锻造厂供配电系统标准设计.docx

工厂供电课程设计

题目：某铸造厂供配电系统设计

学生姓名： 宋锐
学 号： 06070323
院 （系）： 电气和信息工程学院
专 业： 自动化133
指导老师： 段明亮
06月25日
目录
第一章 概述 1
1.1设计对象介绍 1
1.2原始资料介绍 1
1.3 设计标准 3
1.4 设计任务 3
第二章 负荷计算 4
2.1负荷计算意义 5
2.2负荷计算 5
2.3功率赔偿 5
第三章 供电方案及主变压器选择 6
3.1供电方案选择 6
3.2变电所主变压器型号 7
3.3 技术指标计算 7
3.4 方案经济计算 9
3.5主接线设计 11
第四章 短路电流计算 12
4.1短路电流计算目标 12
4.2短路电流计算 12
第五章 关键电气设备选择 15
5.1功率损耗计算 15
5.2 35kV架空线路导线选择 15
5.3 35KV各设备选择和校验 16
5.3.1 35kV断路器 17
5.3.2 35kV隔离开关 18
5.3.3 35kV电压互感器 18
5.3.4 电流互感器 18
5.4 10KV各设备选择和校验 19
5.4.1 10kV断路器 19
5.4.2 10kV隔离开关 20
5.4.3 10kV电压互感器 20
5.4.4 10kV电流互感器 20
5.5 10kv母线 21
5.6 高压开关柜 21
5.7车间变电所 22
5.8 10kV备用电源进线 23
第六章 关键设备继电保护设计 24
6.1主变压器保护方法选择和整定计算 24
6.2 10kv高压线路保护方法选择和整定计算 25
附录一：设备汇总一览表 26
附录二：低压一次设备选择校验项目……………………………………………27

第一章 概述
1.1设计对象介绍
变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必需无功功率赔偿装置和主控制室等组成 。其中 ，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所最关键组成部分。它决定着变电所功效、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。通常分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等多个基础形式。主变压器是变电所最关键设备，它性能和配置直接影响到变电所优异性、经济性和可靠性。通常变电所需装2～3台主变压器；330 千伏及以下时，主变压器通常采取三相变压器，其容量按投入5 ～预期负荷选择。另外，对变电所其它设备选择和所址选择和总体部署也全部有具体要求 。变电所继电保护分系统保护（包含输电线路和母线保护）和元件保护（包含变压器、电抗器及无功赔偿装置保护）两类。
1.2原始资料介绍
1.厂区平面部署图

配电计点名称
设备容量/kW
需要系数Kd

一车间、锻工车间
1419
0.33
0.4
二车间
2223
0.3
0.68
三车间
1755
0.52
0.3
工具,机修车间
1289
0.38
0.26
空气站、煤气站、锅炉房
1266
0.67
0.2
仓库
550
0.3
0.7
2.负荷
负荷类型及负荷量见上表，负荷电压等级为380V。除空气站，煤气站部分设备为二级负荷，其它均为三级负荷。
3.工厂为二班制，整年工厂工作小时数为4500小时，最大负荷利用小时数：Tmax=4000小时。年耗电量约为万kW·h（有效生产时间为10个月）。
4.电源：工厂东北方向6公里处有新建地域降压变电所，110/35/10kV，25MVA变压器一台作为工厂主电源，许可用35kV或10kV中一个电压，以一回架空线向工厂供电。35kV侧系统最大三相短路容量为1000MV·A，最小三相短路容量为500MV·A。10kV侧系统最大三相短路容量为800MV·A，最小三相短路容量为400MV·A。
备用电源：另外，由正北方向其它工厂引入10kV电缆作为备用电源，平时不准投入，只在该工厂主电源发生故障或检修时提供照明及部分关键负荷用电，输送容量不得超出全厂计算负荷20%。
5.功率因数：要求cos≥0.85。
6.电价计算：供电部门实施两部电价制。（1）基础电价：按变压器安装容量每1kV·A，6元/月计费；（2）电度电价：供电电压为35kV时，β=0.5元/（kW·h）；供电电压为10kV时，β=0.55元（kW·h）。附加投资：线路功率损失在发电厂引发附加投资按1000元/kW计算。
7.工厂自然条件：本厂所在地域年最高气温为38℃，年平均温度为23℃，年最低气温为-8℃ ，年最热月最高气温为33℃，年最热月平均气温为36℃，年最热月地下0.8m处平均温度为35℃ 。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。本厂所在地域平均海拔高度为500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。
1.3 设计标准
根据国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kv及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等要求，进行工厂供电设计必需遵照以下标准：
（1） 遵守规程、实施政策。
必需遵守国家相关要求及标准，实施国家相关方针政策，包含节省能源，节省有色金属等技术经济政策。
  （2）安全可靠、优异合理。
应做到保障人身和设备安全，供电可靠，电能质量合格，技术优异和经济合理，采取效率高、能耗低和性能优异电气产品。
  （3）近期为主、考虑发展。
应依据工作特点、规模和发展计划，正确处理近期建设和远期发展关系，做到远近结合，合适考虑扩建可能性。
（4） 全局出发、统筹兼顾。
按负荷性质、用电容量、工程特点和地域供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中关键组成部分。工厂供电设计质量直接影响到工厂生产及发展。作为从事工厂供电工作人员，有必需了解和掌握工厂供电设计相关知识，方便适应设计工作需要。
1.4 设计任务
1．总降压变电站设计
（1）负荷计算。
（2）主结线设计：依据设计任务书，分析原始资料和数据，列出技术上可能实现多个方案，依据改方案初选主变压器及高压开关等设备，经过概略分析比较，留下2～3个较优方案，对较优方案进行具体计算和分析比较，（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标），确定最优方案。
（3）短路电流计算：依据电气设备选择和继电保护需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。
（4）关键电气设备选择：关键电气设备选择，包含断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备选择及校验。选择设备型号、数量、汇成设备一览表。
（5）关键设备继电保护设计：包含主变压器、线路等元件保护方法选择和整定计算。
（6）配电装置设计：包含配电装置部署型式选择、设备部署图。
（7） 防雷、接地设计：包含直击雷保护、进行波保护和接地网设计。
2.车间变电所设计
依据车间负荷情况，选择车间变压器台数、容量，和变电所位置标准考虑。
3.厂区380V配电系统设计
依据所给资料，列出配电系统结线方案，经过具体计算和分析比较，确定最优方案。
第二章 负荷计算
2.1负荷计算意义
负荷计算是依据已知工厂用电设备安装容量来确定预期不变最大假想负荷。它是按发烧条件选择工厂电力系统供电线路导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等额定参数依据，所以很关键。如估算过高，将增加供电设备容量，使工厂电网复杂，浪费有色金属，增加初投资和运行管理工作量。尤其是因为工厂企业是国家电力关键用户，以不合理工厂电力需要量作为基础国家电力系统建设，将给整个国民经济建设带来很大危害。不过假如估算过低，又会使工厂投入生产后，供电系统线路及电器设备因为负担不了实际负荷电流而过热，加速其绝缘老化速度，降低使用寿命，增大电能损耗，影响供电系统正常可靠运行。
2.2负荷计算
各车间计算负荷：
①一车间、锻工车间：
设备容量Pe=1419 kW，Kd=0.33，
②二车间：
设备容量Pe=2223 kW， Kd=0.3，
③三车间：
设备容量Pe=1755 kW，Kd=0.52，
④空气站、煤气站、锅炉房：设备容量Pe=1289 kW， Kd=0.38，
⑤工具,机修车间：设备容量Pe=1266 kW， Kd=0.67，
⑥仓库:设备容量Pe=550 kW，Kd=0.3，
负荷计算表格汇总：
表1 工厂负荷汇总表
序号
配电计点名称
负荷
类型
计算负荷
30(2)/kW
/kvar

1
一车间、锻工车间
III
468.27
187.308
504.34
2
二车间
III
666.9
453.492
806.48
3
三车间
III
912.6
273.78
952.78
4
工具,机修车间
III
489.82
127.35
506.10
5
空气站、煤气站、锅炉房
II
848.22
169.644
865.02
6
仓库
III
165
115.5
201.41
总计

3550.81
1327.08
3838.14
=0.95，=0.97
3373.27
1287.26
3610.54
2.3功率赔偿
工厂中因为有大量感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负载，还有感性电力变压器，从而使功率因数降低。如在充足发挥设备潜力、改善设备运行性能、提升自然功率因数情况下，尚达不到要求功率因数要求，则需要增设无功功率赔偿装置。这将使系统电能损耗和电压损耗对应降低，既节省电能又提升电压质量，而且可选较小容量供电设备和导线电缆，所以提升功率因数对供电系统大有好处。
变压器（10KV/380V）功率损耗：
该变压器对应高压侧功率
变压器（电压变比为35KV/10KV）无功和有功损耗
则可得该主变压器对应高压侧功率
35kV侧功率因数：0.902>0.85
10kV侧功率因数：0.92>0.85
即功率因数符合要求,无需进行功率赔偿。
第三章 供电方案及主变压器选择
3.1供电方案选择
该厂供电电源可由35KV高压线和10KV高压线提供，可作出两种供电电源。
设计方案：
1.电源及备用电源均由10KV高压线提供
2.电源由35KV高压线提供10KV高压线作为备用电源。
因供电系统基础要求是安全、可靠、经济、优质。所以在设计过程要对两种方案综合考虑，在安全可靠基础上选择最经济方案。
方案1：工作电源和备用电源均采取10KV高压线供电。两路电源进线均采取断路器控制。
方案优缺点分析：
优点：工厂内不设主变压器，能够简化接线，降低了投资及运行费用。工厂内不设降压变电所能够降低土地占有面积，降低工作人员及运行维护工作量。
缺点：供电电压低，线路功率损耗和电压损耗大，要求功率因数大，需要赔偿无功赔偿容量大，赔偿装置费用会增加。工厂内设总配电所，供电稳定性不如35KV。
方案2：供电电源采取35KV供电电源供电，装设一台主变压器。用架空线引入降压变电所，10KV作为备用电源。10KV经过降压变后接在10KV一段配电母线上，10KV接在另一段配电母线上。
方案优缺点分析：
优点：本方案经济技术指标介于方案一和方案二之间，因为原始资料要求正常供电时只用一路供电，出现故障时方用备用电源，备用电源供电时间较少。所以该方案既能满足供电安全可靠性又可降低投资及维护费用。
3.2变电所主变压器型号
变电所主变压器型式选择：
1、油浸式:通常正常环境变电所；
2、干式:用于防火要求较高或环境潮湿，多尘场所；
3、密闭式:用于含有化学腐蚀性气体、蒸汽或含有导电、可燃粉尘、纤维会严重影响变压器安全运行场所；
4、防雷式:用于多雷区及土壤电阻率较高山区；
5、有载调压式:用于电力系统供电电压偏低或电压波动严重且用电设备对电压质量又要求较高场所。
因为本设计变电所为独立式、封闭建筑，故采取油浸式变压器。
总降压变电站方案选择4000KžVA油浸式变压器一台，型号为S11-4000/35，电压为35KV/10KV。相关技术指标见下表：
型号
额定容量（KžVA）
额定电压
损耗/kW
空载电流（%）
阻抗电压（%）
一次
二次
空载
负载
S11-4000/35
4000
35KV
10KV
3.62
27.36
0.56
7
3.3 技术指标计算
方案一
不设主变压器，变压器损耗按0计算。
=3373.27kW，=1287.26kvar，=3610.54kVA
=/=208.34A
10kV架空线路选择，选择LGJ-70钢芯铝绞线，几何均径确定为1.5米。查表得，。
电压损失
电压损失不合格。且1.2kV=2.4倍要求损耗，差值过大，又是主电源进线，不满足要求，所以，此方案不可行。
10kV电缆线未给长度，电压损失按合格计算。
方案二
选择S11-4000/35型变压器，查资料知S11-4000/35变压器技术参数为：
空载损耗为=3.62kW；
短路损耗为=27.36kW；
阻抗电压%=7；
空载电流%=0.56。
变压器有功功率损耗：
=27.18kW
其中=3711.89kVA，=4000kVA，n=变压器台数1
变压器无功功率损耗：
n=465.12kvar
35kV线路功率：
=3436.55kW
=1932.88kvar
=3942.83kVA
=/=65.03A
35kV线路选择LGJ-50型钢芯铝线，线路导线为水平等距排列，相邻线距设为1.6m，则线间几何均距确定。查书（189页）得，。
电压损失：
电压损失合格。
10kV电缆线未给长度，电压损失按合格计算。
3.4 方案经济计算
方案一经济计算：
表2 方案一基建费用
设备名称
型号规格
单价(万元)
数量
综合投资（万元）
电力变压器
无
7.00
0
0
线路投资
LGJ-70+铝芯粘性油浸纸型电缆
1.0+1.02
(6+5)km
11.1
高压断路器
SN10-10I
2.06
1
2.06
电压互感器
JDZJ-10
0.92
2
1.84
附加投资

0.1/kw
6km
35.94
累计
-
-
-
50.94

表3 方案一年运行费用
项目
计算标准
金额（万元）
线路折旧费
根据线路投资4%计算
0.44
线路维护费
根据线路折旧标准计算
0.44
变电设备维护费
根据综合投资6%计算
0
变电设备折旧费
根据综合投资6%计算
0
线路电能损耗

79.068
变压器电能损耗
0
0
基础电价费用

1108.25
累计
-
1188.20

方案二经济计算
表2’ 方案二基建费用
设备名称
型号规格
单价(万元)
数量
综合投资（万元）
电力变压器
S11-4000/35
40.00
1
40.00
线路投资
LGJ-50+铝芯粘性油浸纸型电缆
1.0+1.02
6+5
11.1
高压断路器
SN10-35I
2.06
1
2.06
电压互感器
JDJJ-35
0.92
2
1.84
附加投资

0.1/kw
78.94(kW)
7.89
累计
-
-
-
62.89

表3’ 方案二年运行费用
项目
计算标准
金额（万元）
线路折旧费
根据线路投资4%计算
0.44
线路维护费
根据线路折旧标准计算
0.44
变电设备维护费
根据综合投资6%计算
0.7
变电设备折旧费
根据综合投资6%计算
0.7
线路电能损耗

10.35
变压器电能损耗
=
11.55
基础电价费用
400060+
1031.5
累计
-
1055.68

方案经济对比：
比较项目
方案一
方案二
早期投资(万元)
50.94
62.89
年运行费用(万元)
1188.20
1055.68
总投资(万元)
1239.14
1118.57
综上，能够看出，方案一电压损失不合格，且投资很高，不划算。方案二即使早期投资较贵，但年运行费用低，且全部指标合格。所以采取方案二，在正常运行时使用1台S11-4000/35变压器，另加10kV备用线路。
3.5主接线设计
（1）主接线基础要求
安全：符合相关国家标准和技术规范要求，能充足确保人身和设备安全
可靠：应满足电力负荷尤其是期中一二级负荷对供电系统可靠性要求。
灵活：应能适应必需多种运行方法，便于切换操作和检修，且适应符合发展。
经济“在满足上述要求前提下，应尽可能是主接线简单，投资少，运行费用低，并节省电能和有色金属消耗量
（2） 变电站主接线选择标准
1.当满足运行要求时，应尽可能少用或不用断路器，以节省投资。
2.当变电全部两台变压器同时运行时，二次侧应采取断路器分段单母线接线。
3.当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采取线路变压器组接线。
4.为了限制配出线短路电流，含有多台主变压器同时运行变电所，应采取变压器分列运行。
（3） 变电站主接线方案确实定
依据书本P132~P134，可知：

只装有一台主变压器总降压变电所主接线一次侧无母线，二次侧为单母线。特点是简单经济。
装有两台主变压器总降压变电所主接线分4种。
（1）一次侧内桥式、二次侧采取单母线分段；
（2）一次侧外桥式、二次侧采取单母线分段；
（3）一二次侧均采取单母线分段；
（4）一二次侧君采取双母线分段。
此次设计中，该铸造厂大部分是三级负荷，只有部分二级负荷，且方案中只使用一台主变压器，所以不能使用两台变压器4种结线方法，太不经济，也无必需；考虑到二级负荷要采取10kV备用电源线供电，所以，我们采取了以下结线方法：
35kV电源进线和10kV分别接到二次侧单母线分段侧，当正常运行时，断路器和隔离开关闭合，35kV降压二次侧供给全部用电车间，当发生故障或检修变压器时，将 断开，同时闭合10kV侧断路器和隔离开关，供二级负荷煤气站、空气站用电。这种结线满足了供电需求和供电可靠性，同时尽最大可能节省了开支和预算。
第四章 短路电流计算
4.1短路电流计算目标
短路电流计算目标是为了正确选择和校验电气设备，和进行继电保护装置整定计算为了确保电力系统安全运行，选择电气设备时，要用流过该设备最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以确保设备在运行中能够经受住突发短路引发发烧和点动力巨大冲击。
4.2短路电流计算

降压
配电
SN10-10I
G

电源
36.5k
35k
10k母线
SN10-35I
S11-4000/35

S9-1000/10
10kv母线
380V母线

三车间变电所

选择35KV处断路器时，用最大短路容量，选择少油户内类型SN10-35I。
K-1点三相短路电流和短路容量（UC1=35*(1+5%)=36.5KV）
(1) 计算短路电路中各元件电抗及总电抗
1） 电力系统电抗：
2） 架空线路电抗：由书56页表3-1知X0=0.35Ω/km，所以

3） 绘出k-1点短路等效电路，计算得总电抗

(2) 计算三相短路电流和短路容量
1） 三相短路电流周期分量有效值

2） 三相短路次暂态电流和稳态电流
3） 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值
4） 三相短路容量
K-2点三相短路电流和短路容量（UC2=10*(1+5%)=10.5KV）
(1) 计算短路电路中各元件电抗及总电抗
1） 电力系统电抗：
2） 架空线路电抗：
3） 电力变压器电抗：由表知UK%=7%
4）绘出k-2点短路等效电路，计算得总电抗
(2) 计算三相短路电流和短路容量
1） 三相短路电流周期分量有效值
2） 三相短路次暂态电流和稳态电流
3） 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值
4） 三相短路容量
K-3点三相短路电流和短路容量（UC3=380V）
(1) 计算短路电路中各元件电抗及总电抗
1） 电力系统电抗：
2） 架空线路电抗：
3） 电力变压器电抗：S11-4000/35型号UK1%=7%，
S9-1000/10型号UK2%=4.5%
4） 电缆线路电抗：由书56页表3-1知X0=0.08Ω/km，取L=0.2km，所以
5） 绘出k-3点短路等效电路，计算得总电抗
(2) 计算三相短路电流和短路容量
1） 三相短路电流周期分量有效值
2） 三相短路次暂态电流和稳态电流
3） 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值
4） 三相短路容量

三相短路电力计算汇总：
表4 三相短路电流
短路
计算点
三相短路电流/kA
三相短路容量/MVžA

K-1
6.14
6.14
6.14
15.66
9.27
388.2
K-2

49.72
K-3
3.30
3.30
3.30

3.60
2.29

第五章 关键电气设备选择
5.1功率损耗计算
变压器（10KV/380V）功率损耗：
该变压器对应高压侧功率
变压器S11-4000/35（电压变比为35KV/10KV）无功和有功损耗
则可得该主变压器对应高压侧功率
5.2 35kV架空线路导线选择
35KV线路初步选择LGJ钢芯铝绞线架设，（按经济电流密度选择电缆截面），
导线和电缆经济电流密度
线路类别
导线材质
年最大有功负荷利用小时（3000~5000h）
架空线路
铜
2.25
铝
1.15
由题已知Tmax=4000h，所以经济电流密度，故经济截面

选择标准截面50，即选LGJ-50型钢芯铝线。
1）校验发烧条件：
查附录表16（书382页）得LGJ-50许可载流量（考虑到年最热月平均气温为36C，取环境温度为35C），满足发烧条件。
2）校验机械强度：
查附录表14（书381页）得35kv架空钢芯铝线最小截面，满足机械强度要求。
3） 检验电压损失：
该线路导线为水平等距排列，相邻线距设为1.6m，则线间几何均距确定。查书（189页）得，。

，电压损失合格。
所以，架空线路导线选择LGJ-50型钢芯铝线。
5.3 35KV各设备选择和校验
高压一次设备选择校验项目
电气设备名称
电压/kv
电流/A
断流能力/KA或MVA
短路电流校验
动稳定度
热稳定度
高压断路器
√
√
√
√
√
高压隔离开关
√
√
−
√
√
电流互感器
√
√
−
√
√
电压互感器
√
−
−
−
−

5.3.1 35kV断路器
是指能够关合、承载和开断正常回路条件下电流，并能关合、在要求时间内承载和开断异常回路条件（包含短路条件）下电流开关装置。在这里因为35KV侧最高正常工作电流，选择断路器为户内少油断路器，型号是：SN10-35I，其继电保护时间取1.1s，断路器短路时间取0.1s，则

查附录表8（p374）知该断路器热稳定电流为16（4s）/KA,可得

高压断路器SN10-35I选择校验表
序号
装设地点电气条件
SN10-35I
项目
数据
项目
数据
结论
1

35KV

35KV/40.5KV
合格
2

63.06A

1000A
合格
3

6.14KA

16KA
合格
4

15.66KA

40KA
合格
5

1024
合格
由以上数据可知在35KV/10KV变压器高压侧断路器选择是合理。
5.3.2 35kV隔离开关
是一个没有灭弧装置开关设备，关键用来断开无负荷电流电路，隔离电源，在分闸状态时有显著断开点，以确保其它电气设备安全检修。在这里因为35KV侧最高正常工作电流，选择隔离开关型号为：GW4-35DW/630A－25KA，其关键技术数据校验如表所表示：
高压隔离开关选择校验表
序号
装设地点电气条件
GW4-35DW/630A－25KA
项目
数据
项目
数据
结论
1

35KV

35KV/36.5KV
合格
2

63.06A

630A
合格
3

15.657KA

25KA
合格
4

1024
合格
所以高压隔离开关选择GW4-35DW/630A－25KA。
5.3.3 35kV电压互感器
是一个带铁心变压器。它关键由一、二次线圈，铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通φ，依据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组匝数，能够产生不一样一次电压和二次电压比，这就可组成不一样比电压互感器。在这里因为互感器用于运行监视，选择正确度为1级，依据电压和工作环境，这里选择型号为：JDJJ-35，其技术参数以下：
电压互感器JDJJ-35选择校验表
序号
装设地点电气条件
JDJJ-35型单相油浸式电压互感器
项目
数据
项目
数据
结论
1

35KV

35KV/36.5KV
合格
所以电压互感器选择JDJJ-35型单相油浸式电压互感器。
5.3.4 电流互感器
电流互感器原理是依据电磁感应原理。电流互感器是由闭合铁心和绕组组成。它一次侧绕组匝数极少，串在需要测量电流线路中，所以它常常有线路全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它二次侧回路一直是闭合，所以测量仪表和保护回路串联线圈阻抗很小，电流互感器工作状态靠近短路。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来使用 ，二次侧不可开路。
因为35KV侧最高正常工作电流，初步选定LCW-35-150/5电流互感器。

电流互感器LCW-35-150/5选择校验表
序号
装设地点电气条件
LCW-35-150/5型电流互感器
项目
数据
项目
数据
结论
1

35KV

35KV/36.5KV
合格
2

63.06A

150A
合格
3

15.657KA

30KA
合格
4

112.5
合格
正确度级选择：
因为互感器要供给计费电能表使用，所以选择0.5级即可满足。所以电流互感器选择LCW-35-150/50-0.5型电流互感器。
5.4 10KV各设备选择和校验

5.4.1 10kV断路器
选择10KV处断路器时，由K-2点处短路容量，初步选择少油户内类型SN10-10I。由附录表8知该断路器固有分闸时间为0.06s，该断路器热稳定电流为16（4s）/KA，取保护动作时间为0.6s。
则许可热稳定度：。
短路发烧假想时间为：
计算热稳定度：

高压断路器SN10-10I选择校验表
序号
装设地点电气条件
SN10-10I
项目
数据
项目
数据
结论
1

10KV

10KV/12KV
合格
2

630A
合格
3

2.73KA

16KA
合格
4

5.03KA

40KA
合格
5

1024
合格
所以10kv侧断路器选择少油户内类型SN10-10I。
5.4.2 10kV隔离开关
选择10KV处隔离开关时，因为10KV侧正常工作电流
，初步选择隔离开关型号为：GN6-10T/400。该型号隔离开关热稳定电流为14（5s）/KA。
则许可热稳定度：。
高压隔离开关GN6-10T/400选择校验表
序号
装设地点电气条件
GN6-10T/400
项目
数据
项目
数据
结论
1

10KV

10KV/11.5KV
合格
2

400A
合格
3

5.03KA

40KA
合格
4

合格
所以10kv侧高压隔离开关选择户内类型GN6-10T/400。

5.4.3 10kV电压互感器
电压互感器JDZJ-10选择校验表
序号
装设地点电气条件
JDZJ-10型电压互感器
项目
数据
项目
数据
结论
1

10KV

10KV/11.5KV
合格
所以10kv侧电压互感器选择JDZJ-10型号电压互感器。
5.4.4 10kV电流互感器
由线路额定电压为10KV，初步选电流互感器为LQJ-10型号。由附录表12（书380页）可知，动稳定倍数为160，1s热稳定倍数为75。所以
，

电流互感器LQJ-10-400/5选择校验表
序号
装设地点电气条件
LQJ-10
项目
数据
项目
数据
结论
1

10KV

10KV/11.5KV
合格
2

400A
合格
3

5.03KA

40KA
合格
4

合格
所以10kv侧电流互感器选择LQJ-10-400/5型号电流互感器。
5.5 10kv母线
采取单母线制。母线水平平放，档距设为900mm，档数取2，相邻两母线轴线设置为160mm。初步选择LMY-50×5型硬铝母线。
1） 计算10kv母线短路时所受最大电动力
由表4知10kv母线短路电流，（考虑到该短路点为配电总线，和车间交流电动机相隔较远，故忽略交流电动机反馈冲击电流）。所以10kv母线在三相短路时所受最大电动力为
2）校验母线短路时动稳定度
母线在作用时弯曲力矩：
母线截面系数为：
故母线在三相短路时所受计算应力为：
而硬铝母线（LMY）许可应力
所以10kv配电处选择LMY-50×5型硬铝母线。
5.6 高压开关柜
此次设计中35kV侧高压开关柜选择KYN12-35型，关键电气设备安装在手车上，高压断路器、隔离开关等需要检修时，拉出手车，修好后推入手车即可恢复使用。
同理，10kV侧需要高压开关柜型号为KYN28-12型。
5.7车间变电所
以三车间为例:
断路器
选择车间变电所10KV进线处断路器时，由K-3点处短路容量，初步选择少油户内类型SN10-10I。（该断路器相关值已计算。）
由附录表8知该断路器固有分闸时间为0.06s，该断路器热稳定电流为16（4s）/KA，取保护动作时间为0.6s。
则许可热稳定度：

短路发烧假想时间为：
计算热稳定度：

高压断路器SN10-10I选择校验表
序号
装设地点电气条件
SN10-10I
项目
数据
项目
数据
结论
1

10KV

10KV/12KV
合格
2

630A
合格
3

14.08KA

16KA
合格
4

35.90KA

40KA
合格
5

1024
合格
所以车间变电所10KV进线处断路器也选择少油户内类型SN10-10I。
电流互感器
由线路额定电压为10KV，计算电流为55.01A,初步选电流互感器为LQJ-10-160/5型号。由附录表12（书380页）可知，
，

电流互感器LQJ-10-160/5选择校验表
序号
装设地点电气条件
LQJ-10
项目
数据
项目
数据
结论
1

10KV

10KV/11.5KV
合格
2

160A
合格
3

5.03KA

40KA
合格
4

合格
所以车间变电所10KV进线处电流互感器选择LQJ-10-160/5型号。
5.8 10kV备用电源进线
由题目要求备用电源输送容量不得超出全厂计算负荷20%，。则备用电源输送容量取为，此时10KV线路计算电流为。
初步选择铝芯粘性油浸纸型电缆。
线路类别
导线材质
年最大有功负荷利用小时（3000h以下）
电缆线路
铝
1.92
因为是备用电源，所以年最大有功负荷利用小时确定为3000h以下，所以经济电流密度，故经济截面：
。
选择标准截面35，即选铝芯粘性油浸纸35型电缆。
1）校验发烧条件：
查附录表18（书383页）得铝芯粘性油浸纸35型电缆许可载流量（其中年最热月平均气温为36C，而缆芯最高工作温度为60C，满足条件），满足发烧条件。
2）校验机械强度：
查附录表14（书381页）得10kv铝线最小截面，满足机械强度要求。
3） 检验电压损失：因为是有周围工厂引线，忽略其电压损失。
所以，备用电源导线选铝芯粘性油浸纸35型电缆。
低压一次设备选择和校验方法同上，附录列出设备需校验项目表。

第六章 关键设备继电保护设计

KA2
KA
TA
SN10-35I
35k
10k
S11-4000/35

继电保护原理图
继电器选GL-15/10型。
6.1主变压器保护方法选择和整定计算
保护方法选择：
由之前选定35kv侧LCW-35-150/5型电流互感器知其电流比为150A/5A。继电保护装置接线方法采取两相两继电器式。
整定计算：
(1) 整定KA动作电流
取
可靠系数
保护装置返回系数
保护装置接线系数（书229页）
电流互感器电流比

依据GL-15/10型继电器规格，动作电流整定为7A。
（2）KA保护灵敏度检验
由表4知K-2发生三相短路时，所以
将该电流折算到变压器一次侧，可得
=655A
所以KA保护灵敏度为
所以KA整定动作电流满足保护灵敏度要求。
（3）电流速断保护速断电流倍数整定
将电力变压器二次侧母线三相短路电流周期分量有效值折算到一次侧短路电流值：
所以速断电流倍数整定为
（4）KA速断保护灵敏度检验
所以KA整定速断电流倍数满足速断保护灵敏度要求。
6.2 10kv高压线路保护方法选择和整定计算
保护方法选择：
由之前选定10kv侧LQJ-10-400/5型电流互感器知其电流比为400A/5A。继电保护装置接线方法采取两相两继电器式。
整定计算：
(1) 整定KA2动作电流
取可靠系数
保护装置返回系数
保护装置接线系数（书229页）
电流互感器电流比
依据GL-15/10型继电器规格，动作电流整定为9A。
（2）KA2保护灵敏度检验
由表4知K-2发生三相短路时
所以KA2保护灵敏度为
所以KA2整定动作电流满足保护灵敏度要求。
（3）电流速断保护速断电流倍数整定
所以速断电流倍数整定为
（4）KA速断保护灵敏度检验
所以KA整定速断电流倍数基础满足速断保护灵敏度要求。
二级负荷配电设计心得体会
经过供配电课程设计，从刚开始不懂怎样设计一个系统，到现在对设计