广大铁路云南祥云隧道正洞供配电系统设计(高压进洞)

页题目：广大铁路云南祥云隧道正洞供配电系统设计（高压进洞）1.设计任务1.1设计题目：广大铁路云南祥云隧道正洞供配电系统设计（高压进洞）1.2设计目的通过本课程设计：1掌握变配电所主接线的方案选择；2．掌握负荷计算、短路计算、无功功率补偿计算方法3．掌握导线和元件的选择与校验方法4．掌握低压配电柜的设计思路或低压成套设备的选择方法5．掌握常用绘图软件绘制的方法6．掌握查阅手册或其它资料的方法1.3设计任务与要求施工工地采用10KV高压架空铝绞线（4Km）从地区变电所引至施工工地竖井，后采用电缆线（长度为1Km）引到洞内变压器，竖井处终端杆上安装高压户外熔断器保护及避雷器保护，低压侧采用低压断路器保护，正洞内主要用电设备及其参数见附表。洞内主要电气设备离变压的距离统一定为100m。要求低压侧最大负荷功率因数不能低于0.92。各低压干线的电压损耗不许超过5%。负荷统计表负载编号负载名称设备容量（KW）需要系数Kd功率因数cosᵩ1轴流通风机450.82混凝土喷射机750.873输送泵1100.884二衬行走台车7.50.785液压双液注浆机110.846电焊机（6）290.350.67全自动数控液压钢筋调直切断机5.50.848钢筋弯曲机2.20.869钢筋切断机30.8710无堵塞排污泵（2）811节能灯（150）0.0360.9112碘钨灯（10）10.91

2系统式主接线图3.装置式主接线图设计内容3.1负荷计算负荷计算的目的是：（1）计算供配电系统变压器的负荷电流及视在功率，作为选择变压器容量的依据。（2）计算流过各主要电气设备(断路器、隔离开关、母线、熔断器等)的负荷电流，作为选择这些设备的依据。（3）计算流过各条线路(电源进线、高低压配电线路等)的负荷电流，作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。（4）为电气设计提供技术依据。计算公式：有功功率无功功率视在功率计算电流式中，kx为需要系数；为功率因素；为功率因素的正切值；为用电设备组的额定电压；轴流通风机:（2）混凝土喷射机:输送泵:(4)二衬行走台车：液压双液注浆机:电焊机:全自动数控液压钢筋调直切断机：钢筋弯曲机：钢筋切断机：无堵塞排污泵：节能灯：碘钨灯：结果表达如下表。负载名称额定容量（KW）需要系数（K）工作电压（KV）功率因数cosᵩ计算有功(KW)计算无功(Kvar)视在功率(KVA)计算电流(A)轴流通风机450.380.84533.7556.2585.46混凝土喷射机750.380.877542.7586.20130.98输送泵1100.380.8811059.40125189.92二衬行走台车7.50.380.787.56.089.6214.61液压双液注浆机110.380.84116.49132.14200.77电焊机（6）290.350.380.660.980.997101.5154.21全自动数控液压钢筋调直切断机5.50.380.845.53.24530.6046.49钢筋弯曲机2.20.380.862.21.1222.563.89钢筋切断机30.380.8731.713.495.24无堵塞排污泵（2）80.88126.4813.6420.72节能灯（150）0.0360.90.2210.032400.03240.085碘钨灯（10）1+0.90.2210.900.92.36总计304.236311.814218.06385.643.2.无功功率的补偿设计要求达到的功率因数为0.92以上，需要进行无功补偿。无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.92，补偿前功率因数采用低压补偿，可取补偿后为0.94则需补偿功率并联电容器取型号BZMJ0.4-30-3（309页表A-2）型4个补偿后功率因数满足要求3.3短路电流的计算短路电流计算的目的和步骤短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。当电源运行状态变化时，短路电流发生显著变化，选择设备时，需要知道通过该设备最大可能的三相短路电流，因此要按最大运行方式计算短路电流；校验继电保护装置的灵敏度时，按最小运行方式短路时的灵敏系数是否合格，需算出最小运行方式下的短路电流。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺值法。取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uav，两个等级为Ud1=10.5KV，Ud2=0.4KV系统S线路QF1变压器T1K1点三相短路时的短路电流和容量的计算计算短路回路总阻抗标幺值计算K1点所在电压级的基准电流计算K1点短路电流各量K2点三相短路时的短路电流和容量的计算计算短路回路总阻抗标幺值计算K1点所在电压级的基准电流计算K1点短路电流各量3.4变压器的选择在进行负荷统计及无功补偿后，就可根据补偿后的容量进行变压器的选择。变压器的选择包括容量、台数、类型的选择。3.4.1变压器容量的选择原则：1.选择1台变压器时容量应满足：2.选择2台变压器时每台容量应同时满足：式中，为变压器低压侧负荷计算容量，为所要选择的变压器容量，为部的一二级负荷和。3．选择l台配电变压器容量时应考虑容量上限，一般不超过1250一2000KVA。4．适当考虑负荷的发展。3.4.2.变压器类型的选择原则：1．一般情况选择双绕组三相变压器，并选用SL7、S7、S9等低损耗电力变压器‘251。2．多尘或腐蚀场所选择防尘防腐型变压器如SLl4等系列全密封式变压器。3．高层建筑选用不燃或难燃型变压器如SCL系列环氧树脂浇注干式变压器或SF6型变压器。4．多雷地区宜选用防雷型变压器如Sz变压器。5．电压偏移大的电压质量要求高的场所选用有载调压型变压器如SZL7、Sz9系列变压器。综合以上考虑，选择2台接线方式为Yyn0的S11-M630的变压器3.5导线与电缆的选择原则为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济的运行，进行导线和电缆截面时必须满足一些条件:（1）发热条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时的发热温度，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正常最大负荷电流即线路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，可不进行电压损耗检验。（3）机械强度导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需要检验其短路热稳定性。母线也应检验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。根据设计要求和有关资料的考证，10kv电路，通常先按发热条件来选择截面，在校验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因为其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。3.5.1高压进线的选择10kv高压进线的选择与校验采用LJ性铝绞线，架空敷设，接往10kv公用干线。查相关资料，10kv铝及铝合金最小截面为35平方毫米，不满足机械强度的要求，故选LJ-50型铝绞线,线间几何距为1m时要求电压损失很小。石家庄月最热平均温度为32度，温度系数查表A-11可知允许载流量为215电压损耗检验发热情况机械强度50>35综上，满足要求电缆选择与校验查表得18.87A<31A（6电缆35度时安全载流量）选用的橡套铝芯电缆可以满足要求。3.5.2低压线路的选择线长100m，按允许载流量选择导线。本方案选用铜导线轴流通风机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为>85.46满足混凝土喷射机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为>130.98满足输送泵计算电流,选择截面积型，时允许载流量为>189.92满足二衬行走台车计算电流,选择截面积型，时允许载流量为>14.6满足液压双液注浆机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为>200.77满足电焊机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为>154.21满足全自动数控液压钢筋调直切割机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为>46.49满足钢筋弯曲机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为>3.89满足钢筋切断机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为>5.24满足无堵塞排污泵计算电流,选择截面积型，时允许载流量为>10.36满足节能灯计算电流,选择截面积型，时允许载流量为>12.75满足碘钨灯计算电流,选择截面积型，时允许载流量为>23.6满足3.5.3母线的选择Ic=Sc/(Un*√3)=743A<898A选取50*3.6TMY母线力的校验*l*6/（*h*k）=10522<140MP满足热的校验S=50*3.6=180=*√1/171=85<180满足热的校验3.6电气设备的选择和校验3.6.1低压侧一次设备的选择和校验有低压断路器、电流互感器、刀开关、等。（1）电流互感器的选择0.5级用于测量二次侧电流表三个，消耗功率9VA，回路采用BV-500-1*2.5mm的铜芯塑料线，单向长度为2m。轴流通风机选取一次侧额定电流为100A，型号为LMZJ1-0.51：准确度校验满足准确度2：动稳定度校验满足3：热稳定度校验满足热稳定度。同理可以确定混凝土喷射机、输送泵、二衬行走台车、液压双液注浆机、电焊机、全自动数控液压钢筋调直切割机、钢筋弯曲机、钢筋切断机、无堵塞排污泵、节能灯、碘钨灯可用LMZJ1-0.5150A型（2）刀开关的选择HD17-100380V型号（3）断路器的选择与校验架壳电流>脱扣电流、脱扣电流>计算电流、分断电流>最大短路电流轴流通风机计算电流85.46A，选CM2-125H型电流整定125>100>85.46分断能力70KA>20.71KA灵敏度校验合格混凝土喷射机计算电流130.98A，选CM2-225L型电流整定225>140>130.98分断能力35KA>20.71KA灵敏度校验合格输送泵计算电流189.92A，选CM2-225L型电流整定225>200>189.92分断能力70KA>20.71KA灵敏度校验合格二衬行走台车计算电流14.6A，选CM2-63M型电流整定63>20>14.6分断能力50KA>20.71KA灵敏度校验合格液压双液注浆机计算电流200.77A，选CM2-400L型电流整定400>225>200.77分断能力50KA>20.71KA灵敏度校验合格电焊机计算电流154.21A，选CM2-225L型电流整定225>160>154.21分断能力35KA>20.71KA灵敏度校验合格全自动数控液压钢筋调直切割机计算电流46.49A，选CM2-63H型电流整定63>50>46.49分断能力70KA>20.71KA灵敏度校验合格钢筋弯曲机计算电流3.89A，选CM2-63L型电流整定63>10>3.89分断能力35KA>20.71KA灵敏度校验合格钢筋切断机计算电流5.24A，选CM2-63L型电流整定63>10>5.24分断能力35KA>20.71KA灵敏度校验合格无堵塞排污泵计算电流10.36A，选CM2-63M型电流整定63>16>10.36分断能力50KA>20.71KA灵敏度校验合格节能灯计算电流12.75A，选CM2-63M型电流整定63>16>12.75分断能力50KA>20.71KA灵敏度校验合格碘钨灯计算电流23.6A，选CM2-63M型电流整定63>25>23.6分断能力50KA>20.71KA灵敏度校验合格3.6.2.继电保护联结组别Yd11过电流保护 动作电流选取DL型电流继电器取最大负荷电流可选取型号为DL-31/6电流继电器，线圈串联，整定动作电流为3A过电流保护一次测动作电流为校验保护灵敏度保护线路1WL的灵敏度，按线路1WL末端最小两相短路电流校验，即线路2WL的后备保护灵敏度，用线路2WL末端最小两相短路电流校验，即符合要求。3.6.3高压侧设备的选择和校验（1）高压断路器的选择与校验线路计算电流Ic=18.87A，可选择ZN28-12/630（表A-4）真空断路器校验序号ZN28-12/630选择要求装设点结论项目数据项目数据112KV≥10KV合格2630A≥18.87A合格325KA≥10.38KA合格463KA≥8.59KA合格525KA≥53.8合格满足条件（2）高压隔离开关的选择与校验其与断路器串用，可选择GN19-12/630型（表A-5）校验序号GN19-12/630选择要求装设点结论项目数据项目数据150KV≥17.08KV合格21600A≥53.8A合格满足条件电压互感器的选择每路出线装设三相有功和无功电能表及功率表一只，每个电压线圈消耗的功率为1.5VA。安装4只电压表，3只接于各相，另一只用于测量线电压，每只电压表消耗功率4.5VA，互感器侧线圈消耗功率2.0VA由表A-8可选3只JDZJ-10型0.5级二次绕组额定负荷50VA（单相）变比最大相负荷合格4配电柜的选择电气参数额定电压380V。2、最高工作电压380V。3、额定绝缘电压690。4、额定电流<4000A。5、额定短路开路电流50KA。6、额定短时电流50KA。7、额定峰值耐受电流105KA。8、防护等级IP30设备使用环境和条件，考虑到配电柜安装环境根据要求周围空气温度不高于+45度，不低于-20度，20小时内平均气温不高于35度。户内安装使用，使用地点的海拔高度不超过2000米。周围空气相对湿度在最高+40度时不超过50%，较低温度允许有较大相对湿度。设备安装与垂直斜面度不超过5%。通过查《实用电工电子技术手册》P700选择高压型柜号P743选择低压柜分别为：6.2高压进线柜选用标准柜，型号为KYN3-10，单手车五防式进线柜。主要电气设备型号如下：主开关:SN10-10操动机构：CD10、CT8电流互感器：LFSQ-10、LMZ-10电压互感器：JDZJ-10高压熔断器：RN1-19、RN2-10避雷器：HY5WS-12.7/4512.7KV接地开关：JN-10宽*高*深：1000*1800*22006.3高压配电柜KYN44(KYN28)-12型铠装移开式交流金属封闭开关设备本开关设备适用于3.6～12kV三相交流50Hz单母线及单母线分段系统的成套配电装置，本开关设备符合GB3906，DL404标准及国际IEC298。本开关柜可配用VD4型、VB2型、VS1型、HVF（韩国现代）、EV12型真空断路器，具有防止带负荷推拉断路器手车、防止误分合断路器、防止接地开关处于闭合位置关合断路器、防止误入带电隔离室、防止在带电时误合使用条件1、环境温度-10℃至+40℃2、海拔高度：不超过1000m3、湿度相对湿度：日平均值不大于95%，月平均不大于90%4、地震烈度不超过8度；5、周围空气应不受腐蚀性、可燃气体、水蒸气等明显污染；6、无严重污秽及经常性的剧烈振动。7、在超过GB3906和本标准规定的正常的环境条件下使用时，由用户和制造厂协商。主要技术参数额定电压10KV最高电压12KV额定绝缘水平（1min工频耐压：对地及相间42KV，一次断口间48KV。雷电冲击耐受电压：对地及相间75KV，一次断口间85KV。）额定短路开断电流16KA额定短路稳定电流40KA4S热稳定电流31.5KA防护等级外壳为IP4X，手车室门打开时为IP2X6.4无功补偿柜选用标准柜，型号为T10BB1-1008/16，固定式无功补偿高压电容器柜。主要电气设备型号如下：额定电压：10KV，总标称容量：1008kvar，电容器台数：63，外形尺寸：3825*1560*3545.6.5高压计量柜选用标准柜，型号为PJ1-C移开式高压电能计量柜，适用于交流50HZ，额定电压在6~10KV电力系统作为户内专用电能计量设备。形制规格如下图：6.6接地避雷柜选用标准柜，型号KYN28-12-037，铠装移开式交流金属封闭开关柜系额定电压3.6~12kV三相交流50Hz的户内成套配电装置。6.7低压进线柜GCS低压抽出式开关柜，主要电气设备选择如下：主断路器：630A及以上的电源进线及馈线断路器，主选AH系列，630A以下的馈线和电动机控制用断路器，主要选用TG系列、CM1系列，塑壳断路器也可以选用NZM系列、TM30系列。交流接触器：主选B系列、LC1系列、3TB系列接触器以及与之配套的热继电器

及联锁机构。

电流互感器：全部采用SDH系列、SDL系列、SDL1系列。

d.熔断器：选用高分断能力的Q系列刀熔和NT00系列。6.8低压配电柜GGD1型交流低压配电柜，固定接线低压配电柜，用于发电厂、变电站、厂矿企业等电力用户，作为交流50-60Hz，额定工作电压380V、额定工作电流至3150A的配电系统中，作为动力、照明及配电设备的电能转换、分配与控制之用。6.10线路继电保护展开图5．防雷器的选择HY5WS-12.7/4512.7KV避雷器（240页表9-3）参考文献唐志平主编．供配电技术．第3版．电子工业出版社，2004柴天佑主编实用电工电子技术手册机械工业出版社2003江文、许慧中主编供配电技术机械工业出版社2014附表：1.继电保护图2.系统式主接线图3.装置式主接线图元件清单名称位置型号参数数量补充低压电流互感器空压L22BJ9-121100A点、吊、锅L22BJ9-121150A其他L22BJ9-121300A电容补偿BAM0.4-50-3*511低压侧低压线生、项3*150+70型0.15Ω/Km1PVC电力电缆其他3*70+35型0.32Ω/Km1PVC电力电缆高压断路器ZN28-12/6301高压架空线LJ-5010.64*0.355避雷器HY5WS-12.7/45112.7KV变压器S11-M630基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现HYPERLINK"/detail.h