某包裝廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、皖西學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書系別：機(jī)電學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動化學(xué)生姓名：張希軒學(xué)號：2012011145課程設(shè)計(jì)題目：某包裝廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)起迄日期：2015年6月15日2015年6月21日程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：機(jī)電樓指導(dǎo)教師：吳學(xué)娟下達(dá)任務(wù)書日期：2015年6月15日工廠供電課程設(shè)計(jì)目錄第一章設(shè)計(jì)任務(wù)2L1設(shè)計(jì)要求：1.2設(shè)計(jì)依據(jù)21.2.1 工廠總平面圖2122工廠負(fù)荷情況2123供配電協(xié),議2L2.4工廠負(fù)荷性質(zhì)3125本廠自然條件3第二章負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償52.1 負(fù)荷計(jì)算52.2 無功功率補(bǔ)償計(jì)算62.2.1 無功功率補(bǔ)償要求62.2.2 車間變電所低壓側(cè)補(bǔ)償62.2.3 高壓側(cè)無功補(bǔ)償計(jì)算

2、72.3 變壓器選擇82.3.1 變壓器選擇原則82.3.2 變壓器選擇82.3.3 變壓器匯總及技術(shù)數(shù)據(jù)92.4 總變電所位置和型式的選擇第三童變配電所主接線方案的設(shè)計(jì)103.1 變配電所主接線方案的設(shè)計(jì)原則與要求103.1.1 主接線方案的技術(shù)指標(biāo)103.1.2 主接線方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)103.2 高壓配電所主接線方案103.2.1 主接線方案的擬定10第四章短路電流計(jì)算及一次側(cè)設(shè)備選擇104.1 短路電流的計(jì)算104.1.1 短路計(jì)算電路4.1.2 短路電流計(jì)算（歐姆法計(jì)算）114.2 高壓一次側(cè)設(shè)備選擇與校驗(yàn)124.2.1 按正常工作選擇原則12124.2.2 10KV側(cè)設(shè)備選擇與校驗(yàn)表4

3、.2.3 各車間變電所10KV側(cè)進(jìn)線回路設(shè)備選擇與校驗(yàn)表13第五章供配電線路的選擇計(jì)算145.1 總配電所架空線進(jìn)線選擇145.1.1 選線計(jì)算145.1.2 電壓損耗的校驗(yàn)155.1.3 發(fā)熱條件的校驗(yàn)155.1.4 本加戒弓雖度的校驗(yàn)165.2 10KV母線的選擇165.3 車間變電所高壓進(jìn)線選擇185.3.1 選擇原貝U與說明185.3.2 各車間變電所引進(jìn)線的選線及計(jì)算185.3.3 選線結(jié)果歹I表20第六章供電系統(tǒng)過電流保護(hù)及二次回路方案216.1 供電系統(tǒng)過電流保護(hù)216.1.1 電源進(jìn)線的繼電保護(hù)21226.1.2 車間變電所高壓進(jìn)線的繼電保護(hù)6.1.3 并聯(lián)電容器的保護(hù)裝置23

4、第七章防雷接地2571變電所的防雷彳耕257.1.1直接防雷保護(hù)257.1.2雷電侵入波的防護(hù).7.2變電所接地裝置的計(jì)算7.2.1 自然接地電阻7.2.2 利用系數(shù)計(jì)算接地電阻252626262829總結(jié).參考文獻(xiàn)工廠供電課程設(shè)計(jì)第一章設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)要求某包裝廠車間變電所和配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是對工廠供電具有針對性的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)對工廠供電方式、主要設(shè)備的選擇、保護(hù)裝置的配置及防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的敘述，內(nèi)容主要包括高壓側(cè)和低壓側(cè)的短路計(jì)算，設(shè)備選擇及校驗(yàn)，主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，配電裝置設(shè)計(jì)，防雷和接地設(shè)計(jì)等。本設(shè)計(jì)考慮了所有用電設(shè)備并對這些負(fù)荷進(jìn)行了計(jì)算。通過計(jì)算出的有功、無功和視在功率選擇變壓

5、器的大小和相應(yīng)主要設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，再根據(jù)用戶對電壓的要求，計(jì)算電容器補(bǔ)償裝置的容量，從而得出所需電容器的大小。根據(jù)與供電部門的協(xié)議，決定總配變電所及配電系統(tǒng)的主接線圖。電氣主接線對電氣設(shè)備的選擇，配電所的布置，運(yùn)行的可靠性和靈活性，操作和檢修的安全以及今后的擴(kuò)建，對電力工程建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)節(jié)約等，都由很大的影響。本設(shè)計(jì)在主要設(shè)備的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定計(jì)算中，對電力變壓器、真空斷路器等主要設(shè)備的保護(hù)配置提出了要求，明確了保護(hù)定值計(jì)算方法。根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置，確定變電所主變壓器的臺數(shù)、容

6、量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，選擇整定繼電保護(hù)，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計(jì)書，并繪出相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙。131.2設(shè)計(jì)依據(jù)1.2.1工廠總平面圖注：c車間變電所,N危險(xiǎn)品庫油泵房汽車庫試驗(yàn)室輔助材料庫鍋爐房 No.5|工人休息室注塑車間管材車間辦公樓收發(fā)室(西)比例：1 : 5000通往市區(qū)道路圖1-1包裝廠平面布置圖122工廠負(fù)荷情況本廠的負(fù)荷性質(zhì)，生產(chǎn)車間為三班制，部分車間為單班或兩班制，全年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5000h,屬于三級負(fù)荷。本廠設(shè)有薄膜、單絲、管材、注射等四個(gè)車間，設(shè)備造型全部采用我國最新定型設(shè)備，此外還有輔助車間及其設(shè)施，全廠各車間設(shè)備容量見表1

7、-3。1.2.3供配電協(xié)議本廠與電業(yè)部門所簽訂的供用電協(xié)議主要內(nèi)容如下：(1)從電業(yè)部門某66/10KV變電站10KV架空線向本廠供電，該站距離廠南測1KM.(2)時(shí)限過電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為整定時(shí)間應(yīng)不大于1.5S系統(tǒng)變電站饋電線能2S,工廠總配變電所保護(hù)(3) 在工廠總配電所的10kV進(jìn)線側(cè)計(jì)量。工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9.(4)供電貼用和每月電費(fèi)制，數(shù)據(jù)由指導(dǎo)老師給定。(5)系統(tǒng)變電站1OKV母線出口斷路器的斷路電流容量為200MVA。供電系統(tǒng)圖見圖1-2。區(qū)域變電站圖1-2配電系統(tǒng)圖1.2.4工廠負(fù)荷性質(zhì)生產(chǎn)車間大部分為三班制，少數(shù)車間為一班或兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為

8、5000ho本廠屬三級負(fù)荷。125本廠自然條件本廠自然條件為：(1)氣象資料：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38。匚年平均氣溫為23°C,年最低氣溫為一8。年最熱月平均最高氣溫為33。年最熱月平均氣溫為26。年最熱月地下0.8m處平均溫度為25。£當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20o(2)地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔60m,底層以砂粘土為主，地下水位為2m0表：各車間380V負(fù)荷計(jì)算表:序號車間（單位）名稱設(shè)備容量/kWKdCOStan申計(jì)算負(fù)荷車間變電所代號變壓唄Zx器臺數(shù)及容量/kVAPso/kW/kvarS30/kVAI30/A1薄膜車間13000.60.601.337

9、801037.413001.98No.1車變IX1000原料庫350.250.501.738.7515.117.50.03生活間120.81.09.69.60.01成品庫（一）230.30.51.736.911.9413.80.02成品庫（-）240.30.51.737.212.4614.40.02包裝材料庫300.30.51.73915.57180.03小計(jì)（Ks=0.95）2單絲車間14850.60.61.308911158.313702.08No.2車變IX1000水泵房200.650.800.75139.7516.250.02小計(jì)（幺=0.95）3注塑車間1820.40.601.337

10、2.896.8121.30.18No.3車變2X630管材車間8800.350.601.33308709.6513.30.78小計(jì)（幺=0.95）4備料車間1280.60.501.7376.8132.9153.60.23No.4車變IX500生活間120.81.09.69.60.01浴室50.81.0440.006鍛工車間320.30.651.179.611.2314.80.02原料間150.81.012120.02倉庫150.30.501.734.57.78590.01機(jī)修模具車間1000.250.651.172529.2538.50.06熱處理車間1500.60.701.029091.81

11、28.60.20釧1焊車間1800.30.501.735493.421080.16小計(jì)(Ks=0.87)5鍋爐房2000.70.750.88140123.2186.70.29No.5車變2X315_試驗(yàn)室1250.250.501.7331.2554.162.50.09輔助材料庫1100.20.501.732238.1440.07油泵房150.650.600.759.757.316.250.02加油站120.650.500.757.85.8515.60.02辦公樓、食堂招待所500.60.601.333039.9500.08小計(jì)收=0.9）第二章負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償2.1 負(fù)荷計(jì)算各車間、變電

12、所負(fù)荷計(jì)算（均采用需要系數(shù)法）附注：各車間、各變電所負(fù)荷合計(jì)時(shí)，同時(shí)系數(shù)分別取值：K、p=0.9；K、q=0.95-P.n=KdP,王巾Itl宏Cac=Pactan-視在功率：S30上上rnc:2.2 無功功率補(bǔ)償計(jì)算221無功功率補(bǔ)償要求按水利電力電力部制定的全國供用電規(guī)則：高壓供電電用戶功率因數(shù)不得低于0.9；其他情況，功率因數(shù)不得低于0.85,若達(dá)不到要求，需增設(shè)無功功率的人工補(bǔ)償裝置。無功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器兩種。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。2.2.2車間變電所低壓

13、側(cè)補(bǔ)償由于NO.1和NO.2車間容量很大，可以考慮在NO.1和NO.2低壓側(cè)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。1)NO.1車間無功補(bǔ)償計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求,功率因數(shù)co<一般在0.9以上，故取co<=0.9A.功率因數(shù)：cos上電二蟲加=0.58<0.9(需要補(bǔ)償)S301360B.需補(bǔ)償容量計(jì)算：Qc(l)=P30(tan打-tan2)=788.6xtan(arccos0.58)-tan(arccos0.9)=725KvarC.補(bǔ)償后：P3o,(l)=P3o=788.6KWQ3o'(1)=Qso-Qc=1107.8-725=382.8KvarSr'(l)=.P3o-Q3o=87

14、6.6KVA功率因數(shù)：cos:'=P5c'(1)/S30'(1)=0.9(滿足要求)D.補(bǔ)償所需并聯(lián)的電容器：N=Qc(l)/q°=725/25=29(q0為單個(gè)電容器的容量)并聯(lián)的電容器型號：BKMJ0.4-25-3數(shù)量為29個(gè)低壓電容器柜型號：GBJ-1-0.4所需數(shù)量為：6個(gè)，單個(gè)電容器柜內(nèi)可裝5個(gè)電容器2) N0.2車間補(bǔ)償計(jì)算此處省略,相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)如下：QC=632KvarPao'(2)=P3o=842.7KWQ3o'(2)=Q30-Qc=10353-632=3103KvarS3。'=.P3o.q3o=934KVAcos

15、9;=P3o'(2)/S3o'(2)=0.902(滿足要求)N=Qc(2)/qo=632/25=26并聯(lián)的電容器型號：BKMJ0.4-25-3數(shù)量為26個(gè)低壓電容器：GBJ-1-0.4所需數(shù)量為6個(gè)，單個(gè)電容器柜可裝5個(gè)電容器223高壓側(cè)無功補(bǔ)償計(jì)算1)所有變電所的負(fù)荷計(jì)算：'F30=KaPsP30=o.9XRd)+PT+Ft4-Ft+Ft)=0.9X2479.5=2231.6KWQ30=Kq_Q30=0.95X(QT+QT(2)+QT+QT(4)+QT)=0.95X2055.5=1953Kvar'S30=F32、Q:=,2231.621953?=2965.5K

16、VA2)功率因數(shù)cos=、F30s30=2231.6/2965=0.75v0.9根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本廠功率因數(shù)COS要求在0.9以上(工廠總配電所按國家電力部門的要求，按規(guī)定，配電所高壓側(cè)的COS1>0.9,本設(shè)計(jì)中要求工廠的功率因數(shù)COS在0.9以上，所以這里取COS=0.92)3)故需要補(bǔ)償?shù)娜萘浚篞c=P30(tan-tan7)=2231.6xtan(arccos0.75)-tan(arccos0.92)=1017.4Kvar4)補(bǔ)償后：P3o=、Ro=2231.6KWQ'3o='Q30-Qc=1953-lO17.4=935.6Kvar30=IP3oQ3o=242OKV

17、A（滿足要求）功率因數(shù):cos'=P'30/S'3o=O.922>O.925）高壓補(bǔ)償柜型號：TTB26-600,單個(gè)柜子補(bǔ)償容量大小為：600Kvar故需要選擇兩個(gè)TTB26-600柜，電容器柜具體畫法見主接線圖。2.3 變壓器選擇2.3.1 變壓器選擇原則選擇的原則為：只裝一臺變壓器的變電所變壓器的容量ST應(yīng)滿足用電設(shè)備全部的計(jì)算負(fù)荷S3。的需要，即St>S3。，但一般應(yīng)留有15%的容量，以備將來增容需要，本設(shè)計(jì)中的NO.1、NO.2、NO.4變電所采用此原則。裝有兩臺變壓器的變電所每臺變壓器的容量應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件： 任一臺變壓器工作時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)

18、荷S3。的大約70%的需要，即為St心O.7Sso 任一臺變壓器工作時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級負(fù)荷S3。的需要，即St>S3°（I+n）（3）車間變電所變壓器的容量上限單臺變壓器不宜大于1000KVA,并行運(yùn)行的變壓器容量比不應(yīng)超過3：10同時(shí)，并聯(lián)運(yùn)行的兩臺變壓器必須符合以下條件： 并聯(lián)變壓器的變化相等，其允許差值不應(yīng)超過土0.5%,否則會產(chǎn)生環(huán)流引起電能損耗，甚至繞組過熱或燒壞。各臺變壓器短路電壓百分比不應(yīng)超過10%,否則，阻抗電壓小的變壓器可能過載。各臺變壓器的連接組別應(yīng)相同，若不同，否則側(cè)繞組會產(chǎn)生很大的電流，甚至燒毀變壓器。2.3.2 變壓器選擇以NO.1變電所選型為例（

19、查看負(fù)荷計(jì)算大小，可確認(rèn)選擇一臺變壓器既滿足）根據(jù)負(fù)荷計(jì)算是所得變電所補(bǔ)償后總視在功率：選擇的變壓器應(yīng)該滿足：應(yīng)選變壓器的容量SnT>S30'(l)S3。/ (i)=876.6KVA查詢附錄表可知選擇的變壓器容量為1000KVA工廠供電課程設(shè)計(jì)故選擇的變壓器型號為：S9100010,參照變壓器各參數(shù)，可以滿足要求233變壓器匯總及技術(shù)數(shù)據(jù)表2-2變壓器型號及參數(shù)匯總變電所變壓器型號額定容量(KVA)額定電壓(V)連接組標(biāo)號損耗阻抗電壓(%)空載電流(%)高玉低壓空載負(fù)載1S9-1000/10100010K0.4KDyn111700920051.72S9-1000/10100010

20、K0.4KDyn111700920051.73S9-630/1063010K0.4KDyn111300580053.04S9-500/1050010K0.4KDyn111030495043.05S9-315/1031510K0.4KDyn11720345043.02.4 總變電所位置和型式的選擇根據(jù)總變配電所位置選擇的原則：變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，但同時(shí)還要滿足大負(fù)荷變配電的方便，此外，總變配電所應(yīng)盡量不在生活區(qū)范圍內(nèi)，宗此要求，可以大致確認(rèn)本設(shè)計(jì)中，主變電所設(shè)置位置應(yīng)在薄膜車間和單絲車間中間附近，以此才能滿足要求。參照工廠平面布置圖，可以選擇總變配電所應(yīng)挨著薄膜車間(即N0.1

21、變電所)1工廠供電課程設(shè)計(jì)第三章變配電所主接線方案的設(shè)計(jì)3.1 變配電所主接線方案的設(shè)計(jì)原則與要求3.1.1 主接線方案的技術(shù)指標(biāo)1供電的安全性，主接線方案在確保運(yùn)行維護(hù)和檢修的安全方面的情況。2供電的可靠性，主接線方案在與用電負(fù)荷對可靠性要求的適應(yīng)性方面的情況。3供電的電能質(zhì)量主要是指電壓質(zhì)量，含電壓偏差、電壓波動及高次諧波等方面的情況。4.運(yùn)行的靈活性和運(yùn)行維護(hù)的方便性。3.1.2 主接線方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1 .線路和設(shè)備的綜合投資額2 .變配電所的年運(yùn)行費(fèi)3 供電貼費(fèi)（系統(tǒng)增容費(fèi)）4 .線路的有色金屬消耗量3.2高壓配電所主接線方案3.2.1 主接線方案的擬定由本設(shè)計(jì)原始資料知：電力系統(tǒng)某6

22、0/10KV變電站用一條10KV的架空線路向本廠供電,一次進(jìn)線長1km,年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5000h,且工廠屬于三級負(fù)荷，所以只進(jìn)行總配電在進(jìn)行車間10/0.4KV變電，母線聯(lián)絡(luò)線采用單母線不分段接線方式。第四章短路電流計(jì)算及一次側(cè)設(shè)備選擇4.1 短路電流的計(jì)算對一般工廠來說，電源方向的大型電力系統(tǒng)可看作是無限大容量系統(tǒng)。無限大容量系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是其母線電壓總維持不變，這里只計(jì)算無限大容量系統(tǒng)中的短路計(jì)算，短路計(jì)算的方法一般有兩種：歐姆法，標(biāo)幺值法，這里采用歐姆法。14.1.1 短路計(jì)算電路(1)K-1(3)K-2200MVA1-1X0=0.40,1kmFf10.5kVS9-1000o.4

23、kV圖4-1短路計(jì)算電路4.1.2短路電流計(jì)算（歐姆法計(jì)算）1.求K1點(diǎn)的三相短路電流和短路容量（Ud=10.5KV）（D計(jì)算短路電路中各元件的電抗和總電抗221）電力系統(tǒng)的電抗：Xi=±L=四2）=0.55-Soc200MVA2)架空線路的電抗：X2=XoL=O.4(km)Xlkm=0.4113）經(jīng)K1點(diǎn)短路的等效電路如圖所示，圖上標(biāo)出各元件的序號（分子）和電抗值（分母），然后計(jì)算電路總電抗:X=X1+X2=0.55門+0.4門=0.9511k-110.55Q圖4-2K-1點(diǎn)短路等效電路計(jì)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Uci10.5KV=6.38KA? n

24、 qq ri2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流卜=|。©= I K4=6.38KA 3 ）三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值i sh（3）=2.551 （3）=2.55638=16.269KAIsh（3）=1.511 -（3）=1.55638=9.634KA4)三相短路容量Skj（3）= 3UciIkz3）=3 10.5KV638KA=116MVA4.2高壓一次側(cè)設(shè)備選擇與校驗(yàn)4.2.1 按正常工作選擇原則1) .按工作電壓選擇所選設(shè)備的額定電壓UN.e不應(yīng)小于所在線路的額定電壓UN,即：Un4Un,需注意：使用限流式高壓熔斷器時(shí)，熔斷器的額定電壓與線路的額定電壓相同，即：U

25、Ne=Un,而不能UN.e>Un。2) ).按工作電流選擇所選設(shè)備的額定電流展不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流130，即：h.e>I303) .按斷流能力選擇所選設(shè)備的額定開斷電流loc或斷流容量S不應(yīng)小于設(shè)備分段瞬間的的短路電流有效值Ik或短路容量Dk,即：loc >Ik或 Soc>Dk4.2.210KV側(cè)設(shè)備選擇與校驗(yàn)表表4-510KV側(cè)設(shè)備列表選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)Un130,（3）*sh12t1OClima量程10KV139.6A6.38KA16.27KA26.38"2.2=89.55參數(shù)UnIn1OC'maxl

26、t(2)t隔離開關(guān)GN19-10/10KV400A31.5KA212.5漢4=625設(shè)備型號規(guī)格400電流互感器LQJ-10-200/510KV200/5A160x八2x0.2=45.252(75x0.2)"=225高壓斷路器ZN2-10/63010KV630A11.6KA30KA211.6x4=538高壓熔斷器RN2-10/0.510KV500A200MVA電壓互感器JDZ-10-10000/10010/0.1KV電壓互感器JDZJ-10-10000/100100.1衣曷%=KV避雷器FS4-1010KV附：高壓開關(guān)柜型號選用：GG-IA(F)型,GG-1A-(F)-11,GG-l

27、A-(F)-54高壓進(jìn)線側(cè)計(jì)量柜型號選用：GG-1A-J423各車間變電所10KV側(cè)進(jìn)線回路設(shè)備選擇與校驗(yàn)表各車間變電所回路電流計(jì)算值如下：N0.1變電所：回路電流ho=52.7A,電壓Un=10KV;N0.2車間變換所:回路電流Iso=56A,電壓Un=10KV;N0.3變電所：回路電流4o=36.3A,電壓Un=10KV;N0.4變電所:回路電流b°=27.5A,電壓Un二所KV;N0.5變電所：回路電流ho=183A,電壓Un=10KV.此處設(shè)備器材均以K1點(diǎn)的短路電流來進(jìn)行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)，因此各車間變電所10KV進(jìn)線回路設(shè)備相同。此處只列出第一車間的設(shè)備型號，其他車間選用

28、設(shè)備型號均相同。表4-3N0.1車間10KV側(cè)進(jìn)線設(shè)備選擇選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)Un1301(3)IKishI仍1OCLima量程10KV52.7A6.38KA16.27KA26.38漢2.2=89.54設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)UnIN1oc1maxW周壓隔離開關(guān)GN9-10/40010KV400A31.5KA212.5<4=625高壓斷路器ZN2-10/63010KV630A11.6KA30KA211.6x4=538電流互感器LQJ-10-150/510KV150/5A160漢J2漢。.15=33.9(75漢0.15)2漢1=126.56第五章供配電線路的

29、選擇計(jì)算5.1 總配電所架空線進(jìn)線選擇5.1.1 選線計(jì)算（導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算線的截面，來確定線的型號）由教材書工廠供電續(xù)表可得，年最大負(fù)荷在5000h以上的架空線路且材料為鋁的經(jīng)濟(jì)電流密度是0.9 ,按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面.-ec的公式：.-'-.ec = 30J ec帶入數(shù)值計(jì)算:ec =匕°= 139A7=55mmJec 0.9其中:I *30S *30而x U N2420w= 139.7A(高壓側(cè)補(bǔ)償后的計(jì)算電流)查詢相關(guān)附錄表：選擇最近導(dǎo)線截面150mm2,則選擇LGJ150型鋼芯鋁絞線5.1.2 電壓損耗的校驗(yàn)5% ,由于總降壓:Uai% = 5%,因此

30、計(jì)算的按照規(guī)定，高壓配電線路的損耗，一般不得超過線路額定電壓的架空進(jìn)線屬于較短線路，且為地區(qū)性供應(yīng)，所以允許電壓損耗電壓損耗滿足u<.Ual。因?yàn)?0KV級的電壓等級的幾何均距為0.6m,查工廠供電可得Ro=O.lAi/km,X°=0.28門/km,且進(jìn)線線路長為lkm0計(jì)算電壓損耗值為：UN=(P30R0+Q3oX0)/2N=(2432.12XIX0.14+3236.02X1X0.28)/10=46.87V計(jì)算電壓損耗百分值為：U%=X100%=-X100%=4.687%Un10計(jì)算電壓損耗值小于允許電壓損耗值，因此所選LGJ-185滿足允許電壓損耗要求。5.1.3 發(fā)熱條件

31、的校驗(yàn)本設(shè)計(jì)中最熱月平均最高溫度為35 C,查工廠供電附錄表可知導(dǎo)線截面為150mm2和溫度為35C時(shí)的允許載流量為391A>139.65A,因此滿足發(fā)熱條件。工廠供電課程設(shè)計(jì)5.1.4 機(jī)械強(qiáng)度的校驗(yàn)由課本工廠供電附錄表可得知：10KV架空線路鋁絞線的最小截面Amm=16mm2。因此所選LGJ150也是滿足機(jī)械強(qiáng)度的。故可以選用LGJ-150鋼芯鋁絞線作為10KV的架空進(jìn)線。綜上校驗(yàn)結(jié)果，選用LGJ-150鋼芯鋁絞線作為10KV的架空進(jìn)線合格5.2 10KV母線的選擇1 ).選擇原則：按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面；按發(fā)熱條件、熱穩(wěn)定度和動穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)2 ).按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面，

32、由公式2,式中jec是經(jīng)濟(jì)電流密度。查工Jec廠供電續(xù)表得年最大負(fù)荷利用小時(shí)在5000h以上的架空線且材料為鋁的經(jīng)濟(jì)電流密度為0.9,即jec=0.9(A/mm)所以所選母線截面為:A30139.7%=155mmjecnq查工廠供電P362附錄表17可選擇LMY型矩形硬鋁母線的截面為：504mm?,該母線在環(huán)境溫度為25c時(shí)，平放時(shí)，其允許載流量|搦為586A。3 ).發(fā)熱條件的校驗(yàn)：要滿足長期發(fā)熱的條件，安裝處的實(shí)際載流量要滿足：L=KtL-Lo,式中Kt為環(huán)境溫度不同于額定敷設(shè)溫度(25C)時(shí)的校正溫度系數(shù)；查工廠供電P363附錄表18a可知在溫度為35c時(shí)，Kt為0.88,所以安裝處的實(shí)

33、際載流量為：1(二心打=0.88586=515.7A139.7A,滿足發(fā)熱條件的要求。4 ).短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)：139.6525862母線通過最大電流13。時(shí)的正常溫度為:+(%130-y)2=35+(70-35)母線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)C=99,則滿足熱穩(wěn)定的母線最小截面積要求為:2。JI。，幸式中c為導(dǎo)體熱穩(wěn)定系數(shù)(A/S/mm2);或?yàn)槿喽搪贩€(wěn)態(tài)電流；珀,為短路發(fā)熱假想時(shí)間。本設(shè)計(jì)中，tma為一次進(jìn)線末端的主動保護(hù)動作時(shí)間，因?yàn)檫M(jìn)線電源保護(hù)動作時(shí)限tB=2.4S，且tB=t%+匕，匕為高壓斷路器的短路時(shí)間，一般為0公。所以3<2.22tima= t B - toe =2.4-0.2

34、= 2.2S ,因此:Amin =6.38 10=95.7mm,Amin=95.799<Ta風(fēng)j式中 al為母(504mm2滿足熱穩(wěn)定的要求,短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格)。5).短路動穩(wěn)定度的校驗(yàn)：母線滿足動穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件為：線材料的最大允許應(yīng)力(Pu),這里硬鋁母線(LMY):aal=70MPa3為母線通過ish時(shí)所受到的最大計(jì)算應(yīng)力，最大應(yīng)力% = m,m為母線通過時(shí)所受到的彎曲力矩； WFIM =8,I為母線的檔距(l=0.84m);W為母線對垂直于作用力方向軸的截面系數(shù),鬻相福囂爨囂舞藕度取1"母線殿F*31(9.7IO1055N0.25母線在F作用力時(shí)的彎曲力矩為M-=6N

35、gm,母線對垂直于作用力方向的8截面系數(shù)W=b:=(0004)0063=1.710廿，因此母線在三相短路時(shí)受到的計(jì)算67 =35 MPa ,因?yàn)槎?al =70 MPa> - c =35 MPa應(yīng)力為：二C=乂=W1.710所以該母線滿足短路動穩(wěn)定度的要求綜上所述，10KV母線選用截面為504mm2的LMY型矩形硬鋁母線5.3車間變電所高壓進(jìn)線選擇531選擇原則與說明選擇原則：按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面，按發(fā)熱條件，允許電壓損失校驗(yàn)及熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。1號車間到5號車間饋出線都選用ZLQ型三芯油浸紙電纜鋁芯鉛包鋼帶鎧裝防腐電纜兩回路供電，（電纜為直埋敷設(shè)）532各車間變電所引進(jìn)線的選線及計(jì)算

36、A.N0.1變電所引進(jìn)線1）計(jì)算及選型計(jì)算方法：按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面積查課本工廠供電續(xù)表可得，年最大負(fù)荷利用小時(shí)在5000h以上的架空線路且材料為鋁芯電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度為L54A/mm20號變電所回路電流是1滬$3。=St（1）=皿=52.7A<3UnU3Un®10代入數(shù)值得:根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算公式計(jì)算：.-.ec=3。Aec=B.=s27=34mmjec1.54心為多根并列直埋敷設(shè)時(shí)的正系數(shù)；心為直埋敷設(shè)電纜因土壤熱阻不同的校正系數(shù);校正系數(shù)。）這里的土壤在0.71米深處年最熱月平均最高溫度為20C,可知電纜在流量溫度修正系數(shù)為1.06 ,按普通土壤目PT=120 0

37、 Cgcm/W.查表可得 K3=0.88 ,當(dāng)K=KtK3K4 ( K電纜間距取200m時(shí),二根并排修正系數(shù)為0.9；所以兩根直埋電纜安裝處的允許載流量為：KIai=K小3心打=1.060.880.9130=109A>lmax=52.7A滿足要求。3）電壓損耗的校驗(yàn)查表可得Ro=O.35門/km,Xo=O.O72門/km,線路長度取0.065km（根據(jù)工廠平面布置圖的比例估算），所以電壓損耗值為：%=2.38%V 5%電壓損耗滿足要求。800.50.0650.3511880.0650.072U%=104）熱穩(wěn)定校驗(yàn)在溫度為20c時(shí)，電纜允許的載流量是111A,正常允許的最高溫度為60C,

38、電纜通過最大電流I時(shí)的正常溫度為：I5272r=r+（二加二o）*=20+（60-20）.2=29Clai111查供配電設(shè)計(jì)手冊可知C=68,則滿足熱穩(wěn)定的最小截面應(yīng)該為：（3）3-，imaAminoc10W式中：C為導(dǎo)體熱穩(wěn)定系數(shù)（Aj§/mm2）,（3）為最大運(yùn)行方式中1號車間的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，為638KA,tima為短路發(fā)熱象時(shí)間，本設(shè)計(jì)中，tima為一次進(jìn)線末端的主保護(hù)動作時(shí)間。因?yàn)檫M(jìn)線電源端保護(hù)動作時(shí)限tB=2.4S,tB=tma+toc,卜為高壓斷路器的短路時(shí)間,一般為O.2sjjnutima=2.4-O.2=2.2sJ22因止匕：Amin=6.38103.=89.27

39、mm2V250mm268滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)，故可以選擇電纜截面為35mm2的電纜線。綜上校驗(yàn)結(jié)果：選擇ZLQ20100003X35mm2的三芯油浸紙電纜鋁芯鉛包鋼帶凱裝防腐電纜滿足要求。附注：另外幾個(gè)變電所高壓引進(jìn)線電纜線選擇和校驗(yàn)過程略，詳細(xì)結(jié)果見表5-1每個(gè)變電所高壓側(cè)引進(jìn)線均為ZLQ型三芯油浸紙電纜鋁芯鉛包鋼帶凱裝防腐電纜533選線結(jié)果列表1號，2號，3號，4號，5號車間變電所高壓側(cè)引進(jìn)線均采用ZLQ2010000型電纜直埋敷設(shè),所以其選擇結(jié)果列于表5-1車間變電所高壓引進(jìn)線列表變電所回路電流130(A)截面積Aec(mm2)架空線電力電纜(每回路)型號S(mm)根數(shù)35c允許載流量(A)N

40、O.152.734ZLQ20-10000-3X35351130NO.25636.5ZLQ20-10000-3X35351130NO.336.323.6ZLQ20-10000-3X2525190NO.427.517.9ZLQ20-10000-3X1616165NO.518.311.9ZLQ20-10000-3X1616165第六章供電系統(tǒng)過電流保護(hù)及二次回路方案6.1 供電系統(tǒng)過電流保護(hù)6.1.1 電源進(jìn)線的繼電保護(hù)1） 裝設(shè)定時(shí)限過電流保護(hù)，采用DL-15型電磁式過電流繼電器。過電流保護(hù)動作電流的整定I_響/可GJ心ILmaX式中iLmax=2I30,I30為線路的計(jì)算電流，數(shù)值2應(yīng)為電動機(jī)的

41、自啟動系數(shù)Kst,ko=139.163A,Krei=1.2,Kw=l,Kre=0.8,K,=200/5=40,因此動作電流為:12x1lop2139.163A=10.4A,因此過電流保護(hù)動作電流I皿整定為11Ap0.840P過電流保護(hù)動作時(shí)間的整定題目中給出變電站10KV配電線路定時(shí)限過電流保護(hù)裝置整定時(shí)間為2s,所以這里的電源進(jìn)線過電流保護(hù)動作時(shí)間應(yīng)整定為2s0過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)Sp=亙工1.5，式中Ik.mm為在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端的兩相短路電流，lk.min=0.8661k-3）=0.866X638KA=5525A心為動作電流折算到一次電路的值。IoPi=opKi

42、/（>=llA40/1=440A,因此其靈敏度系數(shù)為：二上皿=552八=12.56>1.5,滿足靈敏度系數(shù)的要求。pIoP.i4402） .裝設(shè)電流速斷保護(hù)，利用GL-15的速斷裝置。電流速斷保護(hù)動作電流（速斷電流）的整定KkIqb=IIk.max，式中|kmax為被保護(hù)線路末端的三相短路電流，這里Ik.max=6.38KA,Krel=1.2，心=1,心=200/5=40，因此動作電流為：qKi12XE1心0nabqbop20711=18.8638嘰因此動作電流整定為207A。整定的速斷電流倍數(shù)II.Sp =狂 2 ,式中 I k.min電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)為在電力系統(tǒng)最小運(yùn)

43、行方式下，被保護(hù)線路首端的兩相短路電流，lk.min=0.86612®=0.866X6.38KA=5525.A,1。最為速斷電流折算到一次電路的I5525值,IoPi=bKj/Kw=llA40/1=440A,因此靈敏度系數(shù)為：Sp=J_竺二=12.56lop.i440>2,滿足靈敏度系數(shù)的要求6.1.2 車間變電所高壓進(jìn)線的繼電保護(hù)以N0.1車間變電所高壓進(jìn)線為例，其他車間變電所高壓進(jìn)線的保護(hù)方案與N0.1車間變電所高壓進(jìn)線保護(hù)方案相同。1)裝設(shè)定時(shí)限過電流保護(hù)，采用DL-15型電磁式過電流繼電器。過電流保護(hù)動作電流的整定KrelKw./°P,式中l(wèi)L.max=2I3

44、0,G為線路的計(jì),電流；數(shù)值2應(yīng)為電動機(jī)的自啟動系數(shù)Kst,130=5234A,Krei=1.2zKw=l,Kre=0.8,Ki=150/5=30,因此動作電流為：12T1lop".252.34A=5.2A,因此過電流保護(hù)動作電流I力整定為6A00.8;X30過電流保護(hù)動作時(shí)間的整定tiJ式中tl為后一級保護(hù)的線路首端發(fā)生三相短路時(shí)，前一級保護(hù)的動作時(shí)間；t2為后一級保護(hù)中最長的一個(gè)動作時(shí)間，這里取0.5s,At為前后兩級保護(hù)裝置的時(shí)間級差，對定時(shí)限過電流保護(hù)取0.5s,前一級保護(hù)動作時(shí)間為2s,故屬=0.5s,所以過電流保護(hù)動作時(shí)間整定為1.5s0過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)XSp4吧

45、XI.5，式中Ik.min為在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端的兩相短路】op,l電流，Lmin=0.8661（3）=0.866x638KA=5525.A,I?！睘閯幼麟娏髡鬯愕揭淮坞娐返闹?。Iopt=IopK/Kw=6A30/1=180A,因此其靈敏度系數(shù)為：Sp七：盜,滿足靈敏度系數(shù)的要求。2）.裝設(shè)電流速斷保護(hù)利用DL-15的速斷裝置。電流速斷保護(hù)動作電流（速斷電流）的整定KkQb=Ki.max,式中kmax為被保護(hù)線路末端的三相短路電流，這里Ik.max=638KA,Krei=1.2,心=1，心=150/5=30,因此動作電流為：12T1Iqb二.306.38=0.26KA，因此

46、動作電流整定為274A。整定的速斷電流倍數(shù)Iqb274nqb45.67OIop6電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)Sp二血土2,式中Lmin為在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下,被保護(hù)線路首端的兩相短路!01電流,Ikmin=0.8661U（3）=0.866漢6.38KA=5525.A，心為速斷電流折算到一次電路的值,IoPi.=IoP£/Kw_6A30/7=180A,SpPPPlopJ滿足靈敏度系數(shù)的要求。552518030.69>26.1.3并聯(lián)電容器的保護(hù)裝置1）并聯(lián)電容器保護(hù)裝置的配置要求對電容器組和斷路器之間連接線的短路保護(hù)：可裝設(shè)帶有短時(shí)限的電流速斷和過電流保護(hù)，動作于跳閘。對電容器

47、內(nèi)部故障及其引出線的短路保護(hù)：宜對每臺電容器分別裝設(shè)專用的熔斷工廠供電課程設(shè)計(jì)電容器組的單相接地故障保護(hù)：可利用電容器組所連接母線上的絕緣監(jiān)察裝置進(jìn)行監(jiān)視，如果電容器組所連接母線有引出線路時(shí)，可裝設(shè)有選擇性的接地保護(hù)，動作于信號；當(dāng)危及人身和設(shè)備安全時(shí)，應(yīng)動作于跳閘。過電壓保護(hù)：對電容器組的過電壓，應(yīng)裝設(shè)過電壓保護(hù)，帶時(shí)限動作于信號或跳閘。過負(fù)荷保護(hù)，對于電網(wǎng)中出線的高次諧波有可能導(dǎo)致電容器過負(fù)荷時(shí)，電容器組宜裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，帶時(shí)限動作于信號或跳閘。2).并聯(lián)電容器短路保護(hù)的整定熔斷器保護(hù)的整定，采用熔斷器來保護(hù)并聯(lián)電容器時(shí)，按GB50227-1995并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，其熔體電流In

48、.fe應(yīng)不小于電容器額定電流IN.C的1.43倍，并不宜大于其額定電流的1.55倍，而按IEC規(guī)定，不宜大于其額定電流的1.65倍,因此取In.fe=(1.43-1.65)Inc,本設(shè)計(jì)中，選用BWF10.51201型電容器,電容器額定電流Inc=a=120=11.43A,所以選擇的熔斷器的熔體電流人公(1.431.65)11.43=(16.345-18.86)A,因此選用RN2-10/0.5型熔斷器,所裝熔體的額定電流為18A電流繼電器的整定，選用DL-11型電磁式電流繼電器，采用電流繼電器作相間短Kk路保護(hù)時(shí)，電流繼電器的動作電流lop應(yīng)按下式計(jì)算：Iop=relwlNC,式中K0為保Ki

49、護(hù)裝置的可靠系數(shù)，取2s2.5；Kw為保護(hù)裝置的接線系數(shù)，相電流接線為1；Ki為電流互感器的電流比，考慮到電容器的合閘涌流，互感器一次額定電流直選為電容器組額定電流的1.52倍。電容器采用接法的電容器組的額定電流Ix二«八，式中V'3UxQc=nQ,n為并聯(lián)電容器的個(gè)數(shù)，Ux=U，所以電容器組額定電流Qc12010lx二65.98A，所以選擇電流互感器的一次額定電流范圍為(L563)3Uy310.5lx=98.97-131.96A,應(yīng)選擇LQJ-10-100/5型電流互感器，因此K.=100/5=20,因此電流繼電器的動作電流整定值：KK25)11lopN.C11.43=1.

50、43A保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)，并聯(lián)電容器過電流保護(hù)的靈敏度，應(yīng)按電容器端子上在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路的條件來校驗(yàn)，即：(2)Sp=Kw*.min胡.5,式中kmin為在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下心】op電容器端子上的兩相短路電流。因無短路電流數(shù)據(jù)，無法檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)。第七章防雷接地7.1 變電所的防雷保護(hù)7.1.1 直接防雷保護(hù)在變電所屋頂裝設(shè)避雷針和避雷帶，并引進(jìn)出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外和有露天配電裝置時(shí)，貝u應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針,其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包圍整個(gè)變電所。如果變電所所在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，則可不另設(shè)獨(dú)立的避雷針。按規(guī)定，獨(dú)立的避雷針的接地裝置接地電阻RvlOW(表9-6)0通常采用3-6根長2.5m的剛管，在裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離5m,打入地下,管頂距地面0.6m0接地管間用40mmx4mm的鍍鋅扁剛焊接相接。弓I下線用25mmX4mm的鍍鋅扁剛，下與接地體焊接相連,并與裝避雷針的桿塔及其基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋相焊接,上與避雷針焊接相連。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅扁剛，長獨(dú)立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有3m以上的距離。7.1.2 雷電侵入波的防護(hù)1) 在10KV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS410型閥式避