某柴油机厂全厂总配变电所及配电系统设计

1、第一章全厂负荷计算一 、负荷计算的目的及意义负荷计算是正确选择供配电系统中导线、电缆、开关电器、变压器等的基础，也是保障供配电系统安全可靠运行必不可少的环节。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。根据负荷统计计算求出的各项数据来选择供电系统中的电气设备。二、全厂负荷初步计算利用需要系数法计算负荷例如：车间1：有功功率 =0.6=5.4kW； 无功功率 =5.41.02=5.508kWAR；视在功率 ；同理：得到全厂各个车间的计算负荷数据如下：序号车间或用电单位名称设备容量(kW)需要系数计 算 负 荷变压器台数及容量变电所(kW)(kWAR)(kVA)1热处理车间90.60.7

2、1.025.45.5087.71420.912工具车间470.30.651.1714.116.49721.692213机修车间250.250.651.176.257.3139.615214冲焊车间2330.30.51.7369.9120.92139.8215机加一车间15500.30.651.17465544.05715.3820.926机动二车间12200.30.651.17366428.22563.08227装配车间2910.30.651.1787.3102.141134.308228铸造车间16120.40.71.02644.8657.696921.14310.939熔化车间12810.

3、60.71.02768.6783.972109.810.9410锅炉房700.750.80.7552.539.37565.62510.9511空压站(低压)200.850.80.751712.7521.251512锻工车间352.70.30.651.17105.81123.798162.7851513产品试验室1500.60.80.759067.5112.51514理化试验室56.780.60.80.7534.06825.55142.5851515厂区照明201200201516木工车间53.10.350.61.3318.58524.71830.9751517备料库50.120.30.651.

4、1715.03617.59223.1321518中央计量室100.650.80.756.54.8758.1251519空压站(高压)2600.850.750.88221194.48294.6710.9620熔化车间电炉6500.60.71.02390397.8557.14310.97三、无功功率补偿1无功补偿的作用 提高用户的功率因数,从而提高电工设备的利用率; 减少电力网络的有功损耗； 合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力； 在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性；

5、装设静止无功补偿器(SVS)还能改善电网的电压波形,减小谐波分量和解决负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等，还能避免高次谐波引起的附加电能损失和局部过热。 2无功补偿补偿方案的选择根据该工厂的负荷特点，我们采取的无功补偿方式是低压集中补偿。做好低压补偿，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，而且可提高配电变压器的利用率，改善功率因数和电压质量，并能有效的降低电能损失。3、无功补偿的计算及无功补偿装置的选择按照供电协议的功率因数要求，各个补偿的容量计算如下：计算补偿前各个车间变低压侧总的有功、无功、视在功率、功率因数注：取各个车间变低压侧有功同期系数，无功同期系数以车间变NO.1为例进行说明

6、：将车间变NO.1所包含的各车间相应量相加再乘以同期系数得到补偿前各个车间变低压侧总的有功、无功、视在功率及功率因数。 确定补偿后功率因数为，计算要补偿的无功量根据要补偿的无功量选择合适容量的电容器进行补偿。以车间变NO.1为例：选择BW0.4-12-1的电容器台，每相四台，三相均衡补偿，因此，实际补偿容量为108kvar。同理，七个车间变计算数据如下表：车间变序号低压侧(kW)低压侧补偿前（kvar）补偿量（kvar）实际补偿量（电容器台数）（kvar）电容器型号NO.186.085135.2205100.81108（9）BW0.4-12-1NO.2826.47966.9699635.566

7、37（49）BW0.4-13-1NO.3580.32591.9264359.8360（30）BW0.4-12-1NO.4691.74705.5748428.88429（33）BW0.4-13-1NO.5323.5491284.5431155.3156（12）BW0.4-13-1NO.6198.9175.03287.5290（3）BW6.3-30-1NO.7351358.02217.62221（17）BW0.4-13-1各个车间变经过补偿之后低压侧的相应量以车间变为例计算补偿后车间变1低压侧的实际无功功率及视在功率=注：补偿前后，车间变低压侧的有功几乎不变，即不变。同理，可以求得车间变2到7低压

8、侧经过补偿后的无功功率和视在功率，所有的数据现汇总如下表：车间变低压侧(kW)补偿后低压侧的量（kvar）补偿后低压侧视在功率（kVA）NO.186.08527.22590.286NO.2826.47329.9699889.906NO.3580.32231.926624.949NO.4691.74276.575744.98NO.5323.5491128.5431348.148NO.6198.925.032215.92NO.7351137.02376.796四、各个车间变变压器容量的确定1、车间变电所的变压器台数和容量的确定原则只装一台主变压器时 主变压器的额定容量应满足全部用电设备总的计算负荷

9、的需要，且留有少量余量即可： 装有两台变压器时 每台主变压器的额定容量应同时满足以下两个条件： (0.60.7）其中计算负荷中的全部一、二级负荷。2、车间变电所的变压器台数和容量的计算过程 变压器损耗计算：=+ =+ 各个车间变的变压器型号及有功和无功损耗汇总如下：车间变变压器型号NO.1-125101250.372.454490.2861.6487.608NO.2-10001010001.811.62.54.5889.90610.98660.637NO.3-630106301.38.134.5624.94899.270646.797NO.4-800108001.549.92.54.5744.

10、9810.12551.218NO.5-400104000.925.83.24348.1485.31424.921NO.6-250102200.543.43.54215.923.8150616.1766NO.7400104000.925.83.24376.7966.06726.998计算各个车间变高压侧有功功率、无功功率、视在功率及功率因数 以车间变1为例：同理：补偿后最终个车间变高压侧相关计算数据如下：车间变NO.187.73334.82850.93NO.2837.456390.6070.906NO.3589.591278.7320.904NO.4701.865327.7930.906NO.5

11、328.863153.4640.906NO.6202.7151101.2090.896NO.7357.067164.0180.908第二章总配电变电所及配电系统设计一主接线设计二短路电流计算1、各阻抗计算公式 注：取=100MVA;分别可以取10.5kV、0.4 kV ；6.3 kV；，取可以为5.5 kA 、144.34 kA、 91.463 kA；（1） 电力系统的电抗标幺值（电阻忽略不计）X=短路点计算电压，取为比所在电网电压高5%电力系统的出口短路的短路容量（2）电力线路的阻抗标幺值电阻R=RL电抗X=XL（3）电力变压器的阻抗标幺值单位 S-变压器的额定容量 KvAU-短路计算点计算

12、电压kV-单位取MVA计算短路电流分别对各短路点计算其三相短路电流周期分量短路次暂态短路电流 短路稳态电流短路冲击电流及短路后第一个周期的短路全电流有效值（又称短路冲击电流有效值） 三相短路电流： 注：当时，可不计电阻 在无限大容量系统下 高压电路短路冲击电流及其有效值 低压电路的短路冲击电流及其有效值 5 短路容量： 2.短路电流计算的部分计算过程 以NO.1为例 max方式 min方式注：当计算侧电压为6.3kA时，无论计算最大运行方式还是最小运行方式，3短路计算计算结果汇总总配母线处0.4390.5941.6849.26223.61814.008168.4车间所132.43932.441

13、0.0314.4758.2334.8663.1车间所24.9364.9520.20229.14853.63231.69720.2车间所37.4397.450.13419.37435.6521.06913.4车间所46.046.050.16523.85843.89825.94516.5车间所510.43910.4470.095713.81625.42215.0249.57车间所616.43916.4490.06085.5614.1790.416.08车间所710.43910.4470.095713.81625.42215.0249.57总配母线处O.7730.871.1496.32216.121

14、9.562114.9车间所132.77332.7750.03054.4048.1034.7893.05车间所25.2735.2880.18927.2850.19629.66618.9车间所37.7737.7830.12818.54634.112420.16812.8车间所46.376.390.15722.65941.69324.64115.7车间所510.77310.780.092813.38924.63614.569.28车间所616.77316.7780.05965.45113.9018.2455.96车间所710.77310.780.092813.38924.63614.569.28三主

15、要电气设备选择一、 母线和电缆的选择和校验原则1、 母线和绝缘子的选择和校验原则（1）按经济电流密度选择母线的面积 注：经查表得铝芯电缆和铝母线的经济电流密度为，电缆：J=1.73A/母线：J=1.15A/A=188.4561.15=163.87mm2所以选取的母线规格：h×b=40×5mm 矩形铝导线（2）热稳定校验求得S1CItj得2001171×9.262×1.5 结果符合。 （3）动稳定校验通过校验 其中 将数据带入结果符合。2、母线绝缘子选择和校验选择ZA-10Y3、穿墙套管选择和校验根据电缆抗弯强度以及额定电压电流，选用CLB-10/400二

16、、 进线铝芯电缆的选择（1）10kV进线的选择（2）热稳定校验： 注：单位A热稳定满足要求。总之，经过选择和校验，得到从总配到七个车间变总共九条电缆的选型都是型号的电缆。三、 各车间变低压侧母线和绝缘子的选择1、各车间变低压侧母线的选择2、绝缘子的选择和校验：四、高低压电气设备的选择和校验1、 断路器高压断路器时供电系统中最重要的开关之一。所以在选择高压断路器时，除了考虑其额定电压，额定电流及动稳定和热稳定等因素外，还应校验其断流容量，即：（1）按正常工作条件选择断路器U, U（2）动稳定校验i,热稳定校验（3）断流容量的校验S选择低压断路器时，（1） 按正常工作条件选择断路器U, U（2）

17、校验最大分断电流是否大于冲击电流的最大值变压器高压侧断路器选择与校验变压器高压侧断路器额定电压kV额定电流A动稳定校验热稳定校验断流容量校验NO.1SN10-101063040>8.233300>3.1NO.2SN10-1010100080>53.632500>20.2NO.3SN10-101063040>35.65300>13.4NO.4SN10-101063040>43.898300>16.5NO.5SN10-101063040>25.422300>9.57NO.6SN10-101063040>14.179300>6.

18、08NO.7SN10-101063040>25.422300>9.57变压器低压侧断路器选择与校验变压器低压侧断路器额定电流A额定电压V最大分断电流kAkANO.1DZ20Y-200200380194.866NO.2DW48-160016003805031.697NO.3DW48-160016003805021.069NO.4DW48-160016003805025.945NO.5DZ20Y-6306303802315.024NO.6DZ20Y-400400380238.41NO.7DZ20Y-6306303802315.024kVAkA负荷侧断路器最大分断电流kAkANO.117

19、.714 11.134 DZ20Y-200144.866221.692 31.310 DZ20Y-200144.86639.615 13.878 DZ20Y-200144.8664139.800 201.784 DW15-400234.866NO.21715.380 1032.560 DW48-16005031.6872563.080 812.740 DW48-16005031.6873134.308 193.857 DW48-16005031.687NO.5165.625 94.722 DZ20Y-2001915.024221.250 30.672 DZ20Y-2001915.0243162

20、.785 234.960 DZ20Y-2002315.0244112.500 162.380 DZ20Y-2001915.024542.585 61.466 DZ20Y-2001915.024626.000 28.868 DZ20Y-2001915.024730.975 44.709 DZ20Y-2001915.024823.132 33.388 DZ20Y-2001915.02498.125 11.727 DZ20Y-2001915.0242 、隔离开关隔离开关因无切断故障电流的要求，所以它只根据一般条件进行选择，并按照短路情况下进行热稳定和动稳定的校验，即U动稳定校验i,热稳定校变压器高压

21、侧隔离开关(户内型)动稳定校验热稳定校验进线10.000 187.422 GN6-10T/20025.5>23.618NO.110.000 6.873 GN6-10T/20025.5>8.233NO.210.000 54.986 GN6-10T/100075>53.632NO.310.000 34.641 GN6-10T/40040>35.65NO.410.000 43.989 GN6-10T/60052>43.898NO.510.000 21.994 GN6-10T/20025.5>25.422NO.610.000 13.746 GN6-10T/20025

22、.5>14.179NO.710.000 21.994 GN6-10T/20025.5>25.422变压器低压侧刀开关动稳定校验热稳定校验NO.1180.422HD1114(200)手柄式15>8.233NO.21443.376HD1114(1500)杠杆式80>53.632NO.3909.327HD1114(1000)手柄式50>35.65NO.41154.701HD1114(1500)杠杆式80>43.898NO.5577.35HD1114(600)手柄式40>25.422NO.6360.844HD1114(400)手柄式30>14.179NO

23、.7577.35HD1114(600)手柄式40>25.422负荷侧刀开关动稳定校验热稳定校验NO.1111.134HD1114(100)手柄式15>8.233231.310HD1114(100)手柄式15>8.233313.878HD1114(100)手柄式15>8.2334201.780HD1114(400)手柄式30>8.233NO.211032.562HD1114(1500)杠杆80>53.6322812.736HD1114(1000)杠杆60>53.6323193.857HD1114(1000)杠杆60>53.632NO.5194.72

24、1HD1114(400)手柄式30>25.422230.672HD1114(400)手柄式30>25.4223234.960HD1114(400)手柄式30>25.4224162.380HD1114(400)手柄式30>25.422561.466HD1114(400)手柄式30>25.422628.868HD1114(400)手柄式30>25.422744.709HD1114(400)手柄式30>25.422833.388HD1114(400)手柄式30>25.422911.732HD1114(400)手柄式30>25.4223、电流互感器

25、（1） 电流互感器的额定电压应大于或等于安装地点的电网额定电压。（2） 电流互感器一次侧的额定电流应大于或等于线路最大工作电流的倍。（3） 电流互感器的测量精度与它的二次侧所接的负荷大小有关，即与它接入的阻抗Z的大小有关。、（4） 动稳定校验K=，热稳定校验注：-动稳定倍数；-热稳定倍数； -电流互感器额定一次电流；t-热稳定试验时间，取1s。电流互感器型号母线188.456LFZ1-10/300NO.16.873LFZ1-10/10NO.254.986LFZ1-10/75NO.334.641LFZ1-10/50NO.443.989LFZ1-10/75NO.521.99LFZ1-10/30NO

26、.613.746LFZ1-10/20NO.721.99LFZ1-10/30经动，热稳定校验，电流互感器均符合要求。4、电压互感器（1） 其额定电压要与供电电网的额定电压相同。（2） 适合的类型：户内式；户外式。（3） 应根据电压互感器的测量精度要来确定二次侧允许接入的负荷。即：S（4） 由于电压互感器两侧均装有熔断器，故不需要进行短路条件下的动稳定和热稳定校验 说明：关于电压，电流互感器的装设地点，考虑到以下几个方面（1） 在总配线进线处装设电流互感器，起到测量电流的作用。（2） 在总配母线处装设电压互感器，起到测量电压的作用，与进线电流互感器相配合。实现10KV侧高压电能计算（3） 在总配出

27、线处安装电流互感器，为线路保护及变压器保护提供实时电流值。（4） 本厂只在10KV总配进行计算，且低压侧各种保护措施不需电流实时值，低压侧均不加设电流互感器。经查表比较得比较得电压互感器型号母线JSJW-10 1000/100/100/3NO.1JSJW-10 1000/100/100/3NO.2JSJW-10 1000/100/100/3NO.3JSJW-10 1000/100/100/3NO.4JSJW-10 1000/100/100/3NO.5JSJW-10 1000/100/100/3NO.6JSJW-10 1000/100/100/3NO.7JSJW-10 1000/100/100/35、设备选择汇总表电压等级设备型号10kV进线高压断路器SN10-10（2）高压隔离开关GN6-10T/200（4）电流互感器LFZ1-10/300（8）电压等级(设备型号)电压等级）电压等级(设备型号)电压等级）NO.110kV侧高压断路器SN10-10（2）NO.210kV侧高压断路器SN10-10（2）高压隔离开关GN6-10T/200（4）高压隔离开关GN6-10T/1000（4）电