工廠降壓變電所及配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)

1、學(xué)位論文某工廠降壓變電所及配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)某工廠降壓變電所及配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)摘 要為滿足工廠供電安全可靠的技術(shù)要求，本設(shè)計(jì)按照工廠原始資料和設(shè)計(jì)要求，結(jié)合專業(yè)知識(shí)及相關(guān)書籍進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：負(fù)荷計(jì)算、主變壓器的選擇、配電方案的設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、一次設(shè)備選擇校驗(yàn)、防雷保護(hù)和接地裝置設(shè)計(jì)等。本次設(shè)計(jì)根據(jù)工廠原始資料，采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率的補(bǔ)償，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果選擇主變壓器的型號(hào)、臺(tái)數(shù)和容量并確定變壓器的接線方式、冷卻方式和調(diào)壓方式。同時(shí)設(shè)計(jì)配電方案，畫出系統(tǒng)配電方案示意圖。然后進(jìn)行高低壓母線點(diǎn)的短路計(jì)算，根據(jù)短路計(jì)算結(jié)果對(duì)工廠的一次設(shè)備進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。最后完成變電

2、所線纜的選擇與校驗(yàn)、防雷保護(hù)方案和接地保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)基本達(dá)到了工廠供電的技術(shù)要求。關(guān)鍵詞：降壓變電所；電氣設(shè)計(jì)；配電系統(tǒng)；短路電流Electrical Design of Factory Step-down Substation and Distribution SystemAbstractIn order to satisfy the factory power supply safe and reliable technical requirements, according to the factory raw material and the design requireme

3、nts, combined with professional knowledge and related books to electrical design. The main content of the design include: load calculation, the choice of the main transformer, power distribution scheme design, short-circuit current calculation, select and calibrate primary equipment, lightning prote

4、ction and grounding device design. In this design, based on the original data，use demand coefficient method to load calculation and reactive power compensation, according to the calculation results to choose the type, quantity and capacity of main transformer, and determine the connection mode, cool

5、ing mode and regulating methods of the transformer. As the same time distribution scheme design, and draw the distribution schematic diagram. Then calculate the high-low pressure bus short circuit current, according to the calculation results, select and calibrate primary equipment. Finally complete

6、 the substation cable selection and calibration, design the lightning protection and grounding scheme. This design basic reached the factory power supply design technical requirements.Key words: step-down substation; electrical design; distribution system; short circuit current目 錄論文總頁(yè)數(shù)：25頁(yè)1引言11.1課題背

7、景11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3本課題研究的意義與目的11.4本課題的研究思路與方法12設(shè)計(jì)任務(wù)22.1設(shè)計(jì)的內(nèi)容22.2設(shè)計(jì)的原則22.3設(shè)計(jì)的依據(jù)2車間負(fù)荷情況2供電電源情況2車間變電所供電范圍2車間原始數(shù)據(jù)23負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償33.1負(fù)荷計(jì)算33.2無(wú)功功率補(bǔ)償54變電所主變壓器的選擇及配電方案的設(shè)計(jì)74.1變電所主變壓器的選擇74.2變電所配電方案的設(shè)計(jì)85短路電流的計(jì)算85.1繪制計(jì)算電路85.2確定基準(zhǔn)值95.3計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值95.4 k1短路點(diǎn)的計(jì)算95.5 k2短路點(diǎn)的計(jì)算106變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)106.1一次設(shè)備選擇的一般原則106.2 6kV

8、側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)11高壓斷路器的選擇11高壓隔離開關(guān)的選擇11高壓熔斷器的選擇12電壓互感器的選擇12電流互感器的選擇126.2.6 6kV側(cè)一次設(shè)備選擇校驗(yàn)表136.3 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)136.4高低壓母線的選擇157變電所電線電纜的選擇167.1 6kV高壓進(jìn)線的選擇167.2 380V低壓出線的選擇167.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇198防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)198.1變電所的防雷措施198.2變電所接地裝置的設(shè)計(jì)20結(jié) 語(yǔ)21參考文獻(xiàn)22附 錄231引言1.1課題背景我國(guó)的變配電設(shè)計(jì)所呈現(xiàn)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，老設(shè)備向新型設(shè)備轉(zhuǎn)型，有人值班向無(wú)人值班變配電所，交流

9、傳輸向直流輸出轉(zhuǎn)變，而國(guó)外主要是交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變。近幾年來(lái)，隨著電氣一次側(cè)設(shè)備制造有了很大的發(fā)展，大量高性能、新型設(shè)備不斷出現(xiàn)，隨著國(guó)產(chǎn)GIS向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，運(yùn)用面積不斷擴(kuò)大，許多城網(wǎng)建設(shè)工程、用戶工程都考慮采用新型配電設(shè)備。該中型供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅滿足用電量的需求,而且對(duì)電能質(zhì)量、供電的可靠性等方面要求也能很好的滿足。同時(shí)，該系統(tǒng)在電能節(jié)約，綠色經(jīng)濟(jì)方面有很大發(fā)展空間。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國(guó)的變配電設(shè)計(jì)所呈現(xiàn)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，老設(shè)備向新型設(shè)備轉(zhuǎn)型，有人值班向無(wú)人值班變配電所，交流傳輸向直流輸出轉(zhuǎn)變，而國(guó)外主要是交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變。1.3本課題

10、研究的意義與目的工廠降壓變電所及配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)的重要組成部分，工廠供電工作對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和生活用電具有十分重要的意義。所以工廠降壓變電所及配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品生產(chǎn)及公司的發(fā)展。目前發(fā)達(dá)國(guó)家的電力技術(shù)發(fā)展都已經(jīng)較為成熟，而我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展雖有了質(zhì)的飛躍，但與發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大的差距，還有許多的問題需要解決。我國(guó)現(xiàn)在所設(shè)計(jì)的變電所具有設(shè)備落后、結(jié)構(gòu)不合理、效率較低等問題，還需要在不斷地創(chuàng)新探索中解決這一系列的問題，使電力技術(shù)的發(fā)展走向世界前沿。本次設(shè)計(jì)的目的是對(duì)自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的進(jìn)一步了解和運(yùn)用，鍛煉獨(dú)立思考的能力，掌握設(shè)計(jì)的基本要領(lǐng)，為今后的工作打下良好的基礎(chǔ)。

11、1.4本課題的研究思路與方法本設(shè)計(jì)為某工廠降壓變電所及配電系統(tǒng)電氣的設(shè)計(jì)，該工廠變電所為6/0.4kV降壓變電所。工廠有3個(gè)車間，為三班工作制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為3500h，屬三級(jí)負(fù)荷。降壓變電所設(shè)在1號(hào)車間外南側(cè)，需給1、2、3號(hào)車間供電。首先分析上述資料，確定工廠高壓側(cè)和低壓側(cè)的接線方式，然后通過(guò)負(fù)荷計(jì)算確定主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)。查詢變壓器選用導(dǎo)則，確定變壓器的接線方式、冷卻方式、調(diào)壓方式。確定主接線方案及配電方案后，進(jìn)行短路電流計(jì)算。根據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果，對(duì)工廠的一次設(shè)備進(jìn)行了選擇和校驗(yàn)，同時(shí)完成變電所線纜的選擇、防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計(jì)。2設(shè)計(jì)任務(wù)2.1設(shè)計(jì)的內(nèi)容某工廠降壓

12、變電所及配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)。2.2設(shè)計(jì)的原則要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類型，選擇變電所主結(jié)線方案及高壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書，繪出設(shè)計(jì)圖樣。2.3設(shè)計(jì)的依據(jù)車間負(fù)荷情況本車間為三班工作制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為3500h，屬三級(jí)負(fù)荷。2.3.2供電電源情況1）車間變電所從35/6kV區(qū)域降壓變電所引入電源，距降壓變電所500m。2）降壓變電所6kV母線上的短路容量按30

13、0MVA計(jì)算。3）工廠總降壓變電所6kV配電出線時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定時(shí)間為1.7s。4）要求車間變電所最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。2.3.3車間變電所供電范圍車間變電所設(shè)在1號(hào)車間外南側(cè)，需給1、2、3號(hào)車間供電。表2-1 車間原始數(shù)據(jù)表名稱類別供電回路代號(hào)設(shè)備容量Pc/kW需要系數(shù)Kd功率因素1號(hào)車間動(dòng)力No.1供電回路1600.40.7No.2供電回路1400.40.7No.3供電回路1800.40.7消防No.4供電回路3610.9照明No.5供電回路80.812號(hào)車間動(dòng)力No.6供電回路1500.30.45No.7供電回路1700.30.45消防No.8供電回路3610.9照明N

14、o.9供電回路70.813號(hào)車間動(dòng)力No.10供電回路1500.30.5No.11供電回路1460.30.56消防No.12供電回路3610.9照明No.13供電回路100.812.3.4車間原始數(shù)據(jù)表2-1詳細(xì)列舉了3個(gè)車間各回路設(shè)備容量、需要系數(shù)和功率因數(shù)的數(shù)據(jù)。3負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償3.1負(fù)荷計(jì)算根據(jù)該工廠的原始資料，得出了該工廠3個(gè)車間各回路設(shè)備容量、需要系數(shù)和功率因數(shù)的數(shù)據(jù)，如表3-1所示。表3-1 車間原始數(shù)據(jù)表名稱類別供電回路代號(hào)設(shè)備容量Pe/kW需要系數(shù)Kdcostan1號(hào)車間動(dòng)力No.1供電回路1600.40.71.02 No.2供電回路1400.40.71.02 No.3

15、供電回路1800.40.71.02 消防No.4供電回路3610.90.48 照明No.5供電回路80.8102號(hào)車間動(dòng)力No.6供電回路1500.30.451.98 No.7供電回路1700.30.451.98 消防No.8供電回路3610.90.48 照明No.9供電回路70.8103號(hào)車間動(dòng)力No.10供電回路1500.30.51.73 No.11供電回路1460.30.561.48 消防No.12供電回路3610.90.48 照明No.13供電回路100.810根據(jù)表3-1的車間原始資料，在負(fù)荷計(jì)算時(shí)采用需要系數(shù)法對(duì)各個(gè)車間進(jìn)行計(jì)算1。具體計(jì)算步驟如下：1）1號(hào)車間：動(dòng)力：Pc1.1=

16、KdPe1.1=0.4160=64kW Qc1.1=Pc1.1tan=641.02=65.29kvarPc1.2=KdPe1.2=0.4140=56kW Qc1.2=Pc1.2tan=561.02=57.13kvarPc1.3=KdPe1.3=0.4180=72kW Qc1.3=Pc1.3tan=721.02=73.45kvar消防：Pc1.4=KdPe1.4=136=36kW Qc1.4=Pc1.4tan=360.48=17.44kvar照明：Pc1.5=KdPe1.5=0.88=6.4kW Qc1.5=Pc1.5tan=0 2）2號(hào)車間：動(dòng)力：Pc2.1=KdPe2.1=0.3150=45

17、kW Qc2.1=Pc2.1tan=451.98=89.30kvarPc2.2=KdPe2.2=0.3150=51kW Qc2.2=Pc2.2tan=511.98=101.21kvar消防：Pc2.3=KdPe2.3=136=36kW Qc2.3=Pc2.3tan=360.48=73.45kvar照明：Pc2.4=KdPe2.4=0.87=5.6kW Qc2.4=Pc2.4tan=0 3）3號(hào)車間：動(dòng)力：Pc3.1=KdPe3.1=0.3150=45kW Qc3.1=Pc3.1tan=451.73=77.94kvar Pc3.2=KdPe3.2=0.3146=43.8kW Qc3.2=Pc3.

18、2tan=43.81.48=64.80kvar消防：Pc3.3=KdPe3.3=136=36kW Qc3.3=Pc3.3tan=360.48=17.44kvar照明：Pc3.4=KdPe3.4=0.810=8kW Qc3.4=Pc3.4tan=0 計(jì)算該工廠全廠的計(jì)算負(fù)荷，取同時(shí)系數(shù)Kp=0.95, Kq=0.97,則2： Pc = KpPci.j =0.95(64+56+72+36+6.4+45+51+36+5.6+45+43.8+36+8) =454.32kW Qc=KqQci.j =0.97(65.29+57.13+73.45+17.44+89.30 +101.21+17.44+77.9

19、4+64.80+17.44) =552.37kvar Sc=Pc2+Qc2=454.322+552.372=715.20kVA Ic=Sc3UN=715.2030.38=1086.64A將計(jì)算結(jié)果列表，如表3-2所示。表3-2 工廠負(fù)荷計(jì)算表名稱類別設(shè)備容量Pe/kW需要系數(shù)Kd功率因素costan有功功率/kw無(wú)功功率/kvar視在功率/kVA計(jì)算電流/A1號(hào)車間動(dòng)力1600.40.71.026465.2991.43138.911400.40.71.025657.1380121.551800.40.71.027273.45102.86156.28消防3610.90.483617.444060

20、.77照明80.8106.406.49.722號(hào)車間動(dòng)力1500.30.451.984589.30100151.931700.30.451.9851101.21113.33172.19消防3610.90.483617.444060.77照明70.8105.605.68.513號(hào)車間動(dòng)力1500.30.51.734577.9490136.741460.30.561.4843.864.8078.21118.83消防3610.90.483617.444060.77照明100.81080812.15總計(jì)504.8581.44取Kp=0.95, Kq=0.970.635454.32552.37715.2

21、01086.643.2無(wú)功功率補(bǔ)償根據(jù)以上計(jì)算，可知該工廠車間變電所變壓器低壓側(cè)的視在功率為：Sc=715.20kVA此時(shí)低壓側(cè)的功率因素為：cos=PcSc=454.32715.20=0.635根據(jù)該工廠原始資料要求車間變電所最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。由于車間變電所變壓器有功率損耗，于是取稍大于要求功率因素0.9的0.92來(lái)計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償，則低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為：Qc.c=Pc(tan1-tan2) =454.32(tanarccos0.635-tanarccos0.92) =454.32(1.2166-0.4260)=359.19kvar 參考供配電技術(shù)后，決定選取BZMJ

22、0.4-30-3型并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償，所需電容器個(gè)數(shù)為：n=Qc.cQN.c=359.19/30=12實(shí)際補(bǔ)償容量為1230=360kvar,補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在功率為：Sc=454.322+(552.37-360)2=493.37kVA計(jì)算電流：Ic=Sc3UN=493.3730.38=749.60A計(jì)算變壓器的功率損耗：PT=0.015Sc=0.015493.37=7.4kWQT=0.06Sc=0.06493.37=29.6kvar變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為:Pc=Pc+PT=454.32+7.4=461.72kW Qc=Qc+QT=192.37+29.6=221.97kva Sc=Pc

23、2+Qc2=461.722+221.972=512.30kVAIc=Sc3 UN=512.3036=49.30A 補(bǔ)償后的功率因素為：cos=PcSc=461.72512.30=0.9013將無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算數(shù)據(jù)列于表3-3中，由此可見滿足設(shè)計(jì)要求。表3-3 無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算表項(xiàng)目cos計(jì)算負(fù)荷Pc/kwQc/kvarSc/kVAIc/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.635454.32552.37715.201086.64380側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量-360380V側(cè)補(bǔ)償后容量0.92454.32192.37493.37749.30主變壓器功率損耗7.429.66KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.9013461.72221.975

24、12.3049.304變電所主變壓器的選擇及配電方案的設(shè)計(jì)4.1變電所主變壓器的選擇根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和供電條件，工廠變電所用的變壓器可以有兩種方案可供選擇3：1）裝設(shè)一臺(tái)變壓器：變壓器容量SN.T應(yīng)不小于總計(jì)算負(fù)荷Sc，即根據(jù)式SN.TSc=512.30kVA , SN.T為變壓器容量，Sc為總計(jì)算負(fù)荷，選擇S11-M630型號(hào)銅繞組全密封低損耗變壓器。2）裝設(shè)兩臺(tái)變壓器：任意一臺(tái)變壓器容量SN.T應(yīng)為總計(jì)算負(fù)荷Sc的60%70%，即SN.T(0.60.7)Sc=(307.38358.61)kVA，并且任意一臺(tái)變壓器的容量應(yīng)大于一、二級(jí)負(fù)荷之和。由于本設(shè)計(jì)內(nèi)工廠負(fù)荷全部為三級(jí)負(fù)荷，所以無(wú)須考

25、慮這項(xiàng)要求。因此選擇兩臺(tái)S11-400型變壓器。結(jié)合本設(shè)計(jì)中全部負(fù)荷都為三級(jí)負(fù)荷，根據(jù)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50052可知，三級(jí)負(fù)荷可由一臺(tái)變壓器直接承擔(dān)4。故選擇裝設(shè)一臺(tái)變壓器的方案，變壓器具體參數(shù)如下表：表4-1 變壓器參數(shù)表.型號(hào)額定容量 (kVA)額定電壓(kV)聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)空載損耗 (kW)附載損耗 (kW)短路阻抗 (%)空載電流 (%)高壓低壓S11-M63063066.310.5110.4Yyn0Dyn110.816.204.50.64.2變電所配電方案的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中車間變電所從35/6kV區(qū)域降壓變電所引入電源，距降壓變電所500m，考慮采用架空線引入單電源，備用電源由與鄰近單

26、位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。一、二次側(cè)均采用單母線不分段接線。低壓配電方案按照建筑設(shè)計(jì)規(guī)范GB50016等，根據(jù)負(fù)荷的不同類型：動(dòng)力、消防和照明，采用成套的設(shè)備給各個(gè)車間配電。配電系統(tǒng)圖如圖4-1所示。圖4-1 變電所配電系統(tǒng)示意圖5短路電流的計(jì)算5.1繪制計(jì)算電路根據(jù)配電系統(tǒng)示意圖，繪制的短路計(jì)算電路如圖5-1所示，選擇k1、k2兩點(diǎn)進(jìn)行短路計(jì)算5。圖5-1 短路計(jì)算電路5.2確定基準(zhǔn)值取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ud=Uav，即一次側(cè)基準(zhǔn)電壓Ud1=6.3kV，二次側(cè)基準(zhǔn)電壓Ud2=0.4kV，則：Id1=Sd3Ud1=100MVA36.3kV=9.16kAId2=Sd3Ud2=1

27、00MVA30.4kV=144kA5.3計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)X1*=SdSoc=100MVA300MVA=0.332）電纜路線 查詢相關(guān)手冊(cè)得310kV架空線路的x0=0.38/km,故X2*=x0lSdUd12=0.380.51006.32=0.483）電力變壓器 根據(jù)變壓器參數(shù)表可知UK%=4.5,則X3*=UK%100SdSN=4.51001000.63=7.14繪制的等效電路圖如圖5-2所示。圖5-2 等效電路5.4 k1短路點(diǎn)的計(jì)算總電抗標(biāo)幺值Xk1*=X1*+X2*=0.33+0.48=0.81三相短路電流周期分量有效值Ik1(3)=Id1Xk1*=9.16

28、0.81kA=11.31kA其他短路電流I(3)=I(3)=Ik1(3)=11.31kAish(3)=2.55I(3)=2.5511.31kA=28.84kAIsh(3)=1.51I(3)=1.5111.31kA=17.08kA 三相短路容量Sk1(3)=SdXk1*=1000.81MVA=123.46MVA5.5 k2短路點(diǎn)的計(jì)算總電抗標(biāo)幺值Xk2*=X1*+X2*+X3*=0.33+0.48+7.14=7.95三相短路電流周期分量有效值Ik2(3)=Id2Xk2*=1447.95kA=18.11kA其他短路電流I(3)=I(3)=Ik2(3)=18.11kAish(3)=1.84I(3)=

29、1.8418.11kA=33.32kAIsh(3)=1.09I(3)=1.0918.11kA=19.74kA 三相短路容量Sk2(3)=SdXk2*=1007.95MVA=12.58MVA計(jì)算結(jié)果列于表5-1中。表5-1 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAIk(3)I(3)I(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)k111.3111.3111.3128.8417.08123.46k218.1118.1118.1133.3219.7412.586變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)6.1一次設(shè)備選擇的一般原則一次設(shè)備的選擇是整個(gè)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，在選擇上除了要滿足在正常工作時(shí)能安

30、全可靠的運(yùn)行，還應(yīng)滿足在短路故障時(shí)不至于損壞的條件，開關(guān)設(shè)備還必須具有足夠的斷流能力67。一次設(shè)備的選擇應(yīng)該有以下基本步驟：1)根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件選擇設(shè)備型號(hào)。2)按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓。3)按最大負(fù)荷時(shí)的額定電流選擇電氣設(shè)備的額定電流。4)按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。5)斷路器等開關(guān)電器還需要校驗(yàn)其斷流能力。6.2 6kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)6kV側(cè)額定電流：IN=SN3UN=63036.3=57.7A根據(jù)短路計(jì)算結(jié)果列裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件如下表：表6-1 6kV側(cè)裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件參數(shù)UNIcIKishI

31、K2tima數(shù)據(jù)6kV57.7A11.31kA28.84kA230.256.2.1高壓斷路器的選擇根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件，查閱供配電技術(shù)，選擇ZN28-12/630型真空斷路器，其具體參數(shù)如下：表6-2 高壓斷路器參數(shù)表型號(hào)額定電壓額定電流額定短路分?jǐn)嚯娏黝~定峰值耐受電流額定短時(shí)耐受電流固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間ZN28-1212kV630A25kA63kA25kA(4s)60ms120ms動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：imax=63kAish=28.84kA滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Ith2tth=2524=2500kA2sIK2tima=230.25kA2s滿足要求。斷流能力校驗(yàn)：Ics=25kAIK=11.31kA滿

32、足要求。6.2.2高壓隔離開關(guān)的選擇根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件，選擇GN19-12/400型高壓隔離開關(guān)，其具體參數(shù)如下：表6-3 高壓隔離開關(guān)參數(shù)表型號(hào)額定電壓額定電流額定峰值耐受電流額定短時(shí)耐受電流操動(dòng)機(jī)構(gòu)型號(hào)GN19-1212kV400A31.5kA12.5kA(4s)CS6-1T動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：imax=31.5kAish=28.84kA滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Ith2tth=12.524=625kA2sIK2tima=230.25kA2s滿足要求。6.2.3高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器選擇XRNP2-7.2/0.5型熔斷器做電壓互感器短路保護(hù)8。由于電壓互感器二次側(cè)電流很小，故選擇XRNP2型專用

33、熔斷器，其熔體額定電流為0.5A。具體參數(shù)如下：表6-4 高壓熔斷器參數(shù)表型號(hào)額定電壓熔斷器額定電流熔體額定電流最大分?jǐn)嚯娏鱔RNP2-7.27.2kV10A0.5A50kA6.2.4電壓互感器的選擇高壓側(cè)電壓互感器選擇JDZ-6型電壓互感器，具體參數(shù)見表6-5。表6-5 JDZ-6型電壓互感器參數(shù)表型號(hào)額定電壓/V額定容量/VA（cos=0.8）最大容量/VA聯(lián)結(jié)組一次二次0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)JDZ-6600010050802004001/1-126.2.5電流互感器的選擇高壓側(cè)電流互感器選擇LZZBJ9-12型電流互感器，具體參數(shù)見表6-6。表6-6 LZZBJ9-12型電壓互感器參數(shù)表型號(hào)額

34、定一次電流/A級(jí)次組合額定二次負(fù)荷/VA額定短時(shí)耐受電流額定峰值耐受電流0.2級(jí)0.5級(jí)10P級(jí)LZZBJ9-121500.2/10P0.5/10P508020022.5kA(1s)56.25kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：imax=56.25kAish=28.84kA滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Ith2tth=22.521=506.25kA2sIK2tima=230.25kA2s滿足要求。6.2.6 6kV側(cè)一次設(shè)備選擇校驗(yàn)表綜上所述，6kV側(cè)一次設(shè)備選擇校驗(yàn)表如下：表6-7 6kV側(cè)一次設(shè)備選擇校驗(yàn)表選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件參數(shù)UNIcIKishIK2tima數(shù)據(jù)6kV57.

35、7A11.31kA28.84kA230.25一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UNINIcsimaxIth2tth高壓斷路器ZN28-12/63012kV630A25kA63kA2500高壓隔離開關(guān)GN19-12/40012kV400A-31.5kA625高壓熔斷器XRNP2-7.2/0.56kV0.5A50kA-電壓互感器JDZ-66/0.1kV-電流互感器LZZBJ9-1212kV150/5A-56.25kA506.25避雷器FS4-66kV-6.3 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)380V側(cè)額定電流：IN=SN3UN=63030.4=909.3A根據(jù)短路計(jì)算結(jié)果列裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件如下表：表6-8 3

36、80V側(cè)裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件參數(shù)UNIcIKishIK2tima數(shù)據(jù)380V909.3A18.11kA33.32kA229.6根據(jù)裝設(shè)點(diǎn)電氣條件及負(fù)荷分析，根據(jù)裝設(shè)位置的不同，選擇DW15-1000萬(wàn)能式與CM2-225L塑料外殼式斷路器，并配置瞬時(shí)和熱脫扣器，其參數(shù)分別如表6-9、6-10所示。表6-9 DW15-1000斷路器參數(shù)表型號(hào)脫扣器額定電流/A長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作整定電流/A短延時(shí)動(dòng)作整定電流/A瞬時(shí)動(dòng)作整定電流/A斷流能力/kADW15-100010007001000300010000100002000040(30)注：括號(hào)內(nèi)為短延

37、時(shí)動(dòng)作時(shí)短路分?jǐn)嚯娏?。IN.OR=1000AIc=749.3A其中 IN.OR為脫扣器額定電流；Ic為380V側(cè)線路計(jì)算電流。Iop(i)KrelIpk=1.352418.2=3264.6A其中 Iop(i)為脫扣器瞬時(shí)動(dòng)作電流，取10000A；Krel為可靠系數(shù)，在這里取1.35；Ipk為380V側(cè)線路的尖峰電流。Iop(s)KrelIpk=1.22418.2=2901.8A其中 Iop(s)為脫扣器短延時(shí)時(shí)動(dòng)作電流，取3000A。Iop(l)KrelIc=1.1749.3=824.2A其中 Iop(l)為脫扣器長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作電流，取1000A。IcsIK.max3=18.11kA其中 Ics為

38、額定短路分?jǐn)嚯娏?；IK.max3三相短路最大電流?？梢奃W15-1000型低壓萬(wàn)能式斷路器各項(xiàng)參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求。表6-10 CM2-225L參數(shù)表型號(hào)殼架等級(jí)額定電流/A脫扣器額定電流/A熱動(dòng)脫扣器整定電流倍數(shù)瞬時(shí)脫扣器整定電流倍數(shù)斷流能力/kACM2-225L225125,140,160180,200,2250.8,0.9,1.05,6,7,8,9,1025瞬時(shí)脫扣器的整定：IN.ORIc=172.19AIc取線路最大計(jì)算電流為172.19A，為滿足要求IN.OR取200A。Iop(i)KrelIpk=2344.38=688.76A選擇瞬時(shí)脫扣器5倍整定倍數(shù)， Iop(i)=2005=10

39、00A。滿足設(shè)計(jì)要求。熱脫扣器的整定：IN.TRIc=172.19AIc取線路最大計(jì)算電流為172.19A，為滿足要求IN.TR取200A。Iop(TR)KrelIc=1.1172.19=189.4A選擇熱脫扣器1.0倍整定倍數(shù)， Iop(TR)=2001=200A?？梢奀M2-225L型塑料外殼式斷路器各項(xiàng)參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求。表6-11 380V側(cè)一次設(shè)備選擇校驗(yàn)表選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件參數(shù)UNIcIKishIK2tima數(shù)據(jù)380V909.3A18.11kA33.32kA229.6一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UNINIcsimaxIth2tth低壓斷路器D

40、W15-1000380V1000A30kV低壓斷路器CM2-225L380V225A50kA低壓刀開關(guān)HD13-1000/30380V1000A-電流互感器LMZJ1-0.5500V1000/5A-電流互感器LMZ1-0.5380V100/5A-380V所有設(shè)備選擇校驗(yàn)表如表6-11所示，由于低壓刀開關(guān)及電壓、電流互感器僅需考慮電壓電流參數(shù)，無(wú)需校驗(yàn)。6.4高低壓母線的選擇按照88D264電力變壓器室布置標(biāo)準(zhǔn)圖集規(guī)定，610kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的尺寸如下表：表6-12 610kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的常用尺寸（mm）變壓器容量/kVA20025031540050063080

41、01000高壓母線404低壓母線相母線404505606806808100812010中性母線404505606806參照表6-12，6kV母線選擇LMY-3(404)；380V母線選擇LMY-3(808)+505。按表6-12所選擇的母線尺寸一般均滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，因此無(wú)需再進(jìn)行短路校驗(yàn)。7變電所電線電纜的選擇為保證供電的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)條件，選擇導(dǎo)線和電纜時(shí)應(yīng)滿足以下條件：發(fā)熱條件、電壓損耗條件、經(jīng)濟(jì)電流密度、機(jī)械強(qiáng)度和短路穩(wěn)定條件9。本設(shè)計(jì)中先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜的的截面，再根據(jù)已知條件校驗(yàn)其電壓損耗、機(jī)械強(qiáng)度和短路熱穩(wěn)定度。7.1 6kV高壓進(jìn)線的選擇采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)

42、，接往6kV公共干線。按發(fā)熱條件選擇。由Ic=I1N=57.7A，選擇LJ-16，取該地區(qū)室外溫度為最高40，其允許持續(xù)載流量Ia1=86.1Ic，滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)規(guī)定，610kV架空裸導(dǎo)線的允許最小界面為35mm2，LJ-16不滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，故改選LJ-35。7.2 380V低壓出線的選擇1）No.1供電回路：由于變電所設(shè)在1號(hào)車間外南側(cè)，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇。已知Ic=138.91A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35，查閱相關(guān)資料選擇150mm2，其Ia1=160AIc，滿足發(fā)熱條件。即選用BLV-1000-11

43、50mm2塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑100mm的硬塑料管。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)規(guī)定，穿管敷設(shè)絕緣導(dǎo)線線芯的允許最小截面為2.5mm2，因此滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。2）No.2供電回路：由于變電所設(shè)在1號(hào)車間外南側(cè)，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇。已知Ic=121.55A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35，查閱相關(guān)資料選擇120mm2，其Ia1=138AIc，滿足發(fā)熱條件。即選用BLV-1000-1120mm2塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑100mm的硬塑料管。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)規(guī)定，穿管敷設(shè)絕緣導(dǎo)線線芯的允許最小截面為2.5mm2，因此滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。3）No.3供電回路

44、：由于變電所設(shè)在1號(hào)車間外南側(cè)，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇。已知Ic=156.28A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35，查閱相關(guān)資料選擇150mm2，其Ia1=160AIc，滿足發(fā)熱條件。即選用BLV-1000-1150mm2塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑100mm的硬塑料管。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)規(guī)定，穿管敷設(shè)絕緣導(dǎo)線線芯的允許最小截面為2.5mm2，因此滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。4）No.4供電回路：由于變電所設(shè)在1號(hào)車間外南側(cè)，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇。已知Ic=60.77A，取該地區(qū)最高土壤溫度為3

45、5，查閱相關(guān)資料選擇50mm2，其Ia1=77AIc，滿足發(fā)熱條件。即選用BLV-1000-150mm2塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑50mm的硬塑料管。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)規(guī)定，穿管敷設(shè)絕緣導(dǎo)線線芯的允許最小截面為2.5mm2，因此滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。5）No.5供電回路：由于變電所設(shè)在1號(hào)車間外南側(cè)，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇。已知Ic=9.72A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35，查閱相關(guān)資料選擇2.5mm2，其Ia1=12AIc，滿足發(fā)熱條件。即選用BLV-1000-12.5mm2塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑20mm的硬塑料管。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)規(guī)定，穿管敷設(shè)

46、絕緣導(dǎo)線線芯的允許最小截面為2.5mm2，因此滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。6）No.6供電回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇。由Ic=151.93A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35，查閱相關(guān)資料選擇95mm2，其Ia1=1890.88=166.32AIc，滿足條件。短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：Amin=I(3)timaC=181100.7576=206.4mm2所選導(dǎo)線截面小于最小截面，所以重新選擇截面為240mm2的聚氯乙烯電纜，即VLV22-1000-3240+1120的四芯電纜。7）No.7供電回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣

47、鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇。由Ic=172.19A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35，查閱相關(guān)資料選擇120mm2，其Ia1=2120.88=186.56AIc，滿足條件。短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：Amin=I(3)timaC=181100.7576=206.4mm2所選導(dǎo)線截面小于最小截面，所以重新選擇截面為240mm2的聚氯乙烯電纜，即VLV22-1000-3240+1120的四芯電纜。8）No.8供電回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇。由Ic=60.77A，取該地區(qū)最高土壤溫度為35，查閱相關(guān)資料選擇16mm2，其Ia

48、1=700.88=61.6Ic，滿足條件。短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：Amin=I3timaC=181100.7576=206.4mm2所選導(dǎo)線截面小于最小截面，所以重新選擇截面為240mm2的聚氯乙烯電纜，即VLV22-1000-3240+1120的四芯電纜。9）No.9供電回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。計(jì)算結(jié)果同上，纜芯截面取240mm2即VLV22-1000-3240+1120的四芯電纜。10）No.10No.13供電回路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。計(jì)算結(jié)果同上，纜芯截面取240mm2即VLV22-1

49、000-3240+1120的四芯電纜。表7-1 變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的型號(hào)規(guī)格線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格6kV電源進(jìn)線LJ-35鋁絞線（三相三線架空）380V低壓出線No.1供電回路BLV-1000-1150鋁芯線5根穿內(nèi)徑100mm硬塑管No.2供電回路BLV-1000-1120鋁芯線5根穿內(nèi)徑100mm硬塑管No.3供電回路BLV-1000-1150鋁芯線5根穿內(nèi)徑100mm硬塑管No.4供電回路BLV-1000-150鋁芯線5根穿內(nèi)徑50mm硬塑管No.5供電回路BLV-1000-12.5鋁芯線5根穿內(nèi)徑20mm硬塑管No.6供電回路VLV22-1000-3240+1120四芯電纜（直埋）No.7供電回路VLV22-1000-3240+1120四芯電纜（直埋）No.8供電回路VLV22-1000-3240+1120四芯電纜（直埋）No.9供電回路VLV22-1000-3240+1120四芯電纜（直埋）No.10供電回路VLV22-1000-3240+1120四芯電纜（直埋）No.11供電回路VLV22-1000-3240+1120四芯電纜（直埋）No.12供電回路VLV22-1000-3240+1120四芯電纜（直埋）No.13供電回路VLV22-1000-3240+1120四芯電纜（直埋）高壓聯(lián)絡(luò)線YJL22