低压变配电系统设计综述Word下载.docx

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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Cosφ效率η

1220V插座110.80.8

2220V插座10.60.750.75

3220V插座10.60.750.75

4车床11.70.80.8

5车床13.660.80.8

6车床11.740.80.8

7车床15.2250.80.8

8铣床13.1250.80.8

9铣床12.9250.80.8

10铣床11.6250.80.8

11铣床11.70.80.8

12车床13.660.80.8

13车床12.20.80.8

14车床15.2250.80.8

15铣床13.1250.80.8

16铣床12.3250.80.8

17铣床19.130.850.85

18插齿机14.6250.850.85

19车床14.6250.850.85

20车床14.6250.850.85

21车床14.6250.850.85

22车床14.6250.850.85

23车床14.6250.850.85

24车床14.6250.850.85

25车床14.6250.850.85

26工具磨床11.6250.80.8

27工具磨床11.6250.80.8

28小冲床11.50.80.8

29小冲床11.50.80.8

30磨床11.50.80.8

31磨床14.6250.850.85

32冲床14.6250.850.85

33钻床14.6250.850.85

34钻床14.6250.750.75

35钻床14.6250.750.75

36钻床14.6250.750.75

37磨床14.6250.750.75

38钻床14.6250.750.75

39钻床11.6250.80.8

40钻床11.6250.80.8

41钻床11.50.80.8

42钻床11.50.80.8

43钻床11.50.80.8

44钻床14.6250.80.8

45钻床130.80.8

46变压器120.80.9

47变压器120.80.9

48变压器120.80.9

49变压器120.80.9

1.2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/kWQ30/kvarQ30/kVAI30/A

1工具车间No.14714.1016.5021.7032.98

No.25616.8019.7025.8939.34

No.34212.6014.7019.3629.42

No.43510.5012.3016.1724.57

2机修车间No.515037.5043.9057.7487.72

1.3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1.70.80.8

5车床3.660.80.8

6车床1.740.80.8

7铣床5.2250.80.8

8铣床3.1250.80.8

9铣床2.9250.80.8

10铣床1.6250.80.8

11车床1.70.80.8

12车床3.660.80.8

13车床2.20.80.8

14铣床5.2250.80.8

15铣床3.1250.80.8

16铣床2.3250.80.8

17插齿机9.130.850.85

1号干线装机容量ΣPe＝47.37kw

1号干线5台最大设备容量ΣPM＝26.90kw

1号干线计算负荷P30＝0.14×

ΣPe+0.5×

ΣPM＝20.08kW

1号干线无功计算负荷Q30＝P30tgØ

＝P30tg（arccos0.8）＝15.06kvar

1号干线视在计算负荷S30＝√（P302+Q302）＝25.10kVA

1号干线计算电流I30＝S30/（√3×

UN）＝47.67A

2号

干

线18车床4.6250.850.85

19车床4.6250.850.85

20车床4.6250.850.85

21车床4.6250.850.85

22车床4.6250.850.85

23车床4.6250.850.85

24车床4.6250.850.85

25车床4.6250.850.85

26工具磨床1.6250.80.8

27工具磨床1.6250.80.8

28小冲床1.50.80.8

29小冲床1.50.80.8

线30小冲床1.50.80.8

31磨床4.6250.850.85

32磨床30.850.85

33冲床1.50.850.85

34钻床0.60.750.75

35钻床0.60.750.75

36钻床0.60.750.75

37钻床0.60.750.75

38磨床2.250.750.75

39钻床1.6250.80.8

40钻床1.6250.80.8

41钻床1.6250.80.8

42钻床1.6250.80.8

43钻床1.6250.80.8

44钻床1.6250.80.8

45钻床1.6250.80.8

2号干线装机容量ΣPe＝69.90kw

2号干线5台最大设备容量ΣPM＝6.98kw

2号干线计算负荷P30＝0.14×

ΣPM＝21.35kW

2号干线无功计算负荷Q30＝P30tgØ

2号干线视在计算负荷S30＝√（P302+Q302）＝26.69kVA

2号干线计算电流I30＝S30/（√3×

UN）＝50.68A

3号

线1220V插座10.80.8

2220V插座0.60.750.75

3220V插座0.60.750.75

46220V变压器20.80.9

47220V变压器20.80.9

48220V变压器20.80.9

49220V变压器20.80.9

3号干线装机容量ΣPe＝10.20kw

3号干线5台最大设备容量ΣPM＝7.85kw

3号干线计算负荷P30＝0.14×

ΣPM＝5.93kW

3号干线无功计算负荷Q30＝P30tgØ

＝P30tg（arccos0.8）＝4.45kvar

3号干线视在计算负荷S30＝√（P302+Q302）＝7.41kVA

3号干线C相（略大于A、B相）计算电流I30＝S30/（√3×

UN）＝25.25A

4号

线1#回路工具车间47

4号干线装机容量ΣPe＝47kw

4号干线计算负荷P30＝14.1kW

4号干线无功计算负荷Q30＝16.5kvar

4号干线视在计算负荷S30＝√（P302+Q302）＝21.70kVA

4号干线计算电流I30＝S30/（√3×

UN）＝41.22A

5号

线2#回路工具车间56

5号干线装机容量ΣPe＝56kw

5号干线计算负荷P30＝16.8kW

5号干线无功计算负荷Q30＝19.7kvar

5号干线视在计算负荷S30＝√（P302+Q302）＝25.89kVA

5号干线计算电流I30＝S30/（√3×

UN）＝49.17A

6号

线3#回路工具车间42

6号干线装机容量ΣPe＝42kW

6号干线计算负荷P30＝12.6kW

6号干线无功计算负荷Q30＝14.7kvar

6号干线视在计算负荷S30＝√（P302+Q302）＝19.310kVA

6号干线计算电流I30＝S30/（√3×

UN）＝36.77A

7号

线4#回路工具车间35

7号干线装机容量ΣPe＝35kW

7号干线计算负荷P30＝10.5kW

7号干线无功计算负荷Q30＝12.3kvar

7号干线视在计算负荷S30＝√（P302+Q302）＝16.17kVA

7号干线计算电流I30＝S30/（√3×

UN）＝30.71A

8号

线机修车间150

8号干线装机容量ΣPe＝150kw

8号干线计算负荷P30＝37.5kW

8号干线无功计算负荷Q30＝43.9kvar

8号干线视在计算负荷S30＝√（P302+Q302）＝57.74kVA

8号干线计算电流I30＝S30/（√3×

UN）＝109.65A

2、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Iop=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）kVAA

1号干线冷加工机床47.370.820.0815.0625.1038.14

2号干线金属加工机床69.900.821.3516.0126.6940.54

3号干线插座、变压器10.200.85.934.457.4111.26

4号干线工具间1号47.000.814.1016.5021.7032.98

5号干线工具间2号56.000.816.8019.7025.8939.34

6号干线工具间3号42.000.812.6014.7019.3629.42

7号干线工具间4号35.000.810.5012.3016.1724.57

8号干线检修车间150.000.837.5043.9057.7487.72

各车间总装机容量ΣP＝457.47kw

各车间总计算负荷ΣP30＝138.86kW

各车间总无功计算负荷ΣQ30＝142.62kvar

各车间总视在计算负荷ΣS30＝200.01kVA

补偿前的功率因数ΣP30/ΣS30＝0.7

电容器容量计算QC=Pjs（tg1-tg2）＝138.86×

（tgarccos0.7－tgarccos0.9）＝89.51kvar

选择型号BKMJ0.4-15-3并联电容器6只

补偿后无功功率ΣQ30－90＝142.62-90=52.62kvar

补偿后视在功率Sjs=√（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.T>

S30=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℃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×

10-4Ω（电阻不计）

电缆的电抗X0=0.08

X2=X0L=0.08Ω/km×

0.2km=0.016Ω

等效电抗为：

X2‘=X2（UC’/UC）2=6.4×

10-6Ω（电缆等效电抗较小不计）

电力变压器的电抗：

XT＝UK%×

UC2/100.SN=4.5×

（0.4KV）2/100×

0.2MVA=0.036Ω

电力变压器的电阻：

RT＝⊿Pk（UC/SN）2=3700（0.4/200）2=0.0074Ω（电阻较小不计）

0.4KV母线K2点短路时，电抗为

X∑K2=X1+XT=8×

10-4Ω+7.4×

10-3Ω=8.2×

10-3Ω

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/√3X∑K2＝0.4KV/√3×

8.2×

10-3Ω＝28.16kA

三相短路次暂态电流和稳定电流：

I’’（3）＝I∞（3）＝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）＝1.84I’’（3）＝1.84×

28.16KA＝51.81kA

Ish（3）＝1.09I’’（3）＝1.09×

28.16KA＝30.70kA

三相短路容量：

SK2（3）＝√3UCIK2（3）＝√3×

0.4KV×

28.16KA＝19.51MVA

短路计算结果如下表：

表4－1

短路计算点三相短路电流（KA）三相短路容量

IK2（3）I'

'

（3）I∞（3）ish（3）Ish（3）

0.4KV侧K2点28.1628.1628.1651.8130.7019.51

1号

线014车床1.74.0411.30152.50VV15

025车床3.668.6924.33302.50VV15

036车床1.744.1311.57152.50VV15

047铣床5.22512.4034.73402.50VV15

058铣床3.1257.4220.77302.50VV15

069铣床2.9256.9419.44202.50VV15

0710铣床1.6253.8610.80152.50VV15

0811车床1.74.0411.30152.50VV15

0912车床3.668.6924.33302.50VV15

1013车床2.25.2214.62152.50VV15

1114铣床5.22512.4034.73402.50VV15

1215铣床3.1257.4220.77302.50VV15

1316铣床2.3255.5215.45202.50VV15

1417插齿机9.1319.2053.76604.00VV15

线0118车床4.6259.7327.23302.50VV15

0219车床4.6259.7327.23302.50VV15

0320车床4.6259.7327.23302.50VV15

0421车床4.6259.7327.23302.50VV15

0522车床4.6259.7327.23302.50VV15

0623车床4.6259.7327.23302.50VV15

0724车床4.6259.7327.23302.50VV15

0825车床4.6259.7327.23302.50VV15

0926工具磨床1.6253.8610.80152.50VV15

1027工具磨床1.6253.8610.80152.50VV15

1128小冲床1.53.569.97102.50VV15

1229小冲床1.53.569.97102.50VV15

1330小冲床1.53.569.97102.50VV15

1431磨床4.6259.7327.23302.50VV15

1532磨床36.3117.66202.50VV15

1633冲床1.53.158.83102.50VV15

1734钻床0.61.624.5452.50VV15

1835钻床0.61.624.5452.50VV15

1936钻床0.61.624.5452.50VV15

2037钻床0.61.624.5452.50VV15

2138磨床2.256.0817.02202.50VV15

2239钻床1.6253.8610.80152.50VV15

2340钻床1.6253.8610.80152.50VV15

2441钻床1.6253.8610.80152.50VV15

2542钻床1.6253.8610.80152.50VV15

2643钻床1.6253.8610.80152.50VV15

2744钻床1.6253.8610.80152.50