工厂kv总变电所及配电系统设计

摘要洛阳理工学院毕业设计（论文）PAGEIVPAGEI工厂10kv总变电所及配电系统设计摘要工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工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，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：进线电压的选择,变配电所位置的电气设计,短路电流的计算及继电保护,电气设备的选择,车间变电所位置和变压器数量、容量的选择,防雷接地装置设计等。本设计在对化工厂进行供配电调研、论证的基础上，完成了化工厂的负荷计算，无功功率补偿，变配电所位置和型式选择，10KV变配电所主接线设计；还进行了短路电流计算、电气设备的选择与校验。最后对化工厂的变压器进行了保护和供电系统的防雷。串关迎键掉词寸：遍变晴电弹所欺，厌负外荷瘦，非短亲路割电沾流摧，谣电或力满设趁备境C鄙H畏E挎M贯I允C记A嘴L租南T愉O议T做A蔑L所S形U醋B方S邻T脊A指T怖I省O酒N妈A脾N弯D地D灵I验S符T贵I弹B速U锣T辞I尿O菜N宰S鄙Y坚S误T花E橡M右D庸E臭S懒I胀G春N轻A你B列S起T柔R纪A吨C钉T遍F雄a导c非t蹈o洋r伍y更仰p把o底w具e框r缝桐s较u积p泽p粉l薄y较际s蓄y对s秆t姐e努m高造i傍s脉踢t喊h级e觉懂r孕e尿d捷i拢s俭t贡r担i垦b脸u走t妄i兰o影n元卸o忽f踪姻p作o爸w婶e纵r烟冤s搏y悟s带t骂e搂m扩捕p琴o及w恼e倒r闪赌s啊t迷e携p掠-倡d限o叉w匆n延良p双o尿w闲e叶r钓潮t眉o胖痒e卷a罚c裳h厅可p大l兆a丢n杨t床住o听r叫殖s陪h手o裳p严辣f妥l反o凤o丢r揉教t施o贱嫩i况t帽仍b条y殖睁t腹h虹e剖挥f央a倡c像t削o可r吧y竭膨s桥t惠e报p典-众d丸o猾w译n挂灾t僵r统a映n迁s徐f心o舱r妙m烂e阳r苍谈s逝u滤b底s们t坚a婚t蚕i响o奋n母,杰伐h绢i司g露h慎议v捆o削l也t侦a殃g质e气恰d垃i爬s南t震r定i刮b删u成t低i数o把n低况l桃i社n责e税s颈,事哨p门l品a寸n狠t耽假a源n省d图敲s尝u地b悔s刮t猴a订t锤i评o宁n柱,赛旨l伍o召w狱咱v粪o盼l蜜t受a妨g漂e侵副d缝i回s经t板r吵i音b痛u址t纷i该o勺n章渠l议i心n励e戚s丝副a谢n尾d嗽脑e挂l缎e蛮c助t脸r教i预c虎a骂l献炊e虹q键u良i获p怖m帽e忌n旱t甩殖c孩o鸣m纳p布o如s拿i办t悄i话o岭n主.肢止T象h歌e宴抱t再o药t泄a违l络册p火l闭a私n概t隐散s纠t形e郑p纯-诸d行o塔w钩n匪勤s毕u由b络s仅t嘱a栋t宽i迈o休n丧字a愿n狮d竞炎d故i悠s芒t景r凉i引b越u劣t投i研o拥n怠凶s旨y简s私t瑞e呆m资外d剩e请s这i块g魂n腊武i脑s滚躁b恭a剃s墨e果d惰文o元n或税t侮h否e酱报l拘o问a纯d咳南o殖f盯江e俭a片c晕h婚究n搜u岁m成b荡e勇r与见a垫n惠d叙碍n烂a颂t通u保r手e淹捷o聋f振影t勾h侧e糟冻w睡o准r漫k赵s购h内o猾p筹,残象t帝h质e架充p漆r砖o充d佩u勇c译t绩i招o孤n衣脂p赖r占o降c畜e隆s俭s屑将o个n望翠t侮h拿e份幻l伪o完a题d市继r被e铅q隐u耳i扯r梨e眉m凶e须n沙t牺s恭,型世a前n处d赢壮l建o羡a好d介血d慢i刊s难t粮r僚i啊b帽u分t熔i与o倚n戚,狗色c宗o御m交b抬i鄙n骄e名d继小w色i施t付h袍毅t枪h腿e讨识n购a干t辣i宫o日n痰a罩l磁打e要l沉e校c秩t破r笋i款c踢i饶t奉y旗贷s泥u似p歇p圆l崖y殖.锋阁A零d胆d芽r唇e杠s快s乞赛t使h茅e秒皂v季a燕r或i院o秤u毁s纹塑d字e游p屡a式r梯t逆m浪e亿n照t聚s乖肿o吐f忧见t蜓h裕e收俗s誉a急f瞎e辉,固驶r狼e木l正i多a惧b疫l旦e色,醋筑e群c驱o世n确o馆m寻i帝c煎血a菠n锻d煎夜t牛e饼c阿h压n膛o钟l缓o寸g断i朱c兴a峡l伸骗T洁h煮e且双d纸i仆s掏t龙r现i曲b取u牵t狐i罗o墨n活贸o候f纠弟e榜l野e施c党t此r钟i攀c促凝e徒n抄e丝r收g格y愁搬i戚s驰s袄u门e描s瞒.坑然T猛h让e蹄谢b侵a停s葬i炊c唤查c春o宗n爹t葬e坐n塘t忆s钓区o浑f薪允t捆h图e寿威f我o忧l专l售o添w虏i考n屿g货沿a厕r勿e酬a千s伤:池齐i插n樱c仪o规m霉i段n振g廊刷l努i矿n赠e让将v担o解l垂t猜a滴g唇e植芳s胀e食l骡e馆c绸t降i裂o雄n枝,罪撑t会h丘e教务l善o戴c严a秘t俊i薯o盖n脆乎o训f杂插t愉h流e卖仆e而l妻e幕c准t讲r曲i漂c鸽a并l辰店s凶u薪b甘s走t据a付t凑i无o丙n辨悉d机e失s专i副g代n谅,钢特c太a灯l金c肆u已l爸a散t握i曾o肆n计戒a丧n逢d孔绸s招h并o惹r宽t所碑c富i盒r解c岁u猜i席t沸天c嚷u攀r遮r阀e输n胡t毯灵p岗r覆o转t览e紧c榆t喷i睬o暗n鹊,斜经e售l失e请c建t百r慈i效c军a回l含侧e扫q呆u艰i笼p肆m叮e走n矩t椅阶s乏e免l挠e叮c饶t绿i虽o暮n斤,话汁t绩h流e荒甜n粥u尸m旋b鸣e辰r千垄o养f终驾p缴l岩a厕n崭t榴启a稼n哪d代旨t喂r勉a帮n鉴s兵f路o防r俩m敞e锅r娃苍s紫u队b统s嚷t胖a茶t坐i没o坟n石槽l亮o肤c开a明t边i举o扰n撇玩a矮n园d搁注c么a足p筐a很c社i蚕t监y乳趟c刮h乳o辅i猴c栋e逃s睡践l餐i衬g哲h酸t挪n丝i本n命g复刊p狐r军o俘t虑e壮c绪t服i胡o弓n抱打g低r疾o烘u输n熟d盾i仔n着g氧啊d恩e立s筛i骂g详n活.践Thedesignofpowerdistributioninthechemicalplantforresearch,demonstration,basedonthecompletionofthechemicalloadcalculation,reactivepowercompensation,powerdistributionbylocationandtypeselection,10KVsubstationmainwiringdesign;alsoconductedshort-circuitcurrentcalculation,electricalequipmentselectionandvalidation.Finally,chemicalplantsandpowertransformerprotectionlightningprotectionsystem.KEYWORDS:substation,load,short-circuitcurrent,powerequipment前言目录HYPERLINK\l"_Toc295325849"前言1HYPERLINK\l"_Toc295325850"第1章负荷计算3HYPERLINK\l"_Toc295325851"1.1计算负荷3HYPERLINK\l"_Toc295325852"1.1.1一号变电所的计算负荷4HYPERLINK\l"_Toc295325853"1.1.2二号变电所的计算负荷5HYPERLINK\l"_Toc295325854"1.1.3三号变电所的计算负荷5HYPERLINK\l"_Toc295325855"1.1.4四号变电所的计算负荷5HYPERLINK\l"_Toc295325856"1.1.5五号变电所的计算负荷6HYPERLINK\l"_Toc295325857"1.2无功功率补偿6HYPERLINK\l"_Toc295325858"1.2.1一号变电所的无功功率补偿6HYPERLINK\l"_Toc295325859"1.2.2二号变电所的无功功率补偿8HYPERLINK\l"_Toc295325860"1.2.3三号变电所的无功功率补偿9HYPERLINK\l"_Toc295325861"1.2.4四号变电所的无功功率补偿10HYPERLINK\l"_Toc295325862"1.2.5五号变电所的无功功率补偿11HYPERLINK\l"_Toc295325863"1.2.6所有车间无功补偿后的计算负荷12HYPERLINK\l"_Toc295325864"第2章变压器和主接线方案的选择13HYPERLINK\l"_Toc295325865"2.1变配电所位置的选择和负荷中心确定13HYPERLINK\l"_Toc295325866"2.1.1一号车间变电所变压器位置和型式的选择15HYPERLINK\l"_Toc295325867"2.1.2二号车间变电所变压器位置和型式的选择16HYPERLINK\l"_Toc295325868"2.1.3三号车间变电所变压器位置和型式的选择16HYPERLINK\l"_Toc295325869"2.1.4四号车间变电所变压器位置和型式的选择16HYPERLINK\l"_Toc295325870"2.1.5五号车间变电所变压器位置和型式的选择17HYPERLINK\l"_Toc295325871"2.2变压器和主接线的选择18HYPERLINK\l"_Toc295325872"2.2.1变电所变压器的选择18HYPERLINK\l"_Toc295325873"2.2.2变电所主接线方案的选择19HYPERLINK\l"_Toc295325874"2.3短路电流的计算26HYPERLINK\l"_Toc295325875"2.3.1绘制计算电路27HYPERLINK\l"_Toc295325876"2.3.2确定基准值27HYPERLINK\l"_Toc295325877"2.3.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值27HYPERLINK\l"_Toc295325878"2.3.4k-1点短路电流的计算28HYPERLINK\l"_Toc295325879"2.3.5k-2点短路电流的计算29HYPERLINK\l"_Toc295325880"2.3.6短路电流计算结果汇总30HYPERLINK\l"_Toc295325881"第3章设备的选择校验31HYPERLINK\l"_Toc295325882"3.1变电所一次设备的选择校验31HYPERLINK\l"_Toc295325883"3.1.1各回路高压侧的条件31HYPERLINK\l"_Toc295325884"3.1.210KV侧一次设备的选择及校验32HYPERLINK\l"_Toc295325885"3.1.4高低压母线的选择33HYPERLINK\l"_Toc295325886"3.2配变电所进出线的选择33HYPERLINK\l"_Toc295325887"3.2.110KV高压进线的选择校验34HYPERLINK\l"_Toc295325888"3.2.2由高压配电室至各车变电缆的选择校验34HYPERLINK\l"_Toc295325889"第4章二次保护和防雷38HYPERLINK\l"_Toc295325890"4.1配变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定38HYPERLINK\l"_Toc295325891"4.1.1配变电所的电能计量回路38HYPERLINK\l"_Toc295325892"4.1.2变电所的测量和绝缘监察回路38HYPERLINK\l"_Toc295325893"4.1.3.变压器的保护装置38HYPERLINK\l"_Toc295325894"4.2配变电所的防雷保护41HYPERLINK\l"_Toc295325895"4.2.1直击雷防护41HYPERLINK\l"_Toc295325896"4.2.2雷电侵入波的防护41HYPERLINK\l"_Toc295325897"结论42HYPERLINK\l"_Toc295325898"谢辞43HYPERLINK\l"_Toc295325899"参考文献44HYPERLINK\l"_Toc295325900"附录45HYPERLINK\l"_Toc295325901"工厂供电设计的一般原则50前言工厂供电，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，电能是现在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，则对工业生产可能造成严重的后果。工厂供电工作，不仅对电力工业是一种促进，而且对发展工业生产，实现工业现代化也具有十分重要的意义。随着现代文明的发展和进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。作为电能传输与控制的中间枢纽，变电所的作用越来越显著。电能从区域变电站进入工厂后，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，而变电所就担负这一重任。化工厂总变电所及配电系统的合理设计对于怎样实现电能的合理利用和节约具有重要意义。寻找低耗能，高性能，便于安装维护，快速施工的新型电气设备及配电电器，选择合理的进线电压,设计合理的变配电所位置,进行短路电流的计算及继电保护,电气设备的选择与校验,变压器数量、容量的选择,防雷接地装置的设计等，是现代工厂电力设计的必然趋势。这对于用电管理，电能的优化分配，电压和功率因数的改善和提高，谐波危害的抑制与消除，为工厂企业,设计机构，培养大批技术人员，从事工厂供电方面的设计，研究和维护管理工作是非常必要的。有利于节约资源，降低成本，安全用电，深入贯彻科学发展观，建设资源节约型环境友好型社会。本次设计主要进行了计算负荷、无功功率补偿、变电所位置及形式选择、变压器和主接线方案的选择、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等）以及防雷保护等的设计。本厂自然条件为：1、气象条件（1）最热月平均最高温度为35度。（2）土壤中0.7~1米深处最热月平均最高温度为20度。（3）年雷暴日为30天。（4）土壤冻结深度为1.10米。（5）夏季主导风向为南风。2、地质及水文条件（1）根据工程地质资料：厂区地势平坦，底层为沙质粘土，地质条件较好。（2）地下水位为2.0~5.3米。（3）地表耐压力为20吨/平方米。由于自然条件较好，因此在防雷保护等一些设计中仅作一般性设计。而这些设计是能满足它的要求的。所有设计中有很多是经验设计方法，有长期的实践检验，具有一定的合理性。第1章标题第1章负荷计算1.1计算负荷计算负荷也称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均作为按民热条件选择电器工导体的依据。我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。需要系数法的优点是简便，适用于全厂和车间变电所负荷的计算。我们采用需要系数法计算负荷。全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表（见表1-1至表1-5）设备容量为单位：KW有功功率为单位：KW无功功率为单位：Kvar视在功率为单位：KVA需要系数为功率因数为同期系数为则=×=×=/同期系数当计算负荷小于5000KW时取0.9—1.0。本处统一取0.95。对于薄膜车间=×=1440.00×0.60=864.00(KW)=×=864.00×1.33=1149.12(Kvar)===1437.70(KVA)原料库、生活间、成品库1、成品库2、包装材料库计算方法同上。代入数据计算出结果填入表格。小计：=864.00+7.50+8.00+7.50+7.20+6.00=900.20(KW)=1149.12+12.98+10.64+12.98+12.46+7.98=1206.16(Kvar)===1505.39(KVA)在选取，后=900.20×0.95=855.19(KW)=1206.16×0.95=1145.85(Kvar)===1430.12(KVA)则总的计算结果见表1-1。其余车间变电所计算同此。计算结果见表1-2至1-5。1.1.1一号变电所的计算负荷（表1-1）一号变电所的计算负荷表序号用电单位名称设备容量（KW）计算负荷(KW)(Kvar)(KVA)1薄膜车间1440.000.600.601.33864.001149.121437.702原料库30.000.250.501.737.5012.9815.003生活间10.000.801.001.338.0010.6413.324成品库25.000.300.501.737.5012.9815.005成品库24.000.300.501.737.2012.4614.396包装材料库20.000.300.501.336.007.989.98小计1549.00900.201206.161505.39选取=0.95=0.950.60855.191145.851430.12同样，对于以下的车间负荷计算均是如此。这里将计算结果填入相应表格。1.1.2二号变电所的计算负荷（表1-2）二号变电所的计算负荷表1单丝车间1385.000.600.601.30831.001080.301362.942附属设施20.000.650.800.7513.009.7516.25小计1405.00844.001090.051379.19选取=0.95=0.950.61801.801035.551309.671.1.3三号变电所的计算负荷（表1-3）三号变电所的计算负荷表1注塑车间189.000.400.601.3375.60100.55125.802管材车间880.000.350.601.33308.00409.64512.51小计1069.00383.60509.64638.31选取=0.95=0.950.60364.42484.16605.981.1.4四号变电所的计算负荷（表1-4）四号变电所的计算负荷表1备料车间138.000.600.501.7382.80143.24165.452生活间10.000.801.000.008.000.008.003原料间15.000.801.000.0012.000.0012.004铆焊车间180.000.300.500.8754.0093.42107.905锻工车间30.000.300.651.179.0010.5313.856机修间100.000.250.51.7325.0043.2549.967热处理车间150.000.600.701.0290.0091.80128.568仓库15.000.300.501.174.505.276.938浴室3.000.801.000.002.400.002.40小计633.00285.30387.51495.05选取=0.95=0.950.58271.04368.13457.151.1.5五号变电所的计算负荷（表1-5）五号变电所的计算负荷表1锅炉房200.000.700.751.88140.00263.20298.122实验室125.000.250.501.7331.2554.0662.443原料间110.000.200.501.7322.0038.0643.964泵房15.000.650.800.759.757.3112.195加油站10.000.650.800.756.504.888.136办公楼15.000.600.601.339.0011.9714.98小计475.00218.50379.48439.82选取=0.95=0.950.50207.58360.51416.091.2无功功率补偿在电力系统中的变电所或直接在电能用户变电所补偿无功功率,以改变电力系统中无功功率的流动,从而提高电力系统的电压水平，减小网络损耗和改善电力系统的动态性能，这种技术措施称为无功功率补偿。1.2.1一号变电所的无功功率补偿由表1-1可知变电所380V侧最大负荷时的功率因数只有0.60，而供电部门要求该厂10K进线侧最大负荷时功率因数应在0.90以上，考虑到变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高一些，所以变电所380V侧最大负荷时功率因数暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:则=855.19×（1.33-0.43）=855.19×0.90=769.67（Kvar）则每一相的补偿容量为769.67/3=256.57（Kvar）查《工厂供电》（第二版）陕西机械学院苏文成主编机械工业出版社p328附录表45并联电容器技术数据选BWM6.3-334-1W型三个，则总共电容补偿量为334×3=1002（Kvar）取=1002Kvar无功补偿后的变电所低压侧的视在计算负荷为：=867.20（KVA）变电所变压器的功率损耗为：=0.02×867.20=17.34（KW）=0.09×867.20=78.05（Kvar）变电所变压器高压侧的计算负荷为:=855.19＋17.34=872.53（KW）=(1145.85-1002)＋44.18=188.03（Kvar）=892.56（KVA）无功补偿后，功率因数提高为：=0.98无功补偿前后变压器容量的变化:根据补偿前变压器应选择=1600KVA补偿后则应选择=1000KVA1.2.2二号变电所的无功功率补偿由表1-2可知变电所380V侧最大负荷时的功率因数只有0.61，而供电部门要求该厂10K进线侧最大负荷时功率因数应在0.90以上，考虑到变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高一些，所以变电所380V侧最大负荷时功率因数暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:则=801.8×(1.30-0.43)=801.8×0.87=697.57（Kvar）则每一相的补偿容量为697.57/3=232.52（Kvar）查《工厂供电》（第二版）陕西机械学院苏文成主编机械工业出版社p328附录表45并联电容器技术数据选BWM6.3-334-1W型三个,则总共补偿电容容量为334×3=1002Kvar取=1002Kvar那么无功补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：=802.48（KVA）变电所变压器的功率损耗为：=0.02×802.48=16.05（KW）=0.09×802.48=72.22（Kvar）变电所变压器高压侧的计算负荷为:=801.8＋16.05=817.85（KW）=(1035-1002)＋72.22=105.22（Kvar）=824.59（KVA）无功补偿后，功率因数提高为：=0.99无功补偿前后变压器容量的变化：根据补偿前变压器应选择=1600KVA补偿后则应选择=1000KVA1.2.3三号变电所的无功功率补偿由表1-3可知变电所380V侧最大负荷时的功率因数只有0.60，而供电部门要求该厂10K进线侧最大负荷时功率因数应在0.90以上，考虑到变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高一些，所以变电所380V侧最大负荷时功率因数暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:则=364.42×（1.33-0.43）=364.42×0.9=327.98（Kvar）则每一相的补偿容量为327.98/3=109.33（Kvar）查《工厂供电》（第二版）陕西机械学院苏文成主编机械工业出版社p328附录表45并联电容器技术数据选BWF10.5-120-1W型三个,则总共电容补偿量为120×3=360（Kvar）取=360Kvar那么无功补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：=384.99（KVA）变电所变压器的功率损耗为：=0.02×384.99=7.7（KW）=0.09×384.99=34.65（Kvar）变电所变压器高压侧的计算负荷为:=364.42＋7.7=372.12（KW）=(484.16-360)＋34.65=158.81（Kvar）=404.59（KVA）无功补偿后，功率因数提高为：=0.92无功补偿前后变压器容量的变化：根据补偿前变压器应选择=630KVA补偿后则应选择=500KVA1.2.4四号变电所的无功功率补偿由表1-4可知变电所380V侧最大负荷时的功率因数只有0.58，而供电部门要求该厂10K进线侧最大负荷时功率因数应在0.9以上，考虑到变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高一些，所以变电所380V侧最大负荷时功率因数暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:则=271.04×（1.4-0.43）=271.04×0.97=262.9（Kvar）则每一相的补偿容量为262.9/3=87.64（Kvar）查《工厂供电》（第二版）陕西机械学院苏文成主编机械工业出版社p328附录表45并联电容器技术数据选BWM6.3-100-1W型三个，则总共电容补偿量为100×3=300（Kvar）取=300Kvar那么无功补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：=279.47（KVA）变电所变压器的功率损耗为：=0.02×279.47=5.59（KW）=0.09×279.47=25.15（Kvar）变电所变压器高压侧的计算负荷为:=271.04＋5.59=276.63（KW）=（368.13-300）＋25.15=93.28（Kvar）=291.93（KVA）无功补偿后，功率因数提高为：=0.95无功补偿前后变压器容量的变化根据补偿前变压器应选择=500KVA补偿后则应选择=315KVA1.2.5五号变电所的无功功率补偿由表1-5可知变电所380V侧最大负荷时的功率因数只有0.50，而供电部门要求该厂10K进线侧最大负荷时功率因数应在0.90以上，考虑到变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高一些，所以变电所380V侧最大负荷时功率因数暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:则=207.58×（1.73-0.43）=207.58×1.3=269.85Kvar则每一相的补偿容量为269.85/3=89.95Kvar查《工厂供电》（第二版）陕西机械学院苏文成主编机械工业出版社p328附录表45并联电容器技术数据选BWF6.3-100-1W型三个，则总共电容为100×3=300Kvar取=300Kvar那么无功补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：=216.22KVA变电所变压器的功率损耗为：=0.02×216.22=4.32KW=0.09×216.39=19.46Kvar变电所变压器高压侧的计算负荷为:=207.58＋4.32=211.90KW=360.51-300＋19.46=79.97Kvar=226.67KVA无功补偿后，功率因数提高为：=0.94无功补偿前后变压器容量的变化：根据补偿前变压器应选择=500KVA补偿后则应选择=250KVA1.2.6所有车间无功补偿后的计算负荷（表1—6）补偿后的计算负荷表项目计算负荷一号车间变电所0.98872.25188.03892.56二号车间变电所0.99817.85105.22824.59三号车间变电所0.92372.12158.81404.59四号车间变电所0.95276.6393.28291.93五号车间变电所0.94211.9079.97226.67总计2550.75625.312640.34REF_Ref168484390\r\h错误！未找到引用源。REF_Ref168484424\h错误！未找到引用源。PAGE6PAGE29第2章变压器和主接线方案的选择2.1变配电所位置的选择和负荷中心确定选择工厂变配电所的所址，应根据下列要求经技术与经济比较后确定：1.接近负荷中心。2.进出线方便。3.接近电源侧。4.设备运输方便。5.不应设在有剧烈震动或高温的场所。6.不宜设在多尘或有腐蚀气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧。7.不应设在厕所浴池或其它经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。8.不应设在有爆炸危险的正上方或正下方，且不易设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。9.不应设在地势低洼和可能积水的场所。10.高压配电所应尽量与邻近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一起。GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》还规定：1.装有可燃性浸电力变压器的车间内变电所，不应设在三四级耐火等级的建筑物内；当设在二级耐火等级的建筑物内时，建筑物应采取局部防火措施。2.多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的变配电所应设在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方，正下方，贴邻和疏散出口的两旁。3.高层主体建筑物内不宜设装有可燃性油的电气设备的变配电所。当受条件限制必须设置时，应在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集的场所的正上方，正下方，贴邻和疏散出口的两旁，并采取相应的防火措施。4.露天或半露天的变电所，不应设在下列场所：有腐蚀气体的场所；挑檐为燃烧体或难燃烧和耐火等级为四级的建筑物旁；附近有棉粮及其它易燃易爆物品集中的露天堆放场；容易沉积粉尘，可燃纤维和灰尘，或导电尘埃且严重影响变压器安全运行的场所。确定负荷中心，计算如下：利用负荷功率矩阵确定负荷中心。在工厂平面图的下边和左侧，任作一直角坐标的X轴和Y轴，测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置，例如等。而工厂的负荷中心设在，P为。因此仿照《力学》中计算重心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：车间变电所的选址应以接近负荷中心和方便进出线的原则来确定。确定负荷中心，计算如下：在下图中左下角选一位置做为垂直坐标系的原点，在相同比例下测量各车间用电设备的坐标值（图2-1）某化工厂全厂总平面布置图1-薄膜车间2-原料库3-成品库4-包装材料库5-单丝车间6-注塑车间7-管材车间8-备料复制车间9-锻工车间10-仓库11-机修模具车间12-锅炉房13水泵房14-油泵房15-办公楼2.1.1一号车间变电所变压器位置和型式的选择各用电单位的坐标为：的坐标为（4.50，5.40），的坐标为（4.80，6.60），的坐标为（2.60，8.30），的坐标为（2.50，5.90），=864.00KW=7.50KW=14.70KW=6.00KW(其中为各用电单位的计算负荷，此处取粗略值，下同。)因此负荷中心的坐标为：==4.46==5.46由计算结果可知，负荷中心在靠近薄膜车间，考虑到方便进出线及周围环境情况，决定在1号厂房（薄膜车间）的北侧紧靠厂房修建车间变电所，其型式为外附式。2.1.2二号车间变电所变压器位置和型式的选择采用同样的方法计算其负荷中心的位置。由于此变电所只有单丝车间和附属设施。而附属设施的容量远小于单丝车间的容量。因此可在单丝车间附近修建变电所，其型式为外附式。2.1.3三号车间变电所变压器位置和型式的选择各车间或用电单位的坐标为的坐标为（6.90，7.50），的坐标为（7.00，6.50）=75.60KW=308KW因此负荷中心的坐标为：==6.98==6.70由计算结果可知，负荷中心在靠近管材车间，考虑到方便进出线及周围环境情况，决定在7号厂房（管材车间）的东北侧紧靠厂房修建车间变电所，其型式为外附式。2.1.4四号车间变电所变压器位置和型式的选择考虑到车间变电所的负荷较小，所以采用高压配电所带一附设车间变电所方案设计，所址靠近主要负荷车间（即备料车间和机修车间），考虑到高压进线即周边环境情况，决定高压配变电所修建在12号厂房（机修车间）的南侧，其型式采用独立式。2.1.5五号车间变电所变压器位置和型式的选择考虑到车间变电所的负荷较小，所以采用高压配电所带一附设车间变电所方案设计，所址靠近主要负荷车间（即锅炉房），考虑到高压进线即周边环境情况，决定高压配变电所修建在12号厂房（锅炉房）的西侧，其型式采用独立式。具体布置见下图（图2-2）某化工厂全厂变压器位置总平面布置图（注：引出线首端为车间变电所）1-薄膜车间2-原料库3-成品库4-包装材料库5-单丝车间6-注塑车间7-管材车间8-备料复制车间9-锻工车间10-仓库11-机修模具车间12-锅炉房13水泵房14-油泵房15-办公楼2.2变压器和主接线的选择2.2.1变电所变压器的选择根据工厂各车间的负荷性质和负荷大小，车间变电所的变压器可有以下选择。一.变电所由于存在二级负荷，所以决定装设两台变压器，型号采用SL，变压器的容量是根据无功补偿后的计算负荷确定的，而每台容量按下面公式计算选择：且即：=611.3KVA且==864／0.98=881.63KVA因此选两台SL－1000／10型低损耗配电变压器。二.变电所由于存在容量比较大的二级集中负荷，所以亦决定装设两台变压器，型号亦采用SL，每台容量同样按和一号车间变电所计算式同样的公式，容量计算如下：=577.21KVA且==831／0.99=839.39KVA因此亦选两台SL－1000／10型低损耗配电变压器。三.变电所由于存在容量比较大的二级集中负荷，所以亦决定装设两台变压器，型号亦采用SL，每台容量同样按和一号车间变电所计算式同样的公式，容量计算如下：=283.21KVA且==（75.6+308）／0.92=416.97KVA因此亦选两台SL－500／10型低损耗配电变压器。四.变电所由于不存在二级负荷且总的负荷较小，所以决定装设一台变压器，型号亦采用SL，变压器的容量按下述公式计算选择：KVA因此选一台SL－315／10型低损耗配电变压器。五.变电所由于不存在二级负荷且总的负荷较小，所以决定装设一台变压器，型号亦采用SL,变压器的容量按下述公式计算选择：即=226.67KVA因此亦选一台SL－315／10型低损耗配电变压器。2.2.2变电所主接线方案的选择一.主接线的设计原则。主接线应满足可靠性,灵活性和经济性的基本要求：1可靠性安全可靠是电力生产的首要任务,保证供电可靠是电力生产和分配的首要要求,主接线首先应满足这个要求。满足电力系统与供电用户供电可靠性要求。可靠性的具体要求：1）断路器检修时,不影响对系统和负荷的供电。2）断路器和母线故障以及母线检修应尽量减少停电时间和回数,并要保证一级负荷及大部分二级负荷的供电。3）尽量避免全所停运、停电的可靠性。2.灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。1）调度时,应可以灵活地投入和切除变压器和线路,调配电源和负荷。满足系统在事故运行方式,检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。2）检修时,可以方便地停运断路器,母线及其继电保护设备,进行安全检修,而不致影响电力网的运行和对用户的供电。3）扩建时,可以容易地从初期接线过度到最终接线。在不影响连续供电和停电时间最短的情况下,投入变压器或线路而不互相干扰,并且对一次和二次部分的改建工作量最少。3.经济性主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下,做到经济合理。1）投资者①主接线力求简单,以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。②要能使继电器保护和二次回路不过于复杂,以节省二次设备和控制电缆。③要能限制短路电流,以便于选择价廉的电器设备或轻型电器。④如果满足系统安全运行及继电保护要求,110KV及以下终端或分支变电所可采用简易电器。2）占地面积小主接线设计要为配电装置布置创造条件,尽量使占地面积减少。3）电能损失少经济地选择主变压器的种类、容量、数量、要避免因两次变压器而增加电能损失。二.电气主接线电气主接线是变电所电气设计的重要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须处理好各方面的关系，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。因此有以下方案可供选择：单母线接线；双母线接线；单母线分段接线；内桥接线；外桥接线等。(a)单母线接线(b)双母线接线(c)单母线分段接线(d)内桥接线（e）外桥接线（图2—3）主接线的类型1、采用单母线接线优点：接线简单、清晰，设备少，操作方便，便于扩建，可以采用成套配电装置。缺点：可靠性和灵活性较差，在母线和母线隔离开关检修或故障时，各支路都必须停止工作；引出线的断路器检修时，该支路要停止供电。适用范围：单母线接线不能满足对不允许停电的重要用户的供电要求。一般适用于一台发电机或一台变压器的110-220KV配电装置的出线回路数且不超过两回。2、采用双母接线优点：1）供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断。一组母线故障后，能迅速恢复供电。检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2）调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3）扩建方便。向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。4）便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点：1）增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关。2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：一般用于引出线和电源较多、输送和穿越功率较大、要求可靠性和灵活性较高的场合。3、单母线分段接线优点：1）当母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作。2）两端母线可看成是两个独立的电源，提高了供电可靠性，可对重要用户供电。缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开接在该段母线上所用支路，使之停止工作。2）当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。3）扩建时需向两个方向均衡扩建。4）任一支路断路器检修时，该支路必须停止工作。适用范围：单母线分段接线用于电压为6～10KV时，每段母线容量不超过25MW；用于35KV时，出线回路数为4～8回；用于110KV，出线回路数为3～4回为宜。4、内桥接线优点：线路操作方便；高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：1）正常运行时变压器操作复杂。需动作两台断路器，影响一回线路的暂时运行。2）桥回路故障或检修时全厂分列为两部分，使两个单元之间失去联系。3）出线断路器故障或检修时，造成该回路停电。适用范围：内桥接线适用于两回进线两回出线且线路较长、故障可能性较大和变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中。5、外桥接线优点：变压器操作方便；高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：1）线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。2）桥连断路器检修时，两个回路需解列运行。3）变压器侧断路器检修时，变压器需较长时期停运。为此，在实际接线中可采用设内跨条来提高运行灵活性。适用范围：外桥接线适用于两回进线两回出线且线路较短故障可能性小和变压器需要经常切换。根据以上论述和结合本次设计的实际情况，初步设计两种方案。方案一是每个车间都配有变压器，其中第一、第二、第三车间都配两台相同的变压器，容量分别为1000MVA,1000MVA，500MVA。第四、第五各配一台，容量均为315MVA。方案二是第四、第五车间不设变压器，而是分别接到第一、第二车间，第三车间仍然单独设置。它们的容量依次是1000MVA,1000MVA，500MVA。具体的比较项目及方案见下表及图。（表2—1）两种主接线方案的比较比较项目方案一方案二技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性满足要求满足要求供电质量满足要求满足要求灵活方便性灵活性较好灵活性稍差扩建适应性更好一些稍差一些经济指标电力变压器的综合投资额查表可知SL－1000/10的单价为13400元，SL－500/10的单价为7600元，SL－315/10的单价为5400元，而查表得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此综合投资为1.34×4+0.76×4＋0.54×4＝10.56万元综合投资为1.34×4+0.76×4＋＝8.4万元比方案一要少高压开关柜（含计量柜）的综合投资额本方案中采用22个熔断器和44个隔离开关本方案采用了20个熔断器和40个隔离开关.此处仅定性的分析，可知要比方案一要省电力变压器和高压开关柜的年运行费要大些相对要小从上表可以看出，按技术指标，方案一略优于方案二，但按经济指标，方案二优于方案一，在技术指标满足的情况下，考虑到经济因素。因此决定采用方案二。2.3短路电流的计算短路电流指电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。2.3.1绘制计算电路(图2-6)计算电路2.3.2确定基准值设，即高压侧10.5KV,低压侧0.4KV,则（KA）(KA)2.3.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值1、电力系统标幺值是电力系统分析和工程计算中常用的数值标记方法，表示各物理量及参数的相对值。标幺值是相对于某一基准值而言的，同一有名值，当基准值选取不同时，其标幺值也不同。它们的关系如下:标幺值＝有名值/基准值。使用标幺值的好处：1）三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同，线电压的标幺值与相电压的标幺值相等，三相功率的标幺值和单相功率的标标幺值相等；2）只需确定各电压级的基准值，而后直接在各自的基准值下计算标幺值，不需要进行参数和计算结果的折算；3)对于低压系统，功率的标幺值远小于1；4）用标幺值后，电力系统的元件参数比较接近，易于进行计算和对结果的分析比较。因为变电所最大运行方式时电源10千伏母线短路容量是200MVA，所以:==0.52、架空线路本方案中采用LGJ-150，查得LGJ-150的=0.36Ω/km，而线路长1km，故=(0.36×1)×=0.333、电力变压器对于SL-1000型，查得=4.5,故==4.5对于SL-500型，查得=4，故==4因此绘等效电路，如下图：(图2-7)等效电路2.3.4k-1点短路电流的计算1、总电抗标幺值=+=0.5+0.33=0.832、三相短路电流由，可知==6.63（KA）3、其他短路电流=6.63（KA）=2.55×6.63=16.91（KA）=1.51×6.63=10.01（KA）（相关概念：短路稳态电流；短路电流；短路电流周期分量；==；高压电网短路冲击电流=2.55；高压电网短路冲击电流有效值=1.51）4、三相短路容量由可知==120.48(MVA)2.3.5k-2点短路电流的计算1、对于车间、车间变电所（装设SL-1000型变压器）(1)总电抗标么值=0.5+0.33+4.5=5.33(2)三相短路电流==22.60（kA）(3)其他短路电流=22.60（kA）=1.84×22.60=41.58（KA）=1.09×22.60=24.63（KA）(4)三相短路容量==18.76（MVA）2.对于车间变电所（装设SL-500型变压器）(1)总电抗标么值=0.5+0.33+4=4.83(2)三相短路电流==29.81KA(3)其他短路电流=29.81(KA)=1.84×29.81=54.85(KA)=1.09×29.81=32.49(KA)（低压电网短路冲击电流=1.84；低压电网短路冲击电流有效值=1.09）(4)三相短路容量==20.70(MVA)2.3.6短路电流计算结果汇总（表2—2）短路电流计算结果汇总短路计算点三相短路电流（kA）三相短路容量（MVA）k-16.636.636.6316.9110.01120.48k-2(SL-1000)22.6022.6022.6041.5824.6318.76k-2(SL-315)29.8129.8129.8154.8532.4920.70第3章REF_Ref168484495\h错误！未找到引用源。洛阳理工学院毕业设计（论文）PAGE36第3章设备的选择校验3.1变电所一次设备的选择校验3.1.1各回路高压侧的条件1、变电所在正常运行时由1号回路承担变电变所所有的负荷，并且两台变压器均投入使用。当一台变压器出现故障时另一台可以承担一号车间变电变所的所有二级负荷。当1号回路出现故障时2号回路可以承担变电所的所有二级负荷。此时单一回路的负荷最大，其数值为=881.63KVA==/()=50.90(A)2、变电所和变电所同样的情况，正常运行时由2号回路承担变电所的所有负荷，并且两台变压器均投入使用。当一台变压器出现故障时另一台可以承担变电所的所有二级负荷。当有故障时1号回路或2号回路单独承担变电所的所有二级负荷，此时单一回路的负荷最大，其数值为=839.39KVA，=48.46A3、变电所和变电所与变电所一样可得=383.6KVA，=22.15A4、变电所由于只装设一台变压器，所以=291.43KVA,=16.83A5、变电所由于也只装设一台变压器，所以=226.67KVA,=13.09A6、一号10KV进线正常运行时，其上承担的是变电所、变电所、变电所的全部负荷，即=++=881.63+383.6+291.43=1556.66(KVA)=++=50.90+22.15+16.83=89.88(A)发生故障时，其上承担的是--车间变电所的所有一、二级负荷=++++=881.63+839.39+383.6=2104.62(KVA)++=50.9+48.46+22.15=121.51(A)7、二号10KV进线和一号10KV进线一样，正常运行时，其上承担的是变电所和变电所的全部负荷，即=+=839.39+226.67=1066.06(KVA)=+=48.46+13.09=61.55(A)发生故障时，其上承担的是--车间变电所的所有一、二级负荷=++++=881.63+839.39+383.6=2104.62(KVA)++=50.9+48.46+22.15=121.51(A)3.1.210KV侧一次设备的选择及校验(表3—1)10KV侧一次设备的选择校验表选择校验项目电压(KV)电流(A)断流能力(KA)动稳定度（KA）热稳定度（KA）参数数据106.6316.1974.73一次设备型号规格额定参数高压少油断路器SN10—10I/630106301640512高压隔离—10T/20010200—25.5=500高压熔断器RN2—10100.5501000电压互感器JDJ—1010/0.1电压互感器JDZJ—10电流互感器LQJ—1010100/531.881避雷器FS4—1010户外式高压隔离开关GW4—15G/20015200以上所选设备均满足要求3.1.4高低压母线的选择参照有关数据，10KV母线选LMY—3（40×4），即母线尺寸为40mm×4mm;380V母线选LMY—3（120×10）+80×6，即相母线尺寸为120mm×10mm,中性母线尺寸为80mm×6mm。3.2配变电所进出线的选择本地气象条件如下：(1)最热月平均最高温度为35度。(2)土壤中0.7~1米深处最热月平均最高温度为20度。(3)年雷暴日为30天。(4)土壤冻结深度为1.10米。(5)夏季主导风向为南风。地质及水文条件：(1)根据工程地质资料：厂区地势平坦，底层为沙质粘土，地质条件较好。(2)地下水位为2.0~5.3米。(3)地表耐压力为20吨/平方米。3.2.110KV高压进线的选择校验采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10KV公用干线。1按发热条件选择对于一号进线回路，按故障时计算电流=121.51A及室外环境温度35℃，查相关数据，初选LJ—35，其35℃时的=150A＞，满足发热条件。2校验机械强度查得有关数据，10KV架空裸导线的允许最小截面=35，因此选择LJ—35.对于二号进线回路，其故障时计算电流同一号，所以同样采用LJ—35.3.2.2由高压配电室至各车变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。1、变电所的校验1）按发热条件选择取1号和2号回路故障时的计算电流分别为=121.51A,=121.51A,考虑土壤温度土壤中0.7~1米深处最热月平均最高温度为20度，查得相关数据，初选缆芯25的铝心纸绝缘电缆电缆，其中=140×0.96＝134.4(A)＞，(乘以修正指数0.96)满足发热条件。2）校验短路热稳定按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C值查有关数据则：=6630×=74.56＞A=25()因此缆芯25的交联电缆不满足要求。故改选缆芯95的交联电缆,型号为YJL22—10000—3×95。3）校验电压损耗有厂区平面布置图量的总配电所至一号车变的距离约为1000m，而由有关数据查得95的铝芯电缆的=0.41/km(按缆芯工作温度80℃计)，=0.096/km,又=873.28+291.93=1165.21(KVA),取=0.965，所以=×=1165.21×0.965=1124.43(KW)==305.57(Kvar)因此按下式计算电压损耗：==49.04(V)=(49.04V/10000V)×100=0.4904%＜=5%满足允许电压损耗5%的要求。因此高压配电室至一号车间变电所的电缆选择YJL22—10000—3×95。2、变电所的校验1）按发热条件选择取1号和2号回路故障时的计算电流分别为=121.51A,=121.51A,考虑土壤温度土壤中0.7~1米深处最热月平均最高温度为20度，查得相关数据，初选缆芯25的铝心纸绝缘电缆电缆，其中=140A×0.96＝134.4＞，(乘以修正指数0.96)满足发热条件。2）校验短路热稳定按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C值查有关数据，则=6630×=74.56＞A=25()因此缆芯25的交联电缆不满足要求，故改选缆芯95的交联电缆,型号为YJL22—10000—3×95。3）校验电压损耗有厂区平面布置图量的总配电所至一号车变的距离约为1000m，而由有关数据查得95的铝芯电缆的=0.41/km(按缆芯工作温度80℃计)，=0.096/km,又=824.59+226.67=1051.26(KVA),取=0.965，所以=×=1051.26×0.965=1017.47(KW)==264.39(Kvar)因此按下式计算电压损耗：==44.25(V)=(44.25V/10000V)×100=0.4425%＜=5%满足允许电压损耗5%的要求。因此高压配电室至一号车变电缆选择YJL22—10000—3×95。3、变电所的校验1）按发热条件选择取1号和2号回路故障时的计算电流分别为=121.51A,=121.51A,考虑土壤温度土壤中0.7~1米深处最热月平均最高温度为20度，查得相关数据，初选缆芯25的铝心纸绝缘电缆电缆，其中=140A×0.96＝134.4＞，(乘以修正指数0.96)满足发热条件。2）校验短路热稳定按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C值查有关数据:=6630×=74.56＞A=25()因此缆芯25的交联电缆不满足要求，故改选缆芯95的交联电缆型号为YJL22—10000—3×95。3）校验电压损耗有厂区平面布置图量的总配电所至一号车变的距离约为1000m，而由有关数据查得95的铝芯电缆的=0.41/km(按缆芯工作温度80℃计)，=0.096/km,又=404.59(KVA),取=0.92，所以=×=404.59×0.92=372.12(KW)==158.81(kvar)因此按下式计算电压损耗：==16.78(V)=(16.78/10000)×100=0.1678%＜=5%满足允许电压损耗5%的要求。因此高压配电室至三号车变电缆选择YJL22—10000—3×95。第3章标题PAGE8PAGE40第4章二次保护和防雷4.1配变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定4.1.1配变电所的电能计量回路配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，计量柜有上级供电部门加封和管理。4.1.2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JDZJ—10型，用以实现电压测量和绝缘监视，其接线图如下：(图4—1)电压测量回路低压侧的动力出现上，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。4.1.3.变压器的保护装置变压器的继电保护装置1、装设瓦斯保护当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于高压断路器。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。1）过电流保护动作电流的整定利用式对于容量为1000KVA的变压器，其中=2=2×1000/(×10)=2×57.7=115（A）,=1.3，=1，=0.8，=100/5=20,因此动作电流为:==9.3（A）整定为10A(只能是整数，且不能大于10A).对于容量为500KVA的变压器=2=2×500/(×10)=2×28.87=57.74（A）,=1.3，=1，=0.8，=100/5=20,因此动作电流为==4.69（A）整定为5A2）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）可整定为最短的0.5s。3）过电流保护灵敏系数的检验利用公式对于容量为1000KVA的变压器，其中==0.866×27.75/(10/0.4)=0.961（KA）==10×20/1=200（A）因此其保护灵敏系数为：=961/200=4.805＞2满足灵敏系数2的要求对于容量为315KVA的变压器，其中==0.866×57.74/(10/0.4)=12.5（KA）,==5A×20/1=100（A）因此其保护灵敏系数为：=1060/100=17.67＞1.5满足灵敏系数1.5的要求3、装设电流速断保护利用GL15的速断装置1）速断电流的整定利用公式：对于容量是1000KVA的变压器，其中=27.75（kA），=1.4，=1，=100/20=20,=10/0.4=25，因此速断电流为：27750=78(A)对于容量是315KVA的变压器，其中=30.7kA，=1.4，=1，=100/20=20,=10/0.4=25，因此速断电流为：30700=86(A)2）电流速断保护灵敏系数的检验利用公式对于容量是1000KVA的变压器，其中=0.866×7.97=6.9(KA)，=78A×20/1=1560(A)，因此其保护灵敏系数为：=6900/1560=4.4满足要求。对于容量是315KVA的变压器，其中=0.866×7.97=6.9(KA)，=86×20/1=1720(A)，因此其保护灵敏系数为：=6900/1720=4满足要求。4.2配变电所的防雷保护雷击的来源：一时雷直击于变电所的设备上；二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。4.2.1直击雷防护在配变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并引出两根接地线与配变电所公共接地装置相连。4.2.2雷电侵入波的防护1）在10KV电源进线的终端杆上装设FS4—10型阀式避雷器。引下线采用25mm×4mm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连接。2）在变电所变压器10KV高压侧装设有GG—1A(F)—54型开关柜，其中配有FS4—10型避雷器，靠近变压器。3）在380V低压架空线线杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地，用以防护沿低压架空线侵入的雷击波。REF_Ref168484640\r\h错误！未找到引用源。REF_Ref168484646\h错误！未找到引用源。PAGE42结论本次设计是用需要系数法进行负荷计算、无功功率补偿、变电所位置及形式选择、变压器和主接线方案的选择、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等）以及防雷保护等的设计。在放置变压器时是从接近负荷中心及进出线方面考虑的。主接线是从可靠性、灵活性、经济性考虑的。设备的校验是以满足所通过的物理量为准。从本厂的自然条件较好。因此在防雷保护的仅做一般性设计。这样基本完成了一次供配电系统的设计。由于我的知识面狭窄，本次设计肯定还存在许多不足之处，敬请各位老师进行斧正。我还要继续查阅相关资料并和老师沟通。结论谢辞我做的是化工厂变电所及配电系统的设计。这次毕业设计顺利地完成，我要感谢我的指导老师对我们的关心和指导，感谢老师在百忙之中对我们的设计进行了耐心的校正。感谢同学们之间的互相帮助。这次设计使我对工厂供电有了新的认识，对降压变电所的设计由几乎一无所知到现在的一定程度的掌握，起到了非常重要的作用。对老师的关心和指导，我有感于心。事实上这次设计对我们的锻炼是多方面的，除了对设计过程熟悉外，我们还进一步提高了作图，说明书编辑，各种信息的分析，对WORD文档的使用等多方面的能力。最重要的是，我们三年来学过的理论知识得到了一次简单的应用。再次感谢我的指导老师对我的关心和指导！最后：我要感谢我的母校—洛阳理工学院，她给我提供了良好的学习环境；感谢所有教授过我知识的老师，正是你们给我传授的知识和对我的点拨，在我面前洞开了一扇扇通过胜利的大门；我要深深地感谢我的父母，感谢你们这么多年来的养育之恩，正是由于你们给了我无尽的关怀、支持和鼓励，才使我能够安心学习，顺利完成学业。致谢洛阳理工学院毕业设计论文16PAGE43参考文献[1].吴靓，谢珍贵.发电厂及变电站电气设备.中国水利水电出版社.2004：89-102[2].黄明琪，李善奎，文方.工厂供电（第二版）.重庆大学出版[3].雍静.供配电系统.机械工业出版社[4].刘介才.工厂供电简明设计手册.机械工业出版社[6].张道民.短路电流计算.水利电力出版社.2008[7].戴延年.建筑电气设计与应用.水利电力出版社[8].赵智大.高电压技术.中国电力出版社.1999:42-67[9].徐玉琦.工厂电气设备经济运行.机械工业出版社[10].工厂常用电气设备手册编写组编.工厂常用电气设备手册.水利电力出版社[11].韦钢.电力系统分析基础.中国电力出版社.2006[12].王宏文.自动化专业英语教程.机械工业出版社.2007[13].丁毓山，雷震山.中小型变电所实用设计手册.中国水利水电出版社[14].苏文成.无功补偿与电力电子技术.机械工业出版社.2006[15].刘介才.工厂供电设计指导.机械工业出版社[16].水利水电部西北电力设计院电力工程电气设计手册.水利电力出版社，2006[17].桌乐友.电力工程电气设计手册电气一次部分.中国电力出版社.1996[18].张瑛，赵芳.电力系统自动装置.中国电力出版社.2006[19].谷水清.电力系统继电保护.中国电力出版社.2006[20].HuangJian,ZhuDaxin.TheConfigurationandCommunicationofIntegratedSubstationAutomationSystems.NanjingAutomation.参考文献PAGE53附录工厂总变电所及配电系统设计原始材料一工厂概况1.生产规模及产品规格本厂性质为聚乙烯塑料制品厂。生产化工产品：薄膜、管材等塑料制品。2．车间组成及布置本厂设有薄膜、单丝、管材、注塑等几个生产车间，设备选型全部采用我国最新定型设备。（图1—1）全厂总平面布置图1-薄膜车间2-原料库3-成品库4-包装材料库5-单丝车间6-注塑车间7-管材车间8-备料复制车间9-锻工车间10-仓库11-机修模具车间12-锅炉房13水泵房14-油泵房15-办公楼二设计依据1、工厂总平面