工廠供電課程設(shè)計(jì)-某機(jī)械加工車(chē)間低壓配電系統(tǒng)及車(chē)間變電所設(shè)計(jì)

某機(jī)械加工車(chē)間低壓配電系統(tǒng)及車(chē)間變電所設(shè)計(jì)2008年7月2日目錄一、負(fù)荷計(jì)算 4二、變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇 6三、短路電流的計(jì)算 7四、變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 9五、變電所進(jìn)出線和與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 11六、變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定 12七、設(shè)計(jì)圖樣 13八、車(chē)間平面布置圖 14九、心得體會(huì) 15一、負(fù)荷計(jì)算1．由車(chē)間平面布置圖，可把一車(chē)間的設(shè)備分成5組，分組如下：NO.1：29、30、31配電箱的位置：D-②靠墻放置NO.2：14——28配電箱的位置：C-=3\*GB3③靠墻放置NO.3：1、32、33、34、35配電箱的位置：B-=5\*GB3⑤靠柱放置NO.4：6、7、11、12、13配電箱的位置：B-④靠柱放置NO.5：2、3、4、5、8、9、10配電箱的位置：B-=6\*GB3⑥靠柱放置2．總負(fù)荷計(jì)算表如表1所示。表1機(jī)加工一車(chē)間和鑄造、鉚焊、電修等車(chē)間負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)名稱類(lèi)別供電回路代號(hào)設(shè)備容量Pe/KW需要系數(shù)KdcosΦtanΦ計(jì)算負(fù)荷P30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A1機(jī)加工一車(chē)間動(dòng)力10430.59供電回路供電回路1.732鑄造車(chē)間動(dòng)力No.6供電回路16064供電回路1401.0256供電回路18072照明供電回路81003鉚焊車(chē)間動(dòng)力No.10供電回路15045No.11供電回路17051101照明No.12供電回路71004電修車(chē)間動(dòng)力No.13供電回路1504578No.14供電回路1464465照明No.15供電回路1010808總計(jì)(380V側(cè))動(dòng)力6照明25計(jì)入KΣpKΣq3.無(wú)功功率補(bǔ)償由表1可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因素只有側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量:Qc=P30(tanΦ1-tanΦ2)=[tan(arccos)-tan(arccos0.92)]Kvar=Kvar參照?qǐng)D2-6，選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）4臺(tái)相組合，總?cè)萘?4Kvar×5=420Kvar。因此無(wú)功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如下表：表2無(wú)功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目cosΦ計(jì)算負(fù)荷P30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷4380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量-420380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷主變壓器功率損耗30=30=10KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)4二、變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇1．變電所主變壓器的選擇根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可以有下列兩種方案：（1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器型式采用S9，而容量根據(jù)SN。T=630KVA>S30=KVA選擇，即選一臺(tái)S9-630/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。（2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器型式也采用S9，每臺(tái)容量按式SN·T≈（0.6～0.7）S30選擇，即SN·T≈（0.6～0.7）×kVA=(～)kVA因此選兩臺(tái)S9-400/10型低損耗配電變壓器。主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0。2．變電所主結(jié)線方案的選擇按上面考慮的兩種主變壓器的方案可設(shè)計(jì)下列兩種主結(jié)線方案：（1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案。（2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案。（3）兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較（表3）。表3兩種主結(jié)線方案的比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變，電壓損耗略大由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只一臺(tái)主變，靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變，靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額由表2-8差得S9-630的單價(jià)為7.47萬(wàn)元，而由表4－1查得變壓器綜合投資約為其單價(jià)的2倍，因此其綜合投資為2×7.47萬(wàn)元＝萬(wàn)元由表2-8差得S9-400的單價(jià)為5.31萬(wàn)元，因此兩臺(tái)綜合投資為4×5.31萬(wàn)元＝21.24萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多投資萬(wàn)元高壓開(kāi)關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額查表4-10得GG-1A(F)型柜按每臺(tái)萬(wàn)元計(jì)，查表得其綜合投資按設(shè)備價(jià)倍計(jì)，因此其綜合投資約為4××3.5萬(wàn)元＝21萬(wàn)元本方案采用6臺(tái)GG-1A(F)柜，其綜合投資約為6××電力變壓器和高壓開(kāi)關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)參照表4-2計(jì)算，主變和高壓開(kāi)關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)每年為3.706萬(wàn)元（其余略）交供電部門(mén)的一次性供電貼費(fèi)按800元/kVA計(jì)，貼費(fèi)為630×0.08萬(wàn)元＝萬(wàn)元貼費(fèi)為2×400×0.08萬(wàn)元＝64萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多交萬(wàn)元從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案，因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。（說(shuō)明：如果工廠負(fù)荷近期有較大增長(zhǎng)的話，則宜采用裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案。三、短路電流的計(jì)算1．繪制計(jì)算電路（圖1）圖1短路計(jì)算電路2．確定基準(zhǔn)值設(shè)Sd=100MVA，Ud1=10.5kV，低壓側(cè)Ud2=0.4kV，則（1）電力系統(tǒng)（2）架空線路由LGJ-150的，而線路長(zhǎng),故（3）電力變壓器有，故 因此繪等效電路，如圖2所示。圖2等效電路4．計(jì)算k-1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標(biāo)幺值（2）三相短路電流周期分量有效值（3）其他短路電流（4）三相短路容量5．計(jì)算k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標(biāo)幺值（2）三相短路電流周期分量有效值（3）其他短路電流（4）三相短路容量以上計(jì)算結(jié)果綜合如表4所示。表4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/MVAI’’(3)k－1k－2四、變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)1．10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)（表5）表510kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度臺(tái)數(shù)裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UNI302tima數(shù)據(jù)10kVA(I1N·T)kA23．5kA2=一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UNINIocimaxt高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630A16kV40kA162×2=5122高壓隔離開(kāi)關(guān)GN-10/20010kV200A－102×5=5005高壓熔斷器RN2-1010kV50kA－－2電壓互感器JDJ-10－－－－1電壓互感器JDJZ-10//kV－－－－1電流互感器LQJ-1010kV100/5A－KA813避雷器FS4-1010kV－－－－2戶外式高壓隔離開(kāi)關(guān)GW4-15G/20015kV200A－－－1表5所選設(shè)備均滿足要求。2．380側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)（表6）表6380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度臺(tái)數(shù)裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UNI302tima數(shù)據(jù)380V總AkAkA18.72×0.7=一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UNINIocimaxt低壓斷路器DW15－1500/3380V1500A40kV1低壓斷路器DZ20－630380V630A(大于I30)一般30kA12低壓斷路器DZ20－200380V200A(大于I30)一般25kA3低壓刀開(kāi)關(guān)HD13－1500/30380V1500A－1電流互感器500V1500/5A－1電流互感器500V160/5A100/5A－1表6所選設(shè)備均滿足要求。3．高低壓母線的選擇參照表5-25，10KV母線選LMY－3（40×4），即母線尺寸為40mm×4mm；380V母線選LMY－3（80×8）+50×5，即相母線尺寸為80mm×6mm，中性母線尺寸為50mm五、變電所進(jìn)出線和與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇1．10KV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇（1）10KV高壓進(jìn)線的選擇和校驗(yàn)采用LJ型鋁絞線敷設(shè)，接往10KV公用干線。1）按發(fā)熱條件選擇。由I30=A及室外環(huán)境溫度年最熱月平均最高氣溫為33。C，查表8-35,初選LJ－16，其在35。C時(shí)的Ial=93.5>I30,滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。查表8-33，最小截面Amin=35mm2，因此LJ－16不滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，故改選LJ－35。由于此線路很短，不需要校驗(yàn)電壓損耗。（2）由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)采用YJL22－10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇。由I30=A及土壤溫度25。C查表8-43，初選纜芯為25mm2的交聯(lián)電纜，其Ial=90A>I30，滿足發(fā)熱條件。2)校驗(yàn)短路穩(wěn)定。計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面Amin=103mm2>25mm2，因此25mm2不滿足短路穩(wěn)定要求，故選擇YJL22－10000－32.380V低壓出線的選擇（1）饋電給機(jī)加工一車(chē)間的線路采用VLV22－1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇。由I30=287A及地下土壤溫度25。C查表，初選纜芯截面為240mm2，其Ial=319A>I302）校驗(yàn)電壓損耗。因未知變電所到機(jī)加工一車(chē)間的距離，因此未能校驗(yàn)電壓損耗。3）短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面Amin=213mm所選240mm2的纜芯截面大于Amin，滿足短路熱穩(wěn)定度的要求，因此選擇VLV22－1000－3×240+1×120的四芯電纜（中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同）。（2）饋電給鑄造車(chē)間的線路采用VLV22－1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面240mm2聚氯乙烯電纜，即VLV22－1000－3×240+1×120（3）饋電給鉚焊車(chē)間的線路采用VLV22－1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面300mm2聚氯乙烯電纜，即VLV22－1000－3×300+1×150的四芯電纜。（4）饋電給電修車(chē)間的線路采用VLV22－1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面300mm2聚氯乙烯電纜，即VLV22－1000－3×300+1×150的四芯電纜。六、變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定1．高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)與信號(hào)回路斷路器采用手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如圖3所示。圖3電磁操動(dòng)的斷路器控制與信號(hào)回路WC—控制小母線WL—燈光指示小母線WF—閃光信號(hào)小母線WS—信號(hào)小母線WAS—事故音響小母線WO—合閘小母線SA—控制開(kāi)關(guān)（操作開(kāi)關(guān)）KO—合閘接觸器YO—合閘線圈YR—跳閘線圈（脫扣器）KA—保護(hù)裝置QF1～6—斷路器輔助觸點(diǎn)GN—綠色指示燈RD—紅色指示燈ON—合閘OFF—跳閘（箭頭指向?yàn)镾A的返回位置）2主變壓器的繼電保護(hù)裝置1）裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。采用GL15型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。①過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定。I=2I=2×63×10)=AKrel=1.3Kw=1Kre=0.8Ki=100/5=20Iop×1××20)=A因此整流為6A②過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定。整定高最小動(dòng)作時(shí)間為0.5s。③過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)。I=IK-2(2)/KT×/(10/0.4)=648I=Iop×Ki/Kw=6×20/1=120