某机械制造厂的供配电设计

湖南工业职业技术学院项目承接与技术服务任务书系名称电气工程系专业及班级学生姓名 ________________________ 学号 ________________________毕业实践题目：某机械制造厂供配电设计指导教师（签字）：教研室主任（签字）：系主任（签字）：2010 年6 月5日毕业实践课题及任务湖南工业职业技术学院毕业实践开题报告书系专业湖南工业职业技术学院毕业实践考核表系专业1、全厂计算负荷的确定本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷持续时间为6h。

该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。

本厂负荷如下表2、供电电压的选择本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。

该干线的走向参看工厂总平面图。

该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。

干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。

此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为 1.7s。

为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。

已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为25KM。

3、总降压变电所位置及主接线图(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考虑有下列两种可供选择的方案：a)装设一台变压器 型号为S9型，而容量根据式30S S T N ≥⋅，T N S ⋅为主变压器容量，30S 为总的计算负荷。

选T N S ⋅=1000 KVA>30S =898.9 KVA ，即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。

至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。

b)装设两台变压器 型号为S9型，而每台变压器容量根据式（4-1）、（4-2）选择，即⨯≈⋅)7.0~6.0(T N S 898.9 KVA=（539.34~629.23）KVA （4-1） )(30 S S T N ≥⋅=(134.29+165+44.4) KVA=343.7 KVA （4-2） 因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。

工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。

主变压器的联结组均为Yyn0 。

(2)变电所主接线方案的选择按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案：2.1装设一台主变压器的主接线方案 如图4-1所示GG1A(J-0GG1A(F -5GG 1A(F -0GG 1A(F -0主联络（备用）高压柜图4-1 装设一台主变压器的主接线方案2.2装设两台主变压器的主接线方案 如图4-2所示图4-2 装设两台主变压器的主接线方案(3) 主接线方案的技术经济比较GG- 1A(F) -113GG- 1A(F) -11GG- 1A(J) -01GG- 1A(F) -96GG- 1A(F) -07GG- 1A(F) -54主 变 主变 联络 （备用）高压柜列的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的主接线方案远由于装设两台主变的主接线方案，因此决定采用装设一台主变的主接线方案。

4、短路电流计算及高压电气设备选择5.1 绘制计算电路10.5kV0.4kV图5-1 短路计算电路5.2 确定短路计算基准值设基准容量d S =100MVA ，基准电压d U =c U =1.05N U ，c U 为短路计算电压，即高压侧1d U =10.5kV ，低压侧2d U =0.4kV ，则kA kV MVA U S I d d d 5.55.103100311=⨯==（5-1）kA kVMVA U S I d d d 1444.03100322=⨯==（5-2）5.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值5.3.1电力系统已知电力系统出口断路器的断流容量oc S =500MVA ，故 *1X =100MVA/500MVA=0.2 （5-3）5.3.2架空线路查表得LGJ-150的线路电抗km x /36.00Ω=，而线路长8km ，故6.2)5.10(100)836.0(2202=⨯Ω⨯==*kV MVAU S lx X c d （5-4）5.3.3电力变压器查表得变压器的短路电压百分值%k U =4.5，故kVAMVAS S U X N d k 10001001005.4100%3⨯==*=4.5（5-5）式中，N S 为变压器的额定容量因此绘制短路计算等效电路如图5-2所示。

图5-2 短路计算等效电路5.4 k-1点（10.5kV 侧）的相关计算5.4.1总电抗标幺值*2*1)1(X X X k +=*-∑=0.2+2.6=2.8（5-6）5.4.2 三相短路电流周期分量有效值kA kAX I I k d k 96.18.25.5*)1(1*1===-∑= （5-7）5.4.3 其他短路电流kA I I I k 96.1)3(1)3()3(''===-∞（5-8）2.01 k-1 k-26.21 5.41kA kA I i sh 0.596.155.255.2)3('')3(=⨯==（5-9） kA kA I I sh 96.296.151.151.1)3('')3(=⨯==（5-10） 5.4.4 三相短路容量MVA MVAX S S k dk 7.358.2100*)1()3(1===-∑- （5-11）5.5 k-2点（0.4kV 侧）的相关计算5.5.1总电抗标幺值*3*2*1)1(X X X X k ++=*-∑=0.2+2.6+4.5=7.3 （5-12）5.5.2三相短路电流周期分量有效值kA kAXI I k d k 7.193.7144*)2(2*2===-∑= （5-13）5.5.3 其他短路电流kA I I I k 7.19)3(1)3()3(''===-∞（5-14）kA kA I i sh 2.367.1984.184.1)3('')3(=⨯==（5-15） kA kA I I sh 5.217.1909.109.1)3('')3(=⨯==（5-16）5.5.4三相短路容量MVA MVAXS S k d k 7.133.7100*)2()3(2===-∑-（5-17）以上短路计算结果综合图表5-1所示。

6.1 10kV 侧一次设备的选择校验6.1.1按工作电压选则设备的额定电压e N U ⋅一般不应小于所在系统的额定电压N U ，即≥⋅e N U N U ，高压设备的额定电压e N U ⋅应不小于其所在系统的最高电压max U ，即≥⋅e N U max U 。

N U =10kV ， max U =11.5kV ，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压e N U ⋅=12kV ，穿墙套管额定电压e N U ⋅=11.5kV ，熔断器额定电压e N U ⋅=12kV 。

6.1.2按工作电流选择 设备的额定电流e N I ⋅不应小于所在电路的计算电流30I ，即≥⋅e N I 30I 6.1.3按断流能力选择设备的额定开断电流oc I 或断流容量oc S ，对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的最大短路有效值)3(k I 或短路容量)3(k S ，即≥oc I )3(k I 或≥)3(ocS )3(k S 对于分断负荷设备电流的设备来说，则为≥oc I max ⋅OL I ，max ⋅OL I 为最大负荷电流。

6.1.4 隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验 a)动稳定校验条件≥max i )3(sh i 或)3(m ax sh I I ≥max i 、m ax I 分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，)3(sh i 、)3(sh I 分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值b)热稳定校验条件 ima t t I t I 2)3(2∞= 对于上面的分析，如表6-1所示，由它可知所选一次设备均满足要求。

6.2 380V侧一次设备的选择校验同样，做出380V侧一次设备的选择校验，如表6-2所示，所选数据均满足要求。

6.3 高低压母线的选择查表得到，10kV母线选LMY-3(40⨯4mm),即母线尺寸为40mm⨯4mm;380V母线选LMY-3（120⨯10）+80⨯6，即相母线尺寸为120mm⨯10mm，而中性线母线尺寸为80mm⨯6mm。

5、车间变电所位置和变压器数量、容量选择、厂区高压配电系统7.2 380低压出线的选择7.2.1铸造车间馈电给1号厂房（铸造车间）的线路采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。

I=201A及地下0.8m土壤温度为25℃，查 a）按发热条件需选择由30表，初选缆芯截面1202mm ，其al I =212A>30I ，满足发热条件。

b ）校验电压损耗 由图1.1所示的工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为288m ，而查表得到1202mm 的铝芯电缆的0R =0.31km /Ω （按缆芯工作温度75°计），0X =0.07km /Ω，又1号厂房的30P =94kW, 30Q =91.8 kvar ，故线路电压损耗为VkVk kW U qX pR U N78.2338.0)1.007.0(var 8.91)288.031.0(94)(=⨯⨯+⨯⨯=+=∆∑%3.6%10038078.23%=⨯=∆U >%al U ∆=5%。

c ）断路热稳定度校验2)3(min 2247675.019700mm Ct I A ima =⨯==∞不满足短热稳定要求，故改选缆芯截面为2402mm 的电缆，即选VLV22-1000-3⨯240+1⨯120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同。

7.2.2 锻压车间馈电给2号厂房（锻压车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3⨯240+1⨯120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。

7.2.3 热处理车间馈电给3号厂房（热处理车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3⨯240+1⨯120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。

7.2.4 电镀车间馈电给4号厂房（电镀车间）的线路，亦采用VLV22-1000-3⨯240+1⨯120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。

7.2.5 仓库馈电给5号厂房（仓库）的线路，由于仓库就在变电所旁边，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型5根（包括3根相线、1根N 线、1根PE 线）穿硬塑料管埋地敷设。