工厂供电课程设计3

1、Y=Piyi P2y2P 3y3 P 4y4 P 5y5P 6y P7y7 P8y8 P9y9P1 P 2 P 3 P 4 P5 P6 P7 P8 P 9_ 164 5.2 255 6.7 407 6 206 6.7 206 3.4 21 1.8 306 5.7 410 2.4 250 8=164 255 407 206 206 21 306 410 250=5.3(cm)由计算结果可知，工厂的负荷中心在1号厂房(机修车间)的西面，参看图3。考虑到方便进出线和风向及周围环境情况，决定在1号厂房(机修车间)的北侧紧靠厂房修建工厂变电所，其型式为附设式。工厂生活区g邻厂注活区负荷中心C ID. 5

2、f S)37(10.5, 5)(6- 6.7)4 5，fi. 7)(1)5, 2.)£北厂(S- LS)8gioii图3各车间分布图",5. 7)鎌主干线Y/cm 丿W厂 总平面圍 比例11 2000第三节 变电所主结线方案的设计按上面考虑的两种不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如图4所示(低压侧主结线从略)(2) 装设两台主变压器的主结线方案如图5所示(低压侧主结线从略)(3) 两种主结线方案的技术经济比较如附表4所示附表4两种主结线方案的技术经济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 术 指 标供电安全性满足要求满足

3、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 综合投资额由设指中表2-8查得S9-800单 价为9.11万兀，总投资为 2 X 9.11 万兀=18.22万兀由表设指中表 2-8查得S9-500 单价为6.33万元，综合投资为2X2X 6.33=25.32 万元。比一台多投资3.8力兀高压开关柜(含 计量柜)的综合 投资额由设指中表 4-10得GG-1A(F) 型柜按每台3.5万元计，由表4-11 得综合投资设备价按 1.5倍计，共

4、 5台总投资为 5X 1.5 X 3.4 万元 =25.5力兀本方案5台GG-1A ( F)型柜，综合投资为5 X 1.5 X 3.5万元=26.25万元，比一台多投资 0.7万元电力变压器和 高压开关柜的 年运行费由设指中表4-2得总折旧费=18.22 X 5%+25.5X 6%维修管理费 =(18.22+25.5 ) X 6%总计为5.0642万元总折旧费=25.32 X 5%+26.25 X 6%维 修管理费=(25.32+26.25 ) X 6% 总计为6.4288万元，比一台多投资 1.3646万元交供电部门的 一次性供电贴 费按800元/kVA计，贴费为800 X 0.08万兀=6

5、4万兀贴费为2 X 500X 0.08万兀=80万兀，比一台多投资16万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案，略优先于装设一台主变压器的主 结线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优先于装设两台主变的方案，因考虑到工厂将来的发展余地，所以决定采用装设两台主变的方案。SS72220/380VFS|$*30-00 1口Z0, 4kVGG-C-G&-GG-LA1±(F?lAlF)1A（F）"03-54-0T*07高压柜列GG-GG-GAGG-&G-1A（F）1A CF)1A（J）iaCf)1A（F）-113-11-01-07-54主喪弓茲备

6、）图4装设一台主变压器的主结线方案图5装设两台主变压器的主结线方案第四节 变电所主变压器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有下列两种方案：1、装设一台主变压器型式采用S9式，容量根据公式SNT S30 ,根据设计指导书中表2-8可查得SNT=800kVA S30=756kVA。考虑到756kVA和800kVA十分接近，而从工厂的发展前途应选台S9-1000/10型低压损耗变压器。至于工厂二级负荷的备用电源，由邻近单位相联的高压联络线来 承担。2、装设两台主变压器根据设计指导书，型号采用S9，容量根据公式：SNT =（0.60.7） X756=（453.6529.2）kVATy

7、nO。因此选两台S9-500/10型低压损耗变压器。工厂二级负荷的备用电源亦由邻近单位相联的高压联 络线承担，主变压器的联结组别均采用第五节 短路电流的计算图6短路计算电路2、k-1点的三相多路电路和短路容量(Uc1=10.5kV)(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗1 )电力系统的电抗：由教材附录表 8，已知Soc =500MVA因此 x仁匕彳SOC(10-5KV)2 =0.22Q500MVA2)架空线的电抗：LGJ-150由设指中表 8-36得Xo=O.36 Q /km因此 X2=X0l=0.36Q /km X8km=2.8 Q3)绘k-1点短路的等效电路如图7-1所示，并计算其总电抗

8、如下:x (k)=X1 +X 2=0.22 Q +2.8 Q =3.02 QXIk-1X2图7-1 k-1点短路的等效电路(2)计算三相短路电流和短路容量1 )三相短路电流周期分量有效值(3)k1Uc110.5kv2.0kA3X、(kj)3 3.82门2)三相次暂态电流和稳态电流I ® “(吃-I (3)k, =2.0kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值(3)iSh3)=2.55l =2.55 2.0kA=5.1kA I 鼎=511 =1.51 2.0kA=3.02kA3、k-2点的三相多路电路和短路容量（UC2=0.4KV）（1）计算短路电路中各元件的电抗及总电抗1

9、）电力系统的电抗：因此X!U2C2 .(0.4KV)2SOC = 500 MVA= 3.2 10-4'12)架空线的电抗：因此 X2 =乂01(匕)2 =0.36/km 8km (空理)2 =4 io'U C110.5kv3）店里变压器的电抗：查设指中表2-8得Uk%=4因此x3 =x4Uk%U；100 sN_ 4(0.4kV)2100 500kVA= 1.3 10, k Q4）绘k-2点短路的等效电路如图7-2所示，并计算其总电抗如下:Xx(klX； X2 X3 X4 =3.2 10名 4 101.3 10/2 = 1.082 10图7-2 k-2点短路的等效电路（2）计算三

10、相短路电流和短路容量1 ）三相短路电流周期分量有效值(3)k2UC20.4kv3 1.082 10%= 21.3kA2） 三相次暂态电流和稳态电流| "3）工丨（3） ： - I （3）kd -21.3kA3）三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值iSh> =1.841 =1.84 21.3kA = 39.2kA I= 1.091 =1.09 21.3kA = 23.2kA4）三相短路容量 Sk3! = 3UC2Ik3l 二 3 0.4kV 21.3kA = 14.8MVA以上计算结果综合如表 5所示表5短路计算结果短路计 算三相短路电流/kA三相短路容量/MVAI(3)

11、 kI “（3）I%i(3) ishI (3)I shq(3)Skk-12.02.02.05.13.0736.4k-221.321.321.339.223.214.8第六节变电所一次设备的选择和校验、10KV侧一次设备的选择校验（表 6）表2-6 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 度热稳定度其它装置地 点条件参数U n /kV130/A (3)1 klkAiSP/kA|2t1 oa I max数据1028.92.05.12.02 汉 1.8 = 7.2一 次设备型号规格额定参数U NI NI OCmaxIt2t高压少油断路 器SN10-10I/630106301

12、640216 汉 4 = 1024高压隔离开关6G N8 -10/2001020025.5102 x 5 = 500高压熔断器RN2-10100.550电压互感器JDJ-1010/0.1电压互感器JDZJ-1010 0.1 0.1 l=l x3 <33电流互感器LQJ-1010100/531.8(90汉 Q1)2 "=81二次负荷 0.6 Q避雷器FS4-1010户外式高压隔 离开关GW4-15G/20015200上表中所选设备均满足要求。备注：上表中高压少油断路器由教材中附表 8查得；高压隔离开关、高压熔断器、电压互 感器、电流互感器、户外式高压隔离开关分别为设指中的表5-1

13、5、表5-20、表5-24、和表5-22查得。二、380V侧一次设备的选择校验（表7）表2-7 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 度热稳定度其它装置地 点条件参数U N /V130/AI (3)I k/kA(3)ish)/kA| (3)2t1 cO I max数据380总 111021.339.2221.3 汇 0.7=3176一次设备型号规格额定参数U NI NIOCi maxlt2t低压断路器DW15-1500/3电动3801500一般40低压断路器DZ20-630380630（大于I 30 ）一般30低压断路器DZ20-200380200（大于I 30 ）

14、25低压到开关HD13-1500/303801500电流互感器JMZJ1-0.55001500/5电流互感器LMZ1-0.5500160/5100/5上表中所选设备均满足要求。备注：上表中低压断路器、低压到开关、电流互感器分别为 设指中的表5-16和表5-17、表5-18、表5-23中查得。第七节 变电所进出线及和邻近单位联络线的选择一、10KV高压进线的选择校验和引入电缆的选择 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|30=2|nt=2X 28.9A=57.8A及室外环境温度 33oC,查设指中表 8-35LJ型铝绞线的主要技 术数据表，初选 LJ-16，其35

15、oC时的lai疋93.5> I 30,满足发热条件。2、校验机械强度查设指中表8-33，最小允许截面 Amin=35mm2，因此LJ-16不满足机械强度要求，所以改选LJ-35，由于此线路很短，不需校验电压损耗。3、有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) 按发热条件选择。由I 30=| nt=28.9A及土壤温度25oC查设指中表8-43，初选缆芯为25mm2的交联电缆，其lai =90A> I 30,满足发热条件。2) 校验短路了稳定。按设指中公式 5-40计算满足短路热稳定的最小截面Amin = I(3)

16、 t'ma 二 20000.75 mm2 二 22.3mm2 A = 25mm2C77式中C母线材料的热稳定系数，查设指中表 5-12得。因此 YJL22-10000-3 X 25电缆满足要求。二、高低压母线的选择参照设指中表5-25 ,10KV母线LMY-3(40 X4),即母线尺寸为 40mnX4mm380V母线LMY-3(120 X 10)+8 X 6,即相母线尺寸为 120mnX 10mm中性母线尺寸为 80mnX 6mm表中选择的母线尺寸，一 般均满足短路动稳定和热稳定要求，因此不必再进行短路校验。三、380V低压出线的选择1馈电给1号厂房（机修车间）的线路由于机修车间就在变

17、电所旁边，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铝心导线BLV-1000型（见设指中表 8-29）5根（3根相线、1根中性线、1根保护线）穿硬塑料管埋地敷设。1 ）按发热条件选择。由I 30=78.2 A及土壤温度25oC,查设指中表8-43，初选缆芯为25mm2的交联电缆，其lai =90A> I 30,满足发热条件。2 2按规定，中性线和保护线也选为25 mm，和相线截面相同，即选用 BLV-1000-1 x25 mm 塑料导线5根穿管内径25mm的硬塑管。2） 校验机械强度。查设指中表 8-34，最小允许截面 Am i=2.5 mm2，因此上面所选25mm2 的相线满足机械强度要求。

18、3） 校验电压损耗。所选穿管线，估计长度50m,而由设指中表8-38查得Ro=1.36 Q /km （按缆芯工作温度75oC计），Xo=0.09 Q /km，又机修车间的P30=35.2k W, Q0=37.4kvar，因此由= （pR qx）及.：u%_.：ual% 得：U NA1135.2 x （1.36X0.05） +37.4X（0.09 x 0.05）-U6.7V0.38 ：U% =（6.7V/380V） 100% =1.8% ：Ual%5%满足允许电压损耗 5%的要求。2、馈电给2号厂房（电镀车间）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

19、。由130=242.6 A及土壤温度25OC,查设指中表8-43，初选185 mm2 ,其Ial =273A > I 30,满足发热条件。2） 校验电压损耗。由图 3所示平面图量的变电所至2号厂房距离约为22m （从图中的负荷中心量到2号厂房的负荷中心点处距离按1 : 2000比例求得，下同），而由设指中表 8-41查得Ro=0.21 Q /km, Xo=0.07 Q /km，又电镀车间的 P30=129kW, Q30=93.8kvar，因此AU = 129 汇（0.21 汉 0.022） +93.8（0.07 汉 0.022） _16 1V0.38.：U % = （16.1V/380V

20、） 100% =4.2% :Ual %5%满足允许电压损耗 5%的要求。3）短路热稳定度校验。按设指中 5-40式求满足短路热稳定度的最小截面Amin T （3）丄 =21300-075 mm2 = 243mm2C76式中tma 变电所高压侧过电流保护动作时间按0.5S整定（中断变电所），再加上断路器短路时间0.2s,再加0.05s （参看设指中 5-33式）。由于前面所选 185 mm2的缆芯截面小于Amin，不满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯为2240 mm 的聚氯乙烯电缆，即VLV22-1000-3 X 240+1 X 120的四芯电缆（中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同）。3、馈电

21、给3号厂房（工具车间）的线路也采用 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130=309.6 A及土壤温度25OC,查设指中表8-43，初选240 mm2 ,其I al =319A > I 30,满足发热条件。2）校验电压损耗。由图3所示平面图量的变电所至3号厂房距离约为66m，而由设指中表 8-41 查得 Ro=0.16 Q /km , Xo=0.07 Q /km，又工具车间的P30=126.3k W, Q0=159.6kvar，因此=5.45V126.3 (0.16 0.066)159.6 (0.07 0.066)0.38U % = (5.

22、45V /380V)100% =1.4% . U al %5%满足允许电压损耗 5%的要求。3）短路热稳定度校验。按设指中5-40式求满足短路热稳定度的最小截面Am “(3)片=21300 詈 mm_243mm2由于前面所选240 mm2的缆芯截面略小于Amin，满足短路热稳定度要求，因此选缆芯为2240 mm 的聚氯乙烯电缆，即VLV22-1000-3 X240+1 X 120的四芯电缆。4、馈电给4号厂房（热处理车间）的线路也采用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I 30=234.1 A及土壤温度25oC,查设指中表8-43，初选150 mm2

23、 ,其Ial =242A > I 30,满足发热条件。2） 校验电压损耗。由图3所示平面图量的变电所至4号厂房距离约为60m，而由设指中表 8-41 查得 Ro=0.25 Q /km , Xo=0.07 Q /km，又热处理车间的Ps0=124.8kw, Q$0=90kvar，因此A 124.8 x （0.25 x 0.06） +90 x （0.07 汇 0.06）U5.9V0.38U % = （5.9V/380V） 100% =1.5% :Ual %5%满足允许电压损耗 5%的要求。3）短路热稳定度校验。按设指中5-40式求满足短路热稳定度的最小截面（3） - tima0.7522Am

24、in =I21300mm 243mmC76由于前面所选150mm2的缆芯截面小于 Amin,不满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯为240 mm2的聚氯乙烯电缆，即VLV22-1000-3 X 240+1 X 120的四芯电缆。5、 馈电给5号厂房(装配车间)的线路也采用 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I 30=134.5A及土壤温度25oC,查设指中表 8-43，初选70mm2，其lai =157A> I 30,满足发热条件。2) 校验电压损耗。由图3所示平面图量的变电所至5号厂房距离约为50m，而由设指中表 841 查得 Ro=0.54

25、 Q /km , Xo=0.07 Q /km，又装配车间的 P30=64.8k w, Q30=60.1kvar，因此64.8 汉(0.54 汉 0.05) +60.1 汉(0.07 汉 0.05)-U5.2V0.38. ：U% =(5.2V/380V) 100% =1.4% ：Ual %5%满足允许电压损耗 5%的要求。3) 短路热稳定度校验。按设指中5-40式求满足短路热稳定度的最小截面.(3) ptjma一£0.752 c 2Amin =丨：=21300 江mm = 243mmC76由于前面所选70mm2的缆芯截面小于 Amin，不满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯为240mm2

26、的聚氯乙烯电缆，即VLV22-1000-3 X 240+1 X 120的四芯电缆。6、馈电给6号厂房(仓库)的线路也采用 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|30=15.6A及土壤温度25oC,查设指中表 8-43，初选4mm2,其lai =31A> I 30，满足发热条件。2) 校验电压损耗。由图3所示平面图量的变电所至6号厂房距离约为80m，而由设指中表 8-41 查得 Ro=9.45 Q /km, Xo=0.093 Q /km，又仓库电镀车间的P30=8.8k W, Q0=5.2kvar，因此AU8.8 x (9.45 況 0.08 )

27、 +5.2 x (0.093 x 0.08) _17 6V0.38.-：U % = (17.6V / 380V)100% =4.6% AUai%5%满足允许电压损耗 5%的要求。3) 短路热稳定度校验。按设指中5-40式求满足短路热稳定度的最小截面(3) ：ftima0.7522Amin T =21300 mm 243mm _C76由于前面所选4mm2的缆芯截面小于 Amin，不满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯为240 mm2的聚氯乙烯电缆，即 VLV22-1000-3 X 240+1 X 120的四芯电缆。7、 馈电给7号厂房(铸造车间)的线路也采用 VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝心

28、电缆直接埋地敷设。1 )按发热条件选择。由I 30=199.0 A及土壤温度25oC,查设指中表8-43，初选120 mm2 ,其I ai =212A > I 30,满足发热条件。2)校验电压损耗。由图 3所示平面图量的变电所至7号厂房距离约为106m，而由设指中表 8-41 查得 Ro=0.31 Q /km , Xo=0.07 Q /km，又铸造车间的P30=94.8k w, Qo=90.2kvar，因此94.8 汉（0.3仆 0.106） + 90.2 疋（0.07 疋 0.0106） ：U10.3V0.38：U% =（10.3V/380V） 100% =2.7% ：Uai%5%满足

29、允许电压损耗 5%的要求。3）短路热稳定度校验。按设指中 5-40式求满足短路热稳定度的最小截面Amin =|（3）= 213000.75 mm2 = 243mm2C76由于前面所选120mm2的缆芯截面小于 Amin，不满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯为240 mm2的聚氯乙烯电缆，即 VLV22-1000-3 X 240+1 X 120的四芯电缆。8、 馈电给8号厂房（金工车间）的线路也采用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I 30=195.4 A及土壤温度25oC,查设指中表8-43，初选120 mm2 ,其I al =212A >

30、I 30,满足发热条件。2） 校验电压损耗。由图3所示平面图量的变电所至8号厂房距离约为80m，而由设指中表 8-41 查得 Ro=0.31 Q /km , Xo=0.07 Q /km，又金工车间的 P30=88kW, Q30=73.6kvar，因此心 88x（0.31 X0.08）+73.6x（0.07 x 0.08） “二 U6.8V0.38 ：U% =（6.8V/380V） 100% =1.8% ：U al %5%满足允许电压损耗 5%的要求。3）短路热稳定度校验。按设指中 5-40式求满足短路热稳定度的最小截面（3） V t imaJ0.7522Amin =1（丿一 =21300mm

31、= 243mmC76由于前面所选120 mm的缆芯截面小于 Amin ,不满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯为240 mm的聚氯乙烯电缆，即 VLV22-1000-3 X 240+1 X 120的四芯电缆。9、 馈电给生活区的线路采用LJ铝绞线架空敷设。1 ）按发热条件选择。由|30=51OA及室外环境温度 33oC,查设指中表8-35，初选LJ-240 ,其33oC时的I al =548A> I 30，满足发热条件。2） 校验机械强度。由设指中表8-33查得最小允许截面 Amin =16 mm2因此LJ-240满足机械强度要求。3） 校验电压损耗。由图3所示平面图量的变电所至生活区距离

32、约为80m，为了确保生活用电（照明、家电）的电压质量，决定采用两回LJ-120架空线路对生活区供电。由设指中表 8-35查得的 Ro=0.28 Q /km ,沟=0.3 Q /km （接线间几何均距按 0.6m计），又生活区的P30=175kW,Q30=84kvar，因此p (175/2) x (0.28 x 0.08) + (84/2)x(0.07x0.08)下出：-038_ .：U% =(7.8V/380V) 100% =2.1% ：Uai%5%满足允许电压损耗 5%的要求。中性线采用LJ 70铝绞线。四、作为备用电源的高压联络线的选择校验采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝心电

33、缆，直接埋地敷设，和相距约2km的邻近单位变配电所的10kV母线相联。(1) 按发热条件选择工厂二级负荷容量共285.3kVA，130 = 285.3kVA/ , 3 10kV = 16.5A，最热月土壤平均温度为25oC,因此查设指中表 8-43，初选缆芯截面为 25 mm2的交联聚乙烯绝缘铝心电缆，其 Ial =90A > I 30，满足发热条件。(2) 校验电压损耗 查设指中表 8-41得电缆为25mm2的铝心电缆的 Ro=1.54 Q /km (缆 芯温度按 80 o C 计)，Xo=0.12 Q /km ,而二级负荷的 P30= ( 129+94.8 ) kW=223.8kW,

34、Q30=(93.8+90.2)kvar=184 kvar,线路长度按 2km计，因此,223.8x(1.54 x 2) +184x(0.12x2)”U73.3V10 ：U % =(73.3V/10000V) 100% =0.73% . ：Ual %5%满足允许电压损耗 5%的要求。(3) 短路热稳定校验按本变电所高压侧短路电流校验，由前述引入电缆的短路热稳定度校验，可知缆芯为 25mm2的交联电缆是满足了稳定要求的。而邻近单位10kV的短路数据不知，因此该联络线的短路热稳定度校验计算无法进行，只有暂缺。综合以上所选变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格如附表8所示。附表8变电所进出线和联络线的型号规格线路名称导线或电缆型号10kV电源进线LJ-35铝绞线(三相三线架空)主变引入电缆YJL22-10000-3 X 25交联电缆(直埋)380V低压 出 线至1号厂房BLV-1000-1 X 25铝心线5根穿内径25mm硬塑管至2号厂房VLV22-1000-3 X 240+1 X 120 四芯塑料电缆(直埋)至3号