机床加工车间低压配电系统

1、XXXX职业技术学院 某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计 目录 一、 负荷计算错误未定义书签。 二、 变电所主变压器和主结线方案的选择 错误！未定义书签。 三、 短路电流的计算 .错.误!未定义书签。 四、变电所一次设备的选择校验 错误！未定义书签。 五、变电所进出线和与邻近单位联络线的选择 错误!未定义书签。 六、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 错误!未定义书签。 七、 设计图样18 18 八、车间平面布置图 九、心得体会 错误未定义书签 、负荷计算 1 由车间平面布置图，可把一车间的设备分成5组，分组如下： N0.1: 29、30、31配电箱的位置：D-靠墙放置 NO.2

2、: 1428 配电箱的位置：C-靠墙放置 N0.4: 6、7、11、12、13 配电箱的位置： B-靠柱放置 N0.5: 2、3、4、5、8、9、10 配电箱的位置： B-靠柱放置 配电箱的位置：B-靠柱放置 2.总负荷计算表如表1所示。 N0.3: 1、32、33、34 35 表1机加工一车间和铸造、铆焊、电修等车间负荷计算表 编 号 名 称 类 别 供电 回路 代号 设备容 量 Pe/KW 需要 系数 Kd cosO tan 计算负荷 P 30 /KW Q30 /Kva r S30 /KVA I30/A 1 机 加 工 车 间 动 力 No.1 供电 回路 104 0.7 0.95 0.3

3、3 72.8 24.0 76.7 116.5 No.2 供电 回路 82.9 0.2 0.5 1.73 16.6 28.7 33.2 50.4 No.3 供电 157.7 0.2 0.5 1.73 31.5 54.6 63.0 95.7 回路 No.4 供电 回路 22.5 0.2 0.5 1.73 4.5 7.8 9.0 13.7 No.5 供电 回路 38.6 0.2 0.5 1.73 7.7 13.4 15.4 23.4 2 铸 造 车 间 动 力 No.6 供电 回路 160 0.4 0.7 1.02 64 65.3 91.4 138.9 No.7 供电 回路 140 0.4 0.7

4、1.02 56 57.1 80.0 121.5 No.8 供电 回路 180 0.4 0.7 1.02 72 73.4 102.8 156.2 昭 八、 明 No.9 供电 8 0.8 1 0 6.4 0 6.4 9.7 回路 3 铆 焊 车 间 动 力 No.10 供电 回路 150 0.3 0.45 2.0 45 89.1 99.8 151.6 No.11 供电 回路 170 0.3 0.45 2.0 51 101 113.1 171.9 昭 八、 明 No.12 供电 回路 7 0.8 1 0 5.6 0 5.6 8.5 4 电 修 车 间 动 力 No.13 供电 回路 150 0.3

5、 0.5 1.73 45 78 90.0 136.8 No.14 供电 回路 146 0.3 0.56 1.48 44 65 78.5 119.3 照 八、 明 No.15 供电 回路 10 0.8 1 0 8 0 8 12.2 总计 动 1501. 0.67 1.12 586.1 657.4 880.7 1338.2 (380V 力 7 侧） 照 八、 25 明 计入K即=0.8 0.64 1.19 468.9 558.8 729.5 1108.3 K 靳=0.85 3.无功功率补偿 由表1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因素只有 0.64而供电部门要求该厂10KV 进线最大负荷时的功率

6、因素不应地于0.9（。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗， 因此380V侧最大负荷时的功率因素应稍大于 0.90,暂取0.92来计算380V侧所需无功功率 补偿容量： Qc=P30（ta n 1- tan2）=468.9ta n（arccos0.64）- tan （arccos0.92）Kvar =361.1 Kvar 参照图2-6,选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为 BW0.4-14-3型，采用其方案1 （主屏）1台与方案3 （辅屏）4台相组合，总容量84KvarX 5=420Kvar。因此无功补偿后 工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如下表: 表2无功补偿后工厂的计算负荷 项目

7、 cos 计算负荷 P30/KW Q30/Kvar Sbc/KVA I30/A 380V侧补偿 前负荷 0.64 468.9 558.3 729.5 1108.3 380V侧无功 补偿容量 -420 380V侧补偿 后负荷 0.96 468.9 138.3 488.9 742.8 主变压器功 率损耗 0.015&=7.3 0.06=29.3 10KV侧负荷 总计 0.94 476.2 167.6 504.8 29.1 、变电所主变压器和主结线方案的选择 1. 变电所主变压器的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器 可以有下列两种方案: (1) 装设一台主变压器 型式采用S9,

8、而容量根据SN。t=63OKVAS3o=5O4.8KVA选择, 即选一台S9-630/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相 联的高压联络线来承担。 (2) 装设两台主变压器型式也米用S9,每台容量按式SN 仟(0.60.7) S30选择, 即 Sn t( 0.60.7)x 504.8kVA=(302.4353.36)kVA 因此选两台S9-400/10型低损耗配电变压器。 主变压器的联结组别均采用 Yyn0。 2. 变电所主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下列两种主结 线方案： (1) 装设一台主变压器的主结线方案。 (2) 装设两台主变压器的主

9、结线方案。 (3) 两种主结线方案的技术经济比较(表 3)。 表3两种主结线方案的比较 比较项目 装设一台主变的方案 装设两台主变的方案 技 供电安全性 满足要求 满足要求 术 供电可靠性 基本满足要求 满足要求 指 标 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 扩建适应性 稍差一些 更好一些 经 济 指 标 电力变压器的 综合投资额 由表2-8差得S9-630的单价 为7.47万元，而由表4 1 查得变压器综合投资约为 其单价的2倍，因此其综合 投资为2X7.47万元=14.94 万元 由表2-

10、8差得S9-400的单 价为5.31万元，因此两台 综合投资为4X 5.31万元 =21.24万兀，比一台主 变方案多投资6.3万元 查表4-10得GG-1A(F)型柜 本方案采用 6台 咼压开关柜(含计 按每台3.5万元计，查表得 GG-1A(F)柜，其综合投资 量柜)的综合投资 其综合投资按设备价1.5倍 约为6X 1.5X 3.5万元= 额 计，因此其综合投资约为 4 31.5万兀，比一台主变方 X 1.5X 3.5万元=21万元 案多投资10.5万元 电力变压器和高压 参照表4-2计算，主变和高 主变和咼压开关柜的折 开关柜的年运行费 压开关柜的折旧和维修管 旧和维修管理费每年为 理费

11、每年为3.706万元(其 余略) 6.752万兀，比一台主变 方案多耗3.046万元 交供电部门的一次 性 供电贴费 按800元/kVA计，贴费为 630X 0.08万元=50.4万元 贴费为2X 400X 0.08万元 =64万兀，比一台主变方 案多交13.6万元 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 结线方案，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。(说明：如果工厂负荷近期有较大增长的话，则宜采用装设两台 王变的万案。 三、短路电流的计算 1绘制计算电路(图1) 图1短路计算电路 2. 确定基准值

12、设 SfIOOMVA，Udi=10.5kV，低压侧 Ud2=0.4kV，则 3. 计算短路电路中各元件的电抗标幺值 (1) 电力系统 (2) 架空线路由LGJ-150的X。0.36 /kV，而线路长0.3km故 (3)电力变压器有Uz%4.5，故 因此绘等效电路，如图2所示 图2等效电路 4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 (2) 三相短路电流周期分量有效值 (3) 其他短路电流 (4) 三相短路容量 5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 (2) 三相短路电流周期分量有效值 (3)

13、 其他短路电流 (4) 三相短路容量 以上计算结果综合如表4所示。 表4短路计算结果 短路计算点 三相短路电流/kA 三相短路容量/MVA I (3 ) k 1 9.2 9.2 9.2 23.5 13.9 167.2 k- 2 18.7 18.7 18.7 34.4 20.4 13.0 四、变电所一次设备的选择校验 1. 10k V侧一次设备的选择校验（表 5） 表5 10kV侧一次设备的选择校验 选择校验项目 电压 电流 断流 能力 动稳 定度 热稳定度 台数 装置地点条 件 参数 Un I 30 I 2tima 数据 10kV 36.4A (I1N T ) 9.2kA 23. 5 kA 9

14、.Zx 1.9 =160.8 -一一 额定参数 Un In I oc imax It2t 次 咼压少油断路 器 10kV 630A 16kV 40kA 1&X 2=512 2 设 SN10-10I/630 备 型 号 规 格 咼压隔离开关 GN 8-10/200 10kV 200A 一 25.5kA 10 380侧一次设备的选择校验（表6） X 5=500 5 高压熔断器 RN2-10 10kV 0.5A 50kA 一 一 2 电压互感器 JDJ-10 10/0. 1kV 一 一 一 一 1 电压互感器 JDJZ-10 10 / 屈 0.1 / V3 kV 一 一 一 一 1 电流互感器 LQ

15、J-10 10kV 100/5 A 一 31.8K A 81 3 避雷器FS4-10 10kV 一 一 一 一 2 户外式咼压隔 离开关 GW4-15G/200 15kV 200A 一 一 一 1 表5所选设备均满足要求 表6 380V侧一次设备的选择校验 选择校验项目 电压 电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 台数 装置 参数 Un I 30 I（3）2tima 地点 18.72x 0.7= 数据 380V 总 742.8A 18.7kA 34.4kA 条件 244.8 额定 Un I N 1 oc imax It2t -一一 参数 次 低压断路 器 DW15 380V 1500A 40kV

16、 1 设 备 一 1500/3 低压断路 630A 型 器 DZ20 380V 一般 30kA 12 630 （大于I30） 号 规 低压断路 200A 器 DZ20 380V 一般 25kA 3 格 200 （大于I30） 380V 1500A 1 低压刀开 关 HD13 1500/30 电流互感 器 LMZJ1 0.5 500V 1500/5A 一 1 电流互感 器 LMZ1 0.5 500V 160/5A 100/5A 一 1 表6所选设备均满足要求 求，故改选 LJ 35 由于此线路很短，不需要校验电压损耗。 （2）由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验采用YJL2210000型交

17、联聚 乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 1） 按发热条件选择。由 336.4A及土壤温度25 C查表8-43,初选缆芯为25mm2的交 联电缆，其lal=90Al30，满足发热条件。 2）校验短路稳定。计算满足短路热稳定的最小截面Amin=103mm225 mm2，因此25mm2 不满足短路稳定要求，故选择 YJL22 10000- 3X 120电缆。 2.380V低压出线的选择 （1）馈电给机加工一车间的线路采用 VLV22 1000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地 敷设。 1） 按发热条件选择。由l3=287A及地下0.8m土壤温度25。C查表，初选缆芯截面为 240mm2，其la=319A

18、l3o,满足发热条件。 2）校验电压损耗。因未知变电所到机加工一车间的距离，因此未能校验电压损耗。 3）短路热稳定度的校验。满足短路热稳定度的最小截面 Amin=213mm2 所选240mm2的缆芯截面大于Amin，满足短路热稳定度的要求，因此选择 VLV22 1000 3 X240+1 X120的四芯电缆（中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同） （2）馈电给铸造车间的线路采用 VLV22 1000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷 设。（方法同上）缆芯截面 240mm2聚氯乙烯电缆，即 VLV22 1000- 3X240+1 X 120的四 芯电缆。 （3）馈电给铆焊车间的线路采用 VLV22

19、 1000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷 设。（方法同上）缆芯截面 300mm2聚氯乙烯电缆，即 VLV22 1000- 3 X 300+1 X 15的四 芯电缆。 （4）馈电给电修车间的线路采用 VLV22 1000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷 设。（方法同上）缆芯截面 300mm2聚氯乙烯电缆，即 VLV22 1000- 3 X 300+1 X 15的四 芯电缆。 六、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 1高压断路器的操动机构与信号回路 断路器采用手力操动机构，其控制与信号回路如图3所示。 图3 电磁操动的断路器控制与信号回路 WC 控制小母线WL 灯光指示小母线WF闪光信号小

20、母线WS信号小母线 WAS事故音响小母线 WO 合闸小母线 SA控制开关（操作开关）KO 合闸接触 器YO 合闸线圈 YR跳闸线圈（脱扣器）KA 保护装置 QF16断路器辅助触 点 GN 绿色指示灯 RD 红色指示灯 ON 合闸OFF 跳闸（箭头指向为SA的返 回位置） 2主变压器的继电保护装置 1)装设反时限过电流保护。采用 GL15 型感应式过电流继电器，两相两继电器式结 线，去分流跳闸的操作方式。 过电流保护动作电流的整定。lL.max=2l iN.T=2 X 630心.732X 10)=72.7A Krei=1.3 Kw=1 Kre=0.8 Ki=100/5=20Iop=1.3X 1X

21、 72.7/(0.8X 20)=5.9A 因此整流为 6A。 过电流保护动作时间的整定。整定高最小动作时间为0.5s 过电流保护灵敏系数的检验。Ik.min=IK-2(2)/KT=0.866X18.7/(10/0.4)=648A Iop.1= IopXKi/K w=6X 20/1=120A, 因此保护灵敏系数为 Sp=648/120=5.41.5, 满足灵敏系数 1.5 的要求。 3) 装设电流速断保护。利用 GL1 5的速断装置。 速断电流的整定。 Ik.max= Ik-2(3)=18.7kA ,Krel=1.5 , Kw=1 , Ki=100/5=20 KT =10/0.4=25 ,因此速断电流为： Iqb=1.5X 1X 18700/(20X25)=56.1A 速断电流倍数整定为 Kqb=Iqb/I op =56.1/6=9.35 电流速断保护灵敏系数的检验。Ik.min=IK-1(2) =0.866X9.2kA=8.0kA, lqb.i=IqbX Ki/K WW=56.1X20/仁 1122A,因此其保护灵敏系数为：Sp=8000/112