工厂变电所及厂区配电系统技术设计.doc

changzhou institute of technology课 程 设 计 说 明 书题目：工厂变电所及厂区配电系统技术设计二级学院（直属学部）： 电气学院 专业：电气工程及其自动化 班级： 11电一 学生姓名： 朱旭东 学号： 11020447 指导教师姓名： 柴济民 职称： 讲师 2014年 9 月设计说明书的题目及目录：工厂变电所及厂区配电系统技术设计目录第一章 绪论1.1工厂供电的意义21.2设计概述21.3设计任务及设计方案4第二章 负荷计算及功率补偿52.1 负荷计算的内容和目的52.2负荷计算的方法62.3无功功率补偿9第三章 变电所一次系统设计113.1 变电所的配置113.2变压器的选择113.2.1 变压器型号选择113.2.2 变压器台数和容量的确定123.3全厂变电所主结线设计133.3.1 对变电所主结线的要求133.3.2 变电所主接线方案133.3.3变电所主接线设计133.4变电所的布置和结构设计133.4.1 变电所的布置设计133.4.2 变电所的结构设计15第四章 电气设备选择164.1短路电流计算164.2电气设备选择19第五章 电力变压器继电保护设计235.1电力变压器继电保护配置235.2电力变压器继电保护原理图设计235.3电力变压器继电保护整定计算23第六章厂区线路设计256.1电力线路的接线方式256.2电力线路的结构256.3导线和电缆的选择256.4厂区照明设计26第七章 小结27第一章 绪论1.1工厂供电的意义 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。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。 在学完供配电技术这门课程后，对电力系统和供配电系统的概念、电力负荷等相关知识有了基本的了解，也能根据负荷性质、用电容量、地区供电条件和相关的技术知识等条件给出较合理的设计方案。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。 工厂供电设计主要包括全厂变电所设计、车间配电系统所设计及车间动力和照明设计。电能是一种清洁的二次能源，它不仅能传送和分配，易于转换为其他的能源，而且便于控制、管理和调制，易于实现自动化。所以，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人们的日常生活之中。 电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，有十分重要的意义。工厂供电的基本要求是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设计概述 工厂供电设计是工厂设计中的一个重要组成部分。它的设计是否完善，不仅直接影响工程建设的投资和建成后的运行费用，而且影响到工厂的安全生产和经济效益。因此，供电设计必须遵守国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针，保障人身安全和设备的安全，满足生产工艺提出的要求，做到安全，可靠，经济和优质。 工厂供电设计主要包括总降变电所设计，配电系统设计，车间变配电所设计及车间动力和照明设计。1.3设计任务及设计方案 按照设计要求并根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，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，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。1、设计说明书一份在设计说明计算书中应包括以下主要部分：1） 各车间与全厂的负荷计算，功率因数的补偿（放电电阻值）。2） 变（配）电所位置的确定，变压器数量、容量的决定。3） 全厂供电系统的接线方式与变电所主接线的确定。4） 高气压电气设备与导线电缆的选择。5） 短路电流的计算与电气设备的校验。6） 继电保护整定电流。2、设计图纸：1）变(配)电所主接线图一张(或将高、低压分开画两张)。2）工厂变配电所和电力线路平面布置图一张。3）继电保护原理展开图一张。4）变配电所平剖面布置图一张（两张）。3、主要设备材料表一份。4、设计方案：我们应根据工厂各车间的实际情况，利用需要系数法计算出各组设备容量、功率因数不满足供电规程，则进行无功补偿。然后按功率距法确定负荷中心，根据变电所位置选择的原则确定了变电所的位置，如果车间的视在功率大于320kva，则需设一个车间变电所，再确定变压器的台数和容量，并选择了变压器的型号。根据选择的额定容量计算短路电流，在选择电气设备时，一定要遵循选择的原则。继电保护设计时，要就实际情况选择保护。厂区采用电缆接线方式，高压电缆进线用硬铝母线，变压器室需抬高地平，窄面推进且离墙安装。设计时应尽量采用简洁明了的方案，考虑资源问题，以经济效果和供电质量综合考虑。5、设计时间：设计时间定为两周第二章 负荷计算及功率补偿2.1 负荷计算的内容和目的 负荷计算是供配电系统正常运行的计算，是正确选择供配电系统中导线，电缆，开关电器，变压器等的基础，也是保障供配电系统安全可靠运行必不可少的环节。这就需要对电力负荷进行计算。 导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时其产生的最高温升相等，该等效负荷就成为计算负荷。计算负荷时一个假想的持续性负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 负荷计算要将各车间设备分组，求出各用电设备的设备容量，然后用需要系数法逐个算出分组的计算负荷，车间计算负荷以及全厂计算负荷。 按照要求高压侧的功率因数应该大于0.9，若不满足要求，需要对高压侧进行无功功率补偿。同时，无功功率补偿要考虑设备安装地点和控制方式，根据补偿要求选择相应的成套补偿装置。本次课程设计采用固定的电容补偿方式。工厂企业电力负荷计算的主要目的是：（1）全厂在工程设计的可行性研究阶段要对全厂用电量做出估算以便确定整个工程的方案；（2）在设计工厂供电系统时，为了正确选择变压器的容量，正确选择各种电气设备和配电网络，以及正确选择无功补偿设备等，需要对电力负荷进行计算。工程上根据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，在实践中总结出了各种负荷计算：估算法、需要系数法、二项式法和单相负荷计算法等，本次课程设计采用需要系数法。 进行负荷计算时，首先要将不同工作制下的用电设备的额定容量换算成统一的设备容量，具体运算如下：1、 长期工作制和短时工作制的用电设备的设备容量就是该设备的铭牌额定功率，即 (2-1)2、反复短时工作制的用电设备譬如车床，钻床，铣床，刨床，磨床等等采用公式如下：2、 (2-2)3、 照明设备 照明设备的额定容量可按建筑物的单位面积容量法估算采用公式如下： (2-3)式中w表示建筑物单位面积照明容量（w/m2）；s表示建筑物面积（m2）。2）用电设备的计算负荷1、单台用电设备的计算负荷就是其设备容量 （24）2、 单组用电设备的计算负荷有功功率为: （25）无功功率为： （26）视在功率为： （27）计算电流为： （28） 式中pe为设备容量；kd该用电设备组的需要系数；tan功率因数角的正切值在多组设备中公式大多相同只需要乘以一个同时系数。2.2负荷计算的方法表2-1 第一车间 各用电设备额定容量序号用电设备型号名称台数每台设备额定容量（千瓦）备注1c6163车床110.52c630车床110.1513si25车床284c6163车床345c620车床110.16c62-m车床123.657cw61100车床131.98z39摇臂钻床111.49z35摇臂钻床18.610t612卧式镗床11711t68卧式镗床19.212c516立式车床138.113c512立式车床124.214b2020龙门刨床177.115b20104龙门刨床166.816导轨磨床116.117m3030砂轮机41.51815吨电动桥式吊车146.5jc=40%195吨电动桥式吊车120.5jc=40%（1）c6163车床按照冷加工车间系数单组用电设备的计算负荷有功功率公式如下：则同理1到16号的用电设备的计算负荷有功功率如下：无功功率如下：(2)m3030砂轮机查表得则(3)15吨电动桥式吊车同一换算到时的额定功率为：查表得则同理对于5吨吊车综上取同时系数为，则第一车间的计算负荷为：计算电流：工厂照明设备的计算负荷：由工厂图3可得需要照明的面积为：则照明的设备容量为：荧光灯要考虑镇流器功率损耗，电子镇流器则查表得工厂荧光灯则由其它车间信息如下表格2-2车间序号有功功率pc(kw)无功功率qc（kvar）2号车间2212983号车间6544554号车间1671135号车间223122综上取同时系数为，则表231号车间负荷计算汇总表序号用电设备分组设备容量kw计算负荷计算电流akwkvarkva第一车间大批量冷加工组384.30.151.7357.51100.64/吊车组84.750.251.7321.236.7/总计469.05/同时系数0.95/79.32136.7158.1138.72.3无功功率补偿1、功率因数的概念和意义功率因数是衡量供配电系统是否经济运行的一个重要指标。用户中绝大多数用电设备，如感应电动机、电力变压器、电焊机及交流接触器等，它们都要从电网吸收大量无功电流来产生交变磁场，其功率因数均小于1，需要进行无功功率补偿，提高功率因数。2、功率因数对供配电系统的影响及提高功率因数的方法感性用电设备都需要从供配电系统中吸收无功功率，从而降低功率因数。功率因数太低将会给供配电系统带来电能损耗增加、电压损失增大和供电设备利用率降低等不良影响。所以要求电力用户功率因数必须达到一定值，低于某一定值就必须进行补偿。国家标准gb/t34851998评价企业合理用电技术导则中规定“在企业中最大负荷时的功率因数应不低于0.9，凡功率因数未达到上述规定的，应在负荷侧合理的装置几种与就地无功功率补偿设备”。3、提高功率因数的方法功率因数不满足要求时，首先应提高自然功率因数，然后再进行人工补偿。（1） 提高自然功率因数 合理选择电动机的规格和型号。 防止电动机长时间空载运行。 保证电动机的检修质量。 合理选择变压器的容量。 交流接触器的节电运行。（2）人工补偿功率因数 并联电容器补偿。 同步电动机补偿。 动态无功功率补偿。 考虑到厂为机械厂，如果采用提高自然功率因数的话，设备台数太多，不太容易实现，故在这采用人工补偿来功率因数，为了方便控制和管理，应该选用动态无功功率补偿更为合理。全厂低压侧的功率因数为要使高压侧的功率因数在0.9以上，则设低压侧补偿后的功率因数为0.95，则计算如下：tantanarccos0.760.855tantanarccos0.950.329qc.c1281.4tantan674.4kvar查表a-2可选b2mj0.4-40-3型电容器，需要的数量为：实际补偿的容量为。补偿后的计算负荷和功率因数求解 变电所低压侧视在功率为：此时变压器的功率损耗为： 变电所高压侧总的计算负荷为： 则补偿后的高压侧的功率因数为： 大于0.9满足要求。第三章 变电所一次系统设计3.1 变电所的配置3.1.1变电所的类型 变电所是接受电能、变换电压、分配电能的环节，是供配电系统的重要组成部分。变电所按其在供配电系统中的地位和作用，分为总降压变电所、独立变电所、车间变电所、杆上变电所、建筑物变电所及高层建筑变电所。3.1.2变电所的位置选择1、变电所位置选择的原则：应尽可能接近负荷中心以降低配电系统的电能损耗，电压损失；进出线方便，考虑电源的进线方向，偏向电源侧；不应妨碍企业的发展，要考虑扩建的可能性；设备运输方便；尽量避开腐蚀性气体和污秽的地段，若无法避免，则应位于污染源的上风侧；变电所屋外配电装置与其他建筑物之间的防火间距应符合规定；负荷中心确定以下简述负荷功率矩法确定负荷中心法：如图3-1所示，设工厂内有负荷p1、p2、p3，以工厂平面图的左下角为原点建立一个直角坐标系，选取p1(x1，y1)、p2(x2，y2)、p3(x3，y3)则负荷中心的坐标为： y y1 y2 y3 x1 x2 x3 x4 x 图3-1 负荷功率矩法确定负荷中心示意图 由实际的车间坐标可得：1号（4.90,6.85）,2号（5.7,2.57）,3号（10.7,6.75）4号（9.70,3.2），5号（13.60,3.00）由上述可得：综上可得负荷中心坐标为（9.97,4.89）。3.2变压器的选择3.2.1 变压器型号选择 全厂变的变压器的台数和容量的确定：（1）变压器台数的确定 应该满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术、经济上比较合理时，主变压器选择也可多于两台； 对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的宜用经济运行方式的变电所，技术经济合理时刻选择两台主变压器； 三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时，应选择两台主变压器。从第二章的负荷计算可知，负荷相对较大，考虑到选择一台变压器时会显得很大，且不利于控制和维护，同时考虑到以后的发展，加上该工厂作为三级负荷来说，则应选择两台变压器。3.2.2 变压器台数和容量的确定 选单台变压器时，其额定容量sn应能满足全部用电设备的计算负荷sc，考虑负荷发展应留有一定的容量裕度，并考虑变压器的经济运行。由车间变电所（10kv/0.4kv）总计算负荷为1391.6kva，其中一，二级负荷为680kva,宜选两台变压器，任一台变压器单独运行时要满足60%到70%的负荷，即，且任一台变压器满足。因此，可选两台容量均为1000kvar的变压器，具体型号为：s11-1000/10。3.3全厂变电所主结线设计3.3.1 对变电所主结线的要求 变配电所由一次回路和二次回路构成。 一次回路：供配电系统中承担输送和分配电能任务的电路。二次回路：用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路。 变配电所的主接线两种表现形式：系统式主接线：该主接线仅表示电能输送和分配的次序及相互的连接，不反映相互位置，主要用于主接线的原理图中。配置式主接线：该主接线按高压开关柜或低压配电屏的相互连接和部署位置绘制，常用于变配电所的施工图中。确定变电所主接线应满足该基本要求：安全、可靠、灵活、经济。3.3.2 变电所主接线方案 供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路变压器组接线、单母线接线和桥式接线3种类型。单母线接线又分为单母线不分段和单母线分段。桥式接线又分内桥式接线和外桥式接线。 由于该厂采用的一路电源进线，且有两台变压器，故应选用的是单母线接线方式，且变压器一次侧采用单母线不分段，二次侧采用单母线分段接线。具体布局见附录。3.3.3变电所主接线设计 高压开关柜选择kgn型高压开关柜，电流互感器采用两相式接线，电压互感器采用v-v型和y0/y0/（开口）型，左侧由电缆引入，右侧由电缆引出。分为进线柜、计量柜、互感器柜和2个出线柜。故低压侧配电柜选择ggd型成套开关柜，无功功率补偿采用pgl1型低压无功功率偿自动补偿屏3.4变电所的布置和结构设计3.4.1 变电所的布置设计变电所布置方案：户内式变电所将变压器、配电装置安装于室内，这样工作条件好，运行管理方便。变电所一般采用户内式，户内式又分为单层布置和双层布置，主要是投资和土地情况而定。35kv户内变电所宜采用双层布置，610kv变配电所宜采用单层布置。依据上述条件，故选定该厂的全厂变电所应采用户内独立式的，车间变电所采用户内式。本小组选用的两台变压器，故大体布置方案为下图所示：控制室变压器间高压间低压间休息室图3-2变压器的大体布置图对变电所的布置要求：（1）室内布置应紧凑合理，便于值班人员操作、检修、试验、巡视和搬运，配电装置安放位置应保证所要求的最小允许通道宽度，考虑今后发展和扩建的可能。（2）合理布置变电所各室的位置。（3）变压器室应避免西晒，值班室应尽量朝南，尽可能利用自然采光和通风。（4）配电室的设置应符合安全和防火要求，对电气设备载流部分应采用金属网板隔离。（5）高低压配电室、变压器室的门应向外开，相邻配电室的门应双向开启。（6）变电所内不允许采用可燃性材料装修，不允许热力管道、可燃气管等各种管道从变电所内经过。313.4.2 变电所的结构设计1、变压器室（1）变压器外轮廓与墙壁的距离：具体参数见下图所示：42001600 变压器22004900图3-3变压器外轮廓及与墙壁之间间距示意图（2） 变压器室的通风：就变压器室而言，应在该室的门上下方都开通风窗窗口的有效面积参照课程设计指导书的表427，选择进出风窗的中心高差为3m，进风窗面积为0.7m2,出风窗面积也为0.7m2；出风窗采用固定百叶窗，进风窗采用固定百叶窗加金属网。（3）变压器的推进面：本小组采用窄面推进，并且变压器室的门比变压器的推进宽度宽0.5m。（4）变压器的防火：在变压器室里设置储油池，通风窗采用防火材料，室内应配有泡沫灭火器。2、高压配电室：本小组采用电缆进线，故高压开关室的高度应选为5m，采用单列离墙布置。开关柜下方设置电缆沟，便于进出线与柜设备的连接，便于二次回路的敷设。3、低压配电室：本小组采用双列面对面布置配电屏，在低压开关柜柜后设置电缆沟，便于馈线电缆的敷设。第四章 电气设备选择4.1短路电流计算 在电力系统中短路种类主要有三相短路、两相短路、单相短路和两相接短路。短路发生的主要原因是电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏，运行人员不遵守操作规程发生的误操作以及鸟兽跨越在裸露导体上等。其中三相短路电力系统最严重的短路故障。然而其分析很难变化大，为了简化分析，假设成一个无限大容量系统来做分析。在计算短路电流的是采用标幺制表示，更简化了计算。做短路电流计算是为了正确地选择和校验各种电气设备、计算和整定保护短路的继电保护装置等。 该厂电源进线采用一回架空线，型号为lj_70，线路长度为5km的线路供电根据表a-15，lj-70导线，选择线间几何均距为1m，则其电抗值为0.46km。 则计算短路电流如下：t1 1，绘制短路电流计算系统图，按变压器保护整定计算的需要，设：k1sk25kmt2s11-1000/10图4-1短路电流计算系统图2,确定基准值 取3，绘制短路计算等效电路如下：k1k2图4-2短路电流计算等效图a,电力系统s： 系统最大运行方式下： 系统最小运行方式下：b,架空线路1wl：c,变压器1t和2t:在最小运行方式下一台变压器运行时 k1点： k2点： 在最小运行方式下两台变压器运行时 k1点： k2点： 在最大运行方式下一台变压器运行时 k1点： k2点： 在最大运行方式下两台变压器运行时 k1点： k2点： 则可列短路计算表如下：k1k22.1219.442.2629.332.1219.022.1228.364.2电气设备选择 供配电系统中的电气设备是在一定的电压、电流、频率和工作环境条件下工作的，电气设备的选择除了满足在正常时能安全可靠运行，并适应所处的位置、环境温度，以及防尘、防火、防腐、防爆等要求，还应满足在短路故障时不至于损坏的条件，开关电器必须具有足够的断流能力。 电气设备的选择应遵循以下4个原则：（1）按工作要求和环境条件选择电气设备的型号（2）按正常工作条件选择电气设备的额定电压和额定电流 按工作电压选择电气设备的额定电压。电气设备的额定电压应不低于其所在线路的额定电压，即（41） 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。电气设备的额定电流应不小于实际通过它的最大负荷电流imax（或计算电流ic）。（3）按短路电流条件校验电气设备的动稳定性和热稳定性（4）开关电器断流能力校验 高压开关电器的选择 高压开关电器分为高压断路器、高压熔断器、高压隔离开关和高压负荷开关。高压断路器、高压隔离开关和高压负荷开关的具体选择原则如下：根据使用环境和安装条件来选择设备的型号；在正常条件下，选择设备的额定电压和额定电流；短路校验：动稳定校验：电气设备的极限通过电流应不小于设备安装的最大冲击短路电流热稳定校验；电气设备允许的短时发热应不小于设备安装的最大短路发热。开关电器断流能力校验。1、高压断路器选择 高压断路器是一种专用于断开或接通电路的开关设备，具有完善的灭弧装置。因此，高压断路器不仅能在正常时通断负荷电流，而且能在出现短路故障时在保护装置作用下切断短路电流,已知一次侧安装处的最大短路电流为2.26ka，短路电流为，设备容量为,继电保护动作时间为1.5s。10kv进线侧的线路额定电流为：。因为有两台变压器，故流经每一台变压器的额定电流为39.76a，由于采用的是独立的全厂变电所，故应采用少油户内型断路器，查表a4，可知选择sn10-10i/630少油户内型断路器 表43高压断路器校验表序号sn10-10i/630要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据110kv10kv合格2630a39.76a合格316ka2.26ka合格440ka5.76ka合格5合格2、 高压隔离开关选择 查表a5，综合上述各电气条件选择gn68-10t/200型高压隔离开关表44高压隔离开关校验表序号sn10-10i/630要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据110kv10kv合格2200a39.76a合格325.5ka5.76ka合格4合格3、 高压熔断器的选择 该厂高压侧的熔断器是用来保护电压互感器的，故应选择rn2型专用熔断器来做电压互感器的短路保护，其熔体额定电流为0.5a，查表a62，应选择rn210型熔断器。4、 避雷器的选择 参考供配电参考资料的表329，则选择fs10型避雷器 变压器二次侧低压配电屏电气设备的选择1、变压器1#、2#次总柜上的低压设备（低压断路器、低压隔离开关）低压断路器又称为低压自动空气开关，低压隔离开关又称为低压刀开关。已知全厂低压侧计算电流为1449a，峰值电流约为2800a，最大三相短路电流为，采用dw15型断路器，其分断时间大于0.02s，配置瞬时和长延时脱扣器过电流瞬时脱扣器额定电流的选择：in.oric1449a故应选择in.or1500a过电流脱扣器动作电流的整定：1）瞬时过电流脱扣器动作电流iop(0)应躲过线路的峰值电流ipk，则iop(0)kelipk1.3528003780a查表a97/6,选择整定倍数为4倍的瞬时脱扣器，则动作电流整定值为415006000a3780a2) 长延时过电流脱扣器动作电流iop(1)只需要线路的计算电流ic，即iop(1)kelic1.11449a1593.9a故应选iop(1)1600a3）为防止被保护线路因过负荷或短路故障引起导线和电缆过热时，则iopkolial4.510004500a4）断路器额定电流的选择：in.qfin.or1500a，查表a97，选1500a，dw15型系列断路器，ioc60ka5）断流能力校验：ioc60kaik(3)22.6ka故，所选低压断路器型号为dw151500，过电流脱扣器额定电流为1000a表46低压隔离开关校验表序号hd12-1500选择要求装设地点条件结论项目数据项目数据1380380合格215001449合格 车间低压设备的选择1、 第一车间 由于第一车间为冷处理车间，其设备容量不大，功率不高，故将高于60kw的两台设备采用一路电源进线，以方便车间的管理和控制。 以下为两台大容量设备单独进线线上低压设备的选择和校验,相关数据同前面第二章。 由b2020龙门刨床和b20104龙门刨床的需要系数为kd0.15，tan1.73,则计算电流为：三相短路电流采用变压器二次侧的短路电路即ik(3)22.6a，尖峰电流ipkkstin2185370a选用dw15型半导体式，配置瞬时和长延时脱扣器，校验如下：过电流瞬时脱扣器额定电流的选择：in.oric62.1a故应取in.or100a瞬时过电流脱扣器动作电流的整定：iop(0)kelipk1.35370499.5a整定5倍整定值5100500a496.8a长延时过电流脱扣器动作电流的整定：iop(1)kelic1.162.1a68.3a故应选iop(1)100a断路器额定电流选择：in.qfin.or100a应选200a，dw15型断路器ioc50ka断流能力校验：ioc50kaik(3)22.6ka故应选低压断路器型号为dw15200a，过电流瞬时脱扣器额定电流为100a。表47刀开关数据选择校验表序号hd12-100选择要求装设地点条件结论项目数据项目数据1380380合格210062.1合格同理，其它设备共用一根进线，应选低压断路器型号为dw15200a，过电流瞬时脱扣器额定电流为100a。第五章 电力变压器继电保护设计5.1电力变压器继电保护配置 供配电系统的电力变压器有总降压变电所的主变电器和车间变电所或建筑物变电所的配电变电器。常见的故障分为短路故障和不正常运行状态两种。l变压器的短路故障按发生在变压器油箱的内外，分为内部故障和外部故障。内部故障有匝间短路，相间短路和单相碰壳故障；外部故障有套管及其引出线的相间短路和单相接地故障。l变压器的不正常运行状态有过负荷，油面降低和变压器温度升高等。根据上述电力变压器的常见故障，按gb500622008规定，变压器应装设过电流保护和电流速断保护，用于保护相间保护；800kva以上油浸式变压器和400kva及以上车间内油浸式变压器应装设气体保护装置用于保护变压器的内部故障和油面降低；单台运行的变压器容量在10000kva及以上和并列运行的变压器每台容量在6300kva及以上或电流速断保护的灵敏度不满足要求时应装设差动保护装置用于保护内部故障和引出线相间短路；装设过负荷保护和温度保护装置分别用于保护变压器的过负荷和温度升高。由于我们变压器的视在功率为800kva，所以我们不需要采用差动保护，故本小组采用定时限过电流保护、电流速断保护、气体保护和温度保护。5.2电力变压器继电保护原理图设计本课程设计我小组采用两台变压器并联供电，故继电保护应采用定时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护、温度保护及其气体保护。其原理展开图见附录23，可知其各种保护的构成原理如下1定时限过电流保护由电流继电器3ka、4ka、5ka、时间继电器1kt与信号继电器2ks等组成，当在保护范围内出现故障时，3ka、4ka、5ka得电动作并启动1kt，经整定时限后跳闸，是电路断开。2电流速断保护由继电器1ka、2ka和信号继电器1ks等组成，当在保护范围内出现故障时，1ka、2ka得电动作并启动中间继电器km，从而瞬时断开1qf、2qf。3气体保护气体保护由气体继电器kg、信号继电器3ks、连接片xb、r2、r1等组成。轻瓦斯触点kg1仅用于发出信号不做任何动作，重瓦斯触点kg2则瞬时断开变压器两侧的1qf和2qf。4过负荷保护过负荷保护由电流继电器6ka与时间继电器2kt等组成，保护延时作用于信号。5温度保护温度保护由温度继电器k与信号继电器4ks等组成，仅作用于信号。5.3电力变压器继电保护整定计算 电力变压器继电保护来整定计算，由于采用的两台并联的变压器，故只需整定任意一台变压器保护即可。计算时必须考虑分流原理。则整定计算如下：1，对电流保护进行整定计算并选相应的继电器主变一次侧额定电流为：则可选择变比为160，电流互感器的二次电流为：2，电流速断保护的整定 a,动作电流的整定： 则可选择dl-11-10型继电器线圈并联，整定继电器动作电流，线圈并联，整定继电器动作电流6.02a，电流速断保护一次侧动作电流为：b,灵敏度校验：则满足灵敏度要求。3，定时限过电流保护 a,动作电流的整定： 其中最大负荷电流按一台主变时带两台负荷计算，即： 选择dl-11/200型电流继电器，线圈并联，整定电流为1.05a过电流保护一次侧动作电流为： b,灵敏度校验： 作1t后备保护时：则过电流整定满足灵敏度要求。c,确定保护的动作时限t1=1+1.5=1.5s,整定选择ds-22型时间继电器，时间整定范围1.25.0s第六章厂区线路设计6.1电力线路的接线方式 电力线路按电压高低分，有1kv及以下高压线路和1kv及以下低压线路；按结构形式分，有架空线路、电缆线路及室内（车间）线路等。电力线路的接线方式是指由电源端（变配电所）向负荷端（电能用户或用电设备）输送电能时采用的网络形式。常用的接线方式有：放射式、树干式和环式三种。对电力线路的基本要求是：供电安全可靠、操作方便、运行灵活、经济和有利发展。 本次课程设计的高压和低压均采用放射式接线。6.2电力线路的结构 架空线路的结构 架空线路时指室外架设在电线杆上用于输送电能的线路。架空线路由导线、电杆、横担、绝缘子、线路金具等组成。导线传导电流，输送电能。导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度，一般采用铝绞线（lj）和钢芯铝绞线(lgj)，导线在电杆上的排列方式有三角形排列、水平排列或垂直排列等。 电杆用于支持导线和避雷线，是架空线路的主要组成部分。横担与电杆组装在一起，用来支持绝缘子架设导线，而绝缘子是保证导线对地及导线与导线之间有足够的距离。线路金具是用来连接安装导线、安装横担和绝缘子等的金属部件综合多种考虑之后，本小组决定不采用架空进线，而采用以下的电缆线路进线。电缆线路的结构。电力电缆由导体、绝缘层和保护层3部分组成。电缆线路的故障大部分情况发生在电缆接头处，所以电缆头是电缆线路中的薄弱环节，所以应对电缆头的安装质量要极其重视，要求密封性好，有足够的机械强度，耐压强度不低于电缆本身的耐压强度。6.3导线和电缆的选择 导线和电缆的选择是供配电设计中的重要内容之一。导线和电缆是分配电能的主要器件，选择得合理与否，直接影响到有色金属的消耗量与线路投资，以及电力电网的安全经济运行。（1）高压侧母线的选择母线都用支柱绝缘子固定在开关柜上，因而无电压要求，其选择条件如下；1）型号选择母线的种类有矩形和管型母线。目前变电所的母线除大电流采用铜母线以外，一般尽量采用铝母线。低压配电屏上的母线应选用硬铝矩形母线（lmy）。2）母线截面的选择：按允许载流量选择母线截面： icial（61）按经济电流密度选择母线截面： （62） （62）式中，jec为经济电流密度;sec为母线经济截面。3）硬母线动稳定校验：短路时母线承受很大的电动力，因此，必须根据母线的机械强度校验其动稳定。即：alc （63）母线热稳定校验：母线截面应不小于热稳定最小允许截面smin，即： （64） 低压导线的选择（1）低压侧母线的选择 初步选定母线的跨距l为0.5m，母线中心距为0.2m，铝线热稳定计算系数为87，假想时间为1.2s按允许载流量选择母线截面：ialic1519.3a查表a112,故选择lmy12010硬母线动稳定校验和母线热稳定校验满足要求。 第一车间各支路进线的选择计算 已知该地最热月平均温度为25，当地最热月平均最高温度位35，导线采用三相四线制敷设。最热月地下0.8m处的平均温度为27.4，导线正常最高允许温度为65。车间支线1；计算电流ic62.1a，查表a122得，4根单芯穿钢管敷设的每相芯线截面为25mm2的bv型导线，环境温度为30时的允许载流量为79a，即ial79a温度校正系数为： .导线的实际允许载流量为ialkial1.0747984.85aic62.1a所以，所选相截面s95mm2满足允许载流量的要求。中性线s0的选择：按s00.5s要求，故选s025mm2故所选导线型号为：bv500395125。同理车间支线二也一样。6.4厂区照明设计 由工厂附录图可知工厂剩余的仓库、办公楼、收发室、食堂、以及路灯的照明线路，应从最近的车间的配电所敷设电缆。不同类型的室内照明应根据不同的需要来设计照明的亮度。路灯的设计应间隔2米远设置一个路灯，路灯的线路应敷设在路边沿里面30厘米左右，以方便管理不易被破坏。 车间内部的照明应有足够的亮度，才能保证有序的生产。车间应用动力线路的三相来提供照明，以提高亮度，所以应单独放一回进线，以方便检修和控制。五个车间的照明要求是最高的，应该采用高压钠灯比较合理；仓库照明要求相对比较低，一般采用荧光灯或日光灯即可满足要求；办公楼的照明要求较高，应该采用组合型日光灯；收发室和车库的照明相对比较低，一般也采用荧光灯或日光灯即可满足要求.第七章 小结 经过十余天的奋战，终于完成了一个还算可以的设计，这几天我过的很充实，是我大学生活里继两次实习后又一次最充实的生活，看着自己的劳动成果，心里有种说不出的感觉。毕竟自己的努力还算有所回报，我为自己的努力感到自豪，当然我也认识到了自己学习中的不足，看到了自己在运用知识方面欠缺，在供配电方面还有很多的问题，基本功掌握不扎实，我想说：为完成这次课程设计我们确实很辛苦，但苦中仍有乐。回顾起此课程