供配电课设某船舶辅机厂变配电所电气设计

1、 姓名：李德武 学号：201140220131 班级：11电气本一前言本供配电系统设计的对象为某船舶辅机厂变配电所，其设计所用的相关资料及数据见本设计的任务书。根据本设计的要求，可将整个供配电系统的分为以下几个方面进行分步计算与设计：（1）负荷计算负荷计算是为了合理的选择供电系统中导线、开关器件、变压器等设备，使电气设备和材料既能得到充分利用又能满足电网的安全运行。另外也是选择仪表量程、整定继电保护的重要依据。计算项目有有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷、计算电流和功率因数。（2）变压器的台数和容量的选择变压器是总降压变电所和各车间变电所中最关键的一次设备，它主要功能是将电力系统的电能电

2、压升高或降低，以便于电能的合理输送、分配和使用。变压器的台数由负荷等级来确定，而容量由负荷的大小来决定。（3）改善功率因数装置的设计在工矿企业电力用户中，绝大多数用电设备都呈电感性，需要从电力系统中吸取无功功率，导致功率因数降低，这将会带来许多不良后果。在供电营业规则中规定，凡功率因数未达到规定，应增添无功补偿装置。通常采用电力电容器或动态无功功率补偿装置。（4）供电系统的短路电流计算在供电系统中，由于电气设备载流部分的绝缘损坏、工作人员违规操作等原因，会造成供电系统的短路故障。发生短路时，将会严重影响电力系统的稳定性，对电气设备有严重危害。通过计算短路电流，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性

3、，以避免短路时所造成的各种危害。（5）变配电所高、低压设备的选择供电系统的电气设备主要有断路器、负荷开关、隔离开关、电抗器、互感器、母线装置及成套配电设备等。它们对电能起着接受、分配、控制与保护等作用。按照电压等级不同可分为高压设备和低压设备。选择合理的电气设备，能提高整个系统的稳定性和可靠性。（6）继电保护设计继电保护适用于要求供电可靠性较高、操作灵活方便特别是自动化程度较高的高压供配电系统中。本设计对其作相关说明。（7）防雷与接地装置的设计发生雷击时，雷电压可高达数千万伏，雷电流可高达数百千安，对电气设备具有很大的破坏性，甚至会造成操作人员的伤亡。因此，防雷装置在供电系统中的作用不容忽视的

4、。为防止设备发生故障时，产生的故障电流造成的人员伤亡，电气设备必须有很好的接地措施。 下面就结合设计任务书，根据以上七个部分进行计算和设计。 第一章 设计应遵循的原则及原始资料11供配电设计应遵循的原则供配电设计应根据上级批文的内容，依据建设单位的具体设计要求和工艺设计所提出的具体条件进行，并遵循以下原则：（1）遵守规程、执行政策。必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。如国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kV及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定。（2）安全可靠、先进合理

5、。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等，合理确定设计方案。供配电设计是整个用户设计中的重要组成部分。用户供电设计的质量直接影响到用户的生产及发展。作为从事供配电工作的人员，有必要了解和掌握供配电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。12 本设计的原始资料1.2.1工厂负荷情况该厂是船用甲板机械、船坞、及滑道等专用设备生产

6、厂家。主要产品有：各种规格电动起锚机、电动起锚绞盘、系泊绞车、电动绞盘、绞车和起货机、起艇机、各种型号的组合锚机、液压锚机、液压绞车、各种甲板机械及渔船用舵机、摩擦绞车等。该厂由机钳、铆焊、铸钢三大车间组成，并拥有计量室、化验室、性能试验室等。机钳车间拥有金切设备50余台，其中大型先进设备10余台，铸钢车间拥有2台工频感应电炉，具有年产铸钢2000吨以上的能力。 本厂多数车间为三班制，年最大负荷利用小时数为5500小时，日最大负荷持续时间6小时。该厂属于二级负荷。本厂的负荷统计资料如表1所示。表1负荷统计资料编号厂房名称设备容量/kW需要系数功率因数1机钳车间9800350702铸钢车间167

7、0030653铆焊车间340030854试验间68030805综合楼1100700901.2.2、供电电源情况按照工厂与当地电业部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近110/10kV地区变电站取得工作电源。该变电站距厂约为5km。10kV母线短路数据：、，其出口断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。要求工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.92。1.2.3、气象资料本厂所在地区的年最高气温为40，年平均气温为25，年最低气温为2，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均气温为26，年最热月地下0.8m处平均温度为25。当地主导风向为东南风，年雷暴日

8、数为52.2天。1.2.4、地质水文资料本厂所在地区平均海拔200m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。1.2.5、电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电价制交纳电费。基本电价20元/千伏安/月，电度电价0.5元/度。第二章 负荷计算2.1 概述通过对已知用电设备组的设备容量进行统计计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中各元件的最大负荷值，称为计算负荷。计算负荷是供电设计计算的基本依据。如果计算负荷确定过大，将使设备和导线选择偏大，造成投资和有色金属的浪费；如果计算负荷确定过小，又将使设备和导线选择偏小，造成运行时过热，增加电能损耗和电压损失，

9、甚至有可能使设备和导线烧毁，造成事故。可见，正确计算电力负荷具有重要意义。目前，对工矿企业的电力负荷计算主要采用三种方法：需要系数法、二项式法、利用系数法。其中，需要系数法是国际上普遍采用的方法，最为简便，本设计中采用的是此方法。（1）当仅有一组用电设备时，按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷的基本公式为有功计算负荷(KW) 无功计算负荷(Kvar) 视在计算负荷(KVA) 计算电流（A） 式中 需要系数; 最大负荷工作班每组用电设备的设备容量;功率因数; 用电设备所在电网的额定电压（kV）。（2）当有多组用电设备时，基本公式为总的有功计算负荷 总的无功计算负荷 总的视在计算负荷 总的计算电

10、流 式中 、为同时系数2.2 计算负荷的确定（1）先求各厂房的计算负荷，以机钳车间为例说明=0.35980kW=343kW =343kW1.02=349.86kvar KvA=490KvA =A=745.36A其它厂房的计算方法类似，结果见表2.1（2）总计算负荷（取0.95，0.97）为0.95（343+201+102+19.4+77）kW705.28kW=0.97（349.86+235.17+63.24+14.55+36.96）kvar=678.79kvar=Kva=978.86KvA=978.86Kva/（0.38kV）=1488.99A计算结果见表2.1序号厂房名称设备容量kW需要系数

11、计算负荷/kW/kvar/kVA/A1机钳车间9800.350.701.02343349.86490745.362铸钢车间6700.30.651.17201235.17309.23470.383铆焊车间3400.30.850.6210263.24120182.544试验间680.30.800.7520.414.5525.0638.125综合楼1100.700.900.487736.9685.56130.15总计742.4699.78取0.95,0.970.72705.28678.79978.861488.99第三章无功功率的补偿及电力变压器的选择3.1提高功率因数的意义在工业企业电力用户中，绝

12、大多数用电设备都呈现电感性，比如感应电动机、感性变压器、电焊机、电弧炉及气体放电灯等，需要从电力系统中吸取无功功率，从而导致功率因数降低，而且将会带来以下后果。（1）电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗；（2）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用；（3）功率因数过低还将使线路的电压损耗增大。因此，电力系统功率因数的高低是相当重要的，必须设法提高电网中各个部分的功率因数，以充分利用电力系统内各发电设备和变电设备的容量，增加其输电能力，减小供电线路导线的截面，节约有色金属，减少电网中的功率损耗和电能损耗，并降低线路中的电压损失和电压波动，以达到节约电能和提高供电质量的目的。当功率因数提高时

13、，无功功率和视在功率减小，从而使负荷电流相应减小。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低，并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆，减少投资和节约有色金属。因此，提高功率对整个供电系统大有好处。最大负荷时的功率因数是指在年最大负荷（即计算负荷）时的功率因数，按下式计算 我国供电营业规则规定：容量在100KvA及以上高压供电的用户，最大负荷时的因数不得低于0.9,如果达不到要求，刚必须进行无功补偿。本设计要求不得低于0.92。因此，在进行供电设计时，可用此功率因数来确定需要无功补偿的最大容量。3.2 无功补偿方案论证根据该船舶辅机厂的具体情况，可提出以下无功补偿的方案，对这些

14、方案进行比较和论证后，选择最合理的方案。（1）方案一：采用电力电容器进行无功补偿在传统供配电系统中普遍采用并联电容器的方法来进行无功补偿。根据电容器安装的位置不同，可分为高压集中补偿、低压集中补偿和分散地就地补偿（个别补偿）三种。高压集中补偿补偿效果不如后两种补偿方式，但初投资较少，便于集中运行维护，而且能对企业高压侧的无功功率进行有效补偿，以满足企业总功率因数的要求，所以在一些大中型企业中应用;低压集中补偿补偿效果较高压集中补偿方式好，特别是它能减少变压器的视在功率，从而可使主变压器容量选得较小，因而在实际工程中应用相当普遍;分散地就地补偿补偿效果最好，应优先采用。但这种补偿方式总的投资较大

15、，且电容器组在被补偿的设备停止运用时，它也将一并被切除，因此其利用率较低。这种方式特别适用于负荷平稳、长期运行而容量又大的设备，如大型感应电动机、高频电炉等。不过，对于供电系统中高压侧的其本无功功率的补偿，仍宜采用高压集中补偿和低压集中补偿的方式。（2）方案二：采用静止型无功补偿装置（SVC）进行无功补偿为了减少无功功率冲击引起的电压闪变，国内普遍采用一种静止无功功率补偿装置（SVC）进行无功功率补偿。SVC在调节的快速性、功能的多样性、工作的可靠性、投资和运行费用的经济性等方面具有显著的优点。静止无功补偿装置（SVC）包括晶闸管控制电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（TSC），以及这两者混合

16、装置（TRC+TSC）等。该装置有能校正动态无功负荷的功率因数、改善电压调整、稳定母线电压、减少电压闪烁、减少电压和电流不平衡等作用。由于在不同的应用场合，对补偿装置容量的要求不一样，该装置可根据不同的控制目标来采用不同的控制策略。（3）最终方案的确定由于该厂属二级负荷，拟建四个车间变电所，其中一个和高压配电所建在一块。为了使变压器容量选的更小，故采用低压集中补偿方式，即在每个车间变电所进行无功补偿。最后再计算高压侧的功率因数，若达不到预期要求，则在高压侧再次进行无功补偿。3.3无功补偿装置的选择及补偿后的计算负荷（1）低压侧无功补偿装置的选择下面以机钳车间NO.1为例,加以说明。确定无功补偿

17、容量=343 kvar=203.4kvar选择电容器组数及每组容量，初选BSMJ0.4-20-3型自愈式并联电容器，每组容量=20kvar。刚需安装的电容器组数为=10.17考虑到无功自动补偿控制器可控制电容器投切的回路数为4、6、8、10、12等。故选择成套并联电容器屏，可安装的电容器组数为12,总容量为1220kvar=240kvar。实际最大负荷时的补偿容量为1220kvar=240kvar。补偿后视在计算负荷及功率因数为视在计算负荷 =358.4kVA功率因数 =0.957 满足要求。按照相同的方法，计算出每个车间应安装的电容器组数。如表3-1。表3-1无功补偿装置型号及组数选择表车间

18、NO.1NO.2NO.3NO.4无功补偿容量kvar203.4149.319.811.0电容器装置BSMJ0.4-20-3BSMJ0.4-20-3BSMJ0.4-5-3BSMJ0.4-3-3电容器组数12844无功补偿后各车间的计算负荷如表3-2。表3-2无功补偿后各车间的计算负荷车间补偿容量/kvar有功计算负荷/kW无功计算负荷/kvar视在计算负荷/kVA计算电流/A功率因数NO.1240343109.86358.4545.180.957NO.216020175.17214.6326.440.937NO.32010243.24110.8168.540.921NO.41297.439.51

19、104.2158.500.925总计取0.95,0.97705.28259.75751.5643.440.938（2）高压侧无功补偿计算下面以机钳车间NO.1为例加以说明，即计算出NO.1车间高压侧的负荷情况。因为此处选择的两台变压器一用一备，故只需选一台加以计算。高压侧的计算负荷等于低压侧的计算负荷加上变压器的功率损耗，即;。根据低压侧的视在计算负荷358.4 kVA,选择SCB10-40010型变压器（这在3.5节将加以说明），变压器额定容量=400 kVA,查表10（15%）0.4kV SC(B) 10系列电力变压器技术数据表，即可计算出相应的负荷情况。由于在此设计中变压器功率损耗较小，

20、即可忽略不计，则可得到高压侧总的负荷情况，如表3-2所示。由计算结果可知，经过低压补偿后，高压侧功率因数达到了预期要求，故高压侧无需再进行无功补偿。3.4电力变压器台数和类型的选择电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠性与经济性有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中一个主要问题。因为该厂属于二级负荷，绝大多数负荷均为感性。为了车间之间供电不相互影响，故初步打算建选八台变压器，机钳车间、铸钢车间、铆焊车间各两台，试验间和综合楼共选两台。考虑到变压器在厂房建筑内，故选用低损耗的SC系

21、列变压器。3.5变压器容量选择（1）变压器容量选择规则变压器容量是根据无功补偿后的计算负荷确定的。由于负荷自然功率因数未达到供电部门的规定，故需采取低压无功补偿方式将功率因数提高到0.92。当有两台变压器运行的变电所，通常采用等容量的变压器，每台容量变同时满足以下两个条件： 满中总计算负荷70%的需要，即0.7; 满足全部一、二级负荷的需要，即（2）各车间变电所变压器的选择下面以机钳车间NO.1为例，加以说明。无功补偿后的计算负荷 =490kVA0.70/0.92=372.8 kVA,按照上述规则，0.7261kVA刚初选每台变压器容量为250kVA。按相同的方法，选出NO.2、NO.3车间变

22、电所变压器的容量，如表3-3。对于试验间及综合楼变压器容量的选择，采用下面的计算方法,也可由表3-2无功计算负荷值对照选择。先计算两车间总的计算负荷=110.2 kVA最大负荷的功率因数(20.4+77)/1100.88无功补偿后的计算负荷110.2 kVA0.880.92105.4 kVA表3-3各车间变电所变压器台数及容量选择表项目各车间变电所NO.1机钳车间NO.2铸钢车间NO.3铆焊车间NO.4试验间及综合楼无功补偿后容量kVA372.8218.5110.9105.4容量选择kVA2501608080台数选择2222型号选择SC-250/10SC-160/10SC-80/10SC-80

23、/10第四章供电系统主接线方案设计变配电所的电气主接线是以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间环节构成的电能输配电路。其基本形式按有无母线通常分为有母线按线和无母线按线两大类。主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定次序相连接的接受和分配电能的电路。由于本设计工作电源由附近11010kV地区变电站取得，该厂又属于二级负荷，故需有两路进线，高压配电所采用采用单母线接线。各车间变电所均需选用两台变压器，故可采用单母线分段接线方式。为了增加线路的可靠性，本设计中配电网接线均采用放射式接线方法。4.1高压配电所的主接线方案

24、论证（1）方案一：两路电源的单母线接线两路电源进线的单母线接线的典型方案如图4-1，两个进线断路器必须实行操作联锁，只有在工作电源进线断路器断开后，备用电源进线断路器才能接通，以保证两路电源不并列运行。图4-1单母线接线单母线接线优点是简单、清晰、设备少、运行操作方便且有利于扩建，但可靠性与灵活性不高。若母线故障或检修，会造成全部出线停电。（2）方案二：单母线分段接线当出线回路数增多且有两路电源进线时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线，如图4-2所示，QF3为分段断路器。母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。在正常工作时，分段断路器可接通也可断开运行。两路电源进线一用一备时，分段断路

25、器接通运行，此时，任一段母线出现故障，分段断路器与故障段断路器都会在断电保护装置下自动断开，将故障段线母线切除后，非故障段母线便可继续工作。而当两路电源同时工作互为备用（又称暗备用）时，分段断路器则断开运行，此时若任一电源（如电源）出现故障，电源进线断路器（QF1）自动断开，分段断路器QF3可自动投入，保证给全部出线或重要负荷继续供电。图4-2单母线分段接线单母线分段接线保留了单母线的优点，又在一定程度上克服了它的缺点，如缩小了母线故障的影响范围、分别从两段母线上引出两路出线可保证对一级负荷的供电。（3）最终方案的选择比较两种接线方案的优缺点，为了工厂的二级负荷能更好地工作，我们选接方案二更好

26、。本设计在成套设备的选用时高压侧要求采用HXGN系列的高压配电柜，见附表（高压配电所的主接线图）。它由高压进线、电能计量、电压测量和变压器保护四部分组成。4.2各车间变电所的主接线车间变电所采用单母线分段接线方式，单母线分断接线方式如图4-2所示。本设计共建四个车间变电所，每个车间变电所的进线分别由高压配电所的两个母线段引入。由于各个车间变电所均有两台变压器、都进行无功补偿，建造结构相似，下面只绘出一个车间变电所的电气主接线，见附表（车间变电所的主接线图）。本设计在成套设备的选用时低压侧要求采用HXGN系列的高压配电柜，由低压进线、无功补偿、低压出线及联络部分组成。第五章短路电流计算供电系统应

27、该正常地、不间断地可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行常常因为发生短路故障而遭到破坏。所谓短路，就是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间、相与地之间的短接等。其特征就是短接前后两点的电位差会发生显著的变化。在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路及单相接地短路。供电系统发生短路的原因主要是由于电气设备的绝缘因陈旧老化而损坏，或电气设备受机械损伤而使绝缘损坏，或因过电压而使电气设备的绝缘击穿等所造成；另外由于误操作、鸟兽在裸露的导体上跨越以及风雪等自然现象亦能引起短路。5.1计算短路电流的目的计算短路电流的目的是正确选择校

28、验电气设备及保护装置。三相短路是危害最严重的短路形式，因此，三相短路电流是选择和校验电器和导体的基本依据。在供电系统的设计和运行中，基于如下用途必须进行短路电流计算：（1）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。（2）选择和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路故障。（3）选择合理的主接线方案、运行方式及限流措施。5.2短路电流的计算在本设计中，用标幺值法求出，然后再求出短路电流。按照工厂与当地电业部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近110/10kV地区变电站取得工作电源。该变电站距厂约为5km。10kV母线短路数据：、。由最大短路容量计算出的短路电流可以校验设备，由

29、最小短路容量计算出的短路电流可以对继电器的灵敏度进行校验。先以机钳车间变电所为例，利用最大短路容量，计算相应的短路电流，其它各车间的短路电流计算方法相似。供电系统短路计算电路图如图5-1。图5-1供电系统短路计算电路图（1）确定基准值取100MVA, =10.5kV,=0.4 kV而=5.50kA =144.34kA(2)计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值电力系统=100MVA/330MVA=0.30架空线路0.355km=1.59 电力变压器（查表10（15%）0.4kV SC(B) 10系列电力变压器技术数据可得4.0）=10绘短路等效电路图如图5-2所示，图上标出了各元件的电抗标幺值，

30、并标出了短路计算点。图5-2短路等效电路图（3）求k-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值+0.301.591.89三相短路电流周期分量有效值/=5.50kA/1.89=2.91kA其他三相短路电流2.91kA2.552.91kA7.42kA1.512.91kA4.39kA三相短路容量100MVA/1.89=52.83 MVA(4)求k-2点的短路电路总电抗标幺值三相短路电流的短路容量两台变压器并联运行的情况下：总电抗标幺值+0.30+1.59+1026.89三相短路电流周期分量有效值/144.34 kA6.8920.95 kA其它三相短路电流在100.4kV变压器二

31、次侧低压母线发生三相短路时，一般,可取1.6，因此2.26,则20.95kA2.2620.95 kA47.35 kA1.3120.95 kA27.44 kA三相短路容量100MVA/6.89=14.51 MVA将以上计算结果计入表5-1表5-1短路计算结果短路计算点总电抗标幺值三相短路电流kA三相短路容量MVAk-1点1.892.912.912.917.424.3952.83k-2点6.8920.9520.9520.9547.3527.4414.51由上述短路电流，可以选择和校验电气设备。其它车间变压器两侧短路电流的计算情况基本一致，这里不再说明。第六章变配电所电气设备的选择与校验供电系统的电

32、气设备主要有断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、电抗器、互感器、母线装置及成套配电设备等。电气设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。电气设备按在正常条件下工作进行选择，就是要考虑电气装置的环境条件和电气要求。环境条件是指电气装置所处的位置（室内或室外）、环境温度、海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。电气要求是指电气装置对设备的电压、电流、频率（一般为50Hz）等的要求；对一些断流电器如开关、熔断器等，应考虑其断流能力。6.1开关柜设备的选择（1） 高压开关柜JYN系列 JYN210型移开式交流金属开关设

33、备（以下简称开关柜）用于交流50Hz额定电压3-10kV单母线系统。其额定电流最大为2500A，额定开断电流以及厂内用电至31.5kA。作为发电厂变电站中控制发电机、变电站受电、馈电以及厂内用电的主要用柜，也适用于各工矿企业为大型交流高压电动机的起动和保护之用。整个设备包括固定的壳体和可移开部件（简称手车）两部分，全由弯制的钢板焊接而成。壳体由钢板分成手车间隔、电缆间隔等若干个间隔，隔板为可拆卸式，检修时方便。主回路隔离触头有触头盒，达到三相隔离触头之间的封闭。手车分为断路器手车、电压互感器手车、电压互感器与避雷器手车、电容器与避雷器手车、隔离手车、熔断器手车、接地手车及所用变手车几种。手车进

34、入和退出工作位置灵活可靠，定位准确。整个设备装设了一系列完整的防止误动作的联锁机构。5KYN系列 KYN系列户内交流金属铠装移开式开关设备（以下简称手车式柜）手车柜适用于交流50Hz额定电压310kV中心点不接地的单母线及单母线分段系统的户内成套配电装置，供各类型发电厂、电站及工矿企业作为接受和分配网络电能对电路实行控制保护监测。一般采用中置式布置，分为断路室、主母线室、电缆室和继电器仪表室，为使柜体具有承受内部故障电弧的能力，除继电器室外，各功能隔室均设有排气通道和汇压窗，一次触头为捆绑式圆触头。采用KYN 28-12（Z）型户内金属铠装移开式开关设备柜列编号NO.1NO.2NO.3NO.4

35、NO.5NO.6柜名进线柜计量柜互感器柜出线柜出线柜出线柜柜型及方案编号KYN28-12(Z)-005 KYN28-12(Z)-064KYN28-12(Z)-050KYN28-12(Z)-001KYN28-12(Z)-001KYN28-12(Z)-001主接线方案一次主要设备元件真空断路器VS1或VD41111电流互感器LZZBJ9-12/150b33222电压互感器JDZ10 JDZX1023高压熔断器XRNP-1033接地开关JN151避雷器HY5W3 （2）低压开关柜 GCS系列 GCS型低压抽出式开关柜使用于三相交流频率为50Hz，额定工作电压为400V（690V），额定电流为4000

36、A及以下的发、供电系统中的作为动力、配电和电动机集中控制、电容补偿之用。广泛应用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等场所，也可用在大型发电厂，石化系统等自动化程度高，要求与计算机接口的场所GCS系列低压抽出式成套开关设备方案号171819主电路方案图用途6路功率补偿8路功率补偿10路功率补偿主要电器元件刀熔开关QSA400QSA630QSA630QSA630熔断器NT100NT100NT100NT100接触器CJ19CCJ19CCJ19CCJ19C电容器BSMJ0.415-15-3BSMJ0.415-20-3BSMJ0.415-20-3BSMJ0.415-30-3无功功率补偿器JKL1

37、EJKL1EJKL1EJKL1E电流互感器LMK-0.66LMK-0.66LMK-0.66LMK-0.66避雷器FYS-0.22FYS-0.22FYS-0.22FYS-0.22柜宽（mm）600800800800（1000）补偿容量270kvar以下270kvar以下270kvar以下270kvar以下说明当用于辅柜时，取消无功补偿器，自动投切受主柜控制6.2高压配电所电气设备的选择与校验高压一次设备的选择校验项目和条件如表6-1所示。表6-1 高压电器的选择校验项目和条件电气名称额定电压额定电流断流能力短路电流校验动稳定热稳定高压熔断器高压隔离开关高压负荷开关高压断路器电流互感器电压互感器选

38、择校验的条件设备的额定电压应不小于装置地点的额定电压设备的额定电流应不小于通过设备的计算电流设备的最大开断电流（或功率）应不小于它可能开断的最大电流（或功率）按三相短路冲击电流校验按三相短路稳态电流和短路发热假想时间校验注：表中“”表示必须校验，“”表示不要校验;本设计在成套设备的选用时高压侧采用HXGN56-12系列的高压配电柜, HXGN56-12箱型（户内）交流金属封闭开关设备是新一代高压电器成套产品,开关柜适合于3.6-12 kV三相交流50Hz单母线分段的户内成套装置，作为接受和分配电能之用，并具有对电路进行控制、保护和监测等功能。它由高压进线、电能计量、电压测量、变压器保护及联络部

39、分组成，它包含的电气设备有ZN98B(VK)-12断路器、GN30-12隔离开关、JDZ-12电压互感器、LZZB6电流互感器、RN2-12熔断器、HY5W避雷器、带电显示器。下面对这些设备分别进行校验。（）高压断路器的选择与校验高压断路器是高压供配电系统中最重要的电气开关设备，其作用是正常时能接通和分断电路中的负荷电流，当电路中发生故障时，可由继电保护装置驱动高压断路器迅速切断故障电流。高压断路器的选择首先按正常使用条件初选一个型号，即：断路器的额定电压不得小于其工作电压；断路器的额定电流不得小于其计算电流；动稳定校验；热稳定校验。在本设计中，根据43.44A，可初选ZN98B-12/630

40、（VK-12）型进行校验，见表6-2。表6-2 高压断路器的选择校验表序号安装地点的电气条件ZN98B-12/630（VK-12）高压断路器项目数 据项目数 据结论110kV12kV合格243.44A630A合格32.91kA20kA合格47.42kA50kA合格5=13.51600合格（2）高压隔离开关的选择与校验高压隔离开关没有灭弧机构，在电路中不能带负荷操作，只起一个可见断开点的作用,需根据额定电压、额定电流、动稳定度和热稳定度四个方面去选择并校验。按照表6-1中的项目进行校验。产品的选择校验结果分别如表6-3所示。表6-3 GN30-12/630高压隔离开关的选择校验表序号安装地点的电

41、气条件GN30-12/630高压隔离开关项目数 据项目数 据结论110kV12kV合格243.44A630A合格37.42kA50kA合格4=13.51600合格（3）电流互感器的选择与校验电流互感器在电路中主要用于测量、计算和各种继电保护等，其选择的要求首先按正常工作条件和使用地点、环境来选。按要求初选LZZB6电流互感器，如表6-4。校验条件为：电流互感器的额定电压不低于装设地点电路的额定电压;电流互感器的额定一次电流不小于电路的计算电流，而其额定二次电流一般为A；动稳定度校验： ；序号安装地点的电气条件LZZB6电流互感器项目数 据项目数 据结论110kV12kV合格243.44A630

42、A合格37.42kA50kA合格4=13.51600合格热稳定度校验：。表6-4 LZZB6电流互感器的选择校验表（4）电压互感器的选择与校验电压互感器是一种特殊用途的变压器,是输变电网络中不可缺少的重要电器，其主要用途是与仪表配合测量线路上的电压、电流、功率和电能,与继电器配合对线路及变配电设备进行定量保护(例如短路、过电流、过电压、欠电压等故障的保护)。电压互感器的选择应按装设地点的条件及一次电压、二次电压、准确度级等条件进行选择。本设计10kV侧采用的是JDZ-12电压互感器，电压互感器只需校验电压，JDZ-12电压互感器显然满足要求。（5）熔断器的选择与校验熔断器的主要元件为熔体。当通

43、过的电流超过某一规定值时，熔断器的熔体熔化而切断电路。其功能主要是对电路及其中设备进行短路保护，有的具有过负荷保护的功能。本设计选用RN2-12630熔断器，其校验方法参见表6-1。6.3低压电气设备的选择与校验（1）按正常工作条件选择考虑所选择设备的工作环境，如户内、户外、环境温度、海拔或有无防尘、防腐、防火、防瀑等要求，以及沿海或是温热地域的特点。电器的额定电压应不低于所在线路的额定电压。电器的额定电流应不小于该回路在各种运行方式下的最大持续工作电流。保护电器还应按保护特性选择。（2）按短路条件校验可能通过短路电流的电器（如刀开关、熔断器式开关），应满足在短路条件下短时和峰值耐受电流的要求

44、。断开短路电流的保护电器（如熔断器、低压断路器），应满足在短路条件下分断能力的要求。表65 低压设备的选择校验项目和条件设备名称额定电压额定电流短路电流开断能力/KA热稳定动稳定低压断路器低压负荷开关低压刀开关低压熔断器说明：低压一次设备的热稳定和动稳定一般可以不校验。本设计中低压侧采用的成套设备为GCK型交流低压配电柜，最后用到了HD13BX系列刀开关、DW15系列断路器等设备。它适用于交流50Hz,额定工作电压380V，额定工作电流至3150A的配电系数。它作为动力、照明及设备的电能转换、分配与控制之用，具有分断能力高，动热稳定性好，电气方案灵活、组合方便、系列性、实用性强、结构新颖、防护

45、等级高等特点。按照表5-1计算的k-2侧短路电流可以对机钳车间低压侧电气设备进行校验。由于校验方法与高压侧相似，这儿不再说明。6.4导线截面的选择与校验 为了保证供配电线路安全、可靠、优质、经济地运行，供配电线路的导线和电缆截面的选择必须满足下列条件：（1）发热条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流（即计算电流）时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。（2）电压损耗条件导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗的校验。（3）经济电流密度条件用户的10kV及以下线路，通常不按此条件选择。（4）机械强度条件导线截面应不小于其最小允许截面。对于电缆不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线则应校验其短路的动稳定度和热稳定度。对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导线和电缆截面，再校验其电压损失、机械强度、短路热稳定等条件。本设计高压架空母线初步打算选用LGJ型钢芯铝绞线。先按发热条件选择电缆截面，线路计算电流为43.44A,查表LGJ型钢芯铝绞线的允许截