某机械厂降压变电所的电气设计参考(电气工程课程设计).doc

江西理工大学应用科学学院
第一章 设计任务
1.1设计要求
要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护，确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书，绘出设计图纸。
1.2 设计依据
1.2.1工厂总平面图

图1.1 工厂平面图
1.2.2 工厂负荷情况
本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h，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。本厂的负荷统计资料如表1.1所示。
1.2.3 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10kV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-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷要求，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80km，电缆线路总长度为25km。
1.2.4 气象资料
本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-9℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8米处平均气温为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。
1.2.5 地质水文资料
本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。
表1.1 工厂负荷统计资料
厂房编号
厂房名称
负荷类别
设备容量/kW
需要系数
功率因数
1
铸造车间
动力
300
0．3
0．7
照明
5
0．8
1．0
2
锻压车间
动力
350
0．3
0．65
照明
8
0．7
1．0
7
金工车间
动力
400
0．2
0．65
照明
10
0．8
1．0
6
工具车间
动力
360
0．3
0．6
照明
7
0．9
1．0
4
电镀车间
动力
250
0．5
0．8
照明
5
0．8
1．0
3
热处理车间
动力
150
0．6
0．8
照明
5
0．8
1．0
9
装配车间
动力
180
0．3
0．7
照明
6
0．8
1．0
10
机修车间
动力
160
0．2
0．65
照明
4
0．8
1．0
8
锅炉车间
动力
50
0．7
0．8
照明
1
0．8
1．0
5
仓库
动力
20
0．4
0．8
照明
1
0．8
1．0
生活区
照明
350
0．7
0．9
1.2.6 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为18元/kVA，动力电费为0.9元/Kw.h，照明电费为0.5元/Kw.h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9，此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电贴费：6~10VA为800/kVA。

第二章 负荷计算和无功功率补偿
2.1 负荷计算
2.1.1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）
2.1.2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
编号
名称
类别
设备容量/kW
需要系数

cos
tan
计算负荷
/kW
/kvar
/kVA
/A
1
铸造
车间
动力
300
0．3
0．7
1.02
90
91.8
——
——
照明
5
0．8
1．0
0
4.0
0
——
——
小计
305
——

94
91.8
132
201
2
锻压
车间
动力
350
0．3
0．65
1.17
105
123
——
——
照明
8
0．7
1．0
0
5.6
0
——
——
小计
358
——

110.6
123
165
251
7
金工
车间
动力
400
0．2
0．65
1.17
80
93.6
——
——
照明
10
0．8
1．0
0
8
0
——
——
小计
410
——

88
93.6
128
194
6
工具
车间
动力
360
0．3
0．6
1.33
108
144
——
——
照明
7
0．9
1．0
0
6.3
0
——
——
小计
367
——

114.3
144
184
280
4
电镀
车间
动力
250
0．5
0．8
0.75
125
93.8
——
——
照明
5
0．8
1．0
0
4
0
——
——
小计
255
——

129
93.8
160
244
3
热处理车间
动力
150
0．6
0．8
0.75
90
67.5
——
——
照明
5
0．8
1．0
0
4
0
——
——
小计
155
——

94
67.5
116
176
9
装配
车间
动力
180
0．3
0．7
1.02
54
55.1
——
——
照明
6
0．8
1．0
0
4.8
0
——
——
小计
186
——

58.8
55.1
80.6
122
10
机修
车间
动力
160
0．2
0．65
1.17
32
37.4
——
——
照明
4
0．8
1．0
0
3.2
0
——
——
小计
164
——

35.2
37.4
51.4
78
8
锅炉
车间
动力
50
0．7
0．8
0.75
35
26.3
——
——
照明
1
0．8
1．0
0
0.8
0
——
——
小计
51
——

35.8
26.3
44.4
67
5
仓库
动力
20
0．4
0．8
0.75
8
6
——
——
照明
1
0．8
1．0
0
0.8
0
——
——
小计
21
——

8.8
6
10.7
16.2
11
生活区
照明
350
0.7
0.9
0.48
245
117.6
272
413
总计
动力
2219

1013.5
856.1
——
——
照明
403
计入=0.8, =0.85
0.75

810.8
727.6
1089
1655
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0.9。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0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：
=(tan - tan)=810.8[tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) ] = 369.66 kvar
参照图2，选PGJ1型低压自动补偿评屏，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=（727.6-420）kvar=307.6 kvar，视在功率=867.2 kVA，计算电流=1317.6 A,功率因数提高为cos==0.935。
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
cos
计算负荷
/KW
/kvar
/kVA
/A
380V侧补偿前负荷
0.75
810.8
727.6
1089
1655
380V侧无功补偿容量

-420

380V侧补偿后负荷
0.935
810.8
307.6
867.2
1317.6
主变压器功率损耗

0.015=13
0.06=52

10KV侧负荷计算
0.935
823.8
359.6
898.9
52

第三章 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，、、分别代表厂房1、2、3...10号的功率，设定（2.5，5.6）、（3.6，3.6）、（5.7，1.5）、（4，6.6）、（6.2，6.6）、（6.2，5.2）、（6.2，3.5）、（8.8，6.6）、（8.8，5.2）、（8.8，3.5），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（1-1）、（2-2），得到=5.38，=5.38 。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

第四章 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，为主变压器容量，为总的计算负荷。选=1000 KVA>=898.9 KVA，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
898.9 KVA=（539.34~629.23）KVA （4-1）
=(134.29+165+44.4) KVA=343.7 KVA （4-2）
因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。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：
4.2.1装设一台主变压器的主接线方案 如图4-1所示
Y0
Y0
S9-1000
GG-1A(F)-07
10/0.4kV
联络线
（备用电源）
GG-1A(F)-54
GW口-10
10kV
FS4-10
GG-1A(J)-03
GG-
1A(J)
-03
GG-1A(F)-07
GG-
1A(F)
-54
GG-
1A(F)
-07
GG-
1A(F)
-07
主变
联络（备用）
220/380V
高压柜列

图4-1 装设一台主变压器的主接线方案
4.2.2装设两台主变压器的主接线方案 如图4-2所示
Y0
Y0
220/380V
S9-630
GG-1A(F)
GG-1A(F)-07
10/0.4kV
S9-630
10/0.4kV
联络线
（备用电源）
GG-1A(F)-54
GG-1A(F)-113、11
GW口-10
10kV
FS4-10
GG-1A(J)-01
GG-
1A(F)
-113
GG-
1A(F)
-11
GG-
1A(J)
-01
GG-
1A(F)
-96
GG-
1A(F)
-07
GG-
1A(F)
-54
主
变
主
变
联络
（备用）
高压柜列
-96

图4-2 装设两台主变压器的主接线方案
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。

第五章 短路电流的计算
5.1 绘制计算电路 500MVA
K-1
K-2
LGJ-150,8km
10.5kV
S9-1000
0.4kV
(2)
(3)
(1)
～
∞系统

图5-1 短路计算电路
5.2 确定短路计算基准值
设基准容量=100MVA，基准电压==1.05，为短路计算电压，即高压侧=10.5kV，低压侧=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
5.3.1电力系统
已知电力系统出口断路器的断流容量=500MVA，故 =100MVA/500MVA=0.2 （5-3）
5.3.2架空线路
查表得LGJ-150的线路电抗，而线路长8km，故 （5-4）
5.3.3电力变压器
查表得变压器的短路电压百分值=4.5，故
=4.5 （5-5）
式中，为变压器的额定容量
因此绘制短路计算等效电路如图5-2所示。

k-1
k-2

图5-2 短路计算等效电路
5.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算
5.4.1总电抗标幺值
=0.2+2.6=2.8 （5-6）
5.4.2 三相短路电流周期分量有效值
（5-7）
5.4.3 其他短路电流
（5-8）
（5-9）
（5-10）
5.4.4 三相短路容量
（5-11）
5.5 k-2点（0.4kV侧）的相关计算
5.5.1总电抗标幺值
=0.2+2.6+4.5=7.3 （5-12）
5.5.2三相短路电流周期分量有效值
（5-13）
5.5.3 其他短路电流
（5-14）
（5-15）
（5-16）
5.5.4三相短路容量
（5-17）
以上短路计算结果综合图表5-1所示。
表5-1 短路计算结果
短路计算点
三相短路电流
三相短路容量/MVA

k-1
1.96
1.96
1.96
5.0
2.96
35.7
k-2
19.7
19.7
19.7
36.2
21.5
13.7

第六章 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
6.1.1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，高压设备的额定电压应不小于其所在系统的最高电压，即。=10kV， =11.5kV，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压=12kV，穿墙套管额定电压=11.5kV，熔断器额定电压=12kV。
6.1.2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
6.1.3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。
6.1.4 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。
表6-1 10 kV一次侧设备的选择校验
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
10kV
57.7A
()
1.96kA
5.0kA

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-10/200
10kV
200A
-
25.5 kA

二次负荷0.6
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

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。
表6-2 380V一次侧设备的选择校验
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1317.6A
19.7kA
36.2kA

-
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
-
-
-
-
6.3 高低压母线的选择
查表得到，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。
第七章 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
7.1.1 10kV高压进线的选择校验
采用LGJ型钢芯铝绞线架空敷设，接往10kV公 用干线。
a).按发热条件选择 由==57.7A及室外环境温度33°，查表得，初选LGJ-35,其35°C时的=149A>,满足发热条件。
b).校验机械强度 查表得，最小允许截面积=25，而LGJ-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。
7.1.2 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==57.7A及土壤环境25°，查表得，初选缆线芯截面为25的交联电缆，其=149A>,满足发热条件。
b)校验热路稳定 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=1960，=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，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
7.2.1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）按发热条件需选择 由=201A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，初选缆芯截面120，其=212A>，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288m，而查表得到120的铝芯电缆的=0.31 （按缆芯工作温度75°计），=0.07，又1号厂房的=94kW, =91.8 kvar，故线路电压损耗为
>=5%。
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。
7.2.2 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）。
7.2.3 热处理车间
馈电给3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）。
7.2.4 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）。
7.2.5 仓库
馈电给5号厂房（仓库）的线路，由于仓库就在变电所旁边，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型5根（包括3根相线、1根N线、1根PE线）穿硬塑料管埋地敷设。
a）按发热条件需选择
由=16.2A及环境温度26，初选截面积4，其=19A>，满足发热条件。
b）校验机械强度 查表得，=2.5，因此上面所选的4的导线满足机械强度要求。
c) 所选穿管线估计长50m，而查表得=0.85，=0.119，又仓库的=8.8kW, =6 kvar，因此

<=5%
故满足允许电压损耗的要求。
7.2.6 工具车间
馈电给6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）。
7.2.7金工车间
馈电给7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）。
7.2.8锅炉房
馈电给8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）。
7.2.9装配车间
馈电给9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）。
7.2.10机修车间
馈电给10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）。
7.2.11 生活区
馈电给生活区的线路 采用BLX-1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设。
1）按发热条件选择 由I30=413A及室外环境温度（年最热月平均气温）33℃，初选BLX-1000-1240，其33℃时Ial≈455A>I30,满足发热条件。
2）效验机械强度 查表可得，最小允许截面积Amin=10mm2，因此BLX-1000-1240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600m左右，而查表得其阻抗值与BLX-1000-1240近似等值的LJ-240的阻抗=0.14，=0.30（按线间几何均距0.8m），又生活区的=245KW，=117.6kvar，因此

<=5%
满足允许电压损耗要求。因此决定采用四回BLX-1000-1120的三相架空线路对生活区供电。PEN线均采用BLX-1000-175橡皮绝缘线。重新校验电压损耗，完全合格。
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。
7.3.1按发热条件选择
工厂二级负荷容量共335.1KVA，，最热月土壤平均温度为25℃。查表《工厂供电设计指导》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。
7.3.2校验电压损耗
由表《工厂供电设计指导》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。
7.3.3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
LGJ-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
BLV—1000—1×4铝芯线5根穿内径25硬塑管
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，每回路3×BLX-1000-1×120+1×BLX-1000-1×75橡皮线（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）

第八章 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
8.2.1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。
8.2.2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。
8.2.3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 。
8.2.4过电流保护灵敏度系数的检验

其中，=0.86619.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682 ，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。
8.3.1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(注意不为整数,但必须在2～8之间)
8.3.2、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《工厂供电课程设计指导》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。但按JBJ6—96和JGJ/T16—92的规定，其最小灵敏度为2，则这里装设的电流速断保护灵敏度系数偏底。
8.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置
8.4.1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=
0.6×52A=43.38A，， =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7A。
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。
8.4.2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。
8.4.3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。脱钩器动作电流的整定可参看参考文献和其它有关手册。
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，限于篇幅，整定亦从略。

第九章 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
9.1.1 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