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1前言

1.1 工厂供电的意义和要求

工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

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。

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。 1.2 工厂供电设计的一般原则

按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kv及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则： （1） 遵守规程、执行政策；

必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。 （2） 安全可靠、先进合理；

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，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。 （3） 近期为主、考虑发展；

应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，

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做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。 （4） 全局出发、统筹兼顾。

按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。

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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

表2.1 机械厂负荷计算表

编名称 类别 号 1 铸造动力 车间 照明 小计 2 锻压动力 车间 照明 小计 3 金工动力 车间 照明 小计 4 工具动力 车间 照明 小计 5 电镀动力 车间 照明 小计 6 热处理车间 动力 照明 小计 容量 系数 cos?PekW Kd 250 8 258 280 9 289 270 7 277 260 8 268 180 6 186 120 5 125 190 9 199 120 3 123 90 2 92 18 1.5 19.5 280 1778 338.5 0.76 813 702 1075 1890.9 0.32 0.78 0.29 0.75 0.29 0.81 — 0.31 0.8 — 0.51 0.78 — 0.48 0.8 — 0.38 0.85 — 0.29 0.85 — 0.72 0.78 — 0.32 0.78 — 0.75 0.69 1.0 0.62 1.0 0.62 1.0 0.64 1.0 0.78 1.0 0.72 1.0 0.68 1.0 0.65 1.0 0.75 1.0 0.85 1.0 0.92 tan? 1.05 0 0 1.3 0 1.2 0 0.8 0 1 0 1 0 1.2 0 0.9 0 0.6 0 0.4 P30kW计 算 负 荷 Q30kvarS30kVA I30A 80 6.2 86.2 6.8 88 78.3 5.7 84 80.6 6.4 87 91.8 4.7 96.5 57.6 4 61.6 72.2 7.6 79.8 34.8 2.5 37.3 64.8 1.6 66.4 5.8 1.2 7 210 903.8 83.9 0 83.9 102.8 0 102.8 99.1 0 99.1 96.8 0 96.8 73.6 0 73.6 55.5 0 55.5 77.8 0 77.8 40.7 0 40.7 57.1 0 57.1 3.6 0 3.6 89.5 780.4 120 135 130 130 121 83 111 55 66.4 8 228.3 183 205 198 198 183 126 168 83 133 12 341 1.30 81.2 7 装配动力 车间 照明 小计 8 机修动力 车间 照明 小计 9 锅炉房 动力 照明 小计 10 仓库 动力 照明 小计 11 生活区 总计 （380V侧） 照明 动力 照明 计入K?p=0.9 K?q=0.9 第 3 页 共 31 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0.69.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0.91来计算380V侧所需无功功率补偿容量：

QC?P30(tan?1?tan?2)?813.42[tan(arccos0.76)?tan(arccos0.92)]kar?349kar 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）4台相组合，总共容量84kvar?5=420kvar。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。

表2.2 无功补偿后工厂的计算的负荷

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 cos? 0.76 0.92 0.92 P30kW 计算负荷 Q30kvar S30kVA 702 -420 282 52 334 1047 861 892 I30A 813 813 13 826 1590.8 1308 51

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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。工厂的负荷中心按功率矩法来确定，计算公式为式（3.1）和（3.2）。

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

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按比例K在工厂平面图中测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置表3.1所示

表3.1

坐标轴 X(㎝) Y(㎝) 1 2 3 4 4.0 6.7 5 6.2 6.7 6 6.2 5.0 7 6.2 3.4 8 8.6 6.7 9 8.6 5 10 8.6 3.4 生活区 1.2 1.2 2.4 3.6 5.6 5.7 3.7 1.4 由计算结果可知，x=4.4 y=4 工厂的负荷中心在6号厂房的西南角。考虑的方便进出线及周围环境情况，决定在6号厂房的西侧紧靠厂房修建工厂变电所，其型式为附设式。

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4 变电所主变压器的选择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SN.T?S30，选

SN,T?1000kVA?S30?813kVA，即选一台S9-1000/10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。

py? （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y??piii和式SN.T?S30?1?2?选择，

即SN,T?(0.6~0.7)?892kVA?(535.2~624.4)kVA 且Sn.t????Kva。

因此选两台S9630/10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。

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4.2 变压器主接线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两 种主接线方案：

（1）装设一台主变压器的主接线方案，如图4.1所示 （2）装设两台主变压器的主接线方案，如图4.2所示

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

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4.3 两种主结线方案的技术经济比较 如表4.1所示。

表4.1 两种主接线方案的比较

比较项目 技供电安全性 术供电可靠性 指供电质量 标 灵活方便性 扩建适应性 经 济 指 标 电力变压器的综合投资 装设一台主变的方案 满足要求 基本满足要求 装设两台主变的方案 满足要求 满足要求 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 只一台主变，灵活性稍差 稍差一些 由手册查得S9—1000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 查手册得 GG—A（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 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） 由于有两台主变，灵活性较好 更好一些 由手册查得S9—630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 本方案采用6台GG—A（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 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 贴费为2×630×0.08万元=100.8万元，比一台主变的方案多交20.8万元 高压开关柜（含计量柜）的综合投资额 电力变压器和高压开关柜的年运行费 供电贴费 按800元/KVA计，贴费为1000×0.08=80万元 从表4.1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，因此决定采用装设两台主变的方案。

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5 短路电流的计算

5.1 绘制计算电路 如图5.1所示

图5.1 短路计算电路 5.2 确定短路计算基准值

设Sd?100MVA，Ud?Uc?1.05UN，即高压侧Ud1?10.5kV，低压侧

Ud2?0.4kV，则 Id1?Sd3Ud2Sd3Ud1?100MVA?5.5kA

3?10.5kV Id2??100MVA?144kA

3?0.4kV5.3 计算短路电路中各元件的电抗标幺值 （1）电力系统 已知Soc?500MVA，故

X1??100MVA500MVA?0.2

（2）架空线路 查表8-37，得LJ-150的X0=0.34?/km，而线路长10km，故

?X2?(0.34?10)??100MVA?3.1 2(10.5kV) （3）电力变压器 查表2-8，得Uz%=4.5，故

?X3?4.5100MVA??7.1 100630kVA

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因此绘短路计算等效电路如图5.2所示。

图5.2 等效电路 5.4 10KV测三相短路电流和短路容量 （1） 总电抗标幺值

???X?(k?1)?X1?X2?0.2?3.1?3.3

（2）三相短路电流周期分量有效值

Ik(3)?1? （3）其他短路电流

Id1?X?(k?1)?5.5kA?1.67kA 3.3(3)I\?I??I((3)k?1)?1.67kA

(3)ish?2.55I\?2.55?1.67kA?4.3kA (3)Ish?1.51I\?1.51?1.67kA?2.5kA

（4）三相短路容量

Sk(3)?1?Sd?X?(k?1)?100MVA?30.3MVA 3.35.5 380KV测三相短路电流和短路容量 （1）总电抗标幺值

????X?(k?2)?X1?X2?X3?0.25?3.1?3.6?6.9

（2）三相短路电流周期分量有效值

Ik(3)?2?Id2?X?(k?2)?144kA?20.9kA 6.9 第 11 页 共 31 页

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（3）其他短路电流

(3)I\?I??I((3)k?2)?20.9kA (3)ish?1.84I\?1.84?17kA?38.5kA (3)Ish?1.09I\?1.09?20.9kA?22.8kA

（4）三相短路容量

Sk(3)?2?以上计算结果综合如表5.1

Sd?X?(k?2)?100MVA?14.5MVA 6.9表5.1 短路的计算结果

短路计算点 (3) Ik三相短路电流/kA I\ (3) I?(3) ish(3) Ish三相短路容量/MVA UN 30.3 14.5 k-1 k-2 1.67 20.9 1.67 20.9 1.67 20.9 4.3 38.5 2.5 22.8

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6 变电所一次设备的选择校验

6.1 10kV测一次设备的选择校验 如表6.1所示。

表6.1 10kV侧一次设备的选择校验

选择校验项目 装置地点条件 参数 数据 一 次 设备型号规格 额定参数 高压少油断路器SN10-10I/630 高压隔离开关GN-10/200 高压熔断器RN2-10 电压互感器JDJ-10 电压互感器JDZJ-10 电流互感器LQJ-10 避雷器FS4-10 户 外 式 高 压隔离开关GW4-15G/200 电 压 UN 电 流 IN 断 流 能 力 (3) IK1.67 16kA 50kA 动 稳 定 度 (3) ish4.3 40kA 25.5Ka 31.8Ka 热 稳 定 度 (3)2I??tima 5 512 500 81 其 他 二次负荷0.6Ω 10 10kV 10kV 10kV 10/0.1kV 10Kv 57.7 630A 200A 0.5A 100/5A 10kV 12kV 400A 25Kv 500 表6.1所选一次设备均满足要求。

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6.2 380V测一次设备的选择校验 如表6.2所示。

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 参数 数据 一次设备型号规格 额定参数 低压断路器DW15-1500/3D 低压断路器DZ20-630 低压断路器DZ20-200 低压刀开关HD13-1500/30 电流互感器LMZJ1-0.5 电流互感器LMZ1-0.5 避雷器 户外隔离开关 电 压 UN 电 流 I30 断 流 能 力 (3) IK20.9 40kV 30kA 25kA 动 稳 定 度 (3) ish38.5 热 稳 定 度 (3)2I??tima 262 其 他 380 380V 380V 380V 380V 500V 500V 1308 1500A 630A 200A 1500A 1500/5A 100/5 160/5 表6.2所选一次设备均满足要求。 6.3 高低压母线的选择 参照表5—28，10kV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，而中性线母线尺寸为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

7.1.1 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?52A及室外环境温度35?C，查表8-36，初选LJ-16，其35?C时的Ial?95A?I30满足发热条件。

2）校验机械强度 查表8-34，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。

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?51A及土壤温度25?C查表8-44，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?1670?mm2?19mm2?A?25mm2 C77式中C值由表5-13差得；tima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tima?0.75s。

因此YJL22-10000-3+25电缆满足短路热稳定条件。 7.2 380V低压出线的选择

7.2.1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I30?182A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面

120mm2，其Ial?212A?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50m，而由表8-42查得120mm2的铝芯电缆R0?0.31?km（按缆芯工作温度

75?C计），X0?0.07?km，又1号厂房的P30?86.2kW，Q30?83.9var，因此

pR?qX???按式?U?得：

UN?U?86.2kW?(0.31?0.05)??83.9kvar?(0.07?0.05)??4.3V

0.38kV4.3V?U%??100%?1.1%??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?20900?mm2?235mm2 C77由于前面按发热条件所选120mm2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。

7.2.2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BV-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?205A及环境温度（年最热月平均气温）32?C，查表8-41，相线截面初选150mm2，其Ial?217A?I30,满足发热条件。

按规定，N线和PE线也都选为150mm2，与相线截面相同，即选用

BV-1000-1?150mm2塑料导线5根穿内径95mm的硬塑管埋地敷设。

2）校验机械强度 查表8-35，最小允许截面积Amin?2.5mm2,因此上面所选150mm2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44m，而由查8-39查得

R0=0.2?3X0=0.085?km,又仓库的P30=88kW,Q30=102.8kvar,因此 k,m 第 16 页 共 31 页

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?U?88kW?(0.23?0.02)??102.8kvar?(0.085?0.02)??1.5V

0.38kV1.5V?U%??100%?0.3%??Ual%?5%

380V故满足允许电压损耗的要求。

7.2.3馈电给3号厂房（金工车间）的线路 亦采用VLV22-1000型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?198及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面120mm2，其Ial?212A?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60m，而由表8-42查得120mm2的铝芯电缆R0?0.31?km（按缆芯工作温度

75?C计），X0?0.07?km，又3号厂房的P30?84kW，Q30?99.1kvar，因此按

式?U???pR?qX?得：

UN?U?84kW?(0.31?0.06)??99.1kvar?(0.07?0.06)??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?20900?mm2?235mm2 C77由于前面按发热条件所选120mm2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，

7.2.4馈电给4号厂房（工具车间）的线路 亦采用VLV22-1000型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?198及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面120mm2，其Ial?212A?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60m，而由表8-42查得120mm2的铝芯电缆R0?0.31?km（按缆芯工作温度75?C计），X0?0.07?km，又4号厂房的P30?87kW，Q30?96.8kvar，因此按式

?pR?qX?得： ??U?UN?U?87kW?(0.31?0.06)??96.8kvar?(0.07?0.0)??5.3V

0.38kV6.1V?U%??100%?1.4%??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?20900?mm2?235mm2 C77由于前面按发热条件所选120mm2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。

7.2.5馈电给5号厂房（电镀车间）的线路 异采用VLV-1000的聚氯乙烯绝缘的

铝芯电缆直埋敷设。

1）按发热条件选择 由I30?183A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，相线截面初选120mm2，其Ial?212A?I30,满足发热条件。

2) 校验电压损耗 由图11-1所示工厂平面图得变电所至5号厂房的距离为60m，而由查

8-42

?km,又知查得R0=0?.31,Xk0=0.07mP30=96.5kW,Q30=73.6kvar,因此

?U?96.5kW?(0.31?0.06)??73.6kvar?(0.07?0.06)??4.6V

0.38kV4.6V?U%??100%?1.2%??Ual%?5%

380V故满足允许电压损耗的要求。

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短路热稳定校验 按式?C?(3)Amin?I?M计算满足短路热稳定的最小截面 Wtima0.75?20900?mm2?235mm2 C77由于前面按发热条件所选120mm2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。

7.2.6馈电给6号厂房（热处理车间）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I30?126A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面120mm2，其Ial?212A?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1号厂房距离约为50m，而由表8-42查得120mm2的铝芯电缆R0?0.31?km（按缆芯工作温度

75?C计），X0?0.07?km，又1号厂房的P30?61.6kW，Q30?55.5var，因此

按式?U???pR?qX?得：

UN?U?61.6kW?(0.31?0.05)??55.5kvar?(0.07?0.05)??3V

0.38kV3V?U%??100%?0.8%??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?20900?mm2?235mm2 C77由于前面按发热条件所选120mm2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。

7.2.7馈电给7号厂房（装配车间）的线路 亦采用VLV22-1000型的四芯聚氯

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乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

1）按发热条件选择 由I30?168A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面120mm2，其Ial?212A?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2号厂房距离约为40m，而由表8-42查得120mm2的铝芯电缆R0?0.31?km（按缆芯工作温度75?C计），X0?0.07?km，又7号厂房的P30?79.8kW，Q30?77.8kvar，因此按式

?U???pR?qX?得：

UN?U?79.8kW?(0.31?0.04)??77.8kvar?(0.07?0.04)??3.2V

0.38kV3.2V?U%??100%?0.8%??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?20900?mm2?235mm2 C77由于前面按发热条件所选120mm2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。

7.2.8馈电给8号厂房（机修车间）的线路 亦采用VLV22-1000型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?83及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面120mm2，其Ial?212A?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100m，而由表8-42查得120mm2的铝芯电缆R0?0.31?km（按缆芯工作温度75?C计），X0?0.07?km，又8号厂房的P30?37.3kW，Q30?40.7kvar，因此按式

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?pR?qX?得： ??U?UN?U?37.3kW?(0.31?0.1)??40.7kvar?(0.07?0.1)??3.8V

0.38kV3.8V?U%??100%?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?20900?mm2?235mm2 C77由于前面按发热条件所选120mm2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，

7.2.9馈电给4号厂房（锅炉房）的线路 亦采用VLV22-1000型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?133及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面120mm2，其Ial?212A?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4号厂房距离约为90m，而由表8-42查得120mm2的铝芯电缆R0?0.31?km（按缆芯工作温度75?C计），X0?0.07?km，又9号厂房的P30?66.4kW，Q30?57.1kvar，因此按式

?U???pR?qX?得：

UN?U?66.4kW?(0.31?0.09)??57.1kvar?(0.07?0.09)??5.3V

0.38kV5.3V?U%??100%?1.4%??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?20900?mm2?235mm2 C77 第 21 页 共 31 页

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由于前面按发热条件所选120mm2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。

7.2.10馈电给10号厂房（仓库）的线路 异采用VLV-1000的聚氯乙烯绝缘的 铝芯电缆直埋敷设。

1）按发热条件选择 由I30?183A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，相线截面初选120mm2，其Ial?212A?I30,满足发热条件。

2) 校验电压损耗 由图11-1所示工厂平面图得变电所至5号厂房的距离为90m，而由查

8-42

?km,又知查得R0=0?.31,Xk0=0.07mP30=7kW,Q30=3.6kvar,因此

?U?7kW?(0.31?0.09)??3.6kvar?(0.07?0.09)??0.6V

0.38kV0.6V?U%??100%?0.2%??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。 短路热稳定校验 按式?C?Amin?I(3)?tima0.75?20900?mm2?235mm2 C77 由于前面按发热条件所选120mm2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。 7.2.11馈电给生活区的线路 采用LJ型铝芯橡皮绝缘线架空敷设。

1）按发热条件选择 由I30=347A及室外环境温度为32?C，查表8-40，初选

LJ-150,其38?C时的Ial?363A?I30，满足发热条件。

2）校验机械强度 查表8-35，最小允许截面积Amin?16mm2，因此LJ-150满足机械强度要求。

3）校验电压损耗 由图11-3所示工厂平面图量得变电所至生活区负荷中

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心距离约70m，而由表8-36查得其阻抗与BLX-1000-1?135近似等值的LJ-185的阻抗

R0=0.23?km,X0=0.34?km，又生活区的P30?210kW,Q30?89.5kvar，因此

?U?210kW?(0.23?0.09)??89.5kvar?(0.34?0.09)??12.2V

0.38kV12.2V?U%??100%?3.1%??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。

（1）按发热条件选择 工厂二级负荷容量共

321kVA,I30?321kVA(3?10kV)?18.5A,而最热月土壤平均温度为25?C,因此查表8-44，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8-42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=249.1kw，Q30=214.6kvar线路长度按2km计，因此

?U?249.1kW?(1.54?2)??214.6kvar?(0.12?2)??82V

0.38kV82V?U%??100%?0.82%??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 线路详细信息

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） VLV22-1000-3?240+1?120四芯塑料电缆（直埋） BV-1000-1?150铜心线5根穿内径95mm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3?LJ-240+1?LJ-120（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。避雷针采用直径20mm的镀银圆钢，避雷带采用

25mm?4mm的镀锌扁钢。

（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

25mm?

4mm的镀锌扁钢，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。

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9-23，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? 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11-9所示。 接地电阻的演算：RE?RE(1)n???l100??m2.5m ??3.85?满足RE?4?的要求。

n?16?0.65 第 25 页 共 31 页

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9总结

在这两星期的课程设计中，我学到了工厂供电设计的基本知识，包括供电 设计的一般原则，内容和程序，供电设计依据的技术标准，供电设计常用的电 气图形符号和文字符号。从负荷计算和无功补偿，到变配电所主接线方案的设 计，短路计算，再到一次设备的选择，最后的防雷接地保护。无一不需仔细的 思维计算。

除此之外，我还学到了不少关于AUTO ＣＡＤ知识，从简单的绘图到复杂 的绘图，每一步都必须仔细，否则将功亏一篑，使我意思到凡事必须仔细对待 不可急于求成。

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参考文献

（1）《工厂供电》刘介才 主编

（2）《工厂供电设计》李宗纲、刘玉林、施慕云、韩春生 主编 （3）《工厂供电》苏文成 主编

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附 录1

选择一台S9-1000变压器的接线图

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附录2

选择两台S9-630变压器的接线图

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附录3

变电所接地装置平面布置图

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附录4

变电所主接线图

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