高低压配电柜的设计与施工设计说明书.docx
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高低压配电柜的设计与施工设计说明书
高、低压配电柜的设计与施工
设计说明书
一、配电系统示意图：
二、车间负荷计算及变压器选择和架空线选择、电缆线的选择、低压母线的选择、导线选择：
1、低压母线负荷计算及变压器选择。
（取同时系数为0.95）
已知架空进线Ⅰ路所带负荷分3条支路，三个负荷分别为30+j40KVA，75+j90KVA，100+j120KVA。
已知电缆进线Ⅱ路所带负荷分3条支路，三个负荷分别为35+j45KVA，90+j100KVA，80+j90KVA。
因为两台变压器并列运行，低压侧要有联络，所以此刻考虑任一变压器单独运行，低压侧联络接上
则：
低压母线负荷计算：
P30.2=P30.2’=[（30+75+100）×0.95+（35+90+80）×0.95]×0.95=370（KW）,
Q30.2=Q30.2’=[（40+90+120）×0.95+（45+100+90）×0.95]×0.95=438（kvar）,
S30.2=S30.2’=
=573（KVA）
I30.2=I30.2’=S30.2/（
×UN）=573/（
×0.38）=871（A）
因为此变电所装有两台并列运行的变压器，存在一级和二级负荷，
所以应考虑到
P（Ⅰ+Ⅱ）=[（75+100）×0.95+（90+80）×0.95]×0.95=311（KW）,
Q（Ⅰ+Ⅱ）=[（90+120）×0.95+（100+90）×0.95]×0.95=361（kvar）,
S（Ⅰ+Ⅱ）=476（KVA）
每台变压器的容量SNT应同时满足一下两个条件并选择其中的大者：
（1）一台变压器单独运行时，SNT≥ST=（0.6-0.7）S30.2=（343.8-401.1）KVA，
（2）任一台变压器单独运行时，SNT≥ST≥S（Ⅰ+Ⅱ）=476KVA，
所以选变压器的容量为476KVA
查（《供配电技术》附表3P320）得两台变压器额定容量为500KVA，具体型号为S9-500/10的铜绕组低损耗三相油浸式电力变压器。
2、变压器T功率损耗计算：
（包括T1、T2）
包括有功与无功损耗，因为此变压器为S9系列低电压损耗。
所以△PT=0.015×SNT=0.015×500=7.5KW，△QT=0.06×SNT=0.06×500=30kvar
3、10KV电缆线、架空线首端负荷计算。
由以上得知，P30.1=P30.1’=P30.2+△PT=370+7.5=377.5（KW）,
Q30.1=Q30.1’=Q30.2+△QT=438+30=468（kvar）,
S30.1=S30.1’=
=601（KVA），
则计算电流为：
I30.1=I30.1’=S30.1/（
×UN）=601/（
×10）=35（A）
4、从10KV变电所到变压器T1架空线的选择。
已知导线采用架空线进线，假设线长2KM，由电流I30.1=35A，
因为此线路电压在10KV及以上，根据经验，按发热条件选择导线截面，在检验电压损耗及机械强度。
（1）相线截面的选择：
查（《供配电技术》附表12327P），选择LJ-16型截面为16mm2的铝绞线，得其架空线载流量为105A，大于I30.1=35A，因此满足发热条件。
A&=16mm2
所选导线的型号规格表示为：
LJ-（16×3）
查（《供配电技术》附表16334P）电阻R0=1.98
×KM-1电抗X0=0.358
×KM-1
5、从10KV变电所到变压器T2电缆线的选择。
已知导线采用电缆直埋进线，线长2KM，由电流I30.1=37A，
因为此线路电压在10KV及以上，根据经验，按发热条件选择导线截面，在检验电压损耗及机械强度。
又因为此线路为TN-S线路，含有N线和PE线三相四线制线路，因此不仅要选择相线还要选择中心线和保护线
（1）相线截面的选择：
查（《供配电技术》附表14P331），选择油浸纸绝缘电力电缆ZLQ2型号截面为16mm2，得其电缆线载流量为73A，大于I30.1=35A，因此满足发热条件。
A&=16mm2
所选导线的型号规格表示为：
ZLQ2-（16×3）
查（《供配电技术》附表16-3335P）电阻R0=1.33
×KM-1X0=0.11
×KM-1
6、车间变压器低压母线的选择：
已知I30.2=I30.2’=871A，查（《供配电技术》附表12-2P328），两条线路母线可选TMY铜母线，芯线截面为60×6mm
因为60×6mm芯线载流量为2240A大于871A所以校验合格。
7、从低压母线到各负荷导线的选择。
对于架空线Ⅰ:
假设线长10m
（1）已知所带负荷分3条支路，三个负荷分别为30+j40KVA，75+j90KVA，100+j120KVA。
则S1=
=50（KW），S2=
=117（KW）S3=
=156（KW），
（2）三条线路的计算电流为：
I1=S1/（
×UN）=50/（
×0.38）=76（A）,I2=S2/（
×UN）=117/（
×0.38）=178（A）,I3=S3/（
×UN）=156/（
×0.38）=237（A）
因为此时为低压负荷导线，所以有三根线要选择，即相线，N线，PE线。
（3）相线截面的选择：
查（《供配电技术》附表113-2P329）得30.C时3根单芯线穿钢管的BV铜线截面为120mm2允许载流量为243A，大于I1、I2、I3，因此按发热条件相线截面可选120mm2
（4）N线的选择：
按A0>=0.5A&,选择A0=60mm2
（5）PE线的选择：
由于A&=120mm2,大于35mm2，所以APE=0.5A&=60mm2
穿线的钢管内径为50mm2，
所以三条导线选择型号为：
BV-（3×120+1×60+PE60）-SC50
查（《供配电技术》附表16P334），电阻R0=0.19
×KM-1电抗X0=0.08
×KM-1
对于电缆线Ⅱ:
假设线长10m
（1）已知所带负荷分3条支路，三个负荷分别为35+j45KVA，90+j100KVA，80+j90KVA。
则S1=
=57（KW），S2=
=135（KW）S3=
=120（KW），
（2）三条线路的计算电流为：
I1=S1/（
×UN）=57/（
×0.38）=87（A）,I2=S2/（
×UN）=135/（
×0.38）=205（A）,I3=S3/（
×UN）=120/（
×0.38）=182（A）
因为此时为低压负荷导线，所以有三根线要选择，即相线，N线，PE线。
（3）相线截面的选择：
查（《供配电技术》附表113-2P329）得30.C时3根单芯线穿钢管的BV铜线截面为120mm2允许载流量为243A，大于I1、I2、I3，因此按发热条件相线截面可选120mm2
（4）N线的选择：
按A0>=0.5A&,选择A0=60mm2
（5）PE线的选择：
由于A&=120mm2,大于35mm2，所以APE=0.5A&=60mm2
穿线的钢管内径为50mm2，
所以三条导线选择型号为：
BV-（3×120+1×60+PE60）-SC50
查（《供配电技术》附表16P334），电阻R0=0.19
×KM-1电抗X0=0.08
×KM-1
三、高压配电柜电器元件的选择及短路电流的计算：
1、高压断路器：
QF1、QF2
（1）UN≥UWN=10KV`
（2）其额定电流IN＞I30.1=I30.1’=35A，查（《供配电技术》附表4P321）
选SN10-10型号高压断路器，其断流容量为300MVA。
（1）三相短路电流的计算：
MK1=S∞=300MVA，MK2=Uc2/Z=Uc2/X0L=102/（0.11×2）=455MVA
MK3=Uc2/Z=100×630/4.5=14000KVA=14MVA,
MK4=Uc2/Z=Uc2/X0L=0.38/（0.08×0.01）=475MVA
MK5=Uc2/Z=Uc2/X0L=0.38/（0.08×0.01）=475MVA
MK6=Uc2/Z=Uc2/X0L=0.38/（0.08×0.01）=475MVA
①高压侧三相短路电流IK1（3）、IK1（3）’
MK§1=MK1+MK2=300×455/（300+455）=181MVA，SK1=MK§1=181MVA
IK1（3）=IK1（3）’=SK1/
Uc=181/
×10=10.5KA，
Ish1=Ish1’=1.51×10.5=15.9KA
ish1=ish1’=2.55×10.3=26.2KA
②低压侧母线三相短路电流IK2（3）、IK2（3）’
M§2=MK1+MK2+MK3=181×14/（181+14）=13MVA，SK2=MK§2=13MVA
IK2（3）=IK2（3）’=I∞2=SK2/
Uc=13/
×0.38=20KA，
Ish2=Ish2’=1.09×20=21.8KA
ish2=ish2’=1.84×20=36.8KA
③低压负荷三相短路电流IK3（3）、IK4（3）、IK5（3）、IK3（3）’、IK4（3）’、IK5（3）’
M§3=MK1+MK2+MK3+MK4=13×475/（13+475）=12.6MVA,SK3=MK§3=12.6MVA,IK3（3）=IK3（3）’=I∞3=SK3/
Uc=12.6/（
×0.38）=19KA，
Ish3=Ish3’=1.09×19=21KA
ish3=Ish3’=1.84×19=35KA
M§4=MK1+MK2+MK3+MK5=13×475/（13+475）=12.6MVA,SK4=MK§4=12.6MVA,IK4（3）=IK4（3）’=I∞4=SK4/
Uc=12.6/（
×0.38）=19KA，
Ish4=Ish4’=1.09×19=21KA
ish4=Ish4’=1.84×19=35KA
M§5=MK1+MK2+MK3+MK6=13×475/（13+475）=12.6MVA,SK5=MK§5=12.6MVA,IK5（3）=IK5（3）’=I∞5=SK5/
Uc=12.6/（
×0.38）=19KA，
Ish5=Ish5’=1.09×19=21KA
ish5=Ish5’=1.84×19=35KA
查（《供配电技术》附表4P321）此型号的断路器最大开断电流为I∞N=16KA大于IK1（3）=10.5KA。
（4）动稳定度校验：
查表（《供配电技术》附表4P321）得动稳定电流峰值imax=40KA,它大于ish1=26.2KA，校验合格。
（5）热稳定度校验：
查表（《供配电技术》附表4P321）得4s内通过的热稳定电流为It=16KA，因为It2t=162×4=1024（KA2S）,I∞（3）=IK1（3）=10.5KA,
tima=0.5s,则I∞（3）2×tima=10.52×0.5=220（KA2S），因为It2t≥I∞（3）2×tima。
，，
所以校验合格。
2、高压隔离开关：
QS1、QS2、QS3、QS4
（1）已知UN≥UWN=10KV，IN＞I30.1=35A。
查（《供配电技术》附表5P322）选用GN8-10T/400型号的高压隔离开关，其峰值电流为40KA，有效值为30KA，5秒热稳定电流为14KA。
（2）在动稳定度上，查（《供配电技术》附表5P322）imax=40KA≥ish=26.2KA，校验合格。
（3）在热稳定度上，查（《供配电技术》附表5P322）得5s热稳定电流为
It=10KA，因为It2t=102×5=500（KA2S），I∞（3）=IK1（3）=10.5KA
tima=0.5s,则I∞（3）2×tima=10.52×0.5=220（KA2S）因为It2t≥I∞（3）2×tima。
，，
所以校验合格。
3、电流互感器：
TA1，TA2
已知高压侧电流I30.1=35A，查（《实用电工电子手册》P407）所以选LZZJB6-10型电流互感器，额定电流比为40/5。
（1）、准确度校验，选用0.5级以上；
（2）动稳定度的校验：
查（《实用电工电子手册》P407）得
Kes×
I1N=382×
35=20KA>Ish1,校验合格
（3）热稳定度的校验：
查（《实用电工电子手册》P407）得
（KtI1N）2t=（150×35）21=30（KA2S），I∞（3）2×tima=（10.52）×0.2=22（KA2S）
（KtI1N）2t≥I∞（3）2×tima，校验合格。
4、电压互感器：
TV1、TV2
已知高压侧电流I30.1=35A，高压侧电压为10KV，查（《实用电工电子手册》P404）,所以选JDZJ-10型电压互感器，极限负荷为400VA，额定负荷为0.5级50VA。
（1）、电压互感器安装在室内，且温度适宜常温
（2）、电压互感器的一次侧额定电压应不低于装设点线路的额定电压，即U1N≥UWN=10KV.
5、电压表：
V1、V2
已知高压电压Un=10KV，IN=I30.1=35A，查（《实用电工电子手册》P630）得选用44L1-V,50V电压表，尺寸100×80×60
6、电流表：
A1、A2
已知高压电压Un=10KV，IN=I30.1=35A，，变比为40/5，查（《实用电工电子手册》P630）得选用44L1-A,5A电流表，尺寸100×80×60
7、避雷器：
FA1、FA2
选用FS-10型。
8、高压熔断器：
FU1、FU2
已知高压侧电流I30.1=37A，额定电压为10KV。
所以选用RN2-10型高压熔断器。
其额定电流为0.5A.
四、电源进线柜电器元件的选择：
1、低压断路器：
QF3、QF4
已知低压电压Un=380V，IN=I30.2=I30.2’=871A
查（《供配电技术》附表10-7P326）所以选用DW15-1000/3系列低压断路器，其额定电流为1000A，长延时动作电流为1000A，短延时脱扣器动作电流倍数约为10倍，即10000A.
（1）长延时过电流脱扣器额定电流整定Iop
（1）=1000A≥1.1I30.2=1.1×871=958（A）
（2）短延时过电流脱扣器的额定电流整定为Iop（0）=1000×10=10000（A）
（3）热元件额定电流Ihn≥（1.1－1.25）Iop
（1）=1250（A）
（4）灵敏系数Sp=Ik.min/Iop（0）
因为Ik.min为线路末端最小短路电流，所以Ik.min=IK2
（2）=
/2×20KA=20000A
则Ik.min/Iop（0）=20000/10000=2>1.5.校验合格
（5）低压断路器过电流脱扣器整定值与导线的允许过载电流
Ial配合Iop
（1）=1000A＜Ial=2240A。
校验合格
2、低压刀开关：
QK1、QK2
已知低压电压Un=380V，IN=I30.2=871A
查（《实用电工电子手册》P159）选用HD13BX-1000/31型号的低压刀开关
3、电流互感器：
TA3，TA4
已知一次侧电流I30.2=871A，查（《实用电工电子手册》P407）所以选LMZJ1-0.5型电流互感器，额定电流比为1000/5。
（1）、准确度校验，选用0.5级以上；
（2）动稳定度的校验：
查（《实用电工电子手册》P407）得
Kes×
I1N=382×
871=496KA>Ish2,校验合格
（3）热稳定度的校验：
查（《实用电工电子手册》P407）得
（KtI1N）2t=（150×871）21=189（KA2S），I∞（3）2×tima=（10.52）×0.3=33（KA2S）
（KtI1N）2t≥I∞（3）2×tima，校验合格。
4、电压表：
V3、V4
已知低压电压Un=380V，IN=I30.2=871A，查（《实用电工电子手册》P630）得选用44L1-V,400V电压表，尺寸100×80×60
5、电流表：
A3、A4
已知低压电压Un=380V，IN=I30.2=871A，查（《实用电工电子手册》P630）得选用44L1-A,5A电流表，尺寸100×80×60
6、电度表：
D1、D2
已知低压电压Un=380V，IN=I30.2=871A查（《实用电工电子手册》P658）得DBT25型号的电度表。
五、低压配电柜电器元件的选择：
1、低压断路器：
QF6、QF7、QF8、QF9、QF10、QF11
对于QF6，已知低压电压Un=380V，IN=I1=76（A），
查（《供配电技术》附表10-5P326）所以选用DW15-200/3系列低压断路器，其额定电流为200A，长延时动作电流为200A，短延时脱扣器动作电流倍数约为10倍，即2000A.
（1）长延时过电流脱扣器额定电流整定Iop
（1）=200≥1.1I1=1.1×76=83.6（A）
（2）瞬时过电流脱扣器的额定电流整定为Iop（0）=200×10=2000（A）
（3）热元件额定电流Ihn≥（1.1－1.25）Iop
（1）=1.25×200=500A）
（4）灵敏系数Sp=Ik.min/Iop（0）
因为Ik.min为线路末端最小短路电流，所以Ik.min=IK4
（2）=
/2×IK3（3）=
/2×19=16454A
则Ik.min/Iop（0）=16454/4000=4.1>1.5.校验合格
（5）低压断路器过电流脱扣器整定值与导线的允许过载电流
Ial配合Iop
（1）=200A＜Ial1A。
校验合格
对于QF7，已知低压电压Un=380V，IN=I2=178（A），
查（《供配电技术》附表10-5P326）所以选用DW15-200/3系列低压断路器，其额定电流为200A，长延时动作电流为200A，短延时脱扣器动作电流倍数约为10倍，即2000A.
（1）长延时过电流脱扣器额定电流整定Iop
（1）=200≥1.1I1=1.1×76=195（A）
（2）瞬时过电流脱扣器的额定电流整定为Iop（0）=200×10=2000（A）
（3）热元件额定电流Ihn≥（1.1－1.25）Iop
（1）=1.25×200=500A
（4）灵敏系数Sp=Ik.min/Iop（0）
因为Ik.min为线路末端最小短路电流，所以Ik.min=IK5
（2）=
/2×IK4（3）=
/2×19=16454A
则Ik.min/Iop（0）=16454/4000=4.1>1.5.校验合格
（5）低压断路器过电流脱扣器整定值与导线的允许过载电流
Ial配合Iop
（1）=200A＜Ial1A。
校验合格
对于QF8，已知低压电压Un=380V，IN=I3=237（A），
查（《供配电技术》附表10-5P326）所以选用DW15-400/3系列低压断路器，其额定电流为400A，长延时动作电流为400A，短延时脱扣器动作电流倍数约为10倍，即4000A.
（1）长延时过电流脱扣器额定电流整定Iop
（1）=400≥1.1I1=1.1×237=260（A）
（2）瞬时过电流脱扣器的额定电流整定为Iop（0）=400×10=4000（A）
（3）热元件额定电流Ihn≥（1.1－1.25）Iop
（1）=1.25×400=500A）
（4）灵敏系数Sp=Ik.min/Iop（0）
因为Ik.min为线路末端最小短路电流，所以Ik.min=IK6
（2）=
/2×IK5（3）=
/2×19=16454A
则Ik.min/Iop（0）=16454/4000=4.1>1.5.校验合格
（5）低压断路器过电流脱扣器整定值与导线的允许过载电流
Ial配合Iop
（1）=400A＜Ial1。
校验合格
对于QF9，已知低压电压Un=380V，IN=I1’=87（A），
查（《供配电技术》附表10-5P326）所以选用DW15-200/3系列低压断路器，其额定电流为200A，长延时动作电流为200A，短延时脱扣器动作电流倍数约为10倍，即2000A.
（1）长延时过电流脱扣器额定电流整定Iop
（1）=200≥1.1I1=1.1×87=95.7（A）
（2）瞬时过电流脱扣器的额定电流整定为Iop（0）=200×10=2000（A）
（3）热元件额定电流Ihn≥（1.1－1.25）Iop
（1）=1.25×200=500A）
（4）灵敏系数Sp=Ik.min/Iop（0）
因为Ik.min为线路末端最小短路电流，所以Ik.min=IK4
（2）’=
/2×IK3（3）’=
/2×19=16454A
则Ik.min/Iop（0）=16454/4000=4.1>1.5.校验合格
（5）低压断路器过电流脱扣器整定值与导线的允许过载电流
Ial配合Iop
（1）=400A＜Ial1A。
校验合格
对于QF10，已知低压电压Un=380V，IN=I2’=205（A），
查（《供配电技术》附表10-5P326）所以选用DW15-400/3系列低压断路器，其额定电流为400A，长延时动作电流为400A，短延时脱扣器动作电流倍数约为10倍，即4000A.
（1）长延时过电流脱扣器额定电流整定Iop
（1）=400≥1.1I1=1.1×205=225.5（A）
（2）瞬时过电流脱扣器的额定电流整定为Iop（0）=400×10=4000（A）
（3）热元件额定电流Ihn≥（1.1－1.25）Iop
（1）=1.25×200=500A
（4）灵敏系数Sp=Ik.min/Iop（0）
因为Ik.min为线路末端最小短路电流，所以Ik.min=IK5
（2）’=
/2×IK4（3）’=
/2×19=16454A
则Ik.min/Iop（0）=16454/4000=4.1>1.5.校验合格
（5）低压断路器过电流脱扣器整定值与导线的允许过载电流
Ial配合Iop
（1）=400A＜Ial1A。
校验合格
对于QF11，已知低压电压Un=380V，IN=I3’=182（A），
查（《供配电技术》附表10-5P326）所以选用DW15-400/3系列低压断路器，其额定电流为400A，长延时动作电流为400A，短延时脱扣器动作电流倍数约为10倍，即4000A.
（1）长延时过电流脱扣器额定电流整定Iop
（1）=400≥1.1I1=1.1×182=200（A）
（2）瞬时过电流脱扣器的额定电流整定为Iop（0）=400×10=4000（A）
（3）热元件额定电流Ihn≥（1.1－1.25）Iop
（1）=1.25×400=500A）
（4）灵敏系数Sp=Ik.min/Iop（0）
因为Ik.min为线路末端最小短路电流，所以Ik.min=IK6
（2）’=
/2×IK5（3）’=
/2×19=16454A
则Ik.min/Iop（0）=16454/4000=4.1>1.5.校验合格
（5）低压断路器过电流脱扣器整定值与导线的允许过载电流
Ial配合Iop
（1）=400A＜Ial1A。
校验合格
2、低压刀开关：
QK5、QK6、QK7、QK8、QK9、QK10
对于QK5，已知低压电压Un=380V，IN=I1=76（
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