毕业设计：某钢铁厂车间供配电系统设计

前 言

我国的电力工业已居世界前列，但与发达国家相比还是有一定的差距，我们人均电量水平还很低，电力工业分布也不均匀，还不能满足国民经济发展的需要。电力市场还未完善，管理水平、技术水平都有待提高。

为了使我国电力工业赶上世界电力技术的发展水平，丛21世纪一开始，我国就进一步加强在电网安全、稳定、经济运行、电力系统的自动化调度与管理、电力通信、网络技术、继电保护等领域开展研究，尤其注意完善电力市场，研究电力市场的技术支持系统，促进我们的电力工业不断前进。

工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配。我们知道,电能是现代工业生产的主要能源和动力，工业生产应用电能和实现电气化以后,能大大增加产量,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,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。但是,工厂的电能供应如果突然中断,则将对工业生产造成严重的后果,甚至可能发生重大的设备损坏事故或人身伤亡事故；由此可见,搞好工厂供电工作对于工业生产的正常进行和实现工业现代化,具有十分重大的意义。

工业企业生产所需电能，一般是由外部电力系统供给，经企业内各级变电所变电压后，分配到各用电设备。工业企业变电所是企业电力供应的纽约，所处地位十分重要，所以正确计算选择各级变电站的变压器容量及其他设备是实现安全可靠供电的前提。进行企业电力负荷计算的目的就是为正确选择企业各级变电站的变压器容量，各种电气设备的型号，规格以及供电网络所用导线型号等提供科学的依据。

摘 要

根据某钢铁厂取得的供电电源和该厂用电负荷的实际情况及机电修车间的负荷性质、负荷大小和负荷的分布情况，设计出变配电所的主接线设计方案，提出了采用低压联络线联络一台变压器的方案，解决了该车间负荷小但负荷可靠性要求高的问题。再通过短路电流的计算、选择合适的导线电缆、按正常条件选择低压设备。实现安全、可靠、优质、经济的供电系统为设计目的，完成对某钢铁车间供配电系统的设计。

关键词 负荷性质；主接线；短路计算；低压联络线

(2)基本原则

1)变配电所电气主接线，应按照电源情况、生产要求、负荷性质、用电容量和运行方式等条件确定，并应满足运行安全可靠、简单灵活和经济等要求。 2)在满足上述要求时，变电所高压侧应尽量采用断路器少的或不用断路器的接线，如线路-变压器组或桥形接线等。当能满足电力系统继电保护时，也可采用线路分支接线。

5)在110—220kV配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4回时，一般采用单母分段接线；当枢纽变电所的出线在4回及以上时，一般采用双母线。

在6—10 kv配电装置中，一般采用单母线或单母分段接线。

2.2 选择确定主接线

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；根据上面的设计原则和要求我设计了两种方案比较，其设计比较如下： （1）第一种方案

本主接线采用了一台变压器的小型变电所，其高压侧一般采用无母线的结构。如图2所示：

这种主接线采用了高压断路器，因此变电所的停、送电操作十分灵活方便，同时高压断路器都配有继电保护装置，在变电所发生短路和过负荷时均能自动跳闸，而且在短路故障和过负荷情况消除后，又可直接迅速合闸，从而使恢复供电的时间大大缩短。如果配电自动重合闸装置，则供电可靠性更进一步提高。但是一般用于三级负荷，但在变电所低压侧有联络线与其它变电所相连时，则可用于二级负荷；因此在考虑该种方案时，选择了一个低压联络线的方式，该车间的低压联络线和轧钢车间距离比较近，可以考虑和它互为备用，但是备用容量因受线路的容量的限制而不能太大，低压联络线开关可采用自动投入或电动操作。

图 2 一台变压器主接线方案

（2）第二种方案

这种方案是采用装有两台主变压器的小型变电所。如图3所示

这种主接线的供电可靠性较高。当任一主变压器或任一电源线停电检修或发生故障时，该变电所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。

图 3 两台变压器主接线方案 （3）这两种方案的比较

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。

2) 从可靠性看这两种电力负荷满足该车间的二级负荷要求。对于第一种主接线的工作方式是当机电修车间或轧钢车间任意一个故障停电检修时,通过联络线由另一个车间提供电源.在低压联络线上,轧钢低压联络线侧的配电瓶将它始终处于打开状态,当机电修车间变压器要检修时,先打开机电修车间侧配电瓶的开关,使其与轧钢车间通电,然后断开其本车间母线上的开关,这样保证了不影响生产断电;当处于故障时,母线和高压的断路器自动断开,联络线上的开关开启,也保证了供电的需要而不间断.对于第二中方案,同样当一个变压器故障,也由另一个变压器供电,它是通过母线分段,通过联络线上的断路器来实现双电源的自动互投.

3) 从灵活性看能适应各种不同的运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。

4）从经济上看，第一种方案比第二种方案少一套高压线路、变压器、高压熔断

器、和开关设备，减少了土建面积，因此能节约大量投资。从第一种来看它由负荷不大的轧钢车间提供低压联络备用电源。联络线大约60米，因此线路比较短，出现问题的可能性比较小，在加上本机电修车间与轧钢车间的共同负荷也比较小。根据性能比较可知道，第一种方案利用率更高。有在综合投资上，有Z11/2Z2；运行年费上F1F2，从而可知第一种方案更为理想。 （4）主变压器的选择

变电所中主变压器的容量应按照变电所的负荷总容量及主变压器的台数和运行方式确定，还应考虑5年～10年的发展规划。主变压器应选择低压损耗变压器，同一变电所中的几台主变压器的型号和容量应该相同。

工矿企业变电所主变压器的台数，应根据负荷的重要程度确定。对于有一、二类负荷的工矿企业的一、二类负荷用电，并不得少于变电所总计算负荷的80%或70%。即每台变压器的容量应为 SN.TKt.pPCOSa.c（9） Kt.pSa.c

式中 P——变电所总的有功率计算负荷，kW； SN.T——变压器的额定容量，kV·A；

COSa.c——变电所人工补偿后的功率因数，一般应在0.95以上； Sa.c——变电所人工补偿后的视在容量，kV·A；

Kt.p——故障保证系数，根据全企业一、二类负荷所占比例确定。

当变电所只选一台变压器时，变压器容量的容量应满足全部用电负荷的需要。此外。一般还应考虑15% ～25%的富裕容量，即

Sa.c SN.T≥（1.15～1.25）（10）

当两台变压器采用一台工作，一台备用时，则变压器的容量应按下式计算： SN.T≥Sa.c （11）

当两台变压器采用并列运行时，则每台变压器的容量应按下式计算

Sa.c SN.T≥（0.6～0.7）（12）

根据上面的计算和比较选择一台变压器的方案，可知道当一台承受机电修车间和轧钢车间的总负荷时，将两车间的总容量结合一起来算，由现场查勘得知轧钢车间的容量为493.8kVA，可得：

Sa.c=125.7 +493.8 =619.5 kV·A 通过查变压器的型号表可选 SL7800/10

可知 SN.T=800≥1.25Sa.c=774.4 kV·A

2.3供配电线路的接线及其结构

2.3.1低压配电线路的接线方式 （1）放射式接线：如图4

图4 放射式接线

1）配电线路互不影响，供电可靠性较高，但配电设备和导线材料耗用较多，且运行不够灵活。

2）主要用于容量大、负荷集中或重要的用电设备，或者需要集中联锁启动。 （2）树干式接线：如图5

M M M 220/380V

图5 树干式接线

1）配电设备和导线材料耗用较少，运行灵活性好，特别是采用封闭式母线槽时；但干线故障时影响范围大，供电可靠性较低。

2）一般用于用电设备容量不很大、布置较均匀的场合，例如对机械加工车间的中小机床设备供电以及对照明灯具供电等，均采用树干式接线。 （3）链式接线：如图6所示

220/380V

图6 链式接线

它实质上是一种树干式接线，适用范围与树干式相似，但链式相连的用电设备一般不宜多于5台，链式相连的配电箱不宜多于3台，且总容量不宜超过10kW。

以上介绍了低压配电系统的三种基本接线方案，各有优缺点；总的来说，树干式系统投资较省，但负荷支接点多，检修和事故时停电面大，一般适用于对三级负荷供电。放射式系统投资大，但线路没有分支接点。因此，应根据情况具体对待，但对于本机电修车间而言，按可靠性第一的原则，所以采用放射式供电。如图7形式

图7 放射式供电接线图

第3章 导线、电缆及其选择

3.1 导线和电缆选择的一般规定

3.1.1架空线路导线的选择

在建筑工程中，导线和电缆用量最大、分布最广。导线和电缆是传递电能的通路，因此，它们的选择将对整个建筑工程的安全和经济运行产生很大的影响。 导线和电缆选择的一般原则：

(1)要保证一定的机械强度，在正常工作条件下不能断线：

(2)发热必须在允许的范围内，不因过热而引起导线绝缘损坏或加速老化； (3)电压损失应在允许的范围内，以保证供电质量。

选择的内容为：

(1)型号 它反映导线和电缆的材料以及绝缘方式。如BV型导线表示聚氯乙烯绝缘铜芯导线。

(2)截面 它是导线和电缆选择的主要内容，直接影响工程的技术和经济指标，截面的节位是mm2。如BV—3×2．5，则表示有3根2．5mm2聚氯乙烯绝缘铜芯导线。 (3)电压 导线和电缆的绝缘电压值必须大于或等于线路的额定电压值。 （1）架空线路导线宜采用铝导线，但不得采用单股的铝导线，一般是采用铝合金如钢芯铝导线。

（2）在对导线有腐蚀使用的地段，宜采用防腐型导线。

（3）越过树林以及通道拥挤场所的1kV及以下线路，宜采用架空绝缘线。按规定，市区10kV及以下架空电力线路，遇下列情况可采用绝缘铝绞线： A：线路走廊狭窄，与建筑物之间的距离不能满足安全要求的地段；

B：高层建筑邻近地段； C：繁华街道或人口密集地区； D：游览区和绿化区； E：空气严重污秽地段； F：建筑施工现场。

（4）架空导线连续允许的载流量，应按周围空气温度进行效正。周围空气温度应采用当地10年或10年以上的最热月的每日最高温度的月平均值。

（5）从供电变电所二次侧出口至线路末端变压器一次侧入口的6～10kV架空线路电压损失，不宜超过供电变电所二次侧额定电压的5%。 （6）架空线路导线的截面不应小于所规定的最小截面。 3.1.2电缆的选择

（1）电缆型号应根据线路的额定电压、环境条件、敷设方式和用电设备的特殊要求等条件选择。

（2）电缆连续允许的载流量，应按敷设处的周围介质温度进行效正。

A：当周围介质为空气时，空气温度应取敷设处10年或10年以上的最热月的每日最高温度的月平均值；

B：在生产房、电缆隧道及电缆沟内，所采用的周围空气温度尚应记入电缆发热、

散热和通风等因素的影响。当缺乏计算资料时，可按上述空气温度另加5C；

C：当周围介质为土壤时，土壤温度应取敷设处历年最热月的平均温度。 （3）电缆连续允许的载流量，尚应按敷设方式和土壤热阻率等因数进行效正。 （4）沿不同冷却条件路径敷设电缆时，当冷却条件最差段的长度超过10m时，应按该段冷却条件选择电截面，或对该段采用大截面的电缆。

（5）电缆应按短路条件验算其热稳定度。电缆在短路时的最高允许温度应满足电缆规定的数值。

3.1.3低压配电线路导线的选择

（1）绝缘导线的型号应按工作电压、敷设方式及使用环境等要求选择；裸导线的型号应按敷设方式及使用环境条件等要求选择。 （2）导线截面的选择，应符合下列要求：

1）按敷设方式及使用环境确定的导线允许载流量，不应小于回路负荷的计算流。 2）线路电压损失应满足用电设备正常工作及启动时端电压的要求。 3）根据机械强度的要求，导线线芯截面许应小于所规定的值。 4）导线应满足短路条件下动稳定和热稳定的要求。

（3）三相四线制配电系统中，中性线的允许载流量不应小于线路中最大的不平衡负荷电流，且应计入谐波电流的影响。

（4）以气体放电灯为主要负荷的回路中，中性截面不应小于相线截面。 （5）导线的允许载流量，应根据敷设处的环境温度进行效正。温度效正系数应按

下式确定：

0al0' K0

al0式中

al：为导线最高允许工作温度（℃）；

0：为导线载流量标准中采用的环境温度（℃）；

0'：为导线敷设处的实际环境温度（℃）；

（6）确定配电线路的导线截面时，宜计入工艺设计中已经明确需要发展的用电设备负荷。

3.2车间线路的结构和敷设

车间线路，包括室内配电线路和室外配电线路。室内配电线路大多采用绝缘导线，室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配电线路、都采用绝缘导线。 3.2.1绝缘导线的结构和敷设

（1）绝缘导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。除重要回路及振动场所或对铝有腐蚀的场所应采用铜芯绝缘导线外，一般应优先选用铝芯绝缘导线。 （2）绝缘导线按绝缘材料分，有橡皮绝缘和塑料绝缘两种。塑料绝缘导线的绝缘性能好，耐油和抗酸碱腐蚀，价格底，但高温易软化，低温要变硬和发脆。橡皮绝缘导线克服以上的缺点，但绝缘性能不及塑料好，价格较高。

（3）绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷。明敷是导线直接或在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及支架等处。暗敷是导线在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部，或者在混凝土板孔内敷线等。

3.3 导线和电缆截面的选择计算

为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，选择导线和电缆截面时满足下

列条件。 （1）发热条件

导线和电缆在最大负荷产生的发热温度，不应超过起正常运行时的最高允许温度。电压损耗条件 （2）电压损耗

导线和电缆通过最大负荷是产生的电压损耗，不应超过正常运行时允许的电压损耗，据设计的要求一般规定取Ual%=5%。损耗公式为：

U=

式中

R0P30LX0Q30L （13）

UN R0——为导线电阻； L——为导线长度； X0——为导线电抗； UN——为线路额定电压；

U%=U/UN×100 （14） 其损耗条件

U%Ual%=5% （15）

（3）经济电流密度

35kV及以上的高压线路及电压在35kV以下但距离长电流大的线路，其可按此选择。

（4）机械强度

导线截面不应小于其最小允许截面。

（5）根据设计经验：一般10kV及以下高压及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再效验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再效验发热条件和机械强度。对长距离大电流及35kV以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再效验其它条件。按以上经验，比较容易满足要求，较少返工。

（5）选出导线、电缆如表4所示

表4 导线选择型号

线序电流I30 号 1支线 67A 74A 电流Ial 选择的导线、电缆型号 BLV-500-（3×35+1×25）-G40-DA 2支线 16.4A 20A BLV-500-（3×4+11.01% 电压效验值 0.39%

×2.5）-G15-DA 3支线 22.5A 26A BLV-500-（3×6+1×4）-G20-DA 4支线 22.5A 26A BLV-500-（3×6+1×4）-G20-DA 5支线 178.7A A干线 91.2A 380A 102A JGH-85/F BLV-500-（3×25+1×16）-QM B干线 25.1A 32A BLV-500-（3×4+1×4）-QM C干线 22.6A 32A BLV-500-（3×4+1×4）-QM D干线 178.7A 42A BLV-500-（3×6+1×4）-QM 母线 车间进线 低压联络线 750A 819A VLV32-1000-1×1.01% 1.01% 0.63% 0.93% 4.6% 4.6% 3.4% 750A 62.5A 818A 220A LMY-3（60×6） LGJ-50 —— 0.03% —— 630 第4章 短路电流及其计算

4.1 短路的原因

4.1.1短路的基本慨念

所谓短路，就是由电源通向用电设备（也称负载）的导线不经过负载（或负载为零）而相互直接连接的状态，也称为短路状态。 4.1.2短路的原因

工厂供配电系统要求安全、可靠、不间断地供电，以保证生产和生活的需要。但是由于各种原因，难免出现故障，系统中最严重的故障就是短路。所谓短路，是指供配电系统正常运行之外的相与相或相与地之间的“短接”。

短路发生的原因是多种多样的，主要有：

1)电气设备存在隐患。如设备的绝缘材料自然老化、绝缘机械损伤、设备缺陷未发现和消除、设计安装有误等。

2)运行、维护不当。如不遵守操作规程而发生误操作，技术水平低，管理不善等。

3)自然灾害。如雷电过电压击穿设备绝缘，特大的洪水、大风、冰雪、地震等引起的线路倒杆、断线，鸟、老鼠及蛇等小动物跨越在裸露的导体之间等。

4.2 短路的后果

由于短路后，电路的阻抗比正常运行时电路的阻抗小得多，因此短路电流比正常电流一般要大几十倍甚至几百倍。在大的电力系统中，短路电流可达几万安培甚至几十万安培。在电流急剧增加的同时，系统中的电压将大幅度下降。所以短路后果往往都是破坏性的，其主要危害大致有如下几方面：

1)短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件损坏；

2)短路时电压要骤降，严重影响电气设备的正常运行；

3)短路时要造成停电事故，而且越靠近电源，短路引起停电的范围越大，给国民经济造成的损失也越大；

4)严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列；

5)单相对地短路，其电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通信线路、信号系统及电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。

由此可见，短路的后果是非常严重的。为保证电气设备和电网安全可靠地运行，首先应设法消除可能引起短路的一切原因。其次在发生短路后应尽快切除故障部分

和快速恢复电网电压。为此，可采用快速动作的继电保护装置，以及选用限制短路电流的电气设备(如电抗器)等。

第

5章 低压电器设备的选型

电器选择是工厂和企业配电所电器设计的主要内容之一。正确地选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时应根据工程实际情况，按照有关设计规范，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。

5.1按正常运行条件选择

电器设备按正常工作条件，就是要考虑电器装置的环境条件和电气要求。环境条件是指电器装置所处的位置特征（户外或户内）、环境温度、海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求；电气要求是指电器装置对设备的电压、电流、频率等方面的要求；对一些电器还应考虑其断流能力。

电器设备按短路故障条件下工作选择，就是要效验其短路时是否满足电动稳定和热稳定的要求。

(1) 低压电器的选择和效验项目和条件：如表5

表5 低压电器的选择条件

电器名称 电压 电流 断流能力 短路电流效验 动稳定度 热稳定度 O O O O （V） （A） （KA） 低压断路器 低压负荷开关 低压刀开关 电流互感器 电压互感器 熔断器 √ √ √ √ √ √ —— √ √ —— —— √

√ √ √ √ √ √ O √ —— —— O √ —— ——

注：表中“√”表示必须效验；“——”表示不要效验；“O”表示一般可不效验； 电流互感器还必须按准确度要求进行效验；根据设计及运行经验，对35千伏及以下的供电系统，通常下列设备可以不进行动热稳定效验： ① 断路器：当断流容量符合要求时。

② 负荷开关：当供电变压器容量10000千伏安及以下时。

③ 隔离开关：35千伏的户内及户外式隔离开关；10千伏的户外式隔离开关在短路容量不大于100兆伏安时；6千伏的户外式隔离开关在短路容量不大于60兆伏安时。

④ 电流互感器：当变比较大时（如在75/5以上）。 (2) 选择效验应满足的条件

① 电器的额定电压UN.Q应不低于所在电路的额定电压UN；

即 UN.QUN (17) ② 电器的额定电流IN.Q应不小于所在电路的计算电流I30；

即 IN.QI30 (18) ③ 电器的最大开断电流Ioc应不小于它可能开断的最大电流Ik；

即 IocIk (19) ④ 动稳定是指导体和电器承受短路电流机械效应的能力。满足稳定的条件是 IetIsh (20)

或 ietish

式中 ish、Ish——设备安装地点短路冲击电流的峰值及其有效值（kA）； iet、Iet——设备允许通过的电流峰值及其有效值（kA）。 ⑤ 热稳定效验

短路电流通过时，电器各部件温度不应超过短路时发热最高允许值，即

2tima （21） It2tI式中 I——设备安装地点稳态三相短路电流（kA）； tima——短路电流假想时间（S）。

It——t秒内允许通过的短路电流值或称t秒热稳定（kA）； t——厂家给出的热稳定计算时间，一般为4s、5s、1s等。

5.2电器设备的选择

5.2.1 该车间电器设备的确定

在该车间中根据线路方案，母线、干线及其联络线均采用低压配电屏，它主要为动力配电之用；母线设计方案采用了PGL206B型；在干线上我采用了2套配电屏，以供配电箱的供电需要，其中保留了一根出线为将来添加设备以备用，其该2套设备型号为PGL230；低压联络线上也采用了2套，和轧钢车间分别各一套，型号相同，也为PGL206B型；对于配电箱，根据设备的分组原则来选择配电箱出线和型号。

5.2.2 变压器低压侧配电瓶PGL206B 型的选择

该配电瓶位于变压器低压侧母线上，一回路出线，向干线的配电瓶和联络线配电，同时它可以在检修和变压器故障时，断开电源该回路电源，以便保护机电修车间的检修和由轧钢车间供电。

（1）HD13系列的低压刀开关选择： 1） 按额定电压选择有： ∵ UN.Q380V

∴ UN.Q=UN=380V 满足要求 2） 按额定电流选择有：

∵ IN.Q=400A

∴ IN.Q400AI30191A 满足要求

3） 按断流能力效验有:

∵ Ioc=20kA

Ik=16.8kA

∴ Ioc20kAIk16.8kA

4） 动稳度效验：

∵ Iet=40kA

Ish=18.3kA ∴ IetIsh

5） 热稳定度效验：

短路发热假想时间取Iima=0.2s ∵ It2t=20*20*1=400kA

Itima=16.82*0.2

=56.4kA

2tima满足条件 ∴ It2tI2（2）DW15系列的低压断路器选择 1） 低压断路器脱口器的选择 ① 过流脱扣器的选择 即 IN.ORI30

IN.OR:低压断路器过流脱扣器的额定电流. 取 IN.OR=600A

所以

IN.OR=600AI30191A ② 瞬时过电流脱扣器动作电流的整定

瞬时过流脱扣器的动作电流Iop(o)应躲过线路的尖峰电流Ipk，即 Iop(o)KrelIpk

式中Krel为可靠系数，对动作时间大于0.02s的万能断路器，取Krel=1.35；对小于0.02s的塑料外壳式断路器，取Krel=2～2.5尖峰电流：尖峰电流是指持续时间只有1～2s的短时最大负荷电流。主要用于选择熔断器和低压断路器、整定继电器保护装置及检验电动机自启动条件等。

尖峰电流单台计算有：

Ipk =KstIN

Kst为设备启动倍数； 所以有：

Ipk=KstIN=79*4=316A

尖峰电流多台计算有：按全部n台设备正常运行的计算电流I30与其中一台起动电流与额定电流之差值为最大设备(IstIN)max之和来计算：

Ipk =I30(IstIN)max

所以有：

Ipk =191+（316-79）=428A 所以瞬时过电流脱扣器动作电流的整定有：

∵ Iop(o)=12000A

KrelIpk428*1.35577.8A

∴ Iop(o)KrelIpk

③ 短延时时过电流脱扣器动作电流整定: Iop(s)KrelIpk

Iop(s):短延时时过电流脱扣器动作电流; ∵ Iop(s)=6000A

KrelIpk428*1.2513.6A ∴ Iop(s)KrelIpk

④ 长延时时过电流脱扣器动作电流整定: Iop(l)KrelI30

Iop(l):长延时时过电流脱扣器动作电流 ∵ Iop(l)=600A KrelI30=1.1*191=210.1A ∴ Iop(l)KrelI30 2）低压断路器的选择与效验 ⅰ：按额定电压选择有:

∵ UN.Q380V

∴ UN.Q=UN=380V 满足要求 ⅱ：按额定电流选择有：

∵ IN.Q=600A

∴ IN.Q600AI30191A 满足要求

ⅲ：按断流能力效验有:

∵ Ioc=30kA Ik=16.8kA

∴ Ioc30kAIk16.8kA ⅳ： 动稳度效验：

∵ Iet=30kA Ish=18.3kA

∴ IetIsh

ⅴ： 短路发热假想时间取Iimatk0.05(s) tktoptoc

式中tk为短路装置最长的动作时间top与断路器的断路时间toc之和。toc为断路器的固有分闸时间与燃弧时间之和。对于一般高压断路器可取toc=0.2s；对于高速断路器可取toc=0.1～0.15s。对于低速断路器可取toc=0.01～0.02s，在加上其固有分闸时间即得toc≥0.2s。根据条件可取得Iimatk0.05=0.75

∵ It2t=30*30*1=900kA

Itima=16.82*0.75=211.7kA

2tima满足条件 ∴ It2tI2(3) LMZJ1型电流互感器的选择 ① 按电压选择

∵ UN.Q500V

∴ UN.Q500V>UN=380V 满足要求 ② 按电流选择

∵ IN.Q=200A

∴ IN.Q200AI30191A 满足要求

③ 按准确级要求选择

电流互感器满足准确级要求的条件，是其二次负荷S2不得大于额定准确级所要

3求的额定二次负荷Sk2。

3 ∵ Sk211.64MVA

2 S2I2N|Z2|=200*200*8.594

=0.34MVA

3 ∴ Sk2S2 满足要求

④ 动、热效验

因为电流互感器的变比为（200/5），大于（75/5）的可不必效验的条件，所以可以不必效验。

(4) 按上面计算方式一次设备选择效验表6

表6 PGL206B选择效验表

选择效装置地点数据 验项目 参数 数据 参数 设备的型号规格 低压断路器 低压刀开关 DW15600/3 电流互感器 HD13400/31 LMZJ1-0.5-200/5 电 压 电 流 断流 能力 动稳定 热稳定 UN I30 Ik Ish 380V 191A 16.8kA 18.3kA UN.Q 380V 600A 30kA 30kA 302*1=900kA 380V 400A 20kA 40kA 202*1=400kA 500V 300A —— —— —— IN.Q Ioc Iet 2Itima 16.82*It2t 0.75 =211.7kA 结 论 合 格 合 格 合 格 5.2.3干线上配电瓶PGL230的选择

该干线上共两个这样的配电瓶，选择两个这样的配电瓶是为了提高供电的可靠性，当任一一个配电瓶出问题时均不影响另一个的正常工作；选择该配电瓶是根据

设备的分组要求，选择了此3回出线的配电瓶，一个分别向配电箱XL2104、

XL2105和吊车的滑触线供电，另一个向配电箱XL2105和吊车的滑触线供电，留一回出线以备用，该配电瓶同样用上面方法计算可得：如表7

注：在选择该设备时，由于有3根出线，而每根所连接的配电负荷电流不同，因此根据型号要求，把最大的一根出线的电流作为选择标准。

表7 PGL230选择效验表

选择装置地点数据 效验参数 数据 项目 参数 设备的型号规格 低压断路器 DZX10200/3 低压刀开关 电流互感器 HD13400/31LMZ10.5 电 流 电 压 选择装置地点数据 参数 设备的型号规格 低压断路器 低压刀开关 UN I30 -200/5 400A 200A 178.7A IN.Q 200A 380V UN.Q 380V 380V 500V 效验参数 数据 项目 电流互感器 DZX10200/3 HD13400/31 LMZ10.5 -200/5 断流能力 动稳定 热稳定 2Itima 16.82*Ik 16.8kA Ioc 40kA 20kA —— Ish 18.3kA Iet 40kA 40kA —— It2t 402*1=1600kA 202*1=400kA —— 0.75

=211.7kA 结 论 合 格 合 格 合 格 5.2.4干线上配电箱XL2104的选择

该配电箱向四台1号设备供电，它由1套刀熔刀开关和四套低压断路器组成，选择如表8所示

表8 XL2104的选择

选择装置地点数据 效验参数 数据 项目 DZ20J100设备的型号规格 参数 低压断路器 低压刀熔刀开关 HR5100 电 压 电 流 断流能力 动稳定 热稳定 UN 380V UN.Q 380V 380V I30 67A IN.Q 100A 100A Ik 16.8kA Ioc 18kA 50kA Ish 18.3kA Iet 35kA 50kA 2Itima 16.82*0.75 It2t 182*1=324kA 502*1=2500kA =211.7kA 合 格 合 格 结 论 5.2.5干线上配电箱XL2105的选择

（1） 该配电箱向6台2号设备组供电，共6回出线，选择效验表如表9

（2） 同样另外一台配电箱XL2105的选择如上表9，它也向两台2号、两台3号两台4号共六台设备供电，因电流没超过所选设备的电流，所以可以按上面选择。 5.2.6低压联络线的选择

表9 XL2105 的选择

选择装置地点数据 效验参数 数据 项目 电 压 电 流 断流能力 动稳定 热稳定 2Itima 16.82*0.75 It2t 设备的型号规格 参数 低压断路器 DZ20J100 低压刀熔开关 HR5100 UN 380V UN.Q 380V 380 I30 16.4A IN.Q 100A 100A Ik 16.8kA Ioc 18kA 50kA Ish 18.3kA Iet 35kA 50kA 182*1=324kA 502*1=2500kA =211.7kA 结 论 合 格 合 格 选择该联络线按照通过最大电流的条件选择，现场调研计算的轧钢车间负荷电流最大，所以按照他的电流来选择，以此来确定配电瓶的型号。

表10 PGL206B选择效验

选择效装置地点数据 验项 项目 参数 数据 设备的型号规格 参数 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DW151000/3HD131000/31 LMZJ1-0.5 -800/5

电压 UN 380V UN.Q380V 380V 500V 电流 断流 能力 动稳 定 热稳 定 2Itima211.7kA It2t I30 Ik 750A 16.8kA IN.Q Ioc 1000A 40kA 1000A 25kA 800A —— Ish 18.3kA Iet 40kA 50kA —— 402*1=1600k252*1=625kA —— 结 论 A 合 格 合 格 合 格 5.2.7吊车的开关箱选择

该开关箱设备主要用来控制吊车的启动和关闭，它的选择如表11 表11 吊车的开关箱选择

电 压 电 流 断流能力 动稳定 Ish UN I30 Ik 选择效装置地点数据 验项目 参数 数据 设备的型号规格 参数 低压刀熔刀开关 HR5200 380V 178.7A 16.8kA UN.Q 380V 200A 50kA IN.Q Ioc 18.3kA Iet 50kA 502*1=2500kA 热稳定 I2t 16.82*0.75=211.68kA I2t imat结 论 合 格

5.3 根据上面数据可画出主接线图和车间平面布置图（见附录一、附录二）

附录一：主接线图

1号支线型号：BLV-500-（3*35+1*25）-640-DA

2号支线型号：BLV-500-（3*4+1*2.5）-615-DA 3,4号支线型号：BLV-500-(3*6+1*4)-620-DA

5号支线型号：JGH-85/F

A干线型号：BLV-500-（3*25+1*16）-QM B干线型号：BLV-500-（3*4+1*4）-QM C干线型号：BLV-500-（3*4+1*4）-QM D干线型号：BLV-500-（3*6+1*4）-QM

附录二：车间平面布置图

后记

本设计在指导老师游老师的细心指导和严格要求下已完成,从课题选择方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着游老师的心血和汗水，在此向游老师表示深深的感谢和崇高的敬意。

本文经过一系列的负荷、短路的计算，分析设计主接线方案来确定该车间的导线、设备型号；设计出一个安全、可靠、经济的一个配电方案。但由于经验水平不足，在设计方案上存在着某些不合理的地方，希望老师提出宝贵的意见和建议。 通过这一个月来的毕业设计，使以前所学过的供配电知识负荷的性质、短路电流的计算及供配电方案的设计得到了复习也得到了运用，在查阅资料的过程中也扩大了我的知识面，使我们学到了许多书本上学不到的东西。

毕业设计得以顺利完成我要谢谢同组人员的帮助，更要谢谢游老师的谆谆指导，使我们的毕业设计按时按质的完成。

在三年的专业学习和生活期间，也始终感受着老师的精心指导和无私的关怀。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是因为有了他们的细心帮助和支持，才使我的毕业设计顺利完成，在此向电力职院供电系的全体老师表示由衷的谢意。感谢老师三年来的辛勤栽培。谢谢！

参考文献

[1]刘涤尘、王明阳、吴政球·电气工程基础·武汉：武汉理工大学出版社，2003年 [2]张学成·工矿企业供电设计指导书·北京：北京矿业大学出版社，1998年 [3]刘介才·工厂供电简明设计手册·北京：机械工业出版社，1993年 [4]刘介才·实用供配电技术手册·北京：中国水利水电出版社，2002年 [5]刘介才·工厂供电·北京：机械工业出版社，1997年

[6]同济大学电气工程系·工厂供电·北京：中国建筑工业出版社，1981年 [7]苏文成·工厂供电·北京：机械工业出版社，2004年 [8]姚锡禄·工厂供电·北京：电子工业出版社，2007年

[9]翁双安·供配电工程设计指导·北京：机械工业出版社，2008年