振华机械厂变电所一次系统设计_工厂供电课程设计

学号1151401219河西学院工厂供电课程设计（2011级本科）题目振华机械厂变电所一次系统设计学院物理与机电工程学院专业电气工程及其自动化作者姓名刘恩铭指导教师赵文忠职称教授完成日期2013年12月24日工厂供电课程设计任务书学生姓名刘恩铭学号1151401219专业方向电气工程及其自动化班级112班题目名称振华机械厂变电所一次系统设计设计的主要内容11设计内容负荷计算和无功功率补偿；变电所主变压器和主接线方案的选择；短路电流的计算等。12设计依据1、气象资料工厂所在地区的年最高气温为34，年平均气温为15，年最低气温为18，年最热月平均最高气温为25，年最热月平均气温为18，年最热月地下08M处平均温度为21。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为8。2、地质水文资料工厂所在地区平均海拔1500M，地层以砂粘土为主，地下水位为2M。3、电费制度工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计为18元KVA，动力电费为020元/KWH，照明电费为050元/KWH。工厂最大负荷时的功率因数不得低干090，此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费610KV为800元KVA。4、工厂负荷情况见下表计算负荷序号名称类别设备容量EPKW需要系数DKCOSTAN30KWP30VARQ30KVAS30I动力700407102照明708090481铸造车间小计77动力800306133照明1007090482锻压车间小计90动力4004085062照明508090483仓库小计45动力6005085062照明608090484电镀车间小计66动力12003065117照明1009090485工具车间小计130动力800407102照明3008090486组装车间小计110动力500206133照明1008090487维修车间小计60动力30002065117照明2008090488金工车间小计320动力52003045198照明3008090489焊接车间小计550动力1200708075照明3080904810锅炉房小计123动力1000607102照明10080904811热处理车间小计11012生活区照明900709048动力照明总计（380V侧）取08PQK，二、设计的基本要求1、设计及计算说明书（1）说明书要求书写整齐，条理分明，表达正确、语言简练。（2）主要计算过程和步骤完整无误，分析论证过程简单明了，各设计内容列表汇总。2、图纸（1）绘制电气主接线图（2）原理图要求用标准符号绘制，布置均匀，设备符号大小合适清晰美观。三设计进度安排阶段设计各阶段名称起止日期1熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料第1周周一2查阅有关资料、阅读设计要求必读的参考资料周二3负荷计算周三至周四4电气主接线设计周五5短路电流计算周六6主要电气设备选择周日至第2周周一7书写课程设计说明书周二至周三8打印整理课程设计资料周四9答辩及成绩评定周五目录1前言111引言12设计原则13本设计所做的主要工作2负荷计算及电容补偿421负荷计算的方法422负荷统计计算423电容补偿73变压器的选择及主接线方案的确定931主变压器台数选择932主变压器容量选择933主接线方案确定10331变电所主接线方案的设计原则与要求10332变电所主接线方案的技术经济指标10333工厂变电所常见的主接线方案11334确定主接线方案114高低压开关设备选择1541短路电流的计算15411短路计算的方法15412本设计采用标幺制法进行短路计算1542变电站一次设备的选择与校验21421一次设备选择与校验的条件21422按正常工作条件选择22423按短路条件校验2242410KV侧一次设备的选择校验23425380V侧一次设备的选择校验2543高低压母线的选择265变电所进出线和低压电缆选择2951变电所进出线的选择范围2952变电所进出线方式的选择2953变电所进出导线和电缆形式的选择2954高压进线和低压出线的选择3054110KV高压进线的选择校验30542由高压母线至主变的引入电缆的选择校验31543380V低压出线的选择31544作为备用电源的高压联络线的选择校验55变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定56振华机械厂降压变电所一次系统主接线电路图6总结377参考文献38附录391前言11引言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；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。在工程机械制造厂里，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。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。电能从区域变电站进入机械厂后，首先要解决的就是如何对电能进行控制、变换、分配和传输等问题。在机械厂，担负这一任务的是供电系统，供电系统的核心部分是变电所。一旦变电所出了事故而造成停电，则整个机械厂的生产过程都将停止进行，甚至还会引起一些严重的安全事故。机械厂变电所要很好地为生产服务，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。12设计原则按照国家标准GB5005295供配电系统设计规范、GB500539410KV及以下设计规范、GB5005495低压配电设计规范、JGJ162008民用建筑电气设计规范等的规定，进行变电所设计必须遵循以下原则1、遵守规程、执行政策必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2、安全可靠、先进合理应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。3、近期为主、考虑发展应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4、全局出发、统筹兼顾按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。13本设计所做的主要工作目前世界上机械生产能源和动力主要来源于电能。电网的正常运行是保证机械生产安全前提。根据设计任务书的要求，结合实际情况和市场上现有的电力产品及其技术，本文主要做了以下工作1、负荷计算机械厂变电所的负荷计算，是根据所提供的负荷情况进行的，本文列出了负荷计算表，得出总负荷。2、一次系统图跟据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算，绘制一次系统图，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。3、电容补偿按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和数量。4、变压器选择根据电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器型号。5、短路电流计算工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限大容量系统供电进行短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有关参数。6、高、低压设备选择及校验参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择高、低压配电设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验，并列表表示。7、电缆的选择为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行电缆截面选择时必须满足发热条件电缆包括母线在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。2负荷计算及电容补偿21负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。由于本机械厂用电部门较多，用电设备台数较多，设计采用需要系数法予以确定。1单台组用电设备计算负荷的计算公式1有功计算负荷单位为KW2130DEPK式中设备有功计算负荷单位为KW；30P用电设备组总的设备容量不含备用设备容量，单位为KW；E用电设备组的需要系数。DK2无功计算负荷单位为KVAR2230TANQP式中设备无功计算负荷单位为KVAR；30Q对应于用电设备组功率因数的正切值。TANCOS3视在计算负荷单位为KVA2330CSPS式中视在计算负荷单位为KVA；30S用电设备组的功率因数。COS4计算电流单位为A2430NSIU式中计算电流单位为A；30I用电设备组的视在功率单位为KVA；S用电设备组的额定电压单位为KV。NU2多组用电设备计算负荷的计算公式1有功计算负荷单位为KW25330ZPIPK式中多组用电设备有功计算负荷单位为KW；3ZP所有设备组有功计算负荷之和；0I30P有功负荷同时系数，可取07095。PK2无功计算负荷单位为KVAR26330ZQIQK式中多组用电设备无功计算负荷单位为KVAR；3ZQ所有设备组无功计算负荷之和；0I30无功负荷同时系数，可取08095。QK3视在计算负荷单位为KVA27233ZZZSPQ4计算电流单位为A283ZZNIU5功率因数293COSZPS22负荷统计计算根据提供的资料，列出负荷计算表。因设计的需要，计算了各负荷的有功功率、无功功率、视在功率、计算电流等。表中生活区的照明负荷中已经包括生活区各用户的家庭动力负荷。具体负荷的统计计算见表21。表21某机械厂负荷计算表计算负荷序号名称类别设备容量EPKW需要系数DKCOSTAN30KWP30VARQ30KVAS30I动力7004071022802856照明70809048562691铸造车间小计77336312545886973动力8003061332403192照明100709048703362锻压车间小计90310352846967137动力4004085062160992照明50809048401923仓库小计45200118423243532动力60050850623001860照明60809048482304电镀车间小计66348209040606170动力120030651173604212照明100909048904325工具车间小计130450464464679828动力8004071023203264照明30080904824011526组装车间小计1105604416713210839动力5002061331001330照明100809048803847维修车间小计60180171424863778动力300020651176007020照明2008090481607688金工车间小计32076077881088216538动力52003045198156030888照明30080904824011529焊接车间小计5501800320403675055851动力1200708075840630照明308090482411510锅炉房小计12386464151076116354动力10006071026006120照明1008090488038411热处理车间小计11068065049410143012生活区照明9007090486303024698810620动力1540照明231_711876472_总计（380V侧）取08PQK，56944611788357812701823电容补偿由表21知，因此该厂380V侧最大负荷KWP456930KS78350时的功率因数为。供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时81COS30的功率因数不应低于09。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09，本文取093来计算380V侧所需无功功率补偿容量2103Z12TANTCQPVR287VAR930TANRCOS680SCO4569KK选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW04143型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相组合，总共容量84KVAR5420KVAR。无功补偿后工厂380V侧的负荷计算；KWP456930；VAR781920781KQKVAPS9604223030；补偿后低压侧的功率因素94806/459COS303变压器选择及主接线方案确定31主变压器台数选择选择主变压器台数时应考虑下列原则1应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须有备用电源。2对季节性负荷或昼夜负荷变动较大，适于采用经济运行方式的变电所，可采用两台变压器。3当负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或多台变压器。4在确定变电所台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。32主变压器容量选择1只装一台主变压器的变电所主变压器容量S应满足全部用电设备总计算负荷S3的需要，即313S2装有两台主变压器的变电所每台变压器的容量SZ应同时满足以下两个条件1任一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷S3的大约6080的需要，即323068SS2任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即333根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可有下列两种方案方案1装设一台主变压器根据式31，主变选用一台接线方式为DYN11的S9800/106型变压器，根据民用建筑规范要求变压器的负载率不宜大于85，而34609KVA8580SZ显然满足要求。至于机械厂的二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。因此装设一台主变压器时选一台接线方式为DYN11的S9800/106型低损耗配电变压器。方案2装设两台主变压器根据式32和33，可知KVAS）（450683609KVA750S9117483因此选两台接线方式为DYN11的S9500/106型低损耗配电变压器。两台变压器并列运行，互为备用。33主接线方案确定331变电所主接线方案的设计原则与要求变电所的主接线，应根据变电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。1安全应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。2可靠应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。3灵活应能必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。4经济在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量。332变电所主接线方案的技术经济指标1主接线方案的技术指标1供电的安全性。主接线方案在确保运行维护和检修的安全方面的情况。2供电的可靠性。主接线方案在与用电负荷对可靠性要求的适应性方面的情况。3供电的电能质量主要是指电压质量，包括电压偏差、电压波动及高次谐波等方面的情况。4运行的灵活性和运行维护的方便性。5对变电所今后增容扩建的适应性。2主接线方案的经济指标1线路和设备的综合投资额包括线路和设备本身的价格、运输费、管理费、基建安装费等，可按当地电气安装部门的规定计算。2变配电系统的年运行费包括线路和设备的折旧费。维修管理费和电能损耗费等。3供电贴费（系统增容费）有关部门还规定申请用电，用户必须向供电部门一次性地交纳供电贴费。4线路的有色金属消耗费指导线和有色金属（铜、铝）耗用的重量。333工厂变电所常见的主接线方案1只装有一台主变压器的变电所主接线方案只装有一台主变压器的变电所，其高压侧一般采用无母线的接线，根据高压侧采用的开关电器不同，有三种比较典型的主接线方案1高压侧采用隔离开关熔断器或户外跌开式熔断器的主接线方案；2高压侧采用负荷开关熔断器或负荷型跌开式熔断器的主接线方案；3高压侧采用隔离开关断路器的主接线方案。2装有两台主变压器的变电所主接线方案装有两台主变压器的变电所的典型主接线方案有1高压无母线、低压单母线分段的主接线方案；2高压采用单母线、低压单母线分段的主接线方案；3高低压侧均为单母线分段的主接线方案。334确定主接线方案110KV侧主接线方案的拟定由原始资料可知，高压侧进线有一条10KV的公用电源干线，为满足工厂二级负荷的要求，又采用与附近单位连接高压联络线的方式取得备用电源，因此，变电所高压侧有两条电源进线，一条工作，一条备用，同时为保证供电的可靠性和对扩建的适应性所以10KV侧可采用单母线或单母线分段的方案。2380V侧主接线方案的拟定由原始资料可知，工厂用电部门较多，为保证供电的可靠性和灵活性可采用单母线或单母线分段接线的方案，对电能进行汇集，使每一个用电部门都可以方便地获得电能。3方案确定根据前面章节的计算，若主变采用一台S11型变压器时，总进线为两路。为提高供电系统的可靠性，高压侧采用单母线分段形式，低压侧采用单母线形式，其系统图见图31采用一台主变时的系统图。若主变采用两台S11型变压器时，总进线为两路，为提高供电系统的可靠性，高压侧采用单母线分段形式，两台变压器在正常情况下分裂运行，当其中任意一台出现故障时另一台作为备用，当总进线中的任一回路出现故障时两台变压器并列运行。低压侧采用也单母线分段形式，其系统图见图32采用两台主变时的系统图。10KV00S980010/04KV图31采用一台主变时的系统图220/380V联络线（备用电源）10KV00联络线（备用电源）220/380VS950010/04KV图32采用两台主变时的系统图S950010/04KV表33两种主接线方案的比较比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损耗略小灵活方便性只有一台主变，灵活性不好由于有两台主变，灵活性较好技术指标扩建适应性差一些更好电力变压器的综合投资额按单台10万元计，综合投资为21020万元按单台75万元计，综合投资为47530万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额按每台42万元计,综合投资约为51542315万元6台GG1A（F）型柜综合投资约为61542378万元电力变压器和高压开关柜的年运行费主变和高压开关柜的折旧和维修管理费约7万元主变和高压开关柜的折旧和维修管理费约10万元经济指标交供电部门的一次性供电贴费按800元/KVA计，贴费为800008万元64万元贴费为250000880万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案。但从经济指标来看，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变的方案。因此决定采用装设一台主变的方案。4高低压开关设备选择41短路电流的计算411短路计算的方法进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算出电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（又称有名单位制法，因其短路计算中的阻抗都采用有名单位“欧姆”而得名）和标幺制法（又称相对单位制法，因其短路计算中的有关物理量采用标幺值即相对单位而得名）。412本设计采用标幺制法进行短路计算1标幺制法计算步骤和方法1绘计算电路图，选择短路计算点。计算电路图上应将短路计算中需计入的所以电路元件的额定参数都表示出来，并将各个元件依次编号。2设定基准容量和基准电压，计算短路点基准电流。一般设DSDUDI100MVA，设（短路计算电压）。短路基准电流按下式计算DSUC413DSI3计算短路回路中各主要元件的阻抗标幺值。一般只计算电抗。电力系统的电抗标幺值42DSOCSX式中电力系统出口断路器的断流容量（单位为MVA）。OCS电力线路的电抗标幺值4302DWLCSXLU式中线路所在电网的短路计算电压（单位为KV）。CU电力变压器的电抗标幺值4410KDTNSX式中变压器的短路电压（阻抗电压）百分值；K变压器的额定容量（单位为KVA,计算时化为与同单位）。NSDS4绘短路回路等效电路，并计算总阻抗。用标幺制法进行短路计算时，无论有几个短路计算点，其短路等效电路只有一个。5计算短路电流。分别对短路计算点计算其各种短路电流三相短路电流周期分量、短路次暂态短路电流、短路稳态电流、短路冲击电流3KI“3I3I及短路后第一个周期的短路全电流有效值（又称短路冲击电流有效值）。3SHI3SHI453DKIX在无限大容量系统中，存在下列关系46“3I3KI高压电路的短路冲击电流及其有效值按下列公式近似计算255473SHI“3I15148SI“低压电路的短路冲击电流及其有效值按下列公式近似计算184493SHI“3I109410SI“6计算短路容量4113DKSX系统500MVALGJ150,8KMS9800105KV04KVK1K2123图41并列运行时短路计算电路2一台变压器单独运行时1根据原始资料及所设计方案，绘制计算电路，选择短路计算点，如图41所示。2设定基准容量和基准电压，计算短路点基准电流,设DSDUDI100MVA，即高压侧105KV,低压侧04KV,则DSDUC12D41210MVA5K3DSI4132214DDU3计算短路电路中各元件的电抗标幺值电力系统的电抗标幺值41410MVA25DOCSX式中电力系统出口断路器的断流容量OCS架空线路的电抗标幺值，查得LGJ150的单位电抗，而线036/XKM路长8KM,故415521083502KVA电力变压器的电抗标幺值，查得S91000的短路电压45，故KU41651053VAMX4绘制等效电路图，如图42所示22510235K1K2图42并列运行时短路等效电路图5求K1点（105KV侧）的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量总阻抗标幺值417725021XK三相短路电流周期分量有效值418KAIKDK4725131三相短路次暂态电流和稳态电流204KA419“3I31KI三相短路冲击电流255255204KA52KA4203SHI“3I第一个周期短路全电流有效值151151204KA308KA4213SHI“3I三相短路容量422）MVAXSKDK037213（6）求K2点（04KV侧）的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量总阻抗标幺值42375203212XXK三相短路电流周期分量有效值424KAIKDK784232三相短路次暂态电流和稳态电流187KA425“3I32KI三相短路冲击电流184184187KA3441KA4263SHI“3I第一个周期短路全电流有效值109109187KA2038KA4273SHI“3I三相短路容量428MVAXSKDK91270233短路电流计算结果短路电流计算结果见表41表41单独运行时短路电流计算结果三相短路电流/KA三相短路容量/MVA短路计算点3KI3I3I3SHI3SHI3KSK120420420452308370K218718718734412038129942变电站一次设备的选择与校验正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。421一次设备选择与校验的条件为了保证一次设备安全可靠地运行，必须按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，包括动稳定和热稳定来校验。3考虑电气设备运行的环境条件和温度、湿度、海拔以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。422按正常工作条件选择1按工作电压选择设备的额定电压不应小于所在线路的额定电压，即NEUNU429NE2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NEI30I43030NEI3按断流能力选择设备的额定开断电流或断流容量不应小于设备分断瞬间的短路电流OCIOCS有效值或短路容量，即KIKS431OCKI或432OCKS423按短路条件校验短路条件校验，就是校验电器和导体在短路时的动稳定和热稳定。1隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验1动稳定校验条件4333MAXSHI或4343MAXSHI式中、开关的极限通过电流（动稳定电流）峰值和有效值MAXIAI（单位为KA）；、开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值（单位3SHISI为KA）。2热稳定校验条件43523TIMAIT式中开关的热稳定电流有效值（单位为KA）；TI开关的热稳定试验时间（单位为S）；开关所在处的三相短路稳态电流（单位为KA）；3I短路发热假想时间（单位为S）。IMAT2电流互感器的短路稳定度校验1动稳定校验条件4363MAXSHI或4373120ESNSHKII式中电流互感器的动稳定电流（单位为KA）；MAXI电流互感器的动稳定倍数（对）；ESK1NI电流互感器的额定一次电流（单位为A）。1NI热稳定校验条件4383IMATTI或43931IMATNTKI式中电流互感器的热稳定电流（单位为KA）；TI电流互感器的热稳定试验时间，一般取1S；电流互感器的热稳定倍数（对）。TK1NI42410KV侧一次设备的选择校验如下表所示10KV侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度其它参数UNIN3K3SHIIMATI3装置地点条件数据10KV4619I1NT204KA52KA20421979额定参数UNEINEIOCIMAXI2TT高压少油断路器SN1010/63010KV630A16KA40KA1622512高压隔离开关GN20/18610KV200A255KA1025500高压熔断器RN21010KV05A50KA电压互感器JDJ1010/01KV电压互感器JDZJ10310/KV电流互感器LQJ1010KV100/5A22520131890012181二次负荷06避雷器FS41010KV一次设备型号规格户外隔离开关12KV400A25KA1025500GW412/400上表所选一次设备均满足要求。425380V侧一次设备的选择校验如下表所示380V侧一次设备的选择校验选择交验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度参数NU30I3KI3SHI32IMAIT装置地点条件数据380V总913A187KA3441KA457018额定参数NUIOCIMAXI2TI低压断路器DW151000/3D380V1000A40KA低压断路器DZ20630380V630A大于30I一般30KA低压断路器DZ20200380V200A大于30I一般25KA低压刀开关HD131000/30380V1000A电流互感器LMZJ105500V1000/5A一次设备型号参数电流互感器LMZ105500V100/5A160/5A上表所选设备均满足要求。43高低压母线的选择根据计算电流和GB500539410KV及以下变电所设计规范中的规定，高压母线选择LMY3404型母线，相母线尺寸均为80MM8MM；低压母线选择LMY31008606型母线，即相母线尺寸为100MM8MM,中性母线尺寸为60MM6MM。5变电所进出线和低压电缆选择51变电所进出线的选择范围1高压进线1如为专用线路，应选专用线路的全长。2如从公共干线引至变电站，则仅选从公共干线到变电站的一段引出线。3对于靠墙安装的高压开关柜，柜下进线时一般须经电缆引入，因此架空进线至变电站高压侧，往往需选一段引入电缆。2高压出线1对于全线一致的架空出线或电缆出线，应选线路的全长。2如经一段电缆从高压开关柜引出再架空配电的线路，则变电站高压出线的选择只选这一段引出电缆，而架空配电线路在厂区配电线路的设计中考虑。3低压出线1如采用电缆配电，应选线路的全长。2如经一段穿管绝缘导线引出，再架空配电线路，则变电站低压出线的选择只选这一段引出的穿管绝缘导线，而架空配电线路则在厂区配电线路或车间配电线路的设计中考虑。52变电所进出线方式的选择1架空线。在供电可靠性要求不很高或投资较少的中小型工厂供电设计中优先选用。2电缆。在供电可靠性要求较高或投资较高的各类工厂供电设计中优先选用。53变电所进出导线和电缆形式的选择1高压架空线1一般采用铝绞线。2当档距或交叉档距较长、电杆较高时，宜采用钢芯铝绞线。3沿海地区及有腐蚀性介质的场所，宜采用铜绞线或防腐铝绞线。2高压电缆线1一般环境和场所，可采用铝芯电缆；但在有特殊要求的场所，应采用铜芯电缆。2埋地敷设的电缆，应采用有外护层的铠装电缆；但在无机械损伤可能的场所，可采用塑料护套电缆或带有外护层的铅包电缆。3低压电缆线1一般采用铝芯电缆，但特别重要的或有特殊要求的线路可采用铜芯电缆。2电缆沟内电缆，一般采用塑料护套电缆，也可采用裸铠装电缆。54高压进线和低压出线的选择54110KV高压进线的选择校验采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10KV公用电源干线。1按发热条件选择。由线路最大负荷时的计算电流及室外环境温度25，初选LJAI2463016，其35时的允许持续载流量935A，满足发热条件。AL30I2校验机械强度。因为铝绞线架空裸导线在610KV的允许最小截面为35，因此按发热2M条件选择的LJ16不满足机械强度要求，故改选LJ35。由于此线路很短，不需检验电压损耗。542由高压母线至主变的引入电缆的选择校验采用YJL2210KV型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。1按发热条件选择。由线路最大负荷时的计算电流及土壤温度21，选择3芯交联AI24630聚乙烯绝缘铝芯电缆，其型号为MM2，其90A，满51KVYJLALI0I足发热条件。（2）校验短路热稳定。查得短路热稳定系数C77MTAAC222IMA3IN5375024I）（所以MM2电缆满足要求。31KVYJL543380V低压出线的选择1馈电给铸造车间的线路采用VLV221KV型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。1按发热条件选择。由计算电流6973A，及该地区地下08米处全年最热月最高温度为30I21，初选MM2，其，满足发热条件。512KVYJLAIAL3092校验电压损耗。由总平面布置图量得变电站至铸造车间距离约100M，而25的铝芯电缆的（按缆芯工作温度75计），2MKMR/0，又铸造车间的，因此由线路电KX/075WP630KWQ25130压损耗的一般计算公式52NXU得96133801075215/8UUAL满足允许电压损耗5的要求。3短路热稳定度检验。查得短路热稳定系数C76，则53MTACIMA223MIN148765018I式中为变电站高压侧过电流保护动作时间按05S整定，再加上断路器IMAT断路时间02S，再加005S。由于前面所选25的缆芯截面小于，不满足短路热稳定度要求，故2MINA改选用缆芯截面为240MM2的电缆，即选VLV221KV32401120的四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆。2馈电给锻压车间的线路采用VJV221KV型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。线路计算电流为7137A，为满足断路器上下级之间的配合，此30I段电缆选用型号为VLV221KV32401120MM2，经检验其发热条件、电压损耗和短路热稳定度均满足要求。3馈电给仓库的线路亦采用VJV221KV型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。线路计算电流为3532A，为满足断路器上下级之间的配合，此段30I电缆选用型号为VLV221KV32401120MM2，经检验其发热条件、电压损耗和短路热稳定度均满足要求。4馈电给电镀车间的线路亦采用VJV221KV型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。线路计算电流为6170A，为满足断路器上下级之间的配合，30I此段电缆选用型号为VLV221KV32401120MM2，经检验其发热条件、电压损耗和短路热稳定度均满足要求。5馈电给工具车间的线路亦采用VJV221KV型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。线路计算电流为9828A，为满足断路器上下级之间的配合，30I此段电缆选用型号为VLV221KV32401120MM2，经检验其发热条件、电压损耗和短路热稳定度均满足要求。6馈电给组装车间的线路亦采用VJV221KV型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。线路计算电流为10839A，为满足断路器上下级之间的配合，此段30I电缆选用型号为VLV221KV32401120MM2，经检验其发热条件、电压损耗和短路热稳定度均满足要求。7馈电给维修车间的线路亦采用VJV221KV型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。线路计算电流为3778A，为满足断路器上下级之间的配合，此段30I电缆选用型号为VLV221KV32401120MM2，经检验其发热条件、电压损耗和短路热稳定度均满足要求。8馈电给金工车间的线路亦采用VJV221KV型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。线路计算电流为16538A，为满足断路器上下级之间的配合，此段30I电缆选用型号为VLV221KV32401120MM2，经检验其发热条件、电压损耗和短路热稳定度均满足要求。9馈电给焊接车间的线路采用VJV221KV型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。由于热处理车间负荷较大，线路计算电流为55851A，线路长度30I为300M，决定由两条线路对其供电。1按发热条件选择。由计算电流55851A，及该地区地下08米处全年最热月最高温度为30I21，初选2VLV221KV32401120MM2，其，满足发热条件。AIAL51861922校验电压损耗。由总平面布置图量得变电站至铸造车间距离约250M，而240的铝芯电缆的（按缆芯工作温度75计），2MKMR/160007/KM，又焊接车间的，因此由线路电0XKWP83VAR4320KQ压损耗的一般计算公式56NXU得V851620380745168/AL满足允许电压损耗5的要求。3短路热稳定度检验。查得短路热稳定系数C76，则57MTACIMA223MIN148765018I式中为变电站高压侧过电流保护动作时间按05S整定，再加上断路器IAT断路时间02S，再加005S。由于前面所选240的缆芯截面，满足短路热稳定度要求，因此选用2MINA的电缆型号为2VLV221KV（31240MM2。10馈电给锅炉房的线路亦采用VJV221KV型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。线路计算电流为16354A，为满足断路器上下级之间的配合，此段电30I缆选用型号为VLV221KV32401120MM2，经检验其发热条件、电压损耗和短路热稳定度均满足要求。11馈电给热处理车间的线路亦采用VJV221KV型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。线路计算电流为143A，为满足断路器上下级之间的配合，此30I段电缆选用型号为VLV221KV32401120MM2，经检验其发热条件、电压损耗和短路热稳定度均满足要求。12馈电给生活区的线路采用BLX1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设。1按发热条件选择。由10620A，及室外环境温度25，初选BLX30I1000125MM2，其25时的，满足发热条件。I301AAL2校验机械强度。查表得最小允许截面2，因此BLX1000M1IN125满足机械强度要求。3校验电压损耗。由总平面布置图量得变电站至生活区负荷中心距离约170M，而BLX1000125MM2的，（按线间几KMR/310KMX/370何均距08M计），又生活区的，因此KWP6VAR2430Q51049203817241763U5115V429UAI电压损耗不满足要求，为确保生活用电（照明，家电）的电压质量，决定采用四回BLX10001120的三相架空线路对生活区供电。PEN线采用BLX1000170橡皮绝缘线。重新校验电压损耗，完全合格。544作为备用电源的高压联络线的选择校验采用YJL2210000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆，直接埋地敷设。与相距约2KM的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19409KVA，I3019409/112A而最热月土壤平均温度为25，初选缆芯截面为25MM2的交KV03联聚乙烯铝芯电缆，（该型电缆最小芯线截面为25MM2）其IAL90AI30，满足发热条件。（2）校验电压损耗缆芯截面为25MM2铝芯电缆的R0154/KM（按缆芯工作温度80计），X0012/KM，又二级负荷的P301548KW，Q301163KVAR，线路长度按2KM计，因此4750126325418U007VUAL满足允许电压损耗的要求。3）短路热稳定度校验按本变电所高压侧短路校验，由前述引入电缆的短路热稳定校验，可知缆芯25MM2交联电缆是满足短路热稳定要求的。由于邻近单位10KV的短路数据不详，因此该联络线的短路热稳定校验无法进行，只有暂缺。综合以上所选变电站进出线和低压电缆型号规格见表51。表51变电站进出线和低压电缆型号规格线路名称导线和电缆的型号规格10KV电源进线LJ35铝绞线（三相三线架空）主变引入电缆YJL2210000325交联电缆（直埋）至铸造车间VLV22100032401120四芯塑料电缆（直埋）至锻压车间VLV22100032401120四芯塑料电缆（直埋）至仓库VLV22100032401120四芯塑料电缆（直埋）至电镀车间VLV22100032401120四芯塑料电缆（直埋）380V低压出线至工具车间VLV22100032401120四芯塑料电缆（直埋）至组装车间VLV22100032401120四芯塑料电缆（直埋）至维修车间VLV22100032401120四芯塑料电缆（直埋）至金工车间VLV22100032401120四芯塑料电缆（直埋）至焊接车间2VLV22100032401120四芯塑料电缆（直埋）至锅炉房VLV22100032401120四芯塑料电缆（直埋）至热处理车间VLV22100032401120四芯塑料电缆（直埋）至生活区四回路每回路3BLX100011201BLX1000170橡皮线（三相四线架空）与邻近单位10KV联络线YJL2210000325交联电缆（直埋）55变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定1、高压断路器的操作机构控制与信号回路断路器采用弹簧储能操作机构。可实现一次重合闸。2、变电所的电能计量回路变电所高压侧装设专用电能计量柜，其上装有三相有功电能表和无功电能表，分别计量全厂消耗的有功电能和无功电能。并据以计算每月工厂的平均功率因数。计量柜由有关供电部门加封和管理。3、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JDZJ10型，组成开口三角形的接线，用以实现电压测量和绝缘监视。/0Y作为备用电源的高压联络线上，装有三相有功电能表、三相无功电能表和电流表。高压进线上，也装有电流表。低压侧的动力出线上，均装有有功电能表和无功电能表。低压照明线路上，三相四线有功电能表。低压并联电容器组线路上，装有无功电能表。每一回路均装有电流表。低压母线上装有电压表。仪表的准确度等级按规范要求。4、变电所的保护装置（1）主变压器的继电保护装置1）装设瓦斯保护当变压器油箱内部故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当因严重故障产生大量瓦斯时，则动作于跳闸。2）装设反时限过电流保护采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸的操作方式。过电流保护动作电流的整定ILMAX2I1NT2800KVA/2462A924A，KREL13,KRE08，KI100A/5A20103KV，因此，动作电流为AIOP574928因此，过电流保护动作电流IOP整定为8A。（注意GL15型感应式过电流继电器动作电流只能210A，且为整数）过电流保护动作时间的整定由于本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流保护动作时间（10倍动作电流动作时间）可整定为最短的05S。过电流保护灵敏系数的检验IKMINI（2）K2/KT0866I（3）K2/KT0866187KA/0648KA，IOP1IOPKI/KW40/1KV8A20/1160A因此，其保护灵敏系数为5126410/682ASP满足规定的灵敏系数15的要求。2）装设电流速断保护3）利用GL15型继电器的电流速断装置来实现。速断电流的整定IKMAXI（3）K2187KA，KREL14,KW1，KI100A/5A20，KT10KV/04KV25，因此，速断电流为AIQP521870254速断电流倍数整定为AIOPQBP（注意KQB可不为整数，但必须在28之间。）电流速断保护灵敏系数的检验IKMINI（2）K10866I（3）K10866204KA18KA，IQB1IQBKI/KW52A20/11040A因此，其保护灵敏系数为51704/18ASP按GB500621992规定，电流保护（含电流速断保护）的最小灵敏系数为15，因此，满足规定的灵敏系数的要求。（2）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，去分流跳闸的操作方式。过电流保护动作电流的整定ILMAX2I30I30103/61074853/180431030KVAUSN112A，KREL13,KW1，KRE08，因此，动作电流为AIOP6428因此，过电流保护动作电流IOP整定为4