【導(dǎo)讀】當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為8。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為18元／kVA，動(dòng)力電費(fèi)為0.20元。/kw·h，照明電費(fèi)為元/kw·h。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低干，此外，電力用。戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電部門交納供電貼費(fèi)：6～10kV為800元／kVA。說(shuō)明書(shū)要求書(shū)寫(xiě)整齊，條理分明，表達(dá)正確、語(yǔ)言簡(jiǎn)練。主要計(jì)算過(guò)程和步驟完整無(wú)誤，分析論證過(guò)程簡(jiǎn)單明了，各設(shè)計(jì)內(nèi)容列表匯總。原理圖要求用標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制，布置均勻，設(shè)備符號(hào)大小合適清晰美觀。

　　

【正文】 電壓損耗。由總平面布置圖量得變電站至鑄造車間距離約 250m，而240 2mm 的 鋁芯電纜的 kmR / ?? （按纜芯工作溫度 75℃計(jì)）， 0X =/km，又焊接車間的 KWP 18030 ? ， 30 kQ ?，因此由線路電壓損耗的一 第 1 頁(yè) 般計(jì)算公式 ()NPR QXU U???? (56) 得： . 3 8 0 . 2 50 . 0 73 2 0 . 40 . 2 50 . 1 6180ΔU ??? ?????? %5%Δ%%)( 1 6 . 8 5 / 3 8 0Δ U % al ????? Ｕ 滿足允許電壓損耗 5%的要求。 (3)短路熱穩(wěn)定度檢驗(yàn)。查得短路熱穩(wěn)定系數(shù) C=76，則 mmmmtA C im a 22( 3 )∞m i n 1 4876 87 00I ???? (57) 式中 imat 為變電站高壓側(cè)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按 整定，再加上斷路器斷路時(shí)間 ，再加 。 由于前面所選 240 2mm 的纜芯截面＞ minA ，滿足短路熱穩(wěn)定度要求，因此選用的電纜型號(hào)為 2 [VLV221kv（ 3+1) 240mm2]。 亦采用 VJV221kV 型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。線路計(jì)算電流為 30I =，為滿足斷路器上下級(jí)之間的配合，此段電纜選用型號(hào)為 VLV221kv3 240+1 120mm2，經(jīng)檢驗(yàn)其發(fā)熱條件、電壓損耗和短路熱穩(wěn)定度均滿足要求。 11. 饋電給熱處理車間的線路 亦采用 VJV221kV 型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。線路計(jì)算電流為 30I =143A，為滿足斷路器上下級(jí)之間的配合，此段電纜選用型號(hào)為 VLV221kv3 240+1 120mm2，經(jīng)檢驗(yàn)其發(fā)熱條件、電壓損耗和短路熱穩(wěn)定度均滿足要求。 路 采用 BLX1000 型鋁芯橡皮絕緣線架空敷設(shè)。 (1)按發(fā)熱條件選擇。由 30I =，及室外環(huán)境溫度 25℃，初選 BLX10001 25mm2，其 25℃時(shí)的 I30110A ??Ial ，滿足發(fā)熱條件。 (2)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。查表得最小允許截面 mmA 10min? 2，因此 BLX1000125滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 (3)校驗(yàn)電 壓損耗。由總平面布置圖量得變電站至生活區(qū)負(fù)荷中心距離約170m，而 BLX10001 25mm2的 kmR / ?? ， kmX / ?? （按線間幾何 第 1 頁(yè) 均距 計(jì)），又生活區(qū)的 KWp 6330 ?， 30 kQ ?，因此 . 3 8 0 . 1 70 . 3 7＋3 0 .2 40 . 1 71 . 3 363ΔU ?? (510) %5Δ＞1 1 . 1 8 %1 0 0 %3 8 0 V4 2 . 4 9 VΔ U % U ai ??? (511) 電壓損耗不滿足要求， 為確保生活用電（照明，家電）的電壓質(zhì)量，決定采用四回 BLX10001 120的三相架空線路對(duì)生活區(qū)供電。 PEN線采用 BLX10001 70 橡皮絕緣線。重新校驗(yàn)電壓損耗，完全合格。 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn) 采用 YJL2210000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)。與相距約2km的鄰近單位變配電所的 10KV母線相聯(lián)。 （ 1）按發(fā)熱條件選擇 工廠二級(jí)負(fù)荷容量共 ，I30=? = 而最熱月土壤平均溫度為 25℃ ，初選纜芯截面為25mm2的交聯(lián)聚乙烯鋁芯電纜，（該型電纜最小芯線截面為 25 mm2）其 Ial=90A＞ I30，滿足發(fā)熱條件。 （ 2）校驗(yàn)電壓損耗 纜芯截面為 25mm2 鋁芯電纜的 R0= /km（按纜芯工作溫度 80℃ 計(jì)）， X0= /km，又二級(jí)負(fù)荷的 P30=， Q30= kvar，線路長(zhǎng)度按 2km計(jì)，因此 20 . 1 2＋1 1 6 .321 . 5 41 5 4 . 8ΔU ?? %%1001 0 0 0 % ???? VVU %5%U ?? al 滿足允許電壓損耗的要求。 3）短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn) 按本變電所高壓側(cè)短路校驗(yàn)，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，可知纜芯 25mm2 交聯(lián)電纜是滿足短路熱穩(wěn)定要求的。由于鄰近單位 10KV的短路數(shù)據(jù)不詳，因此該聯(lián)絡(luò)線的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 無(wú)法進(jìn)行，只有暫缺。 綜合以上所選變電站進(jìn)出線和低壓電纜型號(hào)規(guī)格見(jiàn)表 51。 第 1 頁(yè) 表 51 變電站進(jìn)出線和低壓電纜型號(hào)規(guī)格 線路名稱 導(dǎo)線和電纜的型號(hào)規(guī)格 10KV電源進(jìn)線 LJ35 鋁絞線（三相三線架空） 主變引入電纜 YJL22100003 25 交聯(lián)電纜（直埋） 380V低壓出線 至 鑄造車間 VLV2210003 240+1 120 四芯塑料電纜（直埋） 至 鍛壓車間 VLV2210003 240+1 120 四芯塑料電纜（直埋） 至倉(cāng)庫(kù) VLV2210003 240+1 120 四芯塑料電纜（直埋） 至 電鍍車間 VLV2210003 240+1 120 四芯塑料電纜（直埋） 至 工具車間 VLV2210003 240+1 120 四芯塑料電纜（直埋） 至 組裝車間 VLV2210003 240+1 120 四芯塑料電纜（直埋） 至 維修車間 VLV2210003 240+1 120 四芯塑料電纜（直埋） 至 金工車間 VLV2210003 240+1 120 四芯塑料電纜（直埋） 至 焊接車間 2 [VLV2210003 240+1 120]四芯塑料電纜（直埋） 至 鍋爐房 VLV2210003 240+1 120 四芯塑料電纜（直埋） 至 熱處理車間 VLV2210003 240+1 120 四芯塑料電纜（直埋） 至生活區(qū) 四回路每回路 3 BLX10001 120+1 BLX10001 70 橡皮線 （三相四線架空） 與鄰近單位 10KV聯(lián)絡(luò)線 YJL22100003 25 交聯(lián)電纜（直埋） 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定 高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路 斷路器采用彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)?？?實(shí)現(xiàn)一次重合閘。 變電所的電能計(jì)量回路 變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用電能計(jì)量柜，其上裝有三相有功電能表和無(wú)功電能表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能和無(wú)功電能。并據(jù)以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)。計(jì)量柜由有關(guān)供電部門加封和管理。 變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路 變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器 避雷器柜，其中電壓互感器為 3 個(gè) JDZJ10型，組成 ?// 00 YY (開(kāi)口三角形 )的接線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)視。 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上，裝有三相有功電能表、三相無(wú)功電能表 和電流表。高壓進(jìn)線上，也裝有電流表。 低壓側(cè)的動(dòng)力出線上，均裝有有功電能表和無(wú)功電能表。低壓照明線路上，三相四線有功電能表。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝有無(wú)功電能表。每一回路均裝有電流表。低壓母線上裝有電壓表。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)按規(guī)范要求。 變電所的保護(hù)裝置 （ 1）主變壓器的繼電保護(hù)裝置 1）裝設(shè)瓦斯保護(hù) 當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)因嚴(yán)重故障產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，則動(dòng)作于跳閘。 2）裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 采用 GL15 型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的 操作方式。 第 1 頁(yè) ①過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定 IL． max= 2I1N． T= 2 800KVA/ )103( KV? =2=， Krel=, Kre= ， Ki=100A/5A=20 ，因此，動(dòng)作電流為 AAIOP ????? 因此，過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流 Iop整定為 8A。（注意： GL15 型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器動(dòng)作電流只能 2~10A，且為整數(shù)） ②過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定 由于本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 （ 10 倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間）可整定為最短的 。 ③過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn) IK． min= I（ 2） K2/KT= I（ 3） K2/KT= )( KVKV =， = IOP Ki / KW =8A 20/1=160A 因此，其保護(hù)靈敏系數(shù)為 ??? AAS P 滿足規(guī)定的靈敏系數(shù) 的要求。 2） 裝設(shè)電流速斷保護(hù) 3） 利用 GL15 型繼電器的電流速斷裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 ①速斷電流的整定 IK． max= I（ 3） K2=， Krel=, KW=1 ， Ki=100A/5A=20 ，KT=10KV/=25 ，因此，速斷電流為 AAIqP 52187002520 ????? 速斷電流倍數(shù)整定為 ??? AAIIKopqbqP （注意： Kqb可不為整數(shù)，但必須在 2~8 之間。） ②電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn) IK． min= I（ 2） K1= I（ 3） K1= =， Iqb..1 = Iqb Ki / KW =52A20/1=1040A 因此，其保護(hù)靈敏系數(shù)為 0 4 0/1 8 0 0 ??? AAS P 按 GB500621992 規(guī)定，電流保護(hù)（含電流速斷保護(hù)）的最小靈敏系數(shù)為，因此，滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)的要求。 （ 2）作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置 1）裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 亦采用 GL15 型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。 ①過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定 IL． max= 2I30 I30=)103/() 0 ()3/()( )(30 KVK V AUSSSI N ???????? ? =， Krel=, KW=1 ， Kre= ，因此，動(dòng)作電流為 第 1 頁(yè) AAIOP ?????? 因此，過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流 Iop整定為 4A。 ②過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定 按終端保護(hù)考慮，動(dòng)作時(shí)間整定為 。 ③過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù) 因?yàn)閿?shù)據(jù)資料不全，暫缺。 2）裝設(shè)電流速斷保護(hù) 亦利用 GL15 型繼電器的電流速斷裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。但因數(shù)據(jù)資料不全，其整定計(jì)算亦暫缺。 （ 3）變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置 1）低壓總開(kāi)關(guān)采用 DW151000/3 型低壓斷路器，三相 均裝設(shè)過(guò)流脫扣器，既可實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓側(cè)相間短路和過(guò)負(fù)荷的保護(hù)，又可實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓?jiǎn)蜗嘟拥囟搪返谋Ｗo(hù)。2）低壓側(cè)所有出線上均裝設(shè) DZ20 型低壓斷路器控制，其過(guò)流脫扣器可實(shí)現(xiàn)對(duì)線路短路故障的保護(hù)。 5 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) 變電所的防雷保護(hù) （ 1）直擊雷防護(hù) 在變電所的屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，并且引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。避雷針采用直徑 20mm 的鍍鋅圓鋼，避雷帶采用25mm 4mm的鍍鋅扁鋼。 （ 2）雷電侵入波的防護(hù) 1）在 10KV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè) FS410 型閥式避雷器。其引下線采 用 25mm 4mm 的鍍鋅扁鋼，下面與公共接地網(wǎng)焊接相連，上面與避雷器接地端螺栓連接。 2）在 10KV高壓配電室內(nèi)裝設(shè) GG1A（ F） 54 型高壓開(kāi)關(guān)柜，其中配有 FS410型閥式避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來(lái)雷電侵入波的危害。 3）在 380V 低壓架空出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護(hù)沿架空線入侵的雷電波。 振華機(jī)械廠降壓變電所一次系統(tǒng) 主接線電路圖 （附于尾頁(yè)） 6 總結(jié) 本課程設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，依次 進(jìn)行了負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，確定機(jī)械廠的需電容量，選擇了變 電站的主接線方案，計(jì)算短路電流，選擇變電站的一次設(shè)備，然后根據(jù)低壓側(cè)各出線負(fù)荷計(jì)算選擇了相應(yīng)的電纜。 第 1 頁(yè) 七 .需收集和閱讀的資料及參考文獻(xiàn)（指導(dǎo)教師推薦） 【 1】劉滌塵、王明陽(yáng)、吳政球 .電氣工程基礎(chǔ) [M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社 .2020年 【 2】張學(xué)成 .工礦企業(yè)供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) [M].北京：北京礦業(yè)大學(xué)出版社 .1998年 【 3】劉介才 .工廠供電簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1993年 【 4】劉介才 .實(shí)用供配電技術(shù)手冊(cè) [M].北京：中國(guó)水利水電出版社 .2020年 【 5】劉介才 .工廠 供電 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1997年 【 6】 同濟(jì)大學(xué)電氣工程系 .工廠供電 [M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社 .1981年 【 7】蘇文成 .工廠供電 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2020年 【 8】工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)編寫(xiě)組 . 工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)（補(bǔ)充本） . 北京：水利電力出版社 .1990 【 9】 JGJ162020 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 【 10】 GB5005495 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范 【 11】 GB5005295 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 【 12】 GB502