工厂供电课程设计

阳光机械厂供配电设计

第一章、前言与目录

1．前言

众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：

（1）安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。

（3）优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求

（4）经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。

此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 2 、目录

1、负荷计算和无功功率

2．变电所的位置和型式的选择

3.变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 4.短路电流计算

5.变电所一次设备的选择与校验 6.变电所高低压线路的选择

7．变电所二次回路方案选择及继电保护整定 8．防雷和接地装置的确定 9.附录参考文献 3、设计依据

1）、设计总平面布置图 2）、全厂各车间负荷计算表如下：

，日最大负荷持续时间8h。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。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如表1所示。

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规定，本厂可由附近一条10Kv的公用电源线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-185,导线为等边三角形排列，线距为1.2m；电力系统馈电变电站距本厂6km,该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MV.A，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5S。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压或低压联络线由邻近的单位取得备用电源。 5）、气象资料：本厂所在地区（泰山区）的年最高气温为40℃，年平均气温为20℃年，年最低气温为-22.7℃，年最热月平均最高气温为31.5℃，年最热月平均气温为26.3℃，年最热月地下0.8米处平均温度28.7℃。年主导风向为东风，年雷暴日数31.3。 6）、地质水文资料：本厂所在地区平均海拔130m，地层以沙粘土为主，地下水位为3m.

7）、电费制度：本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。一部分为基本电费，按所装用的主变压器容量来计费。另一部分为电度电费，按每月时机耗用的电能计费。工厂最大负荷时的高压侧功率因数不低于0.9。

第二章．负荷计算和无功功率计算及补偿

一．负荷计算：

负荷计算的方法有需要系数法、二项式等几种，本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功功率：P30KdPe 无功功

率视

在

功:

率

:Q30P30tan

S30

P30

计算电流:I30

30S3U

注:由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取

K

0.90~0.95

，K

q

0.93~0.97

总的有功计算负荷为： P30K

P

30.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P2

Q2

3030

总的计算电流为： IS30303U

tantanarccos

根据要求及负荷计算公式，分别计算各车间的P30,Q30,S30,I30 ，然后列出表格。 1．金工车间

(1)动力: 查表1得，Pe360KW,Kd0.3,cos0.65,tan1.17 P300.3360KW108KW

Q30108KW1.17126.36Kvar

(2)照明：查表1得，Pe10KW,Kd0.9,cos1.0,tan0

P300.910KW9KWQ300

2.工具车间

cos

（1）动力：查表1得，Pe360KW,Kd0.3,cos0.65,tan1.

P300.3360KW108KW

Q30108KW1.17126.36Kvar

(2)照明：查表1得，Pe10KW,Kd0.9,cos1.0,tan0

P300.910KW9KWQ300

3.电镀车间: （1）动力：查表得，Pe310KW,Kd0.6,cos0.8,tan0.75

P300.6310KW186KW

Q30186KW0.75139.5Kvar

(2)照明：查表1得，Pe10KW,Kd0.9,cos1.0,tan0

P300.910KW9KWQ300

4.热处理车间：

（1）动力：查表1得，Pe260KW,Kd0.6,cos0.8,tan0.75

P300.6260KW156KW

Q30156KW0.75117Kvar

（2）照明：查表1得，Pe10KW,Kd0.9,cos1.0,tan0

P300.910KW9KWQ300

5.装配车间：

（1）动力：查表1得，Pe260KW,Kd0.4,cos0.75,tan0.88

P300.4260KW104KW

Q30104KW0.8891.52Kvar

（2）照明：查表1得，Pe10KW,Kd0.9,cos1.0,tan0

P300.910KW9KWQ300

6.机修车间：

（1）动力：查表1得，Pe180KW,Kd0.3,cos0.70,tan1.02

P300.3180KW54KW

Q3054KW1.0255.08Kvar

（2）照明：查表1得，Pe5KW,Kd0.9,cos1.0,tan0 7.锅炉房：

（1）动力：查表1得，Pe180KW,Kd0.6,cos0.70,tan1.02

P300.6180KW108KW

Q30108KW1.02110.16KvarP300.95KW4.5KWQ300

（2）照明：查表1得，Pe2KW,Kd0.9,cos1.0,tan0 8.仓库:

（1）动力：查表1得，Pe130KW,Kd0.3,cos0.70,tan1.02

P300.3130KW39KW

Q3039KW1.0239.78KvarP300.92KW1.8KWQ300

（2）照明：查表1得，Pe2KW,Kd0.9,cos1.0,tan0

P300.92KW1.8KWQ300

9．铸造车间：

（1）动力：查表1得，Pe360KW,Kd0.4,cos0.70,tan1.02

P300.4360KW144KW

Q30144KW1.02146.88Kvar

（2）照明：查表1得，Pe10KW,Kd0.9,cos1.0,tan0

P300.910KW9KWQ300

10.锻压车间：

（1）动力：查表1得，Pe360KW,Kd0.3,cos0.65,tan1.17 P300.3360KW108KW

Q30108KW1.17126.36Kvar

（2）照明：查表1得，Pe10KW,Kd0.9,cos1.0,tan0

P300.910KW9KWQ300

宿舍住宅区：

照明：查表1得，Pe460KW,Kd0.8,cos1.0,tan0 P300.8460KW368KW

Q300

所有厂房总的计算负荷：取K



0.95,K

q

0.97

P300.95(108910891089368)KW1476.40KWQ300.97(126.36126.36)Kvar1046.63KvarS30I30

1476.40

1046.63KVA1809.75KVA

2.75A

1809.75KVA

3380KV

通过以上计算得到以下得负荷汇总

二 . 无功功率的补偿及变压器得选择电力变压器得功率损耗：

有功损耗：PT0.015S30 无功损耗：QT0.06S30 注意：以上二式中S30为变压器二次侧的视在计算负荷。并联电容器得容量： QCP30(tantan') 并联电容器的个数：n1. 变压器的选择

因工厂得总计算视在功率S30(2)1809.75KVA，查《工厂供电》附录表5，选用型号为S9-2000/10得变压器，其参数为：额定容量为200KVA,高压10KV，空载损耗为3000KW,负载损耗为18000KW，空载电流（%）

Qcqc

为3000KW，阻抗电压（%）为6. 2. 无功补偿计算

按规定，变压器高压侧的cos0.9，考虑到变压器本身得无功功率损耗远大于其有功功率损耗，因此在变压器低压侧进行无功功率补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高与0.90，取cos'0.92。又cos(2)

P30S30



1476.402000

0.74

要使低压侧功率因数又0.74提高到0.92，需装设的并联电容器得容量

QC1476.40(tanarccos0.74tanarccos0.92)Var708.67Kvar

查《工厂供电》附录表4，选用BKMJ0.4-25-3的电容器，其参数为额定容量为25Kvar，额定电容为500uF.电容个数n故取QC25Kvar29725Kvar 3. 补偿后的变压器容量及功率因数补偿后的低压侧的

S30(2)

708.6725

29

视在计算负荷为

.40

(1046.63725)KVA1511.03KVA

考虑无功补偿后最终确定变压器：查《工厂供电》附录表5，选用型号为S9-1600/10的变压器，其额定容量为1600KVA。 4. 变压器的校验变压器的功率损耗为：

PT0.0151511.03KVA22KWQT0.061511.03KVA90Kvar

变压器高压侧得计算负荷为：

P30(1)1476.40KW20KW1496.4KW

Q30(1)(1046.63725)Kvar90Kvar411.63KvarS30(1)I30(1)

''''

.4411.63KVA1551.98KVA1551.98KVA310KV

89.61A

补偿后的功率因数为：

cos

P30(1)S

30(1)



1496.41551.98

0.96

这一功率因数满足要求。

第三章．变电所位置和型式的选择

（一）. 根据变配电所位置选择一般原则：

1．尽量靠近负荷中心； 2．进出线方便； 3．靠近电源侧； 4．设备运输方便；

5．不应设在有剧烈震动或高温的场所； 6．不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所；

7．不宜设在厕所、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；

8．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；

9．不应设在地势较洼和可能积水的场所。

综合考虑，变电所应设在变电所为阳光小区内附式，建在小区内一侧，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1.8m，低压配电室设能开启地自然采光窗。（二）．变电所的型式为：采用独立变电所。

（三）. 有原始材料知，该厂除铸造车间，电镀车间，锅炉房属二级负荷外，

其余均属三级负荷，综合考虑变配电所位置的选择原则，该厂采用一个高压配电所，变电所方案如下

方案一：全厂只用一个变电所，

第四章．变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择一．变电所主变压器台数和容量的选择

（一）变压器的选择

1. 变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：（1）、有大量一级或二级负荷；（2）、季节性负荷变化较大；（3）、集中负荷较大。 2. 装有两台及以上变压器的变电所，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电。 3. 变电所中单台变压器（低压为0.4kV）的容量不宜大于1250kVA。当用电设

备容量较大、负荷集中且运行合理时，可选用较大容量的变压器。

4. 在一般情况下，动力和照明宜共用变压器。当属下列情况之一时，可设专用变压器：（1）、当照明负荷较大或动力和照明采用共用变压器严重影响照明质量及灯泡寿命时，可设照明专用变压器；（2）、单台单相负荷较大时，宜设单相变压器；（3）、冲击性负荷较大，严重影响电能质量时，可设冲击负荷专用变压器。（40、在电源系统不接地或经阻抗接地，电气装置外露导电体就地接地系统（IT系统）的低压电网中，照明负荷应设专用变压器。 5. 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。

6. 在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所，应选用防尘型或防腐型变压器。

（二）.变电所的容量

方案一：

因变电所中有二级负荷，所以变电所中选用2台变压器，未补偿前每台变压器的容量为：

SN.T(0.6~0.7)S30(0.6~0.7)1809.75KVA(1085.85~1266.83)KVA

并且SNTS30(239.76155.54212.09)KVA607.39KVA 故初步确定每台变压器的容量为1250KVA。补偿后每台变压器的容量为：

SN.T(0.6~0.7)S30(0.6~0.7)1511.03KVA(906.62~1057.72)KVA

并且SNTS30(239.76155.54212.09)KVA607.39KVA

故确定每台变压器的容量为1000KVA, 查查《工厂供电》附录表5，选用型号为S9-1000/10的变压器，具体参数见表4.

方案二：

一号车间变电所 1. 变压器的选择

P300.95(19558.5109.840.8153117)KW640.40KW

Q300.97(139.555.08110.1639.78146.88126.36)Kvar599.23KvarS30I30(2)I30(1)

640.40

599.23KVA877.03KVA

1.33KA50.64A

877.03KVA3380V877.03KVA310KV

2．进行功率补偿：

按规定，变压器高压侧的cos0.9，考虑到变压器本身得无功功率损耗远大于其有功功率损耗，因此在变压器低压侧进行无功功率补偿时，低压侧补偿后的功率又cos(2)

P30S30

640.40877.03

0.73

要使低压侧功率因数又0.73提高到0.92，需装设的并联电容器得容量

QC640.40(tanarccos0.73tanarccos0.92)KVar326.60Kvar

查《工厂供电》附录表4，选用BKMJ0.4-25-3的电容器，其参数为额定容量为25Kvar，额定电容为500uF.电容个数n故取QC25Kvar14350Kvar 3. 补偿后的变压器容量及功率因数补偿后的低压侧的

S30(2)

326.6025

14

视在计算负荷为

640.40

(599.23350)KVA687.19KVA

4. 变压器的校验变压器的功率损耗为：

PT0.015687.19KVA10.31KWQT0.06687.19KVA41.23Kvar

变压器高压侧得计算负荷为：

P30(1)640.40KW10.31KW650.71KW

Q30(1)(599.23350)Kvar41.23Kvar290.46KvarS30(1)

'''

650.71290.46KVA712.59KVA

补偿后的功率因数为：

cos

P30(1)S

30(1)



650.71712.59

0.91

这一功率因数满足要求。

因数应略高与0.90，取cos'0.92

应该车间3，7，9为二级负荷，故该变电所应装2台变压器，未补偿前每台变压器的容量

SN.T(0.6~0.7)S30(0.6~0.7)877.03K

V(526A.22~613.92)

为

：

并且SNTS30(239.76155.54212.09)KVA607.39KVA 故初步确定每台变压器的容量为630KVA.

功率补偿

后，每台变压器的容量

为：

SN.T(0.6~0.7)S30(0.6~0.7)687.19KVA(412.31~481.03)KVA

并且SNTS30(239.76155.54212.09)KVA607.39KVA

因此最终确定每台主变压器的容量为630KVA，查查《工厂供电》附录表5，选用型号为S9-630/10的变压器，具体参数见表4. 二号车间变电所 1. 变压器的选择

P300.95(117117165113368)KW836KW

Q300.97(126.36126.3611791.52)Kvar447.40KvarS30I30(2)I30(1)

836

447.40KVA948.19KVA

1.44KA54.75A

948.19KVA3380V948.19KVA310KV

2．进行功率补偿：

P30S30



836948.19

0.88

要使低压侧功率因数又0.88提高到0.92，需装设的并联电容器得容量

QC836(tanarccos0.88tanarccos0.92)KVar91.96Kvar

查《工厂供电》附录表4，选用BKMJ0.4-10-3的电容器，其参数为额定容量为25Kvar，额定电容为500uF.电容个数n故取QC10Kvar10100Kvar 3. 补偿后的变压器容量及功率因数补偿后的低压侧的

S30(2)

91.9610

10

视在计算负荷为

836

(477.40100)KVA905.31KVA

4. 变压器的校验变压器的功率损耗为：

PT0.015905.31KVA13.58KWQT0.06905.31KVA54.32Kvar

变压器高压侧得计算负荷为：

P30(1)836KW13.58KW849.58KW

Q30(1)(447.40100)Kvar54.32Kvar401.72KvarS30(1)

849.58

401.72KVA939.77KVA

补偿后的功率因数为：

cos

P30(1)S30(1)



849.58939.77

0.904

这一功率因数满足要求。

因数应略高与0.90，取cos'0.92

因该车间都为三级负荷，故该变电所应装1台变压器，

为补偿前每台变压器的容量为：SN.TS30948.19KVA

故初步确定变压器的容量为1000KVA.

905.31KVA 功率补偿后，每台变压器的容量为：SN.TS30

因此最终确定每台主变压器的容量为1000KVA，查查《工厂供电》附录表5，

选用型号为S9-1000/10的变压器，具体参数见表4.

个变电所。

二．主接线方案如图

第五章．短路电流的计算

由原始材料知除铸造车间，电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余的均属二级负荷，故选用2台变压器，其型号为S9-800.

导线型号为LGJ-185,取线距为1.5Km，每相阻抗为0.33欧/千米。

1. 因断路器的断流容量为500MVA，查《工厂供电》附录表8，选用型号为SN10-10。

2.确定基准值：Sd＝100MVA, Ud1＝Uc1＝10.5KV

Ud2=Uc2＝0.4KV

，而Id1＝

Sd310.5

＝5.5KA

Id2＝

Sd30.4

＝144KA

3.短路电路中各主要元件的电抗标幺值

1) 电力系统电抗标么值：

因断路器得断流容量S＝500MVA ，故

X1*＝

SdSoc



100MVA500MVA

0.2

2)架空线路电抗的标幺值：查表得X0＝0.33/Km, 则

X2*＝0.33/Km6Km

100MVA(10.5KV)

1.80

3)电力变压器的电抗标要幺值，有《工厂供电》附表5查得Uk

X3*X4*＝

5100MVA1001000KVA

5

4.求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) 总电路标幺值: X



(1)

X1X



2

0.21.802.00

2) 三相短路电流周期分量有效值:

I(k1)＝

(3)

Id1X





5.50KA2.00

2.75KA

(k1)

3) 其他三相短路电流:

''(3)

II(k1)2.75KA

2.552.75KA7.01KA ish

Ish1.512.75KA4.15KA

4) 三相短路容量： S(3k1)

5.求K-2点的短路电流总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量

1) 总电路标幺值: X

SdX





100MVA2.00

50MVA

(k1)

(k2)

X1X



X3//X



4

0.21.80

4.5

2) 三相短路电流周期分量有效值：

I(k2)＝

(3)

Id2X





144KA4.5

32KA

(k2)

3）其他三相短路电流

''(3)

II(k2)32KA

1.8432KA58.88KA ish

Ish1.0932KA34.88KA

4）三相短路容量：

S(k2)

SdX





100MVA4.5

22.22MVA

(k2)

短路计算结果：表5：

第六章．变电所一次设备的选择与校验

1. 10KV侧一次设备的选择校验（表6）

2、 380侧一次设备的选择校验（表7）

表6，表7所选设备均满足要求.

3. 高低压母线的选择 10KV母线选LMY—3（40×4），即母线尺寸为40mm ×4mm:；380V母线选LMY—3（120×10）＋80×6，即相母线尺寸为120mm×10mm，中性母线尺寸为80mm×6mm。

1．10KV高压进线和引入电缆的选择

（1）10KV高压进线的选择校验采用LJ型铜绞线架空敷设，接往10KV公用干线。

1)按发热条件选择。由I30I1N.T89.61A及室外环境温度38℃，查表8-36，初选LGJ-185，其38℃时的Ia1416AI30，满足发热条件。

2)校验机械强度。查《工厂供电》附录表6，最小允许截面Amin25mm2，因此LGJ-185满足机械强度要求，故改选LJ-35。由于此线路很短，不需要校验电压损耗。

（2）由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铜芯电缆直接埋地敷设。

第七章．变电所高低压线路的选择

1）按发热条件选择。由I30I1N.T89.61A及土壤温度25℃，查《工厂供电》附录表6，初选缆芯为25 mm2的交联电缆，其Ia190AI30，满足发热条件。

2)校验短路热稳定。计算满足短路热稳定的最小截面

得。

min



(3)

timaC

2750

0.7577

31mm＜A35mm式中的C值由表查

因此YJL22-10000-3×35电缆满足要求。

2. 380V低压出线选择

(1)馈电给4号厂房(热处理车间)的线路采用VV22-1000型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。

1)按发热条件选择。由I30=310A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，初选240mm2，其Ial=319A＞I30，满足发热条件。（注意：如当地土壤温度不为25℃，则其Ial应乘以表的修正系数。）

2)校验电压损耗。由平面图量得变电所至4号厂房距离约50m，而由表8-41查得240mm2的铜芯电缆的R0=0.1Ω/km(按缆芯工作温度75℃计)，X0=0.07Ω/km,又4号厂房的P30=165kw,Q30=117kvar,因此按式(8-13)得；

U

165kw(0.10.05)117kvar(0.070.05)

0.38kv

3.25v

U%(3.25/380v)100%0.85%Ual%5%

满足允许电压损耗5%的要求。

3)短路热稳定度校验。求满足短路热稳定度的最小截面

min



(3)

timaC

32000

0.65100

258.00mm

式中tima——变电所高压侧过电流保护动作时间按0.5秒整定(终端变电所)，再加上断路器断路时间0.1秒，再加0.05秒。

由于前面所选120mm2的缆芯截面小于Amin，不满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯300mm2 的聚氯乙烯电缆，即VV22-1000-3×300+1×120的四芯电缆(中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同)。

(2)馈电给号厂房(金工车间)的线路亦采用VV22-1000聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直埋敷设。(方法同上，从略)缆芯截面选300mm2，即VV22-1000-3×300+1×120的四芯电缆。

(3)馈点给2号厂房（工具车间)的线路亦采用VV22-1000聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直埋敷设。(方法同前，从略)缆芯缆芯截面选300mm2，即VV22-1000-3×300+1×120的四芯电缆。

(5) 馈点给3号厂房(电镀车间)的线路亦采用VV22-1000聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直埋敷设。(方法同前，从略)缆芯缆芯截面选300mm2，即VV22-1000-3×300+1×120的四芯电缆。

(6)馈电给5号厂房(装配车间)的线路亦采用VV22-1000聚氯乙烯铜芯电缆直埋敷设。(方法同前，此略)缆芯截面选300mm2，即VV22-1000-3×300+1×120的四芯电缆。

(7)馈电给6号厂房(机修车间)的线路亦采用VV22-1000聚氯乙烯铜芯电缆直埋敷设。(方法同前，此略)缆芯截面选300mm2，即VV22-1000-3×300+1×120的四芯电缆。

(8)馈电给7号厂房(锅炉房)的线路亦采用VV22-1000聚氯乙烯铜芯电缆直埋敷设。(方法同前，此略)缆芯截面选300mm2，即VV22-1000-3×300+1×120的四芯电缆。

(9)馈电给9号厂房(仓库)的线路亦采用VV22-1000聚氯乙烯铜芯电缆直埋敷设。(方法同前，此略)缆芯截面选300mm2，即VV22-1000-3×300+1×120的四芯电缆。

(10)馈电给10号厂房(锻压车间)的线路亦采用VV22-1000聚氯乙烯铜芯电缆直埋敷设。(方法同前，此略)缆芯截面选300mm2，即VV22-1000-3×300+1×120的四芯电缆。

(4)馈电给8号厂房(仓库)的线路由于就在变电所旁边，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铜芯导线BLV-1000型5根(3根相线、一根中性线、一根保护线)穿硬塑料管埋地敷设。

1)按发热条件选择。由I30=90A及环境温度(年最热平均气温)26℃，查表8-40，相线截面初选120mm2,其Ia1≈215A＞I30，满足发热条件。

按规定，中性线和保护线也选为120mm2，与相线截面相同，即选用BLV-1000-1×120mm2塑料导线5根穿内径25mm的硬塑料管。

2)校验机械强度。查表，最小允许截面Amin=1.0mm2因此上面所选120mm2的相线满足机械强度要求。

3)校验电压损耗。所选穿管线，估计长度50m，而查得R0=0.18Ω/km，X0=0.083Ω/km,又仓库的P30=40.8KW,Q30=39.78kvar,因此

U

40.8KW(0.180.05)39.78kvar(0.0830.05)

0.38kv

1.40v

U%(1.40v/380v)100%0.37%Ual%5%

满足允许的电压损耗5%的要求。

(11)馈电给宿舍住宅区的线路采用LJ型铜绞线架空敷设。

1)按发热条件选择。由I30= 560A及室外环境温度为30℃，查附录表16，，初选LJ-240，其30℃时的Ia1≈573A＞I30，满足发热条件。

2)校验机械强度。查表，最小允许截面Amin=16mm2，因此LJ-240满足机械强度要求。

3)校验电压损耗。由平面图量得变电所枝生活区负荷中心约80m，而查得LJ-240的R0=0.14Ω/km，X0=0.08Ω/km (按线间几何均距0.8m计)，又生活区的P30=360kW，Q30=0kvar，，因此

U

368kW(0.140.08)

0.38kv

10.84V

U%(10.84/380)100%2.85%Ual5%

满足要求。中性线采用LJ-240铜绞线。

3. 作为备用电源的高压联络线的选择校验采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆，直接埋地敷设，与相距约2km 邻近单位变配电所的10kv母线相联。

(1)按发热条件选择工厂二级负荷容量共607.39kVA，

I30607.39kVA/310kv35.07A

最热月土壤平均温度为25℃，因此查表，初选缆芯截面为25mm2的交联聚乙烯绝缘铜芯电缆(一)，其

Ia1=90A>I30满足发热条件。

(2)校验电压损耗 /km(缆芯温度按

80℃计)，X0=0.12Ω/km,而二级负荷的

，

P30=(195+109.8+153)kW=607.39kW

Q30=(139.5+110.16+146.88)Kvar=396.54Kvar,线路长按1km计，因此

U

607.39KW(1.542)396.54Kvar(0.122)

10KV

196.58V

U%(196.58V10000V)100%1.97%Ual5%

由此可见满足允许电压损耗5%的要求。

(2)短路热稳定校验按本变电所高压侧短路电流校验，由前述引入电缆的热稳定校验，可知缆芯25mm2的交联电缆是满足热稳定要求的。而邻近单位10kv的短路数据不知，因此该联络线的短路热稳定校验计算无法进行，只有暂缺。

综合以上所选变电所进去线和联络线的导线和电缆型号规格如表11-10

第八章．变电所二次回路方案选择及继电保护的整定

（一）变电所二次回路的选择

a)高压断路器的操作机构控制与信号回路断路器采用手动操动机构。 b)变电所的电能计量回路变电所高压侧装设专用计量柜，装设三相有功电度表和无功电度表，分别计量全厂消耗的有功电能表和无功电能，并以计算每月工厂的平均功率因数。计量柜由上级供电部门加封和管理。

c)变电所的测量和绝缘监察回路变电所高压侧装有电压互感器——避雷器柜。其中电压互感器为3个JDZJ——10型，组成Y0/Y0/(开口)Y0/Y0/的接线，用以实现电压侧量和绝缘监察。作为备用电源的高压联路线上，装有三相有功电度表和三相无功电度表、电流表。高压进线上，也装上电流表。低压侧的动力出线上，均装有有功电度表和无功电度表，低压照明线路上装上三相四线有功电度。低压并联电容器组线路上，装上无功电度表。每一回路均装设电流表。低压母线装有电压表，仪表的准确度等级按符合要求。（二）变电所几点保护装置 1．主变压器的继电保护装置

a）装设瓦斯保护。当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量的瓦斯时，应动作于高压侧断路器。

b）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．保护动作电流整定 Iop

KrelKwKreKi

ILmax

其中ILmax2I1NT21000KVA/(310KV)257.7A115A，可靠系数

Krel=1.3，接线系数Kw=1，继电器返回系数Kre=0.8Ki=100/5=20 ，因此动作电流为：

IOP

1.310.820

115A9.3A

，电流互感器的电流比

因此过电流保护动作电流整定为

10A。

3．过电流保护动作时间的整定

因本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流保护的动作时间（10倍

的动作电流动作时间）可整定为最短的0.5s 。 4．过电流保护灵敏度系数的检验



IkminIop1

(2)(3)

其中，IkminIK/KT0.866IK2/KT=0.86632kA/(10kV/0.4kV)=1.108KA 2

Iop1IopKi/Kw10A20/1200A，因此其灵敏度系数为：

Sp5.541.5 满足灵敏度系数的1.5的要求。

200

5.装设电流速断保护

利用GL15的速断装置。（1）速断电流的整定：利用式Iqb

Krel=1.4，Kw=1，Ki=100/5=20Iqb

1.412025

32000A89.6A



KrelKwKiKT

Ikmax

)

，其中IkmaxIk(332KA，2

1108

，KT=10/0.4=25，因此速断保护电流为

速断电流倍数整定为Kqb

IqbIop



89.610

8.96。

（2）电流速断保护灵敏度系数的检验

利用式Sp

IkminIqb1

(2)(3)

0.866IK20.8661.961.7kA，，其中IkminIK2

Iop1IopKi/Kw55A20/11100A，因此其保护灵敏度系数为

S=1700A/1100A=1.55>1.5

按GB50062—92规定，电流保护的最小灵敏度系数为1.5，因此这里装设的电流速断保护的灵敏度系数是达到要求的。但按JBJ6—96和JGJ/T16—92的规定，其最小灵敏度为2，则这里装设的电流速断保护灵敏度系数偏底。 6. 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。

亦采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分跳闸的操作方式。

a)过电流保护动作电流的整定,利用式Iop

I30=

IL.max=2I30，取



KrelKwKreKi

ILmax

，其中

I

30()

(S30.1S30.4S30.8)/(3U1N)(13216044.4)kVA/(310kV)19.4A

0.6×52A=43.38A，Krel=1.3，Kw =1，Kre=0.8，Ki =50/5=10，因此动作电流为：

Iop

1.310.810

219.4A6.3A

因此过电流保护动作电流Iop整定为7A。

b)过电流保护动作电流的整定

按终端保护考虑，动作时间整定为0.5s。 c)过电流保护灵敏度系数

因无临近单位变电所10kV母线经联络线到本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏度系数，只有从略。 7. 装设电流速断保护

亦利用GL15的速断装置。但因无临近单位变电所联络线到本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏度系数，也只有从略。 8.变电所低压侧的保护装置

a）低压总开关采用DW15—1500/3型低压短路器，三相均装设过流脱钩器，既可保护低压侧的相间短路和过负荷，而且可保护低压侧单相接地短路。脱钩器动作电流的整定可参看参考文献和其它有关手册。

b）低压侧所有出线上均采用DZ20型低压短路器控制，其瞬间脱钩器可实现对线路的短路故障的保护，限于篇幅，整定亦从略。

第九章．降压变电所防雷与接地装置的设计

（一）变电所的防雷保护 1. 直接防雷保护

在变电所屋顶装设避雷针和避雷带，并引进出两根接地线与变电所公共接装置相连。如变电所的主变压器装在室外和有露天配电装置时，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围整个变电所。如果变电所所在其它建筑物的直击雷防护范围内时，则可不另设独立的避雷针。按规定，独立的避雷针的接地装置接地电阻R

2．雷电侵入波的防护

a)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25 mm ×4 mm的镀锌扁刚，下与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端栓连接。 b）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。主变压器主要靠此避雷器来保护，防雷电侵入波的危害。

c）在380V低压架空线出线杆上，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。

第十章．附录参考文献

《工厂供电》机械工业出版社刘介才编著

《中小型变压器实用设计手册》中国水利水电出版社雷振山等编著

《电气工程电气设计200例》中国电力出版社卓乐友编著《供电技术》煤炭工业出版社邹有明等编著《变配电所及其安全运行》机械工业出版社谈笑君等编著《10KV及以下供配电设计于安装手册》煤炭工业出版社王子午等编著《常用供配电设备选型手册》煤炭工业出版社王子午等编著《电力系统继电保护原理》中国水利水电出版社孙过凯等编著