某纺织厂降压变电所电气设计

某纺织厂降压变电所电气设计某纺织厂降压变电所电气设计 设设 计计 说说 明明 书书 某纺织厂降压变电所的电气设计 一 设计要求 要求根据本厂所能起得的电源及本厂用电负荷的实际情况 并适当考虑到生产的发 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 选择变电所主接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 三 设计依据 工厂总平面图 参看图一 2 工厂生产任务 规模及产品规格 本厂生产化纤产品 年生产能力为米 其中厚织 物占 50 中织物占 30 薄织物占 20 全部产品中以腈纶为主体的混合物占 60 以 涤纶为主体的混合物占 40 3 工厂负荷情况 本厂的供电除二级负荷 制条车间 纺纱车间 锅炉房 外 均为 三级负荷 统计资料如表所示 工厂负荷统计资料 1 1 厂房编号厂房名称负荷类别设备容量 kw需要系数功率因数 动力3400 80 80 1制条车间 照明70 81 0 动力3400 80 80 2纺纱车间 照明70 81 0 动力370 20 65 3锻工车间 照明60 81 0 动力2960 30 5 4机修车间 照明60 81 0 动力38 030 6 5仓库 照明30 81 0 动力5250 80 8 6织造车间 照明80 81 0 动力4900 80 8 7染整车间 照明80 81 0 动力1510 750 8 8锅炉房 照明20 81 0 动力2500 30 65 9电修车间 照明40 81 0 10生活区照明3500 70 90 供电电源请况 按与供电局协议 公司可由附近一条 10kv 的公用电源干线取得工 作电源 该干线的走向参看工厂总平面图 该干线的导线牌号为 LGJ 150 导线为等边三角 形排列 线距了 2m 干线首端所装设的高压断路器断流容量为 500MVA 此断路器配备有定 时限过电流保护和电流速断保护 定时限电流保护整定的动作时间为 1 7s 为满足工厂二 级负荷的要求 可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源 已知与本厂高压侧有电气 联系的架空线路总长度为 80km 电缆线路总长度为 25Km 电费制度 按两部制电费计算 变压安装容量每为 18 元 月 动力电费为 1kVA 0 20 元 照明电费为 0 50 元 此外电力用户按新装变压器容量计算 一次性地 kvh kvh 向供电部门交纳供电贴费 6 10KV 为 800 元 KVA 工厂最大负荷时功率因数不小于 0 9 气象资料 本厂地区最高温度为 38 度 最热月平均最高气温为 30 度 地质水文资料 本厂地区海拔 底层以杀粘土为主 地下水位为 60m2m 二二 负荷计算和无功功率补偿 XX 纺织厂负荷计算表 2 1 计算负荷 厂房 编号 厂房 名称 负荷 类别 设备 容量 kw 需要 系数 功率 因数 cosQ tanQ P kwQ kwS KVAI A 动力3400 80 800 75272204 照明70 81 005 601 制条 车间 小计347277 6204344 5523 动力3400 80 800 75272204 照明70 81 005 602 纺纱 车间 小计347277 6204344 5523 动力370 20 651 177 48 7 照明60 81 004 803 锻工 车间 小计4312 28 71522 8 动力2960 30 51 7388 8153 6 照明60 81 004 804 机修 车间 小计30293 6153 6180273 动力38 030 61 3311 415 2 照明30 81 002 405仓库 小计4113 815 220 531 动力5250 80 80 75420315 照明80 81 006 406 织造 车间 小计533426 4315530805 动力4900 80 80 75392294 照明80 81 006 407 染整 车间 小计498398 4294495752 动力1510 750 80 75113 384 9 照明20 81 001 608 锅炉 房 小计153114 984 9142 8217 动力2500 30 651 177587 8 照明40 81 003 20 9 电修 车间 小计25478 287 8118179 10 生活 区 照明3500 70 90 48245117 6272413 动力2467 照明401 1692 71367 2 11 总计 380V 侧 计入 K 0 8 p K 0 85 q 0 761354 21162 117842711 无功功率补偿 由上表 2 1 可知 该厂380v侧最大负荷时的功率因数只有0 76 而供电 部门要求该厂10KV进线侧最大负荷不应低于0 90 考虑到主变压器的无功损耗远大于有功 损耗 因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0 90 暂时取0 92来计算380V侧所需无功 功率补偿容量 Qc Pm tan 选用 即选一台 S9 1600 10 型低损耗配电压器 至于工厂KVAKVAS TN 15271600 二级负荷的备用电源 由邻近的工厂相联的高压联络线来承担 方案二 装设两台主变压器 型式同上 每台的容量根据式 3 4 和 3 5 选择 即 kvaS TN 9 1068 2 916 1527 7 0 6 0 而且 kva 8 831 8 142 5 344 5 344 21 SS TN 因此选择两台 S9 1000 10 型低损耗配电压器 工厂二级负荷的备用电源同方案一 主变压器的联结组别均采用 Yyn0 变电所主要结线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器的方案可设计两种主结线 方案 装设一台主变压器的主结线方案 见设计附图 1 装设两台主变压器的主结线方案 见设计附图 2 两种主结线方案的技术经济比较见表 3 2 表 3 2 比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案 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 耗较大 由于两台主变并列 电压损 耗略小 灵活方便性 只有一台主变 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 S9 1600 单价为 15 18 万元 但变压器综 合投资为其单价 2 倍 因此其综合投资为 15 18 2 30 36 万元 查表得 S9 1000 单价为 10 76 万元 其综合投资为 4 10 76 43 04 万元 比一台 多投资 12 68 万元 高压开关柜 含计算柜 的综合投资额 查表得 GG 1A F 型柜按 每台 3 5 万元计 其综合 投资为单价 1 5 倍 因此 综合投资为 4 1 5 3 5 21 万元 本方案采用了 6 台 GG 1A F 柜 总投资为 6 1 5 3 5 31 5 万元 比一 台多投资 10 5 万元 电力变压器和高压开关柜 的年运行费 参照资料计算 主变和 高压开关柜的折旧和维 修管理费每年为 5 335 万 元 其余略 主变压器和高开关柜的折旧 率和维修管理费每年为 6 599 万元 比一台多投资 1 264 万元 经 济 指 标 交供电部门的一次性供电 补贴 按 800 元 kva 计 贴费 为 1600 0 08 128 万元 按 800 元 kva 计 贴费为 1000 0 08 2 160 万元 备注 以上数据均由参考 工厂供电设计指导 查表得 从上表可以看出 按技术指标 装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变 方案 但是从经济指标看 装设一台主变方案远远优于装设两台主变方案 因此决定采用 装设一台主变的方案 四 短路电流的计算 一 绘制计算电路 图 4 1 图 4 1 短路计算电路 二 确定基准值 设 Sd 1600MVA Ud Uc 即高压侧 Ud1 10 5kv 低压侧 Ud2 0 4kv 则 kA kv MVA U S I d d d 5 5 5 103 100 3 1 1 kA kv MVA U S I d d d 144 4 03 100 3 2 2 三 计算短路电路中各元件的电抗标幺值 公式参考 工厂供电 1 电力系统 2 0500 100 1 MVAMVAX 2 架空线路 参考 架空线路设计 查表得 LGJ 150 的 x 0 36 km 而线路长 8km 故 6 2 5 10 100 836 0 2 2 kA MVA X 2 电力变压器 参考 工厂供电设计指导 查表得 故5 4 z U 8 2 1600 100 100 5 4 3 KVA MVA X 因此绘等效电路 如果 4 2 图 4 2 等效电路 四 计算 k 1 点 10 5kv 侧 的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 1 总电抗标幺值 8 26 22 0 2 1 1 XXX k 2 三相短路电流周期分量有效值 kAkAXII kdk 96 1 8 2 5 5 1 1 3 1 3 其他短路电流 kAIII k 96 1 3 1 3 3 kAkAIish0 596 1 55 2 55 2 3 3 kAkAIIsh96 296 1 51 1 51 1 3 3 4 三相短路容量 MVAMVAXSS kdk 7 358 2 100 1 3 1 五 计算 k 2 点 0 4kV 侧 的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 1 总电抗标幺值 6 58 26 22 0 3 2 1 2 XXXX k 2 三相短路电流周期分量有效值 kAkAXII kdk 7 256 5 144 1 2 3 2 3 其他短路电流 kAIII k 7 25 3 2 3 3 kAkAIish28 47 7 2584 1 84 1 3 3 kAkAIIsh 5 27 7 2509 1 09 1 3 3 4 三相短路容量 MVAMVAXSS kdk 9 176 5 100 2 3 2 以上计算结果综合如表 4 1 三相短路电路 kA三相短路容量 MVA 短路计算点 3 k I 3 I 3 I 3 sh i 3 sh I 3 k S k 11 961 961 965 02 9635 7 k 225 725 725 747 2827 517 9 五 变电所一次设备的选择校验 一 10KV 侧一次设备的选择校验 本设计中 选择的是一号主接线方案 故将选择的高压开关柜按进线顺序编号 开关柜编号开关柜接线编号 NO 101GG 1A J 03 NO 102GG 1A F 54 NO 103GG 1A F 07 NO 104GG 1A F 07 备用 电源 首先对于高压断路器的选择 在 NO 103 和 NO 104 开关柜中 装设真空断路器的柜价约比 少油断路器的柜价高出一万元 但考虑到现在市面上 少油断路器基本已被淘汰 室内广 泛使用真空断路器 考虑到维护以及更换 本设计中使用真空断路器 此设计中 进线的计算电流为 88A 配电所母线的三相短路电流周期分量有效值 继电保护的动作时间为 1 9S 动稳定度为 5 0KA 热稳度为 i 3 tKAIK96 1 3 3 sh i ima 选择 VS1 12 型 根据 IC 88A 可初步选择 VS1 12 630 16 型号进行校验 校验可见下表 在高压电路中发生三相短路时 ish 2 55I 断路器型号数据查 工厂供电 附表 17 可知 校验要求 校验值应不小于被校验值 安装地点的电气条件VS1 12 630 16 型断路器 序 号 项目数据项目数据 结 论 1UN10KVUN QF12KV 合 格 2IC88AIN QF630A 合 格 3 断流能 3 K I 力 1 96KAIOC16KA 合 格 4 动稳定 3 sh i 度 2 551 96 5KA imax40KA 合 格 5 i 3 t 热 ima 稳定度 1 96KA 2 1 9 0 1 s 7 7KA2 s I t 2 t 16KA24s 1024KA2 s 合 格 所以 选择 VS1 12 630 16 型真空断路器作为高压隔离开关 高压隔离开关的选择 按照国家相关标准 高压隔离开关不需要进行断流能力校验 对于户外的高压隔离开关 选择 GW4 型号 初步选择 GW4 12 400 其相关数据查 工厂 供电设计指导 表 5 19 安装地点的电气条件GW4 12 400 型隔离开关 序 号 项目数据项目数据 结 论 1UN10KVUN QS12KV 合 格 2IC88AIN QS400A 合 格 3 动稳定度 3 sh i 2 551 96 5KA imax25KA 合 格 4 i 3 t 热 ima 稳定度 1 96KA 2 1 9 0 1 s 7 7KA2 s I t 2 t 10KA25s 500KA2 s 合 格 对开关柜柜内隔离开关的选择校验 校验数据与户外隔离开关的校验数据一致 在开关柜中 NO 101 NO 103 和 NO 104 中 选择 GN 型隔离开关 初步选择 GN 10 200 型号 6 8 6 8 安装地点的电气条件GN 10 200 型号隔离开关 6 8 序 号 项目数据项目数据 结 论 1UN10KVUN QS10KV 合 格 2IC88AIN QS200A 合 格 3 动稳定度 3 sh i 2 551 96 5KA imax25 5KA 合 格 4 i 3 t 热 ima 稳定度 1 96KA 2 1 9 0 1 s 7 7KA2 s I t 2 t 10KA25s 500KA2 s 合 格 开关柜 N 102 中 则装设 GN8 10 200 型号隔离开关 校验过程以及校验结果同上表 高压 熔断器的校验 按照国家相关标准 高压熔断器的校验不需要进行动稳定和热稳定校验 在开关柜 NO 101 和 NO 102 中 熔断器是针对电压互感器的保护 选择 RN2 型 初步选择 RN2 10 型号 查 工厂供电设计指导 表 5 23 得相关数据 熔断器额定电压 UN FU应与所在线路的额定电压 UN相适应 即 UN FU Umax S IN FU不应小于它锁装设的熔体额定电流 IN FE 即 IN FUIN FE 一般 IN FE取 0 5A 不必进行校验 安装地点的电气条件RN2 10 型号熔断器 序号 项目数据项目数据结论 1UN10KVUN FU10KV合格 2IC IN FU0 5A合格 3 断流能力 3 K I1 96KAIOC50KA合格 电压互感器的选择及校验 电压互感器应该按装设地点条件以及一次电压 二次电压电压互感器的二次电压 一般为 100V 电压互感器满足准确度级要求的条件也决定于二次负荷 即 S2NS2 其二次负荷按下式 计算 S2 22 UU QP 在开关柜 NO 101 电压互感器选择 JDJ 10 将 10KV 的电压转化为 100V 的电压 在开关柜 NO 102 电压互感器为 开口三角 的接线 选择 JDZJ 10 一次 侧电压为 KV 3 10 3 1 0 3 1 0 电流互感器的选择和校验 电流互感器应安装同电压互感器的选择基本一样 电流互感器的二次负荷 S2计算 S2 2 2XCWLNi RRIS 在开关柜中 NO 101 NO 103 NO 104 中电流互感器选择 LQJ 10 型号 热稳定以及动稳 定校验公式如上述 将上述设备的选择校验按照一次设备选择校验表的格式表列如下 选择校验项目电压电流 断流 能力 动稳定度热稳定度其他 参数UNINI 3 K i 3 sh i 3 tima 装 置 地 点 条 件 数据10KV74 78A I TN 1 1 96A5 0KA 1 961 9 7 3 2 额定参数U eN I eN IOCimaxI t 2 t 高压真空断路器 VS1 12 630 16 10KV630A16KA40KA16KA24s 1024KA2 s 高压隔离开关 GN 10 200 6 8 10KV200A 25 5KA 105 500 2 高压熔断器 RN2 10 10KV0 5A50KA 电压互感器 JDJ 10 10 0 1KV 电压互感器 JDZJ 10 KV 3 10 3 1 0 3 1 0 电流互感器 LQJ 10 10KV100 5A 2250 1KA 2 31 8KA 900 1 1 2 81 二次 负荷 0 6 避雷针 FS4 1010KV 一次设备型号规格 户外隔离开关 GW4 12 400 12KV400A 25KA 105 500 2 上表所选一次设备均满足 380V 侧一次设备的选择校验 本次设计中 低压开关柜编号 开关柜编号开关柜接线编号 NO 201PGL2 05 NO 202PGL2 29 NO 203PGL2 29 NO 204PGL2 29 NO 205PGL2 30 NO 206PGL2 29 NO 207PGL2 28 NO 208PGL2 28 NO 209 15PGJ12 1 3 低压柜 NO 201 中 低压断路器的选择 低压断路的选择的校验中 可不进行动稳定度 热稳定度的校验 U 380V I 2235A I 25 7KA N30 3 K i 47 28KA i 3 t 25 70 7 42 3 shima 2 选择 DW15 型的断路器 初步选择 DW15 2500 低压电路中发生三相短路时 ish 1 84I 安装地点的电气条件DW15 2500型断路器 序号 项目数据项目数据结论 1UN380VUN QF380V合格 2IC2235AIN QF2500A合格 3 断流能力 3 K I25 7KAIOC60KA合格 4 动稳定度 3 sh i47 28KAimax 合格 5i 3 t 热稳定度 ima i 3 t 25 70 7 42 s ima 2 I t 2 t 合格 低压刀开关的选择 初步选择 HD1 电流互感器的选择和校验 电流互感器应安装同电压互感器的选择基本一样 电流互感器的二次负荷 S2计算 S2 2 2XCWLNi RRIS 在开关柜中电流互感器选择 LMZJ1 0 5 2500 5 型号 热稳定以及动稳定校验公式如上述 满足校验 在低压柜中 NO 202 中 由于此开关柜的线路去向为 1 2 即为制条车间 纺纱车间 其计算电流均为 I30 523A 因为两车间计算电流相一致 所以选择保护设备一致 现以 1 线路为例 低压断路器的选择以及校验 方法从上 初步选择 DZ20 1250 3 安装地点的电气条件DZ20 1250 3 型断路器 序号 项目数据项目数据结论 1UN380VUN QF380V合格 2IC523AIN QF1600A合格 3 断流能力 3 K I25 7KAIOC30KA合格 4 动稳定度 3 sh i47 28KAimax 合格 5i 3 t 热稳定度 ima i 3 t 25 70 7 42 s ima 2 I t 2 t 合格 电流互感器的选择和校验 电流互感器应安装同电压互感器的选择基本一样 电流互感器的二次负荷 S2计算 S2 2 2XCWLNi RRIS 在开关柜中电流互感器选择 LMZ1 0 5 630 5 型号 热稳定以及动稳定校验公式如上述 满 足校验 在低压柜中 NO 203 由于此开关柜的线路去向为 4 8 即为机修车间 锅炉房 其计 算电流分别为为 I30 273A I30 217A 因为两车间计算电流相差不大 所以选择保护设备 一致 现以 4 线路为例 低压断路器的选择以及校验 方法从上 初步选择 DZ20 630 3 安装地点的电气条件DZ20 630 3 型断路器 序号 项目数据项目数据结论 1UN380VUN QF380V合格 2IC273AIN QF630A合格 3 断流能力 3 K I25 7KAIOC30KA合格 4 动稳定度 3 sh i47 28KAimax 合格 5i 3 t 热稳定度 ima i 3 t 25 70 7 42 s ima 2 I t 2 t 合格 电流互感器的选择和校验 电流互感器应安装同电压互感器的选择基本一样 电流互感器的二次负荷 S2计算 S2 2 2XCWLNi RRIS 在开关柜中电流互感器选择 LMZ1 0 5 315 5 型号 热稳定以及动稳定校验公式如上述 满 足校验 在低压柜中 NO 204 由于此开关柜的线路去向为 9 10 即为电修车间 备用线路 其 计算电流电修车间为 I30 179A 现以 9 线路为例 低压断路器的选择以及校验 方法从上 初步选择 DZ20 400 3 安装地点的电气条件DZ20 400 3 型断路器 序号 项目数据项目数据结论 1UN380VUN QF380V合格 2IC179AIN QF400A合格 3 断流能力 3 K I25 7KAIOC30KA合格 4 动稳定度 3 sh i47 28KAimax 合格 5i 3 t 热稳定度 ima i 3 t 25 70 7 42 s ima 2 I t 2 t 合格 电流互感器的选择和校验 电流互感器应安装同电压互感器的选择基本一样 电流互感器的二次负荷 S2计算 S2 2 2XCWLNi RRIS 在开关柜中电流互感器选择 LMZ1 0 5 315 5 型号 热稳定以及动稳定校验公式如上述 满 足校验 在低压柜中 NO 205 由于此开关柜的线路去向为 6 7 13 即为制造车间 染整车间 备用线路 其计算电流分别为 I30 805A I30 752A 因为两车间计算电流相差不大 选择 保护设备一致 现以 6 线路为例 低压断路器的选择以及校验 方法从上 初步选择 DW16 2000 3 安装地点的电气条件DW16 2000 3 型断路器 序号 项目数据项目数据结论 1UN380VUN QF380V合格 2IC805AIN QF1600A合格 3 断流能力 3 K I25 7KAIOC50KA合格 4 动稳定度 3 sh i47 28KAimax 合格 5i 3 t 热稳定度 ima i 3 t 25 70 7 42 s ima 2 I t 2 t 合格 电流互感器的选择和校验 电流互感器应安装同电压互感器的选择基本一样 电流互感器的二次负荷 S2计算 S2 2 2XCWLNi RRIS 在开关柜中电流互感器选择 LMZJ1 0 5 1000 5 型号 热稳定以及动稳定校验公式如上述 满足校验 在低压柜中 NO 206 由于此开关柜的线路去向为 3 5 即为锻工车间 仓库 其计算 电流分别为 I30 22 8A I30 31A 现以 5 线路为例 低压断路器的选择以及校验 方法从上 初步选择 DZ20 200 3 安装地点的电气条件DZ20 200 3 型断路器 序号 项目数据项目数据结论 1UN380VUN QF380V合格 2IC31AIN QF100A合格 3 断流能力 3 K I25 7KAIOC25KA合格 4 动稳定度 3 sh i47 28KAimax 合格 5i 3 t 热稳定度 ima i 3 t 25 70 7 42 s ima 2 I t 2 t 合格 电流互感器的选择和校验 电流互感器应安装同电压互感器的选择基本一样 电流互感器的二次负荷 S2计算 S2 2 2XCWLNi RRIS 在开关柜中电流互感器选择 LMZ1 0 5 100 5 型号 热稳定以及动稳定校验公式如上述 满 足校验 低压柜中 NO 207 和 NO 208 为照明配电柜 线路去向为 11 12 专供生活区使用 选 择保护设备一致 现以 NO 207 为例 计算电流为 413A 低压断路器的选择以及校验 方法从上 初步选择 DZ20 630 3 安装地点的电气条件DZ20 630 3 型断路器 序号 项目数据项目数据结论 1UN380VUN QF380V合格 2IC413AIN QF630A合格 3 断流能力 3 K I25 7KAIOC30KA合格 4 动稳定度 3 sh i47 28KAimax 合格 5i 3 t 热稳定度 ima i 3 t 25 70 7 42 s ima 2 I t 2 t 合格 电流互感器的选择和校验 电流互感器应安装同电压互感器的选择基本一样 电流互感器的二次负荷 S2计算 S2 2 2XCWLNi RRIS 在开关柜中电流互感器选择 LMZ1 0 5 315 5 型号 热稳定以及动稳定校验公式如上述 满 足校验 补偿柜中 电流互感器的选择方法同上 经过选择校验后 采用 LMZI 0 5 630 5 型号 将上述设备的选择校验按照一次设备选择校验表的格式表列如下 选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度其他 参数UNI30I 3 K i 3 sh i 3 tima 装置 地点 条件 数据380V总 2235A25 7KA47 28KA 25 70 7 42 2 额定参数U eN I eN IOCimaxI t 2 t 低压断路器 DW15 2500 3D 380V2500A60KA 低压断路器 DZ20 1250 380V1600A30KA 低压断路器 DZ20 630 380V630A30KA 低压断路器 DZ20 400 380V400A30KA 低压断路器 DZ20 200 380V100A25KA 低压断路器 DW16 2000 3801600A50KA 低压刀开关 HR5 400 380V2400A 电流互感器 LMZJ1 0 5 500V 2500 5 1000 5 一次设备型号规格 电流互感器 LMZ1 0 5 500V 630 5A 315 5A 100 5A 上表所选一次设备均满足要求 高低压母线的选择 查表得 10KV 母线 LMY 3 40 4 即母线尺寸为 40mm 4mm 380V 母线选 LMY 3 120 10 80 6 即相母线尺寸为 120mm 10mm 而中性线母线尺寸 80mm 6mm 六 变电所进出线及与相邻单位联络线选择 1 10KV 高压进线的选择校验 采用 LJ 型铝绞线架空敷设 接往 10KV 公用干线 1 按发热条件选择 由 I I 57 7A 及室外环境温度 33 C 查表后初步选择 LJ 30TN 1 0 16 其 35 C 时 I 93 5A I 满足发热条件 0 al30 2 校验机械强度 查表后知 最小允许截面 A 35mm 因此按发热条件选择的 min 2 LJ 16 不满足机械强度要求 故改选 LJ 35 由于此线路很短 不需校验电压损耗 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 采用 YJL22 10000 型交联聚乙烯绝缘的 铝芯电缆直接埋地敷设 1 按发热条件校验 由 I I 57 7A 及土壤温度 25 C 查表 初选缆芯截面为 30TN 1 0 25mm 的交联电联 其 I 90A I 满足发热条件 2 al30 2 校验机械强度 根据公式计算得 A i 3 1960 min C tima mm 22 mm I 30 满足发热条件 2 校验电压损耗 由图所示工厂平面图量得变电所至一号厂房距离大约为 100m 由表查得 185 mm2 的铜芯电缆的 R0 0 12 km 按 75 度时计 X0 0 07 km 又由一号厂房的 P30 272kw Q30 204kvar 因此按公式得 U 272kw 0 12 0 1 204kvar 0 07 0 1 0 38kv 12 34V U 12 34V 380v 100 3 2 I 30 满足发热条件 2 校验电压损耗 由图所示工厂平面图量得变电所至六号厂房距离大约为 50m 由表查得 240 mm2 的铜芯电缆的 R0 0 10 km 按 75 度时计 X0 0 07 km 又由六号厂房的 P30 398 4kw Q30 294kvar 因此按公式得 U 398 4kw 0 10 0 05 294kvar 0 07 0 05 0 38kv 7 95V U 7 95V 380v 100 2 1 I 30 满足发热条件 2 校验电压损耗 由图所示工厂平面图量得变电所至五号厂房距离大约为 50m 由表查得 4mm2 的铜芯电缆的 R0 5 61 km 按 75 度时计 X0 0 091 km 又由五号厂房的 P30 13 8kw Q30 15 2kvar 因此按公式得 U 13 8kw 5 61 0 05 15 2kvar 0 091 0 05 0 38kv 10 36V U 10 36V 380v 100 2 7 I 30 满足发热条件 2 校验电压损耗 由图所示工厂平面图量得变电所至生活区距离大约为 200m 由表 8 35 查得 LJ 185mm2的 R0 0 18 km X0 0 3 km 又由生活区的 P30 245kw Q30 117 6kvar 因此按公式得 U 245kw 0 18 0 2 117 6kvar 0 3 0 2 0 38kv 41 8V U 41 8V 380v 100 10 9 5 故不满足允许电压损耗的要求 为确保对生活区用电 的电压质量 决定采用 LJ 120 架空供电 查表的 R0 0 28 km X0 0 3 km 又由生活 区的 P30 245kw Q30 117 6kvar 因此按公式得 U 245kw 4 0 18 0 2 117 6kvar 4 0 3 0 2 0 38kv 13 6V U 13 6V 380v 100 3 5 I30 满足发热条件 2 校验机械强度 查表后知 最小允许截面 A 25mm 的铝芯电缆的 R0 1 54 min 2 KM 缆芯温度按 80 计 X0 0 12 km 二二级负荷的 P30 670KW Q30 493KVAR 线 路按照 2KM 计 因此 U 670kw 1 54 2 493kvar 0 12 2 10kv 218V U 218V 10KVx100 2 185 1 5 p 满足规定的灵敏系数 1 5 的要求 装设电流速断保护 利用 GL15 型继电器的电流速断装置来实现 速断电流的整定 利用公式 I 19700A 55A qb Ti wrel KK KK 2520 14 1 速断电流倍数整定为 K 55A 10A 5 5 qb op qb I I K可不为整数 但必须在 2 8 之间 qb 电流速断保护灵敏系数校验 利用公式 S 2 p 1 min op k I I S 1700A 1100A 1 55 1 5 p 按照 JBJ6 1996 和 JGJ T16 1992 的规定 电流速断保护的最小灵敏系数为 2 则 这里的 电流速断保护灵敏系数偏低了一些 而 GB50062 1992 规定 电流保护的最小灵敏系数为 1 5 所以这里也满足要求 因此 以上整定都满足要求 针对本设计中 变压器为 1600KVA 的油浸式变压器 所以按照相关要求 应装置温度保 护 本设计中的变压器虽为单台运行但作为其他负荷的备用电源 应该装置过负荷保护 同时 若变压器低压侧单相接地故障 本设计中低压总开关采用 DW15 2500 3 型低压断路器 三 相均装过流脱扣器 即可实现对低压侧相间短路和过负荷的保护 又可实现对低压单相接 地短路的保护 脱扣器动作电流的整定为压断路器过流脱扣器的额定电流 IN OR不小于线路的计算电流 I30 即 IN OR I30 lOP KOL Ial 失中 Ial绝缘线缆的允许载流量 Kol绝缘线缆的允许短时过负荷系数 对瞬时 和短延时过流脱扣器 一般取 4 5 对长延时过流脱扣器 做短路保护时取 1 1 只做过负 荷保护时取 1 lOP KOL Ial 2235A 2707 1 1 2978A 整定结果满足要求 低压侧所有出线上装设 DZ20 型低压断路器 其过电流脱口可实现对线路短路故障的保护 整定从上 整定 lOP KOL Ial 803A 1600 1 1 1760A 变压器的低电压起动的带时限过电流保护 这是基于在低电压情况下起动时 电流速断保 护的存在的 死区 的基本保护 当过电流保护的灵敏系数达不到 S 1 5 的要求 p 1 min op k I I 时 则可采用低电压 闭锁 的过电流保护装置 U op urerel KKK Umin Umin为变压器运行中可能遇到的最低工作电压 一般取 0 5 0 7Un 本设计中取 0 5 U 0 83 op 4 0 1025 1 2 1 105 0 保护装置整定时间为 t 1 9 0 65tt 21 电流速断保护灵敏系数校验 利用公式 S 2 p 1 min op k I I S 1700A 1100A 1 55 1 5 p 低电压起动的灵敏系数校验 S 1 2 10 5 21 2 up max 1 sp op U U 低压侧的动力出线上 均装有有功电能表和无功电能表 低压侧照明线路上 装有三相四 线有功电度表 低压并联电容组线路上 装有无功 电能表 每一回路均装有功电流表 低 压母线上装有电压表 仪表的准确度级选择同上 电力线路的保护 针对 10KV 线路的相间短路保护 两相电流互感器应接有由电流继电器构成的保护装置 而后备保护 应采用远后备方式 即当电路的主保护或断路器拒动时 由相邻线路或设备 的保护来切除故障 线路的过负荷保护 对可能出现过负荷的电缆线路 应装设过负荷保护 保护装置宜带时限 动作于信号 当危机设备安全时 可进行跳闸 对线路过电流保护的整定计算 过电流保护动作的整定计算由公式 I Il max op KiK KK re wrel 线路最大负荷电流可取 1 5 3 I30 本设计取 1 5 由于采用感应式继电器 I应为整数并且在 10A 以内 op I 1 588 132A 0 8 1 3 100A 5A 20 max L re K rel KKi I Il max 1 3 132 1 0 8 20 10A op KiK KK re wrel 速断电流的整定 利用公式 I 19700A 55A qb Ti wrel KK KK 2520 14 1 速断电流倍数整定为 K 55A 10A 5 5 qb op qb I I K可不为整数 但必须在 2 8 之间 qb 电流速断保护灵敏系数校验 利用公式 S 2 p 1 min op k I I S 1700A 1100A 1 55 1 5 p 线路单相接地保护动作电流的整定为 其中 Kre取值为 1 5 Ic UNL 10 8 Iop 1 5 8 20 4 5 单相接地保护的灵敏系数的检验 其中 Ic z 按下面公式进行计算 SP 150 20 4 5 1 66 1 5 备用电源自动投入装置的选择 本设计中的备用电源来自相邻工厂 作为备用电源 应经常断开 为保证在工作电源的断 开后备用电源能投入使用 而装置自动投入装置 下图为备用电源自动重合闸原理图 重 合闸继电器采用 DH 2 型 1SA 为断路器控制开关 图中所画为合闸后的位置 2SA 为自动 重合闸装置选择开关 用于投入和解除 ARD 另外 备用电源的投入均应延时动作 手动断开工作电源时 不应起动备用电源自动投入 装置 保证备用电源自动投入装置只动作一次 备用电源自动投入原理接线图 a 对应的主接线图 b 备用电源自动投入装置接线图 备用电源自动投入原理电路图 操作电源及所用电源的选择 本设计为 10KV 变电所 其所用电源宜引自就近的配电变压器 220 380V 侧 其次 由于设计中采用了弹簧储能操作机构的断路器 宜采用小容量镉镍电池装置作为跳 合闸操作电源 二次回路接线图的绘制 种类代号 项目种类 字母代码 单 字母 项目种类 字母代码 单字 母 开关柜A测量设备 仪表 P 电容器C开关器件Q 电阻R保护器件如 避雷器 熔断器 等 F 变压器 互感器T 指示灯H导线 电线 母线 W 继电器 接触器 K 端子 接线栓 插 头等 X 电动机M电烙铁 线圈 Y 端子代号 用来识别电器 器件连接端子的代号 用前缀 加端子代号字母和端子数字 编号 如 Q1 2 表示开关 隔离 Q1 的第 2 端子 X1 2 则表示端子排 X1 的第二个端子 安装单位和屏内设备 二次回路接线和端子排的设计和安装的要求 应遵照个国家相关标准规范进行施工 在屏 内与屏外二次回路设备的连接或屏内不同安装单位设备之间以及屏内与屏顶设备之间的连 接都是通过端子排来连接的 若干个接线端子组合在一起构成端子排 端子排通常垂直布 置在屏后两侧 八 照明设计 本次设计的对象 xx 纺织厂照明与接地设计 总建筑数位 10 其中 车间 9 生活 区 1 其中 9 幢车间厂房布置一样 1 2 本纺织厂照明设计的特点 1 本纺织厂采用 10KV 高压供电 2 本纺织厂的用电量大 对电气设备的要求较高 3 本纺织厂对消防系统的安全 可靠性要求较高 4 本纺织厂对防雷 接地等安全要求较高 1 3 建筑电气设计的组成 建筑电气设计是现代高层建筑的重要组成部分 一般来讲 建筑电气设计大致分为强 电部分和弱电部分 强电部分的设计包括低压配电系统 动力照明干线系统 配电箱系统和导线电缆的敷 设 强电部分是建筑电气设计的基础和主干部分 建筑电气的重要性和可靠性都取决于强 电部分设计的好坏 而弱电部分包括有线电视及卫星电视系统 通信系统 广播扩声系统 火灾自动报警与消防联动系统还有综合布线系统 目前设计中比较深化的是火灾报警及消 防联动系统与综合布线系统两部分 随着建筑智能化水平的提高 弱电部分的系统增加很 多 弱电系统占基建投资的比率也越来越高 因此设计好弱电的各个子系统 对节约投资 提高智能化水平是有重要意义的 本次设计主要针对强电方面的设计 2 供配电系统设计 2 1 12 1 1 负荷等级 工厂电气负荷 根据工厂在政治 经济上的重要性或用电设备对供电可靠性的要求 分为三级 即一级负荷 二级负荷 三级负荷 在本设计纺织厂中 根据负荷等级的分类 本厂的供电除二级负荷 制条车间 纺纱 车间 锅炉房 外 均为三级负荷 而普通照明为三级负荷 2 1 22 1 2 各级负荷的供电措施 各级负荷用户和设备的供电措施 均与外部电源条件有关 而外部电源条件取决于工 程筹建单位提供的由当地供电部门出据的 供电方案 根据 供电方案 设计本工程的电 源及供配电系统 1 一级负荷用户和设备的供电措施 一级负荷用户应由两个电源供电 当一个电源发生故障时 另一个电源应不致同时受 到破坏 而且当一个电源中断供电时 另一个电源应能承担本用户的全部一级负荷设备的 供电 一级负荷用户的变配电室内的高低压配电系统 均应采用单母线分段系统 分列运 行互为备用 一级负荷设备应采用双电源供电 并在最末一级配电装置处自动切换 2 二级负荷用户和设备的供电措施 二级负荷的供电系统应做到当电力变压器或线路发生常见故障时 不致中断供电或中 断供电能及时恢复 应急照明等分散的小容量负荷 可采用一路市电加 EPS 或采用一路电 源与设备自带的蓄电池 组 在设备处自动切换 3 三级负荷用户和设备的供电措施 三级负荷对供电无特殊要求 采用单回路供电 但应使配电系统简洁可靠 尽量减少 配电级数 低压配电级数一般不宜超过四级 且应在技术经济合理的条件下 尽量减少电 压偏差和电压波动 2 1 32 1 3 配电系统的原则 配电系统设计应满足供电可靠性和电压质量的要求 配电系统以三级保护为宜 系统 结构不宜复杂 在操作安全 检修方便的前提下 应有一定的灵活性 配电线路或配电室 及配电箱应设置在负荷中心 以最大限度地减小导线截面 降低电能损耗 同一用电设备 性质相同或接近 应有同一线路供电 不同性质的用电设备应有不同支路的线路供电 在供电线路中 如果安装有冲击负荷大的用电设备 应有单独支路供电 对于容量较 大的用电设备 10 千瓦以上 应有单独支路供电 在三相供电线路中 单相用电设备应 均匀地分配到三相线路 应尽可能做到三相平衡 由单相负荷分配不均匀所引起的中性线 电流 不得超过额定电流的 25 每一相的电流在满载时不得超过额定电流值 在配电系统中的配电屏 箱应留有适当的备用回路 选择导线截面也应适当留有余量 首先对车间进行设计 由于九幢车间厂房布置一样 故只针对其中一幢进行设计 本 次设计以一教为例 此教学楼工四层 每层平面布置图一样 故现以一层平面布置图为例子进行逐层设计 2 1 42 1 4 本纺织厂的负荷计算 1 需要系数法 用设备功率乘以需要系数和同时系数 直接求出计算负荷 这种方法 比较简单 应用广泛 尤其适用于配 变电所的负荷计算 2 利用系数法 采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷 再考虑设备台数和功率差 异的影响 乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷 这种方法的理论依据是概率论 和数理统计 因而计算结果比较接近实际 但因利用系数实测与统计较难 在民用建筑电 气中一般不用 3 单位面积功率法 单位指标法 一般情况下 在方案设计阶段可采用单位指标法 在初步设计及施工图设计阶段 宜 采用需要系数法 对于住宅 在设计的各个阶段均可采用单位指标法 因此在本工程的负荷计算中 先用根据单位面积功率法大致估算本工程的计算负荷 然后再用需要系数法进行进一步计算 设备容量的计算 在计算用户的设备容量时 应先对单台用电设备或用电设备组进行下列处理再相加 单台设备的设备容量一般取其名牌上的额定容量或额定功率 连续工作的电动机的设备容量即名牌上的额定功率 是轴输出有功功率 未计入电 动机本身的损耗 短时工作电机 需考虑使用系数 照明设备的设备容量采用光源的额定功率加上附属设备的功率 如荧光灯 金属卤 化物灯 高压钠灯 高压汞灯 均为灯泡的额定功率加上镇流器的损耗 低压卤钨灯 低 压钠灯为灯泡额定功率加上变压器的功耗 成组用电设备的设备容量不包括备用设备 消防设备与火灾时必然切除的设备取其大者计入总设备容量 计算容量的计算 方案设计阶段确定计算容量时 采用单位指标法计算 并根据计算结果确定电力变 压器的容量和台数 各类建筑物的用电指标如下表 表 2 1 各类建筑物的用电指标 建筑类别 用电指标 W 建筑类别用电指标 W 公寓30 50医院40 70 旅馆40 70高等学校20 40 办公40 80中小学12 20 一般 40 80 商业 大中型 70 130 展览馆50 80 体育40 70演播室250 500 剧场50 80汽车库8 15 施工图阶段采用需要系数法 计算容量 计算负荷 有功功率 2 1 exjs PKP 式中 计算容量 kW js P 需要系数 x K 设备容量 e P 视在容量 视在功率 2 2 kVA cos PS jsjs 无功负荷 无功功率 2 3 PSjsjs js Q 22 或 2 4 tgPQ jsjs 单相负荷均衡的分配到三相上 当无法使三相完全平衡 且最大一相与最小一相负荷 之差大于三相总负荷 10 时 应取最大一相负荷的三倍作为等效三相负荷计算 否则按三 相对称负荷计算 同类设备的计算容量 可以将设备容量的算数和乘以需要系数 不同类型的设备的视 在功率 应将其有功负荷和无功负荷分别相加后求其均方根 2 5 kVA S QP 2 js 2 js js 表 2 2 需要系数及功率因数表 注 大面积集中控制的灯比相同建筑面积的多个小房间分散