某工厂配电室电气设计方案

工厂供配电设计说明书前言目录（一）负荷计算和无功功率补偿1计算负荷编号厂房名称类型Tanϕ计算负荷Pc/kwQc/kvarSc/KVAAc/A1铸造车间动力1.17172201照明07.20小计179.22012694092锻压车间动力1.17108126.4照明080小计116126.41722613金工车间动力1.17114133.4照明08.10小计122.1133.41812754工具车间动力1.17171472照明00.80小计147.81722271315电镀车间动力0.75198148.5照明07.20小计205.2148.52533846热处理车间动力0.7513299照明0700小计139991712607装配车间动力0.887263.36照明070小计7963.361011538机修车间动力1.026970.38照明03.50小计72.570.381011539锅炉房动力0.759672照明01.80小计97.87212118510仓库动力0.4894.32照明01.40小计10.44.3211.317.211生活区照明03600360547总计（380V侧）动力270015291090.4照明524计入K∑P=0.8KIq=0.851223.2926.8153523322无功功率补偿该厂380V侧最大负荷时的功率因素只有0.8，而供电部门要求该厂10kV进线侧最大负荷时功率因素不得低于0.9，考虑到主变电器的无功损耗大于有功损耗，因此380V侧功因素取0.92.补偿容量Qc=Pcc(tanϕ1-tanϕ2)=1223.2[tan(arccos0.8)-tan(arccos0.92)]kvar=397kvar选择并联电容器为BW0.4－14－3型，需要台数N=补偿容量29×14=406kvar主变压器功率损耗P损=0.015S=20Kw Q损=0.06S=80位置cosϕ无功补偿后的计算负荷Pc/kwQc/kvarSc/KVAAc/A380V侧补偿前负荷0.81223.2926.815352332380V侧无功补偿容量－406380V侧补偿后负荷0.921223.2520.8132.9201910kV侧负荷总计1243.2600.8138180（二）变电所位置和型式的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按功率矩法确定。以3号车间为直角坐标系原点，东西方向为X轴指向，南北方向为Y轴指向，设负荷中心位置于P（x,y）处。P1（0,3.5）P2（0,2）P3（0,0）P4（2.5,5.5）P5（2.5,3.5）P6（2.5,2）P7（2.5,0）P8（7,4）P9（6.5,2）P10（5.5,0.5）P主（9,6）x==3.8y=由计算结果可知，工厂的负荷中心在5号厂房的车南角，考虑到方便进出线及周围环境情况，决定在5号厂房的车间侧紧靠厂房修建工厂变电所，其型式为附设式。（三）变电所主变压器和主接线的选择1.变电所主变器的选择装设一台主变器，型式采用S9；而容量根据计算负荷，选SN.T=1600Kva>S=1381kVA，即选一台S9－1600/10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元相联的高压联络线来承担。（注意：由于二级负荷选643kVA,380V侧电流达2.93kA，距离较长，因此不能采用低压联络线作备用电源）。装设两台主变压器，型号亦采用S9，每台容量按下式选择即SN.T≈(0.6～0.7)×1381Kva=(828.6～966.7)kVA而且SN≥SC(Ⅱ)=643Kva因此选择两台S91000/10型低压损耗配电变压器工厂二级负荷的备用电源与邻近单位的电压联络线来承担。主变压器的联络组均采用Yynoo.2.变电所主接线方案的选择，接上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种接线方案。装设一台主变压器。装设两台主变压器。两种主接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主变并列，电压损耗略小灵活方便性只一台主变，灵活性较差由于两台主变，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济指导电力变压器的综合投资查得S9－1600单价为151800元，而由表查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此综合投资为2×15.18万元=30.36万元S9－1000单价为10.76万元，因此两台综合投资为4×10.76万元=43.04万元，比方案一多投资12.68万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资查表得GG－(ACF)型柜接每台3.5万元计，查表得其综合投资接设备价1.5倍计，因此其综合投资约为4×1.5×3.5万元=21万元本方案采用6台GG－(ACF)柜，其综合投资额为6×1.5×3.5万元=31.5万元，比方案一多投资10.5万元电力变压器和高压开关柜的年运费主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为5.86万元主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为8.18万元，比方案一多花2.32万元变供电部门的一次性供电贴费按150元/kVA计，贴费为1600×0.015万元=24万元贴费为2×1000×0.015=30万元，比方案一多6万元（四）短路电流的计算k-2k-1（1）1.绘制计算电路k-2k-1（1）（3）LGJ—150，1.5km（2）∞系统500MVA（3）LGJ—150，1.5km（2）∞系统500MVA0.4kV10.5kV0.4kV10.5kVS9S9—10002.确定基准值设Sd=100MVA,Ud=Uv,即高压侧Ud1=10.5kV,低压侧Ud2=0.4kV,Id2===144kAId2===144kAId1===5.5kA3.计算短路电路中各元件的电抗标幺值（1）电力系统X*1=100MVA/500MVA=0.2(2)架空线路查表得，LGJ-150的x0=0.36Ω/km,而线路长1.5km,故X*2=（0.361.5）100/10.5=0.49(3)电力变压器X*3=4.54.计算k-1点的短路总店康即三相短路电流和短路容量（1）总电抗标幺值X*Σ（k-1）=0.449（2）三相短路电流周期分量有效值Ik-1(3)=12.25kA(3)其他短路电流I（3）=8kAish(3)=20.4kAIsh(3)=1.51I（3）=12.08kA(4)计算短路容量S(3)k-1=222.7MVA5.计算k-2点的短路总店康即三相短路电流和短路容量（1）总电抗标幺值X*Σ（k-2）=2.699（2）三相短路电流周期分量有效值Ik-2(3)=53.53kA(3)其他短路电流ish(3)=98.5kAIsh(3)=1.51I（3）=58.34kA(4)计算短路容量S(3)k-2=37.47MVA以上计算结果综合如下表短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAIk(3)I‘’（3）I∞(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)k-188820.412.08222.7k-253.5353.5353.5398.558.3437.47(五）设备的选择校验1.10kV一次侧设备的选择校验。选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数一次设备型号规格数据10kv79.7A（）9.9kA25.245kA额定参数高压少油断路器SN10—10I/63010kv630A16kA40kA1高压隔离开关6N—10/20010kv200A—25.5kA高压熔断器RN2—1010kv0.5A50kA——电压互感器JDJ—1010/0.1kv————电压互感器JDZJ—1010/0.1/0.1/3kv————电流互感器LQJ—1010kv100/5A—31.8kA1=81避雷器FS4—1010kv——户外式高压隔离开关GW4—15G/20015kv200A由上表知所选设备均满足要求。2、380V侧一次设备的选择校验。选择检验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点参数数据380V总2019A51.2kA36.2kA272一次设备型号规格额定参数低压断路器DW15—2500/3380V2500A60kA低压断路器DZ20—1250380V1250A一般50kA低压断路器DZ20—200380V200A一般25kA低压刀开关HD13—2500/30380V2500A—电流互感器LMZJ1—0.5500V1500/5A—电流互感器LMZ1—0.5500V160/5A100/5A—由上表知所选设备均满足要求。3、高低压母线选择。10kA母线选LMY—3（404），即母线尺寸为40mm40mm；38V母线选LMY—3 （12010）+806，即相母线尺寸为12010mm，中兴母线尺寸为80mm6mm。变电所进出线和与邻近单位联络线的选择。 1、10kV高压进线和引入电缆的选择。（1）10kV高压进线的选择检验。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。==79.7A及室外环境温，查表，初 选LJ—16，其时，=95A>，满足发热条件。2）机械强度检验。查表，最小允许截面=35，因此LJ—16不 满足机械强度要求，故改选LJ—35。由于线路很短，不需校验电压损耗。（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==79.7A及室外环境温，查表， 初选缆芯为25的交联电缆，其=90A>，满足发热条件。2）校验短路热稳定。按式计算妈祖短路热稳定的最小截面 ==148.46>A=25。因此选YJL22—10000—3150电缆。2、380V低压出线选择。馈电给1号厂房的线路采用BV型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。1）按发热条件选择。=409A及地下0.8m土壤温度为，查表，初 选150，其=430A>，满足发热条件。2）校验电压损耗。由平面图量得变电所至1号厂房距离约100m，查表的， 150钼芯，电缆的=0.15/km（按缆芯，工作温度计 =0.07/km），又1号房的=179.2kW，=201kvar，因此得：=%=10.7/380100%=2.8%<5%,满足允许电压损耗5%的要求。（2）馈电给2号厂房的线路，采用BLV聚氯乙烯绝缘电缆直埋敷设。缆芯截面积 120，变电所至2号厂房距离约100m，查表得铝芯电缆的=0.31/km，=0.07/km，又厂房2的=116km，=126.4kvar，因此得:=%=11.8/380100%=3.15%<5%，满足要求。因此选择BLV：3120+170的四芯电缆。馈电给3号厂房，采用BLV，缆芯截面积选择120。变电所至3号厂房 距离约150m，=122.1kw，=133.4kvar。=%=18.6/380100%=4.9%<5%，满足要求。因此选择BLV：3120+170的四芯电缆。馈电给4号厂房的线路，选择BLV铝芯导线，缆芯截面积选择50，直 接敷设。变电所至4号厂房约100m距离，查表得：=0.76/km，=0.07/km。=%=32.7/380100%=8.6%>5%,不满足电压损耗要求。因此选择70的电缆，=0.54/km，=0.07/km=%=9.2/380100%=2.4%<5%,满足要求。因此选择BLV：370+150的电缆。（5）馈电给5号厂房的线路，由于电镀车间在变电所的旁边而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铜芯，导线BV—10000型5根（3根相线，一根中性线，一根保护线）埋地敷设。1）按发热条件选择。由=384A及环境温度，查表得，相线选 150，中线和保护线选择95。变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定高压断路器的操动机构控制与信号回路。断路器采用手力操动机构，其控制与信号如图。变电所的电能计量回路。变电所高压侧装设三相有功电度表和无功电度表，分别计量全厂消耗的有功电能和无功电能，并据以计算每月工厂的平均率因数。计量柜由上级供电部门加封和管理。变电所的测量和绝缘监察回路。变电所高压侧装有电压互感器—避雷器柜，其中电压互感器为三个JDZJ—10型，组成//（开口三角）的结线，用以实现电压测量和绝缘监察，其结构图如下：作为备用电源的高压联络线上，装有三相有功电度表、三相无功电度表和电流表，结线图如下。高压进线上，亦装有电流表。低压侧的动力线上，均装有有功电度表和无功电度表，低压照明线路上装有三相四线有功电度表。低压并联电容器组线路上，装有无功电度表。每一回路均装有电流表。低压母线装有电压表。仪表的准确度等级按规范要求。变电所的保护装置主变压器的继电保护装置1）装设瓦斯保护。当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降，瞬时动作与信号;当产生大量瓦斯时，应动作于高压侧断路器。2）装设反时限过电流的保护①过电流保护动作电流的整定，，，因此动作电流为：，整定为20A②过电流保护动作时间的整定：因本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流保护的动