1、課程設計（論文） 機械與電氣學院系（院）電氣工程及其自動化專業 課程設計（論文）題目某廠降壓變電所的電氣設計 學生姓名 班級電氣工程及其自動化（2）班 學號2008100082 指導教師 完成日期 2011年 12月 2 日 南昌工程學院 課程設計（論文）任務書 一、課程設計（論文）題目： 某廠降壓變電所的電氣設計 二、課程設計（論文）使用的原始資料（數據）及設計技術要求： （一）設計要求 要求根據本廠所能取得的電源及本廠用電負荷情況，并適當考慮到工廠生 產的發展，按照安全可靠、技術先進、經濟合理的要求，確定變電所的位置 與形式，確定變電所主變壓器的臺數與數量、類型，選擇變電所主結線方案 及高

2、低壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置，確定 防雷和接地裝置，最后按照要求寫出設計說明書，繪出設計圖樣。 （二）設計依據 2、工廠負荷情況 該廠多數車間為兩班制，年最大負荷利用小時為4200小時，日最大負荷 持續時間為6小時。低壓動力設備均為三相，額定電壓為380V。電氣照明及 家用電器為單相，額定電壓為 220V。負荷統計資料如下表: 廠房編號 廠房名稱 負荷類別 設備容量 （kW） 需要系數 功率因數 (1) 鑄造車 間 動力 300400 0.35 0.66 照明 510 0.80 1.0 (2) 金工車 間 動力 400 500 0.26 0.63 照明 510 0.

3、80 1.0 (3) 電鍍車 間 動力 300400 0.52 0.78 照明 510 0.80 1.0 (4) 裝配車 間 動力 200 300 0.36 0.71 照明 510 0.80 1.0 (5) 機修車 間 動力 200 300 0.28 0.67 照明 510 0.80 1.0 生活區 照明 400 500 0.75 0.95 3、供電電源情況 該廠工作電源由附近一條10kV的公用電源干線供給，該干線的走向參看工 廠總平面圖。該干線的導線牌號為 LGJ-150,導線為等邊三角形排列，線距為 2m干線首端（即電力系統的饋電變電站）距離本廠約 6km干線首端所裝設 的高壓斷路器斷流容

4、量為500M VA該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1.5s。為滿足工廠二級負荷的要 求，可采用高壓聯絡線由鄰近（8km的單位取得備用電源（10kV）。 4、氣象資料 本廠所在地區的年最高氣溫為 38C，年平均氣溫為23C，年最低氣溫為- 4 C,年最熱月平均最高氣溫為33C，年最熱月平均氣溫為26C，年最熱月 地下0.8m處平均溫度為25C。當地主導風向為東北風，年雷暴日數為 20。 5、地質水文資料 本廠所在地區平均海拔500m地層以砂粘土為主，地下水位為 2m 6、電費制度 該廠與當地供電部門達成協議，在工廠變電所高壓側計量電能，設專用計量 柜，

5、按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變壓器容量計為18元/kVA, 動力電費為0.30元/kW- h,照明電費為0.60元/ kW - h,工廠最大負荷時的 功率因數不得低于0.90。 （三）設計任務 要求在規定時間內獨立完成： 1. 設計說明書，包括： 1）前言 2）目錄 3）負荷計算和無功功率補償 4）變電所位置和型式的選擇 5）變電所主變壓器臺數和容量、類型的選擇 6）變電所主結線方案的設計 7）短路電流的計算 8）變電所一次設備的選擇與校驗 9）變電所進出線的選擇與校驗 10）變電所二次回路方案的選擇 11）防雷保護和接地裝置的初步設計 12）參考文獻及附錄 2. 設計圖樣，包括：

6、1）變電所電氣主接線圖1張（A3圖樣） 三、課程設計（論文）工作內容及完成時間： 11.2211.23 :負荷計算和無功功率補償方案設計 11.24 :變電所位置和型式的選擇 11.2511.26 :變電所主變壓器臺數和容量、類型的選擇 11.27 :變電所主結線方案的設計 11.28 :短路電流的計算 11.29 :變電所一次設備的選擇與校驗 11.3012.1 :變電所進出線的選擇與校驗 12.2 :變電所二次回路方案的選擇、防雷保護和接地裝置的初步設計 12.312.5 :撰寫課程設計說明書、繪制設計圖樣 四主要參考資料: 1、 1. 劉介才主編，工廠供電，機械工業出版社，1998 20

7、08 劉介才主編，工廠供電設計指導第二版，機械工業出版社, 工業與民用配電設計手冊，水利電力出版社 水利電力出版社 電力工程電氣設計手冊，電氣一次、二次部分, 電力系統繼電保護，水利電力出版社 6電力變壓器保護，電力工業出版社 機械與電氣工程學院 系電氣工程及其自動化（1）班 學生： 日期：自2010 年11 月22 日至2010 年12 月_5日 指導教師： 助理指導教師（并指出所負責的部分）： 教研室：電氣工程教研室主任： 某廠降壓變電所的電氣設計 Certain Factory Step-down Substation The Electrical Design 總計 課程設計（論文）

8、頁 表格 個 插圖 幅 設計過程中運用了很多的知識，因此如何將知識系統化就成了關鍵。如本設計中 用到了工廠供電的絕大多數的基礎理論和設計方案，因此在設計過程中側重了知識系 統化能力的培養。設計可分為幾部分：負荷計算和無功功率計算及補償；變電所位置 和形式的選擇；變電所主變壓器臺數和容量及主接線方案的選擇；短路電流的計算； 變電所一次設備的選擇與校驗；變電所高、低壓線路的選擇；變電所二次回路方案選 擇及繼電保護的整定；防雷和接地裝置的確定。 Abstract The desig n process using a lot of kno wledge, therefore how kno wled

9、ge systematic became the key. If this design using the factory of the overwhelming majority of power supply of basic theory and desig n scheme, so in the desig n process emphasis on kno wledge systematic ability. Design can be divided into several parts: load calculation and reactive power calculati

10、 on and compe nsati on, Substati on positi on and form the choice, Main tran sformer substati on sets and capacity and mai n wiri ng schemes choice; The calculatio n of short-circuit curre nt, Once substatio n equipme nt choice and calibratio n, Substati on high and low voltage circuit choice; The s

11、ec on dary circuit substati on pla n selectio n and relay protection setting, Lightning protection and grounding device is identified. Key Words: Load calculati onReactive power The Lord wiri ng 目錄 前言 1 一、負荷計算和無功功率計算及補償 2 二、變電所位置和形式的選擇5 三、變電所主變壓器臺數和容量及主接線方案的選擇6 四、短路電流的計算8 五、變電所一次設備的選擇與校驗 10 六、變電所高、低

12、壓線路的選擇 14 七、變電所二次回路方案選擇及繼電保護的整定 15 八、防雷和接地裝置的確定 20 九、心得和體會 21 22 十、附錄參考文獻 22 、附圖 課程設計是教學過程中的一個重要環節，通過課程設計可以鞏固本課程理論知 識，掌握供配電設計的基本方法，通過解決各種實際問題，培養獨立分析和解決實際 工程技術問題的能力，同時對電力工業的有關政策、方針、技術規程有一定的了解， 在計算、繪圖、設計說明書等方面得到訓練，為今后的工作奠定基礎。 本設計可分為九部分：負荷計算和無功功率計算及補償；變電所位置和形式的選 擇；變電所主變壓器臺數和容量及主接線方案的選擇；短路電流的計算；變電所一次 設備

13、的選擇與校驗；變電所高、低壓線路的選擇；變電所二次回路方案選擇及繼電保 護的整定；防雷和接地裝置的確定；心得和體會；附參考文獻。 另外有設計圖紙1張（以附圖的形式給出），附圖變電所電氣主接線圖； 由于設計者知識掌握的深度和廣度有限，本設計尚有不完善的地方，敬請老師批 評指正! 2010年12月 負荷計算和無功功率計算及補償 廠房編 號 廠房名稱 負荷類 別 設備容量 (kW) 需要系 數 功率因 數 (1) 鑄造車間 動力 382 0.35 0.66 照明 10 0.80 1.0 (2) 金工車間 動力 482 0.26 0.63 照明 10 0.80 1.0 (3) 電鍍車間 動力 382

14、0.52 0.78 照明 10 0.80 1.0 (4) 裝配車間 動力 282 0.36 0.71 照明 10 0.80 1.0 (5) 機修車間 動力 282 0.28 0.67 照明 5 0.80 1.0 生活區 照明 482 0.75 0.95 (一) 負荷計算和無功功率計算 在負荷計算時，采用需要系數法對各個車間進行計算，并將照明和動力部分分開計 算，照明部分最后和宿舍區照明一起計算。具體步驟如下。 1. 鑄造車間：動力部分，取設備容量是370kW p3o（2i）=382 0.35 = 133.7kW Q30（21） -133.7 1.14 = 152.418k var 2 2 S3

15、0（21）= 133.7152.418 =202.75kVA ,202.75kVAc 130（21）308.06A 1.732 漢 0.38kV 照明部分：取設備容量是10kW P30（22）=10kW 0.8 = 8kW ； Q30（22） = 0 2. 金工車間：動力部分，取設備容量是482kW R0(31)=482 0.26=125.32kW Q30(31) =125.32 1.23 =154.1436kvar 30(“)x：125.322 154.14362 =198.66kVA 1 30(31) 198.66kVA 1.732 0.38kV = 301.84A 照明部分：取設備容量是

16、10kW l30(42) =10kW 疋 0.8 = 8kW ； Q30(42)= 0 3. 電鍍車間：動力部分，取設備容量是382kW P30(41) -382 0.52 =198.64kW Q30(41) =198.64 0.80 = 158.92k var 鳥)=電198.6421 58.922 =254.38kVA I 30(41) 254.38kVA 1.732 0.38kV = 386.51A 照明部分：取設備容量是10kW P30(62) =10kW 0.8=8kW ； Q30(62) =0 4. 裝配車間：動力部分，取設備容量是 282kW P30(51) =282 0.36

17、=101.52kW Q30(51) =101.52 0.99 = 100.51k var S30(51 101.522 1 00.512 =142.85kVA 1 30(51) 142.85kVA 1.732 0.38kV -217.05A 照明部分：取設備容量是10kW p30（82）=10kW 漢 0.8 = 8kW; Q30（82）= 0 5. 機修車間：動力部分，取設備容量是282kW P30(61)=282 0.28 =78.96kW Q30(61) =78.96 1.11 = 87.65k var Eo) =78.962 87.652 =117.97kVA 1 30(61) 117

18、.97kVA 1.732 0.38kV -179.24A 照明部分：取設備容量是5kW Bo(92) - 5kW 0.8 =4kW ； Q30(92) - 0 6. 生活區照明，R0（61）=482 0.75 = 316.5kW。Q30）=0 另外，所有車間的照明負荷：F30 =40kW 取全廠的同時系數為：=0.95,=0.97，貝U全廠的計算負荷為: 6 P30 =0.95(、F3o( P30) =0.95 (990.64 40) =979.108kW i A 6 Q30 =0.97、 Q30(i1) =0.97 653.72 = 643.11k var i W S30 =f97910 +

19、643112 =116651kVA -I3 1i661kVA = 1772 38A J3 漢 0.38kV （二 ）無功功率補償 由以上計算可得變壓器低壓側的視在計算負荷為：S30 =1166.51kVA 這時低壓側的功率因數為：cos （979.108 =0.839 1166.51 為使高壓側的功率因數-0.90,則低壓側補償后的功率因數應高于0.90,取：cos J =0.95。要使低壓側的功率因數由0.85提高到0.95，則低壓側需裝設的并 聯電容器容量為： Qc =979.108 （tanarccos0.839-tanarccos0.95）k var = 313.31k var 取：Q

20、c =335kvar則補償后變電所低壓側的視在計算負荷為： S30(2)=979.1082 (643.11 -335)2 T026.44kVA 計算電流I30 1026.44kVA 3 0.38kV = 1559.56A 變壓器的功率損耗為： P ： 0.015S30(2)=0.015 979.35kVA =14.69kW Qt 0.06S30(2)= 0.06 979.35kVA =58.761kvar 變電所高壓側的計算負荷為： P 3o（1）= 979.35kW 58.761kW =1038.111kW Q30(1) = (643.11 -335)k var 58.76kvar = 36

21、6.87kvar S3o（1）= 1038.112366.872kVA =1101.03kVA I30（1）= 1101.03VA =1672.89 A J3 漢 0.38kV 補償后的功率因數為：cos二10381 =0.943滿足（大于0.90 ）的要求。 1101.03 （三）年耗電量的估算 年有功電能消耗量及年無功電能耗電量可由下式計算得到： 年有功電能消耗量：WP 八P3 年無功電能耗電量：弘八Q3 結合本廠的情況，年負荷利用小時數 T為4200h，取年平均有功負荷系數=0.72， 年平均無功負荷系數：二0.78。由此可得本廠： 年有功耗電量： ga =0.72 779.108kWx

22、 4200h =296082259kWh ； 年無功耗電量： Wqa =0.78 643.11k var 4200h = 2106828.36kWh。 二變電所位置和形式的選擇 由于本廠有二級重要負荷，考慮到對供電可靠性的要求，采用兩路進線，一路經 10kV公共市電架空進線（中間有電纜接入變電所）；一路引自鄰廠高壓聯絡線。 變電所的形式由用電負荷的狀況和周圍環境情況確定，根據變電所位置和形式 的選擇規定及GB5005 1994的規定，結合本廠的實際情況，這里變電所采用單獨 設立方式。 三變電所主變壓器臺數和容量及主接線方案的選擇 （一）變電所主變壓器臺數的選擇 變壓器臺數應根據負荷特點和經濟運

23、行進行選擇。當符合下列條件之一時，宜裝 設兩臺及以上變壓器：有大量一級或二級負荷；季節性負荷變化較大；集中負荷較 大。結合本廠的情況，考慮到二級重要負荷的供電安全可靠，故選擇兩臺主變壓器。 （二）變電所主變壓器容量選擇 每臺變壓器的容量Snt應同時滿足以下兩個條件： 1) 任 臺變壓器單獨運行時， 宜滿足： Snt = (0.6 0.7) S30 2) 任 臺變壓器單獨運行時， 應滿足： Snt -S30（iii），即滿足全部一、二級負荷需 求。 代入數據可得：=SNT （0.60.7 ）X 999.258= （599.6648699.4806 ） kV A 又考慮到本廠的氣象資料（年平均氣溫

24、為 23C），所選變壓器的實際容量： 取最大 SNT =699.4806 Sn （1-0.08） Snt =643.522KVA也滿足使用要求，同時又考慮到未來 510年的負 荷發展，初步取SNT=1000kV A。考慮到安全性和可靠性的問題，確定變壓器為 SC3系列箱型干式變壓器。型號：SC3-1000/10，其主要技術指標如下表所示： 變壓器 型號 額定 容量 / kV A 額定 電壓 /kV 聯結 組型 號 損耗/kW 空載 電流 1。 短路 阻抗 Uk% 高 壓 低 壓 空 載 負 載 SC3-1000/10 1000 10. 0. Dyn11 2.4 7.4 1.3 6 5 4 5

25、5 （附：參考尺寸（mm：長：1760 寬：1025 高：1655 重量（kg）: 3410） （三）變電所主接線方案的選擇 方案I:高、低壓側均采用單母線分段。優點：用斷路器把母線分段后，對重要 用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供電；當一段母線故障時，分段斷 路器自動切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點: 當一段母線或母線隔離開關檢修時該母線各出線須停電；當出線為雙回路時，常使架 空線路出現交叉跨越；擴建時需向兩個方向均衡擴建。 方案U:單母線分段帶旁路。優點：具有單母線分段全部優點，在檢修斷路器時不至 中斷對用戶供電。缺點：常用于大型電廠和變電中樞，投

26、資高。 方案川：高壓采用單母線、低壓單母線分段。優點：任一主變壓器檢修或發生故障 時，通過切換操作，即可迅速恢復對整個變電所的供電。缺點：在高壓母線或電源進 線進行檢修或發生故障時，整個變電所仍需停電。 以上三種方案均能滿足主接線要求，采用三方案時雖經濟性最佳，但是其可靠性 相比其他兩方案差；采用方案二需要的斷路器數量多，接線復雜，它們的經濟性能較 差；采用方案一既滿足負荷供電要求又較經濟，故本次設計選用方案I。 根據所選的接線方式，畫出主接線圖，參見附圖變電所電氣主接線圖 三短路電流的計算 本廠的供電系統簡圖如圖（一）所示。采用兩路電源供線，一路為距本廠6km的 饋電變電站經LGJ-185架

27、空線（系統按電源計），該干線首段所裝高壓斷路器的斷 流容量為500MV A ;一路為鄰廠高壓聯絡線。下面計算本廠變電所高壓10kV母線上 k-1點短路和低壓380V母線上k-2點短路的三相短路電流和短路容量。 SC3-1000/10 K-1K-2 SC3-1000/10 圖（一） 下面采用標么制法進行短路電流計算。 （一）確定基準值： 取 Sd =100MV A，Uc1 =10.5kV，Uc2 =0.4kV 所以: Sd d1 100MV_A 3 10.5kV -5.500kA I d2 = 100MV_A 3Uc2 .3 0.4kV -144.000kA （二）計算短路電路中各主要元件的電抗

28、標么值：（忽略架空線至變電所的電 纜電抗） 1）電力系統的電抗標么值： X* =100MV A =0.200 500 MV A 2）架空線路的電抗標么值：查手冊得0.351/km，因此： *100MV A X2 =0.35(0/km)漢 6km 汽 =1.904 (10.5kV) Uk% =6，因此: 3 ）電力變壓器的電抗標么值：由所選的變壓器的技術參數得 * * X3-X4 6 100MV A = 6.000 100 1000 kV A 可繪得短路等效電路圖如圖（二）所示。 1/0.2 K-1 3/6.0 2/1.904 4/6.0 K-2 圖（二） 計算k-1點的短路電路總電抗標么值及三

29、相短路電流和短路容量 1) 總電抗標么值：X*(kJX； X2 =0.200 1.904 = 2.104 2) 三相短路電流周期分量有效值: (3) I k 4 I d1 X T(kJ) 叱= 2.614kA 2.104 3) 其他三相短路電流：I二 l(3)=lkl=2.614kA . ish = 2.55 2.614kA =6.666kA iS? -1.51 2.614kA=3.947kA 4) 三相短路容量：sk?S X 7(k 4) =47.529MV A 2.104 2) 三相短路電流周期分量有效值: (3) I k-2 I d2 X7(k -2) 3) 其他三相短路電流：=|（3）

30、 -I 兀=28.213kA 計算k-2點短路電路總電抗標么值及三相短路電流和短路容量 1) 總電抗標么值：Xy)X2 (X3 IIX4) = 0.200 1.904 6/2 =5.104 4）三相短路容量：S；3J =100MV A /9.592MV A 5.104 四變電所一次設備的選擇與校驗 （一）變電所高壓一次設備的選擇 根據機械廠所在地區的外界環境，高壓側采用天津市長城電器有限公司生產的 JYN2-10（Z）型戶內移開式交流金屬封閉開關設備。此高壓開關柜的型號：JYN2- 10/4ZTTA（說明：4: 一次方案號；乙 真空斷路器；T:彈簧操動；TA :干熱帶） 其內部高壓一次設備根據

31、本廠需求選取，具體設備見附圖變電所電氣主接線圖。 初選設備： 高壓斷路器：ZN24-10/1250/20高壓熔斷器：RN2-10/0.5 -50 電流互感器：LZZQB6-10-0.5-200/5 電壓互感器：JDZJ-10接地開關：JN-3- 10/25 母線型號：TMY-3 （ 50 4）； TMY-3 （ 80 10）+1 （ 60 6） 絕緣子型號：ZA-10丫抗彎強度：Fal _3.75kN （戶內支柱絕緣子） 從高壓配電柜引出的10kV三芯電纜采用交聯聚乙烯絕緣電力電纜，型號： YJV- 3 50,無鋼鎧護套，纜芯最高工作溫度 90 C。 （二）變電所高壓一次設備的校驗 根據高壓一

32、次設備的選擇校驗項目和條件，在據電壓、電流、斷流能力選擇 設備的基礎上，對所選的高壓側設備進行必需的動穩定校驗和熱穩定度校驗。 1 .設備的動穩定校驗 1）高壓電器動穩定度校驗 校驗條件：imax - isT ； 1 max - 1 sh 由以上短路電流計算得iS3）= 6.666kA ；曾=2.614kA。并查找所選設備 的數據資料比較得： 高壓斷路器 ZN24-10/1250/20imax =50kA 6.666kA，滿足條件； 電流互感器 LZZQB6-10-0.5-200/5 imax =79kA_ 6.666kA，滿足條件; JN-3-10/25 接地開關im a=63 kA_ 6.

33、666kA，滿足條件。 2) 絕緣子動穩定度校驗 校驗條件：Fai _Fc 母線采用平放在絕緣子上的方式，貝U： Fc(3)=F(3)=尿3)2 丄X10，N/A2 (其中 a=200mm I =900mm。 a 所以：Fc(3)=3(6.666 kA)2 09m 10 N / A2 =34.63N 空 3.75kN 滿足要求。 0.2m 3) 母線的動穩定校驗 校驗條件：；為一 TMY母線材料的最大允許應力 Si=140MPa 10kV母線的短路電流lS?=3.947kA ； i5(3) =6.666kA三相短路時所受的最大電動力: Fc(3)=%666kA)2 瓷 10N/A2=34.63

34、N 母線的截面系數： 2 2 in, b h (0.05m) = 八3 (51-912kA)2 鱉 10JN/A210037N 母線的彎曲力矩： F( 3丨2100.37 N 0.9m M189.033N m 10 10 母線的截面系數： 2 2 w b h (0.08m) x 0.01m“3 W1.07 10 m 6 6 母線在三相短路時的計算應力：-WM =號舞67MPa 可得，匚al=140MPa%=17.67MPa，滿足動穩定性要求。 380V側母線熱穩定性校驗：校驗條件：A 一 Amin = |丄 C 查產品資料，得銅母線的C=171A二，取tim 0.75s。 mm 母線的截面:

35、2 2 A=8010mm =800mm J0 75s2 允許的最小截面: Ain =28.213kA142.88mm2 171A丄與 mm 從而，A 一 Amin，滿足熱穩定性要求 五變電所高、低壓線路的選擇 為了保證供電的安全、可靠、優質、經濟，選擇導線和電纜時應滿足下列條件： 發熱條件；電壓損耗條件；經濟電流密度；機械強度。 根據設計經驗：一般10K V及以下的高壓線路和低壓動力線路，通常先按發熱條 件選擇導線和電纜截面，再校驗其電壓損耗和機械強度。對于低壓照明線路，因對電 壓水平要求較高，通常先按允許電壓損耗進行選擇，再校驗其發熱條件和機械強度。 （一）高壓線路導線的選擇 架空進線后接了

36、一段交聯聚乙烯絕緣電力電纜YJV-3 50做引入線（直埋）。 高壓側計算電流l3=65.70A所選電纜的允許載流量： lai -125A l30=65.70A滿足發熱條件。 （二）低壓線路導線的選擇 由于沒有設單獨的車間變電所，進入各個車間的導線接線采用TN-C-S系統；從 變電所到各個車間及宿舍區用埋地電纜供電，電纜采用VV22型銅芯交聯聚氯乙烯絕 緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜，根據不同的車間負荷采用不同的截面。其中導線 和電纜的截面選擇滿足條件： 1）相線截面的選擇以滿足發熱條件即，lall30 ； 2）中性線（N線）截面選擇，這里采用的為一般三相四線，滿足A0 _0.5A：:; 3）保

37、護線（PE線）的截面選擇 一、A ： 35mm2 時，A=E - 0.5A ； 二、A -16mm2 時，厲已 _ A 三、16mm2 ： A - 35mm2 時，A=E -16mm2 4）保護中性線（PEN的選擇，取（N線）與（PE的最大截面。 結合計算負荷，可得到由變電所到各個車間的低壓電纜的型號為： 電鍍車間： VV22-1KV-3X 120+1X 70 三根并聯； Ial = 207 3 = 621A455.82A 鑄造車間： VV22-1KV-3X 240+1X 12 兩根并聯； Ial = 310 2 = 620A 362.58A 金工車間： VV22-1KV-3X 185+1X

38、95 兩根并聯； Ial -264 2=528A 344.42A 裝配車間： VV22-1KV-3X 70+1X 50 兩根并聯； Ial = 152 2 = 304A 269.64A 機修車間： VV22-1KV-3X 50+1X 35 兩根并聯； Ial -129 2=258A222.24A 另外，送至各車間的照明線路采用：銅芯聚氯乙烯絕緣導線BV型號 六 變電所二次回路方案選擇及繼電保護的整定 （一）二次回路方案選擇 1）二次回路電源選擇 二次回路操作電源有直流電源，交流電源之分。 蓄電池組供電的直流操作電源帶有腐蝕性，并且有爆炸危險；由整流裝置供電的 直流操作電源安全性高，但是經濟性差

39、。 考慮到交流操作電源可使二次回路大大簡化，投資大大減少，且工作可靠，維護 方便。這里采用交流操作電源。 2）高壓斷路器的控制和信號回路 高壓斷路器的控制回路取決于操作機構的形式和操作電源的類別。結合上面設備 的選擇和電源選擇，采用彈簧操作機構的斷路器控制和信號回路。 3）電測量儀表與絕緣監視裝置 這里根據GBJ63-1990的規范要求選用合適的電測量儀表并配用相應絕緣監視裝置。 a）10K V電源進線上：電能計量柜裝設有功電能表和無功電能表；為了解負荷電流， 裝設電流表一只。 b）變電所每段母線上：裝設電壓表測量電壓并裝設絕緣檢測裝置。 c）電力變壓器高壓側：裝設電流表和有功電能表各一只。

40、d）380V的電源進線和變壓器低壓側：各裝一只電流表。 e）低壓動力線路：裝設電流表一只。 4）電測量儀表與絕緣監視裝置 在二次回路中安裝自動重合閘裝置（ARD （機械一次重合式）、備用電源自動投 入裝置（APD。 （二）繼電保護的整定 繼電保護要求具有選擇性，速動性，可靠性及靈敏性。 由于本廠的高壓線路不很長，容量不很大，因此繼電保護裝置比較簡單。對線路 的相間短路保護，主要采用帶時限的過電流保護和瞬時動作的電流速斷保護；對線路 的單相接地保護采用絕緣監視裝置，裝設在變電所高壓母線上，動作于信號。 繼電保護裝置的接線方式采用兩相兩繼電器式接線；繼電保護裝置的操作方式采 用交流操作電源供電中的

41、“去分流跳閘”操作方式（接線簡單，靈敏可靠）；帶時限 過電流保護采用反時限過電流保護裝置。型號都采用GL-25/10。其優點是：繼電器 數量大為減少，而且可同時實現電流速斷保護，可采用交流操作，運行簡單經濟，投 資大大降低。 此次設計對變壓器裝設過電流保護、速斷保護裝置；在低壓側采用相關斷路器實 現三段保護。 1）變壓器繼電保護 變電所內裝有兩臺10/0.4 kV 1000kV A的變壓器。低壓母線側三相短路電流為 lk3） =28.213kA，高壓側繼電保護用電流互感器的變比為 200/5A，繼電器采用GL- 25/10 型，接成兩相兩繼電器方式。下面整定該繼電器的動作電流，動作時限和速斷

42、電流倍數。 a）過電流保護動作電流的整定： Krei =1.3,Kre = 0.8, Kw =1， Kj = 200/5 = 40 lLmax=2 2hNT =4 1000kV A/（、3 10kV）-230.95A 1 3X1 故其動作電流：lp230.95A =9.38A p 0.8X40 動作電流整定為9A0 b）過電流保護動作時限的整定 由于此變電所為終端變電所，因此其過電流保護的10倍動作電流的動作時限整 定為0.5s o c）電流速斷保護速斷電流倍數整定 取 Krel =1.5, lkmax =28.213kA 0.40KV/10kV =1128.5A，故其速斷電流為: 1.1 I

43、qb1128.5A = 42.32A q 40 因此速斷電流倍數整定為：nqb二絲魚二4.7 0 q 9 2） 10KV側繼電保護 在此選用GL-25/10型繼電器。由以上條件得計算數據：變壓器一次側過電流保 護的10倍動作時限整定為0.5s ;過電流保護采用兩相兩繼電器式接線；高壓側線路 首端的三相短路電流為2.614kA;變比為200/5A保護用電流互感器動作電流為 9A。 下面對高壓母線處的過電流保護裝置 心“進行整定。(高壓母線處繼電保護用電流互 感器變比為200/5A) 整定KAi的動作電流 取 I l max = 2.5130(1)=2.5 67.50A = 168.75A， Kr

44、ei =1.3,Kre = 0.8, Kw =1, Kj =200/ 5 =40，故 I op(1) Krel Kw i KreKj L max 后 168.7如63， 根據GL-25/10型繼電器的規格，動作電流整定為7A 整定KA1的動作時限: 母線三相短路電流lk反映到KA2中的電流: I k(2) Kw(2)1 石“40沏4心6535A lk(2)對KA2的動作電流lp(2)的倍數，即：n2 lk(2) 1 op (2) 65.35A 9A = 7.3 由反時限過電流保護的動作時限的整定曲線確定 KA2的實際動作時間: t2 =0.6s。 KA1 的實際動作時間：t； =t2 0.7s

45、 = 0.6s 0.7s =1.3s 母線三相短路電流lk反映到KA1中的電流: I _ Kw(1) l l k(1)l k Ki(1) 二 12.614kA = 65.35A 40 滿足 1 op(0)一 Krei I pk Krel :對萬能斷路器取1.35 ;對塑殼斷路器取22.5。 (b) 短延時過流脫扣器動作電流和動作時間整定： 滿足：Iop(s) -Kreilpk Krei 取 1.2。 另外還應滿足前后保護裝置的選擇性要求，前一級保護動作時間比后一級至少長 一個時間級差 0.2s(0.4s,0.6s)。 (c) 長延時過流脫扣器動作電流和動作時間整定： 滿足：Iop(l)-Kre

46、lGKrel 取 行。 (d) 過流脫扣器與被保護線路配合要求： 滿足：Iop(l)乞KollalKol :絕緣導線和電纜允許短時過負荷倍數(對瞬時和短延時過 流脫扣器，一般取4.5 ;對長延時過流脫扣器，取1.11.2) 0 (e) 熱脫扣器動作電流整定： 滿足：I opLTR - KJ30 匚引取1.1，一般應通過實際運行進行檢驗。 八、防雷和接地裝置的確定 (一) 防雷裝置確定 雷電引起的大氣過電壓會對電器設備和變電所的建筑物產生嚴重 的危害，因此，在變電所必須采取有效的防雷措施，以保證電器設備的安全。下面分 情況對防雷裝置進行選擇。 (二) 直擊雷的防治 根據變電所雷擊目的物的分類，在

47、變電所的中的建筑物應裝設直擊雷保護裝置。 在進線段的1km長度內進行直擊雷保護。防直擊雷的常用設備為避雷針。所選用的避 雷器：接閃器采用直徑10mm的圓鋼；引下線采用直徑6mm的圓鋼；接地體采用三根 2.5m長的50mm 50mm 5mm的角鋼打入地中再并聯后與引下線可靠連接。 (三) 雷電侵入波保護 由于雷電侵入波比較常見，且危害性較強，對其保護非常重要。對變電所來說， 雷電侵入波保護利用閥式避雷器以及與閥式避雷器相配合的進線保護段；為了其內部 的變壓器和電器設備得以保護，在配電裝置內安放閥式避雷器。 （四）接地裝置確定 接地裝置為接地線和接地體的組合，結合本廠實際條件選擇接地裝置：交流電 器設備可采用自