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某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 i 摘 要 摘 要 本次设计是关于标准件厂车间低压配电系统及车间变电所的设计。 最先从车 间的布局考虑，参考了现在很多工厂的平面设计图， 从各部分布局的可用性和经 济性入手，对工厂厂区的供电进行了设计。先从各部分的计算入手，其中包括计 算负荷和短路电流的计算、 一次设备稳定度的效验。接下来进行了对变电所高压 进线和低压出线的选择，车间配电线路的设计。 在变电所二次回路设计及继电保 护整定当中，考虑了各方面的保护及对保护器具的选择，防雷以及接地保护，考 虑到了车间布局的实际情况进行了对防雷接地设备的选择和设计。 关键词 负荷统计变压器选择，短路电流，设备选择，图纸设计 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 ii abstract this standard is designed for plants workshop low-voltage distribution systems and substations in the design workshop. from the first workshop to consider the layout, reference to the many factories graphic design plans for the layout of the various parts of the economy and the availability of research. next entered the factory premises of the power supply design. start with the start of the calculation, including the computational load and short-circuit current calculation of equipment and a stable of well-tested. and low-voltage distribution screen choices. next, a pair of high voltage substations and low-voltage lines into the choice of wit, workshops distribution line design. substation in the secondary circuit design and relay setting which i consider various aspects of the protection and the protection of equipment choices. substation design to the natural missed lightning protection and grounding design. taking into account the actual layout of the workshop of the grounding of mine equipment selection and design. keywords : design of low voltage power distribution substation shop keywords:load calculation、 short-circuit current、 equipment selection、 design drawings 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 iii 目 录 目 录 第一章 引言1 第二章 工厂概况2 2.1 车间平面布置图2 2.2 车间生产任务及产品规格3 2.3 车间设备明细表3 2.4 车间变电所的供电范围4 2.5 车间负荷性质5 2.6 供电电源条件5 2.7 车间自然条件5 第三章 负荷计算和无功功率补偿6 3.1 车间的负荷计算6 3.2 无功功率补偿9 第四章 变电所位置和形式的选择11 4.1 变电所的位置选择原则11 4.2 车间变电所主要有以下两种类型的变电所11 第五章 变电所主变压器台数、容量、与类型的选择12 5.1 确定车间变电所主变压器型式12 5.2 总降压变电所主变压器台数和容量的确定12 第六章 变电所主接线方案的设计13 第七章 短路电流的计算15 7.1 短路计算15 7.2 1k 点三相短路时的短路电流和容量的计算16 7.3 计算 2k 点三相短路时的短路电流16 第八章 变电所一次设备的选择校验17 8.1 10kv侧一次设备的选择17 8.2 一次设备的校验17 第九章 变电所进出线的选择与校验22 9.1 高低压进出线22 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 iv 9.2 变配电所进出线方式的选择22 9.3 变配电所进出线导线和电缆型式的选择22 第十章 确定车间低压配电系统布线方案26 10.1 车间配电电压的选择26 10.2 车间配电级数的选择26 10.3 低压配电线路的选择26 10.4 车间配电系统接线方案的选择26 第十一章 选择低压配电系统的导线及控制保护设备27 11.1 低压配电系统的导线选择27 11.2 控制保护设备的选择27 第十二章 变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定32 12.1 高压断路器的操动机构控制与信号回路32 12.2 变电所的电能计量回路32 12.3 变电所的测量和绝缘监察回路33 12.4 备用电源34 12.5 整定继电保护34 12.6 作为备用电源的高压联络线的继电保护装置35 第十三章 变电所的防雷保护与接地装置的设计36 13.1 防雷保护36 13.2 接地装置36 第十四章 结论 37 参考文献38 致谢39 附录 40 声明 42 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 1 第一章 引言第一章 引言 本设计是某标准件厂低压配电系统及车间变电所的设计。 电能是工业生产的主要动力能源， 工厂供电设计的任务是从电力系统取得电 源，经过合理的传输、变换、分配到工厂车间中每一个用电设备上，随着工业电 气自动化技术的发展，工厂用电量快速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术 经济指标等的要求也日益提高，供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投 资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂的可靠性和工厂的安全生产 上，它与企业的经济效益、设备和人身安全等是密切相关的。 现在除个别大型工业联合企业有自备电厂外， 绝大多数工厂都是从国家电力 系统取得电能的，因此，工厂工业负荷是电力系统的主要用户，工厂供电系统也 是电力系统的一个组成部分， 保证安全供电和经济运行， 不仅关系到企业的利益， 也关系到电力系统的安全和经济运行以及合理利用能源。 本设计共分十四章。首先概要地介绍本设计的主要内容，接着系统地讲述车 间的电力负荷计算和无功功率补偿，变电所位置和形式的选择，变电所主变压器 台数、容量、与类型的选择，变电所主接线方案的设计，短路电流的计算，变电 所一次设备的选择校验，变电所进出线的选择与校验，变电所二次回路方案的选 择和继电保护的整定，变电所的防雷保护与接地装置的设计。本书末还附有一些 技术数据的图表供参考。 编者 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 2 第二章 工厂概况 2.1 车间平面布置图 第二章 设计任务 2.1 第二章 工厂概况 2.1 车间平面布置图 第二章 设计任务 2.1 车间平面布置图车间平面布置图 图 2-1 车间平面图 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 3 2.2 车间生产任务及产品规格 2.2 车间生产任务及产品规格 本车间主要承担全国机械及电器制造工业的标准螺钉配件生产。 标准螺钉元 件规格范围为 m3m16。 2.3 车间设备明细表 2.3 车间设备明细表 表 2-1 车间设备明细表 设备 代号 用电设备名称、 型 号 设备台数 单台容量 (kw) 总容量 (kw) 备用 1 冷镦机 z47-12 16 31 496 2 冷镦机 gb-3 1 55 55 3 冷镦机 a164 1 28 56 4 冷镦机 a124 1 28 56 5 冷镦机 a123 2 20 40 6 冷镦机 a163 1 20 20 7 冷镦机 a169 1 10 10 8 冷镦机 z47-6 7 15 105 9 冷镦机 82ba 1 11 11 10 冷镦机 a121 2 4.7 9.4 11 冷镦机 a120 2 3 6 12 切边机 a233 2 20 40 13 切边机 a233 1 14 14 14 压力机 60t 1 10 10 15 压力机 40t 1 7 7 16 切边机 a231 4 7 28 17 切边机 a230 1 4.5 4.5 18 切边机（自制） 1 3 3 19 搓丝机 gwb16 2 10 20 20 搓丝机 1 14 14 21 搓丝机 a253 1 7 7 22 搓丝机 a253 4 7 28 23 双搓机 1 11 11 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 4 续表 2-1 24 搓丝机 gwb65 2 5.5 11 25 搓丝机 z25-4 1 3 3 26 铣口机（自制） 1 7 7 27 铣口机（自制） 1 5.5 5.5 28 车床 c336 1 3 3 29 车床 1336m 1 4.5 4.5 30 台钻 7 0.6 4.2 31 清洗机（自制） 4 10 40 32 包装机 3 4.5 13.5 33 涂油槽（自制） 1 - - 34 车床 c620-1 1 7 7 35 车床 c620-1m 1 7 7 36 车床 c620 1 7 7 37 车床 c618k 1 7 7 38 铣床 x62w 1 7.50 7.50 39 平面磨 m7130 1 7.62 7.62 40 牛头刨床 1 3 3 41 立钻 1 1.5 1.5 42 砂轮机 6 0.6 3.6 43 钳工台 4 - - 44 划线台 1 - - 45 桥式吊车 q=5 吨 2 18.7 37.4 46 梁式吊车 q=3 吨 1 8.2 8.2 47 电葫芦 q=1.5 吨 1 2.8 2.8 48 电葫芦 q=1.5 吨 1 1.1 1.1 49 叉车 q=0.5 吨 2 - - 50 叉车 q=0.5 吨 1 - - 51 小计 2.4 车间变电所的供电范围 2.4 车间变电所的供电范围 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 5 (1)本设计在冷镦车间东北角设一个车间变电所。除为冷镦车间供电外尚需 为工具、机修等车间供电。 (2)工具车间要求，由车间变电所低压配电屏提供四路电源供电。 (3)机修车间要求，由车间变电所低压配电屏提供一路电源供电。 2.5 车间负荷性质 2.5 车间负荷性质 车间为三班工作制，年最大负荷小时数为 4500 小时。属于三级负荷。 2.6 供电电源条件 2.6 供电电源条件 1车间变电所电源从厂 3510 千伏总降压变电所用电缆线路引入，如图所 示。线路长度为 200 米。 2配电系统技术数据 配电系统如下图所示： 厂总降压变电所二次侧母线上短路容量为 200 兆伏安。 3厂总降压变电所配出线路定时限过流保护装置的整定时间为 15 秒。 4要求车间变电所功率因数值应在 0.9 以上。 5在车间变电所 10 千伏侧进行计量。 2.7 车间自然条件 2.7 车间自然条件 1气象条件 (1)车间内最热月份的平均温度为 30。 (2)地中最热月份的平均温度为 20。 (3)土壤冻结深度为 1.10 米。 (4)车间环境特征，正常干燥环境。 2地质及水文条件 根据工程地质勘探资料获悉， 车间原地址为耕地， 地势平坦。 地层以亚粘土， 砂制粘土为主，地质条件较好，地下水位为 2.85.3 米。 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 6 第三章 负荷计算和无功功率补偿 3.1 车间的负荷计算 第三章 负荷计算和无功功率补偿 3.1 车间的负荷计算 3.1.1 车间设备组 1 负荷计算见表 3-1： 表 3-1 冷镦车间设备组 1 的负荷计算表 计算负荷 设 备 代 号 设备名称型号 台 数 单 台 容 量 kw 总 容 量 kw 需 要 系 数 kd jcos jtan 30p / kw 30q / kvar 30s / akv 30i / a 1 冷镦机 z47-12 1 6 31 496 0.2 0.5 1.73 99.2 171 198 302 2 冷镦机 gb-3 1 55 55 0.2 0.5 1.73 11 19 22 33 3 冷镦机 a164 1 28 28 0.2 0.5 1.73 5.6 9.7 11.2 17 4 冷镦机 a124 1 28 28 0.2 0.5 1.73 5.6 9.7 11.2 17 5 冷镦机 a123 2 20 40 0.2 0.5 1.73 8 13.8 16 24.3 6 冷镦机 a163 1 20 20 0.2 0.5 1.73 4 6.9 8 12.2 7 冷镦机 a169 1 10 10 0.2 0.5 1.73 2 3.45 4 6.1 8 冷镦机 z47-6 7 15 105 0.2 0.5 1.73 21 36.3 42 63.8 9 冷镦机 82ba 1 11 11 0.2 0.5 1.73 2.2 3.8 4.4 6.7 10 冷镦机 a121 2 4.7 9.4 0.2 0.5 1.73 1.84 3.18 3.68 5.6 11 冷镦机 a120 2 3 6 0.2 0.5 1.73 1.2 2.1 2.4 3.7 12 切边机 a233 2 20 40 0.2 0.5 1.73 8 13.8 16 24.3 13 切边机 a232 1 14 14 0.2 0.5 1.73 2.8 4.8 5.6 8.5 14 压力机 60t 1 10 10 0.2 0.5 1.73 2 3.45 4 6.1 15 压力机 40t 1 7 7 0.2 0.5 1.73 1.4 2.4 2.8 4.3 16 切边机 a231 4 7 28 0.2 0.5 1.73 5.6 9.7 11.2 17 17 切边机 a230 1 4.5 4.5 0.2 0.5 1.73 0.9 1.56 1.8 2.75 18 切边机（自制） 1 3 3 0.2 0.5 1.73 0.6 1.03 1.2 1.8 19 搓丝机 gwb16 2 10 20 0.2 0.5 1.73 4 6.9 8 12.2 20 搓丝机 1 14 14 0.2 0.5 1.73 2.8 4.85 5.6 8.56 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 7 续表 3-1 21 搓丝机 a253 1 7 7 0.2 0.5 1.73 1.4 2.4 2.8 4.3 22 搓丝机 a253 4 7 28 0.2 0.5 1.73 5.6 9.7 11.2 17 23 双搓机 1 11 11 0.2 0.5 1.73 2.2 3.8 4.4 6.7 24 搓丝机 gwb65 2 5.5 11 0.2 0.5 1.73 2.2 3.8 4.4 6.7 25 搓丝机 z25-4 1 3 3 0.2 0.5 1.73 0.6 1.03 1.2 1.8 26 铣口机（自制） 1 7 7 0.2 0.5 1.73 1.4 2.4 2.8 4.3 27 铣口机（自制） 1 5.5 5.5 0.2 0.5 1.73 1.1 1.9 2.2 3.3 28 车床 c336 1 3 3 0.2 0.5 1.73 0.6 1.03 1.2 1.8 29 车床 1336m 1 4.5 4.5 0.2 0.5 1.73 0.9 1.56 1.8 2.75 30 台钻 7 0.6 4.2 0.2 0.5 1.73 0.84 1.45 1.68 2.57 31 清洗机（自制） 4 10 40 0.2 0.5 1.73 8 13.8 16 24.3 32 包装机（自制） 3 4.5 13.5 0.2 0.5 1.73 2.7 4.67 5.4 8.25 33 涂油槽 1 - - - - - 34 车床 c620-1 1 7 7 0.2 0.5 1.73 1.4 2.4 2.8 4.3 35 车床 c620-1m 1 7 7 0.2 0.5 1.73 1.4 2.4 2.8 4.3 36 车床 c620 1 7 7 0.2 0.5 1.73 1.4 2.4 2.8 4.3 37 车床 c618k 1 7 7 0.2 0.5 1.73 1.4 2.4 2.8 4.3 38 铣床 x62w 1 7.5 7.5 0.2 0.5 1.73 1.5 2.6 3 4.6 39 平面磨床 m7230 1 7.6 2 7.62 0.2 0.5 1.73 1.6 2.7 3.2 4.8 40 牛头刨床 1 3 3 0.2 0.5 1.73 0.6 1.03 1.2 1.8 41 立钻 1 1.5 1.5 0.2 0.5 1.73 0.3 0.56 0.6 0.9 42 砂轮机 6 0.6 3.6 0.2 0.5 1.73 0.72 1.25 1.44 2.2 43 钳工台 4 - - - - - 44 划线台 1 - - - - - 47 电葫芦 1.5t 1 2.8 2.8 0.2 0.5 1.73 0.56 0.97 1.12 1.7 48 电葫芦 1.5t 1 1.1 1.1 0.2 0.5 1.73 0.22 0.38 0.44 0.67 49 叉车 0.5t 2 - - - - - 50 叉车 0.5t 1 - - - - - 合计 1341. 7 0.2 0.5 1.73 268 464.3 536.7 815.4 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 8 3.1.2 车间设备组 2 负荷计算见表 3-2： 表 3-2 冷镦车间设备组 2 的负荷计算表 计算负荷 设 备 代 号 台 数 单台 容量 kw 总 容 量 kw 需 要 系 数 kd jcos jtan 30p / kw 30q / kvar 30s / akv 30i / a 45 桥式吊车 2 18.7 37.4 0.15 0.5 1.73 5.61 9.7 11.2 17.1 46 梁式吊车 1 8.2 8.2 0.15 0.5 1.73 1.23 2.1 2.5 3.7 小计 45.6 0.15 0.5 1.73 6.84 11.8 13.7 20.8 3.1.3 工具、机修车间负荷计算见表 3-3： 表 3-3 工具、机修车间的负荷统计表 计算负荷 序 号 车间名 称 供电回路代 号 设备容量 kw 30p (kw) 30q (kvar) 30s (kva) 30i (a) no.1 供电回 路 47 14.1 16.5 21.7 32.9 no.2 供电回 路 56 16.8 19.7 25.9 39.4 no.3 供电回 路 42 12.6 14.7 19.4 29.5 1 工具车 间 no.4 供电回 路 35 10.5 12.3 16.2 24.6 2 机修车 间 no.5 供电回 路 150 37.5 43.9 57.7 87.7 小计 180 54 63.2 83.2 126.4 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 9 3.1.4 车间设备总负荷统计见表 3-4： 表 3-4 车间总的负荷统计表 计算负荷 用电单位 名称 设 备 容 量 需 要 系 数 jcos jtan 30p (kw) 30q (kvar) 30s (kva) 30i (a) 设备组 1341.7 0.2 0.5 1.73 268.3 464.3 536.7 815.4 设备组 45.6 0.15 0.5 1.73 6.84 11.83 13.68 20.8 工具车间 180 54 63.2 83.2 126.4 机修车间 150 37.5 43.9 57.7 87.7 1717.3 366.64 583.23 691.28 1050.3 总计 取 pk =0.90 qk =0.95 330.0 554.0 644.8 979.7 3.2 无功功率补偿 3.2 无功功率补偿 1）补偿前的变压器低压侧的视在计算负荷为： kvas8 .644)554330( 22 )1(30=+= 因此未进行无功补偿时，主变压器容量应选为了 1000 kva。这时变电所低 压侧的功率因数为： 51. 08 .644330cos)2(=j 2） 无功补偿容量按规定，变电所高压侧的 9 . 0cosj ，考虑到变压器本身 的无功功率损耗 tqd 远大于其有功功率损耗 tpd ，一般 ttpqd=d)54( ，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应略高于 0.90 ，这 里取 92. 0cos =j 。要使低压侧功率因数由 0.51 提高到 092，低压侧需装设的 并联电容器容量为： var416var)92 . 0 tan(arccos)51 . 0 stan(arcco33092. 0cos kkqc=-=j 取 var417kqc= 3）补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为： kvakvas357)417544(330 22 )2(30=-+= 变压器的功率损耗为： kwkvaspt4 . 5357015 . 0 015 . 0 )2(30=d var4 .2135706. 006. 0)2(30kkvasqt=d 变电所高压侧的计算负荷为 kwkwkwp4 .3354 . 5330 )1(30=+= var 4 . 158var 4 . 21var)417554( )1(30kkkq=+-= 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 10 kvas371)4 .158()4 .335( 22 )1(30=+= 补偿后工厂的功率因数为 904. 0371 4 . 335cos )1 (30 ) 1(30 =spj 这一功率因数满足规定（0.90）要求。 4）车间变电所补偿前后负荷对比表 见表 3-5： 表 3-5 车间变电所补偿前后负荷对比表 计算负荷 30p (kw) 30q (kvar) 30s (kva) 30i (a) 380v 侧补偿前负荷 330 554 644.8 979.7 380v 侧无功补偿容量 417 380v 侧补偿后负荷 330 137 357 543 变压器功率损耗 5.4 21.4 10kv 侧负荷总计 335.4 158.4 371 21.4 主变压器在补偿后减少了容量，不仅减少基本电费开支，而且由于提高了功 率因数，还会减少电度电费，符合本设计经济低能耗的设计思路。 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 11 第四章 变电所位置和形式的选择 4.1 变电所的位置选择： 第四章 变电所位置和形式的选择 4.1 变电所的位置选择： 变电所的位置选择根据变电所位置选择原则，经技术、经济比较后确定。根 据接近负荷中心，偏向电源侧的选择方法。本车间变电所位于车间的东北角。 4.2 车间变电所主要有以下两种类型的变电所 4.2 车间变电所主要有以下两种类型的变电所 车间附设变电所 内附式变电所要占用一定的车间面积，但其在车间内部，故对车间外观没有 影响。外附式变电所在车间的外部，不占用车间面积，便于车间设备的布置，而 且安全性也比内附式变电所要高一些。 车间内变电所 变配电所有屋内式和屋外式两大型式。屋内式运行维护方便，占地面积少。 在选择工厂总变配电型式时， 应根据具体地理环境， 因地制宜； 技术经济合理时， 应优选用屋内式。 此设计考虑到屋内空间有限，车间附设变电所需要占用一定面积，所以被淘 汰，选择车间内变电所。由于屋内式运行维护方便，占地面积少，所以本设计采 用屋内式。 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 12 第五章 变电所主变压器台数、容量、与类型的选择 5.1 确定车间变电所主变压器型式 第五章 变电所主变压器台数、容量、与类型的选择 5.1 确定车间变电所主变压器型式 在选择变压器时，应选用低损耗节能型变压器，如 s9 系列或 s10 系列。高 损耗变压器已被淘汰，不再采用。在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的 场所，应选择密闭型变压器或防腐型变压器；供电系统中没有特殊要求和民用建 筑独立变电所常采用三相油浸自冷电力变压器（s9、s10-m、s11、s11-m 等）； 对于高层建筑、地下建筑、发电厂、化工等单位对消防要求较高的场所，宜采用 干式电力变压器（sc、scz、sg3、sg10、sc6 等）；对电网电压波动较大的， 为改善电能质量应采用有载调压电力变压器（sz7、sfsz、sgz3 等）。 因为本设计遵循低损耗节能的原则且没有特殊要求，所以选择 s9 系列三相 油浸自冷电力变压器。 5.2 总降压变电所主变压器台数和容量的确定 5.2 总降压变电所主变压器台数和容量的确定 车间变电所变压器台数和容量确定原则和总降压变电所基本相同。 即首先保 证电能质量的要求下，最大限度减少投资、运行费用和有色金属耗用量。 车间变电所变压器台数选择原则，对于二、三级负荷，变电所只设置一台变 压器，其容量可根据计算负荷决定。可以考虑从其他车间的低压线路取得备用电 源，这不仅在故障下可以对重要的二级负荷供电，而且在负荷极不均匀的轻负荷 时，也能使供电系统达到经济运行。车间变电所中，单台变压器容量不宜超过 1000kva。 根据本设计属三级负荷，所以选择一台变压器。考虑到变压器过负以及今后 510年 电 力 负 荷 的 增 长 ， 留 出 一 定 的 裕 量 ， 经 计 算 ： kvasn520427371)4 . 115. 1 (= 所以，变压器容量选择 630kva。 综上变压器选择 s9630/10，变压器参数见表 5-1： 表 5-1 变压器参数表 额定电压/kv 损耗/w 额定容 量 kva 一次 二次 联结组 标号 空载 负载 空载电 流 阻抗电 压 价 格 630 10 0.4 yyn0 1200 6200 0.9 4.5 74700 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 13 第六章 变电所主接线方案的设计 第六章 变电所主接线方案的设计 变电所的主结线，应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设 备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。 按上面两种主变压器的方案可设计两种主结线方案： 两种主结线方案的比较见表 6-1： 表 6-1 两种主接线方案的比较 比较项目 装设一台主变压器的方案 装设两台主变压器的方案 供电安全性 满足要求 满足要求 供电可靠性 基本满足要求 满足要求 供电质量 由于一台主变，电压损耗略 大 由于两台主变并列， 电压损耗略小 灵活方便性 只一台主变，灵活性稍差 由于有两台主变，灵活性较好 技 术 指 标 扩建适应性 稍差一些 更好一些 电力变压器的 综合投资额 查表得 s9630/10 单价为 7.47 万元，查表得变压器综 合投资约为其单价的 2 倍， 因此其综合投资为47. 72 万元=14.94 万 查表得 s315/10 单价为 4.3 万 元 ， 因 此 两 台 综 合 投 资 为 3 . 44=17.2 万元，比一台主变方 案多投资 2.26 万 经 济 指 标 交供电部门的 一次性供电贴 费 按 800 元/kva 计，贴费为 08. 0630万元=50.4 万元 贴费为 23150.08 万元=50.4 万 元，和一台主变压器相同 从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案略优于装设一台 主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变 的方案，因此决定采用装设一台主变的方案。 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， 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。 考虑到本设计属于三级负荷工厂供电， 所以本设计采用一次侧为线路变压器 组接线、二次侧为单母线不分段接线，见图 6-1 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 14 图 6-1 主接线方案图 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 15 第七章 短路电流的计算 7.1 短路计算 第七章 短路电流的计算 7.1 短路计算 1） 确定基准值 采用标幺制法进行三相短路计算，基准值取: sd=100 mva,u 1c =10.5 kv, u 2c =0.4 kv 确定基准值 由 sd=100 mva,u 1c =10.5 kv, u 2c =0.4 kv ka amv u s i c d d5 . 5 5 . 103 100 31 1= = ka amv u s i c d d144 4 . 03 100 32 2= = 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1电力系统的电抗标幺值 由设计任务给出amvsoc= 200, 因此 * 1 x = amv amv 200 100 =0.5 电缆线路的电抗标幺值 由设计任务给出)/(08. 00kmxw=, 因此 015 . 0 )5 .10( 100 2 . 0)/(08 . 0 2 * 2 = w= amv kmkmx 电力变压器的电抗标幺值 查表得5% =ku , 因此 x * 3= akv amv 630100 1005 = akv akv 630100 101005 3 =7.94 绘短路等效电路图如图 7-1 所示, 图上标出各元件的序号和电抗标幺值， 并标明短路计算点 图 7-1 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 16 7.2 7.2 1k 点三相短路时的短路电流和容量的计算 点三相短路时的短路电流和容量的计算 计算短路回路总阻抗标幺值 515. 0015. 05 . 0 * 2 * 1 * 1=+=+=xxxk 计算1k点所在电压级的基准电流 ka u s i d d d5 . 5 5 . 103 100 32 2= = 计算1k短路电流各值 942. 1 515. 0 11 * * 1 1= k k x i kaiiikdk681.10942. 15 . 5121= kvaiikksh236.27681.1052. 255. 211.= kvaiikksh128.16681.1052. 151. 111.= mva x s s k d k5 .51 942. 1 100 * 1 1= 7.3 计算7.3 计算 2k 点三相短路时的短路电流 点三相短路时的短路电流 计算短路回路总阻抗标幺值 455. 894. 7515. 0 * 3 * 1 * 2=+=+=xxxkk 计算1k点所在电压级的基准电流 ka u s i d d d3 .144 43 100 33 3= = 计算1k短路电流各值 118. 0 455. 8 11 * 2 * 2= k k x i kaiiikdk027.17118. 03 .144 * 232= kaiikksh329.31027.1784. 184. 122.= kvaiikksh559.18027.1709. 109. 122.= mva x s s k d k8 .11 455. 8 100 * 2 2= 计算结果列表 7-2： 表 7-2 短路计算结果 短路计算点 三相短路电流（ka） 短路计算点 ki shi shi 电压（kv） 三相短路容量ks(mva) 1k 10.68 27.24 16.13 10.5 51.5 2k 17.03 31.33 18.56 0.4 11.8 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 17 第八章 变电所一次设备的选择校验 8.1 10kv 侧一次设备的选择 第八章 变电所一次设备的选择校验 8.1 10kv 侧一次设备的选择 高压开关柜的选择 高压开关柜是成套设备，柜内有断路器、隔离开关、互感器设备等。 选择开关柜的型号 主要根据负荷等级选择开关柜的型号， 一般一、 二级负荷选择移开式开关柜， 如102-kyn, 102-jyn, 351-jyn型开关柜，三级负荷选择固定式开关柜，如 10-kgn,)(1fagg -型开关柜。 本设计属三级负荷，选)(1fagg -型开关柜。 选择开关柜回路方案号 本设计是电缆进线，因此选择回路方案号 07。 计量柜选)(1jagg -型，方案号 03。 8.2 一次设备的校验 8.2 一次设备的校验 8.2.1 10kv 侧一次设备的校验 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 18 装设地点条件见表 8-1： 表 8-1 装设地点条件 选择校验项目 电压 电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 参数 nu 30i ki shi imakti 装 设 地 点条件 数据 10kv 57.7 a 10.68ka 27.24ka 114 高压断路器的校验 安装设地点额定电压和额定电流选择断路器 zn4-10。 动稳定校验：kai30max=， aish24.27=， shiimax， 满足要求。 热稳定校验： 2990 . 1.317 22 =tit，114 2 =tik，imakttiti 2 ，满足要求。 断流能力校验：kaik68.10=，kaioc.317=，kocii，满足要求。 高压隔离开关 安装设地点额定电压和额定电流选择，高压隔离开关选 gn8-10/200 和 gn6-10/200，经校验，满足要求。 高压熔断器 安装设地点额定电压和额定电流选择，高压熔断器选 rn2-10，经校验，满 足要求。 表 8-2 10kv 侧一次设备参数表 主要技术参数 电气设备名称 型号 nu（kv） ni（a） oci（ka） 其它 高压断路器 zn4-10 10 630 17.3 高压隔离开关 gn8-10 10 200 高压熔断器 rn2-10 10 0.5 50 电流互感器 lqj-10 10 100/5 电压互感器 jdzj-10 kv 3 1 . 0 / 3 1 . 0 / 3 10 避雷器 fs4-10 10 柜外形尺寸（长 宽高） 1200mm1200mm3100mm 电压互感器 安装设地点额定电压选择，电压互感器选择 jdzj-10，经校验满足要求。 电流互感器 安装设地点额定电压和额定电流选择，电压互感器选择 lqj-10，经校验满 足要求。 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 19 10kv 侧一次设备参数见表 8-2： 表 8-3 装设地点条件 选择校验项目 电压 电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 参数 nu 30i ki shi imakti 装 设 地 点条件 数据 380v 543a 17.03ka 31.33ka 2037 . 003.17 2 = 8.2.2 380v 侧一次设备的校验 装设地点条件见表 8-3 低压断路器的校验 安装设地点额定电压和额定电流选择低压断路器 dw15-1000/3 电动。 断流能力校验： kaik03.17=，kaioc40=，kocii，满足要求。 低压配电屏选择 pgl-2-05 380v 侧一次设备的参数见表 8-4： 表 8-4 380v 侧一次设备的参数表 主要技术参数 电气设备名称 型号 nu（v） ni（a） oci（ka） 其它 低压断路器 dw15-1000/3 电动 380 1000 低压断路器 dz20-630 380 630a 低压断路器 dz20-200 380 200a 低压刀开关 hd13-1500/30 380 1500 电流互感器 lmzj1-0.5 500 1500/5a 外形尺寸（长 宽高） 600mm600mm2200mm 8.2.3 高低压母线的选择 按经济截面选择（铝母线的经济电流密度为 1.15） ec ec j i a 30 = 式中，ecj 为经济电流密度；eca为母线经济截面；30i为汇集到母线上的计 算电流。 10kv 母线按经济截面选择： 2 30 50 15. 1 7 . 57 mm j i a ec ec= 某标准厂低压供配电系统及车间变电所设计 20 参照常用硬铝母线尺寸表kv10母线选)440(3-lmy， 即母线尺寸为 40mm 4mm。 380v 母线按经济截面选择： 2 30 472 15 . 1 543 mm j i a ec ec= 表 8-5 10kv 变电所高低压 lmy 型硬铝母线的常用尺寸表（mm） 变压器容量 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 高压母线 404 相母线 404 50 5 60 6 806 808 100 8 120 10 2 （ 100 10） 2 （ 120 10） 低 压 母 线 中性母线 404 505 606 806 808 8010 参照常用硬铝母线尺寸表 380v 侧母线选550)880(3+-lmy， 即相母线 尺寸为 80mm8mm，中性母线尺寸为 50mm5mm。 10kv 变电所高低压 lmy 型硬铝母线尺寸见表 8-5 8.2.4 母线的短路稳定度校验 、动稳定校验： calss 式中 als母线材料的最大允许应力，硬铜a