某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计.pdf
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1、 某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计 2008 年 7 月 2 日 目录 一、负荷计算.错误!未定义书签。二、变电所主变压器和主结线方案的选择.3 三、短路电流的计算.4 四、变电所一次设备的选择校验.6 五、变电所进出线和与邻近单位联络线的选择.8 六、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定.9 七、设计图样.10 八、车间平面布置图.11 九、心得体会.错误!未定义书签。一、负荷计算 1由车间平面布置图,可把一车间的设备分成5 组,分组如下:NO.1:29、30、31 配电箱的位置:D-靠墙放置 NO.2:1428 配电箱的位置:C-靠墙放置 NO.3:1、32、33、34、35
2、 配电箱的位置:B-靠柱放置 NO.4:6、7、11、12、13 配电箱的位置:B-靠柱放置 NO.5:2、3、4、5、8、9、10 配电箱的位置:B-靠柱放置 2总负荷计算表如表 1 所示。表 1 机加工一车间和铸造、铆焊、电修等车间负荷计算表 编号 名称 类别 供 电回 路代号 设备容量Pe/KW 需要系数 Kd cos tan 计算负荷 P30/KW Q30/Kvar S30/KVA I30/A No.1供 电回路 104 0.7 0.95 0.33 72.8 24.0 76.7 116.5 No.2 1 机加工一车间 动力 供 电回路 82.9 0.2 0.5 1.73 16.6 28
3、.7 33.2 50.4 No.3供 电回路 157.7 0.2 0.5 1.73 31.5 54.6 63.0 95.7 No.4 供 电回路 22.5 0.2 0.5 1.73 4.5 7.8 9.0 13.7 No.5 供 电回路 38.6 0.2 0.5 1.73 7.7 13.4 15.4 23.4 2 铸造车间 动力 No.6供 电回路 160 0.4 0.7 1.02 64 65.3 91.4 138.9 No.7供 电回路 140 0.4 0.7 1.02 56 57.1 80.0 121.5 No.8供 电回路 180 0.4 0.7 1.02 72 73.4 102.8 1
4、56.2 照明 No.9 供 电回路 8 0.8 1 0 6.4 0 6.4 9.7 3 铆焊车间 动力 No.10 供 电回路 150 0.3 0.45 2.0 45 89.1 99.8 151.6 No.11 供 电回路 170 0.3 0.45 2.0 51 101 113.1 171.9 照明 No.12 供 电回路 7 0.8 1 0 5.6 0 5.6 8.5 4 电修车间 动力 No.13 供 电回路 150 0.3 0.5 1.73 45 78 90.0 136.8 No.14 供 电回路 146 0.3 0.56 1.48 44 65 78.5 119.3 照明 No.15
5、供 电回路 10 0.8 1 0 8 0 8 12.2 总计 动力 1501.7 0.67 1.12 586.1 657.4 880.7 1338.2 照25(380V侧)明 计入 Kp=0.8 Kq=0.85 0.64 1.19 468.9 558.8 729.5 1108.3 3.无功功率补偿 由表 1 可知,该厂 380V 侧最大负荷时的功率因素只有 0.64。而供电部门要求该厂 10KV 进线最大负荷时的功率因素不应地于 0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗,因此 380V 侧最大负荷时的功率因素应稍大于 0.90,暂取0.92 来计算 380V 侧所需无功功率补偿容量:Q
6、c=P30(tan1-tan2)=468.9tan(arccos0.64)-tan(arccos0.92)Kvar=361.1 Kvar 参照图 2-6,选 PGJ1 型低压自动补偿屏,并联电容器为 BW0.4-14-3 型,采用其方案 1(主屏)1 台与方案 3(辅屏)4 台相组合,总容量 84Kvar5=420Kvar。因此无功补偿后工厂 380V 侧和 10KV 侧的负荷计算如下表:表 2 无功补偿后工厂的计算负荷 项目 cos 计算负荷 P30/KW Q30/Kvar S30/KVA I30/A 380V 侧补偿前负荷 0.64 468.9 558.3 729.5 1108.3 380
7、V 侧无功补偿容量 -420 380V 侧补偿后负荷 0.96 468.9 138.3 488.9 742.8 主变压器功率损耗 0.015S30=7.3 0.06S30=29.3 10KV 侧负荷总计 0.94 476.2 167.6 504.8 29.1 二、变电所主变压器和主结线方案的选择 1变电所主变压器的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况,工厂变电所的主变压器可以有下列两种方案:(1)装 设 一 台 主 变 压 器 型 式 采 用S9,而 容 量 根 据SN。T=630KVAS30=504.8KVA 选择,即选一台 S9-630/10 型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷的备用电源,
8、由与邻近单位相联的高压联络线来承担。(2)装设两台主变压器 型式也采用 S9,每台容量按式 SNT(0.60.7)S30选择,即 SNT(0.60.7)504.8kVA=(302.9353.36)kVA 因此选两台 S9-400/10型低损耗配电变压器。主变压器的联结组别均采用Yyn0。2变电所主结线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种主结线方案:(1)装设一台主变压器的主结线方案。(2)装设两台主变压器的主结线方案。(3)两种主结线方案的技术经济比较(表 3)。表 3 两种主结线方案的比较 比较项目 装设一台主变的方案 装设两台主变的方案 技 术 指 标 供电安全性 满足
9、要求 满足要求 供电可靠性 基本满足要求 满足要求 供电质量 由于一台主变,电压损耗略大 由于两台主变并列,电压损耗略小 灵活方便性 只一台主变,灵活性稍差 由于有两台主变,灵活性较好 扩建适应性 稍差一些 更好一些 经 济 指 标 电力变压器的 综合投资额 由表 2-8 差得 S9-630 的单价为7.47 万元,而由表 41 查得变压器综合投资约为其单价的 2倍,因此其综合投资为 27.47万元14.94 万元 由表 2-8 差得 S9-400 的单价为 5.31 万元,因此两台综合投资为 45.31 万元21.24万元,比一台主变方案多投资 6.3万元 高压开关柜(含计量柜)的综合投资额
10、 查表4-10得GG-1A(F)型柜按每台 3.5 万元计,查表得其综合投资按设备价 1.5 倍计,因此其综合投资约为 41.53.5 万元21 万元 本方案采用 6 台 GG-1A(F)柜,其综合投资约为 61.53.5 万元31.5 万元,比一台主变方案多投资 10.5 万元 电力变压器和高压开关柜的年运行费 参照表 4-2 计算,主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为 3.706 万元(其余略)主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为 6.752 万元,比一台主变方案多耗3.046 万元 交供电部门的一次性 供电贴费 按 800 元/kVA 计,贴费为 6300.08 万元50.4 万
11、元 贴费为 24000.08 万元64 万元,比一台主变方案多交 13.6 万元 从上表可以看出,按技术指标,装设两台主变的主结线方案略优于装设一台主变的主结线方案,但按经济指标,则装设一台主变的方案远优于装设两台主变的方案,因此决定采用装设一台主变的方案。(说明:如果工厂负荷近期有较大增长的话,则宜采用装设两台主变的方案。三、短路电流的计算 1绘制计算电路(图 1)图 1 短路计算电路 2确定基准值 设 Sd=100MVA,Ud1=10.5kV,低压侧 Ud2=0.4kV,则 kVMVAUIdd5.510.5kV31003S1d1 kAkVMVAUSIddd1444.03100322 3.计
12、算短路电路中各元件的电抗标幺值 (1)电力系统 5.0200/100*1MVAMVAX (2)架空线路 由 LGJ-150 的kVx/36.00,而线路长 0.3km,故 098.05.10100)3.036.0(2*2kVMVAX (3)电力变压器 有5.4%ZU,故 1.76301001005.4*3kVAMVAX 因此绘等效电路,如图2 所示。图 2 等效电路 4计算 k-1 点(10.5kV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 (1)总电抗标幺值 598.0098.05.0*2*1*)1(XXXk (2)三相短路电流周期分量有效值 kAkAXIIkdk2.9598.0/5.5/
13、*)1(1)3(1 (3)其他短路电流 kAIIIk2.9)3(1)3(3)(kAIish5.232.955.255.23)3()(kAIIsh9.132.951.151.13)3()(4)三相短路容量 MVAMVAXSSkdk2.167598.0/100/*)1()3(1 5计算 k-2 点(0.4kV 侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 (1)总电抗标幺值 7.71.7098.05.0*3*2*1*)1(XXXXk (2)三相短路电流周期分量有效值 kAkAXIIkdk7.187.7/144/*)1(2)3(2 (3)其他短路电流 kAIIIk7.18)3(2)3(3)(kAIi
14、sh4.347.1884.184.13)3()(kAIIsh4.207.1809.109.13)3()(4)三相短路容量 MVAMVAXSSkdk0.137.7/100/*)2()3(2 以上计算结果综合如表 4 所示。表 4 短路计算结果 短路计算点 三相短路电流/kA 三相短路容量/MVA)3(kI I(3)(3)I)3(shi)3(shI)3(kS k1 9.2 9.2 9.2 23.5 13.9 167.2 k2 18.7 18.7 18.7 34.4 20.4 13.0 四、变电所一次设备的选择校验 110kV 侧一次设备的选择校验(表 5)表 5 10kV 侧一次设备的选择校验 选
15、择校验项目 电压 电流 断流 能力 动稳定度 热稳定度 台数 装置地点条件 参数 UN I30)3(kI)3(shi(3)I2tima 数据 10kV 36.4A(I1NT)9.2kA 23 5kA 9.221.9=160.8 一 次 额定参数 UN IN Ioc imax 2tIt 高压少油断路器10kV 630A 16kV 40kA 1622=512 2 设 备 型 号 规 格 SN10-10I/630 高压隔离开关GN68-10/200 10kV 200A 25.5kA 1025=500 5 高压熔断器RN2-10 10kV 0.5A 50kA 2 电压互感器JDJ-10 10/0.1k
16、V 1 电压互感器JDJZ-10 310/31.0/31.0 kV 1 电流互感器LQJ-10 10kV 100/5A 31.8KA 81 3 避雷器 FS4-10 10kV 2 户外式高压隔离开关 GW4-15G/200 15kV 200A 1 表 5 所选设备均满足要求。2380 侧一次设备的选择校验(表 6)表 6 380V 侧一次设备的选择校验 选择校验项目 电压 电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 台数 装置 地点 条件 参数 UN I30)3(kI)3(shi(3)I2tima 数据 380V 总742.8A 18.7kA 34.4kA 18.720.7=244.8 一 次 设 额
17、定 参数 UN IN Ioc imax 2tIt 低压断路380V 1500A 40kV 1 备 型 号 规 格 器 DW151500/3 低压断路器 DZ20630 380V 630A(大于 I30)一般 30kA 12 低压断路器 DZ20200 380V 200A(大于 I30)一般 25kA 3 低压刀开关 HD131500/30 380V 1500A 1 电流互感器 LMZJ10.5 500V 1500/5A 1 电流互感器 LMZ10.5 500V 160/5A 100/5A 1 表 6 所选设备均满足要求。3高低压母线的选择 参照表 5-25,10KV 母线选 LMY3(404)
18、,即母线尺寸为 40mm4mm;380V 母线选 LMY3(808)+505,即相母线尺寸为80mm6mm,中性母线尺寸为 50mm5mm。五、变电所进出线和与邻近单位联络线的选择 110KV 高压进线和引入电缆的选择(1)10KV 高压进线的选择和校验 采用 LJ 型铝绞线敷设,接往 10KV 公用干线。1)按发热条件选择。由 I30=36.4A 及室外环境温度年最热月平均最高气温为33。C,查表 8-35,初选 LJ16,其在 35。C 时的 Ial=93.5I30,满足发热条件。2)校验机械强度。查表 8-33,最小截面 Amin=35mm2,因此 LJ16 不满足机械强度要求,故改选
19、LJ35。由于此线路很短,不需要校验电压损耗。(2)由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 采用 YJL2210000 型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。1)按发热条件选择。由 I30=36.4A 及土壤温度 25。C 查表 8-43,初选缆芯为25mm2的交联电缆,其 Ial=90AI30,满足发热条件。2)校验短路稳定。计算满足短路热稳定的最小截面 Amin=103mm225 mm2,因此 25mm2不满足短路稳定要求,故选择 YJL22100003120 电缆。2.380V 低压出线的选择(1)馈电给机加工一车间的线路采用 VLV221000 型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设
20、。1)按发热条件选择。由 I30=287A 及地下 0.8m 土壤温度 25。C 查表,初选缆芯截面为 240mm2,其 Ial=319AI30,满足发热条件。2)校验电压损耗。因未知变电所到机加工一车间的距离,因此未能校验电压损耗。3)短路热稳定度的校验。满足短路热稳定度的最小截面 Amin=213mm2 所选 240mm2的缆芯截面大于 Amin,满足短路热稳定度的要求,因此选择VLV2210003240+1120 的四芯电缆(中性线芯按不小于相线芯一半选择,下同)。(2)馈电给铸造车间的线路采用 VLV221000 型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。(方法同上)缆芯截面 240mm2聚
21、氯乙烯电缆,即 VLV2210003240+1120 的四芯电缆。(3)馈电给铆焊车间的线路采用 VLV221000 型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。(方法同上)缆芯截面 300mm2聚氯乙烯电缆,即 VLV2210003300+1150 的四芯电缆。(4)馈电给电修车间的线路采用 VLV221000 型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。(方法同上)缆芯截面 300mm2聚氯乙烯电缆,即 VLV2210003300+1150 的四芯电缆。六、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 1高压断路器的操动机构与信号回路 断路器采用手力操动机构,其控制与信号回路如图3 所示。图 3 电磁操动的断
22、路器控制与信号回路 WC控制小母线 WL灯光指示小母线 WF闪光信号小母线 WS信号小母线 WAS事故音响小母线 WO合闸小母线 SA控制开关(操作开关)KO合闸接触器 YO合闸线圈 YR跳闸线圈(脱扣器)KA保护装置 QF16断路器辅助触点 GN绿色指示灯 RD红色指示灯 ON合闸 OFF跳闸(箭头指向为 SA 的返回位置)2 主变压器的继电保护装置 1)装设反时限过电流保护。采用 GL15 型感应式过电流继电器,两相两继电器式结线,去分流跳闸的操作方式。过电流保护动作电流的整定。IL.max=2IiN.T=2630/(1.73210)=72.7A Krel=1.3 Kw=1 Kre=0.8
23、 Ki=100/5=20 Iop=1.3172.7/(0.820)=5.9A 因此整流为 6A。过电流保护动作时间的整定。整定高最小动作时间为 0.5s。过电流保护灵敏系数的检验。Ik.min=IK-2(2)/KT=0.86618.7/(10/0.4)=648A Iop.1=IopKi/Kw=620/1=120A,因此保护灵敏系数为 Sp=648/120=5.41.5,满足灵敏系数1.5 的要求。3)装设电流速断保护。利用GL15的速断装置。速断电流的整定。Ik.max=Ik-2(3)=18.7kA,Krel=1.5,Kw=1,Ki=100/5=20 KT=10/0.4=25,因此速断电流为:
24、Iqb=1.5118700/(2025)=56.1A 速断电流倍数整定为 Kqb=Iqb/Iop=56.1/6=9.35 电流速断保护灵敏系数的检验。Ik.min=IK-1(2)=0.8669.2kA=8.0kA,Iqb.1=Iqb Ki/KWw=56.1 20/1=1122A,因 此 其 保 护 灵 敏 系 数 为:Sp=8000/1122=7.12,满足电流速断灵敏系数为 2 的要求。七、设计图样 某机修厂降压变电所主结线电路图,如图 4 所示。这里略去图框和标题栏。图 4 某机修厂降压变电所主结线电路图 八、车间平面布置图 变电所平面图:九、设计心得 通过这次设计,让我了解了进行一个设计
25、项目的过程和要注意的事项,设计是一个比较繁琐的过程,许多的细节问题还要联系实际情况来考虑,当外部条件变化时,有一些相应的参数值将跟着变化,这就对我们的设计的精密度提出了更高的要求。实训时间很短,但是通过这次实训可以学到很多书本没有的东西,有了这一次的实践经验,我们的动手能力和思维能力也相应的得到了的提高,这次实训进一步锻炼了自己的逻辑思维能力,并从中总结出宝贵的经验。我相信,我们女生也可以做得很好,虽然步伐慢了一点,但最终会跟上速度,甚至超越,“天道酬勤”,我一直都相信这个道理。附录资料:不需要的可以自行删除 实木地板面层施工工艺标准 目录 1 适用范围.14 2 施工准备.14 2.1 技术
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