10kv配电网设计Word文件下载.docx
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2
染丝车间
150
0.65
98
73
3
烘房
50
40
30
4
整理间热定型机（动力）
60
48
36
整里间（电热）
500
整里间焙烘机
13
10.4
8
整里间其他设备
310
201
151
5
染炼车间
81.5
53
6
金丝绒车间
82
65
49
7
机修车间
0.3
0.5
1.73
15
26
污水处理
58
46.5
35
9
照明
100
0.9
0.484
1.2工厂总平面图
工厂总平面图见图1-1。
按厂区车间分布情况，拟设厂总变电所一座，车间变电所两座。
厂总变电所负责序号1,6,7,8车间的供电，染丝车间变电所负责序号2,3,9车间的供电，整理间变电所负责序号4,5车间的供电。
1~9—表1-1序号；
10—厂总变电所；
11—食堂；
12—托儿所；
13—金丝绒车间；
14—准备间；
15—仓库；
16—传达室
图1-1某丝绸炼染厂中平面图
2负荷计算
2.1各用电车间负荷计算
厂总变电所所供电的车间及相关数据见表2-2。
表2-2厂总变电所所供电的车间及相关数据
厂总变电所
锅炉房的计算：
Pca1=Kd1Pe1=0.75×
206.4kW=154.8kW
Qca1=Pca1tanφ=154.8kW×
0.75=116.1kvar
Sca1=Pca1/cosφ=154.8kW/0.8=193.5kV·
A
Ica1=Sca1/
UN=193.5kV·
A/0.38
=294A
同理可得烘房、金丝绒车间、机修车间的负荷情况。
故总计算负荷（取KΣp=0.95，KΣq=0.97）为
Pc=KΣp
=0.95×
（154.8+40+53.3+15）kW=249.9kW
Qc=KΣq
=0.97×
（116.1+30+40+26）kvar=205.7kvar
Sc=
=
kV·
A=323.7kV·
Ic=Sc/
UN=323.7kV·
kV=491.8A
厂总变电所所供电的车间的负荷统计见表2-3。
表2-3厂总变电所负荷统计表
Ica/A
154.8
116.1
193.5
294
76
53.3
66.6
101.2
45.6
小计
388.4
-
0.77
249.9
205.7
323.7
491.8
同理可得工厂个车间的负荷情况见表2-4。
表2-4工厂个车间负荷统计表
染丝车间变电所
97.5
121.9
185.2
46.4
34.8
88.1
90
43.6
151.9
308
0.84
222.2
146.9
266.4
404.8
整里间变电所
整理间热定型机
（动力）
91.2
759.7
7.8
19.8
201.5
252
382.7
66.3
100.7
1024.5
0.96
772.3
227.8
805.2
1224
2.2各车间无功功率补偿的计算
图2-1全厂总变电所草图
如图2-1所示：
已知：
B1点的计算负荷
PcaB1=249.9kW,QcaB1=205.7kvar,ScaB1=323.7kV·
A,IcaB1=491.8A,cosφ=0.77
无功补偿容量
QN.CB1=PcaB1（tanφ-tanφ'
）=249.9×
[tan（arccos0.77）-tan（arccos0.92）]=100.6kvar
初选BSMJ0.4-15-3型自愈式并联电容器，每组容量qN.C=15kvar。
n=QN.CB1/qN.C=100.6kvar/15kvar=6.71
所以可安装的电容器组数为7组，总容量为7×
15kvar=105kvar。
实际最大负荷时的补偿容量为7×
补偿后B1点的有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷及功率因数为
有功计算负荷PcB1=PcaB1=249.9kW
无功计算负荷QcB1=QcaB1-QN.CB1=205.7-105=100.7kvar
视在计算负荷ScB1=
=269.4kV·
功率因数cosφ=PcaB1/ScB1=249.9kW/269.4kV·
A=0.928
同理可得其他各变电所的无功功率补偿见表2-5。
表2-5变电所无功功率补偿统计
变电所
补偿容量
补偿前
补偿后
补偿后计算负荷
7×
15kvar*
0.928
269.4
5×
10kvar*
0.92
96.9
242.4
*电容器组均为BSMJ0.4型自愈式并联电容器
2.3变压器选择
2.3.1变压器台数选择
变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。
由第1章的设计原始资料可知，该厂属于三级负荷。
因此，各个变电所都可以选用一台变压器投入运行即可。
2.3.2变压器型号的选择
考虑到变压器在厂房建筑物内，故选用低损耗的S9系列10/0.4kV三相干式双绕组电力变压器。
变压器采用有载调压方式，分接头
5%，联接组别Dyn11,带风机冷却并配置温控仪自动控制。
2.3.3变压器损耗的计算及其容量的选择
由2.2.2小节可知厂总变电所ScB1=269.4kV·
A，根据上文容量选择的原则，变压器可选用的型号为S9-400/10Dyn11，即SN.T=400kV·
A。
查表得ΔP0=0.87kW,ΔPk=4.2kW,I0%=3.0,Uk%=4.0
所以变压器损耗
ΔPT=ΔP0+ΔPk（ScB1/SN.T）2=0.87+4.2×
（269.4/400）2=2.75kW
ΔQT=SN.T[I0%/100+Uk%（ScB1/SN.T）2/100]=400×
[3.0/100+4.0×
（269.4/400）2/100]=19.26kvar
PcA1=PcB1+ΔPT=249.9kW+2.75kW=252.65kW
QcA1=QcB1+ΔQT=100.7kvar+19.26kvar=119.96kvar
ScA1=
=279.68kV·
IcA1=ScA1/
UN=279.68kV·
A/10
kV=16.1A
cosφ=PcA1/ScA1=252.65kW/279.68kV·
A=0.90
同理可得其他各点的负荷情况见表2-6和图2-2。
其他变电所选用的变压器型号见表2-7。
表2-6各点负荷情况
计算点
Sca/kV·
A1
252.65
119.96
279.68
0.90
16.1
A2
224.37
113.84
251.60
14.5
A3
780
277.22
827.80
0.94
47.8
10kV进线
1194.17
495.69
1292.96
74.65
表2-7各变电所选用变压器型号机器参数
变压器型号
ΔP0/kW
ΔPk/kW
I0%
Uk%
S9-400/10Dyn11
0.87
4.2
3.0
4.0
S9-315/10Dyn11
0.72
3.45
S9-1000/10Dyn11
1.7
9.2
5.0
图2-2全厂总配电系统草图
3短路电流的计算
3.1短路电流计算
本设计采用标幺值法进行短路计算。
短路计算点见图3-1，以k-1点为例。
图3-1短路计算点
1）确定基准值
取Sd=100MV·
A,Uc1=10.5kV,Uc2=0.4kV
而Id1=Sd/
Uc1=100MV·
A/（
×
10.5kV）=5.499kA
Id2=Sd/
Uc2=100MV·
0.4kV）=144.34kA
2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
（1）电力系统（Sk=200MV·
A）
=Sd/Sk=100MV·
A/200MV·
A=0.5
（2）架空线路（
=0.35Ω/km）电力电缆（
=0.10Ω/km）
=（0.35Ω/km×
2km+0.10Ω/km×
0.8）×
=0.707
（3）电力变压器
绘制短路等效电路如图3-2所示。
图3-2k-1点短路等效电路
3）求k-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量
（1）总电抗标幺值
+
=0.5+0.707=1.207
（2）三相短路电流周期分量有效值
/
=5.499kA/1.207=4.56kA
（3）其他三相短路电流
=4.56kA
=2.55×
4.56kA=11.63kA
=1.51×
4.56kA=6.89kA
（4）三相短路容量
=Sd/
=100MV·
A/1.207=82.85MV·
3）短路电流计算结果见表3-1：
表3-1短路电流计算结果
短路计算点
/kA
/MV·
k-1
1.207
4.56
11.63
6.89
82.85
k-2
1.226
4.49
11.45
6.78
81.57
k-3
1.180
4.66
11.88
7.04
84.75
k-4
11.207
12.88
29.11
16.87
8.92
k-5
13.926
10.36
23.41
13.57
7.18
k-6
6.180
23.36
52.79
30.60
16.18
4高压设备选择
4.1各变电所高压开关柜的选择
根据第3章短路电流计算结果，按正常工作条件选择和按短路情况校验，各变电所主要10kV高压电气设备确定如表4-1，表4-2，表4-3所示。
表4-110kV高压设备的选择（厂总变电所10kV进线）
计算数据
高压断路器
VS1-12/630
隔离开关
GN6-10T/200
电流互感器
LZZJ-10Q
备注
U=10kV
12kV
10kV
采用KYN28A-12
高压中置式开关柜
I=74.65A
630A
200A
100/5
Ik=4.56kA
16kA
=11.63kA
40kA
25.5kA
25kA
1.1=4.562×
1.1
162×
102×
同理，其他高压断路器均可选择VS1-12/630型断路器，其他高压隔离开关均可选择GN6-10T/200型隔离开关。
电流互感器可选型号分别为：
厂总变电所变压器支线，LZZJ-10Q-20/5型电流互感器；
染丝车间支线，LZZJ-10Q-20/5型电流互感器；
整理间支线，LZZJ-10Q-50/5型电流互感器。
高压开关柜均采用KYN28A-12高压中置式开关柜。
5输电线路选择与校验
5.1输电线路的选择与校验
5.1.110kV高压线路的选择与校验
1）10kV高压架空线的选择与校验
线路计算电流Ic=74.65A，因10kV架空线铝绞线的最小截面为35mm2，查表可得LJ-35型铝绞线在25℃时的载流量为170A>
Ic，满足发热条件和机械强度，故初选LJ-35型铝绞线。
查表得r0=0.95Ω/km，x0=0.357Ω/km，可得
ΔU%=（Pcr0L+Qcx0L）/10UN2=（1194.17×
0.95×
2+495.69×
0.357×
2）/（10×
102）=2.62<
因此，LJ-35型铝绞线满足电压损失要求。
2）10kV电缆的选择与校验
厂总变电所至染丝车间变电所电力电缆的选择与校验
（1）按发热条件选择电缆截面
线路计算电流Ic=14.1A，25mm2的YJV型电缆在25℃的载流量为135A>
Ic，因此初选YJV-8.7/10-3×
25型电缆。
（2）按短路热稳定条件进行校验
由A≧Amin=
进行校验，热稳定系数C=143A·
·
mm2，而
=4.49kA，所以Amin=
=9.93mm2<
25mm2，故满足要求。
同理可得厂总变电所至整里间变电所的电缆线路型号见表5-1。
表5-110kV高压线路的选择
线路
线路型号
2km架空线
LJ-35
0.6km电缆线
YJV-8.7/10-3×
25
0.5km电缆线
5.1.20.4kV低压线路的选择与校验
与上一小节同理可得各变电所0.4kV出线电缆型号见表5-2。
表5-20.4kV低压线路的选择
车间
YJV-0.6/1kV-150
埋地敷设
YJV-0.6/1kV-16
YJV-0.6/1kV-25
YJV-0.6/1kV-6
YJV-0.6/1kV-70
YJV-0.6/1kV-50
整理间变电所
整理间
YJV-0.6/1kV-240
三线并敷埋地敷设
5.2母线的选择
配电装置的汇流母线，一律按最大工作电流开选择。
因为流经其中各段的电流数值时变化不定的。
母线的选择见表5-3。
表5-3母线的选择
母线型号
TMY-63×
6.3-1
TMY-40×
4-1
6继电保护装置
6.1继电保护的整定
6.1.1带时限过电流保护的整定
1）动作电流的整定（定时限）
带时限的过电流保护动作电流Iop的整定原则是：
（1）动作电流Iop应躲过线路的最大负荷电力（包括正常过负荷电流和尖峰电流）IL.max，以免保护装置在线路正常运行时误动作，即
Iop.1>
IL.max
其中，Iop.1为过电流保护一次动作电流。
（2）保护装置的返回电流Ire也应躲过IL.max，否则，保护装置还可能发生误动作。
10kV侧动作电流的整定以厂总变电所变压器之路为例，整定如下。
IL.max=2Ic=2×
16.1A=32.2A，Krel取1.2，KW取1，Kre取0.85，Ki=20/5=4
A=11.36A
2）动作时间的整定
过电流保护的动作时间应按“阶梯原则”整定，以保证前后两级保护装置动作的选择性。
由于上一级变电所过电流保护动作时间为1.5s，10kV进线处过电流保护动作时间整定为1s，故该级过电流保护动作时间整定为0.5s。
3）灵敏度检验
Sp=
=86.9
同理可得10kV侧其他各点定时限过电流保护的整定见表6-1。
表6-110kV侧定时限过电流保护的整定
过电流保护点
动作电流整定（A）
动作时间（s）
灵敏度
厂总变电所变压器支线
11.36
86.9
厂总变电所染丝车间支线
10.24
94.93
厂总变电所整理间支线
33.74
29.90
6.1.2电流速断保护的整定
1）速断电流的整定
A=1368A
2）灵敏度检验
=3290.8
同理可得10kV侧其他各点电流速断保护的整定见表6-2。
表6-210kV侧电流速断保护的整定
速断电流的整定（A）
1368
1347
1398
7总结
参考文献：
[1]翁双安.供电工程[M].北京：
机械工业出版社.2004
[2]刘介才.工厂供电设计指导.北京：
机械工业出版社.1998
[3]苏
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