某工厂10kv车间变电所电气部分设计06.docx

新开源2﹟车间专用变电所10KV电气一次设计

摘 要

本设计的题目为“某工厂10kV车间变电所电气部分设计”。设计的主要内容包括：变电所的位置与形式；主变台数、容量、型号；电气主接线方案设计；短路电流计算；负荷计算；无功功率补偿；电气设备选择及校验（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器）；低压配电网络设计、连接方式；导线截面选择及线损计算等。选择继电保护装置，防雷保护和接地装置方案及设计，10/0.4kV变电所主变压器选择；配电装置设计；继电保护规划设计；防雷保护设计等。其中还对变电所的主接线通过CAD制图直观的展现出来。
本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出符合当前要求的变电所。
本变电所对低压侧负荷的统计计算采用需要系数法；为减少无功损耗，提高电能的利用率，本设计进行了无功功率补偿设计，使功率因数从0.74提高到0.96；短路电流的计算包括短路点的选择及其具体数值计算；而电气设备选择采用了按额定电流选择，按短路电流计算的结果进行校验的方法；继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设计计算；配电装置采用成套配电装置；本变电所采用避雷针防直击雷保护。

关键词： 负荷计算，短路电流计算，继电保护，接地装置，变压器

目录

前　言 1
第1章 任务说明 3
1.1 设计要求 3
1.2 车间概况及设备平面布置图 3
1.3 负荷情况 3
1.4 供电电源情况 4
1.5 电价计算 4
1.6 建设期用电 4
1.7气象、地质水文资料 4
第2章 机加工车间的负荷计算 5
2.1 负荷计算 5
2.2 无功功率补偿 7
第3章 工厂变电所的设备选择及主接线设计 9
3.1 总降压变电所位置的确定 9
3.2 变压器数量及容量的选择 9
3.3 变电所的电气主接线的选择 10
3.3.1 变电所主接线的选择 10
3.3.2 变电所主接线方案的绘制 11
第4章变电所的短路电流计算 13
4.1 短路电流计算的目的及方法 13
4.2 短路电流计算 13
4.2.1 绘制计算电路图 13
4.2.2 确定基准值 14
4.2.3 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 14
4.2.4 k-1故障点的短路电流计算 15
4.2.5 k-2故障点的短路电流计算 16
第5章 变电所一次设备的选择校验 17
5.1 变电所高压一次设备的介绍 17
5.2 一次设备的选择与校验的条件和项目 17
5.3 变电所10kV一次设备的选择与校验 19
5.5 高压母线的选择 23
第6章 变电所进出线与邻近单位联络线的选择 24
6.1 导线和电缆截面选择时满足的条件 24
6.2 10kV高压进线的选择校验 24
6.2.1 10kV高压进线与邻近单位联络线的选择 25
6.2.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择 25
第7章 变电所队继电保护装置的选择 30
7.1继电保护的概念 32
7.1.1继电保护的定义及组成 32
7.1.2继电保护装置装置的基本要求 32
7.2 电力变压器的继电保护装置 33
7.2.1变压器的瓦斯保护 34
7.2.2 变压器的电流保护 35
7.2.2 变压器的差动保护 35
第8章 变电所的防雷保护与接地装置的设计 36
8.1变电所的防雷保护 36
8.1.1 直击雷防护 36
8.1.2 雷电侵入波的防护 36
8.2 变电所保护接地的设计 37
8.2.1 接地与接地装置 37
8.2.2保护接地的分类及应用 37

变电所(substation)是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。变电所(substation)就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、以及输配电线路和主要电气设备的保护。
无论国内国外，还是从管理方、运行方及设计单位对于变电站实现综合自动化均取得了共识。变电站综合自动化也采用了新的技术全分散式变电站自动化系统和先进的网络技术。
本课题设计了一个某工厂的供电系统，再满足工厂供电设计中安全、可靠、灵活、经济的基本要求的前提下，首先根据全厂和车间的用电设备情况和生产工艺要求，进行了负荷计算，通过功率因数的计算，进行无功补偿设计(包括无功补偿容量计算和补偿设备选择、校验)，确定了工厂的供电方案，通过技术经济比较，确定了供电系统的主接线形式，选择了主变压器的台数和容量。
其次，本文设计了厂区供电和配电网络，进行了车间变电所以及车间配电系统和车间电气照明设计，按照经济电流密度法，选择了合适的导线和电缆，通过合理设置短路点，进行正确的短路电流计算，进行了主要电气设备的选型和校验。
最后，本文还进行了电力变电压器和主要电力线路的继电保护设计。
通过上述设计，基本确定了某机加工厂内部的供配电系统，并且在本设计中，尽可能选择低损耗电气设备，以节约电能，体现了节能环保的设计思想。
工厂供电设计必须遵循的一般原则：
(1) 工厂供电设计必须遵守国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约能源、节约有色金属等经济技术政策。
(2) 工厂供电设计应做到保障人身和设备的安全、供电可靠。电能质量合格。技术先进和经济合理，设计中应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。
(3) 工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。
(4) 工厂供电设计应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性[1]。
表0-1示出了工厂供电设计依据的主要设计规范。

表0-1 工厂供电设计依据的主要设计规范
序号
规范代号
规范名称
1
GB50052-2009
供配电系统设计
2
GB50053-94
10kV及以下变电所设计
3
GB50054-2011
低压配电设计
4
GB50055-93
通用用电设备配电设计
5
GB50057-94
建筑物防雷设计
6
GB50059-92
35~110kV变电所设计
7
GB50060-92
3~110kV高压配电装置
8
GB50061-97
66kV及以下架空电力线路设计

第1章 任务说明
1.1 方案论证
1. 根据设计题目的要求，适当考虑工厂生产、发展的实际情况，按照安全、可靠、经济、灵活的原则，确定设计方案并进行了方案论证.
2.选择继电保护装置，防雷和接地装置方案及设计；
3. 参考工程设计手册和其他参考书，按规范要求作出设计说明，绘出设计图样并进行设备选型。
1.2 车间概况及设备平面布置图
新开源2#车间为全框架钢结构车间，长150米、宽68 米、高14 米，车间内共四跨，每跨宽 米全通透，每跨配有行车四台，2台16T，2台5T。共16台。车间内用电设备主要为中频电加热设备、电辅助加热气体加热炉 以及冲压、锻压设备，其余设备为一般机加工及焊接设备。设备按照生产工艺要求摆放，同类设备多在同一区域，车间分区比较明确。如图1-1：

图1-1 车间平面简图

1.3 负荷情况
低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明设备为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计参见下表1-1。供电部门对功率因数的要求值：10kV供电时，。车间的用电设备（所在位置见附1）情况如下：

序号
名称
规格型号
台数
单台容量
总容量
1
推弯机
219
1
240
240
2
推弯机
D426
1
200
200
3
液压机
B315
1
22
22
4
液压机
X500
1
64
64
5
液压机
B315
1
22
22
6
热处理炉

1
60
60
7
加热炉
RX120
1
150
150
8
天然气加热炉
RX120
1
9
天然气加热炉
RX120
1
10
挤压三通液压机
4000T
1
132
132
11
挤压三通液压机
114T
1
52.5
52.5
12
照明组

13
电动坡口机
Q1260-1
3
14
42
14
电动坡口机
STPG-800
1
18
18
15
电动坡口机
D426
1
15
15
16
电动坡口机
D270
1
10
10
17
车床
C630-1
3
7.5
22.5
18
车床
C620-1B
1
10
10
19
车床
618
1
10
10
20
牛头刨床
B650
1
7.5
7.5
21
钻床
ZX50C-II
1
4
4
22
天车
5T
8
15
180
23
天车
16T
8
25
100
24
电焊机
ZX7-500
8
40
320
25
空气压缩机
V0.6/12.5
1
40
40
26
等离子切割机

1
200
200
27
焊条烘干机

1
30
30
28
电焊机
BX1-400A
1
30
30
29
整口机
219-273
1
7.5
7.5
30
整口机
325-377
1
7.5
7.5
31
整口机
406-426
1
7.5
7.5
32
整口机
480-630
1
10
10
33
自动抛光机
Q376
1
28
28
34
自动抛光机
Q37B
1
12
12

1.4 供电电源情况
工厂东北方向3公里处有新建110KV老井变电站，110/35/10kV，1×40MVA变压器一台作为工厂的主电源，允许用35kV或10kV中的一种电压向工厂供电。35kV侧系统的最大三相短路容量为1500MV·A，最小三相短路容量为1000 MV·A。10kV侧系统的最大三相短路容量为450MV·A，最小三相短路容量为200 MV·A.
1.5电价计算
供电部门实行两部电价制。
1>:基本电价：按变压器安装容量每1kV·A，20元/月计费；
2>:电度电价：供电电压为35kV时，β=0.62元/（kWh）；供电电压为10kV时，β=0.65元（kWh）。
1.6建设期用电：
建设初期用电取自红山乡坡地村0.4kv低压配电线路， 建设后期及生产调试用电取自2#车间变电所，变压器容量统筹考虑。
1.7 气象、地质水文资料
本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为17℃，年最低气温为-8℃。年雷暴天数约为20天。
本厂所在地区，地层以砂质粘土为主。
第2章 机加工车间的负荷计算
2.1 负荷计算
我国目前普遍采用的确定设备计算负荷的方法有需要系数法和二项式法两种，而前者应用最为普遍。
需要系数法：用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算计算负荷。当用电设备台数较多、各台设备容量相差不甚悬殊时，通常都采用需要系数法计算；
二次项系数法：将符合分为基本负荷和附加负荷，后者考虑一定数量大容量设备影响。当用电设备台数少而容量相差悬殊，用二项式法计算[1-3]。
本设计结合实际情况，采用需要系数法确定。
主要计算公式有：
有功计算负载：
无功计算负载：
视在计算负载：
计算电流：
各用电车间负荷计算结果如表2-1所示

表2-1 车间负荷计算表
编号
名称
类别
各机械组代号
设 备
容量Pe/kW
需要系数
Kd

cos

Tan

计算负荷
PN
/kW
Q30
/kvar
S30
/kVA
I30/A
1
机加工

动

力

No.1
180
0.7
0.95
0.33
126
41.6
132.6
201.5
No.2
75
0.65
0.94
0.36
48.8
17.6
51.9
78.8
No.3
154.7
0.43
0.92
0.43
66.5
28.6
72.3
109.9
No.4
35.2
0.2
0.5
1.73
7.0
12.2
14.0
21.3

续表2-1 车间负荷计算表

车间

No.5
48.6
0.2
0.5
1.73
9.7
16.8
19.4
29.5
小
计
-
493.5
-
-
-
258
116.6
290.3
441.1
2
铸造车间
动

力
No.6
182
0.4
0.9
0.48
72.8
34.9
80.9
122.9
No.7
156
0.68
0.88
0.54
106
57.3
120.5
183.0
No.8
187
0.49
0.78
0.80
91.6
73.3
117.5
178.5
照明
No.9
12
0.36
0.88
0.54
4.3
2.3
4.9
7.5
小计
-
537

274.7
167.8
321.9
489.1
3

铆焊车间
动力
No.10
159
0.3
0.45
2.0
47.7
95.4
106
161.1
No.11
135
0.3
0.45
2.0
40.5
81
90
136.7
照明
No.12
8
0.36
0.88
0.54
2.9
1.6
3.3
5.0
小计
-
302
-
-
-
91.1
178
199.3
302.8
4

电修车间
动力
No.13
180
0.3
0.5
1.73
54
93.4
108
164.1
No.14
147
0.3
0.56
1.48
44.1
65.2
78.8
119.7
照明
No.15
10
0.36
0.88
0.54
3.6
1.9
4.1
6.2
小计
-
337
-
-
-
101.7
160.5
190.9
290
总计
(380V侧)
全部线路
1669.5
-
-
-
725.5
622.9
1004.3
1525.8
取，
653
591.8
881.3
1339

由前面统计结果，取，，计算总有功计算负荷，总无功计算负荷，总的视在计算负载，总的计算电流：

最大负荷时的功率因数：
计算的结果同样填入上表。

2.2 无功功率补偿
供电部门对功率因数的要求为当以35kV供电时，cosΦ≥0.85，以10kV供电时，cosΦ≥0.90。
基于此，我们取cos应大于0.9。而由上面计算可知，低于0.9，因此必须进行无功补偿[1-3]。
考虑到变压器本身的无功功率损耗ΔQT远大于其有功功率耗损ΔPT,一般，因此，在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90，这里取。
要使低压侧功率因数由0.74提高到0.92，低压侧需装设的并联电容容量为：

=
=313.4 kvar，取QC = 450 kvar
参考附图2可知，选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容可选用BWF6.3-50-1型。
因此，其电容器的个数为：。
由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，经计算，取9个正好。
无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：

变压器的功率损耗为是

变电所高压侧的计算负荷为

无功率补偿后，工厂的功率因数为

即工厂的功率因数
因此，符合本设计的要求。
无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表2-2所示。

表2-2 无功补偿后工厂的计算负荷
项 目
cos
计 算 负 荷
PN/kW
Q30/kvar
S30/kVA
I30/A
380V侧补偿前负荷
0.74
653
591.8
881.3
1339
380V侧无功补偿容量
-
-
450
-
-
380V侧补偿后负荷
0.98
653
141.8
668.2
1015.2
主变压器功率消耗
-
10
40
-
-
10kV侧负荷总计
0.96
663
181.8
687.5
39.7
第3章 工厂变电所的设备选择及主接线设计

3.1 总降压变电所位置的选择
变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。工厂的负荷中心按功率矩法来确定。结合本厂的实际情况，这里变电所采用独立变电所。其设立位置参见图3-1。图中亦标出了各车间距离变电所的距离。

图3-1 厂区供电线缆规划图

3.2 变压器台数及容量的选择
1. 变压器台数和容量的选择依据
主变压器台数应根据符合特点和经济运行要求进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器。
(1) 大量一级或二级负荷。
(2) 合变化较大，适于采用经济运行方式。
(3) 中负荷较大，例如大于1250kVA。
其他情况下宜装设一台变压器
2. 工厂的负荷特性和电源情况，工厂变电所的主变压器可有下列两种方案：
(1) 设一台主变压器
采用型号为S9型，容量根据式，即采用一台S9-800/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。
(2) 设两台变压器
采用S9型变压器，每台的容量按下列公式选择：

而且
因此选两台S9-500/10型低损耗配电变压器。二级负荷的备用电源由与邻近单位相联的高压联络线来承担。
由于该厂的负荷含二级负荷，且二级负荷容量较大，对电源的供电可靠性要求高，在经济条件允许的条件下应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选两台变压器。
主变压器的联结组别均采用Yyn0。高压开关柜选用GG-1A(F)型[3,4]。
3.3 变电所主接线的选择
3.3.1 变电所主接线的选择原则
1. 变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是变电所电气部分的主体，对变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。
2. 在选择电气主接线时的设计依据
(1) 变电所所在电力系统中的地位和作用。
(2) 变电所的分期和最终建设规模。
(3) 负荷大小和重要性。
(4) 系统备用容量大小。
3. 主接线设计的基本要求：
(1) 安全性：安全包括设备安全和人身安全。
(2) 可靠性：可靠就是变电所的主接线应能满足各级负荷对供电可靠性的要求。
(3) 灵活性：灵活就是在保障安全可靠的前提下主接线能够适应不同的运行方式。
(4) 经济性：满足以上要求的前提下，尽量降低建设投资和年运行费用[2,3,5]。
3.3.2 变电所主接线方案的选择
母线制是指电源进线与各馈出线之间的连接方式。常用的母线制主要有三种：单母线制，单母线分段制和双母线分段制。
方案Ⅰ：高、低压侧均采用单母线分段。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 ，供电可靠性相当高，可供一、二级负荷。缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。
方案Ⅱ：单母线分段带旁路。优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。
方案Ⅲ： 高压采用单母线、低压单母线分段。优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。
以上三种方案均能满足主接线要求，但第三种最经济，因此优先考虑。但可靠性较低，但如果高低压侧有与其他的变电所相连的联络线时，则供电可高性将得到大大的提高。
因此最终方案是高压侧采用单母线，低压侧单母线分段，同时旁路加上与其他的变电所相连的联络线。
主接线电路图如图3-2所示。

图3-2 某车间变电所主接线电路图
第4章 工厂供、配电系统短路电流计算
4.1 短路电流计算的目的及方法
所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。
短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。
进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。
4.2 短路电流计算
短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺值法两种。该设计采用标幺值法计算短路电流。
在标幺值法中，参与运算的物体量均用其相对值。因此标幺值的概念是：

所谓的基准值是衡量某个物理量的标准或尺度。
4.2.1 绘制计算电路图
短路点k-1，k-2取变压器两侧。因此短路计算电路图如图4-1所示。

图4-1 短路计算电路
4.2.2 确定基准值
设，，低压侧，则基准电流：

4.2.3 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1. 电源的电抗标幺值
由任务资料断路器容量为，因此

2. 架空线路的电抗标幺值
架空线路初选LJ-120，验证在第6章进行。假设架空线路线间几何均距为1500mm，则由附录表14可查得，而线路长5km，故架空线路的的电抗标幺值为

3. 电力变压器的电抗标幺值
根据第3章3.1节中对变压器台数和容量的选择结果，本设计中选择2台型号为S9-500/10 的变压器，查附表1可得，其短路电压百分数，因此

绘短路等效电路图如图4-2所示，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标明了短路计算点。

图4-2 短路等效电路图

4.2.4 k-1故障点的短路电流计算
1. 总电抗标幺值

2. 三相短路电流周期分量有效值

3. 其他短路电流

4. 三相短路容量

4.2.5 k-2故障点的短路电流计算
1. 总电抗标幺值

2. 三相短路电流周期分量有效值

3. 其他短路电流

4. 三相短路容量

计算结果综合如表4-2所示[1-7]。
表4-2 短路计算结果
短路计算点
三相短路电流/kA
三相短路容量/MVA

k－1
2.9
2.9
2.9
7.4
4.4
52.1
k－2
24.3
24.3
24.3
44.8
26.5
16.9
第5章 变电所一次设备的选择校验

5.1 变电所高压一次设备的介绍
变电所的电气设备分为一次设备和二次设备。
高压开关柜是变电所的主要一次成套设备。为了实现对符合的灵活控制和保障操作人员、供电系统和电气设备的安全，在配电给各个用电设备组的馈出线的出口处，必须设置相应的操作开关、保护设备和测量设备，而这些设备通常装设在与各条馈出线相对应的配电开关柜中，以便装配、操作和维护。
下面介绍主要的一次设备和用途。
1. 高压断路器 供电系统中最重要的开关电器之一。线路正常时，用来通断负荷电流；线路短路时，在保护装置的作用下用来切断巨大的短路电流。断路器具有很好的灭弧装置和较强的灭弧能力。
2. 隔离开关 没有灭弧装置，仅当电气设备停电检修时，用来隔离电源，造成一个明显的断开点。
3. 熔断器 线路或设备故障时，用于切断强大的短路电流。
4. 避雷器 避雷器主要用来抑制架空线路和母线上的雷电过电压和操作过电压保护电气设备免受损害。
5. 静电电容器 主要用于补偿无功功率。
6. 电流互感器 将主回路中的大电流变换成小电流信号，供计量和继电保护用。
7. 电压互感器 将高电压变换成低电压，供计量和继电保护用[1-8]。
5.2 一次设备的选择与校验的条件和项目
1. 按正常工作条件，包括电压、电流、频率、开断电流等选择。
(1) 工作电压选择 设备的额定电压UN﹒e不应小于所在线路的额定电压UN，即。
(2) 工作电流选择 设备的额定电压IN﹒e不应小于所在线路的额定电压IN，即。
(3) 按断流能力选择
设备的额定开断电流I0c或断流容量Soc不应小于设备分段瞬间的短路电流有效值Ik或短路容量Sk，即，。
2. 按短路条件进行动稳定和热稳定的校验。
隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验：
(1) 动稳定校验条件
或
式中 、—开关的极限通过电流（动稳定电流）峰值和有效值（单位为kA）；
、—开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值（单位为kA）。
(2) 热稳定校验条件

式中 —开关的热稳定电流有效值（单位为kA）；
t—开关的热稳定试验时间（单位为s）；
—开关所在处的三相短路稳态电流（单位为kA）；
—短路发热假想时间（单位为s）。
短路发热假想时间tima一般按下式计算

在无限大容量系统中，由于，因此
式中 tk—短路持续时间，采用该电路主保护动作时间加对应的断路器全分闸时间。当时，。
电流互感器的短路稳定度校验：
(1) 动稳定校验条件
或
(2) 热稳定校验条件
或
3. 考虑电气设备运行的环境以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。
4. 按各类设备的不同特点和要求如断路器的操作性能、互感器的二次负荷和准确级等进行选择[3,9]。
选择一次设备时应校验的项目如表5-1所示。
表5-1 选择一次设备的校验项目
一次设备名称
额定电压
额定电流
断流容量
短路电流校验
环境条件
其他
动稳定
热稳定
熔断器
√
√
√

√

高压隔离开关
√
√

√
√
√
操作性能
高压断路器
√
√
√
√
√
√
操作性能
低压刀开关
√
√
√
×
×
√
操作性能
低压断路器
√
√
√
×
×
√
操作性能
电流互感器
√
√

√
√
√
操作性能
电压互感器
√
—

√
操作性能
母线

√

√
√
√

电缆
√
√

√
√

备注
表中“√”表示必须校验项目。
5.3 变电所10kV侧一次设备的选择
电气设备的选择与校验
1.断路器
在选择高压断路器时，除了考虑其额定电压、额定电流及动稳定和热稳定等因素外，还应校验其断流容量。
（1）按工作环境选型
（2）按正常工作条件选择断路器的额定电压及额定电流

根据机械厂所在地区的外界环境，高压侧采用GG-1A(F)型户内移开式交流金属封闭开关设备。其内部高压一次设备根据本厂需求选取，假设继电保护都做时间为1.1s，断路器短路时间为0.2s，初选设备：
高压断路器： SN10-10I；高压熔断器：RN1-10/50
高压隔离开关：-10T/200；
避雷器：FS4-10 电流互感器：LQJ-10/0.5；电压互感器：JDZ-10
因为继电保护都做时间为1.1s，断路器短路时间为0.2s，所以tima=tk=1.3。因此由上述一次设备验证条件可知：
高压断路器SN10-10I：查附录表2可知额定电压为10kV，额定电流630A，额定开断电流16kA，极限通过电流40kA，热稳定电流16kA。本设计中，，。根据5.2节中高压断路器的验证条件则；；； ；。因此符合条件。
高压隔离开关：查附录表3可知额定电压为10kV，额定电流200A,动稳定电流峰值为25.5kA，热稳定电流为10kA。本设计中，，。根据5.2节中高压隔离开关的验证条件则： ；；；。因此符合条件。
电流互感器LQJ-10：查附录表8可知额定电压为10kV，额定电流一次100A,二次5A，1s热稳定倍数90，动稳定倍数225。本设计中，，。根据5.2节中电流互感器的验证条件则： ；；
动稳定校验条件：

热稳定校验条件：
。因此均满足条件。
高压熔断器：查附录表6可知RN1-10/50：额定电压10kV，额定电流50A，熔体电流40A。本设计中，，根据5.2节中电流互感器的验证条件则： ；； 因此满足条件
表 5-2 变电所10kV侧一次设备的选择校验表
选择校验项目
电压
电流
断流能力
动稳定度
热稳定度
装置地点条件
参数
UN
I30
Ik
ish

数据
10kV
39.7
2.9kA
7.4 kA

额定参数
UN
IN
Ioc
imax

高压少油断路器SN10-10I
10KV
630
16kA
40kA
332.8
电流互感器LQJ-10
10KV
100/5A
_
31.8
9
避雷器FS4-10
10KV
_
_
_
_
高压隔离开关
10KV
200A
_
25.5kA
130
电压互感器JDZ2-10
10/0.1KV

_
_
_
_
表5-2所选设备均满足要求。
5.4 变电所380V低压一次设备的选择
初选设备：低压断路器DW15-1500；低压断路器DZ20-630；
低压熔断器RT0-1000；低压刀开关HD13-1500/3；
电流互感器LMZJ1-0.5；电流互感器LMZ1-0.5
低压断路器DW15-1500：查附表4可知额定电压为380V，脱扣器额定电流1500A，额定开断电流40kA。此断路器装在总线端，总。据5.2节中高压断路器的验证条件则：；；。因此符合条件。
低压断路器DZ20-630：查附表5可知额定电压为380V，脱扣器额定电流630A，额定开断电流30kA，极限通过电流40kA，热稳定电流16kA。此断路器装在各车间线端，各分车间的电流都不大于500A。据5.2节中低压断路器的验证条件则：；；； ；。因此符合条件。
电流互感器LMZJ1-0.5：查附表10可知额定电压为380V，额定电流1000~3000A，极限通过电流和热稳定电流书中用“—”表示，不必验证。此断路器装在总线端，根据上述验证条件：；；因此符合条件。
低压熔断器RT0-1000：查附表7可知额定电压为380V，额定电流1000A，额定开断电流50kA。此断路器装在总线及各车间线端，据5.2节中低压熔路器的验证条件则：；；。因此符合条件。
电流互感器LMZ1-0.5：查附表10可知额定电压为380V，额定电流5~400A，极限通过电流和热稳定电流书中用“—”表示，不必验证。此断路器装在各车间端，据5.2节中高压断路器的验证条件则：；。因此符合条件。
表 5-3 变电所380V侧一次设备的选择校验表
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
UN
I30

数据
380V
总1015.2
24.3KA
44.8KA

额定参数
UN
I30
Ioc
imax

低压断路器DW15-1500/3
380V
1500A
40kA
—
—

低压熔断器DZ20-200
380V
200A
50k
A
—
—

低压断路器DZ20-630
380V
630A
30kA
—
—

低压刀开关HD13-1500/30
380V

1500A
—
—
—

电流互感器LMZJ1-0.5
380V

1500/5A
—
—
—

表5-3所选设备均满足要求。
5.5 高压母线的选择
参照附表11，10kV母线选LMY-3(40×4)，即母线尺寸为40mm×4mm；380V母线选LMY-3(80×6)+50×5。
必须注意，附录表13选择的母线尺寸，一般均满足短路动稳定和热稳定要求，因此不必再进行短路校验。但对于高压配电所及35kV或以上的变电所，则不能采用此表的母线尺寸，而应按发热条件进行选择，并校验其短路稳定度。
第6章 变电所进出线与邻近单位联络线的选择
6.1 导线和电缆截面选择时满足的条件
为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面时必须满足下列条件。
1. 发热条件
导线和电缆（包括母线）在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。
2. 电压损耗条件
导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。
3. 经济电流密度
35kV及以上的高压线路及电压在35kV以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。
4. 机械强度
导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。
根据设计经验，一般10kV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。对长距离大电流及35kV以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件[1-10]。
6.2 10kV高压进线的选择校验
6.2.1 10kV高压进线与邻近单位联络线的选择
采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10kV公用干线。初选LJ-120型号的架空线。下面从两个方面进行验证。
1. 校验发热条件
查附表14，LJ-120型铝绞线的允许载流量(假设环境温度为35℃) ，满足发热条件。
2. 校验机械强度
查附表13得10kV架空钢芯铝线的最小截面，因此所选的LJ—120型铝绞线也满足机械强度