工廠供電課程設(shè)計--某鑄造廠總降壓變電所的電氣設(shè)計

1、工廠供電課程設(shè)計 -某鑄造廠總降壓變電所的電氣設(shè)計專業(yè)班級自動化0903學(xué)生姓名秦炳桂學(xué)生學(xué)號0909091124指導(dǎo)老師楊建第一板塊 概述1.1、總概述電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心，通過各種設(shè)備再轉(zhuǎn)換成動力、熱、光等不同形式的能量，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)和人民生活服務(wù)。 工廠供電的意義和要求基本要求：（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)滿足電能用戶對供電可靠性的要求

2、。（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。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，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展1.1.1 設(shè)計目的 (1) 復(fù)習(xí)和鞏固工廠供電課程所學(xué)知識。 (2) 培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 (3) 學(xué)習(xí)和掌握變電所電氣部分設(shè)計的基本原理和設(shè)計方法。 1.1.2. 設(shè)計內(nèi)容 （1）根據(jù)對原始資料的計算結(jié)果，選擇不同主線接線形式和主變形式及容量，組成2-3個不同方案，進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的比較，選擇最佳方案；（2）繪制有關(guān)圖紙，

3、對所選方案繪出變電所主接線草圖及變電所平面布置草圖。（3）短路電流計算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇檢驗和繼電器保護(hù)需要，確定主接線上的短路計算點，分別按系統(tǒng)最大運行運行和最小運行方式計算各短路點三相短路的電流值。（4）主要電氣設(shè)備的選擇：斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、電壓和電流互感器、導(dǎo)線、母線等（5）工廠總壓降變電所主變壓器保護(hù)，保護(hù)方式的選擇、整定值的計算及靈敏度檢驗。（6）工廠總降壓變電所10kv饋線保護(hù)，保護(hù)方式的選擇和整定值計算。1.1.3. 設(shè)計要求 （1） 負(fù)荷計算；（2） 配電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇；（3） 配電所主結(jié)線設(shè)計；（4）廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計；（5） 配電系統(tǒng)

4、短路電流計算；（6） 改善功率因數(shù)裝置設(shè)計；（7） 繼電保護(hù)裝置的設(shè)計。1.2、原始資料I、廠區(qū)平面布置圖如圖1所示534289761工廠總變壓變電所1.空氣壓縮車間 2.熔制成型（模具）車間 3. 熔制成型（熔制）車間 4.后加工（磨拋）車間、全廠用電設(shè)備情況1. 全廠負(fù)荷統(tǒng)計資料見下表： 序號車間名稱負(fù)荷類型設(shè)備容量（KW）需要系數(shù)Kd功率因數(shù)1空壓車間21502模具車間15483熔制車間16354磨拋車間13125封接車間9006配料車間7637鍋爐房5888其他負(fù)荷5579其他負(fù)荷65810同期系數(shù)K工廠負(fù)荷統(tǒng)計資料2. 負(fù)荷對供電質(zhì)量要求：16車間為長期連續(xù)負(fù)荷，要求不間斷供電。停電

5、時間超過2分鐘將造成產(chǎn)品報廢，超過半小時，主要設(shè)備將受到損壞，故有6個車間定為1級負(fù)荷。該廠為三班工作制，全年時數(shù)為8760小時，最大負(fù)荷利用小時數(shù)為5600小時、外部電源情況外部電源與該廠連接如圖所示：某鑄造廠與電力系統(tǒng)連線示意圖距該廠5km有一座A變電站，其主要技術(shù)參數(shù)如下：主變?nèi)萘繛?31.5MVA；型號為SFSLZ131500kVA110kV三相三繞組變壓器；短路電壓比：110KV35KV10.5%; 110KV10KV17%； 110kV母線三相短路容量：1918MVA；供電電壓等級：可由用戶選用35kV或10kV電壓供電；最大運行方式：按A變電站兩臺變壓器并列運行考慮；最小運行方式

6、：按A變電站兩臺變壓器分列運行考慮；擬由B變電站提供一回10kV架空線作為備電源,系統(tǒng)要求僅在工作電源停止供電時，才允許使用備用電源供電。供電部門對該廠功率因數(shù)要求為：(1)用35kV供電時，全廠總功率因數(shù)不低于0.90;(2)用10kV供電時，全廠總功率因數(shù)不低于0.95。實行兩部電價：基本電價：工廠總降壓變電所變壓器總?cè)萘?0元kVA月；電能電價：可按所在地工業(yè)電價計算。5.線路功率損耗在發(fā)電廠引起的附加投資按1000元kW計算。1.3、設(shè)計原則 按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、GB50053-9410Kv及以下設(shè)計規(guī)范、GB50054-95低壓配電設(shè)計規(guī)范等地規(guī)定，進(jìn)

7、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；（2）、 安全可靠、先進(jìn)合理；（3）、 近期為主、考慮發(fā)展；（4）、 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。第二板塊 外部供電方案設(shè)計可供選擇的方案有：（1）、 工作電源與備用電源用來自A變電站35kv母線；（2）、 工作電源與備用電源均來自A變電站或B變電站10kv母線；（3）、 工作電源來自A變電站35kv母線，備用電源來自B變電站10kv母線。由于16車間為長期連續(xù)負(fù)荷，要求不間斷供電。停電時間超過2分鐘將造成產(chǎn)品報廢，停電時間超過半小時，主要設(shè)備將受到損壞，即1-6車間為一級負(fù)荷，應(yīng)由兩個獨立電源供電，所以采用第三個方案：工作電源來自A變電站

8、35kv母線，備用電源來自B變電站10kv母線。而7-9車間沒有這種要求，故可理解為二級負(fù)荷，可以由35kv母線直接供電，這樣就免除了總降壓變電所的投資和變壓器的電能損耗，節(jié)約投資，減少損耗，故可采用這種供電方式供電。第三板塊 總降壓變電站設(shè)計3.1 主方案的選擇3.1.1 負(fù)荷計算單組用電設(shè)備負(fù)荷計算公式：1）有功計算負(fù)荷（單位為kW）式中為需要系數(shù)，一般小于1.2）無功計算負(fù)荷（單位為kvar）3）視在計算負(fù)荷（單位為kV.A）4）計算電流（單位為A）式中為用電設(shè)備的額定電壓（kV）；和 為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)及對應(yīng)的正切值。（2） 多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式1）總的有功計算負(fù)荷（

9、單位為kW）式中為用電設(shè)備組的同時系數(shù)，對于低壓干線可??；對于低壓母線，用電設(shè)備組計算負(fù)荷直接相加來計算時，可取。2）總的無功計算負(fù)荷（單位為kvar）3）總的視在計算負(fù)荷（單位為kV.A）4）總的計算電流（單位為A）式中為用電設(shè)備的額定電壓（kV），由于各組設(shè)備的功率因數(shù)不同，總的計算負(fù)荷和計算電流一般不能按照式（2-3）和式（2-4）的前半部分計算，也不能用各組的視在負(fù)荷之和或計算電流之和來計算。經(jīng)過計算得到各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計算表，如下序號車間名稱負(fù)荷類型設(shè)備容量（KW）需要系數(shù)Kd功率因數(shù)計算負(fù)荷（kW）（kVar）（kVA）1空壓車間21508600122模具車間15483熔制車間

10、16354磨拋車間13125封接車間9006配料車間7637鍋爐房5888其他負(fù)荷5579其他負(fù)荷65810總計算負(fù)荷11同期系數(shù)K3.1.2.變壓器臺數(shù)，配電所和各車間變電所位置（1）變壓器臺數(shù)選擇原則 應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所應(yīng)采用兩臺變壓器，對只有二級負(fù)荷，而無一級負(fù)荷的變電所，也可只采用一臺變壓器，并在低壓側(cè)架設(shè)與其他變電所的聯(lián)絡(luò)線。 對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大的工廠變電所，可考慮采用兩臺主變壓器。 一般的三級負(fù)荷，只采用一臺主變壓器。 考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有安裝第二臺主變壓器的空間。 車間變電所中，單臺變壓器容量不宜超過1000kVA，現(xiàn)在我

11、國已能生產(chǎn)一些斷流量更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開關(guān)電器，因此如車間負(fù)荷容量較大，負(fù)荷集中且運行合適時，也可以選用單臺容量為12502000KVA的配電變壓器，這樣可以減少主變壓器臺數(shù)及高壓開關(guān)電器和電纜等。對裝設(shè)在二層樓以上的干式變壓器，其容量不宜大于630kVA。 （2）變電所主變壓器容量的選擇原則的需要，且留有余量，并考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運行，即： 裝有兩臺變壓器時 每臺主變壓器的額定容量SN.T應(yīng)同時滿足以下兩個條件： （0.60.7） S30(1+2) 其中S30(1+2)計算負(fù)荷中的全部一、二級負(fù)荷。（3）兩臺變壓器的備用方式有明備用和暗備用兩種。明備用：兩臺變壓器均按100%的負(fù)荷

12、選擇（即一臺工作，一臺備用）。暗備用：每臺變壓器都按最大負(fù)荷的70%選擇，正常情況下各承擔(dān)50%最大負(fù)荷，負(fù)荷率為50%/70%70%，完全滿足經(jīng)濟(jì)工作的要求。在故障情況下，由于70%100%，承擔(dān)全部負(fù)荷。這種備用方式既能滿足正常工作時經(jīng)濟(jì)運行的要求，又能在故障情況下承擔(dān)全部負(fù)荷，是比較合理的備用方式。（4）適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展應(yīng)適當(dāng)考慮進(jìn)貨510年電力負(fù)荷的增長，留有一定得余地。是在一定溫度條件下的持續(xù)最大輸出容量。如果安裝地點的年平均氣溫時，則年平均氣溫每高出1攝氏度，變壓器的容量相應(yīng)的減小百分之一。因此戶外變壓器的實際容量為： 對于戶內(nèi)變壓器，由于散熱條件較差，一般變壓器室的出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)

13、口間約15攝氏度溫差，從而使處在室中間的變壓器環(huán)境溫度要比室外變壓器的環(huán)境溫度高出大約8C，因此戶內(nèi)變壓器的實際容量較之上式所計算的容量還要減小百分之八。最后還必須指出：變電所主變壓器臺數(shù)和容量的最后確定，應(yīng)結(jié)合主接線方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較擇優(yōu)而定。由于年平均溫度及最高溫度如下：最熱月平均最高溫度年平均溫度最熱月土壤平均溫度351830因為變壓器都用在室內(nèi)，故取高于室外8攝氏度 (取其系數(shù)為0.7) 本廠設(shè)備有二級負(fù)荷，1-6車間有重要設(shè)備，停電將對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大影響。故1-6車間用兩臺變壓器，并選為明備用。其余均為一臺變壓器，并從臨近變電所母線上取出聯(lián)絡(luò)線，以供給本車間重要二級負(fù)荷，在故障時不

14、至于長時間停電，對經(jīng)濟(jì)長生重大的影響和嚴(yán)重?fù)p失。3.1.3 主接線設(shè)計變配電所主接線是實現(xiàn)電能輸送和分配的一種電氣接線，對其主要有以下幾個基本要求：安全 主接線的設(shè)計應(yīng)符合國家有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，能充分保證人身和設(shè)備安全；可靠 應(yīng)滿足用電單位可靠性的要求；靈活 能適應(yīng)各種不同的運行方式，操作檢修方便；經(jīng)濟(jì) 設(shè)計簡單，投資少，運行管理費用低，考慮節(jié)約電能和有色金屬消耗量。（1）方案選擇原則當(dāng)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。接在線路上的避雷器，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)。610KV固定式配電裝置的進(jìn)線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線

15、回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。采用610 KV熔斷器負(fù)荷開關(guān)固定式配電裝置時，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。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。（2）變配電所主結(jié)線的選擇原則當(dāng)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。當(dāng)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。當(dāng)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結(jié)線。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。接在線路上的避雷器，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)。610KV固定式配電裝置的出線

16、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)。采用610 KV熔斷器負(fù)荷開關(guān)固定式配電裝置時，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。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）。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(dāng)有繼電保護(hù)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。當(dāng)?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)的出線側(cè)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）各方案簡述方案一：一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段 圖5-1 采用內(nèi)橋式接線的總降

17、壓變電所主接線圖特點：(1) 線路發(fā)生故障時，僅故障線路的斷路器跳閘，其余支路可繼續(xù)工作，并保持相互間的聯(lián)系。 (2) 變壓器故障時，聯(lián)絡(luò)斷路器及與故障變壓器同側(cè)的線路斷路器均自動跳閘，使未故障線路的供電受到影響，需經(jīng)倒閘操作后，方可恢復(fù)對該線路的供電。 (3) 正常運行時變壓器操作復(fù)雜。如需切除變壓器 T1，應(yīng)首先斷開斷路器QF21、QF111 和聯(lián)絡(luò)斷路器 QF10，再拉開變壓器側(cè)的隔離開關(guān)，使變壓器停電。然后，重新合上斷路器 QF21 、QF111和聯(lián)絡(luò)斷路器 QF10，恢復(fù)線路 1WL 的供電。 適用范圍：適用于輸電線路較長、線路故障率較高、穿越功率少和變壓器不需要經(jīng)常改變運行方式的場

18、合。方案二：一次側(cè)采用外橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段 圖5-2 采用外橋式接線的總降壓變電所主接線圖特點： (1)變壓器發(fā)生故障時，僅跳故障變壓器支路的斷路器，其余支路可繼續(xù)工作，并保持相互間的聯(lián)系。 (2)線路發(fā)生故障時，聯(lián)絡(luò)斷路器及與故障線路同側(cè)的變壓器支路的斷路器均自動跳閘，需經(jīng)倒閘操作后，方可恢復(fù)被切除變壓器的工作。 （3）線路投入與切除時，操作復(fù)雜，并影響變壓器的運行。 適用范圍：該方案適用于線路較短、故障率較低、主變壓器需按經(jīng)濟(jì)運行要求經(jīng)常投切以及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過橋臂回路的場合。方案三：一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖圖5-3 一、二次側(cè)均采用單母線分

19、段的總降壓變電所主接線圖特點： 這種主接線兼有上述兩種橋式接線運行靈活性的優(yōu)點，但采用的高壓開關(guān)設(shè)備較多?？晒┮弧⒍壺?fù)荷。適用范圍：適于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所。因為該廠是二級負(fù)荷切考慮到經(jīng)濟(jì)因素故本方案采用10kV雙回進(jìn)線，單母線分段供電方式，在1-6車間中接明備用變壓器。采用這種接線方式的優(yōu)點有可靠性和靈活性較好，當(dāng)雙回路同時供電時，正常時，分段斷路器可合也可開斷運行，兩路電源進(jìn)線一用一備，分段斷路器接通，此時，任一段母線故障，分段與故障斷路器都會在繼電保護(hù)作用下自動斷開。故障母線切除后，非故障段可以繼續(xù)工作。當(dāng)兩路電源同時工作互為備用試，分段斷路器則斷開，若任一電源故障，電源

20、進(jìn)線斷路器自動斷開，分段斷路器自動投入，保證繼續(xù)供電。3.2 短路電流計算短路是由絕緣損壞、過電壓、外力損傷、違反操作規(guī)程、自然災(zāi)害等造成的。其危害在于產(chǎn)生很大的電動力、很高溫度、元器件損壞；電壓驟停、影響電氣設(shè)備正常運行；停電、電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性遭到破壞；不平衡電流、不平衡逆變磁場、電磁干擾等出現(xiàn)。1. 短路計算的目的進(jìn)行短路電流計算的目的是為了保證電力系統(tǒng)的安全運行，在設(shè)計選擇電氣設(shè)備時都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證該設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)故障引起的發(fā)熱效應(yīng)和電動力效應(yīng)的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，采用了各種繼電保護(hù)和自動裝置

21、，這些裝置的整定計算也需要準(zhǔn)確的短路電流數(shù)據(jù)。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(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計算。進(jìn)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(jìn)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(biāo)明其序號和阻抗值，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(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單

22、，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(biāo)幺制法（又稱相對單位制法）。為了校驗各種電氣，必須找到可能出現(xiàn)的最嚴(yán)重的短路電流。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)在空載線路上且恰好當(dāng)某一相電壓過零時刻發(fā)生三相短路看，在該相中就會出現(xiàn)最為嚴(yán)重的短路電流。為了保證電力系統(tǒng)安全運行，選擇電氣設(shè)備時，要用流過該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和點動力的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護(hù)裝置將自動地使有關(guān)斷路器跳閘。繼電保護(hù)裝置的整定和

23、斷路器的選擇，也需要短路電流數(shù)據(jù)。2. 短路電流計算方法：此處采用標(biāo)幺值計算短路電流。具體公式如下：基準(zhǔn)電流 三相短路電流周期分量有效值 =三相短路容量的計算公式 =在10/0.4kV變壓器二次側(cè)低壓母線發(fā)生三相短路時，一般。3. 短路電流的計算取基準(zhǔn)容量=100MVA，高壓側(cè)基準(zhǔn)電壓 ，低壓側(cè)基準(zhǔn)電壓高壓側(cè)基準(zhǔn)電流，低壓側(cè)基準(zhǔn)電流系統(tǒng)最小阻抗標(biāo)幺值系統(tǒng)最大標(biāo)幺值變壓器阻抗標(biāo)幺值：所以 = = =總配進(jìn)線： 3.2.1 最大運行方式系統(tǒng)在該方式下運行時，具有最小的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最大的一種運行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最大運行方式的短路電流來效驗所選用的電氣設(shè)備的穩(wěn)定性繪制等效電路

24、圖對于點發(fā)生三相短路: = = =對于點發(fā)生三相短路: =1.691+ = 37.19=68。42kA = =對于點發(fā)生三相短路: =1.691+ = = =對于點發(fā)生三相短路: =1.691+ = = =以上數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢鹤畲筮\行方式短路點（kA）（kA）（kA）三相短路容量（MVA）3.2.2 最小運行方式繪制等效電路圖圖6-2 最小運行方式下等效電路圖對于點發(fā)生三相短路: = = =對于點發(fā)生三相短路: = = =對于點發(fā)生三相短路: = = =對于點發(fā)生三相短路: = = =以上數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢鹤钚∵\行方式短路點（kA）（kA）（kA）三相短路容量（MVA）3.4 主要電氣設(shè)備的選擇與檢

25、驗（1）按工作電壓選則 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即。而高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。查表知: =10kV， =11.5kV，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。（2）按工作電流選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計算電流，即（3）按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘?，即或?qū)τ诜謹(jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負(fù)荷電流。(4 ) 隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗a)動穩(wěn)定校驗條件或、分別為

26、開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗條件 3.4.2. 高壓設(shè)備器件的選擇及校驗供電系統(tǒng)的電氣設(shè)備主要有斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、熔斷器、電抗器、互感器、母線裝置及成套電設(shè)備等。電氣設(shè)備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。電氣設(shè)備按在正常條件下工作進(jìn)行選擇，就是要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電氣裝置所處的位置（室內(nèi)或室外）、環(huán)境溫度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求；對一些斷流電器如開關(guān)、熔斷器等，應(yīng)考慮斷流能力。計算數(shù)據(jù)斷路

27、器隔離開關(guān)電流互感器電壓互感器高壓熔斷器避雷器型號SN10-10IGW1-6（10）/400LA-10（D級）JDZ-10RW10FZ-10U=10kV10kV10kV10kV11000/10010kV10kV630A400A200/52A=kA16kA 300MVA200MVA40kA25kAt=t25（1）按工作環(huán)境選型：戶外式（2）斷路器額定電壓及額定電流=10kV=630A(3)動穩(wěn)定校驗斷路器最大動穩(wěn)試驗電流峰值不小于斷路器安裝處的短路沖擊電流值即=40kA(4)熱穩(wěn)定校驗要求斷路器的最高溫升不超過最高允許溫度即即(5)斷流容量的校驗：斷路器的額定斷流容量應(yīng)大于斷路器安裝處的最大三相

28、短路電流容量即綜上，斷路器的選擇滿足校驗條件。（1） 按工作環(huán)境選型：戶外型（2） 隔離開關(guān)的額定電壓及額定電流=10kV=200（3） 動穩(wěn)定校驗=25.5kA（4） 熱穩(wěn)定校驗即3.4.2.3電流互感器選擇與校驗（高壓側(cè)電流互感器）10kV電流互感器該電流互感器額定電壓安裝地點的電網(wǎng)額定電壓即電流互感器一次側(cè)額定電流 動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定倍數(shù)Kd=160 一次側(cè)額定電流則即動穩(wěn)定性滿足（4）熱穩(wěn)定性校驗熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=90熱穩(wěn)定時間即=熱穩(wěn)定性滿足3.4.2.4 電壓互感器的選擇與校驗經(jīng)查表該型號電壓互感器額定容量所以滿足要求3.4.2.5 高壓熔斷器的選擇與校驗（1）高壓熔斷器額定電壓大于安

29、裝處電網(wǎng)的額定電壓即 (2)斷流能力3.4.2.6 避雷器的選擇避雷器的額定電壓大于等于安裝處電網(wǎng)的額定電壓3.4.2.7 10KV側(cè)電氣設(shè)備的選擇1. 變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線設(shè)備的選擇 10KV側(cè)電氣設(shè)備選擇參數(shù)比較表設(shè)備名稱型號計算數(shù)據(jù)電壓互感器JDJ-10電流互感器LAT-10-300/5斷路器SN10-10隔離開關(guān)GD6-10T/600UN=10KV10KV10KV10KV10KVIN=273A600A300/5A600A600A52KA57KA52KA52KASK=56MVA350MVAI2tj=37.94(ka)2.s2000(KA)2.S900(KA)2.S1632(KA)2

30、.S2000(KA)2.S根據(jù)列表比較，各種設(shè)備均能滿足要求，選選設(shè)備合格。2. 10KV饋電母線設(shè)備的選擇以負(fù)荷最大的空氣壓縮車間為例，選用GG-10型高壓開關(guān)柜。10KV饋電線路設(shè)備選擇見下表。設(shè)備名稱型號計算數(shù)據(jù)斷路器SN8-10隔離開關(guān)GN8-10電流互感器LAT-10-300/5UN=10KV10KV10KV10KVIN=46A600A400A300/5A33KA50KASK=56MVA200MVAI2tj=37.94(ka)2.s2 4(KA)2.S142 5(KA)2.S由上表可知，所所選設(shè)備符合要求3. 10KV母線的選擇1、導(dǎo)體類型的選擇10KV設(shè)備為戶內(nèi)成套配電裝置，考慮到

31、大電流，方便布置、配電合理等因素，10KV配電裝置采用硬導(dǎo)體。2、 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面 在正常情況下，各回路的持續(xù)工作電流 Igmax =1.05In=1.05Sn/(Un)5000/(10)查表，選用3條404mm矩形鋁導(dǎo)體，平放時允許電流為456A，S=160mm2,滿足最大持續(xù)電流的要求。3、導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度校驗 Smin=I(2/95) 103 =64.84160mm24、導(dǎo)體的動穩(wěn)定度校驗 導(dǎo)體截面系數(shù)2423c2(1/a) 10-22（1/25）10-2 Imax= = GG-10型高壓開關(guān)柜一般柜寬為一米，進(jìn)線柜最寬為1.5米，因此上述校驗滿足動穩(wěn)定度要求。由于采用標(biāo)準(zhǔn)柜，故不

32、必再選則支持絕緣子。3.5 主變壓器保護(hù)對于高壓側(cè)為610kV的車間變電所主變壓器來說，通常裝設(shè)有帶時限的過電流保護(hù)；如果電流保護(hù)的動作時間大于0.50.7秒時，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在800kVA及以上的油侵式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油侵式變壓器，按規(guī)定應(yīng)專設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)在變壓器輕微故障時，動作于信號，而其他保護(hù)包括瓦斯保護(hù)在變壓器發(fā)生嚴(yán)重故障時，一般均動作于跳閘。但是，如果單臺運行的變壓器容量在10000kVA及以上和并列運行的變壓器每臺容量在6300KVA及以上時，則要求裝設(shè)縱連差動保護(hù)來取代電流速斷保護(hù)。經(jīng)分析整定計算后本方案確定采用過電流保護(hù)，單相接地短路保護(hù)過負(fù)

33、荷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。變壓器保護(hù)原理圖及展開圖見附圖 。a.變壓器過電流保護(hù)動作跳閘，應(yīng)作如下檢查和處理：（1）檢查母線及母線上的設(shè)備是否有短路；（2）檢查變壓器及各側(cè)設(shè)備是否短路；（3）檢查低壓側(cè)保護(hù)是否動作，各條線路的保護(hù)有無動作；（4）確認(rèn)母線無電時，應(yīng)拉開該母線所帶的線路；（5）如是母線故障，應(yīng)視該站母線設(shè)置情況，用倒母線或轉(zhuǎn)帶負(fù)荷的方法處理；（6）經(jīng)檢查確認(rèn)是否越級跳閘，如是，應(yīng)試送變壓器；（7）試送良好，應(yīng)逐路檢查故障線路。 變壓器過電流保護(hù)保護(hù)裝置一次側(cè)動作電流為電流繼電器動作電流為靈敏系數(shù)校驗保護(hù)時限因為變壓器過電流保護(hù)時限大于0.5s所以變壓器應(yīng)設(shè)電流速斷保護(hù)。28220/ 在變

34、壓器高壓側(cè)設(shè)置過負(fù)荷保護(hù)，因為負(fù)荷多數(shù)情況下是三相對稱的，因此過負(fù)荷只用一個電流繼電器接于一相電流，經(jīng)延時910s作用于預(yù)告信號。保護(hù)裝置一次側(cè)動作電流和電流繼電器的動作電流為 = =d.變壓器低壓側(cè)單相接地短路保護(hù)，利用高壓側(cè)三相過電流保護(hù)兼做單相接地短路保護(hù)。e.瓦斯保護(hù)（如圖10-3）圖10-3 瓦斯保護(hù)電力變壓器繼電保護(hù)保護(hù)原理圖如下圖所示第四板塊 廠區(qū)10kV配電系統(tǒng)設(shè)計4.1. 變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線設(shè)備的選擇 10KV側(cè)電氣設(shè)備選擇參數(shù)比較表設(shè)備名稱型號計算數(shù)據(jù)電壓互感器JDJ-10電流互感器LAT-10-300/5斷路器SN10-10隔離開關(guān)GD6-10T/600UN=10

35、KV10KV10KV10KV10KVIN=273A600A300/5A600A600A52KA57KA52KA52KASK=56MVA350MVAI2tj=37.94(ka)2.s2000(KA)2.S900(KA)2.S1632(KA)2.S2000(KA)2.S根據(jù)列表比較，各種設(shè)備均能滿足要求，選選設(shè)備合格。4.2. 10KV饋電母線設(shè)備的選擇以負(fù)荷最大的空氣壓縮車間為例，選用GG-10型高壓開關(guān)柜。10KV饋電線路設(shè)備選擇見下表。設(shè)備名稱型號計算數(shù)據(jù)斷路器SN8-10隔離開關(guān)GN8-10電流互感器LAT-10-300/5UN=10KV10KV10KV10KVIN=46A600A400A

36、300/5A33KA50KASK=56MVA200MVAI2tj=37.94(ka)2.s2 4(KA)2.S142 5(KA)2.S由上表可知，所所選設(shè)備符合要求4.3 10KV母線的選擇1、導(dǎo)體類型的選擇10KV設(shè)備為戶內(nèi)成套配電裝置，考慮到大電流，方便布置、配電合理等因素，10KV配電裝置采用硬導(dǎo)體。2、 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面 在正常情況下，各回路的持續(xù)工作電流 Igmax =1.05In=1.05Sn/(Un)5000/(10)查表，選用3條404mm矩形鋁導(dǎo)體，平放時允許電流為456A，S=160mm2,滿足最大持續(xù)電流的要求。3、導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度校驗 Smin=I(2/95) 10

37、3 =64.841.5 滿足要求采用兩相不完全星型接法，動作電流按系統(tǒng)最大運行方式下變壓器二次側(cè)三相短路值整定 Iqb=(KrelKw/Ki)*I (krel=1.3 Kw=1 ki=30) =(1.3*1/30)*10.5/37*1000靈敏度按系統(tǒng)最小運行方式下變壓器一次側(cè)兩相短路的短路電流進(jìn)行校驗 SP=(KWIK(2)/KiIqb) (1) IK(2)IK(3) (2) 綜合（2）（1）可得： SPK(3)/(30*38.1) =2.22 滿足要求采用兩相不完全星形接法，動作電流按躲過系統(tǒng)最大運行方式下，變壓器二次側(cè)三相短路值來整定。借鑒的相關(guān)電路圖：變壓器保護(hù)原理接線圖（1） 瓦斯保護(hù)：瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)，又稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護(hù)裝置。按GB5006292規(guī)定，800KVA及以上的一般油浸式變壓器和400KVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應(yīng)取1%1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時，聯(lián)通管對油箱頂蓋也有2%4%的傾斜度。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進(jìn)入