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1、广东石油化工学院电力工程课程设计说明书设计题目：某机修厂机加工一车间变电所设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导老师：设计日期： 2013年 6月 8至 6月 15日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 27 页摘要 4第 1 章绪论 51.1 课程设计的目的5 1.2 工厂供电的意义5 1.3 变电所的现状和发展趋势5 1.4 工厂供电设计的一般原则7 第 2 章理论分析82.1 负荷计算8 2.1.1由车间平面布置图，可把一车间的设备分成5 组，分组如下：8 2.1.2总负荷计算表如表1所示。 8 2.1.3无
2、功功率补偿9 第 3 章课题研究的方法和手段103.1 变电所主变压器和主结线方案的选择10 3.1.1 变电所主变压器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可以有下列两种方案：10 3.1.2 变电所主结线方案的选择按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种主结线方案：11 3.2 短路电流的计算12 3.2.1绘制计算电路（图1）12 3.2.2确定基准值设Sd=100MVA ，Ud1=10.5kV ，低压侧 Ud2=0.4kV ，则 12 3.2.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值12 3.2.4计算 k-1 点（ 10.5kV 侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短
3、路容量13 3.2.5计算 k-2 点（ 0.4kV 侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量13 3.3 变电所一次设备的选择校验14 3.3.1 10kV 侧一次设备的选择校验（表5）14 3.3.2 380 侧一次设备的选择校验（表6）15 3.3.3 高低压母线的选择16 3.4 变电所进出线和与邻近单位联络线的选择16 3.4.1 10KV 高压进线和引入电缆的选择16 3.4.2 380V 低压出线的选择17 3.5 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定17 3.5.1 高压断路器的操动机构与信号回路17 3.5.2 主变压器的继电保护装置18 3.6 中央信号装置19 3
4、.7 电测量仪表19 3.8 变配电装置中各部分仪表的配置20 3.9 绝缘监视装置21 3.10 防雷 21 3.10.1 防雷设备21 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 27 页3.10.2 防雷措施21 3.11 接地 23 3.11.1 接地与接地装置23 3.11.2 确定此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢23 第 4 章结果 244.1 设计图样24 4.2 车间平面布置图26 第 5 章结论 27参考文献 29精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -
5、第 3 页，共 27 页摘要为使工厂供电工作很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，本设计在大量收集资料，并对原始资料进行分析后，做出 35kV变电所及变电系统电气部分的选择和设计，使其达到以下基本要求：1、安全在电能的供应、分配和使用中，不发生人身事故和设备事故。2 、可靠满足电能用户对供电可靠性的要求。3 、 优 质满 足 电 能 用 户 对 电 压 和 频 率 等 质 量 的 要 求4、经济供电系统的投资少，运行费用低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，又合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既照顾局部的当前的利益，又要有全局
6、观点，顾全大局，适应发展。关键词： 节能配电安全合理发展精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 27 页第1章 绪论1.1课程设计的目的通过课程设计可以巩固工厂供电的理论知识，了解变电所设计的基本方法，了解变电所电能分配等各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练，为今后的学习工作奠定基础。1.2工厂供电的意义工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于
7、由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。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（除电化工业外）。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。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则可能对工业生产造成严重的
8、后果。因此，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。由于节约能源是工厂供电工作的一个重要方面，而节约能源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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 27 页1.3变电所的现状和发展趋势变电所作为电力系统重要的组成部分，它的正常运行关系到整个电网的的正常安全运行，而变压器作为变电所的主要供电设备，其可靠运行程度直接关系到变电所的安全运行随着电力企业的飞速发展，变电检修工作也取得了长足的进步，特别
9、是供电可靠性有了显著的提高，但由于过去相当长的一段时间内，在计划经济模式下，采用定期及故障检修制度，虽然的确发现过不少缺陷，减少了不少事故，有一定成绩，但由于都是“一刀切”，即不管设备是否重要和是否需要检修，一概定期对所有的设备进行检修或在计划的使用期限后更换部件，必然造成有的设备检修不足，而有的设备检修过头。一般虽能获得可接受的可用率，但不是最经济的解决方法。同时，造成了现在变电检修工作中的诸多问题，如：检修的目的性不明确；检修工作的技术记录及成本分析不全；同类型设备的检修经验在各供电公司之间的交流不够；检修人员技能水平跟不上；检修成本居高不下等；而随着大量先进设备的投入使用，设备容量的增大
10、，不少定期检修的方法跟不上，问题就更加突出，影响了变电检修工作的进一步提高。长期以来，采用的都是定期的检修方式；而近年来，越来越多的电力企业已实现或准备从定期检修向状态检修转变。随着中国城市经济的高速发展，城市对电力的需求亦是在高速增长之中，扩大电网的要求是迫切的，因此大量资金不尽合理地被投入到新电厂、新线路和变电站等大量电力设备上，来满足对电力的需求。而如今我们注意到国内投资形式已经发生巨大变化，电力走向市场已势在必行，投资需要合理回报已成为共识，大家应有足够的耗费意识。对变电所的变电设备和其它电气设备实行状态检修，应该算是合理的、优化的方法之一，主要作用是减少检修费用，防止由于强迫停电所造
11、成的损失，使运行的设备更为牢靠和耐用；国内一些老供电企业，新旧设备参差不齐，很多变(配)电站设备已接近寿命的末期，检修及更新的费用趋于增加，状态检修将会因推迟投资而具有重大的节约意义。以国内很多企业目前的条件，要想把全部设备改为状态检修还有很多困难，也不符合实际。笔者认为一切应从实际出发，该修的要修，而修必修好，且具体情况精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 27 页要具体分析，区别对待。在新建或改建项目中可以率先引入状态检修把监测和诊断设备的安装事先融入规划设计之中，待取得成功的总之，作为变电所，检修是一个重要部分。“事后检
12、修(事故检修 )定期检修状态检修”这一规律或趋势是科学发展的必然。企业变电检修工作应在上级部门的统一部署下，结合自身实际情况，紧紧把握三个检验检修方式是否成功的标准：是否控制并降低了检修费用；是否使可靠性和安全性达到了可接受的水平；是否从延长寿命中获取了收益；并利用各种有效手段，掌握设备各方面的信息，循序渐进地、有效益地开发状态检修。我们只有通过充分挖掘潜力，苦练“内功”和结合实际，才能战胜新的挑战。1.4工厂供电设计的一般原则按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kv及以下设计规范、 GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必
13、须遵循以下原则：（1） 遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。（2） 安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（3） 近期为主、考虑发展；应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4） 全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从
14、事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 27 页第2章 理论分析2.1负荷计算2.1.1由车间平面布置图，可把一车间的设备分成5 组，分组如下：NO.1：29、30、31 配电箱的位置： D-靠墙放置NO.2：1428 配电箱的位置： C-靠墙放置NO.3：1、32、33、34、35 配电箱的位置： B-靠柱放置NO.4：6、7、11、12、13 配电箱的位置： B-靠柱放置NO.5：2、3、4、5、8、9、10 配电箱的位置： B-靠柱放置2
15、.1.2总负荷计算表如表1所示。表 1 机加工一车间和铸造、铆焊、电修等车间负荷计算表编号名称类别供 电回 路代号设备容量Pe/KW 需 要系数Kdcostan计算负荷P30/KW Q30/Kvar S30/KVA I30/A 1 机加工一车动力No.1供 电回路104 0.7 0.95 0.33 72.8 24.0 76.7 116.5 No.2供 电回路82.9 0.2 0.5 1.73 16.6 28.7 33.2 50.4 No.3供 电回路157.7 0.2 0.5 1.73 31.5 54.6 63.0 95.7 No.4 供 电22.5 0.2 0.5 1.73 4.5 7.8
16、9.0 13.7 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 27 页间回路No.5 供 电回路38.6 0.2 0.5 1.73 7.7 13.4 15.4 23.4 2 铸造车间动力No.6供 电回路160 0.4 0.7 1.02 64 65.3 91.4 138.9 No.7供 电回路140 0.4 0.7 1.02 56 57.1 80.0 121.5 No.8供 电回路180 0.4 0.7 1.02 72 73.4 102.8 156.2 照明No.9 供 电回路8 0.8 1 0 6.4 0 6.4 9.7 3 铆焊
17、车间动力No.10 供 电回路150 0.3 0.45 2.0 45 89.1 99.8 151.6 No.11 供 电回路170 0.3 0.45 2.0 51 101 113.1 171.9 照明No.12 供 电回路7 0.8 1 0 5.6 0 5.6 8.5 4 电修车间动力No.13 供 电回路150 0.3 0.5 1.73 45 78 90.0 136.8 No.14 供 电回路146 0.3 0.56 1.48 44 65 78.5 119.3 照明No.15 供 电回路10 0.8 1 0 8 0 8 12.2 总计(380V侧) 动力1501.7 0.67 1.12 58
18、6.1 657.4 880.7 1338.2 照明25 计入 Kp=0.8 Kq=0.85 0.64 1.19 468.9558.8 729.5 1108.3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 27 页2.1.3无功功率补偿由表 1 可知，该厂 380V 侧最大负荷时的功率因素只有0.64 。而供电部门要求该厂10KV 进线最大负荷时的功率因素不应地于0.90 。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V 侧最大负荷时的功率因素应稍大于0.90 ，暂取 0.92 来计算 380V侧所需无功功率补偿容量: Qc=P3
19、0(tan 1- tan 2)=468.9tan(arccos0.64)- tan(arccos0.92)Kvar =361.1 Kvar 参照图 2-6，选 PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为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84Kvar5=420Kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和 10KV侧的负荷计算如下表：表 2 无功补偿后工厂的计算负荷项目cos计算负荷P30/KW Q30/Kvar S30/KVA I30/A 380V 侧补偿前负荷0.64 468.9 558.3 729.5 1108.3 380V 侧无功补偿容量-
20、420 380V 侧补偿后负荷0.96 468.9 138.3 488.9 742.8 主变压器功率损耗0.015S30=7.3 0.06S30=29.3 10KV 侧负荷总计0.94 476.2 167.6 504.8 29.1 第3章 课题研究的方法和手段3.1变电所主变压器和主结线方案的选择3.1.1 变电所主变压器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可以有下列两种方案：（ 1 ） 装 设 一 台 主 变 压 器型 式 采 用S9， 而 容 量 根 据SN 。T=630KVAS30=504.8KVA 选择，即选一台S9-630/10型低损耗配电变压器。至于精选学习资料
21、 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 27 页工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。（2）装设两台主变压器型式也采用S9，每台容量按式SNT（0.6 0.7 ）S30选择，即SN T（0.6 0.7 ）504.8kVA=(302.9 353.36)kVA 因此选两台 S9-400/10 型低损耗配电变压器。主变压器的联结组别均采用Yyn0。3.1.2 变电所主结线方案的选择按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种主结线方案：（1）装设一台主变压器的主结线方案。（2）装设两台主变压器的主结线方案。（3）两种主结线
22、方案的技术经济比较（表3）。表 3 两种主结线方案的比较比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损耗略小灵活方便性只一台主变，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经济指标电力变压器的综合投资额由表 2-8 差得 S9-630 的单价为7.47 万元，而由表41 查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为2 7.47万元 14.94 万元由表 2-8 差得 S9-400 的单价为 5.31 万元，因此两台综合投资为4 5.31 万元 21
23、.24万元，比一台主变方案多投资 6.3 万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额查表4-10 得 GG-1A(F) 型柜按每台3.5 万元计，查表得其综合投资按设备价1.5 倍计，因此其综合投资约为41.53.5万元 21 万元本方案采用6 台 GG-1A(F)柜，其综合投资约为61.5 3.5 万元 31.5 万元，比一台主变方案多投资10.5 万元电力变压器和高压开关柜的年运行费参照表4-2 计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为 3.706 万元（其余略）主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为6.752 万元 ， 比 一 台 主 变 方 案 多 耗3.046 万元交供电部门的一
24、次性供电贴费按 800 元 /kVA 计，贴费为6300.08万元 50.4 万元贴费为24000.08 万元64 万元，比一台主变方案多交 13.6 万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案略优于装设一台主变的主结线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变的方案，因此决定采用装设一台主变的方案。（说明：如果工厂负荷近期有较大增长的话，则宜采用装设两台主变的方案。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 27 页3.2短路电流的计算3.2.1绘制计算电路（图1）图 1 短路计算电路3.2.2确定
25、基准值 设 Sd=100MVA，Ud1=10.5kV，低压侧 Ud2=0.4kV，则kVMVAUIdd5. 510.5kV31003S1d1kAkVMVAUSIddd1444 .031003223.2.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值（1）电力系统5.0200/100*1MVAMVAX（2）架空线路由 LGJ-150 的kVx/36. 00，而线路长 0.3km,故098.05.10100)3 .036.0(2*2kVMVAX（3）电力变压器有5 .4%ZU，故1 .76301001005.4*3kVAMVAX因此绘等效电路，如图2 所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名
26、师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 27 页图 2 等效电路3.2.4计算 k-1 点（10.5kV 侧）的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598. 0098.05.0*2*1*)1(XXXk（2）三相短路电流周期分量有效值kAkAXIIkdk2.9598. 0/5.5/*)1(1)3(1（3）其他短路电流kAIIIk2.9)3(1)3(3）（kAIish5.232.955.255.23)3(）（kAIIsh9 .132.951.151.13)3(）（4）三相短路容量MVAMVAXSSkdk2.167598.0/100/*)1()3(13.2.5计算
27、 k-2 点（0.4kV 侧）的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7 .71 .7098.05 .0*3*2*1*)1(XXXXk（2）三相短路电流周期分量有效值kAkAXIIkdk7 .187.7/144/*)1(2)3(2（3）其他短路电流kAIIIk7 .18)3(2)3(3）（kAIish4.347.1884.184.13)3(）（kAIIsh4 .207.1809.109.13)3(）（4）三相短路容量MVAMVAXSSkdk0 .137. 7/100/*)2()3(2以上计算结果综合如表4 所示。表 4 短路计算结果短路计算点三相短路电流 /kA 三相短路容量
28、 /MVA 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 27 页)3(kII(3)(3)I)3(shi)3(shI)3(kSk1 9.2 9.2 9.2 23.5 13.9 167.2 k2 18.7 18.7 18.7 34.4 20.4 13.0 3.3变电所一次设备的选择校验3.3.110kV侧一次设备的选择校验（表5）表 5 10kV 侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度台数装置地点条件参数UNI30)3(kI)3(shi(3)I2tima数据10kV 36.4A (I1N T) 9.2kA 2
29、35kA 9.22 1.9 =160.8 一次设备型号规格额定参数UNINIocimax2tI t高压少油断路器SN10-10I/630 10kV 630A 16kV 40kA 162 2=512 2 高压隔离开关GN68-10/200 10kV 200A 25.5kA 102 5=500 5 高压熔断器RN2-10 10kV 0.5A 50kA 2 电压互感器JDJ-10 10/0.1kV 1 电压互感器JDJZ-10 310/ 31. 0/ 31.0kV1 电流互感器LQJ-10 10kV 100/5A 31.8KA 81 3 避雷器 FS4-10 10kV 2 精选学习资料 - - -
30、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 27 页户外式高压隔离开关GW4-15G/200 15kV 200A 1 表 5所选设备均满足要求。3.3.2380侧一次设备的选择校验（表6）表 6 380V 侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度台数装置地点条件参数UNI30)3(kI)3(shi(3)I2tima数据380V 总742.8A 18.7kA34.4kA 18.72 0.7=244.8一次设备型号规格额定参数UNINIocimax2tI t低压断路器 DW15 1500/3 380V 1500A 40kV 1 低压断路
31、器 DZ20 630 380V 630A (大于 I30) 一般 30kA 12 低压断路器 DZ20 200 380V 200A (大于 I30) 一般 25kA 3 低压刀开关 HD13 1500/30 380V 1500A 1 电流互感器 LMZJ10.5 500V 1500/5A 1 电流互感器 LMZ1 0.5 500V 160/5A 100/5A 1 表 6 所选设备均满足要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 27 页3.3.3高低压母线的选择参照表 5-25，10KV母线选 LMY 3（404），即母线尺
32、寸为40mm 4mm ；380V 母线选 LMY 3（808）+505，即相母线尺寸为80mm 6mm ，中性母线尺寸为 50mm 5mm 。3.4变电所进出线和与邻近单位联络线的选择3.4.110KV 高压进线和引入电缆的选择（1）10KV高压进线的选择和校验采用 LJ 型铝绞线敷设，接往10KV公用干线。1）按发热条件选择。由I30=36.4A 及室外环境温度年最热月平均最高气温为 33。C，查表 8-35, 初选 LJ16，其在 35。C 时的 Ial=93.5I30, 满足发热条件。2）校验机械强度。查表8-33，最小截面 Amin=35mm2，因此 LJ16不满足机械强度要求，故改选
33、LJ35。由于此线路很短，不需要校验电压损耗。（2）由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验采用 YJL2210000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。1）按发热条件选择。由I30=36.4A 及土壤温度 25。C 查表 8-43，初选缆芯为 25mm2的交联电缆，其 Ial=90A I30，满足发热条件。2)校验短路稳定。计算满足短路热稳定的最小截面Amin=103mm225 mm2，因此 25mm2不满足短路稳定要求，故选择YJL22100003120 电缆。3.4.2380V低压出线的选择（1）馈电给机加工一车间的线路采用VLV22 1000 型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。
34、1）按发热条件选择。由I30=287A及地下 0.8m 土壤温度 25。C查表，初选缆芯截面为 240mm2，其Ial=319AI30，满足发热条件。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 27 页2）校验电压损耗。因未知变电所到机加工一车间的距离，因此未能校验电压损耗。3）短路热稳定度的校验。满足短路热稳定度的最小截面Amin=213mm2所选 240mm2的缆芯截面大于Amin，满足短路热稳定度的要求，因此选择VLV22 10003240+1120 的四芯电缆（中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同）。（2）馈电给铸造车间的
35、线路采用VLV22 1000 型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。（方法同上）缆芯截面240mm2聚氯乙烯电缆，即VLV22 10003240+1120的四芯电缆。（3）馈电给铆焊车间的线路采用VLV22 1000 型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。（方法同上）缆芯截面300mm2聚氯乙烯电缆，即VLV22 10003300+1150 的四芯电缆。（4）馈电给电修车间的线路采用VLV22 1000 型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。（方法同上）缆芯截面300mm2聚氯乙烯电缆，即VLV22 10003300+1150 的四芯电缆。3.5变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定3.5.1高压
36、断路器的操动机构与信号回路断路器采用手力操动机构，其控制与信号回路如图3 所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 27 页图 3 电磁操动的断路器控制与信号回路WC 控制小母线 WL灯光指示小母线 WF闪光信号小母线 WS信号小母线 WAS事故音响小母线 WO合闸小母线 SA 控制开关（操作开关）KO 合闸接触器 YO 合闸线圈 YR 跳闸线圈（脱扣器） KA 保护装置QF1 6断路器辅助触点 GN 绿色指示灯 RD 红色指示灯 ON 合闸OFF 跳闸（箭头指向为SA的返回位置）3.5.2主变压器的继电保护装置1）装设反
37、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。过电流保护动作电流的整定。IL.max=2IiN.T=2630/(1.732 10)=72.7A Krel=1.3 Kw=1 Kre=0.8 Ki=100/5=20 Iop=1.3 1 72.7/(0.820)=5.9A 因此整流为 6A。过电流保护动作时间的整定。整定高最小动作时间为0.5s 。过电流保护灵敏系数的检验。Ik.min=IK-2(2)/KT=0.86618.7/(10/0.4)=648A 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18
38、 页，共 27 页Iop.1= IopKi/Kw=620/1=120A, 因此保护灵敏系数为Sp=648/120=5.41.5, 满足灵敏系数 1.5 的要求。3）装设电流速断保护。利用GL15的速断装置。速断电流的整定。Ik.max= Ik-2(3)=18.7kA , Krel=1.5 , Kw=1 , Ki=100/5=20 KT =10/0.4=25 ,因此速断电流为： Iqb=1.5118700/(20 25)=56.1A 速断电流倍数整定为Kqb=Iqb/Iop =56.1/6=9.35 电流速断保护灵敏系数的检验。 Ik.min=IK-1(2) =0.866 9.2kA=8.0kA
39、, Iqb.1=Iqb Ki/KWw=56.1 20/1=1122A, 因 此 其 保 护 灵 敏 系 数 为 ：Sp=8000/1122=7.12 , 满足电流速断灵敏系数为2的要求。3.6中央信号装置中央信号装置是指装设在变配电所值班室或控制室的信号装置。中央信号装置包括事故信号和预告信号两种. 中央信号装置的要求是：在任一断路器事故跳闸时，能瞬时发出音响信号，并在控制屏上或配电装置有表示事故跳闸的具体断路器位置的灯光指示信号。事故音响信号通常采用电笛（蜂鸣器），应能手动或自动复归。中央事故信号装置按操作电源分，有直流操作的交流操作的两类。按事故音响信号的动作特性分，有不能重复动作的和能重
40、复动作的两种。中央预告信号装置的要求是：当供电系统中发生故障和不正常工作状态但不需立即跳闸的情况时，应及时发出音响信号，并有显示故障性质和地点的指示信号（灯光或光字牌指示）。预告音响信号通常采用电铃，应能手动或自动复归。中央预告信号装置亦有直流操作的和交流操作的两种，同样有不能重复动作的和能重复动作的两种。利用ZC-23型冲击继电器的中央复归重复动作的事故音响信号装置结线图3.7电测量仪表这里的“电测量仪表”按GBJ63 90电力装置的电测量仪表装置设计规范的定义，“是对电力装置回路的电力运行参数所经常测量、选择测量、记精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
41、 - - - -第 19 页，共 27 页录用的仪表和作计费、技术经济分析考核管理用的计量仪表的总称。”为了监视供电系统一次设备（电力装置）的运行状态和计量一次系统消耗的电能，保证供电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行，工厂供电系统的电力装置中必须装设一定数量的电测量仪表。电测量仪表按其用途分为常用测量仪表和电能计量仪表两类，前者是对一次电路的电力运行参数作经常测量、选择测量和记录用的仪表，后者是对一次电路进行供用电的技术经济考核分析和对电力用户用电量进行测量、计量的仪表，即各种电度表。3.8变配电装置中各部分仪表的配置供电系统变配电装置中各部分仪表的配置要求如下：3.8.1 在工厂的电源进
42、线上，或经供电部门同意的电能计量点，必须装设计费的有供电度表和无功电度表，而且宜采用全国统一标准的电能计量柜。为了解负荷电流，进线上还应装设一只电流表。3.8.2 变配电所的每段母线上，必须装设电压表测量电压。在中性点非有效接地的（即小接地电流的）系统中，各段母线上还应装设绝缘监视装置。如出线很少时，绝缘监视电压表可不装设。3.8.335 110/6 10KV 的电力变压器，应装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电能表和无功电能表各一只，装在哪一侧视具体情况而定。 6 10/3 6KV 的电力变压器，在其一侧装设电流表、有功和无功电度表各一只。610/0.4KV 的电力变压器，在高压侧装设
43、电流表和有功电度表各一只，如为单独经济核算单位的变压器，还应装设一只无功电度表。3.8.43 10KV 的配电线路，应装设电流表、有功和无功电度表各一只。如不是送往单独经济核算单位时，可不装无功电度表。当线路负荷在5000KV A及以上时，可再装设一只有功功率表。3.8.5380V 的电源进线或变压器低压侧，各相应装一只电流表。如果变压器高压侧未安装设有功电度表一只。3.8.6 低压动力线路上，应安装一只电流表。低压照明线路及三相负荷不平衡率大于 15% 的线路上，应装设三只电流表分别测量三相电流。如需计量电能，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
44、 - -第 20 页，共 27 页一般应装设一只三相四线有功电度表。对负荷平衡的动力线路，可只装设一只单相有功电度表，实际电能按其计度的3倍计。3.8.7 并联电力电容器组的回路上，应装设三只电流表，分别测量三相电流，并应装设一只无功电度表。3.9 绝缘监视装置绝缘监视装置用于小接地电流的系统中，以便及时发现单相接地故障，设法处理，以免故障为两相接地短路，造成停电事故。635KV 系统的绝缘监视装置，可采用三相双绕组电压互感器和三只电压表，也可采用三个单相三绕组电压互感器或者一个三相五芯柱三绕组电压互感器。接成 Y0的二次绕组，其中三只电压表均接各相的相电压。当一次电路其中一相发生接地故障时，
45、电压互感器二次侧的对应相的电压表指零，其它两相的电压表读数则升高到线电压。由指零电压表的所在相即可得知该相发生了单相接地故障，但不能判明是哪一条线路发生了故障，因此这种绝缘监视装置是无选择性的，只适于出线不多的系统及作为有选择性的单相接地保护的一种辅助装置。3.10防雷3.10.1防雷设备防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备
46、并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀式和排气式等。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 27 页3.10.2防雷措施架空线路的防雷措施（1）架设避雷线这是防雷的有效措施，但造价高，因此只在66KV 及以上的架空线路上才沿全线装设。35KV 的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设。而 10KV 及以下的线路上一般不装设避雷线。（2）提高线路本身的绝缘水平在架空线路上，可采用木
47、横担、瓷横担或高一级的绝缘子，以提高线路的防雷水平，这是10KV 及以下架空线路防雷的基本措施。（3）利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线由于310KV 的线路是中性点不接地系统，因此可在三角形排列的顶线绝缘子装以保护间隙。在出现雷电过电压时，顶线绝缘子上的保护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而保护了下面两根导线，也不会引起线路断路器跳闸。（4）装设自动重合闸装置线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的。在断路器跳闸后，电弧即自行熄灭。如果采用一次ARD ，使断路器经 0.5s 或稍长一点时间后自动重合闸，电弧通常不会复燃，从而能恢复供电，这对一般用户不会有什么影响。（5）个别绝
48、缘薄弱地点加装避雷器对架空线路上个别绝缘薄弱地点，如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设排气式避雷器或保护间隙。变配电所的防雷措施（1）装设避雷针室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护。（2）高压侧装设避雷器这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。阀式避雷器至310KV 主变压器的最大电气如下表。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
49、 - - - -第 22 页，共 27 页避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路，则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。（3）低压侧装设避雷器这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时（如IT系统），其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。在本设计中，配电所屋顶及边缘敷设避雷带，其直径为8mm 的镀锌圆钢，主筋直径应大于或等于 10mm 的镀锌圆钢。3.11 接地3.11.1
50、接地与接地装置电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。3.11.2确定
51、此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢（1）确定接地电阻按相关资料可确定此配电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两个条件：RE 250V/IE 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 27 页RE 10 式中IE的计算为IE = IC = 60 (60354)A/350 = 34.3A 故 RE 350V/34.3A = 10.2综上可知，此配电所总的接地电阻应为RE10（2）接地装置初步方案现初步考虑围绕变电所建筑四周，距变电所23m ，打入一圈直径 50mm 、长2.5m的钢管接地体，每隔 5m 打入一根，管间用 4
52、04mm2 的扁钢焊接。（3）计算单根钢管接地电阻查相关资料得土质的 = 100 m 则单根钢管接地电阻 RE(1) 100m/2.5m = 40 （4）确定接地钢管数和最后的接地方案根据 RE(1)/RE = 40/4 = 10。但考虑到管间的屏蔽效应，初选15根直径50mm 、长 2.5m的钢管作接地体。以n = 15 和a/l = 2再查有关资料可得E 0.66 。 因此可得n = RE(1)/(ERE) = 40/(0.66 4) 15 考虑到接地体的均匀对称布置，选16mm 根直径 50mm 、长2.5m的钢管作地体，用 404mm2 的扁钢连接，环形布置。选择双针等高避雷第4章 结
53、果4.1 设计图样某机修厂降压变电所主结线电路图，如图4 所示。这里略去图框和标题栏。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 27 页图 4 某机修厂降压变电所主结线电路图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 27 页4.2 车间平面布置图变电所平面图：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 27 页第5章 结论在老师的指导下 , 经过近一个星期的努力下变电所一次设备终于设计完成了，在此我对
54、老师给予帮助表示衷心的感谢. 在课程设计过程中，叶老师在百忙之中对我的设计给予了细致的指导和建议, 对我的辅导耐心认真，并给我们提供了大量有关资料和文献，使我的这次设计能顺利完成。通过这次毕业设计使我对以前学习的知识得到了更深的了解, 并使知识得到了进一步的巩固。再次谢谢老师给予的精心指导。参考文献1 刘介才主编供配电技术北京: 机械工业出版社2 陈渝光主编电气自动控制原理与系统北京: 机械工业出版社3 王廷才主编维修电工技能训练北京: 高等教育出版社4 王卫平主编电子工艺基础天津: 电子工业出版社5 刘介才主编设工厂供电设计指导北京: 机械工业出版社6 张华主编电类专业毕业设计指导北京: 机械工业出版社7 王荣潘主编工厂供电设计与指导天津: 天津大学出版社8 刘介才主编工厂供电简明设计手册北京: 机械工业出版社精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 27 页
