目 录
第 1 章 设计任务 ...................................................................................................................................1
设计要求 .......................................................................................................................................1
设计依据 ......................................................................................................................................1
设计任务 .......................................................................................................................................2
第 2 章 负荷计算和无功功率补偿 .........................................................................................................3
负荷计算 ......................................................................................................................................3
无功功率补偿 ............................................................................................................................5
第 3 章 变压器的选择及主接线方案的确定 .........................................................................................7
变电所主变压器台数和容量 .......................................................................................................7
主接线方案的技术经济比较 ......................................................................................................8
第 4 章 短路电流的计算 .......................................................................................................................11
绘制计算电路 ...............................................................................11
确定短路计算基准值 ..............................................................................................................11
计算短路电路中个元件的电抗标幺值 ..................................................................................11
k-1 点（ 侧）的相关计算..............................................................................................12
k-2 点（ 侧）的相关计算................................................................................................12
第 5 章 变电所一次设备的选择校验 .................................................................................................14
10kV 侧一次设备的选择校验 ...................................................................................................14
380V 侧一次设备的选择校验 ...................................................................................................16
高低压母线的选择 ..................................................................................................................17
第 6 章 变压所进出线与邻近单位联络线的选择 ...............................................................................18
10kV 高压进线和引入电缆的选择 ...........................................................................................18
10kV 高压进线的选择校验 ............................................................................................18
由高压配电室至主变压器的一段引入电缆的选择校验 .............................................18
380 低压出线的选择 ..................................................................................................................18
作为备用电源的高压联络线的选择校验 ................................................................................21
第 7 章 降压变电所防雷与接地装置的设计 .......................................................................................23
变电所的防雷保护 .....................................................................................................................23
防直击雷保护 ..................................................................................................................23
雷电侵入波的防护 ..........................................................................................................23
第 8 章 二次回路方案的选择 ...............................................................................................................24
第 9 章 设计总结 ...................................................................................................................................26
参考文献 ...................................................................................................................................................27
附录 红光机械厂降压变电所主接线图 ...............................................................................................28
第 1 章 设计任务
设计要求
要求根据本厂所取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑工厂生产的
发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所型式，确定变电所主
变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二
次回路方案，确定变电所防雷接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘制变电所系
统图，功率因数补偿到 。
设计依据
1.工厂负荷情况：
本厂车间为两班制，年最大负荷利用小时为 4600 小时，日最大负荷持续时间为
6 小时，该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。
2、供电电源情况
按照工厂与供电协议，本厂可由附近一条 10KV 的公用电源干线取得工作电源。
该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为 LGJ-150，导线为等边三角形
排列，线距为 2m；干线首端距离本厂约 8km。 断路器断流容量为 500MVA，此断
路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为
，为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由 2 公里处邻近单位取得备用
电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为 80km，电缆线总长度为
25km。
3、气象资料
本厂所在地区的年最高气温为 38 度，年平均气温为 23 度，年最低气温为 - 8 度，
年最热月平均最高气温为 33 度，年最热月平均气温为 26 度，年最热月地下 处
平均温度为 25℃。年雷暴日为 20。
4、地质水文资料
本厂所在地区平均海拔 500 米，底层以砂粘土为主，地下水位为 20 米。
5、电费制度
本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，
按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为 18 元/，照明电费为
元/。
6、工厂负荷统计资料
工厂编号 厂房名称 负荷类别 设备容量/kw 需要系数 功率因数
动力 300
1 铸造车间 照明 6 1
动力 350
2 锻压车间 照明 8 1
动力 400
7 金工车间 照明 10 1
动力 360
6 工具车间 照明 7 1
动力 250
4 电镀车间 照明 5 1
动力 150
3
热处理车
间 照明 5 1
动力 180
9 装配车间 照明 6 1
动力 160
10 机修车间 照明 4 1
动力 50
8 锅炉房 照明 1 1
动力 20
5 仓库 照明 1 1
生活区 照明 350
设计任务
1、设计说明书
包括：1）摘要
2）目录
3）正文（设计过程及内容）
4）附录——参考文献
2、设计图样
本设计只做出变电所主接线图 1 张即可
第 2 章 负荷计算和无功功率补偿
负荷计算
在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计
算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。
由公式： ， 得：
1. 铸造车间：动力部分
照明部分
2. 锻压车间：动力部分，
照明部分，；
3. 金工车间：动力部分，
明部分，；
4. 工具车间：动力部分，
tan3030 PQ
2
30
2
3030 QPS
kwkwP )11(30 )11(30 kkQ
AkVS 22)11(30 AAI
)11(30
kwkwP )12(30 0)12(30 S
kwkwP )21(30 )21(30 kkQ
AkVS 22)21(30 AAI
)21(30
kwkwP )22(30 30(22) 0Q
kwkwP )31(30 )31(30 kkQ
AkVS 22)31(30 AAI
)31(30
kwkwP )32(30 30(32) 0Q
kwkwP )41(30 )41(30 kkQ
AkVS 22)41(30 AAI
)41(30
照明部分，
5. 电镀车间：动力部分，
照明部分， ；
6. 热处理车间：动力部分，
照明部分，
7. 装配车间：动力部分，
照明部分， ；
8. 机修车间：动力部分，
照明部分， ；
9. 锅炉房：动力部分，
照明部分， ；
10. 仓库：动力部分
kwkwP )42(30 30(42) 0Q
kwkwP )51(30 )51(30 kkQ
AkVS 22)51(30 AAI
)51(30
kwkwP )52(30 30(52) 0Q
kwkwP )61(30 )61(30 kkQ
AkVS 22)61(30 AAI
)61(30
kwkwP )62(30 30(62) 0Q
kwkwP )71(30 )71(30 kkQ
AkVS 22)71(30 AAI
)71(30
kwkwP )72(30 30(72) 0Q
kwkwP )81(30 )81(30 kkQ
AkVS 22)81(30 AAI
49
)81(30
kwkwP )82(30 30(82) 0Q
kwkwP )91(30 )91(30 kkQ
AkVS 22)91(30 AAI
)91(30
kwkwP )92(30 30(92) 0Q
照明部分， ；
11.生活区照明 ；
另外，所有车间的照明负荷：
取全厂的同时系数为： ， ，则全厂的计算负荷为：
；
无功功率补偿
无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电容器两种。由于并联电容
器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此
并联电容器在供电系统中应用最为普遍。
由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：
这时低压侧的功率因数为：
为使高压侧的功率因数 ，则低压侧补偿后的功率因数应高于 ，
取： 。要使低压侧的功率因数由 提高到 ，则低压侧需装设的并
联电容器容量为：
取: =370 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：
cos )2(
)( kkQc
kwkwP )101(30 )101(30 kkQ
kvAS 22)101(30 AI
)101(30
kwkwP )102(30 30(102) 0Q
kwkwP )111(30 0)111(30 Q
kwP
kwppP
i
i )(
11
1
30)1(3030
11
1
)1(3030
i
i kQQ
AkvS 2230 AAI
30
AkvS
'cos
CQ vark
计算电流
变压器的功率损耗为：
变电所高压侧的计算负荷为：
补偿后的功率因数为： 满足要求。
)2(30 kAkvSQT
kwkwkwP )1(30
)()1(30 kkwkwQ
cos
AkvS )(' 2230
A
Akv
I
.
)2(30
℃
℃
℃℃
kwAkvSPT )2(30 ℃℃℃℃℃℃
kvS ' 22)1(30 AI
' )1(30
第 3 章 变压器的选择及主接线方案的确定
变电所主变压器台数和容量
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：
a)装设一台变压器 型号为 S9 型，而容量根据式 ， 为主变压器容
量， 为总的计算负荷。选 =1250 kVA> = kVA，即选一台 S9-1250/10
型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高
压联络线来承担。
b)装设两台变压器 型号为 S9 型，而每台变压器容量根据式（3-1）、（3-2）选
择，即
(3-1)
(3-2)
代入数据可得： =（~）×=（~） 。
因此选两台 S9-630/10 型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由
邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为 Dyn0，如表 3-1 所示 。
表 3-1 两台变压器的型号
额定
电压
/kV
损耗/kW变压器
型号
额定
容量
/
高
压
低
压
联 结
组 型
号
空
载
负
载
空载
电流
%
短路
阻抗
%
S9-630/10 630 Dyn1
1
5
（附：参考尺寸（mm）：长：1760 宽：1025 高：1655 重量（kg）：3410）
30SS TN TNS
30S TNS 30S
30( ~ )N TS S
30(1 11)N TS S
N TS kV A
kV A
0I KU
主接线方案的技术经济比较
装设一台主变压器的方案
技术指标：供电安全性,满足要求。供电可靠性,基本满足要求。供电质量,由于一台主
变，电压损耗较大。灵活方便性,只有一台主变，灵活性稍差。扩建适应性,稍差一些。
经济指标：电力变压器的综合投资额，查得 S9-1000/10 的单价为 15 万元，而变压器
综合投资约为其单价的 2 倍，因此综合投资约为 2*15=30 万元。高压开关柜（含计量
柜）的综合投资额，查得 GG-1A(F)型柜可按每台 万元计，其综合投资可按设备
的 倍计，因此高压开关柜的综合投资约为 **4= 万元。电力变压器和高
压开关柜的年运行费，主变压器的折旧费=30 万元*= 万元；高压开关柜的折
旧费= 万元*= 万元；变配电的维修管理费=（30+）万元*= 万元。
因此主变和高压开关柜的折旧和维修管理费=（++）= 万元。供电贴费，
主变容量每 KVA 为 800 元，供电贴费=1000KVA* 万元/KVA=80 万元
装设两台主变压器的方案
技术指标：供电安全性，满足要求。供电可靠性，满足要求。供电质量，由于两台主
变并列，电压损耗较小。灵活方便性，由于有两台主变，灵活性较好。扩建适应性，
更好一些。
经济指标：电力变压器的综合投资额，查得 S9-630/10 的单价为 万元，因此两台
变压器的综合投资约为 4*=42 万元，比一台主变方案多投资 12 万元。高压开关
柜（含计量柜）的综合投资额，本方案采用 6 台 GG-1A(F)柜，其综合投资约为
6**= 万元，比一台主变方案多投资 万元。电力变压器和高压开关柜的
年运行费，主变的折旧费=42 万元*= 万元；高压开关柜的折旧费= 万元
*= 万元；变配电的维修管理费=（42+）万元*= 万元。因此主变和
高压开关柜的折旧和维修管理费=（++）= 万元，比一台主变方案多投资
万元。供电贴费，供电贴费=2*630KVA* 万元= 万元，比一台主变多交
万元。
从上文可以看出，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，但按经济指标，则装设一台主变的主接线方案远由于装设两台主变的
主接线方案，因此决定采用装设一台主变压器主接线方案，主接线图见附录。
10kv
选一个变压器方案图
10kv
选两个变压器方案图
第 4 章 短路电流的计算
绘制计算电路
图 4-1 短路计算电路
确定短路计算基准值
设基准容量 =100MVA，基准电压 = = ， 为短路计算电压，即高
压侧 =，低压侧 =，则
计算短路电路中个元件的电抗标幺值
1.电力系统
已知电力系统出口断路器的断流容量 =500MVA，故
=100MVA/500MVA=
2.架空线路
查表得 LGJ-150 的线路电抗 ，而线路长 8km，故
3.电力变压器
查表得变压器的短路电压百分值 =，故
500MVA
K-1 K-2
LGJ-150,8km
S9-1250
(2)
(3)(1)
～
∞系统
dS dU cU NU cU
1dU 2dU
kA
kV
MVA
U
S
I
d
d
d
100
3 1
1
kA
kV
MVA
U
S
I
d
d
d 144
100
3 2
2
ocS
1X
kmx /
)(
100
)(
2202
kV
MVA
U
S
lxX
c
d
%kU
=
式中， 为变压器的额定容量
因此绘制短路计算等效电路如图 4-2 所示。
图 4-2 短路计算等效电路
k-1 点（ 侧）的相关计算
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
k-2 点（ 侧）的相关计算
1.总电抗标幺值
=++=
2.三相短路电流周期分量有效值
kVA
MVA
S
SU
X
N
dk
1250
100
100
100
%
3
NS
1
k-1 k-2
2
3
*
2
*
1)1( XXX k
kA
kA
X
I
I
k
d
k
*
)1(
1*
1
kAIII k
)3(
1
)3()3(''
kAkAIish
)3('')3(
kAkAII sh
)3('')3(
MVA
MVA
X
S
S
k
d
k
100
*
)1(
)3(
1
*
3
*
2
*
1)1( XXXX k
kA
kA
X
I
I
k
d
k
144
*
)2(
2*
2
3.其他短路电流
4.三相短路容量
如图表 4-1 所示。
表 4-1 短路计算结果
三相短路电流 三相短路容量/MVA
短路计算点
k-1
k-2
kAIII k
)3(
1
)3()3(''
kAkAIish
)3('')3(
kAkAII sh
)3('')3(
MVA
MVA
X
S
S
k
d
k
100
*
)2(
)3(
2
)3(
kI )3(''I
)3(
I
)3(
shi
)3(
shI
)3(
kS
第 5 章 变电所一次设备的选择校验
10kV 侧一次设备的选择校验
1.按工作电压选则
设备的额定电压 一般不应小于所在系统的额定电压 ，即 ，高压
设备的额定电压 应不小于其所在系统的最高电压 ，即 。
=10kV， =，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压 =12kV，穿
墙套管额定电压 =，熔断器额定电压 =12kV。
2.按工作电流选择
设备的额定电流 不应小于所在电路的计算电流 ，即
3.按断流能力选择
设备的额定开断电流 或断流容量 ，对分断短路电流的设备来说，不应小于
它可能分断的最大短路有效值 或短路容量 ，即
或
对于分断负荷设备电流的设备来说，则为 ， 为最大负荷电流。
4.隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验
a)动稳定校验条件 或
、 分别为开关的极限通过电流峰值和有效值， 、 分别为开关所处
的三相短路冲击电流瞬时值和有效值
b)热稳定校验条件
对于上面的分析，如表 5-1 所示，由它可知所选一次设备均满足要求。
eNU NU eNU NU
eNU maxU eNU maxU NU
maxU eNU
eNU eNU
eNI 30I eNI 30I
ocI ocS
)3(
kI
)3(
kS
ocI
)3(
kI
)3(
ocS
)3(
kS
ocI maxOLI maxOLI
maxi
)3(
shi
)3(
max shII
maxi maxI
)3(
shi
)3(
shI
imat tItI
2)3(2
表 5-1 10 kV 一次侧设备的选择校验
选择校验项目 电压 电流
断流
能力
动稳定度 热稳定度
其
它
参数
装置地点条
件
数据 10Kv
( )
A
²×=
额定参数
高压少油断路器
SN10-10I/630
QF0
10Kv 630kA 16kA 40 kA
高压少油断路器
SN10-10I/630
QF/QF’
10Kv 630kA 16kA 40 kA
户外隔离开关
GW4-12/400
12Kv 400A - kA
二
次
负
荷
户内隔离开关
GN8-10/600
10KV 400A - 20KA
高压熔断器
RN2-10
10kV 50 kA - -
电压互感器
JSZJ-10
10kV - - - -
电压互感器
JSJW-10
10KV - - - -
一
次
设
备
型
号
规
格
电流互感器
LQJ-10
10kV 100/5A -
= kA
=81
NU NI
)3(
kI
)3(
shI imatI
2)3(
)1( TNI
eNU eNI ocI maxi tI t
2
10244162
10244162
5005102
5005102
1)( 2
380V 侧一次设备的选择校验
同样，做出 380V 侧一次设备的选择校验，如表 5-2 所示，所选数据均满足要求。
表 5-2 380V 一次侧设备的选择校验
选择校验项目 电压 电流
断流
能力
动稳
定度
热稳定度
其
它
参数 -
装置地点
条件
数据 380V
总
-
额定参数 -
低压断路器 QF1
DW15-200
380V 200A 20kA 200A - -
低压断路器 QF2
DW15-400
380V 300A 25kA 400A - -
低压断路器 QF3
DW15-200
380V 200A 20kA 200A - -
低压断路器 QF4
DW15-400
380V 300A 25kA 400A - -
低压断路器 QF5
DW15-200
380V 200A 20kA 200A - -
低压断路器 QF6
DW15-200
380V 200A 20kA 200A - -
低压断路器 QF7
DW15-200
380V 200A 20kA 200A - -
低压断路器 QF8
DW15-200
380V 200A 20kA 200A - -
低压断路器 QF9
DW15-200
380V 200A 20kA 200A - -
型号规格
低压断路器 QF10 380V 200A 20kA 200A - -
NU NI
)3(
kI
)3(
shI imatI
2)3(
2
eNU eNI ocI maxi tI t
2
DW15-200
低压断路器 QF11
DW15-200
380V 200A 20kA 200A - -
电容器
BWF04-16-1/3
- - - - - -
高低压母线的选择
查表得到，10kV 母线选 LMY-3(40 4mm),即母线尺寸为 40mm 4mm;380V 母线
选
LMY-3（100 10）+80 6，即相母线尺寸为 100mm 10mm，而中性线母线尺寸为
80mm 6mm。
线距 ，档距为 ，档数大于 2 则最大动力：
所以，高压母线满足要求。同理，,低压母线 满足要
求。
M 为母线通过短路冲击电流时所受到的弯曲力矩，W 为母线的截面系数，b 为母
线截面的水平宽度，h 为母线截面的垂直高度
mma 160 ml
22723272)3()3( /
)105(3/103 ANANAN
a
l
iF sh
MPa
W
M
C
10/3 lFM 6/2hbW
MPaMPa cal
MPaMPa cal
第 6 章 变压所进出线与邻近单位联络线的选择
10kV 高压进线和引入电缆的选择
10kV 高压进线的选择校验
采用 LGJ 型钢芯铝绞线架空敷设，接往 10kV 公用干线。
a).按发热条件选择 由 = = 及室外环境温度 33°，查表得，初选
LGJ-35,其 35°C 时的 =149A> ,满足发热条件。
b).校验机械强度 查表得，最小允许截面积 =25 ，而 LGJ-35 满足要求，
故选它。
由于此线路很短，故不需要校验电压损耗。
由高压配电室至主变压器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之间埋地敷设。
a)按发热条件选择 由 = = 及土壤环境 25°，查表得，初选缆线
芯截面为 25 的交联电缆，其 =149A> ,满足发热条件。
b)校验热路稳定 按式 ，A 为电缆截面积，单位为 ；
为满足热路稳定条件的最大截面积，单位为 ；C 为材料热稳定系数； 为母线
通过的三相短路稳态电流，单位为 A； 短路发热假想时间，单位为 s。本电缆线
中 =1960A， =++=，终端变电所保护动作时间为 ，断路器断
30I TNI 1
alI 30I
minA
2mm
30I TNI 1
2mm alI 30I
C
t
IAA ima)3(min
2mm minA
2mm )3(I
imat
)3(
I imat
路时间为 ，C=84，把这些数据代入公式中得
因此 YJL22-10000-3 25 电缆满足要求。
380 低压出线的选择
1.铸造车间
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。
a）按发热条件需选择 由 =266A 及地下 土壤温度为 25℃，查表，初
选缆芯截面 70 ，其 => ，满足发热条件。
b）校验电压损耗 工厂平面图量得变电所至 1 号厂房距离约为 288m，而查
表得到 70 的铝芯电缆的 = （按缆芯工作温度 75°计）， =
，又 1 号厂房的 =94kW, = kvar，故线路电压损耗为
> =5%。
c）短路热稳定度校验
不满足短热稳定要求，故改选缆芯截面为 240 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，
下同。
2.锻压车间
2 号厂房锻压车间的线路，亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯
绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
3.热处理车间
3 号厂房热处理车间的线路，亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙
烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
4.电镀车间
4 号厂房电镀车间的线路，亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯
25mmA20mm
84
1960 22)3(min C
t
IA ima
30I
2mm alI 30I
2mm 0R km/ 0X
km/ 30P 30Q
V
kV
kkW
U
qXpR
U
N
)()(90)(
%%100
380
% U %alU
2)3(
min 25676
22500 mm
C
t
IA ima
2mm
绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
5.仓库
5 号厂房仓库的线路，由于仓库就在变电所旁边，而且共一建筑物，因此采用聚
氯乙烯绝缘铝芯导线 BLV-1000 型 5 根（包括 3 根相线、1 根 N 线、1 根 PE 线）穿
硬塑料管埋地敷设。
a）按发热条件需选择
由 = 及环境温度 26 ，初选截面积 4 ，其 =19A> ，满足发热
条件。
b）校验机械强度查表得， = ，因此上面所选的 4 的导线满足机械
强度要求。
c) 所选穿管线估计长 50m 而查表得 = ， = ，又仓库的
=, =6 kvar，因此
< =5%
故满足允许电压损耗的要求。
6.工具车间
6 号厂房工具车间的线路亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯绝
缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
7.金工车间
7 号厂房金工车间的线路亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯绝
缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
8.锅炉房
8 号厂房锅炉房的线路 亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯绝
缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
9.装配车间
9 号厂房装配车间的线路亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯
绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
10.机修车间
10 号厂房机修车间的线路亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120 的四芯聚氯乙烯
绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。
11.生活区
生活区的线路采用 BLX-1000 型铝芯橡皮绝缘线明敷。
1）按发热条件选择由 I30=413A 及室外环境温度（年最热月平均气温）33℃，初选
BLX-1000-1 240，其 33℃时 Ial≈455A>I30,满足发热条件。
2）效验机械强度查表可得，最小允许截面积 Amin=10mm2，因此 BLX-1000-1 240
满
足机械强度要求。
30I C
2mm alI 30I
minA
2mm 2mm
0R km/ 0X km/
30P 30Q
V
kV
kkW
U
qXpR
U
N
10
)(var6)()(
%%100
380
10
% U %alU
3）校验电压损耗,查表得其阻抗值与 BLX-1000-1 240 近似等值的 LJ-240 的阻抗
= ， = （按线间几何均距 ），又生活区的 =245KW，
=，因此
%>5%
不满足允许电压损耗要求。因此决定采用四回 BLX-1000-1 120 的三相架空线路对生
活区供电。PEN 线均采用 BLX-1000-1 70 橡皮绝缘线。
作为备用电源的高压联络线的选择校验
采用 YJL22—10000 型交联聚氯乙烯绝缘的铝心电缆，直接埋地敖设，与相距约
2Km 的临近单位变配电所的 10KY 母线相连。
1.按发热条件选择
工厂二级负荷容量共 ， ，最热月土
壤平均温度为 25℃。查表《工厂供电》附表，初选缆心截面为 25 的交联聚乙烯
绝缘的铝心电缆，其 满足要求。
2.校验电压损耗
由《工厂供电》附表可查得缆芯为 25 的铝
（缆芯温度按 80℃计）， ，而二级负荷的
, ，线
路长度按 2km 计，因此
由此可见满足要求电压损耗 5%的要求。
3.短路热稳定校验
按本变电所高压侧短路电流校验，由前述引入电缆的短路热稳定校验，可知缆
芯 25mm2 的交联电缆是满足热稳定要求的。而临近单位 10KV 的短路数据不知，因
此该联路线的短路热稳定校验计算无法进行，只有暂缺。
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 6-1 所示。
0R km/ 0X km/ 30P
30Q
V
kV
kkW
U
qXpR
U
N
)()(245)(
%100
380
%U
AkVkVAI )103/(
2mm
3090alI A I= >
2mm kmR /
kmX /
kWkWP )(30 )(30 kkQ
V
kV
kkW
U 95
10
)()(
%5%%100)10000/95(% alUVVU
表 6-1 进出线和联络线的导线和电缆型号规格
线 路 名 称 导线或电缆的型号规格
10KV 电源进线 LGJ-35 铝绞线（三相三线架空）
主变引入电缆 YJL22—10000—3×25 交联电缆（直埋）
至 1 号厂房 VLV22—1000—3×240+1×120 四芯塑料电缆（直埋）
至 2 号厂房 VLV22—1000—3×240+1×120 四芯塑料电缆（直埋）
至 3 号厂房 VLV22—1000—3×240+1×120 四芯塑料电缆（直埋）
至 4 号厂房 VLV22—1000—3×240+1×120 四芯塑料电缆（直埋）
至 5 号厂房 BLV—1000—1×4 铝芯线 5 根穿内径 25 硬塑管
至 6 号厂房 VLV22—1000—3×240+1×120 四芯塑料电缆（直埋）
至 7 号厂房 VLV22—1000—3×240+1×120 四芯塑料电缆（直埋）
至 8 号厂房 VLV22—1000—3×240+1×120 四芯塑料电缆（直埋）
至 9 号厂房 VLV22—1000—3×240+1×120 四芯塑料电缆（直埋）
至 10 号厂房 VLV22—1000—3×240+1×120 四芯塑料电缆（直埋）
380V
低压
出线
至生活区
四回路，每回路 3×BLX-1000-1×120+1×BLX-1000-1×75 橡皮线（三相四
线架空线）
与临近单位 10KV 联络线 YJL22—10000—3×16 交联电缆（直埋）
2mm
第 7 章 降压变电所防雷与接地装置的设计
变电所的防雷保护
防直击雷保护
在变电所屋顶装设避雷针和避雷带，并引进出两根接地线与变电所公共接装置相
连。如变电所的主变压器装在室外和有露天配电装置时，则应在变电所外面的适当位
置装设独立避雷针，其装设高度应使其防雷保护范围包围整个变电所。如果变电所所
在其它建筑物的直击雷防护范围内时，则可不另设独立的避雷针。按规定，独立的避
雷针的接地装置接地电阻 （表 9-6）。通常采用 3-6 根长 m 的刚管，在装避
雷针的杆塔附近做一排和多边形排列，管间距离 5 m，打入地下，管顶距地面 m。
接地管间用 40mm×4mm 的镀锌扁刚焊接相接。引下线用 25 mm ×4 mm 的镀锌扁刚，
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 20mm 的镀锌扁刚，长 1～。独立避雷针的接地装置与变
电所公共接地装置应有 3m 以上的距离。
雷电侵入波的防护
a)在 10KV 电源进线的终端杆上装设 FS4—10 型阀式避雷器。引下线采用 25 mm
×4 mm 的镀锌扁刚，下与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端栓连接。
b）在 10KV 高压配电室内装设有 GG—1A（F）—54 型开关柜，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保护，防雷电侵入波
的危害。
c）在 380V 低压架空线出线杆上，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的雷电波。
R<10W
第 8 章 二次回路方案的选择
在供配电系统的运行过程中，往往由于电气设备的绝缘损坏、操作维护不当以及
外力破坏等原因，造成系统故障或不正常的运行状态。在供配电系统中最常见的故障
和不正常的运行状态为断线、短路、接地及过载。为了保证供配电系统的安全可靠运
行，避免过载引起的过电流或短路产生的故障电流对系统的影响，在供配电系统中需
装设不同类型的保护装置。保护装置的任务：一是故障时跳闸；二是异常状态发出报
警信号。根据继电保护装置所担负的任务，它必须满足以下四项基本要求，即选择性、
速动性、可靠性和灵敏性。
根据本厂需要：10kV 电源进线保护、主变压器保护、母线保护以及 10kV 馈电
线路保护。高压断路器的操作机构控制与信号回路 断路器采用手动操动机构，其
控制与信号回路如图 7-1 所示：
图 7-1 手动操作的断路器
10V 系统的绝缘监视装置，可采用三个单相双绕组变压器和三个电压表，当一次
电路某一相发生接地故障时，电压互感器二次侧的对应相的电压表指零，其他两相的
电压表读数则升高到线电压。由指零电压表的所在相即可得知该相线发生了单线接地
故障。
图 7-2 母线的电压测量和绝缘监视电路
第9章 设计总结
本次课设应该感谢学院的安排，让我们在学习课本知识的同时，能够有这样的机
会实践。更应该感谢导老师的细心指导，使我及时纠正错误。将此次设计顺利的完成。
求出了工程总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数及高低压侧的短路计算，
根据所求的负荷计算确定出变压器的容量，型号安装位置；确定了导线截面，确定供
电线路布局，绘出供电平面 CAD 图;设计出变电所主接线方案，绘出变电所主接线方
案图；选择校验
电所一次；通过短路计算确定了系统的适当的继电保护，绘制出过电流保护电路
的 CAD 图。通过供电设计，是该旅游区工程的供电得到保证，切实保证生产和生活
用电的需要，并做好节能工作满足以下四项基本要求安全，可靠，优质，经济。在此
供电设计中合理处理了局部和全局当前和长远等方面的关系，有全局观点，能顾全大
局，适应发展。
本次课程设计使我加深对所学理论知识的理解,掌握工程设计的方法。通过这次
课程设计,我深深懂得要不断的把所学知识学以致用,还需通过自身不断的努力,不断
提高自己分析问题,解决问题和编程技术终结报告的能力!
感谢在此次设计中帮助我的同学，在他们的帮助下使我注意到了以前没有注意的
问题，并加以改正，及时的找出了设计中的问题。
最后更应该感谢我的指导老师曹永红老师和杨新霞老师，正是由于老师的辛勤培
养,谆谆教导,才使此次课程设计得以圆满完成!最后道一声:老师,您辛苦了！
参考文献
[1] 苏文成，《工厂供电》第二版，机械工业出版社
[2] 卢帆兴、肖清、周宇恒，《电力工程综合设计指导书》
[3]《实用供配电技术手册》 中国水利水电出版社
[4]《实用电工电子技术手册》实用电工电子技术手册编委会编 机械工业出版社
[5] 刘介才，《工厂供电设计指导》，机械工业出版社
附录 红光机械厂降压变电所主接线图
10kv
