10KV變電站的電氣一次畢業(yè)設(shè)計

1、10KV變電站的電氣一次畢業(yè)設(shè)計 10KV變電站的電氣一次設(shè)計摘要:本設(shè)計設(shè)計了一個電子廠的供電系統(tǒng),在滿足工廠供電設(shè)計中安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的基本要求的前提下,本文首先根據(jù)全廠和車間的用電設(shè)備情況和生產(chǎn)工藝要求,進(jìn)行了負(fù)荷計算,通過功率因數(shù)的計算,進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)計(包括無功補(bǔ)償容量計算和補(bǔ)償設(shè)備選擇、校驗),確定了電子廠的供電方案,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,確定了供電系統(tǒng)的主接線形式,選擇了主變壓器的臺數(shù)和容量。其次,本文設(shè)計了廠區(qū)供電和配電網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行了車間變電所以及車間配電系統(tǒng)和車間電氣設(shè)計,按照經(jīng)濟(jì)電流密度法,選擇了合適的導(dǎo)線和電纜,通過合理設(shè)置短路點(diǎn),進(jìn)行正確的短路電流計算,進(jìn)行了主要電氣設(shè)

2、備的選型和校驗。關(guān)鍵詞:供電系統(tǒng); 負(fù)荷計算; 主變壓器; 設(shè)備選擇 Abstract :The design of an electronic factory power supply system, power plant design to meet safety, reliability, quality, basic requirements of the economy under the premise of this paper, according to all electrical equipment factory and workshop conditions and

3、production process requirements, for a load calculation, by calculating the power factor, reactive compensation in the design including reactive power compensation capacity calculation and compensation equipment selection, calibration, to determine the supply of electronic works program, through tec

4、hnical and economic comparison of the power supply system to determine The main connection form, select a main transformer station number and capacity. Secondly, the paper design of the power plant and distribution network, conducted a workshop and the workshop substation electrical distribution sys

5、tems and plant design, in accordance with the economic current density method, select the appropriate wire and cable, through a reasonable set short-circuit point, for correct short-circuit current calculation, carried out a major electrical equipment selection and validationKey words: power system,

6、 load calculation, transformer ,equipment selection目 錄第0章、緒 論1第1章、分析原始資料,確定電源的引入方式31.1.工廠總平面圖31.2.工廠生產(chǎn)任務(wù)規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格31.3工廠負(fù)荷情況31.4供電電源請況41.5.氣象資料4第2章、負(fù)荷計算及無功功率補(bǔ)償計算52.1 用電設(shè)備負(fù)荷的計算52.2 負(fù)荷計算表62.3無功功率補(bǔ)償7第3章、變電站的位置與型式、合理地布置好各設(shè)備的位置.103.1. 主變壓器選擇103.2.主變壓器位置的確定10第4章、變電站主變壓器的臺數(shù)、容量及類型的選擇13第5章、變電站主結(jié)線方案的設(shè)計145.1變電所主要

7、結(jié)線方案的提出145.2變電所主要結(jié)線方案的選擇14第6章、短路電流的計算196.1 繪制計算電路圖196.2 計算短路電流19第7章、變電站一次設(shè)備的選擇227.1 10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗227.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗26第8章、防雷接地328.1變電站的防雷設(shè)計328.2 接地保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計35第9章、設(shè)備材料清單38結(jié) 論40致 謝41主要參考文獻(xiàn)42 第0章 緒 論 電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和核心動力。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(jì),又便于控制、調(diào)節(jié)和測量,有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此,電能在現(xiàn)代工

8、業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。 在企業(yè)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(除電化工業(yè)外)。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(shí)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(qiáng)度,改善工人的勞動條件,有利于實(shí)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(yán)重的后果。 可見,做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)自動化生產(chǎn),實(shí)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)

9、濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義,因此做好工廠供電工作,對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)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(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要,并確實(shí)做好節(jié)能環(huán)保工作,就必須達(dá)到以下基本要求: 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。 可靠: 應(yīng)滿足電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(jì): 供電系統(tǒng)的投資要少,運(yùn)行費(fèi)用要低,并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 此外,在供電工作中,應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系,既要照顧局部的當(dāng)前的利益,又要有全局觀點(diǎn),能顧全大局,

10、適應(yīng)社會的發(fā)展。為了保證工廠供電的正常運(yùn)轉(zhuǎn),就必須要有一套完整的保護(hù),監(jiān)視和測量裝置。目前多以采用自動裝置,將計算機(jī)應(yīng)用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。 工廠供電設(shè)計的一般原則: 按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、GB50053-94 10kv及以下設(shè)計規(guī)范、GB50054-95 低壓配電設(shè)計規(guī)范等的規(guī)定,進(jìn)行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則: (1) 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策; 必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn),執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策,包括節(jié)約能源,節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。 (2) 安全可靠、先進(jìn)合理; 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全,供電可靠,電能質(zhì)量合格,技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)合理,采用效率高、能耗

11、低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。 (3) 近期為主、考慮發(fā)展; 應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃,正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系,做到遠(yuǎn)近結(jié)合,適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。(4)全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等,合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員,有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計的有關(guān)知識,以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。第1章 分析原始資料,確定電源的引入方式1.1.工廠總平面圖圖1-1 工廠總平面圖1.2.工廠生產(chǎn)任務(wù)規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格 本廠生產(chǎn)電子產(chǎn)品,年生產(chǎn)能力為100000萬個電子

12、元件。1.3工廠負(fù)荷情況 本廠的供電均為三級負(fù)荷,統(tǒng)計資料如表1-1所示: 表1-1 負(fù)荷統(tǒng)計資料序號用電設(shè)備組名稱容量Pe需要系數(shù)Kdcos&tan& 1生產(chǎn)車間12000.250.51.73 2生產(chǎn)車間22000.250.51.73 3生產(chǎn)車間32000.250.51.73 4老化室112000.30.651.17 5老化室212000.30.651.17 6老化室312000.30.651.17 7工模室600.80.90.48 8研發(fā)室600.80.90.48 9倉庫13000.50.90.4810倉庫23000.50.90.4811辦公室1600.80.90.4812

13、辦公室2600.80.90.4813辦公室3600.80.90.4814廠區(qū)600.80.90.481.4供電電源請況按與供電局協(xié)議,公司可由附近一條10kv的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號為LGJ-150,導(dǎo)線為等邊三角形排列,線距了2m;干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù),定時限電流保護(hù)整定的動作時間為1.7s。為滿足工廠三級負(fù)荷的要求,可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。1.5.氣象資料本廠地區(qū)最高溫度為35度,最熱月平均最高氣溫為28度。地質(zhì)水文資料:本

14、廠地區(qū)海拔55M,底層以沙粘土為主,地下水位為1.8M第2章 負(fù)荷計算及無功功率補(bǔ)償計算2.1 用電設(shè)備負(fù)荷的計算因為設(shè)備臺數(shù)多,且無大容量設(shè)備,所以用需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷1 生產(chǎn)車間 1 、生產(chǎn)車間2 、生產(chǎn)車間3有功計算負(fù)荷 P30kdPe 車間是焊接車間,取kd為0.25、tan&為1.73、cos&為0.5,車間的用電總設(shè)備容量為Pe200kw.則P30kdPe200*0.2550kw無功計算負(fù)荷 Q30P30tan& 其中tan&為車間功率因數(shù)cos&的正切值,則Q30P30tan&50*1.7386.5kvar視在計算負(fù)荷S30P3

15、0/cos&100KVA計算電流I30S30/1.732Un151.9A所以生產(chǎn)車間的總有功計算負(fù)荷為:P= 3P30=150kw總無功計算負(fù)荷為:Q3Q30=259.5kvar2 老化室1 、 老化室2 、老化室3按需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷有功計算負(fù)荷 P30kdPe取kd為0.3、tan&為1.17、cos&為0.65,車間的用電總設(shè)備容量為Pe1200kw.則P30kdPe1200*0.3360kw無功計算負(fù)荷 Q30P30tan& 其中tan&為車間功率因數(shù)cos&的正切值,則Q30P30tan&360*1.17421.2kvar視

16、在計算負(fù)荷S30P30/cos&554KVA計算電流I30S30/1.732Un841.7A所以的總有功計算負(fù)荷為:P= 3P30=1080kw總無功計算負(fù)荷為:Q3Q30=1263.6kvar3 辦公室1 、 辦公室2 、 辦公室3 、 廠區(qū) 、 研發(fā)室 、 工模室按需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷有功計算負(fù)荷 P30kdPe 取kd為0.8、tan&為0.48、cos&為0.9,辦公室等的用電總設(shè)備容量為Pe60kw.則P30kdPe60*0.848kw無功計算負(fù)荷 Q30P30tan& 其中tan&為功率因數(shù)cos&的正切值,則Q30P30tan&a

17、mp;23kvar視在計算負(fù)荷S30P30/cos&53.3KVA計算電流I30S30/1.732Un81A所以的總有功計算負(fù)荷為:P= 6P30=288kw總無功計算負(fù)荷為:Q6Q30=138kvar4 倉庫1、 倉庫2按需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷有功計算負(fù)荷 P30kdPe取kd為0.5、tan&為0.48、cos&為0.9,倉庫的用電總設(shè)備容量為Pe300kw.則P30kdPe300*0.5150kw無功計算負(fù)荷 Q30P30tan& 其中tan&為功率因數(shù)cos&的正切值,則Q30P30tan&72kvar視在計算負(fù)荷S30P30/c

18、os&166.7KVA計算電流I30S30/1.732Un253A所以的總有功計算負(fù)荷為:P= 2P30=300kw總無功計算負(fù)荷為:Q2Q30=144vkvar2.2 負(fù)荷計算表表2-1 負(fù)荷計算序號用電設(shè)備組名稱容量Pe/kw需要系數(shù)Kdcos&tan&計算負(fù)荷P30Q30S30 I301老化室112000.30.651.17360421.2554841.72老化室212000.30.651.17360421.2554841.73老化室312000.30.651.17360421.2554841.74辦公室1600.80.90.48482353.3815辦公室260

19、0.80.90.48482353.3816辦公室3600.80.90.48482353.3817工模室600.80.90.48482353.3818研發(fā)室600.80.90.48482353.3819廠區(qū)600.80.90.48482353.38110生產(chǎn)車間12000.250.51.735086.5100151.911生產(chǎn)車間22000.250.51.735086.5100151.912生產(chǎn)車間32000.250.51.735086.5100151.913倉庫13000.50.90.4815072166.725314倉庫23000.50.90.4815072166.725315總計380V側(cè)

20、51600.6918181805.1取K0.8K0.851454.41534.32114.132122.3無功功率補(bǔ)償 由上式可知,該廠380v側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)cos&P30 /S30 而2561則cos&1818/25610.69功率因數(shù)只有0.69而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷不應(yīng)低于0.90?？紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗,因此380V側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.90,暫時取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量:Qc Pm tan&1 - tan&2 1454.4tanarccos0.69)? tanarccos0.92

21、kvar 906.1 kvar根據(jù)相關(guān)資料,并參照圖選擇PGJ1型低壓自動補(bǔ)償屏,并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型,該型號適用于額定電壓0.4kv,其額定容量是14kvar,額定電容是280uF,頻率為50Hz,詳述為三相。采用方案2(主屏)一臺和方案3(輔屏)8臺相組合,總共容量為112*91008kvar。因此電子廠中采用并聯(lián)電容器的方式來補(bǔ)償供電系統(tǒng)中的無功功率。由于補(bǔ)償效果較高壓集中補(bǔ)償方式好,特別是它能減少變壓器的視在功率,從而可使主變壓器容量選得較小,所以采用低壓集中補(bǔ)償?shù)姆绞絹斫鉀Q,并選擇中性點(diǎn)不接地的星形接線方式如圖2-1所示:圖2-1 低壓電空器集中補(bǔ)償結(jié)線這種補(bǔ)償?shù)牡蛪弘?/p>

22、容器柜一般可以安裝在低壓配電室內(nèi),運(yùn)行維護(hù)安全。電容器組都采用形接線,一般利用220v、1525w的白熾燈的燈絲電阻來放電。放電用的白熾燈同時兼作電容器組正常運(yùn)行的指示燈。380v側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷:P1454.4KW Q1543.3-1008526.3KW 1546.6KVA I2350A主變壓器的有功功率損耗計算由公式(新型低損耗配電變壓器按此公式計算) 0.0151546.623KW 無功功率損耗由公式 0.061546.693KW10kV側(cè)負(fù)荷總計:P1454.4+231477.4KW Q526.3+93619.3KW 1602KVA I92.5A統(tǒng)計負(fù)荷如下表:項目cosQP/kwQ/kw

23、S/KVAI/A380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.691454.41534.32114.13212380V側(cè)無功補(bǔ)償容量-1008380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.921454.4526.31546.72350主變壓器功率損耗0.015*S30230.06*S309310kV側(cè)負(fù)荷總計0.921477.4619.3160292.5 第3章變電站的位置與型式、合理地布置好各設(shè)備的位置3.1. 主變壓器選擇 容量的確定: 1)主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇,并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10-20年的負(fù)荷發(fā)展。對于城郊變電站,主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。2根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定變壓器的

24、容量。對于有重要負(fù)荷變壓器的變電所,應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時,其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許進(jìn)間內(nèi),應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷.考慮到本廠沒有大容量設(shè)備,裝設(shè)一臺主變壓器也能滿足要求,決定只裝設(shè)一臺主變壓器。3.2.主變壓器位置的確定變電站的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心。工廠的負(fù)荷中心按功率矩法來確定,計算公式根據(jù)參考書畢業(yè)指導(dǎo),見下在工廠平面圖的下邊和左側(cè),任作一直角坐標(biāo)的x軸和y軸,測出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置,例如P1(x1,y1),P2(x2,y2)等。而工廠的負(fù)荷中心設(shè)在P(x,y), P為P1+P2+P3+ 。因此,仿照力學(xué)中計算重心的力矩方程,可得負(fù)荷中心的坐標(biāo):

25、(3-1) (3-2)參照工廠平面圖,制作坐標(biāo),確定坐標(biāo)位置,如圖3-1所示:圖3-1 電子廠坐標(biāo)圖從上圖帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計算: 2.553.75根據(jù)計算,工廠的負(fù)荷中心在2號倉庫左側(cè),即在老化室3和2號倉庫之間?？紤]到方便進(jìn)線及周圍環(huán)境情況,決定在2號倉庫東南側(cè)緊靠生產(chǎn)車間修建變電站,其型式為附設(shè)式。即變電站位置如圖所示:第4章變電站主變壓器的臺數(shù)、容量及類型的選擇 (一)主變壓器臺數(shù)的確定由于本廠沒有大容量設(shè)備,確定為三級負(fù)荷,一臺主變壓器就能滿足要求,所以確定選擇一臺主變壓器。(二)主變壓器容量的確定1 裝一臺主變壓器的容量應(yīng)不小于總的計算負(fù)荷S,即(4-1)2 主變壓器單臺容量上限 單臺配

26、電變壓器(低壓為0.4V)的容量一般不宜大于1250kva。當(dāng)用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時,亦可選用較大容量(例如1600-2000kva)的配電變壓器。(三)主變壓器型號的確定選用一臺主變壓器 型式采用S9(S9-S:油浸式變壓器 9:設(shè)計代號;)綜合本廠各方面負(fù)荷情況,決定選用一臺S9-2000/10型低損耗配電壓器。 第5章變電站主結(jié)線方案的設(shè)計5.1變電所主要結(jié)線方案的提出針對本廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況,工廠變電所的主要變壓器可有下列三種方案:方案一:放射式接線方案方案二: 樹干式接線方案方案三:環(huán)形式接線方案主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0。5.2變電所主要結(jié)線方案的選擇 按

27、上面考慮的三種主變壓器的方案可設(shè)計三種主結(jié)線方案: 放射式接線方案,如圖5-1所示: 圖5-1 放射式主結(jié)線圖 樹干式接線方案,見圖5-2所示;圖5-2 樹干式主結(jié)線圖 環(huán)形式接線方案,如圖5-3示:圖5-3 環(huán)形式主接線圖三種主接線的優(yōu)缺點(diǎn)比較: 放射式優(yōu)點(diǎn):接線的線路之間相互不影響,工電可靠性較高,而且便于裝設(shè)自動裝置,保護(hù)裝置也較簡單,多用于設(shè)備容量較大或?qū)╇娍煽啃砸筝^高的用電設(shè)備。缺點(diǎn):一般情況下,其有色金屬消耗量較多,采用的開關(guān)設(shè)備也較多。 樹干式 優(yōu)點(diǎn):多數(shù)情況下,能減少線路的有色金屬消耗量,采用的開關(guān)設(shè)備數(shù)量少,投資較省。 缺點(diǎn):供電可靠性較低,當(dāng)干線發(fā)生故障時,影響停電的范

28、圍大。 環(huán)形式 優(yōu)點(diǎn):供電可靠性較高,任一線路發(fā)生故障或檢修時,都不致造成供電中斷,或只短時停電,一旦切換電源的操作完成,即能恢復(fù)供電。同時,可使電能損耗和電壓損耗減少。 缺點(diǎn):其保護(hù)裝置及其整定配合比較復(fù)雜。如果其保護(hù)得整定配合不當(dāng),容易發(fā)生誤操作,反而擴(kuò)大故障停電范圍。 綜上所述:在考慮到三種接線方案的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),且蹦工廠負(fù)荷比較集中,決定采用放射式接線方案作為本設(shè)計的主接線方案。 圖5-3 一臺主變壓器的方案總圖第6章 短路電流的計算6.1 繪制計算電路圖計算電路圖,是一種簡化了的電氣單線圖,本設(shè)計的計算電路圖如下圖6-1所示 圖 6-1短路計算電路6.2 計算短路電流我們知道計

29、算短路電流的方法有歐姆法和標(biāo)幺值法,歐姆法適合簡單一點(diǎn)的短路計算,而標(biāo)幺值法適合復(fù)雜一點(diǎn)的短路計算。雖然兩者的計算方法不一致,但計算結(jié)果一致,這里采用標(biāo)幺值法進(jìn)行計算。1、確定基準(zhǔn)值 設(shè)100MVA,即高壓側(cè)10.5kV,低壓側(cè)0.4kV,則 5.50kA144.34kA2、計算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值 1 電力系統(tǒng) Sd/Soc100MVA/200MVA0.52 架空線查工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表5-1得LGJ-150的10kV架空線的X00.36/km,而線長為5km,故X0lSd/U2c(0.36×5)×1.62 3 電力變壓器 查設(shè)計手冊得S9-2000變壓器容量為20

30、00Kva的電抗值為%6,故3 同樣,可以由此計算出其它變壓器的電抗標(biāo)幺值,因此繪等效電路,如圖6-2圖6-2等效電路 3、計算k-1點(diǎn)(10kV側(cè))的短路總電抗及三相短路電流和短路容量1 總電抗標(biāo)幺值+0.5+1.622.122 三相短路電流周期分量有效值/5.5kA/2.122.60kA3 其他短路電流2.60kA2.556.63kA1.513.92kA 4 三相短路容量100MVA/2.1247.1MVA 4、計算k-2點(diǎn)(0.4kV側(cè))的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值+5.12 2三相短路電流周期分量有效值 /144.34kA/5.1228.2kA 其他短路電流

31、28.2kA 1.8451kA 1.0930.7kA 4三相短路容量100MVA/5.1222.1MVA表6-1短路計算結(jié)果短路計算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-12.602.602.606.633.9247.1k-228.228.228.25130.719.5第7章變電站一次設(shè)備的選擇7.1 10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗本設(shè)計中,選擇的是一號主接線方案,故將選擇的高壓開關(guān)柜按接線順序編號如表7-1所示: 表7-1 高壓開關(guān)編號開關(guān)柜編號開關(guān)柜接線編號NO.101GG-1AJ-03NO.102GG-1AF-54NO.103GG-1AF-07NO.104GG-1AF-07備用電源高

32、壓斷路器的選擇 在NO.103和NO.104開關(guān)柜中,裝設(shè)真空斷路器的柜價約比少油斷路器的柜價高出一萬元。但考慮到現(xiàn)在市面上,少油斷路器基本已被淘汰,室內(nèi)廣泛使用真空斷路器,考慮到維護(hù)以及更換,本設(shè)計中使用真空斷路器。 此設(shè)計中,進(jìn)線的計算電流為92.5A,配電所母線的三相短路電流周期分量有效值,繼電保護(hù)的動作時間為1.7S。動穩(wěn)定度為6.63KA,熱穩(wěn)度為i. t12.17。在高壓電路中發(fā)生三相短路時,ish2.55I"斷路器型號數(shù)據(jù)查工廠供電附表12可知 校驗要求,校驗值應(yīng)不小于被校驗值。 選擇ZN5-10型,根據(jù)IC92.5A,可初步選擇ZN5-10/630型號進(jìn)行校驗,校驗可

33、見下表7-2:序號安裝地點(diǎn)的電氣條件ZN5-10/630型斷路器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVUN.QF10KV合格2I3092.5AIN.QF630A合格3(斷流能力)2.6KAIOC20KA合格4(動穩(wěn)定度)2.552.6KA6.63KAi50KA合格5i. t(熱穩(wěn)定度)2.6KA21.7+0.1s12.17KA2.sIt20KA22s800KA2.s合格總結(jié):10KV側(cè)高壓斷路器選擇ZN5-10/630型號斷路器滿足校驗要求2 高壓隔離開關(guān)的選擇 按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),高壓隔離開關(guān)不需要進(jìn)行斷流能力校驗。對于戶外的高壓隔離開關(guān),選擇GW4型號,初步選擇GW4-12/400,其相關(guān)數(shù)據(jù)查

34、工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表5-14、5-15,即:序號安裝地點(diǎn)的電氣條件GW4-12/400型隔離開關(guān)項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVUN.QS12KV合格2I3092.5AIN.QS400A合格3(動穩(wěn)定度)2.552.66.63KAi25KA合格4i. t(熱穩(wěn)定度)2.6KA21.7+0.1s12.17KA2.sIt10KA25s500KA2.s合格總結(jié):10KV側(cè)高壓隔離開關(guān)選擇GW4-12/400型號隔離開關(guān)滿足校驗要求3 對開關(guān)柜柜內(nèi)隔離開關(guān)的選擇校驗 校驗數(shù)據(jù)與戶外隔離開關(guān)的校驗數(shù)據(jù)一致,在開關(guān)柜中NO.101,NO.103和NO.104中,選擇GN型隔離開關(guān),初步選擇GN-10./2

35、00型號,其相關(guān)數(shù)據(jù)見工廠供電指導(dǎo)書表5-14、5-15,即:序號安裝地點(diǎn)的電氣條件GN-10T/200型號隔離開關(guān)項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVUN.QS10KV合格2I3092.5AIN.QS200A合格3(動穩(wěn)定度)2.552.66.63KAi25.5KA合格4i. t(熱穩(wěn)定度)2.6KA21.7+0.1s12.17KA2.sIt10KA25s500KA2.s合格 開關(guān)柜NO.102中,則裝設(shè)GN8-10/200型號隔離開關(guān)。校驗過程以及校驗結(jié)果同上表?？偨Y(jié):10KV側(cè)開關(guān)柜柜內(nèi)隔離開關(guān)選擇GN-10/200型號開關(guān)柜柜內(nèi)隔離開關(guān)滿足校驗要求。4 高壓熔斷器的校驗 按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

36、,高壓熔斷器的校驗不需要進(jìn)行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。在開關(guān)柜NO.101和NO.102中,熔斷器是針對電壓互感器的保護(hù),選擇RN2型,初步選擇RN2-10型號。(查工廠供電設(shè)計指導(dǎo)表5-23得相關(guān)數(shù)據(jù))熔斷器額定電壓UN.FU應(yīng)與所在線路的額定電壓UN相適應(yīng),即: UN.FUU.S IN.FU不應(yīng)小于它鎖裝設(shè)的熔體額定電流IN.FE,即: /0>. 一般IN.FE取0.5A,不必進(jìn)行校驗,具體數(shù)據(jù)見表7-5所示:序號安裝地點(diǎn)的電氣條件RN2-10型號熔斷器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVUN.FU10KV合格2I30-IN.FU0.5A合格3(斷流能力)2.6KAIOC50KA合格總結(jié):1

37、0KV側(cè)高壓熔斷器選擇RN2-10型號熔斷器滿足校驗要求高壓側(cè)電壓互感器的選擇在開關(guān)柜NO.101,電壓互感器選擇JDJ-10,將10KV的電壓轉(zhuǎn)化為100V的電壓。在開關(guān)柜NO.102,電壓互感器為Y。/Y。/(開口三角)的接線。選擇JDZJ-10,一次側(cè)電壓為/KV。(6)高壓側(cè)電流互感器的選擇及校驗按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),高壓電流互感器的校驗不需要進(jìn)行斷流能力校驗。 初選LQJ?10型高壓電流互感器。經(jīng)工廠供電附錄表16查得LQJ-10的動穩(wěn)定倍數(shù)Kes225,額定一次電流I1N100A,1s熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt90。其校驗見表7-6:序號安裝地點(diǎn)的電氣條件LQJ?10型電流互感器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)

38、論1UN10KVUN.QF10KV合格2I3092.5AIN.QF100A合格4(動穩(wěn)定度)2.552.66.63KAi2250.1kA31.8kA合格5i. t(熱穩(wěn)定度)2.6KA21.7+0.1s12.17KA2.sIt90×0.12×181KA合格 綜上所述所選一次設(shè)備均滿足10kv側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗,如下表7-7所示: 表7-7 10kv側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)10kV92.5A2.6KA6.63kA2.62×1.812.17一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)ZN5-10/630型斷路器10kV63020k

39、A50kA202×2800合格GN-10T/200型號隔離開關(guān)10kV20025.5KA102×5500合格RN2-10型號熔斷器10kV200A28.5kA ?合格電壓互感器JDJ-1010/0.1kV?合格電壓互感器JDZJ-10/?合格電流互感器LQJ -1010kV100A?2250.1kA31.8kA90×0.12×181合格戶外式高壓隔離開關(guān)GW5-12/400GW10KV400A?25KA102×5500合格上表所選設(shè)備均滿足校驗要求。7.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 本次設(shè)計中,低壓開關(guān)柜編號如表7-7所示:開關(guān)柜編號開關(guān)柜

40、接線編號NO.201PGL2-05NO.202PGL2-29NO.203PGL2-29NO.204PGL2-29NO.205PGL2-30NO.206-14PGJ12-1.3 1在低壓柜NO.201中U380V,I2350A,I28.2KAi51KA,i. t28.20.7569t為假象時間取0.7選擇DW15型的斷路器,初步選擇DW15-2500(斷路器型號數(shù)據(jù)查工廠供電附表13可知),低壓電路中發(fā)生三相短路時,ish1.84I",低壓刀開關(guān)的選擇,初步選擇HD13-2500(其相關(guān)數(shù)據(jù)查HD13刀開關(guān)系列資料得),電流互感器的選擇,初步選擇LMZJ1-0.5 2500/5型號(其

41、相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表5-23)。見表7-8所示:選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V2350A28.2KA51kA28.22×0.7569主變壓器額定參數(shù)低壓斷路器DW15-2500380V2500A60KA?合格低壓刀開關(guān)HD13-2500380V2500A?合格電流互感器LMZJ1-0.5500V2500/5?合格總結(jié):滿足校驗要求 2在低壓柜中NO.202中,由于此開關(guān)柜的線路去向為1#,2#,3#即為老化室1,老化室2,老化室3,其計算電流均為I30841.7A。因為車間計算電流相一致,所以選擇保護(hù)設(shè)備一致,現(xiàn)以1#線路為例。低壓斷路器、

42、低壓刀開關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗 方法從上,初步選擇低壓斷路器DZ20-1250/3(其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表5-17),低壓刀開關(guān)HD13-1000(其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表5-18),電流互感器LMZB1-0.5 1000/5(其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表5-23)。具體數(shù)據(jù)見下表7-9所示:選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V841.7A28.2KA51kA28.22×0.7569老化室等額定參數(shù)低壓斷路器DZ20-1250/3380V1000A50KA?合格低壓刀開關(guān)HD13-1000380V1000A?合格電流互感器LMZB1-0

43、.5500V1000/5?合格 總結(jié):滿足校驗要求3在低壓柜中NO.203,由于此開關(guān)柜的線路去向4#,5#,6#,7#,8#,9#即為辦公室1,辦公室2,辦公室3,工模室,研發(fā)室,廠區(qū)。其計算電流為I3081A,因為車間計算電流相差不大,所以選擇保護(hù)設(shè)備一致,現(xiàn)以4#線路為例。低壓斷路器、低壓刀開關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗方法從上,初步選擇低壓斷路器DZ20-100(其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表5-17),低壓刀開關(guān)HR5-100 (其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表5-19),電流互感器LMZB1-0.5 100/5(其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表5-23)具體數(shù)據(jù)見下表7-10所示:選擇校驗項

44、目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V81A28.2KA51kA28.22×0.7569辦公室等額定參數(shù)低壓斷路器DZ20-100380V100A35KA?合格低壓刀開關(guān)HR5_100380V100A?合格電流互感器LMZB1-0.5500V100/5?合格 總結(jié):滿足校驗要求 4在低壓柜中NO.204,由于此開關(guān)柜的線路去向為10#,11#,12#即為生產(chǎn)室1,生產(chǎn)室2,生產(chǎn)室3,其計算電流電修車間為I30151.9A,現(xiàn)以10#線路為例。 低壓斷路器、低壓刀開關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗方法從上。初步選擇低壓斷路器DZ20-400/3(其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)

45、書表5-17),低壓刀開關(guān)HR5-200(其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表5-19),電流互感器LMZB1-0.5 200/5(其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表5-23)。見表7-11所示:選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V151.9A28.2KA51kA28.22×0.7569生產(chǎn)室等額定參數(shù)低壓斷路器DZ20-400/3380V200A30KA?合格低壓刀開關(guān)HR5-200380V200A?合格電流互感器LMZB1-0.5500V200/5?合格總結(jié):滿足校驗要求 5在低壓柜中NO.205,由于此開關(guān)柜的線路去向為13#,14#,即為倉庫1,倉庫2,其計

46、算電流為I30253A,因為兩車間計算電流相差不大,選擇保護(hù)設(shè)備一致,現(xiàn)以13#線路為例。 低壓斷路器、低壓刀開關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗方法從上。初步選擇低壓斷路器DW15-600/1(其相關(guān)數(shù)據(jù)見工廠供電(第四版)附錄表13),低壓刀開關(guān)HR5-400(其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表5-19),電流互感器LMZB1-0.5 300/5(其相關(guān)數(shù)據(jù)查供電設(shè)計指導(dǎo)書表5-23)。見表7-12所示:選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V253A28.2KA51kA28.22×0.7569倉庫等額定參數(shù)低壓斷路器DW15-600/1380V300A30KA?

47、合格低壓刀開關(guān)HR5-400380V300A?合格電流互感器LMZB1-0.5500V400/5?合格總結(jié):滿足校驗要求 將上述設(shè)備的選擇校驗按照一次設(shè)備選擇校驗表的格式表7-13所示:選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度 裝置地點(diǎn)條件 參數(shù)UIIii. t 數(shù)據(jù)380V總2350A28.2KA51KA28.20.7569一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)UIIiI.t低壓斷路器DW15-2500/3D380V2500A60KA?低壓斷路器DZ20-1250/3380V1000A50KA?低壓斷路器DZ20-100380V100A35KA?低壓斷路器DZ20-400380V300A30KA?低壓

48、斷路器DW16-630/1380V200A30KA?低壓刀開關(guān)HD13-2500380V2500A?低壓刀開關(guān)HR5-400380V300A?低壓刀開關(guān)HR5-200380V200A?低壓刀開關(guān)HR1-100380V100A?低壓刀開關(guān)HD13-1000380V1000A?電流互感器LMZJ1-0.5500V2500/5?電流互感器LMZB1-0.5500V1000/5300/5200/5A100/5A? 上表所選一次設(shè)備均滿足要求第8章 防雷接地8.1變電站的防雷設(shè)計變電站的防雷設(shè)計,應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)建筑防雷規(guī)范進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置的目的是為了保證人身安全;防止直擊雷破壞,保護(hù)變電站不致因雷擊而燒毀

49、和損壞。在建筑物供配電設(shè)計中,防雷接地系統(tǒng)設(shè)計占有重要的地位,因為它關(guān)系到供電系統(tǒng)的可靠性,安全性。變電站年預(yù)計雷擊次數(shù)應(yīng)按下式確定:N0.024KAe(8-1)式中 N?建筑物預(yù)計雷擊次數(shù)(次/a);K?校正系數(shù),在一般情況下取1,在下列情況下取相應(yīng)數(shù)值:位于曠野孤立的建筑物取2;金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取1.7;位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的建筑物,以及特別潮濕的建筑物取1.5; -年平均雷暴日數(shù),按當(dāng)?shù)貧庀笈_、站資料確定;?與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積(km2),按GB50057?1994規(guī)定的方法計算。此地的年平均雷暴日為34.9d/a,本變電站的等效面積約為0.04k?。計算出年預(yù)計雷擊次數(shù)為N0.024×1×34.91.3×0.040.066次/a根據(jù)GB50057-1994建筑物防雷設(shè)計規(guī)范,預(yù)計雷擊次數(shù)大于或等于0.06次/a,且小于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物應(yīng)劃為第三類防雷建筑物。因此,本設(shè)計應(yīng)按第三類防雷建筑物的防雷措施進(jìn)行防雷設(shè)計。 直接防雷設(shè)計 可采取在變電站上裝設(shè)避雷針。由變配電所的地址選擇,變電所的主變壓器裝在室外的,則應(yīng)在變電所外面裝設(shè)獨(dú)立的避雷針,其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包括整個變電所。而避雷