某车间低压配电系统及车间变电所设计

成都理工大学工程技术学院毕业论文 某车间低压配电系统及车间某车间低压配电系统及车间 变电所设计变电所设计 作者姓名 黄楷 专业名称 电气工程及其自动化 指导教师 雷永锋 讲师 某车间低压配电系统及车间变电所设计 I 摘要摘要 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 工厂供电设计方案必须安全 可靠 优质 经济这些条件 本论文为某车间低压配电系统及车间变电所设计 该车间的主变 压器容量为 630kVA 各电压等级分别为 10kV 和 0 4kV 车间的负荷 均属三类负荷 本设计的主要内容包括 车间的负荷计算及无功补偿 确定车间变电所的所址和型式 车间变电所的主纬线方案 短路电流 计算 主要用电设备选择和校验 车间变电所整定继电保护和防雷保 护及接地装置的设计等 关键词关键词 安全供电 经济效应 合理利用 某车间低压配电系统及车间变电所设计 II AbstractAbstract Electrical energy is the main motivate part of the industrial production Factories supply power design duty to obtain power source from the electrical power system pass through the reasonable transmission transformation and assigns to the factory workshop in on each current collector Along with the industry electricity automation technology development factories with the electric quantity rapid growth to the electrical energy quality the power supply reliability as well as the technology economic indicator and so on the request also day by day enhances The power supply designs whether consummates not only affects the factory the capital investment the operating cost and the non ferrous metal consumption moreover also reflected to the factory power supply reliability and in the factory safety in production it and enterprise s economic efficiency the equipment and so on is the close correlation Now has besides the individual major industry integrated enterprise supplies for oneself the power plant the majority factory all is obtains the electrical energy from the country electrical power system Therefore the factory industry load is the electrical power system main user the factory power supply system also is an electrical power system constituent guarantees the safe power supply and the economical movement not only relates the enterprise the benefit also relates the electrical power system the security and the economical movement as well as the reasonable use energy The factory power supply design must follow nation each general and specific policies the design proposal must conform to in the nation standard related stipulation simultaneously must satisfy following several basic requests Securities in the electrical energy supply Reliable should satisfy the electrical energy user to the power supply reliable request High quality low operating cost and saves the electrical energy and the reduced non ferrous metal consumption as far as possible In addition in the power supply work should reasonably process the bureau and the overall situation current and is long term and so on the relations both must consider partial and the current benefit and must have 某车间低压配电系统及车间变电所设计 III the total view can take the entire situation into account adaptation development This instruction booklet repairs a vehicle the low electrical power distribution systems for some mechanical factory electricity and the workshop transformer substation design explanation This workshop main transformer capacity is 630kVA various voltages rank respectively is 10kV and 0 4kV the workshop load is three kinds of loads According to designs the project description the request this design main content includes The workshop load computation and the idle work compensate definite workshop transformer substation institute site and pattern Workshop transformer substation host electric coil plan Short circuit current computation mainly current collector choice and verification Workshop transformer substation setup UPS and anti radar protection and grounding design and so on Key Words safe electricity supply economic effect wise use 某车间低压配电系统及车间变电所设计 IV 目录目录 摘要 I Abstract III 目录 V 前言 1 1 车间的负荷计算及无功补偿 4 1 1 车间设备明细统计表 4 1 2 工具 机修车间设备负荷计算表 6 1 3 装机容量 计算负荷 无功负荷 视在负荷的计算 6 2 确定车间变电所的所址和形式 12 3 车间变电所无功补偿 主变型式 容量和台数及主结线选择方案 13 4 短路计算与一次设备选择 18 4 1 配电系统短路计算电路图 18 4 2 计算低压 380KV 母线上 K2 点的三相短路电流和短路容量 20 5 车间变电所高 低压进出线截面 包括母线 的选择 22 5 1 各回路容量 电流 22 5 2 确定变压器低压侧主出线截面选择 22 5 3 变压器高压侧进线电缆截面选择 23 5 4 低压出线及设备选择校验 24 5 4 1 P1 配电屏设备校验 24 5 4 2 P2 配电屏设备校验 24 5 5 负荷选择 25 6 变电所电源进线的二次回路选择与继电保护的整定 27 6 1 测量与指示 27 6 2 继电保护 27 7 变电所的防雷保护与接地装置的设计 29 7 1 防直击雷 29 某车间低压配电系统及车间变电所设计 V 7 2 避雷器的选择 防雷电波 29 8 其他系统 31 8 1 10kV 供电系统 31 8 2 400V 配电装置 31 8 3 照明检修系统 32 8 4 防雷接地系统 32 8 4 1 接地系统 32 8 4 2 防雷系统 33 8 5 电缆和电缆构筑物 33 8 5 1 10kV 动力电缆 33 8 5 2 0 4kV 动力电缆 33 8 5 3 仪用变压器电缆 33 8 5 4 电缆连接装置 33 8 5 5 电缆设施 33 8 5 6 电缆构筑物 34 8 5 7 电缆防火阻燃 34 8 6 电压降 34 总结 35 致谢 36 参考文献 37 附件 电气主接线图 38 附件 变压器继电保护图 39 某车间低压配电系统及车间变电所设计 1 前言前言 低压配电由配电变电所 通常是将电网的输电电压降为配电电压 高压配电线路 即 1kV 以上电压 配电变压器 低压配电线路 1kV 以下电压 以及相应的控制保护设备组成 1 低压断路器 低压断路器又称自动开关 它是一种既有手动开关 作用 又能自动进行失压 欠压 过载 和短路保护的电器 它可用 来分配电能 不频繁地启动异步电动机 对电源线路及电动机等实行 保护 当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电 路 其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合 而且在分 断故障电流后一般不需要变更零部件 因此获得了广泛的应用 2 智能配电 1 低压无功补偿成套装置 2 复合开关 3 操作手柄 4 无功补偿控制器 3 低压配电开关 1 负荷开关 负荷开关 顾名思义就是能切断负荷电流的开关 要区别于高压断路器 负荷开关没有灭弧能力 不能开断故障电流 只能开断系统正常运行情况下的负荷电流 负荷开关由此而得名 2 隔离开关 隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器 它本身的工作原理及结构比较简单 但是由于使 用量大 工作可靠性 要求高 对变电所 电厂的设计 建立和安全运行的影响均较大 刀 闸的主要特点是无灭弧能力 只能在没有负荷电流的情况下分 合电 路 4 熔断器 熔断器是根据电流超过规定值一定时间后 以其自身 产生的热量使熔体熔化 从而使电路断开的原理制成的一种电流保护 器 熔断器广泛应用于低压配电系统和控制系统及用电设备中 作为 短路和过电流保护 是应用最普遍的保护器件之一 熔断器是一种过 电流保护电器 熔断器主要由熔体和熔管两个部分及外加填料等组成 某车间低压配电系统及车间变电所设计 2 使用时 将熔断器串联于被保护电路中 当被保护电路的电流超过规 定值 并经过一定时间后 由熔体自身产生的热量熔断熔体 使电路 断开 起到保护的作用 5 变压器 1 电子变压器 电子变压器 输入为 AC220V 输出为 AC12V 功率可达 50W 它主要是在高频电子镇流器电路的基础上研 制出来的一种变压器电路 其性能稳定 体积小 功率大 因而克服 了传统的硅钢片变压器体大 笨重 价高等缺点 2 隔离变压器 隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的 都是利用电磁感应原理 隔离变压器一般是指 1 1 的变压器 由于次 级不和地相连 次级任一根线与地之间没有电位差 使用安全 常用 作维修电源 隔离变压器不全是 1 1 变压器 控制变压器和电子管设 备的电源也是隔离变压器 如电子管扩音机 电子管收音机和示波器 和车床控制变压器等电源都是隔离变压器 如为了安全维修彩电常用 1 1 的离变压器 隔离变压器是使用比较多的 在空调中也是使用的 6 漏电保护装置 用于防止触电事故的漏电保护装置只能作为附 加保护 加装漏电保护装置的同时不得取消或放弃原有的安全防护措 施 此次毕业实习 毕业设计的第一阶段主要工作是 学习有关某车 间低压配电系统及车间变电所设的基本知识 了解某车间低压配电系 统及车间变电所设的相关技术 并以此为核心设计 第二阶段是在指导教师的指导下 进行车间低压配电系统的需求 分析 系统设计及各个数据的分析 通过教师的悉心指导和自己的努力 完成了毕业设计的各项任务 成功完成某车间低压配电系统及车间变电所设计的设计 论文正文主要包括 8 个部分 安排如下 第 1 章节列举出了车间的负荷计算及无功补偿 第 2 章节阐述如何确定车间变电所的位置 第 3 章节介绍了车间变电所的选择方案 第 4 章节阐述了如何进行电路计算以及一次设备的选择 第 5 章节介绍了高低压线截面的选择 第 6 章节阐述了二次回路的选择与继电保护的整定 某车间低压配电系统及车间变电所设计 3 第 7 章节介绍了防雷保护与接地装置的设计 第 8 章节概括了下其他系统 最后论文对课题内容及成果进行了总结 某车间低压配电系统及车间变电所设计 4 1 车间的负荷计算及无功补偿车间的负荷计算及无功补偿 1 1 车间设备明细统计表车间设备明细统计表 此表列举出了各设备名称以及需要的设备数量 单台容量 功率 因数和其效率所参考的数据 表 1 1 车间设备明细统计表 设备 代号 设备名称台数单台容量 kW 功率因数 cos 效率 1220V 插座110 80 8 2220V 插座10 60 750 75 3220V 插座10 60 750 75 4车床11 70 80 8 5车床13 660 80 8 6车床11 740 80 8 7车床15 2250 80 8 8铣床13 1250 80 8 9铣床12 9250 80 8 10铣床11 6250 80 8 11铣床11 70 80 8 12车床13 660 80 8 13车床12 20 80 8 14车床15 2250 80 8 15铣床13 1250 80 8 16铣床12 3250 80 8 17铣床19 130 850 85 18插齿机14 6250 850 85 19车床14 6250 850 85 20车床14 6250 850 85 某车间低压配电系统及车间变电所设计 5 21车床14 6250 850 85 22车床14 6250 850 85 23车床14 6250 850 85 24车床14 6250 850 85 25车床14 6250 850 85 26工具磨床11 6250 80 8 27工具磨床11 6250 80 8 28小冲床11 50 80 8 29小冲床11 50 80 8 30磨床11 50 80 8 31磨床14 6250 850 85 32冲床14 6250 850 85 33钻床14 6250 850 85 34钻床14 6250 750 75 35钻床14 6250 750 75 36钻床14 6250 750 75 37磨床14 6250 750 75 38钻床14 6250 750 75 39钻床11 6250 80 8 40钻床11 6250 80 8 41钻床11 50 80 8 42钻床11 50 80 8 43钻床11 50 80 8 44钻床14 6250 80 8 45钻床130 80 8 46变压器120 80 9 47变压器120 80 9 48变压器120 80 9 49变压器120 80 9 某车间低压配电系统及车间变电所设计 6 1 2 工具 机修车间设备负荷计算表工具 机修车间设备负荷计算表 此表列举出了拟设的 1 号和 2 号设备代号及其所在各个车间名称 和 1 2 3 4 5 供电回路和他们的设备的容量和计算负荷 表 1 2 车间设备负荷计算表 计算负荷 设备 代号 车间 名称 供电回 路代号 设备 容量 kW P30 kWQ30 kvarQ30 kVAI30 A No 14714 1016 5021 7032 98 No 25616 8019 7025 8939 34 No 34212 6014 7019 3629 42 1 工具 车间 No 43510 5012 3016 1724 57 2 机修 车间 No 515037 5043 9057 7487 72 1 3 装机容量 计算负荷 无功负荷 视在负荷的计算装机容量 计算负荷 无功负荷 视在负荷的计算 机修厂拟设 8 个供电主干线 分别为 1 号干线冷加工机床 2 号 干线金属加工机床 3 号干线插座 220V 变压器 4 号干线工具间 1 号 5 号干线工具间 2 号 6 号干线工具间 3 号 7 号干线工具间 4 号 8 号干线检修车间 各干线设备装机容量 计算负荷与无功功率等统 计如下表 表 1 3 负荷计算 单元设备编号名称 额定容量 kW 功率因数效率 4车床1 70 80 8 5车床3 660 80 8 6车床1 740 80 8 7铣床5 2250 80 8 8铣床3 1250 80 8 9铣床2 9250 80 8 1 号 干线 10铣床1 6250 80 8 某车间低压配电系统及车间变电所设计 7 22 303030SPQ 25 10kW 22 303030SPQ 25 10kW 单元设备编号名称 额定容量 kW 功率因数效率 11车床1 70 80 8 12车床3 660 80 8 13车床2 20 80 8 14铣床5 2250 80 8 15铣床3 1250 80 8 16铣床2 3250 80 8 17插齿机9 130 850 85 1 号干线装机容量 Pe 47 37kw 1 号干线 5 台最大设备容量 PM 26 90kw 1 号干线计算负荷 P30 0 14 Pe 0 5 PM 20 08kW 1 号干线无功计算负荷 Q30 P30tg P30tg arccos0 8 15 06kW 1 号干线视在计算负荷 1 号干线计算电流 2 号 干线18车床4 6250 850 85 19车床4 6250 850 85 20车床4 6250 850 85 21车床4 6250 850 85 22车床4 6250 850 85 23车床4 6250 850 85 24车床4 6250 850 85 25车床4 6250 850 85 26工具磨床1 6250 80 8 27工具磨床1 6250 80 8 28小冲床1 50 80 8 29小冲床1 50 80 8 30小冲床1 50 80 8 31磨床4 6250 850 85 2 号 干 线 32磨床30 850 85 某车间低压配电系统及车间变电所设计 8 22 303030SPQ 21 70 30 3 U 3030I S 50 68A 单元设备编号名称 额定容量 kW 功率因数效率 33冲床1 50 850 85 34钻床0 60 750 75 35钻床0 60 750 75 36钻床0 60 750 75 37钻床0 60 750 75 38磨床2 250 750 75 39钻床1 6250 80 8 40钻床1 6250 80 8 41钻床1 6250 80 8 42钻床1 6250 80 8 43钻床1 6250 80 8 44钻床1 6250 80 8 45钻床1 6250 80 8 2 号干线装机容量 Pe 69 90kW 2 号干线 5 台最大设备容量 PM 6 98kW 2 号干线计算负荷 P30 0 14 Pe 0 5 PM 21 35kW 2 号干线无功计算负荷 Q30 P30tg P30tg arccos0 8 15 06 kW 2 号干线视在计算负荷kW 2 号干线计算电流 3 号 干线 1220V 插座10 80 8 2220V 插座0 60 750 75 3220V 插座0 60 750 75 46220V 变压器20 80 9 47220V 变压器20 80 9 48220V 变压器20 80 9 49220V 变压器20 80 9 某车间低压配电系统及车间变电所设计 9 22 303030S7 41PQ 22 303030SPQ 21 70 22 303030SPQ 22 303030SPQ 单元设备编号名称 额定容量 kW 功率因数效率 3 号干线装机容量 Pe 10 20kw 3 号干线 5 台最大设备容量 PM 7 85kw 3 号干线计算负荷 P30 0 14 Pe 0 5 PM 5 93kW 3 号干线无功计算负荷 Q30 P30tg P30tg arccos0 8 4 45 kW 3 号干线视在计算负荷 kVA 3 号干线 C 相 略大于 A B 相 计算电流 I30 S30 3 UN 25 25A 1 回路工具车间47 4 号干线装机容量 Pe 47kw 4 号干线计算负荷 P30 14 1kW 4 号干线无功计算负荷 Q30 16 5 kvar 4 号干线视在计算负荷 kVA 4 号 干 线 4 号干线计算电流 I30 S30 3 UN 41 22A 2 回路工具车间56 5 号干线装机容量 Pe 56kw 5 号干线计算负荷 P30 16 8kW 5 号干线无功计算负荷 Q30 19 7 kvar 5 号干线视在计算负荷 25 89kVA 5 号 干 线 5 号干线计算电流 I30 S30 3 UN 49 17A 3 回路工具车间42 6 号干线装机容量 Pe 42kW 6 号干线计算负荷 P30 12 6kW 6 号干线无功计算负荷 14 7 kW 6 号 干 线 6 号干线计算电流 36 77A 4 回路工具车间35 7 号干线装机容量 Pe 35kW 7 号干线计算负荷 P30 10 5kW 7 号 干 线 7 号干线无功计算负荷 Q30 12 3 kW 30 3 U 3030I S 某车间低压配电系统及车间变电所设计 10 22 303030SPQ 16 17kW 30 3 U 3030I S 30 71A 22 303030SPQ 57 74kW 30 3 U 3030I S 106 69A 单元设备编号名称 额定容量 kW 功率因数效率 7 号干线视在计算负荷 7 号干线计算电流 机修车间150 8 号干线装机容量 Pe 150kW 8 号干线计算负荷 P30 37 5kW 8 号干线无功计算负荷 Q30 43 9 kW 8 号干线视在计算负荷 8 号 干 线 8 号干线计算电流 某车间低压配电系统及车间变电所设计 11 2 确定车间变电所的所址和形式确定车间变电所的所址和形式 选择变电所位置就根据下列要求进行技术 经济比较后确定 1 接近负荷中心 进出线方便 2 接近电源侧 3 设备运输方便 4 不应设在剧烈振动或高温 应远离多尘有腐蚀气体的场所 5 应远离易燃 爆的场所 本车间变电所供电负荷的性质为三级负荷 年最大有功负荷利用 小时数为 4500 小时 本车间变电所从本厂 35 10kV 总降压变电所用电 缆线路引进 10kV 电源 电缆线路长度为 200M 车间变电所设在机二 车间东北角 为机二车间 工具车间 机修车间供电 设高压配电室 变压器室 低压配电室补偿后的功率因素要求不得低于 0 9 短路容量 工厂总降压变电所 10kV 母线上的短路容量为 200MVA 保护整定 工厂总降压变电所 10kV 配电出线定时限过流保护装置 的整定时间 Iop 1 5S 某车间低压配电系统及车间变电所设计 12 3 车间变电所无功补偿 主变型式 容量和台车间变电所无功补偿 主变型式 容量和台 数及主结线选择方案数及主结线选择方案 根据本车间负荷性质属三级负荷 车间变电所设置一台变压器 正常工作时 由车间变电所变压器供给本车间用电设备 备用电源可 由其他车间变电所提供 根据表 1 3 负荷计算的数据 无功补偿与变 压器容量选择如下表所示 表 3 1 无功补偿与变压器容量选择 设备 编号 设备 名称 装机 容量 P kW 功率 因数 计算负 荷 P30 kW 无功负 荷 Q30 kW 视在负 荷 S30 kVA 计算 电流 A 1 号 干线 冷加工 机床 47 37 0 820 08 15 06 25 10 38 14 2 号 干线 金属加 工机床 69 90 0 821 35 16 01 26 69 40 54 3 号 干线 插座 变压器 10 20 0 85 93 4 45 7 41 11 26 4 号 干线 工具间 1 号 47 00 0 814 10 16 50 21 70 32 98 5 号 干线 工具间 2 号 56 00 0 816 80 19 70 25 89 39 34 6 号 干线 工具间 3 号 42 00 0 812 60 14 70 19 36 29 42 7 号 干线 工具间 4 号 35 00 0 810 50 12 30 16 17 24 57 8 号 干线 检修车 间 150 00 0 837 50 43 90 57 74 87 72 某车间低压配电系统及车间变电所设计 13 22 138 8652 62148 49jsSkVA 各车间总装机容量 P 457 47kW 各车间总计算负荷 P30 138 86kW 各车间总无功计算负荷 Q30 142 62 kW 各车间总视在计算负荷 S30 200 01kVA 补偿前的功率因数 P30 S30 0 7 电容器容量计算 QC Pjs tg1 tg2 138 86 tgarccos0 7 tgarccos0 9 89 51 kW 选择型号 BKMJ0 4 15 3 并联电容器 6 个 补偿后无功功率 Q30 90 142 62 90 52 62 kvar 补偿后视在功率 变压器容量选择 kVA 200kVA 主结线方案选择 变电所主变压器的选择根据车间的性质和电源 情况 工厂变电所的主变压器可列两种方案 方案一和方案二都装设 一台主变器 采用油浸式变压器 S9 而容量根据 SN T S30 148 49kVA 即选一台 S9 200 10 型低损耗变压器 由于车 间所有的设备都属于三级负荷 所以一台主变即可 变压器容量为 200kVA 额定电压 10KV 联结组别 Y yn0 阻抗电压为 4 5 空 载损耗为 0 55kW 短路损耗为 3 7kW 变压器带外壳 变压器外壳内 高压側考虑设置固定电缆用的支架 低压側设置固定母线用的支柱绝 缘子 并满足短路时的动热稳定的要求 同时考虑安装零序 CT 的位 置 低压变压器采用环氧树脂浇铸的干式变压器 S 10 型 变压器安 装在 0 4kV 配电装置的室内 不设变压器小间 变压器工作环境的最 高温度按 45 考虑 变压器采用低损耗铜芯变压器 其在使用环境条 件下能满负荷长期运行 并有一定的过负荷能力 变压器符合 GB DL IEC 最新标准的要求 特别是针对干式变 压器的 IEC726 和 IEC551 标准对噪声测试的要求 干式变压器正常运行的冷却方式为自然风冷 并提供冷却风扇满 足强迫风冷条件下 150 的过负荷要求 变压器装设带报警及跳闸的温 控设施 变压器外壳中带有防潮加热器 变压器的绝缘等级为 F 级 低压側中性点直接接地 本车间动力照明均采用三相四线制 车间环境正常 用电设备属 某车间低压配电系统及车间变电所设计 14 于第三类负荷 设备配置较稳定 台数不多 且容量也不大 综合上 述因素 采用动力箱向各用电设备配电 低压配电室到各动力配电箱 的连线见车间配电系统布线图附图 3 1 1 10 0k kV V Q QS S F FS S T TA A TV T TA A T TA A Q QS S S S9 9 2 20 00 0 1 10 0 0 0 4 4k kV V 2 22 20 0V V 3 38 80 0V V G GG G 1 1A A F F 0 03 3 G GG G 1 1A A J J 0 03 3 主主变变 T TA A Q QS S G GG G 1 1A A F F 0 03 3 G GG G 1 1A A J J 0 03 3 主主变变 1 10 0k kV V F FS S Q QS S T TA A S S9 9 2 20 00 0 1 10 0 0 0 4 4k kV V QL 2 22 20 0V V 3 38 80 0V V 图 3 1 车间配电系统布线图 表 3 2 方案比较 比较项目方案一方案二 供电安全性满足要求基本满足要求 供电可靠性基本满足要求稍差一点 供电质量一台主变 电压损耗较大一样 灵活方便性 采用高压断路器 停送电操 作十分灵活方便 采用负荷开关 也可 以带负荷操作 技 术 指 标 扩建适应性一般较差 经 济 指 标 电力变压器的 综合投资额 S9 200 单价 7 47 万元 变 压器综合投资约为单价的 2 倍 因此其综合投资为 2 7 47 14 9 万元 相同 某车间低压配电系统及车间变电所设计 15 高压开关柜 含计量柜 的综合投资额 查表 4 10 得 GG 1A F 型按每台 3 5 万元计 而由 表 4 1 查得其综合投资按设 备价 1 5 倍 因此其综合投 资为 2 1 5 3 5 10 5 万元 相同 电力变压器和 高压开关柜的 年运行费 参照表 4 2 计算 主变各高 压开关柜的折旧各维修管理 费每年为 2 903 万元 其余 略 相同 交供电部门的 一次性供电贴 费 按 800 元 kVA 贴费为 630 0 08 万元 50 4 万元 相同 从上表可以看出 按技术指标 方案一和方案二都比较适用于三 级负荷 但考虑发生短路时方案二只能熔断器恢复供电的时间较长的 缺点 而且可靠性不高 而方案一采用高压断路器 因此变电所的停 送电操作十分方便 同时高压断路器有断电保护装置 在变电所发生 短路和过负荷时均能自动跳闸 而且在短路故障和过负荷情况消除后 又可直接快速合闸 从而恢复供电的时间缩短 从经济指标来看 方 案二比方案一投资稍低 但从长远的利益看 方案一比较好一些 因 此决定采用方案一 各配电干线 支线采用 VV22 型铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套内 钢带铠装电力电缆 配电干线沿电缆沟敷设 配电箱到用电设备的配 电支线有条件时沿电缆沟敷设 否则采用穿铁管沿地暗敷设 动力配电箱采用型号为 XL F 14 15 落地式防尘型动力配电箱 动力配电箱安装高度是箱底离地面 0 3 米 箱底座用水泥 沙 砖堆 砌作基础 并做好防小动物措施 配电屏选择型号为 GGD2A 固定低压配电屏 表 3 3 GGD2 的技术参数 额定电压 V 380 A630 B630 额定电流 C630 某车间低压配电系统及车间变电所设计 16 额定短路开断电流 kA 35 IS 额定短路时耐受电流 kA 35 额定峰值耐受电流 kA 65 外壳防护等级IP30 某车间低压配电系统及车间变电所设计 17 4 短路计算与一次设备选择短路计算与一次设备选择 4 1 配电系统短路计算电路图配电系统短路计算电路图 本设计计算原理如图 4 1 和图 4 2 500MVA K 1K 2 LGJ 50 1 5km 10kV S9 800 0 4kV 2 3 1 系统 图 4 1 短路计算电路 Xs k 1 k 2 XlXt 图 4 2 短路计算等效电路 短路电流计算目的是为了选择和校验车间变电所高 低压电气设 备及提供继电保护整定计算所需要的技术数据 因此应计算在最大运 行方式下和最小运行方式下的短路电流值 1 计算各元器件基准电抗标幺值 选区基准容量 Sd 100MVA 基准电压 Ud1 10 5kV Ud2 0 4kV 基准电流 kAIkA U S I d d d d 3 144 4 03 100 5 5 5 103 100 3 2 1 1 电源内阻 29 0 350 100 5 0 200 100 max min min max k d s k d s S S X S S X 线路 4395 0 5 10 100 5 1323 0 8707 0 5 10 100 5 164 0 2 2 2 1 2 1 2 1 d d WL d d WL U S LXX U S LRR 某车间低压配电系统及车间变电所设计 18 1 maxmax 1 minmax 1 2222 1 min11 min1 max11 max 0 50 43950 9395 0 290 43950 7295 0 8707 1 1359 1 2809 ksWL ksWL kWL kkkkkk XXX XXX RR ZRXZRX 982 21 5645 6 3 144 7083 22 35 6 3 144 294 4 2809 1 5 5 842 4 1359 1 5 5 3545 6 5645 6 max2 2 min2 min2 2 max2 max1 1 min1 min1 1 max1 min1min2 max1max2 kA X I IkA X I I kA Z I IKA Z I I XXX XXX k d k k d k k d k k d k Tkk Tkk 变压器 625 5 800 10100 100 5 4 100 3 NT dk T S SU X 1 计算 K1 点和 K2 点短路电流为 高压冲击系数 Ksh 1 8 则 35 12842 4 55 2 2 max1 kAIKi kshsh 低压冲击系数 Ksh 1 6 则 32 5171 2226 2 2 max2 kAIKi kshsh 短路容量为 74 15 3545 6 100 04 88 1359 1 100 min2 max2 min1 max1 AMV Z S S AMV Z S S k d k k d k 表 4 1 短路电流计算结果 短路点 运行方式 K1 K2 最大运行方式短路电流 kA 4 84222 7083 最小运行方式短路电流 kA 4 29421 982 某车间低压配电系统及车间变电所设计 19 冲击电流 kA 12 3251 32 最大短路容量 MV A 88 0415 74 4 2 计算低压计算低压 380kV 母线上母线上 K2 点的三相短路电流和短路容点的三相短路电流和短路容 量量 计算短路电路中各无件的电抗 电力系统的等效电抗 XL UC2 Sd 0 4kV 2 200MVA 8 10 4 电阻不计 电缆的电抗 X0 0 08 X2 X0L 0 08 km 0 2km 0 016 等效电抗为 X2 X2 UC UC 2 6 4 10 6 电缆等效电抗较小 不计 电力变压器的电抗 XT UK UC2 100 SN 4 5 0 4KV 2 100 0 2MVA 0 036 电力变压器的电阻 RT Pk UC SN 2 3700 0 4 200 2 0 0074 电阻较小不计 0 4KV 母线 K2 点短路时 电抗为 X K2 X1 XT 8 10 4 7 4 10 3 8 2 10 3 计算三相短路电流和短路容量 三相短路电流周期分量有效值 IK2 3 UC X K 2 0 4KV 8 2 10 3 28 16kA33 三相短路次暂态电流和稳定电流 I 3 I 3 IK2 3 28 16kA 三相短路冲击电流及第一个短路全电流有效值 ish 3 1 84I 3 1 84 28 16KA 51 81 kA Ish 3 1 09I 3 1 09 28 16KA 30 70 kA 三相短路容量 SK2 3 UCIK2 3 0 4KV 28 16 KA 19 51MVA33 短路计算结果如下表 某车间低压配电系统及车间变电所设计 20 表 4 2 短路计算结果 三相短路电流 KA 短路计 算点 IK2 3 I 3 I 3 ish 3 Ish 3 三相短 路容量 0 4KV 侧 K2 点 28 1628 1628 1651 8130 7019 51 某车间低压配电系统及车间变电所设计 21 5 车间变电所高 低压进出线截面 包括母线 车间变电所高 低压进出线截面 包括母线 的选择的选择 5 1 各回路容量 电流各回路容量 电流 变压器阻抗电压为 4 5 空载损耗为 0 55kW 短路损耗为 3 7kW 空载电流百分比 I0 为 2 3 P0 P0 Pd SJS SC 2 0 55 3 7 138 86 200 2 2 33AA Qb I0 100SC Uz 100SC SJS SC 2A 2 3 100 200 4 5 100 200 138 86 200 2 8 94kvar 车间变电所高压侧计算负荷为 P JS 138 86 6 94 145 8kW Q JS 52 62 8 94 61 510kVar S JS 158 210kVA 22 145 861 56 IJS S 10 158 26 10 10 43A33 车间变电所低压侧母线电流为 IjS Sjs 0 4 148 49 0 4 214 33A33 5 2 确定变压器低压侧主出线截面选择确定变压器低压侧主出线截面选择 按 IUx I30 214 33A 车间变电所低压配电系统各电气设备的选择 见车间低压配电系统主结线图 查 建筑电气设计手册 页表 13 46 选用 TMY 100 10 铜母 排 该母排环境温度为 30 允许载流量等于 2170 214 33A 符合 要求 短路电流校验 IK2 3 28 16KA ish 3 51 81 KA 而接于 380V 母线的全部感应 某车间低压配电系统及车间变电所设计 22 电动机额定电流为 I M 132 93kw 380 0 8 0 8 315 58A3 由于 I M 0 01 IK2 3 故需计入感应电动机反馈电流的影响 因此母线在三相短路时所受的最大电动力为 F 3 ish ish m 2 10 7N A23 51 81 103 6 5 0 32 103 2 0 8 0 15 10 7N A2 2769N32 其中 1 取柜长 800mm a 150mm 校验其动稳定 校验母线短路时动稳定度 母线在 F 作用时的弯曲力矩为 M F 3 1 10 2769N 0 8m 10 221 5Nm 母线的截面系数为 W b2h 0 1m 2 0 01m 6 1 667 10 5m3 故母线在三相短路时所受到的计算应力为 c M W 221 5Nm 1 667 10 5m3 13 29MPA 而硬铜母线的允许应力为 a1 140MPa c 13 29MPa 由此可见该母线满足短路动稳定度的要求 校验其热稳定 查 工厂供电 附录表 C 171 取 tk 0 5s 0 2s 0 7s tim tk 0 05s 0 75s 于是取最小允许截面为 Amin I 3 im C 28 16 103 S 171 142 6mm2t0 75 由于母线实际截面 100 10 1000mm2 Amin 142 6mm2 因此该母线满足短路热稳定度的要求 车间变电所高压侧功率因数 COS P JS S 145 8 158 26 0 92 满足要求 5 3 变压器高压侧进线电缆截面选择变压器高压侧进线电缆截面选择 IUx I30 200MVA 10kV 11 5 KA3 变压器 10 kV 额定电流很小 IJS 10 43A 因此 按短路热稳定 某车间低压配电系统及车间变电所设计 23 电流校验选择电缆截面 Amin I 3 im C 11 5 103 115 130 4mm2t1 50 2 因此选用 YJV22 10KV 3 150 电缆作为 10KV 进线电缆 5 4 低压出线及设备选择校验低压出线及设备选择校验 5 4 1 P1 配电屏设备校验配电屏设备校验 1 ME630 低压万能式断路器 校验额定电压 额定电流 开断电 流 方法同前 ME630 低压万能式断路器的额定电压 额定电流 开断电流分别为 660V 630A 50KA 分别高于回路额定电压 400V 变压器额定电流 304A 低压侧短路电流 28 1KA 2 电流互感器的校验 校验额定电压 额定电流 动稳定 热稳 定 1 校验额定电压 UC 660V UC 380V 2 校验额定电流 IC 630A I30 214 33A 3 校验开断电流 IOC 35KA Ish 3 30 70KA 选择 ME630 満足要求 3 电流互感器 LMZ1 0 5 5 1 校验额定电压 UC 500V UC 380 2 校验额定电流 IC 500A IC 214 33A 3 校验动稳定 IN1 KCS I1 N 80 0 5KA 56 56KA Ish 3 30 70KV22 4 校验热稳定 KTI1N 2T 50 0 5 2 1 625 I 3 2 0 75 28 16 2 0 75 594 7 因此选择 LMZ1 0 5 500 5 电流互感器满足的要求 5 4 2 P2 配电屏设备校验 配电屏设备校验 以车间主干线以车间主干线 01 号为例说明 号为例说明 采用 CM1 60M 料外壳式断路器 校验额定电压 额定电流 开 某车间低压配电系统及车间变电所设计