机械厂降压变电所的电气设计.doc

一、设计题目某某机械厂降压变电所的电气设计。二、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，并适当考虑到工厂生产的发展，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型式，确定变电所主变压器的台数与容量，选择变电所主结线方案及高低压设备与进出线，确定二次回路方案，选择并整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。三、设计依据工厂总平面图，另附（参看图C-4）。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3000，日最大负荷持续时间为3。该厂除铸造车间、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C-1所示。表C-1 工厂负荷统计资料厂房编号用电单位名称负荷性质设备容量kW需要系数功率因数铸造车间动力2000.30.40.650.70照明50.70.91.0机修车间动力1000.20.30.600.70照明50.70.91.0锅 炉 房动力1000.40.60.600.70照明10.70.91.0仓 库动力100.20.30.600.70照明10.70.91.0生 活 区照明2000.60.81.0注：1.表中数据为供设计指导教师下达任务书时填写负荷资料参考的赋值范围，应力求使每个设计者的负荷数据都有所差异，厂房编号（110）也可随意编写。2.生活区的负荷除照明外，尚含家用电器。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6kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-95，导线为等边三角形排列，线距为1m；干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约7km，该干线首端所装高压断路器的断流容量为300MVA，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1s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度达200km，电缆线路总长度达30km。气象资料：本厂所在地区的年最高气温为k），年平均气温为l），年最低气温为m），年最热月平均最高气温为n），年最热月平均气温为o），年最热月地下0.8处平均温度为p）。年主导风向为q）风，年雷暴日数为r）。地质水文资料：本厂所在地区平均海拔s），地层以t）（土）为主，地下水位为u）。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，按两部电费制缴纳电费。每月基本电费按主变压器容量为v）元/（kVA），动力电费为w）元/（kWh） ，照明（含家电）电费为x）元/（kWh），工厂最大负荷时的功率因数不得低于y）。（注：以上待填的原始数据资料，可依字母顺序由学生表C-2所列赋值范围内自行选取）。四、设计任务要求在规定时间内独立完成下列工作量：（一）设计说明书需包括：目录。前言及确定了赋值参数的设计任务书。负荷计算和无功功率补偿。变电所位置和型式的选择。变电所主变压器台数、容量及主结线方案的选择；短路电流计算。变电所高压、低压一次系统图（主接线图）。附录及参考文献。收获和体会。（二）设计图样主要设备及材料表；变电所主结线图；变电所平、剖面布置图；主 要 参 考 资 料1 刘介才主编 .工厂供电简明设计手册 北京：机械工业出版社2. 刘介才主编 .工厂供电设计指导 北京：机械工业出版社3. 张华主编 电类专业毕业设计指导 北京：机械工业出版社4 王荣藩编著 工厂供电设计与指导 天津：天津大学出版社五、设计时间 2008年 2月 5日至 2008 年 5 月 26 日。 指导教师： （签名）表C-2 设计任务书中待填原始数据资料的赋值范围（供指导教师参考）序号原始数据资料序号原始数据资料序号原始数据资料序号原始数据资料a25005000h1.02.0o2030v视当时当地电价自定b38i100200p2030w视当时当地电价自定c6或10j3050q东、南、西、北、等x视当时当地电价自定dLGJ-95LGJ-185k3040r1550y0.900.94e0.81.5l1030s501000f510m205t粘土、砂粘土、黄土等g300500750n2535u24目 录一、前言24二、赋值参数的设计任务书4三、负荷计算56四、无功功率补偿五、变电所位置和形式的选择6六、变电所主变压器台数、容量及主接线方案的选择78七、短路电流的计算89八、变电所二次回路方案的选择继电保护的整定910九、变电所的防雷保护与接地装置的设计1013十、设计心得15一、前言 电力，是现代工业生产的主要能源和动力，是人类现代文明的物质技术基础。国民经济的现代化、工业的现代化及信息化和网络化都是建立在电力的基础上的。因此，本论文主要研究的是：工厂机修车间的动力与照明设计。本着对供配电的四点要求即：安全-应按照规范能充分保证人身和设备的安全。优质-能保证供电电压和频率满足用户需求。灵活-能满足供电系统的各种运行方式，有改扩建的可能性。经济-尽量使主接线简单、投资少、节约电能和有色金属消耗量。以此为基础来设计该机修车间的动力与照明，对本设计的总体结构布局或思路为：参照工厂总平面图和车间总平面图来确定车间的负荷中心，由此来选择确定车间变电所的位置，再根据车间负荷及负荷级别来确定变压器台数和变压器容量，由此选择主接线方案，同时设计出电气照明线路。再通过短路电流的计算来选择高低压电器设备和电力导线等。最后设计防雷和接地装置，并画出各部分主要原理图和平、剖图。二、赋值参数的设计任务书用电单位名称负荷性质设备容量/KW需要系数Kd功率因数cos正切值tan铸造车间动力2000.30.71.02照明50.810机修车间动力1000.30.651.17照明50.810锅炉房动力1000.40.71.02照明10.810仓库动力100.20.71.02照明10.810生活区动力2000.80.10三、负荷计算（1）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:Q30=P30*tan视在功率:S3O=P30/Cos计算电流:I30=S30/3UN 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)铸造车间：动力负荷：Pe=200kw Kd=0.3 Cos=0.7tan=tanarcCos=1.02P30=Kd*Pe=0.3*200kw =60kwQ30=P30*tan=60kw*1.02=61.2kvarS30=P30/Cos=60kw/0.7=85.7kvAI30=S30/3UN=130.2A照明负荷: Pe=5kw Kd=0.8 cos=1.0tan=tanarcCos=0P30=Kd*Pe=0.8*5=4kwQ30=P30*tan=4*0=0kvarS30=P30/Cos=4/1.0=4kvAI30=S30/3UN=6.08A2）机修车间：动力负荷：Pe=100kw Kd=0.3 Cos=0.65tan=tanarcCos=1.17P30=Kd*Pe=0.3*100kw =30kwQ30=P30*tan=30kw*1.17=35.1kvarS30=P30/Cos=30kw/0.65=46.2kvAI30=S30/3UN=70.2A照明负荷: Pe=5kw Kd=0.8 Cos=1.0tan=tanarcCos=0P30=Kd*Pe=0.8*5=4kwQ30=P30*tan=4*0=0kvarS30=P30/Cos=4/1.0=4kvAI30=S30/3UN=6.08A3）锅炉房：动力负荷：Pe=100kw Kd=0.4 Cos=0.7tan=tanarcCos=1.02P30=Kd*Pe=0.4*100=40kwQ30=P30*tan=40*1.02=40.8kvarS30=P30/Cos=40/0.7=57.14kvAI30=S30/3UN=86.84A照明负荷：Pe=1kw Kd=0.8 Cos=1.0tan=tanarcCos=0P30=Kd*Pe=0.8*1=0.8kwQ30=P30*tan=0.8*0=0kvarS30=P30/Cos=0.8/1.0=0.8kvAI30=S30/3UN=1.22A 4）仓库：动力负荷：Pe=10kw Kd=0.2 cos=0.7tan=tanarccos=1.02P30=Kd*Pe=0.2*10=2kwQ30=P30*tan=2*1.02=2.04kvarS30=P30/Cos=2/0.7=2.86kvAI30=S30/3UN=4.35A照明负荷：Pe=1kw Kd=0.8 Cos=1.0tan=tanarccos=0P30=Kd*Pe=0.8*1=0.8kwQ30=P30*tan=0.8*0=0kvarS30=P30/Cos=0.8/1.0=0.8kvAI30=S30/3UN=1.22A5）生活区照明负荷：Pe=200kw Kd=0.8 Cos=1.0tan=tanarccos=0P30=Kd*Pe=0.8*200=160kwQ30=P30*tan=160*0=0kvarS30=P30/Cos=160/1.0=160kvAI30=S30/3UN=243.16A综上计算可列成计算表格见表1表1用电单位名称负荷性质设备容量（KW）需要系数Kdcostan计算负荷P30/kwQ30/KvarS30/KvaI30/A铸造车间动力2000.30.71.026061.285.7130.2照明50.8104041机修车间动力1000.30.651.173035.146.270.2照明50.8104046.08锅炉房动力1000.40.71.024040.857.1486.84照明10.8100.800.81.22仓库动力100.20.71.0222.042.864.35照明10.8100.800.81.22生活区动力2000.80.101600160243.16总计（380v侧）动力410301.6 139.14照明212计入KP0.8Kq0.850.62233.6133.57269.09258.7（2）无功功率补偿由表11可知，该厂380v侧最大负荷时的功率因数只有0.62。而供电部门要求该厂6kv进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380v则最大负荷时功功率因数稍大于0.90，暂取0.92来计算380v侧所需无功功率补偿容量：QcP30（tan1tan2）233.6tan（arccos0.62）tan（arccos0.92）Kvar198.56Kvar四、无功功率补偿1.补偿前的主变压器容量和功率因数补偿前其低压侧的视在计算功率为:S30(2)= =269.1KVA因要求SN.TS30(2),故未补偿时主变压器容量应选315KVA,而此时变电所低压侧功率因数为:cos(2)=233.6/269.09=0.87 2.无功补偿后的主变压器容量和功率因数补偿后变电所低压侧视在计算负荷为:S/30(2)=242.47KVA因此,无功补偿后主变压器的容量可选为250KVA.变压器的功率损耗为： QT = 0.06 S30（2）= 0.06 * 269.09= 16.15Kvar PT = 0.015 S30（2）= 0.015 * 262.09= 4.04Kw变电所高压侧的计算负荷为:P/30(1)=233.6+4.04=237.64kwQ/30(1)=(133.57-198.56)+16.15=-48.84kvarS/30(1)= =242.61KVA补偿后用户高压侧的功率因数提高为:cos/(1)= P/30(1)/ S/30(1)=237.64/242.61=0.97此功率因数满足规定的要求.3.无功补偿前后主变压器容量的变化主变压器容量减小了:315-250=65KVA.五、变电所位置和型式的选择该车间的平面布置图参看附图1.变电所位置的确定是要综合考虑的,主要的确定原则有:靠近负荷中心.(2) 进出线方便,防止电能倒送.(3) 设备运输方便.(4) 尽量避开剧烈振动和高温以及有粉尘和腐蚀性气体的场所.(5) 不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方.(6) 高压配电所应尽量与车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建.(7) 不防碍企业或车间的发展,适当考虑今后扩建的可能. 六、变电所主变压器台数、容量及主接线方案的选择1.变电所主变压器的选择根据车间的负荷性质和电源情况,该车间变电所的主变压器可有两种方岸:(1) 装设一台主变压器:型式采用S9.根据SN.TS30可得选SN.T=250KVAS/30(1) =242.61KVA经查表可选一台S9-250/10(6)型低损耗变压器.至于工厂二级负荷的备用电源,由于二级负荷为219.26KVA低压侧电流达258.7大电流.故不应采用低压联络线作备用电源,所以备用电源由与邻近单位相联的高压任一台单独运行时应满足 SN.T(0.6-0.7)S/30(1)SN.T0.6242.610.7242.61=145.57169.83KVA任一台单独运行时应满足全部一、二级负荷的需要.因本工厂无一级负荷,故 SN.TS30(+)= S/30(1) SN.T219.26KVA故选两台S9-250/10型号的主变压器.二级负荷的备用电源也由邻近单位相联的高压联络线来承担.以上主变压器的联结组别均采用Yyn0型.2.对变配电所主接线方案选择的基本要求有四点:(1)安全-能充分保证人身和设备的安全.(2)可靠-其选择的方案应与电力负荷的级别相适应.(3)灵活-能适应供电系统所需的各种运行方式及负荷的发展.(4)经济-使主接线简单,运行费用底,节约电能和有色金属消耗量.基于此,现对变电所设计了两套主接线方案。综上可知,有两套方案可供选择.因此,可对其主接线进行比较.见下表2:比较项目装一台主变压器装两台主变压器技术指标安全性满足满足可靠性不太可靠可靠灵活性灵活性稍差灵活性较好供电质量电压损耗稍大电压损耗略小扩建适应性稍差较好经济指标电力变压器的综合投资经查S9-250/10单价为3.80万元.所以综合投资为3.802=7.60万元.经查S9-200/10单价为3.23万元,又知变压器综合投资约为其单价的两倍.因此,其综合投资为23.23万元=6.46万元.因两台故投资为6.462=13.92万元，比一台主变方案多投资6.32万元高压开关柜(含计量柜)的综合投资经查知GG-1A(F)型高压开关柜单价约为3.5万.综合投资按设备价1.5倍计.故综合投资为41.53.5万元=21万元本方案用了6台.故综合投资为61.53.5万元=31.5万元比一台主变方案多投资10.5万元电力变压器和高压开关柜的年运行费主变压器折旧费7.605%=0.38万元高压开关柜折旧费216%=1.26万元故总折旧费为0.38+1.26=1.64万元主变压器折旧费6.325%=0.316万元高压开关柜折旧费31.56%=1.89万元故总折旧费为0.316+1.89=2.206万元交供电部门的一次性供电贴费按800元/KVA计，贴费为2500.08万元=20万元贴费为22000.08万元=32万元比1台主变的方案多交12万元表2 两种主接线方案的比较从上表可知,按技术指标,装设两台变压器的主结线方案略优于装一台主变压器的接线方案,但按经济指标，侧装设一台主变的方案远优于装设两台。.在一次性投资和运行费用上减少了许多开资.所以,决定采用一台主变压器的方案.前提是考虑车间近期负荷无较大增长.装设一台变压器的主接线方案图见附图3、电气主接线方案的选择：电气主接线的确定对电力系统整体及发电厂，变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备的选择配电装置选择，继电保护和控制方式的拟定有较大影响，因此，必须正确外理为各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。（一）设计的基本要求为：1、满足对用户供电必要的可靠性和保证电能质量。2、接线应简单，清晰且操作方便。3、运行上要具有一定的灵活性和检修方便。4、具有经济性，投资少，运行维护费用低。5、具有扩建和可能性。（二）设计主接线的原则：采用分段单母线或双母线的110220KV配电装置，当断路点不允许停电检修时，一般需设置旁路母线。对于屋内配电装置或采用SF6全封闭电器的配电装置，可不设旁母。356KV配电装置中，一般不设旁路母线，因为重要用户多系双回路供电，且断路器检修时间短，平均每年约2-3天。如线路断路器不允许停电检修时，可设置其它旁路设施。610KV配电装置，可不设旁路母线，对于初线回路数多或多数线路向用户单独供电，以及不允许停电的单母线，分段单母线的配电装置，可设置旁路母线，采用双母线610KV配电装置多不设旁路母线。对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。拟定可行的主接线方案23种，内容包括主变的形式，台数以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的基本要求，从技术上论证各方案的优缺点，淘汰差的方案，保留一种较好的方案。（三）方案的比较：110KV侧的接线（1）单母分段带旁路断路器经过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修，为了检修出线断路器，不致中断该回路供电，可增设旁路母线。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，检修与其相连的任一回线的断路器时，该回路均可以不停电，可以提高供电的可靠性。缺点：此种接线多装了价格较高的断路器和隔离开关，增大了投资。（2）双母线接线优点：检修任一母线时，不会停止对用户的连续供电，当检修任一母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此刀闸相连的该组母线，其它回路均可通过另一组母线继续运行，从而提高了供电可靠性。缺点：资较大，所用设备多，占地面积大，增加了一组母线和一组刀闸。配电装置复杂，经济性差。在运行中隔离开关做为操作电器，易发生误操作事故。从以上两种方案比较，方案一虽然用设备较少，减少了投资，但由于供电可靠性较低故不易采用；方案二虽然操作复杂、设备较多，投资较大，且根据电力设计手册可知110-220KV配电装置中当线路回数为四条以上时，易采用双母线接线方式，提高了可靠性，易于扩建，故选择方案二。35KV侧的接线：所设计的变电所35KV出线，最终四回，本期工程一次完成，在考虑主接线方案时，应首先满足运行可靠，操作灵活，节省投资。方案一：单母线接线方式：接线简单、清晰。操作方便，投资少便于扩建；母线或隔离开关检修或故障时连接在母线上的所有回路必须停止工作；检修任一电源或线路的断路器时，该回路必须停电；当母线或母线上的隔离开关上发生短路以及断路器在继电保护作用下都自动断开，因而造成全部停电。方案二：单母分段接线方式：当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电，可提高供电可靠性和灵活性。当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电，可提高供电可靠性和灵活性。以上两种方案比较，在供电可靠性方面，方案一较差，故35 KV侧应采用单母分段接线方案一：单母线接线：具有接线简单清晰，操作方便，所用设备比较少，投资少等优点，但当母线或母侧隔离开关检修故障时，连接在母线上的所有回路都将停止工作，当母线发生短路时，所有电源回路的断路器在继电保护作用中自动跳闸，因而造成母线电压失压全部停电，检修任一电源或线路的断路器时，该回路必须停电。方案二：单母分段接线：接线简单清晰，设备少，且操作方便，可提高供电可靠性和灵活性，不仅便于检修母线而减少母线故障影响范围，对于重要用户可以从不同段引两个回路，而使重要用户有两个电源供电，在这种情况下，当一段母线发生故障，由于分段断路器在继电保护装置的作用下，能自动将故障段切除，因而保证了正常段母线不间断供电。综上所述，单母分段接线的可靠性较高，而且比较经济，故6KV侧接线应选方案二单母分段接线。，七、短路电流计算：1.画出短路计算电路图 10KV 300MVA K-1 K-2 G 220/380V LGJ-95 6km S9-250/10 (1) 确定基准值 取Sd=100MVA Ud1=Uc1=10.5kv Ud2=Uc2=0.4kv则: Id1=Sd/(Uc1)=100MVA/(1.73210.4kv)=5.50KA Id2=Sd/(Uc2)=100MVA/(1.73210.4kv)=144KA(2) 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 电力系统的电抗标幺值 Xs=Sd/Soc=100MVA/300MVA=0.3电力变压器的电抗标幺值 Xt*=Uz%Sd/(100Sn)经查表知S9-250/10(6)型变压器的Uz%=4 故: Xt*=4100000KVA/(100250KVA)=16架空线路的电抗标幺值查表得X0=0.35/km 故: Xwl*=X0LSd/Uc2=0.357100/(10.510.5)=2.22给出短路等效电路图,并标出各元件的序号和电抗标幺值及短路计算点k-1和k-2 1 2 3 0.3 2.22 16 (3) 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总电抗标幺值 X*(k-1)= Xs+ Xwl*=0.3+2.22=2.52三相短路电流周期分量有效值 I(3)k-1=Id1/ X*(k-1)=5.5KA/2.52=2.18KA其他三相短路电流 I/(3)=I(3)=I(3)k-1=2.18KA i(3)sh=2.55I/(3)=2.552.18=5.56KA I(3)sh=1.51I/(3)=1.512.18=3.29KA三相短路容量 S(3)k-1=Sd/ X*(k-1)=100MVA/2.52=39.68MVA(4) 求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值 X*(k-2)= Xs+ Xwl*+Xt*=0.3+2.22+16=18.52三相短路电流周期分量有效值 I(3)k-2=Id2/ X*(k-2)=144KA/18.52=7.78KA其他三相短路电流 I/(3)=I(3)=I(3)k-2=7.78KA i(3)sh=1.84I/(3)=1.847.78=14.32KA I(3)sh=1.09I/(3)=1.097.78=8.48KA三相短路容量 S(3)k-2=Sd/ X*(k-2)=100MVA/18.52=5.4MVA短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAI(3)kI/(3)I(3)i(3)shI(3)shS(3)kk-12.182.182.185.563.2939.68k-27.787.787.7814.328.485.4表3 短路计算表格（5）、变电所一次设备的选择与校验1.10KV侧一次设备的选择与校验 表4 高压断路器的选择与校验序号ZN3-10I选择需求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1UN10KVUw.n6KV合格2IN630AIc250KVA(10)=14.45A合格3Ioc8KAI(3)k4KA合格4imax20KAI(3)sh5.56KA合格5I2t*t82*4=256KA2sI2*tima22*1.7=6.8KA2s合格表5 高压隔离开关的选择校验序号CN86-10T/200选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1UN10KVUw.n6KV合格2IN200AIc14.45A合格3imax25.5KAi(3)sh4KA合格4It2*t102*5=500KA2sI2*tima22*1.7=6.8KA2s合格表6 电流互感器的选择校验序号LQJ-10额定电流比30/5选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1UN10KVUw.n6KV合格2imax225*1.414*0.03KA=9.54KAi(3)sh5.56KA合格3It2*t(90*0.03)2*1=7.29KA2sI2*tima22*1.7=6.8KA2s合格其他一次设备的选择校验见表7:表7 10KV侧一次设备选择校验选择校验项目电压电流断流能力装设地点条件UNI30I(3)k10KV14.45A(In.t)4KA一次设备型号规格额定参数UNINIoc高压熔断器RN2-1010KV85 KA2.18 KA电压互感器LQJ-400/510KV400 KA258.7A电压互感器JDZ6-10避雷器FS4-1010KV2.380V侧一次设备的选择校验表8 低压侧设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力装设点条件参数UNI30I(3)k数据380V142.4A4.15KA额定参数UNINIoc一次设备型号规格低压断路器DW15-200380V150A20KA低压断路器DZ20-100380V100A(大于I30=7.22A)18KA低压电器开关HD13-200/31380V200A电流互感器LMZ1-0.5500V160/5A（6）变电所进出线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型鋁绞线架空敷设，接住10kv公用干线。 1）按发热条件选择。由I30=IIN.T=142.4A及室外环境温度33oC，查表8-35，初选LJ-16,其35oC时的Ial160AI30,满足发热条件。 2）校验机械强度。查表8-33，最小允许截面Amin=35mm2,因此LJ-16不满足机械强度的要求，故不选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鋁芯电缆直接埋地敷设。 1）按发热条件选择。 由I30=IIN.T=142.4A及土壤温度25oC查表8-43，初选缆芯为25mm2的交联电缆，其Ial160AI30,满足发热条件。 2）校验短路热稳定。按式（5-40）计算满足短路热稳定的最小截面Amin=I(3)tima/c=19600.75/77mm2=22mm2 I(3)k=7.78KA故满足分断要求.(2) 低压侧所有出线上均采用DZ20型低压断路器控制,其瞬时脱扣器可实现对线路短路故障的保护.八、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定1.高压短路器的操动机构控制与信号回路短路器采用手动操动机构,其控制与信号回路为: Wc(A) Wc(N) Fu QF Fu GN R1 1 2 RD R2 3 QF 4 YR KM Ws(A) QM 5 QF 6 灯光、音响信号2.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,分别计量整个车间的有功电能和无功电能.并据此计算每月工厂的平均功率因数.3.变电所的测量和绝缘监察回路 变电所的高压侧装有电压互感器和避雷器柜即PT柜.其中电压互感器为3个JDZJ-10型组成Y0/Y0/ (开口三角形)的结线,用以实现电压测量和绝缘监察,其结线见下图: WV(A) WV(B) WV(C) PJ1 PJ1 PJ2 PJ2注: PJ1-三相有功电度表 PJ2-三相无功电度表作为备用电源的高压联络线上,装有三相有功电度表、三相无功电度表和电流表,结线图见下,在高压进线上也装有电流表. A TA1 PA1 PJ TA2 PA2 PJ B PA3 PJC 电流测量回路注: PA-电流表 PJ-三相四线有功电度表 PJPJPJ 电压测量回路注: PJ-三相四线有功电度表低压侧的动力出线上,均装有有功电度表和无功电度表.低压照明线路上装有三相四线有功电度表.低压并联电容器组线路上装有无功电度表,每一回路均装有电流表,低压母线装有电压表,仪表的准确度等级按规范要求.4.变电所的保护装置(1) 装设反时限过电流保护,采用GL-15型感应式电流继电器,两相两继电器式接法,去分流跳闸的操作方式. 过电流保护动作电流的整定:线路的最大负荷电流为:Il.max=(1.5-3)I30=2I30=(2250KVA)/( 6KV)=48.12KA线路的可靠系数Krel=1.3.接线系数Kw=1.返回系数Kre=0.8.电流互感器的变比Ki=100/5=20.因此,动作电流Iop为:Iop=(KrelKwIl.max)/(KreKi)=(1.3148.12)/(0.820)=3.9A故整定为4A. 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倍动作电流动作时间)可整定为0.5s. 过电流保护灵敏度的检验:已知Ik.min(2)=Ik-1(2)/Kt=(/2)I(3)k/(Uk1/Uk2)=0.45KA又知接线系数Kw=1. 电流互感器的变比Ki=100/5=20.继电保护动作电流Iop=4A.则: Sp=(KwIk.min(2)/(KiIop)=(1450)/(204)=5.63A1.5A满足要求.(2) 装设电流速断保护.利用GL-15的速断装置. 速断电流的整定:其中线路末端的最大短路电流Ik.max= I(3)k-2=48.12A.可靠系数Krel=1.4.接线系数Kw=1.电流互感器的变比Ki=100/5=20.Kt=6/0.4=15.则速断电流:Iqb=(KrelKwIk.max)/(KiKt)=(1.4148120A)/(2015)=22.46因此,速断电流倍数应整定为: nqb= Iqb/Iop=22.46/4=5.62电流速断保护灵敏度的校验:最小短路电流Ik.min=(/2) I(3)k-1=0.8662180A=1887.88A.则灵敏度为：Sp=(KwI(2)k-1)/(KiIqb)=(11887.88)/(205.62)=16.84.所以，该整定的速断电流倍数满足保护灵敏度的要求.5.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.也采用GL-15型感应式过电流继电器,两相两继电器式结法,去分流跳闸的操作方式. 过电流保护动作电流的整定:Il.max=2I30=(2250KVA)/( 6KV)=48.12A.可靠系数Krel=1.3.接线系数Kw=1.返回系数Kre=0.8.电流互感器的变比Ki=50/5=10.则动作电流: Iop=(1.3148.12)/(0.810)=7.81A. 则整定为8A. 过电流保护动作时间的整定:也按终端保护考虑,动作时间整定为0.5s. 过电流保护灵敏度:因无邻近单位变电所6KV母线联络线至本变电所低压母线的短路数据,无法校验灵敏度.(2) 装设电流速断保护: 也利用GL-15型感应式过电流继电器速断装置,但因无经邻近单位变电所和联络线至本厂变电所高低压母线的短路数据,无法整定计算和校验灵敏度系数.九、变电所的防雷保护与接地装置的设计1.变电所的防雷保护(1) 直击雷防护 在该车间屋顶装设避雷带,并引出两根接地线与变电所公共接地装置相连.因为,该变电所为内附式变电所,故不设独立避雷针.(2) 雷电侵入波的防护 在6KV电源进线的终端杆上装设FS4-10型阀式避雷器,引下线采用25mm4mm的镀锌扁钢.下与公共接地网焊接相连,上与避雷器接地端螺栓相连. 在6KV高压配电室内装设GG-1A(F)型开关柜,其中,配有FS4-10型避雷器,靠近主变压器来防止雷电侵入波的危害. 在380V的低压侧.因为,低压侧出线为电缆且在室内,故低压侧无须装设避雷器.2.变电所公共接地装置的设计(1) 接地电阻的要求:已知此变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件:RE120V/IE 且RE4-(1)已知与本厂高压侧有电气联系