《工厂供电课程设计》课程设计报告-机械厂供配电系统设计.pdf

工厂供电课程设计课程设计报告课题：机械厂供配电系统设计系 别：信息工程学院专 业：楼宇智能化工程技术班 级：_姓 名：_学 号：指导教师：建筑供配电与照明课程设计任务书课程设计题目：某工业建筑降压变电所的电气设计一、课程设计要求及设计依据（资料）：1）课程设计要求根据本厂所能取得的电源及用电负荷的实际情况，并适当考虑到生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电 所主变压器的台数与容量，选择变电所主结线方案及高低压设备与进出线，确定二 次回路方案，选择并整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设 计说明书，绘出设计图样。2）课程设计依据（资料）工厂总平面图X义机械厂总平面图工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大利用负荷小时为3750h,日最大负荷持续时间为6h。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。低压动力设备均 为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负 荷统计资料如下表所示。工厂负荷统计资料用电单位编号用电单位 名称负荷性质设备容量/kW需要系数功率因数(1)铸造车间动力3200.350.70照明80.81.0(2)锻压车间动力2600.250.60照明70.81.0(3)金工车间动力2000.250.0照明70.81.0(4)工具车间动力2900.250.65照明70.81.0(5)电镀车间动力3000.60.75照明80.81.0(6)热处理车 间动力2200.50.75照明70.81.0(7)装配车间动力1950.40.70照明70.81.0(8)机修车间动力1250.250.60照明20.81.0(9)锅炉房动力550.60.60照明10.81.0(10)仓库动力100.30.70照明10.91.0生活区照明2300.81.0供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条WkV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-120,导线为等边三角形排列，线距为1.15m；干线首端距离本厂约7km。干线首端所装设的高 压断路器断流容量为350MVAo此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时 限过电流保护的动作时间为L5s。为满足贯彻二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻 近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为75km,电缆 线路总长度为20km。气象资料本厂所在地区的年最高气温为35,年平均气温为20,年最低气温为-12.5,年最热月平均最高气温为30,年最热月平均气温为25,年最热月地下0.8m处平均温 度为25。当地主导风向为西北风，年雷暴日数为30。地质水文资料本厂所在地区平均海拔525m,地层以砂粘黄土为主，地下水位为3m。电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两 部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA,动力电费为0.20元/kW-h,照明电费为0.50元/kW-h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.93。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：610kV为800 元/kVA。二、课程设计进度：时间设计内容备注第十一周下达毕业设计任务书，明确毕业设计的具体要求和应 完成的设计任务。第十二周负荷计算和无功功率补偿。利用需要系数法进行负荷 计算，经无功功率补偿后功率因数不得低于0.90。第十三周变电所位置和型式、主变压器的选择以及变电所主结 线方案的设计。满足安全、可靠、优质、经济的要求。短路电流的计算。合理选择短路点，确定基准值，利 用标幺值法计算各短路点的参数并绘制成表格。第十四周变电所一次设备及进出线的选择与校验。必须按照变 电所一次设备及进出线选择与校验的相应条件与项目进 行此项工作，以确保运行的安全靠。第十七周变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定、防雷 保护和接地装置的设计。第十八周第十九周毕业设计说明书的撰写三、课程设计教材及主要参考文献（资料）：口孙丽华主编.电力工程基础.北京：机械工业出版社2刘介才主编.工厂供电简明设计手册.北京：机械工业出版社，19933刘介才主编.工厂供电.北京：机械工业出版社4段建元编.工厂配电线路及变电所设计计算.北京：机械工业出版社，19825刘介才主编.工厂供电设计指导.北京：机械工业出版社，1999目录一、绪论.6（）工厂供电的意义.6（二）工厂供电的原则.6（三）设计内容及步骤.7二、负荷计算和无功功率补偿.8（-）负荷计算的方法.8（二）负荷计算结果.9（三）无功补偿容量.9三、变电所位置和型式的选择.11（一）配电所所址选择的一般原则.11（二）变电所位置和形式的选择.12四、变电所主变压器台数和容量、类型的选择.12（一）方案选择原则.12（二）变电所主变压器台数的选择.12（三）变电所主变压器容量选择.13五、变电所主结线方案的设计.14（-）变配电所主结线的选择原则.14（二）主结线方案选择.14六、短路电流的计算.15（一）采用标幺制法进行短路计算.16（二）下面采用标么制法进行短路电流计算。.17七、变电所一次设备的选择与校验.19（一）、10KV侧一次设备的选择校验 如表7.1.19（二）、380V侧一次设备的选择校验 如表7.2.20八、变电所进出线的选择与校验.21（一）、高压线路导线的选择.21（二）、低压线路导线的选择.21九、变电所二次网路方案的选择及继电保护的整定.22（一）二次回路方案选择.22（二）变配电站的保护装置.22十、防雷保护和接地装置的设计.23（一）防雷设备和措施.23（二）接地与接地装置.25十一、总结.25一、绪论（一）工厂供电的意义众所周知，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川；电能的输送和分配既 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。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。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 占的必重多少，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，也具有重大的作川。（二）工厂供电的原则按照国家标准GB50052-95供配电系统设计规范、GB50053-9410kv及 以下设计规范、GB50054-95低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设 计必须遵循以下原则：1、遵守规程、执行政策必须遵守国家的有关规定及标准,执行国家的有关方针政策,包括节约能源,节约有色金属等技术经济政策。2、安全可靠、先进合理应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济 合理采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。3、近期为主、考虑发展应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系,做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4、全局出发、统筹兼顾按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响 到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供 电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。（三）设计内容及步骤全厂总配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,经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。1、负荷计算和电容补偿全厂总配电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。求出全厂 高压总配电所计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、显示计算结果。按负荷计算求出总配电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要 求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和 数量。2、确定配电所的所址和形式根据电源进线方向，综合考虑设置高压总配电所的有关因素，结合全厂计算 负荷以及扩建和备川的需要，确定高压总配电所的所址和型式。3、配电所的主接线方案根据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算，选择主接线方案，确定 配电所主接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维 修方便。4、短路电流的计算，并选择配电所的一次设备及其校验工厂川电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按 无限大容量系统供电进行短路计算o求出各短路点的三相短路电流及相应有关参 数。参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择高压配电 设备，如断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根 据需要进行热稳定和力稳定检验，并列表表示。5、选择电源进线及工厂高压配电线路为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面选 择时必须满足发热条件：导线和电缆（包括母线）在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的 发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。6、整定继电及并选择二次回路保护为了监视、控制和保证安全可靠运行，各川电设备，皆需设置相成的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算。7、总配电所防雷保护和接地装置的设计参考本地区气象及地质资料，设计防雷接地装置和接地装置。8、车间自然条件气象资料 车间内最热月的平均温度30。地中最热月的平均温度为25O车间环境属于正常干燥环境。地质水文资料车间原址为耕地，地势平坦，地层以黄土为主，地下水位为3m,本厂所在地 区平均海拔525m。二、负荷计算和无功功率补偿（-）负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计将采用需要系数法予以确定。所用公式有：有功功率P3o=K,Pe无功功率Q30=P3o视在功率S3O=cos。Q计算电流一点（二）负荷计算结果 见表2.1表2.1 XX机械厂负荷计算表车间 编号车间 名称负荷类别设备容 量/kW需要 系数功率 因数tan0P30Q30S30【301铸造 车间动力3200.350.701.02112.48108.53156.30237.76照明80.81.002锻压 车间动力2600.250.601.3367.0782.13106.03161.29照明70.81.003金工车间动力2000.250.601.3352.8263.1782.34125.26照明70.81.004工具车间动力2900.250.651.1774.2080.58109.54166.62照明70.81.005电镀车间动力3000.60.750.88177.08150.48232.38353.49照明80.81.006热处 理车 间动力2200.50.750.88109.8291.96143.24217.88照明70.81.007装配 车间动力1950.40.701.0279.4275.58109.64166.77照明70.81.008机修 车间动力1250.250.601.3331.2139.4850.3376.56照明20.81.009锅炉 房动力550.60.601.3332.1141.7052.6380.05照明10.81.0010仓库动力100.30.701.023.712.904.717.16照明10.91.00生活区照明2300.81.00174.800174.80265.90合计/775.29962.851236.181880.41二次低压侧KEp=0.9c c(三)无功补偿容量KEq=0.90.95一次高压侧AP=0.015Sc=13.29AQ=0.06Sc=53.150.91836.53380.02918.801397.63Pc=Kd*Pe；Qc=Pc*tanq)Sc=VPc2+Qc2；Ic=Sc/V3*Un注释Pc:：有功计算负荷Qc：无功计算负荷S：总计算负荷APt：变压器有功功率损耗AQt：变压器无功功率损耗L计算电流UN：额定电压KEp:有功功率的同时系数 KEq:无功功率的同时系数由于高压侧最大负荷时的功率因数低于电厂要求的09故需采用无功功率 补偿。根据功率补偿方法可知，所用设备均为低压设备，根据所给材料，可采用 PGJ1型低压无功功率自动补偿。已知 补偿前cosq)i=0.69;欲 补偿后cos(p2=0.92综上所述所需补偿的容量：Qc=823.24X(tanarccosO.9 tanarccos 0.95)KVar312.8Kvar选用PGL1型低压自动补偿屏，并联电容器为BWO.4T4-3型，采用主屏一台和辅屏四台，总计容量为84Kvar X 4=336Kvar.可得二次侧补偿后Sc，=V 823.242+(662.87-336)2=885.76kvaAPO.015 Sc，=0.015*885.76=13.29kW;Q=0.06 Sc，=0.06*885.76=53.15 kvar;变压器一次侧补偿后Pc=Pc+AP,=823.24+13.29=836.53kW;Qc=(Qc-Qcc9+AQ-(662.87-336)+53.15=380.02kvar;Sc，=JPc2+Qc，2=V 836.532+380.022=918.80kva;cos(p2=836.53/918.80=0.91 满足设计要求可见，补偿前车间变电所变压器容量应选10000KVA,补偿后选800KVA即满足 要求根据功率补偿计算，得出补偿前后变压器两侧容量、功率因数的对比，见表3：表2.2补偿功率计算无功功率补偿Pc/kWQc/kvarSc/kVA功率因数补偿前二次低压侧823.24662.871056.940.9PGJ1补偿336补偿后二次低压侧823.24326.87885.760.96主变压器功率损耗0.015xSc=13.290.06 x5c=53.15补偿后一次高压侧836.53380.02918.800.910.9三、变电所位置和型式的选择(-)配电所所址选择的一般原则1、尽量接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属 消耗量。2、进出线方便，特别是要便于架空进出线。3、接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所。4、设备运输方便，特别是要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输。5、不因设在有剧烈震动或高温的场所，无法避开时，应有防震和隔热的措 施。6、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的 下风侧。7、不应设在厕所、浴室和其他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环境的正下方或正上方，且不应设在有火灾危险环 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GB50058-1992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。（二）变电所位置和形式的选择变电所的位置i应尽量接近负荷中心。工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确 定，计算公式为：X=P1X1+P2X2+P3X3+/P1+P2+P3+Y=P1Y1+P2Y2+P3Y3+/Pl+P2+P3+通过计算工厂的负荷中心（2.51,4.92）在工具车间内。考虑到周围环境和 进出线方便，决定在工具车间内建造变电所。四、变电所主变压器台数和容量、类型的选择（一）方案选择原则1、当满足运行要求时，应尽量少川或不用断路器，以节省投资。2、接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可 与电压互感器合川一组隔离开关。3、610KV固定式配电装置的进线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出 线网路中，应装设线路隔离开关。4、采川610 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离 开关。5、由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费川的专川电乐、电流互感器。（二）变电所主变压器台数的选择变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中 负荷较大。结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台 主变压器。（三）变电所主变压器容量选择每台变压器的容量S-T应同时满足以下两个条件：1）任一台变压器单独运行时，宜满足：Sn7=（0.60.7）S302）任一台变压器单独运行时，应满足：Sn7 2s30（1旬），即满足全部二、三 级负荷需求。代入数据可得：Sn.t=（0.60.7）X630=（378441）kV-Ao又考虑到本厂的气象资料（年平均气温为20。），所选变压器的实际容量：S-T实=（1-0.08）小稗=920K3也满足使川要求，同时又考虑到未来510年的 负荷发展，初步取Sn.产1000左丫 A。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压 器为SC3系列箱型干式变压器。型号：SC3-1000/10,其主要技术指标如表4.1 所示：表4.1 SC3-1000/10的主要技术指标变压器型号额定容量/kV-A额定 电压/kV联结组型号损耗/kW空载 电流/。%短路阻抗U”。高压低压空载负载SC3-1000/10100010.50.4Dynll2.457.451.36（附：参考尺寸（mm）：长：1760 宽：1025 高：1655 重量（kg）：3410）五、变电所主结线方案的设计(一)变配电所主结线的选择原则(1).当满足运行要求时，应尽量少川或不川断路器，以节省投资。(2).当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线 接线。(3).当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采川线路变压 器组结线。(4).为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采 用变压器分列运行。(5).接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可 与电压互感器合川一组隔离开关。(6).6-100固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出 线问路中，应装设线路隔离开关。(7).采川610 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔 离开关。(8).由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费川的专川电压、电流互感器(一般都安装计量柜)。(9).变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采川低压断路器或隔离开关。当有继 电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路 器。(10).当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采川低压 断路器时,在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。(二)主结线方案选择降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备(变 压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等)及其连接线组成，通常川单线表/J O主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。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 的主变压器可以有下列两种方案：(1)装设一台主变压器 型式采用S9,而容量根据Sn。t=63OKVAS3o=5O4.8KVA选择，即选一台S9-630/10型低损耗配电变压器。至于 工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。(2)装设两台主变压器 型式也采用S9,每台容量按式Sn.t仁(0.60.7)S30选择，即Sn.卢(0.60.7)X504.8kVA=(302.9353.36)kVA因此选两台S9-400/10型低损耗配电变压器。主变压器的联结组别均采用YynOo2.变电所主结线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下 列两种王结线方案：(1)装设一台主变压器的主结线方案。(2)装设两台主变压器的主结线方案。(3)两种主结线方案的技术经济比较(表3)。表3两种主结线方案的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，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损 耗略小灵活方便性只一台主变，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 综合投资额由表2-8差得S9-630的单价为 7.47万元，而由表41查得变 压器综合投资约为其单价的2 倍，因此其综合投资为2x7.47 万元=14.94万元由表2-8差得S9-400的单价 为5.31万元，因此两台综合 投资为4x5.31万元=21.24 万元，比一台主变方案多投 资6.3万元高压开关柜(含计量 柜)的综合投资额查表4-10得GG-1 A(F)型柜按每 台3.5万元计，查表得其综合投 资按设备价1.5倍计，因此其综 合投资约为4X 1.5X3.5万元=21万元本方案采用6台GG-IA(F)柜，其综合投资约为6X1.5 X3.5万元=31.5万元，比一 台主变方案多投资10.5万元电力变压器和高压开 关柜的年运行费参照表4-2计算，主变和高压开 关柜的折旧和维修管理费每年 为3.706万元(其余略)主变和高压开关柜的折旧和 维修管理费每年为6.752万 元，比一台主变方案多耗3.046万元交供电部门的一次性 供电贴费按800元/kVA计，贴费为630X0.08万元=50.4万元贝占费为2X400X0.08万元=64万元，比一台主变方案多交13.6万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案略优于装设一台 主变的主结线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变 的方案，因此决定采用装设一台主变的方案。（说明：如果工厂负荷近期有较大 增长的话，则宜采用装设两台主变的方案。六、短路电流的计算工厂供电系统要求正常的不间断的对负荷供电，以保证工厂生产和生活的正 常进行。然而由于各种原因也难免出现故障，而使系统正常运行遭到破坏。系统 中最常见的故障就是短路。短路就是不同电位的导电部分包括导电部分对地之间 的电阻性短路。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单 位制法）。（-）采用标幺制法进行短路计算本厂的供电系统简图如图（一）所示。采川两路电源供线，一路为距本厂 10km的馈电变电站经LGJ-120架空线（系统按8电源计），该干线首段所装高压 断路器的断流容量为350MVA；一路为邻厂高压联络线。下面计算本厂变电所高 压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路 容量。（图一）（二）下面采用标么制法进行短路电流计算。1、确定基准值：取Sd=100W-A,Ucl=10.5kV,Uc2=OAkV所以：Idl=5.50kA,Id2=144kA2、计算短路电路中各主要元件的电抗标么值：（忽略架空线至变电所的电缆 电抗）1）电力系统的电抗标么值：X；=1OOMVA=O.201 500MVA2）架空线路的电抗标么值：查手册得X0=0.35Q/km,因此：X；=0.35（Q/km）*10km*100MVA=3,止2（10.5kV）23）电力变压器的电抗标么值：由所选的变压器的技术参数得“%二4.5（H”。联结），因此:4.5xl00 xlQ3m=7143 4 100 x630左忆4可绘得短路等效电路图如图6.2所示。图6.23、计算k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量1）总电抗标么值:=X：+X；=3.382）三相短路电流周期分量有效值:=550kA=1.63kAXg 1.793）其他三相短路电流:1二球）=1=1.63kA=2.55 1“=4.18kA1=1.51 1“=2.48kA三相短路容量：Pd=29.64MVA Xe（k-i）4、计算k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量1）总电抗标么值:Sg=X；+X；+X；/X；=6.952）三相短路电流周期分量有效值：1/2二二二20.72kA6.953）其他三相短路电流：广飞）二1?）二1合2二20.7211.11i=l.84 1“=38.12 kA sn1，）=1.091飞）=22 80kA三相短路容量：S言2=二二14.36 MVA Xe（k-2）七、变电所一次设备的选择与校验（一）10KV侧一次设备的选择校验 如表7.1表7.1 10KV侧一次设备的选择校验选择校验项目电乐电流匕匕 育 流 断力动稳定度热稳定度装 置 地 点 条 件参数UnInI1 shi1 sh口*t数据10kV57.7A1.96kA5.0kA7.3次设额定参数UNo eiN.elocImaxI2t.t高压少油断路器SN10-10V63010KV630A16KA40KA512备 型 号 规 格高压隔离开关GN6/8-10/20010KV200A25.5KA500高压熔断器RN2-1010KV0.5A50KA电乐互感器JDJ-1010/0.1KV电流互感器LQJ-1010KV100/5 A31.8A81避雷器FS4-1010KV户外隔离开关GW4-12/40012KV400A25KA500所选一次设备均满足要求。（二）380V侧一次设备的选择校验 如表7.2表7.2 380V侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数UnInILshi1 sht(3)loo*t数据380V总 1320A21.6kA36.2kA272次 设 备 型 号 规 格额定参数UNo eIn.clocImaxI2t.t低压断路器DW15-1500/3D380V1500A40kA低压断路器DZ20-630380V630A30kA低压刀开关HD13-1500/30380V1500A电流互感器LMZJ-0.5500V1500/5A电流互感器LMZJ-0.5500V100/5 A所选一次设备均满足要求。八、变电所进出线的选择与校验为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条 件：发热条件；电乐损耗条件；经济电流密度；机械强度。根据设计经验：一般10KV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发 热条件选择导线和电缆截面，再校验其电乐损耗和机械强度。对于低压照明线路,因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和 机械强度。（一）、高压线路导线的选择架空进线后接了一段交联聚乙烯绝缘电力电缆YJV-3x50做引入线（直埋）高压侧计算电流=65.70A所选电缆的允许载流量&=125A 以=65.70A满 足发热条件。（二）、低压线路导线的选择结合负荷计算，可得到由变电所到各个车间的低压电缆的型号为：电镀车间：VV22-1KV-3X 120+1 X 70 两根并联；Ial=207X2=414A244A铸造车间：VV22-1KV-3X 240+1X120 I al=310A201A锅炉房：VV22-1KV-3X 120+1X70 Ial=207A67A锻压车间：VV22-1KV-3X 150+1X95 两根并联 I al=474A251A金工车间：VV22-1KV-3X 185+1X95 I al=264A194A工具车间：VV22-1KV-3X 150+1X95 两根并联 I al=474A280A热处理车间：VV22-1KV-3X 150+1X95 I al=237A176A装配车间：VV22-1KV-3X 70+1X50 I al=152A122A机修车间：VV22-1KV-3X 50+1X35 Ial=129A78A仓库：VV22-1KV-3X 25+1X16 Ial=87A16.2A生活区：VV22-1KV-3X 185+1X95 两根并联 I al=264X 2=528A413A另外，送至各车间的照明线路采川：铜芯聚氯乙烯绝缘导线BV型号。九、变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定(一)二次问路方案选择1、二次回路电源选择二次回路操作电源有直流电源，交流电源之分。蓄电池组供电的直流操作电源带有腐蚀性，并且有爆炸危险；由整流装置供 电的直流操作电源安全性高，但是经济性差。考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化，投资大大减少，且工作可靠，维护方便。这里采川交流操作电源。2、高压断路器的控制和信号网路高压断路器的控制回路取决于操作机构的形式和操作电源的类别。结合上面 设备的选择和电源选择，采用弹簧操作机构的断路器控制和信号问路。(二)变配电站的保护装置1、主变压器的继电保护装置(1)装设瓦斯保护 当变压器油箱内部产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时 动作于信号；当因严重故障产生大量瓦斯时，则动作于跳闸。(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。过流保护动作电流的整定公式为 Iop=KrelKw ILmax/KreKi通过计算整定电流为9.5A。因此过流保护动作电流I叩整定为lOAo过电流保护动作时间的整定 由于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可整定为最短的0.5S.过电流保护灵敏系数的校验 由公式Sp=1kmm/1陋=3.4D1.5所以满 足灵敏系数L5的要求。(3)装设电流速断保护 利川GL15型继电器的电流速断装置来实现。速 断电流的整定为,b=Iqb/Iop=5.5电流速断保护灵敏系数的检验 Sp=1.551.5因此这里的电流速断保护满足要求。2、作为备川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 采川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。过流保护动作电流的整定公式为 IoP=KrelKw ILmax/KreK1通过计算整定电流为6.3A。因此过流保护动作电流1印整定为7AO过电流保护动作时间的整定 由于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可整定为最短的0.5S.(2)装设电流速断保护 利川GL15型继电器的电流速断装置来实现。3、变电所低压侧的保护装置(1)低压总开关采川DW15-1500/3型低压断路器，三相均装过流脱扣器。(2)低压侧所有的出线上均装设DZ20型低压断路器控制，其过流脱扣器可 实现对线路短路故障的保护。十、防雷保护和接地装置的设计(-)防雷设备和措施防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门川来接受直接雷 击(雷闪)的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或 称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物 内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备 的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被 击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷 器的型式，主要有阀式和排气式等。防雷措施为：(1)架设避雷线 这是防雷的有效措施，但造价高，因此只在66KV及以上 的架空线路上才沿全线装设。35KV的架空线路上，一般只在进出变配电所的一 段线路上装设。而10KV及以下的线路上一般不装设避雷线。(2)提高线路本身的绝缘水平在架空线路上，可采川木横担、瓷横担或高 一级的绝缘子，以提高线路的防雷水平，这是10KV及以下架空线路防雷的基本 措施。(3)利川三角形排列的顶线兼作防雷保护线由于310KV的线路是中性点 不接地系统，因此可在三角形排列的顶线绝缘子装以保护间隙。在出现雷电过电 压时，顶线绝缘子上的保护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从 而保护了下面两根导线，也不会引起线路断路器跳闸。(4)装设自动重合闸装置 线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起 的。在断路器跳闸后，电弧即自行熄灭。如果采川一次ARD,使断路器经0.5s 或稍长一点时间后自动重合闸，电弧通常不会复燃，从而能恢复供电，这对一般 川户不会有什么影响。(5)个别绝缘薄弱地点加装避雷器 对架空线路上个别绝缘薄弱地点，如跨 越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设排气 式避雷器或保护间隙。变配电所的防雷措施(1)装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建(构)筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时,不必再考虑直击雷的保护。(2)高压侧装设避雷器 这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压 线路侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路 进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架 空线路，则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地 端与电缆头外壳相联后接地。(3)低压侧装设避雷器 这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入 而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时(如IT系统)，其 中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。在本设计中，配电所屋顶及边缘敷设避雷带，其直径为8mm的镀锌圆钢，主 筋直径应大于或等于10mm的镀锌圆钢。(二)接地与接地装置电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直 接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的 接地体，称为人工接地体。兼作接地体川的直接与大地接触的各种金属构件、金 属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装 置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不 载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互川接地线连接 起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干 线一般应采川不少于两根导体在不同地点与接地网连接。H总结我做的是义x机械厂降压变电所的电气设计.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，像低压的 设计。这次设计使我对降压配电系统及车间变电所系统新的认识，通过本次设计,所学到了很多以前在课堂上没有学到的内容。在设计过程中，学到了以下几个方 ffi：（1）知识系统化能力得到提高。设计过程中运用了很多的知识，因此如何将 知识系统化就成了关键。如本设计中用到了工厂供电的绝大多数的基础理论和设 计方案，因此在设计过程中侧重了知识系统化能力的培养，为今后的工作和学习 打下了很好的理论基础。（2）计算和微机应川能力得到提高。通过本次锻炼，使 自己计算准确度有了进步，对EXCEL、WORD等软件更加熟练了。（3）自学能力提 高。总而言之，此次课程设计的完成带给我了很大的收获，为以后的学习和工作 打下了扎实的基础。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，这次课程设计非常重要。附录I变电所主结线图o9tl22-IODOO-gC-r1 SHIMO 1/6JO I 鹏中X26-1O“一】：；226-IDM105-小 1*MD/0.5V fNHSNIO-IO 1/630LI2B6-10JTN2-vluMt丫122-10000-3，1为参考书目：1刘介才.供配电技术M.2版 北京：机械工业出版社，2005.2苏文成.工厂供电M.2版 北京：机械工业出版社，1990.3李宗纲，等.工厂供电设计M.长春：吉林科学技术出版社，19854电气制图国家标准汇编S.北京计划出版社，20015电气标准规范汇编S.北京：中国计划出版社，2006.6机械工厂电力设计规范(JBJ6-1996)S.北京：机械工业出版社，1997.7