某标准件厂冷镦车间低压配电系统及车间变电所设计(超详细)

某标准件厂冷镦车间低压配电系统及车间变电所设计某标准件厂冷镦车间低压配电系统及车间变电所设计 1 10kv 变电所设计任务书及分析变电所设计任务书及分析 工程设计任务书内容包括 工程设计目的 建设规模和系统供电的连接 用电单位负荷 容量 工程建设期限等 工程设计人员接到任务书后 应对设计任务书作初步分析 并收 集有关设计资料 1 1 10kv 变电所设计任务书变电所设计任务书 1 1 1 变电所位置 本变电所设在冷镦车间东北角 车间内最热月平均气温为 30 地中最热月平均气温为 25 土壤冻结深度为 1 10m 车间属正常干燥环境 车间原址为耕地 地势平坦 地层 以砂粘土为主 地下水位 2 8 5 3m 1 1 2 变电所基本设计资料 1 变电所电压等级 10 0 4kv 2 本变电所 10kv 经 0 2km 电缆线路与本厂总降压变电所相连 3 工厂总降压变电所 10kv 母线上的短路容量按 300Mkv 计 工厂降压变电所 10kv 配 电出现定时限过电流保护整定时间 top 1 5s 4 要求车间变电所最大负荷时功率因数不低于 0 9 车间变电所 10kv 侧进行电能计 量 5 本变电所除给冷镦车间供电外 还需给工具 机修车间供电 6 负荷情况 1 工具车间要求车间变电所低压侧提供四路电源 2 机修车间要求车间变电所低压侧提供一路电源 3 工具 机修车间负荷计算表如表 1 1 所示 表 1 1 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 4714 116 521 732 9 No 2 供电回 路 5616 819 725 939 4 No 3 供电回 路 4212 614 719 429 5 1 工具车 间 No 4 供电回 路 3510 512 316 224 6 2机修车 间 No 5 供电回 路 15037 543 957 787 7 4 车间负荷性质 车间为三班工作制 年最大有功负荷利用小时数为 4500h 属于 三级负荷 5 冷镦车间生产任务急产品规格 本车间主要承担我国机械和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 M3 M18 车间明细表 1 2 如图所示 表 1 2 冷镦车间设备明细表 设 备 代 号 设备名称型 号 台 数 单台容 量 kw 总容 量 kw 设备 代号设备名称型号 台 数 单台 容量 kw 总容 量 kw 1 冷镦机 Z47 12 1 6 3149626铣口机 自制 177 2冷镦机 GB 31555527铣口机 自制 15 55 5 3冷镦机 A1641282828车床 C336133 4冷镦机 A1241282829车床 1336M14 54 5 5冷镦机 A1232204030台钻70 64 2 6冷镦机 A1631202031清洗机 自制 41040 7冷镦机 A1691101032包装机 自制 34 513 5 8冷镦机 Z47 671510533涂油槽1 9冷镦机 82BA1111134车床 C620 1177 10冷镦机 A12124 79 435车床 C620 1M177 11冷镦机 A12023636车床 C620177 12切边机 A2332204037车床 C618K177 13切边机 A2321141438铣床 X62W17 57 5 14压力机 60t1101039平面磨床 M723017 627 62 15压力机 40t17740牛头刨床133 16切边机 A231472841立钻11 51 5 17切边机 A23014 54 542砂轮机60 63 6 18 切边机 自 制 13343钳工台4 19 搓丝机 GWB16 2102044划线台1 20搓丝机1141447电葫芦 1 5t12 82 8 21搓丝机 A25317748电葫芦 1 5t11 11 1 22搓丝机 A253472849叉车 0 5t2 23双搓机1111150叉车 0 5t1 24 搓丝机 GWB65 25 511合计 25搓丝机 Z25 4133 1 1 3 主要设计任务 1 负荷计算和无功功率补偿 2 变电所位置和形式的选择 3 变电所主变压器的台数与容量 类型的选择 4 工厂配电系统的确定 5 变电所主接线确定并保证为最佳 6 变电所主要接线方案的设计 7 短路电流的计算 8 变电所一次设备的选择与校验 9 变电所进出线的选择与校验 10 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 10 防雷保护和接地装置的设计 1 1 4 设计结果 1 设计说明书一份 2 电气主接线图一份 3 电气主接线详图一份 4 变电所平面图一张 1 2 任务书分析任务书分析 1 2 1 分析一 由于任务书中对功率因数有要求 要求不低于 0 9 粗略功率因数约 0 5 需进 行无功补偿 1 2 2 分析二 待建变电所可以采用单回路进线 1 2 3 分析三 车间变电所主要有以下两种类型 1 车间附设变电所 内附式变电所要占用一定的车间面积 但是在车间内部 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高一些 2 车间内变电所 变电所有屋内式和屋外式两大类型 屋内式运行维护方便 占地面积少 在选择工厂变配电型时 应该根据具体地理环境 因地制宜 技术经济合理 时 应优先用屋内式 根据任务书要求 本设计采用屋内式更合适 1 2 4 分析四 车间变电所 10kv 侧需进行电能计量 所以需要设计电能计量原理电路 2 负荷计算和无功补偿计算负荷计算和无功补偿计算 2 1 车间的负荷计算车间的负荷计算 2 1 1 冷镦车间设备组负荷计算 例取冷镦机 Z47 12 机组的负荷如下 由于该组设备为连续工作制 其设备功率为 需台数 16 单台容量 31kw 有 Ps 1631 496kw Pn 查表有 Kd 0 17 0 2 取 Kd 0 2 0 5 1 73 cos tan 有 P30 KdPs 0 2496 99 2kw Q30 P30 99 21 73 171kvar tan 30 SAKVQP 198171 2 99 222 30 2 30 AUSI n 30238 031983 3030 本次设计的其他机组和设备组的负荷计算都如上例 将冷镦车间分为五个设备组 各个设 备组的计算负荷如下表所示 表 2 1 冷镦车间设备组I计算负荷表 计算负荷 设 备 组 代 号 设备名称型 号 台 数 单 台 容 量 kw 总 容 量 kw 需 要 系 数 Kd cos tan 30 P kw 30 Q kvar 30 S KVA 30I A I冷镦机 Z47 68312480 20 51 7344 677 299151 表 2 2 冷镦车间设备组II计算负荷表 计算负荷 设 备 组 代 号 设备名称型 号 台 数 单 台 容 量 kw 总 容 量 kw 需 要 系 数 Kd cos tan 30 P kw 30 Q kvar 30 S KVA 30I A II冷镦机 Z47 68312480 20 51 7344 677 299151 表 2 3 冷镦车间设备组III计算负荷表 计算负荷 设 备 组 代 号 设备名称型 号 台 数 单 台 容 量 kw 总 容 量 kw 需 要 系 数 Kd cos tan 30 P kw 30 Q kvar 30 S KVA 30I A 冷镦机 GB 3155550 20 51 7311192233 冷镦机 A164128280 20 51 735 69 711 217 冷镦机 A124128280 20 51 735 69 711 217 冷镦机 A123220400 20 51 73813 81624 3 冷镦机 A163120200 20 51 7346 9812 2 冷镦机 A169110100 20 51 7323 4546 1 冷镦机 82BA111110 20 51 732 23 84 46 7 冷镦机 A12124 79 40 20 51 731 843 183 685 6 III 冷镦机 A1202360 20 51 731 22 12 43 7 总计247 441 571 882 9125 6 表 2 4 冷镦车间设备组IV计算负荷表 计算负荷 设 备 组 代 号 设备名称型 号 台 数 单 台 容 量 kw 总 容 量 kw 需 要 系 数 Kd cos tan 30 P kw 30 Q kvar 30 S KVA 30I A 切边机 A233220400 20 51 73813 81624 3 切边机 A232114140 20 51 732 84 85 68 5 压力机 60t110100 20 51 7323 4546 1 压力机 40t1770 20 51 731 42 42 84 3 切边机 A23147280 20 51 735 69 711 217 切边机 A23014 54 50 20 51 730 91 561 82 75 切边机 自 制 1330 20 51 730 61 031 21 8 搓丝机 GWB16 210200 20 51 7346 9812 2 搓丝机114140 20 51 732 84 855 68 56 搓丝机 A2531770 20 51 731 42 42 84 3 搓丝机 A25347280 20 51 735 69 711 217 双搓机111110 20 51 732 23 84 46 7 搓丝机 GWB65 25 5110 20 51 732 23 84 46 7 搓丝机 Z25 41330 20 51 730 61 031 21 8 铣口机 自 制 1770 20 51 731 42 42 84 3 铣口机 自 制 15 55 50 20 51 731 11 92 23 3 车床 C3361330 20 51 730 61 031 21 8 车床 1336M14 54 50 20 51 730 91 561 82 75 台钻70 64 20 20 51 730 841 451 682 57 清洗机 自 制 410400 20 51 73813 81624 3 包装机 自 制 34 513 50 20 51 732 74 675 48 25 IV 涂油槽1 总计256 733 8658 677 9118 5 表 2 5 冷镦车间设备组V计算负荷表 计算负荷 设 备 组 代 号 设备名称型 号 台 数 单 台 容 量 kw 总 容 量 kw 需 要 系 数 Kd cos tan 30 P kw 30 Q kvar 30 S KVA 30I A 冷镦机 Z47 67151050 20 51 732136 34263 8 清洗机 自 制 410400 20 51 73813 81624 3 车床 C620 11770 20 51 731 42 42 84 3 车床 C620 1M 1770 20 51 731 42 42 84 3 车床 C6201770 20 51 731 42 42 84 3 车床 C618K1770 20 51 731 42 42 84 3 铣床 X62W17 57 50 20 51 731 52 634 6 平面磨床 M7230 17 6 2 7 620 20 51 731 62 73 24 8 V 牛头刨床1330 20 51 730 61 031 21 8 立钻11 51 50 20 51 730 30 560 60 9 砂轮机60 63 60 20 51 730 721 251 442 2 钳工台4 划线台1 电葫芦 1 5t12 82 80 20 51 730 560 971 121 7 电葫芦 1 5t11 11 10 20 51 730 220 380 440 67 叉车 0 5t2 叉车 0 5t1 总计265 441 463 8658 677 9 2 1 2 工具 机修车间的负荷统计算见表 2 6 表 2 6 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 4714 116 521 732 9 No 2 供电回 路 5616 819 725 939 4 No 3 供电回 路 4212 614 719 429 5 1工具车 间 No 4 供电回 路 3510 512 316 224 6 小计1805463 283 2126 4 2机修车 间 No 5 供电回 路 15037 543 957 787 7 2 1 3 车间设备总负荷计算 在配电干线上火车间变电所低压母线上 常有多个用电设备组同时工作 但是各个用 电设别组的最大负荷也非同时出现 因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷 时 应在计入一个同时系数 K 由前面统计的结果 可知各设备组的有功和无功如下 设备组 1 44 6kw 77 2kvar 30 P 30 Q 设备组 2 44 6kw 77 2kvar 30 P 30 Q 设备组 3 41 5kw 71 8kvar 30 P 30 Q 设备组 4 33 86kw 58 6kvar 30 P 30 Q 设备组 5 41 4kw 63 86kvar 30 P 30 Q 工具车间 54kw 63 2kvar 30 P 30 Q 机修车间 37 5kw 43 9kvar 30 P 30 Q 取 0 9 0 95 P K q K 可得总的计算负荷 0 9 44 6 44 6 41 5 33 86 41 4 54 37 5 329 0kw 30 P P K 4 1 30 i P 0 95 77 2 77 2 71 8 58 6 63 86 63 2 43 9 554 04554 0kvar 30 Q q K 4 1 30 i Q 30 SAKVQP 8 644554330 222 30 2 30 644 8A 979 7A 30 I 30 S n U3 38 0 3 2 1 4 车间设备总负荷统计见表 2 7 表 2 7 车间设备总负荷统计表 计算负荷用电单位 名称 设 备 容 量 需 要 系 数 cos tan 30P kW 30Q kvar 30S kVA 30I A 设备组 2480 20 51 7344 677 299151 设备组 II 2480 20 51 7344 677 299151 设备组 III 247 40 20 51 7341 571 882 9125 6 设备组 IV 256 70 20 51 7333 8 658 677 9118 5 设备组 V265 40 15 0 2 0 51 7341 463 8658 6117 8 工具车间1805463 283 2126 4 机修车间15037 543 957 787 7 1717 5366 64583 23558 7929 48总计 取 0 90 0 95 P K q K 330554644 8979 7 2 22 2 无功功率补偿无功功率补偿 1 补偿前的变压器低压侧的视在计算负荷为 KVAS 8 644554330 22 1 30 因此未进行无功补偿时 主变压器容量应选为了 1000 kV A 这时变电所低压侧的功 率因数为 8 0 51 1 cos 2 无功补偿容量按规定 变电所高压侧的0 9 考虑到变压器本身的无功功 cos 率损耗远大于其有功功率损耗 一般 4 5 因此在变压器低压侧进 T Q T P T Q T P 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 0 92 要使低压侧 cos 功率因数由 0 51 提高到 0 92 低压侧需装设的并联电容器容量为 1 cos 2 cos C Q var417var 92 0 tan arccos 51 0 s tan arcco330kkQc 取 var417kQc 查表可选用 BCMJO 4 30 3 型电容器 BCMJO 4 30 3 型电容型补偿器技术参数如下表 BCMJ额定电压 kv 额定容量 kvar 总电容量 uf 额定电流 A 0 4 30 30 43059743 3 其个数为 选 12 个 4 1040 417 n 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 var 4 2135706 0 06 0 2 30kkVASQT 变电所高压侧的计算负荷为 kWkWkWP 4 3354 5330 1 30 var 4 158var 4 21var 417554 1 30kkkQ kVAS371 4 158 4 335 22 1 30 补偿后工厂的功率因数为 904 0 371 4 335cos 1 30 1 30 SP 满足要求 4 车间变电所负荷计算见表 2 8 表 2 8 车间变电所负荷计算表 计算负荷 序 号车间名 称 需要系数 设备容 量 kW 30P kW 30Q kvar 30S kVA 30I A 1设备组 I 0 224844 677 299151 2设备组 II 0 224844 677 299151 3设备组 III 0 2247 441 571 882 89125 6 4设备组 IV 0 2256 733 8658 677 9118 6 5设备组 V 0 15 0 2265 441 463 8658 6117 8 6工具车 间 1805463 283 13126 4 7机修车 间 15037 543 957 7387 7 总计1717 5330554644 8979 7 380V 侧补偿前负荷330554644 8979 7 380V 侧无功补偿容量417 380V 侧补偿后负荷330137357543 变压器功率损耗5 421 4 10kV 侧负荷总计335 4158 437121 4 3 3 变电所位置和形式的选择变电所位置和形式的选择 3 13 1 变电所的位置选择原则变电所的位置选择原则 应尽可能接近负荷中心 以降低配电系统的电能损耗 电压损耗和有色金属消耗量 考虑电源的进线方向 偏向电源侧 进出线方便 不应妨碍企业的发展 要考虑扩建的可能行 设备运输方便 尽量避开有腐蚀性气体和污秽的地段 如无法避免 则应位于污源的上风侧 变电所屋外配电装置与其他建筑物 构筑物之间的防火间距符合规定 变电所建筑 物 变压器及屋外配电装置应与附近的冷却塔或喷水池之间的距离负荷规定 不应设在地势低洼和可能积水的场所 高压配电所应尽量与临近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一起 变电所的位置选择应根据选择原则 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 本车间变电所已给出 位于车间的东北角 3 23 2 车间变电所主要有以下两种类型的变电所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 由于屋内式优点众多 本设计采用屋内式 4 变电所主变压器类型 容量与台数的选择变电所主变压器类型 容量与台数的选择 4 1 车间变电所主变压器型号的确定车间变电所主变压器型号的确定 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 或 S11 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 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 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 根据设计要求 可选用 S9 或 S11 系列 通过资料可知 S11 系列变压器的空载损耗 要比同容量 S9 系列平均降低 30 空载电流比 S9 系列下降 70 85 并且 S11 系列变 压器油箱采用全密封结构 变压器不与空气接车 隐私延长了使用寿命 运行可靠性比 S9 高 而且两者价格相差不大 所以本设计选择是 S11 系列三相油浸式自冷电力变压器 4 2 主变压器容量确定主变压器容量确定 在选择变压器容量时 可满足变压器在计算负荷通过时不致过热损坏 当只装一台主 变压器时 变压器的容量 Sn 应满足全厂 或车间 用电社别总计算负荷 Sjs 的需要 即 Sn Sjs 当装两台及以上变压器时 当断开任一台变压器时 其余变压器的容量能保证用 户的工作和 级负荷运行 但此时应计入变压器的过负荷能力 kVASN520 427371 4 1 15 1 变压器容量选择 630kVA 4 3 主变压器台数主变压器台数的选择的选择 车间变电所变压器台数确定主要根据负荷大小 供电可靠性和电能质量要求来选择 并 且兼顾节约电能 降低成本 运行方便等原则 对于带有三级负荷的车间变电所的选择原 则是 负荷较小时采用一台变压器 负荷较大时 一台变压器不能满足要求时 采用两台 或以上变压器 对于带有一二级负荷的车间变电所 选择的原则是 1 一 二级负荷较多 时 应选用两台或两天以上变压器 2 只有少量一 二级负荷且能从邻近车间变电所获得 低压备用电源时 可选用一台变压器 根据设计要求 可选两种方案 方案 1 选一台 S11 630 10 三相油浸式电力变压器 方案 2 选两台 S11 315 10 三相油浸式电力变压器 S11 630 10 电力变压器参数见表 4 1 表 4 1 S11 630 10 电力变压器参数 S11 315 10 电力变压器参数见表 4 2 表 4 2 S11 315 10 电力变压器参数 两种主变选择方案比较见表 4 3 表 4 3 两种主变选择方案比较 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 额定容量 630kvA 空载电流 0 9 一次侧 10KV 额定电压 电压等级 二次侧0 4KV 短路阻抗 4 5 连接组别Y yn0价 格4 6 万 每台 空载 0 81kw 损耗 负载6 21kw 生 产 商平顶山恒瑞电气制造 公司 额定容量 315KvA 空载电流 1 0 一次侧 10KV 额定电压 电压等级 二次侧0 4KV 短路阻抗 4 0 连接组别Y yn0价 格2 9 万 每台 空载 0 48kw 损耗 负载3 65kw 生 产 商平顶山恒瑞电气制造 公司 电力变压器的 综合投资额 查表得 S11 630 10 单价 为 4 6 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 2 4 6 9 2 万元 查表得 S11 315 10 单价为 2 9 万元 因此两台综合投资为 4 2 9 11 6 万元 比一台主变方 案多投资 2 4 万 高压开关柜的 综合比较 查表得 GG 1A F 防 误型柜按每台 3 5 万元计 查表得其综合投资按设备价 1 5 倍计 因此其综合投资 约为5 35 14 万元 21 万 元 本方案采用 6 台 GG 1A F 柜 其综合投资约为 6 1 5 3 5 31 5 万元 比一台主变 的方案多投资 10 5 万元 电力变压器和 高压开关柜的 年运行费 查表计算 主变和高压开关 柜的折旧和维修管理费每年 为 4 89 万元 主变和高压开关柜的折旧费和维 修管理费每年为 7 067 万元 比 1 台主变压器的方案多耗 2 177 万元 经 济 指 标 交给供电部门 的一次性供电 贴费 按 800 元 kVA 计 贴费为 08 0 630 万元 50 4 万元 贴费为 2 315 0 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 5 10kv 变电所主接线设计变电所主接线设计 变电所主接线设计应根据变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 并满足安全可靠 简单灵活 操作方便和经济等要求 在满足上述要求 时 变电所高压侧应尽量采用断路器少的或不用断路器的接线 如线路 变压器组单元接 线或桥形接线 除了这两种主接线外 常用的主接线还有单母线接线 单母线分段接线 双母线接线 双母线分段接线 5 1 一次主接线一次主接线 由于本设计中车间变电所主变压器只选择了一台 所以一次侧采用线路 变压器组单 元接线 5 2 二次侧主接线二次侧主接线 由于一次侧采用线路 变压器组单元接线 属于单电源供电 所以二次侧主接线采用 单母线不分段接线 并且单母线不分段接线具有接线简单清晰 使用设备少 经济向比较好等特点 它适 用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户 本设计车间属于三级负荷 满足要求 主接线概略图如图所示 6 6 短路电流的计算短路电流的计算 6 16 1 短路计算短路计算 1 确定基准值 采用标幺制法进行三相短路计算 基准值取 S 100 MV A U 10 5 kV U 0 4 kV d1d2d 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 电力系统的电抗标幺值 由已知条件得 因此 0 33AMVSoc 300 1 X AMV AMV 300 100 电缆线路的电抗标幺值 由已知条件得 因此 08 0 0kmX 015 0 5 10 100 2 0 08 0 2 2 kmkmX 电力变压器的电抗标幺值 查表得 因此 X 7 945 kU 3 AkV AMV 630100 1005 AkV AkV 630100 101005 3 绘制短路等效电路图如图 6 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 1 0 015 1 7 94 1 0 5 K1K2 图图图图图 图 6 1 短路等效图 6 26 2 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 1K 计算短路回路总阻抗标幺值 345 0 015 0 33 0 2 1 1 XXXK 计算点所在电压级的基准电流1K kA U S I d d d5 5 5 103 100 31 1 计算点处短路电流各值1K 9 2 345 0 11 1 1 K K X I kA I II k dk95 159 25 5 1 11 冲击电流 kAIiKKsh67 4095 1555 2 55 2 11 冲击电流有效值 kAIIKKsh24 2495 1552 1 52 1 11 短路容量 MVA X S S K d K86 289 345 0 100 1 1 6 36 3 计算计算点三相短路时的短路电流点三相短路时的短路电流 2K 计算短路回路总阻抗标幺值 285 8 94 7 345 0 3 1 2 XXXKK 计算点所在电压级的基准电流2K kA U S I d d d 3 144 4 03 100 32 2 计算点短路电流各值2K 121 0 285 8 11 2 2 K K X I kAIIIKdK46 17121 0 3 144 222 冲击电流 kAIiKKsh13 3246 1784 1 84 1 22 冲击电流有效值 kAIIKKsh03 1946 1709 1 09 1 22 短路容量 MVA X S S K d K07 12 285 8 100 2 2 计算结果列表 6 1 表 6 1 短路计算结果 短路计算点 三相短路电流 kA 短路计算点 KI shishI 电压 kV 三相短路容量 MV A kS 1K15 95 40 6724 2410 5289 86 2K17 4632 1319 030 412 07 7 7 变电所一次设备的选择校验变电所一次设备的选择校验 7 17 1 10kV10kV 侧一次设备的选择侧一次设备的选择和校验和校验 装设地点条件见表 7 1 表 7 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NU30IkIshiimaktI装设地 点条件 数据10kV57 7A15 95kA40 67kA381 6 7 1 1 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 型开关柜 三级负荷选择固定式开关柜 如 102 KYN102 JYN351 JYN10 KGN 型开关柜 1FAGG 本设计属三级负荷 选型开关柜 1FAGG 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 计量柜选型 方案号 03 1JAGG 7 1 2 10KV 母线出线口高压断路器的选择和校验 1 根据装设地点条件选择 SN10 10II 1000 型断路器 其技术参数如下 表 7 2 断路器技术参数 SN 户内少油式断路器 技术参数 型 号 数 量 额定电流 A 额定开断电流 KA 极限通过 电流 KA 2 秒热稳定 电流 KA SN10 10II 1000 若干 100031 58031 5 额定电压 KVUe10 maxg IA U S e e 2 38 103 63005 1 05 1 额定电流 max 1000 gn IAI 动稳定校验 满足要求 kAi80max KAish67 40 shii max 热稳定校验 满足要求 5 19840 2 5 31 22 tIt 6 3815 195 15 22 ima ktIimakttItI 2 断流能力校验 额定断开电流 满足要求 kAIk95 15 kAIoc 5 31 kocII 温度校验 SN10 10II 1000 断路器允许使用环境温度 40 40 10KV 待设变电所车间内最热月平均温度为 30 地中最热月平均温度为 20 符合要求 通过以上校验可知 10KV 侧选 SN10 10II 1000 高压断路器完全符合要求 7 1 3 高压隔离开关的选择和校验 隔离开关是电力系统中用量最多的一种开关电器 主要作用有隔离电源 道闸操作 开合小电流电路 由于隔离开关没有灭弧装置 因此不能用来开断负荷电流或短路电流 与断路器配合操作时 必须遵循 先通后断 的原则 根据装设地点条件选户内高压隔离开关为 GN8 10T 600 和 GN6 10T 600 户外隔离开 关为 GW4 10 600 其技术参数如下表 表 7 3 高压隔离开关技术参数 GN 户内隔离开关 GW 户外 技术参数 型 号 数 量 额定电 流 A 额定电 压 kv 极限通过 电流 KA 5 秒热稳定 电流 KA GN8 10T 600若干 600105220 GW4 10 600若干 600105021 5 1 户内高压隔离开关 GN8 10T 600 的校验 额定电压 KVUe10 maxg IA U S e e 2 38 103 63005 1 05 1 额定电流 满足要求 max 600 gn IAI 动稳定校验 满足要求 kAi52max KAish67 40 shii max 热稳定校验 满20000 5202 2 tIt 6 3815 195 15 22 ima ktIimakttItI 2 足要求 温度校验 GN8 10T 600 高压隔离开关允许使用环境温度 40 40 10KV 待设变电所车间内最热月平均温度为 30 地中最热月平均温度为 20 符合要求 通过以上校验可知 10KV 侧选 GN8 10T 600 和 GN6 10T 600 高压隔离开关完全符合要求 2 户外隔离开关 GW4 10 600 的校验 额定电压 KVUe10 额定电流 满足要求 max 600 gn IAI 动稳定校验 满足要求 kAi50max KAish67 40 shii max 热稳定校验 23115 5 21 22 tIt 6 3815 195 15 22 ima ktIimakttItI 2 满足要求 7 1 4 高压熔断器的选择和校验 根据装设地点条件高压熔断器选择 RN2 10 其技术参数如下 表 7 4 高压熔断器技术参数 R 高压熔断器 N 户内式 技术参数 型 号 数 量 额定电流 A 熔体电流 A 断流容量 MV A 额定电压 断流能 力 RN2 10若干 0 50 5 1000 上限 10kv50kA 额定电压 KVUe10 断流能力 50KA 15 95KA 满足要求 oc i k i 温度校验 RN2 10 熔断器允许使用环境温度 40 40 10KV 待设变电所车间内最热月平均温度为 30 地中最热月平均温度为 20 符合要求 通过以上校验可知 10KV 侧选 RN2 10 高压熔断器完全符合要求 7 1 4 电压互感器的选择和校验 根据装设地点条件电压互感器选择 JDZJ 10 和 JDZJ 10 额定电压 满KVUe10 足要求 7 1 5 电流互感器的选择和校验 根据装设地点条件选择电压互感器为 LQJ 10 其技术参数如下表所示 表 7 5 电流互感器技术参数 技术参数 型号 电流比 dw K t K LQJ 10 400 516075 动稳定校验 160 dw KAI400 67 40KAich 8 891604 022 1 KAKI dwn 符合要求 ch i dwnK I12 热稳定校验 AI n 400 1 75 t Kst1 j tI 2 SKAIK nt 222 1 2 9004 0754 254195 15 符合要求 通过以上校验可知 选择 LQJ 10 型电流互感器符合要求 7 1 6 选择后的 10kV 侧一次设备参数如下表所示 表 7 6 10kV 侧一次设备参数表 主要技术参数电气设备名称型号 kV NU A NI kAocI 其它 高压断路器 SN10 10II 1000 10100031 5 户内高压隔离 开关 GN8 10 60010600 户外高压隔离 开关 GW4 10 60010600 高压熔断器RN2 10100 550 电流互感器LQJ 1010100 5 JDZJ 10 kV 3 1 0 3 1 0 3 10电压互感器 JDZ 1010000 100 避雷器FS4 1010 柜外形尺寸 长 宽 高 1200mm 1200mm 3100mm 7 2 380 侧一次设备的校验 7 2 1 配电屏的选择 低压配电屏的种类有 PGL 型和 GGD GGD 型低压开关柜性能比 PGL 型低压配电屏 优越 考虑 PGL 型价格便宜 经济效果好 能满足要求 因此本设计才用 PGL 型低压配 电屏 方案号采用 05 30 29 20 40 号 电容柜选 装设地点条件见 表 7 7 表 7 7 380 侧装设地点条件 选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度 参数NU30IkIshiimaktI装设地 点条件 数据380V543A17 46kA32 13kA 4 2137 046 17 2 低压断路器的选择和校验 按装设地点额定电压和额定电流选择低压断路器为 DW15 1000 3 电动 断流能力校验 满足要求 kAIk46 17 kAIoc40 kocII 2 其他低压断路器的选择和低压刀开关 电流互感器的选择如下表 8 4 所示 经校验都 符合要求 380V 侧一次设备的参数见表 7 8 表 7 8 380V 侧一次设备的参数表 主要技术参数电气设备名称型号 V NU A NI kA ocI其它 低压断路器DW15 1000 3 电动3801000 40 大于 k I 低压断路器DZ20 630380630A 30 大于 k I 低压断路器DZ20 200380200A 25 大于 k I 低压刀开关HD13 1500 303801500 电流互感器LMZJ1 0 55001500 5A 电流互感器LMZJ1 0 5500100 5A 160 5A 外形尺寸 长 宽 高 600mm 600mm 2200mm 7 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 c ec j I S 式中 为经济电流密度 为母线经济截面 为汇集到母线上的计算电流 ecjecScI 10kV 母线按经济截面选择 2 50 15 1 7 57 mm j I S ec c ec 参照常用硬铝母线尺寸表母线选 即母线尺寸为 40mm 4mm kV10 440 3 LMY 380V 母线按经济截面选择 2 472 15 1 543 mm j I S ec c ec 表 7 9 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200250315400500630800100012501600 高压母线40 4 相母线40 450 5 60 6 80 680 8100 8 120 10 2 100 10 2 120 10 低 压 母 线 中性母线40 450 560 680 680 880 10 参照常用硬铝母线尺寸表 380V 侧母线选 即相母线尺寸为550 880 3 LMY 80mm 8mm 中性母线尺寸为 50mm 5mm 10kV 变电所高低压 LMY 型硬铝母线尺寸见表 7 9 7 4 母线的短路稳定度校验 动稳定校验 cal 式中 母线材料的最大允许应力 硬铜 硬铝 al aalMP140 aalMP70 母线通过时所受到最大计算应力 c shi 上述最大计算应力按下式计算 W M c 式中 母线截面系数 当母线水平放置时 W 6 2h b W 母线截面的水平宽度 b 母线截面的垂直高度 h 母线所承受的最大弯曲力矩 M 8 3 LF M 热稳定校验条件 C t IAA ima min 式中 母线截面积A 满足短路热稳定条件的最小截面积 minA 母线材料的热稳定系数 C 母线通过的三相短路稳态电流 I 7 5 10kV 侧母线的校验 动稳定校验 三相短路电动力 N a l iKFshfc105010 3 0 1 1 1067 40 1732 1 103 7 23 72 Nm lF M c 5 115 10 1 11050 10 36 22 1008 2 6 005 0 05 0 6 m hb W MPPa W M c 5 55105 55 1008 2 5 115 6 6 caalMP 70 故母线满足动稳定要求 母线热稳定校验 23 min149 87 75 0 1095 15mm C t IA ima 母线实际截面为 min 2 160440SmmS 故母线也满足热稳定要求 380V 侧母线的校验方法同上 经计算 母线满足动稳定和热稳定的要求 7 6 支柱绝缘子动稳定校验 查表得 支柱绝缘子最大允许机械破坏负荷 3 75kN al F NKFal22501075 3 6 0 3 alcKFF 1050 故支柱绝缘子满足动稳定要求 8 8 变电所进出线的选择与校验变电所进出线的选择与校验 8 1 高低压进出线高低压进出线 8 1 1 高压进线 如为专用线路 应选专用线路的全长 如从公共干线引至变配电所 则仅选从公共干线到变配电所的一段引入线 对于靠墙安装的高压开关柜 柜下进线时一般需经电缆引入 因此架空线进线至变配电所高压侧 往往需选 一段引入电缆 8 1 2 高压出线 对于全线一致的电缆出线 应选线路的全长 如经一段电缆从高压开 关柜引出再架空配电的线路 则变配电所高压出线的选择只选这一段引出电缆 8 1 3 低压出线 如采用电缆配电 应选线路的全长 如经一段穿管绝缘导线引出 再 架空配电的线路 则变配电所低压出线的选择只选这一段引出的穿墙绝缘导线 而架空配电线路则在厂区配电线路或车间配电线路的设计中考虑 8 2 变配电所进出线方式的选择变配电所进出线方式的选择 架空线 在供电可靠性要求不很高或投资较少的中小型工厂设计中优先选 用 电缆 在供电可靠性要求较高或投资较高的各类工厂供电设计中优先选用 因此 为保证供电可靠性 本设计选择电缆进线 8 3 变配电所进出线导线和电缆型式的选择变配电所进出线导线和电缆型式的选择 8 3 1 高压电缆线 一般环境和场所 可采用铝芯电缆 但在有特殊要求的场所 应采用铜 芯电缆 埋地敷设的电缆 应采用有外保护层的铠装电缆 但在无机械损伤可能 的场所 可采用塑料护套电缆或带外保护层的铅包电缆 在可能发生位移的土壤中埋地敷设的电缆 应采用钢丝铠装电缆 敷设在管内或排管内的电缆 一般采用塑料护套电缆 也可采用裸铠装 电缆 电缆沟内敷设的电缆 一般采用裸凯装电缆 塑料护套电缆或裸铅包电 缆 交联聚乙烯绝缘电缆具有优良的性能 宜优先选用 电缆除按敷设方式及环境条件选择外 还应符合线路电压要求 8 3 2 低压穿管绝缘导线 一般采用铝芯绝缘线 但特别重要的或有特殊要求的 线路可采用铜芯绝缘线 8 3 3 低压电缆线 一般采用铝芯电缆 但特别重要的或有特殊要求的线路可采用铜芯电缆 明敷电缆一般采用裸铠装电缆 当明敷在无机械损伤可能的场所 允许 采用无铠装电缆 明敷在有腐蚀性介质场所的电缆 应采用塑料护套电缆或防 腐型电缆 电缆沟内电缆 一般采用塑料护套电缆 也可采用裸铠装电缆 TN 系统的出线电缆应采用四芯或五芯电缆 8 3 4 10kV 高压进线的选择和校验 采用 YJL 10000 3 240 型电缆线 接往 10kV 公用干线 按发热条件选择 由 室外温度 30 查表 得 AI 7 5730 C o 30373IAIal 满足发热条件 式中 导线和电缆的允许载流量 alI 线路计算电流 注 对于变压器高压进线 应取变压器高压侧的额定30I30I 电流 校验短路热稳定 223 min240239 76 3 1 1095 15mmSmm C t IS ima 故满足要求 高压配电室至主变的一段引入电缆的选择 校验 采用 YJL22 10000 型交联聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设 按发热条件选择 由及土壤温度 25 查表初选缆芯为的交AI 7 5730 C o2 25mm 联电缆 其 满足发热条件3090IAIal 校验短路热稳定 223 min182 76 75 0 1095 15mmmm C t IA ima 电缆线改选缆芯为 2 185mm 8 3 5 380V 低压出线的选择 8 3 5 1 冷镦车间各设备组线路