某機(jī)械加工廠10kV供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文/李飛虎 田斐

1 引言

某機(jī)械加工廠10kV供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)適用中型工廠的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為了實(shí)現(xiàn)電力供電系統(tǒng)穩(wěn)定，進(jìn)行三相短路計(jì)算合理選擇一次電氣設(shè)備。某機(jī)械加工廠10kV供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)將在實(shí)際的生產(chǎn)中去有指導(dǎo)性意義。在國(guó)內(nèi)對(duì)于小型生產(chǎn)制造企業(yè)有加速發(fā)展提升生產(chǎn)規(guī)模具有實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。隨著研究的深入，國(guó)內(nèi)的電力改革在10kV的供配電的控制理論和方法基礎(chǔ)上將會(huì)取得更多成就。

2 負(fù)荷計(jì)算與無(wú)功功率補(bǔ)償

工廠的負(fù)荷計(jì)算選擇生產(chǎn)車間的需要系數(shù)Kd。在有功功率不變的情況下，選擇并聯(lián)電容器的大小提高功率因數(shù)，如圖1為功率關(guān)系圖。視在功率為計(jì)算電流為按照低壓母線選取同時(shí)系數(shù)有功功率和無(wú)功功率

圖1：功率關(guān)系圖

本設(shè)計(jì)安裝兩臺(tái)變壓器，每臺(tái)容量 大于計(jì)算負(fù)荷的60%-70%即 ，經(jīng)過(guò)并聯(lián)電容器無(wú)功補(bǔ)償后，10kV/0.4kV變電所設(shè)計(jì)的視在功率 。每臺(tái)變壓器的容量為：。查表選擇S9-1000，每臺(tái)變壓器的容量1000kVA。一次側(cè)電壓1000kVA，二次側(cè)電壓0.4kV，采用Yyn0連結(jié)。

3 短路電流計(jì)算

計(jì)算架空輸電線路的短路點(diǎn)k-1、k-2的三相短路電流。由架空線路輸電至工廠變壓器高壓側(cè)，變壓器高壓側(cè)母線電壓10kV，經(jīng)過(guò)減壓至低壓母線0.4kV如圖2為線路短路系統(tǒng)圖。

3.1 三相短路點(diǎn)k-1處短路電流及容量

3.1.1 三相短路點(diǎn)k-1處電抗值

圖2：線路短路系統(tǒng)圖

圖3：某機(jī)械加工廠10kV供電系統(tǒng)電路總原理圖

（1）無(wú)限大容量供電系統(tǒng)電源的電抗值。SN10-10Ⅱ斷路器的斷流容量基準(zhǔn)電壓無(wú)限大容量電抗值可得：

（2）輸電線路電抗值。

計(jì)算k-1短路點(diǎn)的總電抗值為：

3.1.2 k-1處短路電流

3.2 三相短路點(diǎn)k-2處短路電流及容量

3.2.1 k-2處電抗值

（1）無(wú)限大容量供電系統(tǒng)電源的電抗值。

（2）輸電線路電抗值。

（3）k-2變壓器電抗值。

計(jì)算出k-2短路點(diǎn)的總電抗值為：

3.2.2 k-2點(diǎn)短路電流

4 輸電線的選擇及校驗(yàn)

4.1 架空線路進(jìn)線的選擇及校驗(yàn)

4.2 電纜線路進(jìn)線的選擇及校驗(yàn)

按照發(fā)熱條件進(jìn)行選擇，選擇YJV交聯(lián)聚乙烯型電纜。變壓器高壓側(cè)的電流值根據(jù)公式查表可知選擇電纜截面積為25mm2。按照熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)即：計(jì)算出最小截面積，可以滿足要求。

4.3 低壓側(cè)電纜的選擇

按照發(fā)熱條件進(jìn)行選擇，初選VLV22，直埋地下0.8m，地下溫度25℃，查表初選電纜截面積95mm2，I=195A。根據(jù)可以使用。根據(jù)電壓損耗進(jìn)行校驗(yàn)，車間P=126.5kW，Q=124.95kW。查表95mm2鋁芯電纜的電阻電抗通往車間的電纜輸電線路的長(zhǎng)度總長(zhǎng)為100m即：

4.4 校核電纜線路的熱穩(wěn)定度校核

5 電氣設(shè)備的選擇并校驗(yàn)

5.1 選擇高壓短路器并校驗(yàn)

（2）高壓斷路器熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路假想時(shí)間通常取電路主保護(hù)與固有斷路器分閘時(shí)間t=0.06s之和即：的熱穩(wěn)定電流有效值為三相短路熱穩(wěn)定度按照公式校驗(yàn)，滿足要求。

5.2 選擇高壓隔離開(kāi)關(guān)并校驗(yàn)

本設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算按照國(guó)家繪圖標(biāo)準(zhǔn)繪制出某機(jī)械加工廠10kV供電系統(tǒng)圖如3所示。