工廠低壓配電系統(tǒng)設計01

1、酒 泉 職 業(yè) 技 術 學 院畢 業(yè) 設 計（論 文） 2014 級 專業(yè)題 目： 畢業(yè)時間： 學生姓名： 張宏澤 指導教師： 班 級： 2014年 5月20日摘 要：電能是工業(yè)生產的主要動力能源，工廠供電設計的任務是從電力系統(tǒng)取得電源，經過合理的傳輸、變換、分配到工廠車間中每一個用電設備上，隨著工業(yè)電氣自動化技術的發(fā)展，工廠用電量快速增長，對電能質量、供電可靠性以及技術經濟指標等的要求也日益提高，供電設計是否完善，不僅影響工廠的基本建設投資、運行費用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠的可靠性和工廠的安全生產上，它與企業(yè)的經濟效益、設備和人身安全等是密切相關的。關鍵詞；變電所；變壓器；工廠負荷

2、；接線方案；防雷及接地保護目 錄前言11 車間的負荷計算及無功補償21.1 負荷計算的目的、意義及原則21.2 工廠負荷情況31.3 計算負荷、無功負荷、視在負荷的計算51.4 無功補償的主要作用82 確定車間變電所的所址和形式82.2 變電所的形式（類型）103 確定車間變電所主變壓器型式，容量和臺數及主結線方案124 短路計算144.1 計算k-1點的短路電流和短路容量（UC1=10kv）154.1.1 計算短路電路中各無件的電抗154.1.2 計算三相短路電流和短路容量164.2 計算k-2點的短路電流和短路容量（UC2=0.4kv）164.2.1 計算短路電路中各無件的電抗164.2.

3、2 計算三相短路電流和短路容量175 一次設備的選擇185.1 電氣設備選擇的一般原則185.2 高低壓電氣設備的選擇185.2.1 按工作電壓選擇185.2.2 按最大負荷電流選擇電氣設備的額定電流185.2.3 對開關類電氣設備還應考慮其斷流能力195.2.4 隔離開關、負荷開關和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗196 選擇車間變電所高低進出線截面216.1 變壓器高壓側進線電纜截面選擇216.2 380V低壓出線的選擇217 選擇電源進線的二次回路及整定繼電保護。227.1 測量與指示227.2 繼電保護238 車間變電所的防雷保護及接地裝置的設計。248.1 防直擊雷248.2 避雷器的選擇(防

4、雷電波)249 車間變電所主結線電路圖25結束語26參考文獻:26前言現(xiàn)在除個別大型工業(yè)聯(lián)合企業(yè)有自備電廠外，絕大多數工廠都是從國家電力系統(tǒng)取得電能的，因此，工廠工業(yè)負荷是電力系統(tǒng)的主要用戶，工廠供電系統(tǒng)也是電力系統(tǒng)的一個組成部分，保證安全供電和經濟運行，不僅關系到企業(yè)的利益，也關系到電力系統(tǒng)的安全和經濟運行以及合理利用能源。工廠供電設計必須遵循國家的各項方針政策，設計方案必須符合國家標準中的有關規(guī)定，同時必須滿足以下幾項基本要求：1、安全：在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。2、可靠：應滿足能用戶對供電可靠性的要求。3、優(yōu)質：應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求。4、經

5、濟：供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用低，并盡可能工節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。此外，在供電工作中，應合理地處理局和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部和當前和利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。本設計的主要內容包括：車間的負荷計算及無功補償，確定車間變電所的所址和型式，車間變電所的主接線方案，短路電流計算，主要用電設備選擇和校驗，車間變電所整定繼電保護和防雷保護及接地裝置的設計等。工廠分布圖1 車間的負荷計算及無功補償1.1 負荷計算的目的、意義及原則（1）供電系統(tǒng)要能安全可靠地正常運行，其中各個元件（包括電力變壓器、開關設備及導線、電纜等）都必須選擇得當，除了滿足工作電壓和頻率的要求外

6、，最重要的就是要滿足負荷電流的要求。因次，有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。（2）計算負荷是供電設計計算的基本依據。計算負荷確定的是否正確合理，直接影響到電器和導線電纜的選擇是否經濟合理。如果計算負荷確定的過大，將使電器和導線電纜選的過大，造成投資和有色金屬的浪費。如果計算負荷確定的過小，又將使電器和導線電纜處于過負荷下運行，增加電能損耗，產生過熱，導致絕緣過早老化甚至燃燒引起火災，同樣會造成更大損失。由此可見，正確確定計算負荷意義重大。（3）平均負荷為一段時間內用電設備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也

7、計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。（4）計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應與同一時間內實際變動負荷所產生的最大熱效應相等。在配電設計中，通常采用30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或導體的依據。（5）尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續(xù)1秒左右的最大負荷電流。一般取啟動電流上午周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據。在校驗瞬動元件時，還應考慮啟動電流的非周期分量。1.2、全廠負荷計算表及方法負荷計算的方法有需要系數法、利用系數法及二項式等幾種。本設計采用需要系數法確定。主要計算公式有： 有功功率

8、： P30= Pe·Kd 無功功率: Q30 = P30 ·tg 視在功率: S3O = P30/cos 計算電流: I30 = S30/3Un1.2 工廠負荷情況工廠有8個廠房分別為冷加工車間，金屬加工車間，變壓器裝配房，檢修車間和4個工具車間。機床設備情況如下：表1-1設備代號設備名稱單臺容量（KW）功率因數Cos效率1 車床20.80.82車床40.80.83車床50.80.84銑床3.50.80.85銑床30.80.86銑床20.80.87插齒機4.50.850.858工具磨床1.50.80.89小沖床1.50.80.810磨床1.50.80.811磨床4.50.8

9、50.8512沖床4.50.850.8513鉆床1.50.80.814變壓器20.80.9各車間負荷情況表1-2車間編號擁有設備設備容量（KW）功率因數Cos需要系數Kd冷加工車間1,2,3號車床各2臺。4,5,6號銑床各2臺。插齒機1臺43.50.80.4照明50.80.8金屬加工車間3號車床6臺，13號鉆床10臺.工具磨床2臺，10號磨床2臺，11號磨床1臺小沖床3臺55.5+4.50.8，,0850.3照明60.80.9變壓器裝配房14號變壓器4個80.80.5照明20.80.8檢修車間1500.850.2550.850.9工具車間1500.850.340.850.9工具車間2550.8

10、50.340.850.9工具車間3400.850.330.850.9工具車間4350.850.330.850.91.3 計算負荷、無功負荷、視在負荷的計算根據公式 : 有功功率： P30= Pe·Kd 無功功率: Q30 = P30 ·tan 視在功率: S3O = P30/cos 計算電流: I30 = S30/3Un表1-3車間負荷計算表（Un=380V）車間設備類別設備容量（KW）功率因數cos需要系數Kdtan計算負荷P30/kwQ30/kwS30/kvaI30/A冷加工車間動力43.50.80.40.7517.413.0521.7533.05照明50.80.80.

11、754357.6金屬加工車間動力600.80.30.751813.522.534.2照明60.80.90.755.44.056.7510.26變壓器裝配房動力80.80.50.754357.60照明20.80.80.751.61.223.04檢修車間動力1500.850.250.637.522.544.1267.03照明50.850.90.64.52.75.298.04工具車間1動力500.850.30.615917.6526.81照明40.850.90.63.62.164.246.44工具車間2動力550.850.30.616.59.919.4129.49照明40.850.90.63.62.

12、164.246.44工具車間3動力400.850.30.6127.214.1221.45照明30.850.90.62.71.623.184.83工具車間4動力350.850.30.610.56.312.3518.77照明30.850.90.62.71.623.184.83總計動力441.5130.984.45156.9238.43照明3228.418.5133.8551.480.835159.3102.96190.75289.91由上表可知，該廠380V側最大負荷時的功率因數是0.84，而供電部門要求該廠10kv進線側最大負荷時因數不應低于0.90.考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此

13、380V側最大負荷時因數應稍大于0.90，暫取0.92來計算380V側所需無功功率補償容量：Qc=P30(tan1-tan2)=159.3tan(arccos0.84)-tan(arccos0.92)kvar=35.84kvar無功功率補償裝置：一般用并聯(lián)電容器的方法來進行功率補償。查表知選擇型號BKMJ0.4-12-1/3并聯(lián)電容器3只取Qc=36 kvar.補償后無功功率Q3036102.96-36=66.96 kvar補償后視在功率S30=(159.3)2+(66.96)2=172.8KV.A變壓器容量選擇(kVA) 200kVA變壓器的功率損耗為：PT=0.015*172.8=2.59

14、2KW QT=0.06*172.8=10.368kvar變電所高壓側的計算負荷為：P30（1）=159.3+2.592=161.892KW Q30（1）=66.96+10.368=77.328KW S30（1）=(P30（1）)2+( Q30（1）)2=179.41KVA補償后的功率因數：cos（1）= P30（1）/ S30（1）=0.902。這一功率因數滿足要求。因此無功補償后工廠380V側和10KV側的負荷計算如下表所示：表1-4項目cos計算負荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v側補償前負荷0.84159.3102.96190.75289.91380v側無功補

15、償容量-36380v側補償后負荷0.92159.366.96172.8249.42主變壓器功率損耗0.015S30=2.5920.06S30=10.36810kv側負荷計算0.902161.89277.328179.4110.3581.4 無功補償的主要作用無功補償的主要作用就是提高功率因數以減少設備容量和功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質量，在長距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。安裝并聯(lián)電容器進行無功補償，可限制無功補償在電網中傳輸，相應減小了線路的電壓損耗，提高了配電網的電壓質量。無功補償應根據分級就地和便于調整電壓的原則進行配置。集中補償與分散補償相結合

16、，以分撒補償為主；高壓補償與低壓補償相結合，以低壓補償為主；調壓與降壓相結合；并且與配電網建設改造工程同步規(guī)劃、設計、施工、同步投運。無功補償的主要作用具體體現(xiàn)在： 提高電壓質量； 降低電能損耗； 提高發(fā)供電設備運行效率；減少用戶電費支出。2 確定車間變電所的所址和形式2.1 變電所位置的選擇，應根據下列要求經技術、經濟比較確定 一、接近負荷中心； 二、進出線方便； 三、接近電源側； 四、設備運輸方便； 五、不應設在有劇烈振動或高溫的場所； 六、不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當無法遠離時，不應設在污染源盛行風向的下風側； 七、不應設在廁所、浴室或其他經常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相

17、貼鄰； 八、不應設在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設在有火災危險環(huán)境的正上方或正下方，當與有爆炸或火災危險環(huán)境的建筑物毗連時，應符合現(xiàn)行國家標準爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范的規(guī)定； 九、不應設在地勢低洼和可能積水的場所。1、裝有可燃性油浸電力變壓器的車間內變電所，不應設在三、四級耐火等級的建筑物內；當設在二級耐火等級的建筑物內時，建筑物應采取局部防火措施。2、多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設備的配電所、變電所應設置在底層靠外墻部位，且不應設在人員密集場所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁。3、高層主體建筑內不宜設置裝有可燃性油的電氣設備的配電所和變電所，當受條件限制必須設置時

18、，應設在底層靠外墻部位，且不應設在人員密集場所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁，并應按現(xiàn)行國家標準高層民用建筑設計防火規(guī)范有關規(guī)定，采取相應的防火措施。4、露天或半露天的變電所，不應設置在下列場所： 一、有腐蝕性氣體的場所； 二、挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級為四級的建筑物旁； 三、附近有棉、糧及其他易燃、易爆物品集中的露天堆場； 四、容易沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或導電塵埃且嚴重影響變壓器安全運行的場所。變電所的型式應根據用電負荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，并應符合下列規(guī)定： 一、負荷較大的車間和站房，宜設附設變電所或半露天變電所； 二、負荷較大的多跨廠房，負荷中心在廠房的中部且環(huán)境許

19、可時，宜設車間內變電所或組臺式成套變電站； 三、高層或大型民用建筑內，宜設室內變電所或組合式成套變電站； 四、負荷小而分散的工業(yè)企業(yè)和大中城市的居民區(qū)，宜設獨立變電所，有條件時也可設附設變電所或戶外箱式變電站； 五、環(huán)境允許的中小城鎮(zhèn)居民區(qū)和工廠的生活區(qū)，當變壓器容量在315KVA及以下時，宜設桿上式或高臺式變電所。帶可燃性油的高壓配電裝置,宜裝設在單獨的高壓配電室內。當高壓開關柜的數量為6臺及以下時，可與低壓配電屏設置在同一房間內。不帶可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，可設置在同一房間內。具有符合IP3X防護等級外殼的不帶可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，當環(huán)境允

20、許時，可相互靠近布置在車間內。 。室內變電所的每臺油量為100kg及以上的三相變壓器，應設在單獨的變壓器室內。在同一配電室內單列布置高、低壓配電裝置時，當高壓開關柜或低壓配電屏頂面有裸露帶電導體時，兩者之間的凈距不應小于2m；當高壓開關柜和低壓配電屏的頂面封閉外殼防護等級符合IP2X級時，兩者可靠近布置。 有人值班的配電所，應設單獨的值班室。當低壓配電室兼作值班室時，低壓配電室面積應適當增大。高壓配電室與值班室應直通或經過通道相通，值班室應有直接通向戶外或通向走道的門。變電所宜單層布置。當采用雙層布置時，變壓器應設在底層。設于二層的配電室應設搬運設備的通道、平臺或孔洞。高（低）壓配電室內，宜留

21、有適當數量配電裝置的備用位置。高壓配電裝置的柜頂為裸母線分段時，兩段母線分段處宜裝設絕緣隔板，其高度不應小于0.3m。由同一配電所供給一級負荷用電時,母線分段處應設防火隔板或有門洞的隔墻。供給一級負荷用電的兩路電纜不應通過同一電纜溝，當無法分開時，該電纜溝內的兩路電纜應采用阻燃性電纜，且應分別敷設在電纜溝兩側的支架上。戶外箱式變電站和組合式成套變電站的進出線宜采用電纜。配電所宜設輔助生產用房。2.2 變電所的形式（類型）（1） 車間附設變電所（2） 車間內變電所（3） 露天（或半露天）變電所（4） 獨立變電所（5） 桿上變電臺（6） 地下變電所（7） 樓上變電所（8） 成套變電所（9） 移動式

22、變電所工廠是10kv以下，變電所的位置應盡量接近工廠的負荷中心，工廠的負荷中心按負荷功率矩法來確定。在工廠的平面圖下側和左側，分別作一條直角坐標的x軸和y軸，然后測出各車間和宿舍區(qū)負荷點的坐標位置，p1、p2、p3pi分別代表廠房1、2、3n號的功率，設定p1、p2pi并設定p11為生活區(qū)的中心負荷，如圖3-1所示。而工廠的負荷中心的力矩方程，可得負荷中心的坐標： （2-1） （2-2）圖2-1把各車間的坐標帶入（2-1） （2-2），得到x=12，y=11.86.由計算結果可知，工廠的負荷中心在金屬加工車間廠房的東南角?？紤]到周圍環(huán)境和進出線方便，決定在金屬加工車間廠房的東側僅靠廠房建造工廠

23、變電所，器型為附設式。圖2-2 裝設高壓配電所后工廠分布圖3 確定車間變電所主變壓器型式，容量和臺數及主結線方案主結線方案選擇原則：工廠變電所的主變壓器可列兩種方案：1 只裝一臺主變壓器的變電所 主變壓器的容量SN.T應滿足全部用電設備總計算負荷S30的需要，即 SN.T S302 裝二臺主變壓器的變電所 每變壓器的容量SN.T應滿足以下兩個條件：1） 任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部用電設備總計算負荷S30的60%70%的需要即 SN.T （0.60.7）S302） 任一臺變壓器單獨運行時，應滿足一二級負荷的需要，即SN.T S30（）根據本車間負荷性質屬三級負荷，車間變電所設置一臺變壓器

24、主結線方案選擇：變電所主變壓器的選擇根據車間的性質和電源情況，工廠變電所的主變壓器可列兩種方案：由于車間所有的設備都屬于三級負荷，所以一臺主變即可。方案一和方案二都裝設一臺主變器，采用油浸式變壓器S9，而容量根據SN.T>S30=172.8kVA,即選一臺S9200/10型低損耗變壓器，。變壓器容量為200kVA，額定電壓10KV，聯(lián)結組別Yyn0，阻抗電壓為4 %，空載損耗為0.48kW，短路損耗為2.6kW，空載電流1.3%。方案1 方案2圖3-1表3-1比較項目方案一方案二技術指標供電安全性滿足要求基本滿足要求供電可靠性基本滿足要求稍差一點供電質量一臺主變，電壓損耗較大一樣靈活方便

25、性采用高壓斷路器，停送電操作十分靈活方便采用負荷開關，也可以帶負荷操作擴建適應性一般較差經濟指標電力變壓器的綜合投資額S9200單價19.18萬元，變壓器綜合投資約為單價的2倍，因此其綜合投資為27.4738.36萬元一樣高壓開關柜（含計量柜）的綜合投資額GG1A（F）型按每臺3.8萬元計，其綜合投資按設備價1.5倍，因此其綜合投資為21.53.811.4萬元一樣電力變壓器和高壓開關柜的年運行費主變各高壓開關柜的折舊各維修管理費每年為2.903萬元（其余略）一樣從上表可以看出，按技術指標，方案一和方案二都比較適用于三級負荷，但考慮發(fā)生短路時方案二只能熔斷器恢復供電的時間較長的缺點，而且可靠性不

26、高，而方案一采用高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分方便，同時高壓斷路器有斷電保護裝置，在變電所發(fā)生短路和過負荷時均能自動跳閘，而且在短路故障和過負荷情況消除后，又可直接快速合閘，從而恢復供電的時間縮短，從經濟指標來看，方案二比方案一投資稍低，但從長遠的利益看，方案一比較好一些，因此決定采用方案一。 各配電干線、支線采用VV22型銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套內鋼帶鎧裝電力電纜，配電干線沿電纜溝敷設，配電箱到用電設備的配電支線有條件時沿電纜溝敷設，否則采用穿鐵管沿地暗敷設。 動力配電箱采用型號為XL(F)-14、15落地式防塵型動力配電箱，動力配電箱安裝高度是箱底離地面0.3米，箱底座用水泥

27、、沙、磚堆砌作基礎，并做好防小動物措施。配電屏選擇型號為GGD2A固定低壓配電屏。4 短路計算短路電流是供配電系統(tǒng)中的相間或相地之間因絕緣破壞而發(fā)生電氣連通的故障狀態(tài)。它的數值可達額定電流的十余倍至數十倍，而電路由常態(tài)變?yōu)槎搪返臅簯B(tài)工程中，還出現(xiàn)高達穩(wěn)態(tài)短路電流1825倍的沖擊電流。會對供配電系統(tǒng)造成嚴重的破壞。一、短路電流計算的目的及幾點說明：在供配電系統(tǒng)中除應采取有效技術措施防止發(fā)生短路外，還應設置靈敏、可靠的繼電保護裝置和有足夠斷流能力的斷路器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限度。為此必須進行短路電流計算，以便正確選擇和整定保護裝置、選擇限制短路電流的元件和開關設備。（1）由于民

28、用建筑內所裝置的元件，其容量遠比系統(tǒng)容量要小，而阻抗則較系統(tǒng)阻抗大得多，當這些元件遇到短路時，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可認為電壓維持不變。因此，在本次計算中，都是以上述的由無限大容量電力系統(tǒng)供電作為前提來進行計算的。（2）在計算高壓電路中的短路電流時，只需考慮短路電流值有重大影響的電流元件如發(fā)電機、變壓器、電抗器、架空線及電纜等。由于發(fā)電機、變壓器、電抗器的電阻遠小于本身電抗，因此可不考慮。但當架空線和電纜較長，使短路電流的總電阻大于總電抗1/3時，需要計如電阻。（3）短路電流計算按金屬性短路進行。（4）短路電流計算的符號含義：短路電流計算應求出最大短路電流值，以確定電氣設備容量或額定參數；

29、求出最小短路電流值，作為選擇熔斷器、整定繼電保護裝置和校驗電動機啟動的依據。（5）短路電流的計算方法有歐姆法和標幺制法。10KV母線Sd(3)=500MVA9300.4KV母線0.4KV低壓配電室電纜線路5km0.35/kMK2點 圖4-14.1 計算k-1點的短路電流和短路容量（UC1=10kv）4.1.1 計算短路電路中各無件的電抗1) 電力系統(tǒng)的等效電抗X1=UC12/Sd=(10kV)2/500MVA=0.22) 架空線路電抗X0=0.35/kmX2=X0L=0.35/km×5km=1.75 3) 繪制k-1點的等效電路如下圖 圖4-2其總電抗為X（k-1）= X1 +X2=

30、0.2+1.75=1.954.1.2 計算三相短路電流和短路容量1) 三相短路電流周期分量有效值IK-1(3)=UC1/3XK -110KV/3×1.952.96kA2) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)定電流I(3)I(3)I K -1 (3)2.96kA3) 三相短路沖擊電流及第一個短路全電流有效值ish(3) 2.55I(3) 2.55×2.96KA7.548 kAIsh(3) 1.51I(3) 1.51×2.96KA4.470 kA4）三相短路容量：SK-1(3)3UC1IK-1(3)3×10KV×2.96 KA51.267MVA4.2 計算k-

31、2點的短路電流和短路容量（UC2=0.4kv）4.2.1 計算短路電路中各無件的電抗1) 電力系統(tǒng)的等效電抗X1=UC22/Sd=(0.4kV)2/500MVA=3.2×10-42) 架空線路電抗X0=0.35/kmX2=X0L（UC2/ UC1）2=0.35/km×5km（0.4/10）2=2.8×10-3 3）電力變壓器的電抗： XTUK%×UC2 2/100.SN=4.5×(0.4KV)2/100×1000kVA=7.2×10-34) 繪制k-2點的等效電路如下圖圖4-3其總電抗為X（k-2）= X1 + X2+ XT

32、 =3.2×10-4+2.8×10-3=1.032×10-24.2.2 計算三相短路電流和短路容量1） 三相短路電流周期分量有效值：IK-2(3)=UC2/3X（k-2）0.4KV/3×1.032×10-222.38kA2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)定電流：I(3)I(3)I k-2 (3)22.38kA3)三相短路沖擊電流及第一個短路全電流有效值。ish(3) 1.84I(3) 1.84×22.38kA41.18 kAIsh(3) 1.09I(3) 1.09×22.38kA24.39 kA4)三相短路容量：SK-2(3)3UC

33、2IK-2(3)3×0.4KV×22.38 KA15.50MVA短路計算結果如下表： 表41短路三相短路電流/kA三相短路容量/MV.A計算點IK (3)I(3)I(3)ish(3)Ish(3)SK (3)k-12.962.962.967.5484.47051.267k-222.3822.3822.3841.1824.3915.505 一次設備的選擇5.1 電氣設備選擇的一般原則電氣設備選擇的一般原則主要有以下幾條：(1)按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設備。 1)根據設備所在位置(戶內或戶外)、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設備型號。 2)按工作電壓選擇電氣設備的額定電壓。

34、 3)按最大負荷電流選擇電氣設備的額定電流。電氣設備的額定電流IN應不小于實際通過它的最大負荷電流Imax(或計算電 流Ij)，即 INImax 或INIj(71)(2)按短路條件校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 為保證電氣設備在短路故障時不至損壞，按最大可能的短路電流校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動穩(wěn)定：電氣設備在沖擊短路屯流所產生的電動力作用下，電氣設備不至損壞。熱穩(wěn)定：電氣設備載流導體在最大隱態(tài)短路屯流作用下，其發(fā)熱溫度不超過載流導體短時的允許發(fā)熱溫度。(3)開關電器斷流能力校驗。斷路器和熔斷器等電氣設備擔負著可靠切斷短路電流的任務，所以開關電器還必須校驗斷流能力，開關設備的斷流容量不小于

35、安裝地點最大三相短路容量.5.2 高低壓電氣設備的選擇一、高壓側一次設備的選擇與校驗5.2.1 按工作電壓選擇一般電氣設備和導線的額定電壓UNt應不低于設備安裝地點電網的電壓UNUNtUN=10KV5.2.2 按最大負荷電流選擇電氣設備的額定電流 導體和電氣設備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下長期允許通過的電流，以IN表示，該電流應不小于通過設備的最大負荷電流（計算電流）I30, 即：IN>I305.2.3 對開關類電氣設備還應考慮其斷流能力設備的最大開斷電流I（或容量S）應不小于安裝地點的最大三相短路電流I K (3)（或短路容量S K (3)），即：II K (3)SS K(3)5.2

36、.4 隔離開關、負荷開關和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗a）動穩(wěn)定度校驗動穩(wěn)定（電動力穩(wěn)定）是指導體和電器承受短路電流機械效應的能力。滿足動穩(wěn)定度的校驗條件是：imax ish (3)或Imax Ish (3)式中, imax 和Imax 為設備安裝地點的三相短路沖擊電流峰值；ish 和Ish為設備安裝地點的三相短路沖擊電流有效值； b）熱穩(wěn)定度校驗通過短路電流時，導體和電器各部件的發(fā)熱溫度不應超過短時發(fā)熱最高允許溫度值，即：It2I(3)2tima其中tima=tK+0.05當 tk> 1s時式中，I(3)為設備安裝地點的三相短路穩(wěn)態(tài)電流；tima 為短路發(fā)熱假想時間（又稱短路發(fā)熱等值時間）；

37、tK為實際短路時間；It 為t秒內允許通過的短路電流值或稱t秒熱穩(wěn)定電流；為設備生產廠家給出的設備熱穩(wěn)定計算時間，一般為4秒、5秒、1秒等。IN=200MVA/(3×UN)=11.5 KA表5-1選擇效驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝設地點條件參數UNINI K (3)ish (3)I(3)2tima數據10KV11.547A2.96KA7.55KA2.962×1.5=13.14一次設備的型號規(guī)格高壓少油斷路器SN10-10/63010KV630A16KA40KA162×2=512高壓熔斷器RN2-1010KV0.5A50KA電壓互感器JDZ-1010

38、/0.1KV電壓互感器JDZJ-10電流互感器LQJ-1010KV100/5A225××0.1KV=31.8KV(90×0.1)2×1=81避雷器FZ-1010KV二、低壓側一次設備的選擇與校驗表5-2選擇效驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝設地點條件參數UNINI K (3)ish (3)I(3)2tima數據380V288.6822.38KA41.18KA22.382×0.7=350.6一次設備的型號規(guī)格低壓斷路器DW15-400380V40025低壓熔斷器DW16-100380V10030低壓熔斷器DW15-630380V630

39、30低壓熔斷器DW16-200380V20030電流互感器LMZ1-0.5500V100/5三、高低壓母線的選擇1, 變壓器阻抗電壓為4%，空載損耗為0.48kW，短路損耗為2.6kW，空載電流百分比I0%為1.3。 P0=P0+Pd(SJS/SC)2=0.48+2.6(172.8/200)2=2.42Qb=I0%/100SC+Uz%/100SC(SJS/SC)2=(1.3/100)×200+(4/100)×200(172.8/200)2=4.09kvar車間變電所高壓側計算負荷為：PJS=159.32.42=161.7kWQJS=66.96+4.09=71.05kVarS

40、JS=(161.7)2+(71.05)2=176.62kVAIJS= SJS /(3×10)=125.52/(3×10)=10.2A車間變電所低壓側母線電流為：IjS =S30/(3×0.4)= 172.8/(3×0.4)=177.28A查表得到10kv母線選LMY-（40*4mm），即母線尺寸為40mm*4mm,380V母線選LMY-（120*10）+80*6.3，即母線尺寸為120mm*10mm，而中性母線尺寸為80mm*6.3mm。6 選擇車間變電所高低進出線截面6.1 變壓器高壓側進線電纜截面選擇IUxI30=200MVA/3×10kV

41、=11.5 KA變壓器10 kV 額定電流很?。↖JS= 10.2A），因此，按短路熱穩(wěn)定電流校驗選擇電纜截面。C為熱穩(wěn)定系數Amin=(I(3)×tim)/C=(11.5×103×(1.5+0.2)/115 =130.4mm2因此選用YJV22-10KV 3×150電纜作為10KV進線電纜。6.2 380V低壓出線的選擇以 冷加工車間為例<1>校驗發(fā)熱條件查建筑電氣設計手冊P305頁表13-35中VV-3×35+1×10電力電纜在環(huán)境氣溫為30時允許載流量：IUX=165.2A> I30=33.05A<2&g

42、t;校驗額定電壓U.oc=1000V> U c =380V<3>校驗短路熱穩(wěn)定度Amin=(I(3)×tim)/c=(22.38×103×0.02)/115mm2=27.5 mm2<4>校驗滿足電壓損耗全部設備cosØ=0.8, tgØ=0.75，P17.4KW，Q13.05kvar查建筑電氣設計手冊P274頁表室內敷設電力電纜的電阻和電抗分別值是：r0=1.3/km, xo=0.22/km,假設 L=0.2 km。U=(PL)r0+(QL)X0/Ue=(17.4×0.2)×1.3+（13.05

43、×0.2）×0.22/380=0.0134=1.34電壓損耗滿足要求。通過上面校驗各干線電纜需選擇 VV-3×35+1×16電力電纜。其他個車間選擇計算與上相同經以上計算與統(tǒng)計，車間變電所高、低壓進出線截面（包括母線）選擇如下表：表6-1 車間變電所高、低壓進出線截面（包括母線）選擇表進出線回路編號回路名稱回路容量回路電流截面?zhèn)渥ⅲ╧VA）（A）(mm)01冷加工車間21.7533.05相35,零1602金屬加工車間22.534.2 相35,零1603檢修車間44.2 67.03 相35,零1604工具車間117.6526.81 相35,零1605工具車

44、間219.41 29.49 相35,零1606工具車間314.12 21.45 相35,零1607工具車間412.3518.77相35,零167 選擇電源進線的二次回路及整定繼電保護。7.1 測量與指示10kV斷路器采用手動操作，變電所高壓側裝設專用計量柜，裝設三相有功電度表和無功電度表，分別計量全廠消耗的有功電能和無功電能，并據以計量每月工廠的平均功率因數。變電所高壓側裝有電壓互感器避雷器柜，其中電壓互感器為3個JDZY-10型，組成Y0/ Y0/ 的結線，用以實現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)察。低壓側的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝有三相四線有功電度表。低壓并聯(lián)電容器柜上，

45、裝有無功電度表。每一回路均裝有電流表。低壓母線裝有電壓表。7.2 繼電保護變電所保護配置如下：表7-1變壓器電流速斷保護、過電流、溫度報警、保護低壓線路電流速斷保護、過電流、過負荷、接地保護采用感應式過電流繼電器。A.過電流保護的整定1) 過電流保護動作電流的整定IL.MAX=2 I1N.T=2×200/(3×10) =23A, 可靠系數Krel=1.3,接線系數 Kw=1, 繼電器返回系數Kre=0.8, 電流互感器的電流比Ki=20故Iop = IL.MAX×（Krel×Kw）/( Kre×Ki) =1.87A,整定為2 A。2) 過電流保護動作時間的整定終端變電所按最短時間0.5s整定。3) 過電流保護靈敏系數的校驗：Ik.min= Ik-2(2)/ KT = 0.866Ik-2(3)/ KT =0.866×22.38/(10