某10kV降压变电所设计方案.doc

某10kV降压变电所设计方案 1 原始资料及设计任务1.1 基础数据 1.1.1 生产任务及车间组成(1)车间组成及布置纺织厂产品是全国人民生活必需品，在国民经济中占有重要地位。其用电部分是整个厂的动力之源，乃是重中之重.设有一个生产主厂房，其中有原液车间、纺炼车间、排毒车间、其他车间等生产车间，除上述车间外，还有辅助车间及其它设施，详见本厂总平面布置图。 1.1.2 设计依据(1)工厂总平面布置图。(2)供用电协议工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：本厂可由东南方19公里处的城北变电所110/38.5/11kV，50MVA变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10kV线路做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的30%重要负荷，平时不准该变电所10千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为1.5秒，要求配电所不大于1.0秒；在总配电所10千伏侧计量功率因子应在0.9以上；配电系统技术数据电费制度：按两部制电费计算。变压器安装容量为每1kVA为15元/月，动力电费为0.3元/kWh,照明电费为0.55元/(kWh)。图II-0-3 配电系统 1.1.3 本厂负荷性质 多数车间为三班制，少数车间为一班或两班制。全年为300个工作日，年最大负荷利用小时数为6400小时。属于二级负荷。全厂总平面布置图2 变电所所址的选择2.1 变电所简介(1)为使变电所设计做到保障人身安全、供电可靠、技术先进、经济合理和维护方便，确保设计质量，制订本规范。(2) 本规范适用于交流电压10kV及以下新建、扩建或改建工程的变电所设计。(3) 变电所设计应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设和远期发展的关系，远近结合，以近期为主，适当考虑发展的可能。(4) 变电所设计应根据负荷性质、用电容量、工程特点、所址环境、地区供电条件和节约电能等因素，合理确定设计方案。(5)变电所设计采用的设备和器材，应符合国家或行业的产品技术标准，并应优先选用技术先进、经济适用和节能的成套设备和定型产品，不得采用淘汰产品。(6)10kV及以下变电所的设计，除应执行本规范的规定外，尚应符合国家现行的有关设计标准和规范的规定。2.2 变电所选址(1)尽量靠近负荷中心，特别是对车间变电所所址靠近负荷中心，可以降低配电系统的电能损耗，电压损耗和有色金属的消耗量。(2)进出线方便。(3)尽量靠近电源侧。(4)尽量不设在多尘或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，应设在濡染源的上风侧。(5)尽量不设在有剧烈震动的场所。(6)尽量不设在低洼积水场所及其下方。(7)交通运输方便(8)应远离有易燃易爆危险的场所。(9)不占或少占农田，具有适宜的地质条件。(10)具有生产生活用水的可靠水源。(11)适当考虑职工生活上的方便。(12)应尽量临近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一起，以节约建筑费用。(13)不应妨碍工厂或车间的发展，并应适当考虑今后扩建的可能。根据本厂的实际情况，本厂可由东南方19公里处的城北变电所110/38.5/11kV，50MVA变压器供电。3 负荷统计及无功补偿计算3.1 负荷等级划分由于建筑物用电设备多、负荷大，对供电的可靠性要求很高，因此应准确划分负荷的等级，做到安全供电，节约投资。而划分负荷等级的原则是：一要看建筑物类别；二要看负荷的性质。按照电力工程设计手册，对负荷等级的划分标准是：(1)一级负荷中断供电将造成人员伤亡者；中断供电将造成重大政治影响者；中断供电将造成重大经济损失者；中断供电将造成公共场所的秩序严重混乱者；(2)二级负荷中断供电将造成较大政治影响者；中断供电将造成较大经济损失者；中断供电将造成公共场所秩序混乱者；(3)三级负荷凡不属一级和二级负荷者。而本设计作为对国民经济有重要作用的纺织厂总配变电所，属于二级负荷。3.2 电力负荷计算 3.2.1 计算负荷的方法及适用范围 (1)需要系数法其计算公式为：P30=KdPn其适用范围：当用电设备台数较多、各台设备容量相差不太悬殊时，特别在确定的建筑物时，宜于采用。 单个用电设备组 Q30=P30tan S30=P30/cos I30=S30/UN (3-1) 多个用电设备组P30=KPP30i Q30=KqQ30iS30=I30=S30/UN (3-2)式中：P30、Q30、S30该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷Pe设备组或单个的设备容量 （kW）UN设备额定电压 （kV）Kd需要系数Kp、Kq有功和无功负荷同时系数P30i、Q30i各设备组的有功和无功计算负荷，i为任一组数(2)二项式法计算公式如下： 单个用电设备组P30=bpe+cPX Q30=P30tanS30=P30/cosI30=S30/UN （3-3） 多个用电设备组P30=（Bpe）i+（Cpx）max Q30=（bPetan）i+（Cpx）maxtanmax S30=I30=S30/UN （3-4）式中：Pe设备组的设备容量 （kW）Px设备组中容量最大的X台设备容量（Cpx）max各组Cpx中最大的一组CpxUN设备额定电压 （kV）b、c二项式系数适用范围：当用电设备台数较少，有的设备容量相差悬殊时，特别在确定干线和分支线的计算负荷时，宜于使用。此外，还有利用系数法、制动功率法、计算系数法等负荷计算方法。根据上述各种方法的适用范围，并结合纺织厂的生产生活情况和原始资料，我们选用需用系数法初步估算本设计的计算负荷。 3.2.2 本设计负荷计算序号车间设备名称安装容量（kW）Kdtan1纺炼车间纺丝机1800.800.78筒绞机620.750.75烘干机780.751.02脱水机200.600.80通风机2000.700.75淋洗机140.750.78变频机9000.800.70传送机420.800.702原液车间照明10400.750.703酸站照明2600.650.704锅炉房照明3200.750.755排毒车间照明1600.700.606其他车间照明2400.700.75(1) 纺丝机的负荷计算：0.8180=144 kW1440.8=115.2 kvar144/0.8=180 kVA(2) 筒绞机的负荷计算：0.7562=46.5 kW46.0.75=34.87 kvar46.5/0.8=58.13 kVA(3) 烘干机的负荷计算：0.7578=58.5 kW58.51.02=59.7kvar58.5/0.8=73.13 kVA(4) 脱水机的负荷计算：0.620=12 kW120.8=9.6 kvar12/0.6=7 kVA(5) 通风机的负荷计算：0.7200=140 kW1400.75=105 kvar140/0.85=146.7 kVA(6) 淋洗机的负荷计算：0.7514=10.5 kW10.50.78=8.2 kvar10.5/0.6=6.3 kVA(7) 变频机的负荷计算：0.8900=720 kW0.7720=504 kvar720/0.6=1200kVA（8）原液车间照明的负荷计算：0.751040=780 kW7800.7=546 kvar780/0.8=624 kVA(9)酸站照明的负荷计算：0.65260=169 kW0.7169=118.3 kvar169/0.8=211kVA（10）锅炉房照明的负荷计算：0.75320=240 kW2400.75=180kvar180/0.65=277 kVA（11）排毒车间照明的负荷计算：0.75160=112 kW1120.6=67.2 kvar112/0.8=140 kVA（12）其他车间照明的负荷计算：0.7240=168 kW1680.7=126 kvar168/0.8=210 kVA对纺织厂的所有车间负荷计算完毕。当已求出各设备或各单位的有功和无功计算负荷后，并求其总的计算负荷。考虑各车间的同时系数后的计算负荷：2600 kW1874. kvar=2346 kVA其中=0.9、0.95。从西北电力设计院. 电力工程设计手册M. 中国电力出版社3.3 无功补偿计算无功补偿计算就是把无功功率因数由cos1提高到cos2时需要补偿的无功功率补偿容量（kvar）。无功补偿计算按下式计算：主变压器二次侧的计算对变电所：变压器的损耗：=0.022346=46.9kW=0.12346=234.6 kvar考虑变压器损耗后的计算负荷：=46.9+2600=2646.9 kW =234.6+1874=2108.6kvar=2945kVA=2646/2945=0.88今补偿到0.9，所需电容器容量为：=1548kvar纺织厂的总计算负荷为：=2646.9 kW=2105.6-1548=560.4 kvar=2754 kVA变电所的计算电流及各车间的计算电流如下：变电所：=1130 A=480 A=480 A=100 A=24 A=250 A=18 A=30 A4 变电所主变压器台数和容量的确定4.1 变压器的分类及型号变压器的分类： (1)按冷却方式分类：有自然冷式、风冷式、水冷式、强迫油循环风（水）冷方式、及水内冷式等。 (2)按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。 (3)按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器、辐射式变压器等。 (4)按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。 (5)按用途分类：有电力变压器、特种变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。 (6)按冷却介质分类：有干式变压器、液（油）浸变压器及充气变压器等。 (7)按线圈数量分类：有自耦变压器、双绕组、三绕组、多绕组变压器等。 (8)按导电材质分类：有铜线变压器、铝线变压器及半铜半铝、超导等变压器。 (9)按调压方式分类：可分为无励磁调压变压器、有载调压变压器。 (10)、按中性点绝缘水平分类：有全绝缘变压器、半绝缘（分级绝缘）变压器。 4.2变电所变压器台数和容量的选择 4.2.1 变压器台数的选择确定变压器的台数应考虑：(1)对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。(2)对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。(3)对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的12级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。一般情况下，当SNS30时，选一台变压器；当SN0.7S30，SN TS30（+0时，选用两台变压器。其中SN T为单台主变压器容量，S30为变电所总的计算负荷。S30（+）为变电所一、二级负荷的计算负荷。拥有两台或多台变压器的变电所，各台变压器通常采取分别运行。如果采取并列运行时，应满足：变压比相同、联接组别相同、短路电压相同等，容量差别不宜过大。 4.2.2 变压器容量的选择选择变压器容量应考虑的条件：(1)主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑远期1020年的负荷发展。对于城郊变电站，主变压器容量应与城市规划相结合。(2)根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%80%。(3)同级电网的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。正确选择变压器的容量十分重要，若变压器的容量选择的过小，会使变压器经常处于超载状态，这样易烧毁变压器；反之，若变压器的容量选择的太大，一方面增加自身设备的投资，另一方面变压器得不到充分利用，造成效率因子降低，线路损耗和变压器本身损耗变大。通常，变压器容量可按下式估算：S=S动+SM （4-1）其中，S动是动力设备所需的总容量；SM是其它低压用户的总容量。S动=KN（Pn/cos） （kVA） （4-2）式中：Pn单个用电设备电动机名牌上的额定功率 （kW）Pn各台用电设备的电动机额定功率的总和用电设备电动机的平均效率cos用电设备电动机的平均功率因子Kn需要系数选择变压器容量时，还应注意：一般电动机的启动电流是额定电流的47倍，变压器应能承受这种冲击。直接启动的电动机中最大的一台容量，一般不宜超过变压器容量的30%左右。5 变电所主接线的选择5.1 主接线设计的基本要求 （1）配电所、变电所的高压及低压母线宜采用单母线或分段单母线接线，当供电连续性要求很高时，高压母线可采用分段单母线带旁路母线或双母线的接线。 （2）配电所专用电源线的进线开关宜采用断路器或带熔断器的负荷开关，当无继电保护和自动装置要求，且出线回路少无需带负荷操作时，可采用隔离开关或隔离触头 （3）从总配电所以放射式向分配电所供电时，该分配电所的电源进线开关宜采用隔离开关或隔离触头；当分配电所需要带负荷操作或继电保护、自动装置有要求时，应采用断路器. （4）配电所的10kV或6kV非专用电源线的进线侧,应装设带保护的开关设备. （5）10kV或6kV母线的分段处宜装设断路器,当不需带负荷操作且无继电保护和自动装置要求时,可装设隔离开关或隔离触头. （6）两配电所之间的联络线,应在供电侧的配电所装设断路器,另侧装设隔离开关或负荷开关,当两侧的供电可能性相同时,应在两侧均装设断路器. （7）配电所的引出线宜装设断路器,当满足继电保护和操作要求时,可装设带熔断器的负荷开关. （8）向频繁操作的高压用电设备供电的出线开关兼做操作开关时,应采用具有频繁操作性能的断路器. （9）10kV或6kV固定式配电装置的出线侧,在架空出线回路或有反馈可能的电缆出线回路中,应装设线路隔离开关. （10）采用10kV或6kV熔断器负荷开关固定式配电装置时,应在电源侧装设隔离开关。. (11)接在母线上的避雷器和电压互感器，宜合用一组隔离开关、配电所、变电所架空进、出线上的避雷器回路中，可不装设隔离开关。 (12)由地区电网供电的配电所电源进线处，宜装设供计费用的专用电压，电流互感器 (13)变压器一次侧开关的装设，应符合下列规定：一以树干式供电时，应装设带保护的开关设备或跌落式熔断器；二以放射式供电时，宜装设隔离开关或负荷开关，当变压器在本配电所内时，可不装设开关；变压器二次侧电压为10kV或6kV的总开关.可采用隔离开关或隔离触头,当属下列情况之一时,应采用断路器:一出线回路较多二有并列运行要求三有继电保护和自动装置要求变压器低压侧电压为的总开关,宜采用低压断路器或隔离开关;当有继电保护或自动切换电源要求时,低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器.(14)当低压母线为双电源变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时,在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧,宜装设刀开关或隔离触头5.2 变电所的主接线方式变电所的主接线是由各种电气设备及其连接线组成，用以接受和分配电能，是供电系统的组成部分。它与电源回路数、电压和负荷的大小、级别以及变压器的台数、容量等因素有关，所以变电所的主接线有多种形式。确定变电所的主接线对变电所电气设备的选择、配电装置的配置及运行的可靠性等都有密切的关系，是变电所设计的重要任务之一。(1)线路变压器接线当供电电源只有一回路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组接线。如图41所示。变电所的变压器的高压侧可以装设隔离开关QS、高压跌落式熔断器FU或高压断路器QF受电，装设哪种设备合适视具体情况而定。线路变压器组接线方式的优点是接线简单，使用的设备少，基建投资省。缺点是供电可靠性低。当主接线中任一设备发生故障或检修时，全部负荷都将停电。所以，这种接线方式多用于仅有二、三级负荷的变电所，如大型企业的车间变电所和小型用电单位的10KV变电所等。图5-1 线路变压器组结线(2)桥式接线为了保证对一、二级负荷进行可靠供电，在企业变电所中广泛采用有两回路电源受电和装设两台变压器的桥式主接线。桥式接线分为内桥、外桥和全桥三种，其接线如图42所示。图5-2 桥式结线图中WL1和WL2为两回电源线路，经过断路器QF1和QF2分别接至变压器T1和T2的高压侧，向变电所送电。断路器QF3犹如桥一样将两回线路联在一起，由于断路器QF3可能位于线路断路器QF1、QF2的内侧或外侧，故又分为内桥和外桥接线。(3)单母线分段式结线母线采用断路器分段比用隔离开关操作方便，运行灵活，可实现自动切换以提高供电的可靠性。一般只在出线较少，供电可靠性要求不高时为了经济才采用隔离开关作为母线的联络开关。单母线分段比双母线所用设备少，系统简单、经济，操作安全。(4)双母线结线变电所每回进、出线通过隔离开关可以接在任何一段母线上，两母线之间用断路器联络。因此不论那一段与母线同时发生故障，都不影响对用户的供电，故可靠性高，运行灵活。缺点是设备投资多，结线复杂，操作安全性较差。这种结线主要用与负荷容量大，可靠性要求高，进、出线回路多的重要变电所。6 短路电流计算6.1 短路电流的基本概念在供电系统中，出现次数比较多的严重事故是短路。所谓短路是指供电系统中一切不正常的相或相与地（中性点接地系统）在电气上被短接。 6.1.1 短路的原因及类型 国民经济各部门的正常生产及人民的正常生活要求供电系统保匠持续、安全、可靠地运行。但是由于各种原因，系统会经常地出现故障，使正常运行状态遭到破坏。 短路是系统常见的严重故障。所谓短路，就是系统中各种类型不正常的相与相之间或相与地之间的短接。系统发生短路的原因很多，主要有： (1)电气设备、元件的损坏。如：设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷，正常运行时被击穿短路；以及设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路等。 (2)自然的原因。如：气候恶劣，由于大风、低温导线覆冰引起架空线倒杆断线；因遭受直击雷或雷电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。 (3)人为事故。如：工作人员违反操作规程带负荷拉闸，造成相间弧光短路；违反电业安全工作规程带接地刀闸合闸，造成金屑性短路，人为疏忽接错线造成短路或运行管理不善造成小动物进入带电设备内形成短路事故等等。 6.1.2 短路的危害发生短路时，由于系统中总阻抗大大减小，因而短路电流可能达到很大的数值。强大的短路电流所产生的热和电动力效应会使电气设备遭到破坏。短路点的电弧可能烧毁电气设备。短路点附近的电压显著降低，使供电受到严重影响或被迫中断。若在发电厂附近发生短路，还可能使全电力系统运行接裂，引起严重后果。不对称接地短路所造成的零序电流，会在邻近的通讯线路内产生感应电势，干扰通讯，亦可能危及人身和设备的安全.短路种类示意图代表符号性质三相短路K（3）三相同时在一点短接，属于对称短路两相短路K（2）两相同时在一点短接，属于不对称短路两相接地短路K（1.1）在中性点直接接地系统中，两相在不同地点与的短接单相接地短路K（1）在中性点接地系统中，一相与地短接表61短路的种类6.2 短路计算的常用公式电力系统阻抗： （6-1）线路阻抗： （6-2）变压器阻抗： （6-3）三相短路电流：高压侧： （6-4）低压侧： 三相短路容量： （6-5）高压侧： （6-6） 低压侧： 三相短路容量： （6-7）6.3 本设计短路电流的计算短路电流按正常运行方式下采用奥姆法进行短路电流计算，如图6-1短路电流计算图图6-1 短路电流计算图表6-2 变电所35kV母线短路数据运行方式电源35kV短路容量说明系统最大运行方式系统为无限大容量系统最小运行方式 6.3.1 求点的三相短路电流和短路容量（=10.5kV）（一） 系统最大运行方式下(1)计算短路电流中各组件的电抗及总电抗电力系统的电抗：8=/187=0.59架空线路的电抗：0.380.5=0.19其中0.38/是由吴希再. 电力工程 M. 华中科技大学出版社 2004中查到。总电抗：0.59+0.19=0.78(2)计算点的三相短路电流和短路容量和短路容量三相短路电流周期分量有效值=10.5/（0.78）=7.8kA三相次瞬时短路电流和短路稳态电流7.8kA三相短路冲击电流及第一周期短路全电流有效值：2.557.8=1909kA1.517.8=11.8kA三相短路容量：=10.57.8=142MVA（二）系统最小运行方式下：(1)计算短路电路中各组件的电抗及总电抗。电力系统的电抗：/107=1.03架空线路的电抗：=0.380.5=0.19总电抗：1.03+0.19=1.22(2)计算点的三相短路电流和短路容量三相短路电流周期分量有效值：=10.5/（1.22）=5kA三相次瞬时短路电流和短路稳定电流：5kA三相短路冲击电流及第一周期短路全电流有效值：=2.555=12.75kA1.515=7.55kA三相短路容量： 6.3.2 求点的三相短路电流和短路容量（）（一）系统最大运行方式下(1)计算短路电流中各组件的电抗及总电抗电力系统的电抗：架空线路：电力变压器：总电抗：(2)计算点的三相短路电流和短路容量三相短路电流周期分量有效值：三相次瞬时短路电流及短路稳态电流：三相短路冲击电流及电流第一周期短路全电流：=1.8410.7=19.7kA三相短路容量：=7.4MVA（二）系统最小运行方式下(1)计算短路电流中各组件的电抗及总电抗电力系统：架空线路：电力变压器：总电抗：(2)计算点的三相短路电流和短路容量三相短路电流周期分量有效值：三相次瞬时短路电流及短路容量：三相短路冲击电流及第一周期短路全电流：三相短路容量：计算结果如下表6-3所示：表6-3 纺织厂10kV变配电所短路电流计算结果系统最大运行方式下（kV）(kV)(kV)(kV)(kV)(MVA)点短路7.87.87.819.911.8142点短路10.710.710.719.711.77.4系统最小运行方式下点短路55512.757.5590.9点短路10.410.410.41911.37.27 电气设备选择变点所的电气设备种类很多，目的是使所采用的电气设备无论在正常情况或故障情况下均能安全、可靠地工作和经济合理地运行。7.1 电气设备选择的原则供配电系统中的电气设备的选择，既要满足在正常工作时能安全可靠运行，同时还要满足在发生短路故障时不至产生损坏，开关电器还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置(户内或户外)、环境温度、海拔高度，以及防尘、防火、防腐、防爆等环境条件。 电气设备选择的一般原则主要有以下几条： (1)按工作环境及正常工作条件选择电气设备。 1)根据设备所在位置(户内或户外)、使用环境和工作条件，选择电气设备型号。 2)按工作电压选择电气设备的额定电压。 3)按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。 电气设备的额定电流IN应不小于实际通过它的最大负荷电流Imax(或计算电流Ij)，即 INImax 或INIj(71) (2)按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定。 为保证电气设备在短路故障时不至损坏，按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。动稳定：电气设备在冲击短路屯流所产生的电动力作用下，电气设备不至损坏。热稳定：电气设备载流导体在最大隐态短路屯流作用下，其发热温度不超过载流导体短时的允许发热温度。 (3)开关电器断流能力校验。 断路器和熔断器等电气设备担负着可靠切断短路电流的任务，所以开关电器还必须校验断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。7.2 母线的选择(1)材料及形状的选择母线有铜、铝、钢等，铜的导线电率高，抗腐蚀；铝质轻、价廉。在选择母线材料时，应遵循“以铝代铜”的技术政策。(2)母线截面积的选择变电所汇流母线截面，一般按长时最大工作电流选，用电流条件校验其动、热稳定性。但对平均负荷较大的母线则按经济电流密度选。7.3 仪用互感器选择电流互感器按使用地点，电网电压与长期最大负荷电流来选择，并按短路条件校验动、热稳定性。此外还应根据二次设备要求选择电流互感器的精确等级，并按二次阻抗对精确等级进行校验。(1)额定电压应大于或等于电网电压；(2)原边额定电流应大于或等于（1.21.5）倍的长时最大工作电流，即I1n（1.21.5）I.arm (7-3)(3)电流互感器的精确等级应于二次设备的要求相适应。本设计中选用电流互感器的型号为LQJ-10-0.5/1-400型电流互感器。7.4本变电所电气设备选择根据第五节短路计算结果按正常工作条件选择和按短路情况校验确定的变配电所的高低压电气设备如下。 7.4.1 高压电气设备选择(1)高压开关柜的选择选用GG-1A型开关柜12台，分别是GG-1A的进线及计量柜两台、GG-1A-54的电压测量及避雷器柜两台、GG-1A-11的联络柜和GG-1A-07的变压器柜各三台；GG-1A-119的联络柜一台。它由LMY-3（12010）型的主母线排联结起来，详细内容可看总供电系统图。 此高压关柜为成套配电装置，组装前已经做过元件的配套校验，柜中主要电气设备的选择如下。(2)断路器、隔离开关选择该厂总负荷1879.8kVA.10kV馈线共两条，两条线路的工作电流为：继电保护动作时间=1.5s断路器断路时间=0.2s短路电流通过的时间t=1.7s短路电流周期分量假想时间=1.75s从表7-1可知短路时，通过10kV进线的 开关电气设备的电流最大。按点短路进行选择如下表：表7-1计算数据SN8-10/600工作电压10额定电压10工作电流54.3额定电流200短路电流7.8额定断开电流11.6冲击短路电流19.9动稳态电流33106.5269结论合格所以选择SN8-10/600型的高压断路器表7-2计算数据GW1-10/400工作电压10额定电压10工作电流54.3额定电流600冲击短路电流19.9动稳态电流21结论合格所以选择GW1-10/400型隔离开关。(3)电流互感器的选择：由计算数据选用LQJ-10-0.5/1-400型电流互感器，0.5级铁芯。其计算数据与电流互感器参数如下：表7-3计算数据SN8-10/600工作电压10额定电压10工作电流54.3额定电流400冲击短路电流19.9 12.7106.5900结论合格根据就算数据，电压互感器、高压熔断器分别选用LDZ-10/0.1型高压互感器RN2-10/0.5型高压熔断器。 7.4.2 低压馈电线路设备选择380V采用单母线分段的结线方式，选用GCS型的低压抽屉式配电屏进行配电。分别是GCS-04E的进线柜两台GCS-04G进线柜一台、GCS-10A的动力配电柜两台、GCS-06B的动力配电柜两台、GCS-11C的动力配电柜十台、GCS-11B的动力配电柜两台，共计二十二台。柜体尺寸为：160mm（高）560mm（宽）410mm（深），由LMY-4040型的母线联络起来。此配电柜为成套配电装置，组装前已做过元件的配套校验，柜内主要的电气设备有RTO-600型熔断器、DW10-600型和DW10-400型断路器， LMZJ1-0.66 2500/5A和LMZJ1-0.5 300/5A型电流互感器， FYS-0.22型避雷器，BCMJ-0.5型并联电容器。其中RTO-600型熔断器、DW10-600/3型断路器参数比较如下页表7-4所示：表7-4选择校验项目装置地点数据设备的型号规格参数数据参数熔断器RTO-600断路器DW10-600/3电压380V380V380V电流400A600A600A断流能力10.7kA50Ka15kA动稳定19.7kA38.3kA热稳定106.5160结论合格合格8 变电所的布置与结构8.1变电所总体布置方案的设计原则与一般要求变配电所电气布置的设计，是在主结线设计基础上进行的，并向土建设计人员提出相应的建筑结构要求。它既以主结线设计为依据，由检验主结线设计是否合理，并将主结线设计变为现实。配电装置本身的可靠性与经济性，又是影响主结线方案优劣的重要因素，故两者关系十分密切。 8.1.1 变配电所总体布置的方案的设计原则(1)便于运行维护；(2)保护运行安全；(3)便于进出线；(4)节约土地与建筑费用；(5)适应发展要求。 8.1.2 变电所总体布置方案的一般要求(1)无人值守远程综合监控系统通过在前端机房/变电站安装摄像机、微音探头、数字/模拟环境变量采集模块、门禁、周界报警等高科技设备，其中的音视频、环境变量数据、出入口控制等接入前端综合监控主机，音视频、环境变量等资料实时数字化存储记录，同时，管理中心可管理所有前端综合监控主机，实时监看前端的图像、环境数据、门禁信息等，并对前端的所有突发情况做出高效、及时的处理动作。 无人值守远程综合监控系统由三大部分组成，第一部分：前端综合监控设备（音视频监控、环境变量监控、出入口监控等）、综合监控主机、综合监控软件；第二部分：网络传输部分（宽带网络、无线网络、ADSL或行业用户专网）；第三部分：管理中心软件平台，无人值守服务器、监控终端、MIS网络终端等。 系统特点： 架构合理，理念先进：以视频监控为主，以动力环境监测为辅，先进的视频压缩技术，环境数据同视频监控完美结合，第三代网络技术，C/S和B/S两种监控模式可选； 综合平台,功能强大：集视频监控、动力环境监测、综合报警处理、门禁考勤管理于一体，支持短信发送报警； 集成度高，使用方便：一套软件平台可以控制管理系统里的所有设备，降低用户维护成本； 扩展性好，灵活升级：系统采用模块化设计，配置灵活，既可以一次性投资到位，也可以持续投资，平滑过渡； 开放协议，便于兼容：系统采用国际协议标准，只要符合标准协议的的设备均可以纳入该系统里 安全生产，增效减资：安全防范为主，辅助行业用户安全生产，中心集中管理、实时监控所有前端设备，减员增效 (2)如为高架空进线，则高压配电室宜位于进线侧。低压配电室宜靠近变压器室（考虑到变压器低压出线一般为架空裸母线）。低压配电室的位置位于其低压架空出线侧。8.2 变电所的总体布局 8.2.1 高压配电室的具体布置和结构要求 (1)根据高压开关柜的型号、外形尺寸、台数、靠墙还是离墙安装及操作维护通道宽度等因素确定高压配电室布置方案。(2)如架空进线经穿墙套管引入，直接接高压柜上面的母线，或者由高压柜侧面从柜下边进柜，则高压柜可靠墙安装。如架空进线需沿高压柜后面从柜下进柜，或者从柜下引出，沿柜后上来再穿墙架空出线，则高压柜需要离墙安装。(3)高压柜布置在高压配电室内，必须保证维护，操作等通道的最小宽度。采用固定柜的高压配电室，单列布置时，操作通道通常取2m；双列布置时，操作通道通常取2.5m。(4)高压柜下面应设电缆沟，电缆沟应采用防水、排水措施。(5)高压配电室应有大门（双门）供搬运高压柜之用，朝外开；另设小门（单门）供值班人员出入用，朝值班室应考虑自然通风措施。(6)高压配电室宜设不能开启的窗。如设可开启的窗，则应有防雨、雪和小动物进入的措施。(7)高压配电室应考虑自然通风措施。(8)高压配电室建筑的耐火等级不应低于二级。 8.3 总配变电所的有关结构尺寸 8.3.1 35kV配电室布置 35kV配电室内，高压开关柜为双列布置，共十二个开关柜，一列6个，另一列也6个。开关柜尺寸为：宽1.2米、深1.2米、高3.1米。1kV配电室内操作通道2.5米。柜后距墙距离一列1.5米，另一列0.7米。共有二个门，一个大门，宽为2.5米，通向室外，从此门可进设备另一个门通向控制室。 8.3.2 控制室控制室共设两个门。一个大门，一个小门，大门与配电室相通，小门通向室外大门宽2.4米，小门宽0.7米。本配变电所窄面推进，电缆进线，变压器室地坪抬高，有值班室方案。该方案考虑进风温度为40度，地坪抬高1m。高压配电室采用双列布置，装GG-1A型高压柜11台。无功补偿只考虑在低压侧装设电容屏。其布置图如附的总配变电所总体布置图。9 二次回路设计及继电保护的整定计算9.1 变配电所二次回路设备的选择 9.1.1 变配电所二次回路的类别及其功能(1)继电保护装置保证变配电所一次系统的安全运行。当一次系统发生故障时，它作用于断路器，使之跳闸，切除故障；而在一次系统出现不正常状态时，它就作用于信号装置，发出报警信号。(2)自动装置实现自动同合闸或备用电源自动投入，以迅速恢复供电，提高供电可靠性。(3)绝缘监察装置监视中性非直接接地的一次系统中相线对地的绝缘。在上述一次系统中发生单相接地故障时，对应相的电压指零，由系统检查和消除故障，或进行切换操作处理，恢复一次系统的正常运行。(4)电气测量仪表检测一次系统的运行参数和计量一次系统的电能消耗，为变配电所一次系统安全、可靠、优质、经济地运行提供依据，同时用来计算电费和进行技术经济分析。(5)断路器控制和信号回路控制断路器地跳闸操作，指针一次系统地正常运行状态，并在断路器自动跳合闸时给予信号。(6)操作电源供继电保护装置动作和断路器跳合闸操作的电源，分直流操作电源和交流操作电源两大类。 9.1.2 继电保护装置选择的一般要求对于610kv变配电所，继电保护装置一般一定的要求。(1)当一次系统的高压进线的高压断路器采用手动或弹簧操动机构时，相间短路保护采用去分流跳闸的反时限过电流保护，两相两继电器式接线；继电器本身兼具电流速断保护。(2)当一次系统的高压进线或电力变压器的高压断路器采用电磁操动机构或弹簧操动机构时，相间短路保护采用定时限或反时限电流保护，两相继电器式接线，当动作时限大于0.50.7s时，加电流速断保护。(3)当一次系统的高压进线的电缆线路较多时，应单相接地保护。(4)当一次系统的电力变压器的高压断路器采用手动或弹簧操动机构时，相间短路保护采用去分流跳闸的反时限过电流保护，两相两继电器式接线；继电器本身兼具电流速断保护。 (5)当一次系统的电力变压器的低压侧为含中性线的三相系统，而高压侧开关为断路器时，低压侧单相短路保护，变压器低压侧中性上装零序电流保护，而高压侧过电流保护改用两相三继电器式接线(6)当一次系统的电力变压器的低压侧为含中性线的三相系统，而高压侧开关不限时，低压侧装三相带过电流脱扣器的低压断路器或低压侧三相装熔断器保护。(7)当一次系统的电力变压器的容量为400KVA及以上的数台并列运行变压器及单台运行但作为其它负荷备用电源而有可能过负荷的变压器、高压侧开关为断路器或负荷开关，应采用过负荷保护。 9.1.3 自动装置选择的一般要求(1)高压架空出线比较长而负荷比较重要，且出线开关为采用电磁操动机构或弹簧操动机构的断路器时，自动装置应采用一次自动重合闸装置。(2)具有两路电源，其中一路工作、一路备用而负荷比较重要，且两路开关为采用电磁操动机构或弹簧操动机构的断路器时，自动装置应采用备用电源自动投入装置。 9.1.4 绝缘监察装置与测量仪表选择的一般要求(1)当一次系统高压配电所为610KV母线时，应装设绝缘监察，通过电压互感器二次侧接相电压的三只电压表，以监视高压系统的相线对地绝缘。电压表准确度不低于2.5级。(2)变配电所各级电压母线应装设一只接线电压的电压表，并借助电压切换开关，以测量一次系统母线的线电压（高压侧必须通过电压互感器，低压侧可直接接母线），电压表准确度不低于2.5级。(3)变配电所的主变压器回路及高低压侧所有进出线应装设电流表，以测量线路的负荷电流（都必须通过电流互感器）。电流表准确度不低于2.5级，高压线路和低压动力线路，一般只装一只电流表；但低压照明线路、高低压并联电力电容器组回路及其它三相负荷显著不平衡的线路中，应装三只电流表，以测量各相电流。(4)变配电所的电源进线应装设用于计费用三相有功和无功电度表，有功电度表准确度一般为1.0级，无功电度表准确度一般为2.0级。它们应该接在准确度为0.5级的专用互感器上不得与保护、测量等回路公用，因此现在规定在进在线装设专用的高压计量柜。对用电量较小的高压供电工厂，经与供电部门协商同意，计费用电度表也可通过专用的低压计量柜装在变电所低压侧，此时有功电度表可为2.0级，无功电度表可为3.0级。照明用电一般应单独装设计费用三相四线式有功电度表，准确度为1.0级。(5)变配电所的主变压器回路及高低压出线应装设用于技术经济分析的有功电度表，高压进线采用三相式，低压动力线路一般采用单相式；但对三相负荷显著不平衡的高压线路应采用三相式，低压三相四线制线路应采用三相四线式，准确度可为2.0级。在高低压并联电力电容器回路中，可装设用于技术经济分析的无功电度表，准确度为3.0级。连接供分析用电度表的互感器准确度可为1级。 9.1.5 断路器控制和信号回路选择的一般要求(1)采用手动操动机构的断路器有远距离控制和自动跳闸的控制回路，并有指示跳、合闸位置的灯光信号：红灯亮，表示合闸；绿灯亮，表示跳闸。事故跳闸信号，按“不对应原理”组成。 (2)高压配电所和总降压变电所的断路器，多采用电磁操动机构或弹簧操动机构，而小型变电所才采用手动操动机构。(3)断路器的控制和信号回路，通常与相应的开关柜配套，多为定型产品，应结合断路器型号、运行要求和操作电源进行选择。 9.1.6 操作电源选择的一般要求(1)交流操作继电保护一般采用电流互感器二次去分跳闸的间接动作方式；对于仅装设瞬时过电流保护的高压电容器等，也可采用直接动作方式。此适用于交流操作的短路保护装置；断路器采用手动或弹簧操动机构。(2)需要交流操作保护装置（除上述短路保护外），一般可由电压互感器或所用变压器二次侧取得电压；零序电流保护也可直接