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1、（一）负荷计算和无功功率补偿,（二）变电所位置和型式的选择,（三）变电所主变压器和主结线方案的选择,（四）短路电流的计算,（五）变电所一次设备的选择校验,（六）变电所进出线和与邻近单位联络线的选择,（七）变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定,（八）变电所的防雷保护和接地装置的设计,根据负荷的大小和负荷等级，一个10(6)kV变电所一般设置12台变压器，单台变压器容量一般不大于1600kVA。,4.2变电所主接线方案的选择,为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，导线和电缆截面的选择必须满足下列条件：,(1). 发热条件,(2). 电压损耗条件,导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电
2、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。,导线和电缆在通过正常最大负荷电流即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。,对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。,导线截面的选择,(3).经济电流密度,导线（或电缆）的截面越大，电能损耗越小，但是线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量都要增加。,按经济电流密度选择的导线截面，年运行费用支出最小。,(4).机械强度,导线（或电缆）的截面应不小于其最小允许截面。,因此从经济方面考虑，导线应选择一个比较合理的截面，既要使电能损耗小，又不要过分增加线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量。,根据设计经验，一般10
3、kV及以下高压线路及1kV以下低压动力线路，通常是先按发热条件来选择导线或电缆截面，再校验电压损耗和机械强度。,低压照明线路，因它对电压水平要求较高，故通常是先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。,对长距离大电流线路和35kV及以上高压线路，可先按经济电流密度确定一个截面，再校验其他条件。,按上述经验选择计算，比较容易满足要求，较少返工。,1. 按发热条件选择导线截面,1).三相系统相线截面的选择,电流通过导线时，要产生电能损耗，使导线发热。而绝缘导线和电缆的温度过高时，可使绝缘加速老化甚至烧毁，或引起火灾。,按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许载流量 不小于通过相线
4、的计算电流 ，即,因此，导线的正常发热温度不得超过正常额定负荷时的最高允许温度。,(1). TN-C系统,图 (a) 低压配电的TN-C系统,该系统中的N线与PE线合为一根PEN线，所有设备的外露可导电部分均接PEN线，如图a所示。,(2). TN-S系统,该系统中的N线与PE线完全分开，所有设备的外露可导电部分均接PE线，如图b所示。,2).中性线、保护线和保护中性线截面的选择,一般三相四线制线路的中性线截面A0 ，应不小于相线截面 的50%，即,（1）.中性线（N线）截面的选择,（2）.保护线（PE线）截面的选择,当 时，,(3). 保护中性线（PEN线）截面的选择,当 时,当 时,保护中
5、性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此其截面选择应同时满足上述保护线和中性线的要求，取其中最大值。,2. 按经济电流密度选择导线截面,图 线路的年运行费用与导线截面的关系曲线,导线（或电缆，下同）的截面越大，电能损耗越小，但是线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量都要增加。因此从经济方面考虑，导线应选择一个比较合理的截面，既要使电能损耗小，又不要过分增加线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量。,右图是线路年运行费用C与导线截面A的关系曲线。,曲线1表示线路的年折旧费（即线路投资除以折旧年限之值）和线路的年维修管理费之和与导线截面的关系曲线；,曲线2表示线路的年电能损耗费与导线截面的关系曲线；,
6、曲线3为曲线1与曲线2的叠加，表示线路的年运行费用（包括线路的年折旧费、维修管理费和电能损耗费）与导线截面的关系曲线。,由曲线3可以看出，与年运行费用最小值Ca（曲线3上a点）相对应的导线截面Aa不一定是很经济合理的截面，因为a点附近，曲线3比较平坦。,如果将导线截面再选小一些，例如选为Ab（b点），年运行费用Cb增加不多，而导线截面即有色金属消耗量却显著减少。,因此从全面的经济效益来考虑，导线截面选为Ab看来比选为Aa更为经济合理。,这种从全面经济效益考虑，既使线路的年运行费用接近于最小，又适当考虑有色金属节约的导线截面，称为经济截面，用符号A Jn表示。,图 线路的年运行费用与导线截面的关
7、系曲线,截面选得越大，电能损耗就越小，但线路投资及维修管理费用就越高；截面选得小，线路投资及维修管理费用虽然低，但电能损耗则增加。,综合考虑这两方面的因素，定出总的经济效益为最好的截面，称为经济截面。,与经济截面对应的导线电流密度，称为经济电流密度。,式中Ic 为线路的计算电流。,按经济电流密度Jn计算导线经济截面 AJn的公式为,按上式计算出AJn后，应选最接近的标准截面（可取较小的标准截面），然后校验其他条件。,3按机械强度校验导线截面,架空裸导线和不同敷设方式的绝缘导线的截面不应小于其最小允许截面的要求，可查表进行校验。规程规定110kV架空线路不得采用单股线。电缆不必校验机械强度。,架
8、空裸导线的最小截面,（1）选择经济截面,例,有一条长度为5km的10kV LJ型铝绞线架空线路，已知计算负荷为1380kW，cos=0.7，Tmax=4800h，试选择其经济截面，并检验其发热条件和机械强度 。,解,查表8-36，初选标准截面为95mm2的LJ-95型铝绞线。,相线计算电流,由表8-32查得,可得导线经济截面为,（2）校验发热条件,查表8-36得LJ-95型铝绞线的载流量在室外40时等于267A，此值大于相线计算电流114A，显然满足发热条件。,（3）校验机械强度,查表8-34得10kV架空铝绞线的最小截面为35mm2，,95mm2大于最小截面35mm2，,因此所选铝绞线满足机
9、械强度。,由于线路存在着阻抗，所以在负荷电流通过线路时要产生电压损耗。,按一般规定：,高压配电线路的电压损耗，一般不得超过线路额定电压的5%；,从变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压配电线路的电压损耗，一般不得超过用电设备额定电压的5%；,对视觉要求较高的照明线路，则为2%3%。,如果线路的电压损耗值超过了允许值，则应适当增大导线的截面，使之满足允许电压损耗的要求。,4.按允许线路电压损耗选择导线截面,1）、线路电压损失,由于线路存在阻抗，当输送一定负荷时，线路首末端将存在电压之差。,图2-5 电压损失计算示意图a)电路图 b)相量图,线路电压损失：,线路电压损耗的百分值为：,由于用户供电系
10、统输电线路距离短，,由表8-32查得 ，,例 有一条用LJ型铝绞线架设的长5km的35kV架空线路，计算负荷为4830kW ， ，T max= 4800h。试选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。,解：（1）选择经济截面,因此,查表8-36，初选标准截面为95mm2的LJ-95型铝绞线。,(2). 校验发热条件,查表8-36 得LJ-95的允许载流量（室外温度40）,因此满足发热条件。,(3). 校验机械强度,查表8-34 得35kV架空线路铝绞线的最小允许截面 。,因此所选LJ-95也是满足机械强度要求的。,例 试验算上例所选LJ-95型铝绞线是否满足允许电压损耗5%的要求。已知该线路
11、导线为水平排列，线距为1m。,故线路的电压损耗值为,解：由上例知，,查表8-36得,线路电压损耗百分值为,电压损耗小于 ，,因此所选LJ-95型铝绞线满足允许电压损耗要求。,（六）变电所进出线和与邻近单位联络线的选择,110kV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公共干线。,1).按发热条件选择,由I30 = I1N.T = 57.7A及室外环境温度33 ，查表8-36，,初选LJ-16，其35 时的 ，满足发热条件。,2). 校验机械强度,查表8-34得10kV架空线路铝绞线的最小允许截面 。,因此LJ-16不满足机械强度要求，故
12、改选LJ-35 。,（2）由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验,采用YJL2210000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接地敷设。,1).按发热条件选择,由I30 = I1N.T = 57.7A及土壤温度25 ，查表8-44，,初选缆芯为25mm2的绞联电缆 ， ，满足发热条件。,2).校验短路热稳定,按试5-42计算满足短路热稳定的最小截面,满足短路热稳定条件。,因此选YJL2210000-335的电缆。,2作为备用电源的高压联络线的选择校验,采用YJL2210000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接地敷设，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,由I30
13、= 19.3A及土壤温度25 ，查表8-44，,初选缆芯为25mm2的绞联电缆 ， ，满足发热条件。,工厂二级负荷容量共335.1kVA，,2). 校验电压损耗,由表8-42可查得缆芯为25mm2的铝芯电缆的R0 = 1.54 /km（缆心温度按800C计），X0 = 0.12 /km ，,而二级负荷的P30 =259.5kW ，Q30 =211.9kvar ，线路长度按1km计，因此,由此可见满足允许电压损耗5%的要求。,3).校验短路热稳定,按试5-42计算满足短路热稳定的最小截面,满足短路热稳定条件。,因此选YJL2210000-335的电缆。,（1）馈点电给1号厂房（铸造车间）的线路采
14、用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地缚设。,1). 电缆截面的选择,按发热条件初选,选择电缆的规格,3380V低压出线的选择,初选120mm2，其Ial = 212A 201A ，,由 ，查表8-43，,满足发热条件。,查附录表知，,2）低压断路器及其过流脱扣器规格的选择,DW16-630型低压断路器的过电流脱扣器额定电流,a.低压断路器过电流脱扣器额定电流的选择,过电流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流,即,b.瞬时过电流脱扣器动作电流的整定,瞬时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰电流,瞬时过电流脱扣器的动作电流,线路的尖峰电流,为可靠系数,万能式低压断路器（DW型）
15、，可取1.35;,塑料外壳式（DZ型），则宜取 22.5。,整定为4倍时:,满足躲过尖峰电流的要求。,校验断流能力：,查附录表5-19知,所选DW16-630型断路器Ioc=30kA，,满足要求。,瞬时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰电流,3).校验电缆与低压断路器保护的配合,而,不满足 的要求，,因此将电缆截面增大为150mm2。,从而满足电缆与保护装置配合的要求。,由于瞬时过电流脱扣器的动作电流整定为 ，,这时其 ，,选用VLV221000-3150 + 195的铝芯电缆 。,（1）馈点电给6号厂房（工具车间 ）的线路采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地缚设。,1)
16、. 电缆截面的选择,按发热条件初选,选择电缆的规格,3380V低压出线的选择,初选240mm2，其Ial = 319A 280A ，,由 ，查表8-43，,满足发热条件。,查表5-19知，,2）低压断路器及其过流脱扣器规格的选择,DW16-630型低压断路器的过电流脱扣器额定电流,a.低压断路器过电流脱扣器额定电流的选择,过电流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流,即,b.瞬时过电流脱扣器动作电流的整定,瞬时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰电流,瞬时过电流脱扣器的动作电流,线路的尖峰电流,为可靠系数,万能式低压断路器（DW型），可取1.35;,塑料外壳式（DZ型），则宜取 22.5。,
17、整定为4倍时:,满足躲过尖峰电流的要求。,校验断流能力：,查附录表5-19知,所选DW16-630型断路器Ioc=30kA，,满足要求。,瞬时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰电流,3).校验电缆与低压断路器保护的配合,而,满足 的要求，,从而满足电缆与保护装置配合的要求。,由于瞬时过电流脱扣器的动作电流整定为 ，,选用VLV221000-3240 + 1120的铝芯电缆 。,（1）馈点电给8号厂房（锅炉房 ）的线路采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地缚设。,1). 电缆截面的选择,按发热条件初选,选择电缆的规格,3380V低压出线的选择,初选16mm2，其Ial = 7
18、0A 67A ，,由 ，查表8-43，,满足发热条件。,查表5-19知，,2）低压断路器及其过流脱扣器规格的选择,DW16-630型低压断路器的过电流脱扣器额定电流,a.低压断路器过电流脱扣器额定电流的选择,过电流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流,即,b.瞬时过电流脱扣器动作电流的整定,瞬时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰电流,瞬时过电流脱扣器的动作电流,线路的尖峰电流,为可靠系数,万能式低压断路器（DW型），可取1.35;,塑料外壳式（DZ型），则宜取 22.5。,整定为3倍时:,满足躲过尖峰电流的要求。,校验断流能力：,查附录表5-19知,所选DW16-630型断路器Ioc=3
19、0kA，,满足要求。,瞬时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰电流,3).校验电缆与低压断路器保护的配合,而,满足 的要求，,从而满足电缆与保护装置配合的要求。,由于瞬时过电流脱扣器的动作电流整定为 ，,选用VLV221000-3240 + 1120的铝芯电缆 。,解：,试选择此线路电缆的截面、线路上装设的DW16型低压断路器及其过电流脱扣器的规格。,(1).选择电缆的截面,馈点电给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缚设。,1)按发热条件选择,选择电缆的规格 由 ，查表8-43，初选120mm2，其Ial = 212A 201A ，满足发热条件。
20、,3380V低压出线的选择,解：,试选择此线路电缆的截面、线路上装设的DW16型低压断路器及其过电流脱扣器的规格。,(1).选择电缆的截面,馈点电给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缚设。,1)按发热条件选择,选择电缆的规格 由 ，查表8-43，初选120mm2，其Ial = 212A 201A ，满足发热条件。,3380V低压出线的选择,解：,查附录表知，,（2）选择低压断路器规格,DW16-630型低压断路器的过电流脱扣器额定电流,试选择此线路电缆的截面、线路上装设的DW16型低压断路器及其过电流脱扣器的规格。,设瞬时脱扣器电流整定为3倍,即,而,不满足 的要求，,因此需增大脱扣电流。,整定为4倍时:,满足躲过尖峰电流的要求。,校验断流能力：,查附录表11知,所选DW16-630型断路器，,满足要求。,(3).校验电缆与低压断路器保护的配合,而,不满足 的要求，,因此将电缆截面增大为150mm2。,从而满足电缆与保护装置配合的要求。,由于瞬时过电流脱扣器的动作电流整定为 ，,这时其 ，,选用VLV221000-3150 + 195的铝芯电缆 。,
