工廠供電設(shè)計(jì)(夏)ppt課件

1、 工廠供電設(shè)計(jì)要點(diǎn) 力諾太陽能電力工程 夏征勇 1.1電纜選擇電纜主要構(gòu)造1.1電纜選擇電纜型號(hào)、規(guī)格組成型號(hào)由7部分組成：1用途；2絕緣層；3導(dǎo)體代號(hào)(銅或鋁)；4維護(hù)層；5特征；6鎧裝層；7外護(hù)層。例如：ZR-YJLV22，表示用途是阻燃、絕緣層是交聯(lián)聚乙烯、導(dǎo)體是鋁材、維護(hù)層是聚錄乙烯、特征省略、鎧裝層是雙鋼帶、外護(hù)層是聚乙烯。規(guī)格由3部分組成：1耐壓(相電壓/線電壓)；2芯數(shù)；3截面。例如：ZR-YJLV22-0.6/1 3150170，表示絕緣1KV的線電壓、4芯、其中3芯是截面150，1芯截面是70。1.1電纜選擇常用電纜(電線)VV銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜VV22-銅芯聚

2、氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套雙鋼帶鎧裝層聚氯乙烯外護(hù)層電纜ZRA-YJV22銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜YJY22-銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣聚乙烯護(hù)套電纜KVV-聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套控制電纜ZRC-KVVP22-0.45/0.75 101.5BV銅芯聚氯乙烯絕緣電線俗稱獨(dú)股塑料硬銅線BVR-銅芯聚氯乙烯絕緣電線俗稱多股塑料軟銅線注：阻燃電纜分A、B、C，A類阻燃性能最優(yōu)。1.1電纜選擇電纜的溫升曲線1是導(dǎo)體通電流溫度上升，3倍穩(wěn)定曲線2是導(dǎo)體停頓通電流溫度下降。穩(wěn)定溫升是根據(jù)電纜絕緣材質(zhì)而定，普通電纜普通65，交聯(lián)電纜普通901.1電纜選擇電纜的允許載流量根據(jù)電流在該一種導(dǎo)體中產(chǎn)生的功率損耗PI

3、R，此損耗使該導(dǎo)體發(fā)熱，假設(shè)周圍環(huán)境溫度低于該導(dǎo)體發(fā)熱溫度，該導(dǎo)體就向周圍散熱。根據(jù)該導(dǎo)體能接受的最大電流，使該導(dǎo)體經(jīng)過的電流固定在這個(gè)最大電流值，此時(shí)發(fā)熱和散熱處于平衡，這個(gè)最大電流就是該導(dǎo)體的允許載流量。見下式： Ks散熱系數(shù)0.0150.03，50為界，大截面(或室內(nèi))取小數(shù)，小截面(或室外)取大數(shù)。1.1電纜選擇d導(dǎo)線直徑(d導(dǎo)線截面54再開方)導(dǎo)體在允許溫度時(shí)的電阻率(銅90-0.0226，銅65-0.0209)t1導(dǎo)體接受最大電流時(shí)的穩(wěn)定溫度(交聯(lián)90 ，普通65 t0周圍環(huán)境溫度(普通從15 40 ，間隔5 )I允許單芯電纜在計(jì)算公式各條件滿足時(shí)的載流量例如：185交聯(lián)電纜在室內(nèi)

4、40空氣中的載流量I=0.015*3.14*15.2*90-40 4*0.0226=0.148*3512*500.0904=536A例如：16普通電纜在室外35空氣中的載流量I=0.03*3.14*4.47*65-35 4*0.0209=0.296*89*300.0836=97A 1.1電纜選擇結(jié)論：1以上經(jīng)過公式推導(dǎo)闡明電纜經(jīng)過的額定電流(允許最大電流)與導(dǎo)線材質(zhì)、導(dǎo)線粗細(xì)、導(dǎo)線散熱系數(shù)、環(huán)境溫度、以及導(dǎo)線最大允許溫度親密相關(guān)。2以上計(jì)算公式只是單根電纜經(jīng)過的額定電流，由于大部分電纜都是35芯，因此多芯電纜實(shí)踐經(jīng)過的電流比公式計(jì)算結(jié)果小，三芯電纜載流量普通是單芯電纜的0.7倍左右。3設(shè)計(jì)選擇

5、電纜載流量要按照：I設(shè)計(jì) I電纜允許 1.2低壓斷路器選擇低壓斷路器又稱塑殼斷路器、框架斷路器、空氣斷路器、自動(dòng)開關(guān)、微斷，無論哪種，構(gòu)造大體如右圖：短路時(shí)過流脫扣動(dòng)作，短路電流動(dòng)作大小調(diào)整吸力彈簧過載時(shí)熱脫扣動(dòng)作，過載倍數(shù)調(diào)整熱金屬片整定螺釘電源電壓降低或消逝時(shí)失壓脫扣動(dòng)作，電壓降低百分?jǐn)?shù)調(diào)整失壓彈簧遠(yuǎn)方跳閘分勵(lì)脫扣動(dòng)作 1.2低壓斷路器選擇過流脫扣器的調(diào)整長延時(shí)脫扣，維護(hù)線路普通有1、1.3、2、3倍額定電流，維護(hù)電動(dòng)機(jī)有6倍額定電流，還可有更長時(shí)間倍數(shù)的，脫扣時(shí)間與電流倍數(shù)曲線如以下圖： 1.2低壓斷路器選擇維護(hù)線路長延時(shí)脫扣器動(dòng)作電流特性 實(shí)際電流/整定電流100A以下斷路器100A以

6、上斷路器 1.0不動(dòng)作不動(dòng)作 1.3小于1小時(shí)小于1小時(shí) 2.0小于4分鐘小于10分鐘 3.0瞬動(dòng)，1或3秒返回瞬動(dòng)，3或8秒返回短延時(shí)脫扣，延時(shí)時(shí)間有3檔，0.1秒、0.2秒、0.4秒。2500A及以上的斷路器，設(shè)置電流倍數(shù)普通在310倍，無反時(shí)限。瞬時(shí)脫扣器，動(dòng)作時(shí)間極短，不會(huì)超越0.1秒，短路電流倍數(shù)有6倍、10倍，發(fā)生大的短路電流瞬間跳閘。注：長延時(shí)、短延時(shí)、瞬時(shí)構(gòu)成三段式脫扣器，見以下圖。1.2低壓斷路器選擇三段式脫扣曲線圖第一段，長延時(shí)，最短1秒，電流倍數(shù)3倍之內(nèi)，脫扣時(shí)間與電流構(gòu)成反時(shí)限。第二段，短延時(shí)，在36倍電流區(qū)間，開關(guān)按照人為調(diào)整時(shí)間0.1、0.2、0.4秒跳閘。第三段，

7、瞬時(shí)，大于6倍額定電流開關(guān)立刻跳閘，動(dòng)作時(shí)間不會(huì)大于0.1秒。 1.3低壓負(fù)荷開關(guān)選擇將低壓斷路器的電磁脫扣、熱脫扣、失壓脫扣、分勵(lì)脫扣全部去掉，僅保管主觸頭滅弧，就成為負(fù)荷開關(guān)，如以下圖：負(fù)荷開關(guān)僅能閉合/切除任務(wù)中的負(fù)荷電流，不能切除短路電流。負(fù)荷開關(guān)可以與熔斷器配合構(gòu)成與斷路器一樣的作用且價(jià)錢相對比斷路器廉價(jià)，但不如斷路器靈敏方便。 1.4低壓刀開關(guān)選擇刀開關(guān)沒有滅弧安裝，只能切斷電壓回路，不能切斷電流回路，其作用主要是給人一個(gè)明顯可見的斷開點(diǎn)，在心思上有平安感。刀開關(guān)普通安裝在斷路器或熔斷器的上部電源側(cè)，刀開關(guān)絕不能帶負(fù)荷拉合閘，刀開關(guān)又稱隔分開關(guān)。 1.5熔斷器選擇熔斷器的構(gòu)造，見右

8、圖，主要有熔管、熔絲二部分組成，為熄滅電弧，熔管內(nèi)可裝石英砂等。在此結(jié)構(gòu)根底上還有安裝熔斷器的底座。熔絲金屬有二種：一種是高導(dǎo)電率金屬，如銅或銀制成，截面較小，稱為小熱容量熔斷器；另一種是電阻率較大金屬，如鉛、鉛錫合金、鋅制成，截面較大，稱為大熱容量熔斷器。國產(chǎn)熔斷器型號(hào)主要有：瓷插入式-RC1A，最大200A；螺旋式-RL1，普通不超越60A；密封管式-RM10，最大可到600A，斷流才干高，性能好；填充料式-RTO，最大可到1000A，斷流才干高，性能很好。 1.5熔斷器選擇熔斷器的安-秒特性Is-熔斷器的界限電流Ie-熔斷器的額定電流由于熔斷器的安-秒特性不穩(wěn)定(圖中兩條曲線)，因此Is

9、/Ie1，普通情況10A以內(nèi)Is/Ie1.5；10A25A，Is/Ie1.4；35A以上，Is/Ie1.3 1.5熔斷器選擇熔斷器的選擇熔斷器的額定電流Ie線路計(jì)算電流Ijs。假設(shè)是電動(dòng)機(jī)，還要思索躲開最大啟動(dòng)電流，IeIqd/，(取24)。上下級(jí)熔絲電流配合，假設(shè)上級(jí)是干線，下級(jí)是支線，普通情況是上級(jí)是下級(jí)最大支線的23倍。例如：有一條干線下面有三條支線，熔絲分別是50A、80A、120A，求干線熔絲。解：三條支線總電流是50+80+120=250A，250A/120A=2.1倍，干線就取250A熔絲，既滿足三條支線電流維護(hù)，又滿足120A支線短路不越級(jí)熔斷干線熔絲。又如：16路匯流箱，每路

10、電流5.15A，16*5.15=82.4A，匯流箱總?cè)蹟嘟z取100A，10個(gè)匯流箱再接到逆變器，在逆變器用熔斷器維護(hù)，82.4*10=824A，選擇RTO-1000,熔絲900A。 1.6電流互感器的選擇電流互感器CT、TA原理根據(jù)右手螺旋定那么，一次電流從電流互感器初級(jí)流入，二次電流從次級(jí)流出，流入和 流出端稱為“同名端，用黑圓圈表示，如右圖所示。無論是電流表還是電度表，接線時(shí)應(yīng)留意電流互感器的極性(同名端)。電流互感器一次電流有5A、10A、15A、20A、30A、40A、50A、75A、100A、150A、200A、300A、400A、500A、600A、800A、1000A、1250A

11、、1600A、2000A、2500A、3000A、3150A電流互感器二次電流有5A、1A 1.6電流互感器的選擇電流互感器準(zhǔn)確度等級(jí)丈量誤差：0.1/實(shí)驗(yàn)室、0.2/電度表、0.5/電流表、1/電流表、3/維護(hù)、TP(暫態(tài)維護(hù)用)、P穩(wěn)態(tài)維護(hù)用常用有5PXX、10PXX，前者為誤差5%，后者為10%，P-維護(hù)，后面XX為準(zhǔn)確限值系數(shù)。例如：某線路電流互感器300/5，知該線路某點(diǎn)短路電流4800A，如選用5P10電流互感器能否滿足維護(hù)要求？解：300A*10=3000A，不滿足，假設(shè)用5P20,300A*20=6000A，滿足要求。電流互感器與電能表精度匹配普通有：有功電度表0.2S或0.5

12、S配0.2互感器；有功電度表1級(jí)配0.5互感器。 1.6電流互感器的選擇電流互感器構(gòu)造方式有：母線式，貫穿式，穿墻式，支柱式等型號(hào)代表及意義：例如，LZZBJ9-10，第一個(gè)字母L電流互感器；第二個(gè)字母Z支柱；第三個(gè)字母Z澆注絕緣；第四個(gè)字母B帶有維護(hù)級(jí)；第五個(gè)字母J加強(qiáng)型；9設(shè)計(jì)序號(hào)；10電壓等級(jí) 1.7電壓互感器的選擇電壓互感器PT、TV原理(以下圖以三相五柱式為例)為隔離高壓電，電壓互感器普通都用于10KV及以上，大部分以左圖為多。A、B、C接高壓。a、b、c接丈量或維護(hù)設(shè)備，電壓普通為100V、100/3V、100/3V。a0、x0接維護(hù)用繼電器，正常時(shí)三相電壓對稱，電壓之和為零，線路

13、單相接地缺點(diǎn)時(shí)輸出100V，繼電器吸合，報(bào)警或跳閘。 1.7電壓互感器的選擇準(zhǔn)確度等級(jí)丈量誤差：0.5/電度表、1/丈量、3/維護(hù)型號(hào)代表及意義：例如，JSZW3-10，第一個(gè)字母J電壓互感器；第二個(gè)字母S三相；第三個(gè)字母Z澆注式；第四個(gè)字母W五鐵心柱；3設(shè)計(jì)序號(hào)；10電壓等級(jí)。 1.8電能表的接線三相三線電能表接線由矢量相加可知，IaIc-Ib，經(jīng)推導(dǎo)完全滿足丈量三相電能量的要求。此接線方式可節(jié)省一只電流互感器。 1.8電能表的接線三相四線電能表接線適宜于三相不平衡負(fù)荷供電線路，例如照明負(fù)荷。 1.8電能表的接線10KV及以上高壓系統(tǒng)電能表接線，該接線電流互感器安裝在一次高壓回路，電能表的電

14、流線圈接在對應(yīng)相序的電流互感器二次側(cè)，電能表的電壓線圈接在對應(yīng)相序的電壓互感器二次側(cè)，構(gòu)成三相四線制電能表接線方式。 1.9變壓器的接線及調(diào)壓變壓器的接線組別變壓器的接線組別組有：一次為Y或，二次為Y或，可組合成假設(shè)干方式，太陽能發(fā)電升壓變壓器一次接成，可以使三次諧波電流在一次繞組流通，其線電流中無三次諧波，進(jìn)而二次側(cè)的三次諧波磁動(dòng)勢被抵消，一、二次側(cè)線電動(dòng)勢均無三次諧波分量，使逆變電壓質(zhì)量得到提高。右圖是經(jīng)常用到的太陽能逆變升壓變壓器接線方式，接線組別為：DYn11。 1.9變壓器的接線及調(diào)壓1MW太陽能發(fā)電逆變器與升壓變壓器的典型銜接 1.9變壓器的接線及調(diào)壓1MW太陽能發(fā)電逆變器與升壓變

15、壓器的圖形符號(hào)的表示變壓器采用油浸式雙分裂，也可采用干式變壓器。接至電網(wǎng)的電壓普通為10KV35KV，電網(wǎng)電壓假設(shè)是110KV，必需進(jìn)展二級(jí)升壓。110KV第二級(jí)升壓變壓器的接線方式普通為Yn d11。 1.9變壓器的接線及調(diào)壓變壓器分接頭調(diào)壓原理分接頭在0檔，變比Ko10.5/0.2738.89分接頭在第二檔2.5%，變比K210.5(10.05)/0.2740.83分接頭在第二檔2.5%，變比K410.5(10,05)/0.2736.94 1.9變壓器的接線及調(diào)壓假設(shè)分接頭在Ko位置，由于高壓側(cè)緣由，導(dǎo)致電壓下降至10KV，10KV/Ko10/38.890.257KV，由于電網(wǎng)緣由導(dǎo)致逆變

16、電壓為較低，此時(shí)可將分接頭調(diào)至第二檔2.5%，知變比K436.94，知目前電壓為10KV，那么10KV/36.940.27KV，使逆變電壓上升到額定值。假設(shè)分接頭在Ko位置，由于高壓側(cè)緣由，導(dǎo)致電壓上升至11KV，11KV/Ko11/38.890.283KV，此時(shí)為了不損傷逆變器，可將分接頭調(diào)至第二檔2.5%，知變比K240.83，知目前電壓為11KV，那么11KV/40.830.27KV，使逆變電壓降回到額定值。結(jié)論：不論什么緣由，只需低壓側(cè)電壓低，就將分接頭往低檔調(diào)；低壓側(cè)電壓高，就將分接頭往高檔調(diào)；即：高往高檔調(diào)，低往低檔調(diào)。由于逆變功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電網(wǎng)，上述方式無法改動(dòng)電網(wǎng)電壓。 1.9變

17、壓器的接線及調(diào)壓調(diào)整變壓器分接頭的作用35KV經(jīng)過變壓器B1降至10.5KV，經(jīng)過傳輸導(dǎo)線L，到達(dá)變壓器B2降至9.5KV，此時(shí)可調(diào)整B2的分接頭(低往低調(diào))，使B2低壓側(cè)電壓輸出0.4KV，滿足低壓配電要求。例如B2分接頭為：1022.5%/0.4KV，在第二檔2.5%，變比K410(10.05)/0.423.75，如將一次電壓在9.5KV時(shí)仍能使二次電壓維持在0.4KV，可調(diào)分接頭為22.5%，9.5KV/23.750.4KV。 1.10變壓器容量選擇由計(jì)算負(fù)荷確定變壓器容量 1.10變壓器容量選擇由上圖可以看出，設(shè)備裝機(jī)容量1012KW，有功計(jì)算負(fù)荷Pjs661KW，無功計(jì)算負(fù)荷Qjs5

18、52Kvar，由功率三角形算得Sjs861KVA，因此變壓器選擇可采用一臺(tái)1000KVA或二臺(tái)500KVA。斷路器K依然以變壓器容量計(jì)算出總電流來選擇，如：1000KVA/0.4KV1.7321443A，選額定電流1500A斷路器。 1.11轉(zhuǎn)換開關(guān)接點(diǎn)通斷圖形表示當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在T位置：10-11通，9-12通。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在T2位置：10-11通，9-12通，6-7通。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在T1位置：10-11通。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在H1位置：6-7通。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在H2位置：5-8通，16-13通。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在H位置：9-12通，16-13通。 1.11轉(zhuǎn)換開關(guān)接點(diǎn)通斷圖形表示用一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)和一只電壓表丈量三相電

19、壓原理。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在AB位置，2-3通，7-6通，A相經(jīng)過2-3和1到達(dá)電壓表上側(cè)，B相經(jīng)過7-6和6到達(dá)電壓表下側(cè)，電壓表丈量AB電壓。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在BC位置，4-1通，5-6通，B相經(jīng)過4-1和1到達(dá)電壓表上側(cè)，C相經(jīng)過5-6到達(dá)電壓表下側(cè)，電壓表丈量BC電壓。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在CA位置，2-1通，5-8通，C相經(jīng)過2-1到達(dá)電壓表上側(cè)，A相經(jīng)過2和5-8和6到達(dá)電壓表下側(cè)，電壓表丈量CA電壓。 2.1低壓配電系統(tǒng)的接地方式共有五種：TN-C；TN-S；TN-C-S；IT；TT 表示中性線N與維護(hù)線PE之間關(guān)系，C：N與PE合并； S：N與PE分開；C-S：N與PE先合并后分開。 表示電氣設(shè)備外露

20、可導(dǎo)電部分與大地關(guān)系，T：本身構(gòu)成獨(dú) 立接地系統(tǒng)；N：與配電系統(tǒng)接地共用一套接地系統(tǒng)。 表示電源系統(tǒng)對地的關(guān)系，T：表示直接接地；I：表示不接地 或經(jīng)過阻抗接地。 2.1低壓配電系統(tǒng)的接地方式TN-C系統(tǒng)當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時(shí)，PEN線有電流流通，產(chǎn)壓降導(dǎo)致設(shè)備外殼有電。當(dāng)某相導(dǎo)線接殼，會(huì)產(chǎn)生較大接地電流。假設(shè)PEN線在電源附近斷線，此時(shí)某相導(dǎo)線接殼，設(shè)備外殼對地將帶220V電壓，危及人身平安。TN-C較適宜三相負(fù)荷平衡系統(tǒng)，或由專業(yè)人員維護(hù)的工業(yè)場所。 2.1低壓配電系統(tǒng)的接地方式TN-S系統(tǒng)當(dāng)三相負(fù)荷不平衡或用于單相負(fù)荷時(shí)，PE不流通不平衡電流，PE線無壓降。當(dāng)某相導(dǎo)線與設(shè)備外殼相連，接地電流

21、仍會(huì)很大。比較適宜單相負(fù)荷集中場所，電子設(shè)備運(yùn)用場所，防火防爆有要求的場所。 2.1低壓配電系統(tǒng)的接地方式TN-C-S系統(tǒng)當(dāng)三相負(fù)荷不平衡或用于單相負(fù)荷時(shí)，N線及前一部分PEN線有壓降。當(dāng)某相導(dǎo)線與設(shè)備外殼相連，接地電流仍會(huì)很大。前一部分PEN斷線，后面設(shè)備假設(shè)是單相負(fù)荷，外殼會(huì)有220V電壓。較適宜工業(yè)與民用建筑，電源線路采用TN-C，進(jìn)入建筑物PEN線反復(fù)接地分成PE和N線，線路簡單又能保證一定程度的平安。 2.1低壓配電系統(tǒng)的接地方式IT系統(tǒng)電力系統(tǒng)帶電部分與大地?zé)o直接銜接，我國10KV高壓采用。單相接地電流很小，但是非接地相對地電壓升高為線電壓。單相接地短時(shí)間還可以運(yùn)轉(zhuǎn)，適用于要求不延

22、續(xù)供電場所及防火防爆和很潮濕的場所。 2.1低壓配電系統(tǒng)的接地方式TT系統(tǒng)當(dāng)某相導(dǎo)線與設(shè)備外殼相連，接地電流較小。適用于對電壓干擾要求較高的電子設(shè)備及防火防爆場所。進(jìn)入建筑物要進(jìn)展等電位銜接。 2.1低壓配電系統(tǒng)的接地方式TT系統(tǒng)當(dāng)某相導(dǎo)線與設(shè)備外殼相連，接地電流較小。適用于對電壓干擾要求較高的電子設(shè)備及防火防爆場所。進(jìn)入建筑物要進(jìn)展等電位銜接。 2.2變電所主接線方式單母線(放射式)方式，多用于數(shù)MW級(jí)光伏發(fā)電。此方式普通用于二級(jí)升壓，逆變器發(fā)出的電壓0.27KV，經(jīng)一級(jí)升壓至10KV母線匯總后，再經(jīng)二級(jí)升壓至110KV。假設(shè)無110KV電壓等級(jí)，逆變電壓也可經(jīng)10KV母線匯總后直接并入10KV電網(wǎng)。此接線方式靈敏，當(dāng)一組逆變單元缺點(diǎn)后，由斷路器切除該組逆變單元，不影響其它逆變發(fā)電單元繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。此接線方式10KV電纜和10KV開關(guān)柜用量較多。 2.2變電所主接線方式單母線分段方式，多用于供電要求較高場所。普通用于兩路電源來自不同供電點(diǎn)，當(dāng)一路電源出現(xiàn)缺點(diǎn)，可將母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)合上，對380V用電負(fù)荷供電。此