工厂10kv配电变电站设计

'\xxx大学毕业设计（论文）设计(论文) 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目：工厂10kv配电变电站设计姓名xxx学院（系）xxx专业xxx年级xxx级指导教师xxxxxxx年x月日目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc390692802"摘要-1-HYPERLINK\l"_Toc390692803"第1章前言-2-HYPERLINK\l"_Toc390692804"1.1设计要求-2-HYPERLINK\l"_Toc390692805"1.2设计依据-2-HYPERLINK\l"_Toc390692806"1.2.1工厂总平面图-2-HYPERLINK\l"_Toc390692807"1.2.2工厂负荷情况-2-HYPERLINK\l"_Toc390692808"1.2.3工厂组成及布置-3-HYPERLINK\l"_Toc390692809"1.2.4供电电源情况-4-HYPERLINK\l"_Toc390692810"1.2.5气象资料-4-HYPERLINK\l"_Toc390692811"第2章负荷计算-5-HYPERLINK\l"_Toc390692812"2.1单组用电设备计算负荷的计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 -5-HYPERLINK\l"_Toc390692813"2.2多组用电设备计算负荷的计算公式-6-HYPERLINK\l"_Toc390692814"第3章无功补偿接入基本要求及计算-9-HYPERLINK\l"_Toc390692815"3.1补偿基本要求-9-HYPERLINK\l"_Toc390692816"3.2补偿原理及计算-9-HYPERLINK\l"_Toc390692817"第4章变电所位置和型式选择-12-HYPERLINK\l"_Toc390692818"4.1变配电所所址选择的一般原则-12-HYPERLINK\l"_Toc390692819"4.2型式与布置-13-HYPERLINK\l"_Toc390692820"4.3负荷中心的确定方法-13-HYPERLINK\l"_Toc390692821"第5章主变压器台数和容量、类型的选择-15-HYPERLINK\l"_Toc390692822"5.1变压器选择原则-15-HYPERLINK\l"_Toc390692823"5.2变压器台数-15-HYPERLINK\l"_Toc390692824"5.3变压器容量-15-HYPERLINK\l"_Toc390692825"5.4台数、容量、类型的选择-15-HYPERLINK\l"_Toc390692826"第6章变电所主接线 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计-17-HYPERLINK\l"_Toc390692827"6.1单母线接线-17-HYPERLINK\l"_Toc390692828"6.2单母线分段接线-17-HYPERLINK\l"_Toc390692829"6.3主接线方案技术比较-18-HYPERLINK\l"_Toc390692830"第7章短路电流的计算-19-HYPERLINK\l"_Toc390692831"7.1绘制计算电路-19-HYPERLINK\l"_Toc390692832"7.2确定短路计算基准值-19-HYPERLINK\l"_Toc390692833"7.3计算短路电路中元件的电抗标幺值-19-HYPERLINK\l"_Toc390692834"7.4k-1点（10.5kV侧）的相关计算-20-HYPERLINK\l"_Toc390692835"7.5k-2点（0.4kV侧）的相关计算-20-HYPERLINK\l"_Toc390692836"第8章变电所一次设备选择和校验-23-HYPERLINK\l"_Toc390692837"8.110KV侧一次设备选择和校验-23-HYPERLINK\l"_Toc390692838"8.2380V侧一次设备的选择校验-25-HYPERLINK\l"_Toc390692839"8.3高低压母线的选择-26-HYPERLINK\l"_Toc390692840"第9章变电所进出线的选择和校验-27-HYPERLINK\l"_Toc390692841"9.110kV高压进线和引入电缆的选择-27-HYPERLINK\l"_Toc390692842"9.1.110kV高压进线的选择校验-27-HYPERLINK\l"_Toc390692843"9.2380低压出线的选择-28-HYPERLINK\l"_Toc390692844"9.2.1铸造车间-28-HYPERLINK\l"_Toc390692845"9.2.2锻压车间-29-HYPERLINK\l"_Toc390692846"9.2.3金工车间-30-HYPERLINK\l"_Toc390692847"9.2.4工具车间-31-HYPERLINK\l"_Toc390692848"9.2.5电镀车间-31-HYPERLINK\l"_Toc390692849"9.2.6热处理车间-32-HYPERLINK\l"_Toc390692850"9.2.7装配车间-33-HYPERLINK\l"_Toc390692851"9.2.8机修车间-34-HYPERLINK\l"_Toc390692852"9.2.9锅炉房-34-HYPERLINK\l"_Toc390692853"9.2.10仓库-35-HYPERLINK\l"_Toc390692854"9.2.11生活区-36-HYPERLINK\l"_Toc390692855"9.3作为备用电源的高压联络线的选择校验-37-HYPERLINK\l"_Toc390692856"9.3.1按发热条件选择-37-HYPERLINK\l"_Toc390692857"9.3.2校验电压损耗-37-HYPERLINK\l"_Toc390692858"9.3.3短路热稳定校验-37-HYPERLINK\l"_Toc390692859"第10章继电保护的设计整定-39-HYPERLINK\l"_Toc390692860"10.1继电保护要求-39-HYPERLINK\l"_Toc390692861"10.2变压器继电保护-39-HYPERLINK\l"_Toc390692862"10.3装设电流速断保护-41-HYPERLINK\l"_Toc390692863"10.4架空线路的保护-41-HYPERLINK\l"_Toc390692864"10.5作为备用电源的高压联络线的继电保护装置-42-HYPERLINK\l"_Toc390692865"10.6变电所低压侧的保护装置-43-第11章防雷保护与接地装置的设计HYPERLINK\l"_Toc390692872"-43-HYPERLINK\l"_Toc390692866"11.1变电所的防雷保护-44-HYPERLINK\l"_Toc390692867"11.1.1直接防雷保护-44-HYPERLINK\l"_Toc390692868"11.1.2雷电侵入波的防护-44-HYPERLINK\l"_Toc390692869"11.2变电所公共接地装置的设计-44-HYPERLINK\l"_Toc390692870"11.2.1接地电阻的要求-44-HYPERLINK\l"_Toc390692871"11.2.2接地装置的设计-45-HYPERLINK\l"_Toc390692872"第12章全年电费计量-46-HYPERLINK\l"_Toc390692873"12.1两部制电价概念-46-HYPERLINK\l"_Toc390692874"12.2两部制电价的优越性-46-HYPERLINK\l"_Toc390692875"12.3电费计量与供电补贴-46-HYPERLINK\l"_Toc390692876"总结-47-HYPERLINK\l"_Toc390692877"参考文献-48-HYPERLINK\l"_Toc390692878"致谢-49-HYPERLINK\l"_Toc390692879"附录-50-工厂10kv配电变电站设计专科部生产过程自动化111乔文孝指导教师：潘峰摘要：电能是现代工业生产的主要能源和动力，随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的计量和管理提出了越来越高的要求，机电设备厂供电系统的核心部分是变电所。变电所主接线设计是否合理，关系到整个电力系统的安全、灵活和经济运行。本设计在机械厂具体资料的基础上，依据变电所设计的一般原则和步骤，完成了变电所一次系统的设计。为适应机械类企业用电负荷变化大、自然功率因数大的特点，该设计中采用并联电容器的方法来补偿无功功率，以减少供电系统的电能损耗和电压损失，同时提高了供电电压的质量。此机电设备厂变电所一次系统的设计包括：变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关电气设备的选择；根据设计要求，绘制变电所一次系统图等。关键词：变电所，变压器，短路电流，电气设备第1章前言1.1设计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形式，确定变电所主要变压器的台数、容量和类型，选择变电所主接线方案及高低压电气设备和进出线，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计说明书，绘制出主接线图。1.2设计依据1.2.1工厂总平面图图1-1工厂总平面图1.2.2工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。1.2.3工厂组成及布置①铸造车间；②锻压车间；③热处理车间；④电镀车间；⑤机修车间；⑥工具车间；⑦金工车间；⑧锅炉房；⑨装配车间；⑩仓库；办公区，本工厂的负荷统计资料如表所示(表中设备容量是范围值。)表1.1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需要系数功率因数1铸造车间动力3000．30．7照明50．81．02锻压车间动力3500．30．65照明80．71．07金工车间动力4000．20．65照明100．81．06工具车间动力3600．30．6照明70．91．05电镀车间动力2500．50．8照明50．81．03热处理车间动力1500．60．8照明50．81．09装配车间动力1800．30．7照明60．81．05机修车间动力1600．20．65照明40．81．08锅炉车间动力500．70．8照明10．81．010仓库动力200.40.8照明10.81.0生活区照明3500．70．91.2.4供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供用电 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源，该干线的导线牌号为LGJ-120,导线为等边三角形排列,干线首端距离本厂约8km，干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA，要求工厂最大负荷时变电所高压侧功率因素不小于0.94。该干线的走向参看工厂总平面图。为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源，但容量只能满足本厂负荷的30%重要负荷，平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为25km。1.2.5气象资料本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。第2章负荷计算由于用电设备组并不一定同时运行，即使同时运行，也并不一定都能达到额定容量。另外，各用电设备的工作制也不一样，有连续、短时、断续周期之分。在设计时，如果简单地把各用电设备的额定容量加起来，作为选择导线截面和电气设备容量的依据，选择过大会使设备欠载，造成投资和有色金属的浪费；选择过小则会使设备过载运行，出现过热，导致绝缘老化甚至损坏，影响导线或电气设备的安全运行，严重时会造成火灾事故。为避免这种情况的发生，设计时，应用计算负荷选择导线和电气设备。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负荷，其热效应与某一段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。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。一般取启动电流上午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。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。2.1单组用电设备计算负荷的计算公式用半小时最大负荷来表示其有功计算负荷，而无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流则分别表示为、和。我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。由于需要系数法的优点是简便，适用于全产和车间变电所负荷的计算，因此本设计变电所的负荷的计算采用需要系数法主要计算公式有：有功功率：（为系数）(2-1)无功功率:(2-2)视在功率:(2-3)计算电流:(2-4)式中代表用电设备组的平均功率因数代表对应于用电设备组的正切值为用电设备的额定电压（单位为KV）2.2多组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW）=(2-5)式中是所有设备组有功计算负荷之和，是有功负荷同时系数，可取0.8~0.95b)无功计算负荷（单位为kvar）(2-6)是所有设备无功之和；是无功负荷同时系数，可取0.85~0.97c)视在计算负荷（单位为kvar）(2-7)d)计算电流（单位为A）(2-8)由上述方法算出个车间的符合列表如下：表2.1负荷计算表编号名称类别设备容量需要系数计算负荷1铸造车间动力3000.30.71.029091.8128.57照明50.81.004.004.02012锻压车间动力3500.30.651.177587.75115.38照明80.71.005.605.6183.83金工车间动力4000.20.651.178093.6123.08照明100.81.008081994工具车间动力3600.30.61.33108143.64180照明70.91.006.306.32835电镀车间动力2500.50.80.7512593.75156.25照明50.81.004042436热处理车间动力1500.60.80.759067.5112.5照明50.81.004041777装配车间动力1800.30.71.025455.0877.14照明60.81.004.804.8124.48机修车间动力1600.20.651.173237.4449.23照明40.81.003.203.2799锅炉房动力500.70.80.753526.2543.75照明10.81.000.800.867.710仓库动力200.40.80.758610照明10.81.000.800.816.411生活区照明3500.70.90.49245120.05272.22413总计（380V侧动力2220照明402983.5822.81计入=0.8=0.850.75786.8699.4第3章无功补偿接入基本要求及计算3.1补偿基本要求1.高压并联电容器装置接入电网的设计，应按全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的原则确定最优补偿容量和分布方式。2.变电所里的电容器安装容量，应根据本地区电网无功规划以及国家现行标准《电力系统电压和无功电力技术导则》和《全国供用电规则》的规定计算后确定。当不具备设计计算条件时，电容器安装容量可按变压器容量的10%～30%确定。3.电容器分组容量，应根据加大单组容量、减少组数的原则确定。高压并联电容器装置应装设在变压器的主要负荷侧。当不具备条件时，可装设在三绕组变压器的低压侧。4.当配电所中无高压负荷时，不得在高压侧装设并联电容器装置。低压并联电容器装置的安装地点和装设容量，应根据分散补偿和降低线损的原则设置。补偿后的功率因数应符合现行国家标准《全国供用电规则》的规定。3.2补偿原理及计算一般情况下，由于用户的大量增加，如感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等都是感性负荷，使得功率因数偏低，达不到上述要求，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。当功率因数提高时，在有功功率不变的情况下，无功功率和视在功率分别减小，从而使负荷电流相应减小。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低，并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆，减少投资和节约有色金属。因此，提高功率因数对整个供电系统大有好处。要使功率因数提高，通常需装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量应为：(3-1)按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量，当负荷减小时，补偿容量也应相应减小，以免造成过补偿。因此，无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿控制器，针对预先设定的功率因数目标值，根据负荷的变化相应投切电容器组数，使瞬时功率因数满足要求。提高功率因数的补偿装置有稳态无功功率补偿设备和动态无功功率补偿设备。前者主要有同步补偿机和并联电容器。动态无功功率补偿设备用于急剧变动的冲击负荷。低压无功自动补偿装置通常与低压配电屏配套制造安装，根据负荷变化相应循环投切的电容器组数一般有4、6、8、10、12组等。用上式确定了总的补偿容量后，就可根据选定的单相并联电容器容量来确定电容器组数：(3-2)由表可知该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75.而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷是功率因数不应该低于0.94。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷是功率因素应稍大于0.94，暂取0.96来计算380V侧所需无功功率补偿容量：本次设计采用分相式低压集中补偿方式。设计选择BFM10.5/-100-1W型=100kvar电容器组数:=464kvar/100kvar=4.64取5补偿后的视在功率计算负荷功率因数提高为==786.8/811.7=0.97补偿后的计算电流=811.7/(1.732*0.38)=1233.3A因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如表3-1所示。表3.1无功补偿计算表项目计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v侧补偿前负荷0.75786.8699.4380v侧无功补偿容量-500380v侧补偿后负荷0.97786.8199.4811.71233.3主变压器功率损耗0.015=12.20.06=4910kv侧负荷计算0.955799248.4836.648.3第4章变电所位置和型式选择4.1变配电所所址选择的一般原则(1）变电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较后确定：尽量靠近负荷中心进出线方便；接近电源侧；设备运输方便；不应设在有剧烈振动或高温的场所；不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧；不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》的规定；不应设在地势低洼和可能积水的场所。（2）装有可燃性油浸电力变压器的车间内变电所，不应设在三、四级耐火等级的建筑物内；当设在二级耐火等级的建筑物内时，建筑物应采取局部防火措施。（3）多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的配电所、变电所应设置在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两旁。（4）高层主体建筑内不宜设置装有可燃性油的电气设备的配电所和变电所，当受条件限制必须设置时，应设在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两旁，并应按现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》有关规定，采取相应的防火措施。（5）露天或半露天的变电所，不应设置在下列场所：有腐蚀性气体的场所；挑檐为燃烧体或难燃体和耐火等级为四级的建筑物旁；附近有棉、粮及其他易燃、易爆物品集中的露天堆场；容易沉积可燃粉尘、可燃纤维、灰尘或导电尘埃且严重影响变压器安全运行的场所。综合考虑，变电所应设在变电所为工厂内附式，建在工厂内一侧，有高、低压配电室、值班室及变压器室。值班室有分别通往高、低压配电室的门，且朝值班室开；变压器室的门朝外开，室内设通风窗，进风窗设在变压器室前门的下方，出风窗设在变压器室的上方;高压配电室设不能开启的自然采光窗，窗台距室外地坪1.8，低压配电室设能开启地自然采光窗。4.2型式与布置变电所的型式应根据用电负荷的状况和周围环境情况确定，并应符合下列规定：(1)负荷较大的车间和站房，宜设附设式变电所或半露天变电所；(2)负荷较大的多跨厂房，负荷中心在厂房的中部且环境许可时，宜设车间内变电所或组台式成套变电站；(3)高层或大型民用建筑内，宜设室内变电所或组合式成套变电站；(4）负荷小而分散的工业企业和大中城市的居民区，宜设独立变电所，有条件时也可设附设式变电所或户外箱式变电站；(5)环境允许的中小城镇居民区和工厂的生活区，当变压器容量在315kVA及以下时，宜设杆上式或高台式变电所。4.3负荷中心的确定方法在工厂的平面图下侧和左侧，分别作一条直角坐标的x轴和y轴，然后测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置，p1、p2、p3……p10分别代表厂房1、2、3……10号的功率，设定p1、p2……p10并设定p11为生活区的中心负荷，而工厂的负荷中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：(4-1)(4-2)以生活区负荷中心为原点，确立厂内各厂房的坐标位置，如下图图4-1厂房的坐标位置结合上图和公式（4-1）（4-2），得到x=50.03，y=64.94.由计算结果可知，工厂的负荷中心在6号厂房的某一角。考虑到周围环境和进出线方便，决定在该号厂房的西侧仅靠厂房建造工厂变电所，器型为附设式。第5章主变压器台数和容量、类型的选择5.1变压器选择原则根据电源进线方向，结合工厂计算负荷以及扩建和备用的需要，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，确定变压器型号。一般按5-10年规划负荷选择.重要变电所，一台主变停运，其余变压器在允许过负荷范围内，满足I、II类负荷；一般变电所，一台主变停运，其余变压器满足全部负荷的60%~70%.总降压变电所变压器台数的确定需综合考虑负荷容量对供电可靠性的要求、发展规划等因素。变压器台数越多，供电可靠性就越高，但设备投资必然加大，运行费用也要增加。因此，在满足可靠性要求的条件下，变压器台数越少越经济。5.2变压器台数（1）满足用电负荷对可靠性的要求；二级负荷：选择两台主变压器；负荷较大时，也可多于两台；二、三级负荷：可选一台变压器，但低压侧敷设与其它变电所相连的联络线作为备用电源；三级负荷：选择一台主变压器；负荷较大时，也可选择两台；（2）季节性负荷或昼夜负荷变化较大时，技术经济合理时，可选择两台变压器；5.3变压器容量（1）单台变压器：(5-1)（2）两台变压器：(5-2)5.4台数、容量、类型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：a)装设一台变压器型号为S9型，而容量根据式，为主变压器容量，为总的计算负荷。选=1000KVA>=836.6KVA，即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。b)装设两台变压器型号为S9型，而每台变压器容量根据式（5-1）、（5-2）选择，即836.6KVA=（502-585.6）KVA=(132.57+160.25+44.55)KVA=337.37KVA考虑以后发展，初步选两台S9-800/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器主要技术参数指标见下表：表5.1主变压器型号及参数型号及容量（KVA）低压侧电压（KV）连接组损耗阻抗电压（%）空载电流（%）空载（kw）负载（kw）S9-800/100.38Yyn01.47.504.50.8第6章变电所主接线方案设计6.1单母线接线1．单母线接线的优缺点优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：灵活性和可靠性差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开它所连接的电源；与之相连的所有电力装置在整个检修期间均需停止工作。此外，在出线断路器检修期间，必须停止该回路的工作。2．单母线接线的适用范围:一般适用于一台主变压器的以下三种情况：（1）6~10kV配电装置的出线回路数不超过5回。（2）35~63kV配电装置的出线回路数不超过3回。（3）110~220kV配电装置的出线回路数不超过2回。3.单母线接线如图6-1所示：图6-1单母线接线图6.2单母线分段接线为了克服一般单母线接线存在的缺点，提高它的供电可靠性和灵活性，把单母线分成几段，在每段母线之间装设一个分段断路器和两个隔离开关。每段母线上均接有电源和出线回路，便成为单母线分段接线。1．单母线分段接线的优缺点优点：（1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。（2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。（2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。（3）扩建时需向两个方向均衡扩建。2．单母线分段接线的适用范围：（1）6~10kV配电装置出线回路数为6回及以上时。（2）35~63kV配电装置出线回路数为4~8回时。（3）110~220kV配电装置出线回路数为3~4回时。3.单母线分段接线如图6-2所示：图6-2单母线分段接线图6.3主接线方案技术比较方案1：高低压侧均采用单母线分段。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电。当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常断母线不间断供电和不致使重要用户停电；缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出现须停电。方案2：高压采用单母线、低压采用单母线分段。优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。以上方案均能满足主接线要求，采用第一个方案时虽然其可靠性高，但是其经济性相比二方案差；采用方案一需要的断路器数量多，接线复杂，继电保护整定也复杂；采用方案二虽然高压侧可靠性差但也能满足负荷供电的要求且又较经济，故本次设计选用方案二。6.4主接线图（见附表1）第7章短路电流的计算7.1绘制计算电路图7-1短路计算电路7.2确定短路计算基准值设基准容量=100MVA，基准电压==1.05，为短路计算电压，即高压侧=10.5kV，低压侧=0.4kV，则(7-1)(7-2)7.3计算短路电路中元件的电抗标幺值已知电力系统出口断路器的断流容量=500MVA，=100MVA/500MVA=0.2架空线路，查表得LGJ-120的线路电抗，而线路长8km，故电力变压器，查表得变压器的短路电压百分值=4.5，故式中，为变压器的额定容量因此绘制短路计算等效电路如图7-2所示图7-2短路计算等效电路图7.4k-1点（10.5kV侧）的相关计算总电抗标幺值三相短路电流周期分量有效值其他三相短路电流=2.01kA=2.55*2.01=5.13kA=1.51*2.01=3.04kA三相短路容量=100MV·A/2.74=36.50MV·A·7.5k-2点（0.4kV侧）的相关计算两台变压器并列运行总的电抗标幺值=0.2+2.54+2.8=5.54三相短路电流周期分量有效值其他短路电流=25.99kA三相短路容量两台变压器分列运行：总电抗标幺值=0.2+2.54+5.63=8.37三相短路电流周期分量有效值=144kA/8.37=17.2kA其他三相短路电流=17.2kA=1.84*17.2kA=31.6kA=1.09*17.2kA=18.7kA三相短路容量=100MV·A/8.37=11.95MV·A以上短路计算结果综合图表7-1所示。短路计算点总电抗标幺值三相短路电流/kA三相短路容/MV·Ak-12.742.012.012.015.133.0436.50k-2变压器并列运行5.5425.9925.9925.9947．828.318.05变压器分列运行8.3717.217.217.231.618.711.95表7.1短路计算表第8章变电所一次设备选择和校验电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一，在选择时应根据实际工作特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先进，经济合理。为了保障一次设备的可靠运行，必须按照下列条件选择和校验：（1）按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择；（2）按短路条件包括动稳定、热稳定校验；（3）考虑电气设备运行的环境条件如温度、湿度、海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。（4）按各类设备的不同特点和要求如断路器的操作性能、互感器的二次负荷和准确度级等进行选择。8.110KV侧一次设备选择和校验1.按工作电压选择：设备的额定电压一般不应小于所在系统的额定电压，即，必须说明：按GB/T11022-1999《高压开关设备和控制设备的共同技术要求》规定，高压设备的额定电压应按其允许的最高工作电压来标注。因此高压设备的额定电压（最高工作电压）应不小于其所在系统的最高电压，即。2.按工作电流选择：设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即。按断流能力选择：设备的额定开断电流或断流容量，对分断短路电流的设备（如断路器）来说，不应小于它可能分断的最大短路有效值或短路容量，即或。对于分断负荷设备电流的设备（如负荷开关）来说，则为，为最大过负荷电流。3.隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验a)动稳定校验条件或、分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，、分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值b)热稳定校验条件对于上面的分析，如表8-1所示，所选设备均满足设计要求。表8.110kV一次侧设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动态定度热稳定度装置地点条件参数数据10kV48.3A()2.01kA5.13kA一一次设备型号规格额定参数高压少油断路器SN10-10I/63010kV630A16kA40kA高压隔离开关-10/20010kV200A-25.5kA高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA--电压互感器JDJ-1010/0.1kV----电压互感器JDZJ-10----电流互感器LQJ-1010kV100/5A-避雷针FS4-1010kV---户外隔离开关GW4-12/40012kV400A-25kA8.2380V侧一次设备的选择校验同样，做出380V侧一次设备的选择校验，如表7-3所示，所选数据均满足要求。表8.2380V一次侧设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动态定度热稳定度装置地点条件参数数据380V总1233.3A25.99kA47.8kA一一次设备型号规格额定参数低压断路器DW15-1500/30380V1500A40kA--低压断路器DW20-630380V630A30KA(一般)--低压断路器DW20-630380V630A30kA--低压断路器HD13-1500/30380V1500A---电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A---电流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A---8.3高低压母线的选择按88D264《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，如下表所示。表8.36～10kV变电所高低压LMY型硬铝母线的常用尺寸(单位：mm)变压器容量/kva200250315400500630800100012501600高压母线40×4低压母线相母线40×450×560×680×680×8100×8120×102（100×10）2（120×10）中性母线40×450×560×680×680×880×10依据无功补偿后数据确定主变为S9-800/10型低损耗配电变压器，那么其额定容量为800kva.查表得到，10kV母线选LMY-3(404mm),即母线尺寸为40mm4mm;380V母线选LMY-3（12010）+806，即相母线尺寸为120mm10mm，而中性线母线尺寸为80mm6mm。必须注意的是，按上表选择的母线尺寸，一般均满足适中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。第9章变电所进出线的选择和校验9.110kV高压进线和引入电缆的选择9.1.110kV高压进线的选择校验采用LGJ型钢芯铝绞线架空敷设，连接10KV的公用电源干线。本次的线路架设应满足一定的要求：（1）线路应沿着道路平行敷设，应避免通过各种起重机频繁活动地区和各种露天堆场；（2）应尽可能的减少与其他设施的交叉和跨越建筑物；（3）接近有爆炸物、易燃物、和可燃气体的厂房、仓库、储罐等设施时，应该满足GB500588-1992《爆炸和火灾危险环境电力设计规范》；（4）架空钢芯铝绞线导线最小截面为16；（5）架空线路的导线与地面之间的距离，在最大计算弧垂情况下，不应该小于5.5m；（6）架空线路的导线和建筑物之间的距离，不应该小于下表所列数值；线路经过地区线路电压(10kv)353--10<3导线跨越建筑物垂直距离（最大计算弧垂）4.03.02.5边导线与建筑物水平距离（最大计算风偏）3.01.51.0a).按发热条件选择由==48.3A及室外环境温度35°，查表得，初选LJ-35,其35°C时的=149A>,满足发热条件。b).校验机械强度查表得，最小允许截面积=25,LGJ-35满足要求，故选它。由于此线路很短，故不需要校验电压损耗。9.2380低压出线的选择9.2.1铸造车间馈电给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。本电缆线中=17200，终端变电所保护动作时间为0.5s，断路器断路时间为0.2s，再加上0.05s,=0.5+0.2+0.05=0.75s，C=76。（1）按发热条件需选择由=201A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，初选缆芯截面120，其=212A>，满足发热条件。（2）校验电压损耗由图1.1所示的工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为290m，而查表得到120的铝芯电缆的=0.31（按缆芯工作温度75°计），=0.07，又1号厂房的=94kW,=91.8kvar，故线路电压损耗为>=5%。不满足电压损耗要求。选用240铝芯电缆的=0.16（按缆芯工作温度75°计），=0.07满足要求（3）短路热稳定度校验按式，A为母线截面积，单位为；为满足热路稳定条件的最大截面积，单位为；C为材料热稳定系数；为母线通过的三相短路稳态电流，单位为A；短路发热假想时间，单位为s。不满足短热稳定要求，故改选缆芯截面为240的电缆，满足要求。即选VLV22-1000-3240+1120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。9.2.2锻压车间馈电给2号厂房（锻压车间）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）按发热条件需选择由=183.8A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，初选缆芯截面150，其=242A>，满足发热条件。（2）校验电压损耗由图1.1所示的工厂平面图量得变电所至2号厂房距离约为283m，而查表得到150的铝芯电缆的=0.25（按缆芯工作温度75°计），=0.07，又2号厂房的=80.6kW,=87.75kvar，故线路电压损耗为不满足电压损耗要求。选用240铝芯电缆的=0.16（按缆芯工作温度75°计），=0.07满足要求（3）短路热稳定度校验150不满足短热稳定要求，故改选缆芯截面为240的电缆，满足要求。即选VLV22-1000-3240+1120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。9.2.3金工车间馈电给7号厂房（金工车间）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）短路热稳定度校验选缆芯截面为240的电缆，满足要求。（2）按发热条件需选择由=199A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，缆芯截面240，其=319A>，满足发热条件。（3）校验电压损耗由图1.1所示的工厂平面图量得变电所至7号厂房距离约为270m，而查表得到240的铝芯电缆的=0.16（按缆芯工作温度75°计），=0.07，又3号厂房的=88kW,=93.6kvar，故线路电压损耗为满足要求即选VLV22-1000-3240+1120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。9.2.4工具车间馈电给6号厂房（工具车间）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）短路热稳定度校验选缆芯截面为240的电缆，满足要求。（2）按发热条件需选择由=283A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，缆芯截面240，其=319A>，满足发热条件。（3）校验电压损耗由图1.1所示的工厂平面图量得变电所至6号厂房距离约为247m，而查表得到240的铝芯电缆的=0.16（按缆芯工作温度75°计），=0.07，又10号厂房的=114.3kW,=143.64kvar，故线路电压损耗为满足要求。即选VLV22-1000-3240+1120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。9.2.5电镀车间馈电给4号厂房（电镀车间）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）短路热稳定度校验选缆芯截面为240的电缆，满足要求。（2）按发热条件需选择由=243A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，缆芯截面240，其=319A>，满足发热条件。（3）校验电压损耗由图1.1所示的工厂平面图量得变电所至4号厂房距离约为200m，而查表得到240的铝芯电缆的=0.16（按缆芯工作温度75°计），=0.07，又5号厂房的=129kW,=93.75kvar，故线路电压损耗为满足要求即选VLV22-1000-3240+1120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。9.2.6热处理车间馈电给3号厂房（热处理车间）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）短路热稳定度校验选缆芯截面为240的电缆，满足要求。（2）按发热条件需选择由=177A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，缆芯截面240，其=319A>，满足发热条件。（3）校验电压损耗由图1.1所示的工厂平面图量得变电所至3号厂房距离约为250m，而查表得到240的铝芯电缆的=0.16（按缆芯工作温度75°计），=0.07，又4号厂房的=94kW,=67.5kvar，故线路电压损耗为满足要求即选VLV22-1000-3240+1120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。9.2.7装配车间馈电给9号厂房（装配车间）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）短路热稳定度校验选缆芯截面为240的电缆，满足要求。（2）按发热条件需选择由=124.4A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，缆芯截面240，其=319A>，满足发热条件。（3）校验电压损耗由图1.1所示的工厂平面图量得变电所至9号厂房距离约为250m，而查表得到240的铝芯电缆的=0.16（按缆芯工作温度75°计），=0.07，又7号厂房的=58.8kW,=55.08kvar，故线路电压损耗为满足要求。即选VLV22-1000-3240+1120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。9.2.8机修车间馈电给10号厂房（机修车间）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）短路热稳定度校验选缆芯截面为240的电缆，满足要求。（2）按发热条件需选择由=79A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，缆芯截面240，其=319A>，满足发热条件。（3）校验电压损耗由图1.1所示的工厂平面图量得变电所至10号厂房距离约为320m，而查表得到240的铝芯电缆的=0.16（按缆芯工作温度75°计），=0.07，又8号厂房的=35.2kW,=37.44kvar，故线路电压损耗为满足要求。即选VLV22-1000-3240+1120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。9.2.9锅炉房馈电给8号厂房（锅炉房）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）短路热稳定度校验选缆芯截面为240的电缆，满足要求。（2）按发热条件需选择由=67.7A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，缆芯截面240，其=319A>，满足发热条件。（3）校验电压损耗由图1.1所示的工厂平面图量得变电所至8号厂房距离约为300m，而查表得到240的铝芯电缆的=0.16（按缆芯工作温度75°计），=0.07，又9号厂房的=35.8kW,=26.25kvar，故线路电压损耗为满足要求。即选VLV22-1000-3240+1120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。9.2.10仓库馈电给5号厂房（仓库）的线路，由于仓库就在变电所旁边，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型5根（包括3根相线、1根N线、1根PE线）穿硬塑料管埋地敷设。（1）按发热条件需选择由=15.2A及环境温度25，初选截面积4，其=16.4A>，满足发热条件。按规定，中性线和保护线也选为4，与相线截面相同，即选用BLV-1000-14塑料导线5根穿内径25mm的硬塑管。校验机械强度查表得，=2.5，因此上面所选的4的导线满足机械强度要求。（3)所选穿管线估计长50m，而查表得=8.55，=0.119，又仓库的=8.8kW,=6kvar，因此<=5%故满足允许电压损耗的要求。9.2.11生活区馈电给生活区的线路采用BLX-1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设。（1）按发热条件选择由I30=413A及室外环境温度（年最热月平均气温）35℃，初选BLX-1000-1240，其35℃时Ial≈441A>I30,满足发热条件。（2）校验机械强度查表可得，最小允许截面积Amin=10mm2，因此BLX-1000-1240满足机械强度要求。（3）校验电压损耗查工厂平面图可得变电所至生活区的负荷中心距离196m左右，而查表得其阻抗值与BLX-1000-1240近似等值的LJ-240的阻抗=0.14，=0.30（按线间几何均距0.8m），又生活区的=245KW，=120.05kvar，因此由此看来，对生活区采用一回LJ-240架空线路供电是不行的。为了确保生活用电（照明、家电）的电压质量，决定采用四回LJ-150架空线路对生活区供电。查表得，LJ-150的阻抗R=0.23，（线距为0.6m）满足允许电压损耗要求。因此决定采用BLX-1000-1150的三相架空线路对生活区供电。PEN线均采用BLX-1000-175橡皮绝缘线。重新校验电压损耗，完全合格。9.3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心电缆，直接埋地敷设，与相距约2km的临近单位变配电所的10kV母线相联。9.3.1按发热条件选择工厂二级负荷容量共349.5KVA，，最热月土壤平均温度为25℃。查表《工厂供电设计指导》8-43得，初选缆芯截面为25的交联聚乙烯绝缘的铝心电缆，其满足要求。9.3.2校验电压损耗由表《工厂供电设计指导》8-41可得缆芯为25的铝（缆芯温度按80℃计），，而二级负荷的，，线路长度按2km计，因此由此可见满足要求电压损耗5%的要求。9.3.3短路热稳定校验按本变电所高压侧短路电流校验，由前述引入电缆的短路热稳定校验，可知缆芯25的交联电缆是满足热稳定要求的。而临近单位10KV的短路数据不知，因此该联路线的短路热稳定校验计算无法进行，只有暂缺。表9.1进出线和联络线的导线和电缆型号规格线路名称导线或电缆的型号规格10KV电源进线LGJ-35铝绞线（三相三线架空）380V低压出线至1号厂房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至2号厂房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至7号厂房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至6号厂房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至4号厂房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至5号厂房BLV—1000—1×4铝芯线5根穿内径25硬塑管至3号厂房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至9号厂房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至10号厂房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至8号厂房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至生活区四回路，每回路3×BLX-1000-1×150+1×BLX-1000-1×75橡皮线（三相四线架空线）与临近单位10KV联络线YJL22—10000—3×25交联电缆（直埋）第10章继电保护的设计整定10.1继电保护要求1.选择性：当供电系统发生故障时，要求只离故障点最近的保护装置动作，切除故障，而供电系统的其它部分仍然正常运行。2.速动性：为了防止故障扩大，减轻其危害程度，并提高电力系统运行的稳定性，因此在系统发生故障时，保护装置应尽快动作，切除故障。3.可靠性：保护装置在应该动作时，就应该可靠动作，不应拒动作，而在不应该动作时就不应该误动作。4.灵敏性：表征保护装置对其保护区内故障和不正常工作状态反应能力的一个参数，如果保护装置对其保护区内故障轻微的故障能力都能及时地反应动作，就说明保护装置的灵敏度高。由于本厂的高压线路不很长，容量不很大，因此继电保护装置比较简单。对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；对线路的单相接地保护采用绝缘监视装置，装设在变电所高压母线上，动作于信号。继电保护装置的接线方式采用两相两继电器式接线；继电保护装置的操作方式采用交流操作电源供电中的“去分流跳闸”操作方式（接线简单，灵敏可靠）；带时限过电流保护采用反时限过电流保护装置。型号都采用GL-25/10。其优点是：继电器数量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，可采用交流操作，运行简单经济，投资大大降低。10.2变压器继电保护变电所内装有两台S9-800/10的变压器。高压侧继电保护用电流互感器的变比为100/5A，继电器采用GL-25/10型，接成两相两继电器方式。下面整定该继电器的动作电流，动作时限和速断电流倍数。1.反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护容量为800kv及以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。对于高压侧为装设断路器的线路—变压器组，未采取使瓦斯保护能切除变压器内部故障的技术措施时，瓦斯保护可仅动作于信号2.过电流保护及其动作电流的整定变压器除了装设主保护外变压器还应装设相间短路，接地短路的后背保护。过电流保护就是其中一种过电流保护的整定电流（a）应按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流整定（b）对并列运行的变压器应考虑切除一台变压器时在另一台变压器上出现的最大负荷电流，并列运行时单台变压器高压侧的正常工作电流为24.15A（c）对于降