供配电技术课程设计--工厂配电系统设计

《建筑供配电课程设计》任务书
设计题目工厂配电系统设计
学院电气工程学院
班级
姓名
学号
指导老师
时间 2013-6-24~2013-6-30
一、设计内容 (1)
二、设计任务 (1)
三、背景资料 (1)
四、负荷计算 (3)
五、计算负荷和功率补偿 (12)
六、导线选择（铜芯） (16)
七、母线选择及主接线方案 (18)
八、短路电流计算目的及方法 (19)
九、变电所位置及形式的选择 (28)
十、变电所继电保护的设计............................. . (28)
一、设计内容
1、确定该厂的各级计算负荷及各负荷的等级
电源进线为YIV-10KV，经高压配电室，引致各车间变电所，上级断路器开断容量400MVA。

厂区中10KV的龙门吊、水泵为高压直供、其余为各车间变电所220/380V供电。

车间1旁设车间变电所一个，距总高压配电室800m，供车间1使用，车间2旁设车间变电所一个，距总高压配电1100m，供车间2使用。

2、确定该厂配电系统的接线方式
根据供电要求，划分供电回路，确定整个工厂的电气主接线，画出主接线图。

3、电气设备的选择及导线电缆的选择与校验
根据计算结果，选择开关设备、电缆等。

4、短路电流的计算和电气设备的校验
根据计算结果，校验开关设备、电缆等。

5、保护装置的整定和计算（10KV干线，变压器）
二、设计任务
1、变配电所设计
变配电所包括以下基本设计内容：
1）负荷计算及无功功率补偿计算。

2）变配电所所址和型式的选则。

3）变电所主变压器台数、容量及类型的选择。

4）变电所主接线方案的设计。

5）短路电流的计算
6）变配电所一次设备的选择
2、高压配电线路设计
高压配电线路设计包括以下基本内容：
1）高压配电系统方案的确定。

2）高压配电线路的负荷计算。

3）高压配电线路的导线和电缆的选择。

3、低压配电线路设计
低压配电线路设计包括以下基本内容：
1）低压配电系统方案的确定。

2）低压配电线路的负荷计算。

3）低压配电线路的导线和电缆的选择。

4）低压配电设备和保护设备的选择。

三、背景资料
1、负荷状况：参照相关规范，确定车间用电负荷
2、供电电源：
电源引进线为10KV电缆线路，经高压配电室，引至各车间变电所，上级断路器开断容量400MVA。

厂区中10KV的龙门吊、水泵为高压直供，其余为车间变电所220/380V供电。

配电室配备备用电源。

3、气象、土壤等资料：
1）海拔高度12.5m
2）年最热月温度，平均28.2℃，平均最高32℃。

3）极端最高温度40.7℃，极端最低-14℃。

4）年雷暴目数T=36.4
5）最热月地面下0.8m处土壤平均温度27.7℃。

6）土壤电阻率p=100Qm
4、负荷等级
电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级,符合下列情况之一时，应为二级负荷：1、中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。

例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。

2、中断供电将影响重要用电单位的正常工作。

例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。

造船厂属于二级负荷
四、负荷计算
（一） 所用公式： 设备容量的确定：
1、长期工作制和短时工作制的用电设备
N e P P =
2、反复短时工作制的用电设备 （1）电焊机和电焊机组
N N
e P P ⋅=
%
100εε （2）起重机（吊车电动机）
N N N N
e P P P εεε2%
25=⋅=
需要系数法：
1、单组用电设备组的计算负荷
⎪⎪⎪
⎩
⎪⎪⎪⎨⎧=+===N c
c
c c c c c
e
d c U S I Q P S P Q P K P 3tan 22ϕ
（当台数小于等于3台时，不需要乘以需要系数。

）
2、多组用电设备组的计算负荷
⎪⎪⎪⎪⎩
⎪⎪
⎪
⎪⎨
⎧
=
+===∑∑=∑=∑N c c c c c
n
i ci
q c n
i ci
p c U S I Q P S Q K Q P K P 32
211
p K ∑，q K ∑分别为有功功率、无功功率同时系数。

（二） 计算
1.龙门吊450T:
=N P 1000kW =1cos ϕ0.5, =1tan ϕ 1.73， n=2, 反复短时负荷 =N ε50% =1e P 2828.4kW =1c P 2828.4kW
=1c Q 4893.13kvar
2.龙门吊600T:
=N P 1200kW =2cos ϕ0.5, =2tan ϕ 1.73， n=3, 反复短时负荷 =N ε50%
=2e P 5091.3kW =2c P 5091.3kW =2c Q 8807.949kvar
3.龙门吊750T:
=N P 1500kW =3cos ϕ0.5, =3tan ϕ 1.73， n=2, 反复短时负荷 =N ε50% =3e P 4242.6kW
=3c P 4242.6kW =3c Q 7339.7kvar
4.龙门吊900T:
=N P 2000kW =4cos ϕ0.5, =4tan ϕ 1.73， n=2, 反复短时负荷 =N ε50%
=4e P 5656.8kW =4c P 5656.8kW =4c Q 9786.264kvar
5.水泵:
=N P 140kW =5cos ϕ0.8, =5tan ϕ0.75， n=3, 长期工作负荷 =5e P 420kW =5c P 420kW =5c Q 315kvar
6、判断车间1、2的单相总容量占三项总容量的比例 1）车间1：
三相总容量：∑=Ni e nP P 1
=50⨯7+45⨯10+15⨯15+10⨯10+8⨯15+5⨯5+0.4⨯100+2.5⨯25+120⨯2+193⨯4 =2384.5kW
单相总容量：∑=Ni e nP P 2
=15⨯15+10⨯10+8⨯15+5⨯5+0.4⨯100+2.5⨯25=572.5kW
=1
2
e e P P 0.24>0.15 2）车间2：
三相总容量：==∑Ni e nP P 11762.5kW 单相总容量：==∑Ni e nP P 2390.5kW
=1
2
e e P P 0.222>0.15 7、车间1计算负荷 （1）单个负荷计算负荷
380V 线路：
大批金属冷加工机床1： 取 =d K 0.2，
=N P 50kW =ϕcos 0.5, =ϕtan 0.75， n=7, 长期工作负荷 =e P 50kW =c P 70kW
=c Q 121.1kvar
大批金属冷加工机床2: 取 =d K 0.2，
=N P 45kW =ϕcos 0.5, =ϕtan 0.75， n=10, 长期工作负荷 =e P 45kW =c P 90kW
=c Q 155.7kvar
大型液压机： 取 =d K 0.8，
=N P 120kW =ϕcos 0.6, =ϕtan 1.33， n=2, 短时工作负荷 =e P 120kW =c P 240kW
=c Q 319.2kvar
车间内吊车： 取 =d K 0.15，
=N P 193kW =ϕcos 0.5, =ϕtan 0.75， n=4, 反复短时负荷，=N ε25% =e P 193kW =c P 115.8kW
=c Q 200.334kvar
380V 总计算负荷：（取同时系数为0.9）
=1c P 464.22kW
=1c Q 716.7kvar
220V 线路：
大批金属冷加工机床3： 取 =d K 0.2，
=N P 15kW =ϕcos 0.5, =ϕtan 0.75， n=15, 长期工作负荷 =e P 15kW =c P 45kW
=c Q 77.85kvar
电焊机1： 取 =d K 0.38，
=N P 10kW =ϕcos 0.6, =ϕtan 1.33， n=10, 反复短时负荷，=N ε100% =e P 100kW =c P 38kW
=c Q 50.54kvar
电焊机2： 取 =d K 0.38，
=N P 8kW =ϕcos 0.6, =ϕtan 1.33， n=15, 反复短时负荷，=N ε100% =e P 120kW =c P 45.6kW
=c Q 60.65kvar
皮带传送机： 取 =d K 0.65，
=N P 5kW =ϕcos 0.75, =ϕtan 0.88， n=5, 长期工作负荷 =e P 5kW =c P 16.25kW
=c Q 14.33kvar
照明： 取 =d K 0.9，
=N P 0.4kW =ϕcos 0.5, =ϕtan 1.73， n=100, 长期工作负荷 =e P 0.4kW =c P 36kW
=c Q 62.28kvar
通风机： 取 =d K 0.75，
=N P 2.5kW =ϕcos 0.8, =ϕtan 0.75， n=25, 长期工作负荷 =e P 2.5kW =c P 46.875kW
=c Q 35.156kvar
（2）各相的计算负荷(取同时系数为0.95） A 相：电焊机
=1cA P 83.6kW
=1cA Q 111.19kvar
B 相：大批金属冷加工机床、皮带传送机 =1cB P 58.19kW
=1cB Q 87.57kvar
C 相：照明、通风机
=1cC P 78.73kW
=1cC Q 92.56kvar
故车间1的等效三相计算负荷
==m c c P P ϕ32250.8kW
==m c c Q Q ϕ32333.57kvar
综上（1）、（2）:车间1总的计算负荷（取同时系数为0.9） =c P 0.9⨯(1c P +2c P )=643.52kW
=c Q 0.9⨯(1c Q +2c Q )=945.24kvar
=+=2
2
c c c Q P S 1143.5kVA ==c
c
Q P ϕcos 0.56
8、车间2计算负荷 （1）、单个负荷计算负荷 380V 线路：
小批金属冷加工机床： 取 =d K 0.2，
=N P 30kW =ϕcos 0.5, =ϕtan 0.75， n=10, 长期工作负荷 =e P 30kW =c P 60kW
=c Q 103.8kvar
车间内吊车1： 取 =d K 0.15，
=N P 193kW =ϕcos 0.5, =ϕtan 0.75， n=4, 反复短时负荷，=N ε25% =e P 193kW =c P 115.8kW
=c Q 200.334kvar
车间内吊车2： 取 =d K 0.15，
=N P 25kW =ϕcos 0.5, =ϕtan 0.75， n=6, 反复短时负荷，=N ε25% =e P 25kW =c P 22.5kW
=c Q 38.925kvar
空气压缩机： 取 =d K 0.8，
=N P 50kW =ϕcos 0.6, =ϕtan 1.33， n=3, 长期工作负荷
=e P 500kW =c P 150kW
=c Q 200kvar
380V 总计算负荷：（取同时系数为0.9）
=1c P 313.47kW =1c Q 488.75kvar
220V 线路：
电焊机1： 取 =d K 0.3
=N P 10kW =ϕcos 0.6, =ϕtan 1.33， n=6, 反复短时负荷，=N ε100% =e P 60kW =c P 22.8kW
=c Q 30.324kvar
电焊机2： 取 =d K 0.38，
=N P 8kW =ϕcos 0.6, =ϕtan 1.33， n=20, 反复短时负荷，=N ε100% =e P 160kW =c P 60.8kW
=c Q 80.864kvar
皮带传送机： 取 =d K 0.65，
=N P 5kW =ϕcos 0.75, =ϕtan 0.88， n=4, 长期工作负荷 =e P 5kW =c P 13kW
=c Q 11.44kvar
照明： 取 =d K 0.9，
=N P 0.4kW =ϕcos 0.5, =ϕtan 1.73， n=70, 长期工作负荷 =e P 0.4kW =c P 25.2kW
=c Q 43.596kvar
电动喷漆机： 取 =d K 0.75，
=N P 15kW =ϕcos 0.75, =ϕtan 0.88， n=4, 长期工作负荷 =e P 15kW =c P 45kW
=c Q 39.6kvar
通风机： 取 =d K 0.75，
=N P 2.5kW =ϕcos 0.8, =ϕtan 0.75， n=25, 长期工作负荷 =e P 2.5kW =c P 46.875kW
=c Q 35.156kvar
（3）各相的计算负荷(取同时系数为0.95） A 相：电焊机
=1cA P 83.6kW
=1cA Q 111.19kvar
B 相：皮带传送机、电动喷漆机
=1cB P 55.1kW
=1cB Q 48.488kvar
C 相：照明、通风机
=1cC P 68.47kW
=1cC Q 74.814kvar
故车间1的等效三相计算负荷
==m c c P P ϕ32250.8kW
==m c c Q Q ϕ32333.57kvar
综上（1）、（2）:车间1总的计算负荷（取同时系数为0.9）
=c P 0.9⨯(1c P +2c P )=507.843kW
=c Q 0.9⨯(1c Q +2c Q )=740.09kvar
=+=2
2
c c c Q P S 897.57kVA ==c
c
Q P ϕcos 0.57
五、计算负荷和功率补偿
1、450T 龙门吊固定补偿：选BWF 10.5-50-1W 型电容器 =al K 0.75
73.1)5.0tan(arccos tan 1==av ϕ 48.0)9.0tan(arccos tan 2==av ϕ
=-⋅⋅=-=)tan (tan )tan (tan 2121.av av c al av av av c c P K P Q ϕϕϕϕ2651.625kvar
==
C
N c
c Q Q n ..53.03 取n=54 应装设54个并联电容，每相18个，实际补偿容量=c c Q .2700kvar 补偿后功率因素av ϕcos =
av av
S P =2.12)
tan (c c av av av av Q P P P -+ϕ=0.91＞0.9 ,满足要求。

=⋅-=C N c c Q n Q Q .'
2193.13kvar
2、600T 龙门吊固定补偿：选BWF10.5-50-1w 型电容器
73.1)5.0tan(arccos tan 1==av ϕ 48.0)9.0tan(arccos tan 2==av ϕ
=-⋅⋅=-=)tan (tan )tan (tan 2121.av av c al av av av c c P K P Q ϕϕϕϕ4773.09kvar
==
C
N c
c Q Q n ..95.46 取n=96 应装设96个并联电容，每相32个，实际补偿容量=c c Q .4800kvar 补偿后功率因素av ϕcos =
av av
S P =2.12)
tan (c c av av av av Q P P P -+ϕ=0.91＞0.9 ,满足要求。

=⋅-=C N c c Q n Q Q .'
4007.949kvar
3、750T 龙门吊固定补偿：选BWF10.5-50-1W 型电容器
73.1)5.0tan(arccos tan 1==av ϕ 48.0)9.0tan(arccos tan 2==av ϕ
=-⋅⋅=-=)tan (tan )tan (tan 2121.av av c al av av av c c P K P Q ϕϕϕϕ3977.44kvar
==
C
N c
c Q Q n ..79.549 取n=81 应装设81个并联电容，每相27个，实际补偿容量=c c Q .4050kvar 补偿后功率因素av ϕcos =
av av
S P =2.12)
tan (c c av av av av Q P P P -+ϕ=0.91＞0.9 ,满足要求。

=⋅-=C N c c Q n Q Q .'
3289.7kvar
4、900T 龙门吊固定补偿：选BWF10.5-50-1w 型电容器
73.1)5.0tan(arccos tan 1==av ϕ 48.0)9.0tan(arccos tan 2==av ϕ
=-⋅⋅=-=)tan (tan )tan (tan 2121.av av c al av av av c c P K P Q ϕϕϕϕ5303.25kvar
==
C
N c
c Q Q n ..106.065 取n=108 应装设108个并联电容，每相36个，实际补偿容量=c c Q .5400kvar 补偿后功率因素av ϕcos =
av av
S P =2.12)
tan (c c av av av av Q P P P -+ϕ=0.91＞0.9 ,满足要求。

=⋅-=C N c c Q n Q Q .'
4386.264kvar
5、水泵固定补偿：选BWF10.5-30-1W 型电容器
75.0)5.0tan(arccos tan 1==av ϕ 48.0)9.0tan(arccos tan 2==av ϕ
=-⋅⋅=-=)tan (tan )tan (tan 2121.av av c al av av av c c P K P Q ϕϕϕϕ85.05kvar
==
C
N c
c Q Q n .. 2.835 取n=3 应装设3个并联电容，每相1个，实际补偿容量=c c Q .90kvar 补偿后功率因素av ϕcos =
av av
S P =2.12)
tan (c c av av av av Q P P P -+ϕ=0.91＞0.9 ,满足要求。

=⋅-=C N c c Q n Q Q .'
225kvar
6、车间1进行补偿 (1) 补偿前
低压侧：=1c P 643.52kW =1c S 1143.5kVA =1c Q 945.24kvar =1cos ϕ0.56 变压器功率损耗： 153.17015.01==∆c T S P kW 61.6806.01==∆c T S Q kvar 高压侧： =2c P =∆+T c P P 1660.673kW =∆+=T c c Q Q Q 121013.85kvar =2c S 1210.116kVA ==
2
2
2cos c c S P ϕ0.546 （2） 补偿容量：要求高压侧不低于0.9，补偿在低压侧进行，考虑到变压器损耗，设低压侧补偿后功率因数为0.92。

=-⋅=)tan (tan 211.ϕϕc c c P Q 677.627kvar 选BCMJ-0.4-25-3型电容器 n=C
N c
c Q Q ..=27.105 取n=27 实际补偿容量为：=c c Q .675kvar
(3) 补偿后：
低压侧：=⋅-+=2.12
1'
1)(C N c c c Q n Q P S 697.96kVA 变压器功率损耗： ==∆'
1'015.0c T S P 10.469kW ==∆'
106.0c T S Q 41.878kvar 高压侧总计算负荷：=∆+='
'1'2T c c P P P 653.989kW =∆+='
'1'2T c c Q Q Q 312.118kvar ='
1c S 724.65kVA
=-=∆'
22c c S S S 485.466kVA
=='2
'
2'
cos c c S P
ϕ0.902>0.9 满足要求。

变压器1T 选择：
装单台变压器时，其额定容量S N 应能满足全部用电设备的计算负荷Sc ，考虑负荷发展应留有一定的容量裕度，并考虑变压器的经济运行，即 N S ≥（1.15~1.4）c S
所以，N S >=(1.15~1.4)⨯705.187=810.965~987.26kVA 故1T 型号为 S9-1000/10
7、车间2进行补偿 (1) 补偿前
低压侧：=1c P 507.843kW =1c S 897.57kVA =1c Q 740.09kvar =1cos ϕ0.57 变压器功率损耗： 464.13015.01==∆c T S P kW 845.5306.01==∆c T S Q kvar 高压侧： =2c P =∆+T c P P 1527.307kW =∆+=T c c Q Q Q 12793.94kvar =2c S 949.79kVA ==
2
2
2cos c c S P ϕ0.55 （3） 补偿容量：要求高压侧不低于0.9，补偿在低压侧进行，考虑到变压器损
耗，设低压侧补偿后功率因数为0.92。

=-⋅=)tan (tan 211.ϕϕc c c P Q 515.71kvar 选BCMJ-0.4-25-3型电容器 n=C
N c
c Q Q ..=20.628 取n=21 实际补偿容量为：=c c Q .525kvar (4) 补偿后：
低压侧：=⋅-+=2.12
1'
1)(C N c c c Q n Q P S 551.514kVA 变压器功率损耗： ==∆'
1'015.0c T S P 8.273kW ==∆'
106.0c T S Q 33.091kvar 高压侧总计算负荷：=∆+='
'1'2T c c P P P 516.116kW =∆+='
'1'2T c c Q Q Q 248.18kvar ='
1c S 572.686kVA
=-=∆'
22c c S S S 377.104kVA
=='2
'
2'
cos c c S P
ϕ0.901>0.9，满足要求。

变压器2T 选择：
装单台变压器时，其额定容量S N 应能满足全部用电设备的计算负荷Sc ，考虑负荷发展应留有一定的容量裕度，并考虑变压器的经济运行，即 S N ≥（1.15~1.4）Sc
所以，Sn>=(1.15~1.4)⨯572.686=658.589~801.76KVA 故2T 型号为 S9-1000/10
六、导线选择（铜芯）
由于造船厂的机械设备比较多，容易损伤。

故八种导线都是选交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆10kv,3芯（最高允许温度90度），当地最热月平均高气温为32C ，按允许载流量选择导线截面。

高配到450T 龙门吊：=⋅-+=+=2.112
'12
'1'
1)(C N c c c c c Q n Q P Q P S 3579kVA
==N
c c U S
I 3'
11206.6A
高配到600T 龙门吊：=⋅-+=+=2.222
'22
'2'
2)(C N c c c c c Q n Q P Q P S 6479.33kVA
==N
c c U S
I 3'
22374.08A
高配到750T 龙门吊：=⋅-+=+=2.332
'32'3'
3)(C N c c c c c Q n Q P Q P S 5368.67kVA
==N
c c U S
I 3'
33309.96A
高配到900T 龙门吊：=⋅-+=+=2.442
'42'4'
4)(C N c c c c c Q n Q P Q P S 7158.12kVA
==N
c c U S
I 3'
44413.27A
高配到水泵：=⋅-+=+=2.552
'52'5'
5)(C N c c c c c Q n Q P Q P S 476.47kVA
==N c c U S
I 3'
5527.51A
高配到车变1：==N c
c U S I 3'641.838A
高配到车变2：==N
c
c U S I 3'733.06A
查表A-13-2得：
取C 15地中直埋，温度校正系数=--=
'
θθθθθal al K 0.879
（1）高配到450T 龙门吊，可以选择交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套，芯线截面为50mm 2 ，导线的实际允许载流量=⋅=al al I K I θ'
211.839>206.6A
（2）高配到600T 龙门吊，可以选择交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套，芯线截面为150mm 2 ，导线的实际允许载流量=⋅=al al I K I θ'384.123>374.08A
（3）高配到750T 龙门吊，可以选择交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套，芯线截面为120mm 2 ，导线的实际允许载流量=⋅=al al I K I θ'339.294>309.96A
（4）高配到900T 龙门吊，可以选择交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套，芯线截面为185mm 2 ，导线的实际允许载流量=⋅=al al I K I θ'430.71>413.27A
（5）高配到水泵，可以选择交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套，芯线截面为16mm 2 ，
导线的实际允许载流量=⋅=al al I K I θ'
115.149>27.51A
（6）高配到车变1的电缆，可以选择交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套，芯线截面为16mm 2 ，导线的实际允许载流量=⋅=al al I K I θ'
115.149>41.838A
（7）高配到车变2的电缆，可以选择交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套，芯线截面为16mm 2 ，导线的实际允许载流量=⋅=al al I K I θ'
115.149>33.06A
综上所述：导线截面选取如下
高配到450T 龙门吊的电缆可选交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯 10kv ， 芯数*截面=3⨯50mm 2
高配到600T 龙门吊的电缆可选交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯 10kv ，
芯数*截面=3⨯150mm 2
高配到750T 龙门吊的电缆可选交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯 10kv ， 芯数*截面=3⨯120mm 2
高配到900T 龙门吊的电缆可选交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯 10kv ， 芯数*截面=3⨯185mm 2
高配到水泵的电缆可选交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯 10kv ， 芯数*截面=3⨯16mm 2
高配到车变1的电缆可选交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯 10kv ， 芯数*截面=3⨯16mm 2
高配到车变2的电缆可选交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯 10kv ， 芯数*截面=3⨯16mm 2
七、母线选择
1. 高配母线1选择：取共同系数为0.9。

wl c P 1= K 1
n
i =∑ci P =16415.19kw wl c Q 1= K 1
n
i =∑ci Q =12691.84kvar
wl c S 1=2
2c c Q P +=20749.49KVA, wl c I 1=
N
wl
c U S 31=1197.97A 查表A-11-2 选择铝母线（TMY ）环境温度环境温度为C 25，最高允许温度为
C 70。

温度校正系数
=--=0'
0θθθθθal al K 0.919，选尺寸为880⨯2mm 的铝母线，允许载流量=al I 1320A 。

实际允许载流量=⋅=al al I K I θ'
1213.08>1197.97A,故满足允许载流量的要求。

2. 高配母线2选择：取共同系数为0.9。

wl c P 2= K 1
n
i =∑ci P =1053.095kW wl c Q 2= K 1
n
i =∑ci Q =504.268kvar
wl c S 2=2
2
c c Q P +=1167.6kVA, wl c I 2=
N
wl
c U S 32=67.41A 查表A-11-2 选择铝母线（TMY ）环境温度环境温度为C 25，最高允许温度为
C 70。

温度校正系数
=--=0'
0θθθθθal al K 0.919，选尺寸为315⨯2mm 的铝母线，允许载流量=al I 165A 。

实际允许载流量=⋅=al al I K I θ'
151.635>67.41A,故满足允许载流量的要求。

主接线方案： 单母线分段接线
八、短路电流计算的目的及方法
短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算
短路计算等效电路图如下图：由电源电压为10kv 得电缆导线电抗为Xo=0.08Ω/Km
取基准容量Sd==100MVA,基准电压Ud=Uav,2个电压等级的基准电压分别为Ud1=10.5kv,Ud2=0.4kv,相应的基准电流分别为Id1,Id2
下图为变压器线路的等效电路图，龙门吊，水泵的等效电路图取下图K1点之前的部分
❶各元件电流电抗标幺值:
系统S ==
oc
d
S S X *
10.25 1200m 的450T 龙门吊线路1wl 2
1
0*2d d
u s l X X ⨯
⨯==0.116 900m 的600T 龙门吊线路 1w2 2
1
0*
2d d
u s l X X ⨯
⨯==0.076 600m 的750T 龙门吊线路 1w3 2
1
0*
2d d
u s l X X ⨯
⨯==0.052
1500的900T 龙门吊线路 1w4 2
1
0*
2d d
u s l X X ⨯
⨯==0.122 1000m 的水泵线路 1w5 2
1
0*2d d
u s l X X ⨯
⨯==0.121 变压器1T 线路 1w6 2
1
0*
2d d
u s l X X ⨯
⨯==0.097 变压器2T 线路 1w6 2
1
0*
2d d
u s l X X ⨯
⨯==0.133 变压器 1T 、2T *
3X =
n
d
k s s u ⨯100%=4.5
❷450T 龙门吊线路K1点三相短路时的短路电流和容量 1，计算短路电路总阻抗标幺值
=+=*
2*1*1X X X k 0.366 2,K1点所在电压等级的基准电流 ==
1
13d d
d u s I 5.5KA 3,计算K1点短路电流各量
==
*
1
*
11
k k X I 2.732 =⨯=*
111k d k I I I 15.026KA
==11.55.2k k sh I i 38.316KA
==
*
2
1k d
k X S S 273.22MVA 断路器选择SN10-10II
oc S =500MVA>m ax .k S =273.22MVA oc I =31.5KA>m ax .k I =15.026KA
高压隔离开关选择GN-10T/600
==1
'
3d c c u S
I 196.79A
❸600T 龙门吊线路K1点三相短路时的短路电流和容量 1，计算短路电路总阻抗标幺值
=+=*
2*1*1X X X k 0.326 2,K1点所在电压等级的基准电流 ==
1
13d d
d u s I 5.5KA 3,计算K1点短路电流各量
==
*
1
*
11
k k X I 3.067 =⨯=*
111k d k I I I 16.869KA
==11.55.2k k sh I i 43.016KA
==
*
2
1k d
k X S S 306.7MVA 断路器选择SN10-10II
oc S =500MVA>m ax .k S =306.7MVA oc I =31.5KA>m ax .k I =16.869KA
高压隔离开关选择GN-10T/600
==1
'
3d c c u S
I 356.27A
❹750T 龙门吊线路K1点三相短路时的短路电流和容量 1，计算短路电路总阻抗标幺值
=+=*
2*1*1X X X k 0.302 2,K1点所在电压等级的基准电流 ==
1
13d d
d u s I 5.5KA 3,计算K1点短路电流各量
==
*
1
*
11
k k X I 3.311 =⨯=*
111k d k I I I 18.212KA
==11.55.2k k sh I i 46.441KA
==
*
2
1k d
k X S S 331.1MVA 断路器选择SN10-10II
oc S =500MVA>m ax .k S =331.1MVA oc I =31.5KA>m ax .k I =18.212KA
高压隔离开关选择GN-10T/600
==1
'
3d c c u S
I 295.2A
❺900T 龙门吊线路K1点三相短路时的短路电流和容量 1，计算短路电路总阻抗标幺值
=+=*
2*1*1X X X k 0.372 2,K1点所在电压等级的基准电流 ==
1
13d d
d u s I 5.5KA
3,计算K1点短路电流各量
==
*
1
*
11
k k X I 2.688 =⨯=*
111k d k I I I 14.784KA
==11.55.2k k sh I i 37.699KA
==
*
2
1k d
k X S S 268.8MVA 断路器选择SN10-10II
oc S =500MVA>m ax .k S =268.8MVA oc I =31.5KA>m ax .k I =14.784KA
高压隔离开关选择GN-10T/600
==1
'
3d c c u S
I 393.59A
❻水泵线路K1点三相短路时的短路电流和容量 1，计算短路电路总阻抗标幺值
=+=*
2*1*1X X X k 0.371 2,K1点所在电压等级的基准电流 ==
1
13d d
d u s I 5.5KA 3,计算K1点短路电流各量
==
*
1
*
11
k k X I 2.695 =⨯=*
111k d k I I I 14.823KA
==11.55.2k k sh I i 37.799KA
==
*
2
1k d
k X S S 269.5MVA 断路器选择SN10-10II
oc S =500MVA>m ax .k S =269.5MVA oc I =31.5KA>m ax .k I =14.823KA
高压隔离开关选择GN-10T/600
==1
'
3d c c u S
I 26.199A
❼变压器1T 线路K1点三相短路时的短路电流和容量 1，计算短路电路总阻抗标幺值
=+=*
2*1*1X X X k 0.347 2,K1点所在电压等级的基准电流 ==
1
13d d
d u s I 5.5KA 3,计算K1点短路电流各量
==
*
1
*
11
k k X I 2.88 =⨯=*
111k d k I I I 15.84KA
==11.55.2k k sh I i 40.392KA
==
*
2
1k d
k X S S 288MVA 断路器选择SN10-10II
oc S =500MVA>m ax .k S =288MVA oc I =31.5KA>m ax .k I =15.84KA
高压隔离开关选择GN-10T/600
==1
'
3d c c u S
I 39.85A
变压器1T 在K2点三相短路时的短路电流和容量 1，计算短路电路总阻抗标幺值
=++=*
3*2*1*2X X X X k 4.847 2,K1点所在电压等级的基准电流
==
2
23d d
d u s I 144.338KA 3,计算K1点短路电流各量
==
*
2
*
21
k k X I 0.206 =⨯=*
222k d k I I I 29.734KA
==22.55.2k k sh I i 54.711KA
==
*
2
2k d
k X S S 20.6MVA 断路器选择SN10-10II
oc S =500MVA>m ax .k S =20.6MVA oc I =31.5KA>m ax .k I =29.734KA
高压隔离开关选择GN-10T/600
==
2
'
3d c
c u S I 998.94A
❽变压器2T 线路K1点三相短路时的短路电流和容量 1，计算短路电路总阻抗标幺值
=+=*
2*1*1X X X k 0.383 2,K1点所在电压等级的基准电流 ==
1
13d d
d u s I 5.5KA 3,计算K1点短路电流各量
==
*
1
*
11
k k X I 2.611 =⨯=*
111k d k I I I 14.361KA
==11.55.2k k sh I i 36.621KA
==
*
2
1k d
k X S S 261.1MVA 断路器选择SN10-10II
oc S =500MVA>m ax .k S =261.1MVA oc I =31.5KA>m ax .k I =14.361KA
高压隔离开关选择GN-10T/600
==1
'
3d c c u S
I 31.49A
变压器2TK2点三相短路时的短路电流和容量 1，计算短路电路总阻抗标幺值
=++=*
3*2*1*2X X X X k 4.883
2,K1点所在电压等级的基准电流 ==
2
23d d
d u s I 144.338KA 3,计算K1点短路电流各量
==
*
2
*
21
k k X I 0.205 =⨯=*
222k d k I I I 29.589KA
==22.55.2k k sh I i 54.444KA
==
*
2
2k d
k X S S 20.5MVA 断路器选择SN10-10II
oc S =500MVA>m ax .k S =20.5MVA oc I =31.5KA>m ax .k I =29.589KA
高压隔离开关选择GN-10T/600
==2
'
3d c
c u S I 826.6A
九、变电所位置和形式的选择
由于该厂是二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路经10k 公共电源电缆接入变电所，另一路引自邻近高压环网箱。

变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据《变电所位置和形式的选择规定》及GB50053－1994的规定，结合造船厂的实际情况，这里变电所采用单独设立方式。

十、变电所继电保护的设计
1)、继电保护要求具有选择性，速动性，可靠性及灵敏性。

2）、由于本设计高压线路不很长，容量不很大，因此继电保护装置比较简单。

对线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保
.
护；对线路的单相接地保护采用绝缘监视装置，装设在变电所高压母线上，动作于信号。

继电保护装置的接线方式采用两相两继电器式接线；继电保护装置的操作方式采用交流操作电源供电中的“去分流跳闸”操作方式（接线简单，灵敏可靠）；带时限过电流保护采用反时限过电流保护装置。

型号都采用GL-25/10 。

其优点是：继电器数量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，可采用交流操作，运行简单经济，投资大大降低。

此次设计对变压器装设过电流保护、速断保护装置；在低压侧采用相关断路器实现三段保护。

28。