某車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì)

1、成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文某車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì)作者姓名:黃楷專業(yè)名稱:電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師:雷永鋒 講師某車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì)摘要電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿δ茉?，工廠供電設(shè)計(jì)的任務(wù)是從電力系統(tǒng)取得電源，經(jīng)過合理的傳輸、變換、分配到工廠車間中每一個(gè)用電設(shè)備上，隨著工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，工廠用電量快速增長，對(duì)電能質(zhì)量、供電可靠性以及技術(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，而且也反映到工廠的可靠性和工廠的安全生產(chǎn)上，它與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備和人身安全等是密切相關(guān)的?，F(xiàn)在除個(gè)別大型工業(yè)聯(lián)合企業(yè)有自備

2、電廠外，絕大多數(shù)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(fù)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(gè)組成部分，保證安全供電和經(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)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及合理利用能源。工廠供電設(shè)計(jì)方案必須安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)這些條件。本論文為某車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì)，該車間的主變壓器容量為630kVA，各電壓等級(jí)分別為10kV和0.4kV，車間的負(fù)荷均屬三類負(fù)荷，本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：車間的負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償，確定車間變電所的所址和型式，車間變電所的主緯線方案，短路電流計(jì)算，主要用電設(shè)備選擇和校驗(yàn)，車間變電所整定繼電保護(hù)和防雷保護(hù)及接地裝置

3、的設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵詞:安全供電 經(jīng)濟(jì)效應(yīng) 合理利用AbstractElectrical energy is the main motivate part of the industrial production. Factories supply power design duty to obtain power source from the electrical power system, pass through the reasonable transmission, transformation, and assigns to the factory workshop in on eac

4、h current collector. Along with the industry electricity automation technology development, factories with the electric quantity rapid growth, to the electrical energy quality, the power supply reliability as well as the technology economic indicator and so on the request also day by day enhances. T

5、he power supply designs whether consummates, not only affects the factory the capital investment, the operating cost and the non-ferrous metal consumption, moreover also reflected to the factory power supply reliability and in the factory safety in production, it and enterprises economic efficiency,

6、 the equipment and so on is the close correlation .Now has besides the individual major industry integrated enterprise supplies for oneself the power plant, the majority factory all is obtains the electrical energy from the country electrical power system. Therefore, the factory industry load is the

7、 electrical power system main user, the factory power supply system also is an electrical power system constituent, guarantees the safe power supply and the economical movement, not only relates the enterprise the benefit, also relates the electrical power system the security and the economical move

8、ment as well as the reasonable use energy .The factory power supply design must follow nation each general and specific policies, the design proposal must conform to in the nation standard related stipulation, simultaneously must satisfy following several basic requests:Securities-in the electrical

9、energy supply, Reliable-should satisfy the electrical energy user to the power supply reliable request, High quality, low operating cost, and saves the electrical energy and the reduced non-ferrous metal consumption as far as possible .In addition, in the power supply work, should reasonably process

10、 the bureau and the overall situation, current and is long term and so on the relations，both must consider partial and the current benefit, and must have the total view, can take the entire situation into account, adaptation development. This instruction booklet repairs a vehicle the low electrical

11、power distribution systems for some mechanical factory electricity and the workshop transformer substation design explanation. This workshop main transformer capacity is 630kVA, various voltages rank respectively is 10kV and 0.4kV, the workshop load is three kinds of loads. According to designs the

12、project description the request, this design main content includes: The workshop load computation and the idle work compensate; definite workshop transformer substation institute site and pattern; Workshop transformer substation host electric coil plan; Short-circuit current computation; mainly curr

13、ent collector choice and verification; Workshop transformer substation setup UPS and anti-radar protection and grounding design and so on .Key Words: safe electricity supply，economic effect，wise use目錄摘要IAbstractIII目錄V前言11車間的負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償41.1車間設(shè)備明細(xì)統(tǒng)計(jì)表41.2 工具、機(jī)修車間設(shè)備負(fù)荷計(jì)算表61.3 裝機(jī)容量、計(jì)算負(fù)荷、無功負(fù)荷、視在負(fù)荷的計(jì)算62、確定車間變

14、電所的所址和形式123、車間變電所無功補(bǔ)償，主變型式、容量和臺(tái)數(shù)及主結(jié)線選擇方案134、短路計(jì)算與一次設(shè)備選擇184.1配電系統(tǒng)短路計(jì)算電路圖184.2計(jì)算低壓380KV母線上K2點(diǎn)的三相短路電流和短路容量205.車間變電所高、低壓進(jìn)出線截面（包括母線）的選擇225.1各回路容量、電流225.2確定變壓器低壓側(cè)主出線截面選擇225.3變壓器高壓側(cè)進(jìn)線電纜截面選擇235.4低壓出線及設(shè)備選擇校驗(yàn)245.4.1 P1配電屏設(shè)備校驗(yàn)245.4.2 P2配電屏設(shè)備校驗(yàn)245.5負(fù)荷選擇256、變電所電源進(jìn)線的二次回路選擇與繼電保護(hù)的整定276.1測(cè)量與指示276.2繼電保護(hù)277.變電所的防雷保護(hù)與接

15、地裝置的設(shè)計(jì)297.1防直擊雷297.2避雷器的選擇(防雷電波)298.其他系統(tǒng)318.1 10kV 供電系統(tǒng)318.2 400V配電裝置318.3 照明檢修系統(tǒng)328.4 防雷接地系統(tǒng)328.4.1接地系統(tǒng)328.4.2 防雷系統(tǒng)338.5電纜和電纜構(gòu)筑物338.5.1 10kV動(dòng)力電纜338.5.2 0.4kV動(dòng)力電纜338.5.3 儀用變壓器電纜338.5.4 電纜連接裝置338.5.5 電纜設(shè)施338.5.6電纜構(gòu)筑物348.5.7電纜防火阻燃348.6 電壓降34總結(jié)35致謝36參考文獻(xiàn)37附件 電氣主接線圖38附件 變壓器繼電保護(hù)圖3939前言低壓配電由配電變電所（通常是將電網(wǎng)的輸

16、電電壓降為配電電壓）、高壓配電線路（即1kV以上電壓）、配電變壓器、低壓配電線路（1kV以下電壓）以及相應(yīng)的控制保護(hù)設(shè)備組成。1.低壓斷路器：低壓斷路器又稱自動(dòng)開關(guān)，它是一種既有手動(dòng)開關(guān)作用，又能自動(dòng)進(jìn)行失壓、欠壓、過載、和短路保護(hù)的電器。它可用來分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開關(guān)與過欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考?，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。2. 智能配電 :(1) 低壓無功補(bǔ)償成套裝置 (2) 復(fù)合開關(guān)(3) 操作手柄(4) 無功補(bǔ)償控制器 3. 低壓配電

17、開關(guān) (1) 負(fù)荷開關(guān) ：負(fù)荷開關(guān)，顧名思義就是能切斷負(fù)荷電流的開關(guān)，要區(qū)別于高壓斷路器，負(fù)荷開關(guān)沒有滅弧能力，不能開斷故障電流，只能開斷系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下的負(fù)荷電流，負(fù)荷開關(guān)由此而得名 (2) 隔離開關(guān) ：隔離開關(guān)是高壓開關(guān)電器中使用最多的一種電器，它本身的工作原理及結(jié)構(gòu)比較簡單，但是由于使 用量大，工作可靠性要求高，對(duì)變電所、電廠的設(shè)計(jì)、建立和安全運(yùn)行的影響均較大。刀閘的主要特點(diǎn)是無滅弧能力，只能在沒有負(fù)荷電流的情況下分、合電路4. 熔斷器 ：熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一定時(shí)間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開的原理制成的一種電流保護(hù)器。熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)

18、及用電設(shè)備中，作為短路和過電流保護(hù)，是應(yīng)用最普遍的保護(hù)器件之一。熔斷器是一種過電流保護(hù)電器。熔斷器主要由熔體和熔管兩個(gè)部分及外加填料等組成。使用時(shí)，將熔斷器串聯(lián)于被保護(hù)電路中，當(dāng)被保護(hù)電路的電流超過規(guī)定值，并經(jīng)過一定時(shí)間后，由熔體自身產(chǎn)生的熱量熔斷熔體，使電路斷開，起到保護(hù)的作用。5. 變壓器(1) 電子變壓器 ：電子變壓器，輸入為AC220V，輸出為AC12V，功率可達(dá)50W。它主要是在高頻電子鎮(zhèn)流器電路的基礎(chǔ)上研制出來的一種變壓器電路，其性能穩(wěn)定，體積小，功率大，因而克服了傳統(tǒng)的硅鋼片變壓器體大、笨重、價(jià)高等缺點(diǎn)(2) 隔離變壓器：隔離變壓器的原理和普通變壓器的原理是一樣的。都是利用電磁感

19、應(yīng)原理。隔離變壓器一般是指1:1的變壓器。由于次級(jí)不和地相連。次級(jí)任一根線與地之間沒有電位差。使用安全。常用作維修電源。隔離變壓器不全是1:1變壓器?？刂谱儔浩骱碗娮庸茉O(shè)備的電源也是隔離變壓器。如電子管擴(kuò)音機(jī)，電子管收音機(jī)和示波器和車床控制變壓器等電源都是隔離變壓器。如為了安全維修彩電常用1:1的離變壓器。隔離變壓器是使用比較多的，在空調(diào)中也是使用的。 6. 漏電保護(hù)裝置：用于防止觸電事故的漏電保護(hù)裝置只能作為附加保護(hù)。加裝漏電保護(hù)裝置的同時(shí)不得取消或放棄原有的安全防護(hù)措施此次畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一階段主要工作是，學(xué)習(xí)有關(guān)某車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)的基本知識(shí)，了解某車間低壓配電系統(tǒng)及車

20、間變電所設(shè)的相關(guān)技術(shù)，并以此為核心設(shè)計(jì).。第二階段是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行車間低壓配電系統(tǒng)的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及各個(gè)數(shù)據(jù)的分析。通過教師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)，成功完成某車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)。論文正文主要包括8個(gè)部分，安排如下：第1章節(jié)列舉出了車間的負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償。第2章節(jié)闡述如何確定車間變電所的位置。第3章節(jié)介紹了車間變電所的選擇方案。第4章節(jié)闡述了如何進(jìn)行電路計(jì)算以及一次設(shè)備的選擇。第5章節(jié)介紹了高低壓線截面的選擇。第6章節(jié)闡述了二次回路的選擇與繼電保護(hù)的整定。第7章節(jié)介紹了防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)。第8章節(jié)概括了下其他系統(tǒng)。最后論文對(duì)課題

21、內(nèi)容及成果進(jìn)行了總結(jié)。1車間的負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償1.1車間設(shè)備明細(xì)統(tǒng)計(jì)表此表列舉出了各設(shè)備名稱以及需要的設(shè)備數(shù)量、單臺(tái)容量、功率因數(shù)和其效率所參考的數(shù)據(jù)。表1.1 車間設(shè)備明細(xì)統(tǒng)計(jì)表設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量（kW）功率因數(shù)cos效率1220V插座110.80.82220V插座10.60.750.753220V插座10.60.750.754車床11.70.80.85車床13.660.80.86車床11.740.80.87車床15.2250.80.88銑床13.1250.80.89銑床12.9250.80.810銑床11.6250.80.811銑床11.70.80.812車床13.660.80

22、.813車床12.20.80.814車床15.2250.80.815銑床13.1250.80.816銑床12.3250.80.817銑床19.130.850.8518插齒機(jī)14.6250.850.8519車床14.6250.850.8520車床14.6250.850.8521車床14.6250.850.8522車床14.6250.850.8523車床14.6250.850.8524車床14.6250.850.8525車床14.6250.850.8526工具磨床11.6250.80.827工具磨床11.6250.80.828小沖床11.50.80.829小沖床11.50.80.830磨床11.5

23、0.80.831磨床14.6250.850.8532沖床14.6250.850.8533鉆床14.6250.850.8534鉆床14.6250.750.7535鉆床14.6250.750.7536鉆床14.6250.750.7537磨床14.6250.750.7538鉆床14.6250.750.7539鉆床11.6250.80.840鉆床11.6250.80.841鉆床11.50.80.842鉆床11.50.80.843鉆床11.50.80.844鉆床14.6250.80.845鉆床130.80.846變壓器120.80.947變壓器120.80.948變壓器120.80.949變壓器120.

24、80.91.2 工具、機(jī)修車間設(shè)備負(fù)荷計(jì)算表此表列舉出了擬設(shè)的1號(hào)和2號(hào)設(shè)備代號(hào)及其所在各個(gè)車間名稱和1、2、3、4、5供電回路和他們的設(shè)備的容量和計(jì)算負(fù)荷表1.2 車間設(shè)備負(fù)荷計(jì)算表設(shè)備代號(hào)車間名稱供電回路代號(hào)設(shè)備容量（kW）計(jì)算負(fù)荷P30/kWQ30/kvarQ30/kVAI30/A1工具車間No.14714.1016.5021.7032.98No.25616.8019.7025.8939.34No.34212.6014.7019.3629.42No.43510.5012.3016.1724.572機(jī)修車間No.515037.5043.9057.7487.721.3 裝機(jī)容量、計(jì)算負(fù)荷、無

25、功負(fù)荷、視在負(fù)荷的計(jì)算機(jī)修廠擬設(shè)8個(gè)供電主干線，分別為1號(hào)干線冷加工機(jī)床，2號(hào)干線金屬加工機(jī)床，3號(hào)干線插座、220V變壓器，4號(hào)干線工具間1號(hào)，5號(hào)干線工具間2號(hào)，6號(hào)干線工具間3號(hào)，7號(hào)干線工具間4號(hào)，8號(hào)干線檢修車間。各干線設(shè)備裝機(jī)容量、計(jì)算負(fù)荷與無功功率等統(tǒng)計(jì)如下表：表1.3 負(fù)荷計(jì)算單元設(shè)備編號(hào)名稱額定容量(kW）功率因數(shù)效率1號(hào)干線4車床1.70.80.85車床3.660.80.86車床1.740.80.87銑床5.2250.80.88銑床3.1250.80.89銑床2.9250.80.810銑床1.6250.80.811車床1.70.80.812車床3.660.80.813車床2

26、.20.80.814銑床5.2250.80.815銑床3.1250.80.816銑床2.3250.80.817插齒機(jī)9.130.850.851號(hào)干線裝機(jī)容量Pe47.37kw1號(hào)干線5臺(tái)最大設(shè)備容量PM26.90kw1號(hào)干線計(jì)算負(fù)荷 P300.14×Pe + 0.5×PM20.08kW1號(hào)干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q30P30tgØP30tg(arccos0.8)15.06kW1號(hào)干線視在計(jì)算負(fù)荷1號(hào)干線計(jì)算電流2號(hào)干線18車床4.6250.850.8519車床4.6250.850.8520車床4.6250.850.8521車床4.6250.850.8522車床4.625

27、0.850.8523車床4.6250.850.8524車床4.6250.850.8525車床4.6250.850.8526工具磨床1.6250.80.827工具磨床1.6250.80.828小沖床1.50.80.829小沖床1.50.80.82號(hào)干線30小沖床1.50.80.831磨床4.6250.850.8532磨床30.850.8533沖床1.50.850.8534鉆床0.60.750.7535鉆床0.60.750.7536鉆床0.60.750.7537鉆床0.60.750.7538磨床2.250.750.7539鉆床1.6250.80.840鉆床1.6250.80.841鉆床1.6250

28、.80.842鉆床1.6250.80.843鉆床1.6250.80.844鉆床1.6250.80.845鉆床1.6250.80.82號(hào)干線裝機(jī)容量Pe69.90kW2號(hào)干線5臺(tái)最大設(shè)備容量PM6.98kW2號(hào)干線計(jì)算負(fù)荷 P300.14×Pe + 0.5×PM21.35kW2號(hào)干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q30P30tgØP30tg(arccos0.8)15.06 kW2號(hào)干線視在計(jì)算負(fù)荷kW2號(hào)干線計(jì)算電流3號(hào)干線1220V插座10.80.82220V插座0.60.750.753220V插座0.60.750.7546220V變壓器20.80.947220V變壓器20.80

29、.948220V變壓器20.80.949220V變壓器20.80.93號(hào)干線裝機(jī)容量Pe10.20kw3號(hào)干線5臺(tái)最大設(shè)備容量PM7.85kw3號(hào)干線計(jì)算負(fù)荷 P300.14×Pe + 0.5×PM5.93kW3號(hào)干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q30P30tgØP30tg(arccos0.8)4.45 kW3號(hào)干線視在計(jì)算負(fù)荷 kVA3號(hào)干線C相（略大于A、B相）計(jì)算電流 I30S30/(3×UN)25.25A4號(hào)干線1#回路工具車間474號(hào)干線裝機(jī)容量Pe47kw4號(hào)干線計(jì)算負(fù)荷 P3014.1kW4號(hào)干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q3016.5 kvar4號(hào)干線視在計(jì)算負(fù)荷

30、 kVA4號(hào)干線計(jì)算電流 I30S30/(3×UN)41.22A5號(hào)干線2#回路工具車間565號(hào)干線裝機(jī)容量Pe56kw5號(hào)干線計(jì)算負(fù)荷 P3016.8kW5號(hào)干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q3019.7 kvar5號(hào)干線視在計(jì)算負(fù)荷25.89kVA5號(hào)干線計(jì)算電流 I30S30/(3×UN)49.17A6號(hào)干線3#回路工具車間426號(hào)干線裝機(jī)容量Pe42kW6號(hào)干線計(jì)算負(fù)荷 P3012.6kW6號(hào)干線無功計(jì)算負(fù)荷 14.7 kW6號(hào)干線計(jì)算電流 36.77A7號(hào)干線4#回路工具車間357號(hào)干線裝機(jī)容量Pe35kW7號(hào)干線計(jì)算負(fù)荷 P3010.5kW7號(hào)干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q3012.3

31、 kW7號(hào)干線視在計(jì)算負(fù)荷 7號(hào)干線計(jì)算電流8號(hào)干線機(jī)修車間1508號(hào)干線裝機(jī)容量Pe150kW8號(hào)干線計(jì)算負(fù)荷 P3037.5kW8號(hào)干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q3043.9 kW8號(hào)干線視在計(jì)算負(fù)荷 8號(hào)干線計(jì)算電流2 確定車間變電所的所址和形式選擇變電所位置就根據(jù)下列要求進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定：1. 接近負(fù)荷中心，進(jìn)出線方便。2. 接近電源側(cè)。3. 設(shè)備運(yùn)輸方便。4. 不應(yīng)設(shè)在劇烈振動(dòng)或高溫，應(yīng)遠(yuǎn)離多塵有腐蝕氣體的場(chǎng)所。5. 應(yīng)遠(yuǎn)離易燃、爆的場(chǎng)所。本車間變電所供電負(fù)荷的性質(zhì)為三級(jí)負(fù)荷，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4500小時(shí)。本車間變電所從本廠35/10kV總降壓變電所用電纜線路引進(jìn)10kV電源

32、，電纜線路長度為200M。車間變電所設(shè)在機(jī)二車間東北角，為機(jī)二車間、工具車間、機(jī)修車間供電。設(shè)高壓配電室、變壓器室、低壓配電室補(bǔ)償后的功率因素要求不得低于0.9。短路容量：工廠總降壓變電所10kV母線上的短路容量為200MVA。保護(hù)整定：工廠總降壓變電所10kV配電出線定時(shí)限過流保護(hù)裝置的整定時(shí)間Iop=1.5S。3 車間變電所無功補(bǔ)償，主變型式、容量和臺(tái)數(shù)及主結(jié)線選擇方案根據(jù)本車間負(fù)荷性質(zhì)屬三級(jí)負(fù)荷，車間變電所設(shè)置一臺(tái)變壓器。正常工作時(shí)，由車間變電所變壓器供給本車間用電設(shè)備，備用電源可由其他車間變電所提供。根據(jù)表1.3負(fù)荷計(jì)算的數(shù)據(jù)，無功補(bǔ)償與變壓器容量選擇如下表所示：表3.1 無功補(bǔ)償與變

33、壓器容量選擇設(shè)備編號(hào)設(shè)備名稱裝機(jī)容量P（kW）功率因數(shù)計(jì)算負(fù)荷P30（kW）無功負(fù)荷Q30（kW）視在負(fù)荷S30kVA計(jì)算電流A1號(hào)干線冷加工機(jī)床47.37 0.820.08 15.06 25.10 38.14 2號(hào)干線金屬加工機(jī)床69.90 0.821.35 16.01 26.69 40.54 3號(hào)干線插座、變壓器10.20 0.85.93 4.45 7.41 11.26 4號(hào)干線工具間1號(hào)47.00 0.814.10 16.50 21.70 32.98 5號(hào)干線工具間2號(hào)56.00 0.816.80 19.70 25.89 39.34 6號(hào)干線工具間3號(hào)42.00 0.812.60 14.

34、70 19.36 29.42 7號(hào)干線工具間4號(hào)35.00 0.810.50 12.30 16.17 24.57 8號(hào)干線檢修車間150.00 0.837.50 43.90 57.74 87.72 各車間總裝機(jī)容量P457.47kW各車間總計(jì)算負(fù)荷P30138.86kW各車間總無功計(jì)算負(fù)荷Q30142.62 kW各車間總視在計(jì)算負(fù)荷S30200.01kVA補(bǔ)償前的功率因數(shù)P30/S300.7電容器容量計(jì)算 QC=Pjs(tg1-tg2)138.86×(tgarccos0.7tgarccos0.9)89.51 kW選擇型號(hào)BKMJ0.4-15-3并聯(lián)電容器6個(gè)補(bǔ)償后無功功率Q30901

35、42.62-90=52.62 kvar補(bǔ)償后視在功率變壓器容量選擇(kVA)：200kVA主結(jié)線方案選擇：變電所主變壓器的選擇根據(jù)車間的性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可列兩種方案：方案一和方案二都裝設(shè)一臺(tái)主變器，采用油浸式變壓器S9，而容量根據(jù)SN.T>S30=148.49kVA，即選一臺(tái)S9200/10型低損耗變壓器，由于車間所有的設(shè)備都屬于三級(jí)負(fù)荷，所以一臺(tái)主變即可。變壓器容量為200kVA，額定電壓10KV，聯(lián)結(jié)組別Y，yn0，阻抗電壓為4.5%，空載損耗為0.55kW，短路損耗為3.7kW，變壓器帶外殼。變壓器外殼內(nèi)高壓側(cè)考慮設(shè)置固定電纜用的支架；低壓側(cè)設(shè)置固定母線用的支柱

36、絕緣子，并滿足短路時(shí)的動(dòng)熱穩(wěn)定的要求，同時(shí)考慮安裝零序CT的位置。低壓變壓器采用環(huán)氧樹脂澆鑄的干式變壓器（S-10型），變壓器安裝在0.4kV配電裝置的室內(nèi)，不設(shè)變壓器小間。變壓器工作環(huán)境的最高溫度按45考慮。變壓器采用低損耗銅芯變壓器，其在使用環(huán)境條件下能滿負(fù)荷長期運(yùn)行，并有一定的過負(fù)荷能力。變壓器符合GB、DL、IEC最新標(biāo)準(zhǔn)的要求，特別是針對(duì)干式變壓器的IEC726和IEC551標(biāo)準(zhǔn)對(duì)噪聲測(cè)試的要求。干式變壓器正常運(yùn)行的冷卻方式為自然風(fēng)冷，并提供冷卻風(fēng)扇滿足強(qiáng)迫風(fēng)冷條件下150%的過負(fù)荷要求。變壓器裝設(shè)帶報(bào)警及跳閘的溫控設(shè)施。變壓器外殼中帶有防潮加熱器。變壓器的絕緣等級(jí)為F級(jí)。低壓側(cè)中性

37、點(diǎn)直接接地。本車間動(dòng)力照明均采用三相四線制，車間環(huán)境正常，用電設(shè)備屬于第三類負(fù)荷，設(shè)備配置較穩(wěn)定，臺(tái)數(shù)不多，且容量也不大。綜合上述因素，采用動(dòng)力箱向各用電設(shè)備配電，低壓配電室到各動(dòng)力配電箱的連線見車間配電系統(tǒng)布線圖附圖3.1。圖3.1 車間配電系統(tǒng)布線圖表3.2 方案比較：比較項(xiàng)目方案一方案二技術(shù)指標(biāo)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(diǎn)供電質(zhì)量一臺(tái)主變，電壓損耗較大一樣靈活方便性采用高壓斷路器，停送電操作十分靈活方便采用負(fù)荷開關(guān)，也可以帶負(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)7.47萬元，變壓器綜合投資約為單價(jià)的2倍，因此其綜合投資為27

38、.4714.9萬元相同高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額查表410得GG1A（F）型按每臺(tái)3.5萬元計(jì)，而由表41查得其綜合投資按設(shè)備價(jià)1.5倍，因此其綜合投資為21.53.510.5萬元相同電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)參照表42計(jì)算，主變各高壓開關(guān)柜的折舊各維修管理費(fèi)每年為2.903萬元（其余略）相同交供電部門的一次性供電貼費(fèi)按800元/ kVA，貼費(fèi)為6300.08萬元50.4萬元相同從上表可以看出，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)間較長的缺點(diǎn)，而且可靠性不高，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(shí)高壓

39、斷路器有斷電保護(hù)裝置，在變電所發(fā)生短路和過負(fù)荷時(shí)均能自動(dòng)跳閘，而且在短路故障和過負(fù)荷情況消除后，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)來看，方案二比方案一投資稍低，但從長遠(yuǎn)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(hù)套內(nèi)鋼帶鎧裝電力電纜，配電干線沿電纜溝敷設(shè)，配電箱到用電設(shè)備的配電支線有條件時(shí)沿電纜溝敷設(shè)，否則采用穿鐵管沿地暗敷設(shè)。動(dòng)力配電箱采用型號(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GGD2A固定低壓

40、配電屏。表3.3 GGD2的技術(shù)參數(shù)額定電壓（V）380額定電流A630B630C630額定短路開斷電流（kA）35IS額定短路時(shí)耐受電流（kA）35額定峰值耐受電流（kA）65外殼防護(hù)等級(jí)IP304 短路計(jì)算與一次設(shè)備選擇 4.1配電系統(tǒng)短路計(jì)算電路圖本設(shè)計(jì)計(jì)算原理如圖4.1和圖4.2500MVAK-1K-2LGJ-50,1.5km10kVS9-8000.4kV(2)(3)(1)系統(tǒng)圖4.1 短路計(jì)算電路k-1k-2圖4.2 短路計(jì)算等效電路短路電流計(jì)算目的是為了選擇和校驗(yàn)車間變電所高、低壓電氣設(shè)備及提供繼電保護(hù)整定計(jì)算所需要的技術(shù)數(shù)據(jù)。因此應(yīng)計(jì)算在最大運(yùn)行方式下和最小運(yùn)行方式下的短路電流值

41、。1.計(jì)算各元器件基準(zhǔn)電抗標(biāo)幺值選區(qū)基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓：Ud1=10.5kV，Ud2=0.4kV，基準(zhǔn)電流： 電源內(nèi)阻： 線路： 變壓器： （1） 計(jì)算K1點(diǎn)和K2點(diǎn)短路電流為高壓沖擊系數(shù)Ksh=1.8，則。低壓沖擊系數(shù)Ksh=1.6，則短路容量為：表4.1 短路電流計(jì)算結(jié)果 短路點(diǎn)運(yùn)行方式 K1 K2最大運(yùn)行方式短路電流（kA） 4.84222.7083最小運(yùn)行方式短路電流（kA）4.29421.982沖擊電流（kA）12.3251.32 最大短路容量（MV·A）88.0415.744.2計(jì)算低壓380kV母線上K2點(diǎn)的三相短路電流和短路容量計(jì)算短路電路中各無件的

42、電抗。電力系統(tǒng)的等效電抗XL=UC2/Sd=(0.4kV)2/200MVA=8×10-4（電阻不計(jì)）電纜的電抗X0=0.08X2=X0L=0.08/km×0.2km=0.016 等效電抗為：X2'= X2（UC'/ UC）2 =6.4×10-6(電纜等效電抗較小不計(jì))電力變壓器的電抗： XTUK%×UC2/100.SN=4.5×(0.4KV)2/100×0.2MVA=0.036電力變壓器的電阻： RTPk (UC/SN) 2=3700(0.4/200) 2=0.0074（電阻較小不計(jì)）0.4KV母線K2點(diǎn)短路時(shí)，電抗為

43、XK2=X1 +XT=8×10-4+7.4×10-3=8.2×10-3計(jì)算三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量有效值：IK2(3)=UC/XK 20.4KV/×8.2×10-328.16kA三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)定電流：I"(3)I(3)IK2(3)28.16kA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) 1.84×28.16KA51.81 kAIsh(3) 1.09I"(3) 1.09×28.16KA30.70 kA三相短路容量：SK2(3)UCIK2(3

44、)×0.4KV×28.16 KA19.51MVA短路計(jì)算結(jié)果如下表： 表4.2 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流（KA）三相短路容量IK2(3)I''(3)I（3)ish(3)Ish(3)0.4KV側(cè)K2點(diǎn)28.1628.1628.1651.8130.7019.515 車間變電所高、低壓進(jìn)出線截面（包括母線）的選擇5.1各回路容量、電流變壓器阻抗電壓為4.5%，空載損耗為0.55kW，短路損耗為3.7kW，空載電流百分比I0%為2.3。P0=P0+Pd(SJS/SC)2=0.55+3.7(138.86/200)2=2.33Qb=I0%/100SC+Uz%/

45、100SC(SJS/SC)2=(2.3/100)×200+(4.5/100)×200(138.86/200)2=8.94kvar車間變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：P'JS=138.866.94=145.8kWQ'JS=52.62+8.94=61.510kVarS"JS=158.210kVAIJS=S"/×10=158.26/×10=10.43A車間變電所低壓側(cè)母線電流為：IjS =Sjs/×0.4=148.49/×0.4=214.33A5.2確定變壓器低壓側(cè)主出線截面選擇按IUxI30=214.33A，車

46、間變電所低壓配電系統(tǒng)各電氣設(shè)備的選擇見車間低壓配電系統(tǒng)主結(jié)線圖。查建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)頁表1346，選用TMY100×10銅母排，該母排環(huán)境溫度為30，允許載流量等于2170214.33A，符合要求。短路電流校驗(yàn)IK2(3)= 28.16KA，ish(3) 51.81 KA，而接于380V母線的全部感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定電流為：IM=132.93kw/×380×0.8×0.8=315.58A由于I/M>0.01 IK2(3)，故需計(jì)入感應(yīng)電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響。因此母線在三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為F(3)=(ish+ish.m)2×10-7N/A2=

47、 (51.81×103+×6.5×0.32×103)2(0.8/0.15)×10-7N/A2=2769N(其中1取柜長800mm，a=150mm)校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定：校驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)動(dòng)穩(wěn)定度，母線在F作用時(shí)的彎曲力矩為：M=F(3)1/10=2769N×0.8m/10=221.5Nm母線的截面系數(shù)為：W=b2h/(0.1m)2×0.01m/6=1.667×10-5m3故母線在三相短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為：cM/W=221.5Nm/1.667×10-5m3=13.29MPA而硬銅母線的允許應(yīng)力為：a1140MPa&

48、gt;c=13.29MPa由此可見該母線滿足短路動(dòng)穩(wěn)定度的要求。校驗(yàn)其熱穩(wěn)定：查工廠供電附錄表C171。取tk=0.5s+0.2s=0.7stim=tk+0.05s=0.75s于是取最小允許截面為：Amin=(I(3)×im)/C=(28.16×103×S)/171 =142.6mm2由于母線實(shí)際截面：100×10=1000mm2>Amin=142.6mm2因此該母線滿足短路熱穩(wěn)定度的要求。車間變電所高壓側(cè)功率因數(shù)：COS"=P'/JS/S"=145.8/158.26=0.92滿足要求。5.3變壓器高壓側(cè)進(jìn)線電纜截面選擇

49、IUxI30=200MVA/×10kV=11.5 KA變壓器10 kV 額定電流很小（IJS= 10.43A），因此，按短路熱穩(wěn)定電流校驗(yàn)選擇電纜截面。Amin=(I(3)×im)/C=(11.5×103×/115 =130.4mm2因此選用YJV22-10KV 3×150電纜作為10KV進(jìn)線電纜。5.4低壓出線及設(shè)備選擇校驗(yàn)5.4.1 P1配電屏設(shè)備校驗(yàn)1. ME630低壓萬能式斷路器（校驗(yàn)額定電壓、額定電流、開斷電流）。(方法同前，ME630低壓萬能式斷路器的額定電壓、額定電流、開斷電流分別為660V、630A、50KA，分別高于回路額定電

50、壓400V、變壓器額定電流304A、低壓側(cè)短路電流28.1KA）2. 電流互感器的校驗(yàn)（校驗(yàn)額定電壓、額定電流、動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定）(1) 校驗(yàn)額定電壓：UC=660V>UC=380V(2) 校驗(yàn)額定電流：IC=630A>I30=214.33A(3) 校驗(yàn)開斷電流：IOC=35KA>Ish(3)=30.70KA選擇ME630満足要求3. 電流互感器LMZ10.5-5：(1) 校驗(yàn)額定電壓UC=500V>UC=380(2) 校驗(yàn)額定電流：IC=500A>IC=214.33A(3) 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定：IN1=KCS××I1 N =80××

51、0.5KA=56.56KA>Ish(3)=30.70KV(4) 校驗(yàn)熱穩(wěn)定：（KTI1N）2T=(50×0.5)2×1=625>I(3)2×0.75=(28.16)2×0.75=594.7因此選擇LMZ10.5-500/5電流互感器滿足的要求。5.4.2 P2配電屏設(shè)備校驗(yàn)（以車間主干線01號(hào)為例說明）采用CM160M料外殼式斷路器（校驗(yàn)額定電壓、額定電流、開斷電流）1. 校驗(yàn)額定電壓U.C=UC=3802. 校驗(yàn)額定電流I.C=60A>I30=47.67A 3. 校驗(yàn)開斷電流IOC=50K A >Ish(3)=30.70KA4.

52、 其他校驗(yàn)(1) 斷路器額定電流I.C應(yīng)不小于其裝設(shè)的過流脫扣器的額定電流I.OR，即：I.C=60AI.OR=50A(2) 低村斷路器的過流脫扣器的選擇與整定以及其被保護(hù)線路的配合即：(a) 瞬時(shí)過流脫扣器額定電流IOP(0)應(yīng)躲開線路的尖峰電流Iqd=IPK即：IOP(O)=10I.C=10×60=600A>2.5IPK=47.67A(b) 短延時(shí)過流脫扣器額定電流IOP(S)也應(yīng)躲開線路的尖峰電流Iqd=IPK即IOP(S)=5I.C=5×60=300A>krelIPK=47.67A(c) 長延時(shí)過流脫扣器主要用來保護(hù)過負(fù)荷，因此其動(dòng)作電流IOP(1)應(yīng)躲

53、開線路的計(jì)算電流即：IOP(1)=60A> krelIPK=1.1×47.67A =52.44 A(d) 過流脫扣器與被保護(hù)線路的配合要求，即：I0P(1)=60AK0LIAL=1.0×78.69A=78.69A(VV-3×10+1×6環(huán)境溫度30時(shí)明敷設(shè)載流量78.69A)選擇CM160M料外殼式斷路器滿足要求。5.5負(fù)荷選擇選擇負(fù)荷較大車間動(dòng)力主干線8號(hào)為例進(jìn)行校驗(yàn)(校驗(yàn)滿足發(fā)熱條件，滿足工作電壓、滿足電壓損耗)，其他動(dòng)力主干線校驗(yàn)方法相同。1. 校驗(yàn)發(fā)熱條件查建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)P305頁表13-35中VV-3×35+1×10電力電纜在環(huán)境氣溫為30時(shí)