电气工程及自动化毕业设计（论文）-工程机械制造厂供电系统设计（全套图纸） .doc

工程机械制造厂供电系统设计完整版全套cad图纸，翻译，开题报告等，加153893706第 1 章 概述1.1工厂供电意义和要求众所周知，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；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。 在工程机械制造厂里，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。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，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。 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： 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。 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 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设计原则按照国家标准gb50052-95供配电系统设计规范、gb 50059-9235110kv变电所设计规范、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，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。1.3内容及步骤全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。1、负荷计算 全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、显示计算结果。2、一次系统图 跟据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算，绘制一次系统图，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。3、电容补偿 按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和数量。4、变压器选择及变电所布置 根据电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器型号及全厂供电平面图。5、短路电流计算 工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限大容量系统供电进行短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有关参数。6、高、低压设备选择及校验 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择高、低压配电设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验，并列表表示。7、导线、电缆的选择 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选择时必须满足发热条件：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。8、整定及二次保护 为了监视、控制和保证安全可靠运行，各用电设备，皆需设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算。给出二次系统图。9、防雷与接地 参考本地区气象及地质资料，设计防雷接地装置，绘制防雷接地平面图。第 2 章 负荷计算2.1 定义1、计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，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。2、平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。2.2 负荷计算的方法 负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计将采用需要系数法予以确定。所用公式有： 有功功率 （2-1）无功功率 （2-2）视在功率 （2-3）计算电流 （2-4）2.3负荷计算结果 见表2-12-6表21 动力负荷计算表用电单位名称负荷性质设备容量（kw）需要系数kdcostan计算负荷(kw)(kvar)(kva)(a)办公大楼50.850.80.754.253.195.318.07试验楼1200.60.80.75725490136.74汽车库350.350.71.0212.2512.517.526.59材料与成品库500.40.850.622012.423.5335.75食堂900.81072072109.4热处理车间4000.60.71.02240244.8342.86520.93木工车间1800.350.651.176373.7196.92147.26装配车间11000.470.750.88517454.96689.331047.36机加工车间一10000.250.61.33250332.5416.67633.08机加工车间二见表22铸工车间70%6000.40.651.17240280.8369.23561锻工车间5000.30.61.33150199.5250379.85空气压缩机站2800.850.750.88238209.44317.33482.15锅炉房1200.750.80.759067.5112.5170.93水泵站1500.650.80.7597.573.13121.88185.18露天煤矿露天材料库危险品库50.60.651.1733.514.627.01传达室表22 机加工车间二（动力）设备名称电机总容量（kw）总容量和kdcostan总p30总q30c6158.755175.60.250.51.7343.8979.5487.79133.38133.71123.79c6168.25c62021.375c315016.5z357.25z5121.8z53512.1t6166.25m60253.5m71151.45175.60.250.51.7343.8979.5487.79133.38133.71123.79x62w15.25x5238.125b60506.5b101213.05砂轮4.4g22811排风机18180.80.80.7514.410.81827.35电机吊车26.126.10.150.51.733.926.777.8411.91电阻炉24240.75105405482.05电焊变压器35350.50.51.7317.530.283553.2表23 照明负荷名称面积（m2）单位容量kdcostan办公大楼1500150.81018试验楼1800150.91024.3汽车库48690.7103.06材料与成品库124270.7106.09食堂360140.95104.79热处理车间486130.9105.69木工车间486120.9105.25装配车间2376110.91023.52机加工车间一1512100.91013.61机加工车间二1596100.91014.36铸工车间792100.9107.13锻工车间67590.9105.47空气压缩机站30070.8101.68锅炉房53280.9103.83水泵站162100.9101.46露天煤矿4露天材料库4危险品库2887350.6101.3传达室10860.75100.49表24 车变一总负荷车变一名称p30q30动力p30动力q30照明插座及局部照明动力照明动力办公楼4.25183.191076.5（未乘同时系数0.95）1069.96（未乘同时系0.97数）65.48（未乘同时系数0.95）75汽车库12.253.0612.51.5热处理车间2405.69244.80木工车间635.2573.710装配车间51723.52454.960铸工车间2405.47280.80露天材料库40传达室10.490.5表25 车变二总负荷车变二名称p30q30动力p30动力q30照明插座及局部照明动力照明动力实验楼7224.3541126.21（未乘同时系数0.95）1075.77（未乘同时系0.97数）81.38（未乘同时系数0.95）90材料与成品库206.0912.40食堂724.7900机加工车间一25013.61332.50机加工车间二133.7114.36123.792锻工车间1505.47199.50空气压缩机站2381.68209.441126.21（未乘同时系数0.95）1075.77（未乘同时系0.97数）81.38（未乘同时系数0.95）0锅炉房903.8367.50水泵站97.51.4673.130露天煤矿040危险品库31.33.510收发传达室200.490.5表26 各用电设备计算电流值车变一名称p30+照明+插座q30s30i30办公楼4.25+18+753.1997.3148传达室10.49+0.5012铸工车间240+5.69280.8373567装配车间517+23.52454.96706.511073热处理车间240+5.69244.8346.83527木工车间63+5.2573.71100.5153汽车库12.25+3.06+112.520.9432露天材料库4046道路及厂区照明5005076主变用电2002030车变二水泵房97.5+1.4673.13123.05187锻工车间150+5.47199.5252.93384实验楼72+24.3+9054193.97295露天煤矿4046锅炉房90+3.8367.5115.59176机加工车间一250+13.61332.5424.32645机加工车间二133.71+14.36123.79193294食堂72+4.790117117传达室20.49+0.5022材料与成品库20+6.0912.44444危险品库3+1.33.5188空气压缩机站238+1.68209.44484484道路及厂区照明5007676第 3 章 供电系统及方式3.1 方案选择1、当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。2、当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。3、当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组、接线。4、为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。5、接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。6、610kv固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。7、采用610 kv熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。8、由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器。9、变压器低压侧为0.4kv的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。10、当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。3.2 主接线方案1、对于电源进线电压为35kv及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为610kv的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。总降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。2、本厂变配电主接线采用单母线分段制，且与10kv备用电源互投。根据厂区建筑物及负荷情况，拟定该厂由一35kv变电所和两个10kv车间变电所组成，两车间变电所尽量靠近负荷中心。位置选定为35kv主变与一号车变和建于该厂西北角，车变二建在靠近锅炉房左侧尽量避开露天煤矿。这种接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷的工厂。任何一路出现故障时都能做到自动切除故障负荷。3、作为主变照明及应急用电，本设计采用由主变一次侧单引一个35/0.4的小型干式变压器供电，并在车变一的低压配电柜中引出一路作为主变照明及应急用电的备用电源，与35/0.4的干式变压器供电互备，并加直流屏，以保证供电系统检修和维护的可靠性。3.3 一次配电系统图 见附图第 4 章 电容补偿4.1意义在变电所低压侧装设无功补偿后，由于低压侧总的视在计算负荷减小，从而可使变电所主变压器容量选的小一些，这不仅可以降低变电所的初投资，而且可减少工厂的电费开支，因为我国供电企业对工业用户是实行的“两部电费制”；一部分叫基本电费，按所装用的主变压器容量来计算，规定每月按容量大小缴纳电费，容量越大，缴纳的基本电费越多，容量越小，缴纳的基本电费就越少。另一部分叫电能电费，按每月实际耗用的电能kwh来计算电费，并且要根据月平均功率因数的高低乘上一个调整系数。凡月平均功率因数高于规定的，可减收一定百分率的电费；凡低于规定的，则加收一定百分率的电费。由此可见，提高工厂功率因数不仅对整个电力系统大有好处，而且对工厂本身也有一定的经济实惠。4.2 车变一电容补偿在考虑同时系数(=0.95 =0.97)后其有功和无功功率分别为：=0.95（1076.5+65.48+77）+50+20=1228kw =0.971069.96=1038 kvar 1、补偿前的变压器容量和功率因数=1608 =1228/1608=0.76主变压器容量选择条件为,未无功补偿时，变压器容量应选为2000。2、无功补偿容量变电所高压侧的0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗,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由0.76提高到0.92，低压侧需装设的并联电容器容量为：=1228(0.760.92)kvar530 kvar3、补偿后的变压器容量和功率因数补偿后变压器低压侧的视在计算负荷为：可改选容量为1600 s91600/10 dyn11 外形尺寸1950长2360宽2630高变压器的功率损耗为：kw变压器高压侧的计算负荷为：kw4.3 车变二电容补偿在考虑同时系数(=0.95 =0.97)后其有功和无功功率分别为：=0.95(1126.21+81.38+91)+50=1284kw =0.971075.77=1044 kvar1、补偿前的变压器容量和功率因数= 1655 =1284/1655=0.77变压器容量选择条件为。未无功补偿时，变压器容量应选为2000。2、无功补偿容量变电所高压侧的0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗,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由0.77提高到0.92，低压侧需装设的并联电容器容量为：=1284(0.770.92)kvar520 kvar3、补偿后的变压器容量和功率因数补偿后变压器低压侧的视在计算负荷为：可改选容量为1600 s91600/10 dyn11外形尺寸1950长2360宽2630高 轨距1070 均为mm变压器的功率损耗为：0.015 =20.8kw0.06 =83.3 kvar变压器高压侧的计算负荷为：kw=83.14a4.4 主变电容补偿在考虑同时系数(=0.95 =0.97)后其有功和无功功率分别为：=0.95（1248+1305）=2553kw =0.97（588+608）=1196kvar1、补偿前的变压器容量和功率因数=2820 =2553/28200.9主变压器容量选择条件为，未无功补偿时，变压器容量应选为31502、无功补偿容量高压主变电所高压侧的0.95，考虑到变压器本身的无功功率损耗,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由0.9提高到0.95，要想达到0.95需取=0.96。低压侧需装设的并联电容器容量为：=2553(0.90.96)kvar500 kvar3、补偿后的变压器容量和功率因数补偿后变压器低压侧的视在计算负荷为：可选主变容量为3150 s93150/35yd11外形尺寸2810长2110宽3100高 轨距1070 均为mm变压器的功率损耗为：0.015=39.71kw0.06 =158.9 kvar变压器高压侧的计算负荷为：=2553+39.71=2593 kw=(1196500) kvar+158.9 kvar=855 kvar=2730 =2730/1.73235=45a补充后的功率因数为这一功率因数满足规定（0.95）要求4.5 补偿装置选择10kv高压侧的电容补偿装置的选择，即主变二次侧的电容补偿。因所得=500 kvar,故可选深圳尤尼-菲斯有限公司的户内保护式高压无功功率集中补偿hpic-10-800/200型,所配电容柜的外形尺寸为，宽750mm，深1470mm，高3000mm。0.4kv低压侧的电容补偿装置的选择，即车变二次侧的电容补偿。车变一的电容器选择：因=530kvar,故可选杭州安特电力电子技术有限公司的aee系列低压静止式动态无功补偿装置，aeetsc补偿容量为0600kvar，tsc补偿步数以及方式212（1：2：4：8），变压器容量为1600kva，外形尺寸为，宽950mm，深700mm，高2100mm。车变二的电容器选择：因=520kvar,故可选与车变一型号相同的电容补偿柜。第 5 章 变电所位置选择及变电所布置5.1 变电所位置选择由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，但因该厂采用两路供电，即35kv做主电10kv做备电，因此总降压变压器选一台35/10的即可。10kv电源作为备用电源。根据所绘一次系统图知该厂采用两个车间变电所，即有两个车变，以便深入负荷中心。 依据电容补偿后所算出的变压器容量可分别选则主变为s9-3150/35yd11,两车变均为s91600/10dyn11。5.2 变电所布置5.2.1 所址选择的一般原则1、尽量接近负荷中心，以降低备电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。2、进出线方便，特别是要便于架空进出线。3、接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所。4、设备运输方便，特别是要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输。5、不因设在有剧烈震动或高温的场所，无法避开时， 应有防震和隔热的措施。6、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的下风侧。7、不应设在厕所、浴室和其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。8、不应设在有爆炸危险环境的正下方或正上方，且不应设在有火灾危险环境的正上方或正下方。当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准gb50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定。9、不应设在地势低洼和可能积水的场所。5.2.2 总体布置要求1、便于运行维护和检修有人值班的变配电所，一般应设值班室。值班室应尽量靠近高低压配电室，且有门直通。如值班室靠近高压配电室有困难时，则值班室可经走廊与高压配电室相通。值班室也可以与低压配电室合并，但在放置值班工作桌的一面或一端,低压配电装置到墙的距离不应小于3m.主变压器应靠近交通运输方便的马路侧。条件许可时，可单设工具材料或检修间。昼夜值班的变配电所，应设休息室。有人值班的独立变配电所，宜设有厕所和给排水设施。2、保证运行安全值班室内不得有高压设备。值班室的门应外开。高低压配电室和电容器室的门应朝值班室开，或外开。油量为100kg及以上的变压器应装设在单独的变压器室内。变压器室的大门应朝马路开，但应避免朝向露天仓库。在炎热地区，应避免朝西开门。变电所宜单层布置。当采用双层布置时，变压器应设在底层。高压电容器组一般应装设在单独得房间内；但数量较少时，可装设在高压配电室内。低压电容器组可装设在低压配电室内，但数量较多时，以装设在单独的房间内。 所有带电部分隔墙和离地的尺寸以及各室维护操作通道的宽度等，均应符合有关规程的要求，以确保运行安全。3、便于进出线如果是架空进线，则高压配电室宜位于进线侧。考虑到变压器低压出线通常是采用矩形裸母线因此变压器的安装位置（户内式变电所）即为变压器室，宜靠近低压配电室。4、节约土地和建筑费用值班室可与低压配电室合并，这时低压配电室面积应适当增大，以便安置值班桌或控制台，满足运行值班的要求。高压开关柜不多于6台时，可与低压配电屏设置在同一房间内，但高压柜与低压屏的间距不得小于2m。不带可燃油的高低压配电装置和非油浸电力变压器，可设置在同一房间内。具有符合ip3x房户等级外壳的不带可燃性油的高低压配电装置和非油浸电力变压器，当环境允许时，可相互靠近布置在车间内。周围环境正常的变电所，宜采用露天或半露天变电所高压配电所应尽量与邻近的车间变电所合建。5、适应发展要求变压器室应考虑到扩建时有更换大一级容量变压器的可能。高低压配电室内均应留有一定数量开关柜（屏）的备用位置。既要考虑到变电所留有扩展的余地，又要不妨碍工厂或车间今后的发展。5.3 厂区供电平面示意图 见附图第 6 章 短路电流计算6.1短路电流计算的目的及方法 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。 短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法），工程上常用标幺制法。6.2短路电流计算6.2.1 公式标幺制法：一般是先选定基准容量和基准电压。基准容量：工程设计中通常取=100mva基准电压通常取元件所在处的短路计算电压，取ud=uc基准电流基准电流1、电力系统的电抗标幺值 2、电力变压器的电抗标幺值 %为变压器的短路电压（查表可得）3、电力线路的电抗标幺值 xo为导线电缆的单位长变电抗 (查表可得)各主要元件的电抗标幺值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简，求出其总电抗标幺值。无限大容量系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值由此可求得三相短路电流周期分量有效值求出以后可得三相短路次暂态电流和稳态电流= 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值在高压电路发生三相短路时 在100kva及以下的电力变压器二次侧及低压电路中发生三相短路时，。三相短路容量。6.2.2 该供电系统的等效电路图如下图61 供电系统等效电路图6.2.3 短路计算：1、取基准容量=100mva2、基准电流kakakaka3、35kv电力系统的电抗标幺值4、架空线路的电抗由表61可知表61电力线路每相的单位长度电抗平均值线路结构线路电压35 kv及以上610kv220/380v架空线路0.400.350.32电缆线路0.120.080.0665、35/10电力变压器的电抗：已知%100103/1003150=2.226、10/0.4电力变压器的电抗：已知%6=6100103/1001600=3.75=3.757、10kv电力系统的电抗10kv架空线路的电抗：已知x0=0.35/km8、以35kv线路做主供电电源，各短路电路的总电抗标幺值、三相短路电流和短路容量分别为k1点：总电抗标幺值三相短路电流周期分量有效值其他三相短路电流=1.62kaka=4.13kaka=2.54ka三相短路容量mva/0.97=103.1mvak2点:总电抗标幺值三相短路电流周期分量有效值5.5/3.19=1.72ka其他三相短路电流=1.72ka2.551.72ka=4.39ka1.511.72=2.60ka三相短路容量=100/3.19=31.35mvak4点:总电抗标幺值=0.67+0.3+2.22+3.75=6.94三相短路电流周期分量有效值=144.34/6.94=20.80ka其他三相短路电流=20.80ka1.8420.80=38.27ka1.0920.80=22.67ka三相短路容量100/6.94=14.41mvak6点:总电抗标幺值=1.33+2.54=3.87三相短路电流周期分量有效值=5.5/3.87=1.42ka其他三相短路电流=1.42ka2.551.42=3.62ka1.511.42=2.15ka三相短路容量=100/3.87=25.84mva9、如果以10kv线路为主供电电源，则k2的短路电路的总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量为：总电抗标幺值=1.33+2.54=3.87三相短路电流周期分量有效值=5.5/3.87=1.42ka其他三相短路电流=1.42ka2.551.42=3.62ka1.511.42=2.15ka三相短路容量=100/3.87=25.84mva6.2.4 短路电流计算短路电流计算结果见表6-2。表62 短路计算结果表三相短路电流三相短路容量（mva）i3shi3shk11.62ka1.62ka1.62ka4.13 ka2.45 ka103.11k21.72 ka1.72 ka1.72 ka4.39 ka2.60 ka31.35k31.72 ka1.72 ka1.72 ka4.39 ka2.60 ka31.35k420.8 0ka20.80 ka20.80 ka38.27 ka22.67 ka14.41k520.8 0ka20.80 ka20.80 ka38.27 ka22.67 ka14.41k61.42 ka1.42 ka1.42 ka3.62 ka2.15 ka25.84第 7 章 电缆、母线的选择7.1 概述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选择时必须满足下列条件: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。即应使其允许载流量不小于通过相线的计算电流,。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。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。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。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。7.2 35kv电缆选择1、选择经济截面由表71可得表71 导线和电缆的经济电流密度 （a/mm2）线路类别导线材质年最大有功负荷利用小时3000h以下30005000h5000h以上架空线路铜3.002.251.75铝1.651.150.90电缆线路铜2.502.252.00铝1.921.731.54预计该工程机械厂年最大有功负荷利用小时数在5000h以上,采用电缆进线。故 =2.0a/mm2 =22.5 mm2因此可选截面为50mm2，即可选交联聚乙烯绝缘电缆yjv50。2、校验发热条件由工业与名用建筑设计手册第三版表933得铜芯yjv50的允许载流量ial=154ai30=45a,因此满足发热条件。7.3 10kv电缆及母线的选择7.3.1 10kv电缆的选择i30=84a预计该工程机械厂年最大有功负荷利用小时数在5000h以上。故=2.0a/mm2=42 mm2因此可选截面为70mm2，即可选交联聚乙烯绝缘电缆yjv70。校验发热条件由工业与名用建筑设计手册第三版表933得yjv70的允许载流量（假设环境温度为25）ial=182ai30=84a,因此满足发热条件。7.3.2 10kv母线的选择1、母线的选择需要进行动稳定和热稳定的校验动稳定 alc 热稳定 al母线的最大允许硬力，硬铜母线为140mpa,硬铝母线为70mpac母线通过时受到的最大计算应力a导体的截面amin导体满足热稳定的最小截面i(3)三相短路冲击电流短路假想时间 =+0.05(s), =+式中为实际短路时间，为短路保护装置实际动作时间，为断路器的断路时间，对一般油断路器取0.2s。c=m/w 式中m为母线在通过时产生的最大弯矩（nm）。当母线档数为12时，m=f(3)l/8；当母线档数多于2时，f(3)l/10；f(3)=10-7n/a2w为母线的截面系数；当母线水平放置时，w=b2h/6；b为母线截面的水平宽度，h为母线截面的垂直高度。电缆的机械强度很好，无须校验其短路动稳定度。 根据10kv母线处的电流电压等初选母线型号为lmy480(404) ial=480ai30=84 符合要求。动稳定校验该10kv母线处的=4.39ka 假设母线水平平放，档距为900mm，档数大于2，相邻两相母线的轴线距离为160mm。三相短路时的最大电动力f(3)=10-7n/a2=（4.39103）210-7=19n母线在f(3)作用时的弯曲力矩为m= =190.9/10=1.71nm 母线的截面系数为w=b2h/6=0.0420.004/6=1.110-5m3故母线在三相短路时所受到的计算应力为c=m/w=1.71nm/1.110-5m3=1.55mpa而硬铝母线（lmy）的允许应力为 al=70mpac=1.55mpa由此可见该母线满足短路动稳定度的要求。热稳定校验表72 母线电缆在正常工作和短路时最高允许温度及短路热稳定系数值类型材料正常工作时最高允许温度短路时最高允许温度短路热稳定系数母线铝7020087铜70300171油浸纸绝缘电缆13kv铝8020084铜802501486 kv铝6520090铜6522014510 kv铝6020092铜60220148=1.72103/87=40.76mm2a=404=160=40.67 由此可知该母线满足短路热稳定度的要求。7.3.3 10/0.4变压器二次侧出线柜母线的选择1、动稳定校验根据0.4kv母线处的电流电压等初选母线型号为lmy2177(12510) ial=2177ai30=2108a符合要求。该0.4kv母线处的=38.27ka，母线水平竖放单条，母线档距为900mm，档数大于2，相邻两相母线的轴线距离为160mm。三相短路时的最大电动力f(3)=10-7n/a2=（38.27103）210-7=1427n母线在f(3)作用时的弯曲力矩为m=14270.9/10=128nm 母线的截面系数为w=b2h/6=0.12520.01/6=0.2610-5m3故母线在三相短路时所受到的计算应力为c=m/w=128nm/0.2610-5m3=49.2mpa而硬铝母线（lmy）的允许应力为al=70mpac=49.2 mpa由此可见该母线满足短路动稳定度的要求。热稳定校验=20.80103/87=493mm2a=12510=1250amin=493由此可知该lmy2177(12510)母线满足短路热稳定度的要求。7.3.4 10/0.4变压器二次侧电缆的选择按经济电流密度选择到导线和电缆的截面。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，可选择一个比较合理的导线截面，即使电能损耗小，又不致过分增加线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量。 预计该工程机械厂年最大有功负荷利用小时数在5000h以上, 故jec=2.0a/mm2以铸工车间举例说明i30=567aaec=i30/jec=283.5mm2因工程实际施工当中实际走线对大于120 mm2的电缆实际施工困难，所以采用多根电缆并联使用。铸工车间采用yjv2295电缆四回供电。校验发热条件=159i30=141.75 满足发热条件故选yjv22395+150。表7-3 该工程电缆选型表序号建筑名称工作电压额定电压计算电流电缆的型号与规格1办公楼04kv06kv148159395+1502传达室04kv400/750v227bx22.5sc153铸工车间04kv06kv567/4=141.75159395+1504装配车间04kv06kv1073/6=1792053150+1705热处理车间04kv06kv527/3=1761813120+17012木工车间04kv06kv153159395+1506汽车库04kv400/750v3236bx24sc207露天材料库04kv400/750v627bx22.5sc158主变照明04kv400/750kv3036bx24sc