求分析后，论文由以下几部分组成：电路的负荷计算和无功功率的补偿；变电所位置和型式的选择；变电所主变压器的选择，主接线方案的设计与短路电流计算；变电所一次设备与进出线的选择、校验；变电所二次回路的选择及继电保护的整定；防雷保护和接地装置设计；主接线图等。基于厂区车间布局，在合理的经济预算下，提高供电系统的功率因素，减少电能损失，减低成本，使其发挥更多的经济效益是本设计的目的。

关键词 负荷计算 短路电流 继电保护 防雷设置

I

目 录

第一章 概述.............................................................................................................................................. 1 1.1 前言 ..................................................................................................................................................... 1 1.2 设计任务 ............................................................................................................................................. 1 第二章 负荷计算和无功功率补偿 .......................................................................................................... 5 2.1 车间的负荷计算 ................................................................................................................................. 5 2.2 无功功率补偿 ..................................................................................................................................... 7 第三章 变电所位置和型式的选择 .......................................................................................................... 9 3.1 变电所的位置选择原则 ..................................................................................................................... 9 3.2 车间变电所型式的选择 ..................................................................................................................... 9 第四章 变电所主变压器及主接线方案的选择 .................................................................................... 11 4.1 总降压变电所主变压器台数、容量和型式的确定 ....................................................................... 11 4.2 变电所主接线方案的设计 ............................................................................................................... 12 第五章 短路电流的计算 ........................................................................................................................ 15 5.1 短路计算 ........................................................................................................................................... 15 5.2 三相短路时的短路电流和容量的计算 ........................................................................................... 16 第六章 变电所一次设备的选择校验 .................................................................................................... 18 6.1 10kV侧一次设备的选择 .................................................................................................................. 18 6.2 一次设备的校验 ............................................................................................................................... 18 第七章 变电所进出线的选择与校验 .................................................................................................... 21 7.1 高低压进出线 ................................................................................................................................... 21 7.2 变配电所进出线方式的选择 ........................................................................................................... 21 7.3 变配电所进出线导线和电缆型式的选择 ....................................................................................... 21 第八章 变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定 .................................................................... 26 8.1变电所二次回路方案的选择 ............................................................................................................ 26 8.2 继电保护 ........................................................................................................................................... 28 第九章 变电所的防雷保护与接地装置的设计 .................................................................................... 33 9.1 防雷保护 ........................................................................................................................................... 33 9.2接地装置 ............................................................................................................................................ 33 总 结 ....................................................................................................................................................... 35 致 谢 ....................................................................................................................................................... 36 参考文献.................................................................................................................................................. 37 英文摘要.................................................................................................................................................. 38 附 录 ....................................................................................................................................................... 39 附录一：外文资料翻译 .......................................................................................................................... 39 附录二： 车间平面布置图 .................................................................................................................... 46 附录三：电气主接线图 .......................................................................................................................... 47

II

第一章 概述

1.1 前言

电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用。电能的输送与分配既简单、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。但随着工业化过程的加快，对电能的需求量也急剧增加，合理、正确地利用电能是能源工作的重中之重，而设计出符合要求的变电所是实现这一目标的前提。

本设计根据工厂供电设计的如下原则设计： （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。

工厂供电设计应做到保障人身和设备安全、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、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。

工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照符合性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。 工厂供电设计应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设和远期发展的关系，做到远、近结合，以近期为主，适当考虑扩建可能性。

（2）

（3）

（4）

本文分为九章。首先概要地介绍本设计的主要内容，接着系统地讲述冷镦车间的电力负荷计算和无功功率补偿，变电所位置和形式的选择，变电所主变压器台数、容量与类型的选择，变电所主接线方案的设计，短路电流的计算，变电所一次设备的选择校验，变电所进出线的选择与校验，变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定，变电所的防雷保护与接地装置的设计。

1.2 设计任务

作为设计依据的原始资料有： 1.车间平面布置图（见附录二）

2.车间生产任务及产品规格

1

本车间主要承担我国机械和电器制造工业的标准螺钉配件生产。标准螺钉元件规格范围为M3——M18。

3.车间设备明细表

设备代号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 设备名称型号 冷镦机Z47-12 冷镦机GB-3 冷镦机A164 冷镦机A124 冷镦机A123 冷镦机A163 冷镦机A169 冷镦机Z47-6 冷镦机82BA 冷镦机A121 冷镦机A120 切边机A233 切边机A232 压力机60t 压力机40t 切边机A231 切边机A230 切边机（自制） 搓丝机GWB16 搓丝机 搓丝机A253 搓丝机A253 双搓机 搓丝机GWB65 搓丝机Z25-4 台数 16 1 1 1 2 1 1 7 1 2 2 2 1 1 1 4 1 1 2 1 1 4 1 2 1 单台容量 kw 31 55 28 28 20 20 10 15 11 4.7 3 20 14 10 7 7 4.5 3 10 14 7 7 11 5.5 3 总容设备 量kw 代号 设备名称型号 496 55 28 28 40 20 10 105 11 9.4 6 40 14 10 7 28 4.5 3 20 14 7 28 11 11 3 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 铣口机（自制） 铣口机（自制） 车床C336 车床1336M 台钻 清洗机（自制） 包装机（自制） 涂油槽（自制） 车床C620-1 车床C620-1M 车床C620 车床C618K 铣床X62W 平面磨床M7230 牛头刨床 立钻 砂轮机 钳工台 划线台 桥式吊车5t 梁式吊车 电葫芦1.5t 电葫芦1.5t 叉车0.5t 叉车0.5t 合计 台数 1 1 1 1 7 4 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6 4 1 2 1 1 1 2 1 单台 容量 总容kw 量kw 7 5.5 3 4.5 0.6 10 4.5 - 7 7 7 7 7.5 7.62 3 1.5 0.6 - - 18.7 8.2 2.8 1.1 - - 7 5.5 3 4.5 4.2 40 13.5 - 7 7 7 7 7.5 7.62 3 1.5 3.6 - - 37.4 8.2 2.8 1.1 - -

4.车间变电所的供电范围

（1）本车间变电所设在冷镦车间东北角，除为冷镦车间供电外，尚须为工具、机修车间供电。

（2）工具车间要求车间变电所低压侧提供四路电源。 （3）机修车间要求车间变电所低压侧提供一路电源。 （4）工具、机修车间负荷计算表，如表1-1所示。

2

表1-1 工具、机修车间负荷计算表

序车间名号 称 1 工具车间 供电回路代号 设备容量 kW 47 56 42 35 180 150 计算负荷 P30(kW) Q30(kvar14.1 16.8 12.6 10.5 54 37.5 ) 16.5 19.7 14.7 12.3 63.2 43.9 S30(kVA) I30(A) 2 No.1供电回路 No.2供电回路 No.3供电回路 No.4供电回路 小计 机修车No.5供电回间 路

5.车间负荷性质

车间为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为4500h，属于三级负荷。 6.供电电源条件

（1）车间变电所从本厂35/10kV总降压变电所用架空线路引进10kV电源，如图所示，电缆线路长200m。

(3)Sk?300MVA 10/0.4kV 1.5s l?200m0.08?km 图1-1 引入车间变电所的线路

(2)工厂总降压变电所10kV母线上的短路容量300MVA计。

(3)工厂总降压变电所10kV配电出线定时限过电流保护的整定时间

top?1.5s

(4)要求车间变电所最大负荷时功率因素不得低于0.9。

3

(5)要求在车间变电所10kV侧进行电能计量。 7.车间自然条件

（1）气象条件 气象条件包括： ①车间内最热月的平均温度为30℃； ②地中最热月的平均温度为25℃； ③土壤冻结深度为1.10m; ④车间环境，属正常干燥环境。

（2）地质水文资料 车间原址为耕地，地势平坦。地层以砂粘土为主，地下水位为2.8～5.3m。

4

第二章 负荷计算和无功功率补偿

2.1 车间的负荷计算

1.车间设备组1负荷计算见表2-1：

表2-1 冷镦车间设备组1的负荷计算表

设备代号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 设备名称型号 冷镦机Z47-12 冷镦机GB-3 冷镦机A164 冷镦机A124 冷镦机A123 冷镦机A163 冷镦机A169 冷镦机Z47-6 冷镦机82BA 冷镦机A121 冷镦机A120 切边机A233 切边机A232 压力机60t 压力机40t 切边机A231 切边机A230 切边机（自制） 搓丝机GWB16 搓丝机 搓丝机A253 搓丝机A253 双搓机 搓丝机GWB65 搓丝机Z25-4 铣口机（自制） 铣口机（自制） 车床C336 车床1336M 台钻 清洗机（自制） 包装机（自

台 数 16 1 1 1 2 1 1 7 1 2 2 2 1 1 1 4 1 1 2 1 1 4 1 2 1 1 1 1 1 7 4 3 单台容量 kW 31 55 28 28 20 20 10 15 11 4.7 3 20 14 10 7 7 4.5 3 10 14 7 7 11 5.5 3 7 5.5 3 4.5 0.6 10 4.5 总 容 量 kW 496 55 28 28 40 20 10 105 11 9.4 6 40 14 10 7 28 4.5 3 20 14 7 28 11 11 3 7 5.5 3 4.5 4.2 40 13.5 需 计算负荷 要 S30/P30/Q30/kvtan?cos? 系 kW kV?A ar 数Kd 0.2 0.5 1.73 99.2 171 198 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 5

I30/A 302 33 17 17 24.3 12.2 6.1 63.8 6.7 5.6 3.7 24.3 8.5 6.1 4.3 17 2.75 1.8 12.2 8.56 4.3 17 6.7 6.7 1.8 4.3 3.3 1.8 2.75 2.57 24.3 8.25 1.73 11 1.73 5.6 1.73 5.6 1.73 8 1.73 4 1.73 2 1.73 21 1.73 2.2 1.73 1.84 1.73 1.2 1.73 8 1.73 2.8 1.73 2 1.73 1.4 1.73 5.6 1.73 0.9 1.73 0.6 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73 4 2.8 1.4 5.6 2.2 2.2 0.6 1.4 1.1 19 9.7 9.7 13.8 6.9 3.45 36.3 3.8 3.18 2.1 13.8 4.8 3.45 2.4 9.7 1.56 1.03 6.9 4.85 2.4 9.7 3.8 3.8 1.03 2.4 1.9 1.03 1.56 1.45 13.8 4.67 22 11.2 11.2 16 8 4 42 4.4 3.68 2.4 16 5.6 4 2.8 11.2 1.8 1.2 8 5.6 2.8 11.2 4.4 4.4 1.2 2.8 2.2 1.2 1.8 1.68 16 5.4 1.73 0.6 1.73 0.9 1.73 0.84 1.73 8 1.73 2.7

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 47 48 49 50 制） 涂油槽 车床C620-1 车床C620-1M 车床C620 车床C618K 铣床X62W 平面磨床M7230 牛头刨床 立钻 砂轮机 钳工台 划线台 电葫芦1.5t 电葫芦1.5t 叉车0.5t 叉车0.5t 合计 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6 4 1 1 1 2 1 - - 7 7 7 7 7 7 7 7 7.5 7.5 7.67.62 2 3 3 1.5 1.5 0.6 3.6 - - - - 2.8 2.8 1.1 1.1 - - - - 1341.7 - 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 - - 0.2 0.2 - - 0.2 - 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 - - 0.5 0.5 - - 0.5 - 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73 1.4 1.4 1.4 1.4 1.5 1.6 2.4 2.4 2.4 2.4 2.6 2.7 1.03 0.56 1.25 0.97 0.38 464.3 2.8 2.8 2.8 2.8 3 3.2 1.2 0.6 1.44 1.12 0.44 536.7 4.3 4.3 4.3 4.3 4.6 4.8 1.8 0.9 2.2 1.7 0.67 815.4 1.73 0.6 1.73 0.3 1.73 0.72 - - 1.73 0.56 1.73 0.22 - - 1.73 268 2.车间设备组2负荷计算见表2-2：

表2-2 冷镦车间设备组2的负荷计算表

设备代号 单台台 容量 kw 数 总 容 量 kw 需 要 系 数 Kd 0.15 0.5 0.5 0.5 计算负荷 cos?tan?P30/kw Q30/S30/I30/A kvar kV?A 9.7 2.1 11.2 17.1 2.5 3.7 45 桥式吊车 2 18.7 37.4 0.15 46 梁式吊车 1 小计

8.2 8.2 45.6 0.15 1.73 5.61 1.73 1.23 1.73 6.84 11.8 13.7 20.8 3.工具、机修车间负荷计算见表2-3：

表2-3 工具、机修车间的负荷统计表

序号 1 车间名称 供电回路代号 设备容量 kW 47 56 42 35 150 330 计算负荷 P30(kW) Q30(kvar14.1 16.8 12.6 10.5 37.5 91.5 ) 16.5 19.7 14.7 12.3 43.9 107.1 S30(kVA) I30(A) 21.7 25.9 19.4 16.2 57.7 140.9 32.9 39.4 29.5 24.6 87.7 214.1 2 工具车间 No.1供电回路 No.2供电回路 No.3供电回路 No.4供电回路 机修车间 No.5供电回路 小计 4.车间设备总负荷统计见表2-4：

6

表2-4冷镦车间总的负荷统计表

用电单位名称 设 备 容 量 1341.7 45.6 180 150 1717.3 需要系数 计算负荷 (kW) 268.3 6.84 54 37.5 366.64 330.0 cos? tan? 0.5 0.5 1.73 1.73 P30 Q30 (kvar) 464.3 11.83 63.2 43.9 583.23 554.0 (kVA) 536.7 13.68 83.2 57.7 691.28 644.8 S30 I30(A) 815.4 20.8 126.4 87.7 1050.3 979.7 设备组Ⅰ 设备组Ⅱ 工具车间 机修车间 总计 0.2 0.15 取K?p=0.90 K?q=0.95

2.2 无功功率补偿

1.补偿前的变压器低压侧的视在计算负荷为：

S30(1)?(3302?5542)?644.8kVA

因此未进行无功补偿时，主变压器容量应选为了1000 kVA。这时变电所低压侧的功率因数为：cos?(2)?330644.8?0.51<0.9 2.无功补偿容量

按要求，变电所高压侧的cos??0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗

?QT远大于其有功功率损耗?PT，一般?QT?(4~5)?PT，因此在变压器低压侧

进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90 ，这里取cos?'?0.92。要使低压侧功率因数由0.51提高到0．92，低压侧需装设的并联电容器容量为：

cos?'?0.92

Qc?330?[tan(arccos0.51)?tan(arccos0.92)]kvar?416kvar 取 Qc?417kvar

故选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BWO.4-14-3型，采用方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相组合，总容量：84kvar?5?420kvar 3.补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：

S30(2)?3302?(544?417)2kVA?357kVA

变压器的功率损耗为：

?PT?0.015S30(2)?0.015?357kVA?5.4kW

?QT?0.06S30(2)?0.06?357kVA?21.4kvar

变电所高压侧的计算负荷为

7

P30(1)'?330kW?5.4kW?335.4kW

Q30(1)'?(554?417)kvar?21.4kvar?158.4kvar

S30(1)'?(335.4)2?(158.4)2?371kVA

补偿后工厂的功率因数为

cos?'?P30(1)'S30(1)'?335.4371?0.904>0.9 4.车间变电所负荷计算 见表2-5：

表2-5车间变电所负荷计算表

序 号 车间名称 需要系数 1 2 3 4 设备组1 0.2 设备组2 0.15 工具车间 机修车间 总计 380V侧补偿前负荷 380V侧无功补偿容量 380V侧补偿后负荷 变压器功率损耗 10kV侧负荷总计 设备容量 kW 1341.72 45.6 180 150 1717.32 计算负荷 P30(kW) 268.3 6.84 54 37.5 330 330 330 5.4 335.4 Q30(kvar) 464.3 11.83 63.2 43.9 554 554 417 137 21.4 158.4 S30(kVA) I30(A) 1753 13.7 83.13 57.73 644.8 644.8 357 371 2678 20.87 126.97 88.18 979.7 979.7 543 21.4

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第三章 变电所位置和型式的选择

3.1 变电所的位置选择原则

1.选择工厂变、配电所的所址

应根据下列要求并经技术、经济比较后择优确定： ⑴接近负荷中心。 ⑵ 进出线方便。 ⑶ 接近电源侧。 ⑷ 设备吊装和运输方便。

⑸ 不应设在有剧烈振动的或高温的场所。

⑹不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所。当无法远离时，不应设在污染源的下风侧。

⑺ 不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，不宜与上述场所相贴邻。

⑻ 不应设在有爆炸危险环境的建筑物的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方；当与有爆炸或火灾环境的建筑物毗邻时，应符合现行国家标准GB 50058—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。

（10）高压配电所应尽量与临近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一起。

变电所的位置选择应根据选择原则，经技术、经济比较后确定。根据接近负荷中心，偏向电源侧的选择方法。本车间变电所已给出，位于车间的东北角。

3.2 车间变电所型式的选择

变配电所有屋内式和屋外式两大型式。屋内式运行维护方便，占地面积少。在选择工厂总变配电型式时，应根据具体地理环境，因地制宜；技术经济合理时，应优选用屋内式。

负荷较大的车间，宜设附设式或半露天式变电所。

负荷较大的多跨厂房及高层建筑内，宜设车间内变电所或组合式成套变电站。

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负荷小而分散的工厂车间及生活区，或需远离有易燃易爆危险环境及有腐蚀性车间时，宜设独立变电所。如果屋外环境正常，亦可设露天变电所，有条件亦可设户外箱式变电站。

工厂的生活区，当变压器容量在315kVA及以下时，宜设杆上式变电台或高台式变电所。

由于屋内式优点众多，本设计采用屋内式。

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第四章 变电所主变压器及主接线方案的选择

4.1 总降压变电所主变压器台数、容量和型式的确定

1.主变压器台数的选择

主变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上主变压器： （1）有大量一级或二级负荷。

（2）季节性负荷变化较大，适用经济运行方式。 （3）集中负荷较大，例如大于1250KVA时。

其他情况宜装设一台主变压器。其容量可根据计算负荷决定。

对一、二级负荷较大的车间，采用两回独立进线，设置两台变压器，其容量确定和总降压变电所相同。当负荷分散时，可设置两个各有一台变压器的变电所。车间变电所中，单台变压器容量不宜超过1000kVA。

根据本设计属三级负荷，选择一台变压器。 2.主变压器容量的选择

（1） 装有一台主变压器的变电所主变压器容量SN.T应不小于总的计算负荷

S30，

即：SN.T?S30

（2） 装有两台主变压器的变电所，每台主变压器容量SN.T不应小于总的计算负荷的60%～70%，即SN.T?(0.6~0.7)同时每台主变压器容量SN.T不应小S30 ，

于全部一、二级负荷的计算之和，即SN.T?S30(I?II) 。 由于只需一台变压器，，经计算：SN?T?S30?371kVA 3.主变压器型式的选择

（1）一般正常环境的变电所，可选用油浸式变压器，且应优先选用S9、S11等系列变压器。

（2）在多尘或有腐朽性气体严重影响变压器安全运行的场所，应选用S9-M、S11-M·R等系列全密封式变压器。

（3）多层或高层建筑内的变电所，宜选用SC9等系列环氧树脂浇注式变压器

11

或SF6充气型变压器。

（4）多雷地区及土壤电阻率较高的山区，宜选用防雷型变压器。

车间原址为耕地，地势平坦。地层以砂粘土为主，地下水位为2.8～5.3m。可知为一般正常环境的变电所，因此选用S9系列的变压器。 4.主变压器联结组别的选择

（1） 三相负荷基本平衡，其低压中性线电流不超过其低压绕组额定电流的25%、且供电系统谐波干扰不甚严重时，三相配电变压器的联结组可选用Yyn0.

（2)当由单相不平衡负荷引起的中性线电流超过变压器低压组额定电流25%时，或供电系统中存在较大的谐波源、高次谐波电流比较突出时，三相配电变压器的联结组宜选用Dyn11。

因此，选用Yyn0联结组。

综上所述，变压器选择S9——400/10（6），变压器参数见表4-1：

表4-1 变压器参数表

额定容量kVA 400 额定电压/kV 一次 10 二次 0.4 联结组标号 Yyn0 损耗/W 空载 800 负载 4300 空载电流 1.0 阻抗电压 4 价 格 /元 39660

4.2 变电所主接线方案的设计

变电所的主结线，应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。 1.装设一台主变压器

型号采用S9型，而容量根据SN.T?S30，选SN.T=400KVA﹥371 KVA，即选用一台S9-400/10型低损耗配电变压器。如图4-1所示。 2.装设两台主变压器

型号采用S9型，而每台变压器容量按下面公式选择。即

SN.T≈（0.6～0.7）?371kVA=（222.6～259.7）kVA SN.T≥S30(I?II)=0

选两台S9-315/10变压器。如图4-2所示。

12

按上面两种主变压器的方案可设计两种主结线图:

S9?400/10 图4-1 装设一台主变的变电所主接线方案（附高压柜列图）

S9?315/10 S9?315/10 图4-2 装设一台主变的变电所主接线方案（附高压柜列图）

13

3.两种主结线方案的比较见表4-2：

表4-2 两种主接线方案的比较

技术指标 比较项目 供电安全性 供电可靠性 供电质量 灵活方便性 扩建适应性 电力变压器的综合投资额 装设一台主变压器的方案 满足要求 基本满足要求 由于一台主变，电压损耗略大 只一台主变，灵活性稍差 稍差一些 查表得S9——400/10单价为3.966万元，查表得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为2?3.966?7.932万元 查表得GG——1A（F）型柜按每台4万元计，查表得其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为4?1.5?4万元=24万元 查表计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为3.7526万元 按900元/kVA计，贴费为400?0.09万元=36万元 装设两台主变压器的方案 满足要求 满足要求 由于两台主变并列，电压损耗略小 由于有两台主变，灵活性较好 更好一些 查表得S——315/10单价为3.092万元，因此两台综合投资为4?3.092=12.368万元，比一台主变方案多投资4.436万 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，比一台主变的方案多投资12万元。 主变和高压开关柜的折旧费和维修管理费每年为5.6805万元，比1台主变压器的方案多耗1.9279万元 贴费为2×315×0.09万元=56.7万元，和一台主变压器相同 高压开关柜的经综合比较 济指标 电力变压器和高压开关柜的年运行费 交供电部门一次性供电贴费 从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结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。

14

第五章 短路电流的计算

5.1 短路计算

1.确定基准值

采用标幺制法进行三相短路计算，基准值取:

Sd=100 MVA,Ud1=10.5 kV, Ud2=0.4 kV

⑴确定基准值电流：

Sd100MV?A??5.5kA 3Ud13?10.5Sd100MV?A Id2???144.3kA

3Ud23?0.4⑵ 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值

Id1?①电力系统的电抗标幺值

由表查得Soc?300MV?A, 因此 X1?= ②电缆线路的电抗标幺值

有前面可得X0?0.08(?/km), 因此

X2?XL?*100MVA=0.3333

300MVASd100MVA?0.08(?/km)?0.2km??0.015 22Ud(10.5kVA)1③电力变压器的电抗标幺值 查表得Uk%?5 , X =X

?3?T(N)Sd5?100MV?A5?100?103kV?A= =12.5 ??

100?400kV?A100?400kV?AST(N)绘短路等效电路图如图5-1所示, 图上标出各元件的序号和电抗标幺值， 并标明短路计算点

K1K211 0.3330.50.0152 10.01531 12.57.94短路等效图

图5-1 短路等效图

15

5.2 三相短路时的短路电流和容量的计算

对于K1点：

1.计算短路回路总阻抗标幺值

XK1*?X1*?X2*?0.333?0.015?0.348

2.计算K1点所在电压级的基准电流

Id2?3.计算K1短路电流各值

3）三相短路电流周期分量有效值：IK（1?Sd100??5.5kA 3Ud23?10.5Id15.5kA??15.805kA ?XK10.348I?(3)又 I??高压电路短路冲击电流： (3)??IK1(3)?15.805kA i(3)sh?K1?2.52I??(3)?2.52?15.805?40.303kVA 高压电路短路冲击电流有效值： I(3)sh?K1?1.52I??(3)?1.52?15.805?23.866kVA 三相短路容量： (3)Sk1?Sd100??287.356MVA XK1*0.348对于K2点： 1.计算短路回路总阻抗标幺值 XK2*?XK1*?X3*?0.348?12.5?12.848 2.计算K2点所在电压级的基准电流 Id2?144.3kA 3.计算K2短路电流各值 3）IK（2?Id2144.3kA??11.231kA ?12.848XK2?IK2(3) ?I(3)(3)?I??11.231kA i(3)sh?K2?1.84I??(3)?1.84?11.231?20.665kVA I(3)sh?K2?1.09I??(3)?1.09?11.231?12.242kVA 16

SK2?计算结果列表5-2： Sd100??7.783MVA XK2*12.848表5-2 短路计算结果 短路计算点 三相短路电流（kA） 短路计算点 (3) IKi(3)sh (3)Ish 电压（kV） 10.5 0.4 三相短路容量Sk(MV·A) 287.356 7.783 K1 K2 15.805 40.303 23.866 11.231 20.665 12.242

17

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

1.高压开关柜的选择

高压开关柜是成套设备，柜内有断路器、隔离开关、互感器设备等。 （1）选择开关柜的型号

主要根据负荷等级选择开关柜的型号，一般一、二级负荷选择移开式开关柜，如KYN2?10, JYN2?10, JYN1?35型开关柜，三级负荷选择固定式开关柜，如

KGN?10,GG?1A(F)型开关柜。

本设计属三级负荷，选GG?1A(F)型开关柜。 （2）选择开关柜回路方案号

本设计是架空线进线，因此选择回路方案号07。 2.计量柜选择

选GG?1A(J)型，方案号03。

6.2 一次设备的校验

1.10kV侧一次设备的校验 装设地点条件见表6-1：

表6-1装设地点条件 选择校验项目 装设地点条件 参数 数据 电压 电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 UN 10kV IN 23.095A Ik(3) 15.805kA ish(3) 40.303kA Ik(3)2tima 474.616 (1)高压断路器的校验 按装设地点额定电压和额定电流选择断路器SN10-10Ⅱ/630。 动稳定校验：imax?80kA， ish?40.303A， imax?ish， 满足要求。 22.5，Ik2t?474.616，It2t?Ik(3)2tima，满热稳定校验： Itt?31.5?2?1984足要求。 断流能力校验：Ik(2)高压隔离开关

6按装设地点额定电压和额定电流选择，高压隔离开关选GN8?10T/600经

(3)?15.805kA，Ioc?31.5kA，Ioc?Ik(3)，满足要求。

校验，满足要求。

18

(3)高压熔断器

按装设地点额定电压和额定电流选择，高压熔断器选RN1-10，经校验，满足要求。

(4)户外隔离开关

按装设地点额定电压和额定电流选择，高压隔离开关选GW4?40.5经校验，满足要求。 (5) 电压互感器

按装设地点额定电压选择，电压互感器选择JDZJ-10和JDZ-10，经校验满足要求。 (6)电流互感器

按装设地点额定电压和额定电流选择，电压互感器选择LQJ-10，经校验满足要求。

10kV侧一次设备参数见表6-2：

表6-2 10kV侧一次设备参数表

电气设备名称 高压断路器 高压隔离开关 高压熔断器 电流互感器 电压互感器 电压互感器 户外隔离开关 避雷器 柜外形尺寸（长×宽×高） 型号 UN（kV） SN10-1Ⅱ/630 6GN8?10T/600 RN1-10 LQJ-10 JDJ-10 JDZJ-10 10 10 10 10 10/0.1 主要技术参数 IN（A） Ioc（kA） 其它 1000 31.5 600 —— 25 100～5 630 20 —— 100.10.1 //333GW4-40.5 35 FS4-10 10 1200mm×1200mm×3100mm

2 .380侧一次设备的校验

表6-3 装设地点条件

选择校验项目 装设地点条件 参数 数据 电压 电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 UN 380V I30 543A Ik（3） 11.231kA ish（3） 20.665kA Ik（3）tima 11.2312?0.7?88.295 2（1）低压断路器的校验 按装设地点额定电压和额定电流选择，低压断路器DW15-1000/3断流能

19

力校验：

Ik（3）?11.231kA，Ioc?40kA，Ioc?Ik（3），满足要求。

同理可得，经校验断路器DZ20-630/3、DZ20-200/3满足要求。 （2）电流互感器的校验

按装设地点额定电压和额定电流选择，电流互感器选择LMZJ1-0.5，经校验满足要求。

380V侧一次设备的参数见表6-4：

表6-4 380V侧一次设备的参数表

电气设备名称 低压断路器 低压断路器 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 型号 DW15-600/3电动 DZ20-630/3 DZ20-200/3 HD13-600/30 LMZJ1-0.5 主要技术参数 UN（V） IN（A） 380 600 380 630A 380 200A 380 600 500 600/5A Ioc（kA） 其它 30 30 25 3.高低压母线的选择

按88D364《电力变压器室布置》标准图集的规定，6～10kV变电所高低压LMY型硬铝母线的尺寸，如表6-5所示。

表6-5 10kV变电所高低压LMY型硬铝母线的常用尺寸表（mm）

变压器容量 高压母线 低相母线 压母线 中性母线 200 250 315 40×4 400 500 630 800 1000 40×4 80×8 100×8 120×10 60×6 80×6 1250 1600 50×5 60×6 80×6 2（100×10） 2（120×10） 40×4 50×5 80×8 80×10 必须注意，按上表选择的母线尺寸，一般均满足短路动稳定和热稳定要求，因此不必再进行短路校验。但对于高压配电所及35kV或以上的变电所，则不能采用此表的母线尺寸，而应按发热条件进行选择，并校验其短路稳定度。

因此，参照常用硬铝母线尺寸表，10kV侧母线选LMY?3(40?4)，380V低压母线选LMY-3(60×6)+40×4。

20

第七章 变电所进出线的选择与校验

7.1 高低压进出线

1.高压进线

（1）如为专用线路，应选专用线路的全长。

（2）如从公共干线引至变配电所，则仅选从公共干线到变配电所的一段引入线。

（3）对于靠墙安装的高压开关柜，柜下进线时一般需经电缆引入，因此架空线进线至变配电所高压侧，往往需选一段引入电缆。 2.高压出线

（1）对于全线一致的电缆出线，应选线路的全长。

（2）如经一段电缆从高压开关柜引出再架空配电的线路，则变配电所高压出线的选择只选这一段引出电缆。 3.低压出线

（1）如采用电缆配电，应选线路的全长。

（2）如经一段穿管绝缘导线引出，再架空配电的线路，则变配电所低压出线的选择只选这一段引出的穿墙绝缘导线，而架空配电线路则在厂区配电线路或车间配电线路的设计中考虑。

7.2 变配电所进出线方式的选择

1.架空线

在供电可靠性要求不很高或投资较少的中小型工厂设计中优先选用。 2.电缆

在供电可靠性要求较高或投资较高的各类工厂供电设计中优先选用。 因此，为保证供电可靠性，本设计选择架空线进线。

7.3 变配电所进出线导线和电缆型式的选择

1.高压架空线

（1）一般采用铝绞线。

（2）当档距较大、电杆较高时，宜采用钢芯铝绞线。

（3）沿海地区及有腐蚀性介质的场所，宜采用铜绞线或防腐蚀铝绞线。 2.高压电缆线

21

（1）一般环境和场所，可采用铝芯电缆；但在有特殊要求的场所，应采用铜芯电缆。

（2）埋地敷设的电缆，应采用有外保护层的铠装电缆；但在无机械损伤可能的场所，可采用塑料护套电缆或带外保护层的铅包电缆。

（3） 在可能发生位移的土壤中埋地敷设的电缆，应采用钢丝铠装电缆。 （4） 敷设在管内或排管内的电缆，一般采用塑料护套电缆，也可采用裸铠装电缆。

（5）电缆沟内敷设的电缆，一般采用裸凯装电缆、塑料护套电缆或裸铅包电缆。

（6） 交联聚乙烯绝缘电缆具有优良的性能，宜优先选用。

（7）电缆除按敷设方式及环境条件选择外，还应符合线路电压要求。 3.低压穿管绝缘导线

一般可采用铝芯绝缘线，但住宅建筑内及其他重要场所和要求供电可靠性高的线路，均应采用铜芯绝缘线。 4.低压电缆线

（1） 一般采用铝芯电缆，但特别重要的或有特殊要求的线路可采用铜芯电缆。 （2）明敷电缆一般采用裸铠装电缆。当明敷在无机械损伤可能的场所，允许采用无铠装电缆。明敷在有腐蚀性介质场所的电缆，应采用塑料护套电缆或防腐型电缆。

（3）电缆沟内电缆，一般采用塑料护套电缆，也可采用裸铠装电缆。 （4）TN系统的出线电缆应采用四芯或五芯电缆。 5. 10kV高压进线的选择和校验

采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10kV公用干线。

o

（1）按发热条件选择：由I30?23.095A,及室外温度30C，查表初选LJ-16，

得Ial?98.7A?I30，满足发热条件。

（2）校验机械强度：查表得最小允许截面Amin?35mm2，因此改选LJ-35. 由于，此线路很短，不需校验电压损耗。

6.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型交联聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。

22

o

（1） 按发热条件选择：由I30?23.095A及土壤温度25C，查表初选缆芯为

25mm2的交联电缆，其Ial?90A?I30，满足发热条件

（2）校验短路热稳定 Amin?I?电缆线改选缆芯为185mm2。 7. 380V低压出线的选择

tima0.75?15.805?103?mm2?177.760mm2 C77馈电给冷镦车间的线路采用VLV22—1000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。

o

（1）按发热条件选择。由I30?836A及地下1.1m土壤温度为25C，由于一

条电缆不能满组该车间电流，所以采用三电缆向该车间供电，查表选3条截面为

240mm2的电缆，其Ial?3?319?957A?I30

(2)校验电压损耗。

由于车间设备和车间变电所在同一车间，距离很短，不需校验电压损耗。 (3)校验短路热稳定性

Amin?I?2tima0.7532A?240mm?Amin ?11.231?10??127.978mm

C76所选电缆满足短路热稳定性。

因此冷镦车间采用3条VLV22—1000—3×240+1×120的四芯电缆供电。8.馈电给工具车间的线路采用四条VLV22—1000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。

对于NO.1供电回路： (1)按发热条件选择。

o21.1mCmmI30?32.9A由及地下土壤温度为25，查表初选6，其

Ial?38A?I30，满足发热条件。

(2)短路热稳定度校验。 求满足短路热稳定度的最小截面

Amin?I?tima0.75?11.231?103??127.978mm2?6mm2 C762所以前面所选6mm的缆芯截面小于Amin，不满足短路热稳定度要求，因

23

此改选缆芯150mm2的聚氯乙烯电缆，即VLV22—1000—3×150+1×120的四芯电缆。

对于NO.2～NO.4供电回路，线路亦采用VLV22—1000—3×150+1×120四芯电缆。经检验满足条件。

9.馈电给机修车间的线路亦采用VLV22—1000聚氯乙烯绝缘铝心电缆直埋敷设。

(1)按发热条件选择。

o22由I30?87.7mm及地下1.1m土壤温度为25C，查表初选120mm，其

Ial?212A?I30，满足发热条件。

(2)短路热稳定度校验。 Amin?I?2tima0.75?11.231?103??127.978mm2 C76由于前面所选120mm的缆芯截面小于Amin，不满足短路热稳定度要求，因此选缆芯为150mm2的聚氯乙烯电缆，即采用VLV22—1000—3×150+1×120的四芯电缆。

10.做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，与临近单位变配电所的10kV母线相联。

(1)按发热条件选择 车间的总计算负荷容量为645kVA，

I30?645kVA/(3?10kV)?37.2A,最热月土壤平均温度为25 oC，因此初选缆芯

225mm截面为的交联聚乙烯绝缘铝芯电缆，其Ial?90A?I30，满足发热条件。

(2)校验电压损耗 查表可得缆芯为25mm的铝芯电缆的R0?1.54?/km，

X0?0.12?/km，而总车间总计算负荷的P30?330kW,Q30?554kvar，线路长度

2按2km计，因此

?U??(PR?QX)?330kW?(1.54?2)??554?(0.12?2)??115V

UN10kV?U?100?(115V10000V)?100?1.15%??Ual?5% UN ?U%?由此可见满足允许电压损耗5%的要求。

(3)短路热稳定校验

24

Amin?I?tima1.2?15.805??224.851mm2 C77由于前面所选25mm2截面小于Amin，不满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯为240mm2的电缆，即YJL22—10000—3×240交联电缆。

综合以上所选变电所进出线和联络线的导线及电缆型号规格如表7-1所示

表7-1 变电所进出线和联络线的型号规格

线路名称 10kV电源进线 主变引入电缆 380V低至冷镦车间 压出线 至工具车间NO.1～NO.4 至机修车间 与临近单位10kV联络线 导线或电缆的型号规格 LJ-35（架空） YJL22—10000—3×185交联电缆（直埋） 3×VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋） 四回路供电VLV22—1000—3×150+1×120四芯塑料电缆（直埋） VLV22—1000—3×150+1×120四芯塑料电缆（直埋） YJL22—10000—3×240交联电缆（直埋）

25

第八章 变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定

8.1变电所二次回路方案的选择

1.高压断路器的操动机构控制与信号回路

断路器采用弹簧储能操作机构，其控制和信号回路如图8-1所示，可实现一次重合闸。

图8-1 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，装设三相有功电度表和无功电度表，分别计量全厂消耗的有功电能和无功电能，并据以计算每月车间的平均功率因数，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，其中电压骨干其为3个JDZJ-10型，组成Y0/Y0/△（开口三角）的结线，用以实现电压测量和绝缘监察。如图8-2。

26

图8-2 电压测量和绝缘监视回路

作为备用电源的高压联络线上，装有三相有功电度表、三相无功电度表和电流表，高压进线上，亦装有电流表。

图8-3 10kV线路测量和计量仪表的原理电路

低压侧的动力出线上，均装有有功电度表和无功电度表。低压并联电容器组线路上，装有无功电度表。每一回路均装有电流表。低压母线装有电压表。仪表的准确度等级按规范要求。

TA1ATA2BTA3CPA3PA1PA2PJPJPJWVaWVbWVcWVnPJPJPJ

图8-4 380V线路测量和计量仪表的原理电路

4.备用电源

在对供电可靠性要求较高的变配电所中，通常采用两路及以上的电源进线。

27

或互为备用，或一为主电源，另一为备用电源。备用电源自动投入装置就是当主电源线路中发生故障而断电时，能自动而且迅速将备用电源投入运行，以确保供电可靠性的装置，简称（APD）。本文设计中铺设了一条电缆与邻近的单位变电所的10kV母线相连。

8.2 继电保护

由于电气设备内部绝缘的老化、损坏和工作人员的误操作、雷击、外力破外等原因，会使运行中电力系统发生故障和不正常运行情况。最常见的是各种形式的短路。继电保护正是为了确保电力系统发生故障而采取的有效的措施，它可以保证对用户的连续的供电，故障切除以后，应尽快的使电气设备再次投入运行或由其他的电源的设备替代工作。保护配置，首先满足继电保护的四项基本要求，即满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性。然后各类保护的工作原理、性能应结合电网的电压等级、网络结构、接线方式等特点进行选择，使之能够有机配合起来，构成完善的电网保护。 1.过电流保护

(1） 主变压器的继电保护装置 1）装设瓦斯保护

当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当因严重故障产生大量瓦斯时，则动作于跳闸。

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

对于单侧电源的变压器，过电流保护安装在电源侧，保护动作时切断变压器各侧开关。过电流保护的动作时间应按躲过变压器的最大工作电流整定，即

IL.max?2I1N.T?2?400kVA/(3?10kV)?46.189A

Ki?100/5?20 Iop?KrelKw1.3?1IL?max??46.189A?3.753A KreKi0.8?20整定为4A。

式中 Ilmax——变压器的最大负荷电流

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Krel——保护装置的可靠系数，取1.3 Kre——电流继电器的返回系数，一般取0.8

Ki——电流互感器的变流比。

Kw——接线系数，对相电流接线取1，对相电流差接线取3

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倍动作电流动作时间）可整定为最短的0.5s。

③ 变压器过电流保护的灵敏度校验 Sp?Ik.min Iop.1式中 Ik.min——在电力系统最小运行方式下，低压母线两相短路电流折合到变压器的高压侧的值，即 I（3）k2?3Ik?0.866?15.805?13.687kA 2Iop.1——继电保护动作电流折合到一次电路的值，即

Iop.1?IopKi4A?20??80A Kw1Ik.min?Sp?Ik213.687kA??0.547kA KT10kV/0.4kVIk.min547A??6.838?1.5 Iop.180A满足灵敏系数1.5的要求。 3)装设电流速断保护

利用GL15型继电器的电流速断装置来实现。 ① 装设电流速断保护 利用式Iqb?KrelKWIK.max，式中， KiKT(3)Ik?max?IKkA ,KT?10KV/0.4KV?25,2?11.231Krel?1.4,Kw?1,Ki?100A/5A?20, 因此速流电流为

Iqb?1.4?1?11231A?31.447A 20?25速断电流倍数整定为

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Kqb?IqbIop?31.447A?7.862 4A（注意：Kqb可不为整数，但必须在2~ 8之间。） ② 电流速断保护灵敏系数的检验 利用式Sp?IK.min?2，式中 Iqb.1(2)(3)Ik?min?IKIKkA?13.687kA, 1?0.8661?0.866?15.805Iqb?1?IqbKi/KW?31.447A?20/1?628.94A ,因此其保护灵敏系数为

SP?13687A?21.762

628.94A按GB50062—1992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满足要求。按JBJ6—1996和JGJ/T16—1992的规定，电流速断保护的最小灵敏系数为2，则这里的电流速断保护灵敏系数也满足要求。

4）主变压器保护原理图

图8-5 主变压器保护原理图

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表8-1主变压器保护原理器件列表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 代号 KA KM KS KG KH RD GN SA FU YR QF XB WC WF 名称 电流继电器 中间继电器 信号继电器 瓦斯继电器 温度继电器 红色信号灯 绿色信号灯 控制开关 6a、40、20/F8 熔断器 跳闸线圈 高压断路器 切换片 操作（控制）小母线 闪光信号小母线 － — — － － － 个 个 个 个 个 个 1 3 1 1 2 1 操动机构内脱扣器 WCa、WCb 型号规格 GL-15 DZ50/22 DX-11 － － － － LW2-Z-1a、4、个 1 单位 个 个 个 个 个 个 个 数量 1 2 4 2 1 1 1 备注 KG1 KG2

(2）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，两相两继电器式结线，去分流跳闸的操作方式。

2） 过电流保护动作电流的整定。 利用式Iop?KrelKwIL?max KreKi其中IL?max可取为（1.5～3）I30，这里取 IL.max?2I30，I30?21.4A，Krel?1.3，

Kw?1Kre?0.8Ki?100/5?20，Iop?因此动作电流为：

1.3?1?2?21.4?3.478A

0.8?20整定为4A。

3）过电流保护动作时间的整定。

t1?t2??t?0.5?0.5?1.0s 保护时间整定为1.0s。

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4）过电流保护灵敏系数

资料不全，无法整定计算和检验灵敏系数。 (3） 变电所低压侧的保护装置

1）低压侧总开关采用DW15-600/3型低压断路器，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，又可实现对低压侧单相接地短路的保护。

2）低压侧所有出线上均装设DZ20型低压断路器控制，其过流脱扣器可实现对线路短路故障的保护。

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第九章 变电所的防雷保护与接地装置的设计

9.1 防雷保护

1.直击雷的过电压保护

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。如变电所的主变压器装设在室外或露天配电装置时，则应在变电所外面的适当位置装设独立避雷针，其装设高度应使其防雷保护范围包括整个变电所。如果变电所处在其它建筑物的直击雷防护范围内时，则可不另设独立避雷针。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，在装设避雷针的杆塔附近作一排或多边形排列，管间距离5m，打入地下，管顶距地面0.6m。接地管间用40mm?4mm的镀锌扁钢焊接相连。引下线用25mm?4mm的镀锌扁钢，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔及其基础内的钢筋相焊接，上与避雷针焊接相连。避雷针采用?20mm的镀锌圆钢，长1~1.5m。独立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有3m以上距离。 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。引下线采用25mm×4mm的镀锌扁钢，下与公共接地网焊接相连，上与避雷针接地端螺栓连接。 （2）在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。主变压器主要靠避雷器来保护，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波的雷电波。

9.2接地装置

由资料得车间变压器容量为400kVA。电压为10/0.4kV，接线组为Yyn0，与工厂变压器连接到车间变压器的电缆长200m。 1.接地电阻的要求

本变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件：

IE?10(0.2?35?0)?0.005A

350查表，此变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件

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RE?4? RE?120V0.005A?24000?

因此公共接地装置接地电阻应满足RE?4? 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40mm×4mm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干线与室外公共接地装置焊接相连。接地干线均采用25mm×4mm的镀锌扁钢。变电所接地装置平面布置如图2-8所示。

接地电阻的验算：

RE?RE(1)n???/l100??m/2.5m??3.85? n?16?0.65满足RE?4?的要求。

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总 结

经过自己的一番努力，论文终于完稿了。在此期间按国家有关规程，充分运用了工厂供电的有关知识，并且在查阅了大量的文献和范例后，把设计圆满地完成了。现对这次毕业设计所做的工作和在这个过程中所出现的不足进行总结。

1. 对已完成的论文，大体步骤总结如下：

（1）首先根据设计任务书给出的设计要求，确定该系统的计算负荷。 （2）从技术方面和经济两方面进行比较，确定工厂降压变电所电气主接线方案。绘制了主接线图。

（3）为选择高压电气设备，整定继电保护，进行了短路电流计算，并据此按正常工作条件选择和按短路情况校验确定降压变电所高低压电气设备。 （4）设置了相关的防雷接地装置，并给出了有关的电气图样。 （5）根据论文格式，撰写毕业设计论文。 2. 此过程中的不足之处

由于专业知识和时间的限制，难免会出现各种不足，现总结如下： （1）对工厂供电的知识只涉略了基础部分，对许多设计原则之前都没怎么了解过，导致许多方案无法实施。深入探究工厂供电方面的有关知识，是我今后的一个方向。

（2）画图是这次设计中比较大的一个难点，因为对CAD画图工具不熟，因此花费了不少时间。

（3）对于高低压侧继电保护，可以做到更细致，参数整定计算更准确，前后级配合更完善。这是我接下来要完成的工作。

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致 谢

此次论文撰写，在确定设计方案、查阅资料和初稿的审阅过程中，都得到了老师的耐心指导，让我获益匪浅。在此我特向老师表示由衷的感谢。

通过这次毕业设计，不仅让我巩固了电类专业知识，也让我接触到了其他相关领域，还进一步提高了作图，编辑，各种信息的查阅和分析技能，也大大的提高了自己的计算能力，对Auto CAD和word等方面的知识有了更深的了解，扩展了自己的知识面。在此感谢在这些方面给予我建议和指导的同学。

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参考文献

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ahgg.html