工厂配电设计论文.doc

摘 要

本设计要涉及到的是变压器进线出线的选择，母线和电缆的选择，无功功率的补偿，继电器，熔断器的选型。变压器的进出线主要考虑的是进线高压电缆的选取，各厂区电缆的选择是按各厂区负荷不同而选择不同型号的电缆。
由于采用多个变压器进行供电，母线采用分段式，根据负荷平均的原则，在各条母线上分别连上各厂区的电缆。电气主接线是变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系到全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和安全自动装置的确定，是变电所电气部分投资大小的决定性因素。
无功功率的补偿采用集中补偿的方法来完成。对于每个负载线路，我们都进行了继电保护，还配以熔断器保护。此项设计比较完整的对整厂的供电系统进行了设计，对实际电路的敷设有一定的参考价值。

关键词 供电设计；变压器；断路器

Abstract

This course is designed primarily the electrical wiring in a 10KV transformer station Factory , which involved the transformer to the cable, the choice of bus bar and cable options, the compensation of wattless power , relays, the fuze protection. The main problem of the Transformers into the project is the selection of high-tension cable lines, we choice the different models of electricity which was based on loading of the district.
With the introduction of several transformers for power supply, the introduction of sub-bus bar, according to the principles of the average load in two separate generating lines, distributing the loads in two separate generating line. Electricity lord connects line is the vital link of transformer substation in power plant, the draft of the electricity lord connects line relates directly to the choice of the whole substation's electric equipments, the arrangement of the distribution electricity device, the determination of the relay protection of power system and the automatic device, It is a decisive factor of the invests size to the transformer substation electricity part.
We use to the method of complete concentration to compensate the wattless power .For each line; we have a relay, coupled with fuze protection. The design of the power supply system is a rather integral design; there are certain reference values to next design.
Keywords the design of power；transformer；breaker

目 录

摘 要 I
1 前 言 1
2 设计原始资料 2
2.1 设计依据 2
2.2 气象及地质资料 3
2.3 当地电业部门提供的技术资料 4
2.4 供用电协议 4
3 负荷计算和无功功率补偿 5
3.1 负荷计算 5
3.2 低压侧无功补偿器的选择 7
3.3 主变压器选择 9
4 确定供电系统图 11
5 短路电流计算 12
5.1 绘制短路计算电路 12
5.2 求三相短路电流 13
5.2.1 确定基准值 13
5.2.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 13
5.2.3 求k-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量 14
5.2.4 求k-3点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量 15
6 高、低压设备选择 16
6.1 高压设备的选择 16
6.2 低压开关柜选择 18
6.3 低压断路器的选择与校验 19
7 配电线路选择 20
7.1 高低压母线的选择 20
7.2 低压出线的选择 20
7.2.1 按发热条件选择 21
7.2.2 校验电压损耗 21
8 保护整定计算 22
8.1 线路的过电流和速断保护 22
8.1.1 过电流保护 22
8.1.2 电流速断保护 23
8.2 变电所低压侧的保护装置 23
8.3 电力变压器的继电保护 24
8.3.1 过电流保护 24
8.3.2 电流速断保护 24
8.3.3 过负荷保护 25
9 变电所的防雷保护与接地装置的设计 26
9.1 变电所的防雷保护 26
9.2变电所的接地装置 27
10 结 论 29
致 谢 30
参考文献 31
附录 供电设计系统图 32

IV

毕业设计（论文）
1 前 言
电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能的输送和分配即简单经济又便于控制、调节和测量，利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代化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，但是它在生产成本中所占的比重一般很重要。电能在工业生产中实现了电气化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，如果工厂的供电突然中断，则对工业生产可能产生严重的后果。
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，具有十分重要是意义。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、支持国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供配电系统包括工厂内的变配电所，所有高低压供配电线绿及用电设备，其接线可分为：
一次接线（主接线） 直接参与电能的输送与分配，由母线，开关，配电线路，变压器等组成的接线，这个接线就是供配电系统的一次接线，即主接线，它表示着电能的输送路径，一次接线的设备称为一次设备。
二次接线（二次回路）为了保证供电系统的安全、经济运行及操作上的方便，常在配电系统中，装设各种辅助电气设备，（二次设备）例如电流互感器，电压互感器，继电保护装置，自动控制装置等，从而对一次设备进行监督，测量、保护和控制，通常把完成上述功能的二次设备之间互相连接的线路称为二次接线。
工厂供电工作很好的为工业生产服务，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：
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。
可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。
优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。
经济 供电系统的投资要少，运用费用要低，并尽可能的节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外，在供电工作中，应合理的吃力局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观念，能顾全大局，适应发展。
2 设计原始资料
2.1 设计依据
设计依据为：
厂区平面布置图见图2-1。

图2-1 厂区平面布置图

因受土地面积限制，本地区无扩建任务。
各车间设备明细表见表2-1。
表2-1 各车间用电设备明细表
序号
用电部门
设备容量P/KW
备注
动力
照明
1
组装车间
250
26

2
电镀车间
200
8
二级负荷
3
焊接车间（Ⅰ）
850
26

4
焊接车间（Ⅱ）
910
26

5
金工车间
500
8

6
热处理车间
500
10

7
维修车间
300
13
由总变电站供电（380V出线）
8
锅炉房
210
2
二级负荷
9
实验站
120
6

10
仓库（Ⅰ）

5

11
仓库（Ⅱ）

4

12
办公楼

23
由总变电站供电（380V出线）

工厂负荷性质。本厂无大型设备、高压设备、高频设备、以及整流装置。除锅炉房及电镀车间要求连续供电相当二级负荷外，其它车间皆为三级负荷。
车间变电所数量及位置。根据全厂用电负荷分布情况，初步拟定数量、位置及进线部位并已标注在图2-1厂区平面图上。
由于厂区较紧凑，装卸产品的起重汽车工作频繁。为美观和安全起见，除向化工配电的联络线以外，厂区同配电线一律地下敷设。
采用车间变电所低压侧补偿无功功率为主，总降硬度变电站二次侧集中补偿为辅的混合补偿方式。在计量处的部位功率因数保持在0.9以上。
2.2 气象及地质资料
气象及地质资料为：
厂区为砂质粘土，土壤允许承载力为20T/m2 ,中等含水量时测土壤电阻率为。
地下水位为2～3.5m.
地中0.7～1m处全年最热月最高温度为20℃，土壤热阻系数为80℃．cm/W。
最热月环境平均最高温度为30℃。
土壤冻结深度为1.1m。
全年最高温度+40℃，最低温度-35℃。最大风速30m/s，一般在-5℃左右出现。最大覆冰厚度5mm。
全年雷暴日为30d，夏季主要风向为南风。
2.3 当地电业部门提供的技术资料
下南方向10km处有10kv电源。该处最大运行状态时短路容量为300MVA ,最小运行状态时短路容量为100MVA。出口处继电保护装置动作时限为1.5s。
2.4 供用电协议
工厂与电业部门达成的“供用电协议”主要内容有以下几点：
到总降压变电所进线门型构架为企业的厂外供电线路，由工厂投资电业部门设计施工。通电后归电业部门管理。总降压变电所及配电系统，由工厂自行设计施工、 维护管理。
工厂按工业用电两部电价制缴纳电费。双方同意按主变压器安装容量确定基本电价为3.5元/月．kVA。电度电价35 kV 以上为0.18元/kwh,1能kv以上的为 0.20元/kwh。
工厂同意向东郊化工厂以10kv电压提供电源（联络线），最大转供功率1000KW,功率因数在0.9以上。

3 负荷计算和无功功率补偿
电力负荷的确定，对于选择变电所主变压器容量，电源布点及电力网的接线方案设计等，都是非常重要的，电力负荷应在调查和计算的基础上进行，对于近期负荷，应力求准确、具体、切实可行；对于远期负荷，应在电力系统及工农业生产基础发展远景规划的基础之上，反复测算与综合平衡，力求切合实际。[1]
3.1 负荷计算
各设备分组如下表3-1
表3-1 设备分组表
组名
车间序号
第1组
1 9 10
第2组
3 4
第3组
5 11
第4组
2 6 8
第5组
7 12
第6组
2 8

用需要系数法确定用电设备的计算负荷，下面以第1组为例说明需要系数法确定用电设备的计算负荷的计算过程：
解：先求各车间的计算负荷
组装车间
查电工手册“组装车间”动力组，得Kd=0.42，cosφ=0.72，tgφ=0.96。
因此
Pc.1=KdPe=0.42×250KW=105KW
Qc.1=Pctgφ=105KW×0.96=100.8KW

实验站
查电工手册“实验站”动力组,得Kd=0.9，cosφ=0.9，tgφ=0.48。
因此
Pc.2=KdPe=0.9×120KW=108KW
Qc.2=Pctgφ=108kw×0.48=48.6kw
因此，总计算负荷（取K∑p=0.9,K∑q=0.9）为
Pc=0.9×(105+26+108+6+5)kw=225kw
Qc=0.9×(100.8+48.6)kvar=134.46kvar

按表3-1的分组求出图2-1的电力负荷计算表，见表3-2
表3-2 电力负荷计算表
组别
名称
设备容量P/KW
Kd
Pc/KW
tgφ
Qc/Kvar
计 算 负 荷
动力
照明
Pc/KW
Qc/Kvar
Sc/KV·A
Ic/A
1
组装车间
250
26
0.42
131
0.96
100.8
225
134.46
262.11
398.25
实验站
120
6
0.9
114
0.48
48.6
仓库（Ⅰ）

5
1
5

2
焊接车间（Ⅰ）
850
26
0.35
323.5
1.33
395.68
601.2
737.35
951.38
1445.52
焊接车间（Ⅱ）
910
26
0.35
344.5
1.33
423.6
3
金工车间
500
8
0.25
133
1.33
166.25
123.3
149.63
193.88
294.58
仓库（Ⅱ）

4
1
4

4
电镀车间
200
8
0.6
128
1.33
159.6
537.75
487.13
725.59
1102.45
热处理车间
500
10
0.6
310
1.02
306.06
锅炉房
210
2
0.75
159.5
0.48
75.6
5
维修车间
300
13
0.5
163
1.02
153
167.4
137.7
216.76
329.34
办公楼

23
1
23

6
电镀车间
200
8
0.6
128
1.33
159.6
258.75
211.68
334.31
507.94
锅炉房
210
2
0.75
159.5
0.48
75.6

取Kep=0.9,Keq=0.9

3.2 低压侧无功补偿器的选择
低压侧的功率因素低于国家规定，所以需要在低压侧进行无功补偿，按国家电网规定高压侧的功率因素应达到0.9及以上
下面以第1组为例进行补偿的计算[1]

初选BSMJ0.4-14-3型自愈式并联电容器，每组容量。则所需要安装的电容器组数为2组。
补偿后的视在计算负荷及功率因数为

满足要求。
各组所需的无功补偿电容器数见表3-3
表3-3 各组所需电容数
组别
电容器型号
每组容量
所需个数
结论
1
BSMJ0.4-14-3
14kvar
2
满足要求
2
BSMJ0.4-14-3
14kvar
32
满足要求
3
BSMJ0.4-14-3
14kvar
8
满足要求
4
BSMJ0.4-14-3
14kvar
18
满足要求
5
BSMJ0.4-14-3
14kvar
4
满足要求
6
BSMJ0.4-14-3
14kvar
6
满足要求

经无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如表3-4所示。
表3-4 无功补偿后工厂的计算负荷
组别
项目
总Pc/
总Qc/
总Sc/
Ic/A
KW
Kvar
KV·A
1
380V侧补偿前负荷
225
134.46
262.11
398.25
380V侧无功补偿负荷

-28

380V侧补偿后负荷
225
106.46
248.92
378.3
主变压器功率损耗
0.01Sc=2.49
0.05Sc=12.3

10KV侧负荷总计
227.49
118.76
256.62
14.8
2
380V侧补偿前负荷
601.2
737.35
951.38
1445.52
380V侧无功补偿负荷

-448

380V侧补偿后负荷
601.2
289.35
667.2
1014
主变压器功率损耗
0.01Sc=6.67
0.05Sc=33.36

10KV侧负荷总计
607.87
322.71
688.22
40
3
380V侧补偿前负荷
123.3
149.63
193.88
294.58
380V侧无功补偿负荷

-112

380V侧补偿后负荷
123.3
37.63
128.9
196
主变压器功率损耗
0.01Sc=1.29
0.05Sc=6.45

10KV侧负荷总计
124.59
44.08
132.16
11.6
4
380V侧补偿前负荷
537.75
487.13
725.59
1102.45
380V侧无功补偿负荷

-252

380V侧补偿后负荷
537.75
235.13
587
892
主变压器功率损耗
0.01Sc=8.57
0.05Sc=29.35

10KV侧负荷总计
546.32
264.48
607
35
5
380V侧补偿前负荷
167.4
137.7
216.76
329.34
380V侧无功补偿负荷

-56

380V侧补偿后负荷
167.4
81.7
186.3
283.1
主变压器功率损耗
0.01Sc=1.86
0.05Sc=9.3

10KV侧负荷总计
169.26
91
192
11
前5个总计
10KV侧负荷总计
1675.53
841.03
1874.76
108.24
6
380V侧补偿前负荷
258.75
211.68
334.31
507.94
380V侧无功补偿负荷

-24

380V侧补偿后负荷
258.75
187.68
319.65
485.8
主变压器功率损耗
0.01Sc=3.2
0.05Sc=16

10KV侧负荷总计
261.95
203.68
332
19

3.3 主变压器选择
变电所变压器（主变）容量和台数的选择，是在变电所布局规划基础上进行的，变电所的位置应选规划地区的负荷中心，并应考虑交通运输、进出线方便，防洪安全等自然因素。
对于与系统相连的重要变电所，应装设两台相同容量的变压器，在无法确切了解负荷所占的比重时，每台变压器的容量可按计算负荷的60%-80%选择。
若计算负荷在国家标准变压器容量之间时，考虑负荷的发展，可选择容量较大的标准容量变压器；如果经过分析论证，负荷增长的可能性很小，并且考虑到变压器的容许过载能力后，标准容量较小的变压器能满足要求，也可选择标准容量较小的变压器。
因为一个分组都单独的使用变压器。下面以第一组为例进行说明变压器的选取。经补偿后的视在计算负荷
[5]
因为全部为三级负荷，故只需一台变压器即可。主变压器功率损耗采用简化公式估算
此时
故10KV侧总的计算负荷Sc=256.62KVA
考虑到变压器放在厂房里，故选用低损耗的SCB10型10/0.4KV三相干式双绕组电力变压器。变压器容量 故选用一台变压器容量为630。各组所用的变压器型号及容量见表3-4变压器型号及容量
表3-4变压器型号及容量
组别
变压器型号
变压器容量/KVA
台数
1
SCB10型10/0.4KV
630
1
2
SCB10型10/0.4KV
800
1
3
SCB10型10/0.4KV
160
1
4
SCB10型10/0.4KV
630
1
5
SCB10型10/0.4KV
200
1
6
SCB10型10/0.4KV
630
1

4 确定供电系统图
由上面的条件绘出供电系统草图，见图4-1

图4-1 供电系统草图

5 短路电流计算
短路是电力系统中常见的,十分严重的故障。短路结果使系统电压降低，短路回路中电流大大增加，可能破坏电力系统的稳定运行和损失电气设备。所以，电气设计和运行中，都需要对短路电流进行计算。
5.1 绘制短路计算电路
由供电系统草图绘制出短路计算电路图，如图5-1所示

图5-1 短路计算电路图

5.2 求三相短路电流
5.2.1 确定基准值
取，即高压侧，低压侧，则：

5.2.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
电力系统
架空线路
电力变压器（由手册知SCB10型10/0.4KV变压器 ）

由此绘短路等效电 路，如图5-2

图5-2 短路等效电路
5.2.3 求k-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量
总电抗标幺值
三相短路电流周期分量有效值
其它三相短路电流

三相短路容量
5.2.4 求k-3点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量
总电抗标幺值
三相短路电流周期分量有效值
其它三相短路电流在10/0.4KV变压器二次侧低压母线发生三相短路时，一般取

三相短路容量
短路计算结果见表5-1
表5-1 短路计算结果
短路
计算点
总电抗标幺值
三相短路电流/KA
三相短路容量
/

k-1
3.96
1.39
1.39
1.39
3.54
2.09
25.25
k-3
13.48
10.7
10.7
10.7
24.18
14
7.42
k-4
11.46
12.6
12.6
12.6
28.48
16.5
8.7
k-5
41.46
3.48
3.48
3.48
7.86
4.56
2.4
k-6
13.48
10.7
10.7
10.7
24.18
14
7.42
k-7
33.96
4.25
4.25
4.25
9.6
5.57
2.9
k-8
13.48
10.7
10.7
10.7
24.18
14
7.42
6 高、低压设备选择
电气装置中的电气设备和载流导体，在正常运行和短路时，都必须可靠地工作。为了保证电气装置的可靠性和经济性，必须正确的选择电气设备和载流导体。
各种电气设备和载流导体的选择分两大类：
一类是各种设备选择的一般条件，也是基本条件，即按正常工作条件进行按短路状态校验其动稳定和热稳定。
第二类是根据各种设备的特点要求，分别满足的特殊条件。
6.1 高压设备的选择
设备编号
AH1
AH2
设备型号
JYN2-10型开关柜（05）
JYN2-10型开关柜（01）
用途
电源引入带计量
电缆出线
负荷容量
2000kv.A

断路器型号
SN10-10IC型小油断路器，额定
电流630A

图6-1 高压开关柜的选择

高压断路器的选择与校验，主要是按环境条件选择结构类型，按正常工作条件选择额定电压、额定电流并校验开端能力，按短路故障条件校验动稳定性和热稳定性，并同时选择其操动机构和操作电源，故选择SN10Ⅰ-10/630型少油断路器。

表6-2 高压断路器的选择校验表
序号
安装地点的电气条件
SN10Ⅰ-10/630型断路器
项目
数据
项目
数据
结论
1
Un
10kV

10kV
合格
2
Ic
108.24A

630A
合格
3

1.39kA

16kA
合格
4

3.54kA

40kA
合格
5

合格

图6-1 电压互感器和避雷器
6.2 低压开关柜选择
选用GGD型低压抽出式开关柜，而低压侧总的计算电流

,故选择一次接线方案编号为34的开关柜，它的额定电流为1600A 。
设备编号
AL1
AL2
设备型号
GGD型低压开关柜(34)
GGD型低压开关柜(33)
用途
配电
配电

图6-2 低压开关柜的选择

6.3 低压断路器的选择与校验
选择AH-30CH型断路器
表6-3 低压断路器选择校验表
序号
安装地点的电气条件
AH-30CH型断路器
项目
数据
项目
数据
结论
1
Un
380V

380V
合格
2
Ic
1048.21A

2000A
合格
3

21.84KA

50kA
合格
4

49.36KA

85kA
合格
5

合格

7 配电线路选择
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时必须满足下列条件:
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。
电压损失条件
导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损失，不应超过其正常运行时允许的电压损失。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损失校验。
经济电流密度
10KV及以上的高压线路及电压在10KV以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小
机械强度
导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。
短路热稳定条件
对于电缆，母线和绝缘导线需校验其短路热稳定度，对于架空线，不需要。
7.1 高低压母线的选择
10KV母线选LMY-3×(40×4)，即母线尺寸为40mm×4mm；380V母线选LMY-3×(120×10)+80×6,即相母线尺寸为120mm×10mm,中性母线尺寸为80mm×6mm。
7.2 低压出线的选择
馈电给1号车间的线路采用1KV级的VV型聚氯乙烯绝缘铜芯电力电缆直接埋地敷设。
7.2.1 按发热条件选择
由Ic=398.25A及地中0.7～1m处全年最热月最高温度为20℃，查手册，初选240mm2,其Ial=420A﹥Ic，满足发热条件。
7.2.2 校验电压损耗
由图2-1厂区平面布置图得变电所至1号车间距离约100m，而查手册得240mm2的铜芯电力电缆的（按缆芯工作温度80℃计），，又1号车间的，因此按公式
﹤5满足允许电压损耗5%的要求。
同理可得其它各车间的电缆规格，如表7-1所示。
表7-1 各车间电缆选择
组别
电缆的型号规格
1
VV22-0.6/1-3×240+1×120直埋
2
VV22-0.6/1-3×300+1×150直埋
3
VV22-0.6/1-3×150+1×70直埋
4
VV22-0.6/1-3×240+1×120直埋
5
VV22-0.6/1-3×300+1×150直埋
6
VV22-0.6/1-3×185+1×95直埋
因为车间均为三级负荷，故各用电设备组之间采用放射式，提高供电的可靠性。而同组内采用树干式。
根据发热条件选择电缆截面，为了提高供电的可靠性，线路均采用电缆线。根据表3-2，表3-3得出的计算电流，低压配电线路均采用VV22-0.6/1型四芯等铜芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，在空气中敷设。环境温度为30℃，每回路选用VV22-0.6/1-3×95+1×50型电缆。由于车间不大，线路电压损失可忽略。
该电缆在30℃时的允许载流量235A。而各组设备中的最大计算电流约为231.96A。
8 保护整定计算
8.1 线路的过电流和速断保护
采用两相电流互感器，继电器选用GL-15型感应式过电流继电器，则=1.3, =1, =0.8。
8.1.1 过电流保护
下面以变电所送至第一组车间变电所为例：
电流互感器变比=75/5=15和线路最大负荷电流 =2=2×14.8=29.6A ，过电流保护的动作电流整定值按下式计算：
整定为3.5A。
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可整定为最短的0.5S。
过电流保护灵敏系数的检验：利用公式=1.5
（式中 ——在电力系统最小运行方式下，低压母线两相短路电流折合到变压器高压侧的值）
其中=0.866=0.866×10.7kA=9.2662kA
因此保护灵敏度系数=（9.26621000A）/52.5A=176.5>1.5，满足要求。

各车间整定结果如表8-1所示。
表8-1 各车间过电流的整定校验
车间

/A
/A
整定/A
动作时间整定/S
/KA

1
75/5=15
29.6
3.2
3.5
0.5
9.3
177>1.5
2
75/5=15
80
8.7
9
0.5
10.9
80.7>1.5
3
50/5=10
23.2
3.8
4
0.5
3
75>1.5
4
75/5=15
70
7.6
8
0.5
9.3
77.5>1.5
6
75/5=15
38
4.1
4.5
0.5
9.3
137.8>1.5
8.1.2 电流速断保护
速断电流的整定：
电流速断保护灵敏系数的检验：利用公式1.5
=0.866×10.7kA=9.2662kA，==927A×15/1=13905A
因此其保护灵敏系数为：
1.5
其余几个车间变电所计算方法同上。
8.2 变电所低压侧的保护装置
低压总开关采用DW-1500/3型低压断路器，三相均装过流脱扣器，既可以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。脱扣器动作电流的计算方法同上。
低压侧所有出线上均采用DZ20型低压断路器控制，其瞬时脱扣器可实现对线路短路的故障保护。
8.3 电力变压器的继电保护
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。
8.3.1 过电流保护
过电流保护动作电流的整定
利用公式，其中=2=。
=1.3, =1, =0.8, =50/5=10，因此动作电流为：
，整定为3A。
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，所以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
利用公式=1.5，其中=0.8664.25KA=3.68KA，因此其保护灵敏系数为：=
8.3.2 电流速断保护
利用GL15的速断装置。
速断电流的整定：利用公式，其中 =1.3, =1, =0.8, =50/5=10，因此速断电流为：

电力速断保护灵敏系数的检验：利用公式1.5，其中，=0.8664.25KA=3.68KA，=1.3, =1, =0.8, =50/5=10，因此其保护灵敏系数为：>1.5
8.3.3 过负荷保护
过负荷保护只需要采用一个电流继电器装于一相电流中，保护装置作用于信号。为了防止变压器外部断路时，变压器过负荷保护发出错误信号，以及在出现持续几秒钟的尖峰负荷时不至发出信号，通常过负荷动作时限为10至15秒。
过负荷保护动作电流的整定：利用公式，其中=1.3, =1, =0.8, =50/5=10，，则：
，整定为2A。
过负荷保护动作时间的整定：

9 变电所的防雷保护与接地装置的设计
雷电导致的过电压可分为直击雷和感应雷两种基本形式。直击雷是指直接击中电气设备、线路或建筑物的雷电波，其高电压引起的强大雷电流通过这些物体对地放电，会产生破坏性极大的热效应和力效应，相伴的还有电磁脉冲和闪络放电。感应雷是指由雷电对电气设备、线路或其他物体的静电感应或电磁感应引起的雷电过电压。
9.1 变电所的防雷保护
本设计中用单根避雷针保护总降压变电所，用折线法确定保护范围。避雷针安装房顶对角连线交点正中，高度为25m,需保护的最远点为变电所四个拐角。变电所高6m,长20m,宽15m对角连线长为12.5，示意图如下：

保护半径Rx可按一下公式计算：
Rx=(h-hx)p hx≥h/2时
Rx=(1.5h-2hx)p hx<h/2时
h——避雷针的高度
hx——被保护物体的高度
p——避雷针的高度影响系数，一般当h≤30m,p=1;当30m<h≤120m时，p=5.5/
那么避雷针圆形保护范围的半径Rx=25-6=19m>12.5m,能够保护整个变电所

9.2变电所的接地装置
在10KV电源进线的终端杆上装设FS1-10型阀式避雷器。引下线采用25mm×4mm的镀锌扁钢，下与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端螺栓连接。
确定该变电所的接地电阻允许值
次变电所10kV侧属小电流接地系统，其接地电流可近似估算
=A=10.29A
根据接地电阻的要求 参考已有数据参数，此变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件： 4且120V/=120V/10.29A=11.66
则此变电所公共接地装置要求的接地电阻=4。
已知可利用的自然接地体电阻=60。
显然>，需要补充人工接地体。人工接地体所需的总电阻为
===4.29
人工接地体的初步敷设方案
拟选用直径50mm，长为2.5m的钢管接地体，沿变电所四周，距墙角2.5-3m，每隔5m打入一根钢管，各钢管接地体之间用40mm×4mm的扁钢连接构成一个接地网。此时，a/l=5/2.5=2。
单根人工接地体钢管的接地电阻
查表可得砂质粘土的土壤电阻率=100，利用公式可得
0.3=30
人工接地装置需用的钢管数量和最终的接地方案
根据/=30/4.29=7，考虑到管间的屏蔽效应，初步选定为10根。以a