金属加工厂10kv变电站电气主接线系统毕业设计

金属加工厂10KV变电站电气主接线系统设计摘要本次设计攀成钢金属加工厂的供电系统，在满足工厂供电设计中安全、可靠、优质、经济的基本要求的前提下，本文首先根据全厂和车间的用电设备情况和生产工艺要求，进行了负荷计算，通过功率因数的计算，进行无功补偿设计（包括无功补偿容量计算和补偿设备选择、校验），确定了攀成钢金属加工厂的供电方案，通过技术比较，确定了供电系统的主接线形式，选择了主变压器的台数和容量。其次，本文设计了厂区供电和配电网络，选择了合适的导线和电缆，通过合理设置短路点，进行正确的短路电流计算，进行了主要电气设备的选型和校验。关键词供电系统；负荷计算；主变压器；设备选择METALPROCESSING10KVSUBSTATIONELECTRICALMAINWIRINGSYSTEMDESIGNABSTRACTTHEDESIGNOFACLIMBINGPLANTOFTHEPOWERSUPPLYSYSTEMOFMETALINTOSTEEL,POWERPLANTDESIGNTOMEETSAFETY,RELIABILITY,QUALITY,BASICREQUIREMENTSOFTHEECONOMYUNDERTHEPREMISEOFTHISPAPER,BASEDONALLELECTRICALEQUIPMENTFACTORYANDWORKSHOPCONDITIONSANDMANUFACTURINGPROCESSREQUIREMENTS,FORALOADCALCULATION,BYCALCULATINGTHEPOWERFACTOR,REACTIVEPOWERCOMPENSATIONDESIGNINCLUDINGREACTIVEPOWERCOMPENSATIONCAPACITYCALCULATIONANDCOMPENSATIONEQUIPMENTSELECTION,CALIBRATION,CLIMBEDINTOSTEELMETALPROCESSINGPLANTSTODETERMINETHEPOWERSUPPLYPROGRAM,THROUGHTECHNICALCOMPARISON,THEMAINPOWERSUPPLYSYSTEMTODETERMINETHEWIRINGINTHEFORM,SELECTAMAINTRANSFORMERSTATIONNUMBERANDCAPACITYSECONDLY,THEPAPERDESIGNOFTHEPOWERPLANTANDDISTRIBUTIONNETWORK,SELECTTHEAPPROPRIATEWIREANDCABLE,THROUGHARATIONALSETSHORTCIRCUIT,SHORTCIRCUITCURRENTCALCULATIONCORRECTLY,WERETHEMAINELECTRICALEQUIPMENTSELECTIONANDVALIDATIONKEYWORDSPOWERSYSTEM，LOADCALCULATION，TRANSFORMEREQUIPMENTSELECTION目录第一章原始资料分析111厂区总平面布置图112供电电源情况114钢铁厂负荷资料215电费制度3第二章负荷计算和无功功率补偿421负荷计算4211负荷计算的方法4212负荷计算422功率因素和无功功率补偿13第三章工厂变配电站位置和型式及变压器的选择1631工厂变电站位置的选择1632变压器台数的确定1733变压器容量确定1734变压器类型的选择17第四章变电站主接线方案的设计1841变电所主接线方案选择与技术比较18411高压侧主接线的选择18412低压侧主接线的选择19413低压电力线路的接线方式1942电气主接线的确定21第五章短路电流的计算2251采用欧姆法进行短路计算2252短路电流的计算22第六章变电站一次设备的选择与校验2561高低压成套设备的选择25611高压开关柜的选择25612计量柜的选择26613低压配电屏的选择2762高压一次设备的选择28621高压断路器的选择28622高压隔离开关的选择29623高压熔断器的选择3063互感器的选择30631电流互感器的选择30632电压互感器选择3164低压一次设备的选择31641低压刀开关的选择31642低压断路器的选择3265变电站进出线的选择33第七章防雷和接地装置的确定3871防雷的装置及方案的确定38711防雷装置确定38712防雷方案的确定39713雷电侵入波的保护4072确定共用人工接地装置40721确定接地电阻允许值REAL40722人工接地体的初步敷设方案41结束语42致谢43参考文献44附录45第一章原始资料分析11厂区总平面布置图12供电电源情况由于攀成钢的发展需要该工厂由攀成刚集团兴建，根据厂区建设规划及负荷情况，考虑到为今后留有余量，设计10KV变电站。该变电站由距离工厂大约8公里的上一级区域变电站，为进线一路电源作为正常工作电源，另一路电源则来自临近工厂的高压联络线作为备用电源，电压等级100/04KV13地理位置及气候条件攀成钢金属加工厂座落于成都市青白江工业园区。厂区附近公路、铁路网络纵横。国道川陕公路、108线，省道成绵高速、成南高速、唐巴公路等交通便捷。海拔45L米，当地年最高气温42，年最低气温4，年平均气温149167，地震最大烈度7度以上，年平均雷电日34天14钢铁厂负荷资料表1该金属加工厂各车间负荷统计资料项目数据车间设备容量KWPEKDCOSTAN动力3000307102照明608100铸造车间1小计950动力35003065117照明807100金工车间2小计950K动力1500608075照明508100装配车间3小计950动力2500508075照明508100电镀车间4小计950K动力200408075照明108100锅炉房5小计950动力3600306133照明709100机修车间6小计950K项目数据车间设备容量KWPEDCOSTAN锻压车间动力40002065117照明10081007小计950K动力500708075照明108100热处理车间8小计950动力1800307102照明608100工具车间9小计950K动力16002065117照明408100仓库10小计950照明3500709048生活区小计950K15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。每月基本电费按主变压器容量为20元/KVA，动力电费为09元/KWH，照明电费为055元/KWH。工厂最大负荷时的功率因数不得低于09，此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电贴费610VA为800/KVA。第二章负荷计算和无功功率补偿21负荷计算211负荷计算的方法针对不同类型的工厂和不同类型的负荷，在实践中总结出了各种负荷的计算方法，例如估算法、需要系数法、二项式法等。根据该工厂实际情况车间设备较多且设备容量差别不大故选用需要用需要系数法。212负荷计算根据调查和采集该工厂的负荷统计的相关资料，将相关数据带入相关公式即可计算出对应的各物理量。分别计算其有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷、计算电流及其该车间的总的有功计算负荷、总的无功计算负荷、总的视在计算负荷、总的计算电流。铸造车间动力部分有功计算负荷0330090KWPKED30无功计算负荷90102918KVARTANQ视在计算负荷90/071286KVACOS30S计算电流1286/（173038）1948AUIN30照明部分有功计算负荷08648KWPKED30无功计算负荷0KVARTANQ视在计算负荷48/148KVACOS30S计算电流48/（173022）126AUIN该车间总的计算负荷（095）K总的有功计算负荷095（9048）901KWPI3030总的无功计算负荷095918872KVARQKI3030总的视在计算负荷1254KVAPS2总的计算电流1251/（173038KV）190A303UIN金工车间动力部分有功计算负荷033501050KWPKED30无功计算负荷10501171229KVARTANQ视在计算负荷105/0651615KVACOS30S计算电流1615/（173038）2447AUIN3030照明部分有功计算负荷07856KWPKED30无功计算负荷0KVARTANQ视在计算负荷56/156KVACOS30S计算电流56/（173022）147AUIN该车间总的计算负荷（095）K总的有功计算负荷095（10556）1051KWPI3030总的无功计算负荷09512291168KVARQI总的视在计算负荷1571KVAS23030总的计算电流1571/（173038KV）23803AUIN装配车间动力部分有功计算负荷06150900KWPKED30无功计算负荷900075675KVARTANQ视在计算负荷900/081125KVACOS30PS计算电流1125/（173038）1705AUIN30照明部分有功计算负荷08540KWPKED30无功计算负荷0KVARTANQ视在计算负荷40/140KVACOS30S计算电流40/（173022）105AUIN该车间总的计算负荷（095）K总的有功计算负荷095（904）893KWPI3030总的无功计算负荷095675641KVARQI总的视在计算负荷1099KVAS23030总的计算电流1099/（173038KV）1665AUIN电镀车间动力部分有功计算负荷05250125KWPKED30无功计算负荷125075938KVARTANQ视在计算负荷125/08156KVACOS30S计算电流156/（173038）2367AUIN3030照明部分有功计算负荷08540KWPKED30无功计算负荷0KVARTANQ视在计算负荷40/140KVACOS30S计算电流40/（173022）105AUSIN300该车间总的计算负荷（095）K总的有功计算负荷095（1254）1226KWPI3030总的无功计算负荷095938891KVARQI总的视在计算负荷1517KVAS23030总的计算电流1517/（173038KV）2297AUIN锅炉房动力部分有功计算负荷04208KWPKED30无功计算负荷80756KVARTANQ视在计算负荷8/0810KVACOS30S计算电流10/（173038）152AUIN30照明部分有功计算负荷08108KWPKED30无功计算负荷0KVARTANQ视在计算负荷08/108KVACOS30S计算电流08/（173022）21AUIN该车间总的计算负荷（095）K总的有功计算负荷095（808）84KWPI3030总的无功计算负荷095657KVARQI总的视在计算负荷102KVAS23030总的计算电流102/（173038KV）155AUIN机修车间动力部分有功计算负荷03360108KWPKED30无功计算负荷1081331436KVARTANQ视在计算负荷108/06180KVACOS30S计算电流180/（173038）2727AUIN30照明部分有功计算负荷09763KWPKED30无功计算负荷0KVARTANQ视在计算负荷63/163KVACOS30S计算电流63/（173022）166AUIN该车间总的计算负荷（095）K总的有功计算负荷095（20863）1086KWPI3030总的无功计算负荷0951431364KVARQI总的视在计算负荷1744KVAS23030总的计算电流1744/（173038KV）2642AUIN锻压车间动力部分有功计算负荷0240080KWPKED30无功计算负荷80117936KVARTANQ视在计算负荷80/065123KVACOS30S计算电流123/（173038）1864AUIN3030照明部分有功计算负荷08108KWPKED30无功计算负荷0KVARTAN30PQ视在计算负荷8/18KVACOS30S计算电流8/（173022）211AUIN该车间总的计算负荷（095）K总的有功计算负荷095（808）836KWPI3030总的无功计算负荷095936889KVARQI总的视在计算负荷122KVAS23030总的计算电流122/（173038KV）1848AUIN热处理车间动力部分有功计算负荷075035KWPKED30无功计算负荷35075263KVARTANQ视在计算负荷35/08438KVACOS30S计算电流438/（173038）664AUIN30照明部分有功计算负荷08108KWPKED30无功计算负荷0KVARTANQ视在计算负荷08/108KVACOS30S计算电流08/（173022）21AUIN该车间总的计算负荷（095）K总的有功计算负荷095（3508）34KWPI3030总的无功计算负荷095263256KVARQI总的视在计算负荷422KVAQPS23030总的计算电流422/（173038KV）64AUIN工具车间动力部分有功计算负荷0318054KWPKED30无功计算负荷5410255KVARTANQ视在计算负荷54/07771KVACOS30S计算电流771/（173038）1168AUIN30照明部分有功计算负荷08648KWPKED30无功计算负荷0KVARTANQ视在计算负荷48/148KVACOS30S计算电流48/（173022）126AUIN该车间总的计算负荷（095）K总的有功计算负荷095（5448）559KWPI3030总的无功计算负荷09555523KVARQI总的视在计算负荷766KVAS23030总的计算电流766/（173038KV）116AUIN仓库动力部分有功计算负荷0216032KWPKED30无功计算负荷32117374KVARTANQ视在计算负荷32/065492KVACOS30S计算电流492/（173038）745AUSIN300照明部分有功计算负荷08432KWPKED30无功计算负荷0KVARTANQ视在计算负荷32/132KVACOS30S计算电流32/（173022）84AUIN3030该车间总的计算负荷（095）K总的有功计算负荷095（3232）334KWPI3030总的无功计算负荷095374355KVARQI总的视在计算负荷487KVAS23030总的计算电流487/（173038KV）738AUIN生活区照明部分有功计算负荷07350245KWPKED30无功计算负荷245048117KVARTANQ视在计算负荷245/092722KVACOS30S计算电流2722/（173022）3761AUIN表2该金属加工厂负荷计算表计算负荷项目数据车间设备容量KWPEKDCOSTANKWP30VARQKVA30SI动力300030710290091812861948照明608100480048126铸造车间1小计95090187212541900金工车间2动力350030651171050122916152447照明807100560056147小计950K10511168157123803动力150060807590067511251705照明508100400040105装配车间3小计95089364110991665动力2500508075125093815632367照明508100400040105电镀车间4小计950K122689115162297动力2004080758060100152照明10810008000821锅炉房5小计9508457102155动力36003061331080143618002727照明709100630063166机修车间6小计950K1086136417442642计算负荷项目数据车间设备容量KWPEDCOSTANKWP30VARQKVA30SI30动力4000206511780093612301864照明1008100800080211锻压车间7小计950K83688912201848动力500708075350263438664照明10810008000821热处理车间8小计950340256422640动力18003071025405507711168照明608100480048126工具车间9小计950K5595237661160仓库10动力16002065117320374492745照明40810032003284小计950K334355487738照明35007090482450147028573761生活区小计950232813972715357396388407总计K91567987121501804122功率因素和无功功率补偿工厂中绝大多数用电设备，如感应电动机、电力变压器、电焊机以及交流接触器等功率因素仅仅靠提高自然功率因素一般是不能满足要求的，因此，还必须进行人工补偿。而人工补偿应用最普遍的是并联电容器人工补偿，即采用并联电容器的方法来补偿无功功率，从而提高功率因素。并联电容器的装设位置有以下三种高压集中补偿、低压集中补偿、单独就地补偿（个别补偿）工厂最普片的是采用低压集中补偿所以本次采用低压集中补偿。由表1可知，该厂380V侧，而供电部门要求该厂75012/695COS30SP10KV进线侧最大负荷不应低于090。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于090，暂时取093来计算380V侧所需无功功率补偿容量9156TAN2130PQC930ARCOSTN750ARCOSTN9156（0880395）444KVAR根据产品目录（见相关附录）选择并联电容器的型号规格（这里选择BW04143），并确定并联电容器的数量N444/1432个实际补偿容量为3214448KVARQC补偿后，变电所低压侧视在计算负荷9669KVA48796152230S变压器功耗00159669145KWSPT1305006966958KVARQ6补偿后高压侧总的计算负荷930KWPPT1302（7987448）584087KVAR10158KVAQS230230所以，变电所高压侧功率因素为091509符合要求。8159COS30此时，高压侧电流为10158/17310587AUSIN230并联电容器的装设位置低压集中补偿接线图如表3表3补偿方式装设地点原理电路主要特点适用范围低压集中补偿接变电所低压母线，其电容器柜装设在低压配电室内能补偿低压母线以前的无功功率，可使变压器的无功功率得到补偿，从而可以选择较小容量的变压器，且运行维护也方便适用于中小型工厂或车间变电所作低压侧基本无功功率的补偿低压电容器屏一般可安装在低压配电室内，运行维护方便。这里选用PGJ12型无功自动补偿静电电容器屏，其单台容量为140KVAR，根据实际补偿的容量，这里选用该型号的无功自动补偿静电电容器屏4台。第三章工厂变配电站位置和型式及变压器的选择31工厂变电站位置的选择变电站位置的选择主要从安全、经济、方便等方面来综合考虑，综合起来讲有以几点（1）接近负荷中心；（2）偏向电源侧；（3）进出线方便；（4）设备运输方便；（5）不应设在有剧烈震动或高温场站；（6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场站。如无法远离，不应设在污染源的主导方向的下风侧；（7）不应设在厕站、浴室或其他经常积水场站的正下方，也不宜与上述场站相贴邻；（8）不应设在地势低洼和可能积水的场站；（9）不能设在有爆炸危险的区域，且不宜设在有火灾危险区域的正上面或正下面。用负荷指示图法确定工厂变电站位置图1工厂负荷指示图32变压器台数的确定变压器台数的选择应考虑下列原则满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级负荷的变电站中，宜选择两台主变压器，当在技术经济上上比较合理时，主变压器也可选择多于两台。三级负荷一般选择一台主变压器，如果负荷较大时，也可选择两台主变压器。对负荷变化较大宜采用经济运行方式的变电站，应选择两台变压器。在选择变电站主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有扩建增容的余地。该金属加工厂有二、三级负荷，为了满足可靠性的要求，故选用两台变压器并列运行。33变压器容量确定装有两台主变压器时，其容量的确定如下任意一台主变压器容量应同时满足下列两个条件SN当任一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷的60的要求，即0606101586095KVAN30任一台变压器单独运行时，应能满足全部一、二级负荷的需要，即S303192KVAS30因此每台变压器的容量应选630KVA。34变压器类型的选择变压器的选择应选低损耗变压器，这里选择目前应用比较普遍的系列变压LS7器，其容量为630KVA，所以所选的两台变压器均为630/10型。由于三相负荷LS7基本平衡，所以其联结组别采用YYNO。第四章变电站主接线方案的设计41变电所主接线方案选择与技术比较411高压侧主接线的选择高压侧主接线概括为有母线形式和无母线形式两大类。具有母线的电气主接线1单母线不分段接线单母线不分段接线是一种最原始、最简单的接线，所有电源及出线均接在同一母线上。其优点是简单明显，采用设备少，操作简便，造价低。其缺点是供电可靠性低。该方式采用单电源进线，相对单母线分段而言它更具经济性，但其供电可靠性不能满足二级负荷的需要。2单母线分段接线该方式的进线开关和母线分段开关都采用了断路器，操作十分灵活，而且它采用双电源进线，当任一进线发生故障时，都可通过母线分段开关的闭合来获得电源，从而提高了供电的可靠性。无母线的电气主接线没有母线的接线，其最大特点是使用断路器数量少，从而结构简单，投资少。而其中的桥形接线又是应用最多的接线方式之一。按连接桥断路器的位置，可分为内桥式接线和外桥式接线。无论是内桥还是外桥，当任一电源进线或进线断路器需要检修时，另一线路和两台变压器仍可继续供电，都具有较高的可靠性。但各自有不同的优缺点，因而使用的场所有所不同。内桥式适宜于输电线路较长，故障几率较多，而变压器又不需要经常切换时；外桥式则在出现较短，且变压器随经济运行的要求须经常切换时，就更为适宜。综上所述，显然高压侧的接线方式在单母线分段和桥形接线中选择。就可靠性而言，两者都差不多，但当任一电源进线或进线断路器发生故障时又遇到分段开关故障的情况，单母线分段这种方式将造成工厂一半负荷停电。而且单母线分段这种接线要多一根母线，投资比桥形接线要高，所以初步觉得采用桥形接线。而该金属加工厂的负荷比较平稳，变压器不需要频繁切换操作，故高压侧采用内桥式接线。412低压侧主接线的选择由于该金属加工厂有少量二级负荷，为了满足其可靠性的要求，采用单母线分段的接线方式，如图2所示。图2单母线分段的接线单母线分段接线是采用断路器将母线分段，通常是分成两段。母线分段后可进行分段检修对于重要用户，可以从不同段引出连个回路，当一段母线发生故障时，由于分段断路器QF在继电保护作用下自动将故障短讯设切除，从而保证了正常母线段不间断供电和不致使重要用户停电。两段母线同时故障的几率很小，可以不予考虑。单母线分段接线既具有单母线接线简单明显、方便经济的优点，又在一定程度上提高了供电可靠性。但它的缺点是当一段母线隔离开关发生故障或检修时，该段母线上的所有回路都要长时间停电。413低压电力线路的接线方式低压电力线路基本的接线方式有放射式、树干式及链式等三种，现分别介绍各自的特点及适用范围，并根据实际情况选出各车间干线所采用的接线方式。（1）放射式，其接线图如下图所示，而其特点及适用范围见下表。放射式接线图MMM放射式接线的特点及适用范围接线方式特点优点缺点适用范围放射式每个负荷由单独线路供电线路故障时影响范围小，因此可靠性高；控制灵活，易于实现集中控制线路多，有色金属消耗量大；不易适应发展供大容量设备或车间，或供要求可靠性高的重要设备或车间（2）树干式，其接线图下图所示，而其特点及适用范围见下表。树干式接线图树干式接线的特点及适用范围接线方式特点优点缺点适用范围树干式多个负荷由一条干线供电线路少，因此有色金属消耗量少，投资省；易于适应发展干线故障时影响范围大，因此供电可靠性较低实用于明敷线路，也适用于供可靠性要求不高的和较小容量的设备（3）链式，其接线图如下图所示，而其特点及适用范围见下表。链式接线图链式接线的特点及适用范围接线方式特点优点缺点适用范围链式后面设备的电源引自前面设备的端子线路上无分支点，适合穿管敷设或电缆线路；节省有色金属消耗量线路检修或故障时，相连设备全部停电，因此供电可靠性较低实用于暗敷线路，也适用于供可靠性要求不高的和较小容量的设备由于该金属加工厂的第9车间和第10车间容量较小，属于三级负荷，对供电可靠性的要求不高。从节省有色金属消耗量的角度考虑，这两车间采用树干式接线；而该厂的第1车间、第4车间和第8车间是二级负荷，对供电可靠性要求较高，采用放射式接线，且分别从两段母线上引线，正常运行时，由其中一路进线供电，而另一路线路处于备用状态；而第2车间、第3车间、第5车间、第6车间和第7车间，虽然是三级负荷，但各车间的容量都比较大，为使设计更合理，供电更安全，这里仍然采用放射式接线。42电气主接线的确定由上所述该厂高压侧和低压侧的接线方式已经做了比较详尽的阐述，并选出了适合该金属加工厂的主接线，现画出最终所选主接线图的简图（其标准图见附图），如图3所示，并从正常和出现故障两方面阐述其运行方式。正常运行时，高压侧电源进线1WL和2WL同时供电；3QF处于闭合状态而6QF处于断开状态。当任一电源进线或进线断路器需要检修时，另一线路和两台变压器仍可继续供电。如1WL或1QF需要检修时，断开1QF，再打开1QS和2QS即可安全检修，两台变压器由2WL继续供电；当1T发生故障或需要检修时，断开1QF、4QF，在断开3QS、QK1即可安全检修，而此时通过1M供电的二级负荷可通过闭合6QF继续供电，从而保证了较高的供电可靠性。图3电气主接线图第五章短路电流的计算51采用欧姆法进行短路计算由于该工厂车间回路较少而且较简单故采用欧姆法计算。52短路电流的计算（1）绘短路计算电路图，并根据短路计算的目的确定短路计算点（短路点的选择要使通过设备的电流为最大值），如图4所示。图4金属加工厂短路计算电路（2）针对短路计算点绘出短路电路的等效电路图，此图只需表示出计及阻抗的元件，并且分子标明元件序号，分母用来标明其阻抗，如图5所示。（A）K1点短路BK2点短路图5金属加工厂的短路等效电路（欧姆法）（3）计算过程如下K1点短路计算1）计算短路回路中各元件的电抗和总电抗（105KV）UC1电力系统的电抗500MVA，因此SOC205121MVAKUXOC架空线路的电抗（），因此/30KM82LO针对K1点的短路回路总电抗为0238201XK2）计算K1点的三相短路电流和短路容量三相短路电流KAKVXUIKCK012351311IK021AISH3523三相短路容量MVAIUSKCK536131K2点短路计算1）计算短路回路中各元件的电抗和总电抗（04KV）UC2电力系统的电抗104213SXOC架空线路的电抗变压器的电抗（）因此54UK10223410SXNCK针对K2点的短路回路总电抗为2432128/XK2）计算K2点的三相短路电流和短路容量1032264UCLOKSH04三相短路电流KAXUIKCK94232IK2AISH148133KIS2509三相短路容量MVAIUSKCK871322为了便于查询，特列出短路计算表，如表4所示。表4该金属加工厂的短路计算表短路电流/KA短路容量/MVA短路计算点IK3I3I3ISH3ISH3SK3K1201201201513304365K2229422942294422125001587第六章变电站一次设备的选择与校验61高低压成套设备的选择611高压开关柜的选择目前我国大量生产和广泛应用的较为经济的固定式高压开关柜是GG1A（F），该型号的高压开关柜为防误型是在GG1A型的基础上增加了一些闭锁机构，以实现“五防”防止带负荷拉、合隔离开关；防止误分、合断路器；防止带电挂接地线；防止带接地线合隔离开关；防止人员误入带电间隔。现以NO101（见附图）为例，对高压开关柜的选择列表，如表5所示。表5高压开关柜的选择表型号主要设备接线方式名称型号SN1010ISN1010少油断路器SN1010GG1A（F）24隔离开关10TGN68注根据主接线方式，该金属加工厂的所有高压开关柜都采用GG1A（F）24型。612计量柜的选择按要求凡地区变电站用专线供电的工厂变电站，其专用电能计量柜宜装设在进线开关柜的前面；如果工厂变电站接在电力系统的公共干线上，则专用电能计量柜宜装在进线开关柜的后面。而该金属加工厂正是从公共干线获得电源，所以专用电能计量柜装在进线开关柜的后面。表6GG1A（J）04的主要设备及接线方式型号主要设备接线方式名称型号GG1A（J）04高压隔离开关GN810高压熔断器RN210电流互感器LQJ10电压互感器JDJ10这里选用GG1A（J）型专用电能计量柜，其型号为GG1A（J）04，该专用电能计量柜的主要设备及接线方式如表6所示。613低压配电屏的选择低压配电屏是按一定接线方案将有关电气设备组装在一起的一种金属框架，结构简单、价廉，并可双面维护，检修方便，在变电所中作为低压配电装置。其中应用最普遍的是PGL2型，它结构比较合理、性能比较优越。现以NO201为例，根据该干线的接线方式，采用PGL225比较合适，该型号的低压配电屏的主要设备及接线方式如表7所示。表7PGL225主要设备及接线方式型号主要设备接线方式名称型号规格低压断路器DW15或DZ20PGL225低压刀开关HD13、HS13、HR3而该厂低压侧的出线较多，各车间干线所采用的低压配电屏如表8所示。表8低压配电屏一览表主要设备编号低压配电屏型号低压断路器低压刀开关接线方式NO201NO207NO209NO213NO215PGL225NO208PGL206ADW15或DZ20HD13、HS13、HR3NO214PGL22862高压一次设备的选择621高压断路器的选择高压断路器是供电系统中最重要的设备之一，目前使用最为广泛的是油路断路器和真空断路器。根据我国目前生产的10KV高压户内少油断路器型式，选用全国统一设计且明令推广应用的SN1010型。根据I30587A和前面所述的要求，初步选择SN1010I/630300型进行校验。如表9所示，结果全部合格，所以所选是正确的。表9高压断路器选择校验表SN1010I/630300安装地点电气条件序号项目数据选择要求项目数据结论1UN10KVUNW10KV合格2I630AI30587A合格3OC16KAK3201KA合格4IMAX（动稳定）40KAISH513KA合格5IT2T（热稳定）1624512TIIMA23779102合格注1“SN1010I/630300”中，S表示少油断路器；N表示户内型；前10表示设计序号；后10表示额定电压；I表示断油能力代号；630表示额定电流；300表示断流容量。2该厂所需的高压断路器都采用SN1010I/630300型。622高压隔离开关的选择由于隔离开关主要是用于电气隔离而不能分断正常负荷电流和短路电流，因此，只需要选择额定电压和额定电流，校验动稳定度和热稳定度。由于选用GG1A（F）型开关柜，故初步选择GN810T/200型进行校验。如表10所示，结果全部合格，所以所选是正确的。表10高压隔离开关选择校验表GN810T/200安装地点电气条件序号项目数据选择要求项目数据结论1UN10KVUNW10KV合格2I200AI30587A合格3IMAX（动稳定）255KAISH3513KA合格4IT2T（热稳定）5500102TIIMA23779102合格注1“GN810T/200”中，G表示隔离开关；N表示户内型；8表示设计序号；10表示额定电压；T表示统一设计型；200表示额定电流。2该厂所需的高压隔离开关都采用GN810T/200型。623高压熔断器的选择由于这里所选的高压熔断器是用来保护电压互感器短路之用的，又因电压互感器二次侧电流很小，故选择RN2型专用熔断器作电压互感器短路保护，其熔体额定电流为05A。故选用RN210/05（注RN表示户内式高压熔断器；2表示设计序号；10表示额定电压；05表示额定电流）。63互感器的选择631电流互感器的选择根据以上要求，由于这里所选的电流互感器是计量用的，根据计算电流60/230A，初选变比为50/5A的LQJ10型电流互感器（225，90）进行校验。KEST如表11所示，结果全部合格，所以所选是正确的。表11电流互感器选择校验表LQJ10型电流互感器安装地点电气条件序号项目数据选择要求项目数据结论1IKNES12（动稳定度）2251414005159（KA）ISH513KA合理2TIT12202510592TIIMA23779102合理（热稳定度）注1由于本设计不涉及计量仪表方面的内容，故没有进行准确度校验。2“LQJ10”中，L为电流互感器；Q为线圈式；J表示加强型；10表示额定电压。632电压互感器选择这里所选的电压互感器是用来计量的，而本设计又不涉及计量仪表方面的内容，故不需做准确度校验，只需满足电压要求就行。根据前面所述，这里选择JDJ10型电压互感器。注其中J表示电压互感器；D表示单相；J接地保护；10表示额定电压。64低压一次设备的选择641低压刀开关的选择各车间干线上刀开关的选择因这里所选的低压刀开关当隔离开关用，故不需校验其断流能力。现列表12对各车间干线上的刀开关进行选择校验表12低压刀开关选择校验表安装地点电气条件刀开关数据车间（V）UN（A）I30（V）UNW（A）IC刀开关型号结论13801900380400HD13400合格23802380380400HD13400合格33801665380400HD13400合格43802297380400HD13400合格5380155380400HD13400合格63802642380400HD13400合格73801848380400HD13400合格8380640380400HD13400合格93801160380400HD13400合格10380738380400HD13400合格生活区3803573380400HD13400合格低压母线上刀开关的选择正常运行时，低压母线分段断路器处于断开位置。此时，932A10098A；而当T1检修时，1M上的二级负荷由T2供电，此时，IM1IM21428A；当T2检修时，2M上的二级负荷由TI供电，此时9956A，所以2IM11428A。IMAX这里所选的低压刀开关当隔离开关用，不需校验其断流能力。现列表13对低压母线上的刀开关进行选择校验。表13低压母线上的刀开关选择校验表HD131500安装地点电气条件序号项目数据选择要求项目数据结论1UN380VUNW380V合格2I1500AIMAX1428A合格642低压断路器的选择低压断路器又称“低压自动开关”，要求继能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和低电压（失压）时自动跳闸，因此它必须具有比较完善的灭弧结构，又具有一定的保护灵敏度。各车间干线上低压断路器的选择现列表14对各车间干线的低压断路器进行选择校验。表14各车间干线低压断路器的选择校验表安装地点电气条件断路器数据车间（UNV）I30（A）断流能力（KA）（UNWV）IC（A）断流能力（KA）断路器型号结论13801900229438020025DW15400合格23802380229438025025DW15400合格33801665229438020025DW15400合格43802297229438025025DW15400合格538015522943805025DW15400合格63802642229438030025DW15400合格73801848229438020025DW15400合格8380640229438010025DW15400合格93801160229438015025DW15400合格10380738229438010025DW15400合格生活区3803573229438040025DW15400合格低压母线上断路器的选择现列表15对低压母线上的断路器进行选择校验（1428A）IMAX表15低压母线上的断路器选择校验表DW151500安装地点电气条件序号项目数据选择要求项目数据结论1UN380VUNW380V合格2I1500AIMAX1428A合格3断流能力25KA断流能力2294KA合格65变电站进出线的选择根据导线的选择要求并结合实际，该金属加工厂的干线全部采用架空线路，各干线的型号选择如下电源进线的选择（按经济密度选择）1）选择经济截面因587A；115；I30JEC故587/1155104JSECM2选标准截面70，即型号为LGJ70的铝绞线。22）校验发热条件查有关资料，LGJ70在35时允许载流量为228A，而该金属加工厂所在地年最热月平均最高气温为33，由公式可知1057，所以校正后OALK241A587A，所以满足发热条件。IKIALALI303）校验机械强度通过查有关资料知，低压架空铝绞线的机械强度最小截面为16S70，因此所选的导线截面也满足机械强度要求。SMIN2M2低压母线的选择选用硬铝母线，放置方式为竖放，相线截面1008，允许载流量为1430A，由于本载流量是按导体最高允许工作温度70、环境温度35计算而得，而该金属加工厂所在地年最热月平均最高气温为33，故1057。所以校正后允许OALK载流量为1511A1428A，满足要求；中性线截面选606，放置方式为竖放。故母线型号为LMY3（1008）1（606）。1）动稳定校验（1）WMOAL式中母线的最大允许应力，铝母线为69M；LPA母线通过时受到的最大计算应力（M）；OISH3M母线在通过时产生的最大弯矩（NM）；SW母线的截面系数（）；M3而（2）ALLIFSH10/38/23式中通过时产生的最大作用力（N）；S档矩（M）；LA母线间距离（M）。2）热稳定校验（3）CATIIA3IN式中短路假想时间；IM而，（4）05STKIATTOCPK式中实际短路时间（S）；短路保护装置实际动作时间（S）；TOP断路器断路时间（S）；TOCC导体短路热稳定系数（）。MSA2现将该型号母线的动热稳定校验列表，如表16所示。表16低压母线动热稳定校验表LMY3（1008）1（606）安装地点电气条件序号项目数据选择要求项目数据结论1AL（动稳定）69MPAO由式（1）和式（2）求出36MPA合格2A（热稳定）800M2AMIN由式（3）和式（4）求出3682合格车间干线的选择（按允许载流量选择）1）第1车间干线的选择发热条件计算电流190A，初选LJ120,该导线在35时载流量330A，所以I30IAL3488A190A，满足发热条件。IAL校验电压损失0254，L016KM，P901KW0U02549010163665，满足允许电压损失的要求。校验机械强度通过查有关资料知，低压架空铝绞线的机械强度最小截面为16S120，因此所选导线截面也满足机械强度要求。SMIN2M2按同样的方法选出第28车间和生活区的干线，见表17所示。2）9车间和10车间干线的选择由于第9车间和第10车间的干线采用的是树干式接线，所以其导线的选择与采用放射式接线的车间有所不同，其过程如下9、10车间的接线图如图6所示。图6第9、10车间干线接线图初设KMX/380072135063108122IINRLQUU52072930URMUULPNNIIRS220219360031595648查有关资料，选LJ95，几何均距为600MM，截面为95的LJ型铝绞线的031，实际电压损失为X0KM/60RKM/21021IINIINLQUXLPU103526309564310688222031693725故所选导线LJ95满足允许电压损失的要求。校验发热情况查有关资料可知，LJ95在室外温度为35时允许载流量为286A，而该金IAL属加工厂所在地年最热月平均最高气温为33，由公式可知1057，OALK所以校正后302A。IKIALAL线路中最大负荷（在01段）为334559893KWP930130355523878KVARQ9301301252KVA8722PS1904302A30153UNIIAL显然发热情况也满足要求。校验机械强度通过查有关资料知，低压架空铝绞线的机械强度最小截面为16S95，因此所选导线截面也满足机械强度要求。SMIN2M2表17车间干线选择一览表电流（A）机械强度车间导线型号IALI30电压损失U（SMIN）2S（）21LJ12034880190003661200016002LJ12034880238004271200016003LJ12034880166503631200016004LJ12034880229703111200016005LJ50199801550035500016006LJ12034880264202761200016007LJ12034880184802341200016008LJ25125806400262250016009、10LJ95302301904037295001600生活区LGJ2405666035730426240003500第七章防雷和接地装置的确定71防雷的装置及方案的确定711防雷装置确定雷电引起的大气过电压会对电器设备和变电所的建筑物产生严重的危害，因此，在变电所必须采取有效的防雷措施，以保证电器设备的安全。下面分情况对防雷装置进行选择。1直击雷的防治根据变电所雷击目的物的分类，在变电所的中的建筑物应装设直击雷保护装置。在进线段的1KM长度内进行直击雷保护。防直击雷的常用设备为避雷针。2雷电侵入波保护由于雷电侵入波比较常见，且危害性较强，对其保护非常重要。对变电所来说，