课程设计机械厂降压变电所的电气设计.doc

XX机械厂降压变电所的电气设计课程设计学生姓名： 罗东东 学 号： 10530129 专业班级： 10机制4班 指导教师： 吴杨 _ 前 言众所周知，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；电能的输送的分配既简单经济，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，则对工业生产可能造成严重的后果。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。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约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。工厂供电工作要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，就必须达到以下基本要求：（1）安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4） 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，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，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 课程设计是检验我们本学期学习的情况的一项综合测试，它要求我们把所学的知识全部适用，融会贯通的一项训练，是对我们能力的一项综合评定，它要求我们充分发掘自身的潜力，开拓思路设计出合理适用的自动控制系统。目 录0.设计目的与要求 41.负荷计算和无功功率补偿 72.变电所位置和型式的选择 153.变电所主变压器台数和容量、类型的选择 18 4.变电所主结线方案的设计 195.短路电流的计算 226.变电所一次设备的选择与校验 257.变电所进出线的选择与校验 278.变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 319.防雷保护和接地装置的设计 3310.结束语 3511.附录参考文献 361 负荷计算和无功功率补偿1.1 负荷计算的目的、意义及原则（1）供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因次，有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。（2）计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选的过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定的过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。（4）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（5）尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。1.2 全厂负荷计算表及方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。在工厂里，除了广泛应用的三相设备外，还有部分单相设备，单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配。使三相负荷尽可能均衡。如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何分配，单相可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果单相设备容量超过三相设备的15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。综上所述，由于本厂各车间单相设备容量均不超过三相设备容量的15%，所以可以按三相负荷平衡计算。即： 1.2.1 单组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW） = ， 为系数b)无功计算负荷（单位为kvar） = tanc)视在计算负荷（单位为kvA） =d)计算电流（单位为A） =, 为用电设备的额定电压（单位为KV）1.2.2 多组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW）=式中是所有设备组有功计算负荷之和，是有功负荷同时系数，可取0.80.95b)无功计算负荷（单位为kvar）=式中是所有设备无功计算负荷之和；是无功负荷同时系数，可取0.850.97c)视在计算负荷（单位为kvA） =d)计算电流（单位为A） =1.3 无功功率补偿 由上表可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数是0.73，而供电部门要求该厂10kv进线侧最大负荷时因数不应低于0.90.考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量： Qc=P30(tan1-tan2)=986.43tan(arccos0.73)-tan(arccos0.92)kvar=449kvar 选PGJ1型低压自动补偿屏（如图2.1所示），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）5台相组合，总共容量84kvar*6=504kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如下表所示：项目cos计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v侧补偿前负荷0.73986.43922.371350.492051.85380v侧无功补偿容量-504380v侧补偿后负荷0.921986.43418.371071.481627.95主变压器功率损耗0.015S30=130.06S30=5210kv侧负荷计算0.91999.43470.371104.59521.3.1无功补偿的主要作用无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率耗损、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功补偿在电网中传输，相应减小了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。无功补偿应根据分级就地和便于调整电压的原则进行配置。2 变电所位置和形式的选择2.1变电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定： 一、接近负荷中心； 二、进出线方便； 三、接近电源侧； 四、设备运输方便； 五、不应设在有剧烈振动或高温的场所； 六、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧； 七、不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻； 八、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定； 九、不应设在地势低洼和可能积水的场所。变电所的型式应根据用电负荷的状况和周围环境情况确定，并应符合下列规定： 一、负荷较大的车间和站房，宜设附设变电所或半露天变电所； 二、负荷较大的多跨厂房，负荷中心在厂房的中部且环境许可时，宜设车间内变电所或组台式成套变电站； 三、高层或大型民用建筑内，宜设室内变电所或组合式成套变电站； 四、负荷小而分散的工业企业和大中城市的居民区，宜设独立变电所，有条件时也可设附设变电所或户外箱式变电站； 五、环境允许的中小城镇居民区和工厂的生活区，当变压器容量在315KVA及以下时，宜设杆上式或高台式变电所。2.2变电所的形式（类型）：（1） 车间附设变电所（2） 车间内变电所（3） 露天（或半露天）变电所（4） 独立变电所（5） 杆上变电台（6） 地下变电所（7） 楼上变电所（8） 成套变电所（9） 移动式变电所2.3 变电所位置确定我们的工厂是10kv以下，变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。在工厂的平面图下侧和左侧，分别作一条直角坐标的x轴和y轴，然后测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置，p1、p2、p3p10分别代表厂房1、2、310号的功率，设定p1、p2p10并设定p11为生活区的中心负荷，。而工厂的负荷中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标： 把各车间的坐标p1(1.8,2.8；p2(2.2,4.8)；p3(3.6,6.7)；p4(5.5,2)；p5(5.9,3.6)p6(6.2,5)；p7(6.4,6.7)；p8(8.7,2)；p9(9,3.6)；p10(9.8,6.7)；p11(0.65,7.4)带入上式，得到x=5.1，y=5.9.由计算结果可知，工厂的负荷中心在3号厂房的东南角。考虑到周围环境和进出线方便，决定在3号厂房的东侧仅靠厂房建造工厂变电所，器型为附设式。3 择3.1根据工厂的负荷情况和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：（1）装设一台主变压器型式采用S9型，而容量根据式，选S=1250>1104.59，即选一台S9-1250/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑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号亦采用S9，而每台变压器容量按式和式选择，即 =（0.60.7）×1104.59=（690810）且 因此选两台S9-800/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均采用Yyn0。我们这里选S9-630/10或S9-1000/10 主变压器的联结组为Yyn0。4、变电所主接线方案的选择 根据上面考虑的两种主变压器方案可设计出下列两种主接线方案：4.1装设一台主变压器的主接线方案 如图4-1所示：4.2装设两台主变压器的主接线方案 4.3主接线方案的技术经济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，电压损耗较大由于两台主变并列，电压损耗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由手册查得S912500单价为10.76万元，而由手册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2×10.76万元=21.52万元由手册查得S9800单价为7.47万元，因此两台综合投资为4×7.47万元=29.88万元，比一台变压器多投资8.36万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额查手册得 GGA（F）型柜按每台3.5万元计，查手册得其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为4×1.5×3.5=21万元本方案采用6台GGA（F）柜，其综合投资额约为6×1.5×3.5=31.5万元，比一台主变的方案多投资10.5万元电力变压器和高压开关柜的年运行费参照手册计算，主变和高压开关柜的折算和维修管理费每年为4.893万元（其余略）主变和高压开关柜的折旧费和维修管理费每年为7.067万元，比一台主变的方案多耗2.174万元供电贴费按800元/KVA计，贴费为1250×0.08=95万元贴费为2×800×0.08万元=100.8万元，比一台主变的方案多交24.8万元从上表可以看出，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，但按经济指标，则装设一台主变的主接线方案优于装设两台主变的主接线方案。5 短路电流的计算。5.1 短路电流计算的目的及几点说明：。短路电流的计算方法有欧姆法和标幺制法。在此需要计算下列短路电流值：Id-三相短路电流周期分量有效值，KA；Sd-三相短路容量，MVAI-次暂态短路电流，既三相短路电流周期分量第一周的有效值，KA；I-三相短路电流稳态有效值，KA；Ic-三相短路电流第一周全电流有效值，KA；ic-三相短路冲击电流，既三相短路电流第一周全电流峰值，KA；I02-短路开始到02s时的三相短路电流有效值，KA；S02-短路开始到02s时的三相短路容量，MVA；5.2 欧姆法计算短路电流5.2.1.绘制计算电路及计算5.2.2.确定短路计算基准值设基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uc=1.05UN。UC为短路计算电压，即高压侧Ud1=10.5kv，Ud2=0.4kv，则=5.5KA=144KA5.2.3.计算短路电路中各元件的电抗标幺值(1)电力系统 已知=300MVA,故=100MVA/300MVA=0.3(2)架空电路 LJ-150的=0.36/km，而线长6km故=(0.366)=1.96(3)电力变压器 %=4.5,故=4.5 因此绘制短路计算等效电路如图5-2所示5.2.4. 计算K-1点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=0.3+1.96=2.26(2)三相短路电流周期分量有效值=5.5/2.26=2.43KA(4)短路稳态电流=2.43KA(5)短路冲击电流 =2.55 2.43KA=6.2KA(6)短路后第一个周期的短路电流有效值=1.512.43KA=3.67KA(7)三项短路容量=100/2.26=44.2MVA5.2.5. 计算K-2点的短路电流总电抗及三相短路电流和短路容量1) 总电抗的标幺值 =0.3+1.96+4.5=6.762) 三相短路电流周期分量有效值=144/6.76=21.3KA3) 短路次暂态短路电流=21.3KA4) 短路稳态电流 =21.3KA5) 短路冲击电流 =39.2KA6) 短路后第一个周期的短路电流有效值=23.2KA7）三项短路容量 =100/6.76=14.8MVA以上短路计算结果综合下表所示短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAK-12.432.432.436.23.6744.2K-221.321.321.339.223.214.86 变电所一次设备的选择与校验6.1电气设备选择的一般原则电气设备选择的一般原则主要有以下几条：（1）按工作环境及正常工作条件选择电气设备。 根据设备所在位置(户内或户外)、使用环境和工作条件，选择电气设备型号。 （2）按工作电压选择电气设备的额定电压。 （3）按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。电气设备的额定电流IN应不小于实际通过它的最大负荷电流Imax(或计算电流Ij)，即 INImax 或INIj(71)(4)按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定。 为保证电气设备在短路故障时不至损坏，按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。动稳定：电气设备在冲击短路屯流所产生的电动力作用下，电气设备不至损坏。热稳定：电气设备载流导体在最大隐态短路屯流作用下，其发热温度不超过载流导体短时的允许发热温度。(5)开关电器断流能力校验。断路器和熔断器等电气设备担负着可靠切断短路电流的任务，所以开关电器还必须校验断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量.6.2高低压电气设备的选择一、高压侧一次设备的选择与校验 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 度其 他装置地点条件参数数据10KV57.7A2.43A6.2KA11.22一次设备型号规格额定参数高压少油断路器SN10-10I/80010kV800A16kA40kA512高压隔离开关GN-10/20010kV200A25.5KA500二次负荷0.6高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA电压互感器JDJ-1010/0.1kV电压互感器JDZJ-10电流互感器LQJ-1010Kv100/5A31.8KA81避雷器FS4-1010kV户 外 式 高 压隔离开关GW4-15G/20012kV400A25KA500表中所选一次设备均满足要求。二、低压侧一次设备的选择与校验同样，做出380V侧一次设备的选择校验，如图所示，所选数据均满足要求。表6.2 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 度其 他装置地点条件参数数据3801350.521.339.2310一次设备型号规格额定参数低压断路器DW15-1500/3D380V1500A40kV低压断路器DZ20-800380V630A30kA低压断路器DZ20-200380V200A25kA低压刀开关HD13-1500/30380V1500A电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A电流互感器LMZ1-0.5500V100/5160/5表中所选一次设备均满足要求。三、高低压母线的选择 查表得到10kv母线选LMY-3（40*4mm），即母线尺寸为40mm*4mm,380V母线选LMY-3（120*10）+80*6，即母线尺寸为120mm*10mm，而中性母线尺寸为80mm*6mm。7 变电所进出线的选择与校验7.1 10kv高压进线和引入电缆的选择7.1.1 10kv高压进线的选择校验 采用LGJ型钢芯铝绞线架空敷设，接往10kv公用干线。a） 按发热条件选择 由I30=Int=57.7A及室外环境温度35，查表得，初选LGJ-35，其35时的，满足发热条件。b） 校验机械强度 查表得，最小允许截面积AMIN=25mm2而LGJ-35满足要求，故选它。由于此线路很短，故不需要检验电压损耗。7.1.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 采用JL22-10000型交联聚乙烯的铝芯电缆之间埋地敷设。1）按发热条件选择 由及土壤温度24,查表得，初选缆芯截面为的交联电缆，其，满足发热条件。2）校验短路热稳定 按式计算满足短路热稳定的最小截面式中C值由表5-13差得；按终端变电所保护动作时间0.5s，加断路器断路时间0.2s，再加0.05s计，故。因此JL22-10000-3*25电缆满足要求。7.2 380V低压出线的选择7.2.1 铸造车间 馈电给1号厂房（铸造车间）的线路 采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。1）按发热条件选择 由及地下0.8m土壤温度，查表知，初选缆芯截面，其，满足发热条件。2）校验电压损耗 由图11一2所示工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为90m，而由表查得的铝芯电缆（按缆芯工作温度计），又1号厂房的P30=138.56kvar，Q30=155.84kvar，因此按式得：故满足允许电压损耗的要求。3) 短路热稳定度校验 按式计算满足短路热稳定的最小截面由于前面按发热条件所选的缆心截面大于，满足短路热稳定要求，即选VLV22-1000-3×240+1×120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。7.2.2 仓库馈电给2号厂房的线路采用VLV22-1000-3×240+1×120型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设(方法同上，略)。7.2.3 热处理车间馈电给3号厂房的线路采用VLV22-1000-3×240+1×120型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设(方法同上，略)。7.2.4电镀车间馈电给4号厂房的线路采用VLV22-1000-3×240+1×120型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设(方法同上，略)。7.2.5锻压车间馈电给5号厂房的线路，由于锻压车间就在变电所旁边，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷设。7.2.6工具车间馈电给6号厂房的线路采用VLV22-1000-3×240+1×120型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设(方法同上，略)。7.2.7金工车间馈电给7号厂房的线路采用VLV22-1000-3×240+1×120型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设(方法同上，略)。7.2.8锅炉房馈电给8号厂房的线路采用VLV22-1000-3×240+1×120型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设(方法同上，略)。7.2.9装备车间馈电给9号厂房的线路采用VLV22-1000-3×240+1×120型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设(方法同上，略)。7.2.10机修车间馈电给10号厂房的线路采用VLV22-1000-3×240+1×120型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设(方法同上，略)。7.2.11生活区馈电给生活区的线路 采用BLX-1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设。1）按发热条件选择 由于I30=583.48A及室外环境温度为35C，查表8-40，初选,其35C时的，满足发热条件。2）校验机械强度 查表8-35，最小允许截面积，因此满足机械强度要求。 3）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至生活区负荷中心距离约86m，而由表8-36查得其阻抗与近似等值的LJ-240的阻抗,，又生活区P30=352.8，Q30=151.7kvar，因此按式得：故满足允许电压损耗的要求。7.3作为备用电源的高压联络线的选择校验 采用YJL22-10000型交联聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，直接埋地敷设，与相距约2km的临近单位变配电所的10KV母线相连。7.3.1 按发热条件选择 工厂二级负荷容量共432.77kvar，I30=24.99A,最热月土壤平均温度为24，查表得初选缆心截面为25mm2的交联聚乙烯绝缘铝心电缆，其Ial=90AI30,满足发热条件。7.3.2 检验电压损耗 由表可查得缆心为25 mm2的铝心电缆的R0=1.54/km,X0=0.12/km（缆心温度按80计），而二级负荷的P30=432.77kW，Q30=337.8Kvar,线路长度按2km计，因此：U=88.64VU=0.88Ual=5由此可见满足允许电压损耗5的要求。 7.3.3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25mm的交联电缆是满足热稳定要求的。而临近单位10kv的短路数据不知，因此该连路线的短路热稳定校验计算无法进行只有暂缺。 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表7-1所示。 变电所进出线和联络线的型号规格线路名称导线或电缆的型号规格10KV电源引线LGJ-35铝绞线（三相三线架空）主变引入电缆YJL22-10000-3×25交联电缆（直埋）380V低压出线至1厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至2号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至3号厂房VLV22-1000-1×120铝芯线5根穿内径25 mm2硬塑管至4号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至5号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至6号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至7号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至8号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至9号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至10号厂房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料电缆（直埋）至生活区四回路，每回路3×BLX-1000-1×120+1×BLX-1000-1×75橡皮线（三相四线架空线）与邻近单位10KV联络线YJL22-10000-3×16交联电缆（直埋）8 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定8.1 变电所二次回路的选择8.1.1 高压断路器的操动机构控制与信号回路 断路器采用弹簧储能操作机构，可实现一次合闸。8.1.2变电所的电能计量回路 变电所高压侧装设专用计量柜，其上装设三项有功电能表和无功电能表，分别计量全厂消耗的有功电能和无功电能，并据以计算每月工厂的平均功率因数，计量柜由有关供电部门加封和管理。8.1.3变电所的测量和绝缘监察回路 变电所高压侧装有电压互感器-避雷器柜，其中电压互感器为3个JDZJ-10型，组成Y0/Y0/(开口三角)的接线，用以实现电压测量和绝缘监察。作为备用电源的高压联络线上，装有三相有功电能表、三相无功电能表和电流表，高压进线上也装有电流表。低压侧的动力出线上，均装有有功电能表和无功电能表，低压照明线路上装有三相四线有功电能表。低压并联电容器组线路上，装有无功电能表。每一回路均装有电流表。低压母线装有电压表。仪表的准确度等级按规范要求。8.2变电所继电保护装置8.2.1主变压器的继电保护装置 （1）装设瓦斯保护 当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于高压侧断路器。(2）装设反时限过电流保护。采用GL-15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸的操作方式。8.2.2 过电流保护动作电流的整定。利用式ILmax=2I1NT=115A，Krel=1.3,Kw=1,Kre=0.8,Ki=100/5=20,因此动作电流为：Iop=9.3A整定为10A。（注意：Iop为整数，且不能大于10A）8.2.3 过电流保护动作时间的整定：因本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流保护的动作时间（10倍动作电流动作时间）可整定为最短的0.5S。8.2.4 过电流保护灵敏系数的检验：利用式Ik.min=I(2)k-2/KT=0.64kA,Iop.1=IopKi/Kw=10A×20/1=200A,因此其保护灵敏系数为：Sp =682/200=3.411.5满足灵敏系数1.5的要求。8.3装设电流速断保护8.3.1速断电流的整定：利用式（Ik.max= I(3)k-2=19.7kA,Krel=1.4, Kw=1, Ki=100/5=20, KT=10kV/0.4kV=25,因此速断电流为：Iqb=53A速断电流倍数整定为：Kqb= Iqb/ Iop=55A/10A=5.4(注意：Kqb可不为整数，但必须在28之间。)8.3.2 电流速断保护灵敏系数的检验：利用式Sp=1.55>1.5按GB5006292规定，电流保护（含电流速断保护）的最小灵敏系数为1.5，因此这里装设的电流速断保护的灵敏系数是达到要求的。8.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置8.4.1 装设反时限过电流保护 亦采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式结线，去分流体跳闸的操作方式。1） 过电流保护动作电流的整定。IL。max=2I30，Krel=1.3，Kw=1，Kre=0.8，Ki=50/5=10，因此动作电流为：Iop=6.3A整定为7A。2）过电流保护动作时间的整定。按终端保护考虑，动作时间的整定为0.5S。3）过电流保护灵敏系数。因无邻近单位变电所10kV母线经联络线至本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏系数。8.4.2装设电流速断保护 亦利用GL15的速断装置。但因无临近单位变电所联络线到本场的变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏度系数。8.4.3变电所低压侧的保护装置a）低压总开关采用DW15-1500/3型低压断路器，三项均装设过流脱扣器，既可保护低压侧的相间短路和过负荷，而且可保护低压侧单相接地短路，脱扣器动作电流的整定可参看参考文献和其他有关手册。b）低压侧所有出线上均采用DZ20型低压断路器控制，瞬间脱扣器可实现对线路的短路故障的保护。9 降压变电所防雷与接地装置的设计9.1变电所的防雷设计9.1.1直击雷保护 在变电所屋顶装设避雷针和避雷带，并引进出两根接地线与变电所公共接装置相连。如变电所的主变压器装在室外和有露天配电装置时，则应在配电所外面的适当位置装设独立避雷针（器），装设高度应使其防雷保护范围保卫整个变电所。如果变电所在其他建筑物的直击雷防护范围内时，则可不另设独立的避雷针。按规定，独立的避雷针的接地装置接地电阻RE<10欧（表9-6），通常采用3-6根长2.5米的钢管，再装避雷针的杆塔附近做一排和多边形排列，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*4m的镀锌扁钢，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔及其基础内的钢筋相焊接，上与避雷针相连接。避雷针采用直径20mm的镀锌扁钢，长1至1.5.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。9.1.2雷电侵入波的防护 a）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，下与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端栓连接。 b）在10kv高压配电室内装设有GG-1A-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保护，防雷电波的危害。 c）在380V低压架空线的出线杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地，用以防护低压架空线侵入的电雷波。9.2变电所公共接地装置的设计9.2.1接地电阻的要求按工厂供电设计指导.此边点的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件：本变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件：所以公共接地装置接地电阻为：9.2.2接地装置的设计 采用2.5m，直径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，管顶距地面0.6米，管间用40mm*4m的镀锌扁钢焊接而成。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而成，接地干线均采用25mm*4mm的镀锌扁钢。变电所接地装置平面布置图如图9-1所示，接地电阻的验算： 满足：要求， 式中 =0.65。9.3元件明细表 ： 名称型号作用数量隔离开关GN8-10/200隔离高压电源8断路器SN10-10/800切除短路故障3避雷器FS4-10保护设备的绝缘2变压器S9-800/10改变电压1电流互感器LQJ-10测量比较大的电流3电压互感器JDZJ-10测量比较大的电压2熔断器RN2-10短路保护210kv侧高压进线LGJ-35380v侧低压出线VLV22-10000 10 结束语通过这次对机械厂降压变电所的电气设计的课程设计，使我得到了很多的经验，并且巩固和加深以及扩大了专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力，正确使用技术资料的能力。知识系统化能力得到提高,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