總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)電氣設計案例報告目錄1引言 11.1課題背景 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3本課題研究的意義與目的 11.4本課題的研究思路與方法 12設計任務 22.1設計的內(nèi)容 22.2設計的原則 22.3設計的依據(jù) 22.3.1車間負荷情況 22.3.2供電電源情況 22.3.3車間變電所供電范圍 22.3.4車間原始數(shù)據(jù) 33負荷計算和無功功率補償 43.1負荷計算 43.2無功功率補償 74變電所主變壓器的選擇及配電方案的設計 84.1變電所主變壓器的選擇 84.2變電所配電方案的設計 95短路電流的計算 105.1繪制計算電路 105.2確定基準值 115.3計算短路電路中各元件的電抗標準值 115.4k1短路點的計算 115.5k2短路點的計算 126變電所一次設備的選擇與校驗 136.1一次設備選擇的一般原則 136.26kV側(cè)一次設備的選擇與校驗 136.2.1高壓斷路器的選擇 136.2.2高壓隔離開關的選擇 146.2.3高壓熔斷器的選擇 146.2.4電壓互感器的選擇 146.2.5電流互感器的選擇 156.2.66kV側(cè)一次設備選擇校驗表 156.3380V側(cè)一次設備的選擇與校驗 166.4高低壓母線的選擇 187變電所電線電纜和主結(jié)線選擇 187.16kV高壓進線的選擇 197.2380V低壓出線的選擇 197.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的選擇 227.4總結(jié)線方案選擇 227.4.1總結(jié)線方案設計 227.4.2總結(jié)線方案比較選擇 248防雷保護和接地裝置的設計 258.1變電所的防雷措施 258.1.1直擊雷防護 258.1.2雷電侵入波的防護 278.2變電所接地裝置的設計 27結(jié)語 28參考文獻 29附錄 311引言1.1課題背景我國的變配電設計所呈現(xiàn)的一個發(fā)展趨勢，老設備向新型設備轉(zhuǎn)型，有人值班向無人值班變配電所，交流傳輸向直流輸出轉(zhuǎn)變，而國外主要是交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變。近幾年來，隨著電氣一次側(cè)設備制造有了很大的發(fā)展，大量高性能、新型設備不斷出現(xiàn)，隨著國產(chǎn)GIS向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，運用面積不斷擴大，許多城網(wǎng)建設工程、用戶工程都考慮采用新型配電設備。該中型供配電系統(tǒng)的設計，不僅滿足用電量的需求,而且對電能質(zhì)量、供電的可靠性等方面要求也能很好的滿足。同時，該系統(tǒng)在電能節(jié)約，綠色經(jīng)濟方面有很大發(fā)展空間。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國的變配電設計所呈現(xiàn)的一個發(fā)展趨勢，老設備向新型設備轉(zhuǎn)型，有人值班向無人值班變配電所，交流傳輸向直流輸出轉(zhuǎn)變，而國外主要是交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變。1.3本課題研究的意義與目的機修廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)的電氣設計是整個機修廠設計的重要組成部分，機修廠供電工作對工業(yè)生產(chǎn)和生活用電具有十分重要的意義。所以機修廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)的電氣設計的質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品生產(chǎn)及公司的發(fā)展。目前發(fā)達國家的電力技術發(fā)展都已經(jīng)較為成熟，而我國電力行業(yè)的發(fā)展雖有了質(zhì)的飛躍，但與發(fā)達國家還有較大的差距，還有許多的問題需要解決。我國現(xiàn)在所設計的變電所具有設備落后、結(jié)構(gòu)不合理、效率較低等問題，還需要在不斷地創(chuàng)新探索中解決這一系列的問題，使電力技術的發(fā)展走向世界前沿。本次設計的目的是對自己所學的專業(yè)知識的進一步了解和運用，鍛煉獨立思考的能力，掌握設計的基本要領，為今后的工作打下良好的基礎。1.4本課題的研究思路與方法本設計為某電機修造廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)電氣的設計，該機修廠變電所為6/0.4kV總降壓變電所。機修廠有3個車間，為三班工作制，年最大有功負荷利用小時數(shù)為3500h，屬三級負荷?？偨祲鹤冸娝O在電機修造車間外南側(cè)，需給1、2、原料備件車間供電。首先分析上述資料，確定機修廠高壓側(cè)和低壓側(cè)的接線方式，然后通過負荷計算確定主變壓器的臺數(shù)、容量及型號。查詢變壓器選用導則，確定變壓器的接線方式、冷卻方式、調(diào)壓方式。確定主接線方案及配電方案后，進行短路電流計算。根據(jù)短路計算的結(jié)果，對機修廠的一次設備進行了選擇和校驗，同時完成變電所線纜的選擇、防雷保護及接地裝置的設計。2設計任務2.1設計的內(nèi)容某電機修造廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)電氣設計。2.2設計的原則要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到機修廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型，選擇變電所主結(jié)線方案及高壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖樣。2.3設計的依據(jù)2.3.1車間負荷情況本車間為三班工作制，年最大有功負荷利用小時數(shù)為3500h，屬三級負荷。2.3.2供電電源情況1）車間變電所從35/6kV區(qū)域總降壓變電所引入電源，距總降壓變電所500m。2）總降壓變電所6kV母線上的短路容量按300MVA計算。3）機修廠總總降壓變電所6kV配電出線時限過電流保護的整定時間為1.7s。4）要求車間變電所最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9。2.3.3車間變電所供電范圍車間變電所設在電機修造車間外南側(cè)，需給1、2、原料備件車間供電。表2-1車間原始數(shù)據(jù)表名稱類別供電回路代號設備容量Pc/kW需要系數(shù)Kd功率因素電機修造車間動力No.1供電回路1600.40.7No.2供電回路1400.40.7No.3供電回路1800.40.7消防No.4供電回路3610.9照明No.5供電回路80.81鍛造加工車間動力No.6供電回路1500.30.45No.7供電回路1700.30.45消防No.8供電回路3610.9照明No.9供電回路70.81原料備件車間動力No.10供電回路1500.30.5No.11供電回路1460.30.56消防No.12供電回路3610.9照明No.13供電回路100.812.3.4車間原始數(shù)據(jù)表2-1詳細列舉了3個車間各回路設備容量、需要系數(shù)和功率因數(shù)的數(shù)據(jù)。3負荷計算和無功功率補償3.1負荷計算根據(jù)該機修廠的原始資料，得出了該機修廠3個車間各回路設備容量、需要系數(shù)和功率因數(shù)的數(shù)據(jù)，如表3-1所示。表3-1車間原始數(shù)據(jù)表名稱類別供電回路代號設備容量Pe/kW需要系數(shù)Kdcosφtanφ電機修造車間動力No.1供電回路1600.40.71.02No.2供電回路1400.40.71.02No.3供電回路1800.40.71.02消防No.4供電回路3610.90.48照明No.5供電回路80.810鍛造加工車間動力No.6供電回路1500.30.451.98No.7供電回路1700.30.451.98消防No.8供電回路3610.90.48照明No.9供電回路70.810原料備件車間動力No.10供電回路1500.30.51.73No.11供電回路1460.30.561.48消防No.12供電回路3610.90.48照明No.13供電回路100.810根據(jù)表3-1的車間原始資料，在負荷計算時采用需要系數(shù)法對各個車間進行計算[1]。具體計算步驟如下：1）電機修造車間：動力：PQPQPQ消防：PQ照明：PQ2）鍛造加工車間：動力：PQPQ消防：PQ照明：PQ3）原料備件車間：動力：PQPQ消防：P照明：PQ計算該機修廠全廠的計算負荷，取同時系數(shù)KΣp=0.95,KP=0.95×(64+56+72+36+6.4+45+51+36+5.6+45+43.8+36+8)=454.32kWQ=0.97×(65.29+57.13+73.45+17.44+89.30+101.21+17.44+77.94+64.80+17.44)=552.37kvarS將計算結(jié)果列表，如表3-2所示。表3-2機修廠負荷計算表名稱類別設備容量Pe/kW需要系數(shù)Kd功率因素cosφtanφ有功功率/kw無功功率/kvar視在功率/kVA計算電流/A電機修造車間動力1600.40.71.026465.2991.43138.911400.40.71.025657.1380121.551800.40.71.027273.45102.86156.28消防3610.90.483617.444060.77照明80.8106.406.49.72鍛造加工車間動力1500.30.451.984589.30100151.931700.30.451.9851101.21113.33172.19消防3610.90.483617.444060.77照明70.8105.605.68.51原料備件車間動力1500.30.51.734577.9490136.741460.30.561.4843.864.8078.21118.83消防3610.90.483617.444060.77照明100.81080812.15總計504.8581.44取K0.635454.32552.37715.201086.643.2無功功率補償根據(jù)以上計算，可知該機修廠車間變電所變壓器低壓側(cè)的視在功率為：S此時低壓側(cè)的功率因素為：cosφ=根據(jù)該機修廠原始資料要求車間變電所最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9。由于車間變電所變壓器有功率損耗，于是取稍大于要求功率因素0.9的0.92來計算無功補償，則低壓側(cè)需裝設的并聯(lián)電容器容量為：Q=454.32×(=454.32×(1.2166-0.4260)=359.19kvar參考《供配電技術》后，決定選取BZMJ0.4-30-3型并聯(lián)電容器進行補償，所需電容器個數(shù)為：n=實際補償容量為12×30=360kvar,補償后變電所低壓側(cè)的視在功率為：S計算電流：I計算變壓器的功率損耗：??變電所高壓側(cè)的計算負荷為:PQSI補償后的功率因素為：cos將無功補償計算數(shù)據(jù)列于表3-3中，由此可見滿足設計要求。表3-3無功補償計算表項目cosφ計算負荷PQSI380V側(cè)補償前負荷0.635454.32552.37715.201086.64380側(cè)無功補償容量-360380V側(cè)補償后容量0.92454.32192.37493.37749.30主變壓器功率損耗7.429.66KV側(cè)負荷總計0.9013461.72221.97512.3049.304變電所主變壓器的選擇及配電方案的設計4.1變電所主變壓器的選擇根據(jù)機修廠的負荷性質(zhì)和供電條件，機修廠變電所用的變壓器可以有兩種方案可供選擇[3]：1）裝設一臺變壓器：變壓器容量SN.T應不小于總計算負荷Sc，即根據(jù)式SN.T≥S2）裝設兩臺變壓器：任意一臺變壓器容量SN.T應為總計算負荷Sc的60%~70%，即S結(jié)合本設計中全部負荷都為三級負荷，根據(jù)《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB50052》可知，三級負荷可由一臺變壓器直接承擔[4]。故選擇裝設一臺變壓器的方案，變壓器具體參數(shù)如下表：表4-1變壓器參數(shù)表.型號額定容量(kVA)額定電壓(kV)聯(lián)結(jié)組標號空載損耗(kW)附載損耗(kW)短路阻抗(%)空載電流(%)高壓低壓S11-M63063066.310.5110.4Yyn0Dyn110.816.204.50.64.2變電所配電方案的設計本設計中車間變電所從35/6kV區(qū)域總降壓變電所引入電源，距總降壓變電所500m，考慮采用架空線引入單電源，備用電源由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。一、二次側(cè)均采用單母線不分段接線。低壓配電方案按照《建筑設計規(guī)范GB50016》等，根據(jù)負荷的不同類型：動力、消防和照明，采用成套的設備給各個車間配電。配電系統(tǒng)圖如圖4-1所示。圖4-1變電所配電系統(tǒng)示意圖5短路電流的計算5.1繪制計算電路根據(jù)配電系統(tǒng)示意圖，繪制的短路計算電路如圖5-1所示，選擇k1、k2兩點進行短路計算[5]。圖5-1短路計算電路5.2確定基準值取基準容量Sd=100MVA，基準電壓Ud=UII5.3計算短路電路中各元件的電抗標準值1）電力系統(tǒng)X2）電纜路線查詢相關手冊得3~10kV架空線路的x0X3）電力變壓器根據(jù)變壓器參數(shù)表可知UKX繪制的等效電路圖如圖5-2所示。圖5-2等效電路5.4k1短路點的計算總電抗標幺值X三相短路電流周期分量有效值I其他短路電流IiI三相短路容量S5.5k2短路點的計算總電抗標幺值X三相短路電流周期分量有效值I其他短路電流IiI三相短路容量S計算結(jié)果列于表5-1中。表5-1短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAIIIiISk111.3111.3111.3128.8417.08123.46k218.1118.1118.1133.3219.7412.586變電所一次設備的選擇與校驗6.1一次設備選擇的一般原則一次設備的選擇是整個設計中的重要內(nèi)容，在選擇上除了要滿足在正常工作時能安全可靠的運行，還應滿足在短路故障時不至于損壞的條件，開關設備還必須具有足夠的斷流能力[6][7]。一次設備的選擇應該有以下基本步驟：1)根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件選擇設備型號。2)按工作電壓選擇電氣設備的額定電壓。3)按最大負荷時的額定電流選擇電氣設備的額定電流。4)按短路條件校驗電氣設備的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。5)斷路器等開關電器還需要校驗其斷流能力。6.26kV側(cè)一次設備的選擇與校驗6kV側(cè)額定電流：I根據(jù)短路計算結(jié)果列裝設地點電氣條件如下表：表6-16kV側(cè)裝設地點電氣條件選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性裝設地點電氣條件參數(shù)UIIiI數(shù)據(jù)6kV57.7A11.31kA28.84kA230.256.2.1高壓斷路器的選擇根據(jù)裝設地點電氣條件，查閱《供配電技術》，選擇ZN28-12/630型真空斷路器，其具體參數(shù)如下：表6-2高壓斷路器參數(shù)表型號額定電壓額定電流額定短路分斷電流額定峰值耐受電流額定短時耐受電流固有分閘時間合閘時間ZN28-1212kV630A25kA63kA25kA(4s)60ms120ms動穩(wěn)定校驗：i滿足要求。熱穩(wěn)定校驗：I滿足要求。斷流能力校驗：I滿足要求。6.2.2高壓隔離開關的選擇根據(jù)裝設地點電氣條件，選擇GN19-12/400型高壓隔離開關，其具體參數(shù)如下：表6-3高壓隔離開關參數(shù)表型號額定電壓額定電流額定峰值耐受電流額定短時耐受電流操動機構(gòu)型號GN19-1212kV400A31.5kA12.5kA(4s)CS6-1T動穩(wěn)定校驗：i滿足要求。熱穩(wěn)定校驗：I滿足要求。6.2.3高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器選擇XRNP2-7.2/0.5型熔斷器做電壓互感器短路保護[8]。由于電壓互感器二次側(cè)電流很小，故選擇XRNP2型專用熔斷器，其熔體額定電流為0.5A。具體參數(shù)如下：表6-4高壓熔斷器參數(shù)表型號額定電壓熔斷器額定電流熔體額定電流最大分斷電流XRNP2-7.27.2kV10A0.5A50kA6.2.4電壓互感器的選擇高壓側(cè)電壓互感器選擇JDZ-6型電壓互感器，具體參數(shù)見表6-5。表6-5JDZ-6型電壓互感器參數(shù)表型號額定電壓/V額定容量/VA（cosφ=0.8）最大容量/VA聯(lián)結(jié)組一次二次0.5級1級3級JDZ-6600010050802004001/1-126.2.5電流互感器的選擇高壓側(cè)電流互感器選擇LZZBJ9-12型電流互感器，具體參數(shù)見表6-6。表6-6LZZBJ9-12型電壓互感器參數(shù)表型號額定一次電流/A級次組合額定二次負荷/VA額定短時耐受電流額定峰值耐受電流0.2級0.5級10P級LZZBJ9-121500.2/10P0.5/10P508020022.5kA(1s)56.25kA動穩(wěn)定校驗：i滿足要求。熱穩(wěn)定校驗：I滿足要求。6.2.66kV側(cè)一次設備選擇校驗表綜上所述，6kV側(cè)一次設備選擇校驗表如下：表6-76kV側(cè)一次設備選擇校驗表選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性裝設地點電氣條件參數(shù)UIIiI數(shù)據(jù)6kV57.7A11.31kA28.84kA230.25一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)UIIiI高壓斷路器ZN28-12/63012kV630A25kA63kA2500高壓隔離開關GN19-12/40012kV400A-31.5kA625高壓熔斷器XRNP2-7.2/0.56kV0.5A50kA--電壓互感器JDZ-66/0.1kV電流互感器LZZBJ9-1212kV150/5A-56.25kA506.25避雷器FS4-66kV6.3380V側(cè)一次設備的選擇與校驗380V側(cè)額定電流：I根據(jù)短路計算結(jié)果列裝設地點電氣條件如下表：表6-8380V側(cè)裝設地點電氣條件選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性裝設地點電氣條件參數(shù)UIIiI數(shù)據(jù)380V909.3A18.11kA33.32kA229.6根據(jù)裝設點電氣條件及負荷分析，根據(jù)裝設位置的不同，選擇DW15-1000萬能式與CM2-225L塑料外殼式斷路器，并配置瞬時和熱脫扣器，其參數(shù)分別如表6-9、6-10所示。表6-9DW15-1000斷路器參數(shù)表型號脫扣器額定電流/A長延時動作整定電流/A短延時動作整定電流/A瞬時動作整定電流/A斷流能力/kADW15-10001000700~10003000~1000010000~2000040(30)注：括號內(nèi)為短延時動作時短路分斷電流。I其中IN.OR為脫扣器額定電流Ic為I其中Iop(i)為脫扣器瞬時動作電流，取10000AKrel為可靠系數(shù)，在這里取1.35Ipk為380V側(cè)I其中Iop(s)為脫扣器短延時時動作電流I其中Iop(l)為脫扣器長延時動作電流I其中IcsIK.max可見DW15-1000型低壓萬能式斷路器各項參數(shù)均滿足設計要求。表6-10CM2-225L參數(shù)表型號殼架等級額定電流/A脫扣器額定電流/A熱動脫扣器整定電流倍數(shù)瞬時脫扣器整定電流倍數(shù)斷流能力/kACM2-225L225125,140,160180,200,2250.8,0.9,1.05,6,7,8,9,1025瞬時脫扣器的整定：IIc取線路最大計算電流為172.19A，為滿足要求IN.ORI選擇瞬時脫扣器5倍整定倍數(shù)，I滿足設計要求。熱脫扣器的整定：IIc取線路最大計算電流為172.19A，為滿足要求IN.TRI選擇熱脫扣器1.0倍整定倍數(shù)，I可見CM2-225L型塑料外殼式斷路器各項參數(shù)均滿足設計要求。表6-11380V側(cè)一次設備選擇校驗表選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性裝設地點電氣條件參數(shù)UIIiI數(shù)據(jù)380V909.3A18.11kA33.32kA229.6一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)UIIiI低壓斷路器DW15-1000380V1000A30kV低壓斷路器CM2-225L380V225A50kA低壓刀開關HD13-1000/30380V1000A-電流互感器LMZJ1-0.5500V1000/5A-電流互感器LMZ1-0.5380V100/5A-380V所有設備選擇校驗表如表6-11所示，由于低壓刀開關及電壓、電流互感器僅需考慮電壓電流參數(shù)，無需校驗。6.4高低壓母線的選擇按照88D264《電力變壓器室布置》標準圖集規(guī)定，6~10kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的尺寸如下表：表6-126~10kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的常用尺寸（mm）變壓器容量/kVA2002503154005006308001000高壓母線40×4低壓母線相母線40×450×560×680×680×8100×8120×10中性母線40×450×560×680×6參照表6-12，6kV母線選擇LMY-3(40×4)；380V母線選擇LMY-3(80×8)+50×5。按表6-12所選擇的母線尺寸一般均滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，因此無需再進行短路校驗。7變電所電線電纜和主結(jié)線選擇為保證供電的安全、可靠和經(jīng)濟條件，選擇導線和電纜時應滿足以下條件：發(fā)熱條件、電壓損耗條件、經(jīng)濟電流密度、機械強度和短路穩(wěn)定條件[9]。本設計中先按發(fā)熱條件選擇導線和電纜的的截面，再根據(jù)已知條件校驗其電壓損耗、機械強度和短路熱穩(wěn)定度。7.16kV高壓進線的選擇采用LJ型鋁絞線架空敷設，接往6kV公共干線。按發(fā)熱條件選擇。由Ic=I校驗機械強度。根據(jù)規(guī)定，6~10kV架空裸導線的允許最小界面為35mm27.2380V低壓出線的選擇1）No.1供電回路：由于變電所設在電機修造車間外南側(cè)，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設。按發(fā)熱條件選擇。已知Ic=138.91A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35℃，查閱相關資料選擇150mm2，其Ia1校驗機械強度。根據(jù)規(guī)定，穿管敷設絕緣導線線芯的允許最小截面為2.5mm22）No.2供電回路：由于變電所設在電機修造車間外南側(cè)，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設。按發(fā)熱條件選擇。已知Ic=121.55A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35℃，查閱相關資料選擇120mm2，其Ia1校驗機械強度。根據(jù)規(guī)定，穿管敷設絕緣導線線芯的允許最小截面為2.5mm23）No.3供電回路：由于變電所設在電機修造車間外南側(cè)，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設。按發(fā)熱條件選擇。已知Ic=156.28A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35℃，查閱相關資料選擇150mm2，其Ia1校驗機械強度。根據(jù)規(guī)定，穿管敷設絕緣導線線芯的允許最小截面為2.5mm24）No.4供電回路：由于變電所設在電機修造車間外南側(cè)，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設。按發(fā)熱條件選擇。已知Ic=60.77A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35℃，查閱相關資料選擇50mm2，其Ia1校驗機械強度。根據(jù)規(guī)定，穿管敷設絕緣導線線芯的允許最小截面為2.5mm25）No.5供電回路：由于變電所設在電機修造車間外南側(cè)，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設。按發(fā)熱條件選擇。已知Ic=9.72A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35℃，查閱相關資料選擇2.5mm2，其Ia1校驗機械強度。根據(jù)規(guī)定，穿管敷設絕緣導線線芯的允許最小截面為2.5mm26）No.6供電回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設。按發(fā)熱條件選擇。由Ic=151.93A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35℃，查閱相關資料選擇95mm2短路熱穩(wěn)定度校驗。滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：A所選導線截面小于最小截面，所以重新選擇截面為240mm2的聚氯乙烯電纜，即VLV22-1000-3×240+1×1207）No.7供電回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設。按發(fā)熱條件選擇。由Ic=172.19A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35℃，查閱相關資料選擇120mm2短路熱穩(wěn)定度校驗。滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：A所選導線截面小于最小截面，所以重新選擇截面為240mm2的聚氯乙烯電纜，即VLV22-1000-3×240+1×1208）No.8供電回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設。按發(fā)熱條件選擇。由Ic=60.77A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35℃，查閱相關資料選擇16mm2短路熱穩(wěn)定度校驗。滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：A所選導線截面小于最小截面，所以重新選擇截面為240mm2的聚氯乙烯電纜，即VLV22-1000-3×240+1×1209）No.9供電回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設。計算結(jié)果同上，纜芯截面取240mm2即VLV22-1000-3×240+1×12010）No.10~No.13供電回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設。計算結(jié)果同上，纜芯截面取240mm2即VLV22-1000-3×240+1×120表7-1變電所進出線和聯(lián)絡線的型號規(guī)格線路名稱導線或電纜的型號規(guī)格6kV電源進線LJ-35鋁絞線（三相三線架空）380V低壓出線No.1供電回路BLV-1000-1×150鋁芯線5根穿內(nèi)徑100mm硬塑管No.2供電回路BLV-1000-1×120鋁芯線5根穿內(nèi)徑100mm硬塑管No.3供電回路BLV-1000-1×150鋁芯線5根穿內(nèi)徑100mm硬塑管No.4供電回路BLV-1000-1×50鋁芯線5根穿內(nèi)徑50mm硬塑管No.5供電回路BLV-1000-1×2.5鋁芯線5根穿內(nèi)徑20mm硬塑管No.6供電回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）No.7供電回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）No.8供電回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）No.9供電回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）No.10供電回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）No.11供電回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）No.12供電回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）No.13供電回路VLV22-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）高壓聯(lián)絡線YJL22-1000-3×25交聯(lián)電纜（直埋）7.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的選擇高壓聯(lián)絡線采用YJL22-1000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設，與鄰廠的配電所6kV母線相聯(lián)[10]。按發(fā)熱條件選擇。機修廠總負荷容量Sc=715.2kVA，Ic=Sc校驗電壓損耗。查表可得該電纜的R0=1.54Ω/km，ΔU=?U%=滿足電壓損耗要求。綜上所述該變電所進出線和聯(lián)絡線的導線和電纜型號規(guī)格如表7-1所示。7.4總結(jié)線方案選擇7.4.1總結(jié)線方案設計對于電源進線電壓為35KV及以上的大中型機修廠，通常是先經(jīng)機修廠總降壓變電所降為6—10KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓設備所需的電壓。總降壓變電所主結(jié)線圖表示機修廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關等）及其連接線組成，通常用單線表示。主結(jié)線對變電所設備選擇和布置，運行的可靠性和經(jīng)濟性，繼電保護和控制方式都有密切關系，是供電設計中的重要環(huán)節(jié)。一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如下這種主結(jié)線，其一次側(cè)的QF10跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷機修廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），即可由WL2恢復對變壓器T1的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖(下圖)，這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10也跨接在兩路電源進線之間，但處在線路斷路器QF11和QF12的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負荷的機修廠。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用的場合有所不同。如果某臺變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），使兩路電源進線又恢復并列運行。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負荷變動較大、適用經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行結(jié)線時，也宜于采用這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不通過進線斷路器QF11、QF12，這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護的整定都極為有利。由于需要裝設兩臺主變壓器，所以可設計下列兩種主結(jié)線方案：（1）一條電源進線的主結(jié)線方案如圖7-1示（10kV側(cè)主結(jié)線從略）（2）兩條電源進線的主結(jié)線方案如圖7-2示（10kV側(cè)主結(jié)線）圖7-1機修造廠總降壓變電所一條電源進線的主結(jié)線方案圖7-2電機修造廠總降壓變電所兩條電源進線的主結(jié)線方案7.4.2總結(jié)線方案比較選擇表7-2兩種主結(jié)線方案的比較比較項目一條電源進線的主結(jié)線方案兩條電源進線的主結(jié)線方案技術指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量兩臺主變并列，電壓損耗小兩臺主變并列，電壓損耗小靈活方便性由于只有一條電源進線，靈活性稍差由于只有兩條電源進線，靈活性較好擴建適應性稍差一些更好一些經(jīng)濟指標電力變壓器綜合投資額由資料查得SL7-6300/60單價為30.35萬元，而又查得變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資為2×30.35萬元＝60.7萬元由資料查得SL7-6300/60單價為30.35萬元，而又查得變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資為2×30.35萬元＝60.7萬元高壓開關柜（含計量柜）的綜合投資額查資料得JYN1-60型柜按每臺10萬元計，其綜合投資按設備價1.5倍計，因此其綜合投資約為10×1.5×10萬元＝150萬元本方案采用14臺JYN1-60型柜，其綜合投資額約為14×1.5×10萬元＝210萬元，比一條電源進線的方案多投資60萬元電力變壓器和高壓開關柜的年運行費參照資料計算，主變和高壓開關柜的折舊和維修管理費每年為12.035萬元主變和高壓開關柜的折舊和維修管理費每年為15.635萬元，比一條電源進線的方案多耗3.6萬元從表7-2可以看出，雖然按經(jīng)濟指標，一條電源進線的主結(jié)線方案遠優(yōu)于兩條電源進線的主結(jié)線方案，但是按技術指標，兩條電源進線的主結(jié)線方案優(yōu)于一條電源進線的主結(jié)線方案。為了給機修廠的正常生產(chǎn)提供更加穩(wěn)定、可靠的電源，所以決定采用兩條電源進線的主結(jié)線方案。正常工作時60kV側(cè)母線中間分段，兩電源分別同時給兩變壓器供電。當一條電源進線出現(xiàn)故障時，利用60kV母線的聯(lián)絡線，把60kV側(cè)母線連通，用另外一條電源進線給兩個變壓器供電。這樣不僅提高了供電的可靠性，而且靈活性也增強了，給電力系統(tǒng)的維護和維修帶來了安全和方便。雖然這樣投資高了不少，但是是十分值得的。8防雷保護和接地裝置的設計8.1變電所的防雷措施8.1.1直擊雷防護根據(jù)GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》要求，變電所應裝設避雷針以防護直擊雷。如果變電所處在相鄰的建筑物防雷保護范圍以內(nèi)時，可不再裝設避雷針或避雷帶[11]。在變電所屋頂裝設避雷針或避雷帶，并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。由于變電所有露天配電裝置，應在變電所外面的適當位置裝設獨立避雷針，其裝設高度應使其防雷保護范圍包括整個變電所。按規(guī)定，獨立避雷針的接地裝置接地電阻Rsh≤10Ω。通常采用3～6根長2.5m、φ50mm的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一排或多邊形排列，管間距離5m，打入地下，管頂距地面0.6m。接地管間用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用25mm×4mm的鍍鋅扁鋼，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用φ20mm的鍍鋅圓鋼，長1～1.5m。獨立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應有3m以上距離。在35kV架空進行上，架設1～2kM的避雷線，以消除近區(qū)進線上的雷擊閃絡，避免其引起的雷電侵入波對變電所電氣裝置的危害。獨立避雷針與變電所應保持一定的水平間距SS0且 S0式中Rsh為避雷針的沖擊接地電阻(Ω)h為避雷針檢驗點高度(m)。獨立避雷針的接地體與變電所的接地體也應保持一定的水平間距SESE且 SE本設計中變電所長、寬、高分別設計為15m、10m、10m，獨立避雷針與變電所水平間距取5m。獨立避雷針高度取25m，采用折線法計算避雷針在10m高度的保護半徑：r而變電所在hxr=所以高度為25m的避雷針能夠保護該變電所。按照《供配電設計》