某鋼管加工廠變電所供配電設(shè)計

1、河南科技大學課程設(shè)計說明書課程名稱電力工程基礎(chǔ)題 目 某鋼管加工廠變電所供配電設(shè)計學 院 班 級 學生姓名 指導教師 日 期車輛與動力工程學院農(nóng)電092班鄧桂陽2013年3月14日摘要電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力；電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，資料.又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化；電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重 要性，在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞 動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于 實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，所以工廠企業(yè)供配電的電路設(shè)計要聯(lián)

2、系到各個方面, 負荷計算及無功補償，變壓器的型號、容量和數(shù)量的分配；短路的計算、設(shè)備的 選擇、線路的分配和設(shè)計等方面進行設(shè)計分析，把最好的供配電設(shè)計應(yīng)用到現(xiàn)實 生產(chǎn)中來，為經(jīng)濟的發(fā)展做出最好的服務(wù)。關(guān)鍵詞：配電所電力負荷功率補償短路電流電力工程課程設(shè)計任務(wù)書班級： 農(nóng)電092 姓名： 周祥 學號：設(shè)計題目：XXX鋼管加工廠變電所供配電設(shè)計一、設(shè)計目的熟悉電力設(shè)計的相關(guān)規(guī)程、規(guī)定，樹立可霏供電的觀點，了解電力系統(tǒng)，電網(wǎng)設(shè)計的基 本方法和基本內(nèi)容，熟悉相關(guān)電力計算的內(nèi)容，鞏固已學習的課程內(nèi)容，學習撰寫工程設(shè)計 說明書，對變電所區(qū)域設(shè)計有初步的認識。二、設(shè)計要求(1) 通過對相應(yīng)文獻的收集、分析以及

3、總結(jié)，給出相應(yīng)項目分析，需求預(yù)測說明。(2) 通過課題設(shè)計，堂握電力系統(tǒng)設(shè)計的方法和設(shè)計步驟。(3) 學習按要求編寫課程設(shè)計報告書，能正確闡述設(shè)計方法和計算結(jié)果。(4) 學生應(yīng)抱著嚴謹認直的態(tài)度積極投入到課程設(shè)計過程中，認直查閱相應(yīng)文獻以及實現(xiàn), 給出個人分析、設(shè)計以及實現(xiàn)。三、設(shè)計任務(wù)(-)設(shè)計內(nèi)容1 總降壓變電站設(shè)計(1) 負荷計算(2) 主結(jié)線設(shè)計：選主變壓器及高壓開關(guān)等設(shè)備，確定最優(yōu)方案。(3) 短路電流計算：計算三相短路電流，計算結(jié)果列出匯總表。(4) 主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備選擇及校驗。選用型號、數(shù)量、匯成設(shè)備一覽表。(5) 主要設(shè)備繼電保護設(shè)計：元件的保護方式選擇和整定計算

4、。(6) 配電裝責設(shè)計：包括配電裝責布萱型式的選擇、設(shè)備布責圖。(刀防雷、接地設(shè)計：包括直擊雷保護、進行波保護和接地網(wǎng)設(shè)計。2. 車間變電所設(shè)計根據(jù)車間負荷情況，選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量，以及變電所位萱的原則老慮。3. 廠區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，經(jīng)過詳細計算和分析比較，確定最優(yōu)方案。 (-)設(shè)計任務(wù)1 設(shè)計說明書，包括全部設(shè)計內(nèi)容，負荷計算，短路計算及設(shè)備選擇(要求列表)；2.電氣主接線圖。四、設(shè)計時間安排查找相關(guān)資料(1天)、總降壓變電站設(shè)計(3天)、車間變電所設(shè)計(2天)、 廠區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(1天)、撰寫設(shè)計報告(2天)和答辯(1天)。五、主要參考文獻1 電力工

5、程基礎(chǔ)2 工廠供電3 繼電保護.4 電力系統(tǒng)分析5 電氣工程設(shè)計手冊等資料指導教師簽字:資料.廠，該變電所A距廠東側(cè)5公里。 變電所A距無窮大系統(tǒng)50km,LGJ-185幾何均距35w采用LGJ-185雙回線連接。S& = 8變電所A-C5>-35kV待設(shè)計變電所一.工廠負荷統(tǒng)計及電源情況1 負荷情況：本廠主要承擔鋼管加工生產(chǎn)。全廠各車間負荷計算表如下:序號用電單位名稱設(shè)備容堇(kW)KdCOS0tan 2計算負荷P/kW)Q/kvor)SaofkV A)1UOE豐間95000.28C.80.752JCOE車間66030.28C.80.753ERW豐間5464C.5C.80.75

6、4新防腐豐間38500.550.80.755彎管豐間16920.60.80.756華龍防腐25800.550.80.757RBE豐間17500.350.80.752 電源情況如圖所示，工廠電源從電業(yè)部門某110/35kV變壓所A,用35kV雙回架空線引入本2XSFPL-8000/110 % = 14圖1 供電系統(tǒng)3電業(yè)部門對本廠提出的技術(shù)要求(1) 區(qū)域變電所35kV配出線路定時限過流保護裝責的整定時間為2秒，工廠“總降” 不應(yīng)大于1.5秒。(2) 在總降壓變電所35KV側(cè)進行計量。(3) 本廠的功率因數(shù)值應(yīng)在0.9以上。4供電貼費和每月電費制：每月基本電費按主變壓器容量計為18元/kVA,電

7、費為0.5 元/kW ho此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性地向供電部門交納供電貼費： 610kV 為 800 元/kVAo二. 本廠負荷性質(zhì)：本廠為三班工作制，最大有功負荷年利用小時數(shù)為5500小時，屬于二級負荷。三. 本廠的自然條件1. 氣象條件(1) 最熱月平均最高溫度為30°C;(2) 土壤中0.71米深處一年中最熱月平均溫度為20°C;(3) 年雷暴日為3】天；(4) 土壤凍結(jié)深度為10米；(5) 崑季主導風向為南風。2. 地質(zhì)及水文條件根據(jù)工程地質(zhì)勘探資料獲悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢平坦，地層以砂質(zhì)粘土為主，地 質(zhì)條件較好，地下水位為2.85.3米。地

8、耐壓力為20噸/平方米。第一章緒論工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式 的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既 簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所 占的比重一般很小。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投 資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量， 提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)

9、成本，減輕工人的勞動強度，改善工 人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能 供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重 要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家 經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略倉義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支 援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需 要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求：(1) 安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。(2) 可靠應(yīng)滿足電

10、能用戶對供電可靠性的要求。(3) 優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求(4) 經(jīng)濟供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。第二章負荷計算及功率補償§2. 1負荷計算的內(nèi)容和目的(1) 計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的 負荷，其熱效應(yīng)與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè) 計中，通常采用30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。(2) 尖峰電流指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負荷電流。一般 取啟動電流上午周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器 和保護元件等的依

11、據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應(yīng)考慮啟動電流的非周期分量。(3) 平均負荷為一段時間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時間之比。常選 用最大負荷班的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷 和電能消耗量。§2.2負荷計算的方法本設(shè)計采用需要系數(shù)法確定。主要計算公式有：有功計算負荷(kW)= KdPe無功計算負荷(kVCK) 視在負荷計算(kV A) S°=生COS0得各項數(shù)據(jù)列表如下(下表數(shù)據(jù)均為35kv側(cè)):表2J 全場各車間負荷計算統(tǒng)計資料序號用電單 位名稱設(shè)備 容量 (kW)KdCOS0tan 2計算負荷Pso(kW)S/kV -A)1UOE車 間95000.28

12、0.80.752660199533252JCOE車間66030.280.80.751848.841386.632311.053ERW車 間54640.50.80.752732204934154新防腐 車間38500.550.80.752117.51588.132646.885彎管車 間16920.60.80.751015.2761.412696華龍防腐25800.550.80.7514191064.251773.757RBE車 間17500.350.80.75612.5459.38765.63總計12405.049303.7915506.31§ 2.3全廠負荷計算由于工廠廠區(qū)范圍不大

13、，高壓配電線路上的功率損耗可忽略不計，因此表2-1所示的車間變壓器高壓側(cè)的計算負荷可認為就是總降壓變電所出現(xiàn)上的計算負荷。取K±p二0.92; K±q = 0.95,則總降壓變電所低壓母線上的計算負荷為Pso二K±p*tP30二0.92 X 12405.04二 11412.64 kWQ3O=Kzq*rQ3o=O.95 x 9303.79二8838.6 kvarS30 = g + 念 14435KVAcosq>= P30/S30 = 11412.64/14435« 0.79從設(shè)計任務(wù)書的要求可知，工廠35kV高壓側(cè)進線在最大負荷時，其功率因 素不應(yīng)小

14、于0.9,而由上面計算可知coscp二0.79V0.9?？紤]到變壓器的無功功率 損耗，遠遠大于有功功率損耗，為使工廠的功率因數(shù)提高到0.9,需在總降壓變 電所低壓側(cè)10KV母線上裝設(shè)并聯(lián)電容器進行補償，取低壓側(cè)補償后的功率因數(shù) 為0.92,則需裝設(shè)的電容器補償容量為：Qc = Pw(t-t2)=11412.64X (tonorccos0.79-tonorccos0.92) =3985 kvar取BWF10.5-100-1 W型的電容器，所需電容器個數(shù)為：n = Qc/qc = 3985/1000 =39.85取3的倍數(shù)，n二42,則實際補償容量為Qc= 100x42=4200 kvar 無功補

15、償后，變電所低壓側(cè)的計算負荷為：=厲)+ (。30 - Ge)? = J11412.64 +(883&6 - 4200)，二】2319 KV A變壓器的功率損耗為：(估算耳(0.01-0.02) ,(0.05-0.08)APt = 0.01 Sao* =0.01 * 12319= 123.19 kwQt二 O.O5S3/ =0.05* 12319 = 613.95 kvar變電所高壓側(cè)計算負荷為：Pao* =11412.64+ 123.19= 11535.83 kwQ/ = (8838.6-4200 )+ 613.95二5252.55 Kvar$30 = % 2+q2 = J11535

16、 .832+5252.55? = 12675 .36 KV A無功率補償后，工廠的功率因數(shù)為：coscp'二 P/ /Sso' = 11535.83 /12675.36= 0.91 >0.9因此，符合本設(shè)計的要求。資料.第三章主變壓器及主接線方案的選擇§3主變壓器臺數(shù)選擇主變壓器的選擇主要根據(jù)負荷計算表。主變壓器臺數(shù)選擇的要求：1、選擇一臺：供電計算負荷不大于1250KVA的三級負荷變電所；變電所 另有低壓聯(lián)絡(luò)線，或有其它備用電源，而總計算負荷不大于1250KVA的含有部 分一、二級負荷的變電所。2、選擇兩臺：供含有大量一、二級負荷的變電所；總計算負荷大于125

17、0KVA 的三級負荷變電所；季節(jié)性負荷變化較大，從技術(shù)經(jīng)濟上考慮運行有利的三級負荷變電所。本廠的負荷性質(zhì)屬于二級負荷,可靠性要求較高，所以主變壓器應(yīng)選擇兩臺, 其中一臺備用。當一臺故障時，另一臺可以馬上投入運行以保證此加工廠全廠的 供電需求。§ 3.2變電所主變壓器容量的選擇裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量,應(yīng)同時滿足以下兩個條 件：1、任一臺單獨運行時，ST> （0.60.7） S' so2、任一臺單獨運行時，StAS' so （丨+11 ）由于S' so二12675.36 KVA,因為該廠是二級負荷所以按條件2選變壓器。S&0.7X

18、 12675.36 二8872.75KV A AS&S'力（I + II ）因此選10000 KV A的變壓器二臺。§3.3變電所主變壓器型式變電所主變壓器型式的選擇1、油浸式：一般正常環(huán)境的變電所；2、干式：用于防火要求較高或環(huán)境潮濕，多塵的場所；3、密閉式：用于具有化學腐蝕性氣體、蒸汽或具有導電、可燃粉塵、纖維 會嚴重影響變壓器安全運行場所；4、防雷式：用于多雷區(qū)及土壤電阻率較高的山區(qū)；5、有載調(diào)壓式：用于電力系統(tǒng)供電電壓偏低或電壓波動嚴重且用電設(shè)備對電壓質(zhì)量又要求較高的場所。由于本設(shè)計的變電所為獨立式、封閉建筑，故采用油浸式變壓器。故選擇SFZ7-10000-3

19、5±3*2.5%/10.5kV YN,dl 1 的變壓器。表3-1主變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型號SFZ7-10000/35聯(lián)接組標號YN, dll空載電流1額定電壓(KV)高壓低壓35 ± 3 X 2.5%10.5阻抗電壓高-中7.5§ 3.4變配電所主接線的選擇原則1、當滿足運行要求時，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資；2、當變電所有兩臺變壓器同時運行時，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線 接線；3、當供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變壓器時，宜采用線路變壓 器組接線；4、為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時運行的變電所，應(yīng)采 用變壓器分列運行；5、接在線路上的

20、避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)；6、610KV固定式配電裝責的岀線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出 線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)；7、采用610 KV熔斷器負荷開關(guān)固定式配電裝責時，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔 離開關(guān)；8、由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計費用的專用電壓、 電流互感器（一般都安裝計量柜）；9、變壓器低壓側(cè)為0.4KV的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。當有繼 電保護或自動切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路 器；10、當?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采用低壓斷 路器時，在總開關(guān)的岀線側(cè)

21、及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。§ 3.5主接線方案的選擇對于電源進線電壓為35KV及以上的大中型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變 電所降為610KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓設(shè)備所 需的電壓。總降壓變電所主接線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備 （變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。主接線對變電所設(shè)備選擇和布置，運行的可靠性和經(jīng)濟性，繼電保護和控制 方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。1、一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所，這種內(nèi) 橋式接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多

22、、并且變電所 的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。2、一次側(cè)采用外橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所，這種主 接線的運行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負荷的工廠。 但與內(nèi)橋式接線適用的場合有所不同。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所 負荷變動較大、適用經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當一次電源電網(wǎng)采用 環(huán)行接線時，也宜于采用這種接線。3、一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所，這種主接線方式兼有上述 兩種橋式接線的運行靈活性的優(yōu)點，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級負 荷，適用于一、二次側(cè)進出線較多的總降壓變電所。4、一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所，

23、采用雙母線接線較之采用單母 線接線，供電可靠性和運行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大 增加了初投資，所以雙母線接線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運用主要用 于電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設(shè)計的鋼管加工廠是連續(xù)運行，負荷變動較小，電源進線較長（2.5km）, 主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長遠發(fā)展。采用主接線一次側(cè)采 用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓主接線，如下圖所示：VflLl芻電遞進線WL2' QS11QS21 'XX> QF11QF12 、 QS12QS01QS22QS02'Q?1QS13 QFL0QS23廣、T2 

24、4;QF21QF22 X QS2113S221單母線分段接線圖內(nèi)橋式接線圖則電氣主接線圖見附錄2第四章短路電流計算§4短路電流計算的目的及方法短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備,以及進行繼電保護裝 責的整定計算。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電 流通過。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的 阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出 來，并標明

25、其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由 于將電力系統(tǒng)當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采 用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流 和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺值法（又 稱相對單位制法）。§ 4.2短路電流計算本設(shè)計采用標幺值法進行短路計算所需計算電路所需計算電路圖41歸算前的等值電路圖0.1G51.751.75014670.750.146K1K20.75圖4-2歸算前等值電路圖歸算后的等值電路圖圖4-3歸算后等值電路圖1、確定基準值取 Sd=100MV A,尸 11

26、0KV,Ud2二37KV, Ud3=10.5KV,而 L嚴 S/館 Uw 二 100MV A/(V3 X110KV)二0.5KA ld2=Sd/V3Ud2=100MV A/(V3 x37KV)=1.6KAld3= Sd/V3Ud3=100MV A/(V3 X10.5KV) =5.5KA2、計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值1) 線路 L1 丄2 (Xo = 0.4Q/km)X】* = 0.4x50x100/ 11CF 二 0.165X2* = 0.4x50x100/11 CP 二 0.1652) 變壓器 T1,T2 (Ud%=14)X3* = X4*=Ud%Sd/100SN = 14 x 1

27、00/ (100 x 8) =1.753) 線路 L3,L4 (Xo = 0.4Q/km)X5* 二 X6* 二0.4X5X100/ 37,二0464) 變壓器 T3,T4 (Ud%= 7.5)X7* = X8*=Ud%Sd/l 00SN = 7.5x100/(100x10) =0.753、求kl點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標幺值X*Z(K.1)=X, r + X' 2* + X' 3*= 0.0825+0.875+0.073二 1.032) 三相短路電流周期分量有效值1/3) =ld2/X*zlK.n= 1.6/1.03=1.553) 其他三相

28、短路電流I”二|8(3)=lkl(3)= 1.55KAi5h(3)= 2.55 x 1.55KA = 3.95KALh(3)= 1.51 x 1.55 KA= 2.34KA4) 三相短路容量Skl (3)= Sd/X*) =100MVA/1.03=97.1 MV A4、求k2點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標幺值X*e(k-2)= X' r + X' 2* + X, 3*+X7*/ X8* 二 0.0825+0.875+0.073+0.75/2二 1.4052) 三相短路電流周期分量有效值也=Id3/X*Z(K.2) = 5.5KA/1.405 =

29、3.91 KA3) 其他三相短路電流1”(3)二 a二心二 3.91 KA4(3) = 1.84X3.91KA 二7.19KA1才=1.09x3.91KA = 4.26KA4) 三相短路容量Sk.2(3) = Sd/X*IM= 100MVA/1.405 = 71.2MV A表4-1短路電流計算結(jié)果匯總?cè)喽搪冯娏?KA短路容量/短路點MV AIkdkl1.553.952.3497.1k23.91794.2671.2第五章主要電氣設(shè)備選擇§5.1電氣設(shè)備選擇的條件為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，選擇導線和電纜截面計 算時必須滿足下列條件。1發(fā)熱條件導線和電纜（包括母線）在

30、通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的 發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運行時的最高允許溫度。2電壓損耗條件導線和電纜在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不 應(yīng)超過其正常運行時允許的電壓損耗。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進行電 壓損耗校驗。3經(jīng)濟電流密度35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但距離長電流大的線路，其導 線和電纜截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇，以使線路的年費用支出最小。所選截面， 稱為“經(jīng)濟截面”。此種選擇原則，稱為“年費用支出最小”原則。工廠內(nèi)的10KV及以下線路，通常不按此原則選擇。4機械強度導線截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對于電纜，不必校驗其機械強度，但需

31、校驗其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗短路時的穩(wěn)定度。對于絕緣導線和電纜，還 應(yīng)滿足工作電壓的要求。般10KV及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截 面，再校驗電壓損耗和機械強度。對長距離大電流及35KV以上的高壓線路，則 可先按經(jīng)濟電流密度確定經(jīng)濟截面，再校驗其它條件。§ 5.2 35kV架空線的選擇考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以35kV架空線相應(yīng)的 lgmax=1.05le即：Igmcix =1.05 x 一5一 = 1.05 x 一12一 二073kAy/3 xUNV3x35根據(jù)設(shè)計條件Tmax=5500h取J二1.3則導體經(jīng)濟截面面積 S二Igmo

32、x/J二 173/1.3=133.08mm2o§5.2.1.選擇導線（按照經(jīng)濟電流密度）：選擇LGJ-150/20鋼芯鋁絞線，其室外載流量為lj嚴306A,面積為S= 145.68mm2,導線最高允許溫度為70°C,根據(jù)工作環(huán)境溫度為30°C,查綜合 修正系數(shù)20.94,lj 1 xz=K lj 1 =0.94x 306=287.64A > Igmax,滿足電流的要求。§5.2.2.熱穩(wěn)定校驗（按最大運行方式d2點短路）：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的條件，變電所的繼保動作時限不能大于1.5秒，即十叩二1.5s,斷路器開短時間tO5=0.2s,非周期分量等效時間

33、ts=0.05s,則：短路假想時間 tima=top+to:+t = l .5+0.2+0.05=1.75s0架空線最小截面積Smin= =申 1、_x 1.75 彳二73.69v 133.08 mm2C87S>Smin,滿足熱定的要求。§5.3 10kV母線的選擇考慮到變壓器在電壓降低5%時其岀力保持不變，所以35kV架空線相應(yīng)的 lgmax=1.05le即：Igmox =1.05 x 一 = 1.05 x 一°二0.527kAy/3 x UNa/3 x 11.5§5.3.1選擇母線（按照最大工作電流）：選擇80x8單條矩形鋁導體平放作母線，面積為S=64

34、00mm2,平放時，長 期允許載流量為l“=1249A,導體最高允許溫度為70°C,根據(jù)工作環(huán)境溫度為 30°C的條件，查綜合修正系數(shù)K二0.94:le=kxlal=0.94x 1249=1174.06A > Igmox 滿足載流量的要求。§5.3.2.熱穩(wěn)定的校驗（按最大運行方式d2點短路）：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的條件，配電所的繼保動作時限不能大于15秒，即G二1.5s,斷路器開短時間toc=0.2s,非周期分量等效時間二0.05s,則：短路假想時間 timo=top+toc+t:=l .5+0.2+0.05=1.75s0母線最小截面積Smin= pQ"

35、;二 ''J、 1 75 % 。彳二73-69v640mC87S>Smin,滿足熱定的要求。§5.3.3.動穩(wěn)定校驗：取跨距L = 1.5m ,相間距離a = 0.5/?,硬鋁最大允許應(yīng)力ml = 70 x 106 pa ,抗彎矩 W = bh2/6 = (5 x 10 _3 )(25 x 1O3)2/6 = 5.2 x 10F相間電動力 fph =1.73x10-7ij /ci= 1.73x IO-7 (13.133 x IO3)2/0.5 = 59.68N最大相應(yīng)力芒now= 59.68x1.5/(10 x 5.2x IO-7 ) = 17.22 xlO6

36、pa5> %,滿足動穩(wěn)定的要求。§ 5.4安裝在變壓器35kV高壓側(cè)的斷路器§ 5.4.1. 35kV斷路器參數(shù)選擇額定電壓選擇：Un二Uns二35kV最高工作電壓選擇：UolmMUsm 二Unxl.15 二35 xl.15 二38.5kV額定電流選擇：QAlgmox考慮到變壓器在電壓降低5%時其岀力保持不變，所以相應(yīng)回路的Igmox二 1.05le即：Igmox =1.05 x 心= 1.05 x _ J()二073kAV3xt/jV75x35額定開斷電流選擇：b二I"額定短路關(guān)合電流選擇：iNcl>i；h.資料.額定電壓：UN=35kV最高工作電壓

37、Uolm =38.5kV 額定電流le二600A根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇SW2 - 35型少油式斷路器其參數(shù)如下:額定開斷電流為Ik =6.6kA 額定合閘時間0.12S 動穩(wěn)定電流峰值idw = 17kA 固有分閘時間0.06s 4S熱穩(wěn)定電流6.6kA§ 5.4.2. 35kV斷路器校驗校驗熱穩(wěn)定：FtAQk計算時間t欣二1.75sQk = lk2xdz= 1.552xl.75 = 4.2kA2 - SI2rt = 6.62x4= 174.24kA2 - S即l2tt>Qk ,滿足要求。檢驗動穩(wěn)定：i：hW ie:即:Lh= 4=3.95idw =17kA,滿足要求故35k

38、V進線側(cè)斷路器選擇戶外SW2 - 35型少油式斷路器能滿足要求。§ 5.5安裝在變壓器10kV低壓側(cè)的斷路器§5.5.1. 10kV斷路器參數(shù)選擇額定電壓選擇：UnxUns二10kV最高工作電壓選擇：Uolm >Usm=Unxl5二10 x 15二11.5kV額定電流選擇：QAlgmox考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的 lgmax= 1.05le即：Igmox =1.05 x 丫 'n =1.05 x"二0.527kAa/3 x t/,vx/3 x 11.5額定開斷電流選擇：b=r額定短路關(guān)合電流選擇：iNc!>i；h

39、額定電壓：UN=10kV最高工作電壓Ualm =11.5kV根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇ZN18-10型真空式斷路器其參數(shù)如下：額定開斷電流為Ik =25kA額定合閘時間0.045S動穩(wěn)定電流峰值idw =63kA固有分閘時間0.03s3S熱穩(wěn)定電流25kA額定電流le二630A§5.5.2. 1 OkV斷路器校驗校驗熱穩(wěn)定：l2»t>Qk計算時間tima=1.75sQk = lk2 x dz = 3.912 x 1.55 = 23.7kA2 - SFrt 二 25?x4 二 2500 kA' S即l2tt>Qk ,滿足要求。5.5.3.檢驗動穩(wěn)定：LhV

40、ie：即:i5h= 1=7.19kA< ie5= idw =63kA,滿足要求故lOkV主變進線側(cè)斷路器選擇戶內(nèi)ZN18-10型真空式斷路器能滿足要求。§5.6 35kV側(cè)隔離開關(guān)§5.6.1. 35kV側(cè)隔離開關(guān)參數(shù)選擇額定電壓選擇：Un>Vns = 35kV額定電流選擇：QMlgmcix考慮到隔離開關(guān)是與相應(yīng)的斷路器配套使用，所以相應(yīng)回路的le應(yīng)與斷路器相同,即:le=600A根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇GW4-35II(D)W型隔離開關(guān)，其參數(shù)分別如下：額定電壓：5二35kV額定電流le =630A最高運行電壓：Ula=38.5kV動穩(wěn)定電流峰值idw二50k

41、A4S熱穩(wěn)定電流20kA§5.62校驗熱穩(wěn)定(下列時間均取自對應(yīng)斷路器，后備保護取2S):即 l2tt >Qk計算時間 tjs= td + tb = 0.05 + 2=2.05SQk=lklxdz= 1.552x2.05 = 4.93kA2 - Sl2rt = 400x4 =1600 kA2 - S即F tt>Qk ,滿足要求。§ 5.6.3.檢驗動穩(wěn)定：ish< ies即:ish= ich=3.95kA< ies= idw =50kA,滿足要求§ 5.6.4.由于后面在選擇了 KYN28A-12 （VE）的手車式高壓開關(guān)柜，10kV高 壓

42、斷路器等高壓設(shè)備就安裝手車上，需要檢修時斷路器等高壓設(shè)備時，可隨時拉 出手車，已經(jīng)起到隔離開關(guān)的作用，所以本設(shè)計沒有必要再另外選擇10kV高壓 隔離開關(guān)。§ 5.7安裝在35kV高壓進線側(cè)的電流互感器§ 5.7.1.35kV主變側(cè)電流互感器的配責原則：1）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配制；2）本站35kV配電裝責為戶外式，因此電壓互感器也為戶外油浸式；3）根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，本所計量在35kV側(cè)，因此為滿足保護和測量、計費的需要，電流互感器二次繞組應(yīng)分別配置計量、測量、保護三種繞組，其中 保護分為主保護、后備保護、備用，共計需要5個繞組。§ 5.72 35kV主變側(cè)

43、電流互感器的一次回路額定電壓選擇電流互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：UgwUn二35kV§ 5.7.3. 35kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電流選擇電流互感器的一次額定電流選擇必須滿足：Ig.moxwlnIn-電流互感器的一次額定電流Igmax-電流互感器一次最大工作電流考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的 lgmax=1.05le即：lgmox=1.05x二 1.05 x=0.173kA>5 xUN>/3x35因此電流互感器的一次額定電流可選用與此匹配的等級二200 Ao§ 5.7.4.準確度選擇按照常規(guī)設(shè)計，一般二次繞組準確度選擇

44、：計量繞組0.2S級、測量繞組0.5 級，保護繞組10P級。§ 5.7.5.型號、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終35kV主變側(cè)電流互感器型號及參數(shù)為：戶外油浸式LB-35kV 0.2S 30VA/0.5 30VA/3*10P 30VA 200/5Ao§ 5.8安裝在lOkV變壓器低壓側(cè)的電流互感器§5.8.1. 10kV主變側(cè)電流互感器的配責原則：1）對非直接接地系統(tǒng)，可按三相或兩相配制，一般進線側(cè)按三相配責，饋 線側(cè)按兩相配責；2）本站10kV配電裝責為戶內(nèi)式，因此電壓互感器也為戶內(nèi)干式絕緣；3）根據(jù)10kV保護和測量、計費的需要，電流互感器二次繞組應(yīng)分別配責計量、

45、測量、保護三種繞組，共計需要3個繞組。§ 5.8.2. 10kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電壓選擇電流互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：UgwUn二10kV§ 5.8.3. 10kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電流選擇電流互感器的一次額定電流選擇必須滿足：Ig.moxwlnIn-電流互感器的一次額定電流Igmax-電流互感器一次最大工作電流考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的lgmax=1.05le即：Igmox =1.05 x一=1.05 x _()二0.527kAa/3 x UN73x11.5因此電流互感器的一次額定電流可選用與此匹配的等級二

46、600 Ao§ 5.8.4.準確度選擇按照常規(guī)設(shè)計，一般二次繞組準確度選擇：計量、測量繞組0.5級，保護繞 組10P級。§ 5.8.5.型號、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終10kV主變側(cè)電流互感器型號及參數(shù)為：戶內(nèi)干式LZZJB6-10kV 0.2S 30VA/0.5 30VA/10P 30VA 600/5A0§ 5.9 35kV電壓互感器的參數(shù)計算與選擇§5.9.1.35kV電壓互感器的配責原則：1）為監(jiān)視線路電壓和滿足計量、保護裝責的需要，在35kV的進線側(cè)裝設(shè) 三相電壓互感器。本站35kV配電裝責為戶外式，因此電壓互感器也為戶外油浸 式。電壓互感器一般

47、采用電容均壓式電壓互感器（TYD）;2）根據(jù)35kV保護和測量、計費的需要，電壓互感器二次繞組應(yīng)分別配責 計量、測量、保護三種繞組，對應(yīng)的組別分別為：一次側(cè)星形，二次側(cè)計量測量、 保護為星形，單相接地監(jiān)測為開口三角。§ 5.9.2.次額定電壓選擇一次額定電壓為Un二35kV,允許一次電壓波動范圍為U=35kV±10%o§ 5.9.3.-次額定電壓選擇根據(jù)一次繞組接入方式為接入相電壓上，電壓互感器測量、計量和保護繞 組二次額定電壓為Un1 =0.1/73 kV,單相接地繞組二次額定電壓為 UnJ =0.1 kV0§ 5.9.4.額定容量選擇為保證互感器的準

48、確級，其二次側(cè)所接負荷S2應(yīng)不大于該準確級所規(guī)定的 額定容量Se20即：Se2 >S2 = le22z2fz2f = Vy + Vj + Vd + Vc (Q)Vy-測量儀表電流線圈電阻Vj-繼電器電阻Vd-連接導線電阻Vc接觸電阻一般取0Q按照常規(guī)設(shè)計，一般二次繞組額定容量為：計量、測量45VA,保護、接 地監(jiān)測30VAo§ 5.9.5.準確度選擇按照設(shè)計任務(wù)書要求，本所計量在35kV側(cè)，因此二次繞組準確度選擇： 計量、測量繞組0.5級，保護繞組10P級，單相接地監(jiān)測繞組10P級。§ 5.9.6型號、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終35kV電壓互感器型號及參數(shù)為：戶外油浸

49、式JDJJ2- 35kV 34.5/73: 0.1/V3 : 0.1/V3 : 0.1 kV 0.5 30VA/10P 30VA/10P 30VAo §5.10 10kV電壓互感器的參數(shù)計算與選擇§5.10.10kV電壓互感器的配責原則：1) 為監(jiān)視線路電壓和滿足計量、保護裝責的需要，在10kV的I、II段母線 側(cè)裝設(shè)三相電壓互感器。本站10kV配電裝責為戶外式，因此電壓互感器也為戶 內(nèi)干式。2) 根據(jù)10kV保護和測量、計費的需要，電壓互感器二次繞組應(yīng)分別配責 計量、測量、保護三種繞組，對應(yīng)的組別分別為：一次側(cè)星形，二次側(cè)計量測量、 保護為星形，單相接地監(jiān)測為開口三角。&

50、#167;5.10.2. 次額定電壓選擇一次額定電壓為Un二10kV,允許一次電壓波動范圍為U二10kV±10%。§5.10.3.二次額定電壓選擇根據(jù)一次繞組接入方式為接入相電壓上，電壓互感器測量、計量和保護繞 組二次額定電壓為Un*二0.1/、行kV,單相接地繞組二次額定電壓為 Un5 二O.lkV。§5.10.4額定容量選擇為保證互感器的準確級，其二次側(cè)所接負荷S?應(yīng)不大于該準確級所規(guī)定的 額定容量Se20即：Se2 >S2 = le22z2fz2f = Vy + Vj + Vd + Vc (Q)Vy-測量儀表電流線圈電阻Vj-繼電器電阻Vd-連接導線電

51、阻Vc接觸電阻一般取0Q按照常規(guī)設(shè)計，一般二次繞組額定容量為：計量、測量75VA,保護、接 地監(jiān)測30VAo§5.10.5.準確度選擇根據(jù)慣例，二次繞組準確度選擇：計量、測量繞組0.5級，保護繞組10P 級，單相接地監(jiān)測繞組10P級。§5.10.6.型號、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終10kV電壓互感器型號及參數(shù)為：戶內(nèi)干式JDZJl-lOkV10/V3 : 0.1/V3 : 0.1/73 : 0.1 kV 0.5 75VA/10P 30VA/10P 30VAo§5.11 10kV高壓柜的選擇根據(jù)上文所述：10kV采用戶內(nèi)高壓開關(guān)柜，選擇型號為KYN28A-12的手

52、車式開關(guān)柜，高壓斷路器等主要電氣設(shè)備安裝手車上，高壓斷路器等設(shè)備需要檢 修時，可隨時拉出手車，然后推入同類備用手車，即可恢復(fù)供電。柜體規(guī)格為800xl700x2300o表5-1電氣設(shè)備匯總設(shè)備型號規(guī)格安裝地點斷路器隔離開關(guān)電流互感器電壓互感器35KV 側(cè)SW2-35GW- LB-35kVJDJJ2- 35kV35II(D)W10KV 側(cè)ZN18-10LZZJB6-10kVJDZJ1- 10kV第六章主要設(shè)備繼電保護設(shè)計根據(jù)需要，對總降壓變電所如下設(shè)備安裝繼電保護裝責：主變壓器保護，10KV饋電線路保護，備用電源進線保護以及10KV母保護。這里只列舉主變壓 器保護，其他保護的整定方法與其類似。&

53、#167; 6.1.過負荷保護1) 電流整定：取可靠系數(shù)Krel = 1.05,繼電器返回系數(shù)Kf = 0.85變壓器的一次額定電流Ie = SN/4Wn = 10000/(73x35) = 164.96 ,換算成 二次額定電流為 7=164.96 x 5/200 = 4.124Idz = Krel x le'l K, =1.05x4.12/0.85=5.09A2) 動作時限：fop = 10 15s§6.2.過電流保護1)電流整定：取可靠系數(shù)K=1.3,接線系數(shù) = 1,電流互感器變比K,=200 / 5 = 40, 繼電器返回系數(shù)Kre = 0.8變壓器最大負荷電流 IL

54、max = 1.5 x lbl = 1.5 xSn/(43 x UN) =1.5X1000/(35x1.732) =247.44A資料.Krel x Kwx KreJ僞 x247.T0.05A2）保護動作時間整定根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，本所保護動作時間t = .5s3）靈敏度效驗：<2）S廠/宀"汐=16>15滿足要求。§6.3.電流速斷保護1）電流整定：取可靠系數(shù)K應(yīng)= 1.3,接線系數(shù)心=1,電流互感器變比/ = 200/5 = 40,電壓互感器變比K, = 35/10.5 = 3.33皿為需；產(chǎn)Z0.26A2）靈敏度效驗:(2)K= / /八1例 _ 1 d2

55、 min7 1 qb= 116 / 50.26 = 2.3 >2 滿足要求。第七章配電裝置設(shè)計變電所的布置形式有戶內(nèi)，戶外和混合式3種。戶內(nèi)式變電所將變壓器，配 電裝責安裝于室內(nèi)，工作條件好，運行管理方便；戶外式變電所將變壓器，配電 裝置全部安裝在室外。該鋼管加工廠設(shè)計成戶內(nèi)式，采用單層布責。布責主要包 括變壓器室，高壓配電室，低壓配電室，值班室，消防室，和工具間等。對變電所布責的要求：(1) 室內(nèi)布責應(yīng)緊湊合理，便于值班人員操著，檢修，試驗，巡視和搬運, 配電裝責應(yīng)滿足最小允許通道寬度，考慮今后發(fā)展和擴建的可能。(2) 合理布責變電所各室位責，高壓配電室，電壓配電室與變壓器室相鄰, 高低壓配電室的位責應(yīng)便于岀進岀線，值班室的位責應(yīng)便于運行人員工作管理。(3) 變壓器的設(shè)責應(yīng)避免日曬，控制室盡可能利用自然采光和通風。(4) 配電室的設(shè)責應(yīng)符合安全和防火要求，對氣器設(shè)備載流部分應(yīng)采用金 屬網(wǎng)隔離。(5) 高低壓配電室，變壓器室門應(yīng)該向外開啟，相鄰的配電室的門應(yīng)該能 夠雙向開啟。(6) 變電所內(nèi)不允許采用可燃材料裝飾，不允許熱力管道，可燃