供配电课程设计

XX大学XX学院

本科生课程设计

题 目： 中型工厂供配电系统变（配）电所电气设计 课 程： 供配电工程 专 业： XXXXXXXX 班 级： XXXXX 学 号: XXXX 姓 名： XXXX 指导教师： XXXX 完成日期： 2013.6.13

供电工程课程设计任务书

一、设计课题

题目：中型工厂供配电系统变（配）电所电气设计。

简介：工厂共有生产车间7个，另有综合辅助设施2个。根据工程的总体规划，工厂拟设总降压变电所或配电所一座，车间变电所3座。高压变电所或高压配电所拟与二号车间变电所合建。3、4车间负荷为二级负荷。

二、设计基础资料

1、 各车间（部门）的用电负荷情况统计如下表 （１） 1号车间变电所STS1供电负荷：

1车间 动力 150Kw、Kd=0.75、cos=0.65

照明 20Kw、Kd=0.85、cos=0.7

２车间 动力 380Kw、Kd=0.65、cos=0.7

照明 25Kw、Kd=0.85、cos=0.7

综合楼 动力 180Kw、Kd=0.75、cos=0.8

照明 280Kw、Kd=0.85、cos=0.8

（２） 2号车间变电所STS2供电负荷：

３车间 动力 400Kw、Kd=0.65、cos=0.7

照明 30Kw、Kd=0.85、cos=0.7

4车间 动力 600Kw、Kd=0.55、cos=0.75

照明 40Kw、Kd=0.85、cos=0.7

5车间 动力 200Kw、Kd=0.6、cos=0.75

照明 20Kw、Kd=0.85、cos=0.7

（3） 3号车间变电所STS3供电负荷：

6车间 动力 280Kw、Kd=0.65、cos=0.7

照明 25Kw、Kd=0.85、cos=0.7

7车间 动力 250Kw、Kd=0.65、cos=0.7

照明 20Kw、Kd=0.85、cos=0.7

食堂等 动力 180Kw、Kd=0.75、cos=0.8

照明 40Kw、Kd=0.8、cos=0.6

注：计算总负荷时，KD取0.9。

２、工厂为三班制连续生产，年最大负荷利用小时6000h。由于工厂为新建，近５年内负荷发展不超过10%。无高压用电设备。厂区内不设架空线路。

３、与供电部门签定的供用电协议：

工作电源由电力系统的地区变电所Ａ提供，变电所Ａ有35Kv和10Kv两种电压出线可供工厂选用，变电所Ａ到工厂的架空线路总长度为5Km。此外，电力系统还有一个变电所Ｂ的10Kv线路可向工厂提供所需的备用电源，变电所Ｂ到工厂的架空线路长为7Km 。工作电源和备用电源不允许同时对工厂供电。

供电部门要求在工厂高压进线侧进行用电计量，要求高压侧功率因数不得低于0.9。不同电价，计量分开。

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已知变电所A出口处短路容量为300MVA~400MVA，变电所Ｂ出口处短路容量为400MVA~500MVA。

４、其他资料

三、设计内容及要求

内容：

（１） 供电方案确定及一次电路设计 （２） 负荷计算及无功补偿 （３） 变压器的选择 （４） 短路计算

（５） 高压电气设备的选择与校验 （６） 高压配电线路的选择

（７） 变配电所电气设备平面布置设计

要求：

按工程制图要求绘制出工厂变配电所电气主接线图（高低压主电路）； 变配电所平面布置图； 变配电所接地图；

按工程设计要求写出计算书（负荷计算、短路计算、设备及导体选择计算等）和方案说明书。 设计成果：

设计成果包括设计报告（含计算）和设计图纸。设计图纸包括：

（1） 总降压变电所或高压配电所电气主接线图； （2） 2号车间变电所低压电气主接线图；

（3） 总降压变电所或高压配电所及2号车间变电所平面布置图；

注：设计成果应达到工程设计要求。

四、设计日程安排

本次课程设计时间一周。

周一：布置设计任务，熟悉有关资料，负荷计算、主变压器选择。

周二：供电一次接线方案确定，短路计算。进出线电缆及开关设备选择计算。

周三：设计绘制变（配）电所高压电气系统图。 周四：设计绘制变电所低压电气系统图。

周五：编制设计报告正文（设计说明书、计算书）电子版、整理打印设计报告，

上交设计成果。

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目录

1负荷等级确定与供电电源…………………………………………….….….（5）

1.1 负荷等级确定………………………………………..…………………….（5）

1.2 供电电源…………………………………………………..……………………….（5）

2 负荷计算与无功补偿………………………………………….…………….（6）

2.1 负荷计算…………………………………………………..………..……….….…（6） 2.2 无功补偿…………………………………………………..………..…………..…（8） 2.3 总计算负荷………………………....………………………..…..………...…..…（9）

3 变（配）电所所址选择与结构型式…………………………………....…（10） 3.1 所址选择…………………………………………………..………..……………..（10） 3.2 结构型式…………………………………….………………………………..（10） 4 变压器类型、台数及容量选择………….…..……………………….……（10） 4.1变压器类型选择…………………….……………………………….…….（10） 4.2变压器台数选择…………………….……………………………….…….（10） 4.3变压器容量选择…………………….……………………………….…….（10） 5 变（配）电所电气主接线设计………………………………………….（12） 5.1 高压系统电气主接线设计………………………..………………….…….（12） 5.2 低压系统电气主接线设计………………………..………………….…….（13） 5.3 低压配电网的接线形式....………………………..………………….…….（13） 6 短路计算与电气设备选择校验…………………………………….…… （14） 6.1 短路电流计算….…………………………….……………………………..…（14） 6.2高压电气设备选择校验…………………………………….……………….（18）

6.3低压电气设备选择校验………………………………….………………（19） 7 进出线电缆选择校验………………………………………………….…….（21） 7.1 高压进线电缆选择校验…………………………………………….….….（21） 7.2 高压出线电缆选择校验…………………………………………….…..….（22） 7.3 低压出线电缆选择校验…………………………………………….…..….（22） 8 变（配）电所电气装置布置………………………………………….…….（23）

8.1 高压配电室……….………………………….…………………………….…（23） 8.2 变压器室……….………………………….…………………………………（23） 8.3 低压配电室…….………………………….…………………………………（23） 9个人总结……………………………………….……………………………（25） 10参考文献……………………………………….……………………………（26） 11图纸目录……………………………………….……………………………（26）

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1负荷等级确定与供电电源

1.1 负荷等级确定

根据设计任务书，3、4车间为二级负荷，其他的为3级负荷。 本工程用电设备负荷等级确定见表1-1。

表1-1 负荷等级确定 用电设备名序号 称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1车间动力 1车间照明 2车间动力 2车间照明 综合楼动力 综合楼照明 3车间动力 3车间照明 4车间动力 4车间照明 5车间动力 5车间照明 6车间动力 6车间照明 7车间动力 7车间照明 食堂动力 食堂照明 负荷等级 三级 三级 三级 三级 三级 三级 二级 二级 二级 二级 三级 三级 三级 三级 三级 三级 三级 三级 低压配电回路 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 回路编号 WP1 WL1 WP2 WL2 综P 综L WP3M、WP3S WL3M、WL3S WP4M、WP4S WL4M、WL4S WP5 WL5 WP6 WL6 WP7 WL7 食P 食L 备注 一用一备 一用一备 一用一备 一用一备

1.2 供电电源

根据设计规范，本工程整体按二级负荷供电，供电电源电压二级与三级共1回路数，变压器应为4台；二级负荷用电设备采用一用一备的方式。

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图1-1供电系统概略图 2 负荷计算与无功补偿

2.1 负荷计算

采用需要系数法 基本公式 有功计算负荷 无功计算负荷

PcPmKdPeQcPctanSCPCcos

视在计算符合

IC 计算电流

SC3UN

各低压配电干线的计算负荷、无功补偿前低压母线计算负荷见表2-1，表2-2，表2-3，表2-4。

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表2-1 变压器T1无功补偿前低压母线计算负荷

序号 1 2 3 4 5 6 回路编号 WP1 WL1 WP2 WL2 综P 综L 设备 名称 设备容量 Pe / kW 150 20 380 25 180 280 Kd 0.750 0.85 0.65 0.85 0.75 0.85 计算负荷 cos 0.65 0.7 0.7 0.7 0.8 0.8 tan 1.17 1.02 1.02 1.02 0.75 0.75

PCW kQCkvar SckVA 173.1 24.3 352.9 30.4 168.8 297.5 ICA 112.5 17.0 247.0 21.3 135.0 238.0 770.8 693.7 131.5 17.3 252.0 21.7 101.3 178.5 702.3 632.1 263.1 36.9 536.3 46.1 256.5 452.2 1584.9 1426.4 总计算 负荷 ∑ 1042.7 938.4 Kp 0.9 ，Kq.0.9 表2-2 变压器T2无功补偿前低压母线计算负荷

序号 1 … 回路编号 设备 名称 设备容量 Pe / kW 400 30 600 40 200 Kd 0.65 0.85 0.55 0.85 0.6 cos 0.7 0.7 0.75 0.7 0.75 tan 1.02 1.02 0.88 1.02 0.88 计算负荷 PCkW QCkvar SckVA 371.4 36.4 440.0 48.6 160.0 510.8 459.7 ICA 260.0 25.5 330.0 34.0 120.0 405.5 3.95 328.46 265.3 26.0 291.0 34.7 105.8 397.1 357.39 321.65 5.6 55.4 668.8 73.8 243.2 776.4 698.8 总计算 负荷 ∑ Kp0.9 ，Kq.0.9 Kp0.9 Kq.0.9 其中二级负荷 （注明哪些序号） 备注 其中 回路不计入总负荷。 表2-3 变压器T3无功补偿前低压母线计算负荷

序号 1 … 回路编号 设备 名称 设备容量 Pe / kW 400 30 600 40 20 Kd 0.65 0.85 0.55 0.85 0.85 cos 0.7 0.7 0.75 0.7 0.7 tan 1.02 1.02 0.88 1.02 1.02 计算负荷 PCkW QCkvar SckVA 371.4 36.4 440.0 48.6 24.3 461.4 415.2 ICA 260.0 25.5 330.0 34.0 17.0 381.0 342.9 308.61 265.3 26.0 291.0 34.7 17.3 343 308.7 277.83 5.6 55.4 668.8 73.8 36.9 701.3 631.2 总计算 负荷 ∑ Kp0.9 ，Kq.0.9 Kp0.9 Kq.0.9 其中二级负荷 （注明哪些序号） 备注 其中 回路不计入总负荷。 7

表2-4 变压器T4无功补偿前低压母线计算负荷

序号 1 … 回路编号 设备 名称 设备容量 Pe / kW 280 25 250 20 180 40 Kd 0.65 0.85 0.65 0.85 0.75 0.8 cos 0.7 0.7 0.7 0.7 0.8 0.6 tan1.03 1.02 1.02 1.02 0.75 1.33 计算负荷 PCkW QCkvar SckVA 260.0 30.4 232.1 24.3 168.8 53.3 ICA 182.0 21.3 162.5 17.0 135.0 32.0 549.8 185.7 21.7 165.8 17.3 101.3 42.7 534.5 395.2 46.1 352.9 36.9 256.5 81.1 总计算 负荷 ∑ 494.8 481.05 690.1 1049.0 Kp 0.9 ，Kq.0.9 2.2 无功补偿 由计算结果看出，本工程的功率因数未达到要求，采用低压无功补偿装置进行补偿，采用自动投切方式补偿。

变压器低压侧无功补偿及无功补偿后低压母线计算负荷见表2-5，表2-6，表2-7，表2-8。

表2-5 变压器T1无功补偿后低压母线计算负荷 有功计算计算点变压器T1 补偿前低压母线计算负荷 补偿容量 QN.Ckvar 693.7

表2-6 变压器T2无功补偿后低压母线计算负荷 有功计算计算点变压器T2 补偿前低压母线计算负荷 补偿容量 QN.Ckvar 3.95

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206.5 157.39 397.44 604.1 0.92 QN.C = Pc ×[tan(arccos0.71 )－tan(arccos0.92 )]＝ 实际取 10 组× 20 kvar= 200 kvar 补偿后低压母线计算负荷 负荷 PckW Qc3.95 无功计算负荷 kvar Sc357.39 视在计算负荷 kVA 510.8 计算 电流 IcA 776.4 功率因数 335.0 272.1 745.2 1132.6 0.93 QN.C=Pc ×[tan(arccos0.74 )－tan(arccos0.92 )]＝ 实际取 12 组×30 kvar=300 kvar 补偿后低压母线计算负荷 负荷 PckW Qc693.7 无功计算负荷 kvar Sc632.1 视在计算负荷 kVA 938.4 计算 电流 IcA 1426.4 功率因数 cos 0.74 cos 0.71

表2-7 变压器T3无功补偿后低压母线计算负荷

有功计算计算点变压器T2 补偿前低压母线计算负荷 补偿容量 QN.Ckvar 342.9 165.6 140.7 370. 563.37 0.93 QN.C = Pc ×[tan(arccos0.74 )－tan(arccos0.92 )]＝ 实际取 12 组× 14 kvar= kvar 补偿后低压母线计算负荷 负荷 PckW Qc342.9 无功计算负荷 kvar Sc308.7 视在计算负荷 kVA 461.4 计算 电流 IcA 701.3 功率因数 cos 0.74 表2-8 变压器T4无功补偿后低压母线计算负荷

有功计算计算点变压器T2 补偿前低压母线计算负荷 补偿容量 QN.Ckvar 494.8 266.1 206.05 536.0 814.72 0.92 QN.C = Pc ×[tan(arccos0.72)－tan(arccos0.9 2)]＝ 实际取 11 组× 25 kvar= 275 kvar 补偿后低压母线计算负荷 负荷 PckW Qc494.8 无功计算负荷 kvar Sc481.05 视在计算负荷 kVA 690.1 计算 电流 IcA 1049 功率因数 cos 0.72 2.3 总计算负荷

高压进线总计算负荷见表2-9。

表2-9 变电所高压进线总计算负荷 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 有功计算计算点 变压器T1低压母线计算负荷 T1功率损耗ΔPT≈0.01Sc ；ΔQT≈0.05Sc 变压器T1高压侧计算负荷（序号1＋2） 变压器T2低压母线计算负荷 T2功率损耗ΔPT≈0.01Sc ；ΔQT≈0.05Sc 变压器T2高压侧计算负荷（序号4＋5） 变压器T3低压母线计算负荷 T3功率损耗ΔPT≈0.01Sc ；ΔQT≈0.05Sc 变压器T3高压侧计算负荷（序号7＋8） 变压器T4低压母线计算负荷 T4功率损耗ΔPT≈0.01Sc ；ΔQT≈0.05Sc 变压器T4高压侧计算负荷（序号11＋12） 其他高压出线计算负荷 变电所高压进线总计算负荷 PckW Qc无功计算负荷 kvar Sc视在计算负荷 kVA 745.2 766.4 397.44 409.3 370. 381.44 536.0 551.7 计算电流 IcA 功率因数 cos 0.93 0.91 0.92 0.9 0.93 0.91 0.92 0.91 693.7 7.45 701.15 3.95 3.97 368.92 342.9 3.71 346.61 494.8 5.36 500.16 272.1 37.26 309.46 157.39 19.87 177.26 140.7 18.53 159.23 206.05 26.8 232.85 878.8 1132.6 44.25 604.1 26.63 563.37 22.02 814.72 31.85 ∑ 1916.84 9

负荷（序号3＋6＋9+12+13） Kp0.9 1725.16 790.92 17.82 109.57 0.91 Kq.0.9

3 变（配）电所所址选择与结构型式

3.1 所址选择

根据《低压配电系统设计规范GB50054-95》第3.3.1条 配电室屋顶承重构件的耐火等级不应低于二级，其它部分不应低于三级。第3.3.2条 配电室长度超过7m时应设至少两个出口，并宜不知在配电室的两端。当配电室为楼上楼下两部分布置时，楼上一部分的出口应至少有一个通向该层走廊或室外的安全出口。配电室的门均应向外开启，但通向高雅配电室的门应为双向开启门。本工程变电所位置选于建筑物内，满足规范要求。 3.2 结构型式

变电所的结构型式有以下四种类型：（1）变电所（2）附设变电所（3）车间内变电所（4）地下变电所。由于本工程变电所设于工厂内，采用附设变电所。

4 变压器类型、台数及容量选择

4.1变压器类型选择

变压器类型选择见表4-1。

表4-1 变压器类型选择 序号 1 2 3 4 5 6 7 类 型 变压器相数 变比及调压方式 绕组型式 绝缘及冷却方式 外壳防护等级 联结组 型 号 选择结果 3 无载调压 三角形 干式 IP20 Yyn0 SC(B)-SC(B)11等系列环氧树脂变压器 依 据 有三相用电设备 10KV配电变压器一般采用无载调压方式 室内 防触电 一般要求 节能 4.2变压器台数选择 有二级负荷，需两台变压器和双回路，选用等容量的变压器且单台变压器不宜大于1250KVA。

4.3变压器容量选择

变压器容量选择见表4-2，表4-3，表4-4。

SNT0.7SC,SNTSC(12)。

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表4-2 变压器容量选择 序号 1 2 3 4 项 目 视在计算负荷Sc（0.6～0.7）SckVA kVA kVA T2 T3 计算负荷 790．74 553．52 500.42 51% 48% 800 选择两台变压器的容量SNTkVA 选择一台变压器的容量SNTkVA 一二级负荷Sc（Ⅰ＋Ⅱ）变压器负荷率 表4-3 变压器容量选择

序号 1 2 3 4 项 目 视在计算负荷Sc（0.6～0.7）SckVA kVA kVA T1 T4 计算负荷 766.4 77% 1000 选择两台变压器的容量SNTkVA 选择一台变压器的容量SNTkVA 一二级负荷Sc（Ⅰ＋Ⅱ）变压器负荷率

表4-4 变压器容量选择 序号 1 2 3 4 项 目 视在计算负荷Sc（0.6～0.7）SckVA kVA kVA T1 T4 计算负荷 选择两台变压器的容量SNT551.7 88% 630 kVA 选择一台变压器的容量SNTkVA 一二级负荷Sc（Ⅰ＋Ⅱ）变压器负荷率

所选变压器其他技术参数见表4-5。

表4-5 变压器技术参数 变 压 器 T1 SC(B)10-1000/10 全型号 原边额定电压 kV 10 10 10 10 副边额定电压 kV 0.4 0.4 0.4 0.4 原边额定电流 A 副边额定电流 A 1.55 1.33 1.33 1.13 7.09 6.06 6.06 5.2 0.6 0.8 0.8 0.8 6 6 6 6 空载损耗 kW 短路损耗 kW 空载电流 ％ 阻抗电压 ％ 外形尺寸 长×宽×高 mm T2 SC(B)10-800/10 T3 T4 SC(B)10-800/10 SC(B)10-630/10 5 变（配）电所电气主接线设计

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本工程中有二级负荷和三级负荷，二级负荷一般采用两台变压器和两回路供电，要求当其中任一变压器或供电回路发生故障时，另一变压器和供电回路不应同时发生故障

5.1 高压系统电气主接线设计

根据设计规范，该工程用两路电源供电，一备一用，单母线形式供电。 （配）变电所电气主接线设计

工程的变压器采用一次测用单母线形势，二次侧采用变压器主单元接线。双回路供电，一备一用，本工程可能采用的两个接线方案见图5-1，5-2.技术经济比较见表5-1.

图5-1 主接线方案一

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图5-2 主接线方案二

表5-1 电气主接线方案的比较

比较项目 供电安全性 供电可靠性 灵活方便性 扩建适应性 设备的先进性 占地面积大小 设备的经济性 主接线方案一（图4-1） 非常安全 可靠 灵活 好 高 占地多 投资高，运行费用高 主接线方案二（图4-2） 比较安全 较可靠 比较灵活 较好 一般 占地少 投资一般，运行费用一般 从上表可以看出，用方案一投资大，但可靠性高。而用方案二，投资少但是可靠性低。综合设计要求，选用方案二，可看性可以到达指标要求。 5.2 低压系统电气主接线设计

低压配电网采用单母线分段形式供电，安全性高，灵活性好。 5.3 低压配电网的接线形式

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本工程（配）变电所高压电气系统图见附录图纸电01，变电所低压电气系统图见附录图纸电02。

6 短路计算与电气设备选择校验

6.1 短路电流计算

6.1.1 高压系统短路计算

采用标幺值法计算最大三相锻炼电流和最小两相短路电流，计算公式如下：

Ik(3)

Uc223RX

Ik(3)

Uc3X

*AA/Ad

Id

SdSd3Ud3Uc

UdUc2Xd3IdSd

短路计算电路图见图6-1.短路点悬在高压母线k-1点和变压器二次侧k-2点。短路计算见表6-1

图6-1 高压系统短路计算电路

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表6-1 高压系统短路计算

元件及 短路 计算点 元件技术参数 Sd=100MVA, Uc1=10.5kV，Uc2=0.4kV Skmax=400MVA , Skmin=300MVA x0= 0.35/KM , L=5KM Uk%= 6 ，SNT=800KVA Id1=5.5KA Id2=144.34KA Id2=144.34KA 电抗 标么值 最大三相短路电流(3) Ik(3) IkA (3) ish最小两相短路电流 X 0.25~0.33 1.59 7.5 1.84~1.92 5.59~5.67 9.34~9.42 I''(3) 2.99 25.82 (3) IshIk(2) kA 系统 线路 变压器(T2,T3) k-1点 变压器并联 变压器分列 2.99 25.82 2.99 25.82 7.62 65.84 4.51 38.99 2.48 22.05 k-2点 15.45 15.45 15.45 39.40 23.32 13.27

元件及 短路 计算点 元件技术参数 Sd=100MVA, Uc1=10.5kV，Uc2=0.4kV Skmax=400MVA , Skmin=300MVA x0= 0.35/KM , L=5KM Uk%= 6 ，SNT=1000KVA Uk%= 6 ，SNT=630KVA Id1=144.34KA Id2=144.34KA 电抗 标么值 最大三相短路电流kA (3) ish最小两相短路电流 X 0.25~0.33 1.59 6 (3) IkI''(3) 18.41 12.71 (3) I(3) IshIk(2) kA 系统 线路 变压器(T1,T4) k-3点 k-4点 18.41 12.71 18.41 12.71 46.95 32.41 27.80 19.19 9.52 7.84~7.92 11.36~11.44 15.78 10.93 6.1.2 低压系统短路计算

采用有名值法计算主要低压配电干线首端和末端的三相/单相短路电流，计算公式如下：

短路电流周期分量有效值：

高压侧阻抗：

15

变压器阻抗：

低压母线，配电线阻抗Rw=rlXw=xl。

短路计算电路图见图6-2，图6-3。短路计算见表6-2，表6-3。

图6-2低压配电干线1短路计算电路

16

图6-3低压配电干线2短路计算电路

表6-2 低压配电干线1短路计算 每相阻抗 元件及 短路 计算点 Uc=400V 系统 Sk=54.35MVA , SNT=1000KVA 变压器 Uk%=6, △Pk%=7.090KW 母线 TMY-3(100*10)+80*8 L=10M 0.25 1.677 18.5 1.81 14.273 7 0.56 1.8 3.8 15.283 1.691 80.4 82.28k-2点 18.6 33.883 1.051 16.07 38.430 22.47 14.286 1.134 9.533 1.134 9.533 R 相零阻抗值 mΩ 冲击 系数 三相短路 电流kA 单相短路电流 元件技术参数 mΩ X R0 X0 ksh (3) Ik(3) ish(3) Ish(1)IkkA 0.293 2.93 0.195 1.95 k-1点 线路 ∑ YJV-3*90+2*50 L=100M ∑ 20.177 21.273 9 7.877 11.708 7.7 2.472 17

表6-3 低压配电干线2短路计算 每相阻抗 元件及 短路 计算点 Uc=400V Sk=54.35MVA , SNT=800KVA Uk%=6 ，△Pk%=6.06KW TMY-4(80*8) L=10M R 相零阻抗值 mΩ R0 X0 冲击 系数 元件技术参数 三相短路 电流(3) Ik单相短 路电流 (3) IshmΩ X kA ksh (3) ish(1)IkkA 系统 0.293 1.515 0.25 2.058 2.93 0.195 1.95 11.9 3.8 12.88 5.85 30.60 9.51 37.67 5.98 变压器 11.90 1.515 1. 16.703 7 33.703 80.4 82.67 0.56 2.27 母线 k-3点 线路 k-4点 ∑ 17.65 1.68 18.6 12.36 90.27 YJV-3*95+2*50 L=100M 18.5 ∑ 20.558 36.25 1.15 6.2高压电气设备选择校验 选择高压电器，必须满足供电系统正常工作条件下和短路故障条件下工作要求，同时电气应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。

变电所高压电气设备选择校验见表6-4。从表中可以看出所选设备均满足要求。

表6-4 高压电气设备选择校验

选择校验项目 电压 电流 开断 能力 (3) Ik动稳定 (3) ish热稳定 其他 参 数 电源进线 装置地点条件 变压器T1 数一次侧 据 变压器T2 一次侧 变压器T3 一次侧 变压器T4 一次侧 额定参数 高压电源进线断路器 VS-12/630-20 变压器一次侧断路器 VS-12/630-20 UN kV Ic A 117.83 47.43 19. 18.63 31. kA 2.99 2.99 2.99 2.99 2.99 kA 7.62 7.62 7.62 7.62 7.62 (3)imax10 10 10 10 10 kA 2.99 2.99 2.99 2.99 2.99 Itima s 1.35 1.2 1.2 1.2 1.2 设备型号规格 UN IN A 630 630 Ioc It t s 4 4 kV 12 12 kA 20 20 kA 50 50 kA 20 20 18

高压熔断器 XRNT-12/0.5 电压互感器 JDZ8-10J 高压计量柜电压互感器JDZ8-10J 高压计量柜电流互感器LJLZ-10Q 高压电源进线电流互感器LJLZ-10Q 变压器T1一次侧电流互感器LJLZ-10Q 变压器T2一次侧电流互感器LJLZ-10Q 10 （变比） 10/0.1 （变比） 10/0.1 10 200 50 （精度）0.5 （精度）0.2 130/5A（变比） 10 3.5 1 （精度）0.2 10 130/5A（变比） （变比） 100/5A （变比） 100/5A 10 3.5 1 （精度）10P 10 10 3.5 1 （精度）10P 10 10 3.5 1 （精度）10P

6.3低压电气设备选择校验

1. 按正常工作条件选择

1) 考虑所选择设备工作环境,如户内,户外,环境温度,海拔或有无防尘,防腐,防火,防爆

等要求,以及沿海或是温热地域的特点.

2) 电器的额定电压应不小于所在线路的额定电压.电器的额定电流应不小于该回路在

各种合理运行方式下的最大持续工作电流.保护电器还应按保护特性选择. 2. 按短路条件选择校验

1) 核能通过短路电流的电器,应满足在短路条件下短时和峰值耐受电流的要求. 2) 断开短路电流的保护电器,应满足在短路条件下分段能力的要求.

6.3.1低压断路器选择校验及脱扣器整定

低压进线及主要配电干线断路器选择校验及脱扣器整定见表5-5。从表中可以看出所选设备均满足要求。低压联络断路器选择同进线断路器，其他出线断路器选择方法同主要配电干线，具体型号规格及整定见设计图纸标注。

19

表6-5 低压断路器选择校验及脱口器整定

选择校验项目 电压 电流 开断 能力 (3) Ik长延时 脱扣 电流 短延时 脱扣电流 及时间 瞬时 脱扣 电流 灵 敏 度 (1) Ik其他 参数 装置地点条 件 数据 配电干线1 配电干线2 低压进线 UN Ic A 1212.86 Ic A 1212.86 536.12 36. Ipk A 1200 550 40 t s 0.4 0.2 0.2 I/st.M A kV 0.38 kA 12.71 A 与母线电缆配合的校验见母线电缆选择校验部分 0.38 0.38 530.12 35. UN断路器型号规格 低压进线断路器 （CM1-2000） 配电干线1断路器 （CM1-800H） 配电干线2断路器 （CM1-100H） 额定参数 kV INA 1250A InA IockA Ir1Ir2A 1400A 660A 48A t s Ir3A A Sp 0.38 0.38 0.38 1250A 630A 40A 0.4 0.2 0.2 630A 40A

6.3.2电流互感器的选择校验

低压进线及主要配电干线测量用电流互感器选择校验见表6-6。从表中可以看出所选电流互感器均满足要求。低压联络测量用电流互感器选择同进线测量用电流互感器，其他出线测量用电流互感器选择方法同主要配电干线，具体型号规格见设计图纸标注。

表6-6 低压电流互感器选择校验

电压 UN选择校验项目 系统 电压 0.38 0.38 kV 互感器额定 电压 0.38 0.38 电流IN计算电流Ic 1212.86 536.12 A 精度等级 互感器变比 其他 低压进线电流互感器 （BH-40） 配电干线1电流互感器 （BH-40） 配电干线2电流互感器 （BH-30） 1500/5 600/5 40/5 1 0.5 0.5 0.38 0.38 36.

6.3.3低压电容器组控制及保护电器的选择

主要选择安装在电容器屏上的无功补偿自动投切控制器、开关熔断器组、电流互感器、避雷器、熔断器、接触器、热继电器等，见表6-7。从表中可以看出所选设备均满足要求。

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表6-7低压电容器组控制及保护电器的选择

电压 UN系统 电压 0.38 kV 额定 电压 电流IN计算 电流 A 额定 电流 开断能力 kA 数量 其他 只 选择校验项目 电容器 （BSMJ0.4-16） 电容器 支路 热继电器 （T45） 熔断器 （RT20-63） 接触器 （B30C） 开关熔断器组 （QSA-400/3） 电流互感器 （BH40-400/5） 避雷器 （FS2-0.22） 自动投切控制器 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 （变比） 精度

7 进出线电缆选择校验

7.1 高低压母线选择校验

按发热条件、电压损失条件及短路热稳定条件进行高压进线电缆选择校验计算。 高低压开关柜内的硬母线选择校验见表7-1。从表中可以看出所选母线均满足要求。

表7-1 高低压配电装置母线选择校验

选择校验项目 技术参数 装置 地点 条件 数据 T1低压进线 T2低压进线 高压电源进线 电流 动稳定 (3) ish热稳定 IcA 117.83 508.17 476.80 W kA IkA timas 762 39.40 39.40 2.99 25.82 25.82 1.35 1.2 1.2 开关柜内 母线型号规格 高压开关柜 （母线型号规格）

技术参数 IalA 竖放 0.167平放 0.167 L mm a mm c MPa Amin A kfhb2 625 h2b 106.88 800 350 0.95 5.42 36.96 40*5 1068.8 21

T1低压配电屏 （母线型号规格） T2低压配电屏 （母线型号规格） 注

22fsh1690 1690 8550.0 8550.0 106.88 106.88 800 800 350 0.95 6.26 350 0.95 6.0 131.9 130.68 ：

80*8 80*8 LI1032c3ki10,al170MPa,Amintima,C171/Asmm2。

aWC

7.2 高压进出线电缆选择校验

按发热条件及短路热稳定条件进行高压出线电缆选择校验计算。

高压进出线电缆选择校验见表7-2。从表中可以看出所选电缆均满足要求。

表7-2 高压进出线电缆选择校验

选择校验项目 参 数 装置 地点 条件 数据 高压电源进线 高压出线至T1 高压出线至T2 技术参数 高压进线 （型号规格） 高压出线至T1 （型号规格） 高压出线至T2 （型号规格） 电压 电流 电压损失 热稳定 Ic kV A 10 117.83 10 10 19. 18.63 UNPc kW Qc kvar L km 5 0.05 0.05 Ual% 5 5 5 1282.79 309.79 296.54 r0 -1585.33 150.71 127.01 x0 -1 kA 2.99 2.99 2.99 Itima s 1.35 1.2 1.21 U0/UkV Ial A L km U% 2.48 0. Amin mm2 2.51 A mm2 95 Ω.km Ω.km 电缆型号规格 8.7/10 295 200 0.229 0.435 0.096 0.107 5 0.05 8.7/10 2.51 50 8.7/10 200 0.435 0.107 0.05 0. 2.51 50 (Pcr0Qcx0)LI103注：U%，Aminmm2。 tima ，对YJV电缆C＝143A·s·210UNC

7.3 低压出线电缆选择校验

按发热条件、电压损失条件及短路热稳定条件进行低压出线电缆选择校验计算。

低压配电干线1、2电缆选择校验见表7-3。从表中可以看出所选电缆均满足要求。其余出线选择详见低压系统图。

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表7-3 低压出线电缆选择校验

选择校验项目 装置 地点 条件 数据 配电干线1 配电干线2 技术参数 电缆型号规格 配电干线1 （型号规格） 配电干线2 （型号规格） 参 数 电压 电流 电压损失 热稳定 UNIc kV A 0.38 243.10 0.38 350.63 Pc kW Qc kvar L km 0.1 0.1 Ual% 5 5 I kAtima s 1.1 1.1 120 150 r0 -1105.6 175.5 x0 -1 5.85 5.85 U0/UkV 0.6/1 Ial A 2 L km 0.1 U% 2.88% Amin mm2 4.43 A mm2 95 Ω.km 0.299 Ω.km 0.096 0.6/1 366 0.299 0.096 0.1 2.88% 4.43 95 (Pcr0Qcx0)LI103注：U%，Aminmm2。 tima ，对YJV电缆C＝143A·s·210UNC

8 变（配）电所电气装置布置

8.1 高压配电装置布置

本工程高压配电装置为成套固定式（手车式、中置式）开关柜，采用单列（双列）布置，柜前后通道宽度见表8-1。从表中知，布置满足规范要求。

表8-1 高压开关柜前后通道宽度（mm）

通道分类 单列布置 双列面对面布置 双列背对背布置 柜后维护通道 规范要求 800 800 1000 本工程 800 800 1000 固定柜柜前操作通道 规范要求 1500 2000 1500 本工程 1500 2000 1500 手车柜操作通道 规范要求 单车长＋1200 双车长＋1200 单车长＋1200 本工程 +1200 +1200 +1200 8.2 变压器布置

本工程变压器采用干式变压器带IP20防护外壳（油浸式变压器），与配电装置布置在同一房间内（单独布置在变压器室内），变压器与墙、门的净距见表8-2，满足规范要求。

表8-2 变压器与墙、门的最小净距（m）

变压器容量（ kVA） 金属外壳距后壁，侧墙净距 金属外壳与门净距 相邻两台干变侧面间距 相邻两台干变正面间距 干式变压器（带IP20外壳） 规范要求 0.6（0.8） 0.8（1.0） 0.6（0.8） 0.8（1.0） 本工程 0.8 1.0 0.8 1.0 油浸式变压器 规范要求 0.6（0.8） 0.8（1.0） — － 本工程 0.8 1.0 － － 注： SNT ＝1250～1600 kVA时规范要求取括号内尺寸。

8.3 低压配电装置布置

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本工程低压配电装置为成套固定式（抽屉式）开关柜，采用单列（双列）布置，柜前后通道宽度见表8-3。从表中知，布置满足规范要求。

表8-3低压开关柜前后通道宽度（mm）

通道分类 单列布置 双列面对面布置 双列背对背布置 柜后维护通道 规范要求 1000 1000 1500 本工程 1000 1000 1500 固定柜柜前操作通道 规范要求 1500 2000 1500 本工程 1500 2000 1500 抽屉柜操作通道 规范要求 1800 2300 1800 本工程 1800 2300 1800

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总结

供配电工程课程设计结束了，我们的课题是《中型工厂供配电系统变（配）电所电气设计》在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。

我们小组分工合作齐心协力，一起完成了课程设计。在课程设计的第一天我们便对这次任务进行了规划和分工。在以后的几天里，我们组的成员一起努力，查阅资料、小组讨论，对资料进行分析，并最后撰写课程设计报告及个人总结。

经过这次工艺设计，我的动手能力得到了提高，同时解决问题分析问题的能力也有提升。遇到问题时要学会分析原因，找出原因后再寻找解决方法。我认为，做事情重点不是结果，而在于过程。通过这供配电课程设计，我学会了怎么去找资料，怎么去讨论，怎么去学习，怎么去思考，而这些恰恰是课本上所学不到的。

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参 考 文 献

[1] 中国计划出版社编．注册建筑电气工程师必备规范汇编．北京：中国计划出版社，中国建筑工业出版社，2003

供配电系统设计规范GB50052－95、10kV及以下变电所设计规范GB50053－94、低压配电设计规范GB50054－95、民用建筑电气设计规范JGJ/T16－92等。

[2] 国家建筑标准设计图集D201、D501、DX001、DX002、DX003等。 [3] 中国航空工业规划设计研究院等编．工业与民用配电设计手册（第2版）．北京：中国电力出版社，1994

[4] 北京照明学会设计委员编．建筑电气设计实例图册①②③④．北京：中国建筑工业出版社，1998，2000，2002

[5] 孙成群主编．民用建筑电气设计资料集．办公住宅．北京：知识产权出版社，2002 [6] 建设部工程质量安全监督与行业发展司，中国建筑标准设计研究所．全国民用建筑工程设计技术措施 电气．北京：中国计划出版社，2003

[7] 刘宝林主编．建筑电气设计图粹1、2、3．北京：中国建筑工业出版社，2002 [8] 戴瑜兴等编．民用建筑电气设计数据手册．北京：中国建筑工业出版社，2003

图 纸 目 录

序号 1 2 3 图 纸 名 称 变（配）电所高压电气系统图 变电所低压电气系统图 变（配）电所电气平面布置图 图幅 A3 A3＋ A3 图纸编号 电01 电02 电03 备 注 26