车间供配电设计方案

云维集团电仪公司大为制氨电气运行工段：许远驰

第一部分课题背景 (2)

第二部分变压器选择 (2)

第三部分变压器选型和电气主接线设计 (4)

第四部分高压电缆的选择与校验 (5)

第五部分短路电流计算 (7)

第六部分低压侧母线选择 (9)

第七部分保护配置 (10)

第八部分保护配置整定计算 (11)

第九部分参考文献 (14)

第一部分课题背景

1.1、设计题目

车间高压供配电方案设计。

1.2、车间设备原始资料与设计要求

车间有如下电气设备：380V电压75KW水泵10台，380V电压50KW风机4台，6KV开闭所距离车间约300米，高压电缆只可直埋敷设，按照满足全部设备运行条件，作一供电技术方案。并按要求作如下选择和计算。

㈠、根据负荷选择变压器容量

㈡、对高压电缆选择

㈢、画出二次控制和保护电路图，对高压保护，测量电流互感器变比计算

㈣、就所设计变压器继电保护的典型保护定值计算

第二部分 变压器选择

2.1、变压器台数设置选择

根据该车间所属设备情况，查阅《工业与民用配电设计手册》此车间设备属二级负荷，按规程规定应装设两台变压器互为备用，防止变压器故障导致全车间停电。因此选取两台等容量的变压器。 2.2、容量的选择

根据《工业与民用配电设计手册》规定，变压器容量应按照计算负荷来选择,计算时以一台变压器带所有负载能力来计算. ① 额定功率：

7510504950()e p kw =⨯+⨯= （式2-1） ② 有功计算负荷：

300.75950712()d e p k p kw =⨯=⨯= （式2-2）

注：30p 为有功计算负荷

d k 为需要系数，按规程规定此车间设备的需要系数在0.75~0.85，

功率因素cos θ取：0.80

③ 无功计算负荷：

30

30tan 0.75712534(var)Q

p k θ=⨯=⨯=

（式2-3）

④ 计算负荷：

30890()S kvA =

=

= （式

2-4）

⑤ 计算电流:

3085.64()I A =

== （式2-5）

2.3、变压器单台的额定容量

按照《工业与民用配电设计手册》规定，此车间所有负载需要变压器的额定容量为计算负荷增长后的60%计算。设定年增长

负荷率为4%，则n 年后的最大负荷为

0.0410max 308901326.1()mn n S S e e kvA ⨯=⨯=⨯= （式2-6）

注：m 为年增长负荷率

n 为年数，取10 则现在变压器的容量为：

max 0.60.61326.1795()e n S S kvA =⨯=⨯= （式2-7）

所以参照规程规定选取单台变压器的容量为S e =800KVA 。 2.4、变压器容量校验，

按《工业与民用配电设计手册》和实际运行经验，一般正常工作负荷为变压器额定负荷的60%~80%，现在我们每台变压器平均分配负荷，考虑所有设备都投运，则每台变压器为594KVA ，所占变压器额定容量的74%，满足供电要求。

在不正常工作时，既当一台故障时，一台运行时。考虑变压器的过载能力为40%，则800 1.41120g

S kvA =⨯=，用电保证率为

/100%94%g MAX S S ⨯=。能够满足用电条件。

第三部分 变压器选型和电气主接线设计

3.1、变压器选型

根据上面确定的变压器容量，查阅规程，选取变压器的类型为：油浸式S 9—800/6型，接线形式为DY N 11，空载P 0为1400W ，短路P K 为7500W ，I 0%=2.5%，U K %=5%。

3.2、电气主接线布局

根据负荷、变压器的台数、用电的可靠性。参考有关规程，该车间的电气主接线按如下设计，正常情况为分段运行，故障时两段母线并列运行。（见电气主接线图纸）

第四部分 高压电缆的选择与校验

4.1、电缆选择

按《工业与民用配电设计手册》规定，高压电缆的截面必须按照经济电流密度来选取。根据公式：

max

w ec ec

I S J =

（式4-1）

注：max w I 为最大工作电流，ec J 为经济电流密度查相关规程可以找到。一般max w I =30I 。 所以

2max 85.64

42.82()2

w ec ec I S mm J =

== （式4-2）

注：ec J 在最大负荷利用小时数大于5000以上的铜电缆，选取值为2。参考何首贤等的《供配电技术》P181表10—5。

根据规程规定和电缆的敷设条件，选取铜、单芯、截面为502

mm 的聚乙烯或聚氯乙烯护套的内铠装电缆6根。查阅《工业与民用配电设计手册》P514表9—33得，在250C 时此类电缆的允许载流量为176A ，

4.2、电缆校验

根据以上给出的条件，没有办法进行校验，现在需对一些条件进行假设，假设土壤温度为200C ，最高温度为600C 。电缆间距为200mm ，热阻系数为g=800C.CM/W ，Q K =349.92（KA 2.S ）注：

Q K 不是假设的，是根据后面短路电流计算后计算出的。Q K =（3

max K I ）

2

（t p +t np ）, t p 短路电流周期分量发热时间，t np 为短路电流非周期分

量时间。《发电厂电气部分》P71 （一）长期发热允许电流校验

现在假设一回故障，由另一回带设备，则此时流过电缆的电流max I 为92A ，考虑温度，查阅《发电厂电气部分》表16、18、19可得，温度修正系数K T 为1.07，不同土壤热阻修正系数K 3为1，并排校正系数K 4为0.8。则该直埋电缆允许的载流量为：

00342025 1.070.8176150.6t al c al c I k k k I ==⨯⨯=>92A

（式4-3）

发热允许校验合格。 （二）热稳定校验

对电缆中有接头者,应校验热稳定，先算短路前最高温度：

()2

009220400.644150al C θθθθ⎛⎫=+-=+⨯= ⎪⎝⎭

（式4-4）

则

210C -=

（式4-5）

=94

注：C 为热稳定系数，该式参数在《发电厂电气部分》P207