工厂低压配电系统设计论文(正式版)

1、酒泉职业技术学院毕业设计（论文）2014级专业题 目毕业时间：学生姓名：张宏泽指导教师：班 级：2014年5月20日摘 要：电能是工业生产的主要动力能源，工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源, 经过合理的传输、变换、分配到工厂车间中每一个用电设备上，随着工业电气自动化技 术的发展，工厂用电量快速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求 也日益提高，供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属 消耗量，而且也反映到工厂的可靠性和工厂的安全生产上，它与企业的经济效益、设备 和人身安全等是密切相关的。关键词；变电所；变压器；工厂负荷；接线方案；防雷及接地保护目录前言

2、 . 01 车间的负荷计算及无功补偿 . 11.1 负荷计算的目的、意义及原则 11.2 工厂负荷情况 21.3 计算负荷、无功负荷、视在负荷的计算 51.4 无功补偿的主要作用 82 确定车间变电所的所址和形式 . 82.2 变电所的形式(类型) 113 确定车间变电所主变压器型式，容量和台数及主结线方案 . 134 短路计算 . 164.1 计算 k-1 点的短路电流和短路容量( UC1=10kv) 174.1.1 计算短路电路中各无件的电抗. 174.1.2 计算三相短路电流和短路容量. 174.2 计算 k-2 点的短路电流和短路容量( UC2=0.4kv ) 184.2.1 计算短路

3、电路中各无件的电抗. 184.2.2 计算三相短路电流和短路容量. 195 一次设备的选择 . 205.1 电气设备选择的一般原则 205.2 高低压电气设备的选择 205.2.1 按工作电压选择 . 205.2.2 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流. 205.2.3 对开关类电气设备还应考虑其断流能力 . 215.2.4 隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验 . 216 选择车间变电所高低进出线截面. 246.1 变压器高压侧进线电缆截面选择 246.2 380V 低压出线的选择 . 247选择电源进线的二次回路及整定继电保护267.1测量与指示 267.2继电保护 268车间变电

4、所的防雷保护及接地装置的设计。 288.1防直击雷 288.2避雷器的选择（防雷电波） 289车间变电所主结线电路图 30结束语 30参考文献: 30刖言现在除个别大型工业联合企业有自备电厂外， 绝大多数工厂都是从国家电力系统取 得电能的，因此，工厂工业负荷是电力系统的主要用户，工厂供电系统也是电力系统的 一个组成部分，保证安全供电和经济运行，不仅关系到企业的利益，也关系到电力系统 的安全和经济运行以及合理利用能源。工厂供电设计必须遵循国家的各项方针政策， 设计方案必须符合国家标准中的有关 规定，同时必须满足以下几项基本要求：1安全：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。2、

5、可靠：应满足能用户对供电可靠性的要求。3、优质：应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。4、经济：供电系统的投资要少，运行费用低，并尽可能工节约电能和减少有色金 属消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部 和当前和利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。本设计的主要内容包括：车间的负荷计算及无功补偿，确定车间变电所的所址和型 式，车间变电所的主接线方案，短路电流计算，主要用电设备选择和校验，车间变电所 整定继电保护和防雷保护及接地装置的设计等。工厂分布图1车间的负荷计算及无功补偿1.1负荷计算的目的、意义及原则（1）供电系统要能安全可靠地正常运行，其

6、中各个元件（包括电力变压器、开关 设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了满足工作电压和频率的要求外，最重要的 就是要满足负荷电流的要求。因次，有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计 计算。（2）计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定的是否正确合理，直接 影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定的过大，将使电器和导 线电缆选的过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定的过小，又将使电器 和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧 引起火灾，同样会造成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。（3）平均负荷为一段时间内用电

7、设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大 负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年 平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。（4）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷， 其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采 用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（5）尖峰电流指单台或多台用电设备持续 1秒左右的最大负荷电流。一般取启动 电流上午周期分量作为计算电压损失、 电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等 的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。1.2

8、、全厂负荷计算表及方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有： 有功功率：P30=Pe Kd无功功率：Q30 :=P30 tg ©视在功率:S3O=P30/cos ©计算电流:I30 =S30/V 3Un1.2工厂负荷情况工厂有8个厂房分别为冷加工车间，金属加工车间，变压器装配房，检修车间和4个工具车间。机床设备情况如下:表1-1设备代号设备名称单台容量（Kvy功率因数 Cos©效率n1车床20.80.82车床40.80.83车床50.80.84铣床3.50.80.85铣床30.80.86铣床20.80.87

9、插齿机4.50.850.858工具磨床1.50.80.89小冲床1.50.80.810磨床1.50.80.811磨床4.50.850.8512冲床4.50.850.8513钻床1.50.80.814变压器20.80.9各车间负荷情况表1-2车间编号拥有设备设备容量（Kvy功率因数Cos©需要系数Kd冷加工车间1,2,3号车床各2台。4,5,6号铣床各2 台。插齿机1台43.50.80.4照明50.80.83号车55.5+4.50.8 , ,0850.3金属加工车间床6台，13号钻床10 台.工具磨床2台，10号磨床2台，11号磨床1台小冲床3台照明60.80.9变压器装配房14号变压

10、器4个80.80.5照明20.80.8检修车间1500.850.2550.850.9工具车间1500.850.340.850.9工具车间2550.850.340.850.9工具车间3400.850.330.850.9工具车间4350.850.330.850.91.3计算负荷、无功负荷、视在负荷的计算根据公式有功功率：P30= Pe Kd无功功率：Q30 :=P30tan ©视在功率:S3O=P30/cos©计算电流:I30 =S30/V 3Un表1-3车间负荷计算表(Un=380V车间设备类别设备容量(Kvy功率因数cos©要系数d需Ktan ©计算负荷

11、P30/kwQ30/kwS30/kva/AI30冷动力4300011233.加工车.5.8.4.757.43.051.7505间照明5.80.80.7504357.6金动力6000011234.属加工.8.3.7583.52.52车间照明600054610.8.9.75.4.05.7526变动力80004357.6压器装.8.5.750配房照明20001123.0.8.8.75.6.24检修车间力动015.850.250.607.532.524.1240367.明昭八、5.850.90.60.54.72.29548.0工具车间1力动50.850.30.605197.6518126.明昭八、4.

12、850.90.60.63.162.24446.4工具车间力动55.850.30.606.51.999.4114929.2明昭八、4.850.90.60.63.162.24446.4工具车间力动40.850.30.6021.274.1214521.3明昭八、3.850.90.60.72.621.18334.8工具车间力动35.850.30.600.51.362.3517718.4明昭八、3.850.90.60.72.621.18334.8总计力动1.54430.914.45856.91.43238明昭八、328.428.5113.8534851.011289.835102.990.75.9159

13、.36由上表可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数是0.84，而供电部门要求该厂10kv 进线侧最大负荷时因数不应低于 0.90.考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因 此380V侧最大负荷时因数应稍大于 0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿 容量：Qc=P30(tan© 1-tan © 2)=159.3tan(arccos0.84)-tan(arccos0.92)kvar=35.84kvar无功功率补偿装置：一般用并联电容器的方法来进行功率补偿。查表知选择型号BKMJ0.4-12-1/3并联电容器3只取Qc=36 kvar.补偿后无功功率 工 Q。

14、 36= 102.96-36=66.96 kvar22补偿后视在功率 S3Q=V(159.3) +(66.96) =172.8KV.A变压器容量选择(kVA) 200kVA变压器的功率损耗为： PT=0.015*172.8=2.592KW QT=0.06*172.8=10.368kvar变电所高压侧的计算负荷为：P30 (1) =159.3+2.592 =161.892KWQ30(1) =66.96+10.368 =77.328KWS30(1) =V(P30 (1) )2+( Q30 (1) )2=179.41KVA补偿后的功率因数：cos © (1) = P30 (1) / S30

15、 (1) =0.902。这一功率因数满足 要求。因此无功补偿后工厂380V侧和10K V侧的负荷计算如下表所示：表1-4项目cos ©计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v侧补偿前负荷0.84159.3102.96190.75289.91380v侧无功补偿容量-36380v侧补偿后负荷0.92159.366.96172.8249.42主变 压器功率 损耗0.015S30=2.5920.06S30=10.36810kv侧负荷计算0.902161.89277.328179.4110.3581.4无功补偿的主要作用无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容

16、量和功率耗损、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功 和无功功率。安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功补偿在电网中传输，相应减小了线路的 电压损耗，提高了配电网的电压质量。无功补偿应根据分级就地和便于调整电压的原则 进行配置。集中补偿与分散补偿相结合，以分撒补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低 压补偿为主；调压与降压相结合；并且与配电网建设改造工程同步规划、设计、施工、 同步投运。无功补偿的主要作用具体体现在：提高电压质量； 降低电能损耗；提高发供电设备运行效率；减少用户电费支出。2确定车间变电所的所址和形式2.1变电所位置的选择，应根据

17、下列要求经技术、经济比较确定一、接近负荷中心；二、进出线方便；三、接近电源侧；四、设备运输方便；五、不应设在有剧烈振动或高温的场所；六、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风 向的下风侧；七、不应设在厕所、 浴室或其他经常积水场所的正下方， 且不宜与上述场所相贴邻；八、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正 上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准爆 炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定；九、不应设在地势低洼和可能积水的场所。1、装有可燃性油浸电力变压器的车间内变电所，不应设在三、四级耐火等级的建 筑

18、物内；当设在二级耐火等级的建筑物内时，建筑物应采取局部防火措施。2、多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的配电所、变电所应设置在底层靠外墙 部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两旁。3、高层主体建筑内不宜设置装有可燃性油的电气设备的配电所和变电所，当受条 件限制必须设置时，应设在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下 方、贴邻和疏散出口的两旁，并应按现行国家标准高层民用建筑设计防火规范有关 规定，采取相应的防火措施。4、露天或半露天的变电所，不应设置在下列场所：一、有腐蚀性气体的场所；二、挑檐为燃烧体或难燃体和耐火等级为四级的建筑物旁；三、附近有棉、粮及其

19、他易燃、易爆物品集中的露天堆场；四、容易沉积可燃粉尘、可燃纤维、灰尘或导电尘埃且严重影响变压器安全运行的 场所。变电所的型式应根据用电负荷的状况和周围环境情况确定，并应符合下列规定：一、负荷较大的车间和站房，宜设附设变电所或半露天变电所；二、负荷较大的多跨厂房，负荷中心在厂房的中部且环境许可时，宜设车间内变电所或组台式成套变电站;三、高层或大型民用建筑内，宜设室内变电所或组合式成套变电站；四、负荷小而分散的工业企业和大中城市的居民区，宜设独立变电所，有条件时也可设附设变电所或户外箱式变电站；五、环境允许的中小城镇居民区和工厂的生活区， 当变压器容量在315KVA及以下时, 宜设杆上式或高台式变

20、电所。带可燃性油的高压配电装置，宜装设在单独的高压配电室内。当高压开关柜的数量 为6台及以下时，可与低压配电屏设置在同一房间内。不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸的电力变压器，可设置在同一房间内。具有符合IP3X防护等级外壳的不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸的电力变压 器，当环境允许时，可相互靠近布置在车间内。室内变电所的每台油量为100kg及以上的三相变压器，应设在单独的变压器室内。 在同一配电室内单列布置高、低压配电装置时，当高压开关柜或低压配电屏顶面有 裸露带电导体时，两者之间的净距不应小于2m当高压开关柜和低压配电屏的顶面封闭 外壳防护等级符合IP2X级时，两者可靠近布置。有

21、人值班的配电所，应设单独的值班室。当低压配电室兼作值班室时，低压配电室 面积应适当增大。高压配电室与值班室应直通或经过通道相通，值班室应有直接通向户 外或通向走道的门。变电所宜单层布置。当采用双层布置时，变压器应设在底层。设于二层的配电室应 设搬运设备的通道、平台或孔洞。高（低）压配电室内，宜留有适当数量配电装置的备用位置。高压配电装置的柜顶为裸母线分段时，两段母线分段处宜装设绝缘隔板，其高度不 应小于0.3m。由同一配电所供给一级负荷用电时，母线分段处应设防火隔板或有门洞的隔墙。供 给一级负荷用电的两路电缆不应通过同一电缆沟，当无法分开时，该电缆沟内的两路电 缆应采用阻燃性电缆，且应分别敷设

22、在电缆沟两侧的支架上。户外箱式变电站和组合式成套变电站的进出线宜采用电缆。配电所宜设辅助生产用房。2.2变电所的形式（类型）(1)车间附设变电所(2)车间内变电所(3)露天（或半露天）变电所(4)独立变电所(5)杆上变电台(6)地下变电所(7)楼上变电所(8)成套变电所(9)移动式变电所工厂是10kv以下，变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。在工厂的平面图下侧和左侧，分别作一条直角坐标的x轴和y轴， 然后测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置，p1、p2、p3pi分别代表厂房1、2、3n号的功率，设定pl、p2pi并设定p11为生活区的中心负荷，如图3-1所示

23、。而工 厂的负荷中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：肚)=(2-1 )(2-2)图2-1把各车间的坐标带入(2-1 )(2-2 )，得到x=12, y=11.86.由计算结果可知，工厂的负荷中心在金属加工车间厂房的东南角。考虑到周围环境和进出线方便，决定在金属加工车间厂房的东侧仅靠厂房建造工厂变电所，器型为附设式图2-2装设高压配电所后工厂分布图3确定车间变电所主变压器型式，容量和台数及主结线方案主结线方案选择原则：工厂变电所的主变压器可列两种方案：1 只装一台主变压器的变电所主变压器的容量SN.T应满足全部用电设备总计算负荷 S30的需要，即SN.T >S302 装二台主变压器的变电所

24、每变压器的容量SN.T应满足以下两个条件：1) 任一台变压器单独运行时，应满足全部用电设备总计算负荷S30的60%70的需要即SN.T >( 0.60.7 ) S302) 任一台变压器单独运行时，应满足一二级负荷的需要，即SN.T >S30 ()根据本车间负荷性质属三级负荷，车间变电所设置一台变压器主结线方案选择：变电所主变压器的选择根据车间的性质和电源情况，工厂变电所 的主变压器可列两种方案：由于车间所有的设备都属于三级负荷，所以一台主变即可。方案一和方案二都装设一台主变器，采用油浸式变压器S9,而容量根据SN.T>S0=172.8kVA, 即选一台S9- 200/10型低

25、损耗变压器，。变压器容量为200kVA额定电压10KV联结组别Yyn0,阻抗电压为4 %，空载损耗为0.48kW,短路损耗为2.6kW,空载电流1.3%万案110kVS9-20010/0.4kVQS*TA【卜:A：卜220V/380VGG- GG-1A(J)-031A(F)-03主变万案2图3-1表3-1比较项目万案一万案二术指技供电安全性满足要求基本满足要求供电可靠性基本满足要求稍差一点标供电质量一台主变，电压损耗较大一样灵活方便性采用高压断路器，停送电操作十分灵活方便米用负荷开关，也可以带负荷操作扩建适应性一般较差济指标电力变压器的综合投资额经S9 200单价19.18万元，变压器综合投资

26、约为单价的2倍， 因此其综合投资为2* 7.47 =38.36万元一样咼压开关柜(含计量柜)的综 合投资额GG- 1A (F)型按每台3.8万 元计，其综合投资按设备价1.5 倍，因此其综合投资为2* 1.5 *3.8 = 11.4 万兀一样电力变压器和咼压开关柜的年运行费主变各咼压开关柜的折旧各维修管理费每年为2.903万元(其余略)一样从上表可以看出，按技术指标，方案一和方案二都比较适用于三级负荷，但考虑发生短路时方案二只能熔断器恢复供电的时间较长的缺点，而且可靠性不高，而 方案一采用高压断路器，因此变电所的停、送电操作十分方便，同时高压断路器有 断电保护装置，在变电所发生短路和过负荷时均

27、能自动跳闸，而且在短路故障和过 负荷情况消除后，又可直接快速合闸，从而恢复供电的时间缩短，从经济指标来看, 方案二比方案一投资稍低，但从长远的利益看，方案一比较好一些，因此决定采用各配电干线、支线采用 VV22型铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套内钢带铠装电 力电缆，配电干线沿电缆沟敷设，配电箱到用电设备的配电支线有条件时沿电缆沟敷设， 否则采用穿铁管沿地暗敷设。动力配电箱采用型号为 XL(F)-14、15落地式防尘型动力配电箱，动力配电箱 安装高度是箱底离地面0.3米，箱底座用水泥、沙、砖堆砌作基础，并做好防小动物措 施。配电屏选择型号为GGD2固定低压配电屏。4短路计算短路电流是供配电系统中的相

28、间或相地之间因绝缘破坏而发生电气连通的故障状 态。它的数值可达额定电流的十余倍至数十倍，而电路由常态变为短路的暂态工程中， 还出现高达稳态短路电流1. 82. 5倍的冲击电流。会对供配电系统造成严重的破坏。一、短路电流计算的目的及几点说明：在供配电系统中除应采取有效技术措施防止发生短路外，还应设置灵敏、可靠的继 电保护装置和有足够断流能力的断路器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限 度。为此必须进行短路电流计算，以便正确选择和整定保护装置、选择限制短路电流的 兀件和开关设备。(1) 由于民用建筑内所装置的元件，其容量远比系统容量要小，而阻抗则较系统 阻抗大得多，当这些元件遇到短路时，系统

29、母线上的电压变动很小，可认为电压维持不 变。因此，在本次计算中，都是以上述的由无限大容量电力系统供电作为前提来进行计 算的。(2) 在计算高压电路中的短路电流时，只需考虑短路电流值有重大影响的电流元 件如发电机、变压器、电抗器、架空线及电缆等。由于发电机、变压器、电抗器的电阻 远小于本身电抗，因此可不考虑。但当架空线和电缆较长，使短路电流的总电阻大于总 电抗1/3时，需要计如电阻。(3) 短路电流计算按金属性短路进行。(4) 短路电流计算的符号含义：短路电流计算应求出最大短路电流值，以确定电 气设备容量或额定参数；求出最小短路电流值，作为选择熔断器、整定继电保护装置和 校验电动机启动的依据。(

30、5) 短路电流的计算方法有欧姆法和标幺制法。图4-1UC1=10kv)4.1计算k-1点的短路电流和短路容量4.1.1计算短路电路中各无件的电抗1) 电力系统的等效电抗X =UC12/Sd=(10kV)2/500MVA=0.2Q2) 架空线路电抗=0.35 Q /kmX?=XdL=0.35 Q /km x 5km=1.75Q3) 绘制k-1点的等效电路如下图10.2图4-2其总电抗为XE( k-1 ) = X1+X2=0.2 Q +1.75 Q =1.95 Q4.1.2计算三相短路电流和短路容量1) 三相短路电流周期分量有效值I k-1(3) =UC1/ V3XE K -1 = 10KV/V3

31、 x 1.95 Q = 2.96kA2) 三相短路次暂态电流和稳定电流I ' ' (3) = I可=I K -1(3) = 2.96kA3) 三相短路冲击电流及第一个短路全电流有效值i sh(3)=2.55 X 2.96KA= 7.548 kAI sh(3) = 1.511(3)=1.51 X 2.96KA= 4.470 kA4) 三相短路容量：S<-1(3)3UN k-1(3)3X 10KVX 2.96 KA = 51.267MVA4.2计算k-2点的短路电流和短路容量(UC2=0.4kv )4.2.1计算短路电路中各无件的电抗1) 电力系统的等效电抗X'=Uh

32、2/S d=(0.4kV) 2/500MVA=3.2X 10-4 Q2) 架空线路电抗=0.35 Q /kmX2' =X)L (UC2 / U C1)2=0.35 Q /kmX 5km (0.4 '/10 ) 2=2.8 X 10-3 Q3) 电力变压器的电抗：Xt= U<%X UC2 2/100.S n=4.5 X (0.4KV) 2/100 X 1000kVA=7.2X 10-3 Q4) 绘制k-2点的等效电路如下图3>2X 10-UQ12-8X 10-3£l图4-3其总电抗为XE( k-2 ) = Xi' + X 2 + Xt =3.2 X

33、10-4 Q +2.8 X 10-3 Q =1.032 X 10-2 Q4.2.2计算三相短路电流和短路容量1) 三相短路电流周期分量有效值：I k-2(3) =UC2/ V3XE( k-2 )= 0.4KV/ V3X 1.032 X 10-2 Q= 22.38kA2) 三相短路次暂态电流和稳定电流：I ' ' (3) = I J3) = I k-2 (3) = 22.38kA3）三相短路冲击电流及第一个短路全电流有效值i sh(3) = 1.84I ''(3)=1.84 X 22.38kA = 41.18 kAI sh(3) = 1.09I ''

34、;(3)=1.09 X 22.38kA = 24.39 kA4）三相短路容量:SJ3) =V3UU k-2(3) =V3X 0.4KVX 22.38 KA = 15.50MVA短路计算结果如下表：表4-1短路三相短路电流/kA三相短路容量/MV.A计算占八、(3)I KI(3)I(3)oo)(3 i sh)|(3I shk-12.92.27.54.451.267696.964870k-222.22241.24.15.5038.382.3818395 一次设备的选择5.1 电气设备选择的一般原则电气设备选择的一般原则主要有以下几条：(1) 按工作环境及正常工作条件选择电气设备。1) 根据设备所在

35、位置 ( 户内或户外 ) 、使用环境和工作条件，选择电气设备型号。2) 按工作电压选择电气设备的额定电压。3) 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。电气设备的额定电流 IN 应不小于实际通过它的最大负荷电流 Imax( 或计算电流 Ij) ，即IN > Imax或 IN > Ij(7 1)(2) 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定。为保证电气设备在短路故障时不至损坏， 按最大可能的短路电流校验电气设备的动 稳定和热稳定。动稳定：电气设备在冲击短路屯流所产生的电动力作用下，电气设备不 至损坏。热稳定：电气设备载流导体在最大隐态短路屯流作用下，其发热温度不超过载 流导体短时的允许

36、发热温度。(3) 开关电器断流能力校验。断路器和熔断器等电气设备担负着可靠切断短路电流的任务， 所以开关电器还必须 校验断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量 .5.2 高低压电气设备的选择一、高压侧一次设备的选择与校验5.2.1 按工作电压选择一般电气设备和导线的额定电压 UNt 应不低于设备安装地点电网的电压 UNUNt> UN=10KV5.2.2 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流导体和电气设备的额定电流是指在额定环境温度下长期允许通过的电流，以IN表示，该电流应不小于通过设备的最大负荷电流（计算电流） 130,即:IN>I3O523对开关类电气设备还应

37、考虑其断流能力设备的最大开断电流I -（或容量 &）应不小于安装地点的最大三相短路电流IK（3）（或短路容量S K （3），即:(3)S«> S K5.2.4隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验a）动稳定度校验动稳定（电动力稳定）是指导体和电器承受短路电流机械效应的能力。满足动稳定 度的校验条件是：imax > i sh 或 Imax > I sh 式中，imax和Imax为设备安装地点的三相短路冲击电流峰值；i sh和I sh为设备 安装地点的三相短路冲击电流有效值；b）热稳定度校验通过短路电流时，导体和电器各部件的发热温度不应超过短时发热最高允许温

38、度 值，即：It 2> I J3）2tima其中 tima=tK+0.05当tk > 1s时II式中，I 8为设备安装地点的三相短路稳态电流；tima为短路发热假想时间（又称 短路发热等值时间）；tK为实际短路时间；It为t秒内允许通过的短路电流值或称t 秒热稳定电流；t为设备生产厂家给出的设备热稳定计算时间，一般为 4秒、5秒、1 秒等。I n=200MVA/&3 X UN）=11.5 KA表5-1选择效验项目电压电断动稳热稳定度其流能 流力定度他装设地点条件参数UNINIK(3) i shI3)2tima数据10KV11.547A2.96KA7.55KA2.962 X1

39、.5=13.14次 设 备 的 型 号 规 格一高压少油断路器SN10-10 I/63010KV630A16KA40KA216X2=512高压熔断器RN2-1010KV0.5A50KA电压互感器 JDZ-1010/0.1KV电压互感器 JDZJ-10IQ.0,肩平Ikv电流互感器LQJ-1010KV100/5A225X求X0.1KV=31.8KV(90X20.1) X 仁81避雷器FZ-1010KV、低压侧一次设备的选择与校验表5-2选择效验项目电压电断动稳热稳定度其流流力匕匕 厶冃定度他装设参UNIIi shI3)2tima地点条件数Nk(3)数380V2241.122.382 X据88.6

40、82.38K8KA0.7=350.6A一低压断路380V42次器005设DW15-400备低压熔断380V13的器000型DW16-100号低压熔断380V63规器300格DW15-630低压熔断380V23器000DW16-200电流互感500V1器00/5LMZ1-0.5三、高低压母线的选择1,变压器阻抗电压为4%空载损耗为0.48kW,短路损耗为2.6kW,空载电流百分比I。为1.3。/ F0=/ F0+Fd(Sjs/S c) 2=0.48+2.6(172.8/200) 2=2.42/ Qb=I o%/100S+Uz%/100S(Sjs/Sc)2=(1.3/100) X 200+(4/1

41、00) X 200(172.8/200) 2=4.09kvar 车间变电所高压侧计算负荷为：P'JS=159.32.42=161.7kWQ'JS=66.96+4.09=71.05kVarS'' JS=V (161.7) 2+(71.05) 2=176.62kVAIjs= S'' js /( V 3X 10)=125.52/( V 3X 10)=10.2A车间变电所低压侧母线电流为：I jS =S30/( V3X 0.4)= 172.8/( V3X 0.4)=177.28A查表得到10kv母线选LMY- (40*4mrj)，即母线尺寸为 40mm*

42、4mm,380V母线选LMY- (120*10) +80*6.3，即母线尺寸为120mm*10mm而中性母线 尺寸为 80mm*6.3mm6 选择车间变电所高低进出线截面6.1 变压器高压侧进线电缆截面选择I ux> I3q=200MVAV3X 10kV=11.5 KA变压器10 kV额定电流很小(I js= 10.2A),因此，按短路热稳定电流校验选择电 缆截面。C为热稳定系数Amin=(l3)XVtim)/C=(11.5 X 103XV(1.5+0.2)/115 =130.4mm 2因此选用YJV_10KV 3 X 150电缆作为10KV进线电缆。6.2 380V 低压出线的选择以

43、冷加工车间为例<1>校验发热条件查建筑电气设计手册P305页表13-35中VV-3X 35+1X 10电力电缆在环境气 温为30E时允许载流量：I UX=165.2A> I 30=33.05A<2>校验额定电压U.oc =1000V> U c =380V<3>校验短路热稳定度Amin=(l X(3) XVt im)/c=(22.38 X 103xV0.02)/115mm2=27.5 mm2<4>校验满足电压损耗全部设备 cos?=0.8, tg?=0.75, P= 17.4KW Q= 13.05kvar查建筑电气设计手册P274页表室

44、内敷设电力电缆的电阻和电抗分别值是:ro=1.3 Q /km, x。=0.22 Q /km,假设 L=0.2 km。 U% = (PL)r 卄(QL)Xo/Ue=(17.4 X 0.2) X 1.3+ (13.05 X 0.2 ) X 0.22/380=0.0134=1.34 %电压损耗满足要求。通过上面校验各干线电缆需选择 VV-3 X 35+1X 16电力电缆。其他个车间选择计算与上相同经以上计算与统计，车间变电所高、低压进出线截面(包括母线)选择如下表:表6-1车间变电所高、低压进出线截面(包括母线)选择表进出线回路编号回路名称回路容量回路电流截面备注(kVA(A)(mm)01冷加工车间

45、21.7533.05相35,零1602金属加工车间22.534.2相35,零1603检修车间44.267.03相35,零1604工具车间117.6526.81相35,零16进出线回路编号回路名称回路容量回路电流截面备注(kVA(A)(mm)05工具车间219.4129.49相35,零1606工具车间314.1221.45相35,零1607工具车间412.3518.77相35,零167选择电源进线的二次回路及整定继电保护。7.1测量与指示10kV断路器采用手动操作，变电所高压侧装设专用计量柜，装设三相有功电度表 和无功电度表，分别计量全厂消耗的有功电能和无功电能，并据以计量每月工厂的平均功率因数

46、。变电所高压侧装有电压互感器一避雷器柜，其中电压互感器为3个JDZY-10型，组成Yo/ Yo/ 的结线，用以实现电压测量和绝缘监察。低压侧的动力 出线上，均装有有功电度表和无功电度表，低压照明线路上装有三相四线有功电度表。 低压并联电容器柜上，装有无功电度表。每一回路均装有电流表。低压母线装有电压表。7.2继电保护变电所保护配置如下:表7-1变压器电流速断保护、过电流、温度报警、保护低压线路电流速断保护、过电流、过负荷、接地保护采用感应式过电流继电器。A. 过电流保护的整定1) 过电流保护动作电流的整定I l.max=2 I 1N.T=2X 200/( V3X 10) =23A,可靠系数 K

47、rei =1.3,接线系数 Kf1,继电器返 回系数Kre=0.8,电流互感器的电流比K=20故 lop = I L.MAxX( Kel X Kv) /( K re X K) =1.87A,整定为 2 A。2) 过电流保护动作时间的整定终端变电所按最短时间0.5s整定。3) 过电流保护灵敏系数的校验：I k.min = I k-2(2)/ Kt = 0.866I k-2(3) / K t =0.866 X 22.38/(10kV/0.4kV) =0.775kA,I op.1 = I op Ki / K w =0.002 X 20/1=0.04kA,Sp= I k.min/ I op.1=0.7

48、75/0.04=19.375>1.5满足灵敏度系数要求。B. 速断保护的整定速断保护动作电流的整定(3)Ik.MAX= I k-2()= 22.38kA, K rel=1.3, K w=1, Kre=0.8, K i=20, Kt=25故I qb = I k.MAxX( Kel X KW) /( K tX K) =0.058KAIqb 1= I qb Ki / K w=0.058 X 20/1=1.16I k.min = I k-1(2) =0.866 X 2.96 = 2.62 KASp = I k.min / I qb 1=2.25>1.5 满足灵敏度系数要求。8车间变电所的防雷保护及接地装置的设计。8.1防直击雷在配电所建筑物屋顶上装设避雷针，避雷针接地与主接地网连接，避雷针与主 接地网的地下连接点到设备与主接地网的地下连接点之间，沿接地线的长度不得小于 15m配电所建筑物高4米，设避雷针高10m地面上的保护半径r=1.5 x h=1.5 x （4+10）=21m配电所建筑物水平面上的保护半径rx =1.5h -2hx = 21 一8 =13m大于建筑物的半径9m故符合防雷要求。8.2避雷器的选择（防雷电波）A、在10KV电源进线的终端杆上装设FS4-10型阀式避雷器。引下线采用2