某机械厂供配电系统
设计说明
专业班级
学号
学生姓名
指导老师
目录
第章 设计务 3
第二章 负荷计算功补偿 5
21负荷计算 5
22功功率补偿 8
第三章 变压位置形式选择 9
31变压址选择原 9
32工厂负荷中心确定 10
第四章 变电变压器接线方案选择 11
41变电变压器选择 11
42变电接线方案选择 12
43接线方案技术济较 14
第五章 短路电流计算 15
51短路电流计算电路 15
52确定短路计算基准值 15
53计算供电系统中元件电抗标幺值 15
54 k1点（105kV侧）计算 16
55 k2点（04kV侧）相关计算 17
第六章 变电次设备选择校验 18
61电气设备选择般原 18
62 10kV侧次设备选择校验 18
63 380V侧次设备选择校验 20
64 高低压母线选择 21
第七章 变压进出线邻单位联络线选择 21
71 概述 21
72 10kV高压进线引入电缆选择 21
73 380低压出线选择 22
第八章 变电二次回路方案选择继电保护整定 26
81变电二次回路方案选择 26
82变电继电保护装置 29
83装设电流速断保护 30
84备电源高压联络线继电保护装置 32
85变电低压侧保护装置 32
86保护 32
第九章 变电防雷接装置设计 33
91变电防雷保护 33
92变电公接装置设计 34
第章 设计务
设计求
国家标准GB5005295供配电系统设计规范GB500539410KV变电设计规范GB5005495低压配电设计规范等规范进行工厂供电设计做安全优质济基求处理局部全局前长远利益关系便适应发展需时注意电色金属节约等问题
二 设计
21 工厂负荷电源情况
211工厂负荷性质
厂数车间两班制年负荷利时4600h日负荷持续时间6h该厂铸造车间电镀车间锅炉房属二级负荷外余均属三级负荷厂负荷统计资料表1示
厂房编号
厂房名称
负荷类
设备容量kW
需系数
功率数
1
铸造车间
动力
300
0．3
0．7
明
5
0．8
1．0
2
锻压车间
动力
350
0．3
0．65
明
8
0．7
1．0
3
金工车间
动力
400
0．2
0．65
明
10
0．8
1．0
4
工具车间
动力
360
0．3
0．6
明
7
0．9
1．0
5
电镀车间
动力
250
0．5
0．8
明
5
0．8
1．0
6
热处理车间
动力
150
0．6
0．8
明
5
0．8
1．0
7
装配车间
动力
180
0．3
0．7
明
6
0．8
1．0
8
机修车间
动力
160
0．2
0．65
明
4
0．8
1．0
9
锅炉车间
动力
50
0．7
0．8
明
1
0．8
1．0
10
仓库
动力
20
0 4
0 8
明
1
0 8
1 0
11
生活区
明
350
0．7
0．9
212供电电源情况
供电电源情况 工厂供电部门签定供电协议规定厂附条10kV公电源干线取工作电源该干线导线牌号LGJ150导线等边三角形排列线距2m干线首端距离厂约8km干线首端装设高压断路器断流容量500MVA断路器配备定时限流保护电流速断保护定时限流保护整定动作时间17s满足工厂二级负荷求采高压联络线邻单位取备电源已知厂高压侧电气联系架空线路总长度80km电缆线路总长度25km
213电费制度
厂供电部门达成协议工厂变电高压侧计量电设专计量柜两部电费制交纳电费月基电费变压器容量18元kVA动力电费09元Kwh明电费05元Kwh工厂负荷时功率数低09外电力户需新装变压器容量计算次性供电部门交纳供电贴费：6~10VA800元kVA
22然条件
221气象资料
厂区年高气温38℃年均气温23℃年低气温9℃年热月均高气温33℃年热月均气温26℃年热月08米处均气温25℃导风东北风年雷暴日数20
222质水文资料
厂区均海拔500m层砂粘土水位2m
23厂区面布置图
10
5
3
4
2
8
9
7
6
11
工厂总变压变电
1
三 设计容步骤
1 确定全厂计算负荷编制负荷总表合理确定功补偿求10KV侧cosφ092
2 拟定供配电方案确定变配电位置
3 合理确定变压器台数容量选择规格型号
4 拟定变电接线方案选择元件设备型号规格
5 短路电流计算
6 变电次设备选择检验
7 变压进出线邻单位联络线选择
8 变电二次回路方案选择继电保护整定
9 变电防雷接装置设计
四 编写设计说明书具体求
1设计说明书应包括设计题目方案证负荷计算设备导线选择动稳定度热稳定度断流力校验等
2设计说明书求方案行计算方法正确图纸规范误条理清楚语言通
3设计验收项目(1)电力负荷计算表(2)电力设备明细表(3) 全厂车间供配电系统接线图（4）设计总结等
五 设计成果
1．设计说明书包括全部设计容负荷计算短路计算设备选择求
列表
2．电气接线图（三号图纸）
3．继电保护配置图（三号图纸）
第二章 负荷计算功补偿
21负荷计算
211计算方法
首先计算出车间单组电设备计算负荷通取时系数利组电设备计算负荷计算公式计算出整车间计算负荷
单组电设备计算负荷计算公式
（1）功计算负荷（单位KW）
系数
（2）功计算负荷（单位kvar）
tan
（3）视计算负荷（单位kvA）
（4）计算电流（单位A）
电设备额定电压（单位KV）
组电设备计算负荷计算公式
（1） 功计算负荷（单位KW）
式中设备组功计算负荷功负荷时系数取085~095
（2） 功计算负荷（单位kvar）
式中设备功功负荷时系数取09~097
（3） 视计算负荷（单位kvA）
（4） 计算电流（单位A）
212计算结果
计算厂房生活区负荷计算表表21示（额定电压取380V）
表21 厂房生活区负荷计算表
编号
名称
类
设备容量kW
需系数
cos
tan
计算负荷
kW
kvar
kVA
A
1
铸造
车间
动力
300
0．3
0．7
102
9000
9182
12857
19534
明
5
0．8
1．0
0
400
0
400
608
计
305
——
9400
9182
13140
19965
2
锻压
车间
动力
350
0．3
0．65
117
10500
12276
16154
24543
明
8
0．7
1．0
0
560
0
560
851
计
358
——
11060
12276
16523
25105
3
金工
车间
动力
400
0．2
0．65
117
8000
9353
12308
18700
明
10
0．8
1．0
0
800
0
800
1215
计
410
——
8800
9353
12842
19511
4
工具
车间
动力
360
0．3
0．6
133
10800
14400
18000
27348
明
7
0．9
1．0
0
630
0
630
957
计
367
——
11430
14400
18385
27933
5
电镀
车间
动力
250
0．5
0．8
075
12500
9375
15625
23740
明
5
0．8
1．0
0
400
0
400
608
计
255
——
12900
9375
15947
24229
6
热处理车间
动力
150
0．6
0．8
075
9000
6750
11250
17093
明
5
0．8
1．0
0
400
0
400
608
计
155
——
9400
6750
11572
17583
7
装配
车间
动力
180
0．3
0．7
102
5400
5509
7714
11721
明
6
0．8
1．0
0
480
0
480
729
计
186
——
5880
5509
8058
12242
8
机修
车间
动力
160
0．2
0．65
117
3200
3741
4923
7480
明
4
0．8
1．0
0
320
0
320
486
计
164
——
3520
3741
5137
7804
9
锅炉
车间
动力
50
0．7
0．8
075
3500
2625
4375
6647
明
1
0．8
1．0
0
080
0
080
122
计
51
——
3580
2625
4439
6745
10
仓库
动力
20
0．4
0．8
075
800
600
1000
1519
明
1
0．8
1．0
0
080
0
080
122
计
21
——
880
600
1065
1618
11
生活区
明
350
07
09
048
24500
11866
27222
41360
总计
动力
2220
101350
85677
——
——
明
402
计入08085
075
81080
72825
108984
165584
22功功率补偿
221 功补偿作
功功率工补偿装置：步补偿机联电抗器两种联电抗器具安装简单运行维护方便功损耗组装灵活扩容方便等优点联电抗器供电系统中应普遍
222 机械厂负荷功补偿计算
表21知该厂380V侧负荷时功率数074供电部门求该厂10KV进线侧负荷时功率数低09考虑变压器功损耗元功损耗380V侧负荷时功率数应稍09暂取092计算380V侧需功功率补偿容量功补偿量：
(tan tan)8108[tan(arccos074) tan(arccos092) ] 39156 kvar
取400Kvar 选择BGMJ04503 额定电容1000uF需n400508
补偿前变压器低压侧功计算负荷基变功计算负荷（72825400）kvar32825 kvar视功率87473kVA计算电流132901A功率数提高cos0927
功补偿前该变电变压器T容量应选1250kVA满足负荷电需采取功补偿变压器T容量选1000kVA足够时计算电流减少补偿点供电系统中元件功率损耗相应减功补偿济效益十分观
223计算结果
计算功补偿工厂380V侧10kV侧负荷计算表3示
表22 功补偿工厂计算负荷
项目
cos
计算负荷
KW
kvar
kVA
A
380V侧补偿前负荷
074
81080
72825
108984
165584
380V侧功补偿容量
400
380V侧补偿负荷
0927
81080
32825
87473
132901
变压器功率损耗
00151312
0065248
10KV侧负荷计算
0935
82392
38073
90763
5240
第三章 变压位置形式选择
31变压址选择原
变压址选择应根求技术济分析较确定：
（1）量接负荷中心降低配电系统电损耗电压损耗色金属消耗量
（2）进出线方便特便架空进出线
（3）接电源侧特工厂总降压变电高压配电
（4）设备运输方便特考虑电力变压器高低压成套配电装置运输
（5）应设剧烈运动高温场法避开时应防振隔热措施
（6）宜设尘腐蚀性气体场法远离时应设污染源风侧
（7）应设厕浴室常积水场正方宜述场相贴邻
（8）应设爆炸危险环境正方正方宜设火灾环境正方正方爆炸火灾危险环境建筑物毗连时应符合现行国家标准GB500581992爆炸火灾环境电力装置设计规范规定
（9）应设势低洼积水场
32工厂负荷中心确定
变配电位置应量接工厂负荷中心工厂负荷中心负荷功率矩法确定工厂面图边左侧分作直角坐标轴轴然测出车间（建筑）宿舍区负荷点坐标位置分代表厂房12310号功率设定（402227）（212153）（212224）（7153）（58224）（297162）（296222）（5895）（5836）（39214）设（2196）生活区中心负荷图31示工厂负荷中心假设P()中P+++仿力学中计算中心力矩方程负荷中心坐标：
车间坐标代入（11）（22）199151图31计算结果知工厂负荷中心2号厂房（锻压车间）西面考虑周围环境进出线方便决定2号厂房西侧紧厂房建造工厂变电器型式附设式工厂变电位置低压配线路图32
PKΣΣPi
图31 负荷功率矩法确定负荷中心
图32 工厂变电位置低压配线路
第四章 变电变压器接线方案选择
41变电变压器选择
根工厂负荷性质电源情况工厂变电变压器考虑列两种供选择方案：
a)装设台变压器 型号S9型容量根式变压器容量总计算负荷选1000 KVA>90000KVA选台S9100010型低损耗配电变压器工厂二级负荷需备电源考虑邻单位相联高压联络线承担
b)装设两台变压器型号S9型台变压器容量根式（41）（42）选择
90763KVA（5445963534）KVA （41）
(13140+15947+4439) KVA33526 KVA （42）
考虑选两台S963010型低损耗配电变压器工厂二级负荷需备电源考虑邻单位相联高压联络线承担变压器联结组均Dyn11
相Yyno说Dyn11联结列优点：
（1）Dyn11联结变压器说3n次（n正整数）谐波电流三角形接线次绕组形成环流致注入公高压电网中较次绕组接成星形接线Yyn0联结变压器利抑制高次谐波电流
（2） Dyn11连结变压器零序阻抗较Yyn0连结变压器零序阻抗更利低压单相接短路障保护动作障切
（3）低压侧接衡负荷时Yyn0联结变压器求低压中性线电流超低压绕组额定电流25严重限制单相负荷容量影响变压器设备力发挥GB500521995供配电系统设计规范规定低压TNTT系统时宜采Dyn11联结变压器Dyn11联结变压器低压侧中性线电流允许达低压绕组额定电流75承受单相衡负荷力远Yyn0联结变压器现代供配电系统中单相负荷急剧增长情况推广应Dyn11联结变压器显更必
综合考虑素采Dyn11联结更优势
42变电接线方案选择
面考虑两种变压器方案设计列两种接线方案：
421装设台变压器接线方案
Y0
Y0
S91000
GG1A(F)07
1004kV
联络线
（备电源）
GG1A(F)54
GW口10
10kV
FS410
GG1A(J)03
GG
1A(J)
03
GG1A(F)07
GG
1A(F)
54
GG
1A(F)
07
GG
1A(F)
07
变
联络（备）
220380V
高压柜列
图41 装设台变压器接线方案
422装设两台变压器接线方案
Y0
Y0
220380V
S9630
GG1A(F)
GG1A(F)07
1004kV
S9630
1004kV
联络线
（备电源）
GG1A(F)54
GG1A(F)11311
GW口10
10kV
FS410
GG1A(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
变
变
联络
（备）
高压柜列
96
图42 装设两台变压器接线方案
43接线方案技术济较
表41 接线方案技术济较
较容
较指标
台变压器
两台变压器
技
术
指
标
安全性
安全检验满足求
安全检验满足求
性
基
变压器电损耗
电压损耗较
电压损耗较
灵活性
灵活性较弱
两台变灵活性较强
扩建方便性
方便扩建
两台变方便扩建
济
指
标
电力变压器综合投资成
查S9100010单价151万元变压器综合投资约单价2倍综合投资约2*151302万元
查S963010单价105万元两台变压器综合投资约4*10542万元台变方案投资118万元
高压开关柜（含计量柜）综合投资额
查GG1A(F)型柜台4万元计综合投资设备15倍计高压开关柜综合投资约4*15*424万元
方案采6台GG1A(F)柜综合投资约6*15*436万元台变方案投资12万元
电力变压器高压开关柜折旧费
变折旧费302万元*005151万元高压开关柜折旧费24万元*006144万元变配电维修理费（302+24）万元*006325万元变高压开关柜折旧维修理费（151+144+325）62万元
变折旧费42万元*00521万元高压开关柜折旧费36万元*006216万元变配电维修理费（42+36）万元*006468万元变高压开关柜折旧维修理费（21+216+468）894万元台变方案投资274万元
供电费
变容量KVA800元供电贴费1000KVA*008万元KVA80万元
供电贴费2*630KVA*008万元1008万元台变交208万元
表出技术指标装设两台变接线方案略优装设台变接线方案济指标装设台变接线方案远装设两台变接线方案决定采装设台变接线方案
高压侧采隔离开关断路器变电接线种接线采高压断路器变电停送电操作非常方便发生短路障时流保护装置动作断路器会动跳闸果短路障已消立合闸恢复供电果变压低压侧联络线变电相连时备电源时二级负荷
第五章 短路电流计算
标幺值方法计算该工厂短路电流
51短路电流计算电路
500MVA
K1
K2
LGJ1508km
105kV
S91000
04kV
(2)
(3)
(1)
～
∞系统
图51 短路计算电路
52确定短路计算基准值
设基准容量100MVA基准电压105短路计算电压高压侧105kV低压侧04kV
（51）
（52）
53计算供电系统中元件电抗标幺值
531电力系统
电力系统出口断路器断流容量500MVA知
100MVA500MVA02 （53）
532架空线路
查表LGJ150线路电抗线路长8km （54）
533电力变压器
查表变压器短路电压百分值45
45 （55）
式中变压器额定容量
绘制短路计算等效电路图52示
k1
k2
图52 短路计算等效电路
54 k1点（105kV侧）计算
541总电抗标幺值
02+254274 （56）
542 三相短路电流周期分量效值
（57）
543 短路电流
（58）
（59）
（510）
544 三相短路容量
（511）
55 k2点（04kV侧）相关计算
551总电抗标幺值
02+254+45724 （512）
552三相短路电流周期分量效值
（513）
553 短路电流
（514）
（515）
（516）
554三相短路容量
（517）
计算结果绘成表格表51
表51 短路计算结果
短路计算点
三相短路电流（KA）
三相短路容量MVA
k1
201
201
201
512
303
3650
k2
1994
1994
1994
3668
2173
1381
第六章 变电次设备选择校验
61电气设备选择般原
1．工作环境正常工作条件选择电气设备
（1）根电气装置处位置（户户外）环境工作条件选择电气设备型号等
（2）工作电压选择电气设备额定电压电气设备额定电压应低线路额定电压
（3）负荷电流选择电气设备额定电流电气设备额定电流应实际通负荷电流
2短路条件校验电气设备动稳定度热稳定度
3开关电器断流力校验
具断流力高压开关设备需校验断流力开关设备断流容量安装点三相短路容量
62 10kV侧次设备选择校验
621工作电压选
求设备额定电压般应系统额定电压高压设备额定电压应系统高电压10kV 115kV高压开关设备互感器支柱绝缘额定电压12kV穿墙套额定电压115kV熔断器额定电压12kV
622工作电流选择
设备额定电流应电路计算电流
623断流力选择
设备额定开断电流断流容量分断短路电流设备说应分断短路效值短路容量
分断负荷设备电流设备说负荷电流
624 隔离开关负荷开关断路器短路稳定度校验
a)动稳定校验条件
分开关极限通电流峰值效值分开关处三相短路击电流瞬时值效值
b)热稳定校验条件
根题设条件需高压断路器高压隔离开关高压熔断器电压电流互感器户外隔离开关避雷设备进行选择
高压断路器功仅通断正常负荷电流接通承受定时间短路电流保护装置作动跳闸切短路障般分油断路器真空断路器六氟化硫断路器压缩空气断路等中SN1010型少油断路器适6~35KV室变配电装置中题设条件综合考虑济效益说初步选择高压少油SN1010型断路器
高压隔离开关功隔离高压电源保证设备线路安全检修分户式户外式两类综合题设条件初步选定户式高压隔离开关
高压熔断器种电路电流超规定值定时间熔体熔化分断电流断开电路种保护电器熔断器功电路设备进行短路保护熔断器具负荷保护功室外侧广泛采RW410RW1010（F）等高压跌开式熔断器RW1035等型高压限流式熔断器室广泛采RN1RN2等型高压式熔断器中RN1型保护电力线路变压器额定电流达100ARN2型保护电压互感器额定电流般05A考虑选择RN2型高压式熔断器
综合考虑选择次设备表检验知符合条件
表61 10 kV次侧设备选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流力
动态定度
热稳定度
装置点条件
参数
数
10Kv115kv
5240A
()
201kA
512kA
次电气设备型号规格
额定参数
高压少油断路器SN1010I630
10kV12KV
630A
16kA
40 kA
高压隔离开关10200
10kV12KV
200A
255 kA
二次负
荷06
高压熔断器RN210
10kV
05A
50 kA
电压互感器JDJ10
1001kV
电压互感器JDZJ10
电流互感器LQJ10
10kV
1005A
318 kA
81
避雷针FS410
10kV
户外隔离开关GW412400
12kV
400A
25kA
63 380V侧次设备选择校验
样做出380V侧次设备选择校验表62示选数均满足求
表62 380V次侧设备选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流
力
动态
定度
热稳定度
装置点条件
参数
数
380V
132901A
1994kA
3668kA
次设备型号规格
额定参数
低压断路器DW1515003电动
380V
1500A
40kA
低压断路器DW20630
380V
630A
（）
30Ka
(般)
低压断路器DW20200
380V
200A
（）
25 kA
低压刀开关HD13150030
380V
1500A
电流互感器LMZJ105
500V
15005A
电流互感器LMZ105
500V
1005A
1605A
64 高低压母线选择
查表10kV母线选LMY3(404mm)母线尺寸40mm4mm380V母线选LMY3（12010）+806相母线尺寸120mm10mm中性线母线尺寸80mm6mm
第七章 变压进出线邻单位联络线选择
71 概述
保证供电系统安全优质济运行选择导线电缆截面时必须满足列条件：
发热条件导线电缆通正常负荷电流计算电流时产生发热温度应超正常运行时高允许温度
电压损耗条件导线电缆通正常负荷电流计算电流时产生电压损耗应超正常运行时允许电压损耗工厂较短高压线路进行电压损耗校验
济电流密度35KV高电压线路35KV长距离电流线路导线电缆截面宜济电流密度选择线路年运行费支出
机械强度 导线截面应允许截面电缆必校验机械强度需校验短路热稳定度母线应校验短路动稳定度热稳定度
绝缘单线电缆应满足工作电压求
72 10kV高压进线引入电缆选择
721 10kV高压进线选择校验
条件考虑采LGJ型钢芯铝绞线架空敷设接10kV公干线
a)发热条件选择
5240A室外年热月均气温33°查表初选LGJ3535°C时149A>满足发热条件
b)校验机械强度
查表允许截面积25LGJ35满足求选
线路短需校验电压损耗
722 高压配电室变段引入电缆选择校验
采YJL2210000型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆间埋敷设
a) 发热条件选择
5240A年热08米处均气温25°C查表初选缆线芯截面25交联电缆149A>满足发热条件
b) 热路稳定校验
式A母线截面积单位满足热路稳定条件截面积单位C材料热稳定系数母线通三相短路稳态电流单位A短路发热假想时间单位s电缆线中201005+02+005075s终端变电保护动作时间05s断路器断路时间02sC77数代入公式中YJL2210000325电缆满足求
73 380低压出线选择
731铸造车间
根条件采FSYJLV23交联聚乙烯绝缘电缆直接埋敷设馈电1号厂房（铸造车间）
a）发热条件需选择 19965A08m土壤温度25℃查表初选缆芯截面120221A>满足发热条件
b）校验电压损耗 图11示工厂面图量变电1号厂房距离约50m查表120铝芯电缆031 （缆芯工作温度75°计）0071号厂房94kW918 kvar线路电压损耗
<5
c）短路热稳定度校验
式中变电高压侧电流保护动作时间05s整定（终端变电）加断路器断路时间02s加005s
d）济电流密度选择导线
前面计算出
题目年利4600h查表
校验结果前面述满足短热稳定求改选缆芯截面240电缆选FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆中性线芯相线芯半选择
732 锻压车间
根条件考虑工厂布局中变电2号车间直接相邻采聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV1000型5根（包括3根相线1根N线1根PE线）明敷设馈电2号厂房（铸造车间）
a）发热条件需选择
25105A选择BLV芯线截面面积281A>满足发热条件
b）校验电压损耗
图11示工厂面图量变电2号厂房距离约18m查表150BLV02m （缆芯工作温度75°计）0192号厂房1106kW12276 kvar线路电压损耗
<5
733 热处理车间
馈电3号厂房（热处理车间）线路采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
734 电镀车间
馈电4号厂房（电镀车间）线路采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
735 仓库
馈电5号厂房（仓库）线路采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
736 工具车间
馈电6号厂房（工具车间）线路 采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
737金工车间
馈电7号厂房（金工车间）线路 采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
738锅炉房
馈电8号厂房（锅炉房）线路 采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
739装配车间
馈电9号厂房（装配车间）线路 采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
7310机修车间
馈电10号厂房（机修车间）线路 采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
7311 生活区
馈电生活区线路 采BLX1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设
1）发热条件选择 I3041360A室外环境温度（年热月均气温）33℃初选BLX1000124035℃时Ial≈441A>I30满足发热条件
2）效验机械强度 查表允许截面积Amin10mm2BLX10001240满足机械强度求
3）校验电压损耗 查工厂面图变电生活区负荷中心距离24m左右查表阻抗值BLX10001240似等值LJ240阻抗01402生活区245KW11866kvar
<5
满足允许电压损耗求决定采四回BLX10001120三相架空线路生活区供电PEN线均采BLX1000175橡皮绝缘线重新校验电压损耗符合求
74 作备电源高压联络线选择校验
采YJL22—10000型交联聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋敖设相距约2Km单位变配电10KY母线相连
741发热条件选择
工厂二级负荷容量33526KVA热月土壤均温度25℃查表初选缆心截面25交联聚乙烯绝缘铝心电缆满足求
742校验电压损耗
表工厂供电设计指导841查缆芯25铝
（缆芯温度80℃计）二级负荷线路长度2km计
见满足求电压损耗5求
743短路热稳定校验
变电高压侧短路电流校验前述引入电缆短路热稳定校验知缆芯25交联电缆满足热稳定求单位10KV短路数知该联路线短路热稳定校验计算法进行暂缺
选变电进出线联络线导线电缆型号规格表 71示
表71 进出线联络线导线电缆型号规格
线 路 名 称
导线电缆型号规格
10KV电源进线
LGJ35铝绞线（三相三线架空）
变引入电缆
YJL22—10000—3×25交联电缆（直埋）
380V
低压
出线
1号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
2号厂房
BLV10001×4型5根 聚氯乙烯绝缘铝芯导线 明敷
3号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
4号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
5号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
6号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
7号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
8号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
9号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
10号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
生活区
四回路回路3×BLX10001×120+1×BLX10001×75橡皮线（三相四线架空线）
单位10KV联络线
YJL22—10000—3×16交联电缆（直埋）
第八章 变电二次回路方案选择继电保护整定
81变电二次回路方案选择
811高压断路器操作机构控制信号回路
采手动操作断路器控制盒信号回路图81示
图81高压断路器操作机构控制信号回路
812变电电计量回路
变电高压侧装设专计量柜装设三相功电度表功电度表分计量全厂消耗功电表功电计算月工厂均功率数计量柜级供电部门加封理
813变电测量绝缘监察回路变电高压侧装电压互感器——避雷器柜中电压互感器3JDZJ——10型组成Y0Y0接线实现电压测量绝缘监察图82
图82 变电测量绝缘监察回路
814备电源动投入装置
图83示假设电源进线WL1电源WL2备电源断路器QF2断开工作电源WL1断开引起失压保护动作QF1跳闸时QF12断开原通电动作时间继电器KT断电延时断开触电尚未断开时QF1常闭触电34闭合合闸接触器KO通电动作断路器QF2合闸线圈YO通电QF2合闸投入备电源WL2恢复变配电供电
图83 备电源动投入原理图
815作备电源高压联路线装三相功电度表三相功电度表电流表高压进线装电流表低压侧动力出线均装功电度表功电度表低压+明线路装三相四线功电度低压联电容器组线路装功电度表回路均装设电流表低压母线装电压表仪表准确度等级符合求接线原理图图84
图84 220V380V线路测量计量仪表原理电路
82变电继电保护装置
821变压器继电保护装置
1）瓦斯保护：装设瓦斯保护邮箱障产生轻微瓦斯油面降时应瞬时动作信号产生量瓦斯时应动作断开变压器侧断路器变压器安装处电源侧断路器断路开关时作信号
2）定时限电流保护电流速断保护：装设电流继电器线圈三角星形联结变压器采两相二继电器式电流保护
822保护动作电流整定
中：
变压器负荷电流
保护装置系数
保护装置结线系数：
电流继电器返回系数：
电流互感器变流：100520
代入计算动作电流：
电流保护动作电流整定10A
保护次侧动作电流
Iop1KiKwIop201×10200(A)
823电流保护动作时间整定
电流保护动作时间整定计算公式：
t1≥t2+∆t
考虑变电终端变电t20直接取反时限电流保护值05s
824电流保护灵敏度系数检验
SPKw×IKmin(2)Ki×Iop
保护装置结线系数：
电流互感器变流：100520
短路电流算高压侧值IKmin(2)19940×041079787
保护动作电流整定
SPKw×IKmin(2)Ki×Iop1×32×19940×04101005×10345≥15满足求
83装设电流速断保护
831速断电流整定
中：
速断保护电流 速断电流倍数整定2~8满足条件
832电流速断保护灵敏度系数检验
Iqb3~5KwKiI1NT
I1NT5240A
Iqb3~5KwKiI1NT4×120×52401048(A)
取动作电流11A
完全达灵敏度系数2电流速断灵敏度达求
833低压电压闭锁电流保护
装低压闭锁电流保护线路负荷电流IOP需躲线路计算电流I30整定计算公式：
中
计算电流I301329A
保护装置系数
保护装置结线系数：
电流继电器返回系数：
电流互感器变流：100520
13×108×20×132910798（A）
84备电源高压联络线继电保护装置
841装设反时限电流保护
采GL15型感应式电流继电器两相两继电器式接线分跳闸操作方式
电流保护动作电流整定
中 2
I30S30(1)+S304+S30(8)3U1N13140+15947+44393×102158(A)
1
08
50510动作电流：
电流保护动作电流整定8A
b)电流保护动作电流
终端保护考虑动作时间整定05s
85变电低压侧保护装置
低压总开关采DW15—15003型低压短路器三相均装设流脱扣器保护低压侧相间短路负荷保护低压侧单相接短路
86保护
861负荷保护
考虑工厂负荷量较装设负荷电缆线路延时动作信号负荷保护动作电流IOP应躲线路计算电流I30整定公式：
Iop(12~13)KiI30
中：
电流互感器变流：100520
计算电流I30132901A
Iop8306A
动作时间15s
862单短路保护
电力变压器低压侧装设三相均带电流脱扣器低压断路器保护熔断器保护中性点引出线装设零序电流保护整定公式：
IopKrel×KdsqKi×I2NT
式中：变压器额定二次电流I2NT
衡系数Kdsq025
零序电流互感器电流Ki
系数Krel13
零序电流保护动作时间般06s
第九章 变电防雷接装置设计
91变电防雷保护
911 直接防雷保护
变电屋顶装设避雷针避雷带引进出两根接线变电公接装置相连变电变压器装室外露天配电装置时应变电外面适位置装设独立避雷针装设高度应防雷保护范围包围整变电果变电建筑物直击雷防护范围时设独立避雷针规定独立避雷针接装置接电阻（表96）通常采36根长25 m钢装避雷针杆塔附做排边形排列间距离5 m入顶距面06 m接间40mm×4mm 镀锌扁刚焊接相接引线25 mm ×4 mm镀锌扁刚接体焊接相连装避雷针杆塔基础钢筋相焊接避雷针焊接相连避雷针采直径20mm镀锌扁刚长1～15独立避雷针接装置变电公接装置应3m距离
912 雷电侵入波防护
a)10KV电源进线终端杆装设FS4—10型阀式避雷器引线采25 mm ×4 mm镀锌扁刚公接网焊接相连避雷器接端栓连接
b）10KV高压配电室装设GG—1A（F）—54型开关柜中配FS4—10型避雷器变压器变压器避雷器保护防雷电侵入波危害
c）380V低压架空线出线杆装设保护间隙绝缘子铁脚接防护低压架空线侵入雷电波
92变电公接装置设计
921接电阻求
工厂供电设计指导表96变电公接装置接电阻应满足条件：
中
变电公接装置接电阻
922接装置设计
变电采附设式考虑接体均匀称布置采长25m直径50mm钢16根钢接体变电三面均匀布置距5 m垂直入顶离面06 m间40mm×4mm镀锌扁刚焊接相接
查工厂供电附录表25砂质粘土 单根钢接电阻
总接电阻
满足接电阻求式中查工厂供电附录表262取敖设成环形栏时中间值似选取
变电变压器室两条接干线高低压配电室条接干线室外公接装置焊接相连接干线均采25 mm ×4 mm镀锌扁刚变电接装置面布置图图91示
图9－1变电接装置面布置
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某机械厂供配电系统
设计说明
专业班级
学号
学生姓名
指导老师
目录
第章 设计务 3
第二章 负荷计算功补偿 5
21负荷计算 5
22功功率补偿 8
第三章 变压位置形式选择 9
31变压址选择原 9
32工厂负荷中心确定 10
第四章 变电变压器接线方案选择 11
41变电变压器选择 11
42变电接线方案选择 12
43接线方案技术济较 14
第五章 短路电流计算 15
51短路电流计算电路 15
52确定短路计算基准值 15
53计算供电系统中元件电抗标幺值 15
54 k1点（105kV侧）计算 16
55 k2点（04kV侧）相关计算 17
第六章 变电次设备选择校验 18
61电气设备选择般原 18
62 10kV侧次设备选择校验 18
63 380V侧次设备选择校验 20
64 高低压母线选择 21
第七章 变压进出线邻单位联络线选择 21
71 概述 21
72 10kV高压进线引入电缆选择 21
73 380低压出线选择 22
第八章 变电二次回路方案选择继电保护整定 26
81变电二次回路方案选择 26
82变电继电保护装置 29
83装设电流速断保护 30
84备电源高压联络线继电保护装置 32
85变电低压侧保护装置 32
86保护 32
第九章 变电防雷接装置设计 33
91变电防雷保护 33
92变电公接装置设计 34
第章 设计务
设计求
国家标准GB5005295供配电系统设计规范GB500539410KV变电设计规范GB5005495低压配电设计规范等规范进行工厂供电设计做安全优质济基求处理局部全局前长远利益关系便适应发展需时注意电色金属节约等问题
二 设计
21 工厂负荷电源情况
211工厂负荷性质
厂数车间两班制年负荷利时4600h日负荷持续时间6h该厂铸造车间电镀车间锅炉房属二级负荷外余均属三级负荷厂负荷统计资料表1示
厂房编号
厂房名称
负荷类
设备容量kW
需系数
功率数
1
铸造车间
动力
300
0．3
0．7
明
5
0．8
1．0
2
锻压车间
动力
350
0．3
0．65
明
8
0．7
1．0
3
金工车间
动力
400
0．2
0．65
明
10
0．8
1．0
4
工具车间
动力
360
0．3
0．6
明
7
0．9
1．0
5
电镀车间
动力
250
0．5
0．8
明
5
0．8
1．0
6
热处理车间
动力
150
0．6
0．8
明
5
0．8
1．0
7
装配车间
动力
180
0．3
0．7
明
6
0．8
1．0
8
机修车间
动力
160
0．2
0．65
明
4
0．8
1．0
9
锅炉车间
动力
50
0．7
0．8
明
1
0．8
1．0
10
仓库
动力
20
0 4
0 8
明
1
0 8
1 0
11
生活区
明
350
0．7
0．9
212供电电源情况
供电电源情况 工厂供电部门签定供电协议规定厂附条10kV公电源干线取工作电源该干线导线牌号LGJ150导线等边三角形排列线距2m干线首端距离厂约8km干线首端装设高压断路器断流容量500MVA断路器配备定时限流保护电流速断保护定时限流保护整定动作时间17s满足工厂二级负荷求采高压联络线邻单位取备电源已知厂高压侧电气联系架空线路总长度80km电缆线路总长度25km
213电费制度
厂供电部门达成协议工厂变电高压侧计量电设专计量柜两部电费制交纳电费月基电费变压器容量18元kVA动力电费09元Kwh明电费05元Kwh工厂负荷时功率数低09外电力户需新装变压器容量计算次性供电部门交纳供电贴费：6~10VA800元kVA
22然条件
221气象资料
厂区年高气温38℃年均气温23℃年低气温9℃年热月均高气温33℃年热月均气温26℃年热月08米处均气温25℃导风东北风年雷暴日数20
222质水文资料
厂区均海拔500m层砂粘土水位2m
23厂区面布置图
10
5
3
4
2
8
9
7
6
11
工厂总变压变电
1
三 设计容步骤
1 确定全厂计算负荷编制负荷总表合理确定功补偿求10KV侧cosφ092
2 拟定供配电方案确定变配电位置
3 合理确定变压器台数容量选择规格型号
4 拟定变电接线方案选择元件设备型号规格
5 短路电流计算
6 变电次设备选择检验
7 变压进出线邻单位联络线选择
8 变电二次回路方案选择继电保护整定
9 变电防雷接装置设计
四 编写设计说明书具体求
1设计说明书应包括设计题目方案证负荷计算设备导线选择动稳定度热稳定度断流力校验等
2设计说明书求方案行计算方法正确图纸规范误条理清楚语言通
3设计验收项目(1)电力负荷计算表(2)电力设备明细表(3) 全厂车间供配电系统接线图（4）设计总结等
五 设计成果
1．设计说明书包括全部设计容负荷计算短路计算设备选择求
列表
2．电气接线图（三号图纸）
3．继电保护配置图（三号图纸）
第二章 负荷计算功补偿
21负荷计算
211计算方法
首先计算出车间单组电设备计算负荷通取时系数利组电设备计算负荷计算公式计算出整车间计算负荷
单组电设备计算负荷计算公式
（1）功计算负荷（单位KW）
系数
（2）功计算负荷（单位kvar）
tan
（3）视计算负荷（单位kvA）
（4）计算电流（单位A）
电设备额定电压（单位KV）
组电设备计算负荷计算公式
（1） 功计算负荷（单位KW）
式中设备组功计算负荷功负荷时系数取085~095
（2） 功计算负荷（单位kvar）
式中设备功功负荷时系数取09~097
（3） 视计算负荷（单位kvA）
（4） 计算电流（单位A）
212计算结果
计算厂房生活区负荷计算表表21示（额定电压取380V）
表21 厂房生活区负荷计算表
编号
名称
类
设备容量kW
需系数
cos
tan
计算负荷
kW
kvar
kVA
A
1
铸造
车间
动力
300
0．3
0．7
102
9000
9182
12857
19534
明
5
0．8
1．0
0
400
0
400
608
计
305
——
9400
9182
13140
19965
2
锻压
车间
动力
350
0．3
0．65
117
10500
12276
16154
24543
明
8
0．7
1．0
0
560
0
560
851
计
358
——
11060
12276
16523
25105
3
金工
车间
动力
400
0．2
0．65
117
8000
9353
12308
18700
明
10
0．8
1．0
0
800
0
800
1215
计
410
——
8800
9353
12842
19511
4
工具
车间
动力
360
0．3
0．6
133
10800
14400
18000
27348
明
7
0．9
1．0
0
630
0
630
957
计
367
——
11430
14400
18385
27933
5
电镀
车间
动力
250
0．5
0．8
075
12500
9375
15625
23740
明
5
0．8
1．0
0
400
0
400
608
计
255
——
12900
9375
15947
24229
6
热处理车间
动力
150
0．6
0．8
075
9000
6750
11250
17093
明
5
0．8
1．0
0
400
0
400
608
计
155
——
9400
6750
11572
17583
7
装配
车间
动力
180
0．3
0．7
102
5400
5509
7714
11721
明
6
0．8
1．0
0
480
0
480
729
计
186
——
5880
5509
8058
12242
8
机修
车间
动力
160
0．2
0．65
117
3200
3741
4923
7480
明
4
0．8
1．0
0
320
0
320
486
计
164
——
3520
3741
5137
7804
9
锅炉
车间
动力
50
0．7
0．8
075
3500
2625
4375
6647
明
1
0．8
1．0
0
080
0
080
122
计
51
——
3580
2625
4439
6745
10
仓库
动力
20
0．4
0．8
075
800
600
1000
1519
明
1
0．8
1．0
0
080
0
080
122
计
21
——
880
600
1065
1618
11
生活区
明
350
07
09
048
24500
11866
27222
41360
总计
动力
2220
101350
85677
——
——
明
402
计入08085
075
81080
72825
108984
165584
22功功率补偿
221 功补偿作
功功率工补偿装置：步补偿机联电抗器两种联电抗器具安装简单运行维护方便功损耗组装灵活扩容方便等优点联电抗器供电系统中应普遍
222 机械厂负荷功补偿计算
表21知该厂380V侧负荷时功率数074供电部门求该厂10KV进线侧负荷时功率数低09考虑变压器功损耗元功损耗380V侧负荷时功率数应稍09暂取092计算380V侧需功功率补偿容量功补偿量：
(tan tan)8108[tan(arccos074) tan(arccos092) ] 39156 kvar
取400Kvar 选择BGMJ04503 额定电容1000uF需n400508
补偿前变压器低压侧功计算负荷基变功计算负荷（72825400）kvar32825 kvar视功率87473kVA计算电流132901A功率数提高cos0927
功补偿前该变电变压器T容量应选1250kVA满足负荷电需采取功补偿变压器T容量选1000kVA足够时计算电流减少补偿点供电系统中元件功率损耗相应减功补偿济效益十分观
223计算结果
计算功补偿工厂380V侧10kV侧负荷计算表3示
表22 功补偿工厂计算负荷
项目
cos
计算负荷
KW
kvar
kVA
A
380V侧补偿前负荷
074
81080
72825
108984
165584
380V侧功补偿容量
400
380V侧补偿负荷
0927
81080
32825
87473
132901
变压器功率损耗
00151312
0065248
10KV侧负荷计算
0935
82392
38073
90763
5240
第三章 变压位置形式选择
31变压址选择原
变压址选择应根求技术济分析较确定：
（1）量接负荷中心降低配电系统电损耗电压损耗色金属消耗量
（2）进出线方便特便架空进出线
（3）接电源侧特工厂总降压变电高压配电
（4）设备运输方便特考虑电力变压器高低压成套配电装置运输
（5）应设剧烈运动高温场法避开时应防振隔热措施
（6）宜设尘腐蚀性气体场法远离时应设污染源风侧
（7）应设厕浴室常积水场正方宜述场相贴邻
（8）应设爆炸危险环境正方正方宜设火灾环境正方正方爆炸火灾危险环境建筑物毗连时应符合现行国家标准GB500581992爆炸火灾环境电力装置设计规范规定
（9）应设势低洼积水场
32工厂负荷中心确定
变配电位置应量接工厂负荷中心工厂负荷中心负荷功率矩法确定工厂面图边左侧分作直角坐标轴轴然测出车间（建筑）宿舍区负荷点坐标位置分代表厂房12310号功率设定（402227）（212153）（212224）（7153）（58224）（297162）（296222）（5895）（5836）（39214）设（2196）生活区中心负荷图31示工厂负荷中心假设P()中P+++仿力学中计算中心力矩方程负荷中心坐标：
车间坐标代入（11）（22）199151图31计算结果知工厂负荷中心2号厂房（锻压车间）西面考虑周围环境进出线方便决定2号厂房西侧紧厂房建造工厂变电器型式附设式工厂变电位置低压配线路图32
PKΣΣPi
图31 负荷功率矩法确定负荷中心
图32 工厂变电位置低压配线路
第四章 变电变压器接线方案选择
41变电变压器选择
根工厂负荷性质电源情况工厂变电变压器考虑列两种供选择方案：
a)装设台变压器 型号S9型容量根式变压器容量总计算负荷选1000 KVA>90000KVA选台S9100010型低损耗配电变压器工厂二级负荷需备电源考虑邻单位相联高压联络线承担
b)装设两台变压器型号S9型台变压器容量根式（41）（42）选择
90763KVA（5445963534）KVA （41）
(13140+15947+4439) KVA33526 KVA （42）
考虑选两台S963010型低损耗配电变压器工厂二级负荷需备电源考虑邻单位相联高压联络线承担变压器联结组均Dyn11
相Yyno说Dyn11联结列优点：
（1）Dyn11联结变压器说3n次（n正整数）谐波电流三角形接线次绕组形成环流致注入公高压电网中较次绕组接成星形接线Yyn0联结变压器利抑制高次谐波电流
（2） Dyn11连结变压器零序阻抗较Yyn0连结变压器零序阻抗更利低压单相接短路障保护动作障切
（3）低压侧接衡负荷时Yyn0联结变压器求低压中性线电流超低压绕组额定电流25严重限制单相负荷容量影响变压器设备力发挥GB500521995供配电系统设计规范规定低压TNTT系统时宜采Dyn11联结变压器Dyn11联结变压器低压侧中性线电流允许达低压绕组额定电流75承受单相衡负荷力远Yyn0联结变压器现代供配电系统中单相负荷急剧增长情况推广应Dyn11联结变压器显更必
综合考虑素采Dyn11联结更优势
42变电接线方案选择
面考虑两种变压器方案设计列两种接线方案：
421装设台变压器接线方案
Y0
Y0
S91000
GG1A(F)07
1004kV
联络线
（备电源）
GG1A(F)54
GW口10
10kV
FS410
GG1A(J)03
GG
1A(J)
03
GG1A(F)07
GG
1A(F)
54
GG
1A(F)
07
GG
1A(F)
07
变
联络（备）
220380V
高压柜列
图41 装设台变压器接线方案
422装设两台变压器接线方案
Y0
Y0
220380V
S9630
GG1A(F)
GG1A(F)07
1004kV
S9630
1004kV
联络线
（备电源）
GG1A(F)54
GG1A(F)11311
GW口10
10kV
FS410
GG1A(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
变
变
联络
（备）
高压柜列
96
图42 装设两台变压器接线方案
43接线方案技术济较
表41 接线方案技术济较
较容
较指标
台变压器
两台变压器
技
术
指
标
安全性
安全检验满足求
安全检验满足求
性
基
变压器电损耗
电压损耗较
电压损耗较
灵活性
灵活性较弱
两台变灵活性较强
扩建方便性
方便扩建
两台变方便扩建
济
指
标
电力变压器综合投资成
查S9100010单价151万元变压器综合投资约单价2倍综合投资约2*151302万元
查S963010单价105万元两台变压器综合投资约4*10542万元台变方案投资118万元
高压开关柜（含计量柜）综合投资额
查GG1A(F)型柜台4万元计综合投资设备15倍计高压开关柜综合投资约4*15*424万元
方案采6台GG1A(F)柜综合投资约6*15*436万元台变方案投资12万元
电力变压器高压开关柜折旧费
变折旧费302万元*005151万元高压开关柜折旧费24万元*006144万元变配电维修理费（302+24）万元*006325万元变高压开关柜折旧维修理费（151+144+325）62万元
变折旧费42万元*00521万元高压开关柜折旧费36万元*006216万元变配电维修理费（42+36）万元*006468万元变高压开关柜折旧维修理费（21+216+468）894万元台变方案投资274万元
供电费
变容量KVA800元供电贴费1000KVA*008万元KVA80万元
供电贴费2*630KVA*008万元1008万元台变交208万元
表出技术指标装设两台变接线方案略优装设台变接线方案济指标装设台变接线方案远装设两台变接线方案决定采装设台变接线方案
高压侧采隔离开关断路器变电接线种接线采高压断路器变电停送电操作非常方便发生短路障时流保护装置动作断路器会动跳闸果短路障已消立合闸恢复供电果变压低压侧联络线变电相连时备电源时二级负荷
第五章 短路电流计算
标幺值方法计算该工厂短路电流
51短路电流计算电路
500MVA
K1
K2
LGJ1508km
105kV
S91000
04kV
(2)
(3)
(1)
～
∞系统
图51 短路计算电路
52确定短路计算基准值
设基准容量100MVA基准电压105短路计算电压高压侧105kV低压侧04kV
（51）
（52）
53计算供电系统中元件电抗标幺值
531电力系统
电力系统出口断路器断流容量500MVA知
100MVA500MVA02 （53）
532架空线路
查表LGJ150线路电抗线路长8km （54）
533电力变压器
查表变压器短路电压百分值45
45 （55）
式中变压器额定容量
绘制短路计算等效电路图52示
k1
k2
图52 短路计算等效电路
54 k1点（105kV侧）计算
541总电抗标幺值
02+254274 （56）
542 三相短路电流周期分量效值
（57）
543 短路电流
（58）
（59）
（510）
544 三相短路容量
（511）
55 k2点（04kV侧）相关计算
551总电抗标幺值
02+254+45724 （512）
552三相短路电流周期分量效值
（513）
553 短路电流
（514）
（515）
（516）
554三相短路容量
（517）
计算结果绘成表格表51
表51 短路计算结果
短路计算点
三相短路电流（KA）
三相短路容量MVA
k1
201
201
201
512
303
3650
k2
1994
1994
1994
3668
2173
1381
第六章 变电次设备选择校验
61电气设备选择般原
1．工作环境正常工作条件选择电气设备
（1）根电气装置处位置（户户外）环境工作条件选择电气设备型号等
（2）工作电压选择电气设备额定电压电气设备额定电压应低线路额定电压
（3）负荷电流选择电气设备额定电流电气设备额定电流应实际通负荷电流
2短路条件校验电气设备动稳定度热稳定度
3开关电器断流力校验
具断流力高压开关设备需校验断流力开关设备断流容量安装点三相短路容量
62 10kV侧次设备选择校验
621工作电压选
求设备额定电压般应系统额定电压高压设备额定电压应系统高电压10kV 115kV高压开关设备互感器支柱绝缘额定电压12kV穿墙套额定电压115kV熔断器额定电压12kV
622工作电流选择
设备额定电流应电路计算电流
623断流力选择
设备额定开断电流断流容量分断短路电流设备说应分断短路效值短路容量
分断负荷设备电流设备说负荷电流
624 隔离开关负荷开关断路器短路稳定度校验
a)动稳定校验条件
分开关极限通电流峰值效值分开关处三相短路击电流瞬时值效值
b)热稳定校验条件
根题设条件需高压断路器高压隔离开关高压熔断器电压电流互感器户外隔离开关避雷设备进行选择
高压断路器功仅通断正常负荷电流接通承受定时间短路电流保护装置作动跳闸切短路障般分油断路器真空断路器六氟化硫断路器压缩空气断路等中SN1010型少油断路器适6~35KV室变配电装置中题设条件综合考虑济效益说初步选择高压少油SN1010型断路器
高压隔离开关功隔离高压电源保证设备线路安全检修分户式户外式两类综合题设条件初步选定户式高压隔离开关
高压熔断器种电路电流超规定值定时间熔体熔化分断电流断开电路种保护电器熔断器功电路设备进行短路保护熔断器具负荷保护功室外侧广泛采RW410RW1010（F）等高压跌开式熔断器RW1035等型高压限流式熔断器室广泛采RN1RN2等型高压式熔断器中RN1型保护电力线路变压器额定电流达100ARN2型保护电压互感器额定电流般05A考虑选择RN2型高压式熔断器
综合考虑选择次设备表检验知符合条件
表61 10 kV次侧设备选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流力
动态定度
热稳定度
装置点条件
参数
数
10Kv115kv
5240A
()
201kA
512kA
次电气设备型号规格
额定参数
高压少油断路器SN1010I630
10kV12KV
630A
16kA
40 kA
高压隔离开关10200
10kV12KV
200A
255 kA
二次负
荷06
高压熔断器RN210
10kV
05A
50 kA
电压互感器JDJ10
1001kV
电压互感器JDZJ10
电流互感器LQJ10
10kV
1005A
318 kA
81
避雷针FS410
10kV
户外隔离开关GW412400
12kV
400A
25kA
63 380V侧次设备选择校验
样做出380V侧次设备选择校验表62示选数均满足求
表62 380V次侧设备选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流
力
动态
定度
热稳定度
装置点条件
参数
数
380V
132901A
1994kA
3668kA
次设备型号规格
额定参数
低压断路器DW1515003电动
380V
1500A
40kA
低压断路器DW20630
380V
630A
（）
30Ka
(般)
低压断路器DW20200
380V
200A
（）
25 kA
低压刀开关HD13150030
380V
1500A
电流互感器LMZJ105
500V
15005A
电流互感器LMZ105
500V
1005A
1605A
64 高低压母线选择
查表10kV母线选LMY3(404mm)母线尺寸40mm4mm380V母线选LMY3（12010）+806相母线尺寸120mm10mm中性线母线尺寸80mm6mm
第七章 变压进出线邻单位联络线选择
71 概述
保证供电系统安全优质济运行选择导线电缆截面时必须满足列条件：
发热条件导线电缆通正常负荷电流计算电流时产生发热温度应超正常运行时高允许温度
电压损耗条件导线电缆通正常负荷电流计算电流时产生电压损耗应超正常运行时允许电压损耗工厂较短高压线路进行电压损耗校验
济电流密度35KV高电压线路35KV长距离电流线路导线电缆截面宜济电流密度选择线路年运行费支出
机械强度 导线截面应允许截面电缆必校验机械强度需校验短路热稳定度母线应校验短路动稳定度热稳定度
绝缘单线电缆应满足工作电压求
72 10kV高压进线引入电缆选择
721 10kV高压进线选择校验
条件考虑采LGJ型钢芯铝绞线架空敷设接10kV公干线
a)发热条件选择
5240A室外年热月均气温33°查表初选LGJ3535°C时149A>满足发热条件
b)校验机械强度
查表允许截面积25LGJ35满足求选
线路短需校验电压损耗
722 高压配电室变段引入电缆选择校验
采YJL2210000型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆间埋敷设
a) 发热条件选择
5240A年热08米处均气温25°C查表初选缆线芯截面25交联电缆149A>满足发热条件
b) 热路稳定校验
式A母线截面积单位满足热路稳定条件截面积单位C材料热稳定系数母线通三相短路稳态电流单位A短路发热假想时间单位s电缆线中201005+02+005075s终端变电保护动作时间05s断路器断路时间02sC77数代入公式中
73 380低压出线选择
731铸造车间
根条件采FSYJLV23交联聚乙烯绝缘电缆直接埋敷设馈电1号厂房（铸造车间）
a）发热条件需选择 19965A08m土壤温度25℃查表初选缆芯截面120221A>满足发热条件
b）校验电压损耗 图11示工厂面图量变电1号厂房距离约50m查表120铝芯电缆031 （缆芯工作温度75°计）0071号厂房94kW918 kvar线路电压损耗
<5
c）短路热稳定度校验
式中变电高压侧电流保护动作时间05s整定（终端变电）加断路器断路时间02s加005s
d）济电流密度选择导线
前面计算出
题目年利4600h查表
校验结果前面述满足短热稳定求改选缆芯截面240电缆选FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆中性线芯相线芯半选择
732 锻压车间
根条件考虑工厂布局中变电2号车间直接相邻采聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV1000型5根（包括3根相线1根N线1根PE线）明敷设馈电2号厂房（铸造车间）
a）发热条件需选择
25105A选择BLV芯线截面面积281A>满足发热条件
b）校验电压损耗
图11示工厂面图量变电2号厂房距离约18m查表150BLV02m （缆芯工作温度75°计）0192号厂房1106kW12276 kvar线路电压损耗
<5
733 热处理车间
馈电3号厂房（热处理车间）线路采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
734 电镀车间
馈电4号厂房（电镀车间）线路采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
735 仓库
馈电5号厂房（仓库）线路采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
736 工具车间
馈电6号厂房（工具车间）线路 采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
737金工车间
馈电7号厂房（金工车间）线路 采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
738锅炉房
馈电8号厂房（锅炉房）线路 采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
739装配车间
馈电9号厂房（装配车间）线路 采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
7310机修车间
馈电10号厂房（机修车间）线路 采FSYJLV2310003240+1120四芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直埋敷设（方法略）
7311 生活区
馈电生活区线路 采BLX1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设
1）发热条件选择 I3041360A室外环境温度（年热月均气温）33℃初选BLX1000124035℃时Ial≈441A>I30满足发热条件
2）效验机械强度 查表允许截面积Amin10mm2BLX10001240满足机械强度求
3）校验电压损耗 查工厂面图变电生活区负荷中心距离24m左右查表阻抗值BLX10001240似等值LJ240阻抗01402生活区245KW11866kvar
<5
满足允许电压损耗求决定采四回BLX10001120三相架空线路生活区供电PEN线均采BLX1000175橡皮绝缘线重新校验电压损耗符合求
74 作备电源高压联络线选择校验
采YJL22—10000型交联聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋敖设相距约2Km单位变配电10KY母线相连
741发热条件选择
工厂二级负荷容量33526KVA热月土壤均温度25℃查表初选缆心截面25交联聚乙烯绝缘铝心电缆满足求
742校验电压损耗
表工厂供电设计指导841查缆芯25铝
（缆芯温度80℃计）二级负荷线路长度2km计
见满足求电压损耗5求
743短路热稳定校验
变电高压侧短路电流校验前述引入电缆短路热稳定校验知缆芯25交联电缆满足热稳定求单位10KV短路数知该联路线短路热稳定校验计算法进行暂缺
选变电进出线联络线导线电缆型号规格表 71示
表71 进出线联络线导线电缆型号规格
线 路 名 称
导线电缆型号规格
10KV电源进线
LGJ35铝绞线（三相三线架空）
变引入电缆
YJL22—10000—3×25交联电缆（直埋）
380V
低压
出线
1号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
2号厂房
BLV10001×4型5根 聚氯乙烯绝缘铝芯导线 明敷
3号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
4号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
5号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
6号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
7号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
8号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
9号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
10号厂房
FSYJLV2310003×240+1×120交联聚乙烯绝缘电缆（直埋）
生活区
四回路回路3×BLX10001×120+1×BLX10001×75橡皮线（三相四线架空线）
单位10KV联络线
YJL22—10000—3×16交联电缆（直埋）
第八章 变电二次回路方案选择继电保护整定
81变电二次回路方案选择
811高压断路器操作机构控制信号回路
采手动操作断路器控制盒信号回路图81示
图81高压断路器操作机构控制信号回路
812变电电计量回路
变电高压侧装设专计量柜装设三相功电度表功电度表分计量全厂消耗功电表功电计算月工厂均功率数计量柜级供电部门加封理
813变电测量绝缘监察回路变电高压侧装电压互感器——避雷器柜中电压互感器3JDZJ——10型组成Y0Y0接线实现电压测量绝缘监察图82
图82 变电测量绝缘监察回路
814备电源动投入装置
图83示假设电源进线WL1电源WL2备电源断路器QF2断开工作电源WL1断开引起失压保护动作QF1跳闸时QF12断开原通电动作时间继电器KT断电延时断开触电尚未断开时QF1常闭触电34闭合合闸接触器KO通电动作断路器QF2合闸线圈YO通电QF2合闸投入备电源WL2恢复变配电供电
图83 备电源动投入原理图
815作备电源高压联路线装三相功电度表三相功电度表电流表高压进线装电流表低压侧动力出线均装功电度表功电度表低压+明线路装三相四线功电度低压联电容器组线路装功电度表回路均装设电流表低压母线装电压表仪表准确度等级符合求接线原理图图84
图84 220V380V线路测量计量仪表原理电路
82变电继电保护装置
821变压器继电保护装置
1）瓦斯保护：装设瓦斯保护邮箱障产生轻微瓦斯油面降时应瞬时动作信号产生量瓦斯时应动作断开变压器侧断路器变压器安装处电源侧断路器断路开关时作信号
2）定时限电流保护电流速断保护：装设电流继电器线圈三角星形联结变压器采两相二继电器式电流保护
822保护动作电流整定
中：
变压器负荷电流
保护装置系数
保护装置结线系数：
电流继电器返回系数：
电流互感器变流：100520
代入计算动作电流：
电流保护动作电流整定10A
保护次侧动作电流
Iop1KiKwIop201×10200(A)
823电流保护动作时间整定
电流保护动作时间整定计算公式：
t1≥t2+∆t
考虑变电终端变电t20直接取反时限电流保护值05s
824电流保护灵敏度系数检验
SPKw×IKmin(2)Ki×Iop
保护装置结线系数：
电流互感器变流：100520
短路电流算高压侧值IKmin(2)19940×041079787
保护动作电流整定
SPKw×IKmin(2)Ki×Iop1×32×19940×04101005×10345≥15满足求
83装设电流速断保护
831速断电流整定
中：
速断保护电流 速断电流倍数整定2~8满足条件
832电流速断保护灵敏度系数检验
Iqb3~5KwKiI1NT
I1NT5240A
Iqb3~5KwKiI1NT4×120×52401048(A)
取动作电流11A
完全达灵敏度系数2电流速断灵敏度达求
833低压电压闭锁电流保护
装低压闭锁电流保护线路负荷电流IOP需躲线路计算电流I30整定计算公式：
中
计算电流I301329A
保护装置系数
保护装置结线系数：
电流继电器返回系数：
电流互感器变流：100520
13×108×20×132910798（A）
84备电源高压联络线继电保护装置
841装设反时限电流保护
采GL15型感应式电流继电器两相两继电器式接线分跳闸操作方式
电流保护动作电流整定
中 2
I30S30(1)+S304+S30(8)3U1N13140+15947+44393×102158(A)
1
08
50510动作电流：
电流保护动作电流整定8A
b)电流保护动作电流
终端保护考虑动作时间整定05s
85变电低压侧保护装置
低压总开关采DW15—15003型低压短路器三相均装设流脱扣器保护低压侧相间短路负荷保护低压侧单相接短路
86保护
861负荷保护
考虑工厂负荷量较装设负荷电缆线路延时动作信号负荷保护动作电流IOP应躲线路计算电流I30整定公式：
Iop(12~13)KiI30
中：
电流互感器变流：100520
计算电流I30132901A
Iop8306A
动作时间15s
862单短路保护
电力变压器低压侧装设三相均带电流脱扣器低压断路器保护熔断器保护中性点引出线装设零序电流保护整定公式：
IopKrel×KdsqKi×I2NT
式中：变压器额定二次电流I2NT
衡系数Kdsq025
零序电流互感器电流Ki
系数Krel13
零序电流保护动作时间般06s
第九章 变电防雷接装置设计
91变电防雷保护
911 直接防雷保护
变电屋顶装设避雷针避雷带引进出两根接线变电公接装置相连变电变压器装室外露天配电装置时应变电外面适位置装设独立避雷针装设高度应防雷保护范围包围整变电果变电建筑物直击雷防护范围时设独立避雷针规定独立避雷针接装置接电阻（表96）通常采36根长25 m钢装避雷针杆塔附做排边形排列间距离5 m入顶距面06 m接间40mm×4mm 镀锌扁刚焊接相接引线25 mm ×4 mm镀锌扁刚接体焊接相连装避雷针杆塔基础钢筋相焊接避雷针焊接相连避雷针采直径20mm镀锌扁刚长1～15独立避雷针接装置变电公接装置应3m距离
912 雷电侵入波防护
a)10KV电源进线终端杆装设FS4—10型阀式避雷器引线采25 mm ×4 mm镀锌扁刚公接网焊接相连避雷器接端栓连接
b）10KV高压配电室装设GG—1A（F）—54型开关柜中配FS4—10型避雷器变压器变压器避雷器保护防雷电侵入波危害
c）380V低压架空线出线杆装设保护间隙绝缘子铁脚接防护低压架空线侵入雷电波
92变电公接装置设计
921接电阻求
工厂供电设计指导表96变电公接装置接电阻应满足条件：
中
变电公接装置接电阻
922接装置设计
变电采附设式考虑接体均匀称布置采长25m直径50mm钢16根钢接体变电三面均匀布置距5 m垂直入顶离面06 m间40mm×4mm镀锌扁刚焊接相接
查工厂供电附录表25砂质粘土 单根钢接电阻
总接电阻
满足接电阻求式中查工厂供电附录表262取敖设成环形栏时中间值似选取
变电变压器室两条接干线高低压配电室条接干线室外公接装置焊接相连接干线均采25 mm ×4 mm镀锌扁刚变电接装置面布置图图91示
图9－1变电接装置面布置
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