XX机械厂变电所的二次回路设计.doc

2008届毕业设计（论文） 材 料 系 、 部： 电气与信息工程系 学生姓名： 指导教师： 职 称： 讲师 专 业： 电气自动化技术 班 级： 学 号： 2008 年5 月材料清单1、毕业设计（论文）课题任务书2、指导教师评阅表3、答辩及最终成绩评定表4、毕业设计说明书5、附录材料2008 届毕业设计（论文）课题任务书系：电气与信息工程系 专业：电气自动化技术指导教师曹志平学生姓名吴邦课题名称XX机械厂降压变电所的二次回路设计内容及任务根据工厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，初步确定变电所主结线方案及高低压设备和进出线，并由此确定二次回路方案,选择整定继电保护装置.最后按要求写出设计说明书，绘出设计图。拟达到的要求或技术指标1) 高压断路器的操动机构控制与信号回路2) 变电所的电能计量回路3) 变电所的测量和绝缘监测回路4) 变电所的保护装置进度安排起止日期工作内容备注2008.03.102008.03.312008.04.012008.04.152008.04.162008.05.072008.05.082008.05.182008.05.192008.05.23下达任务书、收集资料、熟悉毕业设计课题；总体方案设计；编写毕业设计说明书；教师评阅设计，学生进行总结、准备答辩；毕业设计答辩；主要参考资料1 刘介才. 工厂供电设计指导 M. 北京: 机械工业出版社，19982 刘介才. 工厂供电M. 北京: 机械工业出版社, 20033 苏文成. 工厂供电(第2版)M. 北京: 机械工业出版社, 19904 陈利.发电厂及变电所二次回路M. 长春: 中国电力出版社，20075 天津大学.电力系统继电保护原理M.北京：电力工业出版社，1980教研室意见年 月 日系主管领导意见年 月 日湖南工学院2008届毕业设计（论文）指导教师评阅表系：电气与信息工程系 学生姓名吴邦学 号401050426班 级0504专 业电气自动化技术指导教师姓名曹志平课题名称XX机械厂降压变电所的二次回路设计评语：（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性；检索和利用文献能力、计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；）是否同意参加答辩：是 否指导教师评定成绩分值：指导教师签字： 年 月 日湖南工学院2008届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评 定 表系（公章）： 学生姓名吴邦学号401050426班级电气0504答辩日期课题名称XX机械厂降压变电所的二次回路设计指导教师曹志平成 绩 评 定分值评 定小计教师1教师2教师3教师4教师5课题介绍思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。30答辩表现思维敏捷,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确大、深入,知识面宽。必答题40自由提问30合 计100答 辩 评 分分值：答辩小组长签名：答辩成绩a： 40指导教师评分分值：指导教师评定成绩b： 60最终评定成绩： 分数： 等级：答辩委员会主任签名： 年 月 日说明：最终评定成绩a+b，两个成绩的百分比由各系自己确定，但应控制在给定标准的10左右。 2008届毕业设计说明书XX机械厂降压变电所的二次回路设计系 、 部： 电气与信息工程系 学生姓名： 吴邦 指导教师： 曹志平 职称 讲师 专 业： 电气自动化 班 级： 0504 完成时间： 2008年5月 摘 要工厂所需电能的供应和分配，必须有良好的供电系统有利于提高生产效率，要节约生产成本，要有利于实现生产过程的自动化，因此供电系统的设计是一个重要的前提工作。 本设计是对XX机械厂供电系统进行的设计。此机械厂具有一个总降压变电所及十个车间和一个生活区。设计主要介绍了总降压变电所的设计及设备的选型和整定校验。其中主要介绍了工厂的基本情况及设计的要求和主要数据，还要进行了全厂的负荷计算及无功功率补偿的确定，它是以后设备选择的重要依据。以及确定了变电所主变压器台数、容量及主接线方案、第四部分进行了短路电流的计算，它是进行设备校验的重要数据；第五部分主要进行了变电所一次设备的选型及校验。对工厂变电所一次系统的确定。最后，我们还有对变电所一次系统进行继电保护、绝缘监测、电能测量以及信号系统等二次系统的设计。 关键字 变电所；一次系统；二次系统ABSTRACTSupply what factory needs electric energy and assign, must have efficacy of fine feed system beneficial to improving, to save cost of production, ask the automation beneficial to realizing procedure of production , the design feed system therefore to be that a important premise works. Design the design being that feed system is in progress to XX machinery works originally. This machinery works has a general stepdown substation and ten workshops and a utility area. Design the selections type and adjusting checking having introduced general stepdown substation design and equipment mainly. Request and main data having introduced fundamental factory condition and having designed that among them mainly, back-off power ascertaining that the load wanting to have carried out entire factory too being calculated and there being no meritorious service, it is the important basis that equipment chooses hereafter. The scheme , Part IV working a telephone switchboard as well as having ascertained substation host transformer platform number , capacities and host have carried out the short-circuit current calculation , it has been the data carrying out equipment checking importance; Part V has carried out substation equipment selections type and checking mainly. Ascertaining that to factory substation system. Final, we there are still a systematic the protection being in progress succeeding an electricity , insulation monitors , repeated systematic design such as electric energy measurement and signal system to the substation.Key words Substation；a system；repeated system目 录1 绪论11.1 工厂供电的意义和要求11.2 工厂供电设计的一般原则11.3 本人的主要工作22 负荷计算与无功功率补偿32.1 设计步骤32.2 负荷计算42.2.1 按需要系数法确定计算负荷42.2.2 多组用电设备计算负荷的确定62.3无功功率补偿63 变电所主变压器和结线方案的选择93.1 提出方案93.2 方案确定104 短路电流计算124.1 短路电流计算的目的及方法124.2短路电流计算124.2.1确定基准值124.2.2 计算短路电路中各元件的电抗标么值134.2.3计算k-1点(10.5kV侧)的短路总电抗及三相短路电流和容量134.2.4计算k-2点(0.4kV侧)的短路总电抗及三相短路电流和容量145 变电所一次设备的选定155.1 高压侧一次设备的选择155.2 低压侧电气设备的选择165.3母线的选择165.3.1 高压母线的选择175.3.2 低压母线的选择186 变电所过电流保护236.1 变压器的继电保护236.1.1 变压器的反时限过电流保护246.1.2 变压器的速断保护256.1.3 变压器的瓦斯保护256.2 高压联络线的继电保护276.2.1 过流保护276.2.2 速断保护276.3 低压侧过电流保护287 变电所二次回路设计297.1 二次回路的操作电源297.2 高压断路器的控制的信号回路297.3 电测量仪表与绝缘监视装置317.3.1 电测量仪表317.3.2 绝缘监视装置328 设计总结34参考文献35致 谢36361 绪论1.1 工厂供电的意义和要求工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。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。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，则可能对工业生产造成严重的后果。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。由于节约能源是工厂供电工作的一个重要方面，而节约能源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。 1.2 工厂供电设计的一般原则按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kv及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电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。1.3 本人的主要工作（1）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，确定变电所位置与型式；（2）确定变电所主变压器的台数与容量、类型；（3）选择变压所主结线方案及高低压设备和进出线；（4）确定二次回路方案，选择整定继电保护装置；（5）要求写出设计说明书，绘制设计图样。从工厂供电的技术要求出发并结合工厂的实际情况，首先进行符合计算和无功功率补偿，确定主变压器台数、容量及类型，综合各种技术规程及供电协议的要求确定主接线方案，计算出短路电流，进行一次设备的选择和校验，确定进出线的选择与校验。再根据短路电流进行动稳定和热稳定校验；继电保护及二次回路的整定计算，为掌握供电系统的运行情况提供了有效的数据，并且在系统发生故障时能够准确及时的将故障设备从供电系统中切除，提高系统的安全稳定性。2 负荷计算与无功功率补偿2.1 设计步骤全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。（1）负荷计算全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。（2）工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择参考电源进线方向，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，确定变压器的台数和容量。（3）工厂总降压变电所主结线设计根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。（4）厂区高压配电系统设计根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。（5）工厂供、配电系统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，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短 路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。（6）改善功率因数装置设计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。由手册或厂品样本选用所需 移相 电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。（7）变电所高、低压侧设备选择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，选择变电所高、低压侧电器设备，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动稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。（8）继电保护及二次结线设计为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括高压断路器控制与信号回路、电测量与绝缘监测回路、以及变压器高低压侧的保护回路组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路原理图及展开图。2.2 负荷计算2.2.1 按需要系数法确定计算负荷半小时最大负荷，其中为需要系数。无功计算负荷 ，其中为对应于用电设备组的正切值。视在计算负荷 ，其中为用电设备组的平均功率因数。计算电流，其中为用电设备组的额定电压。由上面公式可算出各厂房的动力负荷。1.铸造车间： =90KW =91.8kvar128.57KVA =195.35A2. 锻压车间： =105KW =122.85kvar161.54KVA=246.69A3热处理车间： =90KW=67.5kvar112.5KVA=74.04A4. 电镀车间： =125KW=93.75kvar156.25KVA=237.23A5. 仓库： =8KW=6kvar10KVA=15.19A6. 工具车间： =108KW=143.64kvar180KVA=273.26A7. 金工车间： =80KW =93.6kvar123.08KVA=186.998. 锅炉房： =35KW=26.25kvar43.75KVA=66.54A9. 装配车间： =54KW=55.08kvar77.14KVA=117.04A10. 机修车间： =32KW=37.44kvar49.23KVA=74.69A11. 生活区： =245KW=96.11kvar272.22KVA=413.44A各车间的照明负荷总和计算如下： =42.3KW 42.3KVA =64.27A2.2.2 多组用电设备计算负荷的确定确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电 设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和超负荷无功负荷分别计入一个同时系数（又称参差系数或综合系数）和。对车间干线取： =0.850.95=0.900.97对低压母线1、由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取=0.800.90=0.850.952、由车间干线计算负荷直接相加来计算时取=0.900.95=0.930.97 在本设计中，我们取，。总的有功计算负荷为：=862.16KW总的无功计算负荷为：=750.68kvar以上两式中的和分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。总的视在计算负荷为：=1143.17KVA总的计算电流为：=1736.91A由以上可得出各厂房和生活区的负荷如表2.1。2.3无功功率补偿由表2.1可知，该厂380V侧最大负荷时功率因数为0.75,考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗,因此380V侧最大负荷应稍大于0.90,暂取0.92来计算,380V侧所需的无功功率补偿容量表2.1 各厂房和生活区的负荷编号名称类别设备容量需要系数计 算 负 荷Q30/kvarS30/kVA1铸造车间动力3000.30.701.029091.8/照明60.81.004.80/2锻压车间动力2000.30.651.1710570.2/照明60.71.005.60/3热处理车间动力1500.60.80.759045/照明50.81.0040/4电镀车间动力2500.50.80.7512537.5/照明50.81.0040/5仓库动力200.40.80.7583/照明10.81.000.80/6工具车间动力3600.30.61.3310879.8/照明70.91.006.30/7金工车间动力4000.20.651.178046.8/照明100.81.0080/8锅炉房动力500.70.80.753526.2/照明10.81.000.80/9装配车间动力1800.30.80.755422.5/照明60.81.004.80/10机修车间动力1600.20.651.173223.4/照明40.81.004.80/11生活区照明3500.70.90.4824596.11272.22413.61总计(380侧)/1056.3834.02/取，0.75/862.16750.681143.171736.9补偿后的变电所低压侧的视在计算负荷为 =931Kva因此补偿后变压器容量可选为1000kVA的，此时变压器的功率损耗为 工厂变电所高压侧的计算负荷为 kvar 无功补偿后，工厂的功率因素（最大负荷时）为 这一功率因素满足设计要求。3 变电所主变压器和结线方案的选择3.1 提出方案根据工厂的负荷性质和电源情况，我们采用S9系列变压器。工厂变电所的主变压器可有下列两种案：（1）明备用。装设一台主变压器，型式采用S9，其容量不应小于总计算负荷。即 根据计算，可选择一台S9-1000/10型的低损耗变压器。其主接线图如图3.1。为了保证工厂的正常运行，如若采用明备用形式，则我们必须利用高压联络线在高压母线发生故障时对工厂特别是二组负荷进行紧急供电。图3.1装设一台主变压器的主接线图（2）暗备用。装设二台主变压器，型式采用S9，其容量不应小于总计算负荷的70%,考虑工厂的前景及发展，最好为总计算负荷的80%左右,同时每台主变压器容量不应小于全部一、二级负荷之和。S9系列变压器可以过负荷140%。所以在单台变压器发生了故障时，我们可以由另一台变压器过负荷供电。 根据计算可选择两台S9-800/10型低损耗配电变压器。其主接线图如图3.2。上述变压器的联结组别均采用Yyn0接法。图3.2装设两台主变压器的主接线图3.2 方案确定从上表3.1可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案(图3.2)无论是从系统稳定性和可靠性来说，都远远优于装设一台主变的主结线方案(图3.1)。工厂拥有负荷较大的二级负荷，如果二级负荷断电将会给机械厂造成巨大损失。虽然明备用形式可以保证二级负荷供电，但是性能远不能和暗备用比。但按经济指标,则装设一台主变的方案远优于装设两台主变的方案，因此在本次设计中，决定采用装设一台主变的方案。交供电部门的一次性供电赔费比1台主变的方案多交48万元；主变开关柜年运行费比1台主变的方案多损耗1.85万元。高压开关柜总费用比一台变压器方案比一台主变的方案多投资10.8万元。电力变压器综合投资,比一台主变的方案多投资14.4万元。总体经济指标而言明备用则有它无法替代的优势。表3.1 两种接线方案技术指标和经济指标比较比较项目明备用暗备用技术指标安全性满足要求满足要求可靠性基本满足要求满足要求电能质量由于一台主变,电压损耗略大由于两台主变并列,电压损耗略小操作方便性只一台主变,灵活性一般由于有两台主变,灵活性较好扩展性能一般良好经济指标电力变压器综合投资 查得S9-1000单价为11.8万元,查得变压器综合投资约为其单价的2倍,因此其综合投资为211.8万元=23.6万元查得S9-800单价为9.5万元,因此两台综合投资为49.5万元=38万元高压开关柜查得GG-1A(F)型柜按每台3.6万元计,查得其综合投资按设备价1.5倍计,因此综合投资约为41.53.6万元=21.6万元本方案采用6台GG-1A(F)柜,其综合投资额约为61.53.6万元=32.4万元,主变开关柜年运行费(折旧费)按20年使用寿命算主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为5万元主变和高压开关柜的折旧费和维修管理费每年为6.85万元交供电部门的一次性供电赔费按800元/kVA计,贴费为10000.08万元=80万元贴费为28000.08万元=128万元4 短路电流计算4.1 短路电流计算的目的及方法短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法），本设计采用标幺制法进行短路计算。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。4.2短路电流计算短路电流计算电路如图4.1。图4.1 短路电流计算电路4.2.1确定基准值设=100MVA,即高压侧=10.5KV,低压侧=0.4KV,则： =100MVA/(10.5)=5.5kVA=100MVA/(0.40)=144kVA4.2.2 计算短路电路中各元件的电抗标么值（1）电力系统的电抗标幺值=100MVA/500MVA=0.2（2）架空线路电抗标幺值 查附录表8得LGJ-150的x0=0.36/km,而线路长为8km,故 （3）电力变压器电抗标幺值 查相关资料得,UZ%=4.5,故 因此绘等效电路,如图4.2。图4.2 短路电流计算等效电路图4.2.3计算k-1点(10.5kV侧)的短路总电抗及三相短路电流和容量(1) 总电抗标么值=0.2+2.6=2.8(2) 三相短路电流=5.5kA/2.8=1.96kA(3) 其它短路容量=1.96kA=2.551.96=5.0kA=1.511.96=2.96kA(4) 三相短路容量 =100MVA/2.8=35.7MVA4.2.4计算k-2点(0.4kV侧)的短路总电抗及三相短路电流和容量（1）总电抗标么值=0.2+2.6+4.5=7.3（2）三相短路电流周期分量有效值=144/7.3=19.73kA（3）其它短路电流=19.73kA=1.8419.73=36.30kA=1.0919.73=21.51kA（4）三相短路容量=100MVA/7.3=13.70MVA以上结果综合如表4.1：表4.1 短路计算电流表短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-1点1.961.961.965.02.9635.7k-2点19.7319.7319.7336.3021.5113.705 变电所一次设备的选定5.1 高压侧一次设备的选择高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度其它装置地点条件参数数据10kv55.85A1.96KA1.96KA1.9621.9=7.3高压一次设备的技术参数额定参数真空断路器VD112kv630A31.5KVA31.524=3969工作频率50HZ旋转式隔离开关GN30-12QD12KV400A31.5KA12.5KA高压熔断器RN2-1010KV0.5A50KA电压互感器RZL-10 20/5-100/5电流互感器AS12/150b/2s AS12/150b/4s12KV200/5382KA150KA避雷器HYWS2-17/5017KV接地开关ES1No.103、No.10412KV630A80KA31.5KA工频耐压42V电压互感器RZL-10100/5100/5100/5电气设备按正常条件下工作选择，就是要考虑电气装置的环境条件和电气要求。环境条件就是指电气装置所处的位置、环境温度、海拔以及有无防尘、防腐、防火、防爆等的要求。电气要求是指电气装置对设备的电压、电流、频率等表5.1 一次设备的选择与整定方面的要求；对一些断流电器，如开关、熔断器等，还应考虑其断流能力。互感器是变换电压、电流的电气设备。通常电压互感器二次侧额定电压为100V，一次侧电压与各级电网额定值相同。电流互感器二次侧额定电流一般为5A或者1A。高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、绝缘子等。各一次设备的选择如表5.1。高压开关柜有固定式和手车式（移可式）两大类型。由于本设计是10kV电源进线，则可选用较为经济的固定式高压开关柜，这里选择GG1A-10Q（F）型。高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。高压刀开关柜的选择应满足变电所一次电路图的要求，并各方案经济比较优选出开关柜型号及一次结线方案编号，同时确定其中所有一次设备的型号规格。工厂变电所高压开关柜母线宜采用LMY型硬母线。5.2 低压侧电气设备的选择低压一次设备的选择，与高压一次设备一样，必须满足在正常条件下的短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。低压熔断器、低压开关、低压负荷开关、低压断路器等低压设备和选择时，必须校验其电压，电流、断流能力等参数。除了低压熔断器以外，其余三种低压一次设备还在必要时必须校验其动稳定度和热稳定度。5.3母线的选择为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面时必须满足下列条件:（1）发热条件导线和电缆(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）电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。（3）经济电流密度35kV及以上的高压线路及电压在35kV以下，但距离长、电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。工厂内的10kV及以下线路，通常不按此原则选择。（4）机械强度导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。根据设计经验，一般10kV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。对长距离大电流及35kV以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。5.3.1 高压母线的选择(1) 10kV高压进线的选择与校验。采用LJ型铝绞线，架空敷设，接往10kV公用干线。a.按发热条选择：=976.29/1.7310=56.37A由=56.32A及室外环境温度33，查相关资料初选LJ-16型进线，其中35时，满足发热条件。b.校验机械强度：查相关资料，10kV铝及铝合金最小允许最小截面为35mm2，所以不满足机械强度的要求，故改选LJ-35型铝绞线。c.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铝芯电缆直接埋地敷设。a.按发热条选择：=976.29/1.7310=56.37A由=32.64A及土壤温度25，查相关资料，初选缆芯为25mm2的交联电缆，其，满足发热条件。b.校验短路热稳定度。 首先查得相关资料，取=0.5s,真空断路器为0.1s-0.15s，取0.15s，再加0.05s，得短路假想时间=0.5+0.15+0.05=0.7s，并查得C=77，因此可确定短路热稳定度的最小截面为：=1960/77mm2=21.30 mm225mm2因此满足热稳定度要求。即可选YJL22-10000-325电缆。5.3.2 低压母线的选择(1) 馈电给铸造车间的线路选择采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。a.按发热条选择：由=195.35A及地下0.8m处土壤温度25，查相关资料，初选185mm2，其，满足发热条件。b.校验短路热稳定度：首先查得相关资料，取=0.5s,真空断路器为0.1s-0.15s，取0.15s，再加0.05s，得短路假想时间=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可确定短路热稳定度的最小截面为:由于前面所选185mm2247.70mm2满足热稳定度要求，所以选300mm2的聚氯乙烯绝缘电缆，即可选VLV22-1000-3300+1150四芯电缆。(3) 馈电给热处理车间的线路选择采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。a.按发热条选择：由=74.04A及地下0.8m处土壤温度25，查相关资料，初选150mm2，其，满足发热条件。b.校验短路热稳定度：首先查得相关资料，取=0.5s,真空断路器为0.1s-0.15s，取0.15s，再加0.05s，得短路假想时间=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可确定短路热稳定度的最小截面为由于前面所选150mm2247.70mm2不满足热稳定度要求，所以改选300mm2的聚氯乙烯绝缘电缆，即可选VLV22-1000-3300+1150四芯电缆。(4) 馈电给电镀车间的线路选择采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。a.按发热条选择：由=237.40A及地下0.8m处土壤温度25，查相关资料，初选185mm2，其，满足发热条件。b.校验短路热稳定度：首先查得相关资料，取=0.5s,真空断路器为0.1s-0.15s，取0.15s，再加0.05s，得短路假想时间=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可确定短路热稳定度的最小截面为：由于前面所选185mm2247.70mm2不满足热稳定度要求，所以改选300mm2的聚氯乙烯绝缘电缆，即可选VLV22-1000-3300+1150四芯电缆。(5) 馈电给仓库的线路选择采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。a.按发热条选择：由=15.19A及地下0.8m处土壤温度25，查相关资料，初选4mm2，其，满足发热条件。b.校验短路热稳定度：首先查得相关资料，取=0.5s,真空断路器为0.1s-0.15s，取0.15s，再加0.05s，得短路假想时间=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可确定短路热稳定度的最小截面为：由于前面所选4mm2247.70mm2不满足热稳定度要求，所以改选300mm2的聚氯乙烯绝缘电缆，即可选VLV22-1000-3300+1150四芯电缆。(6) 馈电给工具车间的线路选择采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。a.按发热条选择：由=273.48A及地下0.8m处土壤温度25，查相关资料，初选240mm2，其，满足发热条件。b.校验短路热稳定度：首先查得相关资料，取=0.5s,真空断路器为0.1s-0.15s，取0.15s，再加0.05s，得短路假想时间=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可确定短路热稳定度的最小截面为：由于前面所选240mm2247.70mm2不满足热稳定度要求，所以改选300mm2的聚氯乙烯绝缘电缆，即可选VLV2