10KV工厂供配电系统

淄博职业学院毕业设计 毕 业 论 文题目：10KV工厂供配电系统姓 名：姚玉环学 号：系 （院）：电子电气工程系班 级 ：D08电气二班指导教师：张德迪职 称 ：讲师2011 年 6 月 5 日摘 要本文是某中小型纺织企业供电系统的设计说明。设计的目的是通过对该电力用户所处的地理环境、地区供电条件、生产工艺和公用工程等用电负荷资料的分析，为该工厂寻找完善的供配电系统设计方案。电能是工业生产的主要能源，对整个工厂的正常生产起着举足轻重的作用，因此如何进行合理用电、安全用电、节约用电、高质量用电已经成为工厂建设和运行的主要问题之一。工厂的安全正常生产、节电节能、提高劳动生产率，都必须有一个安全、可靠、经济、合理供配电能和使用电能的系统作保障，才能实现企业利润的最大化。关键词：工厂供电；总降压（总配）变电所；电气主接线；供电可靠性；高压配电系统；电气设备选择；继电保护 Abstract This is a small and medium textile enterprises the power supply system design specification.Is designed to power users through the geographical environment, local supply conditions, production technology and public works, electricity load data analysis, looking for the perfect plant for the power distribution system design.Energy is the main source of energy in industrial production, normal production of the entire plant plays an important role, so how to conduct electricity, safe use of electricity, saving electricity, high-quality power plant construction and operation has become one of the main.Normal production of plant safety, savingenergy, increasing labor productivity, there must be a safe, reliable,economical and reasonable use of energy and electricity supply and distribution system for protection, to achieve the maximization of profits. Keywords: power plant; general step down (total distribution) substation; electrical main connection; power supply reliability; high voltage distribution system; electrical equipment selection; protection 目 录摘 要1Abstract2第1章 绪 论51.1工厂供电的意义和要求51.2工厂供电设计的一般原则51.3设计的内容及步骤6第2章 负荷计算及功率补偿72.1 负荷计算72.1.1负荷计算的意义和目的72.1.2车间变电所负荷计算72.1.3所用变负荷计算92.1.4全厂负荷计算92.2功率因数和无功补偿10第3章供电方案和厂区配电电压选择133.1对任务书的分析133.2供电线路133.3.配电电压选择 厂区133.4工厂供电系统概况13第4章 总配电所电气主接线及厂区高低压配电系统设计144.1 配电所电气主接线144.1.1主接线的基本要求144.1.2主接线的选择144.2 高压配电系统设计154.2.1高压配电系统的类型15第5章总配电所位置及车间变压器台数和容量选择175.1 总配电所的位置选择175.2 车间变压器台数和容量选择175.2.1变压器选择的原则175.2.2车间变压器台数选择175.2.3车间变压器容量185.2.4车间变压器型号选择19第六章 导线的选择206.1选择的方法206.2气候条件206.3 架空进线的选择206.4 配电母线到1号车间变电所的电缆选择216.5 配电母线到2号车间变电所的电缆选择226.6 配电母线到3号车间变电所的电缆选择22第七章电气设备的选择和校验237.1选择与校验电器的原则237.1.1按正常工作条件选择电器237.1.2按短路情况校验电器的稳定性237.2 10KV高压电气设备的选择与校验247.2.1断路器的选择与校验247.2.2隔离开关的选择与校验267.2.3电流互感器的选择与校验277.2.4电压互感器的选择与校验297.2.5负荷开关的选择和校验307.2.6熔断器的选择和校验307.2.7 10KV母线的选择和校验317.2.8避雷器的选择和校验32第8章 二次部分的设计338.1 测量和监视装置338.1.1.电测量仪表338.1.2绝缘监视装置348.2 继电保护设置368.2.1系统的保护配置36第9章 主要设备材料表38结 论39参考文献40致 谢4141 第1章 绪 论本设计为电气工程及其自动化专业的毕业设计，以供电技术为主线，综合考查学生对本专业各科知识的掌握程度，培养对本专业各科知识进行综合运用的能力，同时也检验了本专业学习三年以来的成果。要想做好毕业设计，首先要对工厂供电有一个总体的了解，大体上有以下几个方面：1.1工厂供电的意义和要求工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配。除某些特殊的大型工业企业带有自备发电站以外，工厂都是由电力系统的终端降压变配电所，即总降（配）变电所提供电能。总降（配）变电所、供电线路和用电设备构成了一个完整的工厂供电系统。供电系统一旦确定，就决定了用户内部用电负荷的供电可靠性和供电质量。电能易于转换，易于传输，分配简单经济，便于调节、控制和测量等特点，使得电能成为了工业生产的主要能源。能否保证供电的可靠性和电能质量直接影响到工业生产能否正常进行，能否做到合理用电、节约用电、高质量用电成为决定工厂生产力和企业效益的重要因素。因此，设计符合工厂具体负荷情况的供电系统是工业生产的必备条件。做好工厂供电工作对发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。工厂企业是国家电力的主要用户，完善工厂供电系统的配置对节约能源、支援国家经济建设也有很大的促进作用。为了使工厂供电工作能够切实为工业生产服务，要求做到以下几点：1) 安全 在电能的供应、分配和使用过程中，不应发生人身事故和设备事故。2) 可靠 不同级别的负荷对供电可靠性的要求不同，工厂供电系统必须满足相应负荷的要求。3) 优质 供电系统提供的电能应该满足电力用户对电压、频率等电能质量的要求。4) 经济 在保证供电可靠性的情况下，供电系统的投资要尽量少，运行费用要尽量低，并尽可能的节约电能和减少有色金属的消耗量。1.2工厂供电设计的一般原则工厂供电设计必须以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程的实际情况进行。按照国家标准GB50052-95供配电系统设计规范、GB50053-9410kv及以下设计规范、GV50054-95低压配电设计规范、全国通用建筑标准设计.电气装置标准图集等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：1） 遵守规程、执行政策；必须遵守国家有关规定及标准，执行国家有关方针和政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2） 安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。3） 近期为主、考虑发展应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4） 全局出发、统筹兼顾按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，综合考虑，确定合理的设计方案。1.3设计的内容及步骤工厂供电系统的设计是根据电力用户所处地理环境、生产工艺对负荷的要求、各个车间的负荷数量和性质、负荷布局以及地区供电条件进行的。要求设计成果能应用于生产实际，能够让该供电系统安全、可靠、经济的分配电能，满足工业生产的需要。设计的具体步骤如下： 1）.按照厂区用电设备的资料和其他具体情况，求计算负荷。2）.根据负荷等级和计算负荷，选定供电电源、电压等级和供电方式。3）.根据环境和计算负荷，选择变电所的位置、变压器数量和容量。4）.为变配电所选择安全、可靠、灵活、经济的主接线，选择合理的户外高压配电方案。5）.用标幺值法进行短路电流的计算。6）.根据短路电流的计算结果，按照正常工作条件、短路时的工作条件、电气设备自身特点进行电气设备的选择和校验，用主接线图表达设计成果。7). 主变压器和馈线电路保护装置的设计及整定，包括保护方式的确认、保护值的整定、保护装置的选择以及灵敏度校验。 8). 变电所的防雷和接地设计，总降的电照设计。9).需要核算建设所需器材与总投资。第2章 负荷计算及功率补偿2.1 负荷计算2.1.1负荷计算的意义和目的计算负荷是供电系统设计计算的基础。工厂供电系统设计的原始资料是工艺部门提供的用电设备安装容量。这些设备品种多，数量大，工作情况复杂，因此如何根据这些资料正确估计工厂所需的电力和电量非常重要。估计的准确程度，直接影响到工程的质量。如果估算过高，会增加供电设备的容量，使工厂电网复杂，浪费有色金属，增加初投资和运行管理工作量，浪费大量的人力财力；相反，如果估算过低，工厂投产后，供电系统的线路及电气设备由于承担不了实际负荷电流而过热，加速其老化绝缘速度，降低使用寿命，增大电能损耗，影响供电系统的正常可靠运行。由此可见，进行负荷计算是供电系统设计的基础，能否准确的估算计算负荷决定了设计的系统能否安全、经济、可靠的供电。计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷，负荷计算的目的就是求出这个假想负荷。计算负荷是设计时作为选择工厂电力系统的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据 。供电系统设计的第一步，就是通过负荷计算，将复杂、凌乱的负荷数据整理成设计所需要的资料。2.1.2车间变电所负荷计算各车间用电负荷计算如下：1#变电所负荷：变电所用电单位设备容量Pe需要系数Kd CosTanP30Q30S30I301#变电所制条车间3500.780.780.80273218.4纺纱车间3600.780.790.78280.8219.0 软水站900.60.80.755440.5 锻工车间400.350.651.171416.4 机修车间3000.350.551.52105159.6 幼儿园200.660.80.7513.29.9 仓库400.30.80.75129 小计1200676.8605.5908.1 1380主要计算公式为：P30(i)= PeKd Q30(i)= P30(i)Tan P30=P30(i) Q30=Q30(i)。S30= I30= S30/(Un) 其中Un的值为0.38千伏。无功、有功、视在功率的单位分别为kW，kvar,kVA,计算电流I30的单位为A。计算如下：制条车间：P30= PeKd=3500.78=273 Q30= P30Tan=2730.8=218.4纺纱车间：P30= PeKd=3600.78=280.8 Q30= P30Tan=280.80.78=219.0软水站：P30= PeKd=900.6=54 Q30= P30Tan=540.75=40.5锻工车间：P30= PeKd=400.35=14 Q30= P30Tan=141.17=16.4机修车间：P30= PeKd=3000.35=105 Q30= P30Tan=1051.52=159.6幼儿园：P30= PeKd=200.66=13.2 Q30= P30Tan=13.20.75=9.9仓库：P30= PeKd=400.3=12 Q30= P30Tan=120.75=9小计：P30=P30(i)K=（273+280.8+54+14+105+13.2+12）0.9=676.8 Q30=Q30(i)K=（218.4+219.0+40.5+16.4+159.6+9.9+9）0.9=605.5S30=908.1 I30= S30/(Un)=1380 由于无功和有功的K值均为0.9，故在小计时P30，Q30的值应该乘以0.9，相应的S30的值也应该乘以0.9，结果表达如上表。2和3变电所计算方法与此相同。2#变电所负荷：变电所用电单位设备容量Pe需要系数KdCosTanP30Q30S30I30 2#变电所织造车间6000.850.780.80510408 染整车间5000.80.790.78400312 综合楼400.810320 餐厅300.750.80.7522.516.9 宿舍200.810160 小计1190 882.5 663.211103.851677.153#变电所负荷：变电所用电单位设备容量Pe需要系数KdCosTanP30Q30S30I303#变电所锅炉房2000.750.780.80150120 水泵房1200.750.80.759067.5 化验室500.80.850.624024.8 卸油泵房300.750.780.8022.518 小计 400272.3207.3342.18519.932.1.3所用变负荷计算P30= PeKd=800.8=64 Q30= P30Tan=640.75=48 S30=802.1.4全厂负荷计算上面三个表格表达了车间变电所低压母线上的计算负荷，其计算结果可用来选择车间变电所变压器的容量，然后选择车间变压器，查表算出变压器上的功率损耗。为了简化计算，可以采用公式PT(0.0150.02) SN.T QT(0.080.1) SN.T估算。当采用低损耗变压器时，也可以用公式PT0.015S30 QT0.06S30 估算出车间变压器上的功率损耗。1变电所： PT0.015S300.015908.113.62 QT0.06S300.06908.1=54.49 2变电所: PT0.015P300.0151103.85=16.56 QT0.06Q300.061103.85=66.23 3变电所: PT0.015P300.015342.18=5.13 QT0.06Q300.06342.18=20.53 所用变压器： PT0.015P300.01580=1.2 QT0.06Q300.0680=4.8 由于厂区高压配电网距离较短，故在确定计算负荷时，厂区高压输电线路上的功率损耗可以忽略不计，因此高压配电所引出线上的计算负荷可以认为是变电所低压母线上的计算负荷加上变压器的功率损耗。高压引出线上的计算负荷分别为：P1=P+PT=690.42 P2=P+PT=899.06 P3=P+PT=277.43 Q1=Q+QT=659.99 Q2=Q+QT=729.44 Q3=Q+QT=227.83P0=P+PT=65.2 Q0=P+PT=52.8 根据计算负荷的等级查表可知高压配电母线的同期系数为0.91.0，取K0.92。本厂没有高压用电负荷，故配电所进线上的的计算负荷为：P= (P1P2P3+ P0)0.92=1777.54 Q=(Q1Q2Q3+ Q0)0.92=1536.46S=2349.54 功率因数为Cos=1777.54/2349.54=0.75652.2功率因数和无功补偿设计要求达到的功率因数为0.9以上，显然不符合要求，需要进行无功补偿。工厂企业广泛采用的补偿装置是静电电容器，其补偿方式有个别补偿、分组补偿和集中补偿。由于集中补偿具有电容器利用率高，易于管理的特点，故采用集中补偿方式。高压补偿的电容器比较便宜，电容器利用率高，但是投切电容器的开关设备及保护装置价格都比较高；低压补偿的补偿效果好，开关及保护设备价格低且易于实现自动投切，但是电容器利用不充分。考虑到低压静电电容器与高压静电电容器价格差别不大，而高压断路器等开关设备价格高昂、维护费用高，从节约建设和运行成本的角度考虑，在设计中采用低压补偿的方式。为了提高车间变电所变压器的负荷能力，在车间变电所的低压侧进行集中补偿。补偿容量计算：1变电所： 变电所低压侧视在计算负荷：S30=908.1低压侧功率因数：Cos=676.8/908.1=0.745 在低压侧装设补偿电容器，考虑到变压器的无功损耗，低压侧补偿后的功率因数应稍高于0.9，不妨取0.92。 低压侧无功补偿容量：Qc=676.8(tancos-10.745- tancos-10.92)=317.49选择低压单相并联电容器BZMJ0.4-14-1，单个容量为14kvar,共选24个，由于所选电容器是单相的，所以个数应为3的倍数，符合条件。则补偿容量整合为2414=336补偿后的数据：变电所低压侧视在计算负荷：S30=*676.8+（605.5-336）*（605.5-336）=728.48变压器的功率损耗： PT0.015S300.015728.4810.93 QT0.06S300.06728.48=43.71变电所高压侧的计算负荷：P=676.8+10.93=687.73 Q=(605.5-336)+43.71=313.21 S=755.69变电所高压侧的功率因数：Cos=687.73/755.69=0.91同理，2变电所选择21个 BZMJ0.4-14-1电容器，则：变电所低压侧计算负荷及功率因数：P=882.5 Q=369.21 S=956.62 Cos=0.923变电所高压侧计算负荷及功率因数：P=896.85 Q=426.61 S=993.14 Cos=0.9033变电所选择6个 BZMJ0.4-16-1电容器，则：变电所低压侧计算负荷及功率因数：P=272.3 Q=111.3 S=294.17 Cos=0.926变电所高压侧计算负荷及功率因数：P=276.7 Q=128.95 S=305.27 Cos=0.906所用变压器选择3个 BZMJ0.4-8-1电容器，则：变压器低压侧计算负荷及功率因数：P=64 Q=24 S=68.352 Cos=0.936变压器高压侧计算负荷及功率因数：P=65.025 Q=28.101 S=70.84 Cos=0.918全厂的功率因数计算：P=1926.305 Q=896.871 S=2124.86 P=K*P=0.92*1926.305=1772.2 Q=K*Q=0.92*896.871=825.12 S=1954.87 Cos=P/ S=0.907经过无功补偿以后，全厂功率因数为0.9070.9，满足设计要求。在装设无功补偿装置以后，减少了无功损耗，因此总的视在计算负荷也随之减小，有可能使进线选用更细的导线，车间变压器容量可能选小1级，节约了有色金属和变电投资。这不仅可以降低初投资，而且可以减少企业的电费支出，对提高电能质量和系统调压能力也有好处。计算负荷以补偿后的为准。 第3章供电方案和厂区配电电压选择3.1对任务书的分析本工厂供电系统的电源是从电业部门某35/10kv变电所用10kv双回架空线引入厂变的，架空线的长度为0.5km。进线电压等级为10kv，属于一般车间变压器的进线电压等级。具体的供电电压选择要看负荷情况而定。一般工厂供电系统有两种供电方案，即一次降压供电和二次降压供电。3.2供电线路查表可知，10kV架空线输送3000kW的功率时可以输送515km,本厂的负荷小于3000kW，故可输送更远距离，因此选择10kV架空线路是合理的。3.3.配电电压选择 厂区 电源进线为10kV,又没有高压用电设备，加之10kV技术经济指标好，高压配电显然选择10kV的配电电压较合理。低压配电采用较常见的380/220V。3.4工厂供电系统概况高压配电所以两回10kV架空线接入电力系统某35/10kV变电站，馈出线接至工厂车间变电所。车间变电所高压侧中性点经消弧线圈接地，低压侧中性点直接接地。第4章 总配电所电气主接线及厂区高低压配电系统设计4.1 配电所电气主接线4.1.1主接线的基本要求主接线的选择，要达到安全、可靠、灵活、经济的要求。要在满足供电可靠性的情况下，尽量节省投资。安全：要求选择合适的电气设备，具有良好的监视和保护系统，以保证人身和设备安全。可靠：满足各级负荷的不中断供电要求。灵活：利用较少的切换来适应不同的运行方式，检修方便，电源和负荷投切方便。经济：保证供电可靠性的情况下，尽量节省初投资和年运行费用。此外，变电所扩建的可能性较大，其主接线应该方便改造和扩建。4.1.2主接线的选择 主接线对变电所设备的选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。在工厂供电系统中，最主要的部分就是总降压变（配）电所。总降压变电所中，高压侧（电源侧）的主接线概括为两类：线路-变压器组方式和桥型接线方式。线路变压器组方式即“一进线一主变”方式，用于二、三级负荷的供电，也可扩展成为双回线路-变压器组接线，用于一、二级负荷供电。桥型方式能实现线路和变压器的充分利用，可靠性非常高，但线路复杂，操作不便，投资较大。主变的低压侧（配电所的电源进线）接到母线上进行电能分配。在工厂供电系统中涉及到的母线制较少，常用的母线制有：单母线，单母分段，双母。 由于没有总降压变电所，故电源进线直接接到高压配电母线上。电源进线为两回，负荷等级为二级，因此单母线方式不能适应该供电系统的可靠性要求。双母线制尽管可靠性比较高，但是开关数目较多，连锁机构复杂，切换操作繁琐，造价高，经济上不合理。采用单母分段方式配电，当一回线路故障时，合上分段开关可保证对所有重要负荷的供电；当一段母线故障时，另一段母线上的负荷不受影响。从电压等级以及该配电所在电力系统中的位置来看，该工厂的用电负荷用单母分段方式已经可以完全满足其供电可靠性，和双母线方式相比它又节约了安装维护费用，因此，高压配电所采用单母分段接线。 单母分段开关在运行时是合是分，要按照具体情况进行技术经济比较而定。在本设计的工厂供电系统中，有双回路同时供电，采取“分”的方式运行比较好，分析原因如下：1.按供电可靠性考虑如果采取“合”的方式，一路电源故障时，其电源侧开关跳开，所有负荷由另一路电源供电；一段母线故障时，两个电源侧断路器都跳开，整条母线停电，也就是说停电范围波及到了另外一段正常的母线及其负荷，而且这时运行人员不好确定是哪段母线故障，出于安全考虑，不可能快速恢复供电。而采取“分”的方式，一路电源故障时，入口开关跳开，合上分段开关对故障部分的负荷供电，这中间会有短时的停电，这是“分”的不足之处；但采取“分”的方式时，如果一段母线故障，不会影响到另一段母线的正常供电。而且出现故障后，运行人员马上就能发现哪一段是故障母线，缩小了故障排查范围，能够较快地恢复供电。2.按检修的工作量及检修给断路器带来的影响考虑采取“分”的方式运行时，如果检修线路和母线的话，可以采用分段检修，不会使全部负荷中断；采取“合”的方式的话，如果断开电源检修，会使全部负荷的供电中断，显然不合理，如果也采取分段检修方式，要求先拉闸，检修完以后又合闸，加大了工作量，也降低了断路器的寿命，经济上不合理。3.按短路给系统带来的影响考虑采用分段运行方式，显然短路电流会比较小，对限制短路电流起到很明显的作用。综上所述，该配电所在正常情况下采用分列运行方式，单母分段开关要拉开。4.2 高压配电系统设计4.2.1高压配电系统的类型工厂供电系统常用的典型配电方式有放射式，树干式和环式三种。放射式：放射式的特点是配电母线上每条馈出线仅给车间变压器、高压电动机以及高压配电所的母线等设备单独供电。放射式的优点是：1.供电可靠性较高，故障发生后影响范围小。2.继电保护装置简单、易于整定且易于实现自动化。3.运行简单，切换操作方便。其缺点有：一旦线路或开关设备发生故障，由该回路供电的负荷将中断供电且难以恢复；配电线路和高压开关柜数量多，投资大。根据不同的供电可靠性要求，可以选择单回路或者是双回路放射式配电。（如下图）树干式：树干式的特点是一条配电线路沿厂区走线，连接多个用户，为检修方便，线路通常采用架空线，一般用于对三级负荷供电。树干式的优点是配电所馈出线回路数少，投资小，结构简单，其缺点是可靠性差，线路，线路故障范围大。环式：环形接线供电可靠性较高，运行方式灵活，可用于对二、三级负荷供电。环式配电系统的保护装置整定和配合都比较复杂。图 4-1 a 单回路放射式 b 双回路放射式图4-1（供电系统草图）第5章总配电所位置及车间变压器台数和容量选择5.1 总配电所的位置选择 总配电所的位置应该接近负荷中心，同时还要考虑电源的进线方向，以节省导线的费用和减小线路的电能损耗。另外，总配电所的位置还应该根据生产厂房布置、进出线路环境、工厂工艺装备的布局、防火要求、厂区运输、安全保卫以及其他因素综合考虑选择。5.2 车间变压器台数和容量选择5.2.1变压器选择的原则变压器的台数选择：变压器台数应根据供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑而定。变电所的变压器台数一般不超过两台。供电可靠性要求不高时，可用一台变压器供电；当一、二级负荷较大时，为满足供电可靠性，应采用两台变压器供电，在有足够容量的低压备用电源时也可采用一台变压器。变压器的容量选择：1.变压器的容量变压器的容量首先要满足在计算负荷下，变压器能够长期可靠运行。对于单台变压器SNTSC，对于两台并列运行的变压器SNT1+SNT2SC，SNT1SC+SC， SNT2SC+SC，式中SC、SC-分别为负荷SC中一级和二级负荷的容量；SNT1、SNT2分别为并列运行的两台变压器的额定容量。2.其次，为适用工厂发展和调整的需要，变压器容量还应留有一定的裕量。3.而且所选方案要满足变压器经济运行的条件。暗备用方式运行时，变压器的容量为70%S50%S，满足条件1、2；其负荷率为50%S/70%S70%,负荷率大于68%，满足条件3。暗备用方式投资省，能耗小，故应用广泛。 变压器调压方式选择：视负荷大小、可靠性要求、电压质量要求而定，一般车间变电所不使用有载调压变压器。 变压器相数选择：一般选择三相变压器。5.2.2车间变压器台数选择 由负荷计算的结果，1#车间，2#车间，3#车间，所用变低压侧的计算负荷分别为：1#车间：P=676.8 Q=605.5 S=728.482#车间：P=882.5 Q=369.21 S=956.623#车间：P=272.3 Q=111.3 S=294.17所用变：P=64 Q=24 S=68.352由于变压器故障率是比较低的，且各车间计算负荷S均不超过1000KVA,按照规定各车间均可只设一台变压器。考虑到该工厂属于二级负荷，对供电可靠性要求较高，为了防止变压器或者母线故障时供电中断，保证负荷的持续供电，可以考虑采用低压联络线。当然，在车间选择2台变压器可以提高供电可靠性，也是合理的方案。经过配电方案的比较，决定选用1台变压器，方案比较的内容在高压配电系统设计中已完成。5.2.3车间变压器容量 =12.8 1号变电所选用1台变压器，其低压侧计算负荷为728.48kVA，变压器选择时应留有一定裕量，但是也要保证其负荷率不能过低，这样会浪费变压器的容量。综合考虑后，决定选择800 kVA的变压器。 2号变电所选择1台1000kVA的变压器供电。3号变电所选用1台变压器，其容量为315kVA；所用变压器选择2台，按照暗备用方式，容量应为68.35*70%=48.85，考虑到所用变的重要性，留出一些裕量，选择其容量为80kVA。芜湖地区年平均气温和宜昌接近，约为18C。在年平均温度为20C时，变压器的寿命为正常寿命，因为厂区的气温比较接近20C，为了方便计算，变压器的容量可不必校正。在选出车间变压器的容量以后，可以由此算出变压器上的功率损耗。对于1号车间变电所：有功损耗PT=P0.T+PCU.N.T（Sc/SNT）2 =1.4+7.5*（728.6/800）2=8.77无功损耗QT=Q0.T+QN.T（Sc/SNT）2 =（0.8/100）*1000+（4.5/100）*1000*（728.6/800）2 =45.42号车间采用1台变压器，容量为1000KVA，则功率损耗为：有功损耗PT=P0.T+PCU.N.T（Sc/SNT）2无功损耗QT=Q0.T+QN.T（Sc/SNT）2 =55.4由变压器容量验算车间变压器的损耗，和前面的运算结果误差较小，证明变压器的选择符合设计的要求。5.2.4车间变压器型号选择选择S9型低损耗变压器，按照其容量大小，选择变压器型号为：1号车间：S9800/10，800 kVA，（6；6.3；10）/0.4，Y,yn0, IO%=0.8，PK=7.5KW，P0=1.4KW Uk%=4.5 1台2号车间：S91000/10，1000 kVA，（6；6.3；10）/0.4，Y,yn0, IO%=0.7，PK=10.3KW，P0=1.7KW Uk%=4.5 1台3号车间：S9315/10，315 kVA，（6；6.3；10）/0.4，Y,yn0, IO%=1.1，PK=2.65KW，P0=0.67KW Uk%=4 1台所用变压器：S980/10，80 kVA，（6；6.3；10）/0.4，Y,yn0, IO%=1.8，PK=1.25KW，P0=0.24KW Uk%=4 2台所选的S9型电力变压器采用无激磁调压，调压范围是5%，足以保证电压质量。第六章 导线的选择电源进线为双回架空线，厂区配电采用电缆，现选择进线和高压配电电缆的型号。6.1选择的方法选择导线的方法主要有按发热条件选择、按经济电流密度选择以及按电压损失选择。按照相关规定，10KV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗、热稳定和机械强度；低压照明线路由于电压质量要求高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件、热稳定和机械强度。架空线路可不校验动、热稳定，电缆可不校验动稳定。6.2气候条件当地最热月份下午1点的平均温度为40，土壤0.8m深处（电缆沟的底部）的平均温度为25。进行电缆选择时，这两个温度都是常用的基准温度，故不必校正电流。6.3 架空进线的选择总配电所电源进线上的计算负荷为 P=K*P=0.92*1926.305=1772.2 Q=K*Q=0.92*896.871=825.12 S=1954.87 Cos=P/ S=0.907 考虑到进线或者母线故障时，单回线路要带全部负荷，架空线的截面按此情况计算。没有总降压变电所，不能用总降变压器的容量来确定导线的计算电流，可用总的计算负荷进行选择：Imax= I1N.T =1954.87/（*10*0.907）=124.44A。如果以车间变压器的工作电流作为参考，不妨把进线的最大工作电流取作各车间额定工作电流的总和：I=I1+I2+I3+I4=46.19+57.74+18.19+4.62*2=126.74A，经过配电母线的时候要考虑同期，同期系数为0.92，还要考虑功率因数，因此实际的工作电流为：126.740.92/0.907=128.56，以此作为选择截面的标准。按照发热条件选择导线截面：由任务书可知当地最高平均气温为40。查表可知，低压单根架空聚乙烯绝缘电线在30且导线的截面为35 mm2 时，载流量为136A。查校正系数表可知40时的校正系数为0.87，故该架空线的实际载流量为0.87136=118.32128.56不满足条件。换选50 mm2架空线，30时载流量为168A，实际载流量为0.87168=146.16128.56，满足发热条件。电压损失校验：要求电压损失在5%以内，由所选导线的型号查表可知：r0=0.65/km , x0=0.35/km，带入公式：U%=P*(r0l)+Q*(x0l)/10UN2中可得：U%=1772.2*0.65*0.5+825.12*0.35*0.5/10*10*10 =0.725所选导线也满足电压损失的要求，因此选择的导线能够满足系统的要求。6.4 配电母线到1号车间变电所的电缆选择1号变电所装设有800KVA变压器一台，正常工作时，电缆通过的最大电流按变压器的额定电流计算，即：Imax= I1N.T =800/（*10）=46.19A按照发热条件选择电缆截面：环境温度即土壤温度为25时，查表可知BLV铝芯聚氯乙烯绝缘电缆（明敷）截面为10 mm2 时，载流量为59A46.19A，满足电缆的正常工作条件。热稳定校验：短路电流作用的假想时间tj 等于短路电流周期分量作用的假想时间与非周期分量作用的假想时间之和。电力系统35/10kv变电所的馈出线路的定时限过流保护装置的整定时间为1.5秒（主保护时间），设计时拟采用中速断路器，则短路电流周期分量作用的假想时间为:t保护+ t分闸=1.5S+0.1S=1.6S；由于电源是无限大功率电源，短路电流非周期分量作用的假想时间为：tjfi=0.05*（Iz/ I）2=0.05S则短路电流假想时间（产生相同热量的等效时间）为：tj=1.6S0.05S=1.65S查表可知，BLV铝芯聚氯乙烯绝缘电缆的热稳定系数C=65，则：Amin= I*j/C =8800*/65=173.9mm2，Amin 是满足热稳定的最小截面，为了满足热稳定要求，故选择185mm2BLV铝芯聚氯乙烯绝缘电缆。电压损失校验：要求电压损失控制在5%以内，由所选导线的型号查表可知：r0=0.25/km , x0=0.08/km，带入公式：U%=P*(r0l)+Q*(x0l)/10UN2中可得：U%=687.73*0.25*0.08+313.12*0.08*0.08/10*10*10 =0.0165所选导线也满足电压损失的要求，因此选择的导线能够满足系统的要求。6.5 配电母线到2号车间变电所的电缆选择2号变电所装设有1000KVA变压器一台，正常工作时，电缆通过的最大电流为：Imax= I1N.T =1000/（*10）=57.74A按照发热条件选择电缆截面：环境温度即土壤温度为25时，查表可知BLV铝芯聚氯乙烯绝缘电缆（明敷）截面为10 mm2 时，载流量为59A57.74A，能够满足条件。热稳定校验：由于三个变电所和所用变的短路情况均相同，因此利用短路条件选择的电缆型号也应相同，即选择185 mm2BLV铝芯聚氯乙烯绝缘电缆。经检验，这段电缆也满足电压损失要求。6.6 配电母线到3号车间变电所的电缆选择3号变电所装设有315KVA变压器一台，正常工作时，电缆通过的最大电流为：Imax= I1N.T =315/（*10）=18.19A按照发热条件选择电缆截面环境温度即土壤温度为25时，查表可知BLV铝芯聚氯乙烯绝缘电缆（明敷）截面为2.5mm2 时，载流量为25A18.19A，满足电缆的正常工作条件。热稳定校验：由于三个变电所和所用变的短路情况均相同，因此利用短路条件选择的电缆型号也应相同，即选择185 mm2BLV铝芯聚氯乙烯绝缘电缆。经检验，这段电缆也满足电压损失要求。第七章电气设备的选择和校验本设计只对配电所内高压设备进行选择。总配电所的各种高压电气设备，主要是指10KV的断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、互感器、电抗器、母线、电缆、支持绝缘子及穿墙套管等。这些电器各自的功能和特点不同，要求的运行条件和装设环境各不相同，但有共同遵守的原则。它们要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路情况进行校验。7.1选择与校验电器的原则7.1.1按正常工作条件选择电器正常工作条件是指：1.电器的额定电压Ue不应小于所在回路的工作电压U0。2.电器的额定电流Ie不应小于所在回路的最大长期工作电流Imax。3.选择电器时应考虑设备的装设环境。4.我国目前生产的电器，设计时取周围介质温度为40，如果电器工作的环境温度大于或小于40，由于冷却条件不同，其允许电流应加以校正。当地最高平均气温为40，因此不必校正工作电流。7.1.2按短路情况校验电器的稳定性1.热稳定校验：短路热稳定校验是要求所选的电器，当短路电流通过它时，其最高温度不超过制造厂规定的短路时发热最高允许温度，即I2RtjI2tRt。2.动稳定校验：电动力稳定校验是电器承受短路电流引起机械效应能力，在校验时，用短路电流的最大幅值与制造厂规定的最大允许电流进行比较，即ichImax。 特殊情况：1.短路情况下熔断器会熔断以保护其它设备，因此用熔断器保护的电器和导体可不验算热稳定，用有限流作用的熔断器保护的电器不用校验动、热稳定；2.电压互感器二次侧呈开路，阻抗大，且两端均有熔断器保护，故不必考虑短路情况，只校验额定电压即可；3.架空线路可不验算动、热稳定。电缆动稳定由厂家保证，只校验热稳定；4如果采用出线电抗器，应进行残压校验。 7.2 10KV高压电气设备的选择与校验 本设计拟采用户内成套配电装置，设备的选择以此为准。7.2.1断路器的选择与校验高压断路器是供电系统中最重要的开关电器之一，由于高压断路器具有良好的灭弧能力，因此它不仅能安全地切合负荷电流，而且能在系统发生短路故障时，在保护装置的作用下可靠并迅速地切除短路电流。断路器的选择项目和计算公式： 断路器的种类和型式选择：本设计中采用户内型少油断路器。额定电压选择：UN.e