某厂降压变电所电气部分设计.docx

电力工程基础
课程设计说明书

某厂降压变电所电气部分设计

目录
1绪论 1
2 相关计算 2
2.1负荷计算 2
2.2无功功率补偿 4
3 变电所位置与型式的选择 5
4 变电所主变压器及主接线方案的选择 6
4.1变电所主变压器的选择 6
4.2 变电所主接线方案的选择 7
4.3 主接线方案的技术经济比较 8
5 短路电流的计算 9
5.1 绘制计算电路 9
5.2 确定短路计算基准值 9
5.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值 9
5.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算 10
5.5 k-2点（0.4kV侧）的相关计算 10
6 变电所一次设备的选择校验 11
6.1 10kV侧一次设备的选择校验 11
6.2 380V侧一次设备的选择校验 13
6.3 高低压母线的选择 13
7 变压所进出线与邻近单位联络线的选择 13
7.1 10kV高压进线和引入电缆的选择 13
7.2 380低压出线的选择 14
7.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验 17
8 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 18
8.1变电所二次回路方案的选择 18
8.2变电所继电保护装置 19
8.3装设电流速断保护 19
8.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置 20
9 降压变电所防雷与接地装置的设计 21
9.1变电所的防雷保护 21
9.2变电所公共接地装置的设计 22
10工厂的主接线图 23
11心得 23
参考文献 24

1绪论

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，电能是现代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；电能的输送的分配既简单经济，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。
因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：
（1）安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。
（2）可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。
（3）优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
（4）经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。

2 相关计算
2.1 负荷计算
1 单组用电设备计算负荷的计算公式
a)有功计算负荷（单位为KW）
= ， 为系数
b)无功计算负荷（单位为kvar）
= tan
c)视在计算负荷（单位为kvA）
=
d)计算电流（单位为A）
=, 为用电设备的额定电压（单位为KV）
2多组用电设备计算负荷的计算公式
a)有功计算负荷（单位为KW） =
式中是所有设备组有功计算负荷之和，是有功负荷同时系数，可取0.85~0.95
b)无功计算负荷（单位为kvar）
=，是所有设备无功之和；是无功负荷同时系数，可取0.9~0.97
c)视在计算负荷（单位为kvA） =
d)计算电流（单位为A） =
经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表2.1所示（额定电压取380V）

表2-1 各厂房和生活区的负荷计算表
厂 房编
号
厂房
名称
负荷
类别

设备
容量

需要
系数

计算负荷
/
30/k var
/KVA
/A
1
铸造车间
动力
300
0.3
0.65
1.17
90
105.3
138.46

照明
8
0.8
1.0
0
6.4
0
6.4

小计
308
1.1

338.8
105.3
144.86
220.1
2
锻压车间
动力
320
0.2
0.65
1.17
64
74.88
98.46

照明
8
0.7
1,0
0
5.6
0
5.6

小计
328
0.9

295.2
74.88
104.06
158.1
3
金工车间
动力
370
0.3
0.65
1.17
111
129.87
170.77

照明
7
0.8
1.0
0
5.6
0
5.6

小计
377
1.1

414.7
129.87
176.4
268
4
工具车间
动力
300
0.35
0.65
1.17
105
122.85
189

照明
9
0.9
1.0
0
8.1
0
8.1

小计
309
1.25

386.25
122.85
197.1
299.5
5
电镀车间
动力
300
0.6
0.75
0.88
180
158.4
240

照明
8
0.7
1.0
0
5.6
0
5.6

小计
308
1.3

400.4
158.4
245.6
373.2
6
热处理车间
动力
130
0.6
0.75
0.88
78
68.64
104

照明
6
0.9
1.0
0
5.4
0
5.4

小计
136
1.5

204
68.64
109.4
166.2
7
装配车间
动力
130
0.3
0.70
1.02
39
39.78
55.71

照明
7
0.8
1.0
0
5.6
0
5.6

小计
137
1.1

150.7
39.78
61.31
93.2
8
机修车间
动力
160
0.2
0.65
1.17
32
37.44
49.23

照明
4
0.7
1.0
0
2.8
0
2.8

小计
164
0.9

147.6
37.44
52.03
79.1
9
锅炉房
动力
80
0.8
0.75
0.88
64
56.32
85.33

照明
2
0.7
1.0
0
1.4
0
1.4

小计
82
1.5

123
56.32
86.73
131.8
10
仓库
动力
25
0.4
0.8
0.62
10
6.2
12.5

照明
1
0.7
1.0
0
0.7
0
0.7

小计
26
1.1

28.6
6.2
13.2
20.1
11
生活区
照明
340
0.8
0.9
0.33
272
89.76
302.22
459.2
总计
（380V侧）
动力
2115

2761.25
820.87
1492.91
2268.5
照明
400
计入=0.9
=0.85
0.75

2485.13
697.74

2.2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抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。
由表2.1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.91。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.91，暂取0.93来计算380V侧所需无功功率补偿容量：
=(tan - tan)=766.62[tan(arccos0.75) - tan(arccos0.93) ] = 373.10 kvar
参照图2-1，选PGJ1型低压自动补偿评屏，参考《工厂供电设计指导》（下用《工》表示）表2-11，应并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相结合，总共容量为84kvar5=420kvar。补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功计算负荷=（697.7-420）kvar=277.7 kvar，视在功率=815.37 kVA，计算电流=1238.82 A,功率因数提高为cos==0.940。
在无功补偿前，该变电所主变压器T的容量为应选为1250kVA,才能满足负荷用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器T的容量选为1000kVA的就足够了。同时由于计算电流的减少，使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小，因此无功补偿的经济效益十分可观。因此无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表3所示。

图2-1 PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案

表2-2 无功补偿后工厂的计算负荷
项目
cosφ
计算负荷
P30/KW
Q30/kvar
S30/kVA
I30/A
380V侧补偿前负荷
0.75
766.62
697.7
1036.57
1574.96
380V侧无功补偿容量

-420

380V侧补偿后负荷
0.94
766.62
277.7
815.37
1238.86
主变压器功率损耗

0.015 S30=15.55
0.06 S30=62

10KV侧负荷计算
0.925
782.17
339.89
852.83
49.24

3 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轴和轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置，如图3-1所示，、、分别代表厂房1、2、3...10号的功率，设定（1.3，5.3）、（1.3，3.6）、（3.5，5.2）、（3.5，3.6）、（4.2，1.7）、（6.7，6.4）、（6.7，4.7）、（6.7，3.1）、（6.7，1.5）、（9.5，4.7），并设（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(,),其中P=+++=。因此仿照《力学》中计算中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：
（3-1）
（3-2）
把各车间的坐标代入（3-1）、（3-2），得到=3.6，=3.60 。由计算结果可知，工厂的负荷中心在6号厂房（工具车间）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，器型式为附设式。

图3-1 按负荷功率矩法确定负荷中心
4 变电所主变压器及主接线方案的选择
4.1 变电所主变压器的选择
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SNT不小于S30，SNT为主变压器容量，S30为总的计算负荷。选SNT=1000 KVA> S30=852.83KVA，参考《电力工程基础》（下面用《电》表示）附录表A-1，即选一台S9-1000/10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
852.83 KVA=（511.70~596.98）KVA （4-1）
且二级负荷：
=(170.96+148019+50.56) KVA=369.71KVA （4-2）
因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器（参考《电》附录表A-1）。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Yyn0 。
4.2 变电所主接线方案的选择
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，如图4-1所示：

图4-1 一台变压器和两台变压器接线图
4.3 主接线方案的技术经济比较
表4-1 主接线方案的技术经济比较
比较项目
装设一台主变的方案
装设两台主变的方案
技术指标
供电安全性
满足要求
满足要求
供电可靠性
基本满足要求
满足要求
供电质量
由于一台主变，电压损耗较大
由于两台主变并列，电压损耗较小
灵活方便性
只有一台主变，灵活性稍差
由于有两台主变，灵活性较好
扩建适应性
稍差一些
更好一些
经济指标
电力变压器的综合投资额
查《工》表2-8得S9-1000/10的单价为15.1万元，而变压器综合投资约为其单价的2倍，因此综合投资约为2*15.1=30.2万元
查《工》表2-8得S9-630/10的单价为10.5万元，因此两台变压器的综合投资约为4*10.5=42万元，比一台主变方案多投资11.8万元
高压开关柜（含计量柜）的综合投资额
查《工》表4-10得GG-1A(F)型柜可按每台4万元计，其综合投资可按设备的1.5倍计，因此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台GG-1A(F)柜，其综合投资约为6*1.5*4=36万元，比一台主变方案多投资12万元
电力变压器和高压开关柜的年运行费
主变的折旧费=30.2万元*0.05=1.51万元；高压开关柜的折旧费=24万元*0.06=1.44万元；变配电的维修管理费=（30.2+24）万元*0.06=3.25万元。因此主变和高压开关柜的折旧和维修管理费=（1.51+1.44+3.25）=6.2万元
主变的折旧费=42万元*0.05=2.1万元；高压开关柜的折旧费=36万元*0.06=2.16万元；变配电的维修管理费=（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，比一台主变方案多投资2.74万元
供电贴费
主变容量每KVA为800元，供电贴费=1000KVA*0.08万元/KVA=80万元
供电贴费=2*630KVA*0.08万元=100.8万元，比一台主变多交20.8万元
从上表可以看出，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由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的主接线方案。
5 短路电流的计算
K-2
K-1
5.1 绘制计算电路

5.2 确定短路计算基准值
设基准容量=100MVA，基准电压Ud=Uc=1.05，为短路计算电压，即高压侧Ud1=10.5kV，低压侧Ud2=0.4kV，则
（5-1）
（5-2）
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=400MVA，
故: =100MVA/400MVA=0.25 （5-3）
2架空线路
查《工》表8-35得LJ-120的线路电抗，而线路长7km
故: （5-4）
3电力变压器
查《工》表2-8 得 阻抗电压Uz=4.5%，故
K-2
K-1
1/0.25 2/2.16 3/4.5
=4.5

5.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算
1总电抗标幺值
=0.25+2.16=2.41 （5-6）
2 三相短路电流周期分量有效值
（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（0.4kV侧）的相关计算
1总电抗标幺值
=0.25+2.16+4.5=6.91 （5-12）
2三相短路电流周期分量有效值
（5-13）
3 其他短路电流
（5-14）
（5-15）
（5-16）
4三相短路容量
（5-17）
综合以上结果得表5-1
表5-1 k-1和k-2的短路相关参数
短路计算点
三相短路电流
三相短路容量/MVA

k-1
2.28
2.28
2.28
5.81
3.44
41.5
k-2
20.8
20.8
20.8
38.34
22.67
14.5

6 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
设备的额定电压一般不应小于所在系统的额定电压，即。
2按工作电流选择
设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，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
对于分断负荷设备电流的设备来说，则为，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
或
、分别为开关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
对于上面的分析，如表6-1所示，由它可知所选一次设备均满足要求。
选择校验项目
电压/KV
电流
断流能力
动态定度
热稳定度
其它
装置地点条件
参数

数据
10
57.74A
()
2.28kA
5.81kA

一次设备型号规格
额定参数

高压少油断路器SN10-10I/630
10kV
630kA
16kA
40 kA

高压隔离开关GN8-10T/200
10
200A
-
25.5 kA

二次负荷0.6Ω
高压熔断器RN2-10
10kV
0.5A
50 kA
-
-

电压互感器JDJ-10
10/0.1kV
-
-
-
-

电压互感器JDZJ-10

-
-
-
-

电流互感器LQJ-10
10kV
100/5A
-

=31.8 kA

=81

避雷针FS4-10
10kV
-
-
-
-

户外隔离开关GW4-12/400
12kV
400A
-
25kA

表6-1 10 kV一次侧设备的选择校验

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。
选择校验项目
电压
电流
断流
能力
动态
定度
热稳定度
其它
装置地点条件
参数

-
数据
380V
总1238.86A
20.8kA
38.34kA

-
一次设备型号规格
额定参数

-
低压断路器DW15-1500/3D
380V
1500A
40kA
-
-
-
低压断路器DW20-630
380V
630A
（大于）
30Ka
(一般)
-
-
-
低压断路器DW20-200
380V
200A
（大于）
25 kA
-
-
-
低压断路HD13-1500/30
380V
1500A
-
-
-
-
电流互感器LMZJ1-0.5
500V
1500/5A
-
-
-
-
电流互感器LMZ1-0.5
500V
100/5A
160/5A
-
-
-
-
表6-2 380V一次侧设备的选择校验
6.3 高低压母线的选择
查《工》表5-25得到，10kV母线选LMY-3(404mm),即母线尺寸为40mm4mm;380V母线选LMY-3（12010）+806，即相母线尺寸为120mm10mm，而中性线母线尺寸为80mm6mm。
7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
1 10kV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。
a).按发热条件选择 由==57.74A及室外环境温度32OC，查《工》表8-35得，初选LJ-16,其35°C时的=95A>,满足发热条件。
b).校验机械强度 查《工》表8-33得，最小允许截面积=35，而LJ-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。
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==57.74A及土壤环境25°，查《工》表8-43得，初选缆线芯截面为25的交联电缆，其=90A>,满足发热条件。
b)校验短路热稳定 按式，A为母线截面积，单位为；为满足热路稳定条件的最大截面积，单位为；C为材料热稳定系数；为母线通过的三相短路稳态电流，单位为A；短路发热假想时间，单位为s。本电缆线中=2080，=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（查《工》表5-12），把这些数据代入公式中得
<A=25。
因此JL22-10000-3 25电缆满足要求。
7.2 380低压出线的选择
1铸造车间
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）按发热条件选择。 由=260A及地下0.8m土壤温度为25℃，查《工》表8-41，初选缆芯截面185，其=278A>，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=150m(比例尺1:5000)，而查《工》表得8-41到185的铝芯电缆的=0.21 （按缆芯工作温度75°计），=0.07，又1号厂房的=116kW, =122 kvar，故线路电压损耗为
<=5%，满足允许电压5%的要求。
c）断路热稳定度校验

不满足短热稳定要求，故改选缆芯截面为240的电缆，即选VLV22-1000-3240+1120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。
2 锻压车间
馈电给2号厂房（锻压车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
3 金工车间
馈电给3号厂房（金工车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
4 工具车间
馈电给4号厂房（工具车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
5 电镀车间
馈电给4号厂房（电镀车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
6 热处理车间
馈电给6号厂房（热处理车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120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 装配车间
馈电给7号厂房（装配车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
8 机修车间
馈电给8号厂房（机修车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
9 锅炉房
馈电给9号厂房（锅炉房）的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
10仓库
馈电给10号厂房（仓库）的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
11 生活区
馈电给生活区的线路 采用LG-185架空线路
1）按发热条件选择 由I30=345A及室外环境温度（年最热月平均气温）25℃，查《工》表8-35，初选LJ-185，其31℃时Ial≈455A>I30,满足发热条件。
2）效验机械强度 查《工》表8-33可得，最小允许截面积Amin=16mm2，因此LJ-185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=150m左右，而查表得其阻抗值与LJ-185近似等值的LJ-240的阻抗=0.18，=0.30（按线间几何均距1.25m），又生活区的=216KW，=71kvar，因此

>=5%
经检验不满足要求，所以改用LJ-120经检验满足要求。
中性线用LJ-120
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。
1按发热条件选择
工厂二级负荷容量共394.3KVA,，最热月土壤平均温度为25℃。查《工》表8-43，初选缆心截面为25的交联聚乙烯绝缘的铝心电缆，其满足要求。
2校验电压损耗
由《工》表8-41可查得缆芯为25的铝
（缆芯温度按80℃计），，而二级负荷的,，线路长度按2km计，因此

由此可见满足要求电压损耗5%的要求。
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，可知缆芯25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
导线或电缆的型号规格
10KV电源进线
LJ-35铝绞线（三相三线架空）
主变引入电缆
YJL22—10000—3×25交联电缆（直埋）
380V
低压
出线
至1号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
至2号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
至3号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
至4号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
至5号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
至6号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
至7号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
至8号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
至9号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
至10号厂房
VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）
至生活区
四回路， 3×LJ-12+1×LJ-70（三相四线架空线）
与临近单位10KV联络线
YJL22—10000—3×16交联电缆（直埋）

8 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定
8.1变电所二次回路方案的选择
a)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《工厂供电设计指导》图6-12所示。
b)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，分别计量全厂消耗的有功电能表和无功电能，并以计算每月工厂的平均功率因数。计量柜由上级供电部门加封和管理。
c)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Y0/Y0/的接线，用以实现电压侧量和绝缘监察，其接线图见《工厂供电设计指导》图6-8。作为备用电源的高压联路线上，装有三相有功电度表和三相无功电度表、电流表，接线图见《工厂供电设计指导》图6-9。高压进线上，也装上电流表。低压侧的动力出线上，均装有有功电度表和无功电度表，低压照明线路上装上三相四线有功电度。低压并联电容器组线路上，装上无功电度表。每一回路均装设电流表。低压母线装有电压表，仪表的准确度等级按符合要求。
8.2 变电所继电保护装置
1主变压器的继电保护装置
a）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；当产生大量的瓦斯时，应动作于高压侧断路器。
b）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，去分流跳闸的操作方式。
2护动作电流整定

其中，可靠系数，接线系数，继电器返回系数，电流互感器的电流比=100/5=20 ，因此动作电流为：
因此过电流保护动作电流整定为10A。
3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倍的动作电流动作时间）可整定为最短的0.5s 。
4过电流保护灵敏度系数的检验

其中，=0.86620.8kA/(10kV/0.4kV)=0.721 ，因此其灵敏度系数为：
满足灵敏度系数的1.5的要求。
8.3装设电流速断保护
利用GL15的速断装置。
1速断电流的整定：利用式，其中，，，，，因此速断保护电流为
速断电流倍数整定为( 在2～8之间，满足要求)
2 电流速断保护灵敏度系数的检验
利用式，其中，，因此其保护灵敏度系数为>1.5
从《工》表6-1可知，按GB50062—92规定，电流保护的最小灵敏度系数为1.5，因此这里装设的电流速断保护的灵敏度系数是达到要求的。
8.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置
1装设反时限过电流保护。
亦采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分跳闸的操作方式。
a)过电流保护动作电流的整定,利用式，其中 =2，取=0.6×49.24A=29.5A，， =1，=0.8， =50/5=10，因此动作电流为：
因此过电流保护动作电流整定为10A。
b)过电流保护动作电流的整定
按终端保护考虑，动作时间整定为0.5s。
c)过电流保护灵敏度系数
因无临近单位变电所10kV母线经联络线到本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏度系数，只有从略。
2装设电流速断保护
亦利用GL15的速断装置。但因无临近单位变电所联络线到本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏度系数，也只有从略。
3变电所低压侧的保护装置
a）低压总开关采用DW15—1500/3型低压短路器，三相均装设过流脱钩器，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。
b）低压侧所有出线上均采用DZ20型低压短路器控制，其瞬间脱钩器可实现对线路的短路故障的保护。

9 降压变电所防雷与接地装置的设计
9.1变电所的防雷保护
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独立避雷针，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，则可不另设独立的避雷针。按规定，独立的避雷针的接地装置接地电阻（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。独立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。
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。
9.2 变电所公共接地装置的设计
1接地电阻的要求
按《工》表9-6。此边点所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件：

且
其中, 因此公共接地装置接地电阻 。
2接地装置的设计
采用长2.5m、50mm的钢管16根，沿变电所三面均匀布置，管距5 m，垂直打入地下，管顶离地面0.6 m。管间用40mm×4mm的镀锌扁刚焊接相接。变电所的变压器室有两条接地干线、高低压配电室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25 mm ×4 mm的镀锌扁刚。变电所接地装置平面布置图如图9-1所示。接地电阻的验算：

满足欧的接地电阻要求，式中,查《工》表9-10”环行敖设”栏近似的选取。
变电所的接地装置平面布置图略。

10 工厂的主接线图

11心得
通过这次课程设计，对课本上所学的只是有了更深刻的认识，通过在设计过程中，查书和网上查阅资料，对工厂供电的原理有了更近一步的了解，通过