本科毕业设计（论文）
续表4.10 低压侧一次设 备 型 号 规 格 额定参数 低压刀开关 HD13-400/31 电流互感器 LMZ1-0.5-200/5 NO.1低压断路器 DZ20-160/3 NO.1低压断路器 DZ20-200/3 NO.1低压断路器 DZ20-100/3 UN 380V 500V 380V 380V 380V IN 400A Ioc / imax / / / / / 2Ioc?t 合格 合格 合格 合格 合格 / / / / / 200/5A / 160A 200A 100A 25A 25A 25A 5 车间变电所高低压进出线选择
5.1 高压进线选择
（一）高压母线选择
根据《电力工程电气设计手册》，35kV及以下的配电装置一般优先选用矩形的铝母线。因此在本设计中，首先考虑应选用矩形的铝母线。 高压侧计算电流I30=37.58A。 a) 经查表得经济电流密度jec=0.9 A/mm
2
则经济截面Aec?I30/jec=37.58/0.9=41.7mm2
选LMY?3(25?3)型矩形铝母线，截面积为75mm2。
b）检验发热条件：查得LMY?3(25?3)型矩形铝母线的允许载流量（室内40°C）时
Ia?=215A>I30=37.58A
所以 所选LMY?3(25?3)型矩形铝母线满足发热条件。
c) 检验机械强度：因为 Amin=35mm2<75mm2
所以所选LMY?3(25?3)型矩形铝母线也满足机械强度要求。
因此选择型号为LMY?3(25?3)型矩形铝母线满足要求， d ) 线路电压损耗计算
已知P=594.83KW，Q=262.32Kvar,R=0.3km*0.38Ω/km=0.114kΩ,x=0.3km*0.22Ω/km=0.066kΩ
?U?PR?QX594.83KW?0.114??262.32Kvar?0.066???8.5V UN10KV22
机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
?u%??U8.5V%?%?0.085%?5% UN10KV因此选择型号为LMY?3(25?3)型矩形铝母线满足允许电压损耗。 （二）变压器高压侧进线选择 1、本设计变压器高压侧进线电缆选择 高压侧计算电流I30=37.58A。
a) 经查表得经济电流密度jec=0.9 A/mm2 则经济截面Aec?I30/jec=37.58/0.9=41.7mm2
选YJV22-3×25-SC51-FC型号的电缆埋地敷设，截面积为75mm。
b） 检验发热条件：查得YJV22-3×25-SC51-FC型号的电缆的允许载流量（室内地下温度25°C）时
2
Ia?=151A>I30=37.58A
所以 所选YJV22-3×25-SC51-FC型号的电缆满足发热条件。
c) 检验机械强度：因为 Amin=35mm2<75mm2
所以所选YJV22-3×25-SC51-FC型号的电缆也满足机械强度
要求。
因此选择型号为YJV22-3×25-SC51-FC型号的电缆满足要求， d ) 线路电压损耗计算
由于变压器高压侧进线比较段，线路电压损耗可忽略不计。
5.2 低压出线选择
（一） 低压侧母线选择 低压侧计算电流I30=1151.6A。
a) 选LMY?3(100?8)?1(60?6)型矩形铝母线。
b） 检验发热条件：查得LMY?3(100?8)?1(60?6)型矩形铝母线的允许载流量（室内40°C时） Ia?=1315A>I30=1151.6A
所以 所选LMY?3(100?8)?1(60?6)型矩形铝母线满足发热条件。 c) 检验机械强度：因为 Amin=16mm2<800mm2
所以所选LMY?3(100?8)?1(60?6)型矩形铝母线也满足机械强度要求。 因此选择型号为LMY?3(100?8)?1(60?6)型矩形铝母线满足要求， d ) 线路电压损耗计算
由于低压侧母线线路长度较短无需计算线路电压损耗。
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本科毕业设计（论文）
（二） 低压侧动力线选择
由低压配电屏引至各配电箱的配电干线共20条，其中动力干线12条，照明干线6条,备用2条,动力干线截面按发热条件选择截面,再校验机械强度，由于线路不长，故不需校验其电压损失条件。在本设计中低压侧动力线选择铝芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆线，照明干线选择铜芯聚氯乙烯绝缘电线。以一车间一号干线（LP-1干线)为例，其它干线选择如表6.2.1所示。 例： 一号干线选择：
1号干线计算电流：I30=79.91 A
按发热条件Ial?I30,查其参考文献《工厂供电简明设计手册》选取导线截面A=16mm2的导线（Ial?93A，环境温度设为20?C），YJLV型导线，零线按相线
A?0.5A?,取 A0?10mm
2因此选取YJV22-3×16+1×10型导线一沿地暗敷. 同理可选择，其它干线线路选择结果如表5.1所示。
表5.1 低压侧动力先选择结果
车间 名称 机加工一车间 供电回路 计算电流/A 线路型号 允许载流量校验结果 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 Ial/A YJV22-3×16+1×10FC YJV22-3×25+1×16FC YJV22-3×25+1×16FC BV-3×6+1×4 SC20 YJV22-3×25+1×16FC YJV22-3×25+1×16FC BV-3×6+1×4 SC20 YJV22-3×50+1×35FC YJV22-3×35+1×25FC YJV22-3×70+1×50FC BV-3×6+1×4 SC20 YJV22-3×50+1×35FC YJV22-3×70+1×50FC BV-3×6+1×4 SC20 YJV22-3×50+1×35FC YJV22-3×35+1×25FC BV-3×6+1×4 SC20 BV-3×6+1×4 SC20 93 121 121 37 121 121 37 173 142 210 37 173 210 37 173 142 37 37 ?LP-1供电回路 LP-2供电回路 LP-3供电回路 LP-4照明回路 机加工二车间 铸造 车间 NO.1供电回路 NO.2供电回路 NO.3照明回路 NO.4供电回路 NO.5供电回路 NO.6供电回路 NO.7照明回路 铆焊 车间 电修 车间 NO.8供电回路 NO.9供电回路 NO.10照明回路 NO.11供电回路 NO.12供电回路 NO.13照明回路 配电室照明 79.91 94.77 97.7 12.15 108.7 84.16 12.15 138.9 121.5 156.2 9.72 151.7 171.9 8.51 136.8 119.2 12.15 0.5 （注：铝芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆线环境温度设为20C，铜芯聚氯乙烯绝缘电线环境温度设为25C)。
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?机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
6 车间配电线路设计
6.1 车间配电线路结线方案
本车间采用动力照明各取了380/220V三相四线制TN-C系统。车间用电设备较多，排列整齐，且均属于第三类负荷。经综合考虑后采用树干式结线方式，机加工一车间配电布置图见附录六。
6.2 动力配电箱的选择
如表6.1所示为机加工一车间各配电线路的选择结果。其详细选择过程见附录三所示。
表6.1 机加工一车间各配电线路的选择结果
设备代号 1 2 设备名称 车床C630M 万能工具磨床M5M 容量 KW 2.1 7.6 5.63 4.6 3.1 7.6 8.5 3.1 1.8 3.0 9.1 4.1 4.0 1.7 0.6 计算电流 3.7 启动 电流 28.0 动作 断路器 电流 型号 DZ20-160/3 31.2 DZ20-40/3 115 DZ20-160/3 线路规格型号 BV-3×4 SC15 BV-3×1.5 SC15 BV-3×4 SC15 BV-3×1.5 SC15 BV-3×1.5 SC15 BV-3×1.5 SC15 BV-3×4 SC15 BV-3×4 SC15 BV-3×4SC15 BV-3×1.5 SC15 BV-3×4 SC15 BV-3×1.5 SC15 BV-3×1.5 SC15 BV-3×10 SC20 BV-3×4 SC15 BV-3×1.5 SC15 BV-3×1.5 SC15 BV-3×1.5 SC15 BV-3×1.5 SC15 BV-3×10 SC25 BV-3×16 SC25 BV-3×50 SC50 BV-3×25 SC32 BV-3×25 SC32 10.1 18.1 126.8 152 3、4、普通车床C620-1 5 6 普通车床C620-3 7、8、9、10、普通车床C620 11、12 13 14 15 16 19 20 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 螺旋套丝机S-8139 普通车床C630 管螺纹车床Q119 摇臂钻床Z35 5t单梁吊车 立式砂轮 万能铣床X63WT 立式铣床X52K 滚齿机Y-36 插床B5032 弓锯机G72 立式钻床Z512 电极盐浴电阻炉 井式回火电阻炉 箱式加热电阻炉 车床CW6-1 立式车床C512-1A 13.6 95.5 10.1 8.3 5.6 70.5 57.9 39.1 84.6 DZ20-100/3 69.5 DZ20-80/3 47.0 DZ20-80/3 DZ20-200/3 DZ20-160/3 DZ20-160/3 115 10.1 18.1 126.8 152 13.6 95.5 5.6 3.1 5.4 39.1 21.9 37.6 15.2 106.5 128 17、18 圆柱立式钻床Z5040 47.0 DZ20-80/3 10.2 18.3 127.8 153 DZ20-200/3 26.3 DZ20-40/3 45.1 DZ20-80/3 DZ20-200/3 DZ20-160/3 21、22 牛头刨床B665 13.0 23.3 162.9 195 16.3 114.3 137 7.3 7.2 3.0 1.1 51.4 50.1 21.3 7.5 61.6 DZ20-80/3 60.1 DZ20-80/3 25.6 DZ20-40/3 9.0 DZ2020/3 20.0 35.8 250.5 301 DZ20-350/3 24.0 42.9 300.6 361 48.0 85.9 601.3 722 31.9 57.1 399.6 480 35.7 63.9 447.2 537 25
DZ20-400/3 DZ20-800/3 DZ20-500/3 DZ20-630/3 本科毕业设计（论文）
续表6.1 34 35 卧式镗床J68 单臂刨床B1010 10.0 17.9 125.3 150 70.0 125 BV-3×4 SC15 876.9 1052 DZ20-1250/3 BV-3×70 SC50 DZ20-160/3 6.3 刀开关的选择
选择刀开关必须要满足开关的额定容量必须大于整个设备的线路上的尖峰电流，即IN?Ipk多台用电设备尖峰电流的计算用式：
?K??IN.i?Ist.max或Ipk?I30?(Ist?IN)i?1n?1i?1In?1pkmax。
式中，Ist.max和(Ist?IN)max分别为用电设备中启动电流与额定电流之差为最大值的那台设备的启动电流及其启动电流与额定电流之差。?IN.i为除启动电流与额定电流之差为最大的那台设备之外的其他n-1台设备的额定电流之和；K?为上述n-1台设备的同时系数，按台数多少选取，一般取0.7~1；I30为全部设备投入运行时线路的计算电流。如表6.2所示为一车间各动力干线主要参数及选择刀开关的型号。
表6.2各动力干线刀开关的型号选择结果
配电箱代号 总容量KW I30(A） (Ist?IN)maxIpk 刀开关型号 LP-1-1 LP-1-2 LP-1-3 LP-2-1 LP-3-1 LP-3-2 LP-3-3 35.2 26.25 70 89 110.23 40.08 10.4 21.40 15.96 42.55 94.77 67.01 22.81 6.32 81.9 49.7 751.6 515.4 383.3 139.6 44 103.3 65.66 794.15 610.17 450.31 162.41 50.32 HD13-200/31 HD13-100/31 HD13-1000/31 HD13-1000/31 HD13-600/31 HD13-200/31 HD13-100/31 6.4 配电线路敷设方式
各配电支线均采用BV型绝缘导线钢管沿地暗敷设。动力配电箱安装高度中心距1.6m，铁壳开关安装高度1.5m。
7 二次回路方案的选择及继电保护整定
7.1 概述
工厂供电系统中发生故障时，必须有相应的保护装置将故障部分及时的从系统中切除，以保证非故障部分的正常工作，或发出报警信号，以便值班人员检查并采取消除故障的措施。工厂供电系统的高压配电网保护装置采用继电保护装置或高压熔断器，车间低压配电系统保护装置采用低压断路器和低压熔断器。
继电保护装置及各种不同类型的继电器，以一定的方式连接与组合，在系统
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本设计是机械厂机加工车间的低压配电系统及车间变电所供电系统。本文首先进行了负荷计算，根据功率因数的要求在低压母线侧进行无功补偿，进而确定对主变器容量、台数，从经济和可靠性出发确定主接线方案。其次，通过短路电流计算出最大运行方式和最小运行方式下的短路电流，确定导线型号及各种电气设备。最后根据本厂对继电保护要求，确定相关的保护方案和二次回路方案。
本设计采用需用系数法进行负荷计算，无功功率补偿采用低压侧电容并联补偿方法，这种方法能补偿低压侧以前的无功功率、经济效益比较好。根据机械加工车间用电特点和需求，主接线方案采用了高压侧无母线、低压侧单母线分段的主接线方案。根据干式变压器与油浸变压器在经济和安装条件对比，选择两台SC9-500/10系列干式变压器。
在仔细研究各负荷的实际数据，并严格按照国家规定，依照以上设计步骤设计本供电系统设计方案，以到达提高生产效益的目的。
关键词：低压配电系统；负荷计算；主接线；变电所；短路计算
Abstract
This design is the factory machining workshop of low voltage distribution system and
workshop substation power supply system. This paper conducted a load calculation,
according to the requirements of power factor in the low-pressure side of the bus reactive power compensation, and to determine the capacity of the transformer device, the number of units, starting from the economic and reliability to determine the main terminal program.Secondly, calculate the maximum short circuit current operation mode and minimum operating mode of the short circuit current to determine the wire type and variety of electrical equipment.Finally, according to the factory on protection requirements, identify relevant programs and secondary circuit protection program. This design uses the need coefficient method for the load calculation, reactive power compensation capacitor in parallel with low-pressure side of the compensation method, this method can compensate for low-voltage side of the previous reactive power, economic efficiency is better. According to machine shop characteristics and needs of electricity, the main connection schemes using non-bus high side, low side of the single-bus section of the Main Wiring.According to dry-type transformers and oil immersed transformers and installation conditions in the economy compared to select two
SC9-500/10 series of dry-type transformers.
Only then carefully studies the factory the actual data, strictly stipulated according to the country, and only then may design an economy reliable power supply system through the above design procedure, thus arrives the enhancement production benefit the goal.
Keywords: Low Voltage Distribution System; Load Calculation; Main Connection; Substation; Short circuit calculation
目 录
1 绪论 ............................................................................................................................... 1
1.1 设计背景、目的及意义 ..................................................................................... 1 1.2 设计内容 ............................................................................................................. 1 1.3 设计原则 ............................................................................................................. 1 2 负荷计算及无功补偿 ................................................................................................... 2
2.1 负荷计算 ............................................................................................................. 2
2.1.1 负荷计算的方法及其适用范围 ............................................................... 2 2.1.2 需用系数法 ............................................................................................... 2 2.1.3 负荷确定 ................................................................................................... 4 2.2 无功功率补偿 ..................................................................................................... 5
2.2.1 无功功率补偿概念 ................................................................................... 5 2.2.2 无功补偿提高功率因数的意义 ............................................................... 5 2.3 无功补偿容量计算 ............................................................................................. 6
2.3.1 无功功率补偿方式选择 ........................................................................... 6 2.3.2 无功补偿容量的确定 ............................................................................... 8 2.3.3 补偿容量计算 ........................................................................................... 9
3 变电所主接线方案设计及变压器选择 ..................................................................... 10
3.1 变电所主变压器台数与容量选择 ................................................................... 10
3.1.1 选择主变压器台数时应考虑下列原则 ................................................. 10 3.1.2 主变压器的确定 ..................................................................................... 11 3.2 总配变电所的主接线方案比较选择 ............................................................... 12 4 短路电流的计算及一次设备的选择原则 ................................................................. 14
4.1 短路计算 ........................................................................................................... 14
4.1.1 短路电流计算目的 ................................................................................. 14
4.1.2 采用三相短路电流计算为标准的原因 ................................................. 14 4.1.3 短路电流计算的方法步骤 ..................................................................... 14 4.1.4 短路电流计算 ......................................................................................... 15 4.2 一次设备选择 ................................................................................................... 16
4.2.1 概述 ......................................................................................................... 16 4.2.2 一次设备的选择原则 ............................................................................. 16 4.2.3 按短路情况校验电器的稳定性 ............................................................. 16 4.2.4 一次设备选择与校验 ............................................................................. 18
5 车间变电所高低压进出线选择 ................................................................................. 22
5.1 高压进线选择 ................................................................................................... 22 5.2 低压出线选择 ................................................................................................... 23 6 车间配电线路设计 ..................................................................................................... 25
6.1 车间配电线路结线方案 ................................................................................... 25 6.2 动力配电箱的选择 ........................................................................................... 25 6.3 刀开关的选择 ................................................................................................... 26 6.4 配电线路敷设方式 ........................................................................................... 26 7 二次回路方案的选择及继电保护整定 ................................................................... 26
7.1 概述 ................................................................................................................... 26 7.2 继电保护 ........................................................................................................... 27
7.2.1 继电保护的要求 ..................................................................................... 27 7.2.2 过电流保护 ............................................................................................. 27 7.2.3 电流速断保护 ......................................................................................... 28 7.3 变压器保护 ....................................................................................................... 28
7.3.1 概述 ......................................................................................................... 28 7.3.2 车间变电所的各分厂变压器保护 ......................................................... 28 7.3.3 降压变电所变压器保护 ......................................................................... 29 7.4 继电保护的选择与整定 ................................................................................... 29
7.4.1 继电保护的种类 ..................................................................................... 29 7.4.2 反时限过电流保护 ................................................................................. 29
8 防雷与接地 ................................................................................................................. 32
8.1 概 述 ................................................................................................................. 32 8.2 防雷与接地 ....................................................................................................... 32
8.2.1 防雷装置 ................................................................................................. 32 8.2.2 架空线路的防雷保护 ............................................................................. 32 8.2.3 车间变电所的防雷保护和接地装置的设计 ......................................... 33 8.2.4 电力系统的接地 ..................................................................................... 33 8.2.5 配电所公共接地装置的设计 ................................................................. 34
9 车间照明设计 ............................................................................................................. 35
9.1 光源分类 ........................................................................................................... 35 9.2 车间及各变电所光源的合理选择 ................................................................... 35 10 结论 ........................................................................................................................... 39 谢辞 ................................................................................................................................... 40 参考文献 ........................................................................................................................... 40 附录一 一车间负荷详细计算 ..................................................................................... 41
附录二 短路电流计算 ................................................................................................. 46 附录三 机加工一车间各配电线路的详细选择过程 ................................................. 48 附录四 主接线 ............................................................................................................. 52 附录五 一车间低压配电系统图 ................................................................................. 52 附录六 一车间电气设备配电布置图 ......................................................................... 52 附录七 一车间照明配电图 ......................................................................................... 52 附录八 变电所平面图、剖面图 ................................................................................. 52
机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
1 绪论
1.1 设计背景、目的及意义
在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。
因此，如何正确地计算选择各级变电站的变压器容量及其它主要电气设备，这是保证企业安全可靠供电的重要前提。做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作。根据该工厂的规模、负荷情况、供电条件、技术要求、自然条件，设计其总配变电所及配电系统。
1.2 设计内容
根据任务书的要求，本设计主要有以下内容：
（1） 车间的负荷计算及无功功率补偿； （2） 总配电所位置和型式的选择；
（3） 变电所主变压器台数和容量、类型的选择； （4） 变电所主结线方案的设计；
（5） 短路电流的计算，并进行一次设备的选择与校验； （6） 选择车间变电所高低压进出线；
（7） 选择电源进线的二次回路方案及整定继电保护； （8） 车间防雷保护和接地装置的设计； （9） 确定车间低压配电系统布线方案； （10）选择低压配电系统导线及控制保护设备。
1.3 设计原则
按照国家标准《工业与民用供配电系统设计规范》、《10KV及以下变电所设计规范》及《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下
1
机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
式中 td——短路延续时间，秒；
tb——主保护动作时间，秒；
tfd——断路器分闸时间，秒。
如果缺乏断路器分闸时间数据，当主保护为速动时，短路电流可取下列数据； 对于快速及中速短路器，td=0.15秒。 对于低速断路器td=0.2秒。 此外，当td>1秒时，可认为td=tj （二） 动力稳定校验
电动力稳定是指电器承受短路电流引起机械效应的能力，在校验时，用短路电流的最大幅值与制造厂规定的最大允许电流进行比较
即 ich?imax 或 Ich?Imax
式中 ich,Ich——短路冲击电流及其有效值；
imax,Imax——电器极限通过电流的最大值及有效值。
对于下列情况，可不进行短路校验：
(1) 用熔断器保护的电器和导体可不校验热稳定。除有限流作用的熔断器保护电路，电器和裸导体的动稳定仍应校验。
(2) 装设在电压互感器回路内的电器和裸导线可不校验动、热稳定。 (3) 架空线可不校验动、热稳定。
(4) 在非重要用电场所的导体，当变压器容量在1250KVA以下，高压侧电压为10KV以下，且不致因短路故障损坏导体而产生严重后果者，可不校验动、热稳定。
（三） 表4.3 选择电气设备时应校验的项目
序 号 1 2 3 4 5 6 设备 名称 高压断路器 高压负荷开关 高压隔离开关 熔断器 电流互感器 电压互感器 电压 KV √ √ √ √ √ √ 电流 断流能力 A √ √ √ √ √ — √ √ — √ — — 动稳定 √ √ √ — √ — 热稳定 √ √ √ — √ — 短路稳定度校验 17
本科毕业设计（论文）
续表 4.3 7 8 电缆 9 10 低压断路器 限流电抗器 √ √ √ √ √ √ — √ — — — √ 按三相短√ — √ 按三相短路套管绝缘子 母线 √ — √ √ — — √ √ √ √ 应满足的条件 Pe?装置地的PE Iav?设设备的 备的计算电流 I开断max? 路冲击电稳态电流校I可能开断max 流校验 验 （1） 表中“√”表示必须校验，“—”表示不要校验； （2） 选择变电所高压侧的设备和导体时，其计算电流应取主变压器高压侧额备注 定电流； （3） 对高压断路器，其最大开断电流应不小于实际开断时间。 4.2.4 一次设备选择与校验
(一）高压侧一次设备及其选择 1、高压开关柜的选择
根据主接线方案,选择GG-1A(F)-11型作为进线开关柜其设备型号,规格的选择及校验如表4.4所示：
表4.4 GG-1A(F)-11进线开关柜一次设备选择校验结果 装置地点数据 选择项目 参数 数据 参数 设备的型号规格 高压断路器 SN10-10 Ι 10KV 高压隔离开关 GN8-10/400 10KV 电流互感器 LQJ-10-200/5 10KV 电压 UN I30 10KV UN IN 电流 断流能力 动稳定 37.58A 9.17KA 23.38KA 630A 16KA 40KA 16^2*2=512 KA 合格 400A / 40KA 14^2*5s=980 KA 合格 200/5A / 160*2^(1/2)*0.4=90.5KA （75*0.4)^2*1= 900KA 合格 IK Ioc imax I2ocish It2?ima热稳定 172.4KA ?t 校验结论 18
机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
（注：本设计top?2s，tima?top?0.05s,电流互感器的动稳定Kes2I1N,其中Kes为动稳定倍数）
2、电能计量和互感器柜的选择GG-1A-J型，其设备型号,规格的选择及校验如表4.5所示。
表4.5 GG-1A-J高压计量柜一次设备选择校验结果
装置地点数据 选择 高压隔离开关 项目 参数 数据 参数 GN8-10/400 电压 电流 断流能力 动稳定 器 RN2-10 10KV 0.5 50KA LQJ-10-200/5 10KV 200/5A / 160*2^(1/2)*040KA 14^2*5s=980 / / .4=90.5KA （75*0.4)^2*1/ =900KA 合格 合格 合格 / JDZ-10 10KV / / 设备的型号规格 高压熔断电流互感器 电压互感器 UN 10KV UN IN 10KV 400A / I30 37.58A IK 9.17KA Ioc imax I?t 2ocish It 2?ima23.38 KA 172.4KA 热稳定 KA 合格 校验结论 3、避雷器选择GG-1A-55柜其设备型号,规格的选择及校验如表4.6所示。
表4.6 GG-1A-55高压避雷器选择校验结果 装设地点数据 选择项目 参数 电压 电流 断流能力 动稳定 热稳定 数据 10KV 37.58A 9.17KA 23.38KA 172.4KA 结论 参数 FS3-10 设备型号规格 避雷器 UN I30 UN IN 10KV / / / / 合格 IK Ioc imax 2Ioc?t ish 2I?tima 4、穿墙套管的选择
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本科毕业设计（论文）
在10kV电压等级下，不同相带电导体的最小安全距离为0.125m,因此设汇流母线相间距离为a=0.5m，，查矩形母线形状系数图可知，汇流母线截面的形状系数K?1。
根据额定电压和额定电流，本设计初步选择FCGW-10/200-630复合干式穿墙套管，其主要技术参数如表4.7所示。(设绝缘子跨距l为1.2m)
表4.7 FCGW-10/200-630复合干式穿墙套管主要技术参数
型号 FCGW-10/200-630 额定电压/kV 10 额定电流/A 200~1600 雷电冲击耐受电压峰值/kV 75 工频耐受电弯曲破坏压有效值/kV 负荷/N 30 1250 允许弯曲负荷/N 625 动稳定校验： 32Fmax?1.73(ish)Lc1.2?10?7?1.73?(23.38?103)2??10?7?150N a0.75穿墙套管弯曲破坏负荷为FN?1250N?Fmax满足动稳定条件。 故选择FCGW-10/200-630型复合干式穿墙套管符合要求。 （二）低压侧一次设备选择及校验
低压配电屏的种类有PGL型和GGD，GGD型低压开关柜性能比PGL型低压配电屏优越，考虑PGL型价格便宜，经济效果好，能满足要求，因此本设计用PGL型低压配电屏。方案号采用04、40号。 1、低压配电屏选择：
根据变电所一车间低压配电室的面积及配电需要，选择低压配电屏七台，其中一台为低压侧电源进线配电屏，其它六台分别为一车间、二车间、铸造车间、铆焊车间、电修车间和备用的低压配电屏。
NO.1 低压侧电源进线配电屏选择PGL-1-04，PGL-1-04A型低压配电屏选择校验结果如表4.8所示。
表4.8 PGL-1-04A低压配电屏选择校验结果
选择校验项目 装设地点条件 参数 数据 低压侧一次设备型号规格 额定参数 低压刀开关 HD13-1500/30 低压断路器 DW10-1500/3 电压 电流 断流能力 动稳定 热稳定 2I?tima UN 380V I30 1151A IK 31.3KA ish imax / 57.8KA 685.8KA 2Ioc?t 结论 UN 380V IN 1500A Ioc / / 合格 380V 1500A 20
40KA / / 合格 机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
续表4.8
电流互感器 LMZJ1-0.5-500/5 (注：tima=0.7s)
500V 1500KA / / / 合格 NO.2 低压侧一车间选择低压配电屏PGL-1-40A。 PGL-1-40型低压配电屏选择校验结果如表4.9所示。
表4.9 PGL-1-40型低压配电屏选择校验结果
装设地点条件 参数 数据 额定参数 低压刀开关 HD13-400/31 低压侧一次设备型号规格 电流互感器 LMZ1-0.5-200/5 NO.1低压断路器 DZ20-160/3 NO.2低压断路器 DZ20-160/3 NO.3低压断路器 DZ20-160/3 NO.4低压断路器 DZ20-100/3 380V 100A 25A / / 合格 380V 160A 25A / / 合格 380V 160A 25A / / 合格 380V 160A 25A / / 合格 500V 200/5A / / / 合格 电压 电流 断流能力 动稳定 热稳定 结论 UN 380V I30 IN 400A IK ish imax / 2I?tima 284.2A 31.3KA 57.8KA 685.8KA 2Ioc?t UN 380V Ioc / / 合格 NO.3 由于机加工二车间、铸造车间、电修车间支路干线同一车间额定电流都小于160A所以低压配电屏中一次设备与一车间类同。
NO.4 铆焊车间选择低压配电屏PGL-1-40。 PGL-1-40型低压配电屏选择校验结果如表4.10所示。
表4.10 PGL-1-40型低压配电屏选择校验结果
电压 电流 断流能力 动稳定 热稳定 装设地点条件 参数 数据 UN 380V I30 332A 21
IK ish 2I?tima 结论 31.3KA 57.8KA 685.8KA
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a、 串联补偿是把是容器直接串联到高压输电线路上，以改善输电线路参数，降
低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗。这种补偿方法的电容器称作串联电容器，应用于高压远距离输电线路上，用电单位很少采用。 b、 并联补偿是把电容器直接与被补偿设备并接到同一电路上，以提高功率因
数。这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器，用电企业都是采用这种补偿方法。
由于并联电容补偿方式运行维护方便安全，且便于安装，能耗低，投资省，因此本设计采用并联电容进行无功补偿。并联电容的补偿方式有可分为三种方法如表2.3所示：
表2.3 并联电容无功补偿三种方法
补偿方式 装设地点 原理电路 主要特点 适应范围 高压集 中补偿 接变电所6-10KV高压母线，其电容柜一般装设在单独的高压电容室内 初步投资少，运行维护方便，但只能补偿高压母线以前的无功功率 适于、中型工厂变配电所做高压无功补偿 低压集 中补偿 接变电所低压母线，其电容器柜装设在低压配电室内 能补偿低压母线以前的无功功率，可使变压器的无功功率得到补偿。从而有可能减小变压器容量。且运行维护方便 适于中、小型工厂或车间变电所做低压侧基本无功补偿
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本科毕业设计（论文）
续表2.3 补偿范围最大，补偿效果最好。可缩小配电线路截面，减小有色金属消耗能。但电容的利用率不高，且初投资高和维护费用较 大 单独就 地补偿 装设在用电设备附近，与用电设备并联 适于负荷相当平稳且长时间使用的大容量用电设备，及容量虽小但数量多的用电设备 所以根据本设计的要求选择采用低压集中补偿的方法。
2.3.2 无功补偿容量的确定
（1）按提高功率因数确定补偿容量
采用一组固定补偿电容器时，补偿容量按下式计算，但在负荷较轻时不应发生过补偿。
QB?Pav(tan?1?tan?2)
式中、Pav— 补偿装置安装点负荷的平均有功功率；
tan?1— 补偿前的平均功率因数的正切值；
tan?2—补偿后希望达到的平均功率因数的正切值。
采用分组自动投切的电容器组补偿时，补偿容量按下式计算。
QB?P30(tan?1?tan?2)
式中、P30-—最大有功负荷。
（2）按抑制电压波动和闪变确定补偿容量
QB??Q30?dlimSk
式中、?Q30—负荷无功功率的最大变化量； dlim—允许补偿后的最大电压变动； Sk—补偿安装点的短路容量。
通过两个方案比较，此设计选择低压侧集中补偿的方法。在该设计中希望无功补偿后功率因数cos?不小于0.9，在前面负荷计算中已经求出了每个车变的
P30和补偿前各车变的平均功率因数cos?1，则在计算无功补偿容量选择低压集中
补偿方式，同时采用分组自动投切的电容器组补偿。
8
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2.3.3 补偿容量计算
（1）补偿前的变压器容量和功率因数 变压器低压侧的视在计算负荷为
S30(1)?585.422?704.72KV.A?916.14KV.A
主变压器容量选择条件为 SN.T?S30，因此未进行无功补偿时，主变压器容量应选容量为630 kV·A的变压器两台。这时变电所低压侧的功率因数为
cos?(2)?585.42/916.14?0.639
（2）无功补偿容量按规定，变电所高压侧的cos??0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗△QT远大于其有功功率损耗△PT，一般△QT=(4～5)△PT，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90 ，这里取cos?＇=0.92 。
要使低压侧功率因数由0．63提高到0．92，低压侧需装设的并联电容器容量
为
QC?585.42?(tanarccos0.639?tanarccos0.92)?455.31kvar
取 Qc=480kvar （3） 补偿后变压器的容量和功率因数 补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为
S'30(2)?585.422?(704.7?480)2KV.A?627.1KV.A
因此每台主变压器容量可改选为500 kV·A。比补偿前容量减少130 kV·A。 变压器的功率损耗为
?PT?0.015S'30(2)?0.015?627.1?9.41KW?QT?0.06S30(2)?0.06?627.1?37.626KW'
变电所高压侧的计算负荷为
P'30(1)?585.42KW?9.41KW?594.83KWQ'30(1)?(704.7?480)Kvar?37.63Kvar?262.33Kvar S'30(1)?594.832?262.332KV.A?650.1KV.A无功功率补偿，工厂的功率因数为
cos??P'30(1)/S'30(1)?594.8/650.1?0.915
这一功率因数满足规定（0.90）要求。 (4) 无功补偿前后比较
S'N.T?SN.T?630KV.A?500KV.A?130KV.A
(5)补偿装置的选择
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本科毕业设计（论文）
本设计选用的并联电容器的型号为CLMD 53低压并联电容器，其技术参数如表2.4所示。
表2.4 CLMD 53低压并联电容器主要技术数据
额定电压 产品型号 /kV 0.4 标称容量 /kvar 30 频率/HZ 组数 每组个数 CLMD 53 40 2 8 3 变电所主接线方案设计及变压器选择
3.1 变电所主变压器台数与容量选择
3.1.1选择主变压器台数时应考虑下列原则
（1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，当一台发生故障或检修时，另一台可以对负荷持续供电。对只有二级负荷的变电所也可以只采用一台变压器，但必须有备用电源。
（2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而采用经济运行方式的变电所，也可考虑用两台变压器。
（3）除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台以上变压器。
（4）在确定变电所主变压器台数时，要考虑负荷的发展，留有一定的余地。 1 只装一台主变压器的变电所
主变压器容量SN.T应满足全部用电设备总计算负荷S30的需要，即
SN.T?S30
2 装有两台主变压器的变电所
每台变压器的容量SN.T应满足以下两个条件：
（1）任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷S30的60%?70%的需要，即 SN.T?(0.6?0.7)S30
（2）任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即
SN.T?S30(1?2)
3 车间变电所主变压器的台数容量上限
车间变电所主变压器的单台容量，一般不宜大于1000kV?A（或1250kV?A）.一方面是受低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的限制，另一方面可以减少低压配电线路的电路损耗、电压损耗和有色金属消耗量。
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机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
3.1.2 主变压器的确定
（一） 供电电源条件:
1) 电源由10KV总降压变电所采用电缆线路受电,电线路长300m.线路阻抗为0.38?/km。
2) 工厂总降压变电所10KV母线上的短路容量按200MVA计。
3) 工厂总降压变电所10KV配电出线定时限过流保护装置的整定时间top=2s。 4) 要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于0.9。
（二）根据本厂属于二级负荷和前面视在功率的计算，再根据选择主变压器的原则，在安全可靠供电的情况下从经济角度考虑本设计中选择两台变压器给该车间进行供电。根据补偿后一次侧容量为650.1 kV·A,考虑百分之15%的余量后总容量为S30?(1?15%)?650.1?747.6KV.A,变压器容量SN.T?(0.6~0.7)S30?(448~523)KV.A,因此选择其额定容 量为500 kV。变压器按冷却方式分类可分为：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。由于氟化物变压器对环境有污染所以不做考虑。如表3.1所示为干式变压器和油浸变压器对比表。
表3.1 干式变压器和油浸变压器对比
项目 干式变压器 1.高低压线圈采用F 级绝缘材料（长期耐热180℃）； 2.线圈环氧浇注，器身紧固，抗短路能力特强；节能。 3.低压为箔绕组抗短路能力强； 4.防潮能力强； 5.长期运行免维护； 6.散热性能好能承受一定的湿度，对环境要求不高 高 任何场所 长期运行免维护 油浸变压器 油浸式变压器的绕组是浸在变压器油中的，绝缘介质就是油，冷却方式有自冷、风冷和强迫油循环冷却，其优点是冷却效果好，可以满足大容量，瓦斯继电器可以及时反映出绕组的故障，保证系统的稳定运行，不足之处是得经常巡视，关注油位的变化，缺了油是件很危险的事情，变压器油随着时间失去功效；需要防止变压器油的渗漏；不适宜在地下室及消防要求高的区域安装。 成本为干变的60%， 室外 需要经常性的维护，由于该变压器每1.5 年-2 年需要更换冷却油 20 特点 投入成本 运行场所 运行成本 寿命 根据GB/T17468-1998《电力变压器选用导则》及由任务书可知变压器安装地点在室内，本设计选择干式变压器。如表3.2所示 为SC9-500/10树脂浇注干式变压器型号参数。
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表3.2 SC9-500/10树脂浇注干式变压器型号参数
额定容量 型号 (kVA) 一次(KV) 二次 (KV) (KW) SC9-500/10 500 10 0.4 0.90 (KW) 4.50 (%) 1.2 (%) 4 号 Y,yn0 额定电压 空载损耗 负载损耗 空载电流 阻抗电压 连接组标3.2 总配变电所的主接线方案比较选择
本设计有两台变压器的小型变电所。根据本车间的情况，负荷量不大，但属于二级负荷，可靠性要求较高，有10KV高压电来进线供电；根据上面的设计原则和要求有两种方案可进行选择比较，其设计比较如下：
方案一：高压侧无母线、低压侧单母线分段的双台变压器变电所主接线方式。如图3.3所示。
图3.3 高压侧无母线、低压侧单母线分段的双台变压器变电所主接线图
方案一：供电可靠性高，当任意一台变压器或任一电源进线停电检修或发生故障时，该变压器通过闭合低压母线分段开关，即可迅速恢复对整个变电所的供电，如果两台主变压器低压侧主开关（采用电磁或电动机合闸操作的万能式低压断路器）都装设互为备用电源自动投入装置（APD），则任一主变压器低压主开关因电源断电（失压）而跳闸时，另一主变压器低压侧的主开关和低压母线分段开关将在APD作用下自动合闸，恢复整个变压所的正常供电。这种主接线可供一、二级负荷。
方案二：高压采用无母线、低压双母线的主接线，其接线图如图3.4所示。
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机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
图3.4 高压侧无母线单母，低压双母线接线图
优点：这种方案可靠性好、运行灵活，通过两组母线隔离开关的倒换操作可轮流检修一组母线不致使供电中断，一组母线检修时所有回路均不中断供电 ，检修任一回路的母线侧隔离开关时,只中断该回路的供电 。检修任一回路断路器时,可用母联断路器代替工作；扩建方便，这种方案广泛用于进出线回路较多，容量大的场合。
缺点：(1)运行方式改变时,需要用母线隔离开关进行倒闸操作,操作步骤较为复杂,容易出现误操作,导致人身或设备事故。
(2)任一回路断路器检修时,该回路仍需停电或短时停电。
(3)增加了大量的母线侧隔离开关及母线的长度，配电装置结构较为复杂，占地面积与投资都有所增加。
两种法案的比较
（1）从安全性看这两种主接线方式都满足国家的标准的技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全，满足供电要求。
（2）从可靠性来看，方案一的可靠性比方案二的差一些。但方案二任一回路断路器检修时,该回路仍需停电或短时停电。
（3） 从灵活性看，方案一操作比方案二更简单，方案二双母线机构复杂维修和维护程度大。
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（4）从经济上看，方案二由于采用大量的断路器和母线的长度比方案一大幅度增加，所以初投资成本高，且线路维护工作量大，所以运行成本高，
根据该工厂工作环境和条件。本厂属二级负荷。因此主接线方案选择方案一，机械加工厂车间变电所及低压配电系统主接线如附录四所示。
4 短路电流的计算及一次设备的选择原则
4.1 短路计算
4.1.1 短路电流计算目的
为了正确选择和校验电气设备，准确计算继电保护装置的整定值，就需要计 算短路故障发生时通过元件的最大可能的短路电流。
由于在发电机附近短路的两相短路电流和在靠近中性点接地的变压器短路 的单相短路电流可能大于三相短路电流。因此，应根据不同的供电系统模型求出： 最大短路电流：确定电器设备容量或额定参数；
最小短路电流：作为选择熔断器、整定继电保护装置的依据。
4.1.2 采用三相短路电流计算为标准的原因
电力系统中，发生单相短路的可能性大；但三相短路的短路电流值最大，造 成的危害也最严重。作为选择校验电气设备用的短路计算中，以最严重的三相短 路电流的计算为主。
4.1.3 短路电流计算的方法步骤
（一）欧姆法（有名制法）
1、绘制计算电路图，选择短路计算点。计算电路图上应将短路计算中需计入的所有电路元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号。短路计算点应选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。
2、计算短路回路中各主要元件的阻抗，包括电力系统、电力线路和变压器的阻抗。
3、绘制短路回路等效电路，并计算总阻抗。等效电路图上标注的元件阻抗值必须换算到短路计算点。
4、计算短路电流。分别对各短路计算点计算其三相短路电流周期分量、短路次暂态短路电流、短路稳态电流和短路冲击电流。
（二）标幺值法（相对单位制法）
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1、绘制计算电路图，选短路计算点。与前面欧姆法相同。 2、设定基准容量Sd和基准电压Ud，计算短路点基准电流Id。 3、计算短路回路中各主要元件的阻抗标幺值，一般只计算电抗。 4、绘制短路回路等效电路，并计算总阻抗。采用标幺值法计算时，无论有几个短路计算点，其短路等效电路都只有一个。
5、计算短路电流，与欧姆法相同。
标幺制法相对于欧姆法来说有三个主要的特点：采用标幺制易于比较电力系统各元件的特性及参数，能够简化计算公式，能在一定程度上简化计算工作。本设计采用标幺值法进行短路电流计算。
4.1.4 短路电流计算
如图4.1所示为根据变电所主接线方案绘制的短路等效电路图,图中标出各元件的电抗标幺值，并标明了短路计算点。
图4.1 短路电流计算等效电路图
按供电工程设计说明,短路计算点的短路电流如表4.2所示。详细的短路电流计算见附录二。
表4.2 短路计算表 三相短路电流（kA） 电短路计算点 运行方式 Ik(3) k-1 最大运行 k-2 最小运行 9.17 31.3 13.25 ish(3) 23.38 57.8 24.4 Ish(3) 13.84 34.1 14.45 （kV） Sk(MV·A) 10.5 0.4 0.4 166.7 21.74 11.63 压三相短路容量 15
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4.2 一次设备选择
4.2.1 概述
工厂总降压配电所的各种高压电气设备，主要指6-10KV以上的断路器，隔离开关，负荷开关，熔断器，互感器，电抗器，母线，电缆等。这些电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选取，并且按短路情况进行校验。
所谓的正常工作条件是指：
（1） 电器的额定电压Ue不应小于所在回路的工作电压。
（2） 电器的额定电流Ie不应小于该回路的最大长期工作电流Imax。 （3） 选择电器时应考虑设备的装设地点，即按工作环境，运行条件和要求， 选择设备的型号规格，如屋内或屋外设备，防爆型或普通型，如工作环境、污染程度，应加强绝缘的电器，电路操作频繁时应选取胜任频繁操作的真空断路器而不应选取不适于频繁操作的少油断路器。
4.2.2 一次设备的选择原则
为了保证一次设备安全可靠地运行，必须按下列原则选择和校验： 1）按正常工作条件，包括电压、电流、频率、开断电流等选择。 2）按短路条件，包括动稳定和热稳定来校验。
3）考虑电气设备运行的环境条件如温度、湿度、海拔以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。
4）按各类设备的不同特点和要求如断路器的操作性能、互感器的二次负荷和准确级等进行选择。
4.2.3 按短路情况校验电器的稳定性
（一） 短路热稳定校验
短路热稳定校验就是要求所选的电器，当短路电流通过它时，其最高温度不应超过制造厂规定的短路时发热允许温度，即：
22tj?It2t I?Rtj?It2Rt 或 I?2Rtj——短路电流所产生的热量； 式中 I?It2Rt——电器在短路时的允许发热量,制造厂通常以t秒（通常为1，4，5秒）
内通过的电流It所产生的热量表示；
tj——短路延续时间，秒；
tj?td?0.05=tb?tfd?0.05秒
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发生故障时，继电保护动作，作用于断路器脱扣线圈或给出报警信号，以达到对系统进行保护的目的。
7.2 继电保护
7.2.1 继电保护的要求
(1) 选择性：指在供电系统发生故障时，只使电源一侧距离故障点最近的
继电保护置动作，通过开断电器将故障切除，而非故障部分仍然正常工作。
(2) 灵敏度：保护范围内发生故障和不正常工作状态时，继电保护的反应
能力称为灵敏性。
(3) 可靠性：继电保护装置必须可靠的工作，接线方式力求简单，触点回
路少，设计时不必考虑故障极难发生的特殊情况。继电保护装置的可靠性可以用据动率及误动率来衡量。显然据动率及误动率越小，则保护的可靠性越高。
(4) 速动性：速动性就是快速切断故障。当系统内发生短路故障时，快速
切除故障可使电压降低的时间缩短，减少对用电设备的影响。 工业企业供电线路基本上是开式单端供电网络，厂区内距离较短，常用的保护装置有：带定限或反时限的过电流保护；低电压保护；速断保护；中性点不接地系统的单相接地保护，以及由双电源供电时的功率方向保护。
7.2.2 过电流保护
当流过被保护元件中的电流超过预先整定的某个数值时就使断路器跳闸或给出报警信号的装置。
（1） 定时限过电流保护装置——电流继电器本身的动作时限是固定的，与
通过他的电流大小无关。整定保护装置的电流值时，必须使返回电流大于线路出现且能持续1~2秒的尖峰电流。
（2） 反时限过电流保护装置——继电器本身动作带有时限，并有动作指示
掉牌信号，所以回路不需接时间继电器和信号继电器。和定时限保护装置比较，反时限过电流保护装置所须的继电器数量少，因而投资少、接线简单，可用于交流操作，且能实现电流速断保护。缺点是它的动作时限误差大，尤其是在速断部分。
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本科毕业设计（论文）
7.2.3 电流速断保护
定时限电流保护装置的时限一经整定便不能变动，当某段发生三相短路故障时，断路器的继电保护动作时间必须经过t0?2?t才能动作，达不到速断的目的，为了减小本段线路故障下的事故影响范围，当过电流保护的动作限大于0.5~0.7时，便需设置电流速断保护，以保证本段线路的短路故障能迅速切除。
7.3 变压器保护
7.3.1 概述
变压器是供电系统中的重要设备，它的运行较为可靠，故障率教低。但在运行中它还是可能发生内部故障、外部故障及不正常工作状态。变压器的不正常运行方式，主要是指由于外部短路或过负荷引起的过电流和温度升高超过允许值以及油面降低等。因此要设置各种专用的保护。对于变压器的内部故障和外部故障应动作与跳闸；对于外部相间短路引起的过电流，保护装置应带时限动作于跳闸；对过负荷、油面降低、温度升高等不正常状态的保护一般只用于信号。
变压器故障一般分为内部故障和外部故障两种。内部故障是指变压器油箱内可能发生的故障，如线圈的相间短路，从间或匝间短路等。内部故障如不迅速排除，有引起油箱爆炸的严重后果。变压器外部故障系指引出线上绝缘套管相间短路和引出线接地等。
车间变电所的保护应力求简单，首先应考虑用熔断器与负荷开关或反时限的过电流保护，操作电源可用交流，继电器可用直接动作式。其次可考虑采用定时限和反时限的过电流保护，其整定方法与与单端供电线路情况相同。当动作时限大于0.7s时，可加装速断保护。320KVA以上的户内变电所变压器和800KVA以上的户外变电所变压器都应加设气体变压器。气体继电器能反映的故障包括漏油、漏气、油内有气、匝间故障、绕组相间短路。其结构简单、价格便宜，如能妥善安装，精心维护，误动作的可能情况不大。气体继电器只能反映变压器的内部故障，如对变压器外部端子上的短路情况就无法反映。因此除设置气体继电器外，还需设置过流、速断或差动保护
7.3.2 车间变电所的各分厂变压器保护
（1） 电流速断保护：防御变压器线圈和引出线的多相短路，动作于跳闸。 （2） 过电流保护：防御外部相间短路并作为瓦斯保护及电流速断保护的
后备保护。保护动作于跳闸。
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机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
（3） 过负荷保护：防御变压器本身的对称过负荷及外部短路引起的过载。
按具体条件装设。
7.3.3 降压变电所变压器保护
总降压变电所变压器护方式取决于它的数量和容量。
（1）对容量为7500KVA及以下的单台变压器，可考虑设置以下的保护： 1） 对于由外部短路引起的变压器过电流可采用过电流保护，保护装置的整定值应考虑故障时可能出现的过负荷，当这种保护不能满足灵敏度要求时，可考虑采用复合电压（负序及线电压）启动的过电流保护； 2） 当过电流保护时限大于0.5s（或0.7s）时，可采用电流速断保护； 3） 气体保护； 4） 温度监视。
（2）对容量是10000KVA及以上的单独运行的变压器或并列运行的每台容量为6300KVA及以上的变压器，除应设置（1）、（3）、（4）等项保护装置外，为了对变压器的内部故障（包括套管的故障）达到速断的目的，还需采用纵联速断差动保护。
7.4 继电保护的选择与整定
7.4.1 继电保护的种类
厂区10KV线路保护：根据本厂的实际情况，设下列保护：
（1） 过电流保护 （2） 电流速断保护
7.4.2 反时限过电流保护
反时限过电流保护装置所需的继电器数量少，因而投资少、接线简单，可用于交流操作，且能同时实现电流速断保护。缺点是它的动作时限误差大，尤其是在速断部分。鉴于反时限过电流保护装置具有简单、经济等特点，在中小型工厂供电系统中应用的很普遍。在本设计中也采用反时限过电流保护。为了保证动作的选择性过电流保护动作时限的整定，应从距离电源最远的保护装置（末级）开始，即自负载侧向电源侧数过去，后一级的线路保护的动作时限应比前一级线路的保护时限大一个时间阶级△t 。各段线路保护的时限是逐级提高的，一般△t取0.5～0.7秒。
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本科毕业设计（论文）
表7.1 继电保护的整定计算公式：
序号 类 别 整定参数 整定计算公式 动作电流 1 带时限的过电流保护 动作时限 IOP?krelkwIL?max kreki一般应比前一级保护短一个时间级差?t=0.5—0.7s但终端变电所的动作时限可取为最短时限0.5s。 2 电流速断保护 速断电流 Iqb?KrelKwIk.max KiIL?max——线路的最大负荷电流，对于变压器高压侧的过电流保护，通常取2 I1N.T。 Ik.max——线路末端的最大短路电流Ik(3)，对于变压器高压侧的速断保护，应取低压母线 符 号 含 义 Ik(3)折算到高压侧的值。 krel——可靠系数，对于GL型继电器取1.3。 kw——接线系数，相电流取1。 kre——继电器返回系数，通常取（0.8—0.85） ki——电流互感器变比。 I1N.T——变压器一次侧额定电流。 I2N.T——变压器二次侧额定电流。 表7.2 继电保护灵敏度的计算公式:
序号 类 别 保护灵敏度计算公式与要求 Sp?1 带时限过电流保护 (2)KW(2)Ik.min?1.25—1.5 KiIop式中Ik.min——心路末端（对变压器为低压侧母线）在 系统最小运行方式下的两相短路电流（对变压器为此 电流折算到高压侧之值）。 1 带时限过电流保护 Iop——过电流保护装置动作电流。 30
机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
续表7.2
Sp?2 电流速短保护 KW(2)Ik?1.25—1.5 KiIqb(2)式中Ik——线路首端（对变压器为高压侧）在系统最小运行方式下的两相短路电流。 Iqb——电流速断装置的动作电流。 1、变电所的保护装置
（1） 过电流装置的整定计算：
1） 反时限过电流保护装置动作电流计算：
当线路末端k-1点发生三相短路时
根据以前所选的电流互感器LQJ-10-400/5得知变比为200/5A 带时限过电流保护：
IOP?krelkw1.3?1500IL?max??2??2.21A，整定为2.5。 kreki0.85?403?10选用GL-11/5型电流继电器。
动作时限：由于车间变电所属终端变电所，动作时限可按最小值整
定，即整定为0.5s。
2） 灵敏度校验：（两相短路电流与三相短路电流的关系
23IK/IK?0.866）
Sp?KW(2)10.4?0.866?(13250?)A?4.37?1.5 Ik.min=
40?2.5A10.5KiIop所以满足灵敏度要求。
（2）电流速断保护：利用以上所选GL型继电器的电流速断装置
速断电流：Iqb?KrelKw1.3?10.4Ik.max??(13250?)A?17.7 Ki4010.5速断电流倍数：Kqb?Iqb/Iop?17.7/2.5?7.07即整定为7倍 灵敏度检验：Sp?KW(2)1Ik??0.866?9170A?11.2?1.5 KiIqb40?17.7A满足灵敏度要求。
2 、变电所低压侧的保护装置
31
本科毕业设计（论文）
低压总开关采用DW15-1500/3型，低压断路照明，三相匀装过流脱扣器，既可保护低压的相间短路和过负荷（利用其延时脱扣器），而且所保护低压侧单相接地短路短路。 经效验均能满足要求。
8 防雷与接地
8.1 概 述
工厂供电系统中防雷与接地在工厂供电系统中占有极其重要的地位，其中由于过电压使绝缘破坏是造成系统故障的主要原因，系统中磁能和电能的转化，或电能通过电容的传递，以及线路参数选择不当，致使工频电压或高次谐波电压下发生谐振等产生的过电压，称为内过电压。单从工厂供电系统来看，不会造成很大威胁，所以对内过电压不必多做考虑。由雷击引起的过电压属于外过电压，；雷电流流过地面的被击物时，具有极大的破坏性，其电压可达数百万伏至数千万伏，电流达几十万安，造成人畜伤亡，建筑物炸毁或燃烧，线路停电及电气设备损坏等严重事故。
8.2 防雷与接地
8.2.1 防雷装置
(1)避雷针——避雷针的作用是它能对雷电场产生一个附加电场，使雷电场畸变，因而将雷云的放电通路吸引到避雷针本身，由它及与它相连的引下线和接地体将雷电流安全导入地中，从而保护了附近的建筑物和设备免受雷击。
(2)避雷器——雷电击中送电线路后，雷电波沿导线传播，若无适当保护措施，必然进入变电所或其他用电设施，造成变压器、电压互感器或大型电动机的绝缘损坏，避雷器就是防止行波侵入而设置的保护装置。避雷器有管式避雷器和阀式避雷器。
8.2.2 架空线路的防雷保护
（1） 工厂供电系统架空线路的防雷：送电线路防雷的目的是尽量保持导线不受雷击，即使受到雷击，也不致发展成为稳定电弧而中断供电。工厂供电系统的输电线路的特点如下：
1） 一般厂区架空线路都在35KV以下，中性点不接地系统，当雷击杆顶对一
相导线放电时，工频接地电流很小，不会引起线路的跳闸。
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机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
2） 工厂配电线路一般不长，厂区内一般采用电缆供电，即使用架空线，也
会受到建筑物和树木的屏蔽，遭受雷击的机会比较小。
3） 对重要负荷的工厂较易实现双电源供电和自动合闸装置，可以减轻雷害
事故的影响。
对于10.5KV架空线高度较低，不需装设避雷线，防雷方式可以采用钢筋混泥土杆的自然接地，必要时采用双电源供电和自动合闸。
8.2.3 车间变电所的防雷保护和接地装置的设计
工厂变电所是工厂电力供应的枢纽，一旦遭受雷击，会造成全厂停产，影响很大，工厂还有许多其他建筑物和构筑物，有的较高，有的易燃，有的易爆，也需要可靠的防雷措施，对他们的防雷要求，水电部颁发的过电压保护规程中均有明确的规定。 1、防雷保护
1） 直击雷的过电压保护
由于本设计机械加工车间变电所变压器安装在室内，所以不考虑直击雷过电压保护。
2）雷电侵入波的防护
（1）在10kV电源进线的终端杆上装设FS3—10型阀式避雷器。引下线采用25mm×4mm的镀锌扁钢，下与公共接地网焊接相连，上与避雷针接地端螺栓连接。
（2）在10kV高压配电室内装设有GG—1A（F）—55型开关柜，其中配有FS3—10型避雷器，靠近主变压器。主变压器主要靠避雷器来保护，防护雷电侵入波的危害。
（3）在380V低压架空出线杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地，用以防护沿低压架空线侵入波的雷电波。
8.2.4 电力系统的接地
电力系统的接地有两类接地方式，中性点接地（大电流接地）和中性点不接地（小电流接地）。在高压或超高压电力系统中一般采用大电流接地，其目的是为了降低电气设备的绝缘水平，防止系统发生接地故障后引起的过电压。工厂供电系统中一般采用中性点不接地系统，工厂中电气设备的接地分为三大类：IT类、TN类、TT；类其中TN类又分为三个系统：TN-S，TN-C，TN-C-S。
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本科毕业设计（论文）
8.2.5 配电所公共接地装置的设计
对于大量使用动力电的矿工企业，供电系统采用TN-C系统如图8.1所示，即零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用 NPE 表示，电气设备外壳接保护零线与系统共地。
图 8.1 TN-C系统
1)确定接地电阻要求值
资料得车间变压器容量为500kVA。电压为10/0.4kV，接线组为Yyn0，与总压降变压器连接到车间变压器的架空高压线长300m。
10?0.3(1) 确定接地电阻值 IE??0.009A
350查表，此变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件
V0.009A?13.3k? RE?4? RE?120因此公共接地装置接地电阻RE?4?。
（2）人工接地电阻：应不考虑自然接地体，所以REmax=RE=4Ω （3）接地装置方案初选
采用“环路式”接地网，初步考虑围绕变电所建筑四周打入一圈钢管接地体，钢管直径50mm,长2.5m，间距为2.4m；管间用40×4mm2的扁钢连接
（4）计算单根接地电阻（设工厂土质为砂质粘土） 查表可得砂质粘土电阻率?=100??m，单根钢管接地电阻
?100'REg≈==40?
2.52.5（5）确定接地钢管数和最后接地方案
a根据RE/RE(max)=40÷4=10；故选择10根钢管做接地体；=1，利用系数
l?=0.52～0.58，取?E=0.55，因此接地体数量n为
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机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
'0.9REgn=
RE??0.9?40=16
0.55?4所以最后确定为用16根直径50mm长2.5m的钢管体接地体管间距为2.5m，环式布置。用40×4扁管连接，附加均压带。
9 车间照明设计
良好的照明是保证安全生产、提高劳动效率，保证视看者视力健康、创造舒适环境的必要条件。为了获得良好的照明就必须有合理的照明设计。
9.1 光源分类
电光源，按其发光原理分热辐射光源和气体放电光源两类。 （1） 热辐射光源：
利用电流将物体加热到白炽程度而辐射发光的光源称热辐射光源。白炽灯，卤钨灯等均属此类。 （2） 气体放电光源 ：
在电场的作用下，载流子在气体或蒸气大量产生并激烈运动，从而有电通过气体或蒸气，并伴随有光的副射，这种利用气体放点发光的原理所制造的光源称为气体放电光源，莹光灯，高压汞灯，高（底）压钠灯，金属卤化物等和氙均属次类，这里的高压，低压是指灯光内放电时气体的气压高底而言。
9.2 车间及各变电所光源的合理选择
由于变配电所均属不间断工作场合，且照度及显色性要求高，不频繁开闭， 根据光源合理选择的几点要求，变配电所光源均选择高压钠灯与荧光高压汞灯混合．这是由于高压钠灯发光效率高、耗电少、寿命长；光线呈金黄色，透雾能力强。荧光高压汞灯光通量高，光通维持率好，可靠性好，灯泡寿命长，是一种成熟产品,采用国际先进的静电涂粉工艺，柔和的白色灯光，舒适的照明效果。另外，在照度及显色性别要求高，悬挂高度在４m以下不频繁开闭的场合，易选用荧光灯。根据上述条件，选择选择高压钠灯与荧光高压汞灯比较合适。 以加工一车间为例
（一）电光源，灯具及其布置选择
根据本车间使用环境（本间面积较大，干燥且无腐蚀性气体，悬挂高度h为6~15m）及机加工使用要求，电光源宜选择高强气体放电灯，查参考资料本设计选用带有 GGY和NG型光源的混光灯具CXGC204-GN360，灯具布置方案采用矩型
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本科毕业设计（论文）
均匀布置。
（一）照明设计计算（比功率法）
车间建筑结构，长度L=48m，跨度K=21m，柱距D=6m，屋架下弦高度H=10m，取车间顶棚的反射率
?c?50%，墙壁的反射率??30%，地面的反射率
w?fl?20% , 对于车间设计要求采用混合照明，平均照度不低于100lx。
（1）选用CXGC204-GN360型混合灯具，其光源为GGY-250型高压汞灯和NG-110型高压钠灯，每一灯具的光通量
???GGY??NG?(10500?8500)lm?19000lm
（2）计算RCR，灯具计算高度h=10m-0.8m=9.2m,则
5h(l?b)5?9.2?(48?21)RCR???3
lb48?21（3）查参考文献[21]表ZL13-30，知CXGC204-GN360型灯具的利用系数为??0.6。 （4）根据EN?100lx计算所需灯具盏数为
h?ENlb?k??100?48?21?13.5
0.6?0.7?19000当取n=15来布置灯具 ，布置图见图9.1a
校验最大允许距高比，垂直方向为9.6/9.2=1.04>1.23(允许值，查参考文献[工厂供电简明设计手册]表2L（13-10）；平行方向为7/9.2=0.76<0.98。可见不能满足照明均匀度的要求。
当取n=18来布置灯具 ，布置图见图9.1b.
校验最大允许距高比，垂直方向为8/9.2=0.86<1.23(允许值，查参考文献[21]表2L（13-10）；平行方向为7/9.2=0.76<0.98。可见能满足照明均匀度的要求。 所以本设计取n=18.
图9.1a 图9.1b
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机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
6）计算实际照度值为
E?ukn?0.6?0.7?18?19000?lx?142.5lx lb48?21满足规定照度100lx的照度的要求。 三）其余照明灯具的选择见表9.2
表 9.2 其余照明灯具选择表
单独一般照明平均照地点 工具室 工艺室 低压配电室 变压器室 高压室 热处理室 度（lx） 30 30 30 20 30 100 面积(m2) 3×6 3×6 3×7.5 3×7.5 3×7.5 9×12 所需功率（w） 120 120 120 75 100 720 选择灯具 2-PZ220-60 2-PZ220-60 2-PZ220-60 PZ220-75 PZ220-100 2-CXGC204-GN360 四）配电照明线截面的选择
本车间一般照明线路如图9.3所示，每盏灯的功率为0.36kw线路允许压降为2.5%。
图9.3 一车间照明供电系统
1、计算各段线路的功率矩
AB段： MAB?(0.36?18)kw?28m?181.44kw.m，
BC段： MBC?(0.36?3)kw?33.6m?36.3kw.m BD段： MBD?(0.36?3)kw?24m?25.92kw.m， BE段： MBE?(0.36?3)kw?14.4m?15.6kw.m，
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本科毕业设计（论文）
BF段： MBF?(0.36?3)kw?14.4m?15.6kw.m， BG段 MBG?(0.36?3)kw?24m?25.92kw.m, BH段： MBH?(0.36?3)kw?33.6m?36.3kw.m，
2、选择照明干线AB段的导线截面,(查工厂供电表5-4知C=76.5)
AB?MAB?1.83(MBC?MBD?MBE?MBF?MBG?MBH)C?Uyx%2?2.5mm2
2 因此AB线段的相线截面选6mm，中性线截面选为4mm。相线允许载流量Ial?34A，而计算电流I30?5.4kw/0.22kv?29.45A，满足发热条件。最小允许截面为2.5mm，因此满足机械强度要求。 配电箱至所在灯具的支线均用BX-500(2*2.5)绝缘导线。 机加工一车间照明配电系统图见附录七。
38
2机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
10 结论
本设计利用需用系数法对机械加工厂进行负荷计算，无功功率补偿采用低压侧电容并联补偿方法，这种方法能补偿低压侧以前的无功功率、经济效益比较好。根据机械加工车间用电特点和需求，主接线方案采用了高压侧无母线、低压侧单母线分段的主接线方案。根据干式变压器与油浸变压器在经济和安装条件对比，选择两台SC9-500/10系列干式变压器。
依据国家标准《工业与民用供配电系统设计规范》、《10KV及以下变电所设计规范》及《低压配电设计规范》等规定，在高低压设备的选型时以选择开关柜的方案进行设备的选择，线路选择时以满足热稳定、机械强度、5%的电压损耗等要求进行合理的选择，利用反时限继电器对变电所进行继电保护设计，防雷保护利用避雷线和接地装置的设计，一车间照明采用混光灯具CXGC204-GN360进行设计，一车间低压配电系统和采用聚露乙烯绝缘铜芯线（BV）对用电设备供电线路的设计。
本设计只是在理论上对机械加工车间低压配电系统及变电所进行设计，如果在设备的技术经济性方面再进行进一步分析对比后，本设计将具有更好的经济性。
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本科毕业设计（论文）
谢辞
参考文献
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[13] 王雷鸣，《电气主设备继电保护装置的整定计算研究》.山东大学硕士论文
附录一 一车间负荷详细计算
1 机加工一车间负荷计算
在本设计中机加工一车间有四路干线进行供电。一号干线、二号干线、三号干线为动力线，四号干线为一车间照明干线。
1.1 一号干线负荷计算 13台金属冷加工机床组 查附录表1，取Kd=0.2,cos??0.5,tan??1.73. 故: P30=0.2×131.45=26.29 kW Q30=26.29×1.73=45.48 kvar 因此总的计算负荷:
S30?P30?Q30?26.292?45.482?52.53KV.A
22I30?PUN?52.53/(1.73?0.38)?79.90A 30/31.2 二号干线负荷计算 三台电阻炉 查附录表1 ， 取Kd=0.7,CosΦ=1,tan??0. 故: P30=0.7×89=62.3 kW
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本科毕业设计（论文）
Q30=17.8×0=0 kvar 因此总计算负荷:
S30?62.32?0?62.3KV.A
I30?94.7A
1.3 三号干线负荷计算
1.3.1 18台金属冷加工机床组
查附录表1，取Kd=0.2,cos??0.5,tan??1.73. 故: P30=0.2×160.50=32.1 kW Q30=32.1×1.73=55.53 kvar 1.3.2 吊车计算负荷
查附录表1得Kd=0.15,cos??0.5,tan??1.73,ε=25%；
p?2p?eNN?10.2x1?10.2KW
pQ因此计算负荷:
3030?0.15X10.2?1.53KW?1.53?1.73?2.64Kvar
P30=0.95×(32.1+1.53)=31.94 kW Q30=0.97×(55.53+2.64)=56.42 kvar
S30?31.942?56.422?64.84KV.AI30?64.84/(0.38?1.73)?98.63A
四号干线负荷计算 机加工一车间照明负荷计算 （1）车间照明的安装容量.由车间工艺平面图可知车间
照明总面积约为1116m2 ,查参考文献《工厂供电简明设计手册》表ZL 13-13可知单位面积安装功率为6/wm(计算高度8-12 m ，平均照度为30lx),则车间均匀布置的一般照明负荷为P m2?6w/m2?10?3?6.696kw。30?A?6?1116（2）其它部分的照明负荷见表2.5。
表2.5其他部分的照明负荷
工具室 工艺室 低压配电室 单独使用一般照明照度（lx） 30 30 30 42
2面积（m2） 3x6 3x6 3x7.5 安装功率（w） 120 120 120 机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
变压器室 高压室 总计 20 30 3x3.75 3x3.75 75 100 535 总照明负荷
p?30?6.696kw?0.535kw?7.231kw 取8kw。
机加工一车间各设备负荷计算详细情况如表2.6所示。
表2.6 机加工一车间负荷列表
配电干线箱代代号 号 设备代号 2 3 LP-1 LP-1-1 4 5 6 续表2.6
LP-1-1 7 总计 8 9 10 LP-1 LP-1-2 11 12 普通车床C620 普通车床C620 普通车床C620 普通车床C620 普通车床C620 螺旋套丝机S-8139 单臂刨床普通车床C620 4.63 0.20 0.50 1.73 0.93 1.60 35.2 1.85 2.81 计算负荷 设备名称 容量kw Kd COSΦ tanΦ P30 kw Q30 Kvar S30 KV.A I30 A 万能工具2.08 0.20 0.50 1.73 0.42 0.72 磨床M5M 普通车床C620-1 普通车床C620-1 普通车床C620-1 普通车床C620-3 7.63 0.20 0.50 1.73 1.53 2.64 7.63 0.20 0.50 1.73 1.53 2.64 7.63 0.20 0.50 1.73 1.53 2.64 5.63 0.20 0.50 1.73 1.13 1.95 0.83 1.26 3.05 4.64 3.05 4.64 3.05 4.64 2.25 3.42 7.04 12.18 14.07 21.40 1.85 2.81 1.85 2.81 1.85 2.81 1.85 2.81 1.85 2.81 4.63 0.20 0.50 1.73 0.93 1.60 4.63 0.20 0.50 1.73 0.93 1.60 4.63 0.20 0.50 1.73 0.93 1.60 4.63 0.20 0.50 1.73 0.93 1.60 4.63 0.20 0.50 1.73 0.93 1.60 13 总计 LP-135 3.13 0.20 0.50 1.73 0.63 1.08 26.3 70.0 5.25 9.08 1.25 1.90 10.49 15.96 0.20 0.50 1.73 14.00 24.22 27.98 42.55 43
本科毕业设计（论文）
-3 总计 29 LP-2LP-2 -1 30 31 B1010 0 70.0 电极式盐20.0浴电阻炉 0 井式回火电阻炉 箱式加热电阻炉 车床C630M 普通车床C630 管螺纹车床Q119 摇臂钻床Z35 圆柱立式钻床Z5040 圆柱立式钻床Z5040 24.00 45.00 10.13 10.13 14.00 24.22 27.98 42.55 14.00 21.30 16.80 25.56 31.50 47.92 62.30 94.77 4.05 6.16 4.05 6.16 3.05 4.64 0.70 1.00 0.00 14.00 0.00 0.70 1.00 0.00 16.80 0.00 0.70 1.00 0.00 31.50 0.00 62.30 0.00 总计 1 14 15 LP-3 LP-3-1 89.0 0.20 0.50 1.73 2.03 3.50 0.20 0.50 1.73 2.03 3.50 7.63 0.20 0.50 1.73 1.53 2.64 16 8.50 0.20 0.50 1.73 1.70 2.94 3.40 5.17 17 3.13 0.20 0.50 1.73 0.63 1.08 1.25 1.90 18 3.13 0.20 0.50 1.73 0.63 1.08 1.25 1.90 续表2.6
32 LP-3-1 33 车床CW6-1 立式车床C512-1A 31.90 35.70 110.23 10.20 0.20 0.50 1.73 6.38 11.04 12.75 19.39 0.20 0.50 1.73 7.14 12.35 14.27 21.70 22.05 38.14 44.05 67.01 3.06 4.65 0.70 1.06 1.20 1.82 1.20 1.82 5.20 7.90 3.65 5.55 总计 19 LP-3 20 21 LP-3-2 22 23 24 总计 5t单梁吊车 牛头刨床B665 牛头刨床B665 万能铣床X63WT 立式铣床X52K 0.15 0.50 1.73 1.53 2.65 立式砂轮 1.75 0.20 0.50 1.73 0.35 0.61 3.00 0.20 0.50 1.73 0.60 1.04 3.00 0.20 0.50 1.73 0.60 1.04 13.00 0.20 0.50 1.73 2.60 4.50 9.13 0.20 0.50 1.73 1.83 3.16 40.1 44
7.51 12.98 15.00 22.81 机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计
25 26 LP-3-3 27 28 总计 滚齿机Y-36 插床B5032 弓锯机G72 立式钻床Z512 4.10 0.20 0.50 1.73 0.82 1.42 4.00 0.20 0.50 1.73 0.80 1.38 1.70 0.20 0.50 1.73 0.34 0.59 0.60 0.20 0.50 1.73 0.12 0.21 10.4 131.45 89 160.71 10 391.16 2.08 3.60 1.64 2.49 1.60 2.43 0.68 1.03 0.24 0.36 4.16 6.32 LP-1 13台金属冷加工机床组 LP-2 三台电阻炉 LP-3 18台金属冷加工机床组及一台吊车 26.29 45.48 52.53 79.91 62.30 0 62.30 94.77 32.14 55.61 64.23 97.70 8 128.73 0 101.09 8 163.68 12.17 248.98 LP-4 机加工一车间照明 一车间总计
（二） 车间变电所负荷计算
如表2.2所示为机械加工车间负荷计算表
表2.2 车间变电所负荷计算表（380V）
序车间名称 号 NO.1 供电回路 机加工一0 车间 NO.3 供电回路 NO.4 供电回路 NO.1 供电回路 机加工二1 车间 NO.3 照明回路 NO.4 供电回路 NO.5 供电回路 2 铸造车间 NO.6 供电回路 NO.7 照明回路 180 8 45
设备容量 计算负荷 供电回路代号 KW 131.45 89 160.71 10 155 120 10 160 140 P30/KW 26.29 62.3 32.14 8 46.5 36 8 64 56 72 6.4 Q30/Kvar 45.48 0 55.61 0 54.4 42.1 0 65.3 57.1 73.4 0 S30/KVA 52.53 62.3 64.23 8 71.57 55.39 8.00 91.43 79.98 I30/A 79.91 94.77 97.7 12.15 108.73 84.16 12.15 138.92 121.51 NO.2 供电回路 NO.2 供电回路 102.82 156.22 6.40 9.72 本科毕业设计（论文）
NO.8 供电回路 3 铆焊车间 NO.9 供电回路 NO.10 照明回路 NO.11 供电回路 4 电修车间 NO.12 供电回路 NO.13 照明回路 总计 变压器低压侧总计算负荷 150 170 7 150 146 10 1797.16 45 51 5.6 45 44 8 89.1 101 0 78 65 0 99.82 151.66 113.15 171.91 5.60 90.05 78.49 8.00 8.51 136.82 119.26 12.15 616.23 726.49 585.42 704.70 952.64 937.37 916.14 1393.58 附录二 短路电流计算
（一) 确定基准值
工程设计中通常取 Sd=100 MV·A,Uc1=10.5 kV, Uc2=0.4 kV 而 Id1?Sd100MV.A??5.5KA 3Ud13?10.5kVSd100MV.A??144KA 3Ud23?0.4kV Id2?(二） 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
（1）电力系统的电抗标幺值 由任务书知 Soc=200 MV·A , 因此
X1?（2）架空线路的电抗标幺值
?Sd100MV?A??0.5 Soc200MV?A由任务书知 X0 =0.38(?/km) , 因此
X2?XOl?Sd100MV.A?0.38?/km?0.3km??0.1 22(10.5KV)Ucl（3）干式变压器的电抗标幺值 由附录表5查得Uk%=4 , 因此
X*3?X*4UK%Sd4?100?103KV.A???8 100SN100?500KV.A绘短路等效电路图如附图4.1所示, 图上标出各元件的序号和电抗标幺值， 并
标明短路计算点
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