工厂供电专业课程设计示例.doc

工厂供电课程设计示例
一、设计任务书（示例）
（一）设计题目
X X机械厂降压变电所电气设计
（二）设计规定
规定依照本厂所能获得电源及本厂用电负荷实际状况，并恰当考虑到工厂发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理规定，拟定变电所位置和型式，拟定变电所主变压器台数、容量与类型，选取变电所主接线方案及高低压设备和进出线，拟定二次回路方案，选取整定继电保护，拟定防雷和接地装置。最后按规定写出设计阐明书，绘出设计图纸。
（三）设计根据
1、工厂总平面图，如图11-3所示

2、工厂负荷状况 本厂多数车间为两班制，年最大负荷运用小时为 4600 h ，日最大负荷持续时间为6 h 。该厂除锻造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，别的均属于三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380伏。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220伏。本厂负荷记录资料如表11-3所示。
表11-3 工厂负荷记录资料（示例）
厂房编号
厂房名称
负荷
类别
设备容量
(KW)
需要系数
Kd
功率因数
cosφ
P30
(KW)
Q30
(Kvar)
S30
(KVA)
I30
(A)
1
锻造车间
动力
300
0.3
0.7

照明
6
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
热解决
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
0.70

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
锅炉房
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

11
生活区
照明
350
0.7
0.9

共计

3、供电电源状况 按照工厂与本地供电部门签定供用电合同规定，本厂可由附近一条 10KV公用电源干线获得工作电源。该干线走向参看工厂总平面图。该干线导线型号为 LGJ-150 ，导线为等边三角形排列，线距为 2 m；干线首端（即电力系统馈电变电站）距离本厂约8 km。干线首端所装设高压断路器断流容量为 500 MVA。此断路器配备有定期限过电流保护和电流速断保护，定期限过电流保护整定动作时间为 1.7 s。为满足工厂二级负荷规定，可采用高压联系线由邻近单位获得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系架空线路总长度为 80 km，电缆线路总长度为 25 km 。

4、气象资料 本厂所在地区年最高气温为 38°C，年平均气温为 23°C，年最低气温为 -8°C，年最热月平均最高气温为 33°C，年最热月平均气温为 26 °C，年最热月地下0.8m处平均温度为 25°C，本地主导风向为 东北风，年雷暴日数为 20 。

5、地质水文资料 本厂所在地区平均海拔 500 m，地层土质以 砂粘土为主，地下水位为 2 m。

6、电费制度 本厂与本地供电部门达到合同，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 0.2 元/KW·h.，照明（含家电）电费为 0.5 元/KW·h.。工厂最大负荷时功率因数不得低于 0.9 。此外，电力顾客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：6~10KV为800元/KVA。

（四）设计任务
1、设计阐明书 需涉及：
1）前言
2）目录
3）负荷计算和无功补偿
4）变电所位置和型式选取
5）变电所主变压器台数、容量与类型选取
6）变电所主接线方案设计
7）短路电流计算
8）变电所一次设备选取与校验
9）变电所进出线选取与校验
10）变电所二次回路方案选取及继电保护整定
11）防雷保护和接地装置设计
12）附录——参照文献

2、设计图纸 需涉及
1）变电所主接线图1张（A2图纸）。
2）变电所平、剖面图1张（A2图纸）*。
3）其她，如某些二次回路接线图等*。
注：标*号者为课程设计时间为两周增长设计图纸。

(五)设计时间
自 年 月 日至 年 月 日（ 2周）

二、设计阐明书 （示例）
前言（略）
目录（略）
（一） 负荷计算和无功补偿
1、 负荷计算 各厂房和生活区负荷计算如表11-4所示。
表11-4 X X机械厂负荷计算表
编号
名称
类别
设备容量
Pe/(KW)
Kd
cosφ
tanφ
计算负荷
P30/(KW)
Q30/(Kvar)
S30/(KVA)
I30/(A)
1
锻造车间
动力
300
0.3
0.7
1.02
90
91.8
—
—
照明
6
0.8
1.0
0
4.8
0
—
—
小计
306
—

94.8
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
3
热解决
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
4
电镀车间
动力
250
0.5

0.75
125
93.8
—
—
照明
5
0.8

0
4
0
—
—
小计
255
—

129
93.8
160
244
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
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
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
8
锅炉房
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
9
装配车间
动力
180
0.3
0.70
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
11
生活区
照明
350
0.7
0.9
0.48
245
117.6
272
413

总计
（380V侧）

动力
2220

1015.3
856.1
—
—
照明
403
K∑p =0.8
计入
K∑q =0.85
0.75

812.2
727.6
1090
1656

2、 无功功率补偿 由表11-4可知，该厂380V侧最大负荷时功率因数只有
0.75．而供电部门规定该厂10KV侧最大负荷时功率因数不应低于 0.9。考虑到主变压器无功损耗远不不大于有功损耗，因而380V侧最大负荷时功率因数应稍不不大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：
Q C =P30(tanφ1-tanφ2)=812.2[tan(arccos0.75)- tan(arccos0.92)] kvar=370 kvar
参照图2-6，选PGJ1型低压自动补偿屏*，并联日期为BW0.4-14-3型,采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相组合，总容量84 kvar×5=420 kvar。因而，无功补偿后工厂380V侧和10KV侧负荷计算如表11-5所示。[注：补偿屏*型式甚多，有资料话，可以选取其她型式]
表11-5 无功补偿后工厂计算负荷
项 目
cosφ
计算负荷
P30/(KW)
Q30/(Kvar)
S30/(KVA)
I30/(A)
380V侧补偿前负荷
0.75
812.2
727.6
1090
1656
380V侧无功补偿容量

- 420

380V侧补偿后负荷
0.935
812.2
307.6
868.5
1320
主变压器功率损耗

0.015s30=13
0.06 s30=52

10KV侧负荷总计
0.92
825.2
359.6
900
52
(二) 变电所位置和型式选取
变电所位置应尽量接近工厂负荷中心。工厂负荷中心按负荷功率矩法来拟定，计算公式为式（3-2）和式（3-3）。限于本书篇幅，计算过程从略。（阐明，学生设计，不能“从略”，下同。）
（3-2）
（3-3）
由计算成果可知，工厂负荷中心在5号厂房（仓库）东南角（参看图11-3）。考虑到周边环境及进出线以便，决定在5号厂房（仓库）东侧紧靠厂房建造工厂变电所，其型式为附设式。
（三）变电所主变压器及主接线方案选取
1、 变电所主变压器选取 依照工厂负荷性质和电源状况，工厂变电所主
变压器考虑有下列两种可供选取方案：
（1）装设一台主变压器 型号采用S9型，而容量依照式（3-4），选SNT=1000kVA＞S30=900kVA，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备用电源，考虑由与邻近单位相联高压联系线来承担。
（2）装设两台主变压器 型号亦采用S9型，而每台变压器容量按式（3-5）和式（3-6）选取，即

且
因而选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需备用电源，亦由与邻近单位相联高压联系线来承担。
主变压器联结组均采用Yyn0。
2、 变电所主接线方案选取 按上面考虑两种主变压器方案可设计下列两种
主接线方案：
（1）装设一台主变压器主接线方案 如图11-5所示（低压侧主接线从略）。
（2）装设两台主变压器主接线方案 如图11-6所示（低压侧主接线从略）。

图11-5 装设一台主变压器主接线方案 （附高压柜列图）
图11-5 装设两台主变压器主接线方案 （附高压柜列图）
3、 两种主接线方案技术经济比较 如表11-6所示。
表11-6 两种主接线方案比较
比较项目
装设一台主变方案（见图11-5）
装设两台主变方案（见图11-6）
技
术
指
标
供电安全性
满足规定
满足规定
供电可靠性
基本满足规定
满足规定
供电质量
由于一台主变，电压损耗较大
由于两台主变并列，电压损耗略小
灵活以便性
只一台主变，灵活性稍差
由于两台主变，灵活性较好
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
由表3-1查得S9-1000/10单价约为15.1万元，而由表4-1查得变压器综合投资约为其单价2倍，因而其综合投资约为2×15.1万元=30.2万元
由表3-1查得S9-630/10单价约为10.5万元，因而两台变压器综合投资约为4×10.5万元=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）综合投资额
由表4-10查得GG-1A(F)型柜每台4万元计，而由表4-1知，其综合投资可按设备单价1.5倍计，因而高压开关柜综合投资约为4×1.5×4万元=24万元
本方案采用6台GG-1A(F)型柜，其综合投资约为6×1.5×4万元=36万元，比一台主变方案多投资2万元
电力变压器和高压开关柜年运营费用
按表4-2规定计算，主变折旧费=30.2万元×0.05=1.51万元；高压开关柜折旧费=24万元×0.06=1.44万元;变配电设备维修管理费用=（30.2+24）万元×0.06=3.25万元;因而，主变和高压开关设备折旧费和维修管理费用=（1.51+1.44+3.25）万元=6.2万元（别的从略）
主变折旧费=42万元×0.05=2.1万元；高压开关柜折旧费=36万元×0.06=2.16万元;变配电设备维修管理费用=（42+36）万元×0.06=4.68万元;因而，主变和高压开关设备折旧费和维修管理费用=（2.1+2.16+4.68）万元=8.94万元，比一台主变方案多耗资2.74万元
供电贴费
按主变容量每KVA900元计，供电贴费=1000KVA×0.09万元/KVA=90万元
供电贴费=2×630KVA×0.09万元/KVA=113.4万元，比一台主变方案多交23.4万元×
从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变主接线方案（见图11-6）略优于装设一台主变主接线方案（见图11-5），但按经济指标，则装设一台主变主接线方案优于装设两台主变主接线方案，因而决定采用装设一台主变主接线方案（见图11-5）。（阐明：如果工厂负荷近期可有较大增长话，则宜采用装设两台主变主接线方案。）
（四）短路电流计算
1、 绘制计算电路 如图11-7所示

图11-7短路计算电路
2、 拟定短路计算基准值,
设Sd=100MVA，Ud=Uc=1.05UN，即高压侧Ud1=10.5KV，低压侧Ud2=0.4KV，则

3、计算短路电路中各重要元件电抗标幺值。
（1）电力系统 已知，故

（2）架空线路 查表8-37得LGJ-150 ,而线路长8km,故

（3）电力变压器 查表3-1 ，得UZ%=4.5，故

因而，短路计算等效电路图如图11-8所示。

图11-8 短路计算等效电路
4、 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）总电抗标幺值

（2）三相短路电流周期分量有效值

（3）其她短路电流

（4）三相短路容量

5、 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）总电抗标幺值

（2）三相短路电流周期分量有效值

（3）其她短路电流

（4）三相短路容量

以上短路计算成果综合如表11-7所示。(阐明：工程设计阐明书中可只列出短路计算成果。)
表11-7 短路计算
短路计算点
三相短路电流（KA）
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
（五）变电所一次设备选取与校验
1、10KV侧一次设备选取校验 如表11-8所示.
表11-8 10KV侧一次设备选取校验
选取校验项目
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
IN

数据
10KV
57.7A
(I1N·T)
1.96KA
5.0KA
1.962×1.9=7.3

一次设备型号规格
额定参数
UN·E
IN·E
IOC
imax
I2t·t

高压少油断路器SN10-10Ⅰ/630
10 KV
630A
16KA
40KA
162×2=512

高压隔离开关GN
10 KV
200A
－
25.5KA
102×5=500

高压熔断器RN2-10
10 KV
0.5A
50KA
－
－

电压互感器JDJ-10
10 /0.1KV
－
－
－
－

电压互感器JDZJ-10
KV
－
－
－
－

电流互感器LQJ-10
10 KV
100/5A
－
225××0.1=31.8
(90×0.1)2×1=81
二次负荷
0.6Ω
避雷器FS4-10
10 KV
－
－

户外隔离开关GW4-12/400
12 KV
400A
－
25KA
102×5=500

表11-8所选一次设备均满足规定。
2、380V侧一次设备选取校验，如表11-9所示。
表11-9 380V侧一次设备选取校验
选取校验项目
电压
电流
断流能力
动稳定度
热稳定度
装置地点条件
参数
UN
I30

数据
380V
总1320A
19.7KA
36.2KA
19.72×0.7=272
一次设备型号规格
额定参数
UN·E
IN·E
IOC
imax
I2t·t
低压断路器DW15-1500/3D
380V
1500A
40KA
－
－
低压断路器DZ20-630
380V
630A
(不不大于I30)
30KA
(普通)
－
－
低压断路器DZ20-200
380V
200A
(不不大于I30)
25KA
(普通)
－
－
低压刀开关
HD13-1500/30
380KV
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
－
－
－
表11-9所选一次设备均满足规定。
3、高低压母线选取 参照表5-28，10KV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，即母线尺寸为120mm×10mm，而中性线尺寸为80mm×6mm。.
(六) 变电所进出线及与邻近单位联系线选取
1、10KV高压进线和引入电缆选取
（1）10KV高压进线选取校验 采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10KV公用干线。
1）按发热条件选取 由I30=I1N.T=57.7A及室外环境温度33℃，查表8-36初选LJ-16，其35℃时Ial=93.5A≥I30，满足发热条件。
2）校验机械强度 查表8-34，最小容许截面Amin=35mm2，因而按发热条件选取LJ-16不满足机械强度规定，故改选LJ-35。
由于此线路很短，因此不需要校验电压损耗。
（2）由高压配电室至主变一段引入电缆选取校验 采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
1）按发热条件选取 由I30=I1N.T=57.7A及土壤温度25℃，查表8-44，初选缆芯截面为25mm2交联电缆，其Ial=90A＞I30，满足发热条件。
2）校验短路热稳定度 按式（5-41）计算满足短路热稳定度最小截面
Amin==1960×mm2 = 22 mm2＜ A = 25 mm2
式中C值由表5-13差得；按终端变电所保护动作时间0.5s，加断路器断路时间0.2s，再加0.05s计，故 = 0.75s。
因而YJL22-10000-3×25电缆满足短路热稳定条件。
2、380V低压出线选取
（1）馈电给1号厂房（锻造车间）线路 采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
1）按发热条件选取 由I30=210A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表8-43初选缆芯截面120mm2，其Ial=212A＞I30，满足发热条件。
2）校验电压损耗 由图11-3所示工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为100m，而由表8-42查得1200mm2铝芯电缆R0=0.31Ω/km（按缆芯工作温度75℃计），X0=0.07Ω/km，又1号厂房P30=94.8 kw，Q30=91.8 kar，因而按式（8-14）得：

<
故满足容许电压损耗规定。
3）短路热稳定度校验 按式（5-41）计算满足短路热稳定度最小截面
Amin==19700×mm2 = 224 mm2
由于前面按发热条件所选120 mm2缆芯截面不大于Amin，不满足短路热稳定规定，故改选缆芯截面为240 mm2电缆，即选VLV22-1000-3×240+1×120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆，中性线芯按不不大于相线芯一半选取，下同。
（2）馈电给2号厂房（锻压车间）线路 亦采用VLV22-1000-3×240+1×120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。（办法同上，从略）。
（3）馈电给3号厂房（热解决车间）线路 亦采用VLV22-1000-3×240+1×120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。（办法同上，从略）。
（4）馈电给4号厂房（电镀车间）线路 亦采用VLV22-1000-3×240+1×120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。（办法同上，从略）。
（5）馈电给5号厂房（仓库）线路 由于仓库就在变电所旁边，并且共一建筑物，因而采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型（见表8-30）5根（涉及3根相线、1根N线、1根PE线）穿硬塑料管埋地敷设。
1）按发热条件选取 由I30=16.2A及环境温度（年最热月平均气温）为26℃，查表8-41，相线截面初选4mm2，其Ial≈19A＞I30，满足发热条件。
按规定，N线和PE线截面也都选4mm2，与相线截面相似。即选BLV-1000-1×4mm2塑料导线5根穿内径25mm硬塑料管埋地敷设。
2）校验机械强度 查表8-35，最小容许截面Amin=2.5mm2，因而上面所选4mm2导线满足机械强度规定。
3）校验电压损耗 所选穿管线，预计长50m，而由查表8-39查得R0=8.55Ω/km，X0=0.119Ω/km，又仓库P30=8.8 kw，Q30=6kar，因而：

<
故满足容许电压损耗规定。
（6）馈电给6号厂房（工具车间）线路 亦采用VLV22-1000-3×240+1×120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。（办法同上，从略）。
（7）馈电给7号厂房（金工车间）线路 亦采用VLV22-1000-3×240+1×120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。（办法同上，从略）。
（8）馈电给8号厂房（锅炉房）线路 亦采用VLV22-1000-3×240+1×120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。（办法同上，从略）。
（9）馈电给9号厂房（装配车间）线路 亦采用VLV22-1000-3×240+1×120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。（办法同上，从略）。
（10）馈电给10号厂房（机修车间）线路 亦采用VLV22-1000-3×240+1×120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设。（办法同上，从略）。
（11）馈电给11号（生活区）线路 采用BLX-1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设。
1）按发热条件选取 由I30=413A及室外环境温度为33℃，查表8-40，初选BLX-1000-1×240，其Ial≈455A＞I30，满足发热条件。
2）校验机械强度 查表8-35，最小容许截面Amin=10mm2，因而BLX-1000-1×240导线满足机械强度规定。
3）校验电压损耗 由图11-3所示工厂平面图量得变电所至11号生活区负荷中心距离约为200m，而由表8-36查得其阻抗值与BLX-1000-1×240近似等值LJ-240D阻抗R0=0.14Ω/km，X0=0.30Ω/km（按线间几何平均距0.8m计），又生活区P30=245 kw，Q30=117.6 kar，因而

>
不满足容许电压损耗规定。为保证生活用电（照明，家电）电压质量，决定采用四回BLX-1000-1×120三相架空线路对生活区供电。PEN线采用BLX-1000-1×70橡皮绝缘线。重新校验电压损耗，完全合格（此略）。
3、作为备用电源高压联系线选取校验 采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆，直接埋地敷设。与相距约2km邻近单位变配电所10KV母线相联。
（1）按发热条件选取 工厂二级负荷容量共335.1KVA，I30=335.1/=19.3A而最热月土壤平均温度为25℃，查表8-44，初选缆芯截面为25mm2交联聚乙烯铝芯电缆，（该型电缆最小芯线截面为25 mm2）其Ial=90A＞I30，满足发热条件。
（2）校验电压损耗 由表8-42查得缆芯截面为25mm2铝芯电缆R0=1.54Ω/km（按缆芯工作温度80℃计），X0=0.12Ω/km，又二级负荷P30=259.5 kw，Q30=211.9 kar，线路长度按2km计，因而

<
满足容许电压损耗规定。
3）短路热稳定度校验 按本变电所高压侧短路校验，由前述引入电缆短路热稳定校验，可知缆芯25mm2交联电缆是满足短路热稳定规定。由于邻近单位10KV短路数据不详，因而该联系线短路热稳定校验无法进行，只有暂缺。
综合以上所选变电所进出线和联系线导线和电缆型号规格如表11-10所示。
表11-10 变电所进出线和联系线型号规格
线路名称
导线和电缆型号规格
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铝芯塑料线5根穿内径25mm硬塑料管
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11号生活区
四回路每回路3×BLX-1000-1×120+1×BLX-1000-1×70橡皮线
（三相四线架空）
与邻近单位10KV联系线
YJL22-10000-3×25交联电缆（直埋）

（七）变电所二次回路方案当前与继电保护整定
1、高压断路器操作机构控制与信号回路
断路器采用弹簧储能操作机构，其控制和信号回路如图6-13所示。可实现一次重叠闸。
2、变电所电能计量回路
变电所高压侧装设专用电能计量柜，其上装有三相有功电能表和无功电能表，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。计量柜由关于供电部门加封和管理。
3、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-避雷器柜，其中电压互感器为3个JDZJ-10型，构成(开口三角形)接线，用以实现电压测量和绝缘监视。其接线如图6-8所示。
作为备用电源高压联系线上，装有三相有功电能表、三相无功电能表和电流表，其接线如图6-9所示。高压进线上，也装有电流表。
低压侧动力出线上，均装有有功电能表和无功电能表。低压照明线路上，三相四线有功电能表。低压并联电容器组线路上，装有无功电能表。每一回路均装有电流表。低压母线上装有电压表。仪表精确度级别按规范规定。
4、变电所保护装置
（1）主变压器继电保护装置
1）装设瓦斯保护 当变压器油箱内部故障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，去分流跳闸操作方式。
①过电流保护动作电流整定 运用式（6-2），式中，IL．max= 2I1N．T= 2×1000KVA/=2×57.7A=115A，Krel=1.3，Kre=0.8 ，Ki=100A/5A=20 ，因而，动作电流为

因而，过电流保护动作电流Iop整定为10A。（注意：GL15型感应式过电流继电器动作电流只能2~10A，且为整数）
②过电流保护动作时间整定 由于本变电所为电力系统终端变电所，故其过电流保护动作时间（10倍动作电流动作时间）可整定为最短0.5S。
③过电流保护敏捷系数检查 运用式（6-4），式中，
IK．min= I（2）K-2/KT= 0.866 I（3）K-2/KT=0.866×19.7KA/=0.682KA，IOP.1 = IOP Ki / KW =10A×20/1=200A
因而，其保护敏捷系数为

满足规定敏捷系数1.5规定。
2）装设电流速断保护 运用GL15型继电器电流速断装置来实现。
①速断电流整定 运用式（6-5），式中，IK．max= I（3）K-2=19.7KA，Krel=1.4，KW=1 ，Ki=100A/5A=20 ，KT=10KV/0.4KV=25 ，因而，速断电流为

速断电流倍数整定为

（注意：Kqb可不为整数，但必要在2~8之间。）
②电流速断保护敏捷系数检查 运用式（6-6），式中，
IK．min= I（2）K-1= 0.866 I（3）K-1=0.866×1.96KA=1.7KA，Iqb..1 = Iqb Ki / KW =55A×20/1=1100A 因而，其保护敏捷系数为

从表6-1可知，按GB50062-1992规定，电流保护（含电流速断保护）最小敏捷系数为1.5，因而，满足规定敏捷系数规定。
（2）作为备用电源高压联系线继电保护装置
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，去分流跳闸操作方式。
①过电流保护动作电流整定 运用式（6-2），式中，IL．max= 2I30
I30==19.4A， Krel=1.3， KW=1 ，Kre=0.8 ，因而，动作电流为

因而，过电流保护动作电流Iop整定为7A。
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 由于数据资料不全，暂缺。
2）装设电流速断保护 亦运用GL15型继电器电流速断装置来实现。但因数据资料不全，其整定计算亦暂缺。
（3）变电所低压侧保护装置
1）低压总开关采用DW15-15000/3型低压断路器，三相均装设过流脱扣器，既可实现对低压侧相间短路和过负荷保护，又可实现对低压单相接地短路保护。脱扣器动作电流整定可参看文献[2]、[3]或其她手册，限于篇幅，此略。
2）低压侧所有出线上均装设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保护。限于篇幅，整定计算略。

（八）变电所防雷保护与接地装置设计

1、变电所防雷保护
（1）直击雷防护 在变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并且引出两根接地线与变电所公共接地装置相连。避雷针采用直径20mm镀锌圆钢，避雷带采用25mm×4mm镀锌扁钢。
（2）雷电侵入波防护
1）在10KV电源进线终端杆上装设FS4-10型阀式避雷器。其引下线采用25mm×4mm镀锌扁钢，下面与公共接地网焊接相连，上面与避雷器接地端螺栓连接。
2）在10KV高压配电室内装设GG-1A（F）-54型高压开关柜，其中配有FS4-10型阀式避雷器，接近主变压器。主变压器重要靠此避雷器来雷电侵入波危害。
3）在380V低压架空出线杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子铁脚接地，用以防护沿架空线入侵雷电波。

2、变电所公共接地装置设计
（1）接地电阻规定 按表9-23，本变电所公共接地装置接地电阻满足如下条件： RE≤4Ω
且： RE≤
式中， IE =
因而公共接地装置接地电阻应满足RE≤4Ω。
（2）接地装置设计 采用长2.5m、φ50mm镀锌钢管数，按式（9-24）计算初选16根，沿变电所三面均匀布置（变电所前面布置两排），管距5m，垂直打入地下，管顶离地面0.6m。管间用40mm×4mm镀锌扁钢焊接相连。变压器室有两条接地干线、高低压配电室各有一条接地干线与室外公共接地装置焊接相连。接地干线均采用25mm×4mm镀锌扁钢。变电所接地装置平面布置图如图11-9所示。
接地电阻验算：
RE=
满足RE≤4Ω规定。

图11-9 变电所接地装置平面布置图

（九）附录——重要参照文献（略）

三、设计图纸
（一）变电所主接线电路图
××机械厂降压变电所主接线电路图（A4图纸）
（二）变电所平面图
××机械厂降压变电所平面图（A4图纸）
（三）车间动力电气平面布线图
××车间动力电气平面布线图（A4图纸）