低壓變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)..doc

（2011屆）專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目名稱：低壓變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)：電氣自動化 學(xué) 生 姓 名： 班級：電氣0631 學(xué)號：06053128 指導(dǎo)教師姓名： 最終評定成績： 摘要工廠供電設(shè)計(jì)的任務(wù)是從電力系統(tǒng)取得電源，經(jīng)過合理的傳輸、變換、分配到工廠車間中每一個用電設(shè)備上，隨著工業(yè)電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，工廠用電量快速增長，對電能質(zhì)量、供電可靠性以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等的要求也日益提高，供電設(shè)計(jì)是否完善，不僅影響工廠的基本建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠的可靠性和工廠的安全生產(chǎn)上，它與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備和人身安全等是密切相關(guān)的。工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循國家的各項(xiàng)方針政策，設(shè)計(jì)方案必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定，同時必須滿足以下幾項(xiàng)基本要求：1、安全在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2、可靠應(yīng)滿足能用戶對供電可靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4、經(jīng)濟(jì)供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能工節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部和當(dāng)前和利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。目錄1、車間的負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償2、確定車間變電所的所址和型式3、確定車間變電所主變壓器型式，容量和臺數(shù)及主結(jié)線方案（要求從兩個比較合理的方案中優(yōu)選）4、短路計(jì)算，并選擇一次設(shè)備（盡量列表）5、選擇車間變電所高低進(jìn)出線截面（包括母線）6、選擇電源進(jìn)線的二次回路及整定繼電保護(hù)7、車間變電所的防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計(jì)8、確定車間低壓配電系統(tǒng)布線方案9、選擇低壓配電系統(tǒng)的導(dǎo)線及控制保護(hù)設(shè)備10、設(shè)計(jì)說明書11、車間變電所主結(jié)線電路圖12、車間變電所平、剖面圖1第一章 車間的負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償1.1機(jī)二車間設(shè)備明細(xì)統(tǒng)計(jì)表設(shè)備代號設(shè)備名稱臺數(shù)單臺容量（KW）功率因數(shù)Cos效率1220V插座110.80.82220V插座10.60.750.753220V插座10.60.750.754車床11.70.80.85車床13.660.80.86車床11.740.80.87車床15.2250.80.88銑床13.1250.80.89銑床12.9250.80.810銑床11.6250.80.811銑床11.70.80.812車床13.660.80.813車床12.20.80.814車床15.2250.80.815銑床13.1250.80.816銑床12.3250.80.817銑床19.130.850.8518插齒機(jī)14.6250.850.8519車床14.6250.850.8520車床14.6250.850.8521車床14.6250.850.8522車床14.6250.850.8523車床14.6250.850.8524車床14.6250.850.8525車床14.6250.850.8526工具磨床11.6250.80.827工具磨床11.6250.80.828小沖床11.50.80.829小沖床11.50.80.830磨床11.50.80.831磨床14.6250.850.8532沖床14.6250.850.8533鉆床14.6250.850.8534鉆床14.6250.750.7535鉆床14.6250.750.7536鉆床14.6250.750.7537磨床14.6250.750.7538鉆床14.6250.750.7539鉆床11.6250.80.840鉆床11.6250.80.841鉆床11.50.80.842鉆床11.50.80.843鉆床11.50.80.844鉆床14.6250.80.845鉆床130.80.846變壓器120.80.947變壓器120.80.948變壓器120.80.949變壓器120.80.91.2 工具、機(jī)修車間設(shè)備負(fù)荷計(jì)算表設(shè)備代號車間名稱供電回路代號設(shè)備容量（KW）計(jì)算負(fù)荷P30/kWQ30/kvarQ30/kVAI30/A1工具車間No.14714.10 16.50 21.70 32.98 No.25616.80 19.70 25.89 39.34 No.34212.60 14.70 19.36 29.42 No.43510.50 12.30 16.17 24.57 2機(jī)修車間No.515037.50 43.90 57.74 87.72 1.3 裝機(jī)容量、計(jì)算負(fù)荷、無功負(fù)荷、視在負(fù)荷的計(jì)算機(jī)修廠擬設(shè)8個供電主干線，分別為1號干線冷加工機(jī)床，2號干線金屬加工機(jī)床，3號干線插座、220V變壓器，4號干線工具間1號，5號干線工具間2號，6號干線工具間3號，7號干線工具間4號，8號干線檢修車間。各干線設(shè)備裝機(jī)容量、計(jì)算負(fù)荷與無功功率等統(tǒng)計(jì)如下表：4車床1.70.80.85車床3.660.80.86車床1.740.80.87銑床5.2250.80.88銑床3.1250.80.89銑床2.9250.80.810銑床1.6250.80.811車床1.70.80.812車床3.660.80.813車床2.20.80.814銑床5.2250.80.815銑床3.1250.80.816銑床2.3250.80.817插齒機(jī)9.130.850.851號干線裝機(jī)容量Pe47.37kw1號干線5臺最大設(shè)備容量PM26.90kw1號干線計(jì)算負(fù)荷 P300.14Pe + 0.5PM20.08kW1號干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q30P30tgP30tg(arccos0.8)15.06 kvar1號干線視在計(jì)算負(fù)荷 S30(P302+ Q302)25.10kVA1號干線計(jì)算電流 I30S30/(3UN)47.67A2號干線18車床4.6250.850.8519車床4.6250.850.8520車床4.6250.850.8521車床4.6250.850.8522車床4.6250.850.8523車床4.6250.850.8524車床4.6250.850.8525車床4.6250.850.8526工具磨床1.6250.80.827工具磨床1.6250.80.828小沖床1.50.80.829小沖床1.50.80.82號干線30小沖床1.50.80.831磨床4.6250.850.8532磨床30.850.8533沖床1.50.850.8534鉆床0.60.750.7535鉆床0.60.750.7536鉆床0.60.750.7537鉆床0.60.750.7538磨床2.250.750.7539鉆床1.6250.80.840鉆床1.6250.80.841鉆床1.6250.80.842鉆床1.6250.80.843鉆床1.6250.80.844鉆床1.6250.80.845鉆床1.6250.80.82號干線裝機(jī)容量Pe69.90kw2號干線5臺最大設(shè)備容量PM6.98kw2號干線計(jì)算負(fù)荷 P300.14Pe + 0.5PM21.35kW2號干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q30P30tgP30tg(arccos0.8)15.06 kvar2號干線視在計(jì)算負(fù)荷 S30(P302+ Q302)26.69kVA2號干線計(jì)算電流 I30S30/(3UN)50.68A3號干線1220V插座10.80.82220V插座0.60.750.753220V插座0.60.750.7546220V變壓器20.80.947220V變壓器20.80.948220V變壓器20.80.949220V變壓器20.80.93號干線裝機(jī)容量Pe10.20kw3號干線5臺最大設(shè)備容量PM7.85kw3號干線計(jì)算負(fù)荷 P300.14Pe + 0.5PM5.93kW3號干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q30P30tgP30tg(arccos0.8)4.45 kvar3號干線視在計(jì)算負(fù)荷 S30(P302+ Q302)7.41kVA3號干線C相（略大于A、B相）計(jì)算電流 I30S30/(3UN)25.25A4號干線1#回路工具車間474號干線裝機(jī)容量Pe47kw4號干線計(jì)算負(fù)荷 P3014.1kW4號干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q3016.5 kvar4號干線視在計(jì)算負(fù)荷 S30(P302+ Q302)21.70kVA4號干線計(jì)算電流 I30S30/(3UN)41.22A5號干線2#回路工具車間565號干線裝機(jī)容量Pe56kw5號干線計(jì)算負(fù)荷 P3016.8kW5號干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q3019.7 kvar5號干線視在計(jì)算負(fù)荷 S30(P302+ Q302)25.89kVA5號干線計(jì)算電流 I30S30/(3UN)49.17A6號干線3#回路工具車間426號干線裝機(jī)容量Pe42kW6號干線計(jì)算負(fù)荷 P3012.6kW6號干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q3014.7 kvar6號干線視在計(jì)算負(fù)荷 S30(P302+ Q302)19.310kVA6號干線計(jì)算電流 I30S30/(3UN)36.77A7號干線4#回路工具車間357號干線裝機(jī)容量Pe35kW7號干線計(jì)算負(fù)荷 P3010.5kW7號干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q3012.3 kvar7號干線視在計(jì)算負(fù)荷 S30(P302+ Q302)16.17kVA7號干線計(jì)算電流 I30S30/(3UN )30.71A8號干線機(jī)修車間1508號干線裝機(jī)容量Pe150kw8號干線計(jì)算負(fù)荷 P3037.5kW8號干線無功計(jì)算負(fù)荷 Q3043.9 kvar8號干線視在計(jì)算負(fù)荷 S30(P302+ Q302)57.74kVA8號干線計(jì)算電流 I30S30/(3UN)109.65A2、確定車間變電所的所址和形式選擇變電所位置就根據(jù)下列要求進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定：1、接近負(fù)荷中心，進(jìn)出線方便。2、接近電源側(cè)。3、設(shè)備運(yùn)輸方便。4、不應(yīng)設(shè)在劇烈振動或高溫，應(yīng)遠(yuǎn)離多塵有腐蝕氣體的場所。5、應(yīng)遠(yuǎn)離易燃、爆的場所。本車間變電所供電負(fù)荷的性質(zhì)為三級負(fù)荷，年最大有功負(fù)荷利用小時數(shù)為4500小時。本車間變電所從本廠35/10kV總降壓變電所用電纜線路引進(jìn)10kV電源，電纜線路長度為200M。車間變電所設(shè)在機(jī)二車間東北角，為機(jī)二車間、工具車間、機(jī)修車間供電。設(shè)高壓配電室、變壓器室、低壓配電室。補(bǔ)償后的功率因素要求不得低于0.9。短路容量工廠總降壓變電所10kV母線上的短路容量為200MVA。 保護(hù)整定 工廠總降壓變電所10kV配電出線定時限過流保護(hù)裝置的整定時間Iop=1.5S。3、車間變電所無功補(bǔ)償，主變型式、容量和臺數(shù)及主結(jié)線選擇方案根據(jù)本車間負(fù)荷性質(zhì)屬三級負(fù)荷，車間變電所設(shè)置一臺變壓器。正常工作時，由車間變電所變壓器供給本車間用電設(shè)備，備用電源可由其他車間變電所提供。根據(jù)表1-3負(fù)荷計(jì)算的數(shù)據(jù)，無功補(bǔ)償與變壓器容量選擇如下表所示：表3-1 無功補(bǔ)償與變壓器容量選擇設(shè)備編號設(shè)備名稱裝機(jī)容量P功率因數(shù)計(jì)算負(fù)荷P30無功負(fù)荷Q30視在負(fù)荷S30計(jì)算電流備注（kW）（kW）（kVar）kVAA1號干線冷加工機(jī)床47.37 0.820.08 15.06 25.10 38.14 2號干線金屬加工機(jī)床69.90 0.821.35 16.01 26.69 40.54 3號干線插座、變壓器10.20 0.85.93 4.45 7.41 11.26 4號干線工具間1號47.00 0.814.10 16.50 21.70 32.98 5號干線工具間2號56.00 0.816.80 19.70 25.89 39.34 6號干線工具間3號42.00 0.812.60 14.70 19.36 29.42 7號干線工具間4號35.00 0.810.50 12.30 16.17 24.57 8號干線檢修車間150.00 0.837.50 43.90 57.74 87.72 各車間總裝機(jī)容量P457.47kw各車間總計(jì)算負(fù)荷P30138.86kW各車間總無功計(jì)算負(fù)荷Q30142.62 kvar各車間總視在計(jì)算負(fù)荷S30200.01kVA補(bǔ)償前的功率因數(shù)P30/S300.7電容器容量計(jì)算 QC=Pjs(tg1-tg2)138.86(tgarccos0.7tgarccos0.9)89.51 kvar選擇型號BKMJ0.4-15-3并聯(lián)電容器6只補(bǔ)償后無功功率Q3090142.62-90=52.62 kvar補(bǔ)償后視在功率Sjs=(138.86)2+(52.62)2=148.49KVA變壓器容量選擇(kVA) 200kVA主結(jié)線方案選擇：變電所主變壓器的選擇根據(jù)車間的性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可列兩種方案：方案一和方案二都裝設(shè)一臺主變器，采用油浸式變壓器S9，而容量根據(jù)SN.TS30=148.49kVA,即選一臺S9200/10型低損耗變壓器，由于車間所有的設(shè)備都屬于三級負(fù)荷，所以一臺主變即可。變壓器容量為200kVA，額定電壓10KV，聯(lián)結(jié)組別Y，yn0，阻抗電壓為4.5%，空載損耗為0.55kW，短路損耗為3.7kW，變壓器帶外殼。變壓器外殼內(nèi)高壓側(cè)考慮設(shè)置固定電纜用的支架；低壓側(cè)設(shè)置固定母線用的支柱絕緣子，并滿足短路時的動熱穩(wěn)定的要求，同時考慮安裝零序CT的位置。低壓變壓器采用環(huán)氧樹脂澆鑄的干式變壓器（S-10型），變壓器安裝在0.4kV配電裝置的室內(nèi)，不設(shè)變壓器小間。變壓器工作環(huán)境的最高溫度按45考慮。變壓器采用低損耗銅芯變壓器，其在使用環(huán)境條件下能滿負(fù)荷長期運(yùn)行，并有一定的過負(fù)荷能力。變壓器符合GB、DL、IEC最新標(biāo)準(zhǔn)的要求，特別是針對干式變壓器的IEC726和IEC551標(biāo)準(zhǔn)對噪聲測試的要求。干式變壓器正常運(yùn)行的冷卻方式為自然風(fēng)冷，并提供冷卻風(fēng)扇滿足強(qiáng)迫風(fēng)冷條件下150%的過負(fù)荷要求。變壓器裝設(shè)帶報(bào)警及跳閘的溫控設(shè)施。變壓器外殼中帶有防潮加熱器。變壓器的絕緣等級為F級。低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地。本車間動力照明均采用三相四線制，車間環(huán)境正常，用電設(shè)備屬于第三類負(fù)荷，設(shè)備配置較穩(wěn)定，臺數(shù)不多，且容量也不大。綜合上述因素，采用動力箱向各用電設(shè)備配電，計(jì)算短路電路中各無件的電抗。電力系統(tǒng)的等效電抗XL=UC2/Sd=(0.4kV)2/200MVA=810-4（電阻不計(jì)）電纜的電抗X0=0.08X2=X0L=0.08/km0.2km=0.016 等效電抗為：X2= X2（UC/ UC）2 =6.410-6（電纜等效電抗較小不計(jì)）電力變壓器的電抗： XTUK%UC2/100.SN=4.5(0.4KV)2/1000.2MVA=0.036電力變壓器的電阻： RTPk (UC/SN) 2=3700(0.4/200) 2=0.0074（電阻較小不計(jì)）0.4KV母線K2點(diǎn)短路時，電抗為XK2=X1 +XT=810-4+7.410-3=8.210-3計(jì)算三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量有效值：IK2(3)=UC/3XK 20.4KV/38.210-328.16kA三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)定電流：I(3)I(3)IK2(3)28.16kA三相短路沖擊電流及第一個短路全電流有效值。ish(3) 1.84I(3) 1.8428.16KA51.81 kAIsh(3) 1.09I(3) 1.0928.16KA30.70 kA三相短路容量：SK2(3)3UCIK2(3)30.4KV28.16 KA19.51MVA短路計(jì)算結(jié)果如下表： 表41短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流（KA）三相短路容量IK2(3)I(3)I（3)ish(3)Ish(3)0.4KV側(cè)K2點(diǎn)28.1628.1628.1651.8130.7019.511號干線014車床1.74.04 11.30 152.50 VV15025車床3.668.69 24.33 302.50 VV15036車床1.744.13 11.57 152.50 VV15047銑床5.22512.40 34.73 402.50 VV15058銑床3.1257.42 20.77 302.50 VV15069銑床2.9256.94 19.44 202.50 VV150710銑床1.6253.86 10.80 152.50 VV150811車床1.74.04 11.30 152.50 VV150912車床3.668.69 24.33 302.50 VV151013車床2.25.22 14.62 152.50 VV151114銑床5.22512.40 34.73 402.50 VV151215銑床3.1257.42 20.77 302.50 VV151316銑床2.3255.52 15.45 202.50 VV151417插齒機(jī)9.1319.20 53.76 604.00 VV152號干線0118車床4.6259.73 27.23 302.50VV150219車床4.6259.73 27.23 302.50VV150320車床4.6259.73 27.23 302.50VV150421車床4.6259.73 27.23 302.50VV150522車床4.6259.73 27.23 302.50VV150623車床4.6259.73 27.23 302.50VV150724車床4.6259.73 27.23 302.50VV150825車床4.6259.73 27.23 302.50VV150926工具磨床1.6253.86 10.80 152.50VV151027工具磨床1.6253.86 10.80 152.50VV151128小沖床1.53.56 9.97 102.50VV151229小沖床1.53.56 9.97 102.50VV151330小沖床1.53.56 9.97 102.50VV151431磨床4.6259.73 27.23 302.50VV151532磨床36.31 17.66 202.50VV151633沖床1.53.15 8.83 102.50VV151734鉆床0.61.62 4.54 52.50VV151835鉆床0.61.62 4.54 52.50VV151936鉆床0.61.62 4.54 52.50VV152037鉆床0.61.62 4.54 52.50VV152138磨床2.256.08 17.02 202.50VV152239鉆床1.6253.86 10.80 152.50VV152340鉆床1.6253.86 10.80 152.50VV152441鉆床1.6253.86 10.80 152.50VV152542鉆床1.6253.86 10.80 152.50VV152643鉆床1.6253.86 10.80 152.50VV152744鉆床1.6253.86 10.80 152.50VV152845鉆床1.6253.86 10.80 152.50VV153號干線011220V插座0.817.1019.89202.50VV150246變壓器0.8212.6335.35404.00VV15032220V插座0.750.64.8513.58152.50VV15043220V插座0.750.64.8513.58152.50VV150547變壓器0.8212.6335.35404.002.50VV150648變壓器0.8212.6335.35404.00VV150749變壓器0.8212.6335.35404.002.50VV15 動力配電箱參數(shù)選擇計(jì)算舉例1（以1號干線17#設(shè)備插齒機(jī)為例） (1)設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 17號設(shè)備容量Pe9.13KW。則其計(jì)算電流為I30Pe/(3Uecos)9.13/(33800.850.85) 19.20A其起動電流：IqdKqdIe（57）Ie取Iqd7I30719.20134.40AIqd/a134.402.553.76A(查建筑電氣設(shè)計(jì)手冊332頁表15-3為了計(jì)算方便故選取a值為2.5。下面計(jì)算取值相同)(2)確定熔斷器參數(shù)熔體的額定電流Ia.l應(yīng)滿足下列要求：Ia.lI30，Ia.lIqd/a，所以選取熔體的額定電流Ie.r60A，熔管的額定電流為100A。(3)選擇導(dǎo)線截面和型號根據(jù)允許溫升選擇截面，則應(yīng)滿足：IaxI3019.20A查工廠供電設(shè)計(jì)手冊表13-28，選取S=4平方毫米即可。按機(jī)械強(qiáng)度要求查工廠供電附錄表15知，穿管敷設(shè)的絕緣銅芯電纜最小截面為2.5平方毫米。所以選取42.5平方毫米的VV型銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜。(4)管徑的選擇查建筑電氣設(shè)計(jì)手冊表13-27，3412.5平方毫米的VV型需要直徑為15毫米的鐵管(即焊接鋼管)。動力配電箱參數(shù)選擇計(jì)算舉例2（以2號干線32#設(shè)備磨床為例）(1)設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷32#號設(shè)備容量Pe3KW。則其計(jì)算電流為I30Pe/(3Uecos)3/(33800.850.85) 6.31A其起動電流：IqdKqdIe（57）Ie取Iqd7I3076.3144.17AIqd/a44.172.517.66A(2)確定熔斷器參數(shù)熔體的額定電流 Ia.l 應(yīng)滿足下列要求：Ia.lI30，Ia.lIqd/a，所以選取熔斷體的額定電流Ia.l20A ，熔管的額定電流為50A。(3)選擇導(dǎo)線截面和型號根據(jù)允許溫升選擇截面，則應(yīng)滿足：IaxI306.31A查工廠供電設(shè)計(jì)手冊表13-27，選取S=2.5平方毫米即可。按機(jī)械強(qiáng)度要求查工廠供電附錄表15知，穿管敷設(shè)的絕緣銅導(dǎo)線最小截面為2.5平方毫米。所以選取32.512.5（32.512.5）平方毫米的VV型銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜，滿足要求。(4)管徑的選擇查建筑電氣設(shè)計(jì)手冊表13-27，32.512.5（32.512.5）平方毫米的BV型需要直徑為15毫米的鐵管(即焊接鋼管)。5.車間變電所高、低壓進(jìn)出線截面（包括母線）的選擇5.1變壓器阻抗電壓為4.5%，空載損耗為0.55kW，短路損耗為3.7kW，空載電流百分比I0%為2.3。 P0=P0+Pd(SJS/SC)2=0.55+3.7(138.86/200)2=2.33Qb=I0%/100SC+Uz%/100SC(SJS/SC)2=(2.3/100)200+(4.5/100)200(138.86/200)2=8.94kvar車間變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：PJS=138.866.94=145.8kWQJS=52.62+8.94=61.510kVarSJS=(145.8)2+(61.56)2=158.210kVAIJS=S/310=158.26/310=10.43A車間變電所低壓側(cè)母線電流為：IjS =Sjs/30.4=148.49/30.4=214.33A5.3確定變壓器低壓側(cè)主出線截面選擇按IUxI30=214.33A，車間變電所低壓配電系統(tǒng)各電氣設(shè)備的選擇見車間低壓配電系統(tǒng)主結(jié)線圖。選用TMY10010銅母排，該母排環(huán)境溫度為30度，允許載流量等于2170214.33A，符合要求。短路電流校驗(yàn)IK2(3)= 28.16KA,ish(3) 51.81 KA,而接于380V母線的全部感應(yīng)電動機(jī)額定電流為：IM=132.93kw/33800.80.8=315.58A由于I/M0.01 IK2(3)，故需計(jì)入感應(yīng)電動機(jī)反饋電流的影響。因此母線在三相短路時所受的最大電動力為F(3)=3(ish+ish.m)210-7N/A2= 3(51.81103+26.50.32103)2(0.8/0.15)10-7N/A2=2769N(其中1取柜長800mm,a=150mm)校驗(yàn)其動穩(wěn)定：校驗(yàn)?zāi)妇€短路時動穩(wěn)定度，母線在F作用時的彎曲力矩為：M=F(3)1/10=2769N0.8m/10=221.5Nm母線的截面系數(shù)為：W=b2h/(0.1m)20.01m/6=1.66710-5m3 故母線在三相短路時所受到的計(jì)算應(yīng)力為cM/W=221.5Nm/1.66710-5m3=13.29MPA而硬銅母線的允許應(yīng)力為：a1140MPac=13.29MPa由此可見該母線滿足短路動穩(wěn)定度的要求。校驗(yàn)其熱穩(wěn)定：查工廠供電附錄表C171。取tk=0.5s+0.2s=0.7s tim=tk+0.05s=0.75s于是取最小允許截面為：Amin=(I(3)tim)/C=(28.161030.75S)/171 =142.6mm2由于母線實(shí)際截面：10010=1000mm2Amin=142.6mm2因此該母線滿足短路熱穩(wěn)定度的要求。車間變電所高壓側(cè)功率因數(shù)：COS=PJS/S=145.8/158.26=0.92滿足要求。5.4變壓器高壓側(cè)進(jìn)線電纜截面選擇IUxI30=200MVA/310kV=11.5 KA變壓器10 kV 額定電流很?。↖JS= 10.43A），因此，按短路熱穩(wěn)定電流校驗(yàn)選擇電纜截面。Amin=(I(3)tim)/C=(11.5103(1.5+0.2)/115 =130.4mm2因此選用YJV22-10KV 3150電纜作為10KV進(jìn)線電纜。5.5低壓出線及設(shè)備選擇校驗(yàn)5.5.1 以P1配電屏為例進(jìn)行校驗(yàn)，其他配電屏校驗(yàn)方法相同（略）。P1配電屏設(shè)備校驗(yàn)。A、ME630低壓萬能式斷路器（校驗(yàn)額定電壓、額定電流、開斷電流）（與主結(jié)線的開關(guān)如何對應(yīng)？）。（方法同前，ME630低壓萬能式斷路器的額定電壓、額定電流、開斷電流分別為660V、630A、50KA,分別高于回路額定電壓400V、變壓器額定電流304A、低壓側(cè)短路電流28.1KA）B、電流互感器的校驗(yàn)（校驗(yàn)額定電壓、額定電流、動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定）a)校驗(yàn)額定電壓U.C=660VUC=380Vb)校驗(yàn)額定電流I.C=630AI30=214.33Ac)校驗(yàn)開斷電流IOC=35KAIsh(3)=30.70KA選擇ME630満足要求B.電流互感器LMZ10.5-5（是否為200型？圖中標(biāo)示為200型，如為500型則型號為LMZJ1？應(yīng)為LMZ0.5-500/5）00/5校驗(yàn)：a)校驗(yàn)額定電壓U.C=500VUC=380b)校驗(yàn)額定電流：I.C=500AIC=214.33Ac)校驗(yàn)動穩(wěn)定：IN1=KCS2I1 N =8020.5KA=56.56KAIsh(3)=30.70KVd)校驗(yàn)熱穩(wěn)定：（KTI1N）2T=(500.5)21=625I(3)20.75=(28.16)20.75=594.7因此選擇LMZ10.5-500/5電流互感器滿足的要求。5.5.2 P2配電屏設(shè)備校驗(yàn)（以車間主干線01號為例說明）采用CM160M料外殼式斷路器（校驗(yàn)額定電壓、額定電流、開斷電流）a)校驗(yàn)額定電壓U.C=UC=380b)校驗(yàn)額定電流I.C=60AI30=47.67A c) 校驗(yàn)開斷電流IOC=50K A Ish(3)=30.70KAd）其他校驗(yàn)（d1）斷路器額定電流I.C應(yīng)不小于其裝設(shè)的過流脫扣器的額定電流I.OR，即：I.C=60AI.OR=50A（d2）低村斷路器的過流脫扣器的選擇與整定以及其被保護(hù)線路的配合即：（d21）瞬時過流脫扣器額定電流IOP(0)應(yīng)躲開線路的尖峰電流Iqd=IPK即：IOP(O)=10I.C=1060=600A2.5IPK=47.67A（d22）短延時過流脫扣器額定電流IOP(S)也應(yīng)躲開線路的尖峰電流Iqd=IPK即IOP(S)=5I.C=560=300AkrelIPK=47.67A（d23）長延時過流脫扣器主要用來保護(hù)過負(fù)荷，因此其動作電流IOP(1)應(yīng)躲開線路的計(jì)算電流即：IOP(1)=60A krelIPK=1.147.67A =52.44 A（d24）過流脫扣器與被保護(hù)線路的配合要求，即：I0P(1)=60AK0LIAL=1.078.69A=78.69A(VV-310+16環(huán)境溫度30時明敷設(shè)載流量78.69A)選擇CM160M料外殼式斷路器滿足要求。5.6選擇負(fù)荷較大車間動力主干線8號為例進(jìn)行校驗(yàn)(校驗(yàn)滿足發(fā)熱條件，滿足工作電壓、滿足電壓損耗)，其他動力主干線校驗(yàn)方法相同。校驗(yàn)發(fā)熱條件查建筑電氣設(shè)計(jì)手冊P305頁表13-35中VV-335+110電力電纜在環(huán)境氣溫為30時允許載流量：IUX=165.2A I30=87.72A校驗(yàn)額定電壓U.oc=1000V U c =380V校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度Amin=(I(3)tim)/c=(28.161030.02)/115mm2=35 mm2校驗(yàn)滿足電壓損耗全部設(shè)備cos=0.8, tg=0.75，P37.5KW，Q43.9kvar查建筑電氣設(shè)計(jì)手冊P274頁表室內(nèi)敷設(shè)電力電纜的電阻和電抗分別值是：r0=1.3/km, xo=0.22/km,假設(shè) L=0.2 km。U=(PL)r0+(QL)X0/Ue=(37.50.2)1.3+（43.90.2）0.22100/380=3.1電壓損耗滿足要求。通過上面校驗(yàn)各干線電纜需選擇 VV-335+116電力電纜。經(jīng)以上計(jì)算與統(tǒng)計(jì)，車間變電所高、低壓進(jìn)出線截面（包括母線）選擇如下表：表5.1 車間變電所高、低壓進(jìn)出線截面（包括母線）選擇表進(jìn)出線回路編號回路名稱回路容量回路電流截面?zhèn)渥ⅲ╧VA）（A）(mm)011號干線25.10 38.14 相35,零16022號干線26.69 40.54 相35,零16033號干線7.41 11.26 相3516,零1610044號干線21.70 32.98 相35,零16055號干線25.89 39.34 相35,零16066號干線19.36 29.42 相35,零16077號干線16.17 24.57 相35,零16088號干線57.74 87.72 相35,零1609低壓母線169.74214.331001010高壓母線158.2610.4380811高壓電纜158.2610.43相1506、變電所電源進(jìn)線的二次回路選擇與繼電保護(hù)的整定： 測量與指示10kV斷路器采用手動操作，變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能和無功電能，并據(jù)以計(jì)量每月工廠的平均功率因數(shù)。變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器避雷器柜，其中電壓互感器為3個JDZY-10型，組成Y0/ Y0/ 的結(jié)線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)察。低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝有三相四線有功電度表。低壓并聯(lián)電容器柜上，裝有無功電度表。每一回路均裝有電流表。低壓母線裝有電壓表。繼電保護(hù)變電所保護(hù)配置如下：變壓器電流速斷保護(hù)、過電流、溫度報(bào)警、保護(hù)低壓線路電流速斷保護(hù)、過電流、過負(fù)荷、接地保護(hù)主變繼保整定：采用感應(yīng)式過電流繼電器。A.過電流保護(hù)的整定過電流保護(hù)動作電流的整定IL.MAX=2 I1N.T=2200/(310) =23A, Krel=1.3, Kw=1, Kre=0.8, Ki=20故Iop = IL.MAX（KrelKw）/( KreKi) =1.87A,整定為2 A。過電流保護(hù)動作時間的整定終端變電所按最短時間0.5s整定。過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)：Ik.min= Ik-2(2)/ KT =0.86628.16/(10kV/0.4kV) =0.975kA, Iop.1= Iop Ki / Kw =0.002100/5 =0.04kA, Sp= Ik.min/ Iop.1=24.41.5 滿足靈敏度系數(shù)要求。B.速斷保護(hù)的整定速斷保護(hù)動作電流的整定Ik.MAX= Ik-2(3)= 28.16kA, Krel=1.3, Kw=1, Kre=0.8, Ki=20, KT=25故Iqb = Ik.MAX（KrelKw）/( KTKi) =0.079KAIk.min= Ik-1(2) =0.8662.8162.44 KASp = Ik.min / Iqb 1=1.541.5 滿足靈敏度系數(shù)要求。7.變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) 防直擊雷 在配電所建筑物屋頂上裝設(shè)避雷針，避雷針接地與主接地網(wǎng)連接，避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)到設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間，沿接地線的長度不得小于15m。配電所建筑物高4米，設(shè)避雷針高10m。 地面上的保護(hù)半徑 r=1.5h=1.5(4+10)=21m 配電所建筑物水平面上的保護(hù)半徑 m 大于建筑物的半徑9m。故符合防雷要求。 避雷器的選擇(防雷電波) A、在10KV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS4-10型閥式避雷器。引下線采用25mm4mm的鍍鋅扁鋼，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端螺栓連接。 FS4-10型閥式避雷器。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：型號額定電壓KV滅弧電壓KV工頻放電電壓有效值KV沖擊放電電壓峰值KV殘壓峰值(8/20)KV電導(dǎo)電流不小于不大于不大于直流試驗(yàn)電壓KV電流AFS4-101012.7263150471010 B、在10KV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有KYN-12高壓開關(guān)柜，其中配有HY5WS-16.5/50型無間隙氧化鋅避雷器，靠近主變壓器高壓側(cè)。主變壓器主要靠此避雷器來保護(hù)，防止雷電波的危害。 HY5WS-16.5/50型無間隙氧化鋅避雷器。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：額定電壓KV最大殘壓峰值KV8/20s標(biāo)稱電流最大殘壓峰值KV30/60s操作沖擊直流參考電壓1mA下不小于KV2ms波電流幅值A(chǔ)16.55042.526.5100C、接地網(wǎng)設(shè)計(jì) 接地網(wǎng)接地電阻按RE4設(shè)計(jì)，現(xiàn)采用最常用的垂直接地體，直徑d=50mm，長約2.5m，環(huán)形敷設(shè)。 單根鋼管接地電阻為：選取 計(jì)算垂直接地體根數(shù)。n0.9RE1/( RE)=0.9 因此選取=50mm的鍍鋅鋼管15根，垂直接地體之間距離為5米。接地線和水平連接導(dǎo)體用40mm4mm的鍍鋅扁鋼。8.車間低壓配電系統(tǒng)布線方案（見布置圖）系統(tǒng)配置接線圖和動力平面圖已能完全反映布線狀態(tài)，布線圖已無必要，既重復(fù)又沒有用處。）9.低壓配電系統(tǒng)的導(dǎo)線及控制保護(hù)設(shè)備的選擇（見表4-2）附件一 設(shè)計(jì)說明書1 10kV 供電系統(tǒng)10kV供電系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，采用單母線接線，10kV電源采用電纜進(jìn)線方式，電源進(jìn)線為1根 395電纜。10kV進(jìn)線選用額定電流為630A斷路器。10kV斷路器采用真空斷路器，斷路器配彈簧操作機(jī)構(gòu)。斷路器在工作電流范圍內(nèi)能頻繁操作，機(jī)械壽命長，滿容量短路電流開斷次數(shù)可高達(dá)100次，并配套結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定的平面蝸卷彈簧操動機(jī)構(gòu)，配有手動和電動兩種儲能方式。斷路器的動穩(wěn)定電流為80kA，4秒熱穩(wěn)定電流為31.5KA。脫硫變壓器電流速斷保護(hù)、過電流、溫度保護(hù)、高壓側(cè)零序報(bào)警10kV系統(tǒng)顯示與計(jì)量如下信號：a)10kV進(jìn)線電源單相電流；b)10kV母線電壓、絕緣監(jiān)測電壓；c) 斷路器狀態(tài)（合、跳閘位置）；d) 事故跳閘狀態(tài)；e) 變壓器三相繞組溫度；f) 10kV配電柜內(nèi)設(shè)有脈沖式有功電能表，其脈沖輸出可實(shí)現(xiàn)自動計(jì)量。2 400V配電裝置380/220V系統(tǒng)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，采用PC（動力中心）和現(xiàn)場動力箱混合供電方式。PC動力中心由10kV工作段經(jīng)低壓變壓器降壓后供電，工作變壓器容量為200kVA，變壓器阻抗電壓為4.5% 。每臺干式變壓器均配一臺溫控器，能監(jiān)測變壓器三相繞組溫度，并且配有超溫報(bào)警、超溫跳閘保護(hù)。變壓器溫度信號上送至廠站集中監(jiān)控。 PC工作段為固定分隔式開關(guān)柜（GGD2A）；動力配電箱采用型號為XL(F)-14、15落地式防塵型動力配電箱，上述低壓配電柜具有結(jié)構(gòu)緊湊、通用性強(qiáng)，組裝靈活，標(biāo)準(zhǔn)模塊設(shè)計(jì)，安全性好，場地占用空間小等優(yōu)點(diǎn)。斷路器采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)塑殼式斷路器。3 照明檢修系統(tǒng)照明由三號干線負(fù)責(zé)供電。 各場所的照明方式、燈具選型及照度見下表：安裝地點(diǎn)光源類型燈具型式安裝方式照 度(Lx)變