10kV变电所设计

10kV变电所设计 毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目: 10kV变电所设计 姓名 院系 电气信息学院 专业 电气工程及其自动化 班级 0807 学号 26 指导老师 教研室主任 一、基本任务及要求: 对一个工厂10kV变电所进行设计(原始数据见附件)。在规定时间内，完成以下工作: (1) 负荷统计计算与无功补偿设计; (2) 主接线方案的设计; (3) 一次设备的选择与校验; (4) 变电站接地系统的设计; (5) 继电保护的整定计算与二次系统设计; (6) 低压配电网络设计 二、进度安排及完成时间: (1)2月27日至3月11日:查阅资料，熟悉课题;撰写文献综述和开题 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ; (2)3月12日至3月25日:负荷统计计算与无功补偿设计;主接线方案设计。 (3)3月26日至4月08日:毕业实习、撰写实习报告。 (4)4月09日至4月29日:一次设备的选择与校验;接地系统设计、继电保护的整定计算;二次系统设计 (5)4月30日至5月13日:低压配电系统设计 湖南工程学院毕业设计(论文) (6)5月14日至6月10日:绘图，撰写毕业设计论文。 (7)6月11日至6月16日:毕业设计答辩 湖南工程学院毕业设计(论文) 前 言 本设计是我的毕业设计，主要是把所学的课程及实习中所获得的实践知识进行一次综合的运用，从面巩固、加深和扩大专业理论知识。 电力系统包括不同类型的发电机，配电装置，输配电线路，升压及降压变电所和用户，它们组成了一个整体，对电能进行不间断的生产和分配。变电站是电力系统中接受和分配电能并能变换电压的电气装置，它是联系发电厂和电能用户的中间环节，同时通过变压器将各能电压的电力网联系起来。 随着我国建设事业的蓬勃发展，供电领域涌进了许多新技术、新设备,要求具有可靠性好的电力设施及高新电力技术、自动化的装备来满足电力市场的需求。因此无人值班的变电站显得越来越重要，自动化，数字化，智能化的设计将是今后变电站发展的主要趋势。 变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平，在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班，而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，这已经成为不争的事实。然而，技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作 培训 焊锡培训资料ppt免费下载焊接培训教程 ppt 下载特设培训下载班长管理培训下载培训时间表下载 仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统即将出现。 此设计着重是学习和掌握10kV变电站电气设计的基本方法和基本技能。此设计主要阐述了10kV变电站方案诞生的过程和思路、设计原则、设备选择和发展方向等。但由于毕业设计时间有限，因此对设计中的一些重复过程作了简略。在本次设计中，主要是短路计算、主结线及设备选择等做了比较重点地说明。而防雷接地和二次部分比较简单。 湖南工程学院毕业设计(论文) 目 录 ? 摘 要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ ? Abstract………………………………………………………………………………… 1 第1章 绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 1.1 我国电力工业发展概况„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 1.2电力系统变电站概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 1.3设计任务与要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4 第2章 负荷统计计算与无功补偿设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4 2.1 负荷统计计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7 2.2 无功补偿设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7 2.3 变电所电压器的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10 第3章 变电所主接线方案的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 12 第4章 进出线的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 12 4.1 10kv侧进线和引出线的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 14 第5章 短路电流计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 14 5.1 短路的形式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 14 5.2 采用标幺制法计算短路电流„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 15 5.3 短路计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 18 第6章 一次设备的选择与校验„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 18 6.1 10kv一次开关设备选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 19 6.2 高压一次设备的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 23 第7章 二次回路方案的确定及继电保护的选择和整定„„„„„„„„„„„ 23 7.1 断路器的操动机构控制回路与信号回路„„„„„„„„„„„„„„ 23 7.2 断路器的信号回路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 23 7.3 自动装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 24 7.4 变电所的电能计量回路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 25 7.5 互感器的选择要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 27 7.6 变电所的保护装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 29 第8章 防雷保护与接地装置的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 湖南工程学院毕业设计(论文) 8.1 变电所的防雷保护„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 29 8.2变电所公共接地装置的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 29 第9章 低压配电系统的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 31 9.1车间配电电线路布线方案的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 31 9.2 线路导线及其配电设备与保护设备的选择„„„„„„„„„„„„„„ 31 9.3 380v出线的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 33 9.4 配电设备与保护设备的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 35 结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 37 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 38 致 谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 39 附 录 湖南工程学院毕业设计(论文) 10kV变电所设计 摘 要:随着我国建设事业的的蓬勃发展，供电领域涌进了许多新技术、新设备;国家也相应制定了一系列的技术政策和设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 。变电站技术经过十多年的发展，已逐步趋向自动化、数字化、智能化。本设计首先对我国的电力工业发展、电力系统的概念和变电站的类型等做了一个初步的概括。然后通过对实地的考查，数据的分析，进行变电站的负荷计算和无功补偿计算等等。再利用结果对主变压器台数和容量进行选择和主结线方案的确定。其中对主接线的选择做了较为详细的说明，也通过图形对照进行确定。然后通过对短路的计算，选择高压开关设备。同时考虑到系统发生故障时，必须有相应的保护装置，因此也对二次结线和继电保护做了简要说明。对于来自外部的雷电过电压，则进行了防雷保护和接地装置的设计。 关键词:变电站;主接线;短路电流 I 湖南工程学院毕业设计(论文) Design of A 10kV Transformer Substation Abstract:Along with the our country developments business of booming development, the power supply realm flowed out into many new techniques, new equipments;Nation and also the cowgirl establishes a series of technique policy with design the norm.The transformer substation technique is through the development of more than ten years, inclining to already and gradually the automation, arithmetic figure turns, the intelligence turns. This design develops to the electric power industry of the our country first, the concept of the electric power system waited to do with the type of the transformer substation a first step generalizes. Then pass to investigate on the spot, the analysis of the data, proceed the burthen calculation of the transformer substation with have no the coefficient the in expiation of calculation the etc.. Make use of again the result to count to the main transformer set to proceed the choice with capacity to settle with main knot line project really. Among them connect to the lord the linear choice did than for expatiation, also pass the sketch check against the proceeding makes sure. Then pass to the short-circuit calculation, choice high pressure switch equipments. At the same time in consideration of When the system occurrence break down, must have the homologous protection device, therefore too to two times knot line with after and did the synopsis the elucidation. Proceeded come from exterior thunder and lightning conduct electricity press, very much to defend the thunder protect with the design that connect a ground of devices. At complete the theories explanatory at the same time, increased a few diagrams paper, in order to in comprehend with start construction more easily. Keywords:transformer substation; main circuit; short-circuit current II 10kv变电所设计 第1章 绪 论 1.1 我国电力工业发展概况 电是能量的一种表现形式，电力已成为工农业生产不可缺少的动力，并广泛应用到一切生产部门和日常生活方面。电能有许多优点:首先，它可简便地转变成另一种形式的能量。例如，工厂中的电动机，就是交电能转换成机械能，拖动各种机械;又如我们常用的电灯，是将电能转变为光能，满足照明需要。其次，电能经过高压输电线路，还可输送很长的距离，供给远方用电。另外，许多生产部门用电进行控制，容易实现自动化，提高产品质量和经济效益。由此可见，电力工业在国民经济中占有十分重要的地位，而且电力必须先行，才能满足工农业发展的需要。 我国目前电力工业开发的方针是:?积极发展火电。火电应立足于煤碳资源发电，我国今后相当长的时间内，火电仍为主要能源。?大力开发水电。因水能是一种再生能源，水资源不但可以发电，还可与航运、灌溉、防洪、水产等进行综合利用。我国水电资源主要集中在西南和西北地区。它的发电成本低，但大型工程投资大，建设周期长。?有重点有步骤地建设核电厂。在自然能源缺乏的缺电地区建设核电厂，可改善能源平衡。?发展联合电力系统。由于系统容量不断增大，应采用超高压远距离输电和直流输电，并逐步形成跨区的联合电力系统，以提高供电可靠性和经济性。?开发多种发电能源。可根据当地条件，因地制宜、由地方和群众兴办小水电、火电、风力发电和地热发电等。 我国电力工业自动化水平正在逐年提高，大部分电厂实现了集中控制和采用计算机控制，电网也实现了分级集中调度。我国电力工业将跨入世界先进水平行列。 1.2 电力系统变电站概述 由于电能不能大量储存，因此电能的生产、输送、分配和使用是同时进行的，于是电能从生产到使用就构成一个整体。通常将用于生产、输送、分配和使用电能的发电机、变压器、输配电线路及各种用电设备联接在一起和继电保护、自动装置、调度自动化和通讯等相应的辅助系统，组成的统一整体就称为电力系统。 组成电力系统的目的是: (1) 不受地方负荷的限制，可以增大单位机组的容量，而大容量的机组效率比小容量的高; 1 10kv变电所设计 ? 可以充分利用地方资源(水、燃料)，减少运输工作量,降低电能成本; ? 选用电厂工作的特点(水电站的多水与枯水季节，火电厂热能的充分利用等)，合理地分配负荷,使系统在最经济的条件下运行; ? 在减少备用机组的情况下，能增加对用户供电的可靠性。例如在局部系统发生故障时，可用切除部分次要负荷的办法,保证主要用户不间断供电的可能。 变电站是电力系统中接受和分配电能并能变换电压的电气装置，它是联系发电厂和电能用户的中间环节，同时通过变压器将各能电压的电力网联系起来。 电力系统由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。 变电站根据它在电力系统中的地位，可分为下列几类: (1)枢纽变电站 位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330,500kV的变电站，称为枢纽变电站。全站停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。 (2)中间变电站 高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2,3个电源，电压为220,330kV，同时又降压供给当地用电。这样的变电站主要起中间环节的作用，所以叫做中间变电站。全站停电后，将引起区域网路解列。 (3)地区变电站 高压侧电压一般为110,220kV，对地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。全站停电后，仅使该地区中断供电。 (4)终端变电站 在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为110kV，经降压后直接向用户供电的变电站，即为终端变电站。全站停电后，只是用户受到损失。 1.3 设计任务与要求 对一个工厂10kV变电所进行设计。在规定时间内，完成以下工作: (1)负荷统计计算与无功补偿设计; 2)主接线方案的设计; ( (3)一次设备的选择与校验; (4)变电站接地系统的设计; (5)继电保护的整定计算与二次系统设计; 2 10kv变电所设计 (6)低压配电网络设计。 3 10kv变电所设计 第2章 负荷统计计算与无功补偿设计 2.1 负荷统计计算 (1)计算负荷的意义和计算目的 计算负荷:计算负荷是指通过负荷的统计计算确定的、用来按发热条件选择供电系统中的各元件(包括设备和线路)的一种负荷值。根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆等，如以计算负荷持续运行时，其发热温度不会超过正常允许值。 计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费;如计算负荷确定过小，将使电器和导线处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘老化甚至烧毁，同样造成损失。由此可见，正确计算负荷意义重大。 (2)负荷计算 利用需要系数法对负荷进行计算。 利用一个需要系数乘以设备容量即可求得设备的有功计算负荷的一种方法。该方法计算十分简便，它是最早提出的也是至今应用最为普遍的一种方法。但由于需要系数值是根据设备台数较多、容量差别不是很大的一般情况来确定的，未考虑设备容量相差悬殊时少数大容量设备对计算机负荷的影响，因此此法较适用于设备台数较多的车间及全厂范围的计算负荷的确定。 需要系数法的基本公式为: ? 有功计算负荷: P,K.P30xN,(1) Kx 上式中 ::称为需要系数; PP,PN,N,N :为该组内各设备额定功率之和，即=; P30 :为有功功率负荷; 其中: .KKL,,Kx,.,WL K, :设备组的同时使用系数(即最大负荷时运行设备的容量与设备组总 4 10kv变电所设计 额定容量之比); KL :设备组的平均加权负荷系数(表示设备组在最大负荷时输出功率与 运行的设备容量的比值); , :设备组的平均加权效率; ,WL :配电线路的平均效率。 ? 无功计算负荷: Q,P.tan,3030 , tan:用电设备组的功率因数角的正切值; 上式中 ? 视在计算负荷: P2230S,P，Q,303030cos, , 上式中COS:用电设备组的平均功率因数; ? 计算电流: S I30, 3U30N 上式中U:用电设备组的额定电压; N P,P30N 注意:需要系数值是按设备较多的情况来确定的，对单台设备，K=1;即 ; x PN但对于电动机，它本身损耗较大，因此当只有一台时，。 30P,, 负荷统计计算结果见表2-1。 5 10kv变电所设计 负荷统计计算表2-1 厂房 负荷类设备容需要功率/kvaQ30厂房名称 /kw S/kvw /A PI303030编号 别 量 /KW 系数 因数 r 动力 360 0.3 0.70 108 110.2 154.29 234.5 1 铸造车间 照明 6 0.8 1.0 4.8 4.8 7.3 动力 350 0.3 0.65 105 122.76 161.54 245.5 2 锻压车间 照明 8 0.7 1.0 5.6 5.6 8.5 动力 400 0.3 0.05 120 140.4 184.62 280.6 3 金工车间 照明 10 0.8 0.8 8 6 10 15.2 动力 300 0.3 1.0 90 90 136.8 4 工具车间 照明 7 0.9 0.5 6.3 10.9 12.6 19.1 动力 50 0.7 0.8 35 26.25 43.75 66.5 5 锅炉房 照明 1 0.8 1.0 0.8 0.8 1.2 动力 150 0.3 0.5 45 77.94 90 136.8 6 热处理车间 照明 5 0.8 1.0 4 4 6.1 动力 160 0.3 0.7 48 48.96 68.57 104.2 7 装配车间 照明 6 0.8 1.0 4.8 4.8 7.3 动力 160 0.2 0.65 32 37.44 49.23 74.8 8 机修车间 照明 4 0.8 1.0 3.2 3.2 4.9 动力 255 0.5 0.8 127.5 95.63 159.38 242.1 9 电镀车间 照明 5 0.8 1.0 4 4 6.1 动力 20 0.4 0.8 8 6 10 15.2 10 仓 库 照明 1 0.8 1.0 0.8 0.8 1.2 生活区 照明 350 0.7 0.9 245 120.05 272.22 413.7 小计(=0.9) 2608 1005.8 802.53 ,, 共 计 905.22 722.3 低压补偿后总计 941.7 变压器损耗 14 57 高压侧10kv负荷 919.22 416.6 1009.2 6 10kv变电所设计 2.2 无功补偿设计 (1) 最大负荷时的功率因数: =/=1005.8/1334.2?0.75 PScos,3030 (2) 无功功率补偿容量 该厂的最大负荷功率因数是0.75，而供电部门要求该长10KV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此10KV侧最大负荷时426.9功率因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算10KV侧的无功功率补偿容量: Qc= P30(- )=1005.8×[tan(acrcos0.75),tan(arccos0.92)]= 462.7kvar tan,tan,12 (3) 无功补偿后工厂计算负荷的确定 补偿后变电所低压侧的视在功率 1222,,S,905.22，(722.3,462.7)KVA,941.7(KVA) 30(2) 变压器的功率损耗 ? PT?0.015*941.7= 14(KW) ? QT?0.06*941.7=57(Kvar) 变压器高压侧的计算负荷 . P,905.22，14,919.22(KW)30(1) . Q,(722.3,462.7)，57,416.6(kvar)30(1) 1222S,(919.22，416.6),1009.2(KVA) 30(1) 2.3 变电所变压器台数和容量、型式的确定 (1) 变压器台数的选择 ? 主变压器台数应满足负荷对供电可靠性的要求，对需要一二级负荷的变电所， 7 10kv变电所设计 应选则两台主变压器。 ? 如果工厂附近有一条电源进线，则只能采用一台主变压器。此时，如果厂内有一二级负荷，则应在所内装设一台发电机，作为一二级负荷的备用电源。 ? 对仅有三级负荷供电的变电所，当负荷变动大时，填充系数a<0.5时，为减少主变压器的损耗，宜采用两台主变压器;反之，当a>0.5时，宜采用一台主变压器;但是，当三级负荷比较集中时，即使，a>0.5时,也可以采用两台主变压器。 ? 当厂内有大型高压用电设备时，宜采用两台主变压器。 ? 当采用一台主变压器时，如果该主变压器的电压比为6.3—10.5/0.4/0.23kv. 容量，宜采用两台主变压器。 S,1000KVAN (2) 主变压器容量的选择 ? 变电所只装一台主变压器时，其容量应满足下述要求: `S,S N30 ` 为该变电所承受的全部负荷(包含无功补偿后的计算负荷); S30 ? 变电所装设两台主变压器时，两台的容量应相等，且每台容量应满足下述要求: `S,max(S,0.7S) N，30*(12)30 `S 上式中的为该变电所一、二级负荷的计算负荷之和，为该变电所承受的S3030*(1，2) 全部计算负荷(包含无功补偿后的计算负荷)。 ? 选择主变压器容量时，还应考虑今后的5-10年的负荷发展情况，留有适当的余地。 S 根据以上原则和表格的计算数据(=1009.2kva)可选S=1250KVA变压器一台30N.T 即可，但由于本厂为二、三级负荷，为提高供电可靠性和扩建的考虑，采用二台S=800KVA的变压器提供供配电.即选SCB10-800/10-0.4。 N.T (3) 主变压器型式的选择 结合变压器有关技术参数，即选SCB10-800/10-0.4。主变压器的联结组别采用Yyno. (4) 两台变压器运行注意的问题 ? 所有并联变压器的额定一次电压及二次电必须相等，即所有并联变压器的电压比必须相等，允许差值不的超过-5——+5%。如果并联变压器的电压比不同，则并联变 8 10kv变电所设计 压器二次绕组的回路内将出现环流，即二次电压较高的绕组将向二次电压较低的绕组供给电流，引起电能的损耗，导致绕组过热或是烧毁。 ? 所有并联变压器的阻抗电压(短路电压)必须相等，即所有并联变压器的负荷是按其阻抗电压值成反比分配，所以其阻抗电压必须相等，允许误差值不超过-10%——+10%。如果阻抗电压差值过大， 导致阻抗电压过小的变压器发生过负荷现象。 ? 所有并联变压器的组别必须相同，即一次和二次电压的相序和相位分别对应相同，否则不能并联运行。 此外，并联运行的变压器容量应尽可能相同或是相近，其最大容量与最小容量之比，一般不能超过3:1。如果容量相差悬殊，不仅运行不方便，而且在变压器特性稍有差异时，变压器间的环流往往相当显著，特别是和容易造成小容量变压器的过负荷。 9 10kv变电所设计 第3章 变电所主接线方案的确定 变电所电气主接线是变电所电气设计的首要部分，也是构成整个工厂供配电系统的重要环节。它直接影响工厂供配电系统运行的可靠性、灵活性，并对配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择等起决定性作用。因此，在确定主接线时，电气主接线要满足必要的供电可靠性、经济性、保证供电的电能质量，另外还要考虑工厂的远景规划，所选择的主接线方式应全面考虑各种情况，不但能适应各种运行方式，还应具有发展和扩建的可能性。 (1)双母线接线方式 双母线接线方式如图3-1所示。该接线方式具有供电可靠、检修方便、调度灵活或便于扩建等优点。但这种接线所用设备多(特别是隔离开关)、配电装置复杂、经济性较差。在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作，且对实现自动化不便。尤其当母线系统故障时，须短时切除较多电源和线路，这对大部分负荷是不允许的。 双母线接线方式图3-1 (2)单母线分段接线方式 对于直接影响工厂产品质量和威胁窑炉安全的重要负载采用双回路电，分别接在10kV 的?段和?段，车间变设联络柜，从而保证不中断供电。这样在母线故障或检修时，不致对所有出线全部停电。用断路器把母线分段后，重要负荷可从不同母线分段引 10 10kv变电所设计 出双回路供电，可提高供电的可靠性和灵活性。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电，保证重要负荷不停电。单母线分段接线方式如图3-2 所示。 单母线分段接线方式图3-2 母线分段后，当分段断路器DL 接通运行时，任一段母线发生短路故障时，在继电保护作用下，分段断路器DL 和接在故障段上的电源回路断路器便自动断开。这时非故障段母线可以继续运行，缩小了母线故障的停电范围。当分段断路器断开运行时，分段断路器除装有继电保护装置外，还装有备用电源自动投入装置。采用分段断路器断开运行方式，有利于限制短路电流。 电气设备的选择、配电装置的结构、今后供电的可靠性以及经济运行都与变电所主接线有着密切的关系，因此要求设计的变电所主接线在满足安全、可靠供电的前提下，应尽可能接线简单、经济。根据所选车间变压器的容量、安装地点、进线方式。又由于本设计采用两条电源进线和两台变压器，高压侧无母线、低压侧单母线分断的主接线图，本方案主要是供电可靠性高，能满足所有级别的负荷对供电可靠性的要求，其缺点是一次设备较多，主接线图见附录。 11 10kv变电所设计 第4章 进出线的选择 4.1 10KV侧进线和引出线的选择 (1) 架空线引入的选择 ? 发热条件选择 :c:c 由I= I=72A及室外环境温度30,查表初选LI-16,在30时. I=99> I,1N.Tal3030 满足发热条件. ? 按机械强度校验 2 查表A=35mm,因此选用LJ-16不满足机械强度要求,故改用LJ-35满足机械强min 度. ? 校验电压损耗 PQ 查表R=0.96 X=0.36 l=0.8km =919.22kw =416.6kvar ;;3030 919.22*0.96*0.8，416.6*0.9*0.36,U,=84.1 10KV 84.1*100% ,U%,,0.84%,5%10KV 满足允许电压损耗5%的要求. (2) 电缆引入线的选择 ? 初选YTL22-10000型交联聚乙烯绝缘铝性芯电缆 2 由I=72及室外环境温度查表，初选缆芯25mm,由于I=91> I,满足发热要求. al3030 ? 校验短路热稳定度 t0.7522imaA=I=7770*=87 mm>25 mm ; min,77c 故而选择YJL22-10000-3*95电缆即可. (3) 低压母线的选择 10KV母线选LMY-3(40*4)，即母线尺寸为40mm*4mm;380KV母线选LMY-3(100*10) +80*8，中性母线尺寸为80mm*8mm. 12 10kv变电所设计 表4-1进出线的选择 线 路 名 称 导线或电缆的型号规格 10kv电源进线 LJ-35铝铰线和YTL22-10000型交联聚乙烯绝缘铝性芯电缆 主变引入电缆 YTL22-10000型交联聚乙烯绝缘铝性芯电缆(三相三线架空) 13 10kv变电所设计 第5章 短路电流的计算 5.1 短路的形式 三相短路的基本形式有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相短路。 三相短路电压和电流仍是对称的，只是电流比正常值增大，电压比额定值降低。三相短路发生的概率最小，只有5%左右，但是它的危害是最严重的短路形式。 两相短路发生的概率约为10%~15% 两相接地短路是指中性点不接地系统中两不同相均发生单相接地而形成的两相短路，亦指两相短路后又接地的情况。两相接地短路发生的概率约为10%~20%。 单相接地的危害虽不如其他短路形式严重但中性点直接接地的系统中，发生的概率最高，约占短路故障的65%~70% 5.2 采用标幺制法计算短路电流 标么值法(相对单位制法) ? 绘计算电路图，选短路计算点。 SdId? 设定基准容量和基准电压Ud，计算短路点基准电流一般设: Sd,100MVA,设Ud,Uc，(短路计算电压)。 短路基准电流按下式计算: SdI,d 3Ud ? 计算短路回路中各主要元件的阻抗标么值一般只计算电抗。 Sd,Xs, 1) 电力系统的电抗标么值 Soc Soc 式中——电力系统出口断路器的断流容量〔单位为MVA)。 Sd,XXlwl,0 2) 电力线路的电抗标么值 2Uc 式中Uc——线路所在电网的短路计算电压(单位为kV)。 采用标么值计算时，无论短路计算点在哪里，电抗标么值均不需换算。 14 10kv变电所设计 U%S,kd,X 3)电力变压器的电抗标么值 T100SN 式中Uk%一一变压器的短路电压(阻抗电压)百分值; 一一变压器的额定容量(.单位为 kVA，计算时化为与Sd同单位) SN 4)绘短路回路等效电路，并计算总阻抗采用标么值法计算时.无论有几个短路计 算点，其短路等效电路只有一个，图中对一次侧的短路回路总电扰标么值 ,,,为;X,X，X (k1)12,, ,,XX,,,34 图中对二次侧的短路回路总电抗标么值为:X,X，X，(2)12,k,,,X，X34 5)计算短路电流分别对各短路计算点计算其各种短路电流如: Id(3)(3)``(3)(3)(3)(3)I, I,I,I,i,Ikk,shsh,X, 其余短路电流的计算与欧姆法相同。 5.3 短路计算 (1) 求K-1点的三相短路电流和短路容量(U=10KV) C1 ? 电力系统电抗: Sd,X ,,100/500,0.21Soc ? 架空线路的电抗: Sd,XXl=0.38*0.5*100/100=0.19 ,022Uc ,,,,X,X，X=0.2+0.19=0.39 (k1)12,, ? 短路基准电流按下式计算: dSdI,,100/(3*10),5.8KA d3U ? 三相短路电流周期分量: dI(3) I,,5.8/0.39,14.9KAk1,,X(k1),, ? 三相短路次暂态电流和稳态电流: (3)``(3)(3)I,I,I,14.9KA k,,1 15 10kv变电所设计 ? 三相短路电流及第一个周期短路全电流: (3)``(3)i,2.55I,2.55*14.9,38KAsh (3)``(3)I,1.51I,1.51*14.9,23KAsh ? 三相短路容量: (3)(3)S,3UI,3*10.5*14.9,271MVA k,Ck,111 短路计算电路图5-1 (2) (K-2)点短路计算 ? 电力变压器的电抗标么值: %%USU0.16,3kdkX,X,,*,9.1*10,34 100100800SN ? 短路回路总电抗标么值为: 16 10kv变电所设计 ,,XX,,,-3-3-3-334 X,X，X，,1.5*10，0.25*10，4.55*10,6.3*10,,(k,2)12,,X，X34 ? 三相短路电流周期分量: U(3)2CI,,37KA ,2K,33*6.4*10 ? 三相短路次暂态电流和稳定电流: ``(3)(3)(3) I,I,I,37KAk,,k,22 ? 三相短路冲击电流及第一个短路全电流有效值: (3)(3)i,1.84I``,68KAsh (3)(3)I,1.09I``,40KAsh 三相短路容量: ? (3)(3)S,3UI,3*0.4*37,27MVA k,ck,222 短路计算结果见表5-1 短路计算表5-1 短 路 电 流 三相短路电流/KA 三相容量/MVA 计 算 点 (3)(3)(3)(3)(3)(3)I``IiIS Ikshshk, K-1点 14.9 14.9 14.9 38 23 270 K-2点 37 37 37 68 40 27 17 10kv变电所设计 第6章 一次设备的选择与校验 6.1 10KV一次开关设备选择 1 电器设备选择的一般条件 ? 按正常运行条件选择 电器设备按正常运行条件选择，就是要考虑电气装置的环境条件和电气要求。环境条件是指电器装置所处的位置特征;电气要求是指电器装置对设备的电压、电流、频率等方面的要求;对一些断路电器如开关、熔断器等，还应考虑其断流能力。 ? 考虑所选设备的工作环境。 ? 所选设备的额定电压应不低于安装地点电网的额定电压，即 UUN,etN , UUN,etN ? 电器的额定电流是指在额定周围环境温度下电器的长期允许电流。,IN,eto 应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即 : IImaxN,et , IIN,etmax ? 按短路条件校验 ? 动稳定校验 ,IIetsh 动稳定是指导体和电器承受短路电流机械效应的能力。满足稳定的条件是。 IIshet式中?设备安装地点短路冲击电流的有效值(kV)。?设备允许通过的电流的有效值(kV)。 对于下列情况可不校验动稳定或热稳定。 1)用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故不校验热稳定。 2)电压互感器及其所在回路的裸导体和电器可不校验动、热稳定，因为短路电流很小。 3)电缆可不校验动稳定。 ? 热稳定校验 短路电流通过时，电器各部件温度不应该超过短时发热最高允许值，即 22t, tIItima, 18 10kv变电所设计 上式中 ?设备安装地点稳态三相短路电流(kV); I, ?短路电流假象时间(s); tima ?t秒内允许通过的短路电流值(kV);t?厂家给出的热稳定计算时间It (s)。 6.2 高压一次设备的选择 高压一次设备的选择，必须满足一次电路正常条件下和短路条件下工作的要求，同 时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。 高压电器的选择和校验可按表6-1所列各项条件进行。 高压电器的选择和校验表6-1 选择条件 额定电压 额定电流 开断电流 动稳定 热稳定 设备名称 高压断路器 ,IIbr, 22隔离开关 , ,, ,t, UiiUNIIN,etetshtN,etmaxIItima, 负荷开关 , IIbr, 高压熔断器 (1)高压断路器选择与校验 现初选SN10-10?/630-300进行校验，如表6-2所示。 高压断路器选择与校验表6-2 序SN10-10?/630-300 装设地点电气条件 选择要号 结论 求 项目 数据 项目 数据 1 10KV ? 10KV 合格 UUNW.N 19 10kv变电所设计 2 630A ? 54.06A 合格 IINC (3) 3 16KA ? 4.52KA 合格 IOC.NIk (3) 4 40KA ? 5.1KA 合格 IOC.maxish 2，(1.7，0.2),7.62222，t ，5 =512 ? 合格 ，2tII16t,ima 显然所选的高压断路器是满足要求的。 (2) 高压隔离开关的选择与校验 由于隔离开关主要是用于电气隔离而不能分断正常负荷电流和短路电流，因此，只 需要选择额定电压和额定电流，校验动稳定度和热稳定度。由于选用GG-1A(F)型开 关柜，故初步选择GN8-10T/200型进行校验，如表6-3所示。 高压隔离开关的选择与校验表6-3 GN8,10T/200安装地点电气条件 选择 序结论 号 要求 项目 数据 项目 数据 1 10KV ? 10KV 合格 UUNW.N 2 200A ? 54.06A 合格 IINC 额定峰值耐受电流(动稳 (3) 3 25.5KA ? 4.52KA 合格 ish定) ioc.max 22， 4 4s热稳定电流(热稳定) 7.6 合格 ? ，5,500tI10,ima 故所选的高压断路器是满足要求。 (3) 互感器的选择 ? 电流互感器的选择 电流互感器的选择与校验主要有以下几个条件: (1) 电流互感器额定电压应不低于安装地点线路额定电压; I30 (2) 根据一次负荷计算电流选择电流互感器变比; (3) 根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验准确度; 20 10kv变电所设计 (4) 校验动稳定度和热稳定度。 ? 电流互感器准确度选择及校验 准确度选择的原则:计费计量用的电流互感器其准确度为0.2,0.5级，计量用的电流互感器其准确度为0.1,3.0级。为了保证准确度误差不超过规定值，一般还校验 SS22N电流互感器二次负荷(伏安)，互感器二次负荷不大于二次额定负荷，所选准确度才能得到保证。 ? 电压互感器选择 电压互感器的选择应按以下几个条件: ? 按安装地点环境及工作要求选择装置类型; ? 电压互感器的额定电压应不低于装设点线路额定电压; ? 按测量仪表对电压互感器准确度要求选择并校验准确度。 电压互感器准确度的设置一般有,档，计量用的为,.,级以上，一般测量用的准确度为,.,,3.0级，保护用准确度为,,级和,,级。 为了保证准确度的误差在规定范围内，二次负荷应不大于相应的额定值，计算公式为 ,SS2N 22，，,， ,Q，，,SP2uu ，，，，式中，,cos,sin和分别为仪表、继电器电压线圈消耗的Q,,,,,,SSPuuuuuu 总有功功率和总无功功率。 与电压互感器的选择目的相同，故选用JDZJ-10，准确度为0.5级。 10KV侧一次设备的选择校验表6-4 选择校验项目 电压 电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 其它 2(3)(3)(3)ItIiI装置参 数 U ,imaksh30N 2点 数 据 10KV 72A 6.8KA 17KA 6.8*1.5=69 条件 2It 额定参数 U I I i tNNocmax 高压少油断路器 10AV 630 16KA 40 16*16*2=512 SN10-10/630 21 10kv变电所设计 一 高压隔离开关 10KV 200A 25.5 10*10*5=500 6次 GN,10T/2008 设 备 高压熔断器 10KV 0.5A 50KA 型 RN2-10/0.5 号 电压互感器 选 JDJ-10 10/0.1K 择 V 电压互感器 JDZJ-10 电流互感器 10KV 150/5 81 81 LQJ-10 10KV 霹雷器FS4-10 10KV 户外高压隔离开15KV 200A 关 GW1-10/400 22 10kv变电所设计 第7章 二次回路方案的确定及继电器保护的选择和整定 7.1 断路器的操动机构控制回路与信号回路 断路器的控制回路是用来控制断路器正常的分合闸和事故跳闸的。电磁操动机构是目前工厂供电系统普遍采用的方式。回路直流操作电源，通过电磁操动机构可以实现对断路器远距离合闸、分闸。配以继电保护装置后，可以在事故情况下自动跳闸。配以自动重和闸装置后备用电源自动投入装置后，还可以实现断路器自动重合闸和在电源断电情况下，立即可以使备用电源投入使用，大大提高了供电的可靠性，安全性和自动化水平。但要求自动化不高的小型供电工厂可以采用手动操作机构。 7.2 断路器的信号回路 变电所信号系统是用来指示变配电所的所有变配设备、给配电线路的工作状态及各种故障的。按安装设地点分，有直接安装在6-10KV高压开关柜中的信号系统和集中安装在中央控制室信号集中屏中的中央信号系统。图中指示灯GN，RN以及整个控制回路都安装在高压开关柜中，属地方信号系统。 信号系统发出的信号有三类:状态信号、事故信号和预告信号。 1)状态信号 用来显示断路器分、合闸状态。GN显示断路器处于正常的工作状态。RN显示断路器处于合闸状态;GN闪烁表示断路器处于事故状态。 2)事故状态 显示供电回路某处发生严重的事故(如;短路、失压、变压器内部故障等)而引起相应的断路器的跳闸。事故信号又三部分组成;蜂鸣器、GN、光子牌信号。 3)预告信号 在工厂供电系统除了发生严重的事故之外，发生轻微的电力事故时，如:10KV不接地系统发生接地事故、变压器过负荷及内部瓦斯故障等。这种短时间故障还可以继续运行，如不及时切除，发展下去就会引发严重的电力事故。因此需要一套可以发出警告的信号提醒工作人员去切除故障，这就是所谓的预告信号。它又两部分组成:电铃的音响信号和光子牌发出的字幕信号。 7.3 自动装置 23 10kv变电所设计 工厂变电所自动装置有三种:断路器自动重合闸装置(ARD)、备用电源自动投入装置(APD)、远动装置。其中远动装置近年来得到了很大的发展。 (1) 断路器自动重合闸装置(ARD) 电力系统的故障，特别是架空线路由于鸟兽的原因等造成的电击伤亡之后跌落，而使断路器跳闸，要使恢复供电就的装设可以自动合闸的装置。即所谓的ARD，即刻大大提高供电的可靠性，减少了停电带来的损失。 (2) 备用电源自动投入装置(APD) 其主要用于可靠性要求较高的工厂变电所，一般设有两条电源进线。通常情况是一路工作，一路备用。如果在备用线路装设APD装置，则在工作电源突然中断时，利用低压保护装置使该线路断路器跳闸，再通过APD装置即可使备用电源进线断路器迅速合闸，使备用电源进线投入运行，从而大大提高了供电的可靠性。 综合以上的比较可以选择备用电源自动投入装置(APD)，APD的电气原理图如下: APD的电气原理图7-2 7.4 变电所的电能计量回路 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，分别计量全厂的消耗的有功电能和无功电能，并计算全厂每月工厂的平均功率因数。计量柜由供电部门管理。对测量回路的要求是:测量范围和精度等级要符合变配电装置运行、监视和计 24 10kv变电所设计 量的要求。在次基础上还要求力求美观，便于观测、经济耐用等，具体要求: 1) 用于发电机和同步补偿机测量的交流仪表，准确度不得低于1.5级;用于其他线路和设备测量的交流仪表准确度不得低于2.5级;直流仪表的准确等级不得低于1.5级。 2) 用于计量全厂的有功电度表，精度不得低于2.0级，用于计量全厂的无功电度表，精度不得低于3.0级。 3) 对出现两个方向的直流的直流电路和两个方向功率的交流电路，应采用具有双向刻度的电流表和功率表。 4) 仪表的量程应保证被测对象在正常运行时、仪表的指针在其刻度尺的2/3左右，且在被测对象过负荷运行时，其指针不超过满刻度。 7.5 变电所的测量和绝缘监测回路 (1)互感器的选择要求 变电所高压侧装有电压互感器-霹雷器柜，电压互感器3个JDZJ-10型，组成 ,/(开口三角型)的结线，用以实现电压测量和绝缘监测，其结线见图: Y/Y00 对互感器的总体要求，是要符合安装地点、安装方式、准确等级、额定电压、额定电流、额定容量及短路动、热稳定度要求。所装测量仪表和继电保护装置对互感器准确度的要求有: 1)用于连接计费电度表的互感器，准确度应为0.5级，而且规定测量仪表和继电保护装置不得共接于互感器的同一二次绕组回路中。用于连接工厂技术指标的电度表的互感器，准确度可降为1.0级。用于连接电流表和电度表的互感器的准确等级为1.0-3.0级。 2)互感器的变比应与所接仪表的量程相配合，保证仪表的指针在被测对象正常工作的情况下处于刻度尺2/3左右，并在被测对象出现过负荷时，不超过它的量程。 3)安装在10KV高压开关柜中的电流互感器，应为双铁心双二次绕组的电流互感器。其中一个二次绕组的准确度为0.5级，此绕组用于连接测量仪表;另一个二次绕组的准确度为3.0级或是更低，此绕组用于连接继电保护装置。 (2) 供电系统中各电力装置对仪表的配置要求 ? 电源进线 对变配电所的电源进线，应设置三相有功电度表，三相无功电度表和三个电流表。10KV电源进线，这些仪表应安装专用的高压计量柜中，而且是安装在电源进线控制柜的前面。 25 10kv变电所设计 ? 母线 每段母线上应装设一只电压表，安装电压转换开关，以检查各相线电压。对10KV中性点不接地系统的高压母线，还应再装设三只电压表，监测各相对地电压。 ? 降压变压器 对小于5600KVA以下的降压变压器，应在高压和低压侧装设一只电流表;对大于5600KVA以上的降压变压器，应在低压侧装设三相无功电度表和一只三相电流表。 ? 380/220V低压配电线路 380/220V低压配电线路是直接中性点接地系统，由于可能出现不平衡，因此需要装设三只电流表。计量电费时则需要一只三相四线有功电度表。对三相平衡的动力线路，则可以装设一只电流表和一只单相有功电度表。 ? 补偿电容器组 需要装设三只电流表、一只电压表和一只无功电度表。 ? 10KV高压配电线路 对采用放射状，要装设一只电流表、一只三相有功电度表和一只三相无功电度表。 10KV线路测量和计量仪表的原理图7-3 PA——电流表 PJ1——三相有功电度表(DS2，DS862) PJ1——三相无功电度表(DX2，DX863) 26 10kv变电所设计 220/380V线路测量和计量仪表的原理图7-4 PA—电流表 PJ—三相四线有功电度表 7.6 变电所的保护装置 (1)主变压器的继电保护装置 ? 装设瓦斯保护(gas protection) 又称气体保护，是保护油浸式电力变压器内部故障的一种基本的保护装置。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，应动作与高压侧断路器。 ? 装设反时限过电流保护 采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式结线分流跳闸的操作方式。 (1) 过电流保护动作时间的整定 I,2I,2*800KVA/(3*10KV),92..4A L..man1N.T =150/5=30 K,1.3,K,1,K,rei 因此动作电流为: 1.3*1A， I,*92.4,7.8op0.8*30 整定为8A。 (2) 过电流动作时间的整定 (2)I,I/K,0.866*48KA/(10KV/0.4KV),1.7KA kk,T,min2 27 10kv变电所设计 I,IK/K,8A*30/0.8,300Aop.1opi, 因此其保护系灵敏系数为: S,=1700/300=5.7>1.5 p 满足灵敏度系数小于1.5的要求。 ? 装设电流速断保护 采用GL15的速断装置 (3) (1) 速断电流的整定 I,I,37KA,K,1.4,K,1 K,200/5,40kk,rel,i.max2 K,10/0.4,25T 因此速断电流为: 1.4*1 I,*48000,67.2qb40*25 速断电流倍数的整定: 67.2 K,I/I,,11.2qbqbop6 (2) 电流速断保护灵敏度系数: (2)I,I,0.866*6.8KA,5.9KAk.mink,1 I,IK/K,67.2*30/1,268.8KAqb.1qbi, 灵敏度保护系数: 5900 S,,2.2p2688 (2) 变电所低压侧的保护装置 ? 低压总开关采用 DW15-3000/3型低压断路器，三相均装有过流脱扣器，既可 保护低压侧的相间短路和过负荷，而且可保护低压侧单相接地短路。 ? 低压侧所有出线上均没有DZ20型低压断路器控制，其瞬时脱扣器可实现对线路 短路故障的保护。 28 10kv变电所设计 第8章 防雷保护与接地装置的设计 8.1 变电所的防雷保护 (1)直击雷的保护 在变电所的屋顶装设霹雷针或霹雷带，并引出两根接地线与变电所公共接地装置相连，按规定独立霹雷针的接地装置接地电阻，通常采用3-6根长2.5 m,直径R,10,E 50mm的钢管，在装霹雷针的杆塔附近作一排或多排形排列，钢管间距离为5m,大入地下，管顶距地面0.6m，接地管间用40mm*4mm的镀锌扁钢，下与接地体钢焊接相连，并与装霹雷针的杆塔及其基础内的钢筋相焊接，上与霹雷针焊接相连，霹雷针采用直径20mm镀锌扁钢，长1-1.5m的接地装置与变电所公共接地装置有3m以上距离。 (2)雷电侵入波的保护 ? 在10KV电源进线的终端杆上装设FS4-10型阀式霹雷器，引下线采用25mm*4mm的镀锌扁钢，下与各个接地网焊接相连，上与霹雷器接地端螺栓相连。 ? 在10KV高压配电间内设有GG-1A(F)-54开关柜，其中配有FS4-10型霹雷器，靠近主变压器，主变压器主要靠此霹雷器来保护，防护雷电的侵入波的危害。 ? 在380低压侧架空出线杆上，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雷电波。 8.2 变电所公共接地装置的设计 (1)接地电阻的要求 R,4,E R,120/I,120/1,120A EE U(l，35l)NohcabI,I,,1AEc350 故而公共接地装置接地电阻。 R,4,E (2)接地装置的设计 采用长2.5m，直径50mm的钢管16根，沿变电所三面均匀布置，管距为5m ,垂直 29 10kv变电所设计 打入地下，管顶离地面0.6m,管间用40mm*4mm的镀锌扁钢焊接相连，变电所的变压器室内有两条接地干线，高压变配电各有一条接地干线与室外公共接地装置焊接相连，接地干线均采用25mm*4mm的镀锌扁钢，变电所接地装置平面布置如图: 接地电阻验算: R40E(1)R,,,3.85, En,16*0.65 满足的接地电阻要求。 R,4,E 变电所接地装置平面布置图8-1 30 10kv变电所设计 第9章 低压配电系统设计 9.1. 车间配电线路布线方案的确定 工厂的低压配电线路有放射式、树干式和环形式等基本结线方式。为提高供电的可靠性，发生故障时不会影响其他设备的运行。本设计采用放射式的结线方式如图9-1。其优点有:线路之间不相互影响，供电可靠性高，配电设备集中，运行维护也方便，但配电设备及有色金属消耗较多。 放射式的结线方式图9-1 9.2 线路导线及其配电设备和保护设备的选择 电力线路从结构上分为架空线路和电缆线路。架空线路具有投资省、施工维护方便、易于发现和排除故障、受地形影响小等优点;而电缆线路具有运行可靠、不易受外界影响、美观等优点。采用架空线路还是采用电缆线路，视坏境要求、投资等因素而定。 电力线路的选择，必须满足用电设备对供电安全可靠和电能质量的要求，尽量节省投资，降低年运行费，布局合理，维修方便。 电力线路的选择包括两方面内容:?确定型号、使用坏境和敷设方式;?选择截 面。 为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，电力线路的导线和电缆截面的选择必须满足下列条件: ? 发热条件 导线和电缆(含母线)在通过计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。 31 10kv变电所设计 ? 允许电压损耗 导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗，不应超过正常运行时允许的电压损耗值。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗的校验。 ? 经济电流密度 35KV及以上的高压线路，规定宜选“经济截面”，即按国家规定的经济电流密度来选择导线和电缆的截面，达到“年费用支出最少”的要求。一般10KV及以下的线路，可不按经济电流密度选择。但长期运行的低压特大电流线路(例如电炉的短网和电解槽的母线)仍应按经济电流密度选择。 ? 机械强度 导线的截面应不小于最小允许截面，由于电缆的机械强度很好，因此电缆不校验机械强度，但它需校验短路热稳定度。 此外，绝缘导线和电缆还需满足工作电压要求，即其额定电压不得小于工作电压。 根据设计经验，低压动力线和10KV及以下的高压线，一般先按发热条件来选择截面，然后校验机械强度和电压损耗。低压照明线，由于照明对电压水平要求较高，所以一般先按允许电压损耗来选择截面，然后校验发热条件和机械强度。而35KV及以上的高压线，则可先按经济电流密度来选择经济截面，再校验发热条件、允许电压损耗和机械强度等。按以上经验进行选择，通常较易满足要求，较少返工。 导线型号的选择原则 工厂常用架空线路导线型号及选择 工厂户外架空线路10KV及以上电压等级一般采用裸导线，380V电压等级一般采用绝 缘导线。裸导线常用的型号及适用范围: ? 铝芯绞线(LJ) 该导线导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。多用于10KV以下的线路上，其杆距不超过100m,125m。 ? 钢芯铝绞线(LGJ) 该导线的外围为铝线，芯子采用钢线，这就解决了铝绞线机械强度差的问题。而交流电具有趋肤效应，所以导体中通过电流时，电流实际只从铝线经过，这样确定钢芯铝绞线的截面时只须考虑铝线部分的面积。在机械强度要求较高的场合和35KV及以上的架空线路上多被采用。 ? 铜绞线(TJ) 该导线导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀作用的抵抗力较强，但价格较 32 10kv变电所设计 高，是否选用根据实际需要而 9.3 380V出线的选择 ? 铸造车间线路采用采用LJ铝铰线 (1)按发热条件选择 2:c由I=517A及室外环境温度30,查表初选240 mm, I=573> I,满足发热条al3030 件. (2) 校验电压损耗 查表R=0.14 X=0.30 l=0.2km P=272kw Q=204kvar ;;3030 272*0.14*0.2，204*0.30*0.2,U,=52 0.38 52*100% ,U%,,14%,,5%380 即采用四回路LJ-120架空线路送电,查表的LJ-120的R=0.28 X=0.3 ;; 272*0.14*0.2，204*0.30*0.2,U,=18 0.38*4 18*100% ,U%,,4.7%,5%380 满足允许电压损耗5%的要求. ? 锻压车间采用3*LJ-120+1*LJ-70三相四线架空 ? 金工车间采用3*LJ-120+1*LJ-70三相四线架空 ? 工具车间采用四回路3*LJ-16+1*LJ-16架空线路 ? 锅炉房采用四回路3*LJ-16+1*LJ-16架空线路 ? 热处理车间初选LJ铝铰线敷设 2:c (1) 由I=106A及室外环境温度30,查表初选25 mm, I=127> I,满足发al3030 热条件. 2(2) 由于380V 架空铝线最小截面积A=16 mm, min (3) 校验电压损耗 PQ查表R=0.35 X=1.33 l=0.2km =49kw =78kvar ;;3030 49*0.35*0.2，78*1.33*0.2,U,=64 0.38 64*100% ,U%,,17%,,5%380 即采用四回路LJ-25架空线路送电,查表的LJ-25的R=1.33 X=0.35 ;; 33 10kv变电所设计 56*1.33*0.3，42*0.35*0.3,U,=16 0.38*4 16*100% ,U%,,4.2%,5%380 满足允许电压损耗5%的要求. 即采用四回路3*LJ-25+1*LJ-16架空线路送电 ? 装配车间采用四回路3*LJ-25+1*LJ-16架空线路送电 ? 机修车间采用四回路3*LJ-25+1*LJ-16架空线路送电 ? 电镀车间采用四回路3*LJ-70+1*LJ-35架空线路 ? 仓库初选LJ铝铰线 (1) 按发热条件选择 2:c由I=17.29A及室外环境温度30,查表初选16 mm, I=99> I,满足发热条al3030件. (2) 按机械强度校验 2查表A=16mm,因此选用LJ-16满足机械强度要求. min 即采用四回路LJ-120架空线路送电,查表的LJ-120的R=0.28 X=0.3 ;; 8.8*0.14*0.2，6*0.30*0.2,U,=0.4 0.38*4 0.4*100% ,U%,,0.11%,5%380 满足允许电压损耗5%的要求. (3) 校验电压损耗 PQ 查表R=2.07 X=0.36 l=0.25km =7.4kw =8.66kvar ;;3030 8.8*2.07*0.25，6*0.36*0.25,U,=13.4 0.38 13.4*100% ,U%,,3.5%,5%380 满足允许电压损耗5%的要求. ?? 生活区采用采用3*LJ-120+1*LJ-70三相四线架空 34 10kv变电所设计 380V出线的选择表9-1 线 路 名 称 导线或电缆的型号规格 至1号车间 四回路LJ-120架空线路 380KV 至2号车间 采用3*LJ-120+1*LJ-70三相四线架空 至3号车间 采用3*LJ-120+1*LJ-70三相四线架空 低压 至4号车间 采用四回路3*LJ-16+1*LJ-16架空线路 至5号车间 采用四回路3*LJ-16+1*LJ-16架空线路 出线 至6号车间 采用四回路3*LJ-25+1*LJ-16架空线路送电 至7号车间 采用四回路3*LJ-25+1*LJ-16架空线路送电 选择 至8号车间 采用四回路3*LJ-25+1*LJ-16架空线路送电 至9号车间 采用四回路3*LJ-70+1*LJ-35架空线路 至10号车间 采用四回路LJ-120架空线路 至11号车间 采用3*LJ-120+1*LJ-70三相四线架空 9.4 配电设备和保护设备的选择 (1) 380V侧一次设备的选择见表9-2 380V侧一次设备的选择表9-2 选择校验项目 电压 电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 其它 2(3)(3)(3)ItIiI装置参 数 U,imaksh30N 点 数 据 380V 2665A 48KA 88KA 1603 条件 2It 额定参数 U I I i tNNocmax 一 低压断路器 380V 3000 80KA 40 DW15-3000/3动 次 低压断路器 380V 630A 60KA 设 DZX10-630/3 35 10kv变电所设计 熔断器式刀开关 380V 3780A 50KA 备 HR5-630 低压断路器 选 DZ20-1250 电流互感器 500V 择 LMZJ1-0.5 3000/5 电流互感器 500V 315/5 LMZ1-0.5 200/5 36 10kv变电所设计 结束语 毕业设计，我想是我大学里、也是我学生时代中的最后一次作业了，这次作业，也是我完成最认真、投入心血最大的一次作业。设计的顺利完成，离不开黄老师的悉心指导和严格要求，谢谢黄老师～通过这次毕业设计，我加深了对工厂供电知识的理解，基本上掌握了进行一次设计所要经历的步骤，我与其他同学一起进行课题分析、查资料，最后完成整个设计。作为大学阶段一次重要的学习经历我感觉自己受益非浅，同时深深的感觉到自己的学习能力在不断提高，这次设计使我对工厂供电有了新的认识，对总降压变电所的设计由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，对袁勇老师的关心，指导大家有感于心。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，对各种信息的分析，表格的查阅，以及WORD文档的使用等多方面的能力。不久我们将走上工作岗位，这样的学习机会对我们来说已经不多了，我们非常重视。作为这次毕业设计的课题组长，我发扬团队合作的精神，互相配合，团结协作，在和谐的氛围中完成了这次作业。 37 10kv变电所设计 参 考 文 献 [1] 熊信银 范锡普《发电厂电气部分》[M] 中国电力出版社， 2001 [2] 何仰赞 温增银 《电力系统分析》(上、下册)[M] 华中科技大学出版社，1985 [3] 刘涤尘 《电气工程基础》[M] 武汉理工大学出版社，2010.7 [4] 蔡伟君 电站电气装置型式变化情况及前景探讨《广东科技》[J] 中国水利水电出 版社 ，1986 [5] 李景禄 《实用配电网技术》[M] 中国电力出版社，1987 [6] 国家电力调度通信中心组编 《发电机变压器继电保护应用》[M] 中国电力出版社， 2003 [7] 卓乐友 《电力工程电气设计》[M] 中国电力出版社，2003 [8].Kuffkl E.et.al.High-voltage Engineering.Pergamon Press,1970 [9].Naidu M S.et al. High Voltage Engineering. Tata McGraw-Hill,1982 [10].RaShid M H.Power Electronics.Prentice-Hall,Inc,1988 [11].H.Mao,Fred C.Lee.Review of Power Factor Correction Techniques, proceedings of IPEMC`97, Hangzhou,1997 38 10kv变电所设计 致 谢 从课题的选择、确定、资料的查找到现在，已有一个学期了，真正感觉到时光一去不复还。在这期间，我的指导老师在课题的确定、课题指导、资料提供及论文撰写等方面都给予了很大的支持。 在设计过程中，黄老师在学习和工作中都对我严格要求，总是给我提供各方面信息，给我创造学习和研究的条件和环境。当我遇到不明白的问题时，他总是从百忙之中给我以指导讲解，使我在设计中学到了很多以前没接触过的知识。在此我对黄老师的悉心指导和关心表示衷心地感谢。同时，黄老师严谨、求实的治学精神及对学生的教诲、宽厚待人，都将是我以后工作和学习的榜样。 在设计过程中，也得到了很多同学的帮助，在此表示感谢。 39