工厂供电课程设计

1、某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计2008年7月2日目录一、 负荷计算 错误！未定义书签。二、 变电所主变压器和主结线方案的选择错误！未定义书 签。三、 短路电流的计算 错误！未定义书签。四、变电所一次设备的选择校验 错误！未定义书签。五、变电所进出线和和邻近单位联络线的选择错误！未定义书签。六、 变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定错误！未 定义书签。七、 设计图样10八、 车间平面布置图 11九、心得体会错误！未定义书签、负荷计算1 由车间平面布置图，可把一车间的设备分成 5组，分组如下:N0.1: 29、30、31NO.2: 1428NO.3: 1、32、33、34、35NO

2、.4: 6、7、11、12、13NO.5: 2、3、4、5、8、9、102. 总负荷计算表如表1所示。配电箱的位置：D-靠墙放置 配电箱的位置：C-靠墙放置 配电箱的位置：B-靠柱放置 配电箱的位置：B-靠柱放置 配电箱的位置：B-靠柱放置表1机加工一车间和铸造、铆焊、电修等车间负荷计算表编 号名 称类 别供电 回路 代号设备容量Pe/KW需要 系数Kdcostan计算负荷P30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A1机加动 力No.1 供电1040.70.950.3372.824.076.7116.5工车 间回路No.2 供电 回路82.90.20.51.7316.628.733.2

3、50.4No.3 供电 回路157.70.20.51.7331.554.663.095.7No.4 供电 回路22.50.20.51.734.57.89.013.7No.5 供电 回路38.60.20.51.737.713.415.423.42铸 造 车 间动 力No.6 供电 回路1600.40.71.026465.391.4138.9No.7 供电 回路1400.40.71.025657.180.0121.5No.8 供电 回路1800.40.71.027273.4102.8156.2昭八、明No.9 供电 回路80.8106.406.49.73铆 焊 车 间动力No.10 供电 回路15

4、00.30.452.04589.199.8151.6No.11 供电 回路1700.30.452.051101113.1171.9昭八、明No.12 供电 回路70.8105.605.68.54电 修 车 间动 力No.13 供电 回路1500.30.51.73457890.0136.8No.14 供电 回路1460.30.561.48446578.5119.3昭八、明No.15 供电 回路100.81080812.2总计动1501.70.671.12586.1657.4880.71338.2（380V 侧）力r照八、明25计入 K ep=0.8 心 q=0.850.641.19468.955

5、8.8729.51108.33.无功功率补偿由表1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因素只有 0.64。而供电部门要 求该厂10KV进线最大负荷时的功率因素不应地于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时的功率因素应稍大于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)=468.9tan(arc cos0.64)- tan(arc cos0.92) Kvar=361.1 Kvar参照图2-6,选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为 BW0.4-14-3型，采 用其方案1(主屏)1台和方案3(辅屏)4台相组

6、合，总容量84KvarX 5=420Kvar。 因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如下表：表2无功补偿后工厂的计算负荷项目cos计算负荷P30/KWQ30/KvarS30/KVA130/A380V侧补偿前负荷0.64468.9558.3729.51108.3380V侧无功补偿容量-420380V侧补偿后负荷0.96468.9138.3488.9742.8主变压器功 率损耗0.015S30=7.30.06Sb0=29.310KV侧负荷总计0.94476.2167.6504.829.1、变电所主变压器和主结线方案的选择1 变电所主变压器的选择根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所

7、的主变压器可以有下列两种方案：(1 )装设一台主变压器 型式采用S9，而容量根据Sn。 t=630KVA>S30=504.8KVA选择，即选一台S9-630/10型低损耗配电变压器。至于 工厂二级负荷的备用电源，由和邻近单位相联的高压联络线来承担。(2) 装设两台主变压器型式也米用S9,每台容量按式Sn t (0.60.7)S30选择，即Sn仟(0.60.7)X 504.8kVA=(302.9353.36)kVA因此选两台S9-400/10型低损耗配电变压器。主变压器的联结组别均采用Yyn0。2 变电所主结线方案的选择按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种主结线方案：(1) 装设一

8、台主变压器的主结线方案。(2) 装设两台主变压器的主结线方案。（3）两种主结线方案的技术经济比较（表 3）。表3两种主结线方案的比较比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技 术 指 标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损 耗略小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性较 好扩建适应性稍差一些更好一些经 济 指 标电力变压器的综合投资额由表2-8差得S9-630的单价为7.47万元，而由表 4 1查得变 压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为2X7.47万兀=14.94万兀由表2-8差得S9

9、-400的单价 为5.31万兀，因此两台综合 投资为 4X5.31万元=21.24 万元，比一台主变方案多投资6.3万元高压开关柜（含计量 柜）的综合投资额查表4-10得GG-1A（F）型柜按每 台3.5万元计，查表得其综合投 资按设备价1.5倍计，因此其综 合投资约为4X 1.5 X 3.5万元=21力兀本方案采用 6台GG-1A（F）柜，其综合投资约为6 X 1.5X 3.5万兀=31.5万兀，比一 台主变方案多投资 10.5万元电力变压器和高压开 关柜的年运行费参照表4-2计算，主变和高压开 关柜的折旧和维修管理费每年 为3.706万元（其余略）主变和高压开关柜的折旧和 维修管理费每年为

10、6.752万元，比一台主变方案多耗3.046万元交供电部门的一次性 供电贴费按800元/kVA计，贴费为 630X 0.08力兀=50.4力兀贴费为2X 400 X 0.08万兀=64万元，比一台主变方案多交13.6万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案略优于装设一台 主变的主结线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变 的方案，因此决定采用装设一台主变的方案。（说明：如果工厂负荷近期有较大 增长的话，则宜采用装设两台主变的方案。三、短路电流的计算1绘制计算电路（图1）图1短路计算电路2 .确定基准值 设 0=1OOMVA Udi=10.5kV，低压侧 Ud

11、2=0.4kV，则Sd100MVA 3Ud13 10.5kVSd100MVA3Ud23 0.4 kV= 5.5kV=144kA1 d21 d1 -3. 计算短路电路中各元件的电抗标幺值(1) 电力系统X1 =100MVA/200MVA =0.5(2) 架空线路由LGJ-150的x。=0.36/kV，而线路长0.3km,故X2 =(0.36 0.3)门 100 MVA2 = 0.098(10.5kV )(3) 电力变压器有Uz% =4.5，故4.5 100MVA “X37.1100 630kVA因此绘等效电路，如图2所示。(1)总电抗标幺值Xk4)=X1 +X2 =0.5 + 0.098 = 0

12、.598(2) 三相短路电流周期分量有效值!k3l !d1 /X*(k 书二5.5kA/0.598 二9.2kA(3) 其他短路电流(3)I(3)_ 二=1鳥=9.2kAiish(3)= 2.551= 2.55 9.2 =23.5kAiS3) =1.5"(3)-1.51 9.2 =13.9kA(4) 三相短路容量Sk2=Sd/X 忌斗)= 100MVA/0.598 =167.2MVA5 计算k-2点(0.4kV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1) 总电抗标幺值Xg =X； X； X； =0.5 0.098 7.1 =71(2) 三相短路电流周期分量有效值丨啟=ld；/X

13、迅z =144kA/7.7 = 18.7kA(3) 其他短路电流I £ =18.7kA(3)iS3)=1.841=1.84 18.7 =34.4kA lSh)=1.091=1.09 18.7 =；0.4kA(4) 三相短路容量Sk?二 Sd/Xk2)=100MVA/7.7 =13.0MVA以上计算结果综合如表4所示。表4短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAI(3>I kI''(3')|:i sh| (3)I shs【3)k 19.29.29.223.513.9167.2k-218.718.718.734.420.413.0四、变电

14、所一次设备的选择校验1. 10kV侧一次设备的选择校验（表 5）表5 10kV侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度台数装置地点条件参数UnI30I (3)I ki (3) ish1 曇 2tima数据10kV36.4A(I1N-T)9.2kA23.5kA29.2 X1.9=160.8次设备额定参数UnI NIocimaxIt2t高压少油断路器SN10-10I/63010kV630A16kV40kA216 >2=5122咼压隔离开关10kV200A一25.5kA102X5=5005型号规格6GN 8-10/200高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA一一

15、2电压互感器JDJ-1010/0.1kV一一一一1电压互感器JDJZ-10一 10 / 爲0.1 / 30.13_kV一一一一1电流互感器LQJ-1010kV100/5A一31.8KA813避雷器FS4-1010kV一一一一2户外式咼压隔离 开关GW4-15G/20015kV200A一一一1表5所选设备均满足要求。2. 380侧一次设备的选择校验（表 6）表6 380V侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度台数装置地点条件参数UnI 301 (3)1 kish戌 2tima数据380V总 742.8A18.7kA34.4kA18.72X0.7=244.8次设 备 型额

16、定参数UnInloci maxIt2t低压断路器 DW15 1500/3380V1500A40kV1号规格低压断路器 DZ20 630380V630A（大于130）一般 30kA12低压断路器 DZ20 200380V200A（大于130）一般 25kA3低压刀开关 HD13 1500/30380V1500A一1电流互感器 LMZJ10.5500V1500/5A一1电流互感器 LMZ1 0.5500V160/5A100/5A一1表6所选设备均满足要求。3高低压母线的选择 参照表5-25, 10KV母线选LMY 3 (40>4),即母 线尺寸为40m材4mm； 380V母线选LMY 3 (

17、80$) +50X5，即相母线尺寸为 80mm< 6mm,中性母线尺寸为 50mnX 5mm。五、变电所进出线和和邻近单位联络线的选择1. 10KV高压进线和引入电缆的选择(1) 10KV高压进线的选择和校验采用LJ型铝绞线敷设，接往10KV公 用干线。1) 按发热条件选择。由l30=36.4A及室外环境温度年最热月平均最高气温为 33。C，查表8-35,初选LJ 16,其在35。C时的Ia=93.5>l30,满足发热条件。2) 校验机械强度。查表8-33,最小截面Amin=35mm2，因此LJ 16不满足 机械强度要求，故改选LJ 35 o由于此线路很短，不需要校验电压损耗。(2

18、) 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验采用YJL22 10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。1) 按发热条件选择。由I30=36.4A及土壤温度25oC查表8-43,初选缆芯为 25mm2的交联电缆，其Ial=90A>I30,满足发热条件。2) 校验短路稳定。计算满足短路热稳定的最小截面Amin=103mm2>25 mm2,因此25mm2不满足短路稳定要求，故选择 YJL22 10000 3X 120电缆。2.380V低压出线的选择(1)馈电给机加工一车间的线路采用 VLV22 1000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。1） 按发热条件选择。由bo=287A及

19、地下0.8m 土壤温度25。C查表，初选缆 芯截面为240mm2，其la=319A>l30，满足发热条件。2）校验电压损耗。因未知变电所到机加工一车间的距离，因此未能校验电 压损耗。3）短路热稳定度的校验。满足短路热稳定度的最小截面2Amin=213mm所选240mm2的缆芯截面大于 Amin，满足短路热稳定度的要求，因此选择 VLV22 1000-3 >240+1 X120的四芯电缆（中性线芯按不小于相线芯一半选择， 下同）。（2）馈电给铸造车间的线路采用 VLV22 1000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直 接埋地敷设。（方法同上）缆芯截面240mm2聚氯乙烯电缆，即 VLV22 10

20、00 3>240+1X120的四芯电缆。（3）馈电给铆焊车间的线路采用 VLV22 1000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直 接埋地敷设。（方法同上）缆芯截面300mm2聚氯乙烯电缆，即 VLV22 1000- 3X300+1X150的四芯电缆。（4）馈电给电修车间的线路采用 VLV22 1000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直 接埋地敷设。（方法同上）缆芯截面300mm2聚氯乙烯电缆，即 VLV22 1000- 3X300+1X150的四芯电缆。六、变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定1 高压断路器的操动机构和信号回路断路器采用手力操动机构，其控制和信号回路如图3所示。图3电磁操动的断路器控制和信

21、号回路W控制小母线 WL 灯光指示小母线 WF闪光信号小母线 WS 信号小母线 WAS事故音响小母线 WO 合闸小母线 SA 控制开关(操作开关) KO合闸接触器 YO 合闸 线圈YR 跳闸线圈(脱扣器)KA 保护装置 QF16 断路器辅助触点 GN 绿色指示 灯RD 红色指示灯 ON 合闸 OFF 跳闸(箭头指向为 SA的返回位置)2 主变压器的继电保护装置1)装设反时限过电流保护。 采用 GL15 型感应式过电流继电器，两相两继 电器式结线，去分流跳闸的操作方式。 过电流保护动作电流的整定。I L.max=2liN.T=2X 630/(1.732 X 10)=72.7A Krei=1.3

22、Kw=1 K re=0.8 K i=100/5=20 I op=1.3 X1 X 72.7/(0.8 X 20)=5.9A 因此整流为 6A。 过电流保护动作时间的整定。整定高最小动作时间为0.5s。 过电流保护灵敏系数的检验。 Ik.min=IK-2(2)/KT=0.866X18.7/(10/0.4)=648AI op.1= I opXKi/Kw=6X20/1=120A, 因此保护灵敏系数为 Sp=648/120=5.4>1.5, 满 足灵敏系数 1.5 的要求。3) 装设电流速断保护。利用 GL15的速断装置。 速断电流的整定。 Ik.max= Ik-2(3)=18.7kA , K

23、rel=1.5 , K w=1 , K i=100/5=20KT =10/0.4=25 , 因此速断电流为： Iqb=1.5X1X18700/(20X25)=56.1A 速断电流倍数整定为 Kqb= I qb/I op =56.1/6=9.35 电流速断保护灵敏系数的检验。I k.min=IK-1(2) =0.866X9.2kA=8.0kA,I qb.1= I qb X Ki/KWw=56.1 X 20/1=1122A, 因 此 其 保 护 灵 敏 系 数 为 ：Sp=8000/1122=7.1>2 , 满足电流速断灵敏系数为 2的要求。七、设计图样 某机修厂降压变电所主结线电路图，如图

24、 4 所示。这里略去图框和标题栏。开关柜编号Nq70C1No.203Nu.204Na25No.206Nq07211开关柜型号PGT2-30P4JL2-JVPGL2-39PGL2-5UFGL2-30FUJI 1J开黃柜用途配屯配电配申和电配电无功口动补於线路编号1234£67N910111215141516线路去向1#2 #3#4拌6#7#X#9帑10#1U12#"桦14#15#询计算电简炖JS9.024.61164.61391221M9.7152172R.513711911JGXS-10/200SN10-101/630GN6 10/200GN6 10/200gLQJ-lflt100/5GNS-tO/2nft*0*RN2 10/0.5hTT)J- 10,10000/1001.QT-111,100/5JL22 - 10000120联網线【备用屯源1"220/580VLMY- S (80x6) +5dx,5JBW0.4 -14-3420k、mr$clmK