汽车配件厂供配电系统设计要点.pdf

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1、I 届毕业生 毕业论文 题 目:汽车配件厂供配电系统设计 _ 目录 1 概述.1 2负荷计算及功率补偿.2 2.1负荷计算原始数据 .2 2.2负荷计算的方法 .3 2.3各车间负荷分布及其计算负荷 .5 2.4功率补偿.7 3 主接线方案及变电所设计方案的确定 .8 3.1主接线方案的比较 .8 3.2总降压变电所变压器选择 .11 3.3车间变电所变压器及其类型的选择 .11 II 3.4变电所的平面布置设计 .12 4 短路电流计算 .13 4.1短路电流计算的目及方法 .13 4.2在最小运行方式下 .18 4.3在最大运行方式下 .15 4.4短路电流计算结果.17 5 继电保护的整

2、定与计算 .18 5.1总降压变电所的继电保护及整定计算 .18 5.2 35kV架空线路继电保护的整定与计算 .19 5.3 10kV馈电线路保护的整定与计算 .24 5.4其他保护.25 6 电气设备的选择.25 6.1工厂电气设备选择的准则 .26 6.2高压电气设的选择.26 6.3母线的选择.25 7防雷接地及照明设计.26 7.1防雷与接地的意义.26 7.2 35kV架空线路进线端的防雷保护 .26 7.3总降压变电所的防雷保护 .27 7.4变电所接地装置设计.27 7.5照明配电系统设计 .28 总结.28 致谢.29 参考文献.291 1概述 1.1课题研究背景和意义 国民

3、经济的发展已经越来越离不开电力资源的辅助，相对其他能源来讲 电力资源的生产、传输和储存比较高效、洁净。电能的运用已经广泛深入到人们日 常的学习、生产、生活当中。在日常的工厂生产活动当中，厂区的供配电系统在整 个工厂中是举足轻重的地位。电能是工厂生产的命脉所在，全厂所有的生产活动以 及生产安全与供电系统的正常运行息息相关。随着人们生产活动的日渐增多，工厂 对电能的需求也在日益增加，作为评估电能质量的相关指标，例如电能的可靠性、电能的经济状况、电能的质量等指标也随之有待提高。随着经济的发展和现代工业 建设的迅速崛起，供配电系统的设计将 越来越全面、可靠、高效、灵敏。由于电能 在工厂的广泛应用，使其

4、产量大大增加，生产成本降低不少，产品质量提高很多，劳动生产率同样也提高了很多，劳动条件改善许多，劳动强度没有以前那样繁重，这些地方方的改善有利于将生产过程自动化，工人们从体力劳动中解放出来。1.2国内外供配电系统研究现状 随着改革开放的到来我国电力能源得到了迅猛的发展，在当今时代里我国电力 发展已经跻身于世界前列。当今竞争日益激烈的社会当中，一个工厂的生产效率要 想提高，没有相应完善的供配电系统是办不到的。电力系统中的电能由厂区总降压 变电所降压后经由配电线路分配到不同的车间就构成了工厂的供配电系统，它由以 下几部分组成，工厂总降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路 及用电设备。供

5、配电系统是电力系统的电能用户，也是电力系统的重要环节。它由 地方变电所、输电线路、总降压变电所、输电线路、车间变电所以及用电设备组成。输电线路分为380/220V低压输电线路和610KV高压输电线。总降压变电所与车 间变电所由高压输电线连接起来。低压配电线路将车间变电所的电能送到各低压用 电设备。用电设备按用途为可分为动力、工艺、电热、试验和照明等。图 1-1是地 区降压变电所到工厂供配电的是示意图。2 图1-1供配电系统示意图 1.3本设计的主要研究内容 本文所要研究的是某汽车配件厂供配电系统是设计，从老师那里获得原始资料 开始着手相关资料的查询以及分析计算，主要完成了以下几个模块：负荷计算

6、及无 功补偿、确定变电所的所址和型式、确定变电所的主接线方案、进行短路计算、并 选择一次设备、完成变电所防雷保护及接地装置的设计以及完成电气原理图和设计 说明书等内容。根据高老师任务书要求本汽车配件厂的工作电源与备用电源均采用 35KV等级电压，各自以架空线路引入厂内（因本文所设计的汽车配件厂在郊区工 业园内，架空线路即可满足所有要求）。由于供电部门对厂区用电有功率因数方面 的要求必须达到0.9以上，所以计算负荷过后，总降压变电所采用并联电容器进行 了无功功率补偿。综合各方面因素，总降压变电所一次侧采用内桥型接线二次侧采 用单母线分段的接线型形式。通过短电流的计算，进而对供配电系统的继电保护整

7、 定与计算，对本场的供配电系统装设了过电流保护、电流速断保护、带时限电流速 断保护、距离保护以及接地保护等装置。并根据以上的计算数据与电气设备选型的 原则，对本厂电气设备进行了选择。最后对本厂主要的供配电场所进行了防雷与接 地的保护，以及对本场照明系统做了简单的介绍。2负荷计算及功率补偿 2.1负荷计算原始数据(1)负荷的类型 本文所设计的汽车配件厂的供配电系统所涉及的负荷，大多是工厂正常生产过 程中不可以中断的负荷属地方变电所 35KV电线路 工厂总降压变电丿!l I I I 所其他车间 其他变电所联络线 35KV 10KV 低电压配电 I 高压配电线路 车间变电所 站 B 压 高 3 于I

8、类负荷，若是对I类负荷供电中断，将造成产品瑕疵 严重的将直接损坏。其他均为川类负荷。(2)负荷的情况 本论文所设计的汽车配件厂，该厂每天的工作时间为十小时制，一年当中有十 一个月正常生产，最大负荷时生产的小时为 3000小时，年耗电量约为2800KW 电源供电情况 在本文所设计汽车配件厂的正北方向5KM处建有地区降压变电所处，此地区降 压变电所为110KV/35KV/10 KV等级，按照设计任务书所要求的 35KV电压等级，选择架空线路的形式向厂区供电，此地区降压变电所 110kV进线端母线的最大三相 短路容量1800MV，最小三相短路容量为1000MVA。距离工厂3KM有一中小 型降压变电所

9、所以备用电源由此引入，该工厂发生检修或故障时一些重要负荷及照 明的用电由备用电源提供，备用电源容量大于场内 I类负荷容量。本文所设计的供 配电系统当中所用电缆距离 10KM，架空线路距离为100KM。地区降压变电所与厂区 总降压变电所的联接示意图如下图 2-1所示。4 (4)功率因数要求 以35KV的电压等级对工厂配供电，则根据有关部门的要求功率因数 cos=0.9 o(5)厂区所在地的自然条件 本厂所在地平均温度为14.2摄氏度，一年当中最热月份的 平均气温为32.1摄氏 度，一年当中最冷的月份 平均气温为-4.6摄氏度，一年当中平均雷暴日是 22.6天,雷电多以直击雷为主，西北风是当地经常

10、的风向。该地区高出水平面 109.79M，且 5 本地区属于平原地带。2.2负荷计算的方法(1)单个用电设备)主要计算公式有：有功功率：P30=KdFe 无功功率：Q30=P30 tan 视在功率：足。二 F3o/cos=_ F3o Q30 计算电流：130 f/(3N)(2)多组用电设备 主要计算公式有：总的有功计算负荷为：Ro二KiqV P30|_i 总的无功计算负荷为：Qo二Q30i 总的计算电流为：I3 S3/0(3N)式中，W为同时系数，i为用电设备组的组数，见下表 2-3 表 2-2 同时系数 应用范围 Kp 车间干线 0.85 0.95 0.90 0.97 低压母线 用电设备组合

11、并 0.80 0.90 0.85 0.95 车间干线直合并 0.90 0.95 0.93 0.97 本厂计算负荷中，有功负荷同时系数K.p，无功负荷同时系数K.q对于干线 来说直接相加计算，分别取0.95、0.97。6 2.3各车间计算负荷 在计算本汽车配件厂总功率前，要首先分析包括 锻工、配料、焊接、机加工、7 装配、模具等各车间的用电情况，部分车间设备、功率等详细情况如下表 2-3:表 2-3 本厂部分工作设备概况 设备名称 型号规格 功率（KW 台数 重型落地镗床 TX16-1 100 1 重型落地镗床 TX13-1 40 4 重型落地镗床 TX16-2 45 2 旋转工作台 HZT-4

12、0 5.5 2 固定工作台 2 4 旋转工作台 HZT-2 0.5 2 数控落地镗铳床 TK160 40 2 车床 CD6140A*1m 7.5 13 立铳床 XW5032 8 4 外圆磨床 M131W 7.5 6 摇臂钻床 Z3035*10 6 7 CO2 气体保护焊机 NBC-350 23 20 晶闸管弧焊机 YD350-KR 18 2 直流弧焊机 ZX5-500 20 3 交流弧焊机 BX3-500 23 15 氩弧焊机 WSES-315 18 1 远红外焊条烘箱 ZYH-100 3 1 直线切割机 G/S/2-40D 5 1 等离子切割机 LGK8-100F 3.5 1 仿型切割机 C

13、G-150 4 2 数控火焰切割机 CNC-4000 6 4 半自动切割机 CG1-30 3 6 卧式带锯床 GD4028 1.5 2 立式带锯床 GD6550/240 2 1 带锯床 GB4240 2 4 各车间负荷的计算结果如下表2-4 表 2-4 负荷计算表 车间变电 所编号 车间变电所 名称 负荷 类型 设备容 量Pe(KW)需要系数 Kd 功率 因数 Cos 10kv 侧计算负荷 P30 Q30 S30 I30 kw kvar kV-A A A 1 机加工车间 I 2400 0.8 0.85 1920 1190.4 2259.08 130.43 B 2 锻工车间 I 1700 0.3

14、 3 配料车间 I 1600 0.25 0.6 864.5 1149.79 1140.83 83.19 C 4 冷加工车间 I 1100 0.2 0.5 5 模具车间 I 400 0.25 0.85 304 429.32 526.05 30.37 D 6 装配车间 出 2100 0.85 0.8 1785 1338.75 2231.25 128.82 E 7 热处理车间 I 1300 0.6 0.7 8 咼压泵房 I 1500 0.45 0.75 1382.25 1347.91 1930.67 111.47 F 9 空压站煤气站 I 1600 0.7 0.7 1120 1142.4 1400

15、92.38 厂区其他负荷 出 500 0.8 0.85 400 248 470.59 共计 7775.75 6846.57 同时系数 0.95 0.97 全厂计算 负荷 7 7386.96 6641.17 9933.4 573.51 8 2.4功率补偿 根据供电部门对本厂用电的要求，功率因数 cos_0.9,由负荷计算表可得出 cos=0.744:：:0.9，因此必须对总降压变电所进行无功补偿。按照供电部门的要求 功率因数cos=0.9来计算所需的无功功率补偿容量，总降压变电所通过并联电容器 的方法进行高压集中补偿。Q=P30(tan-tanF?)=F30tan(arccos0.744)-ta

16、n(arccos0.92)KVar=3494.17KVar 取Qc=3600Kvar，因此采用型号为BWF-10.5-120-1的电容器型，将电容器并联 其个数为：Qc n c=3 6 0 0/1 20 3 0 qc 因为高压配电网都是三相的，且电容器并联到单相电路上，因而电容器的取值 应当是3的整数倍，n-30个满足要求。进行无功补偿后，计算负荷(变电所低压侧)为：S30(2)7386.962(6641.17-3600)2 二 7988.49K var 变电所变压器的功率损耗为：QT 二 0.06&。二 0.06 7988.49 二 479.31 K var FT-0.015S3/-0.01

17、5 7988.49=119.83KW 变电所高压侧计算负荷为：P30=7386.96 119.3=7506.79KW Q30=6641.17-3600)479.31=3520.48K var S30=、.7506.792 3520.488291.30 KV*A 并联电容器补偿过后，工厂计算负荷新的功率因数：cos=氐/Sso=7506.79/8291.30 二 0.905 则工厂的功率因数为：cos二P/S3O丄0.905 _0.9符合当供电电压为35KV 9 时供电部门对功率因数的要求10 3变电所设计方案 3.1主接线方案的比较 经过对本厂原始资料的分析，本文设计的总降压变电所的主接线方案

18、主要有以 F两种。“一次侧选取内桥型接线方式，二次侧总降压变电所选取单母线分段的主接线方式 如下图3-1-1所示，这种主接线形式运行灵 活较好，可靠性较高，适用于IU级 负荷工厂。这种内桥式接线常用在电源线路较长（发生故障和停电检修的几率大）并且变压器不必频繁转换的总降压变电所。一次侧选取外桥型接线方式、二次侧总降压变电所选取单母线分段的主接线形 式，如下图3-1-2，这种主接线形式运行灵 活性也较高，有着较高的供电可靠性同,常用在IU级负荷的工厂。但与内桥型接线适用的 场合不同，外桥型型接线适用于 电源线路较短 而且需要经常切换的总 降压变电所。”（熊信银，发电厂电气部分 2009）本文汽车

19、配件厂内的负荷大多是I类负荷，负荷的大小比较固定，架空线路 较长，主变压器不必频繁变换，而且应留有充足余量供厂区以后的发展需要。因此，本汽车配件厂主变压器的接线形式采用方案一。以架空线路的形式获取备用电源与 工作电源，且均采用35KV电压，电气原理接线图如3-1所示。11 QS1 QF21/X QF22 WL1 35kV电源进线 WL2 QS12 QS13 QF12 QS2 QS2 T2 图3-1内桥型接线图 QS2 12 乂 QF21 X QF22 WL1 35kV电源进线 WL2 QS11 QS21 图3-2外桥型接线图 13 WL1 QS11 35kV电源进线 WL2 QS21 KY N

20、1 0 40.5 GW2-35GD/600 RNI-35/10:卄 C C卄C FZ-35 28 B JDZJ9-35 TA11 QF11 GG_SNI10-101/1000 1A(F)11.1 1 LA.10-10/0.1 GN8-10T/1000 LMY-3(50X 5.0)QF31 乂 QF31 _；卄 OH-W 卄 卄二卅丄匚卄 QS32 TA31 QF33 QF33 QS34 QS34 QF35 QS32TA32 3;卄匚卄 卄 v TA21 j-H-C-H-QS22 Q F12 QS12 QS01 QF10 QS13 QS02 QS23 T1 丁卄卄二卄$卄寸:卄（卄 X TA12

21、 QF21 T2 A 车 间 变 电 所 C 车 间 变 电 所 QS32 TA33 QF33 E 车 间A 变 电亍 所 QS34 1 QS24 QS14 QS1 QF31 QF31 卄 QS32 QS32 QF33 TA37 TA34|W X TA35|X QS2 QF1 TA36 V、QF31 丄匚 QF31 P-H-QS32 3 Pl 卄:卄 I(p+P)QF33 B 车 间 变 D 车 间 变 电 所 F 车 间 变 电 QS34 所 QF33 QF35QF35 3 M 图 3-3 电气主接线原理图 QS34 QF35 QF35 QF35 M 3 i 电 _所 QS34、V 1 3

22、M 14 3.2主变压器选择 由于本汽车配件厂供配电系统设计中有大量一级负荷，故采用两台主变压器。在总降压变电所内工作电源侧的主变压器检修或者故障时，备用电源侧的主变压器 可以立即投入，确保负荷的正常供电。“单台主变压器运行时其容量 SN.T必须达到以下两个要求：（1）单台变压器运行时，应当满足S30的60%70%，即 SNT=（0.60.7）S30 任一台变压器单独运行 时，应当满足全部一、二级负荷 S30（I.II）的需要，即 SN T-S3 0（二）”（唐志平，供配电技术，2012）本厂中主每台变压器容量的 SN.T_7231.56KV*A因此可以确定单台主变压器 容量为8000KV 小

23、。查附录表5,可选择型号为SC（B）9-8000/35的三相干式变 压 3.3车间变压器 综合考虑每个车间负荷的性质，再根据每个车间在厂区内的位置，可以选择外 附形式的车间变电所。本厂主要的负荷大都为I类负荷，为了确工作期间负荷的不 间断供电，每个车间变电所都应装设两台变压器（装配车间例外）具体如下表见3-4 表 3-4 车间变压器型号 变电所名称 变电所位置 变压器型号及台数 A 机加工车间 1 外附 2 X SC(B)10-2500/10 B 配料车间 3 外附 2 X SC(B)10-1600/10 C 模具车间 5 外附 2 X SC(B)10-630/10 D 装配车间 6 外附 1

24、 X SC(B)10-2500/10 E 热处理车间 7 外附 2 X SC(B)10-2000/10 F 空压站煤气站 9 内附 2 X SC(B)10-1600/10 15 3.4变电所的平面布置设计 本文所设计的汽车配件厂属于大中型负荷工厂，厂区总降压变电所设备比较大,因此选用两层楼房作为总降压较好的通风散热效果，两台主变压器装设在上下两层 之间，35KV进线端装设在二楼，利于进线10KV配电开关柜装设楼房的一层，利于 出线，且10KV电缆由电缆槽出线，如图3-5;所有车间变电所均设置在各车间的外 侧如图3-6。休息室 10K 配电柜 28M 一层平面示意图 图 3-5 总降压变电所平面

25、布局示意图 高压电容器 10K 配电室 16 10 KV 配 电 柜 高 压 配 电 室 变压 1 器柜 0.4KV 配电柜 低压配电室 10M 图 3-6 车间变电所平面布局示意图 工具室 值班室 17 4短路电流计算 4.1短路电流计算的目及方法 计算短路电流可以确保 继电保护装置的整定计算的正确性以及可以更好地对 电气设备进行选择和校验。对工厂供配电系统而言，可以将电力系统当作无限大 容量电源来看待，而且系统出现的短路情况 时的短路电路相对简单，将阻抗串或者 并联就可将电路简化，换算出等效阻抗，就可算出 短路电流和短路容量。由于厂 区内的配电线路相对于进线端配电线路的长度来说较小，因此厂

26、区内线路上的短路 电流相差不大，故可以只计算厂区内总降压变电所中主变压器进线端和出线端两点 的短路电流。本厂供配电系统的短路计算用标幺值法计算，短路电流的计算电路以及其等效 电路如图4-1、4-2所示。图 4-1 短路电流计算电路图 XI XI 图4-2短路电流计算等值电路图 18 4.2在最小运行方式下 简化短路电流计算电路的等值电路如图 4一2所示，各短路计算点在图上标出,并标出各兀件的电抗标幺值和序号。图4-3短路电流计算最小运行方式下的等值电路 1、确定基准值 取 Sd=1000MV A,Uci=37KV,Uc2=10.5KV 而 ld1=Sd/、3UC1=1000MVA/(.、3 3

27、7KV)=15.6KA Id2=Sd/.3UC2-1000MVA/C.3 10.5KV)=55KA 2、计算各电抗的标幺值 1)电力系统(Soc=1000MVA)X；=1000/1000=1 2)架空线路(XO=0.355 Q/km X；=X0LSd/Uc1=0.355 EX1000/372=1.3 3)电力变压器(U K%=9)X3=U K%Sd/100SN=9 X000/(100 W)=9 4)地区降压变电所三绕组中的 X高沖 X*4=Uc2Sd/100SN=10.5 W000/(100 W.5)=3.3 3、求短路等效电路中d-1点短路数据 1)总电抗标幺值 19 X (d-1)=X；X

28、2 X4=1+1.3+3.3=5.6 2）三相短路电流周期分量有效值 20 Ip=ld1/x 八(d_1)=15.6/5.6=2.79kA 3)其他三相短路电流 l=|：=2.79KA ish(3)=2.55 2.79KA=7.11KA(冲击电流最大瞬时值)lsh(3)=1.51 2.7SKA=4.21KA(冲击电流有效值)4)三相短路容量 S3：=Sd/X 八(d-1)=1000MVA/5.6=178.57MVA 4、求短路等效电路中d-2点短路数据 1)总电抗标幺值 X、(d-2)=X；X2 X3 X4=1+1.3+9+3.3=14.6 2）三相短路电流周期分量有效值 lp=ld2/X 八

29、(d-2)=55/14.6=3.77kA 3）其他三相短路电流 l=1化=3.77KA ish（3）=2.55 3.77KA=11.22KA（冲击电流最大瞬时值）lsh（3）=1.51 3.7呆KA=6.64KA（冲击电流有效值）4）三相短路容量 S,=Sd/X、(d-2)=1000MVA/14.6=68.49MVA 4.3在最大运行方式下 简化短路计算电路等效电路如图 4-4。X 1 X2 X 3 21 ish（3）=2.55 4.44KA=11.32KA（冲击电流最大瞬时值）lsh（3）=1.51 4.44KA=6.70KA（冲击电流有效值）4）三相短路容量 5、Sd3)4=Sd/X(d-

30、1)=1000MVA/3.5 仁284.90MVA 4、求短路等效电路中d-2点短路数据 1、确定基准值 取 Sd=1000MV A,Uci=37KV,Uc2=10.5KV 而 I d1=Sd/.、3U C1=1000MVA/(.、3 37KV)=15.6KA Id2=Sd/x3U C2=1000MVA/(3 10.5KV)=55KA 2、计算各电抗的标幺值 1)电力系统(SOC=1800MV-A)X；=1000/1800=0.56 2)架空线路(XO=0.355 Q/k)X2=X 0LSd/UC 1=0.355 3X1000/37=1.3 X3=U K%Sd/100SN=9 000/(100

31、 10)=9 4）地区降压变电所三绕组中的 X高中 X*4 二 UC2&/100SN=10.5 1000/(100 31.5)=3.3 3、求短路等效电路中d-1点短路数据 1)总电抗标幺值 X 八(d-1)=X X X/2=0.56+1.3+3.3/2=3.51 2）三相短路电流周期分量有效值 Ip=ld1/X、(d-1)=15.6/3.51=4.44kA 3）其他三相短路电流 I 谓=4.44KA 22 1)总电抗标幺值 X (d-2)=X；X2 X3 X4/2=0.56+1.3+9+3.3/2=12.51 2)三相短路电流周期分量有效值 Ip=ld2/X 八(d-2)=55/12.51=

32、4.40kA 3)其他三相短路电流 l=I(3)=ld3)1=4.40KA ish(3)=2.55 4.40KA=9.61KA(冲击电流最大瞬时值)lsh(3)=1.51 4.430KA=5.69KA(冲击电流有效值)4)三相短路容量 S!=Sd/X、(d-2)=1000MVA/12.5 仁79.97MVA 4.4短路电流计算结果 1、最大运行方式 三相短路电流/KA 三相短路容量/MVA IP I)I(3)1 QO ish(3)Ish(3)sd3)d-1 点 4.44 4.44 4.44 11.32 6.70 284.90 d-2 点 4.40 4.40 4.40 11.22 6.64 79

33、.97 2、最小运行方式 三相短路电流/KA 三相短路容量/MVA IP I(3)I(3)I od ish(3)Ish(3)s d-1 点 2.79 2.79 2.79 7.11 4.21 178.57 d-2 点 3.77 3.77 3.77 9.61 5.69 68.49 23 5继电保护整定计算 5.1总降压变电所 般情况下，干式变压器的容量比较大，本厂负荷比较，所以总降压变电所选 择干式变压器，对其装设保护的有以下几项：电流差动保护的整定：1 opl a=K rel I ub max=K rel(0-1 K+U%/1+比仁)丨；2.max(1)即=1.3(0.1 5/100 0.05)

34、4.40=1.144 KA 上式，Iub.max为最大不平衡电流，U%为主变压器的调压范围的一半，Afc为 相对误差，Km为电流互感器的同型系数。即 I opi：=K I NT=1.5 164.96=247.94A 上式，Krel=1.5，I NT为励磁涌流。即 Jpl；，Krel L.max=1.3 1.3 164.96=278.78A 则动作电流 I opl _ m a X I opk-,I opH-：,opl；）-1.1 4 4 符合要求。310 式中 IL max _ 1.3I 30。灵敏度校验:Ks 3 I 2.79 皿-/2.11 一 2.0（主变压器高压侧）I opl 24 3.

35、77-2 35=0.8：1.5（主变压器低压侧母线）I opl 上式校验满足不了灵敏度的要求，电流差动保护带有制动性能则可以。灵敏度校验:I d2.min I opl 25 5.2 35kV架空线路（1）过电流保护的整定 为了增大保护动作的灵敏度，选取DL-21C型的继电器按照全星型来联接三个 电流互感器。动作电流（保护装置一次侧）：I _KreLi opl L.max K re 上式，IL。max（1.5 3.0）I30，可靠系数 Krel=1.3，返回系数 Kre=0.85。则电流继电器动作电流为：上式，Kw=1（接线系数），心=800/5（电流互感器变比）保护装置之间动作有时间间隔，一般

36、情况下 X=0.5s 对本线路末端进行校验：灵敏度 K=1：二呼汽2.7903=3.19_1.5 符合要求。1 opl 756.88 3 3 10|3.77 103 灵敏度 K ld2.min 2 35-1.23：1.25（主变压器低压侧母线）1 opl 756.88 由上式可知，灵敏度校验满足不了要求，因此过电流保护应带上低压闭锁 过电流保护（带有低压闭锁）：即 lopi=心创130=1.3 a=214.45A（躲过线路计算电流）Kre 0.85 灵敏度校验：|（2）2X3.71010 即 心二竺皿=上 35二4.35-1.25（变压器低压侧母线）1 opi 214.45 满足要求。动作电压

37、（欠电压继电器）：=3 3 化 756.88A 0.85 1 op.KA Kw K 1 L.max 756.88 800/5-4.73A 26 即 Uop.KV=0.6UN Ku 上式，Ku为电压互感器变比。(2)距离保护 距离保护可以满足三段式保护无法满足配电线路对灵敏性和速动性的要求。对配电线路进行I、II段的整定：即 Zs6t=KreiLZo=0.85 5 0.732=3.111(I 段)式中，Zo为单位长度保护线路的正序阻抗，Zset为距离I段的整定阻抗，Krei为可靠 系数。即 zS3=Kr马LZ0+Kb.minZT)=0.755汉0.732+1X1.025)=11.01曲(II 段

38、)对本线路末端进行校验：Z 11 025 灵敏度 Ks二一廻 5 3.012_1.25 符合要求。LZ。57.732 5.3 10kV馈电线路 厂区内10KV配电线路装设有电流速断保护装置，如果满足不了要求，可以对 电流速断保护加设时限装置，除此之外还可加设单相接地保护以及过电流保护。其 10KV配电线路短路电流计算的等效电路如图 5-3所示。27 (1)电流速断保护 选取型号为DL-21C继电器，按照两相不完全星型的接法构成电流速断保护 10kV 母线 I opl=Kr ellkl.m a X 上式Ik1护ax为K-1点最大运行方式下的短路电流 灵敏度校验：I 即 Ks-十込（最小运行方式下

39、线路首端发生短路）1 opl 若不符合要求，电流速断保护应加设短时限装置。（1）短时限电流速断保护 即 lopi=Kr el禽m a x（变压器二次侧最大三相短路电流）|即 =出沁（最小运行方式下线路首端发生短路）1 opl 检查是否满足要求。（3）过电流保护：35KV线路的过电流保护原理适用。（4）单相接地保护 即 1 opl-Krel 1 ox 上式，lox为电容电流（保护线路单相短路时的电流）。丨0_|ox 即 lopl空（满足最小灵敏条件）1.25 上式，I。、.为总的电容电流。为了满足灵敏性的要求动作电流必须同时满足以上两个条件。28 5.4其他保护 继电保护整定与计算的原理都相似，

40、厂区内所有的车间变电所都装设有过电流 保护、速断保护而且若变压器容量超过 800KVA则在低压侧装设单相接地保护。过 电流保和速断保护在10KV分段母线继电保护中也含有。6电气设备的选择 6.1工厂电气设备选择的准则 电气设备的选择应遵循以下四项原则：(1)按照环境条件和工作要求选择电气设备型号。(2)按正常工作条气设备的额定电流和额定电压。(3)按短路条件校验电气设备的热稳定和动稳定。(4)快关电器断流能力校验。本厂所用电气设备的校验项目如下见表 6-1 o 表 6-1 本厂所用电气设备的校验项目 设备名称 额定电压 额定电流 动稳定 热稳定 断流能力 断路器+隔离开关+-熔断器+-+电流互

41、感 器+电压互感 器+-硬母线-+-架空导线-+-电力电缆+-+-注：表中“+”表示必须选择或校验，“-”表示无需选择或校验。29 6.2高压电气设备的选择 总降压变电所高低压侧的电气设备按照上面所述的原则和电气设备校验的项 目，依据短路电流计算表来选择本厂所需的高压电气设备，35k V侧电气设备如下表 6-2所示：30 表 6-2 35kV 侧电气设备 高压 隔离 电压互 电流互 避雷器 备注 计算数据 断路器 开关 感器 感器 FZ-35 设备名称 SW2-35 SW2-35 JDZJ9-35 LCW-35 /1000 GD/600 UN=35KV 35kv 35kv 35kv 35kv

42、35kv I30=164.96A 1000A 600A 800/5 ld3L=4.4KA 16.5KV 选用 KYN10-40(3)i；3)=11.32KA 45KA 50KA 21.2KA .5-28B 咼 压开关柜 Sd3)=284.90MV I 1000MVA 1：=4.42 93 416.54 2 14 y (65 汉 150)2 主变压器二次侧电气设备的选择如下表 6-3 表 6-3 主变压器二次侧电气设备的选择 计算数据 设备名称 高压断路器 SN10-10I 隔离开关 GN8-10T/100 电流互感器 LA-10 备注 UN=10.5KV 10kv 10kv 10kv l30=

43、549.86KA 1000A 1000A 600/5 Id3L=4.40KA 40KA 52KA 63.64KA 选用 31 i；h）=11.22KA 16KA GG-1A(F)高 压开关柜 S；3=79.97MVA 300MVA 1：=4.42 234 162 汇2 20%2（50 x0.5）如 同样的设备选择方法与校验项目，备用电源 35KV进线侧避雷器选用FZ-35、隔离开关也选用SW2-35GD/600。10KV母线分段断路器也选用 SN10-10I。车间变电所进线侧电气设备的选择见下表 6-4。表 6-4 车间变电所进线侧电气设备的选择 计算数据 设备名称 高压断 路器 SW2-35

44、/1000 隔离 开关 SW2-35 GD/600 电流 互感器 LCW-35 避雷器 FZ-35 备注 U N=10.5KV 10kv 10kv 10kv 10kv l30=130.43A 630A 200A 200/5 ld（3）max=1934KA 40KA 25.5KA 38.12KA 选用 GG-1A(F)高 压开关柜 iSh=4.4KA 16KA Sd3=79.97 MVA 300MVA 32 1：=4.42 父 0.2 164 2（10 汉 5）2（75咒0.2）10KV配电电缆的选择（直埋）见下表6-5 表 6-5 10KV 配电电缆的选择（直埋）车间变电所 A B C D E

45、 F 馈电线路电 缆型号 YJV2-70 YJV2-35 YJV2-25 YJV2-70 YJV2-70 YJV2-50 6.3母线的选择 总降压变电所内主变压器二次侧引出的选取：选择矩形硬铝母线 LMY-50 5.0，其允许电流为 661A_573.51A。其热稳定校验：Smin-I d?mx也/55.4mm2 符合要求，上式C=87（母线热稳定系数），tima=1.2（假想时间）。动稳定校验：）3Kf（iS3）2l/a 101.732 1（19.34 103）2 1.1 10/0.6=118.7N FC（3I）b2h 118.77 汇 1.1 0.050.005 二c=（K）/（）=（石）

46、/（6）=6.27MPa 上式，FC为三相短路时中间相收到的最大计算点动力，L为绝缘子档距，Kf为母线的形状系数，K为母线截面积当Kf 2时K=10），a为母线中心距，b为母线的水平宽度，h为母线截面积的垂直高 度。矩形硬铝母线LMY-50 5.0 的FC3）=70MPa，因此动稳定性要求得到满足。10KV母线选择：矩形硬铝母线LMY-50 5.0同样满足10KV母线的选择要求。33 7防雷接地及照明设计7.1防雷与接地的意义 保护变电所不受外界破坏的重要设施就是防雷与接地装置，这对保护在变电所 内工作人员的安全以及用电设备的安全至关重要走。因此，应结合本厂所在地区的 气候以及年均雷暴日，厂区

47、内的综合因素来确定本汽车配件厂内防雷与接地方案。厂内变电所防雷保护和架空线路进线端的防雷保护比较重要，接地装置只需对总降 压变电所设置。7.2 35kV架空线路进线端的避雷保护 为了防止35KV架空线路遭受直接雷，又因厂区总降压变电所内的主变压器容 量较大，所以应在架空线路500M进线端处开始装设避雷线（避雷线的保护角度不应 超过200），除此之外，为了保护该线段以路以及进线端处的高压断路器，还要在避 雷线的两端处装设管型避雷器如下图 7-2所示。备用电源进线端也是如此装设，此 外，为防雷电波侵入10KV母线和10KV馈电线路其也应装设阀式避雷器 FZ-10。图7-1 35KV架空线路进线端防

48、雷保护示意图 7.3总降压变电所的避雷保护 总降压变电所的避雷保护装置选取避雷针，在变电所附近建筑物上装设避雷针，为 了防止发生反击现象避雷针与变电所应留有一段距离。500M 34 S _ 0.2R O.lhx,_ 0.3R 上式Sk为空气间距，应不小于5M,S2为(避雷针与变电所)接地装置间的距 离，大于3 m R是冲击接地电,hx为附近建筑高度。因此对照总降压变电所的平 面布局图，其避雷针应装设在其边正中侧 5M处，由单支避雷针的保护范围可知，当hx諾时，2 即 rx=(1.5h 2hx)p 上式，P是高度影响系数，当h30M时P=1，rx是避雷针在hx水平面上的保 护半径，经现场测算rx

49、为24KM，hx为10KM。经过上面的计算h=29.34所以30KM为总降压变电所避雷针的高度，此外避雷 针的接闪器选为2M。7.4变电所接地装置设计 查阅相关资料可知土壤?0=1001 I川(工厂所在地区)，选取电阻RE(nat)=100 的自然接地体，总降压变电所35KV侧进线应当是小电流接地系统，35KV架空线 h=100KM，电缆线长J=10KM，故计算接地电流 只对针对咼压侧电气设备米用 即 RE=乍二詈“56A，且 RE M4A，则取 RE=4A。则人工接地所需的总电阻 在总降压变电所周围，距墙体2.3M，每隔4.8M打入一根埋深0.8M的钢管,钢管选用直径55MM，长24 M，各

50、接地体之间用40 4mm2的扁钢以接线形式组成 一个接地网。a/l=2,a为管间距I为管长，查有关材料，当钢管取n=20时，则=0.7（利用系数）。IE UN(I1 3512)350 35(100 35 10)350=45A RE(man)RE(nat)RE RE(nat)-RE 100 4 1004=4.17 35 Rd1：0.3 035=0.3 1.3 100=390（单个钢管接地电阻的阻值）上式，=1.3（为季节系数）。计打入的钢管数为：0.9Rdi 0.9 39 n 12.02 RE（man）0.7 汉 4 17 为了同时满足接地均匀与钢管数的要求，钢管数应取 14根。7.5照明配电系