10kv工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計

1、電氣工程CAD大作業(yè)報告系別：機電與自動化學(xué)院專業(yè)班級：電氣自動化技術(shù)0901學(xué)生姓名：魯學(xué)指導(dǎo)教師：陳強2011年6月（課程設(shè)計時間：2011年6月20 025 0）華中科技大學(xué)武昌分校1. 設(shè)計的目的12. 設(shè)計任務(wù)13. 設(shè)計任務(wù)要求2負(fù)荷計算及無功補償23. 1. 1各部分的負(fù)荷計算23. 1.2無功功率補償5變壓器的選擇5導(dǎo)線與電纜的選擇6電氣設(shè)備的選擇104設(shè)計心得體會13參考文獻141.設(shè)計目的幫助我們熟悉小型工廠的配電系統(tǒng)的構(gòu)架及建模方案。訓(xùn)練同學(xué)們對配電系統(tǒng)最基本的參數(shù)訃算，并根據(jù)計算參數(shù)選擇正確的的 器件來完成配電的需要系統(tǒng)。利用CAD繪圖軟件畫出10kv工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計

2、，使我們更加熟悉CAD的繪圖，實現(xiàn)現(xiàn)10kV及以下低壓供配電的CAD系統(tǒng)一體化設(shè)計，使其功能 更趨完善，真正滿足設(shè)計人員的需要，這項工作是很有實際意義的。2 設(shè)計任務(wù)機械廠的地理位置及負(fù)荷分布圖I公八電裁m電WTM人xx機械廠總平面圖比例仁 2000機械廠的負(fù)荷統(tǒng)計表丿房編廠房名稱負(fù)荷類型設(shè)備容量（kw）需要系數(shù)功率因數(shù)號kxcose1鑄造車間23002鍛壓車3350間3熱處理車3150間4電鍍車間32505倉庫3206工具車間33607金T車間34008鍋爐房2509裝配車間318010機修車間316011生活區(qū)33503.設(shè)計任務(wù)要求負(fù)荷計算及無功補償3. 1. 1各部分的負(fù)荷計算要進行低

3、壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計，負(fù)荷的統(tǒng)訃計算是其中的一項重要內(nèi)容，負(fù)荷 訃算結(jié)果對選擇供配電設(shè)備及安全經(jīng)濟運行均起決定性的作用。負(fù)荷計算的目的是： 算變配電所內(nèi)變爪器的負(fù)荷電流及視在功率，作為選擇變爪器容量的據(jù)。 汁算流過各主要電氣設(shè)備（斷路器、隔離開矢、母線、熔斷器等）的負(fù)荷電流，作為選擇這些設(shè)備的依據(jù)。 訃算流過各條線路(電源進線、高低壓配電線路等)的負(fù)荷電流，作為選擇這些線路電纜或?qū)Ь€截面的依據(jù)。 汁算尖峰負(fù)荷，用于保護電器的整定訃算和校驗電動機的啟動條件。訃算負(fù)荷是工程設(shè)訃中按照發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備的依據(jù)。計算負(fù)荷確定得是否合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理，如果訃算負(fù)荷確定

4、的過大，將使電器和導(dǎo)線電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費，變壓器負(fù)荷率較低運行時，也將造成長期低效率運行。如果計算負(fù)荷確定的過小，乂將使電器和導(dǎo)線處于過負(fù)荷運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老10kv及以下供配電CAD系統(tǒng)的設(shè)計研究化甚至產(chǎn)生火災(zāi)，造成更大的經(jīng)濟損失。因此，正確確定計算負(fù)荷具有很大的意義。(1) 鑄造車間的負(fù)荷計算有功功率：P30 二 Kx*Pe 二 300*二 90KW無功功率：tg =sin<l> /con (1> =Q30 二 P3o*tgvl>=90*= KVar視在功率：S3o= P30/ 8二A計算電流：130=S3O/V3UN=

5、V3*=201A(2) 鍛壓車間的負(fù)荷訃算有功功率：P3。二 Kx*Pe 二 350*二 105 KW無功功率：tg”二 sin” /con (1> =Q30 二 P3o*tg <1)=105*= KVar視在功率：Sso= P3。/ con 4)=105/= KV A計算電流：130=S3O/V3UN二 V3*=251 A(3) 熱處理車間的負(fù)荷計算有功功率：P30 二 Kx*Pe 二 150*二 90 KW無功功率：tg =sin (1> /con (1> =Q30 P30 水 t g 二 90*二 KVar視在功率：Sso= P30/ con (I) =90/=

6、KV A計算電流：130= S3O/V3UN= V3*=176 A(4) 電鍍車間的負(fù)荷計算有功功率：P30 二 Kx>： <Pe 二 250*二 125 KW無功功率：tg”二 sin” /con4> =Q30 二 P3o*tg <1)=125*= KVar視在功率：S3o= P30/con)二 125/= KV A計算電流：130= S3O/V3UN二V3*=244 A(5) 倉庫的負(fù)荷訃算有功功率：P30 二 Kx*Pe 二 20 爐 8KW無功功率:tg” =sin (1> /con (1> =Q30 二 P3o*tg KVar視在功率：Sso= P

7、30/ con”二 8/二 10 KV A計算電流：13o= S3O/V3UN=10/V3*=(6) 工具車間的負(fù)荷訃算有功功率：P30 二 Kx*Pe 二 360*二 108 KW無功功率：tg”二 sin” /con (1> =Q30 二 P3o*tg <b=108*=144 KVar視在功率：S3O=P30/con (1)=108/= 180 KV A 計算電流：130=S3O/V3UN=18O/V3*=280 A(7) 金工車間的負(fù)荷計算有功功率：P3。二 Kx*Pe 二 400Z80KW無功功率:tg (I) =sin (1>/con (1> =Q30 二 P

8、3o*tgvb=80*二 KVar視在功率：S3O=P30/con (I) =80/= KV A計算電流：130= S30/V 3UN= J3*=194A(8) 鍋爐房的負(fù)荷計算有功功率：P30 二 Kx*Pe 二 50*二 35KW無功功率:tg (I) =sin (I) /con <1> =Q30 二 P3o*tg<l>=35*= KVar視在功率：S3o= P30/ con”二 35/二 KV A計算電流：13o= S30/ J 3UN= J 3*=67A(9) 裝配車間的負(fù)荷訃算有功功率：P3。二 Kx>： <Pe 二 180*二 54KW無功功率：

9、tg =sin (I) /con <!> =Q30 二 P3o*tgv!>=54*=視在功率：S3o= P30/ con”二 54/二 KV A計算電流：130= S3O/V3UN二 V3*=122 A(10) 機修車間的負(fù)荷計算有功功率：P30 二 Kx*Pe 二 160*二 32KW無功功率:tg (I) =sin (1>/con (1> =Q30 二 P3o*tgvb=32*= KVar視在功率：S3o=P3o/ con 0=32/二 KV A計算電流：130= S3O/V3UN= V3*=78 A(ID生活區(qū)的負(fù)荷計算有功功率：P30 二 Kx*Pe 二

10、350*二 245 KW無功功率：tg”二 sin” /con<l)=Q30 二 P3o*tg<l>=245*= KVar視在功率：S3gP30/con (I) =245/二 KV A計算電流：130= S30/ V 3Ux= V 3*=413A3. 1.2無功功率補償?shù)?壓配電系統(tǒng)為用電端，有感應(yīng)電動機、電焊機、氣體放電燈等感性負(fù)荷，需要的無功功率大，使功率因數(shù)降低，較低的功率因數(shù)會使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗增大，為了減小損耗，節(jié)約電能，提高電壓質(zhì)量，必須提高功率因數(shù)。供電營業(yè)部門規(guī)定：1 00kVA及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0. 9以上，未達到規(guī) 定的應(yīng)進行補償。無功

11、補償有同步補償機和并聯(lián)電容器補償，一般采用并聯(lián)電容器進行補償。無功補償容量可按下式計算：Qc=P 30 （tg4> 1tg <l>2） =972*式中，tgnl、tg”2分別為補償前功率因數(shù)tg”l和補償后功率因數(shù)tgM2的正切值。則補償后的功率因數(shù)為：C0S"二927/J （927*927+二變圧器的選擇進行負(fù)荷統(tǒng)計及無功補償后，就可根據(jù)補償后的容量進行變壓器的選擇。變圧器的選擇包括容量、臺數(shù)、類型的選擇。（1）在供配電系統(tǒng)中，變壓器臺數(shù)的選擇與供電范圍內(nèi)用電負(fù)荷大小、性質(zhì)、要程度有矢。選擇原則：如果有下列情況考慮選擇2臺。 有大量的一、二級負(fù)荷； 季節(jié)性負(fù)荷或晝

12、夜負(fù)荷變動大宜采用經(jīng)濟運行方式； 負(fù)荷集中且容量大（1250KVA以上）的三級負(fù)荷； 考慮負(fù)荷發(fā)展可能。其它情況選擇1臺，三級負(fù)荷一般選擇1臺，本次大作業(yè)的主變壓器用的是一臺，因 為在本次設(shè)計中的機械廠的負(fù)荷統(tǒng)訃表中負(fù)荷類型主要是3級負(fù)荷，少量的2級負(fù)荷。（2）變壓器容量的選擇5NTMS30 總二 1090KV A導(dǎo)線與電纜的選擇導(dǎo)線和電纜用于連接各種設(shè)備和用戶，以傳輸電能。在10kV及以下變配電所中，有高壓進出線、低壓出線。高壓進出線一般選擇 高壓架空線和電纜，高壓架空線有鋁絞線、鋼芯鋁絞線和銅絞線：電纜線有鋁芯 電纜、銅芯電纜，有不同的護層構(gòu)成各種用途。低壓出線有絕緣導(dǎo)線和電纜線， 有不同

13、的種類用于各種場合。（1） 導(dǎo)線材質(zhì)的選擇本次設(shè)計中對導(dǎo)線的材料沒有嚴(yán)格的限制，可以采用鋁芯導(dǎo)線或者銅芯 導(dǎo)線。（2）電纜外護層的選擇電纜外護層包括忖墊層、鎧裝層和外皮層起機械加強和防腐作用及種電纜護層及鎧裝的選用可查有矢資料（3）導(dǎo)線和電纜的選擇（DIOK V母線選LMY-3 （40*4），即母線尺寸為40mm*4mm：380N母線選LMY（ 120*10） +80*6,即相母線尺寸為120mm* 10mm,而中線 母線尺寸為80mm*6mmo 10KV高壓進線的采用LJ型鋁線架空敷設(shè)，接住I0KV公用干線。按發(fā)熱條件，查找資料可得130二，當(dāng)在33度左右的環(huán)境中時可以選用LJ-16,該導(dǎo)線

14、在35度環(huán)境中時I二，故滿足發(fā)熱條件，但 由高壓配電室至主變的一段引入電纜采用YJL-10000型交聯(lián)聚乙 烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。按照發(fā)熱的條件及土壤的溫度（選25度）可 知當(dāng)纜芯截面為25平方毫米的交聯(lián)電纜可滿足需求，故選用YJL22-10000- 3*25的電纜。 通過比較各個車間的訃算的電流和鋁芯電纜的允許載流量以及聚 乙烯絕緣導(dǎo)線和橡皮絕緣導(dǎo)線明敷的允許載流量可以確定各個部分的電纜類型， 具體如下：鑄造車間采用VLV22-1000聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。A.按發(fā)熱條件選擇11113o=2OlA及在地中溫度為25度，查看鋁芯電纜的允許載流量表，可選導(dǎo)線線芯面積為300平

15、方毫米的導(dǎo)線，其Ia=212>201A,滿足發(fā)熱要求。LJ16的機械強度不夠，最后選定LJ-33.B.校驗電壓損耗根據(jù)實踐經(jīng)驗估算變電所到車間的距離大約為100m,查 看電力電纜的電阻和電抗值表知120平方毫米的銅芯電攬的R二（按攬芯工作溫 度 75 度計算），X 二，乂 P3。二 90KW, Qso 二 KVar,得：U=U%=380*100%=%<5%故滿足允許電壓損耗的要求，因而可以選用BLV2210003*240+1*120的四芯聚氯乙烯的鋁芯導(dǎo)線，中性線芯按 不小于相 線芯一半選擇。鍛壓車間采用VLV22-1000聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。A.按發(fā)熱條件選擇III

16、 130=251 A及空氣中溫度為33度，查看聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線和橡皮絕緣導(dǎo)線明敷的允許載流量表，可選導(dǎo)線線芯面積為240平 方毫米的銅芯導(dǎo)線，此時Ia=321A>251A,滿足發(fā)熱要求。B .校驗電壓損耗按照上述原理知電纜的電阻R二，X二,P30 二 105 KW, Q30 二 KVar,則：U=(105*+*/二 U%=380*100%=%<5%故滿足允許電壓損耗的要求，因而可以選用BLV22-1000-3*240+l*120的四芯聚氯乙烯的鋁芯導(dǎo)線。熱處理車間采用VLV-1000聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。A. 按發(fā)熱條件選擇111 130二176A及空氣中溫度為33度，

17、查看鋁 芯電纜的允許載流量表，可選導(dǎo)線線芯面積為240平方毫米的導(dǎo)線，其 Ia=321A>,滿足發(fā)熱要求。B. 校驗電壓損耗按照上述原理知電纜的電阻R二，X二，而P30二 90 KW, Qso 二 KVar,則:U= (90*+*) /二U%=380*100%=%<5%故滿足允許電壓損耗的要求，因而可以選用BLV22-1000-3*240+1*120的四芯聚氯乙烯的鋁芯導(dǎo)線。電鍍車間采用VLV-1000聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。A.按發(fā)熱條件選擇由13o- 244A.按發(fā)熱條件選擇111130二查看聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線和橡皮絕緣導(dǎo)線明敷的允許載流量表，可選導(dǎo)線線芯面積為240平

18、方毫米的銅芯導(dǎo)線，此Ia=321>244A，滿足發(fā)熱要求。B校驗電壓損耗按照上述原理知電纜的電阻R 二，X 二，而 P3O 二 125 KW, Q30 二 KVar,貝 lj：U=(125*+*)/=U%=380*100%=%<5%故滿足允許電壓損耗的要求，因而可以選VLV-1000-1 *240+1*120的四芯聚氯乙烯的鋁芯導(dǎo)線。倉庫 采用BLV-1000聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線和橡皮絕緣 導(dǎo)線明敷.A.按發(fā)熱條件選擇由口。二及在地中溫度為25度，查看鋁芯電纜的允許載流量表，可選導(dǎo)線線芯面積為4平 方毫米的導(dǎo)線，其Ia=91A>，滿足發(fā)熱要求。B校驗電壓損耗按照上述原理知電纜的電

19、R 二，X 二，而 P3O 二 8 KW, Qso 二 6 KVar,貝 lj：U= (8*+6*) /二U%=380*100%=%<5%故滿足允許電壓損耗的要求，因而可以選用BLV22-1000-1M的四芯聚氯乙 烯的鋁芯導(dǎo)線。工具車間采用VLVJ000聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。A.按發(fā)熱條件選擇由I妒280A,查看聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線和橡皮絕緣導(dǎo)線明 敷的允許載流量表，可選導(dǎo)線線芯面積為240平方毫米的銅芯導(dǎo)線，此 Ia=321A>280A,滿足發(fā)熱要求。B.校驗電壓損耗按照上述原理知電纜的電R二,X二,而P30 二 108KW, Q30二 144 KVar,貝 I：U=(

20、108*+144*)/=U%=380*100%=%<5%故滿足允許電壓損耗的要求，因而可以選用VLV221000 3*240+1*120的聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線。詮工車間釆用VLVJ000聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。A.按發(fā)熱條件選擇由13。二194A，查看鋁芯電纜的允許載流量表，可選導(dǎo)線線芯面積為240平方毫米的導(dǎo)線其Ia321>194A，滿 足發(fā)熱要求。B校驗電壓損耗按照上述原理知電纜的電阻R 二，X 二，而 P3O 二 80 KW, Q30 二 KVar,則：U 二(80*+*) /-U%=380*100%=%v5%故滿足允許電壓損耗的要求，因而可以選BLV22-1000-3

21、*300+1*150的四芯聚氯乙烯的鋁芯導(dǎo)線。鍋爐房 采用BLV-1000聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋 地敷設(shè)。A.按發(fā)熱條件選擇111130=,查看鋁芯電纜的允許載流量表，可選導(dǎo)線線芯面積為50平方毫米的導(dǎo)線其Ia=134A>,滿足發(fā)熱 要求。B.校驗電壓損耗按照上述原理知電纜的電阻R - 0. .076, X 二，而 P3。二 35 KW, Q3o= KVar,則：U= (35*+*)/二U%=380*100%A<5%故滿足允許電圧損耗的要求，因而可以BLV2210003*70+l*35的四芯聚氯乙烯的鋁芯導(dǎo)線。裝配車間采用VLV-1000聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。A.按

22、發(fā)熱條件選擇11I13o=122A,查看鋁芯電纜的允許載流量表，可選導(dǎo)線線芯面積為120 平方毫米的導(dǎo)線其Ia=321>122A,滿足發(fā)熱要求。B.校驗電壓損耗按照上述原理知電纜的電阻 R 二，X 二，而 P3O 二 54 KW, Q30 二，則：U 二(54*+*) /U%=380*100%=%v5%故滿足允許電壓損耗的要求，因而可以選用VLV2210003*240+l*120的四芯聚氯乙烯的鋁芯導(dǎo)線。機修車間采用VLV-1000聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。A.按發(fā)熱條件選擇U%=380*100%=%<5%III 130=平方毫米的導(dǎo)線其I圧78A查看鋁芯電纜的允許載流量表

23、，可選導(dǎo)線線芯面積為240平方毫米的導(dǎo)線其Ia=321>78A，滿足 發(fā)熱要求。電氣設(shè)備的選擇高低壓電氣設(shè)備的選擇包括高壓隔離開矢、高壓負(fù)荷開矢、高壓斷路器、高壓開尖柜、高壓熔斷器：低壓電氣設(shè)備的選擇包括低壓刀開尖、負(fù)荷開尖、低壓斷路器、低 壓熔斷器、電流互感器、低壓配電屏、接觸器、低壓啟動器等，本次設(shè)計中主要是對電氣 開尖柜的數(shù)量及型號的選定。根據(jù)選型統(tǒng)一規(guī)定，對于各支路，該系統(tǒng)初步采用成套開矢柜方案，采用GG. 1 A(F)高壓開尖柜和GG. 1A(J)計量柜；釆用GGD型低壓幵矢柜和PGL型低壓配電屏；采用GG兒在低壓側(cè)補償電容。本次設(shè)計選擇2個PGL2-29, 2個PGL2-30, 1個PGL2-2& 1個型號的開尖柜，其中2個PGL2-29和1個PGL2-30負(fù)責(zé)動力配 電，1個PGL2-30和PGL2-28型號的開尖柜負(fù)責(zé)照明配電，型號的開尖柜負(fù)責(zé)無功自 動補償。設(shè)計心得本設(shè)計是在我