塑料制品厂总配变电所及配电系统的设计方案.doc

塑料制品厂总配变电所及配电系统的设计方案1.1本设计的目的及意义工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。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。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。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。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。本论文主要对塑料制品厂总配变电所及配电系统进行设计。1.2本设计的设计原则本设计应遵循的一般原则：（1）工厂供电设计必须严格遵守国家的有关法令、法规、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，如节约有色金属，以铝代铜，采用低能耗设备以节约能源等；（2）必须从全局出发，按照负荷的等级、用电容量、工程特点和地区供电规划统筹规划，合理确定整体设计方案；（3）工厂供电设计应做到供电可靠、保证人身和设备安全。要求供电电能质量合格、优质、技术先进和经济合理。设计应采用符合国家现行标准的效率高、能耗低、性能先进的设备；（4）应根据整个工程的特点、规模和发展规划，正确处理工程的近、远期的建设发展关系，以近期为主，远、近结合，适当考虑扩建的可能性。1.3 本设计任务概况根据工厂的规模、负荷情况、供电条件、技术要求、自然条件，设计其总降压变电所及高压配电系统。本设计的工作任务按照工程实用的条件进行如下设计：（1）负荷计算和无功补偿；（2）变电所位置和型式选择；（3）变电所主变压器台数和容量、类型的选择；（4）变电所主接线方案的设计；（5）短路电流计算；（6）变电所一次设备的选择与校验；（7）变电所进出线的选择和校验；（8）主要设备继电保护的选择与整定；（9）防雷保护和接地装置的设计；（10）高、低压配电柜的选择；（11）电容补偿容量的计算和补偿设备的选择。1.4 本设计研究方法对于塑料制品厂总配变电所及配电系统设计这个题目，要结合基本理论的系统性与实用性，围绕供电技术的基本知识来确认工程设计的方法。对论文每一步都一定要遵循国家的线性技术标准和设计规范来设计。2 计算负荷和无功功率补偿2.1 概述“计算电荷”是按发热条件选择导体和电器设备时所使用的一个假象负荷，其物理量意义是按这个计算负荷持续运行所产生的热效应，与按实际变动负荷长期与运行所产生的最大热效应相等，也可用持续时间为半小时平均有功负荷的最大值来描述计算负荷。因此通常取“半小时最大负荷”作为发热条件选择电器元件的计算负荷。有功负荷表示为，无功计算负荷表示为，计算电流表示为，视在负荷为。2.2设备的负荷计算方法用电设备组计算负荷的确定，在工程中常用的有需要系数法和二项式法。需要系数法是世界各个普遍应用的确定计算负荷的基本方法，而二项式法应用的局限性较大，主要应用于机械加工企业。关于以概率轮为理论基础而提出的用以取代二项式发达利用系数法，由于其计算比较繁复而未能得到普遍应用，所以只介绍需要系数法与二项式法。根据原始资料，用电设备台数较多且各台容量相差不远，所以选择需要系数法来进行负荷计算。2.2.1按需要系数法确定计算负荷根据原始资料分析，本设计负荷是多组用电设备计算，所以，要根据多组用电设备计算负荷的计算公式来计算。有功计算负荷（单位为kW）的计算公式： 式中为所有设备组有功计算负荷之和；为有功符合同时系数，本文资料有提供为0.9。无功计算负荷（单位为kvar）的计算公式：式中对应于用电设备组功率因数的正切值，本设计资料有提供。视在计算负荷（单位为kVA）的计算公式：计算电流（单位为A）的计算公式：各车间、变电所负荷计算（均采用需要系数法）各车间、各变电所负荷合计时，同时系数取值：。2.2.2各个车间和车间变电所负荷计算一共五个车间加上各个车间的用电设备，根据需要系数法计算各车间的有功功率、无功功率、视在负荷与计算电流。计算过程在附录设计计算书中。把所有结果归纳得出下面的表2.1。表2.1 各车间380V负荷计算表车变代号用电设备计 算 负 荷NO.1薄膜车间25000.61.331500199525003798.4原料库600.250.51525.953045生活间250.81.02002030.4成品库1550.30.516.528.5453350.2成品库2340.30.510.217.46420.431.2包装材料库230.30.56.911.9313.820.9总计26971411.71871.12343.43564.6NO.2单丝车间16050.60.659631126.71481.52253.6水泵房280.650.818.213.6522.7534.6总计163388310261353.72059续表2.1车变代号用电设备计算负荷NO.3注塑车间2060.40.682.4109.5137.3208.9管材车间11000.350.6385512641.6976总计1306420.6621.5750.11141NO.4备料车间1560.60.593.6161.9187.2286.4生活间150.81.01201218.3浴室80.81.06.406.49.79锻工车间400.30.651214.0418.4628.24原料间200.81.01601624.47仓库200.30.5610.31218.3机修模具间1150.250.6528.7533.6344.2367.67热处理车间1700.60.7102104145.7222.9铆焊车间2100.30.563108.9126192.7总计734323.7431.8539.2820.2NO.5锅炉房2450.70.75171.5150.9228.6349.8实验室1550.250.538.756777.5118.5辅助材料库1220.20.524.442.248.874.6油泵房200.650.61317.221.620.8加油站160.650.510.417.920.831.82办公楼等520.60.631.241.45279.5总计630274.7302.9408.4621.22.2.3车间变电所低压侧补偿由于NO.1和NO.2车间容量很大，可以考虑在NO.1和NO.2低压侧进行无功功率补偿。无功功率补偿容量的计算公式式中为工厂的有功计算负荷；为原来功率因数的正切；为需要补偿到的功率因数的正切；为无功补偿率。1） NO.1车间无功补偿计算根据设计要求，功率因数一般在0.9以上，故取功率因数：（需要补偿）需补偿容量计算：补偿后： 功率因数：（满足要求）并联电容器个数的计算:式中为单个电容器的容量（单位是）。通过计算并联的电容器型号：BWF0.4-75-1/3，取18个。低压电容器柜型号：GBJ-1-0.4所需数量为：4个，单个电容器柜内可装5个电容器2）NO.2车间补偿计算同上， 相关计算数据如下：（满足要求）并联的电容器型号：BWF0.4-75-1/3，取9个。2.2.4变压器损耗计算（1）负荷计算中，电力变压器的功率损耗可按下列简化公式近似计算有功损耗： 近似计算无功损耗：式中为变压器二次侧的视在计算负荷（2）现计算个车间变电所变压器损耗和算入损耗后的各负荷,其计算数据和结果见表2.2：表2.2 变压器损耗计算及加入损耗后负荷表变电所号变压器变压器加损耗后加损耗后视在功率NO.122.90591.621433.96761585.2NO.214.57158.284897.5463.1993.9NO.310.49741.9431601.2739.7NO.47.2929.19298.6418.6514.1NO.56.1324.5280.8327.4431.32.2.5高压侧无功补偿计算（1）所有变电所的负荷计算： （2）功率因数： （3）根据设计要求，本厂功率因数要求在0.9以上（4）故需要补偿的容量：（5）补偿后：功率因数： （满足要求）2.3变压器选择2.3.1变压器选择原则选择的原则为：(1) 只装一台变压器的变电所变压器的容量ST应满足用电设备全部的计算负荷的需要，即，但一般应留有15的容量，以备将来增容需要。(2) 装有两台变压器的变电所每台变压器的容量应满足以下两个条件:1）任一台变压器工作时，应满足总计算负荷的大约70的需要，即为2）任一台变压器工作时，应满足全部一、二级负荷的需要，即(3)车间变电所变压器的容量上限单台变压器不宜大于1000kVA，并行运行的变压器容量比不应超过3：l。同时，并联运行的两台变压器必须符合以下条件：1）并联变压器的变化相等，其允许差值不应超过05，否则会产生环流引起电能损耗，甚至绕组过热或烧坏。2）各台变压器短路电压百分比不应超过10，否则，阻抗电压小的变压器可能过载。3）各台变压器的连接组别应相同，若不同，否则侧绕组会产生很大的电流，甚至烧毁变压器。2.3.2变压器选择以NO.1变电所选型为例（查看各个负荷计算大小，可确认选择一台变压器既满足），根据负荷计算是所得变电所补偿后总视在功率： 。选择的变压器应该满足：应选变压器的容量。查询附录表可知选择的变压器容量为1600kVA，故选择的变压器型号为：S9160010，参照变压器各参数，可以满足要求。2.3.2变压器选择表2.3 变压器型号及参数汇总车间变电所变压器型号额定容量（kVA）额定电压（V）连接组标号损耗阻抗电压（%）空载电流（%）高压低压空载负载1S9-1600/10160010K0.4KDyn1124001400062.52S9-1250/10125010K0.4KDyn1120001100052.53S9-1000/10100010K0.4KDyn11170092005.51.44S9-630/1063010K0.4KDyn111300580043.05S9-500/1050010K0.4KDyn111030495043.02.4总配变电所位置和型式的选择2.4.1变配电所所址选择的一般原则选择工厂变配电所的所址，应根据下列要求经技术与经济比较后确定：（1）接近负荷中心。（2）进出线方便。（3）接近电源侧。（4）设备运输方便。（5）不应设在有剧烈震动或高温的场所。（6）不宜设在多尘或有腐蚀气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧。（7）不应设在厕所浴池或其它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的正上方或正下方，且不易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GB50058-92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。（10）高压配电所应尽量与邻近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一起。GB50053-9410kV及以下变电所设计规范还规定：（1）装有可燃性浸电力变压器的车间内变电所，不应设在三四级耐火等级的建筑物内；当设在二级耐火等级的建筑物内时，建筑物应采取局部防火措施。（2）多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的变配电所应设在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方，正下方，贴邻和疏散出口的两旁。（3）高层主体建筑物内不宜设装有可燃性油的电气设备的变配电所。当受条件限制必须设置时，应在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集的场所的正上方，正下方，贴邻和疏散出口的两旁，并采取相应的防火措施。（4）露天或半露天的变电所，不应设在下列场所：有腐蚀气体的场所；挑檐为燃烧体或难燃烧和耐火等级为四级的建筑物旁；附近有棉粮及其它易燃易爆物品集中的露天堆放场；容易沉积粉尘，可燃纤维和灰尘，或导电尘埃且严重影响变压器安全运行的场所。2.4.2负荷中心的确定变电所位置应尽量接近负荷中心，工厂的负荷中心用功率矩法确定。通过此方法计算后确定有本设计负荷中心为，按图纸比例及综合考虑变电所位置选择的原则后,确定此点为总配变点所坐标中心。此计算过程在计算书中体现。图2.1 塑料制品厂平面图2.4.2负荷中心的确定变电所有屋内式和屋外式两大类别，屋内式运行维护方便，占地面积少。在选择工厂总配电所型式时，应根据具体地理环境，因地制宜；技术经济合理时，应优先选用屋内式。负荷较大的车间，宜选用附设式或半露天式变电所。负荷较大的多跨厂房及高层建筑内，宜设室内变电所或组合式成套变电站。负荷小而分散的工厂车间及生活区，或需远离有易燃易爆危险及腐蚀性车间时，宜设独立变电所。工厂的生活区，当变压器容量在315kV及以下时，宜设杆上式边电台或高台式变电所。由厂区平面图和计算结果，考虑到1号车间变电所距离总配变电所距离很近，可以设置成为高压配电所带一附设车间变电所的方案，所址靠近主要负荷车间，同时，有利于高压进出线及周围环境的经济型。2号车间变电所同样选用附设式。3、4、5号车间变电所均采用独立式。 3变配电所主接线方案的设计3.1变配电所主接线方案的设计原则与要求变配电所得主接线，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，经济等要求。3.2主接线方案的技术指标（1）供电的安全性，主接线方案在确保运行维护和检修的安全方面的情况。（2）供电的可靠性，主接线方案在与用电负荷对可靠性要求的适应性方面的情况。（3）供电的电能质量主要是指电压质量，含电压偏差、电压波动及高次谐波等方面的情况。（4）运行的灵活性和运行维护的方便性。3.3主接线方案的经济指标（1）线路和设备的综合投资额（2）变配电所的年运行费（3）供电贴费（系统增容费）（4）线路的有色金属消耗量3.4高压配电所主接线方案由本设计原始资料知：电源由电业部门变电所10kV母线提供，一次进线长1km，线路阻抗：年最大负荷利用小时数为6000h，且工厂属于三级负荷，所以只进行总配电在进行车间10/0.4kV变电。由于有五个车间变电所，负荷要求较大，而且需要可靠的供电性。母线联络线采用单母线分段接线方式，提高故障时检修效率，保证整体工厂的供电可靠性。低压侧应根据情况具体对待，但对于本塑料制品厂而言，按可靠性第一的原则，所以采用放射式供电。3.5配电所主接线方案图图3.3 总配电所主接线图方案上述电气主接线方案，采用的是单母线分段接法，由10kV电源进线分别对两段母线接线供电，由两端母线分别对各用电设备供电，两段母线的供电负荷基本相等。另一条10kV电缆作为备用电源，它与正常运行下，形成了电气或者机械连锁，以确保负荷在故障情况下的正常供电，详细的设计情况可见附电气主接线图。4短路电流计算及一次设备选择供电系统应该正常地不间断的可靠供电，以保证生活和生产的正常进行，但是这种情况经常会因为发生短路故障而遭到破坏。短路就是供电系统中单相或多相载流导体接地或相互接触而在配电网中产生超出规定值的大电流。设备短路的主要原因是绝缘损坏、误操作、雷击或操作过电压等等，其中误操作产生的故障约占短路故障的70%。短路的基本类型分三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路，其中三相短路称为对称短路，其他称为不对称短路。为了选择和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，需要计算三相短路电流。4.1短路电流计算4.1.1短路电流计算的目的和意义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。对于公园供电系统来说，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，当然，在计算的过程当中应当还要考虑系统的不同运行方式。 短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺值法（又称相对单位制法）。4.1.2欧姆法计算短路电流200MVAK-1K-2=0.4,1km10.5kVS9-16000.4kV(2)(3)(1)系统图4.1 短路计算电路先求K1点的三相短路电流和短路容量（U=10.5KV）（1）计算短路电路中各元件的电抗和总电抗1）电力系统的电抗： 2）架空线路的电抗： 3）经K1点短路的等效电路如图所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），然后计算电路总电抗： 图4.2 K-1点短路等效电路（2）计算三相短路电流和短路容量1）三相短路电流周期分量有效值2）三相短路次暂态电流和稳态电流 3）三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值4）三相短路容量再求K2点的三相短路电流和短路容量（U=0.4KV）（1）计算短路电路中各元件的电抗和总电抗1）电力系统的电抗： 2）架空线路的电抗：3）电力变压器的电抗此工厂车间设计要求中，总共是有五个变电所，使用到了五种不同型号规格的电力变压器，故而计算此处的电力变压器的电抗时，需要分开单独计算。NO.1 配电所电力电压器型号：S9160010 查附表得知： 则： 经K2点短路的等效电路如图所示：图4.3 K-2点短路等效电路计算电路总阻抗：NO.2车间变换所电力变压器电抗： 总阻抗：NO.3 变电所电力变压器电抗： 总阻抗： NO.4变电所电力变压器阻抗： 总阻抗： NO.5变电所电力变压器阻抗： 总阻抗： （2）计算三相短路电流和短路容量此处以NO.1变电所计算为例：1）三相短路电流周期分量有效值2）三相短路次暂态电流和稳态电流3）三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值4）三相短路容量NO.2、NO.3、NO.4、NO.5等变电所的短路计算见计算书，数据统计见表4.1表4.1 短路电流计算统计短路计算点变电所号码三相短路电流/KA三相短路容量/MVA（）K-16.386.386.3816.279.63116K-2NO.131.2931.2931.2957.5734.121.67K-2NO.229.6829.6829.6854.6132.3520.56K-2NO.324.6224.6224.6245.326.8317.05K-2NO.416.5116.5116.5130.3917.9911.43K-2NO.516.2816.2816.2829.9617.711.274.2高压一次侧设备选择与校验4.2.1高压侧设备的校验条件（1）按工作电压选择时所选设备的额定电压不应小于所在线路的额定电压,即，但需注意：使用限流式高压熔断器时，熔断器的额定电压与线路的额定电压相同，即：而不能（2）按工作电流选择时所选设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即：（3）按断流能力选择时所选设备的额定开断电流或断流容量不应小于设备分段瞬间的的短路电流有效值或短路容量,即：4.2.2隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定校验条件（1）动稳定校验条件或式中、为开关的极限通过电流峰值和有效值（单位为kA）；、为开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值（单位为kA）（2）热稳定校验条件式中为开关的热稳定电流有效值（单位为kA）；t为开关的热稳定试验时间（单位为s）；为开关所在处的三相短路稳态电流（单位为kA）；为短路发热假想时间（单位为s）。短路发热假想时间一般按下式计算：在无限大容量系统中，由于，因此式中为短路持续时间，采用该电路主保护动作时间加对应的断路器全分闸时间。当时，。低速断路器，其分闸时间取0.2s；高速断路器，其全分闸时间取0.1s。4.2.3电流互感器的短路稳定度校验条件（1）动稳定校验条件或式中为电流互感器的动稳定电流（单位为kA）；为电流互感器的动稳定倍数；为电流互感器的额定一次电流（单位为A）。（2）热稳定校验条件式中为电流互感器的热稳定电流（单位为kA）；为电流互感器的热稳定试验时间，一般取1s；4.2.4 高压侧设备选择与校验表运用上一章节知识，将装置点电气条件与设备比较后，高压侧设备进行初步选定如下表4.2所示。由下表数据可知设备型号规格校验满足条件装置点，查工厂供电指导手册得高压开关柜型号选用：GG-1A(F)型，GG-1A-(F)-11，GG-1A-(F)-54；高压进线侧计量柜型号选用：GG-1A-J。详细见附图里的高压配电所主接线图。其主要设备选择原因及校验过程见设计计算书中一次设备校验章节。表4.2 10kV侧设备列表选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数量程10kV169.6A6.38kA16.27kA设备型号规格参数隔离开关GN19-10/40010kV400A31.5kA电流互感器LQJ-10- 200/510kV200/5A1600.2=45.25高压断路器SN2-10/63010kV630A16kA40kA高压熔断器RN2-10/0.510kV500A200MVA电压互感器JDZ-10-10000/10010/0.1kV电压互感器JDZJ-10-10000/100/kV避雷器FS4-1010kV4.2.5各车间变电所10kv侧进线回路设备选择与校验表各车间变电所回路电流计算值如下：NO.1变电所：回路电流=91.51A，电压U=10KV；NO.2变电所：回路电流=57.3A，电压U=10KV；NO.3变电所：回路电流=42.7A，电压U=10KV；NO.4变电所：回路电流=29.6A，电压U=10KV；NO.5变电所：回路电流=24.9A，电压U=10KV。此处设备器材均以k-1点的短路电流来进行动稳定和热稳定校验，因此各车间变电所10kV进线回路设备相同。此处只列出第一车间的设备型号，其他车间选用设备型号均相同。各个车间进线的配电柜详见主接线图，检验过程见设计计算书内。表4.3 NO.1车间10KV侧进线设备选择选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数量程10kV91.51A6.38kA16.27kA6.38设备型号规格参数高压隔离开关GN9-10/40010kV400A31.5kA高压断路器SN2-10/63010kV630A16kA40kA电流互感器LQJ-10-150/510kV150/5A1600.15=33.9126.564.2.6各变电所低压侧出线回路设备选择与校验表（1）NO.1车间变电所：低压侧回路电流,表4.4 NO.1车间变电所低压侧进线端设备选择装置地点条件参数量程380V2408A31.29kA57.57kA=2153.94设备规格参数低压断路器DW15-2500/3380V2500A60kA续表4.4装置地点条件参数量程380V2408A31.29kA57.57kA=2153.94设备型号规格参数低压刀开关HD13-2500/30380V2500A电流互感器LMZJ1-0.5-2500/5380V2500/5A（2）NO.2车间变电所：低压侧回路电流,表4.5 NO.2车间变电所低压侧进线端设备选择装置地点条件参数量程380V1510A29.68kA54.61kA=1937.9设备规格参数低压断路器DW15-2000/3380V2000A60kA低压刀开关HD13-2000/30380V2000A电流互感器LMZJ1-0.5-2000/5380V2000/5A（3）NO.3车间变电所，低压侧回路电流,表4.6 NO.3车间变电所低压侧进线端设备选择装置地点条件参数量程380V1123A24.62kA45.3kA=1333.5设备型号规格参数低压断路器DW15-1500/3380V1500A40kA低压刀开关HD13-1500/30380V1500A电流互感器LMZJ1-0.5-1500/5380V1500/5A（4）NO.4车间变电所，低压侧回路电流,表4.7 NO.4车间变电所低压侧进线端设备选择装置地点条件参数量程380V781.1A16.51kA30.39kA=559.6设备型号参数低压断路器DW15-1000/3380V1000A40kA低压刀开关HD13-1000/30380V1000A电流互感器LMZJ1-0.5-800/5380V800/5A（5）NO.5车间变电所，低压侧回路电流,表4.8 NO.5车间变电所低压侧进线端设备选择装置地点条件参数量程380V655A16.28kA29.96kA=583设备型号规格参数低压断路器DW15-1000/3380V800A40kA低压刀开关HD13-800/30380V800A电流互感器LMZJ-0.5-800/5380V800/5A4.3各车间变电所车间干线设备的选择车间干线低压开关柜型号均选择：GGD2-(B)系列，详细型号见主接线附录图，其中薄膜车间和单丝车间均选择5个，管材车间选择2个。表4.9 车间干线设备型号表变电所车间号电流电压低压断路器电流互感器低压开关柜型号NO.11-13798A380VDW15-4000/3LMZJ1-0.5-4000/5GGD2-(B)1-245A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-50/5GGD2-(B)1-330.4A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-35/5GGD2-(B)1-450.2A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-55/5GGD2-(B)1-531.21A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-35/5GGD2-(B)1-620.99A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-25/5GGD2-(B)续表4.9变电所车间号电流电压低压断路器电流互感器低压开关柜型号NO.22-12253.6A380VDW15-2500/3LMZJ1-0.5-2500/5GGD2-(B)2-234.6A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-35/5GGD2-(B)NO.33-1208.9A380VDW15-400/3LMZ1-0.5-250/5GGD2-(B)3-2976A380VDW15-1000/3LMZ1-0.5-1000/5GGD2-(B)NO.44-1286.4A380VDW15-400/3LMZ1-0.5-300/5GGD2-(B)4-218.3A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-20/5GGD2-(B)4-39.8A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-10/5GGD2-(B)4-428.24A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-30/5GGD2-(B)4-524.47A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-30/5GGD2-(B)4-618.3A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-20/5GGD2-(B)4-767.67A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-70/5GGD2-(B)4-8222.9A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-75/5GGD2-(B)4-9192.7A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-200/5GGD2-(B)续表4.9NO.55-1349.8A380VDW15-400/3LMZ1-0.5-400/5GGD2-(B)5-2118.5A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-150/5GGD2-(B)5-374.6A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-75/5GGD2-(B)5-420.8A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-20/5GGD2-(B)5-531.82A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-50/5GGD2-(B)5-679.5A380VDW15-200/3LMZ1-0.5-100/5GGD2-(B)5供配电线路的选择计算5.1总配电所架空线进线选择5.1.1选线计算年最大负荷在5000h以上的架空线路且材料为铝的经济电流密度是0.9，按经济电流密度计算导线经济截面的公式： 带入数值计算：=其中：（高压侧补偿后的计算电流）查询相关附录表：选择最近导线截面240，则选择LGJ240型钢芯铝绞线。5.1.2电压损耗的校验按照规定，高压配电线路的损耗，一般不得超过线路额定电压的5%，由于总降压架空进线属于较短线路，且为地区性供应，所以允许电压损耗,因此计算的电压损耗满足。因为10KV级的电压等级的几何均距为，查工厂供电设计指导可得，且进线线路长为1km。计算电压损耗值为：代入数值计算电压损耗百分值为：计算电压损耗值小于允许电压损耗值，因此所选LGJ240满足允许电压损耗要求。5.1.3发热条件的校验本设计中最热月平均最高温度为，查工厂供电设计指导可知导线截面为和温度为时的允许载流量为，因此满足发热条件。5.2 10kv母线的选择（1）选择原则：按经济电流密度选择母线截面并且按发热条件、热稳定度和动稳定度进行校验。（2）按经济电流密度选择母线截面，由公式，式中是经济电流密度。查工厂供电资料得年最大负荷利用小时在5000h以上的架空线且材料为铝的经济电流密度为0.9，即，所以所选母线截面为：查工厂供电设计指导可选择LMY型矩形硬铝母线的截面为：504mm，该母线在环境温度为时，平放时，其允许载流量为586A。（3）发热条件的校验：要满足长期发热的条件，安装处的实际载流量要满足：式中为环境温度不同于额定敷设温度（）时的校正温度系数；查工厂供电可知在温度为时，为1，所以安装处的实际载流量为：,满足发热条件的要求。（4）短路热稳定度校验：母线通过最大电流时的正常温度为：带入数据母线材料的热稳定系数C=87，则满足热稳定的母线最小截面积要求为：式中C为导体热稳定系数（）；为三相短路稳态电流；为短路发热假想时间。本设计中，为一次进线末端的主动保护动作时间，因为进线电源保护动作时限，且，为高压断路器的短路时间，一般为。所以，。所以504mm满足热稳定的要求，短路热稳定校验合格（5）短路动稳定度的校验：母线满足动稳定度的校验条件为：，式中为母线材料的最大允许应力（），这里硬铝母线（LMY）：为母线通过时所受到的最大计算应力，最大应力为母线通过时所受到的弯曲力矩；为母线的档距()；为母线对垂直于作用力方向轴的截面系数，式中为母线截面的水平宽度，为母线截面的垂直高度。式中为形状系数，取1，为母线受到的最大点动力，为相邻两相的轴线距离，所以有 母线在作用力时的弯曲力矩为，母线对垂直于作用力方向的截面系数=，因此母线在三相短路时受到的计算应力为：，因为所以该母线满足短路动稳定度的要求。综上所述，10KV母线选用截面为504mm的LMY型矩形硬铝母线。5.3车间变电所高压进线选择5.3.1选择原则与说明选择原则：按经济电流密度选择电缆截面，按发热条件，允许电压损失校验及热稳定度校验。1号车间到5号车间馈出线都选用ZLQ型三芯油浸纸电缆铝芯铅包钢带铠装防腐电缆两回路供电，（电缆为直埋敷设）。5.3.2各车间变电所引进线的选线及计算这里以NO.1 变电所引进线为例进行选线校验（1）计算及选型计算方法：按经济电流密度选择电缆截面积查课本工厂供电可得，年最大负荷利用小时在5000h以上的架空线路且材料为铝芯电缆的经济电流密度为1.54A/mm。一号变电所回路电流是根据经济电流密度： 线型号：ZLQ2010000370 查附表知：10KV的ZLQ2010000370的三芯油浸纸电缆铝芯铅包钢带凯装防腐电缆相关参数如下：在温度为时，允许的载流量是，正常允许的最高温度为。（2）发热条件校验线路工作最大电流： 要满足长期发热的条件，安装处的载流量应该满足： 式中为修正系数 由本设计在这里的土壤在0.8米深处年最热月平均最高温度为22，可知电缆在流量温度修正系数为1.05， 满足要求。（3）电压损耗的校验 查表可得R=0.52/km，X=0.083/km，线路长度取50m（根据工厂平面布置图的比例估算），所以电压损耗值为：所以电压损耗满足要求。（4）热稳定校验在温度为25时，电缆允许的载流量是133A，正常允许的最高温度为60，电缆通过最大电流时的正常温度为：查供配电设计手册可知C=88，则满足热稳定的最小截面应该为：式中C为导体热稳定系数（）；为三相短路稳态电流；为短路发热假想时间。本设计中，为一次进线末端的主动保护动作时间，因为进线电源保护动作时限，且，为高压断路器的短路时间，一般为。所以，因此：所以满足热稳定校验，综上校验结果：选择ZLQ2010000370mm的三芯粘性油浸渍纸绝缘电力电缆。另外几个变电所高压引进线电缆选择和校验过程同上，具体结果见表5-1。5.3.3各车间变电所引进线的选线及计算1号，2号，3号，4号，5号车间变电所高压侧进线均采用ZLQ2010000型电缆直埋敷设，所以其选择结果列于下表5.1：表5.1车间变电所高压引进线列表车间变电所回路电流截面积架空线 电力电缆（每回路）型号根数允许载流量NO.191.5259.4ZLQ20-10000-370701133NO.257.337.2ZLQ20-10000-33535190NO.342.627.7ZLQ20-10000-32525175NO.429.619.2ZLQ20-10000-31616155NO.524.816ZLQ20-10000-316161555.4车间变电所低压进线线的选择（1）NO.1 变电所一号车间变电所低压侧回路电流所选母线载流量应大于回路电流查询（工厂供电可查知：矩形硬铝母线LMY1006.3,其平放时的载流量是1371A，能够满足载流要求。（2）NO.2 车间变电所二号车间变电所低压侧回路电流I=1419A查询工厂供电设计指导可查知：矩形硬铝母线LMY8010,其平放时的载流量是1427A，能够满足载流要求。（3）NO.3 变电所三号车间变电所低压侧回路电流查询工厂供电设计指导可查知：矩形硬铝母线LMY636.3，其平放时的载流量是910A，能够满足载流要求。（4）NO.4变电所四号车间变电所低压侧回路电流查询工厂供电设计指导可查知：矩形硬铝母线LMY636.3，其平放时的载流量是910A，能够满足载流要求。（5）NO.5 变电所五号车间变电所低压侧回路电流查询工厂供电设计指导可查知：矩形硬铝母线LMY404，其平放时的载流量是480A，能够满足要求。表5.2 车间变电所低压进线车间回路电流型号尺寸（宽mm厚mm）根数允许载流量NO.11332LMY-125101251012089NO.21419LMY-125101251012089NO.3904LMY-636.3636.31910NO.4684LMY-636.3636.31910NO.5456LMY-40440414805.