《工厂供电设计书》word版

目 录

前言····························································2

一、负荷计算和无功功率计算及补偿································3

二、变电所位置和型式的选择，变电所主变压器台数、容量与类型的选择·8

三、变变电所主接线方案的设计·····································9

四、短路电流的计算···············································10

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五、变电所一次设备的选择与校验···································12

六、变电所进出线的选择与校验·····································13

七、变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定·····················19

八、防雷保护和接地装置的设计·····································19

九、心得和体会···················································21

十、附录参考文献·················································21

十一、附图

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·······················································21

前 言

课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，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、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。

本设计可分为九部分：负荷计算和无功功率补偿、变电所位置和型式的选择，变电所主变压器台数、容量与类型的选择、变电所主接线方案的设计、短路电流的计算、变电所一次设备的选择和校验、变电所进出线的选择与校验、变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定、防雷保护和接地装置的设计、附录－参考文献。

由于设计者知识掌握的深度和广度有限，本设计尚有不完善的地方，敬请老师、同学批评指正！

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一、 负荷计算和无功功率计算及补偿。

机械厂负荷统计资料

厂房编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 用电单位名称 仓库 铸造车间 锻压车间 金工车间 工具车间 电镀车间 热处理车间 装配车间 机修车间 锅炉房 宿舍区 负荷性质 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 动力 照明 照明 设备容量/kw 88 2 338 10 338 10 338 10 338 10 338 10 138 10 138 10 138 5 138 2 400 需要系数 0.25 0.80 0.35 0.80 0.25 0.80 0.25 0.80 0.25 0.80 0.50 0.80 0.50 0.80 0.35 0.80 0.25 0.80 0.50 0.80 0.70 tan 1.17 1.02 1.17 1.33 1.17 0.88 1.33 1.02 1.17 1.17 功率因数 cos 0.65 1.0 0.70 1.0 0.65 1.0 0.60 1.0 0.65 1.0 0.75 1.0 0.60 1.0 0.70 1.0 0.65 1.0 0.65 1.0 1.0 (一) 负荷计算和无功功率计算

在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，

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照明部分最后和宿舍区照明一起计算。具体步骤如下。

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1. 仓库：动力部分 ，

P30(11)88kW0.2522kW；Q30(11)22kW1.1725.74kvar

S30(11)22225.74233.86kVA； I30(11)33.86kVA51.45A

1.7320.38kV照明部分，P.6kW；Q30(12)0 30(12)2kW0.812. 铸造车间：动力部分，

P30(21)338kW0.35118.3kW；Q30(21)118.3kW1.02120.666kvar

S30(21)118.32120.6662168.98kVAI30(21)168.98kVA256.75A

1.7320.38kV照明部分，P30(22)10kW0.88kW；Q30(22)0 3. 锻压车间：动力部分，

P30(31)338kW0.2584.5kW；Q30(31)84.5kW1.1798.865kvar

S30(31)84.5298.8652130.06kVA I30(31)130.06kVA197.61A

1.7320.38kV照明部分，P30(32)10kW0.88kW；Q30(32)0 4. 金工车间：动力部分，

P30(41)338kW0.2584.5kW；Q30(41)84.5kW1.33112.385kvar

S30(41)112.385284.52140.61kVAI30(41)140.61kVA213.64A

1.7320.38kV 照明部分，P30(42)10kW0.88kW；Q30(42)0

5. 工具车间：动力部分，

P30(51)338kW0.2584.5kW；Q30(51)84.5kW1.1798.865kvar

S30(51)84.5298.8652130.06kVA I30(51)130.06kVA197.61A

1.7320.38kV照明部分，P30(52)10kW0.88kW；Q30(52)0 6. 电镀车间：动力部分，

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P30(61)338kW0.5169kW；Q30(61)169kW0.88148.72kvar

S30(61)1692148.722225.12kVA I30(61)225.12kVA342.04A

1.7320.38kV照明部分，P30(62)10kW0.88kW；Q30(62)0 7. 热处理车间：动力部分，

P30(71)138kW0.569kW；Q30(71)69kW1.3391.77kvar

S30(71)69291.772114.82kVA I30(71)114.82kVA174.46A

1.7320.38kV照明部分，P30(72)10kW0.88kW；Q30(72)0 8. 装配车间：动力部分，

P30(81)138kW0.3548.3kW；Q30(81)48.3kW1.0249.266kvar

S30(81)48.3249.266268.99kVA I30(81)68.99kVA104.82A

1.7320.38kV照明部分，P30(82)10kW0.88kW；Q30(82)0 9. 机修车间：动力部分，

P30(91)138kW0.2534.5kW；Q30(91)34.5kW1.1740.365kvar

S30(91)34.5240.365253.10kVA I30(91)53.10kVA80.68A

1.7320.38kV 照明部分，P30(92)5kW0.84kW；Q30(92)0

10. 锅炉房：动力部分，

P30(101)138kW0.569kW；Q30(101)69kW1.1780.73kvar

S30(101)69280.732106.2kVA I30(101)106.2kVA161.36A

1.7320.38kV照明部分，P30(102)2kW0.81.6kW；Q30(102)0 11.宿舍区照明，P30(112)4000.7kW280kW。Q30(112)0

'另外，所有车间的照明负荷：P3063.2KW

取全厂的同时系数为：Kp0.95，Kq0.97，则全厂的计算负荷为：

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a

'P0.95(PP30(i1)30)0.95(1063.663.2)1070.46kW30i111Q300.97Q30(i1)0.97867.372=841.35kvar

i111S301070.462841.3521361.53kVA；I301361.53kVA30.38kV2068.69A

(二) 无功功率补偿

由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：S301361.53kVA 这时低压侧的功率因数为：cos(2)1070.460.79

1361.53为使高压侧的功率因数0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，

取：cos'0.92 。要使低压侧的功率因数由0.79提高到0.92，则低压侧需装设的并联电容器容量为：

QC1070.46(tanarccos0.79tanarccos0.92)kvar374.75kvar 取:QC=380kvar则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：

'S30(2)1070.462(841.35380)21165.645kVA

'计算电流I30(2)1165.65kVA1771.01A

30.38kV变压器的功率损耗为：

' PT0.015S30(2)0.0151165.645kVA17.48kW

QT0.06S'30(2)0.061165.645kVA69.94kvar

'变电所高压侧的计算负荷为：P30(1)1070.46kW17.48kW1087.94kW 'Q30(1)(841.35380)kvar69.94kvar513.29kvar

''S30(1)1087.942531.292kVA1219.74kVAI30(1)1219.74kVA69.90A310kVa

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补偿后的功率因数为：cos'1087.940.898略小于0.90

1210.74可取大点：cos'0.95 。则低压侧需装设的并联电容器容量为：

QC1070.46(tanarccos0.79tanarccos0.95)kvar478.92kvar 取:QC=480kvar则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：

'S30(2)1070.462(841.35480)21129.80kVA

'计算电流I30(2)1129.80kVA1716.60A

30.38kV变压器的功率损耗为：

' P0.015ST30(2)0.0151129.80kVA16.95kW

QT0.06S'30(2)0.061129.80kVA67.79kvar

'变电所高压侧的计算负荷为：P30(1)1070.46kW16.95kW1087.41kW 'Q30(1)(841.35480)kvar67.79kvar429.14kvar

''S30(1)1087.412429.142kVA1169.03kVAI30(1)1169.03kVA67.50A

310kV补偿后的功率因数为：cos'1087.410.93满足（大于0.90）的要求。

1169.03二 变电所位置和型式的选择，变电所主变压器台数、容量与类型的选择

（一）变电所位置和型式的选择

变电所得位置应尽量接近工厂的负荷中心。工厂的负荷中心按功率矩法来计算。在工厂平面图的下边和左边，任作一直角坐标系的x轴和y轴，测出个车间和宿舍区负荷点的坐标位置，例如P1（x1，y1）、P2（x2，y2）……而工厂的负荷中心设在P（x，y）处，P为P1+P2+P3+……=P

由于本厂有二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路经

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10kV公共市电架空进线（中间有电缆接入变电所）；一路引自邻厂高压联络线。 （二）变电所主变压器台数、容量与类型的选择

根据工厂的负荷性质和电源请看，工厂变电所的主变压器可有以下两种方案： 1、装设一台主变压器

型式采用S9，且容量SNTS30(111)，可选选用一台S9-1600/10配电变压器，则

SN.T1600kVAS301169.03kVA又考虑到本厂的气象资料（平均气温为25C），所

，

。至于工厂的二级负荷

选变压器的实际容量SNT实(0.920.05)SNT1392KVA1168KVA备用电源，由于临近的单位相联的高压联络线来承担。 S9-1600/10其主要技术指标如下表所示：

额定 额定 变压器 型号 容量 /电压 /kV 低压 160S9-1600/10 0

2、装两台主变压器

10.5 0.4 Yyn0 2.45 1.45 联 结 组型 号 空载 负载 损耗/kW 空载 电流 短路 阻抗 kVA 高压 I0% UK% 0.6 4.5 一台变压器单独运行时，宜满足：SNT(0.6~0.7)S30。任一台变压器单独运行时，应满足：（0.6~0.7）×1169.03=（701.42~818.32）SNT=SNTS30(1!!)代入数据可得：

kVA。可选用两台S9/1000。考虑到本厂的气象资料（年平均气温为25C），所选变压器的实际容量：SNT实(0.920.05)SNT870KVA也满足使用要求，

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三 变电所主接线方案的设计

（1）装设一台主变压器的主接线方案。 （2）装设两台主变压器的主接线方案。

（3）两种主接线方案的技术经济比较。（见下表） 比较项目 装设一台主变压器的方案 满足要求 满足要求 性 供电可靠性 供电质量 灵活方便性 扩建适应性 稍差一些 更好一些 由于一台，电压损耗较大 稍差 较好 并列，电压损耗略小 基本满足要求 满足要求 装设两台主变的方案 技术指标 供电安全经济指标 由表2-8查得S9-1250的单价电力变压为8.7750万元,则综合投资为器的综合其两倍，为2*8.7750=17.55投资额 万元 高压开关柜（含计量柜）的综合S9-800的单价为6.8850万元，因此投资为4*6.8850=27.54万元，比一台主变多投资10万 由表4-10查得GG-1A（F）开采用6台开关柜，为6*1.5*3＝关柜的单价为3万元，则4*1.5*3＝18万元 27万元，比1台主变方案多投资9万 a

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投资额 电力变压参照表4-2计算主变和高压开器和高压关柜的折旧费和维修费每年为开关柜的4.893万元 年运行费 变方案多耗2.174万 每年为7.067万元，比1台主a

a

交供电部门的按800元/KVA计，贴费为一次性供电贴1250*800＝100万元 费 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，但是按经济指标，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。

比1台主变方案多交28万 贴费为2*800*0.08＝128万元，四 短路电流的计算

本厂的供电系统简图如图（一）所示。采用两路电源供线，一路为距本厂8km的馈电变电站经LGJ-185架空线（系统按∞电源计），该干线首段所装高压断路器的断流容量为500MVA；一路为邻厂高压联络线。下面计算本厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。

K-1∞系统GQF架空线L=8KM邻厂高压联络线S9-1600K-210KV0.4KV

1.确定基准值。取Sd100MVA，Uc110.5kV，Uc20.4kV 所以：Id1Sd3Uc1Sd100MVA100MVA5.500kA Id2144.000kA

310.5kV3Uc230.4kV2. 计算短路电路中各主要元件的电抗标么值：（忽略架空线至变电所的电缆电抗）

*1) 电力系统的电抗标么值： X1100MVA0.200500MVAa

a

2) 架空线路的电抗标么值：查手册得X00.35/km，因此：

X20.35(/km)8km100MVA=2.540

(10.5KV)2*4.5100MVA2.81 3) 电力变压器 查表得UZ%=4.5，故X31001600kVA因此绘制等效电路如下图：

K-0K-1K-21/0.22/2.541/4.5 3. 计算k-0点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量 1）总电抗标么值：X*(k1)X1*0.200

2）三相短路电流周期分量有效值：Ik(31Id1X*(k1)5.50KA27.5KA 0.2(3)(3)3）其他三相短路电流：I\"(3)IIk127.5KA

(3)(3)ish2.5527.5KA70.125KA , Ish1.5127.5KA41.525KA

4)三相短路容量：Sk(3)1SdX*(k1)100MVA500MVA

0.24. 计算k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量

*0.2002.5402.740 1）总电抗标么值：X*(k1)X1*X22）三相短路电流周期分量有效值：Ik(31Id1X*(k1)5.50KA2.007KA 2.740(3)(3)3）其他三相短路电流：I\"(3)I∞KA Ik12.007(3)(3)ish2.552.007K5.120KA , Ish1.512.007KA3.031KAa

a

)4)三相短路容量：Sk(31SdX*(k1)100MVA36.496MVA

2.7405.计算k-2点（0.4V侧）的短路电流总电抗及三相短路电流和短路容量

*（1）总电抗标幺值：X(k2)X1X2X30.2002.542.815.55

（2）三相短路电流周期分量有效值：Ik(3)2Id2X(k2)144kA25.95kA 5.55(3)(3)（3）其他三相短路电流：I''(3)I Ik225.95kA(3)(3) ish1.8425.95kA47.75kA Ish1.0925.95kA28.29kA

（4）三相短路容量：Sk(3)2SdX(k2)100MVA18.02MVA

5.55以上计算结果综合如下表所示： 短路计算点 k-0 k-1 k-2 Ik(3) 三相短路电流/KA I''(3) (3) I(3) ish(3) Ish三相短路容量 Sk(3) 27.5 2.007 25.95 27.5 2.007 25.95 27.5 2.007 25.95 70.125 5.120 47.75 41.525 3.031 28.29 500 36.496 18.02 五、变电所一次设备的选择与校验

（一）10KV侧一次设备的选择校验

选择校验项目 装置地点条件 一次参数 电压 电流 断流能力 动稳定度 (3) ish热稳定度 (3)2Itima 其它 UA I30 Ik(3) 2.007KA 数据 10KV 67.5A 5.120KA 2.00721.97.653KA 额定参数 UN IN Ioc imax It2t a

a

设备型号规格 a

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高压少油断路器SN10-10Ⅰ 高压隔离开关GN8-10/200 高压熔断器RN2-10 电压互感器JDJ-10 电压互感器JDZJ-10 10KV 630A 16KA 40KA 16241024KA 10KV 200A ---- 25.5KA 1025500KA ___ ___ 10KV 10/0.1KV 100.1/33 0.1/KV30.5A ___ 50KA ___ ___ ___ ___ ___ ____ ___ 电流互感器LQJ-10 避雷器FS4-10 户外式高压隔离开关GW4-15G/200 10KV 100/5A ___ 22520.131.8KA(900.1)2181KA ___ 二次负荷0.6 ___ ___  10KV ___ 15KV 200A ___ 上表所选设备均满足要求。 （二）380V侧一次设备的选择校验 选择校验项目 装置地点条件 数据 380V 1716.6A 25.95KA 47.75KA 25.9520.7471.38 参数 电压 电流 断流能力 动稳定度 Ik(3) (3) ish热稳定度 (3)2Itima 其它 UA I30 a

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额定参数 低压断路器UN IN Ioc imax It2t DW15-2500/电380V 一次设备型号动 低压断路器380V DZ20-630 低压断路器380V DZ20-200 低压刀开关380V 规HD13-2000/30 格 电流互感器2000A 60KA 630A 30KA 200A 25KA 2000A ___ 500V 1500/5A LMZJ1-0.5 电流互感器500V LMZ1-0.5 上表所选设备均满足要求。 <三>高低压母线的选择

100/5A 160/5A ___ ___ 参照附录表17(刘介才工厂供电设计指导)，10KV母线选LMY-3(404),即母线尺寸为40mm4mm; 380V母线选LMY-3(12010)+806,即相母线尺寸为120mm

10mm,中性母线尺寸为80mm6mm。一般情况下符合要求。

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六、变电所进出线的选择与校验

为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。

根据设计经验：一般10KV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电压水平较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。 1.10KV高压进线的选择与校验

采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10KV公用干线。 1）按发热条件选择

由I30＝67.5A，及室外环境温度33。查附录表16（课本），初选LJ-16,其33。C，C时的

Ial92AI30，满足发热条件。

2）校验机械强度

查附录表14（课本）,最小允许截面(居民区)Amin＝35mm2,因此LJ-16不满足机械强度的要求，故改选LJ-35。

2.由高压配电室至主变压器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直接埋地敷设

1）按发热条件选择：

C,查附录表18（课本）,初选缆芯为25mm2的交由I30＝67.5A，及土壤温度25。

联电缆，其Ial＝90AI30，满足发热条件。 2）校验短路热稳定度：

a

a

按下式计算满足短路热稳定的最小截面

AminI(3)tima0.75（C值由附录表7查得） 2007mm220.7mm225mm2；

C84因此YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆满足要求。 3. 380V低压出线的选择

由于没有设单独的车间变电所，进入各个车间的导线接线采用TN-C系统；从变电所到各个车间用埋地电缆供电，到宿舍区用架空线路，电缆采用VLV22型铝芯交联聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，根据不同的车间负荷采用不同的截面。其中导线和电缆的截面选择满足条件：

1) 相线截面的选择以满足发热条件即，IalI30；

2) 中性线（N线）截面选择，这里采用的为一般三相四线，满足A00.5A； 3) 保护线（PE线）的截面选择

一、A35mm2时，APE0.5A； 二、A16mm2时，APEA

三、16mm2A35mm2时，APE16mm2

4) 保护中性线（PEN）的选择，取（N线）与（PE）的最大截面。 馈电给仓库的线路：

由于仓库就在变电所旁边，面且共用一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铝心导线BLV-1000型5根（3根相线，1根中性线，1根保护线）绝缘导线穿硬塑料管（PC）埋地敷设。

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a

1）按发热条件选择：

由I3053.06A及环境温度（年最热月平均气温）26。C,查附录表19-3,相线截面初选25mm2，其Ial57AI30，满足发热条件。

按规定，中性线和保护线也选为25mm，与相线截面相同，即选用BLV-1000-125mm

22穿硬塑料导线5根。

2）校验机械强度：

查附录表15,最小允许截面Amin＝2.5 mm2,因此上面所选的25mm2的相线满足机械强度的要求。

3）校验电压损耗：

所选穿管线，估计长度为50m，线距估计为2000mm，由附录表6,查得

R01.31/km，X00.099/km，又仓库的P3023.6KW,Q3025.74kvar， 因此U23.6KW(0.051.31)25.74kvar(0.050.31)5.12V；

0.38KVU00100U/UN1005.12V/380V1.3500Ual00500；满足允许电压损耗

500的要求。

馈电给铸造车间的线路：

采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。 1）按发热条件选择：

由I30＝265.4A及年最热月地下0.8m处年平均气温为25℃，查表8-42（《工厂

a

a

供电设计指导》），初选185mm

a

a

2,其Ial＝273AI30，满足发热条件。

2 ）校验电压损耗：

变电所到1 号厂房距离大约为100m，由附录表6查，185mm2的铝心电缆

R00.21/km,X00.070/km(按缆芯工作温度P30126.3KW,Q30120.666kvar，因此

U75℃计)，且

126.3KW(0.10.21)120.666kvar(0.10.070)9.20V；

0.38KVU00100U/UN1009.20V/380V2.4200Ual00500；满足允许电压损耗

500的要求。

3）短路热稳定度校验：

满足的最小截面

(3)AminItima0.7519890mm2265.00mm2C65，

前面所选的185mm2的缆芯截面小于Amin，不满足短路热稳定度的要求，因此改选缆芯300mm2的聚氯乙烯电缆，即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。（中性线按不小于相线芯的一般选取，下同）

馈电给锻压车间的线路： 采用VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝心电缆直埋敷设，即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。

馈电给金工车间的线路： 采用VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝心电缆直埋敷设，即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。

馈电给工具车间的线路： 采用VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝心电缆直埋敷设，即

a

a

VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。

馈电给电镀车间的线路： 采用VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝心电缆直埋敷设，即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。

馈电给热处理车间的线路： 采用VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝心电缆直埋敷设，即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。

馈电给装配车间的线路： 采用VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝心电缆直埋敷设，即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。

馈电给机修车间的线路： 采用VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝心电缆直埋敷设，即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。

馈电给锅炉房的线路： 采用VLV22-1000聚氯乙烯绝缘铝心电缆直埋敷设，即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。

馈电给宿舍区的线路： 采用LJ型铝绞线架空敷设。 1、按发热条件选择：

由I30425.42A及室外环境温度为33℃,查附录表16(课本),初选LJ-185,其33℃时的Ial445AI30，满足发热条件。 2、校验机械强度：

查表，最小截面Amin＝16mm2，因此LJ-185满足强度要求。 3、 校验电压损耗：

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a

变电所到宿舍区负荷中心距离约为200m，查附录表R00.18/km，X00.3/km（接线间几何均距0.8m计），且宿舍区的P30280kW，Q300 因此U280KW(0.180.2)026.53V；

0.38KVU00100U/UN10026.53V/380V6.9800Ual00500

由此看来，对宿舍区采用一回LJ-185架空线路供电是不行的。为了确保生活用电的电压质量，决定采用四回LJ-120架空线路对生活区供电。查表得LJ-120的 ，因此 R00.28/km，X00.3/km（按线间几何均距为0.6m计）

U(280/4)KW(0.280.2)010.32V；

0.38KVU00100U/UN10010.32V/380V2.7200Ual00500满足要求。 而中性线采用LJ-70铝绞线。

3.作为备用电源的高压联络线的选择校验

采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝心电缆，直接埋地敷设，与相距约2km的邻近单位变配电所的10KV母线相联。 1）按发热条件选择

512.3KVA29.6A最热月土壤平均温度

310KV。

工厂二级负荷容量共512.3KV A，I30为250C,查表，初选缆芯截面为25mm2的交联聚乙烯绝缘铝心电缆，其

Ial90AI30，满足发热条件。

a

a

3）校验电压损耗

由表查得缆芯为25mm2的铝心电缆的R01.54/km，X00.12/km（缆芯温度按800C计），而二级负荷的P30＝126.3+177+70.6＝373.9KW，Q30＝120.666+148.72+80.73＝350.116Kvar，线路长度按2km计，因此

U373.9KW(1.542)350.116kvar(0.122)123.56V；

10KV00U00100123.56V/10000V1.2400Ual500

由此可见，满足允许电压损耗500的要求。 4）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25

mm2的交联电缆是满足热稳定要求的。

综合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下表所示：

线路名称 10KV电源进线 主变引入电缆 380V至仓库 导线或电缆的型号规格 LJ-35铝绞线架空敷设 YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆 聚氯乙烯绝缘铝心导线，BLV-1000-125mm穿硬塑料导线4根。 2低压出线 至铸造车间 聚氯乙烯电缆（直埋），即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。 至锻压车间 聚氯乙烯电缆（直埋），即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。 至金工车间 聚氯乙烯电缆（直埋），即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。 a

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至工具车间 至电镀车间 至热处理车间 至装配车间 至机修车间 至锅炉房 至宿舍区 聚氯乙烯电缆（直埋），即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。 聚氯乙烯电缆（直埋），即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。 聚氯乙烯电缆（直埋），即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。 聚氯乙烯电缆（直埋），即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。 聚氯乙烯电缆（直埋），即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。 聚氯乙烯电缆（直埋），即VLV22-1000-3300+1150的四芯电缆。 四回LJ-120架空线路，中性线采用LJ-70铝绞线。 与邻近单位10KV联络线 YJL22-10000-325交联聚乙烯绝缘的铝心电缆，直接埋地敷设 七、变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定

在高压架空线首段采用两相两继电器式接线，实行电流速断保护。具体电路图见附图2 1.速断电流倍数的整定

高压端速断电流保护的继电器采用DL型电流继电器，因此可靠系数Krel取1.3，保护装置的接线系数Kw=1，Ki=10，高压架空线末端k-1点的Ikmax=2007A，因此继电器KA1速断电流整定为

I

qb

=KrelKIwkmax/Ki=1.3*1*2007/10=261A

KA1的动作电流的整定：

ILmax=2I30=2*67.5=135A,

a

a

返回系数Kre=0.8

I

nop

=KrelKIwLmax/(KreKi)=1.3*1*135/(0.8*10)=21.9A

故整定的速断电流倍数为

qb=Iqb/Iop=261/21.9=12

2.检验KA1的速断保护灵敏度

(3)=0.866=0.866*27500=23815A Ik0Ikmin故KA1的电流速断保护灵敏度为

S(3)=IkKw0/(KipI

qb

)=23815/(10*261)=9.1

由此可见，其灵敏度满足要求。

八、防雷保护和接地装置的设计

1.变电所的防雷保护

（1）直击雷防护 在变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并引出两根接地线与变电所公共接地装置相连。

如变电所的主变压器装在室外或有露天配电装置时，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范围包括整个变电所。如果变电所处在其它建筑物的直击防护范围以内时，则可不另设独立避雷针。按规定，独立避雷针的接地装置接地电阻RE10。通常采用3至6根长2.5m,50mm的钢管，在装避雷针的杆塔附近作一排或多边形排列，管间距离5m，打入地下，管顶距地面0.6m。接地管间用40mm4mm的镀锌扁钢焊接相连。引下线用25mm 4mm的镀锌扁钢，下与接地焊接相连，并与装避雷针的杆塔及其基础内的钢筋相焊接，下与避雷针焊接相连。避雷针采用20mm的镀锌圆钢，长1至1.5m。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。

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（2）雷电侵入波的防护

1）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25mm4mm的镀锌扁钢，下与公共接地地网焊接相连，上与避雷器接地端螺栓连接。 2）在10KV高压配电室内装设有GG-1A（F）-54型开关柜，其中配有FS4-10型避雷器，靠近主变压器。主变压器主要靠此避雷器来保护，防护雷电侵入波的危害。 3）在380V低压架空出线杆上，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。 2.变电所公共接地装置的设计

（1）接地电阻的要求 按附录表24,此变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件：

RE4,RE10(803525)120V120V27A 4.4， 式中IE350IE27A因此公共接地装置接地电阻RE4。

（2）接地装置的设计 采用长2.8m, 50mm的钢管16根，沿变电所三面均匀布置，管距5m，垂直打入地下，管顶离地面0.6m。管间用40mm4mm的镀锌扁钢焊接相连。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25mm4mm的镀锌扁钢。 接地电阻的验算： RERE(l)n403.85；满足RE4的接地电阻的要求。

160.65九、心得和体会

通过本次设计，所学理论知识很好的运用到了实际的工程当中，在具体的设计过程中，对整门课程有了一个系统全面的了解。以前的学习知识章节的掌握了解，通过完成此次课程设计，建立起了一个整体全面的框架，同时对整个课程重新梳理了一遍。当然

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在课程设计的过程中遇到了许多困难，

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经过自己查阅相关资料，与同学讨论，解决困难的同时开阔了自己的思路。设计过程中运用了很多的知识，因此如何将知识系统化就成了关键。如本设计中用到了工厂供电的绝大多数的基础理论和设计方案，因此在设计过程中侧重了知识系统化能力的培养，为今后的工作和学习打下了很好的理论基础。

十、附录参考文献

1. 《工厂供电》 2005年7月第4版 机械工业出版社 刘介才 编

2. 《中小型变电所实用设计手册》 2000年5月第1版 中国水利水电出版社 雷振山 编 3. 《实用供配电技术手册》 2002年1月第一版 中国水利水电出版社 刘介才 编 4. 《常用供配电设备选型手册 》1998年2月第一版煤炭工业出版社 王子午 徐泽植 编 5. 《10kV及以下供配电设计与安装图集》中册 2002年1月第一版 煤炭工业出版社 王子午

陈昌 编

6. 《工厂常用电气设备手册下册补充本（一），（二）》 2003年二月第一版 中国电力出版社 7. 《建筑工程常用材料设备产品大全》 1992年10月第一版 中国建筑工业出版社 8. 《工业与民用配电设计手册第二版》 1994年12月第一版 中国电力出版社 9. 电气制图及图形符号国家标准汇编. 石玉珍.北京：中国标准出版社，1989.

十一、附图

附图一：10KV变电站主接线图 文本仅供参考，感谢下载！

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