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1、目录论文摘要3第一章 设计任务555第二章 负荷计算和无功功率补偿82.1 负荷计算82.2 无功功率补偿计算92.3 变压器选择122.4 总变电所位置和型式的选择13第三章 变配电所主接线方案的设计163.1 变配电所主接线方案的设计原则与要求163.2 变配电所主接线方案的技术经济指标163.3 高压配电所主接线方案16第四章 短路电流计算及一次侧设备选择174.1 短路电流的计算174.2 高压一次侧设备选择与校验204.3 各车间变电所车间干线设备的选择25第五章 供配电线路的选择计算275.1 总配电所架空线进线选择275.2 10KV母线的选择285.3 车间变电所高压进线选择2
2、95.4 车间变电所低压进线线的选择325.5 低压母线选择345.6 车间变电所车间干线选择34第六章 供电系统过电流保护及二次回路方案376.1 供电系统过电流保护376.2 变电所二次回路方案42第七章 防雷接地43437.2 变电所接地装置的计算43谢辞44参考文献及附录45论文摘要 某塑料制品厂车间变电所和配电系统设计是对工厂供电具有针对性的设计。设计对工厂供电方式、主要设备的选择、保护装置的配置及防雷接地系统进行了相应的叙述,内容主要包括高压侧和低压侧的短路计算,设备选择及校验,主要设备继电保护设计,配电装置设计,防雷和接地设计等。 本设计考虑了所有用电设备并对这些负荷进行了计算。
3、通过计算出的有功、无功和视在功率选择变压器的大小和相应主要设备的技术参数,再根据用户对电压的要求,计算电容器补偿装置的容量,从而得出所需电容器的大小。 根据与供电部门的协议,决定总配变电所及配电系统的主接线图。电气主接线对电气设备的选择,配电所的布置,运行的可靠性和灵活性,操作和检修的安全以及今后的扩建,对电力工程建设和运行的经济节约等,都由很大的影响。 本设计在主要设备的继电保护设计和整定计算中,对电力变压器、真空断路器等主要设备的保护配置提出了要求,明确了保护定值计算方法。关键词:变电所,配电系统,负荷和短路计算,设备选型,继电保护Abstract A plastic products f
4、actory workshop substation and electrical system design of the factory is the design of power supply has targeted. Set A program to factory power-supply modes, the main equipment selection, protective device configuration and lightningproof grounding system are detailed narrated, content mainly incl
5、udes high voltage side and low voltage side short circuit calculation, equipment selection and calibration, the main equipment relay protection design, power distribution equipment design, lightning protection and grounding design, etc. This design is given all electrical equipment and calculated to
6、 these load. Through the active, calculate the reactive power and ShiZai power transformer size and corresponding choice of main equipment of technical parameters, again according to user requirements of voltage capacitor compensation devices, calculating the capacity needed, concluded that the size
7、 of the capacitors. According to the agreement with the power supply departments, decided to always match the Lord and distribution system for substation hookup. The main electrical wiring for electrical equipment choice, the distribution place of decorate, operation reliability and flexibility, ope
8、ration and maintenance of safety and future expansion of electrical engineering, construction and operation, saving the economy by influence. This design in the main equipment of relay protection design and setting calculation of power transformer, vacuum circuit breaker protection configuration of
9、such main equipments proposed requirements, clear the protection setting value calculation method.Key Words:Substation,power distribution systems, load and short circuit calculation, equipment selection, relay protection第1章 设计任务根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况,并适当考虑到工厂生产的发展,按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求,确定变电所的位置,确定变电所
10、主变压器的台数、容量与类型,选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线,选择整定继电保护,确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计书,并绘出相关设计图纸。1.2.1 工厂总平面图 图1-1 塑料厂平面布置图1.2.2 工厂负荷情况本厂的负荷性质,生产车间为三班制,部分车间为单班或两班制,全年最大负荷利用小时数为5000h,属于三级负荷。本厂设有薄膜、单丝、管材、注射等四个车间,设备造型全部采用我国最新定型设备,此外还有辅助车间及其设施,全厂各车间设备容量见表1-3。1.2.3 供用电协议本厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下:(1)(2) 变电站10KV配电线路定时限过电流保护装置的整定时间
11、为2S车间变电所的整定时间应不大于1S(3) 在总降变电站10KV侧计量(4) 本厂的功率因数cos(5)电业部门变电站10KV母线为无限大电源系统,其短路容量为200MVA。供电系统图见图1-2 图1-2 供电系统图1.2.4 本厂自然条件本厂自然条件为:(1) 最热月平均最高温度为35°C(2) 土壤中0.71m深处一年中最热月平均温度为20(3) 年平均雷暴日为30d(4)(5) 主导风向夏季为南风附:全厂各车间设备容量及计算用系数列表序号车间设备名称设备容量/KWcostan备注1薄膜车间14002原料库303生活间1014成品库(一)255成品库(二)246包装材料库201
12、单丝车间13852泵房及其附属设备201注塑车间1892管材车间8801备料复制车间1892生活间1013浴室3.0814锻工车间305原料生活间1516仓库157机修模具间1008热处理车间1509聊焊车间1801锅炉房2002试验室1253辅助材料库1104油泵房155加油站106办公室、招待所、食堂15表1-3全厂各车间设备容量及计算用系数第2章 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算各车间、变电所负荷计算(均采用需要系数法)附注:各车间、各变电所负荷合计时,同时系数分别取值:=0.9;现以NO.1变电所车间负荷计算为例,计算过程如下:(1) 薄膜车间有功功率:=0.6×140
13、0=840KW无功功率:= tan视在功率:=840÷0.6=1400KVA(2) 原料车间有功功率:=无功功率:= tan=7.5×1.73=13Kvar视在功率:=7.5÷0.5=15KVA(3) 生活间有功功率:=10×0.8=8KW视在功率:=8÷1=8KVA(4) 成品库(一)有功功率:=无功功率:= tan=7.5×1.73=13Kvar视在功率:=7.5÷0.5=15KVA(5) 成品库(二)有功功率:=无功功率:= tan视在功率:=(6) 包装材料库有功功率:=20×0.3=6KW无功功率:= t
14、an视在功率:=6÷0.5=12KVANO.1变电所负荷合计:有功功率:=无功功率:=视在功率: =1360KVA所有变电所车间负荷计算结果见表2-3统计2.2 无功功率补偿计算2.2.1 无功功率补偿要求 按水利电力电力部制定的全国供用电规则:高压供电电用户功率因数不得低于0.9;其他情况,功率因数不得低于0.85,若达不到要求,需增设无功功率的人工补偿装置。 无功功率的人工补偿装置:主要有同步补偿机和并联电容器两种。由于并联电容器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点,因此并联电容器在供电系统中应用最为普遍。2.2.2 车间变电所低压侧补偿由于NO.1
15、和NO.2车间容量很大,可以考虑在NO.1和NO.2低压侧进行无功功率补偿。根据设计要求,功率因数一般在0.9以上,故取A.功率因数:=0.58<0.9 (需要补偿)B.需补偿容量计算:=(tan - tan)=788.6×tan(arccos0.58) - tan(arccos0.9) =725KvarC.补偿后:=-=功率因数:cos=/=0.9 (满足要求)D.补偿所需并联的电容器:N=/=725/25=29 (为单个电容器的容量)并联的电容器型号:BKMJ0.4-25-3 数量为29个低压电容器柜型号:GBJ-1-0.4 所需数量为:6个,单个电容器柜内可装5个电容器2
16、)NO.2车间补偿计算此处省略, 相关计算数据如下:=632Kvar=-=934KVAcos=/=0.902 (满足要求)N=/=632/25=26 并联的电容器型号:BKMJ0.4-25-3 数量为26个低压电容器:GBJ-1-0.4 所需数量为6个,单个电容器柜可装5个电容器2.2.3 变压器损耗计算1) 负荷计算中,电力变压器的功率损耗可按下列简化公式近似计算:有功损耗:无功损耗:(其中,为变压器二次侧的视在计算负荷)(6) 现计算个车间变电所变压器损耗和算入损耗后的各负荷,以计算NO.1变电所为例:有功损耗:无功损耗:加入变压器损耗后负荷计算有功功率:=无功功率:=视在功率:=NO.2
17、、NO.3、NO.4、NO.5变电所损耗计算省略,数据和结果见表2-1:变电所号变压器有功损耗(KW)变压器无功损耗(Kvar)加损耗后有功功率(KW)加损耗后无功功率(Kvar)视在功率(KVA)14569722739547618表2-1 变压器损耗计算及加入损耗后负荷表2.2.4 高压侧无功补偿计算1) 所有变电所的负荷计算:=0.9×()=0.95×() =0.95×2055.5=1953Kvar=2) 功率因数cos=/根据设计要求,本厂功率因数COS(工厂总配电所按国家电力部门的要求,按规定,配电所高压侧的COS0.9,本设计中要求工厂的功率因数COS在
18、0.9以上,所以这里取COS=0.92)3)故需要补偿的容量:=(tan-tan4)补偿后:=-=2420KVA功率因数:cos=/=0.922>0.92 (满足要求)5) 高压补偿柜型号:TTB26-600,单个柜子补偿容量大小为:600Kvar 故需要选择两个TTB26-600柜,电容器柜具体画法见主接线图。2.3 变压器选择2.2.1 变压器选择原则 选择的原则为:(1) 只装一台变压器的变电所变压器的容量ST应满足用电设备全部的计算负荷的需要,即,但一般应留有15的容量,以备将来增容需要,本设计中的NO3、NO4、NO5变电所采用此原则。(2) 装有两台变压器的变电所每台变压器的
19、容量应满足以下两个条件: 任一台变压器工作时,宜满足总计算负荷的大约70的需要,即为O7 任一台变压器工作时,应满足全部一、二级负荷的需要,即(I+)(3)车间变电所变压器的容量上限 单台变压器不宜大于1000KVA,并行运行的变压器容量比不应超过3:l。同时,并联运行的两台变压器必须符合以下条件:并联变压器的变化相等,其允许差值不应超过±05,否则会产生环流引起电能损耗,甚至绕组过热或烧坏。各台变压器短路电压百分比不应超过10,否则,阻抗电压小的变压器可能过载。各台变压器的连接组别应相同,若不同,否则侧绕组会产生很大的电流,甚至烧毁变压器。2.3.2 变压器选择以NO.1变电所选型
20、为例(查看负荷计算大小,可确认选择一台变压器既满足)根据负荷计算是所得变电所补偿后总视在功率: 选择的变压器应该满足:应选变压器的容量查询附录表可知选择的变压器容量为1000KVA故选择的变压器型号为:S9100010,参照变压器各参数,可以满足要求。2.3.3 变压器汇总及技术数据变电所变压器型号额定容量(KVA)额定电压(V)连接组标号损耗阻抗电压(%)空载电流(%)高压低压空载负载1S9-1000/10100010KDyn111700920052S9-1000/10100010KDyn111700920053S9-630/1063010KDyn111300580054S9-500/105
21、0010KDyn111030495045S9-315/1031510KDyn1172034504表2-2 变压器型号及参数汇总2.4 总变电所位置和型式的选择 根据总变配电所位置选择的原则:变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心,但同时还要满足大负荷变配电的方便,此外,总变配电所应尽量不在生活区范围内,宗此要求,可以大致确认本设计中,主变电所设置位置应在薄膜车间和单丝车间中间附近,以此才能满足要求。参照工厂平面布置图,可以选择总变配电所应挨着薄膜车间(即NO.1变电所)。附表:各车间变电所车间负荷计算表:编号名称设备容量/KW计算负荷变压器型号及台数/KW/Kvar/KVA1薄膜车间140084
22、014001×S9-100010(6)2原料库3013153生活间108084成品库(一)2513155成品库(二)246包装材料库206合计变电所(乘同时系数后)13601单丝车间1385831108013851×S9-100010(6)2泵房及其附属设备2013合计变电所(乘同时系数后)13351注塑车间1891261×S9-63010(6)2管材车间880308合计变电所(乘同时系数后)1备料复制车间1381×S9-50010(6)2生活间108083浴室304锻工车间3095原料生活间15120126仓库1597机修模具室100258热处理车间1
23、50909聊焊车间18054108合计变电所(乘同时系数后)3684501锅炉房2001401×S9-31510(6)2试验室1253辅助材料库11022444油泵房155加油站106办公楼、招待所、食堂15915合计变电所(乘同时系数后)300表2-3 各变电所车间负荷计算及变压器型号第三章 变配电所主接线方案的设计3.1 变配电所主接线方案的设计原则与要求变配电所得主接线,应根据变配电所在供电系统中的地位,进出线回路数,设备特点及负荷性质等条件确定,并应满足安全,可靠,灵活,经济等要求。3.2 变配电所主接线方案的技术经济指标 设计变配电所主接线,应接所选主变压器的太熟和容量以及
24、负荷对供电可靠性的要求,初步确定23个比较合适的主接线方案来进行技术经济比较,择其忧者作为选定的变配电所主接线方案。3.2.1 主接线方案的技术指标1.供电的安全性,主接线方案在确保运行维护和检修的安全方面的情况。2.供电的可靠性,主接线方案在与用电负荷对可靠性要求的适应性方面的情况。3.供电的电能质量主要是指电压质量,含电压偏差、电压波动及高次谐波等方面的情况。4.运行的灵活性和运行维护的方便性。3.2.2 主接线方案的经济指标3.供电贴费(系统增容费)3.3 高压配电所主接线方案3.3.1 主接线方案的拟定 由本设计原始资料知:电力系统某60/10KV变电站用一条10KV的架空线路向本厂供
25、电,一次进线长1km,年最大负荷利用小时数为5000h,且工厂属于三级负荷,所以只进行总配电在进行车间10/0.4KV变电,母线联络线采用单母线不分段接线方式。3.3.2 主接线方案图(见附图车间主接线图)第4章 短路电流计算及一次侧设备选择4.1 短路电流的计算对一般工厂来说,电源方向的大型电力系统可看作是无限大容量系统。无限大容量系统的基本特点是其母线电压总维持不变,这里只计算无限大容量系统中的短路计算,短路计算的方法一般有两种:欧姆法,标幺值法,这里采用欧姆法。4.1.1 短路计算电路200MVAK-1K-2,1kmS9-1000(2)(3)(1)系统 图4-1 短路计算电路4.1.2
26、短路电流计算(欧姆法计算)(5) 求K1点的三相短路电流和短路容量(U=10.5KV)(1)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗1)电力系统的电抗:X=2)架空线路的电抗:X=XL=0.4(3)经K1点短路的等效电路如图所示,图上标出各元件的序号(分子)和电抗 值(分母),然后计算电路总电抗: X=X+ X 图4-2 K-1点短路等效电路(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=2)三相短路次暂态电流和稳态电流 I=I= I=6.38KA 3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值i I4)三相短路容量 S=116MVA2.求K2点的三相短路电流和短路容量(U=0
27、.4KV)(1)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗1)电力系统的电抗:X=8102)架空线路的电抗X=XL()/km1km()103)电力变压器的电抗此工厂车间设计要求中,总共是有五个变电所,使用到了四种不同型号规格的电力变压器,故而计算此处的电力变压器的电抗时,需要分开单独计算。第3章 NO.1 配电所 电力电压器型号:S9100010(6) 查附表得知:U%=5 则: X=8经K2点短路的等效电路如图所示: 图4-3 K-2点短路等效电路计算电路总阻抗:= X+ X+ X=81010+810B. NO.2 NO.5 车间变电所 变压器电抗计算 电力变压器电抗:X=8 总阻抗:10NO.3
28、变电所 电力变压器电抗: X= 总阻抗:XNO.4 变电所 电力变压器阻抗:X= 电路总阻抗:XNO.5 变电所 电力变压器阻抗:X= 总阻抗:X(2)计算三相短路电流和短路容量此处以NO.1变电所计算为例:1)三相短路电流周期分量有效值 I=2)三相短路次暂态电流和稳态电流I=I=I3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值iI4)三相短路容量S=NO.2、NO.3、NO.4、NO.5等变电所的短路计算省略,数据统计见表4-44.1.3 短路电流计算表格统计短路计算点变电所号码三相短路电流/KA三相短路容量/MVA(S)II Ii IK-1116K-2K-2K-2K-2K-2表4-4
29、短路电流计算统计4.2 高压一次侧设备选择与校验4.2.1 按正常工作选择原则1). 按工作电压选择 所选设备的额定电压U不应小于所在线路的额定电压U,即:UU,需注意:使用限流式高压熔断器时,熔断器的额定电压与线路的额定电压相同,即:U= U,而不能UU。2).按工作电流选择 所选设备的额定电流I不应小于所在电路的计算电流I,即:II3).按断流能力选择 所选设备的额定开断电流I或断流容量S不应小于设备分段瞬间的的短路电流有效值I或短路容量D,即:II或SD4.2.7 10KV侧设备选择与校验表选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数量程10KV设备型号规格参数隔离开关G
30、N19-10/40010KV400A电流互感器LQJ-10- 200/510KV200/5A160×高压断路器ZN2-10/63010KV630A30KA10KV500A200MVA电压互感器JDZ-10-10000/100电压互感器JDZJ-10-10000/100/KV避雷器FS4-1010KV 表4-5 10KV侧设备列表附:高压开关柜型号选用:GG-1A(F)型,GG-1A-(F)-11,GG-1A-(F)-54高压进线侧计量柜型号选用:GG-1A-J4.2.8 各车间变电所10KV侧进线回路设备选择与校验表各车间变电所回路电流计算值如下:NO.1变电所:回路电流=52.7A
31、,电压U=10KV;NO.2车间变换所:回路电流=56A,电压U=10KV;NO.3变电所:回路电流=36.3A,电压U=10KV;NO.4变电所:回路电流=27.5A,电压U=10KV;NO.5变电所:回路电流=18.3A,电压U=10KV。此处设备器材均以K1点的短路电流来进行动稳定和热稳定校验,因此各车间变电所10KV进线回路设备相同。此处只列出第一车间的设备型号,其他车间选用设备型号均相同。选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数量程10KV设备型号规格参数高压隔离开关GN9-10/40010KV400A高压断路器ZN2-10/63010KV630A30KA电流互感
32、器LQJ-10- 150/510KV150/5A160高压开关柜选GG-1A-(F)-03型各变电所低压侧出线回路设备选择与校验表1. NO.1车间变电所:低压侧回路电流A,V装置地点条件参数量程10KV1332A=设备型号规格参数低压断路器DW15-1500/3380V1500A40KA低压刀开关HD13-1500/30380V1500A1500/5500V1500/5A低压配电屏型号:PGL2-01A第5章 NO.2车间变电所:低压侧回路电流A,V装置地点条件参数量程10KV1419A=设备型号规格参数低压断路器DW15-1500/3380V1500A40KA低压刀开关HD13-1500/
33、30380V1500A1500/5500V1500/5A低压配电屏型号:PGL2-02A3NO.3车间变电所,低压侧回路电流A,V装置地点条件参数量程10KV904A=525设备型号规格参数低压断路器DW15-1000/3380V1000A40KA低压刀开关HD13-1000/30380V1000A1000/5500V1000/5A低压配电屏型号:PGL2-03A4NO.4车间变电所,低压侧回路电流A,V装置地点条件参数量程10KV684A=518设备型号规格参数低压断路器DW15-1000/3380V1000A40KA低压刀开关HD13-1000/30380V1000A800/5500V80
34、0/5A低压配电屏型号:PGL2-04A5NO.5车间变电所,低压侧回路电流A,V装置地点条件参数量程10KV456A=设备型号规格参数低压断路器DW15-600/3380V600A30KA低压刀开关HD13-500/30380V500A500/5500V500/5A低压配电屏型号:PGL2-05A4.3 各车间变电所车间干线设备的选择变电所车间号电流电压低压隔离开关低压断路器电流互感器低压开关柜1-(1)2127A380VDW15-2500/33000/5GGD2-05(B)1-(2)380VDW15-200/330/5GGD2-36(B)1-(3)380VDW15-200/315/5GGD
35、2-20(B)1-(4)8A380VDW15-200/310/5GGD2-28(B)1-(5)22A380VDW15-200/330/5GGD2-36(B)1-(6)380VDW15-200/320/5GGD2-13(B)2-(1)2104A380VDW15-2500/33000/5GGD2-05(B)2-(2)25A380VDW15-200/330/5GGD2-36(B)3-(1)191A380VDW15-1000/3200/5GGD2-01(B)3-(2)780A380VDW15-200/3800/5GGD2-38(B)4-(1)252A380VDW15-400/3300/5GGD2-39
36、(B)4-(2)380VDW15-200/315/5GGD2-20(B)4-(3)380VDW15-200/35/5GGD2-32(B)4-(4)21A380VDW15-200/330/5GGD2-36(B)4-(5)18A380VDW15-200/320/5GGD2-13(B)4-(6)380VDW15-200/315/5GGD2-20(B)4-(7)380VDW15-200/375/5GGD2-23(B)4-(8)195A380VDW15-200/3200/5GGD2-20(B)4-(9)164A380VDW15-200/3200/5GGD2-01(B)5-(1)284A380VDW15-
37、400/3300/5GGD2-39(B)5-(2)95A380VDW15-200/3100/5GGD2-11(B)5-(3)380VDW15-200/375/5GGD2-23(B)5-(4)380VDW15-200/320/5GGD2-31(B)5-(5)380VDW15-200/315/5GGD2-20(B)5-(6)380VDW15-200/330/5GGD2-36(B)表4-9 车间干线设备型号表附注:车间干线低压开关柜型号均选择:GGD2-(B)系列,详细型号见附录图“主接线图-续(低压侧)”其中薄膜车间和单丝车间均选择5个,管材车间选择2个。第五章 供配电线路的选择计算5.1 总配电
38、所架空线进线选择5.1.1 选线计算(导线经济电流密度计算线的截面,来确定线的型号)由教材书工厂供电刘介才编著P-180页表5-3可得,年最大负荷在5000h以上的架空线路且材料为铝的经济电流密度是0.9,按经济电流密度计算导线经济截面的公式:=带入数值计算:=155mm其中: =139.7A (高压侧补偿后的计算电流)查询相关附录表:选择最近导线截面150mm,则选择LGJ150型钢芯铝绞线。5.1.2 电压损耗的校验 按照规定,高压配电线路的损耗,一般不得超过线路额定电压的5%,由于总降压架空进线属于较短线路,且为地区性供应,所以允许电压损耗%=5%,因此计算的电压损耗满足。 因为10KV
39、级的电压等级的几何均距为0.6m,查工厂供电可得R0/km,X0/km,且进线线路长为1km。计算电压损耗值为:=(PR+QX)计算电压损耗百分值为:%=×100%=×100%=4.687%计算电压损耗值小于允许电压损耗值,因此所选LGJ185满足允许电压损耗要求。5.1.3 发热条件的校验本设计中最热月平均最高温度为35,查工厂供电P-361附录表16可知导线截面为150mm和温度为35时的允许载流量为391A139.65A,因此满足发热条件。5.1.4 机械强度的校验由课本工厂供电(刘介才编著)P-360附录表14可得知:10KV架空线路铝绞线的最小截面=16mm。因此
40、所选LGJ150也是满足机械强度的。故可以选用LGJ150钢芯铝绞线作为10KV的架空进线。综上校验结果,选用LGJ150钢芯铝绞线作为10KV的架空进线合格。5.2 10KV母线的选择1).选择原则:按经济电流密度选择母线截面; 按发热条件、热稳定度和动稳定度进行校验。2).按经济电流密度选择母线截面,由公式,式中是经济电流密度。查工厂供电P180表5-3得年最大负荷利用小时在5000h以上的架空线且材料为铝的经济电流密度为0.9,即=0.9(A/mm),所以所选母线截面为:=155mm查工厂供电P362附录表17可选择LMY型矩形硬铝母线的截面为:504mm,该母线在环境温度为25时,平放
41、时,其允许载流量为586A。3).发热条件的校验:要满足长期发热的条件,安装处的实际载流量要满足:=,式中K为环境温度不同于额定敷设温度(25)时的校正温度系数;查工厂供电P363附录表18a可知在温度为35时,K为0.88,所以安装处的实际载流量为:=,满足发热条件的要求。4).短路热稳定度校验:母线通过最大电流时的正常温度为:=35+(70-35)=37母线材料的热稳定系数C=99,则满足热稳定的母线最小截面积要求为:式中C为导体热稳定系数();为三相短路稳态电流;为短路发热假想时间。本设计中,为一次进线末端的主动保护动作时间,因为进线电源保护动作时限=2.4s,且=+,为高压断路器的短路
42、时间,一般为0.2s。所以=-=2.4-0.2=2.2s,因此: ,=95.7(504mm满足热稳定的要求,短路热稳定校验合格)。5短路动稳定度的校验:母线满足动稳定度的校验条件为:,式中为母线材料的最大允许应力(),这里硬铝母线(LMY):=70,为母线通过时所受到的最大计算应力,最大应力=,为母线通过时所受到的弯曲力矩;,为母线的档距();为母线对垂直于作用力方向轴的截面系数,式中为母线截面的水平宽度,为母线截面的垂直高度。,式中为形状系数,取1,为母线受到的最大点动力,为相邻两相的轴线距离,所以有母线在作用力时的弯曲力矩为,母线对垂直于作用力方向的截面系数=,因此母线在三相短路时受到的计
43、算应力为:=35,因为=70=35所以该母线满足短路动稳定度的要求。综上所述,10KV母线选用截面为504mm的LMY型矩形硬铝母线。5.3 车间变电所高压进线选择5.3.1 选择原则与说明 选择原则:按经济电流密度选择电缆截面,按发热条件,允许电压损失校验及热稳定度校验。1号车间到5号车间馈出线都选用ZLQ型三芯油浸纸电缆铝芯铅包钢带铠装防腐电缆两回路供电,(电缆为直埋敷设)5.3.2 各车间变电所引进线的选线及计算2) NO.1 变电所引进线1) 计算及选型计算方法:按经济电流密度选择电缆截面积查课本工厂供电P-180。一号变电所回路电流是=根据经济电流密度计算公式计算:=代入数值得:=3
44、4mm线型号:ZLQ20100003×35mm查附表知:10KV的ZLQ20100003×35mm的三芯油浸纸电缆铝芯铅包钢带凯装防腐电缆相关参数如下:在温度为35时,允许的载流量是105A,正常允许的最高温度为60。2) 发热条件校验线路工作最大电流:I=52.7A 要满足长期发热的条件,安装处的载流量应该满足:KII K=KKK(K为修正系数,与敷设方式和环境温度有关;K为环境温度不同于敷设温度35时的修正系数;K为直埋敷设电缆因土壤热阻不同的校正系数;K为多根并列直埋敷设时的校正系数。) 这里的土壤在0.71米深处年最热月平均最高温度为20,可知电缆在流量温度修正系数
45、为1.06,按普通土壤取 PT=120°Cgcm/W 查表可得K=0.88,当电缆间距取200m时,二根并排修正系数为0.9;所以两根直埋电缆安装处的允许载流量为:KI= KKKI130=109AI=52.7A 满足要求。3) 电压损耗的校验 查表可得R/km,X/km,线路长度取0.065km(根据工厂平面布置图的比例估算),所以电压损耗值为:U%=%=2.38%5% 电压损耗满足要求。4) 热稳定校验 在温度为20时,电缆允许的载流量是111A,正常允许的最高温度为60,电缆通过最大电流I时的正常温度为:=+(-)=20+(60-20)=29查供配电设计手册可知C=68,则满足热
46、稳定的最小截面应该为:A=I10式中:C为导体热稳定系数(A/mm),I为最大运行方式中1号车间的三相短路稳态电流,为6.38KA,t为短路发热假象时间,本设计中,t为一次进线末端的主保护动作时间。因为进线电源端保护动作时限t=2.4s,t= t+t,t为高压断路器的短路时间,一般为0.2s,所以t因此:A10250mm满足热稳定校验,故可以选择电缆截面为35mm的电缆线。综上校验结果:选择ZLQ20100003×35mm的三芯油浸纸电缆铝芯铅包钢带凯装防腐电缆满足要求。附注:另外几个变电所高压引进线电缆线选择和校验过程略,详细结果见表5-1 每个变电所高压侧引进线均为ZLQ型三芯油
47、浸纸电缆铝芯铅包钢带凯装防腐电缆。5.3.3 选线结果列表1号,2号,3号,4号,5号车间变电所高压侧引进线均采用ZLQ2010000型电缆直埋敷设,所以其选择结果列于下表5-1:变电所回路电流I(A)截面积(mm) 架空线 电力电缆(每回路) 型号S(mm)根数35允许载流量(A)34ZLQ20-10000-3×3535113056ZLQ20-10000-3×35351130ZLQ20-10000-3×2525190ZLQ20-10000-3×1616165ZLQ20-10000-3×1616165 表5-1 车间变电所高压引进线列表5.4
48、车间变电所低压进线线的选择5.4.1 选择原则根据计算变电所计算电流大小,来选择线型5.4.2 低压进线计算及选线(1)NO.1 变电所一号车间变电所低压侧回路电流I=1332A所选母线载流量应大于回路电流查询附表17(工厂供电P-362)可查知:矩形硬铝母线LMY100×6.3,其平放时的载流量是1371A,能够满足载流要求。第2章 NO.2 车间变化所二号车间变电所低压侧回路电流I=1419A查询附表17(工厂供电P-362)可查知:矩形硬铝母线LMY80×10,其平放时的载流量是1427A,能够满足载流要求。第3章 NO.3 变电所三号车间变电所低压侧回路电流I=904A查询附表17(工厂供电P-362)可查知:矩形硬铝母线LMY63
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