工廠(chǎng)低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選文檔 工廠(chǎng)低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān) 業(yè)： 班 級(jí)： 指導(dǎo)老師： 工廠(chǎng)低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)【摘 要】電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿δ茉矗S(chǎng)供電設(shè)計(jì)的任務(wù)是從電力系統(tǒng)取得電源，經(jīng)過(guò)合理的傳輸、變換、安排到工廠(chǎng)車(chē)間中每一個(gè)用電設(shè)備上，隨著工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)展，工廠(chǎng)用電量快速增長(zhǎng)，對(duì)電能質(zhì)量、供電牢靠性以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等的要求也日益提高，供電設(shè)計(jì)是否完善，不僅影響工廠(chǎng)的基本建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠(chǎng)的牢靠性和工廠(chǎng)的平安生產(chǎn)上，它與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備和人身平安等是親密相關(guān)的。關(guān)鍵詞；變電所；變壓器；工廠(chǎng)負(fù)荷；接線(xiàn)方案；防雷及接地愛(ài)護(hù)目 錄前言11 車(chē)間的負(fù)荷計(jì)

2、算及無(wú)功補(bǔ)償21.1 負(fù)荷計(jì)算的目的、意義及原則21.2 工廠(chǎng)負(fù)荷狀況31.3 計(jì)算負(fù)荷、無(wú)功負(fù)荷、視在負(fù)荷的計(jì)算51.4 無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔?2 確定車(chē)間變電所的所址和形式82.2 變電所的形式（類(lèi)型）103 確定車(chē)間變電所主變壓器型式，容量和臺(tái)數(shù)及主結(jié)線(xiàn)方案124 短路計(jì)算144.1 計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電流和短路容量（UC1=10kv）154.1.1 計(jì)算短路電路中各無(wú)件的電抗154.1.2 計(jì)算三相短路電流和短路容量164.2 計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電流和短路容量（UC2=0.4kv）164.2.1 計(jì)算短路電路中各無(wú)件的電抗164.2.2 計(jì)算三相短路電流和短路容量175 一次設(shè)備的選擇1

3、85.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則185.2 凹凸壓電氣設(shè)備的選擇185.2.1 按工作電壓選擇185.2.2 按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流185.2.3 對(duì)開(kāi)關(guān)類(lèi)電氣設(shè)備還應(yīng)考慮其斷流力量195.2.4 隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)196 選擇車(chē)間變電所凹凸進(jìn)出線(xiàn)截面216.1 變壓器高壓側(cè)進(jìn)線(xiàn)電纜截面選擇216.2 380V低壓出線(xiàn)的選擇217 選擇電源進(jìn)線(xiàn)的二次回路及整定繼電愛(ài)護(hù)。227.1 測(cè)量與指示227.2 繼電愛(ài)護(hù)238 車(chē)間變電所的防雷愛(ài)護(hù)及接地裝置的設(shè)計(jì)。248.1 防直擊雷248.2 避雷器的選擇(防雷電波)249 車(chē)間變電所主結(jié)線(xiàn)電路圖25結(jié)束語(yǔ)26參

4、考文獻(xiàn):26前言現(xiàn)在除個(gè)別大型工業(yè)聯(lián)合企業(yè)有自備電廠(chǎng)外，絕大多數(shù)工廠(chǎng)都是從國(guó)家電力系統(tǒng)取得電能的，因此，工廠(chǎng)工業(yè)負(fù)荷是電力系統(tǒng)的主要用戶(hù)，工廠(chǎng)供電系統(tǒng)也是電力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，保證平安供電和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不僅關(guān)系到企業(yè)的利益，也關(guān)系到電力系統(tǒng)的平安和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及合理利用能源。工廠(chǎng)供電設(shè)計(jì)必需遵循國(guó)家的各項(xiàng)方針政策，設(shè)計(jì)方案必需符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)必需滿(mǎn)足以下幾項(xiàng)基本要求：1、平安在電能的供應(yīng)、安排和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2、牢靠應(yīng)滿(mǎn)足能用戶(hù)對(duì)供電牢靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿(mǎn)足電能用戶(hù)對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4、經(jīng)濟(jì)供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能工節(jié)省電能和削減有

5、色金屬消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照看局部和當(dāng)前和利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)進(jìn)展。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：車(chē)間的負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償，確定車(chē)間變電所的所址和型式，車(chē)間變電所的主接線(xiàn)方案，短路電流計(jì)算，主要用電設(shè)備選擇和校驗(yàn)，車(chē)間變電所整定繼電愛(ài)護(hù)和防雷愛(ài)護(hù)及接地裝置的設(shè)計(jì)等。工廠(chǎng)分布圖1 車(chē)間的負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償1.1 負(fù)荷計(jì)算的目的、意義及原則（1）供電系統(tǒng)要能平安牢靠地正常運(yùn)行，其中各個(gè)元件（包括電力變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線(xiàn)、電纜等）都必需選擇得當(dāng)，除了滿(mǎn)足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿(mǎn)足負(fù)荷電流的要求。因次，有必要對(duì)供電系統(tǒng)中各

6、個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。（2）計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線(xiàn)電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。假如計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線(xiàn)電纜選的過(guò)大，造成投資和有色金屬的鋪張。假如計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)小，又將使電器和導(dǎo)線(xiàn)電纜處于過(guò)負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣過(guò)早老化甚至燃燒引起火災(zāi)，同樣會(huì)造成更大損失。由此可見(jiàn)，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。（3）平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。（4）計(jì)

7、算負(fù)荷又稱(chēng)需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常接受30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（5）尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期重量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和愛(ài)護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期重量。1.2、全廠(chǎng)負(fù)荷計(jì)算表及方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)接受需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有： 有功功率： P30= Pe·Kd 無(wú)功功率: Q30 = P

8、30 ·tg 視在功率: S3O = P30/cos 計(jì)算電流: I30 = S30/3Un1.2 工廠(chǎng)負(fù)荷狀況工廠(chǎng)有8個(gè)廠(chǎng)房分別為冷加工車(chē)間，金屬加工車(chē)間，變壓器裝配房，檢修車(chē)間和4個(gè)工具車(chē)間。機(jī)床設(shè)備狀況如下：表1-1設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱(chēng)單臺(tái)容量（KW）功率因數(shù)Cos效率1 車(chē)床20.80.82車(chē)床40.80.83車(chē)床50.80.84銑床3.50.80.85銑床30.80.86銑床20.80.87插齒機(jī)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4.50.850.8512沖床4.50.850.8513鉆床1.50.80

9、.814變壓器20.80.9各車(chē)間負(fù)荷狀況表1-2車(chē)間編號(hào)擁有設(shè)備設(shè)備容量（KW）功率因數(shù)Cos需要系數(shù)Kd冷加工車(chē)間1,2,3號(hào)車(chē)床各2臺(tái)。4,5,6號(hào)銑床各2臺(tái)。插齒機(jī)1臺(tái)43.50.80.4照明50.80.8金屬加工車(chē)間3號(hào)車(chē)床6臺(tái)，13號(hào)鉆床10臺(tái).工具磨床2臺(tái)，10號(hào)磨床2臺(tái)，11號(hào)磨床1臺(tái)小沖床3臺(tái)55.5+4.50.8，,0850.3照明60.80.9變壓器裝配房14號(hào)變壓器4個(gè)80.80.5照明20.80.8檢修車(chē)間1500.850.2550.850.9工具車(chē)間1500.850.340.850.9工具車(chē)間2550.850.340.850.9工具車(chē)間3400.850.330.85

10、0.9工具車(chē)間4350.850.330.850.91.3 計(jì)算負(fù)荷、無(wú)功負(fù)荷、視在負(fù)荷的計(jì)算依據(jù)公式 : 有功功率： P30= Pe·Kd 無(wú)功功率: Q30 = P30 ·tan 視在功率: S3O = P30/cos 計(jì)算電流: I30 = S30/3Un表1-3車(chē)間負(fù)荷計(jì)算表（Un=380V）車(chē)間設(shè)備類(lèi)別設(shè)備容量（KW）功率因數(shù)cos需要系數(shù)Kdtan計(jì)算負(fù)荷P30/kwQ30/kwS30/kvaI30/A冷加工車(chē)間動(dòng)力43.50.80.40.7517.413.0521.7533.05照明50.80.80.754357.6金屬加工車(chē)間動(dòng)力600.80.30.75181

11、3.522.534.2照明60.80.90.755.44.056.7510.26變壓器裝配房動(dòng)力80.80.50.754357.60照明20.80.80.751.61.223.04檢修車(chē)間動(dòng)力1500.850.250.637.522.544.1267.03照明50.850.90.64.52.75.298.04工具車(chē)間1動(dòng)力500.850.30.615917.6526.81照明40.850.90.63.62.164.246.44工具車(chē)間2動(dòng)力550.850.30.616.59.919.4129.49照明40.850.90.63.62.164.246.44工具車(chē)間3動(dòng)力400.850.30.612

12、7.214.1221.45照明30.850.90.62.71.623.184.83工具車(chē)間4動(dòng)力350.850.30.610.56.312.3518.77照明30.850.90.62.71.623.184.83總計(jì)動(dòng)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(chǎng)380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)是0.84，而供電部門(mén)要求該廠(chǎng)10kv進(jìn)線(xiàn)側(cè)最大負(fù)荷時(shí)因數(shù)不應(yīng)低于0.90.考慮到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)因數(shù)應(yīng)稍大于0.90，暫取0.92來(lái)計(jì)算3

13、80V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量：Qc=P30(tan1-tan2)=159.3tan(arccos0.84)-tan(arccos0.92)kvar=35.84kvar無(wú)功功率補(bǔ)償裝置：一般用并聯(lián)電容器的方法來(lái)進(jìn)行功率補(bǔ)償。查表知選擇型號(hào)BKMJ0.4-12-1/3并聯(lián)電容器3只取Qc=36 kvar.補(bǔ)償后無(wú)功功率Q3036102.96-36=66.96 kvar補(bǔ)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=2.592KW QT=0.06*172.8=10.368kvar變電所

14、高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)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(bǔ)償后的功率因數(shù)：cos（1）= P30（1）/ S30（1）=0.902。這一功率因數(shù)滿(mǎn)足要求。因此無(wú)功補(bǔ)償后工廠(chǎng)380V側(cè)和10KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如下表所示：表1-4項(xiàng)目cos計(jì)算負(fù)荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.84159.3102.96190.75289.91380v側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量-36380v側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.92159.366.961

15、72.8249.42主變壓器功率損耗0.015S30=2.5920.06S30=10.36810kv側(cè)負(fù)荷計(jì)算0.902161.89277.328179.4110.3581.4 無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔脽o(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以削減設(shè)備容量和功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長(zhǎng)距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電力量以及平衡三相負(fù)載的有功和無(wú)功功率。安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可限制無(wú)功補(bǔ)償在電網(wǎng)中傳輸，相應(yīng)減小了線(xiàn)路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)依據(jù)分級(jí)就地和便于調(diào)整電壓的原則進(jìn)行配置。集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分撒補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)

16、壓與降壓相結(jié)合；并且與配電網(wǎng)建設(shè)改造工程同步規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、同步投運(yùn)。無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在： 提高電壓質(zhì)量； 降低電能損耗； 提高發(fā)供電設(shè)備運(yùn)行效率；削減用戶(hù)電費(fèi)支出。2 確定車(chē)間變電所的所址和形式2.1 變電所位置的選擇，應(yīng)依據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較確定 一、接近負(fù)荷中心； 二、進(jìn)出線(xiàn)便利； 三、接近電源側(cè)； 四、設(shè)備運(yùn)輸便利； 五、不應(yīng)設(shè)在有猛烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所； 六、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)； 七、不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰； 八、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危急環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在

17、有火災(zāi)危急環(huán)境的正上方或正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危急環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)爆炸和火災(zāi)危急環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定； 九、不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。1、裝有可燃性油浸電力變壓器的車(chē)間內(nèi)變電所，不應(yīng)設(shè)在三、四級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)；當(dāng)設(shè)在二級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)時(shí)，建筑物應(yīng)實(shí)行局部防火措施。2、多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所、變電所應(yīng)設(shè)置在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)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(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所和變電所，當(dāng)受條件限制必需設(shè)置時(shí)，應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的正上方、正下方

18、、貼鄰和疏散出口的兩旁，并應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范有關(guān)規(guī)定，實(shí)行相應(yīng)的防火措施。4、露天或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)置在下列場(chǎng)所： 一、有腐蝕性氣體的場(chǎng)所； 二、挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級(jí)為四級(jí)的建筑物旁； 三、四周有棉、糧及其他易燃、易爆物品集中的露天堆場(chǎng)； 四、簡(jiǎn)潔沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)峻影響變壓器平安運(yùn)行的場(chǎng)所。變電所的型式應(yīng)依據(jù)用電負(fù)荷的狀況和四周環(huán)境狀況確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 一、負(fù)荷較大的車(chē)間和站房，宜設(shè)附設(shè)變電所或半露天變電所； 二、負(fù)荷較大的多跨廠(chǎng)房，負(fù)荷中心在廠(chǎng)房的中部且環(huán)境許可時(shí)，宜設(shè)車(chē)間內(nèi)變電所或組臺(tái)式成套變電站； 三、高層或大型民用

19、建筑內(nèi)，宜設(shè)室內(nèi)變電所或組合式成套變電站； 四、負(fù)荷小而分散的工業(yè)企業(yè)和大中城市的居民區(qū)，宜設(shè)獨(dú)立變電所，有條件時(shí)也可設(shè)附設(shè)變電所或戶(hù)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(chǎng)的生活區(qū)，當(dāng)變壓器容量在315KVA及以下時(shí)，宜設(shè)桿上式或高臺(tái)式變電所。帶可燃性油的高壓配電裝置,宜裝設(shè)在單獨(dú)的高壓配電室內(nèi)。當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜的數(shù)量為6臺(tái)及以下時(shí)，可與低壓配電屏設(shè)置在同一房間內(nèi)。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(shè)置在同一房間內(nèi)。具有符合IP3X防護(hù)等級(jí)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(dāng)環(huán)境允許時(shí)，可相互靠近布置在車(chē)間內(nèi)。 。室內(nèi)變電所的每臺(tái)油量為100

20、kg及以上的三相變壓器，應(yīng)設(shè)在單獨(dú)的變壓器室內(nèi)。在同一配電室內(nèi)單列布置高、低壓配電裝置時(shí)，當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜或低壓配電屏頂面有暴露帶電導(dǎo)體時(shí)，兩者之間的凈距不應(yīng)小于2m；當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜和低壓配電屏的頂面封閉外殼防護(hù)等級(jí)符合IP2X級(jí)時(shí)，兩者牢靠近布置。 有人值班的配電所，應(yīng)設(shè)單獨(dú)的值班室。當(dāng)?shù)蛪号潆娛壹孀髦蛋嗍視r(shí)，低壓配電室面積應(yīng)適當(dāng)增大。高壓配電室與值班室應(yīng)直通或經(jīng)過(guò)通道相通，值班室應(yīng)有直接通向戶(hù)外或通向走道的門(mén)。變電所宜單層布置。當(dāng)接受雙層布置時(shí)，變壓器應(yīng)設(shè)在底層。設(shè)于二層的配電室應(yīng)設(shè)搬運(yùn)設(shè)備的通道、平臺(tái)或孔洞。高（低）壓配電室內(nèi)，宜留有適當(dāng)數(shù)量配電裝置的備用位置。高壓配電裝置的柜頂為裸母線(xiàn)分段時(shí)

21、，兩段母線(xiàn)分段處宜裝設(shè)絕緣隔板，其高度不應(yīng)小于0.3m。由同一配電所供應(yīng)一級(jí)負(fù)荷用電時(shí),母線(xiàn)分段處應(yīng)設(shè)防火隔板或有門(mén)洞的隔墻。供應(yīng)一級(jí)負(fù)荷用電的兩路電纜不應(yīng)通過(guò)同一電纜溝，當(dāng)無(wú)法分開(kāi)時(shí)，該電纜溝內(nèi)的兩路電纜應(yīng)接受阻燃性電纜，且應(yīng)分別敷設(shè)在電纜溝兩側(cè)的支架上。戶(hù)外箱式變電站和組合式成套變電站的進(jìn)出線(xiàn)宜接受電纜。配電所宜設(shè)幫助生產(chǎn)用房。2.2 變電所的形式（類(lèi)型）（1） 車(chē)間附設(shè)變電所（2） 車(chē)間內(nèi)變電所（3） 露天（或半露天）變電所（4） 獨(dú)立變電所（5） 桿上變電臺(tái)（6） 地下變電所（7） 樓上變電所（8） 成套變電所（9） 移動(dòng)式變電所工廠(chǎng)是10kv以下，變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠(chǎng)的負(fù)荷中心

22、，工廠(chǎng)的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來(lái)確定。在工廠(chǎng)的平面圖下側(cè)和左側(cè)，分別作一條直角坐標(biāo)的x軸和y軸，然后測(cè)出各車(chē)間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，p1、p2、p3pi分別代表廠(chǎng)房1、2、3n號(hào)的功率，設(shè)定p1、p2pi并設(shè)定p11為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖3-1所示。而工廠(chǎng)的負(fù)荷中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)： （2-1） （2-2）圖2-1把各車(chē)間的坐標(biāo)帶入（2-1） （2-2），得到x=12，y=11.86.由計(jì)算結(jié)果可知，工廠(chǎng)的負(fù)荷中心在金屬加工車(chē)間廠(chǎng)房的東南角。考慮到四周環(huán)境和進(jìn)出線(xiàn)便利，打算在金屬加工車(chē)間廠(chǎng)房的東側(cè)僅靠廠(chǎng)房建筑工廠(chǎng)變電所，器型為附設(shè)式。圖2-2 裝設(shè)高壓配電所后工廠(chǎng)分布圖3

23、確定車(chē)間變電所主變壓器型式，容量和臺(tái)數(shù)及主結(jié)線(xiàn)方案主結(jié)線(xiàn)方案選擇原則：工廠(chǎng)變電所的主變壓器可列兩種方案：1 只裝一臺(tái)主變壓器的變電所 主變壓器的容量SN.T應(yīng)滿(mǎn)足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S30的需要，即 SN.T S302 裝二臺(tái)主變壓器的變電所 每變壓器的容量SN.T應(yīng)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：1） 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S30的60%70%的需要即 SN.T （0.60.7）S302） 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足一二級(jí)負(fù)荷的需要，即SN.T S30（）依據(jù)本車(chē)間負(fù)荷性質(zhì)屬三級(jí)負(fù)荷，車(chē)間變電所設(shè)置一臺(tái)變壓器主結(jié)線(xiàn)方案選擇：變電所主變壓器的選擇依據(jù)車(chē)間的性質(zhì)和電源狀況，

24、工廠(chǎng)變電所的主變壓器可列兩種方案：由于車(chē)間全部的設(shè)備都屬于三級(jí)負(fù)荷，所以一臺(tái)主變即可。方案一和方案二都裝設(shè)一臺(tái)主變器，接受油浸式變壓器S9，而容量依據(jù)SN.T>S30=172.8kVA,即選一臺(tái)S9200/10型低損耗變壓器，。變壓器容量為200kVA，額定電壓10KV，聯(lián)結(jié)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(xiàng)目方案一方案二技術(shù)指標(biāo)供電平安性滿(mǎn)足要求基本滿(mǎn)足要求供電牢靠性基本滿(mǎn)足要求稍差一點(diǎn)供電質(zhì)量一臺(tái)主變，電壓損耗較大一樣機(jī)敏便利性接受高壓斷路器，停送電操作格外機(jī)敏便利接受負(fù)荷開(kāi)關(guān)，也可以帶

25、負(fù)荷操作擴(kuò)建適應(yīng)性一般較差經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額S9200單價(jià)19.18萬(wàn)元，變壓器綜合投資約為單價(jià)的2倍，因此其綜合投資為27.4738.36萬(wàn)元一樣高壓開(kāi)關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額GG1A（F）型按每臺(tái)3.8萬(wàn)元計(jì)，其綜合投資按設(shè)備價(jià)1.5倍，因此其綜合投資為21.53.811.4萬(wàn)元一樣電力變壓器和高壓開(kāi)關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)主變各高壓開(kāi)關(guān)柜的折舊各修理管理費(fèi)每年為2.903萬(wàn)元（其余略）一樣從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，方案一和方案二都比較適用于三級(jí)負(fù)荷，但考慮發(fā)生短路時(shí)方案二只能熔斷器恢復(fù)供電的時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)，而且牢靠性不高，而方案一接受高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作格外便利，

26、同時(shí)高壓斷路器有斷電愛(ài)護(hù)裝置，在變電所發(fā)生短路和過(guò)負(fù)荷時(shí)均能自動(dòng)跳閘，而且在短路故障和過(guò)負(fù)荷狀況消退后，又可直接快速合閘，從而恢復(fù)供電的時(shí)間縮短，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)看，方案二比方案一投資稍低，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益看，方案一比較好一些，因此打算接受方案一。 各配電干線(xiàn)、支線(xiàn)接受VV22型銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套內(nèi)鋼帶鎧裝電力電纜，配電干線(xiàn)沿電纜溝敷設(shè)，配電箱到用電設(shè)備的配電支線(xiàn)有條件時(shí)沿電纜溝敷設(shè)，否則接受穿鐵管沿地暗敷設(shè)。 動(dòng)力配電箱接受型號(hào)為XL(F)-14、15落地式防塵型動(dòng)力配電箱，動(dòng)力配電箱安裝高度是箱底離地面0.3米，箱底座用水泥、沙、磚堆砌作基礎(chǔ)，并做好防小動(dòng)物措施。配電屏選擇型號(hào)為GGD

27、2A固定低壓配電屏。4 短路計(jì)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(shù)值可達(dá)額定電流的十余倍至數(shù)十倍，而電路由常態(tài)變?yōu)槎搪返臅簯B(tài)工程中，還消滅高達(dá)穩(wěn)態(tài)短路電流1825倍的沖擊電流。會(huì)對(duì)供配電系統(tǒng)造成嚴(yán)峻的破壞。一、短路電流計(jì)算的目的及幾點(diǎn)說(shuō)明：在供配電系統(tǒng)中除應(yīng)實(shí)行有效技術(shù)措施防止發(fā)生短路外，還應(yīng)設(shè)置靈敏、牢靠的繼電愛(ài)護(hù)裝置和有足夠斷流力量的斷路器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限度。為此必需進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確選擇和整定愛(ài)護(hù)裝置、選擇限制短路電流的元件和開(kāi)關(guān)設(shè)備。（1）由于民用建筑內(nèi)所裝置的元件，其容量遠(yuǎn)比系統(tǒng)容量要小，而阻抗則較系統(tǒng)阻

28、抗大得多，當(dāng)這些元件遇到短路時(shí)，系統(tǒng)母線(xiàn)上的電壓變動(dòng)很小，可認(rèn)為電壓維持不變。因此，在本次計(jì)算中，都是以上述的由無(wú)限大容量電力系統(tǒng)供電作為前提來(lái)進(jìn)行計(jì)算的。（2）在計(jì)算高壓電路中的短路電流時(shí)，只需考慮短路電流值有重大影響的電流元件如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、架空線(xiàn)及電纜等。由于發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電阻遠(yuǎn)小于本身電抗，因此可不考慮。但當(dāng)架空線(xiàn)和電纜較長(zhǎng)，使短路電流的總電阻大于總電抗1/3時(shí)，需要計(jì)如電阻。（3）短路電流計(jì)算按金屬性短路進(jìn)行。（4）短路電流計(jì)算的符號(hào)含義：短路電流計(jì)算應(yīng)求出最大短路電流值，以確定電氣設(shè)備容量或額定參數(shù)；求出最小短路電流值，作為選擇熔斷器、整定繼電愛(ài)護(hù)裝置和校驗(yàn)電動(dòng)

29、機(jī)啟動(dòng)的依據(jù)。（5）短路電流的計(jì)算方法有歐姆法和標(biāo)幺制法。10KV母線(xiàn)Sd(3)=500MVA9300.4KV母線(xiàn)0.4KV低壓配電室電纜線(xiàn)路5km0.35/kMK2點(diǎn) 圖4-14.1 計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電流和短路容量（UC1=10kv）4.1.1 計(jì)算短路電路中各無(wú)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(xiàn)路電抗X0=0.35/kmX2=X0L=0.35/km×5km=1.75 3) 繪制k-1點(diǎn)的等效電路如下圖 圖4-2其總電抗為X（k-1）= X1 +X2=0.2+1.75=1.954.1.2 計(jì)算三相短路電流和短路容

30、量1) 三相短路電流周期重量有效值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(gè)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(jì)算k-2點(diǎn)的短路電流和短路容量（UC2=0.4kv）4.2.1 計(jì)算

31、短路電路中各無(wú)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(xiàn)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(diǎn)的等效電路如下圖圖4-3其總電抗為X（k-2）= X1 + X2+ XT =3.2×10-4+2.8×10-3=1

32、.032×10-24.2.2 計(jì)算三相短路電流和短路容量1） 三相短路電流周期重量有效值：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(gè)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)3UC2IK-2(3)3×0.4KV×22.38

33、 KA15.50MVA短路計(jì)算結(jié)果如下表： 表41短路三相短路電流/kA三相短路容量/MV.A計(jì)算點(diǎn)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(shè)備的選擇5.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則電氣設(shè)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(shè)備。 1)依據(jù)設(shè)備所在位置(戶(hù)內(nèi)或戶(hù)外)、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設(shè)備型號(hào)。 2)按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓。 3)按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流。電氣設(shè)備的額定電流

34、IN應(yīng)不小于實(shí)際通過(guò)它的最大負(fù)荷電流Imax(或計(jì)算電 流Ij)，即 INImax 或INIj(71)(2)按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 為保證電氣設(shè)備在短路故障時(shí)不至損壞，按最大可能的短路電流校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動(dòng)穩(wěn)定：電氣設(shè)備在沖擊短路屯流所產(chǎn)生的電動(dòng)力作用下，電氣設(shè)備不至損壞。熱穩(wěn)定：電氣設(shè)備載流導(dǎo)體在最大隱態(tài)短路屯流作用下，其發(fā)熱溫度不超過(guò)載流導(dǎo)體短時(shí)的允許發(fā)熱溫度。(3)開(kāi)關(guān)電器斷流力量校驗(yàn)。斷路器和熔斷器等電氣設(shè)備擔(dān)負(fù)著牢靠切斷短路電流的任務(wù)，所以開(kāi)關(guān)電器還必需校驗(yàn)斷流力量，開(kāi)關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點(diǎn)最大三相短路容量.5.2 凹凸壓電氣設(shè)備的選擇一、高壓

35、側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)5.2.1 按工作電壓選擇一般電氣設(shè)備和導(dǎo)線(xiàn)的額定電壓UNt應(yīng)不低于設(shè)備安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的電壓UNUNtUN=10KV5.2.2 按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流，以IN表示，該電流應(yīng)不小于通過(guò)設(shè)備的最大負(fù)荷電流（計(jì)算電流）I30, 即：IN>I305.2.3 對(duì)開(kāi)關(guān)類(lèi)電氣設(shè)備還應(yīng)考慮其斷流力量設(shè)備的最大開(kāi)斷電流I（或容量S）應(yīng)不小于安裝地點(diǎn)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)5.2.4 隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)a）動(dòng)穩(wěn)定度校

36、驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定（電動(dòng)力穩(wěn)定）是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的力量。滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件是：imax ish (3)或Imax Ish (3)式中, imax 和Imax 為設(shè)備安裝地點(diǎn)的三相短路沖擊電流峰值；ish 和Ish為設(shè)備安裝地點(diǎn)的三相短路沖擊電流有效值； b）熱穩(wěn)定度校驗(yàn)通過(guò)短路電流時(shí)，導(dǎo)體和電器各部件的發(fā)熱溫度不應(yīng)超過(guò)短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度值，即：It2I(3)2tima其中tima=tK+0.05當(dāng) tk> 1s時(shí)式中，I(3)為設(shè)備安裝地點(diǎn)的三相短路穩(wěn)態(tài)電流；tima 為短路發(fā)熱假想時(shí)間（又稱(chēng)短路發(fā)熱等值時(shí)間）；tK為實(shí)際短路時(shí)間；It 為t秒內(nèi)允許通過(guò)的短路電流值或稱(chēng)t秒

37、熱穩(wěn)定電流；為設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)家給出的設(shè)備熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)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(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流力量動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝設(shè)地點(diǎn)條件參數(shù)UNINI K (3)ish (3)I(3)2tima數(shù)據(jù)10KV11.547A2.96KA7.55KA2.962×1.5=13.14一次設(shè)備的型號(hào)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-1010/0.1KV電壓互感器JDZJ-10電流互感器LQJ-1010

38、KV100/5A225××0.1KV=31.8KV(90×0.1)2×1=81避雷器FZ-1010KV二、低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)表5-2選擇效驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流力量動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝設(shè)地點(diǎn)條件參數(shù)UNINI K (3)ish (3)I(3)2tima數(shù)據(jù)380V288.6822.38KA41.18KA22.382×0.7=350.6一次設(shè)備的型號(hào)規(guī)格低壓斷路器DW15-400380V40025低壓熔斷器DW16-100380V10030低壓熔斷器DW15-630380V63030低壓熔斷器DW16-200380V20030電流互感器LM

39、Z1-0.5500V100/5三、凹凸壓母線(xiàn)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(chē)間變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：PJS=159.32.42=161.7kWQJS=66.96+4.09=71.05kVarSJS=(161.7)2+(71.05)2=176.62kVAI

40、JS= SJS /(3×10)=125.52/(3×10)=10.2A車(chē)間變電所低壓側(cè)母線(xiàn)電流為：IjS =S30/(3×0.4)= 172.8/(3×0.4)=177.28A查表得到10kv母線(xiàn)選LMY-（40*4mm），即母線(xiàn)尺寸為40mm*4mm,380V母線(xiàn)選LMY-（120*10）+80*6.3，即母線(xiàn)尺寸為120mm*10mm，而中性母線(xiàn)尺寸為80mm*6.3mm。6 選擇車(chē)間變電所凹凸進(jìn)出線(xiàn)截面6.1 變壓器高壓側(cè)進(jìn)線(xiàn)電纜截面選擇IUxI30=200MVA/3×10kV=11.5 KA變壓器10 kV 額定電流很?。↖JS= 10

41、.2A），因此，按短路熱穩(wěn)定電流校驗(yàn)選擇電纜截面。C為熱穩(wěn)定系數(shù)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(jìn)線(xiàn)電纜。6.2 380V低壓出線(xiàn)的選擇以 冷加工車(chē)間為例<1>校驗(yàn)發(fā)熱條件查建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)P305頁(yè)表13-35中VV-3×35+1×10電力電纜在環(huán)境氣溫為30時(shí)允許載流量：IUX=165.2A> I30=33.05A<2>校驗(yàn)額定電壓U.oc=1000V> U c =380

42、V<3>校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度Amin=(I(3)×tim)/c=(22.38×103×0.02)/115mm2=27.5 mm2<4>校驗(yàn)滿(mǎn)足電壓損耗全部設(shè)備cosØ=0.8, tgØ=0.75，P17.4KW，Q13.05kvar查建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)P274頁(yè)表室內(nèi)敷設(shè)電力電纜的電阻和電抗分別值是：r0=1.3/km, xo=0.22/km,假設(shè) L=0.2 km。U=(PL)r0+(QL)X0/Ue=(17.4×0.2)×1.3+（13.05×0.2）×0.22/380=0.0134

43、=1.34電壓損耗滿(mǎn)足要求。通過(guò)上面校驗(yàn)各干線(xiàn)電纜需選擇 VV-3×35+1×16電力電纜。其他個(gè)車(chē)間選擇計(jì)算與上相同經(jīng)以上計(jì)算與統(tǒng)計(jì)，車(chē)間變電所高、低壓進(jìn)出線(xiàn)截面（包括母線(xiàn)）選擇如下表：表6-1 車(chē)間變電所高、低壓進(jìn)出線(xiàn)截面（包括母線(xiàn)）選擇表進(jìn)出線(xiàn)回路編號(hào)回路名稱(chēng)回路容量回路電流截面?zhèn)渥ⅲ╧VA）（A）(mm)01冷加工車(chē)間21.7533.05相35,零1602金屬加工車(chē)間22.534.2 相35,零1603檢修車(chē)間44.2 67.03 相35,零1604工具車(chē)間117.6526.81 相35,零1605工具車(chē)間219.41 29.49 相35,零1606工具車(chē)間314.

44、12 21.45 相35,零1607工具車(chē)間412.3518.77相35,零167 選擇電源進(jìn)線(xiàn)的二次回路及整定繼電愛(ài)護(hù)。7.1 測(cè)量與指示10kV斷路器接受手動(dòng)操作，變電所高壓側(cè)裝設(shè)專(zhuān)用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無(wú)功電度表，分別計(jì)量全廠(chǎng)消耗的有功電能和無(wú)功電能，并據(jù)以計(jì)量每月工廠(chǎng)的平均功率因數(shù)。變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器避雷器柜，其中電壓互感器為3個(gè)JDZY-10型，組成Y0/ Y0/ 的結(jié)線(xiàn)，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察。低壓側(cè)的動(dòng)力出線(xiàn)上，均裝有有功電度表和無(wú)功電度表，低壓照明線(xiàn)路上裝有三相四線(xiàn)有功電度表。低壓并聯(lián)電容器柜上，裝有無(wú)功電度表。每一回路均裝有電流表。低壓母線(xiàn)裝有電壓表。7.

45、2 繼電愛(ài)護(hù)變電所愛(ài)護(hù)配置如下：表7-1變壓器電流速斷愛(ài)護(hù)、過(guò)電流、溫度報(bào)警、愛(ài)護(hù)低壓線(xiàn)路電流速斷愛(ài)護(hù)、過(guò)電流、過(guò)負(fù)荷、接地愛(ài)護(hù)接受感應(yīng)式過(guò)電流繼電器。A.過(guò)電流愛(ài)護(hù)的整定1) 過(guò)電流愛(ài)護(hù)動(dòng)作電流的整定IL.MAX=2 I1N.T=2×200/(3×10) =23A, 牢靠系數(shù)Krel=1.3,接線(xiàn)系數(shù) Kw=1, 繼電器返回系數(shù)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(guò)電流愛(ài)護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定終端變電所按最短時(shí)間0.5s整定。3) 過(guò)電流愛(ài)護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)：Ik.min= Ik-2(2)/ KT = 0.866Ik-2(3)/ KT =0.866×22.38/(10kV/