10kv工厂供配电系统设计说明

1、电气工程CAD大作业报告系 别：机电与自动化学院专业班级：电气自动化技术0901学生：鲁学指导教师：强（课程设计时间：2011年6月20日2011年6月25日）华中科技大学武昌分校1. 设计的目的12. 设计任务13. 设计任务要求23. 1负荷计算及无功补偿23. 1. 1各部分的负荷计算23. 1. 2无功功率补偿53. 2变压器的选择53. 3导线与电缆的选择63. 4电气设备的选择104设计心得体会13参考文献141设计目的帮助我们熟悉小型工厂的配电系统的构架及建模方案。训练同学们对配电系统最基本的参数i十算，并根据讣算参数选择正 确的的器件来完成配电的需要系统。利用CAD绘图软件画出

2、10MI：厂供配电系统设il，使我们更加熟悉CAD 的绘图，实现现10kV及以下低压供配电的CAD系统一体化设汁，使其 功能更趋完善，真正满足设讣人员的需要，这项工作是很有实际意乂的。2. 设计任务机械厂的地理位置及负荷分布图公其电療復备用电U牛.締IX生祸X的 负荷中心后厂门电傅花糾X X机械厂总平面图大肉比例1： 2000机械厂的负荷统计表厂房编号厂房名称负荷类型设备容量（kw）需要系数kx功率因数cos（p1铸造车间23000.30. 72锻压车间33500. 30.653热处理车间31500.60.84电镀车间32500.50.685仓库3200.40.86工具车间33600.30.6

3、7金工车间34000.20.658锅炉房2500.70.89装配车间31800.30. 710机修车间31600.20.6511生活区33500. 70.93. 设计任务要求3.1负荷计算及无功补偿3.1.1各部分的负荷计算要进行低压供配电系统的设计，负荷的统计计算是其中的一项重要 容，负荷计算结果对选择供配电设备及安全经济运行均起决定性的作用。负荷计算的LI的是： 算变配电所变压器的负荷电流及视在功率，作为选择变圧器容量的依 据。 汁算流过各主要电气设备（断路器、隔离开关、母线、熔断器等）的负 荷电流，作为选择这些设备的依据。 讣算流过各条线路（电源进线、高低压配电线路等）的负荷电流，作为选

4、择这些线路电缆或导线截面的依据。计算尖峰负荷，用于保护电器的整定计算和校验电动机的启动条件。计算负荷是工程设讣中按照发热条件选择导线和电气设备的依据。讣 算负荷确定得是否合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理，如 果讣算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有 色金属的浪费，变压器负荷率较低运行时，也将造成长期低效率运行。如果讣算负荷确 定的过小，乂将使电器和导线处于过负荷运行，增加电能损耗，产生过 热，导致绝缘过早老10kv及以下供配电CAD系统的设计研究化甚至产生火灾，造成更大的经济损失。因此，正确确定计算负荷具有 很大的意义。(1) 铸造车间的负荷计算有功功率：

5、P3。二Kx*Pe二300：0. 3二90KW无功功率：tg(p =sin(p /con(p=1.02Q30二 P3o*tg(p=90*1.02=91.8 KVar视在功率：Sso= Pso/ con(p=128.57KV A计算电流：bo= SsoN3Un=128.57/3*0.38=201A(2) 锻压车间的负荷计算有功功率：P30二Kx*Pe二3500. 3=105 KW无功功率：tg(p =sin(p /con(p=1.169Q3o= P3o*tg(p=105*1.169=122.75 KVar视在功率：S30= Pso/ con(p=105/0.65=161.538 KV A讣算电流

6、：I3o=S3oA/3Un=161.538/Q3*O.38=251 A(3) 热处理车间的负荷计算有功功率：P30二Kx*Pe二 1500. 6=90 KW无功功率：tg(p =sin(p /con(p=0.75Qso= P3o*tg(p=9O*O.75=67.5 KVar 视在功率：S3o= P30/ con(p=90/0.8=H2.5 KV A计算电流：ho= S3oA/3Un=1 12.5/73*0.38=176 A(4) 电镀车间的负荷计算有功功率：P30二Kx*Pe二250*0. 5=125 KW无功功率：tg(p =sin(p /con(p=1.078Q30二 P3o*tg(p=1

7、25*1.078=134.78 KVar视在功率：S3o= Pso/ con(p= 125/0.68=183.824 KV A 计算电流：l30= SsoMUn=1 34.78/3*0.38=244 A(5) 仓库的负荷计算有功功率：P30二Kx：Pe二20：0. 4二8KW无功功率：tg(p =sin(p /con(p=0.75Q30二 P3o*tg(p=8*0.75=6 KVar视在功率：S3o= P30/ con(p=8/0.8=10KV A计算电流：bo= S3o/3Un= 10/V3*O.38= 16.2A(6) 工具车间的负荷讣算有功功率：P30二Kx*Pe二3600. 3=108

8、 KW无功功率：tg(p =sin(p /con(p=1.33Q30二 P3o*tg(p=108*1.33=144 KVar视在功率：Sso= Pso/ con(p=108/0.6=180 KV A计算电流：bo= Sso/3Un=18O/a/3*O.38=28O A(7) 金工车间的负荷计算有功功率：Pso二Kx：Pe二400*0. 2二80KW无功功率：tg(p =sin(p /con(p=1.169Q30二 P3o*tg(p=80*1.169=93.53 KVar视在功率：S3o= P30/ con(p=80/0.65=123.077 KV A计算电流：bo= Ssq/V3Un=1 23

9、.077/3*0.38= 194A(8) 锅炉房的负荷计算有功功率：P30二Kx*Pe二50*0. 7二35KW 无功功率：tg(p =sin(p ,/con(p=0.75Q30二 P3o*tg(p=35*O.75=26.25 KVar视在功率：S30= P30/ con(p=35/0.8=43.75 KV A计算电流：bo= S3o/V3Un=43.75/a/3*O.38=67A(9) 装配车间的负荷讣算有功功率：P30二Kx：Pe二 1800. 3=540无功功率：tg(p =sin(p /con(p=1.02Q30二 P3o*tg(p=54*1.02=55.091 KVar视在功率：S3

10、o= Pso/ con(p=54/0.7=77.14 KV A计算电流：l30= S3oMUn=77. 14/3*0.38=122 A(10) 机修车间的负荷计算有功功率：P30二Kx*Pe二 1600. 2二32KW无功功率：tg(p =sin(p /con(p=1 169Q30二 P3o*tg(p=32*1.169=37.41 KVar视在功率：S3o=P3o/ con(p=32/0.65=49.23 KV A il算电流：bo= S3oA/3Un=49.23/73*O.38：=78 A(ID生活区的负荷计算有功功率：P30二Kx：Pe二3500. 7=245 KW无功功率：tg(p =s

11、in(p /con(p=0.484Q30二 P3o*tg(p=245*0.484=118.659 KVar视在功率：S3o= Pso/ con(p=245/0.9=272.22 KV A计算电流：bo= S3o/3Un=272.22/3*0.38=413A3. 1. 2无功功率补偿低压配电系统为用电端，有感应电动机、电焊机、气体放电灯等感 性负荷，需要的无功功率大，使功率因数降低，较低的功率因数会使系统的电能损 耗和电压损耗增大，为了减小损耗，节约电能，提高电压质量，必须提高功率因 数。供电营业部门规定：lOOkVA及以上高压供电的用户功率因数为0. 9以上, 未达到规定的应进行补偿。无功补偿

12、有同步补偿机和并联电容器补偿，一般采用并联电容器进行补 偿。无功补偿容量可按下式计算：Qc二P 30 (tg(p1 tg(p2)二972* (0. 924-0. 484)二427. 68式中，tg(p1 tg(p2分别为补偿前功率因数tg(p1和补偿后功率因数tg(p2的 正切值。则补偿后的功率因数为：C0S(P=927/a/(927*927+499.32)=0.99973. 2变压器的选择进行负荷统计及无功补偿后，就可根据补偿后的容量进行变压器的选 择。变压器的选择包括容量、台数、类型的选择。(1) 在供配电系统中，变压器台数的选择与供电围用电负荷大小、性 质、要程度有关。选择原则：如果有下

13、列情况考虑选择2台。 有大量的一、二级负荷； 季节性负荷或昼夜负荷变动大宜采用经济运行方式； 负荷集中且容量大(1250KVA以上)的三级负荷； 考虑负荷发展可能。其它情况选择1台，三级负荷一般选择1台，本次大作业的主变压器用 的是一台，因为在本次设计中的机械厂的负荷统计表中负荷类型主要是3 级负荷，少量的2级负荷。(2) 变压器容量的选择5NTS30总=1090KV A3. 3导线与电缆的选择导线和电缆用于连接各种设备和用户，以传输电能。在10kV及以下变配电所中，有高压进出线、低压出线。高压进出线一般选 择高压架空线和电缆，高压架空线有铝绞线、钢芯铝绞线和铜绞线：电缆线 有铝芯电缆、铜芯电

14、缆，有不同的护层构成各种用途。低压出线有绝缘导线和电 缆线，有不同的种类用于各种场合。（1）导线材质的选择本次设讣中对导线的材料没有严格的限制，可以采用铝芯导线或者铜 芯导线。（2）电缆外护层的选择电缆外护层包括忖垫层、铠装层和外皮层起机械加强和防腐作用及种电缆护层及铠装的选用可查有关资料（3）导线和电缆的选择（D10 KV母线选LMY-3（40*4）,即母线尺寸为40mm：4mm； 380母线选LMY- （120*10） +80*6,即相母线尺寸为120mm* 10mm,而中线母线尺 寸为80mm*6mm =10KV高压进线的采用LJ型铝线架空敷设，接住10KV公用干线。按发热条件,查找资料

15、可得130=57. 5A,当在33度左右的环境中时可以 选用LJ-16,该导线在33度环境中时I二93. 557. 3,故满足发热条件, 但LJ-16的机械强度不够，最后选定LJ-35. 山高压配电室至主变的一段引入电缆采用YJL-10000型交联聚 乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。按照发热的条件及土壤的温度（选25度）可知当缆芯截面为25平方毫米的交联电缆可满足需求, 故选用YJL22-10000-3*25的电缆。 通过比较各个车间的讣算的电流和铝芯电缆的允许载流量以及 聚乙烯绝缘导线和橡皮绝缘导线明敷的允许载流量可以确定各个 部分的电缆类型，具体如下：铸造车间采用VLV22-1000聚氯乙

16、烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。A.按发热条件选择由口。二201A及在地中温度为25度，查看铝芯电缆的允许载流量表，可选导线线芯面积为300平方毫米的导线，其 Ia=212201A,满足发热要求。B.校验电压损耗根据实践经验估算变电所到车间的距离大约为100m,查看电力电缆的电阻和电抗值表知120平方毫米的铜芯电揽 的R二0.15(按揽芯工作温度73度计算)，X二0.07, 乂P3。二90KW, Q3o=91 .8 KVar,得：U二 1. 9926/0. 22=5. 244VU%二5. 244/380*100941. 384%251A,满足发热要 求。B .校验电压损耗按照上述原理知电缆的电阻R

17、二0. 016,X二0.0007,而P3。二 105 KW, Q3o=122.75 KVar,则：U= (105*0. 016+122. 75*0. 007)/0. 38=6. 68VU%=6. 68/380*100941. 758%295. 245A,满足发热要求。B. 校验电压损耗按照上述原理知电缆的电阻R二0. 016,X二0.007,而P3O二90 KW, Q3o=67. 5 KVar,贝lj：U= (90*0.016+67. 5*0. 007) /0. 38=5. 032VU%二5. 032/380*100941. 324%244A，满足发热要求。B. 校验电压损耗按照上述原理知电缆

18、的电阻R二0. 01,X二0.007,而P30二 125 KW, Q3o=134. 8 KVar,则：U= (125*0.01+134. 8*0. 007) /O. 38=5. 773VU%=5. 773/380*100941. 52%26. 244A，满足发热要求。B. 校验电压损耗按照上述原理知电缆的电R=0. 151, X=0. 0075,而P30二8 KW, Qso=6 KVar,贝lj：U= (8*0. 151+6*0. 0075) /O. 38=3. 297VU%=3. 297/380*100940. 868%280A,满足发热要求。B. 校验电压损耗按照上述原理知电缆的电R二0.

19、 01, X二0. 007,而P3O二 108KW, Q3o=144 KVar,贝lj：U= (108*0.01+144*0. 007) /0. 38=5. 49VU%=5. 49/380*100%=l. 45%194A, 满足发热要求。B. 校验电压损耗按照上述原理知电缆的电阻R二0. 016, X二0.007,而P30二80 KW, Q30二93. 53 KVar,则：U二(80*0.016+93. 53*0. 007) /0. 38二5. 09VU%=5. 09/380*100%二1. 34%114. 8A，满足发热要求。B. 校验电压损耗 按照上述原理知电缆的电阻R二0. .076,

20、X二0.071,而P30二35 KW, Qso二26. 25 KVar,贝lj：U= (35*0. 076+26. 25*0. 0071) /0. 38=7. 49VU%=7. 49/380*100%=!. 97%122A，满足发热要求。B. 校验电压损耗 按照上述原理知电缆的电阻R二0.031, X二0.007,而P3O二54 KW, Q30二55. 09,则：U= (54*0. 031+55. 09*0. 007) /0. 38=5. 42VU%=5. 42/380*100%=l. 43%78A,满足发热要求。3. 4电气设备的选择高低压电气设备的选择包括高压隔离开关、高压负荷开关、高压断

21、 路器、高压开关柜、高压熔断器：低压电气设备的选择包括低压刀开关、 负荷开关、低圧断路器、低压熔断器、电流互感器、低压配电屏、接触器、 低压启动器等，本次设计中主要是对电气开关柜的数量及型号的选定。根据选型统一规定，对于各支路，该系统初步采用成套开关柜方案, 采用GG. 1A(F)高压开关柜和GG. 1A(J)计量柜；采用GGD型低压开关柜和PGL 型低压配电屏；采用GG儿在低压侧补偿电容。本次设计选择2个PGL2-29, 2个 PGL2-30, 1个PGL2-28, 1个PGL-1. 3型号的开关柜，其中2个PGL2-29和1个 PGL2-30负责动力配电，1个PGL2-30和PGL2-28型号的开关柜负责照明配电，PGL-1. 3型号的开关柜负责无功自动补偿。设计心得本设计是在我们学玩电气CAD之后，对这门课学习的一次总结和实践， 刚开始拿到这个课题的时候