高、低压配电柜的设计与施工设计说明书

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高、低压配电柜的设计与施工

设计说明书

一、 配电系统示意图:

二、 车间负荷计算及变压器选择和架空线选择、电缆线的选择、低压母线的选择、导线选择:

1、低压母线负荷计算及变压器选择。 (取同时系数为0.95)

已知架空进线Ⅰ路所带负荷分3条支路,三个负荷分别为30+j40KVA,75+j90KVA,100+j120KVA。

已知电缆进线Ⅱ路所带负荷分3条支路,三个负荷分别为35+j45KVA,90+j100KVA,80+j90KVA。

因为两台变压器并列运行,低压侧要有联络,所以此刻考虑任一变压器单独运行,低压侧联络接上

则:低压母线负荷计算:

P30.2=P30.2’= [(30+75+100) ×0.95+(35+90+80) ×0.95] ×0.95=370(KW),

Q30.2=Q30.2’= [(40+90+120) ×0.95+(45+100+90) ×0.95] ×0.95=438 (kvar), S30.2= S30.2’=22.3022.30QP=573 (KVA)

I30.2= I30.2’=S30.2/(3×UN)= 573/(3×0.38)=871(A)

因为此变电所装有两台并列运行的变压器,存在一级和二级负荷,

所以应考虑到

P(Ⅰ+Ⅱ)= [(75+100) ×0.95+(90+80) ×0.95] ×0.95=311(KW),

Q(Ⅰ+Ⅱ)= [(90+120) ×0.95+(100+90) ×0.95] ×0.95=361(kvar),

S(Ⅰ+Ⅱ)=476(KVA)

每台变压器的容量SNT应同时满足一下两个条件并选择其中的大者:

(1)一台变压器单独运行时,SNT≥ST=(0.6-0.7)S30.2=(343.8-401.1)KVA,

(2)任一台变压器单独运行时,SNT≥ST≥S(Ⅰ+Ⅱ)=476KVA,

所以选变压器的容量为476KVA

查(《供配电技术》附表3 P320)得两台变压器额定容量为500KVA,具体型号为S9-500/10的铜绕组低损耗三相油浸式电力变压器。

2、变压器T功率损耗计算:(包括T1 、T2)

包括有功与无功损耗,因为此变压器为S9系列低电压损耗。所以△PT=0.015×SNT=0.015×500=7.5KW,△QT=0.06×SNT=0.06×500=30kvar

3、10KV电缆线、架空线首端负荷计算。

由以上得知,P30.1= P30.1’= P30.2+△PT=370 +7.5 =377.5(KW),

Q30.1= Q30.1’= Q30.2+△QT=438 +30 =468(kvar),

S30.1= S30.1’=21.3021.30QP=601(KVA),

则计算电流为:

I30.1=I30.1’= S30.1/(3×UN)=601/(3×10) =35(A)

4、从10KV变电所到变压器T1架空线的选择。

已知导线采用架空线进线,假设线长2KM,由电流I30.1=35A,

因为此线路电压在10KV及以上,根据经验,按发热条件选择导线截面,在检验电压损耗及机械强度。

(1)相线截面的选择:查(《供配电技术》附表12 327P),选择LJ-16型截面为16 mm2的铝绞线,得其架空线载流量为105 A,大于I30.1=35A,因此满足发热条件。A&=16 mm2

所选导线的型号规格表示为:LJ-(16×3)

查(《供配电技术》附表16 334P)电阻R0=1.98×KM-1 电抗X0=0.358×KM-1

5、从10KV变电所到变压器T2电缆线的选择。

已知导线采用电缆直埋进线,线长2KM,由电流I30.1=37A, 因为此线路电压在10KV及以上,根据经验,按发热条件选择导线截面,在检验电压损耗及机械强度。

又因为此线路为TN-S线路,含有N线和PE线三相四线制线路,因此不仅要选择相线还要选择中心线和保护线

(1)相线截面的选择:查(《供配电技术》附表14 P331),选择油浸纸绝缘电力电缆ZLQ2型号截面为16 mm2,得其电缆线载流量为73A,大于I30.1=35A,因此满足发热条件。A&=16 mm2

所选导线的型号规格表示为:ZLQ2-(16×3)

查(《供配电技术》附表16-3 335P)电阻R0=1.33×KM-1 X0=0.11×KM-1

6、车间变压器低压母线的选择:

已知I30.2= I30.2’=871A,查(《供配电技术》附表12-2 P328),两条线路母线可选TMY铜母线,芯线截面为60×6mm

因为60×6mm芯线载流量为2240A大于871A所以校验合格。

7、从低压母线到各负荷导线的选择。

对于架空线Ⅰ:假设线长10m

(1)已知所带负荷分3条支路,三个负荷分别为30+j40KVA,75+j90KVA,100+j120KVA。

则S1=224030= 50(KW) , S2=229075=117 (KW)

S3=22120100=156(KW),

(2)三条线路的计算电流为:

I1= S1/(3×UN) = 50/(3×0.38)= 76 (A), I2= S2/(3×UN)= 117/(3×0.38)= 178 (A), I3= S3/(3×UN)= 156/ (3×0.38)=237(A)

因为此时为低压负荷导线,所以有三根线要选择,即相线,N线,PE线。

(3)相线截面的选择:查(《供配电技术》附表113-2 P329)得30.C 时3根单芯线穿钢管的BV铜线截面为120 mm2允许载流量为243A,大于I1、

I2、I3,因此按发热条件相线截面可选120 mm2

(4)N线的选择:按A0>=0.5A&,选择A0=60 mm2

(5)PE线的选择:由于A&=120 mm2,大于35 mm2,所以APE=0.5 A&=60 mm2

穿线的钢管内径为50 mm2,

所以三条导线选择型号为:BV-(3×120+1×60+ PE60)-SC50

查(《供配电技术》附表16 P334),电阻R0=0.19×KM-1 电抗X0=0.08×KM-1

对于电缆线Ⅱ: 假设线长10m

(1)已知所带负荷分3条支路,三个负荷分别为35+j45KVA,90+j100KVA,80+j90KVA。

则S1=224535= 57(KW) , S2=2210090=135 (KW)

S3=229080=120(KW),

(2)三条线路的计算电流为:

I1= S1/(3×UN) = 57/(3×0.38)= 87 (A), I2= S2/(3×UN)= 135/(3×0.38)= 205 (A), I3= S3/(3×UN)= 120/ (3×0.38)=182(A)

因为此时为低压负荷导线,所以有三根线要选择,即相线,N线,PE线。

(3)相线截面的选择:查(《供配电技术》附表113-2 P329)得30.C 时3根单芯线穿钢管的BV铜线截面为120 mm2允许载流量为243A,大于I1、

I2、I3,因此按发热条件相线截面可选120 mm2

(4)N线的选择:按A0>=0.5A&,选择A0=60 mm2

(5)PE线的选择:由于A&=120 mm2,大于35 mm2,所以APE=0.5 A&=60 mm2

穿线的钢管内径为50 mm2,

所以三条导线选择型号为:BV-(3×120+1×60+ PE60)-SC50

查(《供配电技术》附表16 P334),电阻R0=0.19×KM-1 电抗X0=0.08×KM-1

三、 高压配电柜电器元件的选择及短路电流的计算:

1、高压断路器:QF1、QF2

(1)UN≥UWN=10KV`

(2)其额定电流IN>I30.1= I30.1’=35A,查(《供配电技术》附表4 P 321)

选SN10-10型号高压断路器,其断流容量为300MVA。

(1) 三相短路电流的计算:

MK1=S∞=300MVA,MK2=Uc2/Z=Uc2/X0L=102/(0.11×2)=455MVA

MK3=Uc2/Z=100×630/4.5=14000KVA=14MVA,

MK4= Uc2/Z= Uc2/X0L=0.38/(0.08×0.01)=475 MVA

MK5= Uc2/Z= Uc2/X0L=0.38/(0.08×0.01)=475 MVA

MK6= Uc2/Z= Uc2/X0L=0.38/(0.08×0.01)=475 MVA

①高压侧三相短路电流IK1(3)、IK1(3)’

MK§1=MK1+MK2=300×455/(300+455)=181MVA,SK1=MK§1=181MVA

IK1(3)= IK1(3)’=SK1/3Uc=181/3×10=10.5KA,

Ish1= Ish1’=1.51×10.5=15.9KA

ish1= ish1’=2.55×10.3=26.2KA

②低压侧母线三相短路电流IK2(3)、IK2(3)’

M§2=MK1+MK2+MK3=181×14/(181+14)=13MVA,SK2=MK§2=13MVA

IK2(3)= IK2(3)’=I∞2=SK2/3Uc=13/3×0.38=20KA,

Ish2= Ish2’=1.09×20=21.8KA

ish2= ish2’=1.84×20=36.8KA ③低压负荷三相短路电流IK3(3)、IK4(3)、IK5(3)、IK3(3)’、IK4(3)’、IK5(3)’

M§3= MK1+MK2+MK3+ MK4=13×475/(13+475)=12.6MVA, SK3=MK§3=12.6MVA, IK3(3)= IK3(3)’= I∞3=SK3/3Uc=12.6/(3×0.38)=19KA,

Ish3= Ish3’=1.09×19=21KA

ish3= Ish3’=1.84×19=35KA

M§4= MK1+MK2+MK3+ MK5=13×475/(13+475)=12.6MVA, SK4=MK§4=12.6MVA, IK4(3)=IK4(3)’=I∞4=SK4/3Uc=12.6/(3×0.38)=19KA,

Ish4= Ish4’=1.09×19=21KA

ish4= Ish4’=1.84×19=35KA

M§5= MK1+MK2+MK3+ MK6=13×475/(13+475)=12.6MVA, SK5=MK§5=12.6MVA, IK5(3)=IK5(3)’=I∞5=SK5/3Uc=12.6/(3×0.38)=19KA,

Ish5= Ish5’=1.09×19=21KA

ish5= Ish5’=1.84×19=35KA

查(《供配电技术》附表4 P 321)此型号的断路器最大开断电流为I∞N= 16 KA大于IK1(3)=10.5KA。

(4)动稳定度校验:查表(《供配电技术》附表4 P 321)得动稳定电流峰值imax=40KA,它大于ish1=26.2KA,校验合格。