1、工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生:學(xué)號(hào):專業(yè):班級(jí):指導(dǎo)教師:II工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)【摘要】電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿δ茉?，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(guò)合理的傳輸、變換、分配到工廠車(chē)間中每一個(gè)用電設(shè)備上，隨著工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，工廠用電量快速增長(zhǎng)，對(duì)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。關(guān)鍵詞；變電所；變壓器；工廠負(fù)荷；接線方案；防雷及接地保護(hù)III工廠低壓配

2、電系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄前言11車(chē)間的負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償21.1 負(fù)荷計(jì)算的目的、意義及原則21.2 工廠負(fù)荷情況31.3 計(jì)算負(fù)荷、無(wú)功負(fù)荷、視在負(fù)荷的計(jì)算51.4 無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔?2確定車(chē)間變電所的所址和形式82.2變電所的形式（類型）103確定車(chē)間變電所主變壓器型式，容量和臺(tái)數(shù)及主結(jié)線方案124短路計(jì)算144.1 計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電流和短路容量（UC=10kv）154.1.1 計(jì)算短路電路中各無(wú)件的電抗154.1.2 計(jì)算三相短路電流和短路容量164.2 計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電流和短路容量（UC=0.4kv）164.2.1 計(jì)算短路電路中各無(wú)件的電抗164.2.2 計(jì)算三相短路電流和短路容量1

3、75一次設(shè)備的選擇185.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則185.2 高低壓電氣設(shè)備的選擇185.2.1 按工作電壓選擇185.2.2 按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流185.2.3 對(duì)開(kāi)關(guān)類電氣設(shè)備還應(yīng)考慮其斷流能力195.2.4 隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)196選擇車(chē)間變電所高低進(jìn)出線截面216.1 變壓器高壓側(cè)進(jìn)線電纜截面選擇216.2 380V低壓出線的選擇217選擇電源進(jìn)線的二次回品&及整定繼電保護(hù)。227.1 測(cè)量與指示227.2 繼電保護(hù)238車(chē)間變電所的防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計(jì)。248.1 防直擊雷248.2 避雷器的選擇（防雷電波）249車(chē)間變電所主結(jié)線電路圖2

4、5IV工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)束語(yǔ)26參考文獻(xiàn)：26工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)前言現(xiàn)在除個(gè)別大型工業(yè)聯(lián)合企業(yè)有自備電廠外，絕大多數(shù)工廠都是從國(guó)家電力系統(tǒng)取得電能的，因此，工廠工業(yè)負(fù)荷是電力系統(tǒng)的主要用戶，工廠供電系統(tǒng)也是電力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，保證安全供電和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不僅關(guān)系到企業(yè)的利益，也關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及合理利用能源。工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循國(guó)家的各項(xiàng)方針政策，設(shè)計(jì)方案必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)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(duì)供電可靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4、經(jīng)濟(jì)

5、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。止匕外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)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。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：車(chē)間的負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償，確定車(chē)間變電所的所址和型式，車(chē)間變電所的主接線方案，短路電流計(jì)算，主要用電設(shè)備選擇和校驗(yàn)，車(chē)間變電所整定繼電保護(hù)和防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計(jì)等。工廠分布圖工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)1車(chē)間的負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償8.3 負(fù)荷計(jì)算的目的、意義及原則(1)供電系統(tǒng)要能安全可靠地正常運(yùn)行，其中各個(gè)元件(包括電力變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜等)都必須選擇得當(dāng)，除了滿足工作電

6、壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負(fù)荷電流的要求。因次，有必要對(duì)供電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算(2)計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線電纜選的過(guò)大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過(guò)負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣過(guò)早老化甚至燃燒引起工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)火災(zāi)，同樣會(huì)造成更大損失。由此可見(jiàn)，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。(3)平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班(即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗

7、量最多的一個(gè)班)的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。(4)計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。(5)尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。8.4 、全廠負(fù)荷計(jì)算表及方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系

8、數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有：有功功率：P30=Pe-Kd無(wú)功功率：Q30=P30-tg小視在功率:S3O=P30/cos小計(jì)算電流：I30=S30/，3Un8.5 工廠負(fù)荷情況工廠有8個(gè)廠房分別為冷加工車(chē)間，金屬加工車(chē)間，變壓器裝配房，檢修車(chē)間和4個(gè)工具車(chē)間。機(jī)床設(shè)備情況如下:表1-1設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱單臺(tái)容量(Kvy功率因數(shù)Cos。效率41車(chē)床20.80.82車(chē)床40.80.83車(chē)床50.80.84銃床3.50.80.85銃床30.80.86銃床20.80.87插兇機(jī)4.50.850.858工具磨床1.50.80.83工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)9小沖床1.50.80.810磨床1.50.80.811磨

9、床4.50.850.8512沖床4.50.850.8513鉆床1.50.80.814變壓器20.80.9各車(chē)間負(fù)荷情況表1-2車(chē)間編p擁后設(shè)備設(shè)備容量（kw功率因數(shù)Cosd需要系數(shù)Kd冷加工車(chē)問(wèn)1,2,3號(hào)車(chē)床各2臺(tái)。4,5,6號(hào)銃床各2臺(tái)。插齒機(jī)1臺(tái)43.50.80.4照明50.80.8金屬加工車(chē)間3號(hào)車(chē)床6臺(tái)，13號(hào)鉆床10臺(tái).工具磨床2臺(tái)，10號(hào)磨床2臺(tái)，11號(hào)磨床1臺(tái)小沖床3臺(tái)55.5+4.50.8,0850.3照明60.80.9變壓器裝配房14號(hào)變壓器4個(gè)80.80.5照明20.80.8檢修車(chē)問(wèn)1500.850.25工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)50.850.9工具車(chē)間1500.850.340

10、.850.9工具車(chē)間2550.850.340.850.9工具車(chē)間3400.850.330.850.9工具車(chē)間4350.850.330.850.98.6 計(jì)算負(fù)荷、無(wú)功負(fù)荷、視在負(fù)荷的計(jì)算根據(jù)公式：有功功率：P30=Pe-Kd無(wú)功功率：Q30=P30tan小視在功率:S3O=P30/cos小計(jì)算電流：I30=S30/，3Un表1-3車(chē)間負(fù)荷計(jì)算表（Un=380V車(chē)設(shè)備類別設(shè)備容功率rru攵tanI計(jì)算負(fù)荷向量（kw因數(shù)cos。系數(shù)KdP30/kwQ30/kwS30/kvaI30/A冷加工動(dòng)力43.50.80.40.7517.413.0521.7533.05車(chē)問(wèn)昭八、明50.80.80.75435

11、7.6金屬動(dòng)力600.80.30.751813.522.534.2加工昭八、明60.80.90.755.44.056.7510.265工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)車(chē)問(wèn)變壓動(dòng)力80.80.50.754357.60器裝酉己房昭八、明20.80.80.751.61.223.04檢修車(chē)動(dòng)力1500.850.250.637.522.544.1267.03問(wèn)昭八、明50.850.90.64.52.75.298.04工具車(chē)動(dòng)力500.850.30.615917.6526.81問(wèn)1昭八、明40.850.90.63.62.164.246.44工具動(dòng)力550.850.30.616.59.919.4129.49車(chē)問(wèn)2昭八、

12、明40.850.90.63.62.164.246.44工具動(dòng)力400.850.30.6127.214.1221.45車(chē)問(wèn)3昭八、明30.850.90.62.71.623.184.83工具動(dòng)力350.850.30.610.56.312.3518.77車(chē)問(wèn)4昭八、明30.850.90.62.71.623.184.83總動(dòng)441.5130.984.45156.9238.6工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)力0.83543昭八、明3228.418.5133.8551.48159.3102.96190.75289.91由上表可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)是0.84,而供電部門(mén)要求該廠10kv進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷

13、時(shí)因數(shù)不應(yīng)低于0.90.考慮到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)因數(shù)應(yīng)稍大于0.90,暫取0.92來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量：Qc=P30(tan小1-tan小2)=159.3tan(arccos0.84)-tan(arccos0.92)kvar=35.84kvar無(wú)功功率補(bǔ)償裝置：一般用并聯(lián)電容器的方法來(lái)進(jìn)行功率補(bǔ)償。查表知選擇型號(hào)BKMJ0.4-12-1/3并聯(lián)電容器3只取Qc=36kvar.補(bǔ)償后無(wú)功功率2Q036=102.96-36=66.96kvar補(bǔ)償后視在功率&0=，(159.3)2+(66.96)2=172.8KV.A變壓器容量選擇(kVA)2

14、00kVA變壓器的功率損耗為：APT=0.015*172.8=2.592KWAQT=0.06*172.8=10.368kvar變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：P30(1)=159.3+2.592=161.892KWQ30(1)=66.96+10.368=77.328KWS30(1)=V(P30(1)2+(Q30(1)2=179.41KVA補(bǔ)償后的功率因數(shù)：cosd(1)=P30(1)/S30(1)=0.902。這一功率因數(shù)滿足要求。因此無(wú)功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如下表所示：表1-4項(xiàng)目cos小計(jì)算負(fù)荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.84

15、159.3102.96190.75289.91380v側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量-367工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)380v側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.92159.366.96172.8249.42主變壓器功率損耗0.015S30=2.5920.06S30=10.36810kv側(cè)負(fù)荷計(jì)算0.902161.89277.328179.4110.3588.7 無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔脽o(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長(zhǎng)距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負(fù)載的有功和無(wú)功功率。安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可限制無(wú)功補(bǔ)償在電網(wǎng)中傳輸，相應(yīng)減小了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電

16、壓質(zhì)量。無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)分級(jí)就地和便于調(diào)整電壓的原則進(jìn)行配置。集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分撒補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降壓相結(jié)合；并且與配電網(wǎng)建設(shè)改造工程同步規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、同步投運(yùn)。無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在：提高電壓質(zhì)量；降低電能損耗；提高發(fā)供電設(shè)備運(yùn)行效率；減少用戶電費(fèi)支出。2確定車(chē)間變電所的所址和形式2.1變電所位置的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較確定一、接近負(fù)荷中心；二、進(jìn)出線方便；三、接近電源側(cè)；四、設(shè)備運(yùn)輸方便；五、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所；六、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；七、不應(yīng)

17、設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰;八、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定；九、不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。1、裝有可燃性油浸電力變壓器的車(chē)間內(nèi)變電所，不應(yīng)設(shè)在三、四級(jí)耐火等級(jí)的建工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)筑物內(nèi)；當(dāng)設(shè)在二級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)時(shí)，建筑物應(yīng)采取局部防火措施。2、多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所、變電所應(yīng)設(shè)置在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁。3、高層主體

18、建筑內(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所和變電所，當(dāng)受條件限制必須設(shè)置時(shí)，應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁，并應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范有關(guān)規(guī)定，采取相應(yīng)的防火措施。4、露天或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)置在下列場(chǎng)所：一、有腐蝕性氣體的場(chǎng)所；二、挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級(jí)為四級(jí)的建筑物旁；三、附近有棉、糧及其他易燃、易爆物品集中的露天堆場(chǎng)；四、容易沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所。變電所的型式應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的狀況和周?chē)h(huán)境情況確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：一、負(fù)荷較大的車(chē)間和站房，宜設(shè)附設(shè)變電所或半

19、露天變電所；二、負(fù)荷較大的多跨廠房，負(fù)荷中心在廠房的中部且環(huán)境許可時(shí)，宜設(shè)車(chē)間內(nèi)變電所或組臺(tái)式成套變電站；三、高層或大型民用建筑內(nèi)，宜設(shè)室內(nèi)變電所或組合式成套變電站；四、負(fù)荷小而分散的工業(yè)企業(yè)和大中城市的居民區(qū)，宜設(shè)獨(dú)立變電所，有條件時(shí)也可設(shè)附設(shè)變電所或戶外箱式變電站；五、環(huán)境允許的中小城鎮(zhèn)居民區(qū)和工廠的生活區(qū)，當(dāng)變壓器容量在315KV破以下時(shí),宜設(shè)桿上式或高臺(tái)式變電所。帶可燃性油的高壓配電裝置，宜裝設(shè)在單獨(dú)的高壓配電室內(nèi)。當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜的數(shù)量為6臺(tái)及以下時(shí)，可與低壓配電屏設(shè)置在同一房間內(nèi)。不帶可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，可設(shè)置在同一房間內(nèi)。具有符合IP3X防護(hù)等級(jí)外殼的不帶

20、可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，當(dāng)環(huán)境允許時(shí)，可相互靠近布置在車(chē)間內(nèi)。o室內(nèi)變電所的每臺(tái)油量為100kg及以上的三相變壓器，應(yīng)設(shè)在單獨(dú)的變壓器室內(nèi)。在同一配電室內(nèi)單列布置高、低壓配電裝置時(shí)，當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜或低壓配電屏頂面有裸露帶電導(dǎo)體時(shí)，兩者之間的凈距不應(yīng)小于2m當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜和低壓配電屏的頂面封閉外殼防護(hù)等級(jí)符合IP2X級(jí)時(shí)，兩者可靠近布置。有人值班的配電所，應(yīng)設(shè)單獨(dú)的值班室。當(dāng)?shù)蛪号潆娛壹孀髦蛋嗍視r(shí)，低壓配電室面積應(yīng)適當(dāng)增大。高壓配電室與值班室應(yīng)直通或經(jīng)過(guò)通道相通，值班室應(yīng)有直接通向戶外或通向走道的門(mén)。工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)變電所宜單層布置。當(dāng)采用雙層布置時(shí)，變壓器應(yīng)設(shè)在底層。設(shè)

21、于二層的配電室應(yīng)設(shè)搬運(yùn)設(shè)備的通道、平臺(tái)或孔洞。高(低)壓配電室內(nèi)，宜留有適當(dāng)數(shù)量配電裝置的備用位置。高壓配電裝置的柜頂為裸母線分段時(shí)，兩段母線分段處宜裝設(shè)絕緣隔板，其高度不應(yīng)小于0.3m。由同一配電所供給一級(jí)負(fù)荷用電時(shí)，母線分段處應(yīng)設(shè)防火隔板或有門(mén)洞的隔墻。供給一級(jí)負(fù)荷用電的兩路電纜不應(yīng)通過(guò)同一電纜溝，當(dāng)無(wú)法分開(kāi)時(shí)，該電纜溝內(nèi)的兩路電纜應(yīng)采用阻燃性電纜，且應(yīng)分別敷設(shè)在電纜溝兩側(cè)的支架上。戶外箱式變電站和組合式成套變電站的進(jìn)出線宜采用電纜。配電所宜設(shè)輔助生產(chǎn)用房。2.2變電所的形式(類型)(1) 車(chē)間附設(shè)變電所(2) 車(chē)間內(nèi)變電所(3) 露天(或半露天)變電所(4) 獨(dú)立變電所(5) 桿上變電臺(tái)

22、(6) 地下變電所(7) 樓上變電所(8) 成套變電所(9) 移動(dòng)式變電所工廠是10kv以下，變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來(lái)確定。在工廠的平面圖下側(cè)和左側(cè)，分別作一條直角坐標(biāo)的x軸和y軸，然后測(cè)出各車(chē)間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，p1、p2、p3pi分別代表廠房1、2、3n號(hào)的功率，設(shè)定p1、p2pi并設(shè)定p11為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖3-1所示。而工廠的負(fù)荷中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)：(2-1)(2-2)10工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖2-1把各車(chē)間的坐標(biāo)帶入(2-1)(2-2),得到x=12,y=11.86.由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在金屬加工車(chē)間

23、廠房的東南角?？紤]到周?chē)h(huán)境和進(jìn)出線方便，決定在金屬加工車(chē)間廠房的東側(cè)僅靠廠房建造工廠變電所，器型為附設(shè)式。11工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖2-2裝設(shè)高壓配電所后工廠分布圖3確定車(chē)間變電所主變壓器型式，容量和臺(tái)數(shù)及主結(jié)線方案主結(jié)線方案選擇原則：工廠變電所的主變壓器可列兩種方案：1只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器的容量SN.T應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S30的需要，即SN.TS302裝二臺(tái)主變壓器的變電所每變壓器的容量SN.T應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：1)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S30的60%70的需要即SN.T(0.60.7)S302)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足一二級(jí)負(fù)荷

24、的需要，即SN.TS30()12工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)本車(chē)間負(fù)荷性質(zhì)屬三級(jí)負(fù)荷，車(chē)間變電所設(shè)置一臺(tái)變壓器主結(jié)線方案選擇：變電所主變壓器的選擇根據(jù)車(chē)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：由于車(chē)間所有的設(shè)備都屬于三級(jí)負(fù)荷，所以一臺(tái)主變即可。方案一和方案二都裝設(shè)一臺(tái)主變器，采用油浸式變壓器S9,而容量根據(jù)SN.TS0=172.8kVA,即選一臺(tái)S9-200/10型低損耗變壓器，。組別Yyn0,阻抗電壓為4%,空載損耗為變壓器容量為200kVA額定電壓10KM聯(lián)結(jié)0萬(wàn)案2萬(wàn)案1圖3-1表3-1比較項(xiàng)目力殺一力殺一技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求基本滿足要求供電可靠性基本滿足要求稍一點(diǎn)供電質(zhì)

25、量,臺(tái)主義，電壓損耗較大一樣靈活方便性米用高壓斷路器，停送電操作十分靈活方便米用負(fù)荷開(kāi)關(guān)，也可以帶負(fù)荷操作擴(kuò)建適應(yīng)性較不13工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額S9200單價(jià)19.18萬(wàn)元，變壓器綜合投資約為單價(jià)的2倍，因此其綜合投資為2*7.47=38.36萬(wàn)元一樣局壓開(kāi)大柜(含計(jì)量柜)的綜合投資額GG-1A(F)型按每臺(tái)3.8萬(wàn)元計(jì)，其綜合投資按設(shè)備價(jià)1.5倍，因此其綜合投資為2*1.5*3.8=11.4萬(wàn)元一樣電力變壓器和高壓開(kāi)關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)主變各局壓開(kāi)關(guān)柜的折舊各維修管理費(fèi)每年為2.903萬(wàn)元(其余略)一樣從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，方案一和方案二都比較適用于三級(jí)負(fù)荷，但

26、考慮發(fā)生短路時(shí)方案二只能熔斷器恢復(fù)供電的時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)，而且可靠性不高，而方案一采用高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分方便，同時(shí)高壓斷路器有斷電保護(hù)裝置，在變電所發(fā)生短路和過(guò)負(fù)荷時(shí)均能自動(dòng)跳閘，而且在短路故障和過(guò)負(fù)荷情況消除后，又可直接快速合閘，從而恢復(fù)供電的時(shí)間縮短，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)看，方案二比方案一投資稍低，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益看，方案一比較好一些，因此決定采用方案一。各配電干線、支線采用VV22型銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套內(nèi)鋼帶鎧裝電力電纜，配電干線沿電纜溝敷設(shè)，配電箱到用電設(shè)備的配電支線有條件時(shí)沿電纜溝敷設(shè)，否則采用穿鐵管沿地暗敷設(shè)。動(dòng)力配電箱采用型號(hào)為XL(F)-14、15落地式防塵型

27、動(dòng)力配電箱，動(dòng)力配電箱安裝高度是箱底離地面0.3米，箱底座用水泥、沙、磚堆砌作基礎(chǔ)，并做好防小動(dòng)物措施配電屏選擇型號(hào)為GGD2Al定低壓配電屏。4短路計(jì)算短路電流是供配電系統(tǒng)中的相間或相地之間因絕緣破壞而發(fā)生電氣連通的故障狀態(tài)。它的數(shù)值可達(dá)額定電流的十余倍至數(shù)十倍，而電路由常態(tài)變?yōu)槎搪返臅簯B(tài)工程中，還出現(xiàn)高達(dá)穩(wěn)態(tài)短路電流1.82.5倍的沖擊電流。會(huì)對(duì)供配電系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。一、短路電流計(jì)算的目的及幾點(diǎn)說(shuō)明：在供配電系統(tǒng)中除應(yīng)采取有效技術(shù)措施防止發(fā)生短路外，還應(yīng)設(shè)置靈敏、可靠的繼電保護(hù)裝置和有足夠斷流能力的斷路器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限度。為此必須進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確選

28、擇和整定保護(hù)裝置、選擇限制短路電流的元件和開(kāi)關(guān)設(shè)備。14工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1)由于民用建筑內(nèi)所裝置的元件，其容量遠(yuǎn)比系統(tǒng)容量要小，而阻抗則較系統(tǒng)阻抗大得多，當(dāng)這些元件遇到短路時(shí)，系統(tǒng)母線上的電壓變動(dòng)很小，可認(rèn)為電壓維持不變。因此，在本次計(jì)算中，都是以上述的由無(wú)限大容量電力系統(tǒng)供電作為前提來(lái)進(jìn)行計(jì)算的。(2)在計(jì)算高壓電路中的短路電流時(shí)，只需考慮短路電流值有重大影響的電流元件如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、架空線及電纜等。由于發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電阻遠(yuǎn)小于本身電抗，因此可不考慮。但當(dāng)架空線和電纜較長(zhǎng)，使短路電流的總電阻大于總電抗1/3時(shí)，需要計(jì)如電阻。(3)短路電流計(jì)算按金屬性短路進(jìn)行。(4)

29、短路電流計(jì)算的符號(hào)含義：短路電流計(jì)算應(yīng)求出最大短路電流值，以確定電氣設(shè)備容量或額定參數(shù)；求出最小短路電流值，作為選擇熔斷器、整定繼電保護(hù)裝置和校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的依據(jù)。(5)短路電流的計(jì)算方法有歐姆法和標(biāo)幺制法。4.1 計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電流和短路容量(ULi=10kv)4.1.1 計(jì)算短路電路中各無(wú)件的電抗1)電力系統(tǒng)的等效電抗X=lh2/Sd=(10kV)2/500MVA=0.2Q2)架空線路電抗X)=0.35Q/kmX=XL=0.35Q/kmx5km=1.75Q3)繪制k-1點(diǎn)的等效電路如下圖k-110.2圖4-2其總電抗為15工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)XE(k-1)=Xi+X2=0.2Q+1.7

30、5Q=1.95Q4.1.2 計(jì)算三相短路電流和短路容量1)三相短路電流周期分量有效值Ik-1=山V3XEK-1=10KV3X1.95Q=2.96kA2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)定電流I=|J3)=|K-1=2.96kA3)三相短路沖擊電流及第一個(gè)短路全電流有效值ish=2.551=2.55X2.96KA=7.548kAIsh(3)=1.51I=1.51X2.96KA=4.470kA4)三相短路容量：S-1=，3小=，3X10KVX2.96KA=51.267MVA4.2 計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電流和短路容量(UC2=0.4kv)4.2.1 計(jì)算短路電路中各無(wú)件的電抗1)電力系統(tǒng)的等效電抗X=lL；/S

31、d=(0.4kV)2/500MVA=3.2X10-4Q2)架空線路電抗X)=0.35Q/kmX=X)L(Ub2/IM2=0.35Q/kmX5km(0.4/10)2=2.8X10-3q3)電力變壓器的電抗：Xr=LK%XUC22/100.Sn=4.5X(0.4KV)2/100X1000kVA=7.2X10-3Q164）繪制k-2點(diǎn)的等效電路如下圖112.8X10-3工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2X1D-4Q圖4-3其總電抗為XE(k-2)=X/+X2+Xt=3.2X10-4Q+2.8X10-3Q=1.032X10-2Q4.2.2 計(jì)算三相短路電流和短路容量1）三相短路電流周期分量有效值：Ik-2=U

32、C/V3XS（k-2）=0.4KV/M3乂1.032X10-2Q=22.38kA2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)定電流：I=IJ3)=Ik-2=22.38kA3）三相短路沖擊電流及第一個(gè)短路全電流有效值ish=1.84I=1.84X22.38kA=41.18kAIsh(3)=1.09I=1.09X22.38kA=24.39kA4)三相短路容量：3-2=，3U2IK-2=，3X0.4KVX22.38KA=15.50MVA短路計(jì)算結(jié)果如下表：表4-1短路三相短路電流/kA三相短路容量/MV.A計(jì)算點(diǎn)1IKI,|18.(3)ishI(3)IshSkk-12.962.962.967.5484.47051.2

33、67k-222.3822.3822.3841.1824.3915.5017工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)5一次設(shè)備的選擇5.1電氣設(shè)備選擇的一般原則電氣設(shè)備選擇的一般原則主要有以下幾條：（1）按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備。1）根據(jù)設(shè)備所在位置（戶內(nèi)或戶外）、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設(shè)備型號(hào)。2）按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓。3）按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流。電氣設(shè)備的額定電流IN應(yīng)不小于實(shí)際通過(guò)它的最大負(fù)荷電流Imax（或計(jì)算電流Ij）,即INImax或INIj（71）（2）按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。為保證電氣設(shè)備在短路故障時(shí)不至損壞，按最大可能的短路電流校驗(yàn)電氣設(shè)

34、備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動(dòng)穩(wěn)定：電氣設(shè)備在沖擊短路屯流所產(chǎn)生的電動(dòng)力作用下，電氣設(shè)備不至損壞。熱穩(wěn)定：電氣設(shè)備載流導(dǎo)體在最大隱態(tài)短路屯流作用下，其發(fā)熱溫度不超過(guò)載流導(dǎo)體短時(shí)的允許發(fā)熱溫度。（3）開(kāi)關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。斷路器和熔斷器等電氣設(shè)備擔(dān)負(fù)著可靠切斷短路電流的任務(wù)，所以開(kāi)關(guān)電器還必須校驗(yàn)斷流能力，開(kāi)關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點(diǎn)最大三相短路容量.5.2高低壓電氣設(shè)備的選擇一、高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)5.2.1 按工作電壓選擇一般電氣設(shè)備和導(dǎo)線的額定電壓UNt應(yīng)不低于設(shè)備安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的電壓UNUNtUN=10KV5.2.2 按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流導(dǎo)體和電氣設(shè)備的額定電流是指在額定

35、環(huán)境溫度下長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流，以IN表示,該電流應(yīng)不小于通過(guò)設(shè)備的最大負(fù)荷電流（計(jì)算電流）I30,即：18工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)INI305.2.3 對(duì)開(kāi)關(guān)類電氣設(shè)備還應(yīng)考慮其斷流能力設(shè)備的最大開(kāi)斷電流U（或容量SM應(yīng)不小于安裝地點(diǎn)的最大三相短路電流IK（或短路容量SK），即：IIK（3）SSK5.2.4 隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)a）動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定（電動(dòng)力穩(wěn)定）是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件是：imaxish（3）或ImaxIsh式中，imax和Imax為設(shè)備安裝地點(diǎn)的三相短路沖擊電流峰值；ish和Ish為設(shè)備安裝地點(diǎn)的三相短路沖擊電流有效

36、值；b）熱穩(wěn)定度校驗(yàn)通過(guò)短路電流時(shí)，導(dǎo)體和電器各部件的發(fā)熱溫度不應(yīng)超過(guò)短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度值，即:It2IJ3）2tima其中tima=tK+0.05當(dāng)tk1s時(shí)式中，IJ3）為設(shè)備安裝地點(diǎn)的三相短路穩(wěn)態(tài)電流；tima為短路發(fā)熱假想時(shí)間（又稱短路發(fā)熱等值時(shí)間）；tK為實(shí)際短路時(shí)間；It為t秒內(nèi)允許通過(guò)的短路電流值或稱t秒熱穩(wěn)定電流；t為設(shè)備生產(chǎn)廠家給出的設(shè)備熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間，一般為4秒、5秒、1秒等。In=200MVA/（y3XUN）=11.5KA表5-1選擇效驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流流力斷能動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝設(shè)地點(diǎn)條件參數(shù)UNINIK；(3)ishI3)2tima數(shù)據(jù)10KV11.547A2.96K

37、A7.55KA2.962X1.5=13.14一次設(shè)備的高壓少油斷路器SN10-10I/63010KV630A16KA40KA162X2=512高壓熔斷器RN2-1010KV0.5A50KA一一19工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)型號(hào)電壓互感器JDZ-1010/0.1KV一一一一規(guī)格電壓互感器JDZJ-1010aLi0.1石定/耳)一一電流互感器LQJ-1010KV100/5A一225X/X0.1KV=31.8KV(90X0.1)2X1=81避雷器FZ-1010KV一一一一、低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)表5-2選擇效驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流2斷能動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝設(shè)地點(diǎn)條件參數(shù)UNINIK；(3)ishI了)2ti

38、ma數(shù)據(jù)380V288.6822.38KA41.18KA22.382X0.7=350.6一次設(shè)備的型號(hào)規(guī)格低壓斷路器DW15-400380V40025低壓熔斷器DW16-100380V10030一一低壓熔斷器DW15-630380V63030一一低壓熔斷器DW16-200380V20030電流互感器LMZ1-0.5500V100/5一一一三、高低壓母線的選擇1,變壓器阻抗電壓為4%空載損耗為0.48kW,短路損耗為2.6kW,空載電流百分比10池1.3。，P0=/P0+r(Sjs/S。2=0.48+2.6(172.8/200)2=2.42，Q=I0%/100S+Uz%/100S(SjJSc)2

39、=(1.3/100)X200+(4/100)X200(172.8/200)2=4.09kvar20工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)車(chē)間變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：PJs=159.3+2.42=161.7kWQjs=66.96+4.09=71.05kVarSjs=，(161.7)2+(71.05)2=176.62kVAIjs=Sjs/(V3X10)=125.52/(V3X10)=10.2A車(chē)間變電所低壓側(cè)母線電流為：Ijs=S30/(V3X0.4)=172.8/(，3X0.4)=177.28A查表得到10kv母線選LMY-(40*4mm,即母線尺寸為40mm*4mm,380V母線選LMY-(120*10)+80

40、*6.3,即母線尺寸為120mm*103m而中性母線尺寸為80mm*6.3mm6選擇車(chē)間變電所高低進(jìn)出線截面6.1 變壓器高壓側(cè)進(jìn)線電纜截面選擇Iuxo=200MVA/3X10kV=11.5KA變壓器10kV額定電流很小(Ijs=10.2A),因此，按短路熱穩(wěn)定電流校驗(yàn)選擇電纜截面。C為熱穩(wěn)定系數(shù)Amin=(IJ3)X，tim)/C=(11.5X103x(1.5+0.2)/115=130.4mm2因此選用YJV2-10KV3X150電纜作為10KV進(jìn)線電纜。6.2 380V低壓出線的選擇以冷加工車(chē)間為例校驗(yàn)發(fā)熱條件查建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)P305頁(yè)表13-35中VV-3X35+1X10電力電纜在環(huán)境

41、氣溫為30c時(shí)允許載流量：Iux=165.2AI3o=33.05A校驗(yàn)額定電壓U.oc=1000VUc=380V校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度Amin=(I8x，tim)/c=(22.38X103xV0.02)/115mm2=27.5mm21工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)校驗(yàn)滿足電壓損耗全部設(shè)備cos?=0.8,tg?=0.75,P=17.4KWQ=13.05kvar查建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)P274頁(yè)表室內(nèi)敷設(shè)電力電纜的電阻和電抗分別值是:r0=1.3Q/km,x。=0.22Q/kmJ貿(mào)設(shè)L=0.2km。U%=(PL)ro+(QL)X。/Ue=(17.4X0.2)X1.3+(13.05X0.2)X0.22/380=0.01

42、34=1.34%電壓損耗滿足要求。通過(guò)上面校驗(yàn)各干線電纜需選擇VV-3X35+1X16電力電纜。其他個(gè)車(chē)間選擇計(jì)算與上相同經(jīng)以上計(jì)算與統(tǒng)計(jì)，車(chē)間變電所高、低壓進(jìn)出線截面(包括母線)選擇如下表:表6-1車(chē)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(hào)回路名稱回路容量回路電流截面?zhèn)渥?kVA)(A)(mm)01冷加工車(chē)間21.7533.05相35,零1602金屬加工車(chē)間22.534.2相35,零1603檢修車(chē)問(wèn)44.267.03相35,零1604工具車(chē)間117.6526.81相35,零1605工具車(chē)間219.4129.49相35,零1606工具車(chē)間314.1221.45相35,零160

43、7工具車(chē)間412.3518.77相35,零167選擇電源進(jìn)線的二次回路及整定繼電保護(hù)。7.1 測(cè)量與指示10kV斷路器采用手動(dòng)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(wú)功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能和無(wú)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)裝有電壓互感器一避雷器柜，其中電壓互感器為3個(gè)JDZY-10型，組成Y0/Y0/A的結(jié)線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察。低壓側(cè)的動(dòng)力22工廠低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)出線上，均裝有有功電度表和無(wú)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(wú)功電度表。每一回路均裝有電流表。低壓母線裝有電壓表。7.2 繼電保護(hù)

44、變電所保護(hù)配置如下:表7-1變壓器電流速斷保護(hù)、過(guò)電流、溫度報(bào)警、保護(hù)低壓線路電流速斷保護(hù)、過(guò)電流、過(guò)負(fù)荷、接地保護(hù)采用感應(yīng)式過(guò)電流繼電器。A.過(guò)電流保護(hù)的整定1)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定Il.ma)=2Iin.t=2X200/(，3X10)=23A,可靠系數(shù)K-ei=1.3,接線系數(shù)Kw=1,繼電器返回系數(shù)Ke=0.8,電流互感器的電流比K=20故Iop=IL.MAXX(KelXKz)/(K-eXK)=1.87A,整定為2Ao2)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定終端變電所按最短時(shí)間0.5s整定。3)過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)：Ik.min=Ik-2(2)/KT=0.866Ik-2/Kt=0.866X22.38/(10kV/0.4kV)=0.775kA,Iop.1=IopKi/K