一、 绪论 1二、 负荷计算和无功功率补偿 4三、 变电所位置和型式的选择 8四、 变电所主变压器台数和容量、类型的选择 9五、 变电所主结线方案的设计 10六、 短路电流的计算 13七、 变电所一次设备的选择与校验 15八、 变电所进出线的选择与校验 18九、 变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 24十、防雷保护和接地装置的设计 27十-一、总结 28附录：变电所主结线图 2929参考书目 一、绪论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 工厂供电的意义和目的工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电在工厂里，电能虽然 是工业生产的主要能源和动力， 但是它在产品成本中所占的比重一般很小 电能在工业生产 中的重要性， 并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少， 而在于工业生产实现 电气化以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。
做好工厂供电工作对于发 展工业生产， 实现工业现代化， 具有十分重要的意义 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、支援国家经济建设，也具有重大的作用1.3 工厂供电的目的(1) 通过该厂变电所的设计培养学生综合运用所学的基础理论知识，基于 技能和专业知识进行分析和解决实际问题的能力2) 掌握中小型工厂供电系统设计计算和运行维护所必须的基本理论和基本 技能3) 掌握供配电设计的基本原则和方法，深刻理解“安全，可靠，优质，经 济”的设计要求，为今后从事工厂供配电技术奠定一定的基础1.4工厂总平面图工厂平面图1.4.1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 4000h,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 负荷低压动力设备均为三相，额定电压为 380V电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V本厂的负荷统计资料如下表所示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3000.30.70照明60.81.02锻压车间动力3500.30.65照明80.71.07金工车间动力4000.20.65照明100.81.06工具车间动力3600.30.60照明70.91.04电镀车间动力2500.50.80照明50.81.03热处理车间动力1500.60.80照明50.81.09装配车间动力1800.30.70照明60.81.010机修车间动力1600.20.65照明40.81.08锅炉房动力500.70.80照明10.81.05仓库动力200.40.80照明10.81.0生活区照明3500.70.90工厂负荷统计资料1.4.2 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 型号为LGJ-120,导线为等边三角形排列，线距为 1.22m;干线首端距离本厂约 7km干线首端所装设的高压断路器断流容量为 350MVA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 1.6s 为满足贯 彻二级负荷要求， 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22km1.4.3 气象资料本厂所在地区的年最高气温为 36C，年平均气温为 22C，年最低气温为-11 C，年最热月平均最高气温为 31 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26C当地主导风向为西北风，年雷暴日数为 331.4.4 地质水文资料本厂所在地区平均海拔620m地层以黄土为主，地下水位为 3.2m1.4.5 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0.20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 0.93 。
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二、负荷计算和无功功率补偿2.1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 P30 = Kd Pe , Kd为系数b） 无功计算负荷（单位为kvar） Q30= P30 tanc） 视在计算负荷（单位为kvA） S30 =-—30-cosd） 计算电流（单位为A）丨3 S30 , Un为用电设备的额定电压（单位为KV<3Un2.2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 P30 = K p P30i式中P30i是所有设备组有功计算负荷 P30之和，K p是有功负荷同时系数,可取 0.85~0.95b） 无功计算负荷（单位为kvar）Q30=K q Q30i， Q30i是所有设备无功Q30之和；K q是无功负荷同时系数,可取 0.9~0.97c） 视在计算负荷（单位为kvA） S30 —P30 q30d） 计算电流（单位为 A） 130 = V3Un经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表所示（额定电压取 380V）各厂房和生活区的负荷计算表编号名称类别设备容量 Pe/kW需^<系数Kdcostan计算负荷P30 /kWQ30 /kvarS30 /kVA1 30 /A1铸造车间动力3000. 30 . 71.029091.8照明60. 81 . 004.80小计30694.891.81322012锻压车间动力3500. 30 . 651.17105123照明80. 71 . 005.60小计358110.61231652517金工车间动力4000. 20 . 651.178093.6照明100. 81 . 0080小计4108893.61281946工具车间动力3600 . 30 . 61.33108144照明70 . 91 . 006.30小计367114.31441842804电镀车间动力2500 . 50 . 80.7512593.8照明50 . 81 . 0040小计25512993.81602443热处理车间动力1500 . 60 . 80.759067.5照明50 . 81 . 0040小计1559467.51161769装配车间动力1800 . 30 . 71.025455.1照明60 . 81 . 004.80小计58.855.180.612210机修车间动力1600 . 20 . 651.173237.4照明40 . 81 . 003.20小计16435.237.451.4788锅炉车间动力500 . 70 . 80.753526.3照明10 . 81 . 000.80小计5135.826.344.4675仓库动力200 . 40 . 80.7586照明10 . 81 . 000.80小计218.8610.716.211生活区照明3500.70.90.48245117.6272413总计动力22201015.3856.1照明403计入 K p=0.8, K q=0.850.75812.2727.6109016562.3 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 0.93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：QC =P30 (tan 1 - tan 2)=812.2[ta n(arccos0.75) - tan (arccos0.92) ] = 370kvar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(主屏)1台与方案3(辅屏)4台相结合，总共容量为84kvar 5=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 Q30 =(727.6-420)kvar=307.6 kvar，视在功率 S30 用 Q30 =868.5 kVA 计算电S' P30流& —30 =1320 A,功率因数提高为cos = - =0.935v'3U N S30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lOOOkVA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1OkV侧的负荷计算如表所示主屏辅屏八r——1 L/ /J / 1f) r// 1 i—1J \ bCCrbC1#方案6支路3#方案6支路2#方案8支路4#方案8支路PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案无功补偿后工厂的计算负荷项目cos计算负荷P30 /KWQ30 /kvarS30 /kVAI 30/A380V侧补偿前负荷0.75812.2727.610901656380V侧无功补偿容量-420380V侧补偿后负荷0.935812.2307.6868.51320主变压器功率损耗0.015 S30=130.06 S30 =5210KV侧负荷计算0.92825.2359.690052三、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 x轴和y轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置， P、P2、P3 Pio分别代表厂房1、2、3...10 号的功率，设定 Pi（ 1.3 ,5.3 ）、P2（ 1.3 ,3.6 ）、P3（3.4 ,5.3 ）、P4（ 3.4，3.6）、P5（4.2，1.8 ）、P6（ 6.7，6.5）、P7（ 6.7，4.8 ）、P8（6.7， 3.1 ）、P9（ 6.7，1.4 ）、Ro （ 9.5，4.8 ），并设 P1（ 0.7，0.3 ）为生活区的 中心负荷。
而工厂的负荷中心假设在 P（x, y ）,其中P=P+P2 + P3 +Pn= 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：P1X1 P2X2 l~3X3 P1X11R F2 P3 R1(PG~PT(3-1 )Ry1 By2 P3y3 R1y11R P2 F3 P11(RyJ（3-2）把各车间的坐标代入（1-1 ）、（2-2），得到x =3.63，y =3.43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P6P7P8按负荷功率矩法确定负荷中心■ ■ 4PTfa <1P41P2 1►1[P5 ,•Pl P?PIO四、变电所主变压器台数和容量、类型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Snt S30， Snt为主变压器容量，S30为总的计算负荷选Sn T =1000 KVA>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Snt (0.6 ~ 0.7) 900KVA=(540-630) KVA (4-1 )Sn tS30( )=(132+160+44.4) KVA=336.4 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 YynO五、变电所主结线方案的设计5.1装设一台主变压器的主接线方案10kVFS4-10GG-1A(J)-03GV口 -10GG-1A(F)-07GG-1A(联络线（备用电源）S9-100010/0.4kV八.220/380V高压柜列GG-GG-GG-GG-1A(J)1A(F)1A(F)1A(F)-03-54-07-07主变 联络（备用）装设一台主变压器的主接线方案5.2装设两台主变压器的主接线方案10kVGG-1A(F)-113、11d| [FS4-^ ]GW口-10/ GG-1A(J)-01d> AGG-1A(F)-54 \ GG-1A(F)1Z—GG-1A(F)-070S9-63010/0.4kV△-96VS9-630 小 10/0.4kV（备用电源）220/380V咼压;柜列GG- 1A(F) -113GG- 1A(F) -11GG- 1A(J) -01GG- 1A(F) -96GG- 1A(F) -07GG- 1A(F) -547 I7•7主主 联络 变变（备用）装设两台主变压器的主接线方案5.3 主接线方案的技术经济比较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供电安全性满足要求满足要求技供电可靠性基本满足要求满足要求术供电质量由于一台主变，电压损耗较大由于两台主变并列，电压损耗较指小标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查得S9-1000/10的单价为查得S9-630/10的单价为10.5万电力变压器的15.1万元，而变压器综合投资元，因此两台变压器的综合投资综合投资额约为其单价的2倍，因此综合约为4*10.5=42万元，比一台主投资约为2*15.仁30.2万元变方案多投资11.8万元咼压开关柜查得GG-1A(F)型柜可按每台4万兀计，其综合投资可按设备本方案米用6台GG-1A(F)柜，其经(含计量柜)的1.5倍计，因此咼压开关柜综合投资约为6*1.5*4=36万元，济的综合投资额的综合投资约为4*1.5*4=24比一台主变方案多投资12万兀指标万元主变的折旧费=30.2万元主变的折旧费=42万兀*0.05=2.1*0.05=1.51万兀；咼压开关柜万元；高压开关柜的折旧费=36电力变压器和的折旧费=24万元*0.06=1.44万元*0.06=2.16万元；变配电的咼压开关柜的万元；变配电的维修管理费=维修管理费=(42+36)万元年运行费(30.2+24)万元 *0.06=3.25*0.06=4.68万元。
因此主变和高万元因此主变和咼压开关柜压开关柜的折旧和维修管理费=的折旧和维修管理费=(1.51+1.44+3.25 )=6.2 万元(2.1+2.16+4.68 ) =8.94 万元，比一台主变方案多投资2.74万元主变容量每KVA为800元，供供电贴费=2*630KVA*0.08万元供电贴费电贴费=1000KVA*0.08万元=100.8万元，比一台主变多交/KVA=80 万元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，因此决定米用装设一台主变的主接线方案六、短路电流的计算6.1 绘制计算电路6.2 确定短路计算基准值设基准容量Sd=100MVA基准电压Ud=Uc=1.05UN，Uc为短路计算电压，即高压侧Udi=10.5kV，低压侧Ud2=0.4kV，则I Sdd1 —3Ud1100MVA 5.5kA ,3 10.5kVI Sdd2 —3Ud2100MVA 144kA3 0.4kV6.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值6.3.1电力系统已知电力系统出口断路器的断流容量 Soc =350MVA故X, =100MVA/350MVA=0.36.3.2架空线路查表得LGJ-120的线路电抗x。
0.35 /km，而线路长7km,X2 (0.35 7) 10呷 2.2Uc (10.5kV)6.3.3电力变压器查表得变压器的短路电压百分值Uk%=4.5，故v Uk%Sd 4.5X 3100Sn 100100 MVA=4.51000kVA式中,Sn为变压器的额定容量因此绘制短路计算等效电路如图所示10.322.2k-1 4；k-2短路计算等效电路6.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算6.4.1总电抗标幺值X (k i)X!X 2 =0.3+2.2=2.56.4.2三相短路电流周期分量有效值* 1 d1ik1 xX (k 1)5.5kA 2.2kA2.56.4.3其他短路电流I ''(3) i (3)"⑶lk3)i2.2kA"(3)iSJ 2.55I (3) 2.55 2.2kA 5.61kA644三相短路容量Sd100 MVA2.540MVA6.5 k-2点（0.4kV侧）的相关计算6.5.1总电抗标幺值X (k i) XiX2 X；=0.3+2.2+4.5=76.5.2三相短路电流周期分量有效值X (k 2)144kA720.57kA6.5.3其他短路电流I "(3)• (3)1 shI (3)I shI (3) I k31 20.57kA1.841''⑶ 1.84 20.57kA 37.85kA1.091"⑶ 1.09 20.57kA 22.42kA6.5.4三相短路容量(3)Sk 2X (k 2)100 MVA714.3MVA以上短路计算结果综合图表所示短路计算点三相短路电流三相短路容量/MVA1 (3)1 kI "(3)I(3)i (3)i sh1 (3)I shSk3)k-12.22.22.25.613.32240k-220.5720.5720.5737.8522.4214.3短路计算结果七、变电所一次设备的选择校验7.1 10kV侧一次设备的选择校验7.1.1 按工作电压选则设备的额定电压U n e 一般不应小于所在系统的额定电压 Un，即U n e Un , 高压设备的额定电压UNe应不小于其所在系统的最高电压Umax，即Un° Umax。
Un =10kV, Umax=11.5kV，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压UNe=12kV, 穿墙套管额定电压UNe=11.5kV，熔断器额定电压UNe=12kV7.1.2 按工作电流选择设备的额定电流iNe不应小于所在电路的计算电流丨30，即iNe I 307.1.3 按断流能力选择设备的额定开断电流Ioc或断流容量Soc，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 I k(3) 或短路容量 Sk(3) ，即oc I OL max ， I OL max 为最大负荷电对于分断负荷设备电流的设备来说，则为 I oc I流7.1.4 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is(h3) 、 I s(3h) 分别为开关所max sh max shimax、I max分别为开关的极限通过电流峰值和有效值,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I t2t I (3)2tima对于上面的分析，如表所示，由它可知所选一次设备均满足要求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苴丿、它装置地点条件参数UnI N](3)I kI (3)I sh1 ⑶2 t-i lima数据10kV57.7A(I (1N T))1.96kA5.0kA1.962 1.9 7.3一 次设备型号规格额定参数U N eU N eI oci maxIt2 t高压少油断路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40 kA162 2 512咼压隔离开关GN® -10/20010kV200A-25.5 kA210 5 500次负 荷0.6高压熔断器RN2-1010kV0.5A50 kA--电压互感器JDJ-1010/0.1kV----电压互感器JDZJ-1010 0.1 0.113調存----电流互感器LQJ-1010kV100/5A-225 <2 0.1kA=31.8 kA(90 0.1)2 1=81避雷针FS4-1010kV----户外隔离开关GW4-12/40012kV400A-25kA102 5 5007.2 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，如表所示，所选数据均满足要求。
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Un1 N1 (3)1 k1 (3)I sh|(3)2 t.1 l ima-数据380V总 1317.6A19.7kA36.2kA219.7 0.7 272-一 次设备型号规格额定参数U N eU N e1 oc1 maxIt2 t-低压断路器DW15-1500/3D380V1500A40kA---低压断路器DW20-630380V630A(大于130)30Ka(一般)---低压断路器DW20-200380V200A(大于130)25 kA---低压断路HD13-1500/30380V1500A----电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A----电流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A----7.3 高低压母线的选择查表得到，10kV母线选LMY-3(40 4mm),即母线尺寸为40mm4mm;380V母线选LMY-3 (120 10)+80 6,即相母线尺寸为 120mm10mm而中性线母线尺寸为 80mm 6mm八、变压所进出线与邻近单位联络线的选择8.1 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I30=Iint=57.7A及室外环境温度36°，查表得，初选LGJ-35,其35°C时的Iai=149A>l3o,满足发热条件。
b) .校验机械强度 查表得，最小允许截面积 Amin =25mm2，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8.2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I30=I1nt=57.7A及土壤环境22C，查表得，初选缆线芯截面为25mm2的交联电缆，其I3i=149A>I 30,满足发热条件b) 校验热路稳定 按式A Amin l⑺丄1 ,A为母线截面积，单位为mm2 ；CAmin为满足热路稳定条件的最大截面积，单位为mm2 ； C为材料热稳定系数；I(3)为母线通过的三相短路稳态电流，单位为 A； tima短路发热假想时间，单位为s本电缆线中I⑶=1960, tima =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I(3)竺 2200 0.75 24.7mm2
a ）按发热条件需选择 由G=201A及地下0.8m土壤温度为26C,查表，初选缆芯截面120 mm2，其lai=212A>l3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120mm2的铝芯电缆的R°=0.31 /km （按缆芯工 作温度 75° 计），X0=0.07 /km，又 1 号厂房的 P30 =94.8kW, Q30 =91.8 kvar , 故线路电压损耗为U （pR qX） 94.8kW （0.31 0.1） 91.8k var （0.07 0.1） g *U n 0.38kV94U% 100% 2.5% < Uai%=5%380 alC ）断路热稳定度校验IAmin I ⑶ 22000 -075 240mm2C 76不满足短热稳定要求，故改选缆芯截面为 240mm2的电缆，即选VLV22-1000-3240+1 120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8.3.2锻压车间馈电给 2 号厂房（锻压车间）的线路，亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。
8.3.3 热处理车间馈电给 3 号厂房（热处理车间）的线路，亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设8.3.4 电镀车间馈电给 4 号厂房（电镀车间）的线路，亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设8.3.5 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l30=16.2A及环境温度22 C，初选截面积4mm2，其Iai=19A>Iso，满足 发热条件b） 校验机械强度 查表得，Amin =2.5 mm2，因此上面所选的4 mm2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R0=8.55 /km，X°=0.119 /km，又 仓库的 P30=8.8kW, Q30=6 kvar ，因此10V(pR qX) 8.8kW (8.55 0.05) 6kvar (0.119 0.05)U N 0.38kV10U % 100% 2.63% < U ai % =5%380故满足允许电压损耗的要求。
8.3.6工具车间馈电给6号厂房（工具车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3 240+1 120的 四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设8.3.7金工车间馈电给7号厂房（金工车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设8.3.8锅炉房馈电给8号厂房（锅炉房）的线路 亦采用VLV22-1000-3 240+1 120的 四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设8.3.9装配车间馈电给9号厂房（装配车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设8.3.10机修车间馈电给10号厂房（机修车间）的线路 亦采用VLV22-1000-3 240+1 120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）8311 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130=413A及室外环境温度（年最热月平均气温） 31C,初选BLX-1000-1 240,其31C时I引〜455A＞叫满足发热条件2） 效验机械强度 查表可得，最小允许截面积Amin=10mm因此BLX-1000-1 240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-1000-1 240近似等值的LJ-240的阻抗R°=0.14/km, X0=0.30/km （按线间几何均距 0.8m）,又生活区的 恵=245KV, Q30=117.6kvar，因此(pR qX) 245kW (0.14 0.2) 117.6kvar (0.3 0.2)U 9.4VU n 0.38kV9 4U% 100% 2.5% < U al % =5%380满足允许电压损耗要求因此决定采用四回BLX-1000-1 120的三相架空线路对生活区供电PEN线均采用BLX-1000-1 75橡皮绝缘线重新校验电压损耗，完 全合格8.4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10K丫母线相连8.4.1按发热条件选择工厂二级负荷容量共 335.1KVA, 130 335.1kVA/（ .3 10kV） 19.3A，最热月土壤平均温度为21 C查表《工厂供电设计指导》8-43，初选缆心截面为25mm2 的交联聚乙烯绝缘的铝心电缆，其lai = 90A> I30满足要求。
842校验电压损耗由表《工厂供电设计指导》8-41可查得缆芯为25mm2的铝R0 1.54 /km（缆芯温度按80 C计），X0 0.12/ km，而二级负荷的P30 (94 129 35.8)kW 258.8kW ,Q30 (91.893.826.3)kvar 211.9k var，线路长度按2km计，因此U 258.8kW (1.54 2)211.9k var(0.122) 85V10kVU % （85V / 10000V） 100% 0.85 U al 5%由此可见满足要求电压损耗5%的要求8.4.3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25mm2的交联电缆是满足热稳定要求的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所示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疋40+1X120四芯塑料电缆（直埋）至2号厂房VLV22-1000— 3疋40+1X20四芯塑料电缆（直埋）至3号厂房VLV22-1000— 3X240+1X20四芯塑料电缆（直埋）至4号厂房VLV22-1000— 3X240+1X20四芯塑料电缆（直埋）至5号厂房2BLV-1000—1>4铝芯线5根穿径25 mm 硬塑管至6号厂房VLV22-1000— 3X240+1X20四芯塑料电缆（直埋）至7号厂房VLV22-1000— 3X240+1X20四芯塑料电缆（直埋）至8号厂房VLV22-1000— 3X240+1X20四芯塑料电缆（直埋）至9号厂房VLV22-1000— 3X240+1X20四芯塑料电缆（直埋）至10号厂房VLV22-1000— 3X240+1X20四芯塑料电缆（直埋）至生活区四回路，每回路 3X3LX-1000-1 X120+1 X3LX-1000-1 >75橡皮线（三相四线架空线）与临近单位10KV联络线YJL22—10000—3X6交联电缆（直埋）九、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定9.1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避雷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器柜其中电压互感器为3个JDZ 10型，组成丫/ （开口 ） 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9.2变电所继电保护装置9.2.1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。
9.2.2护动作电流整定I opK relKwKre KiL max其中 Il max 2I1NT 2 1000KVA /（ 3 10KV） 2 57.7A 115A，可靠系数Krel = 1.3，接线系数Kw = 1，继电器返回系数Kre = 0.8，电流互感器的电流比 心=100/5=20，因此动作电流为:因此过电流保护动作电流整定为 10A1 3 1Iop 115A 9.3A0.8 20923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 0.5s924过电流保护灵敏度系数的检验S1 k m inpP I op 1其中，Ik min I K2)2 / Kt 0.8661 几/Kt =0.866 20.57kA/(10kV/0.4kV)=0.713lopi IopKi/Kw 10A 20/1 200A，因此其灵敏度系数为：S=3.6>1.5满足灵敏度系数的1.5的要求9.3装设电流速断保护 利用GL15的速断装置9.3.1速断电流的整定禾I」用式 | 仏 3 Ikmax，其中 Ikmax I k'2 20.57kA ,心=1・4 ,心=1，q Ki Kt1 4 1 Ki =100/5=20，Kt =10/0.4=25，因此速断保护电流为 Iqb 20570A 58A20 25速断电流倍数整定为Kqb=5.8 (注意Kqb不为整数，但必须在2〜8之间)9.3.2、电流速断保护灵敏度系数的检验利用式 Sp 心丄，其中 Ik min iK2)2 0.866IK3)2 0.866 2.2 2kA，I qb 1Iop1 IopKi/Kw 58A 20/1 1160A，因此其保护灵敏度系数为 S=1.7>1.5从《工厂供电课程设计指导》表6-1可知，按GB5006— 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。
9.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置941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lop 仏—攵Il max，其中lL.max=2l30，Kre Ki取 I 30 =130( ) (%1 S30.4 S30.8)/^；3U1n) (132 160 44.4)kVA/(j3 10kV) 19.4A0.6 >52A=43.38A, Krel=1.3，Kw =1，Kre =0.8，K =50/5=10，因此动作电流为：1 3 1Iop ——— 2 19.4A 6.3A 因此过电流保护动作电流 ％整定为7Ap 0.8 10 pb) 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 0.5sc) 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9.4.2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9.4.3 变电所低压侧的保护装置a） 低压总开关采用DW1 —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。
b） 低压侧所有出线上均采用DZ2 0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十 、防雷保护与接地装置的设计10.1 变电所的防雷保护10.1.1 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围时， 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 RV10W （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5m打入地下，管顶距地面0.6 m接地管间用40mm4mm的镀锌扁刚焊接相接弓I下线用 25 mm >4 mm的镀锌扁刚，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔及其基础的钢筋 相焊接，上与避雷针焊接相连避雷针采用直径 20mm勺镀锌扁刚，长1〜1.5独立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有 3m以上的距离10.1.2雷电侵入波的防护a）在10KV电源进线的终端杆上装设 FS4-10型阀式避雷器。
引下线采用 25 mm>4 mm的镀锌扁刚，下与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端栓连接b） 在10KV高压配电室装设有 GG- 1A（F）— 54型开关柜，其中配有 FS— 10型避雷器，靠近主变压器主变压器主要靠此避雷器来保护，防雷电侵入波的危害c） 在380V低压架空线出线杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地， 用以防护沿低压架空线侵入的雷电波10.2 变电所公共接地装置的设计10.2.1接地电阻的要求按《工厂供电设计指导》表9-6此边点所的公共接地装置的接地电阻应满 足以下条件：Re 4且 Re 120V/Ie 120V/27A 4.4其中，心10（80 35 25）a 27 因此公共接地装置接地电阻Re 4 o35010.2.2接地装置的设计采用长2.5m、 50mnt勺钢管16根，沿变电所三面均匀布置，管距 5 m，垂直打入地下，管顶离地面0.6 m o管间用40mm4mn的镀锌扁刚焊接相接变电 所的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 25 mm>4 mm■的镀锌扁刚变电所接地装置平面布置图如图9-1所示。
接地电阻的验算:I Re（i） /I 100 m/ 2.5m “Re 3.85n n 16 0.65满足Re 4欧的接地电阻要求，式中, 0.65查《工厂供电设计指导》表9-10环行敖设”栏近似的选取十^一一、设计总结二周的工厂供电课程设计结束了，我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助在这次设计中遇到了很多实际性的问题， 在实际设计中才发现，书 本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的， 所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维 一切问题必须要靠自己一点一 滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在不断的提升 虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑， 经使我学到了许多课堂上学不到的知识，也解决了课堂上理论发现不了的问题我觉得能做这样的课程设计是十分有意义的，在已度过的两年大学生活里我 们大多数接触的是专业基础课在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属 查阅了很多次设计书和指导书为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准， 一次次翻阅课本和设计书是十分必要的，同时也是必不可少的设计这种东西需要我们大家一起齐心协力， 从平时做的实验、老师上课的举 例、书本上的知识以及老师的和其他同学的帮助下终于完成了。
应该说这是通过我们小组成员的共同努力和动脑完成的， 虽然容并不是很复杂，但是我们觉得设计的过程相当重要，学到了很多，收获了很多我觉得课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程， 但是更远一点可以联系到以后毕业之后从学校转到 踏上社会的一个过程小组人员的配合、相处，以及自身的动脑和努力，都是以 后工作中需要的 同时我认为我们的工作是一个团。