机械厂降压变电所的电气设计论文

1、某机械厂降压变电站电气设计目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc264551775 第1章设计任务 PAGEREF _Toc264551775 h 1 HYPERLINK l _Toc264551776 1.1设计要求 PAGEREF _Toc264551776 h 1 HYPERLINK l _Toc264551777 1.2设计依据 PAGEREF _Toc264551777 h 1 HYPERLINK l _Toc264551778 1.2.1工厂总体规划 PAGEREF _Toc264551778 h 1 HYPERLINK l _Toc264551779

2、 1.2.2工厂负荷情况 PAGEREF _Toc264551779 h 2 HYPERLINK l _Toc264551780 1.2.3供电情况 PAGEREF _Toc264551780 h 2 HYPERLINK l _Toc264551781 1.2.4气象资料 PAGEREF _Toc264551781 h 2 HYPERLINK l _Toc264551782 1.2.5地质和水文资料 PAGEREF _Toc264551782 h 2 HYPERLINK l _Toc264551783 1.2.6电价制度 PAGEREF _Toc264551783 h 3 HYPERLINK

3、l _Toc264551784 第2章负荷计算与无功补偿 PAGEREF _Toc264551784 h 4 HYPERLINK l _Toc264551785 2.1载荷计算 PAGEREF _Toc264551785 h 4 HYPERLINK l _Toc264551786 2.1.1单组电气设备负荷计算公式 PAGEREF _Toc264551786 h 4 HYPERLINK l _Toc264551787 多组电气设备负荷 PAGEREF _Toc264551787 h 计算公式4 HYPERLINK l _Toc264551788 2.2无功补偿 PAGEREF _Toc2645

4、51788 h 7 HYPERLINK l _Toc264551789 第三章变电站选址与选型 PAGEREF _Toc264551789 h 10 HYPERLINK l _Toc264551790 第四章变电站主变压器选型及主接线方案 PAGEREF _Toc264551790 h 11 HYPERLINK l _Toc264551791 4.1变电站主变选型 PAGEREF _Toc264551791 h 11 HYPERLINK l _Toc264551792 4.2变电站主接线方案的选择 PAGEREF _Toc264551792 h 11 HYPERLINK l _Toc26455

5、1793 4.2.1安装主变压器的主接线方案 PAGEREF _Toc264551793 h 12 HYPERLINK l _Toc264551794 4.2.2安装两台主变压器的主接线方案 PAGEREF _Toc264551794 h 12 HYPERLINK l _Toc264551795 4.3主布线方案技术经济比较 PAGEREF _Toc264551795 h 14 HYPERLINK l _Toc264551796 第5章短路电流计算 PAGEREF _Toc264551796 h 16 HYPERLINK l _Toc264551797 5.1计算电路 PAGEREF _Toc

6、264551797 h 16 HYPERLINK l _Toc264551798 5.2确定短路计算的参考值 PAGEREF _Toc264551798 h 16 HYPERLINK l _Toc264551799 5.3元件单位电抗的计算 PAGEREF _Toc264551799 h 16 HYPERLINK l _Toc264551800 5.4 k-1点短路时的相关性计算 PAGEREF _Toc264551800 h 17 HYPERLINK l _Toc264551801 点短路 PAGEREF _Toc264551801 h 的相关性计算17 HYPERLINK l _Toc26

7、4551802 第6章变电站一次设备的选型与验证 PAGEREF _Toc264551802 h 19 HYPERLINK l _Toc264551803 6.1 10kV侧一次设备的选型和验证 PAGEREF _Toc264551803 h 19 HYPERLINK l _Toc264551804 6.1.1根据工作电压选择 PAGEREF _Toc264551804 h 19 HYPERLINK l _Toc264551805 6.1.2根据工作电流选择 PAGEREF _Toc264551805 h 19 HYPERLINK l _Toc264551806 6.1.3根据电流分断能力选择

8、 PAGEREF _Toc264551806 h 19 HYPERLINK l _Toc264551807 6.1.4隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定性验证 PAGEREF _Toc264551807 h 19 HYPERLINK l _Toc264551808 6.2 380V侧一次设备的选型与验证 PAGEREF _Toc264551808 h 20 HYPERLINK l _Toc264551809 6.3高低压母线的选择 PAGEREF _Toc264551809 h 21 HYPERLINK l _Toc264551810 第七章变电站进出线及相邻机组连接线的选择 PAGEREF

9、 _Toc264551810 h 22 HYPERLINK l _Toc264551811 高压进线电缆的 PAGEREF _Toc264551811 h 选用22 HYPERLINK l _Toc264551812 7.1.1 10kV高压进线的选型与验证 PAGEREF _Toc264551812 h 22 HYPERLINK l _Toc264551813 7.1.2高压电缆的选型和验证 PAGEREF _Toc264551813 h 22 HYPERLINK l _Toc264551814 7.2 380V低压插座的选择 PAGEREF _Toc264551814 h 23 HYPER

10、LINK l _Toc264551815 7.2.1铸造厂 PAGEREF _Toc264551815 h 23 HYPERLINK l _Toc264551816 7.2.2锻造车间 PAGEREF _Toc264551816 h 24 HYPERLINK l _Toc264551817 7.2.3热处理车间 PAGEREF _Toc264551817 h 24 HYPERLINK l _Toc264551818 7.2.4电镀车间 PAGEREF _Toc264551818 h 24 HYPERLINK l _Toc264551819 7.2.5仓库 PAGEREF _Toc2645518

11、19 h 24 HYPERLINK l _Toc264551820 7.2.6工具车间 PAGEREF _Toc264551820 h 25 HYPERLINK l _Toc264551821 7.2.7金工车间 PAGEREF _Toc264551821 h 25 HYPERLINK l _Toc264551822 7.2.8锅炉房 PAGEREF _Toc264551822 h 25 HYPERLINK l _Toc264551823 7.2.9装配车间 PAGEREF _Toc264551823 h 25 HYPERLINK l _Toc264551824 7.2.10机修车间 PAGE

12、REF _Toc264551824 h 25 HYPERLINK l _Toc264551825 7.2.11生活区 PAGEREF _Toc264551825 h 26 HYPERLINK l _Toc264551826 7.3高压联络线的选择与验证 PAGEREF _Toc264551826 h 27 HYPERLINK l _Toc264551827 7.3.1根据加热条件选择 PAGEREF _Toc264551827 h 27 HYPERLINK l _Toc264551828 7.3.2检查电压损失 PAGEREF _Toc264551828 h 27 HYPERLINK l _T

13、oc264551829 7.3.3短路热稳定性验证 PAGEREF _Toc264551829 h 27 HYPERLINK l _Toc264551830 第8章变电站二次回路方案选择及继电保护整定 PAGEREF _Toc264551830 h 29 HYPERLINK l _Toc264551831 8.1变电站二次回路方案的选择 PAGEREF _Toc264551831 h 29 HYPERLINK l _Toc264551832 8.2变电站继电保护装置 PAGEREF _Toc264551832 h 29 HYPERLINK l _Toc264551833 8.2.1主变继电保护

14、装置 PAGEREF _Toc264551833 h 29 HYPERLINK l _Toc264551834 8.2.2保护动作电流整定 PAGEREF _Toc264551834 h 30 HYPERLINK l _Toc264551835 8.2.3过流保护动作时间的设定 PAGEREF _Toc264551835 h 30 HYPERLINK l _Toc264551836 8.2.4过流保护灵敏度系数检查 PAGEREF _Toc264551836 h 30 HYPERLINK l _Toc264551837 8.3电流速断保护装置的安装 PAGEREF _Toc264551837

15、h 30 HYPERLINK l _Toc264551838 8.3.1速断电流整定 PAGEREF _Toc264551838 h 31 HYPERLINK l _Toc264551839 8.3.2电流速断保护灵敏度系数检验 PAGEREF _Toc264551839 h 31 HYPERLINK l _Toc264551840 8.4高压联络线作为备用电源的继电保护装置 PAGEREF _Toc264551840 h 31 HYPERLINK l _Toc264551841 8.4.1安装反时限过流保护。 PAGEREF _Toc264551841 h 31 HYPERLINK l _T

16、oc264551842 8.4.2电流速断保护装置的安装 PAGEREF _Toc264551842 h 32 HYPERLINK l _Toc264551843 8.4.3变电站低压侧保护装置 PAGEREF _Toc264551843 h 32 HYPERLINK l _Toc264551844 第九章变电站防雷接地装置的设计 PAGEREF _Toc264551844 h 33 HYPERLINK l _Toc264551845 9.1变电站防雷 PAGEREF _Toc264551845 h 33 HYPERLINK l _Toc264551846 9.1.1直接雷击保护 PAGERE

17、F _Toc264551846 h 33 HYPERLINK l _Toc264551847 9.1.2雷电侵入波防护 PAGEREF _Toc264551847 h 33 HYPERLINK l _Toc264551848 9.2变电站公共接地装置的设计 PAGEREF _Toc264551848 h 34 HYPERLINK l _Toc264551849 9.2.1接地电阻要求 PAGEREF _Toc264551849 h 34 HYPERLINK l _Toc264551850 9.2.2接地装置的设计 PAGEREF _Toc264551850 h 34 HYPERLINK l _

18、Toc264551851 第10章结论 PAGEREF _Toc264551851 h 36 HYPERLINK l _Toc264551852 参考文献 PAGEREF _Toc264551852 h 37第 1 章设计任务1.1 设计要求要求根据供电实际情况和工厂用电情况，适当考虑工厂生产的发展，按照安全、可靠、先进的要求，确定变电站的位置和类型。技术和经济合理性。变电站主变台数、容量、型号，选择变电站主接线方案、高低压设备及进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护，确定雷电保护和接地装置。最后，编写设计规范并按要求绘制设计图纸。1.2 设计依据1.2.1工厂总体规划图 1.1 工厂平面

19、图1.2.2工厂负荷我厂车间多为两班制，年最大负荷利用小时4600小时，日最大负荷持续时间6小时。除铸造车间、电镀车间、锅炉房为二次负荷外，其余均为三次负荷。我厂负荷统计见表1.1。1.2.3供电情况根据工厂与当地供电部门签订的供电协议，工厂可从就近的10kV公用电源干线获取工作电源。干线走向请参考工厂总平面图。干线的线材等级为LGJ-150，导体呈等边三角形排列，线距为2m1。干线头端到我厂的距离约为8km.安装在干线首端的高压断路器分断能力为500MVA。本断路器设有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护动作时间为1.7s。为满足厂区二级负荷要求，可采用高压联络线从相邻机组获取备用电

20、源。已知与厂区高压侧有电气连接的架空线路总长度为，80km电缆线路总长度为25km。1.2.4气象数据厂区年最高气温为38，年平均气温为23，年最低气温为-9，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均气温为26，年地下最热月0.81.2.5地质和水文资料厂区平均海拔高度，500m地层以砂、粘土为主，地下水位2m为表 1.1 工厂负荷统计厂号厂名负载类别设备容量/kW所需系数功率因数1成型厂力量3000.30.7照明50.81.02锻造车间力量3500.30.65照明80.71.07金工车间力量4000.20.65照明100.81.06工具车间力量3600.30.6照明70.91.04电镀车间力

21、量2500.50.8照明50.81.03热处理车间力量1500.60.8照明50.81.09组装车间力量1800.30.7照明60.81.010机器商店力量1600.20.65照明40.81.08锅炉车间力量500.70.8照明10.81.05库力量200.40.8照明10.81.0生活区域照明3500.70.91.2.6电费制度工厂已与当地供电部门达成协议，在工厂变电站高压侧进行电能计量，设置专用计量柜，并按两部制电价制度缴纳电费。每月基本电费按主变容量18元/kVA，动力0.9元/kWh，照明0.5元/kWh。工厂最大负载时的功率因数不得低于0.9。此外，电力用户应根据新装变压器的容量，一

22、次性向供电部门支付供电补贴：6 10VA为800/kVA。第二章负荷计算与无功补偿2.1 载荷计算2.1.1单组电气设备负荷计算公式(1)有功功率计算负荷（单位：kW）= (为系数) (2.1)(2)无功计算负荷（单位为kvar）=棕褐色(2.2)(3)视在计算负荷（单位：kVA）(2.3)(4)计算电流（单位为A）(2.4)式中：为电气设备的额定电压（单位为千伏）2.1.2计算多组电气设备负荷的计算公式(1)有功功率计算负荷（单位：kW）= (2.5)式中：为所有设备组有功功率计算负荷之和为有功负荷同时系数，取值范围为0.850.95(2)无功计算负荷（单位为kvar）= (2.6)式中：为

23、所有设备无功功率之和是无功负荷的同时系数，最好是0.9到0.97（2.1）(3)视在计算负荷（单位：kVA） = (2.7)(4)计算电流（单位为A） (2.8)计算后得到各车间和生活区的负荷计算表，如表2.1（额定电压为380V）表 2.1 各车间及生活区负荷计算表编号姓名类别设备容量/kW所需系数因棕褐色计算负荷/千瓦/kvar/kVA/一个1铸件作坊力量3000.30.71.029091.8照明50.81.004.00小计3059491.81322012锻造作坊力量3500.30.651.17105123照明80.71.005.60小计358110.61231652517金工作坊力量40

24、00.20.651.178093.6照明100.81.0080小计4108893.61281946工具作坊力量3600.30.61.33108144照明70.91.006.30小计367114.31441842804电镀作坊力量2500.50.80.7512593.8照明50.81.0040小计25512993.81602443热处理车间力量1500.60.80.759067.5照明50.81.0040小计1559467.51161769部件作坊力量1800.30.71.025455.1照明60.81.004.80小计18658.855.180.612210机修作坊力量1600.20.651.

25、173237.4照明40.81.003.20小计16435.237.451.4788锅炉作坊力量500.70.80.753526.3照明10.81.000.80小计5135.826.344.4675库力量200.40.80.7586照明10.81.000.80小计二十一8.8610.716.211生活区域照明3500.70.90.48245117.6272413全部的力量22191013.5856.1照明403信用=0.8, =0.850.75810.8727.6108916552.2 无功补偿无功手动补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、操作维护方便、有功功

26、率损耗小、装配灵活、扩展方便等优点，在供电系统中应用最为广泛。从表2.1可以看出，380V侧最大负载时电站的功率因数仅为0.75。供电部门要求工厂10KV进线侧最大负载的功率因数不低于0.9。考虑到主变无功损耗元素大于有功损耗，380V侧最大负载时的功率因数应略大于0.9，暂取0.92计算所需的无功补偿容量380V侧：= (tan - tan )=810.8tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) = 369.66 kvar参考图2，选择PGJ1型低压自动补偿评估屏，并联电容为BW0。 4-14-3，使用其方案1（主屏）1台和方案3（副屏）4台组合，总容量为84kva

27、r 5=420kvar。补偿前后，变压器低压侧有功功率计算负荷基本不变，而无功功率计算负荷=（727.6-420）kvar=307.6kvar，视在功率=867.2kVA，计算电流= 1317.6 A，功率因数增加到 cos = = 0.935。无功补偿前，变电站主变T的容量应选择为1250kVA，以满足负荷用电量的需要；无功补偿后，主变压器T的容量应选择为1000kVA。同时，由于计算电流的减少，供电系统各元件上补偿点的功率损耗也相应减少，因此无功补偿的经济效益十分可观。因此，厂区380V侧和10kV侧无功补偿后的负荷计算如表3所示。图2.1 PGJ1低压无功自动补偿屏接线方案表 2.2 无

28、功补偿后工厂计算负荷项目因计算负荷/千瓦/kvar/kVA/一个380V侧补偿前负载0.75810.8727.610891655380V侧无功补偿容量-420负载后380V侧补0.935810.8307.6867.21317.6主变压器功率损耗0.015 = 130.06 =5210KV侧负荷计算0.935823.8359.6898.952第三章变电站选址与选型变电站的位置应尽量靠近厂区负荷中心，厂区负荷中心应按负荷功率力矩法确定。在厂房平面图的底部和左侧，分别制作直角坐标的轴线和轴线，然后测量每个车间（楼）和宿舍区的负载点的坐标位置， ， ，代表车间 1、2 , 3.10 分别。功率数，组(

29、2.5, 5.6), (3.6, 3.6), (5.7, 1.5), ( 4, 6.6), (6.2, 6.6), (6.2, 5.2), (6.2, 3.5), (8.8 ) , 6.6), (8.8, 5.2), (8.8, 3.5)，设(1.2, 1.2)为生活区的中心荷载，如图3-1所示。假定工厂的负荷中心在 P( , ) 中，其中 P= + + + = 。因此，根据力学中计算中心的力矩方程，可以得到载荷中心的坐标：(3.1)(3.2)将各车间的坐标代入(1.1)，(2.2)，得到=5.38， =5.38。从计算结果可以看出，工厂的负荷中心在六号车间（工具车间）的西北角。考虑到周边环境

30、和进出线方便，决定在6号厂房西侧，靠近厂房建设厂变电所，设备类型为附接式。图 3.1 根据负载功率力矩法确定负载中心第四章变电站主变压器选型及主接线方案4.1 变电站主变选型根据负载性质和厂区供电情况，厂区变电站主变有以下两种选择：(1) 安装一台S9型变压器，容量按公式计算，即主变压器容量和总计算负荷。选择=1000 KVA =898.9 KVA，即选择S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二次负荷所需的备用电源，则考虑由与相邻机组相连的高压联络线承担。(2) 安装的两台变压器型号为S9，每台变压器的容量按公式(4.1)和(4.2)选取，即898.9 KVA=(539.34629.

31、23) KVA (4.1)=（134.29+165+44.4）千伏安=343.7千伏安（4.2）因此，选择了两台 S9-630/10 低损耗配电变压器。工厂二次负荷所需的备用电源，考虑由与相邻机组相连的高压联络线承担。主变压器的接线组为 Yyn0。4.2 变电站主接线方案的选择根据以上考虑的两种主变方案，可设计以下两种主接线方案：4.2.1安装主变压器的主接线方案安装主变压器的主接线方案如图 4.1 所示。S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07

32、GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主变联络（备用）220/380V高压柜列图 4.1 安装主变压器的主接线方案4.2.2安装两台主变压器的主接线方案安装两台主变压器的主接线方案如图 4.2 所示。Y0Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GG-1A(F)-113、11GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG-1A(J)-01GG-1A(F)-96GG-1A(F)-07GG-1A(F

33、)-54主变主变联络（备用）高压柜列-96图 4.2 安装了两台主变压器的主接线图4.3 主要布线方案的技术经济比较表 4.1 主要布线方案的技术经济比较比较项目一种安装主变压器的方案安装两台主变压器的方案技术指标电源安全满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求电能质量由于一台主变压器，电压损耗大由于两台主变压器并联，电压损耗小灵活性和便利性只有一个主变压器，灵活性稍差因为有两个主变压器，所以灵活性更好扩展适应性稍微差一点更好的经济指标电力变压器综合投资发现S9-1000/10单价为15.1万元，变压器综合投资约为其单价的2倍，故综合投资约为2*15.1=30.2万元发现S9-630/1

34、0的单价为10.5万元，所以两台变压器的综合投资约为4*10.5=42万元，比一台主变方案多出11.8万元。高压开关设备（含计量柜）综合投资发现GG -1A(F)型柜子可以计算4万元/台，其综合投资可以计算为设备的1.5倍，所以高压开关柜的综合投资约为4*1.5*4 =24万元本方案采用6个GG -1A（F）柜，其综合投资约为6*1.5*4=36万元，比一台主变方案多出12万元。电力变压器和高压开关设备的年运营成本主变折旧费=30.2万元*0.05=1.51万元；高压开关设备折旧费=24万元*0.06=1.44万元；变配电维护管理费用=（30.2+24）元*0.06=3.25万元。因此，主变和

35、高压开关设备的折旧和维修管理费=（1.51+1.44+3.25）=6.2万元主变折旧费=42万元*0.05=2.1万元；高压开关设备折旧费=36万元*0.06=2.16万元；变配电维护管理费用=（42+36）万元*0.06=4.68万元。因此，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费=（2.1+2.16+4.68）=8.94万元，比主变方案多出2.74万元。供电费主变容量800元/KVA，供电补贴费=1000KVA*08万元/KVA=80万元供电补贴费=2*630KVA*08万元=100.8万元，比一台主变多20.8万元从上表可以看出，从技术指标来看，安装两台主变的主接线方案略好于安装一台主变的主接

36、线方案，但从经济指标来看，安装一台主变压器 该方案与安装两台主变压器的主接线方案相距甚远，因此决定采用安装一台主变压器的主接线方案。第 5 章 短路电流计算5.1 计算电路500500MVAK-1K-2LGJ-150,8km10.5kVS9-10000.4kV系统图 5.1 短路计算电路5.2 确定短路计算参考值设参考容量= 100MVA，参考电压= 1.05 ，计算短路电压，即高压侧=10.5kV，低压侧=0.4kV，则(5.1)(5.2)元件单位电抗的计算(1) 电力系统已知电力系统出口断路器的分断能力=500MVA，所以=100MVA/500MVA=0.2 (5.3)(2) 架空线查表得

37、到LGJ-150的线电抗，线很长8km，所以（5.4）(3) 电源变压器查表，变压器的短路电压百分比=4.5，所以(5.5)其中，是变压器的额定容量。因此，短路计算的等效电路如图 5.2 所示。kk-1k-2图 5.2 短路计算的等效电路5.4 k-1点短路时的相关性计算(1) 单位总电抗值=0.2+2.6=2.8 (5.6)(2) 三相短路电流周期分量的有效值(5.7)(3) 其他短路电流 (5.8) (5.9) (5.10)(4) 三相短路容量 (5.11)5.5 k-2点短路时的相关性计算(1) 单位总电抗值=0.2+2.6+4.5=7.3 (5.12)(2) 三相短路电流周期分量的有效

38、值(5.13)(3) 其他短路电流(5.14) (5.15) (5.16)(4) 三相短路容量(5.17)上述短路计算结果见表5.1。表 5.1 短路计算结果短路计算点三相短路电流三相短路容量/MVAk-11.961.961.965.02.9635.7k-219.719.719.736.221.513.7第六章变电站一次设备的选型与检定6.1 10kV侧一次设备的选型与验证6.1.1根据工作电压选择设备的额定电压一般不应低于其所在系统的额定电压，即高压设备的额定电压不应低于其所在系统的最高电压。 ，即。 =10kV， =11.5kV，高压开关柜、变压器和支柱绝缘额定电压=12kV，穿墙套管额定

39、电压=11.5kV，熔断器额定电压=12kV。6.1.2按工作电流选择装置的额定电流不应小于其所在电路的计算电流，即6.1.3按分断能力选择的额定分断电流或分断能力，对于分断短路电流的设备，不应小于其能分断的最大短路有效值或短路容量，即或(6.1)对于分断负载设备电流的设备，为最大负载电流。6.1.4隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定性验证(1) 动态稳定性验证条件或(6.2),分别为开关限流通过电流的峰值和有效值,分别为开关所在位置的三相短路冲击电流瞬时值和有效值(2) 热稳定性校准条件(6.3)对于以上分析，如表 6.1 所示，可以看出所选择的一次设备满足要求。表 6.1 10 kV 一

40、次侧设备选型验证选择检查项目电压当前的中断能力动态稳定性热稳定性其他设备位置条件范围数据10kV57.7A( )1.96kA5.0kA一次设备型号规格额定参数高压无油断路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40kA高压隔离开关- 10/20010kV200A-25.5kA二次负荷 0.6高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA-电压互感器JDJ-1010/0.1kV电压互感器JDZJ-10电流互感器 LQJ-1010kV100/5A-31.8kA=81避雷针 FS4-1010kV户外隔离开关GW4-12/40012kV400A-25kA6.2 380V侧一次设备的选型与验

41、证同样按照6.1节的方法，对380V侧一次设备进行选型验证，如表6.2所示，所选数据均符合要求。表 6.2 380V 一次侧设备选型验证选择检查项目电压当前的隔断能力动态稳定性热稳定性其他设备位置条件范围-数据380V全部的1317.6A19.7kA36.2kA-一次设备型号规格额定参数-低压断路器DW15-1500/3D380V1500A40kA低压断路器DW20-630380V630A（大于）30卡（一般来说）低压断路器DW20-200380V200A（大于）25kA低压断路器HD13-1500/30380V1500A电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A电流互感器LMZ1-0

42、.5500V100/5A160/5A6.3 高低压母线的选择查表，10kV母线可选择LMY-3(40)，4mm即母线40mm4mm尺寸120mm10mm为80mm6mm；第七章 变电站进出线及相邻机组连接线的选择7.1 10kV高压进线电缆的选用7.1.1 10kV高压进线的选型与验证LGJ钢芯铝绞线用于架空敷设，接入10kV公共干线。(1)根据供暖条件选择= 57.7A，室外环境温度为33，查表得到LGJ-35的初选，35C此时= ，149A满足供暖条件。(2)查表核对机械强度，最小内容截面积=25 ，LGJ-35符合要求，故选用。由于这条线路很短，因此无需验证电压损耗。7.1.2高压电缆的

43、选型和验证地下敷设使用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆。（1）根据57.7A加热条件，随土壤环境选择=25 。查表发现，初步选用截面为25芯的交联电缆，其= 149A ，满足加热条件。(2)按公式检查热路稳定性，A为母线截面积，单位为：满足热路稳定性条件的最大截面积，单位为；电流，单位为A；短路加热虚时间，单位为s。该电缆中， =1960， =0.5+0.2+0.05=0.75s，终端变电所保护动作时间0.5s，断路器分断时间0.2s，C=77。将这些数据代入公式得到 ，满足加热条件。 (2)从图 1.1 所示的工厂平面图检查电压损失。变电站到一号厂房的距离约为288m，查表得到

44、的120铝芯电缆=0.31 （按电缆芯工作温度75计算） = 0.07 1厂房=94kW，=91.8kvar ，所以线路电压损耗为 =5%(3)开路热稳定性检查不满足短期热稳定性要求，故选用电缆芯截面为240的电缆，即VLV22-1000-3 240+1 120的四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆，中性芯不小于相芯。半选，下同。7.2.2锻造车间给2号车间（锻造车间）供电的线路也采用VLV22-1000-3 240+1 120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋（方法同上，略）。7.2.3热处理车间给3号车间（热处理车间）供电的线路也采用VLV22-1000-3 240+1 120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋（

45、方法同上，略）。7.2.4电镀车间4号车间（电镀车间）供电线路也采用VLV22-1000-3 240+1 120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋（方法同上，略）。7.2.5库给5号厂房（仓库）供电的线路，由于仓库在变电站旁边，为普通建筑，采用5根聚氯乙烯绝缘铝导体BLV-1000（含3相线，1线N线，1根PE线）埋在硬塑料管中。(1)根据加热条件选择由=16.2A和环境温度26 ，初级截面积4 ，其中= 19A ，满足加热条件。 (2)检查机械强度表中， =2.5 ，所以上面选择的4根线材满足机械强度要求。(3) 检查电压损失选择的管道估计长50m，查表=0.85 ， =0.119 ，仓库=8.8

46、kW， =6kvar，所以I 30(2)测试机械强度查表，最小内容截面积A min = 10mm2 ，所以BLX-1000-1 240满足机械强度要求。(3)检查电压损失查工厂平面图找出变电站到生活区负荷中心的距离，600m查表发现LJ-240的阻抗值约等于BLX-1000-1 240的阻抗=0.14 , = 0.30 （根据几何线之间的平均距离0.8m）, 居住面积= 245KW, = 117.6kvar, 所以 =5%满足内容的电压损耗要求。因此，决定使用四回BLX-1000-1 120 三相架空线为生活区供电。所有 PEN 线均为 BLX-1000-1 75 橡胶绝缘线。重新检查电压损失

47、，完全合格。7.3 高压联络线的选择与验证采用YJL22-10000型交联聚氯乙烯绝缘铝芯电缆，直接埋地，2Km与相邻单元变电站10KY母线相连。7.3.1根据供暖条件选择厂区二次负荷能力为335.1KVA，最热月平均土壤温度为25.查表：初步选用线芯截面为25的交联聚乙烯绝缘铝芯电缆，符合要求。7.3.2检查电压损失可以找到电缆芯数为 25 的铝（线芯温度以80米计算），而对于二次负载, ，线长以2km米计算，所以可以看出，满足了所需电压损耗的5%的要求。7.3.3短路热稳定性检查根据变电站高压侧短路电流验证，从前述进线电缆短路热稳定性验证可知，电缆芯25的交联电缆符合热稳定性要求。但由于相

48、邻机组10KV的短路数据未知，因此无法对该连接线进行短路热稳定性验证计算，只是暂时缺失。上述所选变电站的进出线和联络线的电线电缆类型和规格见表7.1。表 7.1 进出线和扎线的电线电缆规格行名电线或电缆型号规格10KV电源线LGJ-35铝绞线（三相三线架空）主变压器引入电缆YJL2210000325交联电缆（直埋）380V低压脱线到一号工厂VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）到 2 号工厂VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）到工厂 3VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）到4号厂VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）到

49、 5 号工厂BLV100014铝芯线和5根直径25的硬塑料管到 6 号工厂VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）到7号厂VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）到 8 号工厂VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）到 9 号工厂VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）到 10 号工厂VLV2210003240+1120四芯塑料电缆（直埋）到生活区四路，每路3BLX-1000-1120+1BLX-1000-175胶线（三相四线架空线）10KV与相邻机组的连接线YJL2210000316交联电缆（直埋）第八章变电站二次回路方案选择及

50、继电保护整定8.1 变电站二次回路方案的选择(1)高压断路器操作机构为控制，信号断路器采用手动操作机构。（2）变电站电能计量电路变电站高压侧安装专用计量柜，安装三相有功电能表和无功电能表，分别计量有功电能表和消耗的无功电能分别由全厂。并计算该工厂每月的平均功率因数。计量柜由上级供电部门密封管理。(3)变电站测量及绝缘监测电路变电站高压侧装有电压互感器避雷器柜。其中电压互感器为3个JDZJ-10型，组成Y0/Y0/接线，实现电压侧测量和绝缘监测。在作为备用电源的高压连接线上，安装了三相有功电能表、三相无功电能表、电流表、接线图。在高压进线安装电流表。低压侧电源插座安装有功电能表和无功电能表，低压

51、照明线路安装三相四线有功电能表。在低压并联电容器组线路上安装无功电能表。每个电路都配备一个电流表。低压母线配有电压表，仪表精度等级符合要求。8.2 变电站继电保护装置8.2.1主变继电保护装置(1)安装气体保护装置。当变压器油箱故障产生轻微气体或油位下降时，瞬时动作信号；当产生大量气体时，应启动高压侧断路器。(2)安装反时限过流保护。采用GL15型感应式过流继电器，两相二继电器式接线，分励脱扣操作。8.2.2保护动作电流设定其中，可靠性系数，接线系数，继电器回路系数，电流互感器的电流比=100/5=20 ，所以工作电流为：因此，过流保护工作电流设置为10A。8.2.3过电流保护动作时间的设定由

52、于该变电站是电力系统的终端变电站，其过流保护的动作时间（动作电流动作时间的10倍）可以设置为最短0.5s。8.2.4过流保护灵敏度系数检验其中， =0.866 19.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682 ，所以其灵敏度系数为：满足灵敏度因子为 1.5 的要求。8.3 安装电流速断保护利用GL15的快速断开装置。8.3.1快速分断电流的设定用公式, 其中, , , , , 则速断保护电流为速断电流倍数设置为（注意不是整数，但必须在2到8之间）8.3.2电流速断保护灵敏度系数测试用公式, , , 则其保护灵敏度系数为。根据GB50062-92的规定，电流保护的最小灵敏度系数为1.5，因此此处安装的电流速断保护的灵敏度系数满足要求。但是根据J6-96和JGJ/T16-92的规定，最小灵敏度是2，所以这里安装的电流速断保护的灵敏度系数在底边。8.4 高压联络线作为备用电源的继电保护装置8.4.1安装反时限过流保护。也采用GL15型感应式过流继电器，两相二继电器式接线，跳闸动作方式。(1)过流保护动作电流的整定，使用公式，其中 0.6 52A= 43.38A, , , , , 所以工作电流为：因此，过流保护工作电流设置为7A