红光机械厂降压变电所的电气设计

※※※※※※※※※ ※※ 2009级 ※※

工厂供电课程设计 ※※

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红光机械厂降压变电所的电气设计

姓 名 学 号

李超环 20097330 电气工程系 0953-3 2012年6月18日

院、系、部 班 号 完成时间

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光明机械厂降压变电所的电气设计

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第1章 设计任务

1.1 设计要求

要求根据本厂所取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，确定所防雷接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘制变电所系统图，功率因数补偿到0.9。

1.2 设计依据

1.2.1工厂总平面图

1.2.2 工厂负荷情况

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本厂车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600小时，日最大负荷持续时间为8小时，该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。工厂负荷统计资料如下

1.2.3 供电电源情况

按照工厂与供电协议，本厂可由附近一条10KV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。 断路器断流容量为500MVA，此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为2S，为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由2公里处邻近单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线总长度为30km。

1.2.4 气象资料

本厂所在地区的年最高气温为40度，年平均气温为23度，年最低气温为 - 13度，年最热月平均最高气温为33度，年最热月平均气温为28度，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。年雷暴日为60。

1.2.5 地质水文资料

本厂所在地区平均海拔700米，底层以砂粘土为主，地下水位为30米。

厂房编号 厂房名称

表1-1 工厂负荷统计资料 负荷类别 设备容量/kW 需要系数 - 4 -

功率因数 光明机械厂降压变电所的电气设计

1 2 7 6 4 3 9 10 8 5 生活区 铸造车间 锻压车间 金工车间 工具车间 电镀车间 热处理车间 装配车间 机修车间 锅炉车间 仓库 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 照明 300 6 350 8 400 10 360 7 250 5 150 5 180 6 160 4 50 1 20 1 350 0．3 0．8 0．3 0．7 0．2 0．8 0．3 0．9 0．5 0．8 0．6 0．8 0．3 0．8 0．2 0．8 0．7 0．8 0．4 0．8 0．7 0．7 1．0 0．65 1．0 0．65 1．0 0．6 1．0 0．8 1．0 0．8 1．0 0．7 1．0 0．65 1．0 0．8 1．0 0．8 1．0 0．9

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第2章 负荷计算和无功功率补偿

2.1 负荷计算

在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。 由公式：Q30P30tan，S301. 铸造车间：动力部分

P30Q30得：

22P30(11)3000.3kw90kw Q30(11)901.02kvar91.8kva r S30(11)90291.82128.55kVA I30(11)128.55A197.77A

1.7320.38照明

P30(12)60.8kw4.8kw S30(12)0

2. 锻压车间：动力部分，

P30(21)3500.3kw105kw Q30(21)1051.16kvar121.8kvar S30(21)105121.8160.81kVA

22I30(21)160.81A247.4A

1.7320.38照明部分，；P30(22)80.7kw5.6kw Q30(22)0 3. 金工车间：动力部分，

P30(31)4000.2kw80kw Q30(31)801.16kvar92.8kva r22 S30(31)8093.8122.51kVA I30(31)122.5A188.48A

1.7320.38明部分，；P30(32)100.8kw8kw Q30(32)0 4. 工具车间：动力部分，

P30(41)3600.3kw108kw Q30(41)1081.33kvar143.kva rS30(41)1082143.2179.71kVA I30(41)

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179.71A276.48A

1.7320.38光明机械厂降压变电所的电气设计

照明部分，P30(42)70.9kw0.36kw Q30(42)0 5. 电镀车间：动力部分，

P30(51)2500.5kw125kw Q30(51)1250.74kvar92.5kva rS30(51)125292.52125.36kVA I30(51)125.36A192.86A

1.7320.38照明部分，P30(52)50.8kw4kw；Q30(52)0 6. 热处理车间：动力部分，

P30(61)1500.6kw90kw Q30(61)900.74kvar66.6kva r S30(61)90266.62111.95kVA I30(61)111.95A172.23A

1.7320.38照明部分，P30(62)50.8kw4kw Q30(62)0 7. 装配车间：动力部分，

P30(71)1800.3kw48kw Q30(71)481.02kvar48.96kva rS30(71)48248.96268.56kVA I30(71)68.56A105.48A

1.7320.38照明部分，P30(72)60.8kw4.8kw ；Q30(72)0 8. 机修车间：动力部分，

P30(81)1600.2kw32kw Q30(81)321.16kvar37.12kva r S30(81)32237.12249kVA I30(81)49A75.38A

1.7320.38照明部分，P30(82)40.8kw3.2kw ；Q30(82)0 9. 锅炉房：动力部分，

P30(91)500.7kw35kw Q30(91)350.74kvar25.9kva r S30(91)35225.9245.53kVA I30(91)45.53A70.05A

1.7320.38 照明部分，P30(92)10.8kw0.8kw；Q30(92)0

10. 仓库：动力部分

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P30(101)200.4kw8kw Q30(101)80.48kvar3.84kva r22 S30(101)83.848.8kvA I30(101)8.813.5A

1.7320.38照明部分，P30(102)1kw0.80.8kw；Q30(102)0 11.生活区照明P30(111)350kw0.7245kw ； Q30(111)0 另外，所有车间的照明负荷： P3076.5kw

取全厂的同时系数为：Kp0.95，Kq0.97，则全厂的计算负荷为：

P300.95(1kw0.80.8kwp30(i1)p300.95(96676.5245)990.38kwi111Q300.97Q30(i1)0.977254.96703.21kvar

i111S30990.382703.2121214.kvA；I301214.A1868.68A

1.732.382.2 无功功率补偿

无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电容器两种。由于并联电容器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电容器在供电系统中应用最为普遍。

由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为： S301214.kvA

cos(2)990.380.821214.

这时低压侧的功率因数为：

为使高压侧的功率因数0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，

取：cos'0.95 。要使低压侧的功率因数由0.82提高到0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：

Qc990.38(tanarccos0.82tanarccos0.95)kvar366.44kvar

取:QC=370kvar则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：

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S'30990.382(703.21370)21044.93kvA

1044. 93kv . A   1607 I 30. 58 A ( 2 )

3  0 . 38 kv 计算电流

变压器的功率损耗为：

 P T  0 .  0 . 015 S  015  1044 . 93 kv . A  15 . 67 kw 30 ( 2 )

QT0.06S30(2)0.061044.93kv.A62.70kvar

变电所高压侧的计算负荷为：P30(1)990.38kw15.67kw1006.05kw

Q30(1)(703.21370)kw62.70kw359.91kvar

S'30(1)1006.05359.911068.49kv I'30(1)221068.4961.69A

1.73210补偿后的功率因数为：

cos1006.050.941068.49满足要求。

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第3章 变电所位置与型式的选择

变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。在工厂平面图的下边和左侧，分别作一直角坐标的x轴和y轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置，P1、P2、P3P10分别代表厂房1、2、3...10号的功率，设定P1（2.5，5.6）、P2（3.6，3.6）、P3（5.7，1.5）、P4（4，6.6）、P5（6.2，6.6）、P6（6.2，5.2）、P7（6.2，3.5）、P8（8.8，6.6）、P9（8.8，5.2）、P10（8.8，3.5），并设P11（1.2，1.2）为生活区的中心负荷，如图3-1所示。而工厂的负荷中心假设在P(x,y),其中P=P1+P2+P3+P11=Pi。可得负荷中心的坐标：

PxP2x2P3x3P11x11x11P1P2P3P11yP1y1P2y2P3y3P11y11P1P2P3P11(Px) （3-1） Piiiii(Py) Pi

（3-2）

把各车间的坐标代入（3-1）、（3-2），得到x=5.38，y=5.38 。由计算结果可知，工厂的负荷中心在6号厂房的西北角。考虑到周围环境及进出线方便，决定在6号厂房的西侧紧靠厂房建造工厂变电所，其型式为附设式。

yP4P1P2P5P8 P P6P7P9 P10P11P3x 图3-1 按负荷功率矩法确定负荷中心

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第4章 变压器的选择及主接线方案的确定

4.1变电所主变压器台数和容量

根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：

a)装设一台变压器 型号为S9型，而容量根据式SNTS30，SNT为主变压器容量，S30为总的计算负荷。选SNT=1250 kVA>S30=1068.49 kVA，即选一台S9-1250/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。

b)装设两台变压器 型号为S9型，而每台变压器容量根据式（4-1）、（4-2）选择，即

SNT(0.6~0.7)S30 (4-1)

SNTS30(111) (4-2) 代入数据可得：SNT=（0.6~0.7）×1068.49=（1.09~747.94）kVA。

因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为Dyn11，如表3-1所示 。

表4-1 两台变压器的型号

变压器 型号 额定 容量 /kVA 高额定 电压 /kV 低压 联 结 损耗/kW 组型 号 空载 负载 5.8 空载 电流 短路 阻抗 UK% I0% 压 S9-630/10 630 10.5 0.4 Dyn11 1.3 3.0 5 （附：参考尺寸（mm）：长：1760宽：1025高：1655 重量（kg）：3410）

按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案：

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4.1.1装设一台主变压器的主接线方案

如图4-1所示

图4-1 装设一台主变压器的主接线方案

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4.1.2装设两台主变压器的主接线方案

如图4-2所示

图4-2 装设两台主变压器的主接线方案

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4.2 主接线方案的技术经济比较

a.装设一台变压器的主接线图方案和装设两台变压器的主接线图方案都满足安

全和可靠原则；

b.装设一台变压器的方案比装设两台变压器的灵活性较差，但也基本满足工厂要求；

c.装设一台变压器方案所需的费用要远远低于装设两台变压器方案所需的费用。 从上述比较可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的主接线方案远优于装设两台主变的主接线方案，因此决定采用装设一台主变压器主接线方案，主接线图见附录。

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第5章 短路电流的计算

5.1 绘制计算电路

(1) ～ ∞系统 500MVA (2) LGJ-150,8km 10.5kV S9-1250 0.4kV

K-1 (3) K-2

图5-1 短路计算电路

5.2 确定短路计算基准值

设基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uc=1.05UN，Uc为短路计算电压，即高压

侧Ud1=10.5kV，低压侧Ud2=0.4kV，则

Id1Sd3Ud1Sd3Ud2100MVA310.5kV100MVA30.4kV5.5kA

Id2144kA

5.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值

1.电力系统

已知电力系统出口断路器的断流容量Soc=500MVA，故 X1=100MVA/500MVA=0.2 2.架空线路

查表得LGJ-150的线路电抗x00.36/km，而线路长8km，故

X2x0lSd100MVA(0.368)2.6 22Uc(10.5kV)

3.电力变压器

查表得变压器的短路电压百分值Uk%=4.5，故

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X3Uk%Sd4.5100MVA=3.6 100SN1001250kVA

式中，SN为变压器的额定容量

因此绘制短路计算等效电路如图4-2所示。

12 0.22.6k-1

3 3.6k-2

图5-2 短路计算等效电路

5.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算

1.总电抗标幺值

**X(k1)X1X2=0.2+2.6=2.8

2. 三相短路电流周期分量有效值

*Ik1Id1X*(k1)5.5kA1.96kA 2.8

3.其他短路电流

(3))I''(3)IIk(311.96kA

(3)ish2.55I''(3)2.551.96kA5.0kA

(3)Ish1.51I''(3)1.511.96kA2.96kA

4. 三相短路容量

)Sk(31SdX*(k1)100MVA35.7MVA 2.85.5 k-2点（0.4kV侧）的相关计算

1.总电抗标幺值

***X(k1)X1X2X3=0.2+2.6+4.5=6.4

2.三相短路电流周期分量有效值

*Ik2Id2*X(k2)144kA22.5kA 6.4

3.其他短路电流

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(3))I''(3)IIk(3122.5kA

(3)ish1.84I''(3)1.8419.7kA41.4kA

(3) Ish1.09I''(3)1.0919.7kA24.5kA

4.三相短路容量

如图表4-1所示。

表5-1 短路计算结果 三相短路电流 短路计算点 k-1 k-2 三相短路容量/MVA (3) ish(3) Ish) Sk(32Sd*X(k2)100MVA15.6MVA 6.4Ik(3) 1.96 22.5 I''(3) 1.96 22.5 (3) ISk(3) 35.7 15.6 1.96 22.5 5.0 41.4 2.96 24.5

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第6章 变电所一次设备的选择校验

6.1 10kV侧一次设备的选择校验

1.按工作电压选则

设备的额定电压UNe一般不应小于所在系统的额定电压UN，即UNeUN，高压设备的额定电压UNe应不小于其所在系统的最高电压Umax，即UNeUmax。

UN=10kV， Umax=11.5kV，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压UNe=12kV，穿墙套管额定电压UNe=11.5kV，熔断器额定电压UNe=12kV。 2.按工作电流选择

设备的额定电流INe不应小于所在电路的计算电流I30，即INeI30 3.按断流能力选择

设备的额定开断电流Ioc或断流容量Soc，对分断短路电流的设备来说，不应小于

(3)它可能分断的最大短路有效值Ik(3)或短路容量Sk，即

(3)IocIk(3)或SocSk(3)

IIOLmaxIOLmax对于分断负荷设备电流的设备来说，则为oc，为最大负荷电流。 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

(3)(3)imaxish或ImaxIsh

(3)(3)

、Ish分别为开关所处imax、Imax分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，ish的三相短路冲击电流瞬时值和有效值

(3)2timab)热稳定校验条件 It2tI

对于上面的分析，如表5-1所示，由它可知所选一次设备均满足要求。

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表6-1 10 kV一次侧设备的选择校验

选择校验项目 参数 装置地点条件 电压 电流 断流能力 动稳定度 (3) Ish热稳定度 (3)2Itima 其它 UN 10Kv IN 72.2A (I(1NT)) Ik(3) 1.96kA 数据 5.0kA 1.9622.28.5 额定参数 高压少油断路器SN10-10I/630 UNe 10kV IN 630kA Ioc 16kA imax 40 kA It2t 二次负荷0.6 16241024 高压隔离开关GN-10/200 一次设备型号规格 高压熔断器RN2-10 电压互感器JDJ-10 电压互感器JDZJ-10 6810kV 200A - 25.5 kA 1025500 10kV 10/0.1kV 0.5A - 50 kA - - - - - 100.10.1//kV333 - - - - 电流互感器LQJ-10 户外隔离开关GW4-12/400 22520.1kA10kV 100/5A - =31.8 kA 25kA (900.1)21 =81 12kV 400A - 1025500 6.2 380V侧一次设备的选择校验

同样，做出380V侧一次设备的选择校验，如表6-2所示，所选数据均满足要求。

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表6-2 380V一次侧设备的选择校验

选择校验项目 参数 装置地点条件 电压 电流 断流 能力 动稳 定度 (3) Ish热稳定度 (3)2Itima 其它 - UN IN Ik(3) 数据 总22.520.75380380V 22.5kA 41.4kA 1607.58A - 额定参数 低压断路器QF/QF’ DW15-2500 低压断路器QF1 DW15-200 低压断路器QF2 DW15-400 低压断路器QF3 DW15-200 低压断路器QF4 DW15-400 低压断路器QF5 DW15-200 低压断路器QF6 DW15-200 低压断路器QF7 DW15-200 低压断路器QF8 DW15-200 低压断路器QF9 DW15-200 低压断路器QF10 DW15-200 UNe 380V 380V 380V 380V 380V 380V 380V 380V 380V 380V 380V 500V 500V INe 2000A 200A 300A 200A 300A 200A 200A 200A 100A 100A 100A 1500/5A 100/5A 160/5A Ioc 60kA 20kA 25kA 20kA 25kA 20kA 20kA 20kA 20kA 20kA 20kA - - imax 2500A 200A 400A It2t - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 200A 400A 200A 200A 200A 200A 200A 200A - - 一次设备型号规格 电流互感器LMZJ1-0.5 电流互感器LMZ1-0.5

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6.3 高低压母线的选择

查表得到，10kV母线选LMY-3(404mm),即母线尺寸为40mm4mm;380V母线选

LMY-3（10010）+806，即相母线尺寸为100mm10mm，而中性线母线尺寸为80mm6mm。

线距a160mm，档距为l0.3m，档数大于2则最大动力：

0.32lF(3)3i(3)sh107N/A23(5103)2107N/A28.1N/A2a0.16 MC22.8MPa32W MFl/10 Wbh/6

al70MPac22.8MPa

所以，高压母线满足要求。同理，,低压母线al70MPac30.8MPa满足要求。

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第7章 变压所进出线与邻近单位联络线的选择

7.1 10kV高压进线和引入电缆的选择

7.1.1 10kV高压进线的选择校验

采用LGJ型钢芯铝绞线架空敷设，接往10kV公用干线。 a).按发热条件选择 由I30=I1NT=59A及室外环境温度33°，查表得，初选LGJ-35,其35°C时的Ial=93.5>I30,满足发热条件。

b).校验机械强度 查表得，最小允许截面积Amin=35mm2，而LGJ-35满足要求，故选它。

由于此线路很短，故不需要校验电压损耗。

7.1.2 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之间埋地敷设。

a)按发热条件选择 由I30=I1NT=59A及土壤环境25°，查表得，初选缆线芯截面为25mm2的交联电缆，其Ial=90A>I30,满足发热条件。

b)校验热路稳定

(3)按式AAminItimaC，A为电缆线截面积，单位为mm2；

(3)Amin为满足热路稳定条件的最大截面积，单位为mm2；C为材料热稳定系数；I为

电缆线通过的三相短路稳态电流，单位为A；tima短路发热假想时间，单位为s。本

(3)电缆线中I=1960，tima=0.5+0.2+0.05=0.75s，终端变电所保护动作时间为0.5s，断

路器断路时间为0.2s，C=77，把这些数据代入公式中得

AminI(3)timaC19600.7522mm27.2 380低压出线的选择

7.2.1 铸造车间

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馈电给1号厂房（铸造车间）的线路采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。

a）按发热条件需选择 由I30=200.6A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，初选缆芯截面120mm2，其Ial=212A>I30，满足发热条件。

b）校验电压损耗 由图1.1所示的工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为288m，而查表得到120mm2的铝芯电缆的R0=0.31/km （按缆芯工作温度75°计），X0=0.07/km，又1号厂房的P30=94kW, Q30=91.8 kvar，故线路电压损耗为

U

(pRqX)94.8kW(0.310.288)91.8kvar(0.070.1)9.4VUN0.38kVU%9.4100%2.5%<Ual%=5%。 380c）断路热稳定度校验

(3)AminItima0.7519700224mm2 C76满足短热稳定要求，故改选缆芯截面为240mm2的电缆，即选

VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同。

7.2.2 锻压车间

馈电给2号厂房（锻压车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。

7.2.3 热处理车间

馈电给3号厂房（热处理车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。

7.2.4 电镀车间

馈电给4号厂房（电镀车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。

7.2.5 仓库

馈电给5号厂房（仓库）的线路，由于仓库就在变电所旁边，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型5根（包括3根相线、1根N线、1根PE线）穿硬塑料管埋地敷设。 a）按发热条件需选择

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由I30=16.2A及环境温度26C，初选截面积4mm2，其Ial=19A>I30，满足发热条件。

b）校验机械强度 查表得，Amin=2.5mm2，因此上面所选的4mm2的导线满足机械强度要求。

c) 所选穿管线估计长50m，而查表得R0=0.85/km，X0=0.119/km，又仓库的P30=8.8kW, Q30=6 kvar，因此

UU%(pRqX)8.8kW(8.550.05)6kvar(0.1190.05)10V

UN0.38kV

10100%2.63%<Ual%=5% 380故满足允许电压损耗的要求。

7.2.6 工具车间

馈电给6号厂房（工具车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。

7.2.7 金工车间

馈电给7号厂房（金工车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。

7.2.8 锅炉房

馈电给8号厂房（锅炉房）的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。

7.2.9 装配车间

馈电给9号厂房（装配车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。

7.2.10 机修车间

馈电给10号厂房（机修车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。

7.2.11 生活区

馈电给生活区的线路 采用BLX-1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设。

1）按发热条件选择 由I30=413A及室外环境温度（年最热月平均气温）33℃，初选BLX-1000-1240，其33℃时Ial≈455A>I30,满足发热条件。

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2）效验机械强度 查表可得，最小允许截面积Amin=10mm2，因此BLX-1000-1240满足机械强度要求。

3）校验电压损耗 查工厂平面图可得变电所至生活区的负荷中心距离600m左右，而查表得其阻抗值与BLX-1000-1240近似等值的LJ-240的阻抗R0=0.14/km，

，又生活区的P30=245KW，Q30=117.6kvar，X0=0.30/km（按线间几何均距0.8m）

因此

U(pRqX)245kW(0.140.2)117.6kvar(0.30.2)36.6V

UN0.38kVU%36.6100%9.6%>Ual%=5% 380 不满足允许电压损耗要求。因此决定采用四回BLX-1000-1120的三相架空线路对生活区供电。PEN线均采用BLX-1000-175橡皮绝缘线。重新校验电压损耗，完全合格。

7.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验

采用YJL22—10000型交联聚氯乙烯绝缘的铝心电缆，直接埋地敖设，与相距约2Km的临近单位变配电所的10KY母线相连。

7.3.1 按发热条件选择

工厂二级负荷容量共336.4KVA，I30336.4kVA/(310kV)19.4A，最热月土壤平均温度为25℃。查表《工厂供电设计指导》8-43，初选缆心截面为25mm2的交联聚乙烯绝缘的铝心电缆，其Ial=90A>I30满足要求。

7.3.2 校验电压损耗

由表《工厂供电设计指导》8-41可查得缆芯为25mm2的铝R01.54/km （缆芯温度按80℃计），X00.12/km，而二级负荷的

P.6kW,Q30(91.893.826.3)kvar211.9kvar，线30(94.812935.8)kW259路长度按2km计，因此

259.6kW(1.542)211.9kvar(0.122)85.8V U10kV U%(85.8V/10000V)100%0.857%Ual5%

由此可见满足要求电压损耗5%的要求。

7.3.3 短路热稳定校验

按本变电所高压侧短路电流校验，由前述引入电缆的短路热稳定校验，可知缆

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芯25mm2的交联电缆是满足热稳定要求的。而临近单位10KV的短路数据不知，因此该联路线的短路热稳定校验计算无法进行，只有暂缺。

以上所选变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格如表 7-1所示。

表7-1 进出线和联络线的导线和电缆型号规格 线 路 名 称 10KV电源进线 主变引入电缆 至1号厂房 至2号厂房 至3号厂房 至4号厂房 380V 低压 出线 至5号厂房 至6号厂房 至7号厂房 至8号厂房 至9号厂房 至10号厂房 至生活区 与临近单位10KV联络线 导线或电缆的型号规格 LGJ-35铝绞线（三相三线架空） YJL22—10000—3×25交联电缆（直埋） VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋） VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋） VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋） VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋） BLV—1000—1×4铝芯线5根穿内径25mm2硬塑管 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋） VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋） VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋） VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋） VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋） 四回路，每回路3×BLX-1000-1×120+1×BLX-1000-1×75橡皮线（三相四线架空线） YJL22—10000—3×16交联电缆（直埋）

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第8章 降压变电所防雷与接地装置的设计

8.1 直接防雷保护

在变电所屋顶装设避雷针和避雷带，并引进出两根接地线与变电所公共接装置相连。如变电所的主变压器装在室外和有露天配电装置时，则应在变电所外面的适当位置装设避雷针，其装设高度应使其防雷保护范围包围整个变电所。如果变电所所在其它建筑物的直击雷防护范围内时，则可不另设的避雷针。按规定，的避雷针的接地装置接地电阻R<10W（表9-6）。通常采用3-6根长2.5 m的刚管，在装避雷针的杆塔附近做一排和多边形排列，管间距离5 m，打入地下，管顶距地面0.6 m。接地管间用40mm×4mm 的镀锌扁刚焊接相接。引下线用25 mm ×4 mm的镀锌扁刚，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔及其基础内的钢筋相焊接，上与避雷针焊接相连。避雷针采用直径20mm的镀锌扁刚，长1～1.5。避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有3m以上的距离。

8.2 雷电侵入波的防护

a)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25 mm ×

4 mm的镀锌扁刚，下与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端栓连接。

b）在10KV高压配电室内装设有GG—1A（F）—54型开关柜，其中配有FS4—10型避雷器，靠近主变压器。主变压器主要靠此避雷器来保护，防雷电侵入波的危害。 c）在380V低压架空线出线杆上，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电波。

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第９章 二次回路方案选择

在供配电系统的运行过程中，往往由于电气设备的绝缘损坏、操作维护不当以及外力破坏等原因，造成系统故障或不正常的运行状态。在供配电系统中最常见的故障和不正常的运行状态为断线、短路、接地及过载。为了保证供配电系统的安全可靠运行，避免过载引起的过电流或短路产生的故障电流对系统的影响，在供配电系统中需装设不同类型的保护装置。保护装置的任务：一是故障时跳闸；二是异常状态发出报警信号。根据继电保护装置所担负的任务，它必须满足以下四项基本要求，即选择性、速动性、可靠性和灵敏性。

根据本厂需要：10kV电源进线保护、主变压器保护、母线保护以及10kV馈电线路保护。高压断路器的操作机构控制与信号回路 断路器采用手动操动机构，其控制与信号回路如图7-1所示：

图9-1手动操作的断路器

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10V系统的绝缘监视装置，可采用三个单相双绕组变压器和三个电压表，当一次电路某一相发生接地故障时，电压互感器二次侧的对应相的电压表指零，其他两相的电压表读数则升高到线电压。由指零电压表的所在相即可得知该相线发生了单线接地故障。

图9-2母线的电压测量和绝缘监视电路

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第10章 设计总结

本次课设应该感谢学院的安排，让我们在学习课本知识的同时，能够有这样的机会实践。更应该感谢曹永红和杨新霞两位指导老师的细心指导，要不然靠我们自己不可能那么顺利完成。

小学期设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行设计的目的所在。

虽然设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。系统的适用条件，各种设备的选用标准，和导线的选择，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求。

最后更应该感谢我的指导老师:老师的细心指导，正是由于老师的辛勤培养,谆谆教导,才使此次课程设计得以完成!

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参考文献

[1]《工厂供电》第五版 主编 刘介才 机械工业出版社 [2]《工厂供电简明设计手册》 主编 刘介才 机械工业出版社 [3]《实用供配电技术手册》 中国水利水电出版社

[4]《电气工程专业毕业设计指南电力系统分册》中国水利水电出版社 [5]《工厂供电设计指导》 主编 刘介才 机械工业出版社

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附录 光明机械厂降压变电所主接线图

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