车间变电所设计.doc

四川大学网络教育学院

课 程 设 计 说 明 书

课程设计题目： 车间变电所设计
校外学习中心:
学 生 姓 名:
专 业: 电气工程及其自动化
层 次:
年 级: 11秋
学 号:

一、前 言

本设计是根据创越机械厂供电电源状况及本厂用电容量和负荷性质，同步考虑到工厂发展规划，按照保障人身和设备安全、供电可靠、技术先进和经济合理规定，采用符合国家现行有关原则效率高、低能耗、性能先进电气产品等原则进行变电所电气设计。
本设计共分八章，首先根据创越机械厂负荷状况进行有关计算，确定出变电所位置在电镀车间东侧紧靠厂房而建，型式为附设式，而后对变电所主接线方案进行选择。采用单母线接线，考虑到厂里有二级负荷，故除由附近一条10KV公共电源干线获得工作电源外，可采用高压联络线由邻近单位获得备用电源，再通过对两种方案(方案1：装设一台主变压器，型号为S9-1600/10；方案2：装设两台主变压器，型号为S9-1250/10)技术经济比较得出两种方案均能满足技术指标规定，但方案1比方案2节省397.405万元，经济指标远优于方案2，最终选择方案1，接着通过短路电流计算选择和校验变电所一次设备，确定出高压断路器采用SN10-10I/630，隔离开关采用GN86-10/200型，户外采用GW4-15G/200型等设备型号规格及变电所高下压进出线型号。为了保证供电安全可靠性，最终两章论述了本所采用二次回路方案、继电保护方式及变电所防雷规划与接地装置设计。
本设计在各位老师指导下已完毕，在此对各位老师表达衷心感谢，如有不恰之处，请多多指教。

二、目 录

第一章 负荷计算和无功功率赔偿…………………………………… 1
第二章 变电所位置和型式选择…………………………………… 3
第三章 变电所主变压器和主接线方案选择………………………… 4
第四章 短路电流计算……………………………………………… 7
第五章 变电所一次设备选择校验…………………………………10
第六章 变电所进出线和与邻近单位联络线选择…………………12
第七章 变电所二次回路方案选择与继电保护整定………………23
第八章 变电所防雷保护与接地装置设计………………………27
重要参照文献……………………………………………………………29

第一章 负荷计算和无功功率赔偿

一、负荷计算
根据设计任务书所给负荷资料，各厂房和生活区负荷计算如表1-1所示：
表1-1：负荷计算表
编号
名称
类别
设备容量
Pe/KW
需要系数
Kd
cosφ
tanφ
计算负荷
P30/KW
Q30/kvar
S30/KVA
I30/A
1
铸造
车间
动力
400
0.3
0.7
1.02
120
122.4

照明
8
0.8
1
0
6.4
0

小计
408

126.4
122.4
176
267
2
锻压
车间
动力
300
0.2
0.6
1.33
60
79.8

照明
6
0.7
1
0
4.2
0

小计
306

64.2
79.8
102
156
3
金工
车间
动力
300
0.3
0.6
1.33
90
119.7

照明
10
0.8
1
0
8
0

小计
310

98
119.7
155
235
4
工具
车间
动力
200
0.3
0.6
1.33
60
79.8

照明
8
0.7
1
0
5.6
0

小计
208

65.6
79.8
103
157
5
电镀
车间
动力
200
0.5
0.7
1.02
100
102

照明
10
0.8
1
0
8
0

小计
210

108
102
149
226
6
热处理
车间
动力
150
0.5
0.8
0.75
75
56.3

照明
5
0.8
1
0
4
0

小计
155

79
56.3
97
147
7
装配
车间
动力
200
0.3
0.65
1.17
60
70.2

照明
7
0.9
1
0
6.3
0

小计
207

66.3
70.2
97
147
8
机修
车间
动力
150
0.2
0.65
1.17
30
35.1

照明
4
0.8
1
0
3.2
0

小计
154

33.2
35.1
48
73
9
锅炉房
动力
80
0.8
0.7
1.02
64
65.3

照明
1.5
0.7
1
0
1.05
0

小计
81.5

65.05
65.3
92
140
10
仓库
动力
30
0.3
0.9
0.48
9
4.32

照明
2
0.8
1
0
1.6
0

小计
32

10.6
4.32
11
17
11
生活区
照明
350
0.8
0.9
0.48
280
134.4
310
472
总计(380V侧)
动力

996.4
869.3

照明
411.5

计入KΣP=0.85
KΣq=0.90

0.73

846.9
782.4
1166
1771

二、无功功率赔偿
由表1-1可知，该厂380V侧最大负荷时功率因数只有0.73。根据《全国供用电规则》规定高压供电工业顾客，功率因数不得低于0.9，否则需增设无功功率人工赔偿装置。考虑到主变压器无功损耗远不小于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍不小于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率赔偿容量：
Qc=P30(tanφ1-tanφ2)=846.9[tan(arccos0.73)-tan(arccos0.92)]kvar=432kvar
参照《并联电容器装置设计规范》，选PGJ1型低压自动赔偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案2(主屏)1台与方案4(辅屏)3台相组合，总共容量112×4＝448kvar。因此无功赔偿后工厂380V侧和10KV侧负荷负荷计算如表1-2所示。
表1-2：无功赔偿后工厂计算负荷
项目
cosφ
计算负荷
P30/KW
Q30/kvar
S30/KVA
I30/A
380V侧赔偿前负荷
0.73
846.9
782.4
1166
1771
380V侧无功赔偿容量

-448

380V侧赔偿后负荷
0.93
846.9
334.4
910.5
1383
主变功率损耗

13.7
54.6

10KV侧负荷总计
0.91
860.6
389
944.4
54.5

第二章 变电所位置和型式选择

变电所位置应尽量靠近工厂负荷中心。工厂负荷中心按功率矩阵法来确定。
在工厂平面图下边和左侧，任作一直角坐标，测出各车间和宿舍负荷点坐标位置如图2-1示，根据负荷功率矩法可得负荷中心坐标为：
因此，负荷中心坐标为A(7,4.13)
由计算成果可知，工厂负荷中心在5号厂房东面。考虑到以便进出线用周围环境状况，决定在5号厂房东侧紧靠厂房处修建工厂变电所，其型式为附设式，如图2-1。

第三章 变电所主变压器和主接线方案选择

一、变电所主变压器选择
根据工厂负荷性质和电源状况，工厂变电所主变压器可有下列两种方案：
1.装设一台主变压器
型式采用S9，主变压器容量选择应满足条件为：Sn≥S30，同步考虑工厂生产发展需要，按五年规划，每年负荷增长10％，则计算负荷为(1+10%)5×S30=1521KVA，即选一台S9－1600/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷备用电源，由表1-1可知该厂二级负荷有铸造车间176KVA、电镀车间149KVA、锅炉房92KVA，由于二级负荷达417KVA，380KV侧电流达633.6A，距离以较长，因此不能采用低压联络线作备用电源，而采用从邻近单位接高压电源来作为备用电源。
2.装设两台主变压器
型式亦采用S9，而每台容量按下式选择，按五年规划计算五年后计算负荷(1+10%)5×944.4=1521KVA，即
Sn≈0.7S30 =0.7×1521KVA =1064.7KVA
且Sn≥S30(Ⅱ) =(176+149+92)KVA=417KVA
因此选两台S9－1250/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷备用电源亦由与其邻近单位相联高压联络线来承担。
3.主变压器互联结组别均采用Yyno
二、变电所主接线方案选择
按上面考虑两种主变压器方案可设计下列两种主结线方案：
1.装设一台主变压器主接线方案
如图3-1所示(高压侧主接线)。
2.装设两台主变压器主接线方案
如图3-2所示(高压侧主接线)。

3.两种主接线方案技术经济比较(表3-1)
表3-1：两种主接线方案比较
比较项目
装设一台主变主接线方案
装设两台主变主接线方案
技术指标
供电安全性
满足规定
满足规定
供电可靠性
满足规定
满足规定
供电质量
由于一台主变，容量较大，电压损耗略大
由于两台主变并列，电压损耗略小
灵活以便性
只有一台主变，灵活性较差
由于有两台主变，灵活性很好
扩建适应性
稍差某些
更好某些
经
济
指
标
电力变压器综合投资额
参照《工厂供电设计指导》，由表查得S9－1600单价为15.18万元，而由表查得变压器综合投资约为其单价2倍，因此其综合投资为2×15.18万元=30.36万元
由表查得S9－1250单价为12.4万元，因此两台综合投资为4×12.4万元=49.6万元，比一台主变方案多投资19.24万元
高压开关柜(含计量柜)综合投资额
GG-1A(F)型柜为2.5+1.95+2×2.54=
7.28万元，综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为1.5×7.28万元=10.92万元
本方案采用6台GG-1A(F)型柜，总投资为1.15+2.43+2.5+1.35+2.54+1.95
=9.69万元，其综合投资约为1.5×9.69万元=14.535万元，比一台主变方案多投资3.615万元
电力变压器和高压开关柜年运行费用
主变和高压开关柜折旧和维修管理费每年为30.36×5%+10.92×6%+
(30.36+10.92)×6%=4.65万元
主变和高压开关柜折旧和维修管理费每年为49.6×5%+14.535×6%+
(49.6+14.535)×6%=7.2万元,比一台主变方案多投资2.55万元
交供电部门一次性供电贴费
按800元/KVA计，贴费为1600×0.08万元=128万元
贴费为2×1250×0.08万元=200万元，比一台主变方案多交72万元
从上表可知，按技术指标，装设两台主变主接线方案略优于装设一台主变主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变方案远优于装设两台主变方案，方案1比方案2节省397.405万元，因此决定采用装设一台主变方案(方案1)。

第四章 短路电流计算

一、绘制计算电路(如图4-1所示)

二、选择基准
设Sd=100MVA，Ud=UN即高压侧Ud1=10.5KV，低压侧Ud2=0.4KV
则

三、计算短路电路中各元件电抗标么值如下
1.电力系统：X*1= Sd/Sn =100MVA /500MVA =0.2
2.架空线路：查表得LGJ-150X0=0.36 /km，而线路长8 km，故
X*2=(0.36×8)× Sd/Ue2=100MVA /(10.5 KV)2=2.6
3.电力变压器：查表得Uz%=4.5故
X*3=Uz%/ 100 × Sd/ Se =4.5/100×100MVA /1600 KVA=2.8
绘制等效电路，如图4-2所示：

四、计算k-1点(10.5KV侧)短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量
1.总电抗标么值
X*∑(k-1)= X*1+ X*2=0.2+2.6=2.8
2.三相短路电流周期分量有效值
I (3)k-1= Id1 / X*∑(k-1)=5.5KA /2.8=1.96 KA
3.其他短路电流
I`` (3) = I(3)∞= I(3)k-1=1.96 KA
i(3)sh = 2.55 I〝(3) =2.55×1.96KA=5.0KA
I (3)sh = 1.51 I〝(3) =1.51×1.96KA=2.96KA
4.三相短路容量
S(3)k-1= Sd / X*∑(k-1)= 100MVA /2.8=35.7 MVA
五、计算k-2点(0.4KV侧)短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量
1.总电抗标么值
X*∑(k-2)= X*1+ X*2+ X*3=0.2+2.6+4.5=7.3
2.三相短路电流周期分量有效值
I (3)k-2= Id2 / X*∑(k-2)=144KA /5.6=25.7 KA
3.其他短路电流
I〝(3) = I (3)∞= I(3)k-2=25.7 KA
i(3)sh = 1.84I〝(3) =1.84×25.7KA=47.3KA
I (3)sh = 1.09 I〝(3) =1.09×25.7KA=28.01KA
4.三相短路容量
S(3)k-2= Sd / X*∑(k-2)= 100MVA /5.6=17.85MVA
以上计算成果综合如表4-1所示
表4-1：短路计算成果
短路计算点
三相短路电流/KA
三相短路容量/KVA
I (3)k
I〝(3)
I (3)∞
i(3)sh
I (3)sh
S(3)k
K-1
1.96
1.96
1.96
5
2.96
35.7
K-2
25.7
25.7
25.7
47.3
28.01
17.85

第五章 变电所一次设备选择校验

一、10KV侧一次设备选择校验(见表5-1所示)：
表5-1：10KV侧一次设备选择校验
选择校验项目电压
电压
电流
A
断流
能力
动稳定度
(KA)
热稳
定度
其他
装置地
点条件
参数
UN
I30
I (3)k
i(3)sh
I (3)2∞t ima

数据
10KV
92.37
1.96KA
5.0KA
1.962×1.9=7.3

一次设备型号规格
高压少油断路器SN10-10I/630
10KV
630
16KA
40KA
162×2=512

高压隔离开关GN86-10T/200
10KV
200
—
25.5KA
102×5=500

高压熔断器RN2-10
10KV
0.5
50KA
—
—

电压互感器JDJ-10
10/0.1KV
—
—
—
—

电流互感器LQJ-10
10KV
100/5
—
225××
0.1KA=31.8
(90×0.1)2×1=81
二次
负荷
电压互感器JDZJ-10
10//0.1/
/0.1/3KV
—
—
—
—

避雷器FS4-10
10KV
—
—
—
—

户外式高压隔离开关
GW4-15G/200
15KV
200
—

表5-1所选设备均满足规定。

二、380V侧一次设备选择校验(见表5-2所示)：
表5-2：380V侧一次设备选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流
能力
动稳
定度
热稳
定度
其他
装置地点条件
参数
UN
I30
I (3)k
i(3)sh
I (3)2∞t ima

数据
380V
1383A
25.7KA
47.3KA
25.72×0.7=462.3

一次设备型号规格
额定参数
UN
IN
I∞
imax
I2tt

低压断路器
DW15-1500/3电动
380V
1500A
40KV

低压断路器
DZ20 -630
380V
630A(不小于I30)
一般30KA

低压断路器
DZ20 -220
380V
200A(不小于I30)
一般25KA

低压刀开关
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
160/5A 100/5A
—

表5-2所选设备均满足规定。
三、高下压母线选择
参照880264《电力变压器室布置》原则图集规定，10KV母线选用LMY-3(40×4)，即母线尺寸为40mm×4mm；380V母线选用LMY-3(120×10)+80×6，即母线尺寸为120mm×10mm，中性母线尺寸为80mm×6mm。

第六章 变电所进出线和与邻近单位联络线选择

一、10KV高压进线和引入电缆选择
1.10KV高压进线选择校验
根据资料状况，高压进线可采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10KV公用干线。
⑴按发热条件选择。
取I30 =I1N.T =92.37A及室外环境温度33℃，查表得，初选LJ-16，其35℃时Ial≈95A＞I30，满足发热条件。
⑵校验机械强度
查表得，最小容许截面Amin =35mm2，因此LJ-16不满足机械强度规定，故改选LJ-35。
由于此线路很短，电压损耗很小，可忽视不计，故不需校验电压损耗。
2.由高压配电室至主变一段引入电缆选择校验
根据工作环境及规定，采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
⑴按发热条件选择。由I30 =I1N.T =92.37A及室外环境温度25℃，查GB50217-94《电力工程电缆设计规范》，初选35mm2交联电缆，其Ial=105A＞I30，满足发热条件。
⑵校验短路热稳定。
查表得，满足短路热稳定最小截面

式中C值由表查得。
因此YJL22-10000-3×35电缆满足规定。

二、380V低压出线选择
1.馈电给1号车间(铸造车间)线路
采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
⑴按发热条件选择。
由I30 =267A及室外环境温度25℃，查表得，初选缆芯截面为185mm2聚氯乙烯电缆，其Ial= 273A＞I30，满足发热条件。
⑵校验电压损耗
由于此线路很短，不需校验电压损耗。
⑶校验短路热稳定。
查表得，满足短路热稳定最小截面

由于A<Amin，不满足短路热稳定规定，因此改选缆芯为240mm2聚氯乙烯电缆。中性线按选择，则铸造车间电缆型号为VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆。
式中：①：C值由表查得。
②：tima—变电所高压侧过电流保护时间按0.5S整定(终端变电所)，再加上断路器断流时间0.2S，再加0.05S。
2.馈电给2号车间(铸压车间)线路
选择VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
(1)按发热条件选择
由I30=156A及年最热月地下0.8m处土壤平均温度为25℃，查GB50217-94《电力工程电缆设计规范》，初选其截面积为70mm2，其Ial=157>156满足发热条件。
(2)电压损耗校验
由图2-1所示，在平面图上量得变电所到2号厂房距离约为80m，查《工厂供电设计指导》表8-41得：70mm2铝芯电缆R0=0.54Ω/Km，X0=0.07Ω/Km，且P30=64.2KW，Q30=79.8KVar，则

即满足容许电压损耗5％规定。
(3)短路热稳定度校验

由于A<Amin，不满足短路热稳定规定，因此改选缆芯为240mm2聚氯乙烯电缆，中性线按选择，则锻压车间电缆型号为VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆。
3.金工车间(3号厂房)线路
选择VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
(1)按发热条件选择
由I30=235A及年最热月地下0.8m处土壤平均温度为25℃，查GB50217-94《电力工程电缆设计规范》，初选其截面积为150mm2，其Ial=242A>I30=235A满足发热条件。
(2)电压损耗校验
由图2-1所示，在平面图上量得变电所到3号厂房距离约为108m，查《工厂供电设计指导》表8-41得：150mm2铝芯电缆R0=0.25Ω/Km，(75℃)X0=0.07Ω/Km，且P30=98KW，Q30=119.7KVar，则

即满足容许电压损耗5％规定。
(3)短路热稳定度校验
由上得知
由于A<Amin，不满足短路热稳定规定，因此改选缆芯为240mm2聚氯乙烯电缆，中性线按选择，则金工车间电缆型号为VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆。
4.工具车间(4号厂房)线路
选择VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
(1)按发热条件选择
由I30=157A及年最热月地下0.8m处土壤平均温度为25℃，查GB50217-94《电力工程电缆设计规范》，初选其截面积为70mm2，其Ial=157A=I30满足发热条件。
(2)电压损耗校验
由图2-1所示，在平面图上量得变电所到4号厂房距离约为14m，查《工厂供电设计指导》表8-41得：70mm2铝芯电缆R0=0.54Ω/Km，(75℃)X0=0.07Ω/Km，且P30=65.6KW，Q30=79.8KVar，则

即满足容许电压损耗5％规定。
(3)短路热稳定度校验
由上得知
由于A<Amin，不满足短路热稳定规定，因此改选缆芯为240mm2聚氯乙烯电缆，中性线按选择，则金工车间电缆型号为VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆。
5.电镀车间(5号厂房)线路
由于电镀车间就在变电所旁边，并且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铜芯导线BV-1000型5根(3根相线，1根中性线，1根保护线)，穿硬塑料管埋地敷设。
(1)按发热条件选择
由I30=226A及年最热月地下0.8m处土壤平均温度为26℃，查GB50217-94《电力工程电缆设计规范》，初选其截面积为150mm2，其Ial=233A>I30=226A满足发热条件，按规定中性线和保护线也选为150 mm2与相线截面积相似，即选用BV-1000-1×150 mm2，塑料导线5根穿内径90mm硬塑管。
(2)检查机械强度
查表8-34，得知最小容许截面为Amin=1.0mm2，因此上面所选150mm2相线满足机械强度规定。
(3)电压损耗校验
所选穿管线估计长度为50m，查《工厂供电设计指导》表8-38得： R0=0.14Ω/Km，(75℃)X0=0.08Ω/Km，且P30=108KW，Q30=102KVar，则

即满足容许电压损耗5％规定。
6.热处理车间(6号厂房)线路
选择VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
(1)按发热条件选择
由I30=147A及年最热月地下0.8m处土壤平均温度为25℃，查GB50217-94《电力工程电缆设计规范》，初选其截面积为70mm2，其Ial=157A>I30=147A满足发热条件。
(2)电压损耗校验
由图2-1所示，在平面图上量得变电所到6号厂房距离约为80m，查《工厂供电设计指导》表8-41得：70mm2铝芯电缆R0=0.54Ω/Km，(75℃)X0=0.07Ω/Km，且P30=79KW，Q30=56.3KVar，则

即满足容许电压损耗5％规定。
(3)短路热稳定度校验
由上得知
由于A<Amin，不满足短路热稳定规定，因此改选缆芯为240mm2聚氯乙烯电缆，中性线按选择，则热处理车间电缆型号为VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆。
7.装配车间(7号厂房)线路
选择VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
(1)按发热条件选择
由I30=147A及年最热月地下0.8m处土壤平均温度为25℃，查GB50217-94《电力工程电缆设计规范》，初选其截面积为70mm2，其Ial=157A>I30=147A满足发热条件。
(2)电压损耗校验
由图2-1所示，在平面图上量得变电所到7号厂房距离约为108m，查《工厂供电设计指导》表8-41得：70mm2铝芯电缆R0=0.54Ω/Km，(75℃)X0=0.07Ω/Km，且P30=66.3KW，Q30=70.2KVar，则

即满足容许电压损耗5％规定。
(3)短路热稳定度校验
由上得知
由于A<Amin，不满足短路热稳定规定，因此改选缆芯为240mm2聚氯乙烯电缆，中性线按选择，则装配车间电缆型号为VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆。
8.机修车间(8号厂房)线路
选择VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
(1)按发热条件选择
由I30=73A及年最热月地下0.8m处土壤平均温度为25℃，查GB50217-94《电力工程电缆设计规范》，初选其截面积为25mm2，其Ial=90A>I30=73A满足发热条件。
(2)电压损耗校验
由图2-1所示，在平面图上量得变电所到8号厂房距离约为70m，查《工厂供电设计指导》表8-41得：70mm2铝芯电缆R0=1.51Ω/Km，(75℃)X0=0.075Ω/Km，且P30=33.2KW，Q30=35.1KVar，则

即满足容许电压损耗5％规定。
(3)短路热稳定度校验
由上得知
由于A<Amin，不满足短路热稳定规定，因此改选缆芯为240mm2聚氯乙烯电缆，中性线按选择，则机修车间电缆型号为VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆。
9.锅炉房(9号厂房)线路
选择VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
(1)按发热条件选择
由I30=140A及年最热月地下0.8m处土壤平均温度为25℃，查GB50217-94《电力工程电缆设计规范》，初选其截面积为70mm2，其Ial=157A>I30=140A满足发热条件。
(2)电压损耗校验
由图2-1所示，在平面图上量得变电所到9号厂房距离约为70m，查《工厂供电设计指导》表8-41得：70mm2铝芯电缆R0=0.54Ω/Km，(75℃)X0=0.07Ω/Km，且P30=65.05KW，Q30=65.3KVar，则

即满足容许电压损耗5％规定。
(3)短路热稳定度校验
由上得知
由于A<Amin，不满足短路热稳定规定，因此改选缆芯为240mm2聚氯乙烯电缆，中性线按选择，则锅炉房车间电缆型号为VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆。
10.仓库(10号厂房)线路
选择VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
(1)按发热条件选择
由I30=17A及年最热月地下0.8m处土壤平均温度为25℃，查GB50217-94《电力工程电缆设计规范》，初选其截面积为4mm2，其Ial=31A>I30=17A满足发热条件。
(2)电压损耗校验
由图2-1所示，在平面图上量得变电所到10号厂房距离约为60m，查《工厂供电设计指导》表8-41得：4mm2铝芯电缆R0=9.45Ω/Km，(75℃)X0=0.093Ω/Km，且P30=10.6KW，Q30=4.32KVar，则

即满足容许电压损耗5％规定。
(3)短路热稳定度校验
由上得知
由于A<Amin，不满足短路热稳定规定，因此改选缆芯为240mm2聚氯乙烯电缆，中性线按选择，则仓库电缆型号为VLV22-1000-3×240+1×120四芯电缆。
11.生活区线路
选择LJ型铝绞线架空敷设。
(1)按发热条件选择
由I30=472A及室外环境温度为33℃，初选LJ-240，其33℃时Ial≈550A>I30=472A，满足发热条件。
(2)校验机械强度
查得最小容许截面Amin=16mm2，因此LJ-240满足机械强度规定。
(3)电压损耗校验
由图2-1所示，在平面图上量得变电所到生活区负荷中心距离约为150m，查《工厂供电设计指导》表8-38得：R0=0.14Ω/Km，(75℃)X0=0.3Ω/Km(按线间几何均距0.8m计)，又P30=280KW，Q30=134.4KVar，则

即满足容许电压损耗5％规定。
中性线采用LJ-120铝绞线。
三、作为备用电源高压联络线选择校验
采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆，直接埋地敷设，与相近约2 km邻近单位变配电所10K母线相联。
⑴按发热条件选择
工厂二级负荷容量共417KVA，，由I30 =24.1A及环境温度(年最热月平均气温)26℃，查表得，初选截面为25 mm2交联聚乙烯绝缘铝芯电缆，其Ial≈ 90 A＞I30，满足发热条件。
⑵校验电压损耗
由表查得缆芯25 mm2铝芯电缆R0=1.54Ω/km(缆芯温度按80℃计)，X0=0.12Ω/km，而二级负荷P30=(126.4+108+65.05)=299.45kw，Q30=(122.4+102+65.3)=289.7kvar，线路按2Km计，因此

因此满足容许电压损耗5%规定。
⑶校验短路热稳定
按本变电所高压侧短路电流校验，由前述引入电缆短路热稳定校验，可知缆芯为25 mm2交联电缆是满足热稳定规定。而邻近单位10KV短路数据不知，因此该联络线短路热稳定校验无法进行计算。
综合以上所选变电所进出线和联络线导线和电缆型号规格如表6-1所示。

表6-1：变电所进出线和联络线型号规格
线路名称
导线或电缆型号规格
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号车间
VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)
至2号车间
VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)
至3号车间
VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)
至4号车间
VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)
至5号车间
BV-1000-1×4铜芯线5根穿内径90mm硬塑管
至6号车间
VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)
至7号车间
VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)
至8号车间
VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)
至9号车间
VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)
至10号车间
VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆(直埋)
至生活区
3×LJ-240+1×LJ-120(三相四线架空)
与邻近单位10KV联络线
YJL22-10000-3×25交联电缆(直埋)

第七章 变电所二次回路方案选择与继电保护整定

一、高压断路器操动机构控制与信号回路
断路器采用手力操动机构，其控制与信号回路如图7-1所示。

二、变电所电能计量回路
变电所高压侧装投专用计量柜，装设三相有功电度表和无功电度表，分别计量全厂消耗有功电能和无功电能，并据以计算每月工厂平均功率因数。计量柜由上级供电部分加封和管理。
三、变电所测量和绝缘监察回路
变电所高压侧装有电压互感器—避雷柜，其中电压互感器为3个JDZJ-10型，构成Yo/Yo/(开口三角形)结线，用以实现电压测量和绝缘监察，其结线图见图7-2所示。

作为备用电源高压联络线上，装有三相有功电度表、三相无功电度表和电流表。结线如图7-3 所示。

高压进线上，亦装有电流表。
低压侧动力出线上，均装有有功电度表和无功电度表，低压照明线路上装有三相四线有功电度表。低压并联电容器组线路上，装有无功电度表。每一回路均装有电流表。低压母线装有电压表。仪表精确度等级按规范规定。

四、变电所保护装置
1.主变压器继电保护装置
⑴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；当产生大量瓦斯，应动作于高压侧断路器。
⑵装设定期限过电流保护
采用DL型电磁式两相两继电器式结线，去分流跳闸操作方式。
①过电流保护动作电流整定：
最大负荷电流为：

保护一次起动电流按躲过线路最大负荷电流整定：

K w——可靠系数，取1
K rel——自起动系数，取1.2
K re——返回系数，取0.8
Ki——CT变比100/5
②过电流保护动作时间整定：
因本变电所为电力系统终端变电所，故其过流保护动作时间为t1≥t2+0.5=0+0.5=0.5s(10倍动作电流动作时间)，即整定为最短0.5S。
③过电流保护敏捷系数检查：

因此其保护敏捷度为：Sp=890A/278A=3.2＞1.5满足敏捷系数1.5规定。
⑶装设电流速断保护：
因其是终端负荷，过电流动作时限为0.5s，故可不装设电流速断保护。
2.作为备用电源高压联络线继电保护装置
⑴装设定期限过电流保护：
亦采用DL、电磁式过电流继电器两相两继电器式结线，去分流跳闸操作方式。
①过电流保护动作电流整定：
IL. max= 2I 30 ，取I 30 =0.6×92.37A=55.4A，K rel=1.2，K w=1，K re =0.8，Ki=50/5=10，KT=10/0.4=25，因此动作电流为：I op=（Krel K w / K re Ki）×Ik. max=(1.2×1/0.8×10) ×2×55.4A=17.9A。
②过电流保护动作时间整定：
按终端保护考虑，动作时间整定为0.5S。
③过电流保护敏捷系数：
因无邻近单位变电所10KV母线经联络线至本厂变电所低压母线短路数据，无法检查敏捷系数，从略。
⑵装设电流速断保护：
因无邻近单位变电所10KV母线经联络线至本厂变电所高下压母线短路数据，无法整定计算和检查敏捷系数，