低压变配电系统设计

HUNAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY（2011 届）专科毕业设计（论文）题目名称：低压变配电系统设计 学院（部）： 电气与信息工程学院 专业：电气自动化 学生姓名：班级：电气0631学号：06053128 指导教师姓名: 最终评定成绩:摘要工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源， 经过合理的传输、变换、分配 到工厂车间中每一个用电设备上，随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量 快速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益提高，供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量， 而且也反映到工厂的可靠性和工厂的安全生产上，它与企业的经济效益、设备和人身安全等是密切相关的。工厂供电设计必须遵循国家的各项方针政策， 设计方案必须符合国家标准中 的有关规定，同时必须满足以下几项基本要求：1、 安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。2、 可靠应满足能用户对供电可靠性的要求。3、 优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。4、 经济供电系统的投资要少，运行费用低，并尽可能工节约电能和减 少有色金属消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局和全局、当前和长远等关系，既要照 顾局部和当前和利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。1、车间的负荷计算及无功补偿2、确定车间变电所的所址和型式3、确定车间变电所主变压器型式，容量和台数及主结线方案（要求从两个比较合理的方案中优选）4、短路计算，并选择一次设备（尽量列表）5、选择车间变电所高低进出线截面（包括母线）6选择电源进线的二次回路及整定继电保护7、车间变电所的防雷保护及接地装置的设计8、确定车间低压配电系统布线方案9、选择低压配电系统的导线及控制保护设备10、设计说明书11、车间变电所主结线电路图12、车间变电所平、剖面图1第一章车间的负荷计算及无功补偿1.1机二车间设备明细统计表设备代号 设备名称台数单台容量（KW） 功率因数Cos效率n1220V插座1 10.8 0.82220V插座1 0.60.750.753220V插座1 0.60.750.754车床11.7 0.80.85车床13.660.8 0.86车床11.740.8 0.87车床15.2250.8 0.88铣床13.1250.8 0.89铣床12.9250.8 0.810铣床11.6250.8 0.811铣床11.7 0.80.812车床13.660.8 0.813车床12.2 0.80.814车床15.2250.8 0.815铣床13.1250.8 0.816铣床12.3250.8 0.817铣床19.130.850.8518插齿机14.6250.850.8519车床14.6250.850.8520车床14.6250.850.8521车床14.6250.850.8522车床14.6250.850.8523车床14.6250.850.8524车床14.6250.850.8525车床14.6250.850.8526工具磨床11.6250.80.827工具磨床11.6250.80.828小冲床11.5 0.8 0.829小冲床11.5 0.80.830磨床11.5 0.80.831磨床14.6250.850.8532冲床14.6250.850.8533钻床14.6250.850.8534钻床14.6250.750.7535钻床14.6250.750.7536钻床14.6250.750.7537磨床14.6250.750.7538钻床14.6250.750.7539钻床11.6250.8 0.840钻床11.6250.8 0.841钻床11.5 0.80.842钻床11.5 0.80.843钻床11.5 0.80.844钻床14.6250.8 0.845钻床130.80.846变压器12 0.80.947变压器12 0.80.948变压器12 0.80.949变压器12 0.80.91.2工具、机修车间设备负荷计算表 设备代号车间名称供电回 路代号设备容量（KW）计算负荷P30/kW Q30/kvarQ30/kVA I30/A1工具车间No.1 4714.1016.5021.7032.98No.25616.8019.7025.8939.34No.34212.6014.7019.3629.42No.43510.5012.3016.1724.572机修车间No.5 150 37.5043.9057.7487.721.3装机容量、计算负荷、无功负荷、视在负荷的计算机修厂拟设8个供电主干线，分别为1号干线冷加工机床，2号干线金属加 工机床，3号干线插座、220V变压器，4号干线工具间1号，5号干线工具间2 号，6号干线工具间3号，7号干线工具间4号，8号干线检修车间。各干线设 备装机容量、计算负荷与无功功率等统计如下表：4 车床 1.7 0.8 0.85车床3.660.80.86车床1.740.80.87铣床5.2250.80.88铣床3.1250.80.89铣床2.9250.80.810铣床1.6250.80.811车床1.7 0.80.812车床3.660.80.813车床2.2 0.80.814铣床5.2250.80.815铣床3.1250.80.816铣床2.3250.80.817插齿机9.130.850.851号干线装机容量工Pe= 47.37kw1号干线5台最大设备容量 工PM = 26.90kw1号干线计算负荷 P30= 0.14X工Pe + 0.5X工PM = 20.08kW1 号干线无功计算负荷 Q30= P30tg? = P30tg(arccos0.8)= 15.06 kvar1号干线视在计算负荷 S30=V (P302+ Q302)= 25.10kVA1 号干线计算电流 130= S30/(V3X UN) = 47.67A2号干线18车床4.6250.850.8519车床4.6250.850.8520车床4.6250.850.8521车床4.6250.850.8522车床4.6250.850.8523车床4.6250.850.8524车床4.6250.850.8525 车床 4.6250.850.8526 工具磨床1.6250.80.827 工具磨床1.6250.80.828 小冲床 1.50.8 0.829 小冲床 1.50.8 0.82号干线30小冲床1.5 0.8 0.831磨床4.6250.850.8532磨床30.850.8533冲床1.5 0.850.8534钻床0.6 0.750.7535钻床0.6 0.750.7536钻床0.6 0.750.7537钻床0.6 0.750.7538磨床2.250.750.7539钻床1.6250.80.840钻床1.6250.80.841钻床1.6250.80.842钻床1.6250.80.843钻床1.6250.80.844钻床1.6250.80.845钻床1.6250.80.82号干线装机容量工Pe= 69.90kw2号干线5台最大设备容量 工PM = 6.98kw2号干线计算负荷 P30= 0.14X工Pe + 0.5X工PM = 21.35kW2 号干线无功计算负荷 Q30= P30tg? = P30tg(arccos0.8)= 15.06 kvar2号干线视在计算负荷 S30=V (P302+ Q302)= 26.69kVA2 号干线计算电流 130= S30/(V3X UN) = 50.68A3号干线1220V插座10.8 0.82220V插座0.60.750.753220V插座0.60.750.7546 220V变压器20.80.947 220V变压器20.80.948 220V变压器20.80.949 220V变压器20.80.93号干线装机容量 工Pe= 10.20kw3号干线5台最大设备容量 工PM= 7.85kw3号干线计算负荷 P30= 0.14X工Pe + 0.5X工PM = 5.93kW3 号干线无功计算负荷 Q30= P30tg? = P30tg(arccos0.8)= 4.45 kvar3号干线视在计算负荷 S30=V (P302+ Q302)= 7.41kVA3号干线C相(略大于 A、B相)计算电流130 = S30/(V3X UN) = 25.25A 4号干线1#回路 工具车间 474号干线装机容量 工Pe= 47kw4号干线计算负荷 P30= 14.1kW4号干线无功计算负荷 Q30= 16.5 kvar4号干线视在计算负荷 S30=V (P302+ Q302)= 21.70kVA4 号干线计算电流 130= S30/(V3 X UN) = 41.22A5号干线2#回路工具车间 565号干线装机容量 工Pe= 56kw5号干线计算负荷 P30= 16.8kW5号干线无功计算负荷 Q30= 19.7 kvar5号干线视在计算负荷 S30=V (P302+ Q302)= 25.89kVA5 号干线计算电流 130= S30/(V3X UN) = 49.17A6号干线3#回路工具车间 426号干线装机容量 工Pe= 42kW6号干线计算负荷 P30= 12.6kW6号干线无功计算负荷 Q30= 14.7 kvar6号干线视在计算负荷 S30=V (P302+ Q302)= 19.310kVA6 号干线计算电流 130= S30/(V3X UN) = 36.77A7号干线4#回路工具车间357号干线装机容量工Pe= 35kW7号干线计算负荷 P30= 10.5kW7号干线无功计算负荷 Q30= 12.3 kvar7号干线视在计算负荷 S30=V (P302+ Q302)= 16.17kVA7 号干线计算电流 130= S30/(V3X UN ) = 30.71A8号干线机修车间1508号干线装机容量 工Pe= 150kw8号干线计算负荷P30= 37.5kW8号干线无功计算负荷 Q30 = 43.9 kvar8号干线视在计算负荷 S30=V (P302+ Q302)= 57.74kVA8 号干线计算电流 130= S30/(V3X UN) = 109.65A2、确定车间变电所的所址和形式选择变电所位置就根据下列要求进行技术、经济比较后确定：1、接近负荷中心，进出线方便。2、接近电源侧。3、设备运输方便。4、不应设在剧烈振动或高温，应远离多尘有腐蚀气体的场所。5、应远离易燃、爆的场所。本车间变电所供电负荷的性质为三级负荷，年最大有功负荷利用小时数为4500小时。本车间变电所从本厂35/10kV总降压变电所用电缆线路引进10kV电 源，电缆线路长度为200M。车间变电所设在机二车间东北角，为机二车间、工 具车间、机修车间供电。设高压配电室、变压器室、低压配电室。补偿后的功率因素要求不得低于 0.9。短路容量工厂总降压变电所10kV母线上的短路容量为200MVA。保护整定工厂总降压变电所10kV配电出线定时限过流保护装置的整定时间lop=1.5S。3、车间变电所无功补偿，主变型式、容量和台数及主结线选择方案根据本车间负荷性质属三级负荷，车间变电所设置一台变压器。正常工作时, 由车间变电所变压器供给本车间用电设备，备用电源可由其他车间变电所提供。 根据表1-3负荷计算的数据，无功补偿与变压器容量选择如下表所示：表3-1无功补偿与变压器容量选择设备编号设备名称 装机容量P功率因数计算负荷P30无功负荷Q30视在负荷S30计算电流备注(kW)(kW) (kVar)kVA A冷加工机床47.370.8金属加工机床69.90插座、变压器 10.201号干线2号干线3号干线20.0815.0625.1038.140.8 21.3516.0126.6940.540.8 5.934.457.4111.264号干线工具间1号47.000.814.1016.5021.7032.985号干线工具间2号56.000.816.8019.7025.8939.346号干线工具间3号42.000.812.6014.7019.3629.427号干线工具间4号35.000.810.5012.3016.1724.578号干线检修车间150.000.837.5043.9057.7487.72各车间总装机容量工P= 457.47kw各车间总计算负荷 工P30= 138.86kW各车间总无功计算负荷 工Q30= 142.62 kvar各车间总视在计算负荷 工S30= 200.01kVA补偿前的功率因数 工P30/2 S30= 0.7电容器容量计算 QC=Pjs(tg1-tg2) = 138.86 x (tgarccos0.7 tgarccos0.9)= 89.51 kvar选择型号BKMJ0.4-15-3并联电容器6只补偿后无功功率 工 Q30 90= 142.62-90=52.62 kvar补偿后视在功率 Sjs=V(138.86)2+(52.62)2=148.49KVA变压器容量选择(kVA) 200kVA主结线方案选择：变电所主变压器的选择根据车间的性质和电源情况， 工厂 变电所的主变压器可列两种方案：方案一和方案二都装设一台主变器，采用油浸式变压器S9,而容量根据SN.TS30=148.49kVA,即选一台S9 200/10型低损耗 变压器，由于车间所有的设备都属于三级负荷，所以一台主变即可。变压器容量为200kVA，额定电压10KV，联结组别Y， yn0,阻抗电压为4.5%，空载损耗为 0.55kW，短路损耗为3.7kW，变压器带外壳。变压器外壳内高压側考虑设置固 定电缆用的支架；低压側设置固定母线用的支柱绝缘子， 并满足短路时的动热稳 定的要求，同时考虑安装零序 CT的位置。低压变压器采用环氧树脂浇铸的干式变压器(S-10型)，变压器安装在0.4kV配电装置的室内，不设变压器小间。变压器工作环境的最高温度按45 E考虑。变压器采用低损耗铜芯变压器，其在使用环境条件下能满负荷长期运行，并有一定的过负荷能力。变压器符合GB、DL、IEC最新标准的要求，特别是针对干式变压器的IEC726 和IEC551标准对噪声测试的要求。干式变压器正常运行的冷却方式为自然风冷，并提供冷却风扇满足强迫风冷条件下150%的过负荷要求。变压器装设带报警及跳闸的温控设施。变压器外壳 中带有防潮加热器。变压器的绝缘等级为F级。低压側中性点直接接地。本车间动力照明均采用三相四线制，车间环境正常，用电设备属于第三类负荷，设备配置较稳定，台数不多，且容量也不大。综合上述因素，采用动力箱向 各用电设备配电，计算短路电路中各无件的电抗。电力系统的等效电抗XL =UC2/Sd=(0.4kV)2/200MVA=8 X 10-4 Q (电阻不计)电缆的电抗X0=0.08X2=X0L=0.08 Q /km X 0.2km=0.016 Q等效电抗为：X2 = X2 (UC / UC) 2 =6.4 X 10-6Q (电缆等效电抗较小不 计)电力变压器的 电抗： XT = UK% X UC2/100.SN=4.5 X (0.4KV)2/100 X 0.2MVA=0.036Q电力变压器的电阻：RT=/ Pk (UC/SN) 2=3700(0.4/200) 2=0.0074Q (电阻较小不计)0.4KV母线K2点短路时，电抗为X刀K2=X1 +XT=8 X 10-4Q +7.4X 10-3Q =8.2X 10-3Q计算三相短路电流和短路容量三相短路电流周期分量有效值：IK2(3)=UC/ V3X刀 K 2 = 0.4KV/ V3X 8.2X 10-3Q = 28.16kA三相短路次暂态电流和稳定电流：I (3) = I%=IK2(3) = 28.16kA三相短路冲击电流及第一个短路全电流有效值。ish(3) = 1.841 (3) = 1.84X 28.16KA = 51.81 kAIsh(3) = 1.091 (3) = 1.09 X 28.16KA = 30.70 kA三相短路容量：SK2(3) = V 3UCIK2(3) =V 3X 0.4KV X 28.16 KA = 19.51MVA 短路计算结果如下表：-1短路计算点三相短路电流(KA ) 三相短路容量IK2(3)I(3)2( 3) ish(3) Ish(3)0.4KV 侧 K2 点 28.1628.1628.1651.8130.7019.511号干线014车床1.7 4.0411.30152.50 VV 15025车床3.668.6924.33302.50VV 15036车床1.744.1311.57152.50VV 15047铣床5.22512.4034.73402.50VV 15058铣床3.1257.4220.77302.50VV 15069铣床2.9256.9419.44202.50VV 150710铣床1.6253.8610.80152.50VV 150811车床1.7 4.0411.30152.50 VV 150912车床3.668.6924.33302.50VV 151013车床2.2 5.2214.62152.50 VV 151114铣床5.22512.4034.73402.50VV 151215铣床3.1257.4220.77302.50VV 151316铣床2.3255.5215.45202.50VV 151417插齿机9.1319.2053.76604.00VV 152号干线0118车床4.6259.7327.23302.50VV 150219车床4.6259.7327.23302.50VV 150320车床4.6259.7327.23302.50VV 150421车床4.6259.7327.23302.50VV 150522车床4.6259.7327.23302.50VV 150623车床4.6259.7327.23302.50VV 150724车床4.6259.7327.23302.50VV 150825车床4.6259.7327.23302.50VV 150926工具磨床1.6253.8610.80152.50VV 151027工具磨床1.6253.8610.80152.50VV 151128小冲床1.53.569.97102.50VV 151229小冲床1.53.569.97102.50VV 151330小冲床1.53.569.97102.50VV 151431磨床4.6259.7327.2330 2.50 VV 151532磨床36.3117.66202.50VV 151633冲床1.53.158.83102.50VV 151734钻床0.61.624.5452.50VV 151835钻床0.61.624.5452.50VV 151936钻床0.61.624.5452.50VV 152037钻床0.61.624.5452.50VV 152138磨床2.256.0817.02202.50VV 152239钻床1.6253.8610.80152.50VV 152340钻床1.6253.8610.80152.50VV 152441钻床1.6253.8610.80152.50VV 152542钻床1.6253.8610.80152.50VV 152643钻床1.6253.8610.80152.50VV 152744钻床1.6253.8610.80152.50VV 152845钻床1.6253.8610.80152.50VV 153号干线011220V 插座 0.817.1019.8920 2.50VV 150246变压器 0.8212.6335.35404.00 VV 15032220V 插座 0.750.6 4.8513.5815 2.50VV 15043220V 插座 0.750.6 4.8513.5815 2.50VV 150547变压器 0.8212.6335.35404.002.50VV 150648变压器 0.8212.6335.35404.00 VV 1507 49 变压器 0.8212.6335.3540 4.002.50 VV 15动力配电箱参数选择计算举例1 (以1号干线17#设备-插齿机为例)(1) 设备的计算负荷17号设备容量 Pe= 9.13KW。则其计算电流为130= Pe/(V3x Ue x cos )= 9.13/(V3X 380x 0.85x 0.85) = 19.20A其起动电流：lqd= Kqdx Ie=(57) Ie取 lqd7130= 7x 19.20= 134.40AIqd/a= 134.40-2.5= 53.76A(查建筑电气设计手册332页表15-3为了计算方便故选取a值为2.5。下面 计算取值相同)(2) 确定熔断器参数熔体的额定电流Ia.l应满足下列要求：Ia.l I30, Ia.l Iqd/a,所以选取熔体的额定电流Ie.r= 60A，熔管的额定电流为100A。(3) 选择导线截面和型号根据允许温升选择截面，则应满足：Iax I30= 19.20A查工厂供电设计手册表13-28,选取S=4平方毫米即可。按机械强度要 求查工厂供电附录表15知，穿管敷设的绝缘铜芯电缆最小截面为2.5平方毫米。所以选取4x 2.5平方毫米的VV型铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆。(4) 管径的选择查建筑电气设计手册表13-27, 3x4+ 1x 2.5平方毫米的VV型需要直 径为15毫米的铁管(即焊接钢管)。动力配电箱参数选择计算举例2 (以2号干线32#设备-磨床为例)(1) 设备的计算负荷32#号设备容量Pe= 3KW。则其计算电流为I30= Pe/(V3x Uex n x cos )= 3/(V3x 380x 0.85x 0.85) = 6.31A其起动电流：Iqd= Kqdx Ie=(57) Ie取 Iqd7130= 7X6.31= 44.17AIqd/a= 44.17-2.5= 17.66A(2) 确定熔断器参数熔体的额定电流Ia.l应满足下列要求：Ia.l I30, Ia.l Iqd/a,所以选取熔断体的额定电流Ia.l = 20A，熔管的额定电流为50A。(3) 选择导线截面和型号根据允许温升选择截面，则应满足：Iax I30 = 6.31A查工厂供电设计手册表13-27,选取S=2.5平方毫米即可。按机械强度 要求查工厂供电附录表15知，穿管敷设的绝缘铜导线最小截面为2.5平方毫米。所以选取3X 2.5+ 1X 2.5 (3* 2.5+ 1* 2.5)平方毫米的 VV型铜芯聚氯 乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆，满足要求。(4) 管径的选择查建筑电气设计手册表 13-27，3X2.5+ 1X2.5 (3* 2.5+ 1 * 2.5)平方 毫米的BV型需要直径为15毫米的铁管(即焊接钢管)。5.车间变电所高、低压进出线截面(包括母线)的选择5.1变压器阻抗电压为4.5%，空载损耗为0.55kW，短路损耗为3.7kW，空 载电流百分比I0%为2.3。/ P0=/ P0+Pd(SJS/SC)2=0.55+3.7(138.86/200)2=2.33/ Qb=l0%/100SC+Uz%/100SC(SJS/SC)2=(2.3/100) 200+(4.5/100) 200(138.86/200)2=8.94kvar车间变电所高压侧计算负荷为：P JS=138.86+ 6.94=145.8kWQ JS=52.62+8.94=61.510kVarS JS=V(145.8)2+(61.56)2=158.210kVAIJS=S 23X 10=158.263X 10=10.43A车间变电所低压侧母线电流为：IjS =Sjs/23X 0.4=148.49/23X 0.4=214.33A5.3确定变压器低压侧主出线截面选择按IUx I30=214.33A，车间变电所低压配电系统各电气设备的选择见车间 低压配电系统主结线图。选用TMY - 100X 10铜母排，该母排环境温度为30 度,允许载流量等于2170 214.33A，符合要求。短路电流校验IK2(3)= 28.16KA,ish(3) = 51.81 KA,而接于380V母线的全部感应电动机额 定电流为：lM=132.93kw/ V3 X 380X 0.8X 0.8=315.58A由于I/M0.01 IK2(3),故需计入感应电动机反馈电流的影响。因此母线在三相短路时所受的最大电动力为F(3)=V 3(ish+ish.m)2X 10-7N/A2=V3(51.81 X 103+V2X 6.5X 0.32X 103)2(0.8/0.15)X 10-7N/A2=2769N(其中 1 取柜长 800mm,a=150mm)校验其动稳定：校验母线短路时动稳定度，母线在 F作用时的弯曲力矩为：M=F(3)1/10=2769N X.8m/10=221.5Nm母线的截面系数为：W=b2h/(0.1m)2 X.01m/6=1.667 1X-5m3故母线在三相短路时所受到的计算应力为(T c= M/W=221.5Nm/1.667 X 10-5m3=13.29MPA而硬铜母线的允许应力为：(T a1= 140MPa c c=13.29MPa由此可见该母线满足短路动稳定度的要求。校验其热稳定：查工厂供电附录表 C= 171。取 tk=0.5s+0.2s=0.7stim=tk+0.05s=0.75s于是取最小允许截面为：Amin=(l xVtim)/C=(28.16 X 103XV0.75S)/171 =142.6mm2由于母线实际截面：100X 10=1000mm2Ami n=142.6mm2因此该母线满足短路热稳定度的要求。车间变电所高压侧功率因数：COS W =P JS/S =145.8/158.26=0.92满足要求。5.4变压器高压侧进线电缆截面选择IUx I30=200MVA/V3X 10kV=11.5 KA变压器10 kV额定电流很小(IJS= 10.43A),因此，按短路热稳定电流校验 选择电缆截面。Amin=(l xVtim)/C=(11.5 X 103XV(1.5+0.2)/115 =130.4mm2因此选用YJV22-10KV 3 X 150电缆作为10KV进线电缆。5.5低压出线及设备选择校验5.5.1以P1配电屏为例进行校验，其他配电屏校验方法相同（略）。P1配电屏设备校验。A、ME630低压万能式断路器（校验额定电压、额定电流、开断电流）（与主结线的开关如何对应？）。（方法同前，ME630低压万能式断路器的额定 电压、额定电流、开断电流分别为 660V、630A、50KA,分别高于回路额定电压 400V、变压器额定电流304A、低压侧短路电流28.1KA）B、电流互感器的校验（校验额定电压、额定电流、动稳定、热稳定）a）校验额定电压U.C=660VUC=380Vb）校验额定电流I.C=630AI30=214.33Ac）校验开断电流IOC=35KAIsh （3）=30.70KA选择ME630満足要求B.电流互感器LMZ1 0.5-5 （是否为200型？图中标示为200型，如为500型则型号为LMZJ1 ?应为LMZ 0.5-500/5） 00/5校验：a）校验额定电压U.C=500VUC=380b）校验额定电流：I.C=500AIC=214.33Ac）校验动稳定：IN1=KCS XV2X I1 N =80 XV2X 0.5KA=56.56KAIsh（3）=30.70KVd）校验热稳定：（KTI1N ） 2T=（50 X 0.5）2X 仁6252（3）2 X 0.75=（28.16）2X 0.75=594.7因此选择LMZ1 0.5-500/5电流互感器满足的要求。5.5.2 P2配电屏设备校验（以车间主干线 01号为例说明）采用CM1 60M 料外壳式断路器（校验额定电压、额定电流、开断电流）a）校验额定电压U.C=UC=380b）校验额定电流I.C=60AI30=47.67Ac）校验开断电流IOC=50K A lsh (3)=30.70KAd) 其他校验(di )断路器额定电流I.C应不小于其装设的过流脱扣器的额定电流l.OR ，即：l.C=60A I.OR=50A(d2)低村断路器的过流脱扣器的选择与整定以及其被保护线路的配合即：(d21)瞬时过流脱扣器额定电流IOP(0)应躲开线路的尖峰电流Iqd=IPK即：lOP(O)=10l.C=10 60=600A2.5IPK=47.67A(d22)短延时过流脱扣器额定电流IOP(S)也应躲开线路的尖峰电流Iqd=IPK 即IOP(S)=5I.C=5 60=300AkrellPK=47.67A(d23)长延时过流脱扣器主要用来保护过负荷，因此其动作电流lOP(1)应躲开线路的计算电流 即:IOP(1)=60A krelIPK=1.1 47.67A =52.44 A(d24)过流脱扣器与被保护线路的配合要求，即：I0P(1)=60A K0LIAL=1.0 X 78.69A=78.69A(VV-3 X 10+1X 6环境温度30E时明敷设载流量78.69A)选择CM1 60M料外壳式断路器满足要求。5.6选择负荷较大车间动力主干线8号为例进行校验(校验满足发热条件，满 足工作电压、满足电压损耗)，其他动力主干线校验方法相同。校验发热条件查建筑电气设计手册P305页表13-35中VV-3 X 35+1 X 10电力电缆在环 境气温为30E时允许载流量：IUX=165.2A I30=87.72A校验额定电压U.oc=1000V U c =380V校验短路热稳定度Amin=(l xVtim)/c=(28.16 X 103X“ 0.02)/115mm2=35 mm2校验满足电压损耗全部设备 cos?=0.8, tg?=0.75, P= 37.5KW，Q= 43.9kvar查建筑电气设计手册P274页表室内敷设电力电缆的电阻和电抗分别值 是:r0=1.3Q/km, xo=0.22Q/km,假设 L=0.2 km。 U% =(PL)rO+(QL)XO/Ue=(37.5X O.2)X 1.3+ (43.9X 0.2)x 0.22x 100/380=3.1%电压损耗满足要求。通过上面校验各干线电缆需选择 VV-3 X 35+1 X 16电力电缆。经以上计算与统计，车间变电所高、低压进出线截面(包括母线)选择如下 表:表5.1车间变电所高、低压进出线截面(包括母线)选择表进出线回路编号回路名称回路容量回路电流截面 备注(kVA)(A)(mm)011号干线25.1038.14相 35零 16022号干线26.6940.54相 35零 16033号干线7.4111.26相 3516 零 1610044号干线21.7032.98相 35零 16055号干线25.8939.34相 35零 16066号干线19.3629.42相 35零 16077号干线16.1724.57相 35零 16088号干线57.7487.72相 35零 1609低压母线169.74214.33100X 1010高压母线158.2610.4380 X 811咼压电缆158.2610.43相1506、变电所电源进线的二次回路选择与继电保护的整定测量与指示10kV断路器采用手动操作，变电所高压侧装设专用计量柜，装设三相有功 电度表和无功电度表，分别计量全厂消耗的有功电能和无功电能，并据以计量每月工厂的平均功率因数。变电所高压侧装有电压互感器一避雷器柜，其中电压互感器为3个JDZY-10型，组成Y0/ Y0/ 的结线，用以实现电压测量和绝缘监 察。低压侧的动力出线上，均装有有功电度表和无功电度表，低压照明线路上装有三相四线有功电度表。低压并联电容器柜上，装有无功电度表。每一回路均装 有电流表。低压母线装有电压表。继电保护变电所保护配置如下：变压器电流速断保护、过电流、温度报警、保护低压线路电流速断保护、过电流、过负荷、接地保护主变继保整定：采用感应式过电流继电器。A. 过电流保护的整定过电流保护动作电流的整定IL.MAX=2 I1N.T=2 X 200/(V3X 10) =23A, Krel=1.3, Kw=1, Kre=0.8, Ki=20 故 lop = IL.MAX X( Krel X Kw) /( Kre X Ki) =1.87A,整定为 2 A。过电流保护动作时间的整定终端变电所按最短时间0.5s整定。过电流保护灵敏系数的校验：Ik.min= lk-2(2)/ KT =0.866 28.16/(10kV/0.4kV) =0.975kA,lop.1= Iop Ki / Kw =0.002 100/X=0.04kA,Sp= Ik.mi n/lop.仁24.41.5满足灵敏度系数要求。B. 速断保护的整定速断保护动作电流的整定Ik.MAX= Ik-2(3)= 28.16kA, Krel=1.3, Kw=1, Kre=0.8, Ki=20, KT=25故 Iqb = Ik.MAX X( Krel X Kw) /( KT X Ki) =0.079KAIk.min= Ik-1(2) =0.866 X 2.816= 2.44 KASp = Ik.min / Iqb仁1.541.5满足灵敏度系数要求。7.变电所的防雷保护与接地装置的设计防直击雷在配电所建筑物屋顶上装设避雷针，避雷针接地与主接地网连接，避雷针与主接地网的地下连接点到设备与主接地网的地下连接点之间，沿接地线的长度 不得小于15m。配电所建筑物高4米，设避雷针高10m。地面上的保护半径 r=1.5X h=1.5 x （4+10）=21m配电所建筑物水平面上的保护半径m大于建筑物的半径9m。故符合防雷要求。避雷器的选择（防雷电波）A、在10KV电源进线的终端杆上装设 FS4-10型阀式避雷器。引下线采 用25mm x 4mm的镀锌扁钢，下与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端螺 栓连接。FS4-10型阀式避雷器。其技术数据如下表：型号 额定电压KV 灭弧电压KV 工频放电电压有效值 KV 冲击放 电电压峰值KV残压峰值（8/20卩）KV电导电流不小于不大于不大于 直流试验电压KV 电流卩AFS4-10 10 12.726 31 50 4710 10B、在10KV高压配电室内装设有KYN-12高压开关柜，其中配有 HY5WS-16.5/50型无间隙氧化锌避雷器，靠近主变压器高压侧。主变压器主要靠 此避雷器来保护，防止雷电波的危害。HY5WS-16.5/50型无间隙氧化锌避雷器。其技术数据如下表：额定电压KV最大残压峰值KV8/20卩s标称电流 最大残压峰值KV30/60卩s操作冲击 直流参考电压1mA 下不小于KV 2ms波电流幅值A16.550 42.526.5100C、接地网设计接地网接地电阻按 REW 4Q设计，现采用最常用的垂直接地体，直径 d=50mm，长约2.5m，环形敷设。单根钢管接地电阻为：选取计算垂直接地体根数。n0.9RE1/（ RE）=0.9因此选取=50mm的镀锌钢管15根，垂直接地体之间距离为5米。接地线 和水平连接导体用40mmx 4mm的镀锌扁钢。8. 车间低压配电系统布线方案（见布置图）系统配置接线图和动力平面图已 能完全反映布线状态，布线图已无必要，既重复又没有用处。）9. 低压配电系统的导线及控制保护设备的选择（见表4-2）附件一设计说明书1 10kV供电系统10kV供电系统为中性点不接地系统，采用单母线接线，10kV电源采用电缆 进线方式，电源进线为1根3X 95电缆。10kV进线选用额定电流为630A断路器。10kV断路器采用真空断路器，断路器配弹簧操作机构。断路器在工作电流范围内能频繁操作，机械寿命长，满容量短路电流开断次数可高达100次，并配套结构紧凑、性能稳定的平面蜗卷弹簧 操动机构，配有手动和电动两种储能方式。断路器的动稳定电流为80kA，4秒热稳定电流为31.5KA。脱硫变压器电流速断保护、过电流、温度保护、高压侧零序报警10kV系统显示与计量如下信号：a）10kV进线电源单相电流；b）10kV母线电压、绝缘监测电压；c）断路器状态（合、跳闸位置）；d）事故跳闸状态；e）变压器三相绕组温度；f）10kV配电柜内设有脉冲式有功电能表，其脉冲输出可实现自动计量。2 400V配电装置380/220V系统为中性点直接接地系统，采用 PC （动力中心）和现场动力箱 混合供电方式。PC动力中心由10kV工作段经低压变压器降压后供电，工作变 压器容量为200kVA，变压器阻抗电压为4.5%。每台干式变压器均配一台温控 器，能监测变压器三相绕组温度，并且配有超温报警、超温跳闸保护。变压器温 度信号上送至厂站集中监控。PC工作段为固定分隔式开关柜（GGD2A ）；动力配电箱采用型号为XL（F）-14、15落地式防尘型动力配电箱，上述低压配电柜具有结构紧凑、通用 性强，组装灵活，标准模块设计，安全性好，场地占用空间小等优点。断路器采用国产优质塑壳式断路器。3照明检修系统照明由三号干线负责供电各场所的照明方式、灯具选型及照度见下表:安装方式照度（Lx）悬挂式150悬挂式150安装地点光源类型灯具型式 变电所荧光灯铝合金型体灯具 车间荧光灯高效节能荧光灯具4防雷接地系统4.1接地系统完整的接地系统包括：a）垂直接地极：采用50的镀锌钢管；b）水平接地体：-40 X 4镀锌扁钢。c）所有需要连接和固定的材料。接地极将与接地网导体相连，接地网导体尽可能靠近设备设置；检验和测量接地电阻的接地井将设置在安装有接地极的适当位置处。所有接地导体采用下列方式连接：地下部分采用焊接，焊接处将作防护处理；裸露部分采用螺栓连接或焊接，焊接处将作防护处理。4.2防雷系统防雷保护系统的布置、尺寸和结构要求符合相关的GB、DL及IEC标准。避雷针和避雷带（网）的引下线在距地面2000mm及以内设有高牢固的PVC 保护管。防雷装置的引下线不少于 2条，引下线采用16的镀锌圆钢。5电缆和电缆构筑物5.1 10kV动力电缆10kV电缆型号为YJV22-8.7/12.5kV，其热稳定截面满足电厂10kV系统热 稳定要求，本次设计定为95mm2。5.2 0.4kV动力电缆0.4kV动力电缆型号为VV -0.6/1kV，截面超过6mm2的电缆为铜绞线电缆。 电缆的导体采用铜导体。5.3仪用变压器电缆一条仪用变压器的电缆只传输一个变压器的电压或电流值。如果同一个电压信号用于不同的需要（如：保护、测量、计量）将装设分离的小型断路器。互压器电压将用独立的电缆传输5.5电缆连接装置10kV动力电缆、0.4kV动力电缆和控制电缆不应有中间接头。10kV电缆的终端接头将采用热缩材料的终端接头。5.6电缆设施电缆设施符合相关的标准和规范。电缆根据工程实际情况恰当地采用电缆沟道、地下埋管的敷设方式。敷设于电缆支架上的电缆排列整齐、美观。10kV动力电缆、0.4kV动力电缆、控制电缆等将按有关标准和规范分层敷 设。5.7电缆构筑物电缆通道以电缆沟为主。电缆支架将采用经防腐和热浸镀锌处理的钢质材 料。螺栓、电缆卡等安装材料也将进行防腐和热浸镀锌处理。5.8电缆防火阻燃电缆进入屏、柜、箱的孔洞，均采用防火堵料封堵。户内外结合部，电缆外 皮涂以防火涂料。6电压降配电回路设计中将保证所接母线的最低电压不低于招标书规定值：正常运行时，380V和10kV母线电压均不低于95%。起动时，380V母线电压不低于60%和10kV母线电压不低于70%。照明回路，正常运行时电压不低于 95%，短时不低于93%。结论通过这一段时间的毕业设计，使我得到了很多的经验，并且巩固和加深以及扩大了专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力，正确使用技术资料的能力。达到了由学生将向工程技术人员的过渡，为进一步成为技术人员奠定基础。通过课程设计，学生应具有：1. 巩固和加