某纺织厂降压变电所电气设计

1、某纺织厂降压变电所电气设计 设 计 说 明某纺织厂降压变电所的电气设计 （一） 设计要求 要求根据本厂所能起得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到生产的发 展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所 主变压器的台数与容量，类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次 回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书， 绘出设计图样。 （三）设计依据 I 工厂总平面图 （参看图一） Itl 113 XX纺织厂阳 2工厂生产任务，规模及产品规格 本厂生产化纤产品，年生产能力为 2300000米, 其中厚织物占50%

2、，中织物占30%，薄织物占20%。全部产品中以腈纶为主体的混合物占 60%,以涤纶为主体的混合物占 40%。 3.工厂负荷情况 本厂的供电除二级负荷（制条车间，纺纱车间，锅炉房）外，均为 三级负荷，统计资料如表所示 工厂负荷统计资料（1-1） 厂房编号 厂房名称 负荷类别 设备容量/kw 需要系数 功率因数 1 制条车间 动力 340 0.8 0.80 照明 7 0.8 1.0 2 纺纱车间 动力 340 0.8 0.80 照明 7 0.8 1.0 3 锻工车间 动力 37 0.2 0.65 照明 6 0.8 1.0 4 机修车间 动力 296 0.3 0.5 照明 6 0.8 1.0 5 仓

3、库 动力 38 .03 0.6 照明 3 0.8 1.0 6 织造车间 动力 525 0.8 0.8 照明 8 0.8 1.0 7 染整车间 动力 490 0.8 0.8 照明 8 0.8 1.0 8 锅炉房 动力 151 0.75 0.8 照明 2 0.8 1.0 9 电修车间 动力 250 0.3 0.65 照明 4 0.8 1.0 10 生活区 照明 350 0.7 0.90 n .供电电源请况：按与供电局协议，公司可由附近一条 iokv的公用电源干线取得工 作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为 LGJ-150,导线为等边三角 形排列，线距了 2m干线首端所装设的高压

4、断路器断流容量为 500MVA此断路器配备有定 时限过电流保护和电流速断保护，定时限电流保护整定的动作时间为 1.7s。为满足工厂二 级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气 联系的架空线路总长度为 80km,电缆线路总长度为 25Km 川.电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每 1kVA为18元/月，动力电费为 0.20元/ kv.h,照明电费为0.50元/ kv.h此外电力用户按新装变压器容量计算，一次性地 向供电部门交纳供电贴费： 6-10KV为800元/KVA。 IV .工厂最大负荷时功率因数不小于 0.9。 V.气象资料：本厂地区最高温度为

5、38度，最热月平均最高气温为 30度。 地质水文资料：本厂地区海拔 60m，底层以杀粘土为主，地下水位为 2m。 负荷计算和无功功率补偿 XX纺织厂负荷计算表（2-1） 厂房 编号 厂房 名称 负荷 类别 设备 容量 /kw 需1527 KVA，即选一台S9-1600/10型低损耗配电压器。至于工厂 二级负荷的备用电源，由邻近的工厂相联的高压联络线来承担。 方案二：装设两台主变压器 型式同上，每台的容量根据式（3-4）和（3-5）选择，即 SN.T ： （0.6 0.7）1527 =（916.2 1068.9） kva 而且 SN.T _S（1 2）=（344.5 344.5 142.8） =

6、831.8kva 因此选择两台S9-1000/10型低损耗配电压器。工厂二级负荷的备用电源同方案一。 主变压器的联结组别均采用 YynO。 变电所主要结线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器的方案可设计两种主结线 万案: 装设一台主变压器的主结线方案 见设计附图1; jZSr/gnv 离压相科 d U(J) U3 GG- 1A-F) -54 GG -0? I GG IAF) G? 设和附图1装设台主变的王览线方案 （附高压柜列图）10 &feVT -M $ 7rE- 装设两台主变压器的主结线方案 见设计附图2; GG r拆 GG- 】AI 1AF) JAG) 1AF) ) 1AF) JAfF)

7、 一 1川 -II -ov 一汕 -Q7 V V T 设计附图2装设两台主变的主结线方案 （附高压柜列图）两种主结线方案的技术经济比较见表 3-2 表3-2 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 耗较大 由于两台主变并列，电压损 耗略小 灵活方便性 只有一台主变，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 查表得S9-1600单价为 15.18万元，但变压器综 合投资为其单价2倍， 因此其综合投资

8、为 15.18*2=30.36 力兀 查表得 S9-1000单价为10.76 万元，其综合投资为 4*10.76=43.04 万元，比一台 多投资12.68万元 高压开关柜（含计算柜） 的综合投资额 查表得GG-1A （F）型柜按 每台3.5万元计， 其综合 投资为单价1.5倍，因此 综合投资为4*1.5*3.5=21 万元 本方案采用了 6台GG- 1A（F）柜，总投资为 6*1.5*3.5=31.5 万元，比一 台多投资10.5万兀 电力变压器和高压开关柜 的年运行费 参照资料计算，主变和 高压开关柜的折旧和维 修管理费每年为5.335万 元（其余略） 主变压器和高开关柜的折旧 率和维修管

9、理费每年为 6.599万元，比一台多投资 1.264万元 交供电部门的一次性供电 补贴 按800元/kva计，贴费 为 1600*0.08=128 万元 按800元/kva计，贴费为 1000*0.08*2=160 万元 备注：以上数据均由参考工厂供电设计指导查表得。 从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变 方案，但是从经济指标看，装设一台主变方案远远优于装设两台主变方案，因此决定采用 装设一台主变的方案 四短路电流的计算 一：绘制计算电路（图 4-1） 二：确定基准值 设 Sd=1600MVA , Ud=Uc，即高压侧 Ud1=10.5kv，低压侧 Ud2=0

10、.4kv , 则 I = Sd 100MA d2 3Ud2 30.4kv 三：计算短路电路中各元件的电抗标幺值（公式参考工厂供电 ） （1） 电力系统 = 100MVA/500MVA 二 0.2 （2） 架空线路 参考架空线路设计，查表得LGJ-150的X。= 0.36 km，而线路长 8km，故 X2 = （0.36汉 8尸汉 100MVA = 2.6 （10.5kA）2 （2） 电力变压器 参考工厂供电设计指导，查表得Uz%二4.5，故 * 4.5 100 MVA X3 - 100 1600KVA I di 100MVA ,310.Sv = 5.5A = 144kA 二 2.8 图4-1短

11、路计算电路 S9-TbUU 四：计算k-1点（10.5kv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 X*（k_i）X2*=0.2 2.6= 2.8 （2） 三相短路电流周期分量有效值 ldi / Xk）= 5.5kA/2.8 = 1.96kA （3） 其他短路电流 l（ | （3） = |）= 1.96kA iS3）= 2.551 =2.55 汉 1.96kA= 5.0kA IS3）=1.51l=1.51.96kA=2.96kA （4） 三相短路容量 631 = Sd/X#）T00MVA/2.8= 35.7MVA 五：计算k-2点（0.4kV侧）的短路电路总电抗及三相

12、短路电流和短路容量 （1）总电抗标幺值 Xijkt） = X1 *+ X2*+ X3 二 0.2+ 2.6+ 2.8= 5.6 （2 ）三相短路电流周期分量有效值 1僧二 ld2/X、*（k_1）=144kA/5.6二 25.7kA （3） 其他短路电流 I（ 3） = |：（3） = I = 25.7kA iS3）= 1.84I （3） = 1.84江 25.7kA二 47.28kA IS3）=1.09l=1.09沢 25.7kA=27.5kA （4） 三相短路容量 632 = =100MVA/5.6=17.9MVA 以上计算结果综合如表 4-1 短路计算点 三相短路电路/kA 三相短路容量

13、/MV A 因此绘等效电路，如果 4-2 O图4-2等效电路 lk3) I (3) ish IsT S(3) k-1 1.96 1.96 1.96 5.0 2.96 35.7 k-2 25.7 25.7 25.7 47.28 27.5 17.9 五 变电所一次设备的选择校验 一：10KV侧一次设备的选择校验 本设计中，选择的是一号主接线方案，故将选择的高压开关柜按进线顺序编号。 开关柜编号 开关柜接线编号 NO.101 GG-1A(J)-03 NO.102 GG-1A(F)-54 NO.103 GG-1A(F)-07 NO.104 GG-1A（F）-07（备用 电源） 首先对于高压断路器的选择

14、，在 NO.103和NO.104开关柜中，装设真空断路器的柜价约比 少油断路器的柜价高出一万元。但考虑到现在市面上，少油断路器基本已被淘汰，室内广 泛使用真空断路器，考虑到维护以及更换，本设计中使用真空断路器。 此设计中，进线的计算电流为 88A ,配电所母线的三相短路电流周期分量有效值 IK3）=1.96KA，继电保护的动作时间为1.9S。动稳定度为is0=5.OKA，热稳度为ip.tima 选择VS1-12型，根据|C=88A，可初步选择VS1-12/630-16型号进行校验，校验可见下表。 在高压电路中发生三相短路时，ish=2.55l 断路器型号数据查工厂供电附表 17可知） 校验要求

15、，校验值应不小于被校验值。 序号 目 项 - 结 论 - N U V K O 1 V K 2 1 合格 C 3 6 合格 3 IK3）（断流能 力） QC KK 6 1 合格 4 定 稳 ish - 合格 5 热 z( ma) 松定 O0稳 s 2 X 2 !7 KK 6 丄 s 2 2 KK 6 合格 所以，选择VS1-12/630-16型真空断路器作为高压隔离开关。 高压隔离开关的选择，按照国家相关标准，高压隔离开关不需要进行断流能力校验。 对于户外的高压隔离开关，选择 GW4型号，初步选择 GW4-12/400 ,其相关数据查工厂 供电设计指导表5-19 序号 关 离 -ora 3 一

16、型 目 项 据 数 - 据 数 结 论 N U KK O 1 二 V K 2 1 合 格 C 8A 8 一 合格 3 ss - 合格 4 热 z( ma) ti定 稳 2 !7 KK 6 9 u( 丄 2 2 KK O 合格 对开关柜柜内隔离开关的选择校验 校验数据与户外隔离开关的校验数据一致，在开关柜中 选择GN 8型隔离开关，初步选择 GN86-1O./2OO型号。 序号 6 8 N G 目 项 - 结 论 - N U KK O 1 V K O 1 合格 C 8A 8 - O 2 合格 3 ss 二 合格 4 热 z( ma 130，满足发热条件。 2. 校验机械强度 查表后知，最小允许截

17、面 A min =35mm 2，因此按发热条件选择的 LJ-16不满足机械强度要求，故改选LJ-35 由于此线路很短，不需校验电压损耗。 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.按发热条件校验 由| 30 = |1N.T=57.7A及土壤温度25 C查表，初选缆芯截面为 25mm 2的交联电联，其I ai =90A 130，满足发热条件。 2. 校验机械强度根据公式计算得 A min 2 22 mm =22 mm I 30,满足发热条件。 2） 校验电压损耗 由图所示工厂平面图量得变电所至一号厂房距离大约为 100m

18、，由表查得 185 mm2的铜芯电缆的R0 =0.12Q /km（按75度时计），X0 =0.07 Q/km，又由一号厂房的 P30=272kw,Q30=2O4kvar 因此按公式得： ：U=【272kw X （0.12 X 0.1）+204kvar X （0.07 X 0.1）1 /0.38kv=12.34V 丄U%=12.34V/380v*100%=3.2% I 30,满足发热条件。 2） 校验电压损耗 由图所示工厂平面图量得变电所至六号厂房距离大约为 50m，由表查得 240 mm2的铜芯电缆的RO=O.1Q /km（按75度时计），Xo=O.O7 Q /km，又由六号厂房的 P30=3

19、98.4kw,Q30=294kvar 因此按公式得： ：U=【398.4kw X （0.10 X 0.05）+294kvar X （0.07X 0.05）1 /0.38kv=7.95V .： U%=7.95V/380v*100%=2.1% I 30,满足发热条件。 2)校验电压损耗 由图所示工厂平面图量得变电所至五号厂房距离大约为 50m，由表查得 4mm2 的铜芯电缆的Ro =5.61 Q /km(按75度时计)，X。=0.091 Q /km，又由五号厂房的 P30=13.8kw,Q3o=15.2kvar 因此按公式得： ： U=【13.8kw X (5.61 X 0.05)+15.2kva

20、r X (0.091 X 0.05)】/0.38kv=10.36V 二U%=10.36V/380v*100%=2.7% I 30,满足发热条件。 2) 校验电压损耗 由图所示工厂平面图量得变电所至生活区距离大约为 200m,由表8-35 查得 LJ-185mm 2 的 Ro=0.18Q /km ，X0 =0.3 Q /km，又由生活区的 P 3o=245kw,Q 3o=117.6kvar 因此按公式得： :U=【245kw X (0.18 X 0. 2)+117.6kvar X (0.3 X 0.2)1 /0.38kv=41.8V .： U%=41.8V/380v*100%=10.9%5% 故

21、不满足允许电压损耗的要求。为确保对生活区用电 的电压质量，决定采用LJ-120架空供电，查表的R0=0.28 Q/km，X0=0.3 Q /km，又由生活 区的P30=245kw,Q30=117.6kvar因此按公式得： ：U=【(245kw/4) X (0.18 X 0. 2)+(117.6kvar/4) X (0.3 X 0. 2) 1 /0.38kv=13.6V .： U%=13.6V/380v*100%=3.5%I 30 ,，满足发热条件。 2)校验机械强度 查表后知，最小允许截面 A =25mm 2的铝芯电缆的Ro=1.54Q min /KM(缆芯温度按 80C计),XO=O.12Q

22、 /km，二二级负荷的 P3o=67OKVy Qo=493KVAR 线 路按照2KM计，因此 U=【670kw X(1.54X 2)+493kvar X (0.12X 2)】/10kv=218V .： U%=218V/10KVx100%=2.185%5% 故满足允许电压损耗的要求 由于此线路很短，不需校验电压损耗。 七 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 本次设计中，使用的 4个高压开关柜，NO.101为计量柜，NO.102互感器、避雷器柜， NO.103出线柜，NO.1O4作为备用电源的高压联络线进线柜，均为固定式高压开关柜。 在NO.1O1 (GG-1A(J)-03 )柜中，高压隔离

23、开关采用手动操作机构。 作为计量柜，变电所的电能计量回路中，变电站高压侧装设专用计量柜，其上装有三相有 功电能表和无功电能表，分别计量全厂消耗的有功电能和无功电能，并据以记算每月工厂 平均功率因数。 按照GBJ63-1990的规定，本设计中交流回路的仪表的精确度等级为 2.5级，则互感器精确 度精度等级为1.0。 FA-电At慌 PJI二和功电度護仃料氛小耶k PJ2- ifc 1lXHFU NO.102( GG-1A(F)-54 )柜作为互感器，避雷器柜，其作用为绝缘监察装，其中电压互感 器为三个JDZJ 10,组成Y。 /Y。/二(开口三角)的接线，按 GB50062-1992规定， 其电

24、压表的精确度等级按标准选择 2.5级，用以实现电压测量和绝缘监视。 电压 二次囱路 U i I 科I 丁V电虫互處器高压隔藉开关班其辅助粒点 SA-%压转换幵芙P#电压霞电靈雉厳器KS-信号燧电黑 wc控翻小喙线 ws-te号小母线 wrs预报信号小辞纯 rk 高压柜NO.104 (GG-1A(F)-07 )作为备用电源的高压联络线的进线柜，装有三相有功电能 表、三相无功电能表和电流表，高压进线上也装有电流表。其选择的方法和结果同 NO.101 柜子。 PA PH三相科坊电( (rHns?/!fisG对“円一=制无处屯厦gxt.nx陆加 另外作为备用电源的高压联络线的继电保护装置，应装设有反时

25、限过电流保护，初步米用 电丽忖圖 GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸的操作方式。 =2I 30 =194A， Kre =08， Krel =1 3 因此过电流保护动作电流I op整定值为7A 过电流保护动作时间的整定 按终端保护考虑，动作时间为 装设电流速断保护 亦利用GL15型继电器的电流速断装置。 高压柜NO.103 (GG-1A(F)-07 )作为出线柜，选用的是 VS1-12/630-16型号高压真空断路 器作为在继电保护装置下自动跳闸，切除短路故障的装置。 此高压断路器的操作机构控制本设计中采用弹簧储能操作机构和真空灭弧室部件前后布置， 组成统一整体的结构形

26、式。断路器的位置信号，本设计中，红灯亮表示断路器处于合闸位 置，绿灯亮表示断路器处于跳闸位置。其控制和信号回路见附件 次重合闸。高压隔离开关则采用手动操作机构。 断路器弹簧机构以及信号回路 WCiNi 过电流保护动作电流的整定 用公式 | p= Krel Kw KreKi ，式中 I L.max 1 op = Krel Kw =6.3A KreKi 0.5S。 7-1，用此方式可实现一 IFU TD T Pl PC r rf-p n4 1 1 i T ;； 1 1 I i :;: CHH - - - 1 IU 护 F1 科 HLG VR Q! rn 采用一次重合闸，其自动重合闸的原理图如下。设

27、计中重合闸继电器采用 DH-2型，1SA 为断路器控制开关，图中所画为合闸后的位置， 2SA为自动重合闸装置选择开关，用于投 入和解除ARD。U 4H N i cp II K. C CD HJ I HI 钠 Pi i I 2SA选择开关 1SA断路器控制开关 KAR重合闸继电器 KM合闸继电器 YR_跳闸线圈 QF断路器辅助触点 1KM一防跳继电器（DZB-115型中间继电器） KAR重合冊（AREO堆电器 YO-合闻线圈YR-跳闸统! KM-保护裳JT出口堆观器 SHK SB2-?Effi QF 断略器 主变压的保护装置 ti AJ 曲口的 1 1 - ftlfl Mill CRTIM J

28、ft Fl 国i 瓦斯保护 本次设计中，主变压器选择的 S9-1600/10型低损耗配电压器，其为容量 1600KVA的油浸式变压器，因此需要装设瓦斯保护。当变压器油箱内故障轻微瓦斯或油面 下降时，瞬时动作信号；发生严重故障产生大量瓦斯时，则动作于跳闸。 另外，针对100000KVA以下的变压器，可装设过电流保护和电流速断保护，且对 1600KVA及以下的变压器，一般采用 GL型继电器兼作过电流保护和电流速断保护（过电 流保护作为电流速断保护的后备保护）。 因此本设计中，初步采用 GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳 闸的操作方式。 A 1 2轻瓦斯 下疗看号 重瓦斯 K

29、S T 过电流保护动作电流的整定 利用公式|op= reiKw ，式中|L.max KreKi =21 NT=2 MOOOKVA/ ( gxIOKV ) =115A , Kre=0.8, Krei=1.3, Ki =100A/5A=20 因此过电流保护动作电流|op整定为10A。 （GL15型继电器的过电流保护动作电流为 2- 10A，且为整数） Sp=682A/200A=3.411.5 满足规定的灵敏系数 1.5的要求。 装设电流速断保护 利用GL15型继电器的电流速断装置来实现。 速断电流的整定 利用公式Iqb= Krel Kw = 14 1 19700A=55A q Ki KT 20X2

30、5 速断电流倍数整定为 I qb Kqb= =55A/10A=5.5 Iop （Kqb可不为整数，但必须在 2-8之间） Sp=1700A/1100A=1.551.5 按照JBJ6-1996和JGJ/T16-1992的规定，电流速断保护的最小灵敏系数为 2,则，这里的 电流速断保护灵敏系数偏低了一些。而 GB50062-1992规定，电流保护的最小灵敏系数为 1.5,所以这里也满足要求。 因此，以上整定都满足要求。 针对本设计中，变压器为 1600KVA的油浸式变压器，所以按照相关要求，应装置温度保 护。 本设计中的变压器虽为单台运行但作为其他负荷的备用电源，应该装置过负荷保护，同时， 若变压

31、器低压侧单相接地故障，本设计中低压总开关采用 DW15-2500/3型低压断路器，三 相均装过流脱扣器，即可实现对低压侧相间短路和过负荷的保护，又可实现对低压单相接 地短路的保护。 脱扣器动作电流的整定为压断路器过流脱扣器的额定电流 IN.OR不小于线路的计算电流 I30, 即卩 IN.OR qo IOP WKLlal,失中I al绝缘线缆的允许载流量； Koi绝缘线缆的允许短时过负荷系数，对瞬时 和短延时过流脱扣器，一般取 4.5 ;对长延时过流脱扣器，做短路保护时取 1.1，只做过负 荷保护时取1。I op = Krel Kw I L.max =9.3A KreKi 过电流保护灵敏系数校验

32、 Sp = I k. min I op.1 -1.5 电流速断保护灵敏系数校验 利用公式s p = 3 2 Iop.1 IOPWKOL |ai=2235AW 2707*1.1=2978A 整定结果满足要求。 低压侧所有出线上装设 DZ20型低压断路器，其过电流脱口可实现对线路短路故障的保护。 整定从上，整定 |OP WKL lai=803A 1.5 低电压起动的灵敏系数校验 SP（u）= U op.1 U sp.max _ 1.2=10/5=2 _ 1.2 Sp= 3 _1.5的要求 I op.1 U op = U min K rel K reK =0.83 TAI KA； VQF 3 ( T

33、A2 1KAI 7 fRl y w 1 YRi KA2 KA2 WF WC( ：FU Q_ H陋It回恪 YO AfiSft 护 RD QF雪 OFF - ON KA. K羅 j 电流窗电埶GL KW卞W屮阎環电器?Q 砧17 商号堆电ttQkX-iD XG1、K72瓦斯増电M KH-M1#电器RJltl色糟号疔GK-SfttT SA控制乎关（LW2 Z】氣1、招山0、2Q/F助FW帳tl YC合脯线fth YR、YM2最相股郢犠渤机福肉晚扣霍）QF有压斷符羞 紐专攒肖 w二-播榨的制）小昭i WF-氏死慎号小即歿 才折一 GN QF KM1 QF = M M KSl1 、 3F KB 低压侧

34、的动力出线上，均装有有功电能表和无功电能表。低压侧照明线路上，装有三相四 线有功电度表。低压并联电容组线路上，装有无功 压母线上装有电压表。仪表的准确度级选择同上。 电力线路的保护 针对10KV线路的相间短路保护，两相电流互感器应接有由电流继电器构成的保护装置。 而后备保护，应采用远后备方式，即当电路的主保护或断路器拒动时，由相邻线路或设备 的保护来切除故障。 线路的过负荷保护对可能出现过负荷的电缆线路，应装设过负荷保护。保护装置宜带时限 动作于信号。当危机设备安全时，可进行跳闸。 对线路过电流保护的整定计算 过电流保护动作的整定计算由公式 |op= Krel Kw Ilmax KreKi 线

35、路最大负荷电流可取（1.5-3） |30，本设计取1.5 由于采用感应式继电器，lop应为整数并且在10A以内。 I L.max =1.5 X 88=132A， Kre =0.8，Krel =1.3， Ki =100A/5A=20 , Krel Kw / 、 Iop= - Il.max=1.3*132*1/ （ 0.8*20）=10A KreKi 速断电流的整定 利用公式lqb= Krel K- = 1.4 1 19700A=55A q Ki KT 2075 速断电流倍数整定为 I qb Kqb= =55A/10A=5.5 I op （Kqb可不为整数，但必须在 2-8之间） 电流速断保护灵敏

36、系数校验 利用公式SDS _2 P I op.1电能表。每一回路均装有功电流表。低 EAyo SI - Jlr 厘曲电 出口倍号 i 1 臨甥站电爲 T- 跳闸 邃斯 护 育加速: Sp=1700A/1100A=1.551.5 线路单相接地保护动作电流的整定为 其中Ic.z按下面公式进行计算 SF=150/20/4.5=1.661.5 备用电源自动投入装置的选择 本设计中的备用电源来自相邻工厂，作为备用电源，应经常断开，为保证在工作电源的断 开后备用电源能投入使用，而装置自动投入装置。下图为备用电源自动重合闸原理图，重 合闸继电器采用 DH-2型，1SA为断路器控制开关，图中所画为合闸后的位置

37、， 2SA为自动 重合闸装置选择开关，用于投入和解除 ARD 其中Kre取值为1.5 单相接地保护的灵敏系数的检验 IC=UNL/10=8 IOP=1.5*8/20=4.5 IKM .J 2- 吕 MVI K K 二 - 15000 m? 0.6 0.4 商场照明 0.9 0.7 200 kW 0.6 0.4 之差大于三相总负荷10%寸，应取最大一相负荷的三倍作为等效三相负荷计算，否则按三 相对称负荷计算。 同类设备的计算容量，可以将设备容量的算数和乘以需要系数。不同类型的设备的视 在功率，应将其有功负荷和无功负荷分别相加后求其均方根。 Sjs = P： Q2s (kVA) (2-5) 表2-

38、2需要系数及功率因数表 注：大面积集中控制的灯比相同建筑面积的多个小房间分散控制的灯的需要系数大。插座 容量的比例大时，需要系数的选择可以偏小些。 计算电流的计算 380/220V三相平衡负荷的计算电流： Ijs 二 Pjs / 3Ue cosPs / 0.658cos1.52Rs / cos (A) 式中Ue 三相设备的额定电压，Ue= .38kV。 220V单相负荷的计算电流: Ijsd = Pjs/Uedcos : = Pjs/0.22cos : ： 4.55Rs/cos (A) 电力变压器低压侧的额定电流： (2-6) (2-7 ) (2-8) I js - Set / et “ Se

39、t / 0.693 ：- 1.443Set 式中Set变压器的额定容量 (kVA)； U et 变压器低压侧的额定电压， U et=0.4 kVo 2.2全纺织厂总负荷计算 1、照明负荷计算 方案设计阶段确定照明及插座的计算容量，采用单位指标法进行计算 各个车间照明如下图 制条车间的建筑面积约为 350血2,用电指标平均取 8.5W/ m2 P=SX 8.5W/ m 用途 数量 单位面积 2 (m ) 总面积 2 (m ) 设备容量 (KW) 生活区 1 141177 17500 350 电修车间，锅炉 房，仓库 3 200, 100 ,150 600 4+2+3 其他六个车间 6 350,

40、350 ,400, 4 00, 300 ,300 1200 8+8+6+6+7+7 走廊 10 20 200 4 总计 19300 405 施工图阶段采用需要系数法 用单位指标法做出的计算容量 20 kW即为用需要系数法计算中的设备容量， 因此在需要系数法下，一层照明的 Pjs=Kx x Pe=0.85X 7=5.6 kW Qjs = Pjs x tg=5.6 x 0.62= 3.472 KVAR Sjs = Pjs / COS=5.6 * 0.8=7kVA I js =1.52Pjs/COS=1.52 x 39.1 *0.85=10.64A 该纺织厂各个车间总负荷计算见表 2-3 (因总面积

41、500 m 2700 m3000 m,所以需 要系数取Kx =0.8 ) 表2-3各个车间负荷计算表 厂房名称 设备 容量 KW KX tan 计算负荷 Pjs KW Qjs KVAR Sjs KVA I js A 制条车间 7 0.8 0.62 5.6 3.472 7 10.64 的选择 1、低压断路器的选用要点 断路器的额定电压不小于线路额定电压。 断路器的额定电流与过电流脱扣器的额定电流不小于线路计算负载电流。 断路器的额定短路通断能力不小于线路中最大短路电流，注意进出线端的短路通断 能力是否相等。 断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。 选择配电断路器需考虑短延时，短路通断能力和

42、延时梯级的配合。 选择电动机保护用断路器需考虑电动机的起动电流并使其在起动时间内不动作。笼 型感应电动机的起动电流按 815倍额定电流计算。 直流快速断路器需考虑过电流脱扣器的动作方向（极性） 、短路电流上升率di/dt。 漏电保护断路器需选择合理的漏电动作电流和漏电不动作电流。注意能否断开短路 电流，如不能断开短路电流则需和适当的熔断器配合使用。 灭磁断路器选用时需考虑发电机的强励电压、励磁线圈的时间常数、放电电阻及断 开强励电流的能力。 2、选择结果 依据断路器的选择原则，参照电子样本，本设计的全部低压断路器均选用的德力西集 团生产的DZ20系列塑壳式断路器。 DZ20系列塑料外壳式断路器

43、适应于交流 50Hz （或60Hz）,额定电流100A至1250A,额 定绝缘电压690V,额定工作电压380 （ 400） V及以下的配电线路中，作为分配电能和线路 及电源设备的过载、短路和欠电压保护。其中 丫、J、G型额定电流225A及以下和Y型 400A及以下的断路器亦可作为保护电动机用，在正常情况下，可分别作为线路的不频繁转纺纱车间 7 0.8 0.62 5.6 3.472 7 10.64 锻工车间 6 0.8 0.62 4.8 2.976 6 9.12 机修车间 6 0.8 0.62 4.8 2.976 6 9.12 仓库 3 0.8 0.62 2.4 1.488 3 4.56 织造

44、车间 8 0.8 0.62 6.4 3.968 8 12.16 染整车间 8 0.8 0.62 6.4 3.968 8 12.16 锅炉房 2 0.8 0.62 1.6 0.992 2 3.04 电修车间 4 0.8 0.62 3.2 1.984 4 6.08 生活区 350 0.7 0.75 245 183.75 350 532 i电气设备的选择 2.3 .1 低 压 断 路 器 换及电动机的不频繁起动之用。 本系列断路器是以 Y型为基础产品，由绝缘外壳、操动机构、触头系统和脱扣器四个 部分组成。断路器的操作机构具有使触头快速合闸和分断的功能，其“合”、“分”、“再扣” 和“自由脱扣”位置以

45、手柄位置来区分。 C型、J型和G型断路器是在 Y型产品基础上派生 设计而成。J型断路器是将Y型断路器的触头进行结构改进使之在短路情况下，在机构动 作之前，动触头迅速斥开，达到提高通断能力的目的。 本断路器的主要技术参数见表 2-4。 表2-4断路器主要技术参数 壳架等级 功率损耗W 短路分断能力 KA （有 效期） 飞 弧 型号 最大的额 定电流A 额定电流1 n A 固定式 插入 式 1 cu /cos I cs /cos 距 离 mm 6 20 25 32 40 DZ20C-160 160 50 63 80 100 40 50 12/0.30 / 125 160 DZ20Y-100 16

46、20 25 32 40 50 63 80 100 30 35 18/0.30 14/0.30 DZ20J-100 100 35 40 35/0.25 18/0.30 DZ20G-100 40 50 100/0.20 50/0.25 80 100 125 160 DZ20C-250 250 180 200 225 45 55 15/0.20 / 250 DZ20Y-225 100 125 160 180 200 225 40 50 25/0.25 19/0.30 DZ20J-225 225 50 65 42/0.25 25/0.25 DZ20G-225 60 80 100/0.20 50/0.2

47、5 DZ20C-400 65 80 20/0.30 / DZ20Y-400 400 200 250 315 75 90 30/0.25 23/0.25 DZ20J-400 350 400 85 110 42/0.25 25/0.25 DZ20G-400 120 150 100/0.20 50/0.25 100 DZ20C-630 95 120 20/0.30 / DZ20Y-630 630 400 500 630 105 130 30/0.25 23/0.25 DZ20J-630 105 130 50/0.25 25/0.25 DZ20-1250 1250 630 700 800 1000 1

48、250 240 300 65/0.20 32.5/0.25 120 以回路 WL伪例，此回路为制条车间照明回路，此回路负荷计算如下： Pjs =K X Pe=0.85 x 7=5.6 kW Qjs = Pjs x tg=5.6 x 0.62= 3.472 KVAR Sjs 二 Pjs / COS =5.6 0.8=7kVA I js =1.52Pjs/COS=1.52 X 39.1 十 0.85=10.64A 整定电流为40A,故，由断路器主要技术参数表中，可选出此回路的低压断路器型号 为DZ20J-100（40A）。电流互感器选用华东电气生产的LMK-0.66 75/5型号的产品。 2.3.

49、2低压开关柜的选择 GH 1型低压固定组合式开关柜适用于交流 5060Hz,额定工作电压交流 380V,额 定绝缘电压660V、2000KVA及以下配电变压器的电力系统中，作为配电、动力、照明、无 功补偿、电动机控制中心等用，能够满足广大用户的不同使用要求。 该开关柜全部采用螺钉紧固连接而成，所有的开关元件安装在专用的元件室内，并与 垂直母线室用钢板隔开，上下单元之间设有金属或绝缘隔板，母线室与元件室和 电缆室用钢板隔开，电缆室与垂直母线用钢板或绝缘板隔开，确保了各功能单元运行和维 护时的安全，有效的防止某一单元因故障影响其它单元的正常运行。 所有的单元，单回路时方案的塑壳开关在 100A系列

50、以上的均采用柜外旋转式操作机构 （如上边选择的 DZ2 0式低压断路器）。其操作机构与门板设有闭锁，当开关接通时不能打 开门板，只有开关断开时才能开启门板进行维护或维修。确保操作安全的可靠性。同时防 止了因闭合开关时短路飞弧对人身的伤害。且开关的操作机构在开关断开时，手柄能被挂 锁锁住。防止人为的误操作接通开关。 开关柜主要技术参数见表 开关柜主要技术参数 额定工作频率 5060Hz 受流电流（A） 1000、 1600、 2000、 2 500、 3200、 4000 额定工作电压 （V） 380 主母线额定短时耐受电 流 30、 50、 65 kA 绝缘电压（V） 500 主母线额定短时耐

51、受峰 值电流 63、 105、 135 kA 水平母线额定电 流（A） 1000、 1600、 2500 、4000 工频耐压1min （V） 2500 垂直母线额疋电 流（A） 630、 1000、 1600 控制电机容量（kW 0.5 320 kW 馈电电路最大电 流（A） 3000A 外壳防护等级 IP30 此开关柜的使用条件如下： 周围空气温度不高于+40摄氏度，且24小时内平均温度不高于 +35摄氏度，不低于- 10摄氏度。 空气清洁，相对湿度在最高温度 +40摄氏度时不超过50%在较低温度时允许有较高 的相对温度，如+20摄氏度时为90% 没有火灾，爆炸危险、严重粉尘，化学腐蚀及剧

52、烈震动的场所。 海拔不超过2000m。 开关柜适用于以下温度运输和储存， -25+55摄氏度，在短时内（不超过24小时） 不超过+70摄氏度。 因此在本工程设计中，选用了朝阳电器开关厂生产的低压固定组合式开关柜。 2.3.2导线型号及截面的选择 2.3.2.1 导线型号的选择 1、 导体材料的选择 从节能角度，为了减少电能传输时引起的线路上电能损耗，要求减少导体的电流阻抗 则使用铜比铝好。故，本设计中所有导线电缆全部选用铜芯线。 2、 导线绝缘及护套材料的选择 电力电缆 交联聚乙烯、绝缘聚氯乙烯护套的电力电缆：其制造工艺简单，没有敷设高差的限制。 重量较轻，弯曲性能好，具有内铠装结构，使铠装不

53、易腐蚀。能耐油和酸碱性的腐蚀，而 且还具有不延燃的特性，可适用于有火灾发生的环境。同时，该电缆还具有不吸水的特性， 适用用于潮湿、积水或水中敷设。 导线 塑料绝缘导线：其绝缘性能好，制造工艺简单，价格比较便宜，无论明敷或穿管都可 替代橡皮绝缘线。但其气温适应性较差，低温时易变脆，高温易挥发。 由于民用建筑主要由低压供配电线路供电，所以导线截面的选择主要采用发热条件计 算法和电压损失计算法。 2.322导线截面的选择 电流通过导线时，要产生电能损耗，使导线发热，若绝缘导线和电缆的温度过高时， 可使绝缘损坏，甚至引起火灾。当裸导线的温度过高时，会使其接头处的氧化加剧，增大 接触电阻，使之进一步氧化

54、，如此恶性循环，甚至可发展到断线。因此规定了不同材料和 绝缘导线的允许载流量。在这个允许载流量范围内运行，导线的升温不会超过允许值。选 择导线截面使通过相线的电流 I c应不超过导线正常运行时的允许载流量 I al。 1、 中性线截面的选择 三相四线制系统中的中性线，要考虑不平衡电流和零序电流以及谐波电流的影响。 一般三相四线制系统中的中性线截面应不小于相线截面的一半。 有三相四线制引出的两相三线制和单相线路，因中性线电流和相线电流相等，故中 性线截面和相线截面相同。 如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出，该谐波电流回流过中性线，此时中 性线截面应不小于相线截面。 遵循以上原则，本设计中各

55、中性线截面是相线截面的一半。 2、 保护线截面的选择 保护线截面要满足短路热稳定的要求，按 GB50054-95低压配电设计规范规定： 当相线截面小于 16mm2 时，保护线截面应不小于相线截面。 当相线截面不大于 35mm且大于16mm时，保护线截面应不小于相线截面。 当相线截面大于 35mm时，保护线截面应不小于相线截面的一半。 本设计中，根据全国民用建筑工程设计技术措施当相线截面不大于 35mm时，各 保护线截面和相线截面相同。当相线截面大于 35mm时, 各保护线截面至少为相线截面的 一半。除消防电缆用的 ZR-XEYH型，另啲都用的 W型的；导线都选择的 BV型。 以普通回路 WL1

56、为例，为地下室照明，其计算电流为 21.9A，整定电流为40A。10伽2 的聚氯乙烯电缆载流量至少为 40A，因此本回路电缆选聚氯乙烯电缆 W-4X 10+1X 10型号 的即可。对于回路 WLM14为弱电机房，其计算电流为 15.2A，整定电流为32A。10 mm 2的 BV导线的载流量至少为 32A,因此本回路导线选择 BV-4X 10+EX 10-RC25型号。 而对于消 防负荷的回路， 如回路 WLM9为消防栓泵，其计算电流为 33.44A，整定电流为80A=本工 程消防电缆均选用 ZR-XEYH型，因此，此回路选用电缆型号为 ZR-XEYH4X 35+1X 25。 3 照明系统设计

57、3.1.1 照明光源选择的一般原则 1、 室内照明光源的确定，应根据使用场所的不同，合理地选择光源的光效、显色性、 寿命、起动点燃和再启燃时间等光电特性指标，以及环境条件对光源光电参数的影响。 2、 室内照明应优先采用高光效光源和高效灯具。在有连续调光、防止电磁波干扰、频 繁开闭或室内装修设计需要的场所，可选用白炽灯或卤钨灯光源。 3、 在选择光源色温时，应随照度的增加而提高。当照度低于 100lx 时宜采用色温低于 3300K的光源。 4、室内一般照明宜采用同一种类型的光源。当有装饰性或功能性要求时，亦可采用不 同种类的光源。 3.1.2照明灯具选择的一般原则 1、 在选择灯具时，应根据环境

58、条件和使用特点，合理地选定灯具的光强分布、效率、 遮光角、类型、造型尺度以及灯的表观颜色等。 2、 对于功能性照明，宜采用直接照明和选用敞开式灯具。 3、 在高空间安装的灯具，如楼梯大吊灯、室内花园高挂灯、多功能厅组合灯以及景观 照明和障碍标志灯等不便检修和维护的场所，宜采取延长光源寿命的措施。 4、 公共建筑中的门厅、大楼梯厅等处，可采用较高亮度的灯具。照明负荷平面布置 3.2照度计算 选择照度是照明设计的重要问题，照度太低会损害工作人员的视力，不合理的高照度 则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。在满足标准照度的条件下，为 节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三

59、种方式，当一种光源不能满足 显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色 性。 另外，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有 利于健康。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反 射系数可达70- 80%，同样能起到节电的作用。 常用的照度计算方法有利用系数法，单位容量法和逐点法等 3种。任何一种照度计算 方法，都只能做到基本准确，工程上计算结果有 +20%至-10 %的误差是允许的。因此在本 高层教学楼的照明设计中采用了单位容量法计算。 单位容量法，是从利用系数法演变过来的一种计算照度的简化方法。单位面

60、积安装功率 表是考虑了灯具的形式和布置，光源效率，要求的最低照度，计算高度以及各种反射和减 光因素后，编制成的单位面积所常需灯泡或灯管的功率的关系表。这是一种常用的简便方 法。它适用于在方案设计或初步设计时的近似计算和一般的照明计算，这对于估算照明负 载或进行简单的照明计算是非常适用的。 1、 计算步骤：一般知道了房间的被照面积后，就可以利用编制好的单位面积安装功 率表来确定灯泡或灯管的功率，其步骤为： 选择照明光源和灯具； 根据要求的照度，查表求得单位面积的安装功率； 按公式计算灯具数量，据此布置一般的照明灯具，确定布灯方案。 2、 计算公式 IP =PoS N 二 3P/Pt(3-1 )