电力系统课程设计

1 前言

电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。一般在研究主接线方案和运行方式时，为了清晰和方便，通常将三相电路图描绘成单线图。在绘制主接线全图时，将互感器、避雷器、电容器、中性点设备以及载波通信用的通道加工元件（也称高频阻波器）等也表示出来。

对一个电厂而言，电气主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。电气主接线又称电气一次接线图。

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2. 负荷计算和无功功率补偿

2.1 负荷计算 各厂房和生活区的负荷计算如表2.1 编号 名称 类别 动力 照明 小计 2 锻压车间 3 金工车间 4 工具车间 5 电镀车间 6 热处理车间 7 装配车间 8 机修车间 9 锅炉房 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 10 仓库 动力 照明 小计 11 生活区 照明 总计 动力 （380V侧） 照明 计入设备容量 需要系数 计 算 负 荷 380 9 389 360 7 367 300 8 308 300 9 309 280 7 287 160 7 167 160 8 168 160 3 163 60 2 62 15 2 17 300 2175 362 =0.8 =0.85 1 铸造车间 0.4 0.8 — 0.2 0.8 — 0.3 0.9 — 0.3 0.8 — 0.6 0.9 — 0.5 0.7 — 0.4 0.9 — 0.3 0.8 — 0.6 0.8 — 0.3 0.7 — 0.8 0.65 1.0 0.65 1.0 0.65 1.0 0.65 1.0 0.75 1.0 0.75 1.0 0.7 1.0 0.65 1.0 0.75 1.0 0.85 1.0 0.9 0.73 1.17 152 0 7.2 159.2 1.17 72 0 5.6 77.6 1.17 90 0 7.2 97.2 1.17 90 0 7.2 97.2 0.88 168 0 6.3 174.3 0.88 80 0 4.9 84.9 1.02 64 0 7.2 71.2 1.17 48 0 2.4 50.4 0.88 36 0 1.6 37.6 0.62 4.5 0 1.4 5.9 0.48 240 1095.5 876.4 177.7 0 177.7 84.2 0 84.2 105.2 0 105.2 105.2 0 105.2 148.2 0 148.2 70.6 0 70.6 65.3 0 65.3 56.1 0 56.1 31.7 0 31.7 2.8 0 2.8 116.2 963.2 818.7 233.8 7.2 238.6 110.8 5.6 114.5 138.5 7.2 143.2 138.5 7.2 143.2 224 6.3 228.8 106.7 4.9 110.4 91.4 7.2 96.6 73.8 2.4 75.4 48 1.6 49.2 5.3 1.4 6.5 266.7 1199 355.3 32.7 362.5 168.3 25.5 174 210.4 32.7 217.6 210.4 32.7 217.6 340.3 28.6 335.3 162.1 22.3 167.7 138.9 32.7 146.8 112.2 10.9 114.6 72.9 7.3 74.8 8 6.4 9.9 344.4 1821.7 第 2 页 共 29页

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2.2 无功功率补偿

由表2.1可知，该厂380V侧最大负荷是的功率因数只有0.73。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷是功率因数不应该低于0.91。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷是功率因素应稍大于0.91，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：

Ｑc=P30(tan1tan2)=871.6×(0.94-0.42)=453.23kvar

故选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）5台相组合，总共容量84kvar×6=504kvar如图所示。

图2.1 PGJ1型低压自动补偿屏

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因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如表2.2所示。

计算负荷 项 目 380V侧补偿前负荷 380V侧无功补偿容量 380V侧补偿后负荷 主变压器功率损耗 10kV侧负荷总计 cosφ P30/kW 0.73 0.941 14 0.923 890.4 55.9 370.6 964.4 55.7 876.4 876.4 0.015S30= Q30/kvar 818.7 -504 314.7 0.06S30= S30/kVA 1199 931.2 I30/A 1821.7 1414.8 表2.2 无功补偿后工厂的计算负荷

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3 变电所位置和型式的选择

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.即在工厂平面图的下边和左侧,任作一直角坐标的X轴和Y轴,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置,例如P1(x1,y1) 、P2(x2,y2) 、P3(x3,y3)等.而工厂的负荷中心设在P(x,y),P为P1+P2+P3+…=∑Pi.因此仿照《力学》中计算重心的力矩方程,可得负荷中心的坐标:

xP1x1P2x2P3x3(Pixi) (3.1)

P1P2P3PiP1y1P2y2P3y3(Piyi) (3.2)

P1P2P3Pi y

图３.1 ××机械厂总平面图

3.1变电所位置的选择

变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。

在工厂平面图的下边和左侧，分别作一条直角坐标的x轴和y轴，然

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后测出各车间（建筑）和生活区负荷点的坐标位置p1(2.5,5.51)；p2(3.6,3.54)；p3(5.56,1.3)；p4(4,6.7)；p5(6.2,6.7)

p6(6.2,5)；p7(6.2,3.4)；p8(8.55,6.7)；p9(8.55,5)；p10(8.55,3.4)；p0(1.2,1.1)（工厂生活区），如图3-1所示：而工厂的负荷中心假设在P（x，y），其中P=P1+P2+P3…=∑Pi。仿照《力学》计算重心的力矩方程，可得负荷中心的坐标如图3-1：

xPx11P2x2P3x3P1P2P3159.22.577.63.697.25.5697.24174.36.284.96.271.26.2159.277.697.297.2174.384.971.250.48.5537.68.555.98.552401.24745.94.33 50.437.65.92401095.5PyPyPy159.25.5177.63.5497.21.397.26.7174.36.784.9571.23.4y112233P159.277.697.297.2174.384.971.21P2P350.46.737.655.93.42401.14573.64.17 50.437.65.92401095.5由计算结果可知，x=4.33 y=4.17工厂的负荷中心在2号厂房的东北角。考虑的方便进出线及周围环境情况，决定在2号厂房的东侧紧靠厂房修建工厂变电所，其型式为附设式。

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4 变电所主变压器和主结线方案的选择

4.1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有下列两种方案:

⑴装设一台主变压器 型式采用S9，而容量根据式SNTS30有1000>964.4，即选择一台S9-1000/10配电变压器。至于工厂二级负荷的备用电源，由与临近单位相连的高压联络线来承担。

⑵装设两台主变压器 形式采用S9，而每台容量根据下式选择，即：

SNT（0.6～0.7）964.4=（578.64～675.08）KVA

而且SNTS30(12)=（238.6+228.8+49.2）kVA=516.6KVA

因此选两台S9-800/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷的备用电源亦由与临近单位相联的高压联络线来承担。 4.2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以下两种主结线方案： （1）装设一台主变的主结线方案,如图4.1所示。 （2）装设两台主变的主结线方案,如图4.2所示。

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图4.1 装设一台主变压器的主结线方案 图4.2 装设两台主变压器的主结线方案

（3）两种主结线方案的技术经济比较如下表所示：

表４.1 两种主接线方案的比较

比较项目 技 术 指 标 供电安全性 供电可靠性 供电质量 灵活方便性 扩建适应性 高压开关（含计量电力变压器的综合投资额 装设一台主变的方案 满足要求 基本满足要求 由于一台主变，电压损耗略大 由于一台主变，灵活性稍差 稍差一些 由表2-8得S9-1000单价为10.76万元，而由表4-1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 查表4-10得GG-1A(F)型柜单本方案采用6台GG-1A(F)型柜，因此其综合投资约为61.53.5万元=31.5万元，比一台主变压器方案多投资10.5万元 装设两台主编的方案 满足要求 满足要求 由于两台主变并列，电压损耗略小 由于两台主变，灵活性较好 更好一些 由表2-8得S9-800单价为9.11万元，因此两台综合投资为49.11万元=36.44万元，比一台主变压器方案多投资14.92万元 经 柜）的综合投资额 价为3.5万元，而由表4-1查济 指 标 交供电部门的一次性供电贴费 电力变压器和高压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3.5万元=21万元 参照表4-2计算，主变和高压主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为7.788万元，比一台主变压器方案多耗2.895万元 贴费为28000.08万元=128万元，比一台主变压器方案多交48万元 开关柜的年运行费 开关柜的折旧和维修管理费每年为4.893万元 按800元/kVA计，贴费为10000.08万元=80万元 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，则装设一台主变的主结线方案远优于装设两台主变的主结线方案，因此决定采用装设两台主变的主结线方案。

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5 短路电流的计算

5.1绘制计算电路

图5.1 短路计算电路

5.2 确定基准值

设Sd=100MVA, UdUC,即高压侧Ud1=10.5kV，低压侧Ud2=0.4kV，I100MVAd1=

SdU=5.5kA

d13=

310.5kVISd100MVAd2=

U=30.4kV=144kA

d235.3 计算短路电流中各元件的电抗标幺值 (1)电力系统 X*1=100MVA/400MVA=0.25

(2)架空线路 查表8-36，得LJ-95的x0=0.36/km，而线路长8km故

X*=（0.368）100MVA2(10.5kV)2=2.6 (3)电力变压器 查表2-8，得U*4.5100MVAZ%=4.5,故 X3=

100800kVA=5.6，因此得 第 9 页 共 29页

则

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图5.2 等效电路

5.4 算k—1点（10.5kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流的短路容量

*（1） 总电抗标幺值 X*(k1)=X1*+X2=0.25+2.6=2.85

)*（2）三相短路电流周期分量有效值 Ik(31=Id1/X(k1)=5.5/2.85=1.9KA

（3）其他短路电流

)(3) I''(3)=I=Ik(31=1.9 KA

(3) ish=2.55I''(3)=2.551.9=4.9 KA (3) Ish=1.51I''(3)=1.511.9=2.9 KA

（4）三相短路容量

)* Sk(31=Sd/X(k1)=100MVA/2.85=35.09MVA

5.5 计算k—2点（0.4kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流的短路容量

*****(1)总电抗标幺值 X(k2)X1X2X3//X40.252.62.8=5.65 )*(2)三相短路电流周期分量的有效值 Ik(32=Id2/X(k2)=144kA/5.65=25.5kA

(3)其它短路电流

)(3)I''(3)=I=Ik(31=25.5 KA

(3)=1.84I''(3)=1.8425.5=46.9 KA ish(3)

=1.09I''(3)=1.0925.5=27.8KA Ish

)*(4)三相短路容量 Sk(32=Sd/X(k2)=100MVA/5.65=17.7MVA

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表5.1 短路的计算结果

三相短路电流/kA 短路计算点 (3) Ik三相短路容量/MVA I\"(3) (3) I(3) ish(3) IshUN k-1 1.9 1.9 1.9 4.9 2.9 35.09 l-2 25.5 25.5 25.5 46.9 27.8 17.7

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6 变电所一次设备的选择校验

6.1 10kV侧一次设备的选择校验

表6.1 10KV侧一次设备的选择校验

选择校验项目 参数 装置地点条件 数据 电压 电流 断流能力 动稳定度 (3) ish热稳定度 (3)2Itima 其它 UN 10kV I30 57.7AIk(3) 1.9kA 4.9 KA 1.91.9=6.859 2 (I1NT) 额定参数 高压少油断路器 SN10-10I/630 高压隔离开关 GN86-10/200 一高压熔断器次RN2-10 设电压互感器备JDJ-10 型电压互感器号JDZJ-10 规格 电流互感器 LQJ-10 UN 10kV 10kV IN 630A 200A Ioc 16 KA imax 40 KA 25.5 KA 2It2t 162=512 105=500 2 10kV 10/0.1kV 0.5A 50 KA 1030.13//0.1KV 310kV 100/5A 22531.8 2(900.1)21=81 0.1kA= 避雷器FS4-10 户外是高压隔离10kV 15kV 200A 二次负荷0.6 第 12 页 共 29页

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开关GW4-15G/200 表6.1所选设备均满足要求。

6.2 380V侧一次设备的选择校验

表 6.2 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 一次设备型号规格 电流互感器 LMZ1-0.5 100/5A 500V 160/5A 额定参数 低压断路器DW15-1500/3电动 低压断路器DZ20-630 低压断路器 380V DZ20-200 低压刀开关HD13-1500/30 电流互感器LMZJ1-0.5 500V 1500/5A 380V 1500A 200A 25 kA 380V 630A 30kA 参数 380V 1414.8A 19.6kA 36.1 kA 25.50.7=455.2 2电压 电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 (3)2Itima 其它 UNI30 Ik(3) (3) ish UN 380V IN 1500A Ioc 40 kA imax It2t 表6.2所选设备均满足要求。 6.3 高低压母线的选择

参照表5-25,10kV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，即母线尺寸为120mm10mm，中性母线尺寸为80mm6mm。

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7 变电所进出线以及邻近单位联络线的选择

7.1 10kV高压进线和引入电缆的选择

1.10kV高压进线的选择校验 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I1NT57.7A及室外环境温度32C，查表8-35，初选LJ-16，其35C时的Ial93.5AI30满足发热条件。

(2）校验机械强度 查表8-33，最小允许截面Amin35mm2，因此按发热条件选择的LJ-16不满足机械强度要求，故改选LJ-35。由于此线路很短，不需校验电压损耗。 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 由I30I1NT57.7A及土壤温度25C查表8-43，初选缆芯截面为Amin25mm2的交联电缆，其Ial90AI30，满足发热条件。 (2）校验短路热稳定 按式C(3)AminIM计算满足短路热稳定的最小截面 Wtima0.751900mm221.4mm2A25mm2 C77式中C值由表5-12查得；加断路器断路时间0.2s，tima按终端变电所保护动作时间0.5s，再加0.05s计，故tima0.75s。

因此YJL22-10000-3*25电缆满足要求。 7.2 380V低压出线的选择

1.馈电给1号厂房（铸造车间）的线路采用VV22-1000型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直埋地敷设。

(1）按发热条件选择 由I30359.92及地下0.8m土壤温度25C，查表8-42，初选缆芯截面240mm2，其Ial411.51AI30，满足发热条件。

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(2）校验电压损耗 由图11-1所示工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为36m，而由表8-41查得240mm2的铝芯电缆R00.1km（按缆芯工作温度75C计），

X00.07km，又1号厂房的P30159.2kW，Q30177.7kvar，因此按式

UpRqX得：

UNU159.2kW(0.10.036)177.7kvar(0.070.036)2.69V

0.38kV2.69VU%100%0.70%Ual%5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W故满足允许电压损耗的要求。 (3) 短路热稳定度校验 按式C(3)AminItima0.7519600mm2223.3mm2 C76 故选缆芯截面为240mm2的电缆，即选VLV22-1000-3 240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。

2.馈电给2号厂房（锻压车间）的线路 由于锻压车间就在变电所旁边，而且共一建筑物，因此采用的聚氯乙烯绝缘的铝芯导线BLV-1000型（见表8-30）5根（包括3根相线、一根N线、1根PE线）穿硬塑料管埋地敷设。

(1）按发热条件选择 由I30174A及环境温度（年最热月平均气温）32C，查表8-40，相线截面初选185mm2，其Ial183AI30,满足发热条件。

mm2，与相线截面相同，即选用 按规定，N线和PE线也都选为185BLV-1000-14mm2塑料导线5根穿内径25mm的硬塑管埋地敷设。

(2）校验机械强度 查表8-34，最小允许截面积Amin2.5mm2,因此上面所选

185mm2的导线满足机械强度要求。

(3) 校验电压损耗 所穿选管线，估计长18m，而由查8-38查得

R0=0.19m,kX0=0.081km,又锻压车间的P30=77.6kW,Q30=84.2kvar,因此

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中北大学信息商务学院电力系统课程设计说明书 77.6kW(0.190.018)84.2kvar(0.0810.018)U1.02V

0.38kV1.02VU%100%0.2%Ual%5%

380V故满足允许电压损耗的要求。

3.馈电给3号厂房（金工车间）的线亦采用VLV22-1000的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

(1）按发热条件选择 由I30217.6及地下0.8m土壤温度25C，查表8-42，初选缆芯截面150mm2，其Ial242AI30，满足发热条件。

(2）校验电压损耗 由图11-1所示工厂平面图量得变电所至3号厂房距离约为34m，而由表8-41查得150mm2的铝芯电缆R00.25km（按缆芯工作温度75C计），

X00.07km，又3号厂房的P3097.2kW，Q30105.2kvar，因此按式

UpRqX得：

UNU97.2kW(0.250.034)105.2kvar(0.070.034)2.83V

0.38kV2.83VU%100%0.74%Ual%5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W故满足允许电压损耗的要求。 3) 短路热稳定度校验 按式C(3)AminItima0.7519600mm2223.3mm2 C76 由于前面按发热条件所选150mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为240mm2的电缆，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。

4.馈电给4号厂房（工具车间）线路亦采用VLV22-1000的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

(1）按发热条件选择 由I30217.6及地下0.8m土壤温度25C，查表8-42，初选缆芯截面150mm2，其Ial242AI30，满足发热条件。

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(2）校验电压损耗 由图11-1所示工厂平面图量得变电所至4号厂房距离约为42m，而由表8-41查得150mm2的铝芯电缆R00.25km（按缆芯工作温度75C计），

X00.07km，又4号厂房的P3097.2kW，Q30105.2kvar，因此按式

UpRqX得：

UNU97.2kW(0.250.042)105.2kvar(0.070.042)4.31V

0.38kV4.31VU%100%1.13%Ual%5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W故满足允许电压损耗的要求。 (3) 短路热稳定度校验 按式C(3)AminItima0.7519600mm2223.3mm2 C76 由于前面按发热条件所选150mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为240mm2的电缆，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。

5.馈电给5号厂房（电镀车间）线路亦采用VLV22-1000的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

(1）按发热条件选择 由I30335.3及地下0.8m土壤温度25C，查表8-42，初选缆芯截面300mm2，其Ial347AI30，满足发热条件。

(2）校验电压损耗 由图11-1所示工厂平面图量得变电所至5号厂房距离约为64m，而由表8-41查得240mm2的铝芯电缆R00.16km（按缆芯工作温度75C计），

X00.07km，又5号厂房的P30174.3kW,Q30148.2kvar，因此按式

UpRqX得：

UNU174.3kW(0.160.064)148.2kvar(0.070.064)6.4V

0.38kV 第 17 页 共 29页

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6.4VU%100%1.68%Ual%5%

380V故满足允许电压损耗的要求。 (3) 短路热稳定度校验 按式CAminI(3)M计算满足短路热稳定的最小截面 Wtima0.7519600mm2223.3mm2 C76 故选缆芯截面为240mm2的电缆，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。

6.馈电给6号厂房（热处理车间）的线路亦采用VLV22-1000的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

(1）按发热条件选择 由I30167.76及地下0.8m土壤温度25C，查表8-42，初选缆芯截面95mm2，其Ial189AI30，满足发热条件。

(2）校验电压损耗 由图11-1所示工厂平面图量得变电所至6号厂房距离约为50m，而由表8-41查得95mm2的铝芯电缆R00.4km（按缆芯工作温度75C计），

X00.07km，又6号厂房的P3084.9kW,Q3070.6kvar，因此按式

UpRqX得：

UNU84.9kW(0.40.05)70.6kvar(0.070.05)5.1V

0.38kV5.1VU%100%1.3%Ual%5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W故满足允许电压损耗的要求。 (3) 短路热稳定度校验 按式C(3)AminItima0.7519600mm2223.3mm2 C76 由于前面按发热条件所选95mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为240mm2的电缆，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。

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7.馈电给7号厂房（装配车间）的线亦采用VLV22-1000的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

(1）按发热条件选择 由I30146.87及地下0.8m土壤温度25C，查表8-42，初选缆芯截面70mm2，其Ial157AI30，满足发热条件。

(2）校验电压损耗 由图11-1所示工厂平面图量得变电所至7号厂房距离约为56m，而由表8-41查得70mm2的铝芯电缆R00.54km（按缆芯工作温度75C计），

X00.07km，又7号厂房的P3071.2kW,Q3065.3kvar，因此按式

pRqX得： UUNU71.2kW(0.540.056)65.3kvar(0.070.056)6.34V

0.38kV6.34VU%100%1.6%Ual%5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W故满足允许电压损耗的要求。 (3) 短路热稳定度校验 按式C(3)AminItima0.7519600mm2223.3mm2 C76 由于前面按发热条件所选70mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为240mm2的电缆，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。

8.馈电给8号厂房（机修车间）线路亦采用VLV22-1000的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

(1）按发热条件选择 由I30114.6及地下0.8m土壤温度25C，查表8-42，初选缆芯截面50mm2，其Ial134AI30，满足发热条件。

(2）校验电压损耗 由图11-1所示工厂平面图量得变电所至8号厂房距离约为108m，而由表8-41查得50mm2的铝芯电缆R00.76km（按缆芯工作温度75C计），

X00.071km，又8号厂房的P3050.4kW,Q3056.1kvar，因此按式

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pRqX得： UUNU50.4kW(0.760.108)56.16kvar(0.0710.108)12.01V

0.38kV12.01VU%100%3.1%Ual%5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W故满足允许电压损耗的要求。 (3) 短路热稳定度校验 按式C(3)AminItima0.7519600mm2223.3mm2 C76 由于前面按发热条件所选50mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为240mm2的电缆，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。

9.馈电给9号厂房（锅炉房）的线路 亦采用VLV22-1000的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

(1）按发热条件选择 由I3074.8及地下0.8m土壤温度25C，查表8-42，初选缆芯截面25mm2，其Ial90AI30，满足发热条件。

(2）校验电压损耗 由图11-1所示工厂平面图量得变电所至9号厂房距离约为98m，

km（按缆芯工作温度75C计）而由表8-41查得25mm2的铝芯电缆R01.51，X00.075km，又9号厂房的P3037.6kW,Q3031.7kvar，因此按式

UpRqX得：

UNU37.6kW(1.510.098)31.7kvar(0.0750.098)15.3V

0.38kV15.3VU%100%4.01%Ual%5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W故满足允许电压损耗的要求。 (3) 短路热稳定度校验 按式C 第 20 页 共 29页

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(3)AminItima0.7519600mm2223.3mm2 C76 由于前面按发热条件所选25mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为240mm2的电缆，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。

10.馈电给10号厂房（仓库）的线路亦采用VLV22-1000的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

(1）按发热条件选择 由I309.9及地下0.8m土壤温度25C，查表8-42，初选缆芯截面4mm2，其Ial31AI30，满足发热条件。

(2）校验电压损耗 由图11-1所示工厂平面图量得变电所至10号厂房距离约为102m，而由表8-41查得4mm2的铝芯电缆R09.45km（按缆芯工作温度75C计），

X00.093km，10号厂房的P305.9kW,Q30pRqX2.8kvar，因此按式UUN得：

U5.9kW(9.450.102)2.8kvar(0.0930.102)15.04V

0.38kV15.04VU%100%3.9%Ual%5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W故满足允许电压损耗的要求。 (3) 短路热稳定度校验 按式CAminI(3)tima0.7519600mm2223.3mm2 C76 由于前面按发热条件所选4mm2的缆心截面小于Amin，不满足短路热稳定要求，故改选缆芯截面为240mm2的电缆，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。 11.馈电给生活区的线路 采用LJ型铝绞线架空敷设。

(1）按发热条件选择 由I30=344.4A及室外环境温度为32C，查表8-35，初选LJ-185,

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其32C时的Ial445AI30，满足发热条件。

2）校验机械强度 查表8-33，最小允许截面积Amin16mm2，因此LJ-185满足机械强度要求。

3）校验电压损耗 由图11-1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8-35查得LJ-185的阻抗R0=0.18km,X0=0.3km，又生活区的

P30240kW,Q30116.2kvar，因此

U240kW(0.180.086)115.2kvar(0.30.086)17.6V

0.38kV17.6VU%100%4.6%Ual%5%

380V满足允许电压损耗要求。

7.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验

采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆，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。

⑴按发热条件选择 工厂二级负荷容量共

330.6kＶＡ

而最热月土壤平均温度为25C,因此查.,9I30330.6kVA(310kV)18A表8-43，初选缆芯截面为25mm2的交联聚乙烯绝缘铝芯电缆（注：该型电缆最小芯线截面积为25mm2），其Ial90AI30,满足发热条件。

（2）校验电压损耗 由表8-41可查得缆芯为25mm的铝芯电缆的R0=1.54km (缆芯温度按80C计)，X0=0.12km，而二级负荷的P30=365.1kw，Q30=352.18kvar线路长度按2km计，因此

U365.1kW(1.542)352.18kvar(0.122)120.9V

10kV120.9VU%100%1.29%Ual%5%

10000V由此可见该电缆满足允许电压损耗要求。

（3）短路热稳定校验 按本变电所高压侧短路校验，由前述引入电缆的短路热稳定校验，可知缆芯25mm2的交联电缆是满足短路热稳定要求的。

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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表7.1所示。

表7.1 变电所进出线和联络线的型号规格

线路名称 10kV电源进线 主变引入电缆 380 V 低 压 出 线 至1号厂房 至2号厂房 至3号厂房 至4号厂房 至5号厂房 至6号厂房 至7号厂房 至8号厂房 至9号厂房 至10号厂房 至生活区 与邻近单位10kV联络线

导线或电缆的型号规格 LJ-35铝绞线（三相三线架空） YJL22-10000-325交联电缆（直埋） VV22-1000-3240+1120四芯塑料电缆（直埋） BLV-1000-1×4 铝芯线5根穿内径25mm硬塑管（直埋） VLV22-1000-3240+1120四芯塑料电缆（直埋） VLV22-1000-3240+1120四芯塑料电缆（直埋） VLV22-1000-3240+1120四芯塑料电缆（直埋） VLV22-1000-3240+1120四芯塑料电缆（直埋） VLV22-1000-3240+1120四芯塑料电缆（直埋） VLV22-1000-3240+1120四芯塑料电缆（直埋） VLV22-1000-3240+1120四芯塑料电缆（直埋） VLV22-1000-3240+1120四芯塑料电缆（直埋） 单回路，回路线LJ-185（架空） YJL22-10000-325交联电缆（直埋）

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8 变压所的防雷保护

8.1 变压所的防雷保护

（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,则应在变电缩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。如果变电所处在其他建筑物的直击雷防护范围以内时，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〈=10Ω（表9.6）。通常采用3～6根长2.5cm、Φ50mm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0.6mm。接地管间用40mm×40mm的镀锌扁钢焊接相连。引下线用25mm×4mm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，上与避雷针焊接相连。避雷针采用直径Φ20mm的镀锌圆钢，长1～1.5m。独立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有3m以上距离。 （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。其引下线采用下面与公共接地网焊接相联，上面与避雷器接地端螺栓连接。 25mm4mm的镀锌扁钢，

2）在10kV高压配电室内装设的GG-1A（F）-54型高压开关柜，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雷电波。 8.2 变电所公共接地装置的设计

（1）接地电阻的要求 按表9-6，本变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件： RE4

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且 RE式中 IE120V120V4.4 IE2710(803525)A27A

350因此公共接地装置接地电阻应满足RE4

（2）接地装置的设计 采用长2.5m、50mm的镀锌钢管数，按式（9.24）计算初选16根，沿变电所三面均匀布置（变电所前面布置两排），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。变压器室有两条接地干线、高低压配电室各有一条接地线与室外公共接地装置焊接相连。接地干线均采用采用

25mm4mm的镀锌扁钢。变电所接地装置平面布置图如图附录2所示。 接地电阻的演算：

RERE(1)nl100m2.5m3.85 n160.65满足RE4的要求。

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9 总结

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，真正做到了学以致用，并使自己的实际工程能力得到了很大的提高，为今后的工作和学习打下了很好的理论基础。

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附录A

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某厂降压变电所主接线电路图

附录B

接地装置平面布置图

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参考文献

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