江西理工大學(xué) 工廠供電課程設(shè)計 題目1

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1、 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院 電力工程綜合課程設(shè)計 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣 班 學(xué) 號： 姓 名： 設(shè)計題目： XX機械廠降壓變電所的電氣設(shè)計（題目1） 設(shè)計報告格式25分 設(shè)計內(nèi)容45分 答辯 考勤 總計得分 封面 3 頁面布局 5 目錄格式 3 圖表質(zhì)量 4 間行距、字體 5 頁眉頁腳 5 設(shè)計題目把握

2、5 計算設(shè)計正確性 8 設(shè)備計算選型 7 電氣原理圖 變電所 主線圖 變電所 平剖、面圖 15 10 20 主接線方案 5 二次 回路 方案 5 2016年11月 1 / 27 目錄 第1章 設(shè)計任務(wù) - 1 - 第2章 負荷計算和無功功率補償 - 2 - 2.1 負荷計算 - 2 - 2.2 無功功率補償 - 3 - 第3章 變電所位置與型式的

3、選擇 - 5 - 第4章 變電所主變壓器臺數(shù)及主接線方案的選擇 - 5 - 4.1 變電所主變壓器的選擇 - 5 - 4.2 變電所主接線方案的選擇 - 6 - 4.3 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較 - 8 - 第5章 短路電流的計算 - 8 - 5.1 繪制計算電路 - 8 - 5.2 確定短路計算基準值 - 9 - 5.3 計算短路電路中個元件的電抗標幺值 - 9 - 5.4 k-1點（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計算 - 9 - 5.5 k-2點（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計算 - 10 - 第6章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗 - 11 - 6.1 10kV側(cè)

4、一次設(shè)備的選擇校驗 - 11 - 6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 - 12 - 6.3 高低壓母線的選擇 - 13 - 第7章 變壓所進出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 - 13 - 7.1 10kV高壓進線和引入電纜的選擇 - 13 - 7.2 380V低壓出線的選擇 - 14 - 7.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗 - 16 - 第8章 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定 - 17 - 8.1 變電所二次回路方案的選擇 - 17 - 8.2 變電所繼電保護裝置 - 17 - 8.3 裝設(shè)電流速斷保護 - 18 - 8.4 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼

5、電保護裝置 - 19 - 第9章 降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計 - 19 - 9.1 變電所的防雷保護 - 19 - 9.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計 - 20 - 第10章 設(shè)計總結(jié) - 21 - 第1章 設(shè)計任務(wù) 1）工廠總平面圖 見《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》圖11-1 2）工廠負荷情況 本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負荷利用小時為4600h，日最大負荷持續(xù)時間為6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。本廠的負荷統(tǒng)計資料如表1所示。 3）供電電源情況 按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電

6、源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號為LGJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過流保護和電流速斷保護，定時限過流保護整定的動作時間為1.7s。為滿足工廠二級負荷要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為80km，電纜線路總長度為25km。 4）氣象資料 本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃，年平均氣溫為23℃，年最低氣溫為-9℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱月平均氣溫為26℃，年最熱月地下0.8米處平均

7、氣溫為25℃。當?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。 表1 工廠負荷統(tǒng)計資料 廠房編號 廠房名稱 負荷類別 設(shè)備容量/kW 需要系數(shù) 功率因數(shù) 1 鑄造車間 動力 300 0．3 0．7 照明 6 0．8 1．0 2 鍛壓車間 動力 350 0．3 0．65 照明 8 0．7 1．0 7 金工車間 動力 400 0．2 0．65 照明 10 0．8 1．0 6 工具車間 動力 360 0．3 0．6 照明 7 0．9 1．0 4 電鍍車間 動力 250 0．5 0．8 照明 5 0

8、．8 1．0 3 熱處理車間 動力 150 0．6 0．8 照明 5 0．8 1．0 9 裝配車間 動力 180 0．3 0．70 照明 6 0．8 1．0 10 機修車間 動力 160 0．2 0．65 照明 4 0．8 1．0 8 鍋爐車間 動力 50 0．7 0．8 照明 1 0．8 1．0 5 倉庫 動力 20 0．4 0．8 照明 1 0．8 1．0 生活區(qū) 照明 350 0．7 0．9 5）地質(zhì)水文資料 本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。

9、 6）電費制度 本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，設(shè)專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變壓器容量為18元/kVA，動力電費為0.9元/Kw.h，照明電費為0.5元/Kw.h。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門交納供電貼費：6 ~10VA為800/kVA。 第2章 負荷計算和無功功率補償 2.1 負荷計算 2.1.1單組用電設(shè)備計算負荷的計算公式 a)有功計算負荷（單位為KW） = ， 為系數(shù) （2-1）

10、b)無功計算負荷（單位為kvar） = tan （2-2） c)視在計算負荷（單位為kvA） = （2-3） d)計算電流（單位為A） =, 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV） （2-4） 2.1.2多組用電設(shè)備計算負荷的計算公式 a)有功計算負荷（單位為KW） = （2-5） 式中是所有設(shè)備組有功計算負荷之和，是有功負荷同時系數(shù)，可取0.85~0.95 b)無功計算

11、負荷（單位為kvar） =，是所有設(shè)備無功之和；是無功負荷同時系數(shù)，可取0.9~0.97 c)視在計算負荷（單位為kvA） = （2-6） d)計算電流（單位為A） = （2-7） 經(jīng)過計算，得到各廠房和生活區(qū)的負荷計算表，如表1.1所示（額定電壓取380V） 表2.1 各廠房和生活區(qū)的負荷計算表 編號 名稱 類別 設(shè)備容量 需要系數(shù) cos tan 計算負荷 /kW /kW /kvar /kV

12、A /A 1 鑄造 車間 動力 300 0.3 0.7 1.02 90 91.8 — — 照明 6 0.8 1.0 0 4.8 0 — — 小計 306 — 94.8 91.8 132 201 2 鍛壓 車間 動力 350 0.3 0.65 1.17 105 123 — — 照明 8 0.7 1.0 0 5.6 0 — — 小計 358 — 110.6 123 165 251 7 金工 車間 動力 400 0.2 0.65 1.17 80 93.

13、6 — — 照明 10 0.8 1.0 0 8 0 — — 小計 410 — 88 93.6 128 194 6 工具 車間 動力 360 0.3 0.6 1.33 108 144 — — 照明 7 0.9 1.0 0 6.3 0 — — 小計 367 — 114.3 144 184 280 4 電鍍 車間 動力 250 0.5 0.8 0.75 125 93.8 — — 照明 5 0.8 1.0 0 4 0 — — 小計 255 —

14、 129 93.8 160 244 3 熱處理車間 動力 150 0.6 0.8 0.75 90 67.5 — — 照明 5 0.8 1.0 0 4 0 — — 小計 155 — 94 67.5 116 176 9 裝配 車間 動力 180 0.3 0.7 1.02 54 55.1 — — 照明 6 0.8 1.0 0 4.8 0 — — 小計 186 — 58.8 55.1 80.6 122 10 機修 車間 動力 160 0.2 0.65

15、1.17 32 37.4 — — 照明 4 0.8 1.0 0 3.2 0 — — 小計 164 — 35.2 37.4 51.4 78 8 鍋爐 車間 動力 50 0.7 0.8 0.75 35 26.3 — — 照明 1 0.8 1.0 0 0.8 0 — — 小計 51 — 35.8 26.3 44.4 67 5 倉庫 動力 20 0.4 0.8 0.75 8 6 — — 照明 1 0.8 1.0 0 0.8 0 — — 小計 21

16、 — 8.8 6 10.7 16.2 11 生活區(qū) 照明 350 0.7 0.9 0.48 245 117.6 272 413 總計 動力 2220 1015.3 856.1 — — 照明 402 計入=0.8, =0.85 0.75 812.2 727.6 1090 1656 2.2 無功功率補償 無功功率的人工補償裝置：主要有同步補償機和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴容方便等優(yōu)點，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。

17、 由表2.1可知，該廠380V側(cè)最大負荷時的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10KV進線側(cè)最大負荷時功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量： =(tan - tan)=810.8[tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) ] = 370 kvar 參照圖2.1，選PGJ1型低壓自動補償評屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）4臺相結(jié)合，總共容量為84kvar5=420kvar。補償前后，變壓器低

18、壓側(cè)的有功計算負荷基本不變，而無功計算負荷=（727.6-420）kvar=307.6 kvar，視在功率=868.5 kVA，計算電流=1320 A,功率因數(shù)提高為cos==0.935。 在無功補償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為1250kVA,才能滿足負荷用電的需要；而采取無功補償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時由于計算電流的減少，使補償點在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補償?shù)慕?jīng)濟效益十分可觀。因此無功補償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負荷計算如表2.2所示。 圖2.1 PGJ1型低壓無功功率自動補償屏的接線方案 表2.2 無

19、功補償后工廠的計算負荷 項目 cos 計算負荷 /KW /kvar /kVA /A 380V側(cè)補償前負荷 0.75 812.2 727.6 1090 1656 380V側(cè)無功補償容量 -420 380V側(cè)補償后負荷 0.935 812.2 307.6 868.5 1320 主變壓器功率損耗 0.015=13 0.06=52 10KV側(cè)負荷計算 0.92 825.2 359.6 900 52 第3章 變電所位置與型式的選擇 變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負荷中心，工廠的負荷中心按負荷功率矩

20、法來確定。以3號廠房負荷中心為原點，建立直角坐標系，然后測出各車間（建筑）和宿舍區(qū)負荷點的坐標位置，、、分別代表廠房1、2、3...10號的功率。而工廠的負荷中心假設(shè)在P(,),其中P=+++=。因此仿照《力學(xué)》中計算中心的力矩方程，可得負荷中心的坐標： （3-1） （3-2） 把各車間的坐標代入（3-1）、（3-2），得到=4.14，=3.97 。由計算結(jié)果可知，工廠的負荷中心在4號廠房（工具車間）的東南角。考慮到周圍環(huán)境及進出線方便，決定在4號廠房（工具車間）的東側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，

21、其型式為附設(shè)式。 第4章 變電所主變壓器臺數(shù)及主接線方案的選擇 4.1變電所主變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案： a)裝設(shè)一臺變壓器 型號為S9型，而容量根據(jù)式，為主變壓器容量，為總的計算負荷。選=1000kVA>=900kVA，即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。 b)裝設(shè)兩臺變壓器型號為S9型，而每臺變壓器容量根據(jù)式（4-1）、（4-2）選擇，即 900kVA=（540~630）kVA

22、 （4-1） =(132+160+44.4) kVA=336.4kVA （4-2） 因此選兩臺S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Yyn0 。 4.2 變電所主接線方案的選擇 按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計下列兩種主接線方案： 4.2.1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案 如圖4.1所示 Y0 Y0 S9-1000 GG-1A(F)-07 10/0.4kV 聯(lián)絡(luò)線 （備用電源） GG-1A(F)-54 GW口-10 10k

23、V FS4-10 GG-1A(J)-03 GG- 1A(J) -03 GG-1A(F)-07 GG- 1A(F) -54 GG- 1A(F) -07 GG- 1A(F) -07 主變 聯(lián)絡(luò)（備用） 高壓柜列 圖4.1 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案 4.2.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案 如圖4.2所示 Y0 Y0 220/380V S9-630 GG-1A(F) GG-1A(F)-07 10/0.4kV S9-630 10/0.4kV 聯(lián)絡(luò)

24、線 （備用電源） GG-1A(F)-54 GG-1A(F)-113、11 GW口-10 10kV FS4-10 GG-1A(J)-01 GG- 1A(F) -113 GG- 1A(F) -11 GG- 1A(J) -01 GG- 1A(F) -96 GG- 1A(F) -07 GG- 1A(F) -54 主 變 主 變 聯(lián)絡(luò) （備用） 高壓柜列 -96 圖4.2 裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案 4.3 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較 表4.1 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較 比較項目 裝設(shè)一臺

25、主變的方案 裝設(shè)兩臺主變的方案 技術(shù)指標 供電安全性 滿足要求 滿足要求 供電可靠性 基本滿足要求 滿足要求 供電質(zhì)量 由于一臺主變，電壓損耗較大 由于兩臺主變并列，電壓損耗較小 靈活方便性 只有一臺主變，靈活性稍差 由于有兩臺主變，靈活性較好 擴建適應(yīng)性 稍差一些 更好一些 經(jīng)濟指標 電力變壓器的綜合投資額 查得S9-1000/10的單價為15.1萬元，而變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此綜合投資約為2*15.1=30.2萬元 查得S9-630/10的單價為10.5萬元，因此兩臺變壓器的綜合投資約為4*10.5=42萬元，比一臺主變方案多投資11.

26、8萬元 高壓開關(guān)柜（含計量柜）的綜合投資額 查得GG-1A(F)型柜可按每臺4萬元計，其綜合投資可按設(shè)備的1.5倍計，因此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為4*1.5*4=24萬元 本方案采用6臺GG-1A(F)柜，其綜合投資約為6*1.5*4=36萬元，比一臺主變方案多投資12萬元 電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行費 主變的折舊費=30.2萬元*0.05=1.51萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費=24萬元*0.06=1.44萬元；變配電的維修管理費=（30.2+24）萬元*0.06=3.25萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費=（1.51+1.44+3.25）=6.2萬元 主變的折舊費=42

27、萬元*0.05=2.1萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費=36萬元*0.06=2.16萬元；變配電的維修管理費=（42+36）萬元*0.06=4.68萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費=（2.1+2.16+4.68）=8.94萬元，比一臺主變方案多投資2.74萬元 供電貼費 主變?nèi)萘棵縆VA為800元，供電貼費=1000KVA*0.08萬元/KVA=80萬元 供電貼費=2*630KVA*0.08萬元=100.8萬元，比一臺主變多交20.8萬元 從上表可以看出，按技術(shù)指標，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主接線方案，但按經(jīng)濟指標，則裝設(shè)一臺主變的主接線方案遠由于裝設(shè)兩臺主

28、變的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的主接線方案。 第5章 短路電流的計算 5.1 繪制計算電路 500MVA K-1 K-2 LGJ-150,8km 10.5kV S9-1000 0.4kV (2) (3) (1) ～ ∞系統(tǒng) 圖5.1 短路計算電路 5.2 確定短路計算基準值 設(shè)基準容量=100MVA，基準電壓==1.05，為短路計算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則 （5-1） （5-2） 5.3 計

29、算短路電路中個元件的電抗標幺值 5.3.1電力系統(tǒng) 已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MVA，故 =100MVA/500MVA=0.2 （5-3） 5.3.2架空線路 查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長8km，故 （5-4） 5.3.3電力變壓器 查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故 =4.5 （5-5） 式中，為變壓器的額定容量 因此繪制短路計

30、算等效電路如圖4-2所示。 k-1 k-2 圖4-2 短路計算等效電路 5.4 k-1點（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計算 5.4.1總電抗標幺值 =0.2+2.6=2.8 （5-6） 5.4.2 三相短路電流周期分量有效值 （5-7） 5.4.3 其他短路電流 （5-8） （5-9） （5-10） 5.4.4 三相短路

31、容量 （5-11） 5.5 k-2點（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計算 5.5.1總電抗標幺值 =0.2+2.6+4.5=7.3 （5-12） 5.5.2三相短路電流周期分量有效值 （5-13） 5.5.3 其他短路電流 （5-14） （5-15） （5-16） 5.5.4三相短路容量

32、 （5-17） 以上短路計算結(jié)果綜合圖表5.1所示。 表5.1 短路計算結(jié)果 短路計算點 三相短路電流 三相短路容量/MVA k-1 1.96 1.96 1.96 5.0 2.96 35.7 k-2 19.7 19.7 19.7 36.2 21.5 13.7 第6章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗 6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 6.1.1按工作電壓選則 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV， =11.5kV，高

33、壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。 6.1.2按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計算電流，即 6.1.3按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對分斷短路電流的設(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分斷的最大短路有效值或短路容量，即 或 （6-1） 對于分斷負荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負荷電流。 6.1.4 隔離開關(guān)、負荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗 a)動穩(wěn)定校驗條件 或 （6-2） 、分別為

34、開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值 b)熱穩(wěn)定校驗條件 （6-3） 對于上面的分析，如表6.1所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。 表6.1 10 kV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗 選擇校驗項目 電壓 電流 斷流能力 動態(tài)定度 熱穩(wěn)定度 其它 裝置地點條件 參數(shù) 數(shù)據(jù) 10kV 57.7A () 1.96kA 5.0kA 一次設(shè)備型號規(guī)格 額定參數(shù) 高壓少油斷路器SN10-

35、10I/630 10kV 630kA 16kA 40 kA 高壓隔離開關(guān)-10/200 10kV 200A — 25.5 kA 二次負荷0.6 高壓熔斷器RN2-10 10kV 0.5A 50 kA — — 電壓互感器JDJ-10 10/0.1kV 電壓互感器JDZJ-10 — — — — — 電流互感器LQJ-10 10kV 100/5A — =31.8 kA =81 — 避雷針FS4-10 10kV — — — — — 戶外隔離開關(guān)GW4-12/40

36、0 12kV 400A — 25kA — 6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗，如表6.2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。 表6.2 380V一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗 選擇校驗項目 電壓 電流 斷流能力 動態(tài)定度 熱穩(wěn)定度 其它 裝置地點條件 參數(shù) — 數(shù)據(jù) 380V 總1317.6A 19.7kA 36.2kA — 一次設(shè)備型號規(guī)格 額定參數(shù) — 低壓斷路器DW15-1500/3D 380V 1500A 40kA — —

37、 — 低壓斷路器DW20-630 380V 630A（大于） 30Ka (一般) — — — 低壓斷路器DW20-200 380V 200A（大于） 25 kA — — — 低壓斷路HD13-1500/30 380V 1500A — — — — 電流互感器LMZJ1-0.5 500V 1500/5A — — — — 電流互感器LMZ1-0.5 500V 100/5A 160/5A — — — — 6.3 高低壓母線的選擇 查表得到，10kV母線選LMY-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm

38、;380V母線選LMY-3（12010）+806，即相母線尺寸為120mm10mm，而中性線母線尺寸為80mm6mm。 第7章 變壓所進出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 7.1 10kV高壓進線和引入電纜的選擇 7.1.1 10kV高壓進線的選擇校驗 采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用干線。 a).按發(fā)熱條件選擇 由==57.7A及室外環(huán)境溫度33°，查表得，初選LGJ-16,其35°C時的=93.5A>,滿足發(fā)熱條件。 b).校驗機械強度 查表得，最小允許截面積=25，而LGJ-16不滿足要求，故改選LGJ-35。 由于此線路很短

39、，故不需要校驗電壓損耗。 7.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗 采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜之間埋地敷設(shè)。 a)按發(fā)熱條件選擇 由==57.7A及土壤環(huán)境25°，查表得，初選纜線芯截面為25的交聯(lián)電纜，其=90A>,滿足發(fā)熱條件。 b)校驗熱路穩(wěn)定 按式，A為母線截面積，單位為；為滿足熱路穩(wěn)定條件的最大截面積，單位為 ；C為材料熱穩(wěn)定系數(shù)；為母線通過的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為A；短路發(fā)熱假想時間，單位為s。本電纜線中=1960，=0.5+0.2+0.05=0.75s，終端變電所保護動作時間為0.5s，斷路器斷

40、路時間為0.2s，C=77，把這些數(shù)據(jù)代入公式中得<A=25。 因此JL22-10000-3 25電纜滿足短路熱穩(wěn)定條件。 7.2 380V低壓出線的選擇 7.2.1鑄造車間 饋電給1號廠房（鑄造車間）的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 a）按發(fā)熱條件需選擇 由=201A及地下0.8m土壤溫度為25℃，查表，初選纜芯截面120，其=212A>，滿足發(fā)熱條件。 b）校驗電壓損耗 由圖1.1所示的工廠平面圖量得變電所至1號廠房距離約為100m，而查表得到120的鋁芯電纜的=0.31 （按纜芯工作溫度75°計），

41、=0.07，又1號廠房的=94.8kW, =91.8 kvar，故線路電壓損耗為 <=5%。 滿足允許電壓損耗的要求。 c）短路熱穩(wěn)定度校驗 不滿足短熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為240的電纜，即選VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同。 7.2.2 鍛壓車間 饋電給2號廠房（鍛壓車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.3 熱處理車間 饋電給3號廠房（熱處理車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+

42、1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.4 電鍍車間 饋電給4號廠房（電鍍車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.5 倉庫 饋電給5號廠房（倉庫）的線路，由于倉庫就在變電所旁邊，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1000型5根（包括3根相線、1根N線、1根PE線）穿硬塑料管埋地敷設(shè)。 a）按發(fā)熱條件需選擇 由=16.2A及環(huán)境溫度26，初選截面積4，其≈19A>，滿足發(fā)熱條件。按規(guī)定，N線和PE線也都選為4，與相線截面相同

43、，即BLV-1000-14塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑25mm的硬塑料管埋地敷設(shè)。 b）校驗機械強度 查表得，=2.5，因此上面所選的4的導(dǎo)線滿足機械強度要求。 c) 校驗電壓損耗 所選穿管線估計長50m，而查表得=0.85，=0.119，又倉庫的=8.8kW, =6 kvar，因此 <=5% 故滿足允許電壓損耗的要求。 7.2.6 工具車間 饋電給6號廠房（工具車間）的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.7金工車間 饋電給7號廠房（金工車間）的線路 亦采用VLV22-1000-3

44、240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.8鍋爐房 饋電給8號廠房（鍋爐房）的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.9裝配車間 饋電給9號廠房（裝配車間）的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 6.2.10機修車間 饋電給10號廠房（機修車間）的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 7.2.11 生活區(qū) 饋電給生

45、活區(qū)的線路 采用BLX-1000型鋁芯橡皮絕緣線架空敷設(shè)。 1）按發(fā)熱條件選擇 由I30=413A及室外環(huán)境溫度（年最熱月平均氣溫）33℃，初選BLX-1000-1240，其33℃時Ial≈455A>I30,滿足發(fā)熱條件。 2）效驗機械強度 查表可得，最小允許截面積Amin=10mm2，因此BLX-1000-1240滿足機械強度要求。 3）校驗電壓損耗 查工廠平面圖可得變電所至生活區(qū)的負荷中心距離600m左右，而查表得其阻抗值與BLX-1000-1240近似等值的LJ-240的阻抗=0.14，=0.30（按線間幾何均距0.8m），又生活區(qū)的=245KW，=117.

46、6kvar，因此 <=5% 滿足允許電壓損耗要求。因此決定采用四回BLX-1000-1120的三相架空線路對生活區(qū)供電。PEN線均采用BLX-1000-175橡皮絕緣線。重新校驗電壓損耗，完全合格。 7.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗 采用YJL22—10000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁心電纜，直接埋地敖設(shè)，與相距約2Km的臨近單位變配電所的10KY母線相連。 7.3.1按發(fā)熱條件選擇 工廠二級負荷容量共335.1KVA，，最熱月土壤平均溫度為25℃。查表《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》8-43，初選纜心截面為25的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁心電纜，其滿足要求。 7.3.2校驗電

47、壓損耗 由表《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》8-41可查得纜芯為25的鋁（纜芯溫度按80℃計），，而二級負荷的,，線路長度按2km計，因此 由此可見滿足要求電壓損耗5%的要求。 7.3.3短路熱穩(wěn)定校驗 按本變電所高壓側(cè)短路電流校驗，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗，可知纜芯25的交聯(lián)電纜是滿足熱穩(wěn)定要求的。而臨近單位10KV的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)路線的短路熱穩(wěn)定校驗計算無法進行，只有暫缺。 以上所選變電所進出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格如表 7.1所示。 表7.1 進出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格 線 路 名 稱 導(dǎo)線或電

48、纜的型號規(guī)格 10KV電源進線 LGJ-35鋁絞線（三相三線架空） 主變引入電纜 YJL22—10000—3×25交聯(lián)電纜（直埋） 380V 低壓 出線 至1號廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋） 至2號廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋） 至3號廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋） 至4號廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋） 至5號廠房

49、 BLV—1000—1×4鋁芯線5根穿內(nèi)徑25硬塑管 至6號廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋） 至7號廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋） 至8號廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋） 至9號廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋） 至10號廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋） 至生活區(qū) 四回路，每

50、回路3×BLX-1000-1×120+1×BLX-1000-1×75橡皮線（三相四線架空線） 與臨近單位10KV聯(lián)絡(luò)線 YJL22—10000—3×16交聯(lián)電纜（直埋） 第8章 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定 8.1變電所二次回路方案的選擇 a)高壓斷路器的操作機構(gòu)控制與信號回路 斷路器采用手動操動機構(gòu)，其控制與信號回路如《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》圖6-13所示。 b)變電所的電能計量回路 變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無功電度表，分別計量全廠消耗的有功電能表和無功電能，并以計算每月工廠的平

51、均功率因數(shù)。計量柜由上級供電部門加封和管理。 c)變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路 變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器——避雷器柜。其中電壓互感器為3個JDZJ-10型，組成的接線，用以實現(xiàn)電壓側(cè)量和絕緣監(jiān)察，其接線圖見《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》圖6-8。 作為備用電源的高壓聯(lián)路線上，裝有三相有功電度表和三相無功電度表、電流表，接線圖見《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》圖6-9。高壓進線上，也裝上電流表。 低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝上三相四線有功電度。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。低壓母線裝有電壓表，儀表的準確度等級按規(guī)范要求。 8.

52、2 變電所繼電保護裝置 8.2.1主變壓器的繼電保護裝置 a）裝設(shè)瓦斯保護。 當變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當因嚴重故障產(chǎn)生大量的瓦斯時，則動作于跳閘。 b）裝設(shè)反時限過電流保護。 采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。 8.2.2護動作電流整定 （8-1） 其中，可靠系數(shù)，接線系數(shù)，繼電器返回系數(shù)，電流互感器的電流比=100/5=20 ，因此動作電流為： 因此過電流保護動作電流整定為10A。（GL15型繼電器的過電流保護動

53、作電流只能2～10A，且為整數(shù)） 8.2.3過電流保護動作時間的整定 由于本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護的動作時間（10倍的動作電流動作時間）可整定為最短的0.5s 。 8.2.4過電流保護靈敏度系數(shù)的檢驗 （8-2） 其中，=0.86619.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682 ，因此其靈敏度系數(shù)為： 滿足靈敏度系數(shù)的1.5的要求。 8.3裝設(shè)電流速斷保護 利用GL15型繼電器的電流速斷裝置來實現(xiàn)。 8.3.1速斷電流的整定：利用式，其中，，，，，因此

54、速斷保護電流為 速斷電流倍數(shù)整定為(注意不為整數(shù),但必須在2～8之間) 8.3.2、電流速斷保護靈敏度系數(shù)的檢驗 利用式，其中，，因此其保護靈敏度系數(shù)>1.5 從《工廠供電課程設(shè)計指導(dǎo)》表6-1可知，按GB50062—92規(guī)定，電流保護的最小靈敏度系數(shù)為1.5，因此這里裝設(shè)的電流速斷保護的靈敏度系數(shù)是達到要求的。但按JBJ6—96和JGJ/T16—92的規(guī)定，其最小靈敏度為2，則這里裝設(shè)的電流速斷保護靈敏度系數(shù)偏低一些。 8.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置 8.4.1裝設(shè)反時限過電流保護 亦采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分跳閘的操

55、作方式。 a)過電流保護動作電流的整定,利用式，其中 =2，取= 0.6×52A=43.38A，， =1，=0.8， =50/5=10，因此動作電流為： 因此過電流保護動作電流整定為7A。 b)過電流保護動作電流的整定 按終端保護考慮，動作時間整定為0.5s。 c)過電流保護靈敏度系數(shù) 因數(shù)據(jù)資料不全，暫缺。 8.4.2裝設(shè)電流速斷保護 亦利用GL15型繼電器的電流速斷裝置。但因數(shù)據(jù)資料，其整定計算亦暫缺。 8.4.3變電所低壓側(cè)的保護裝置 a）低壓總開關(guān)采用DW15—1500/3型低壓短路器，三相均裝設(shè)過流脫扣器，既可保護低壓側(cè)的相間短路和過負荷，又

56、可保護低壓側(cè)單相接地短路。脫扣器動作電流的整定可參看參考文獻和其它有關(guān)手冊。 b）低壓側(cè)所有出線上均采用DZ20型低壓短路器控制，其瞬間脫扣器可實現(xiàn)對線路的短路故障的保護，限于篇幅，整定計算亦從略。 第9章 降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計 9.1變電所的防雷保護 9.1.1 直擊防雷保護 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針和避雷帶，并引進出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅圓鋼，避雷帶采用25 mm ×4 mm的鍍鋅扁鋼。 9.1.2 雷電侵入波的防護 a)在10KV電源進線的終端桿上裝設(shè)FS4—10型閥式避雷器。引下線采用25

57、 mm ×4 mm的鍍鋅扁剛，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端栓連接。 b）在10KV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有GG—1A（F）—54型開關(guān)柜，其中配有FS4—10型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來保護，防雷電侵入波的危害。 c）在380V低壓架空線出線桿上，裝設(shè)保護間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護沿低壓架空線侵入的雷電波。 9.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計 9.2.1接地電阻的要求 按《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》表9-23。此變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件： 且

58、 式中,A 因此公共接地裝置接地電阻 。 9.2.2接地裝置的設(shè)計 采用長2.5m、50mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距5 m，垂直打入地下，管頂離地面0.6 m。管間用40mm×4mm的鍍鋅扁剛焊接相接。變電所的變壓器室有兩條接地干線、高低壓配電室各有一條接地干線與室外公共接地裝置焊接相連，接地干線均采用25 mm ×4 mm的鍍鋅扁剛。變電所接地裝置平面布置圖如圖9.1所示。接地電阻的驗算： 滿足歐的接地電阻要求。

59、 圖9.1變電所接地裝置平面布置 第10章 設(shè)計總結(jié) 經(jīng)過這一次地課程設(shè)計，進一步加深了自己對工廠供電設(shè)計的了解與認識。并熟練了對AutoCAD軟件的操作。同時也掌握了課程設(shè)計的一般流程，為以后的設(shè)計也積累了一定的經(jīng)驗。加深了對工廠供電的原理和設(shè)計思路的了解。通過與同學(xué)探討和李老師請教，我發(fā)現(xiàn)了許多自己學(xué)習(xí)上的不足之處和知識盲區(qū)。 學(xué)校精心安排的課程設(shè)計，讓我們在學(xué)習(xí)課本知識的同時，能夠有這樣好的機會實踐,加深對所學(xué)理論知識的理解,掌握工程設(shè)計的方法。通過這次課程設(shè)計,我深深懂得要不斷的把所學(xué)知識學(xué)以致用,還需通過自身不斷的努力,不

60、斷提高自己分析問題,解決問題和完成設(shè)計任務(wù)書的能力。 課程設(shè)計的過程中首先要感謝的是我們的指導(dǎo)老師李明輝老師，您的耐心指導(dǎo)對最后課設(shè)的完成也起了很大作用。同時還要感謝那些給予我?guī)椭耐瑢W(xué)，沒有你們的建議和演示，光靠我一個人的閉門造車是無法完成這份報告的。我還要繼續(xù)努力，多向老師和同學(xué)請教，多學(xué)些相關(guān)方面的知識，為今后的學(xué)習(xí)工作打好基礎(chǔ)。 溫馨提示：最好仔細閱讀后才下載使用，萬分感謝！