【10kv车间变电所和车间低压配电系统的设计11000字（论文）】

I10kv车间变电所和车间低压配电系统的设计摘要电能，是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力，是现代机械和工业生产的主要动力。电能的利用是第二次工业革命的主要标志，从此人类社会进入电气时代。电能被广泛应用在动力、照明、化学、纺织、通信、广播等各个领域，是科学技术发展、人民经济飞跃的主要动力，在我们的社会生活中起到重大的推动作用。所以电能对于现代化的工业生产和整个我们的国民经济生活中得到了极其广泛的使用。工厂的供配电系统作为一种能够使得工厂进行正常生产的重要保障，其设计与否合理、操作是否安全可靠等都成为了影响电力系统正常运行的一个重要关键性问题。本文主要包括车间负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、形式的确定；车间变电所高低压进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；电源进线的二次回路方案及整定；继电保护的选择和整定；车间变电所防雷保护及接地装置设计；车间低压配电系统布线方案的确定；低压配电系统的导线及控制保护设备的选择。关键词：电能变电所电路计算继电保护二次回路目录TOC\o"1-3"\h\u31141第一章绪论 3108491.1工厂供电的意义和目的 3259391.1.1工厂供电的意义 324871.1.2工厂供电的目的 399361.2设计任务 3212281.2.1设计要求 376321.2.2设计依据 4808第二章各车间负荷计算和无功功率补偿 497322.1车间的负荷计算 556232.1.1车间负荷计算方法 522932.1.2各车间的计算负荷 5169352.1.3车间电力负荷计算表 740952.2无功功率补偿 727228第三章车间变电所的设计及选择 10161343.1变电所位置及形式的选择 10182933.1.1变电所的位置选择原则: 10178713.1.2车间变电所主要有以下两种类型的变电所。 10171513.2变压器的选择 11258933.2.1确定车间变电所主变压器型式 11272013.2.2总降压变电所主变压器台数和容量的确定 1111831第四章短路电流的计算 12262794.1短路电流计算的目的及方法 12301604.2短路电流计算 133739第五章变电所一次设备的选择校验 16251725.1一次设备选择的要求 16312441.按工作电压选择 16293552.按工作电流选择 1682353.按断流能力选择 1634564.隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验 16287215.210kV侧一次设备的选择与校验 17254725.2.1一次设备的选择 1795075.2.2一次设备的校验 1711435.3380V侧一次设备的选择与校验 1821747第六章车间线路的设计 19180526.1高压进线的选择与校验 19321146.2低压出线的选择与校验 20224576.2.1低压线路形式选择 2096986.2.2低压母线的选择 20219806.2.3380V低压出线的选择 218763第七章二次回路方案的选择与继电保护的整定 22259037.1二次回路的定义及其分类 22116017.2二次回路方案的选择 22180157.3主变压器的继电保护装置 23311097.3.1装设反时限过电流保护 23115367.3.2装设电流速断保护 2550337.3.3装设瓦斯保护 2525502第八章变电所防雷保护及接地装置设计 2646608.1变电所的防雷保护设计 26281668.1.1直击雷的过电压保护 26115538.1.2雷电侵入波的保护 26236088.2变电所公共接地装置的设计 27195971．接地电阻的要求 27145812．接地装置的设计 2722772参考文献 2812548附录 292460致谢 1第一章绪论1.1变电所的发展现状及其展望在经济发展速度与人民生活水平不断提高的大背景下，造成了电力负荷的快速增长，各行业对与电能的需求有增无减。特别是近几年来，由于电力市场进一步开放，用电单位对电能的质量和管理的要求也在不断的提高，保障电力系统运行的经济性和安全性得到了电力生产部门和供应企业的充分重视。电能的重要性不在于它占产品成本或总投资中的比例，而是在工业生产电气化后，可以大大增加企业产量，提高产品质量，增加劳动生产率，降低成本，有助于实现自动化生产。变电站就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所，它是联系发电厂与用电单位的中间环节。正是如此，使得变电所在电力系统的建设运行中占据着不容小觑的地位。工厂负荷是在工业生产中计算的，为了能使工厂供电更好的为工业生产服务，切实地保障企业的生产和用电的经济性、节能性，必须要满足安全、可靠、优质、经济这四个条件。并且，供电工作应该顾全大局，适应新的发展。因此，工厂供电的设计是一个重要而必要的过程。分析好供电系统的设计关系着人民的利益以及企业和社会的稳定和发展具有重要意义。变电所作为电力系统的重要组成部分，它的安全是整个电力系统稳定的基础。随着企业发展和科技的进步，变电站的检修技术取得了突破性进展，供电的可靠性方面有了显著的提高。现阶段的变电所设计已逐步实现了接线方案的简单化、以及运行技术的自动化的发展目标。变电站的发展在计算机技术、以及现代信息技术的作用下不断加速发展，未来将逐步实现变电所自身的数字化、以及装配化，由此进一步推动变电所的设计与建设质量的全面发展。1.2设计任务1.2.1设计要求本设计针对某食品加工厂为例进行设计，由资料可得，本厂所能获得的电源及本厂用电负荷的实际情况，要求给此厂设计10/0.4kV车间降压变配电所，以及低压配电系统，为各车间进行供电。按照安全可靠、经济合理的要求，对该工厂变电所以及配电系统进行设计。1.2.2设计依据本厂的负荷情况：本厂大多数车间为两班工作制，年最大负荷利用小时为2900h，日最大负荷持续时间为7h。该厂对供电可靠性要求不高，负荷全部为三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电气均为单相，额定电压为220V。本厂负荷统计资料如表1-1所示。表1-1车间负荷统计表用电单位名称车间干线号负荷性质设备容量（kw）需要系数功率因数生产车间一号动力5000.3-0.40.6-0.7照明50.7-0.90.8-0.9配料车间二号动力3500.2-0.30.6-0.7照明50.7-0.90.8-0.9包装车间三号动力3000.2-0.30.6-0.7照明50.7-0.90.8-0.9质检车间四号动力2000.4-0.60.6-0.7照明30.7-0.90.8-0.9仓库五号动力500.2-0.30.6-0.7照明20.7-0.90.8-0.9办公及生活区照明及家用电气1000.6-0.80.8-0.9工厂车间平面图如图1-1所示。图1-1工厂平面图各车间负荷计算和无功功率补偿2.1车间的负荷计算计算负荷也称需要负荷或最大负荷，是通过统计计算求出的、用来按发热条件选择供配电系统中各元件的负荷值。2.1.1车间负荷计算方法负荷计算有多种方法，其中包括：①需要系数法②利用系数法③二项式法本设计采用需要系数法。主要计算公式有：有功功率（单位为kW）：（2-1）无功功率（单位为kvar）：（2-2）视在功率（单位为kVA）：（2-3）计算电流（单位为A）：（2-4）其中：为需要系数，即用电设备组的需要系数，为用电设备组的半小时最大负荷与其设备容量的比值。为用电设备组的平均功率因数，为用电设备组的额定电压（kv），为设备容量。2.1.2各车间的计算负荷生产车间：根据表1-1，取故：配料车间：根据表1-1，取故：包装车间：根据表1-1，取故：质检车间：根据表1-1，取故：仓库：根据表1-1，取故：办公及生活区：根据表1-1，取故：车间总照明负荷：根据表1-1，取故：2.1.3车间电力负荷计算表表2-1车间电力负荷计算表用电设备组名称容量Pe/kw需要系数Kd计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvAI30/A生产车间5000.30.6613345.3配料车间3500.20.631.227085.4111168.8包装车间3000.20.631.226073.295.2144.7质检车间2000.50.6615230.2仓库500.30.661.141517.122.734.5办公及生活区10057052.587.5133照明200.80.850.62161018.828.6车间总计1520481523.27141085.1取K43349765910012.2无功功率补偿由于工厂中存在大量的感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，降低了工厂的功率因数，影响设备的性能且会造成电网的损耗。因此无功功率补偿装置在工厂供电系统中处在一个不可缺少的位置。合理的选择补偿装置，可以最大限度减少电网的损耗，提高电能质量，并改善设备的运行性能。（1）补偿前的变压器低压侧的视在计算负荷为：因此，在未进行无功功率补偿时，主变压器容量应选为800kvA，此时的变电所低压侧功率因数为：无功补偿容量按规定，变电所高压侧的，考虑到变压器本身的无功损耗远大于其有功损耗，一般，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.9，这里取。要使低压侧功率因数由0.66提高到0.92，低压侧需装设的并联电容器容量为取=320kvar，选用BCMJ0.4-40-3型并联电容器，其额定容量为40kvar。则，即并联8个电容器。（3）补偿后的变压器容量和功率因数补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为因此主变压器容量可改选为500kVA，比补偿前容量减少300kVA。变压器的功率损耗为变电所高压侧的计算负荷为补偿后工厂的功率因数为，满足要求。无功功率补偿表表2-2无功功率补偿表设备容量kw计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvAI30/A车间负荷总计15204334976591001380v侧补偿前负荷4334976591001380v侧无功补偿容量320380v侧补偿后负荷433177468711变压器功率损耗4.723.410kv侧负荷总计437.7200.4481.427.8

车间变电所的设计及选择3.1变电所位置及形式的选择3.1.1变电所的位置选择原则（1）所址应接近用电的负荷中心，通常设在用电量较大的车间或工厂旁边。（2）要设在离电源较近的地方，如在架空线附近或在敷设的电缆附近。（3）进出线方便。（4）不能妨碍企业的发展，要考虑扩建的可能性。（5）设备的吊装、运输方便。（6）不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，不应设在污源的下风侧。（7）不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。（8）变配电所为独立建筑物时，不宜设在地势低洼或者可能积水的场所。（9）不应设在爆炸危险场所以内和不宜设在有火灾危险场所的正上方或正下方，如布置在爆炸危险场所范围以内和布置在与火灾危险场所的建筑物毗连时，应符合现行的《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。变电所的选址除了根据以上选择原则，还要综合考虑一些其他因素，如变电所通常远离居民区，防止事故对附近居民的影响。3.1.2车间变电所类型选择车间变电所按结构形式分主要有以下两种类型。(1)车间附设变电所变电所配电室的与厂房建筑的墙共用一面墙或几面墙，变压器室的大门朝车间外打开。如果按变压器室位于车间的墙内还是墙外，可进一步分为内、外两种附式类型。内附式变电所要占用一定的车间面积，但其在车间内部，所以对车间外观没有影响。外附式变电所在车间的外部，不占用车间面积，便于车间设备的布置，而且安全性也比内附式变电所要高一些。2)车间内变电所配电室位于车间内的一个单独房间内，配电室的门朝车间内打开。变电所分户内式和户外式两种型式。户内式操作维护方便，占地面积小。在选择工厂总变配电型式时，应根据具体地理环境和当地条件;在技术经济合理的情况下，应优选用户内式。3）由于户内式的诸多优点，本设计采用户内式。3.2变压器的选择3.2.1确定车间变电所主变压器型式在变压器的选择时，应选用损耗低的节能型变压器，如S9系列或S10系列。因为本次设计的负荷全部为三级负荷，对供电的可靠性要求不高。可装设一台主变压器，型号为S9型三相油浸自冷式电力变压器。3.2.2总降压变电所主变压器台数和容量的确定对于对供电可靠性要求较高的工厂来说，可选用两台变压器，以防止一台变压器发生故障或检修的时候，让另一台变压器供电，来保证一、二级负荷不断电。对于负荷变动较大的工厂也可考虑两台变压器。在保证供电质量的前提下，本次设计本着尽量减少投资、运行成本和有色金属消耗量的原则来进行选择。因此，变电所可以只设置一台变压器，其容量可根据计算负荷决定。车间变电所中，单台变压器容量最好不要超过1000kVA。根据式SN.T≥S30，SN.T为主变压器容量，S30为总的计算负荷。选SN.T=500KV·A>S30=468KV·A，查刘介才《工厂供电》附录表5选一台S9-500/10/0.4-Yyn0型低损耗配电变压器。表3-1变压器参数表额定容量/KVA额定电压/kV连结组标号损耗/W空载电流（%）阻抗电压（%）价格（元）一次二次空载负载500100.4Yyn096051001.0435000按照经济指标，装设一台主变压器的接线方案远远优于装设两台主变压器的接线方案，因此决定采用装设一台主变压器的方案。

短路电流的计算4.1短路电流计算的目的及方法供电系统要求正常的、不断的、可靠的供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。然而，供电系统的正常运行常常因为发生短路而受损。短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。短路的主要原因有：1）电气设备的绝缘损坏。2）相关人员的误操作。3）鸟兽为害事故。在工厂供配电系统的设计中，短路电流计算是解决很多技术问题所不可缺少的进本计算，目的就是为了正确选择和校验电气设备，准确整定供配电系统的保护装置，避免在发生短路时损坏用电设备，从而保证供配电系统发生短路故障时可靠的工作。在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是一个非常重要的环节，其计算目的通常有以下几个方面：1.在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采用限制短路电流的措施，均需进行必要的短路电流计算。2.在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障状况下都能安全、可靠的工作。同时又力求节约资金，这就需要按短路情况进行全面校验。3.在设计屋外高压配电装置时,需按短路条件校验软导线相间和相对地安全距离。4.在选择继电保护方式和进行整定计算,需以各种短路时的短路电流为依据。5.接地装置的设计，也需用短路电流。计算短路电流最常用的方法有：①有名值法。电气设备的电阻和电抗及其他电气参数用有名值（即有单位的值）表示。②标幺值法。电气设备的电阻和电抗及其他电气参数用相对值表示。③短路容量法。电气设备的电阻和电抗及其他电气参数，用短路容量表示。其中标幺值法进行短路计算的步骤如下：①选择基准容量、基准电压、计算短路点的基准电流。②绘制短路回路的等效电路。③计算短路回路中各元件的电抗标幺值。④求总电抗标幺值，化简电路。⑤计算三相短路电流周期分量有效值及其他短路参数4.2短路电流计算本设计采用标幺制法进行短路计算，计算电路如图4-1所示。图4-1短路计算电路4.2.1确定基准值取，，低压侧则4.2.2计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值电力系统电抗标幺值：由刘介才《工厂供电》附录表8查得，因此架空线路的电抗标幺值：查表得线路电抗，而线路长0.5km，故电力变压器的电抗标幺值：查表得，因此绘制短路等效电路图如图4-2所示，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并表明短路计算点。图4-2短路等效电路图4.2.2计算k-1点的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三相短路电流周期分量其他三相短路电流三相短路容量4.2.3计算k-2点的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三相短路电流周期分量其他三相短路电流（4）三相短路容量将以上计算结果整理如表4-1所示。表4-1短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAK-115.2815.2815.283923277.78K-31.6518.7512变电所一次设备的选择校验5.1一次设备选择的要求直接用于生产和使用电能，比控制回路（二次设备）电压高的电气设备称为一次设备。虽然各种电气设备的功能不同，但却都在供电系统中工作，所以在选择时必有相同的基本要求。主要的设备功能：1、生产和转换电能的设备。如将机械能转换成电能的发电机、变换电压、传输电能的变压器，将电能变成机械能的电动机等。2、接通和断开电路的开关设备。如高低压断路器、负荷开关、熔断器、隔离开关、接触器、磁力启动器等。3、保护电气。如限制短路电流的电抗器、防御过电压的避雷器等4、载流导体。如传输电能的软、硬导体及电缆等。5、接地装置。6、其他设备。在正常运行时和在短路条件下，必须满足其在一次电路的工作要求，工作安全可靠、运行维护方便，投资经济合理。电气设备应根据正常条件下的工作情况进行选择，即应考虑电气设备的环境条件和电气要求。环境条件是指位置(室内或室外)、环境温度、海拔高度，是否有防尘、防腐、防火要求。电气要求是指电气设备对设备的电压、电流、频率(一般为50Hz)的要求；对于一些电流断路装置，如开关和保险丝，应考虑其电流断路能力。为了满足在短路故障条件下工作的要求，电气设备还必须根据最大可能短路故障的动态稳定性和热稳定性进行验证。但不需要检查带熔断器保护的熔断器和电压互感器的短路动态稳定性和热稳定性。对于电力电缆，由于其具有足够的机械强度，所以不需要检查短路动态稳定性，但需要检查短路热稳定性。1.按工作电压选择设备的额定电压。一般不应小于所在系统的额定电压，即，高压设备的额定电压应不低于所在位置额定电压或最高电压，即。，，高压开关柜、变压器和支柱绝缘的额定电压，穿墙套管的额定电压，熔断器的额定电压。2.按工作电流选择设备的额定电流不应小于通过它的计算电流，即。3.按断流能力选择设备的额定开断电流或断流容量，对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的最大短路有效值或短路容量，即或4.隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验a)动稳定校验条件或式中、分别为电器的极限通过电流峰值和有效值，、分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值。b)热稳定校验条件式中为电器的热稳定电流，为电气的热稳定试验时间。5.210kV侧一次设备的选择与校验5.2.1一次设备的选择（1）高压开关柜的选择1.高压开关柜(又称成套开关或成套配电装置):是以断路器为主的电气设备；指制造商根据一次电气接线图的要求，将相关的高低压电器(包括控制电器、保护电器和测量电器)、母线、载流导体和绝缘子组装在封闭或开放的金属柜内，作为电力系统中接收和分配电能的装置。固定式高压开关柜广泛应用于一般中小型工厂。本次设计选择GG-1A(F)型开关柜。5.2.2一次设备的校验装设地点条件见表5-1：表5-1高压侧装设地点的条件选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装设地点条件参数数据10kV27.8A15.28kA39kA280根据上述一次设备选择要求，以及查阅刘介才编著的《工厂供电》附录表进行选型，一次设备校验结果如下表5-2：5-2高压侧一次设备型号规格检验选择检验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度结论额定参数一次设备型号规格SN10-10/630型高压少油断路器10kV630A16kA40kA1024合格高压隔离开关GN8-10/400型10kV400A-40kA980合格高压熔断器RN2-10/0.5型10kV0.5A50kA--合格电流互感器LQJ-10-400/5型10kV400/5A-49.05kA900合格电压互感器JDZJ-10型合格5.3380V侧一次设备的选择与校验低压配电屏又叫开关屏或配电柜，它是由低压线路所需的开关设备、测量仪表、保护装置和辅助设备，按照一定的接线方案安装在金属柜内，用于控制、保护、计量、配电和监控的一种组合电气设备。适用于额定工作电压不超过380伏的低压配电系统中的配电和照明配电。装设地点条件见表5-3：5-3低压侧装设地点条件选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装设地点条件参数数据380V711A17.2kA31.65kA355一次设备校验结果如下表：5-4低压侧一次设备型号规格检验选择检验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度结论额定参数一次设备型号规格低压刀开关HD13-1000/3380V1000A合格电流互感器LMZJ1-0.5500V500/5A合格低压断路器DW15-630380V630A合格低压断路器DW15-200380V200A合格低压断路器DW15-200380V200A合格低压断路器DW15-200380V200A合格车间线路的设计6.1高压进线的选择与校验1.导线截面的选择为保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，电缆截面的选择必须满足以下条件：发热条件通过正常最大负荷的电线电缆的负荷电流，即计算电流的加热温度，不得超过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在通过正常最大负载电流(即计算电流)时的电压损失不得超过正常运行时允许的电压损失。工厂内较短的高压线路，不必进行电压损耗校验。（3）经济电流密度导线(或电缆)截面越大，功率损耗越小，但投资、维护管理成本和有色金属消耗会增加。因此，从经济的角度来看，应该选择合理的导线，既要降低电能损耗，又要增加有色金属的投资、维护和消耗。（4）机械强度导线(或电缆)的横截面应不小于其最小允许截面。根据设计经验，一般对于10kV以下的高压线和1kV以下的低压线，一般先根据发热情况，再根据电压损失和机械强度来选择导线或电缆截面。低压照明电路由于对电压等级要求较高，通常先根据允许的电压损耗来选择，然后再对加热条件和机械强度进行验证。对于长距离大电流线路和35kV及以上的高压线，可以先根据电流密度确定一段，然后再验证其他条件。根据以上经验，更容易满足要求，返工也更少。2.10kV高压进线采用YJL-3×240型电缆线，接往10kV公用干线。按发热条件选择。由，及室外温度28℃，查表得,满足发热条件。校验短路热稳定故满足要求。3.由高压配电室至主变压器的一段引入电缆的选择校验，采用YJL22型交联聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。①按发热条件选择。由及土壤温度25℃，查表选缆芯为185㎟的交联电缆，其，满足发热条件。②校验短路热稳定故采用YJL22-3×185型满足要求。6.2低压出线的选择与校验6.2.1低压线路形式选择低压配电线路是根据380V/220V低压变配电设备的需要，对供电线路进行分配和控制的线路。不同的配电线路采用不同的变配电设备、低压电气元件/部件和线路结构，正是通过这些设备，低压配电线路才能适用于不同的场合和环境。工厂的低压配电线路有放射式、树干式和环式三种接线方式。经上述分析，本设计宜采用放射式布线。6.2.2低压母线的选择可选择LMY型矩形硬铝母线，按经济电流密度选择。车间低压母线的计算电流为，查《工厂供电》附录表17可选LMY型硬铝母线100×8允许载流量在环境温度为25°时平放。对母线作热稳定校验，假设时间为1.2s，则热效应允许最小截面积为式中C——热稳定系数。铝母线热稳定系数C=87。因此所选母线截面积为，所以热稳定合格。6.2.3380V低压出线的选择（1）馈电给生产车间的动力线路采用VLV22型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。①按发热条件选择。由I30=345.3A及地下1.1m土壤温度为25°C，查表选择截面为240㎟的电缆，其。②校验电压损耗。由于车间设备和车间变电所在同一车间，距离很短，不需校验电压损耗。③校验短路热稳定性所选电缆满足短路热稳定性。因此生产车间采用VLV22—3×240+1×120的四芯电缆线供电。（2）馈电给配料车间的动力线路采用VLV22型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。①按发热条件选择。由Ⅰ30=168.8A及地下1.1m土壤温度为25℃，查表初选120㎟，其，满足发热条件。②短路热稳定度校验。求满足短路热稳定度的最小截面由于前面所选120㎟的缆芯截面小于，不满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯240㎟的聚氯乙烯电缆，即VLV22—3×240+1×120的四芯电缆。（3）同理，经计算其余车间动力线路亦采用VLV22—3×240+1×120的四芯电缆埋地敷设。（4）照明线路计算电流，按其发热条件，查刘介才《工厂供电》附录表19得气温25℃时取，则导线截面积A=6㎟。因此照明干线型号为：BV-3×6+1×4-FC埋地敷设。二次回路方案的选择与继电保护的整定7.1二次回路的定义及其分类工厂供电系统或变配电站的二次回路，即二次电路，指隔离开关的测量电路、继电保护电路、开关控制及信号电路、操作电源电路、断路器、电气闭锁电路等所有低压电路。二次设备相互连接形成一个电路，用于监控、控制、调节和保护一次设备。它是由变压器的二次绕组、测量和监控仪表、继电器和自动装置通过电气系统中的控制电缆连接而成的电路。二次回路接线根据电源和用途可分为以下几个回路:(1)电流回路:由电流互感器提供给测量仪表和继电器的电流线圈。(2)电压电路:电压互感器向测量仪器的电压线圈和继电器、信号电源等供电。(3)信号电路:包括光板电路和声音电路(声音还包括警铃和蜂鸣器)。信号电路由中央信号面板的信号继电器或中央信号面板的操作机构组成。(4)操作回路:从操作电源到断路器操作机构脱扣合闸线圈、断路器备用电源自动合闸等。二次系统虽然在供电系统中是一次电路的辅助系统，但是它是现代电厂和工业企业中电力设备不可缺少的部分，对供电系统的安全、可靠、优质、经济地运行起着非常重要的作用，必须引起充分重视。7.2二次回路方案的选择1.高压断路器的操动机构控制与信号回路断路器采用手力操动机构，其控制与信号回路如图7-1所示：7-1采用手动操纵的短路器控制和信号回路2.变电所的电能计量回路必须在工厂入口通道或电力部门批准的电力计量站安装有功和无功电能表，以测量整个工厂所消耗的有功和无功电能，并计算工厂每月的平均功率因数，应采用电力部门批准的标准电能表。计量柜由上级供电部门密封管理。3.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，组成Y。/Y。/△(开口三角形)的接线，用以实现电压测量和绝缘监测。4.低压电力线中应安装电流表。低压照明线路和三相负载不平衡率大于15%的线路应分别配备三个电流表测量三相电流。如果计算电能，应安装三相四线制有功电能表。无功电能表安装在低压并联电容器组的线路上，电流表安装在每个电路上，分别测量三相电流。低压母线配有电压表，仪表精度等级符合要求。7.3主变压器的继电保护装置变压器的几种继电保护方式：1）对于6~10kV车间变电所的主变压器,通常装设带时限的过电流保护，如果过电流保护动作时间大于0.5~0.7s时，还应装设电流速断保护。2）瓦斯保护:容量在800kV.A及其以上的油浸式变压器应装设瓦斯保护,作为变压器油箱内部故障和油面降低的主保护。3）电流速断保护:配合瓦斯保护相，可快速切除变压器高压侧及其内部的各种故障，是变压器的主要保护。7.3.1装设反时限过电流保护采用GL-15/10型感应式过电流继电器作启动继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸操作方式。见图7-2。高压侧继电保护用电流互感器电流比为100A/5A。7-2反时限过电流保护的原理图（1）过电流保护动作电流的整定：利用式计算。其中，因此动作电流为:根据GL-15/10型继电器的规格动作电流整定为6A。（2）过电流保护动作时限的整定：考虑到本车间的变电所为终端变电所，所以其过电流保护的10倍动作电流的动作时间整定为0.5s。（3）过电流保护灵敏系数校验，利用式式中——在电力系统最小运行方式下，低压母线两相短路电流折合到变压器高压侧的值，即。——继电保护动作电流折合到一次电路的值，即因此其保护灵敏系数满足灵敏系数1.5的要求。7.3.2装设电流速断保护变压器电流速断保护，其组成、原理与线路的电流速断保护完全相同，其动作电流的整定计算公式也与线路电流速断保护基本相同。利用GL15的速断装置。（1）速断电流的整定:利用式其中，，因此速断电流为:速断电流倍数整定为：（2）电流速断保护灵敏系数检验:利用式其中，因此其保护灵敏系数为:按照GB50062—92规定，电流保护（含电流速断保护）的最小灵敏系数为1.5,因此这里装设的电流速断保护的灵敏系数时达到要求的。7.3.3装设瓦斯保护瓦斯保护又称为气体继电保护，主要保护变压器内部短路和油位下降故障。当油箱中的故障引起轻微的气体或油位下降时，应立即根据信号采取行动；当产生大量气体时，动作应是断开变压器每侧的断路器。带负荷调压的油浸式变压器的调压装置也应配有气体保护。变压器一般采用纵差保护或电流速断保护两种保护方式，反映变压器出线、套管、内部短路故障。保护的瞬时动作是断开变压器每侧的断路器。变电所防雷保护及接地装置设计8.1变电所的防雷保护设计8.1.1直击雷的过电压保护在变电所屋顶设置避雷针或避雷带，并引出两根接地线连接变电所公共接地装置。如变电所的主变压器设置在室外或露天配电装置时，则应当在变电所外面的适当位置设置独立避雷针，其安装高度要使其防雷保护范围包括整个变电所。如果变配电所处在附近更高的建筑物上防雷设施的保护范围之内或变配电所本身为车间内型，无需另设独立避雷针。按照规定，独立避雷针的接地装置接地电阻。通常采用3~6根长2.5m、Φ50mm的钢管，在装设避雷针的杆塔附近作一排或多边形排列，管间距离5m,打入地下，使管端距离地面0.6m。接地管之间用40mm×4mm的镀锌扁钢焊接