【正文】 總 結(jié)本文對(duì)益大商貿(mào)大樓雙回路10KV變電所進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，所做的工作主要包括兩個(gè)方面：其一，對(duì)變電所的變配電工作情況進(jìn)行了分析，對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償進(jìn)行了計(jì)算、分析和設(shè)計(jì)，對(duì)變電所進(jìn)出線、一次設(shè)備的選擇、變電所的主接線方案的設(shè)計(jì)等進(jìn)行了研究，提出了有效的技術(shù)方案；其二，對(duì)變電所的二次回路和繼電保護(hù)進(jìn)行了工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案中從根本上解決了變壓器工作過程中的電流沖擊問題和小負(fù)荷時(shí)振蕩問題，并使變電所具有防。故選擇截面為605＝160mm2 接地線。選用 12根直徑50mm，并用605 mm2 的扁鋼連接，呈環(huán)形布置。此時(shí)，總的接地電阻可描述為 （92）（三） 接地裝置計(jì)算獨(dú)立變電所采用人工接地裝置,本工程人工接地裝置設(shè)計(jì)具體計(jì)算如下： （1）確定人工接地體所需的總電阻本工程中的變電所10kV側(cè)屬于小電流接線系統(tǒng)，其接地電流可近似估算需要補(bǔ)充人工接地體，人工接地體所需的總電阻（2）單根人工接地體鋼管的接地電阻根據(jù)任務(wù)書，得土壤電阻率，利用式（91）可得，（3）人工接地裝置需用的鋼管數(shù)量和最終的接地方案：根據(jù)，考慮到管間的屏蔽效應(yīng)，初步選定為10根。人工接地體的形狀各異，它們的工頻接地電阻計(jì)算方法也各不相同，下面簡(jiǎn)單介紹一下本工程中需要用到的垂直人工接地體的工頻接地電阻的簡(jiǎn)易計(jì)算公式。根據(jù)規(guī)范要求，獨(dú)立變電所電氣設(shè)備公共接地裝置的接地電阻要求不大于4歐。本工程（配）變電所的總體布置見附錄圖紙。（5）適應(yīng)發(fā)展要求：高低壓配電室內(nèi)，應(yīng)該留有適當(dāng)數(shù)量配電裝置的備用裝置。而干式變壓器只要具有不低于IP2X的防護(hù)外殼，就可和高低壓配電裝置設(shè)置在同一房間內(nèi)。長(zhǎng)度大于60m時(shí)，適宜增加一個(gè)出口。（3）保證運(yùn)行安全：變壓器室，配電室的門應(yīng)向外開，想領(lǐng)的配電室之間有門時(shí)，此門能雙向開啟。變壓器低壓出線側(cè)電流較大，一般采用封閉母線橋，因此變壓器的位置適宜靠近低壓配電室。有人值班的獨(dú)立變電所，適宜設(shè)立廁所和給排水設(shè)施，變電裝置要有足夠安全凈距和操作維護(hù)通道。變電所的總體布置應(yīng)滿足以下的要求：（1）便于運(yùn)行維護(hù)與檢修：有人值班的變電所，應(yīng)設(shè)單獨(dú)的值班室。 配電裝置通道與安全凈距本工程高壓開關(guān)柜的柜后維護(hù)同到最小處為900mm、柜前操作通道為2400mm，低壓開關(guān)柜的柜后維護(hù)通道最小處為1400mm（1500mm）、柜前操作通道2400mm，桿式變壓器外廓與門的凈距為1400mm、與側(cè)墻壁的凈距為1600mm、干式變壓器正面之間的距離為1800mm。為保證運(yùn)行安全，變配電室兩端設(shè)有通向通道的門，與值班室經(jīng)過通道相同。由于干式變壓器防護(hù)外殼只有IP20X，故未于低壓開關(guān)柜貼鄰安裝，兩者低壓母線之間采用封閉母線連接。由于低壓開關(guān)柜數(shù)量較多，故采用雙列面對(duì)面布置形式。（二） 變電所布置設(shè)計(jì) 總體布置本工程變電所為單層布置，不單獨(dú)設(shè)值班室。(4) 設(shè)備運(yùn)輸方便；（5) 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所；(6) 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；(7) 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其它經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰；(8) 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定；(9) 不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。 (2) 進(jìn)出線方便。本工程為室內(nèi)型獨(dú)立變電所。變電所為室內(nèi)變電所，附近無(wú)積水場(chǎng)所。開關(guān)柜有主母線和分支母線。界面選擇先按允許溫升條件選擇，然后校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。由于母線長(zhǎng)度較短，電壓損失較小，不需校驗(yàn)，開關(guān)柜有主母線和分支母線。（四） 變電所硬母線選擇 高壓開關(guān)柜母線選擇 本工程采用KYN44A—12型高壓開關(guān)柜，選用硬裸母線，每相1片。擁護(hù)的10kv及以下線路，通常不按此條件選擇。（2）電壓損失條件：導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)，產(chǎn)生的電壓損失不應(yīng)超過正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損失。表72 高壓出線電纜選擇校驗(yàn)序號(hào)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目具體內(nèi)容結(jié)論1短路熱穩(wěn)定三相短路電流IK3//=滿足條件SminS合格短路持續(xù)時(shí)間tk= tp +tb =熱穩(wěn)定系數(shù)K=137A由于該段電纜長(zhǎng)度較短，電壓損失較小，不需校驗(yàn)。圖71高壓進(jìn)線電纜截面選擇序號(hào)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目具體內(nèi)容結(jié)論1允許溫升線路計(jì)算電流Ic=滿足條件合格初選電纜截面按敷設(shè)方式與環(huán)境條件確定的母線載流量2電壓損失計(jì)算負(fù)荷Pc= Qc=753kvar滿足條件合格線路參數(shù)（見附錄表210）。七、 高低壓進(jìn)出線電纜選擇及敷設(shè)（一） 高壓電源進(jìn)線電纜選擇及敷設(shè) 10kv環(huán)網(wǎng)供電電源A、B引入電纜選用YJ—，在變電所外采用直埋/穿管埋地、在變電所采用梯架/電纜溝相結(jié)合的敷設(shè)方式。中央信號(hào)裝置二次電路圖詳見設(shè)計(jì)圖。 中央信號(hào)裝置設(shè)計(jì)本工程采用不重復(fù)動(dòng)作的中央信號(hào)裝置。每臺(tái)斷路器的合閘控制回路中還串連接入斷路器手車處于工作位置的輔助觸點(diǎn)BQ1及試驗(yàn)位置的輔助觸點(diǎn)BQ2，以確保斷路器僅在斷路器手車處于工作位置及試驗(yàn)位置時(shí)才能進(jìn)行合閘。圖中，兩臺(tái)進(jìn)線斷路器QFQF2與母聯(lián)斷路器QF3實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)鎖，以防止兩路電源并聯(lián)運(yùn)行。 高壓斷路器控裝置與信號(hào)回路設(shè)計(jì)本工程變電所有人值守，高壓斷路器采用就地操作的燈光監(jiān)視回路，采用“不對(duì)應(yīng)接線”構(gòu)成事故跳閘信號(hào)回路。根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T管理規(guī)定，專用電能計(jì)量柜內(nèi)裝設(shè)1只三相多功能電能表（具體型號(hào)有供電部門選定），1只電能計(jì)量專用接線盒、監(jiān)視TV二次回路斷線的1只三相數(shù)字電壓表及電壓互感器失壓斷相計(jì)時(shí)儀。同時(shí)，電源B進(jìn)線電壓互感器手車不退出，仍應(yīng)監(jiān)測(cè)電源B電壓。數(shù)字表的輔助電源DC110V來(lái)自直流屏。表63 電源進(jìn)線繼電保護(hù)整定計(jì)算保護(hù)名稱整定項(xiàng)目整定計(jì)算公式繼電器選型及整定值 定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作電流選用JL83C靜態(tài)電流繼電器，靈敏系數(shù) 合格動(dòng)作時(shí)限選用JS114C靜態(tài)時(shí)間繼電器，短延時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流選用JL84C靜態(tài)電流繼電器，動(dòng)作電流整定為40A靈敏系數(shù)合格表64 變壓器繼電保護(hù)整定計(jì)算保護(hù)名稱整定項(xiàng)目整定計(jì)算公式繼電器選型及整定值定時(shí)限過電流保 護(hù)動(dòng)作電流選用JL83C靜態(tài)電流繼電器，靈敏系數(shù) 合格動(dòng)作時(shí)限選用JS114C靜態(tài)時(shí)間繼電器，電 流速 斷保 護(hù)動(dòng)作電流選用JL84C靜態(tài)電流繼電器，動(dòng)作電流整定為40A靈敏系數(shù)合格（三） 二次接線設(shè)計(jì) 電氣測(cè)量與電能計(jì)量回路設(shè)計(jì)電源進(jìn)線柜裝設(shè)1只三相數(shù)字電流表、母聯(lián)柜裝設(shè)1只三相數(shù)字電流表、變壓器柜裝設(shè)1只三相數(shù)字電流表、1只三相有功電能表和1只三相無(wú)功電能表。表62 變電所高低壓母線短路數(shù)據(jù)計(jì)算點(diǎn)最大運(yùn)行方式下三相短路電流/A最小運(yùn)行方式下兩相短路電流/A最小運(yùn)行方式下單相（接地）短路電流/A高壓母線短路時(shí)的實(shí)際值低壓母線短路時(shí)的實(shí)際值低壓母線短路電流流過高壓側(cè)（保護(hù)安裝處）的折算值注：變壓器為Dyn11連接，線電壓比＝25。配置如下表61繼電保護(hù)的配置：表61繼電保護(hù)配置序號(hào)保護(hù)對(duì)象保護(hù)裝置備注1電源進(jìn)線短時(shí)限電流速斷保護(hù)、定實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)、失壓保護(hù)失壓保護(hù)根據(jù)供電部門要求裝設(shè)2分段母線電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)合閘瞬間收入，合閘后自動(dòng)解除3干式變壓器電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過電流保護(hù)、溫度保護(hù)Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器，利用高壓側(cè)的三相式過電流保護(hù)兼作單相接地保護(hù)，其低壓側(cè)總斷路器作為過負(fù)荷保護(hù) 繼電保護(hù)整定計(jì)算。如果保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)極輕微的故障都能及時(shí)地反應(yīng)動(dòng)作，說(shuō)明保護(hù)裝置的靈敏度高。（3）可靠性 保護(hù)裝置在應(yīng)該動(dòng)作時(shí)必須動(dòng)作，不應(yīng)該拒動(dòng)作；而在不應(yīng)該動(dòng)作時(shí)不能誤動(dòng)作。滿足這一要求的動(dòng)作，稱為“選擇性動(dòng)作”。（二） 繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 繼電保護(hù)的一般要求（1）有選擇性將故障元件從供電系統(tǒng)中快速、自動(dòng)切除，使其損壞程度減至最輕，保證最大限度地迅速恢復(fù)無(wú)故障部分的正常運(yùn)行（2）反應(yīng)電氣元件的異常運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的具體條件和設(shè)備的承受能力，發(fā)出警報(bào)信號(hào)、減負(fù)荷或延時(shí)跳閘。變電所交流所用電有：直流操作電源屏的交流充電裝置、變壓器溫控溫顯裝置、高壓開關(guān)柜除濕裝置和柜內(nèi)照明、低壓柜數(shù)字儀表輔助電源、變電所照明與檢索用電。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，變電所操作電源可采用高頻開關(guān)電源充電的免維護(hù)閥控式密封鉛酸蓄電池直流操作電源系統(tǒng)，1組蓄電池、單母線接線，直流系統(tǒng)標(biāo)稱電壓為110V。本工程裝設(shè)兩臺(tái)變壓器，總?cè)萘繛?000KVA，采用兩路獨(dú)立10KV電源進(jìn)線同時(shí)工作，單母線分段運(yùn)行，母線斷路器不自投。表511 低壓電流互感器的選擇及校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 電壓電流精度等級(jí)其他系統(tǒng)電壓互感器額定電流計(jì)算電流互感器變化低壓進(jìn)線電流互感器BH1002000/5 1012831500：5BH40配電干線1電流互感器BH1002000/510300：5BH30配電干線2電流互感器BH1002000/50. 3810180200：5BH30 低壓電容器組控制及保護(hù)電器的選擇主要選擇安裝在電容器屏上的無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)投切控制器、開關(guān)熔斷器組、電流互感器、避雷器、熔斷器、接觸器、熱繼電器等，通過查找有關(guān)資料及產(chǎn)品樣本選擇器件并校驗(yàn)，結(jié)果如表512低壓電容器組控制及保護(hù)電器的選擇：表512 低壓電容器組控制及保護(hù)電器的選擇選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓 kV電流A數(shù)量（只）其他系統(tǒng)電壓額定電壓計(jì)算電流額定電流電容器支路電容器（）2932熱繼電器（T45）294032合格熔斷器（RT2040）294032合格接觸器（B30C）294032合格開關(guān)熔斷器組（QSA400/3）4645004合格電流互感器（BH40）4644避雷器（）4自動(dòng)投切控制器（JKG12）2六、 繼電保護(hù)與二次接線設(shè)計(jì)（一） 變電所操作電源設(shè)計(jì)變配電所的操作電源是供高壓斷路器控制回路、繼電保護(hù)回路、信號(hào)回路、等二次回路所需要的工作電源。校驗(yàn)如表510 低壓電源出線斷路器校驗(yàn)序號(hào)選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù) 結(jié)論1 類別選擇低壓出線抽出式空氣斷路器，選擇型三段保護(hù)，CM2Z225M/3合格2 級(jí)數(shù)選擇TNS系統(tǒng)3P合格3額定電流選擇合格4分?jǐn)嗄芰x擇合格5 附件選擇非消防用電回路斷電及動(dòng)作信號(hào)返回 電分為AC 220V，帶合分輔助觸點(diǎn)及脫扣器動(dòng)作報(bào)警觸點(diǎn) 滿足要求 低壓電流互感器的選擇低壓進(jìn)線及主要配電干線測(cè)量用電流互感器選擇校驗(yàn)及脫扣整定見表511，從表中可以看出所選設(shè)備均滿足要求。 低壓斷路器的選擇本工程選用CW2系列抽出式空氣斷路器，電干線保護(hù)斷路器和出線短路器均安裝在柜內(nèi)，如表59為變電所低壓電源進(jìn)線斷路器的選擇校驗(yàn)。按短路條件校驗(yàn)（1）可能通過短路電流的電器（如刀開關(guān)、熔斷器式開關(guān)），應(yīng)滿足在短路條件下短時(shí)和峰值耐受電流的要求。高壓電壓互感器一般選擇的校驗(yàn)如下表58 高壓電壓互感器的選擇校驗(yàn)。本工程高壓母線三相短路時(shí)。 高壓電壓互感器的選擇電壓互感器在高壓電路中作用主要是測(cè)量、計(jì)量用，和保護(hù)用。保護(hù)出口短路時(shí)，流過互感器的短路電流最小為。 即。保護(hù)用電流互感器的穩(wěn)態(tài)性能校驗(yàn)（采用一般選擇驗(yàn)算條件）查閱《LZZBJ1210A型戶內(nèi)高壓電流互感器的主要技術(shù)參數(shù)》，LZZBJ1210A型戶內(nèi)高壓電流互感器的準(zhǔn)確極限系數(shù)15，則額定準(zhǔn)確限值一次電流。已知本工程二次回路的銅導(dǎo)線截面積為，電流互感器二次端子到儀表接線端子的單相長(zhǎng)度為3m。A/15V電流互感器的選擇參數(shù)見表57高壓電流互感器的選擇及校驗(yàn)。本工程高壓母線三相短路時(shí)。電流互感器在電路中作用主要是測(cè)量和P類保護(hù)用。表56 高壓熔斷器的選擇及校驗(yàn)序號(hào)選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)熔斷器技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1額定電壓與最高工作電壓Un=10kV,Um=10*=Ur=12kVUrUm,合格2額定頻率50Hz50Hz合格3熔斷器額定電流Ir=Ir=,合格4熔體額定電流電壓互感器回路=合格5額定開斷電流Ib3=（最大運(yùn)行方式）Ib=50kAIbIb3,合格6