機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)論文

1、某機(jī)械廠降壓變電站電氣設(shè)計(jì)目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc264551775 第1章設(shè)計(jì)任務(wù) PAGEREF _Toc264551775 h 1 HYPERLINK l _Toc264551776 1.1設(shè)計(jì)要求 PAGEREF _Toc264551776 h 1 HYPERLINK l _Toc264551777 1.2設(shè)計(jì)依據(jù) PAGEREF _Toc264551777 h 1 HYPERLINK l _Toc264551778 1.2.1工廠總體規(guī)劃 PAGEREF _Toc264551778 h 1 HYPERLINK l _Toc264551779

2、 1.2.2工廠負(fù)荷情況 PAGEREF _Toc264551779 h 2 HYPERLINK l _Toc264551780 1.2.3供電情況 PAGEREF _Toc264551780 h 2 HYPERLINK l _Toc264551781 1.2.4氣象資料 PAGEREF _Toc264551781 h 2 HYPERLINK l _Toc264551782 1.2.5地質(zhì)和水文資料 PAGEREF _Toc264551782 h 2 HYPERLINK l _Toc264551783 1.2.6電價(jià)制度 PAGEREF _Toc264551783 h 3 HYPERLINK

3、l _Toc264551784 第2章負(fù)荷計(jì)算與無(wú)功補(bǔ)償 PAGEREF _Toc264551784 h 4 HYPERLINK l _Toc264551785 2.1載荷計(jì)算 PAGEREF _Toc264551785 h 4 HYPERLINK l _Toc264551786 2.1.1單組電氣設(shè)備負(fù)荷計(jì)算公式 PAGEREF _Toc264551786 h 4 HYPERLINK l _Toc264551787 多組電氣設(shè)備負(fù)荷 PAGEREF _Toc264551787 h 計(jì)算公式4 HYPERLINK l _Toc264551788 2.2無(wú)功補(bǔ)償 PAGEREF _Toc2645

4、51788 h 7 HYPERLINK l _Toc264551789 第三章變電站選址與選型 PAGEREF _Toc264551789 h 10 HYPERLINK l _Toc264551790 第四章變電站主變壓器選型及主接線方案 PAGEREF _Toc264551790 h 11 HYPERLINK l _Toc264551791 4.1變電站主變選型 PAGEREF _Toc264551791 h 11 HYPERLINK l _Toc264551792 4.2變電站主接線方案的選擇 PAGEREF _Toc264551792 h 11 HYPERLINK l _Toc26455

5、1793 4.2.1安裝主變壓器的主接線方案 PAGEREF _Toc264551793 h 12 HYPERLINK l _Toc264551794 4.2.2安裝兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 PAGEREF _Toc264551794 h 12 HYPERLINK l _Toc264551795 4.3主布線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 PAGEREF _Toc264551795 h 14 HYPERLINK l _Toc264551796 第5章短路電流計(jì)算 PAGEREF _Toc264551796 h 16 HYPERLINK l _Toc264551797 5.1計(jì)算電路 PAGEREF _Toc

6、264551797 h 16 HYPERLINK l _Toc264551798 5.2確定短路計(jì)算的參考值 PAGEREF _Toc264551798 h 16 HYPERLINK l _Toc264551799 5.3元件單位電抗的計(jì)算 PAGEREF _Toc264551799 h 16 HYPERLINK l _Toc264551800 5.4 k-1點(diǎn)短路時(shí)的相關(guān)性計(jì)算 PAGEREF _Toc264551800 h 17 HYPERLINK l _Toc264551801 點(diǎn)短路 PAGEREF _Toc264551801 h 的相關(guān)性計(jì)算17 HYPERLINK l _Toc26

7、4551802 第6章變電站一次設(shè)備的選型與驗(yàn)證 PAGEREF _Toc264551802 h 19 HYPERLINK l _Toc264551803 6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選型和驗(yàn)證 PAGEREF _Toc264551803 h 19 HYPERLINK l _Toc264551804 6.1.1根據(jù)工作電壓選擇 PAGEREF _Toc264551804 h 19 HYPERLINK l _Toc264551805 6.1.2根據(jù)工作電流選擇 PAGEREF _Toc264551805 h 19 HYPERLINK l _Toc264551806 6.1.3根據(jù)電流分?jǐn)嗄芰x擇

8、 PAGEREF _Toc264551806 h 19 HYPERLINK l _Toc264551807 6.1.4隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定性驗(yàn)證 PAGEREF _Toc264551807 h 19 HYPERLINK l _Toc264551808 6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選型與驗(yàn)證 PAGEREF _Toc264551808 h 20 HYPERLINK l _Toc264551809 6.3高低壓母線的選擇 PAGEREF _Toc264551809 h 21 HYPERLINK l _Toc264551810 第七章變電站進(jìn)出線及相鄰機(jī)組連接線的選擇 PAGEREF

9、 _Toc264551810 h 22 HYPERLINK l _Toc264551811 高壓進(jìn)線電纜的 PAGEREF _Toc264551811 h 選用22 HYPERLINK l _Toc264551812 7.1.1 10kV高壓進(jìn)線的選型與驗(yàn)證 PAGEREF _Toc264551812 h 22 HYPERLINK l _Toc264551813 7.1.2高壓電纜的選型和驗(yàn)證 PAGEREF _Toc264551813 h 22 HYPERLINK l _Toc264551814 7.2 380V低壓插座的選擇 PAGEREF _Toc264551814 h 23 HYPER

10、LINK l _Toc264551815 7.2.1鑄造廠 PAGEREF _Toc264551815 h 23 HYPERLINK l _Toc264551816 7.2.2鍛造車(chē)間 PAGEREF _Toc264551816 h 24 HYPERLINK l _Toc264551817 7.2.3熱處理車(chē)間 PAGEREF _Toc264551817 h 24 HYPERLINK l _Toc264551818 7.2.4電鍍車(chē)間 PAGEREF _Toc264551818 h 24 HYPERLINK l _Toc264551819 7.2.5倉(cāng)庫(kù) PAGEREF _Toc2645518

11、19 h 24 HYPERLINK l _Toc264551820 7.2.6工具車(chē)間 PAGEREF _Toc264551820 h 25 HYPERLINK l _Toc264551821 7.2.7金工車(chē)間 PAGEREF _Toc264551821 h 25 HYPERLINK l _Toc264551822 7.2.8鍋爐房 PAGEREF _Toc264551822 h 25 HYPERLINK l _Toc264551823 7.2.9裝配車(chē)間 PAGEREF _Toc264551823 h 25 HYPERLINK l _Toc264551824 7.2.10機(jī)修車(chē)間 PAGE

12、REF _Toc264551824 h 25 HYPERLINK l _Toc264551825 7.2.11生活區(qū) PAGEREF _Toc264551825 h 26 HYPERLINK l _Toc264551826 7.3高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇與驗(yàn)證 PAGEREF _Toc264551826 h 27 HYPERLINK l _Toc264551827 7.3.1根據(jù)加熱條件選擇 PAGEREF _Toc264551827 h 27 HYPERLINK l _Toc264551828 7.3.2檢查電壓損失 PAGEREF _Toc264551828 h 27 HYPERLINK l _T

13、oc264551829 7.3.3短路熱穩(wěn)定性驗(yàn)證 PAGEREF _Toc264551829 h 27 HYPERLINK l _Toc264551830 第8章變電站二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定 PAGEREF _Toc264551830 h 29 HYPERLINK l _Toc264551831 8.1變電站二次回路方案的選擇 PAGEREF _Toc264551831 h 29 HYPERLINK l _Toc264551832 8.2變電站繼電保護(hù)裝置 PAGEREF _Toc264551832 h 29 HYPERLINK l _Toc264551833 8.2.1主變繼電保護(hù)

14、裝置 PAGEREF _Toc264551833 h 29 HYPERLINK l _Toc264551834 8.2.2保護(hù)動(dòng)作電流整定 PAGEREF _Toc264551834 h 30 HYPERLINK l _Toc264551835 8.2.3過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的設(shè)定 PAGEREF _Toc264551835 h 30 HYPERLINK l _Toc264551836 8.2.4過(guò)流保護(hù)靈敏度系數(shù)檢查 PAGEREF _Toc264551836 h 30 HYPERLINK l _Toc264551837 8.3電流速斷保護(hù)裝置的安裝 PAGEREF _Toc264551837

15、h 30 HYPERLINK l _Toc264551838 8.3.1速斷電流整定 PAGEREF _Toc264551838 h 31 HYPERLINK l _Toc264551839 8.3.2電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)檢驗(yàn) PAGEREF _Toc264551839 h 31 HYPERLINK l _Toc264551840 8.4高壓聯(lián)絡(luò)線作為備用電源的繼電保護(hù)裝置 PAGEREF _Toc264551840 h 31 HYPERLINK l _Toc264551841 8.4.1安裝反時(shí)限過(guò)流保護(hù)。 PAGEREF _Toc264551841 h 31 HYPERLINK l _T

16、oc264551842 8.4.2電流速斷保護(hù)裝置的安裝 PAGEREF _Toc264551842 h 32 HYPERLINK l _Toc264551843 8.4.3變電站低壓側(cè)保護(hù)裝置 PAGEREF _Toc264551843 h 32 HYPERLINK l _Toc264551844 第九章變電站防雷接地裝置的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc264551844 h 33 HYPERLINK l _Toc264551845 9.1變電站防雷 PAGEREF _Toc264551845 h 33 HYPERLINK l _Toc264551846 9.1.1直接雷擊保護(hù) PAGERE

17、F _Toc264551846 h 33 HYPERLINK l _Toc264551847 9.1.2雷電侵入波防護(hù) PAGEREF _Toc264551847 h 33 HYPERLINK l _Toc264551848 9.2變電站公共接地裝置的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc264551848 h 34 HYPERLINK l _Toc264551849 9.2.1接地電阻要求 PAGEREF _Toc264551849 h 34 HYPERLINK l _Toc264551850 9.2.2接地裝置的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc264551850 h 34 HYPERLINK l _

18、Toc264551851 第10章結(jié)論 PAGEREF _Toc264551851 h 36 HYPERLINK l _Toc264551852 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc264551852 h 37第 1 章設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 設(shè)計(jì)要求要求根據(jù)供電實(shí)際情況和工廠用電情況，適當(dāng)考慮工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全、可靠、先進(jìn)的要求，確定變電站的位置和類(lèi)型。技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理性。變電站主變臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)，選擇變電站主接線方案、高低壓設(shè)備及進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)，確定雷電保護(hù)和接地裝置。最后，編寫(xiě)設(shè)計(jì)規(guī)范并按要求繪制設(shè)計(jì)圖紙。1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)1.2.1工廠總體規(guī)劃圖 1.1 工廠平面

19、圖1.2.2工廠負(fù)荷我廠車(chē)間多為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)4600小時(shí)，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間6小時(shí)。除鑄造車(chē)間、電鍍車(chē)間、鍋爐房為二次負(fù)荷外，其余均為三次負(fù)荷。我廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1.1。1.2.3供電情況根據(jù)工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)簽訂的供電協(xié)議，工廠可從就近的10kV公用電源干線獲取工作電源。干線走向請(qǐng)參考工廠總平面圖。干線的線材等級(jí)為L(zhǎng)GJ-150，導(dǎo)體呈等邊三角形排列，線距為2m1。干線頭端到我廠的距離約為8km.安裝在干線首端的高壓斷路器分?jǐn)嗄芰?00MVA。本斷路器設(shè)有定時(shí)限過(guò)流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足廠區(qū)二級(jí)負(fù)荷要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線從相鄰機(jī)組獲取備用電

20、源。已知與廠區(qū)高壓側(cè)有電氣連接的架空線路總長(zhǎng)度為，80km電纜線路總長(zhǎng)度為25km。1.2.4氣象數(shù)據(jù)廠區(qū)年最高氣溫為38，年平均氣溫為23，年最低氣溫為-9，年最熱月平均最高氣溫為33，年最熱月平均氣溫為26，年地下最熱月0.81.2.5地質(zhì)和水文資料廠區(qū)平均海拔高度，500m地層以砂、粘土為主，地下水位2m為表 1.1 工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)廠號(hào)廠名負(fù)載類(lèi)別設(shè)備容量/kW所需系數(shù)功率因數(shù)1成型廠力量3000.30.7照明50.81.02鍛造車(chē)間力量3500.30.65照明80.71.07金工車(chē)間力量4000.20.65照明100.81.06工具車(chē)間力量3600.30.6照明70.91.04電鍍車(chē)間力

21、量2500.50.8照明50.81.03熱處理車(chē)間力量1500.60.8照明50.81.09組裝車(chē)間力量1800.30.7照明60.81.010機(jī)器商店力量1600.20.65照明40.81.08鍋爐車(chē)間力量500.70.8照明10.81.05庫(kù)力量200.40.8照明10.81.0生活區(qū)域照明3500.70.91.2.6電費(fèi)制度工廠已與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)達(dá)成協(xié)議，在工廠變電站高壓側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量，設(shè)置專(zhuān)用計(jì)量柜，并按兩部制電價(jià)制度繳納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變?nèi)萘?8元/kVA，動(dòng)力0.9元/kWh，照明0.5元/kWh。工廠最大負(fù)載時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9。此外，電力用戶應(yīng)根據(jù)新裝變壓器的容量，一

22、次性向供電部門(mén)支付供電補(bǔ)貼：6 10VA為800/kVA。第二章負(fù)荷計(jì)算與無(wú)功補(bǔ)償2.1 載荷計(jì)算2.1.1單組電氣設(shè)備負(fù)荷計(jì)算公式(1)有功功率計(jì)算負(fù)荷（單位：kW）= (為系數(shù)) (2.1)(2)無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）=棕褐色(2.2)(3)視在計(jì)算負(fù)荷（單位：kVA）(2.3)(4)計(jì)算電流（單位為A）(2.4)式中：為電氣設(shè)備的額定電壓（單位為千伏）2.1.2計(jì)算多組電氣設(shè)備負(fù)荷的計(jì)算公式(1)有功功率計(jì)算負(fù)荷（單位：kW）= (2.5)式中：為所有設(shè)備組有功功率計(jì)算負(fù)荷之和為有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，取值范圍為0.850.95(2)無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）= (2.6)式中：為

23、所有設(shè)備無(wú)功功率之和是無(wú)功負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)，最好是0.9到0.97（2.1）(3)視在計(jì)算負(fù)荷（單位：kVA） = (2.7)(4)計(jì)算電流（單位為A） (2.8)計(jì)算后得到各車(chē)間和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表，如表2.1（額定電壓為380V）表 2.1 各車(chē)間及生活區(qū)負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)姓名類(lèi)別設(shè)備容量/kW所需系數(shù)因棕褐色計(jì)算負(fù)荷/千瓦/kvar/kVA/一個(gè)1鑄件作坊力量3000.30.71.029091.8照明50.81.004.00小計(jì)3059491.81322012鍛造作坊力量3500.30.651.17105123照明80.71.005.60小計(jì)358110.61231652517金工作坊力量40

24、00.20.651.178093.6照明100.81.0080小計(jì)4108893.61281946工具作坊力量3600.30.61.33108144照明70.91.006.30小計(jì)367114.31441842804電鍍作坊力量2500.50.80.7512593.8照明50.81.0040小計(jì)25512993.81602443熱處理車(chē)間力量1500.60.80.759067.5照明50.81.0040小計(jì)1559467.51161769部件作坊力量1800.30.71.025455.1照明60.81.004.80小計(jì)18658.855.180.612210機(jī)修作坊力量1600.20.651.

25、173237.4照明40.81.003.20小計(jì)16435.237.451.4788鍋爐作坊力量500.70.80.753526.3照明10.81.000.80小計(jì)5135.826.344.4675庫(kù)力量200.40.80.7586照明10.81.000.80小計(jì)二十一8.8610.716.211生活區(qū)域照明3500.70.90.48245117.6272413全部的力量22191013.5856.1照明403信用=0.8, =0.850.75810.8727.6108916552.2 無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功手動(dòng)補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、有功功

26、率損耗小、裝配靈活、擴(kuò)展方便等優(yōu)點(diǎn)，在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。從表2.1可以看出，380V側(cè)最大負(fù)載時(shí)電站的功率因數(shù)僅為0.75。供電部門(mén)要求工廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)載的功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變無(wú)功損耗元素大于有功損耗，380V側(cè)最大負(fù)載時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)略大于0.9，暫取0.92計(jì)算所需的無(wú)功補(bǔ)償容量380V側(cè)：= (tan - tan )=810.8tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) = 369.66 kvar參考圖2，選擇PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償評(píng)估屏，并聯(lián)電容為BW0。 4-14-3，使用其方案1（主屏）1臺(tái)和方案3（副屏）4臺(tái)組合，總?cè)萘繛?4kva

27、r 5=420kvar。補(bǔ)償前后，變壓器低壓側(cè)有功功率計(jì)算負(fù)荷基本不變，而無(wú)功功率計(jì)算負(fù)荷=（727.6-420）kvar=307.6kvar，視在功率=867.2kVA，計(jì)算電流= 1317.6 A，功率因數(shù)增加到 cos = = 0.935。無(wú)功補(bǔ)償前，變電站主變T的容量應(yīng)選擇為1250kVA，以滿足負(fù)荷用電量的需要；無(wú)功補(bǔ)償后，主變壓器T的容量應(yīng)選擇為1000kVA。同時(shí)，由于計(jì)算電流的減少，供電系統(tǒng)各元件上補(bǔ)償點(diǎn)的功率損耗也相應(yīng)減少，因此無(wú)功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益十分可觀。因此，廠區(qū)380V側(cè)和10kV側(cè)無(wú)功補(bǔ)償后的負(fù)荷計(jì)算如表3所示。圖2.1 PGJ1低壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償屏接線方案表 2.2 無(wú)

28、功補(bǔ)償后工廠計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目因計(jì)算負(fù)荷/千瓦/kvar/kVA/一個(gè)380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)載0.75810.8727.610891655380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量-420負(fù)載后380V側(cè)補(bǔ)0.935810.8307.6867.21317.6主變壓器功率損耗0.015 = 130.06 =5210KV側(cè)負(fù)荷計(jì)算0.935823.8359.6898.952第三章變電站選址與選型變電站的位置應(yīng)盡量靠近廠區(qū)負(fù)荷中心，廠區(qū)負(fù)荷中心應(yīng)按負(fù)荷功率力矩法確定。在廠房平面圖的底部和左側(cè)，分別制作直角坐標(biāo)的軸線和軸線，然后測(cè)量每個(gè)車(chē)間（樓）和宿舍區(qū)的負(fù)載點(diǎn)的坐標(biāo)位置， ， ，代表車(chē)間 1、2 , 3.10 分別。功率數(shù)，組(

29、2.5, 5.6), (3.6, 3.6), (5.7, 1.5), ( 4, 6.6), (6.2, 6.6), (6.2, 5.2), (6.2, 3.5), (8.8 ) , 6.6), (8.8, 5.2), (8.8, 3.5)，設(shè)(1.2, 1.2)為生活區(qū)的中心荷載，如圖3-1所示。假定工廠的負(fù)荷中心在 P( , ) 中，其中 P= + + + = 。因此，根據(jù)力學(xué)中計(jì)算中心的力矩方程，可以得到載荷中心的坐標(biāo)：(3.1)(3.2)將各車(chē)間的坐標(biāo)代入(1.1)，(2.2)，得到=5.38， =5.38。從計(jì)算結(jié)果可以看出，工廠的負(fù)荷中心在六號(hào)車(chē)間（工具車(chē)間）的西北角?？紤]到周邊環(huán)境

30、和進(jìn)出線方便，決定在6號(hào)廠房西側(cè)，靠近廠房建設(shè)廠變電所，設(shè)備類(lèi)型為附接式。圖 3.1 根據(jù)負(fù)載功率力矩法確定負(fù)載中心第四章變電站主變壓器選型及主接線方案4.1 變電站主變選型根據(jù)負(fù)載性質(zhì)和廠區(qū)供電情況，廠區(qū)變電站主變有以下兩種選擇：(1) 安裝一臺(tái)S9型變壓器，容量按公式計(jì)算，即主變壓器容量和總計(jì)算負(fù)荷。選擇=1000 KVA =898.9 KVA，即選擇S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二次負(fù)荷所需的備用電源，則考慮由與相鄰機(jī)組相連的高壓聯(lián)絡(luò)線承擔(dān)。(2) 安裝的兩臺(tái)變壓器型號(hào)為S9，每臺(tái)變壓器的容量按公式(4.1)和(4.2)選取，即898.9 KVA=(539.34629.

31、23) KVA (4.1)=（134.29+165+44.4）千伏安=343.7千伏安（4.2）因此，選擇了兩臺(tái) S9-630/10 低損耗配電變壓器。工廠二次負(fù)荷所需的備用電源，考慮由與相鄰機(jī)組相連的高壓聯(lián)絡(luò)線承擔(dān)。主變壓器的接線組為 Yyn0。4.2 變電站主接線方案的選擇根據(jù)以上考慮的兩種主變方案，可設(shè)計(jì)以下兩種主接線方案：4.2.1安裝主變壓器的主接線方案安裝主變壓器的主接線方案如圖 4.1 所示。S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV聯(lián)絡(luò)線（備用電源）GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07

32、GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主變聯(lián)絡(luò)（備用）220/380V高壓柜列圖 4.1 安裝主變壓器的主接線方案4.2.2安裝兩臺(tái)主變壓器的主接線方案安裝兩臺(tái)主變壓器的主接線方案如圖 4.2 所示。Y0Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV聯(lián)絡(luò)線（備用電源）GG-1A(F)-54GG-1A(F)-113、11GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG-1A(J)-01GG-1A(F)-96GG-1A(F)-07GG-1A(F

33、)-54主變主變聯(lián)絡(luò)（備用）高壓柜列-96圖 4.2 安裝了兩臺(tái)主變壓器的主接線圖4.3 主要布線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表 4.1 主要布線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較比較項(xiàng)目一種安裝主變壓器的方案安裝兩臺(tái)主變壓器的方案技術(shù)指標(biāo)電源安全滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求電能質(zhì)量由于一臺(tái)主變壓器，電壓損耗大由于兩臺(tái)主變壓器并聯(lián)，電壓損耗小靈活性和便利性只有一個(gè)主變壓器，靈活性稍差因?yàn)橛袃蓚€(gè)主變壓器，所以靈活性更好擴(kuò)展適應(yīng)性稍微差一點(diǎn)更好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器綜合投資發(fā)現(xiàn)S9-1000/10單價(jià)為15.1萬(wàn)元，變壓器綜合投資約為其單價(jià)的2倍，故綜合投資約為2*15.1=30.2萬(wàn)元發(fā)現(xiàn)S9-630/1

34、0的單價(jià)為10.5萬(wàn)元，所以兩臺(tái)變壓器的綜合投資約為4*10.5=42萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多出11.8萬(wàn)元。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備（含計(jì)量柜）綜合投資發(fā)現(xiàn)GG -1A(F)型柜子可以計(jì)算4萬(wàn)元/臺(tái)，其綜合投資可以計(jì)算為設(shè)備的1.5倍，所以高壓開(kāi)關(guān)柜的綜合投資約為4*1.5*4 =24萬(wàn)元本方案采用6個(gè)GG -1A（F）柜，其綜合投資約為6*1.5*4=36萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多出12萬(wàn)元。電力變壓器和高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的年運(yùn)營(yíng)成本主變折舊費(fèi)=30.2萬(wàn)元*0.05=1.51萬(wàn)元；高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備折舊費(fèi)=24萬(wàn)元*0.06=1.44萬(wàn)元；變配電維護(hù)管理費(fèi)用=（30.2+24）元*0.06=3.25萬(wàn)元。因此，主變和

35、高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的折舊和維修管理費(fèi)=（1.51+1.44+3.25）=6.2萬(wàn)元主變折舊費(fèi)=42萬(wàn)元*0.05=2.1萬(wàn)元；高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備折舊費(fèi)=36萬(wàn)元*0.06=2.16萬(wàn)元；變配電維護(hù)管理費(fèi)用=（42+36）萬(wàn)元*0.06=4.68萬(wàn)元。因此，主變和高壓開(kāi)關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)=（2.1+2.16+4.68）=8.94萬(wàn)元，比主變方案多出2.74萬(wàn)元。供電費(fèi)主變?nèi)萘?00元/KVA，供電補(bǔ)貼費(fèi)=1000KVA*08萬(wàn)元/KVA=80萬(wàn)元供電補(bǔ)貼費(fèi)=2*630KVA*08萬(wàn)元=100.8萬(wàn)元，比一臺(tái)主變多20.8萬(wàn)元從上表可以看出，從技術(shù)指標(biāo)來(lái)看，安裝兩臺(tái)主變的主接線方案略好于安裝一臺(tái)主變的主接

36、線方案，但從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)看，安裝一臺(tái)主變壓器 該方案與安裝兩臺(tái)主變壓器的主接線方案相距甚遠(yuǎn)，因此決定采用安裝一臺(tái)主變壓器的主接線方案。第 5 章 短路電流計(jì)算5.1 計(jì)算電路500500MVAK-1K-2LGJ-150,8km10.5kVS9-10000.4kV系統(tǒng)圖 5.1 短路計(jì)算電路5.2 確定短路計(jì)算參考值設(shè)參考容量= 100MVA，參考電壓= 1.05 ，計(jì)算短路電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則(5.1)(5.2)元件單位電抗的計(jì)算(1) 電力系統(tǒng)已知電力系統(tǒng)出口斷路器的分?jǐn)嗄芰?500MVA，所以=100MVA/500MVA=0.2 (5.3)(2) 架空線查表得

37、到LGJ-150的線電抗，線很長(zhǎng)8km，所以（5.4）(3) 電源變壓器查表，變壓器的短路電壓百分比=4.5，所以(5.5)其中，是變壓器的額定容量。因此，短路計(jì)算的等效電路如圖 5.2 所示。kk-1k-2圖 5.2 短路計(jì)算的等效電路5.4 k-1點(diǎn)短路時(shí)的相關(guān)性計(jì)算(1) 單位總電抗值=0.2+2.6=2.8 (5.6)(2) 三相短路電流周期分量的有效值(5.7)(3) 其他短路電流 (5.8) (5.9) (5.10)(4) 三相短路容量 (5.11)5.5 k-2點(diǎn)短路時(shí)的相關(guān)性計(jì)算(1) 單位總電抗值=0.2+2.6+4.5=7.3 (5.12)(2) 三相短路電流周期分量的有效

38、值(5.13)(3) 其他短路電流(5.14) (5.15) (5.16)(4) 三相短路容量(5.17)上述短路計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5.1。表 5.1 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流三相短路容量/MVAk-11.961.961.965.02.9635.7k-219.719.719.736.221.513.7第六章變電站一次設(shè)備的選型與檢定6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選型與驗(yàn)證6.1.1根據(jù)工作電壓選擇設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)低于其所在系統(tǒng)的額定電壓，即高壓設(shè)備的額定電壓不應(yīng)低于其所在系統(tǒng)的最高電壓。 ，即。 =10kV， =11.5kV，高壓開(kāi)關(guān)柜、變壓器和支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定

39、電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。6.1.2按工作電流選擇裝置的額定電流不應(yīng)小于其所在電路的計(jì)算電流，即6.1.3按分?jǐn)嗄芰x擇的額定分?jǐn)嚯娏骰蚍謹(jǐn)嗄芰?，?duì)于分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備，不應(yīng)小于其能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘浚椿?6.1)對(duì)于分?jǐn)嘭?fù)載設(shè)備電流的設(shè)備，為最大負(fù)載電流。6.1.4隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定性驗(yàn)證(1) 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性驗(yàn)證條件或(6.2),分別為開(kāi)關(guān)限流通過(guò)電流的峰值和有效值,分別為開(kāi)關(guān)所在位置的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值(2) 熱穩(wěn)定性校準(zhǔn)條件(6.3)對(duì)于以上分析，如表 6.1 所示，可以看出所選擇的一次設(shè)備滿足要求。表 6.1 10 kV 一

40、次側(cè)設(shè)備選型驗(yàn)證選擇檢查項(xiàng)目電壓當(dāng)前的中斷能力動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性其他設(shè)備位置條件范圍數(shù)據(jù)10kV57.7A( )1.96kA5.0kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓無(wú)油斷路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40kA高壓隔離開(kāi)關(guān)- 10/20010kV200A-25.5kA二次負(fù)荷 0.6高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50kA-電壓互感器JDJ-1010/0.1kV電壓互感器JDZJ-10電流互感器 LQJ-1010kV100/5A-31.8kA=81避雷針 FS4-1010kV戶外隔離開(kāi)關(guān)GW4-12/40012kV400A-25kA6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選型與驗(yàn)

41、證同樣按照6.1節(jié)的方法，對(duì)380V側(cè)一次設(shè)備進(jìn)行選型驗(yàn)證，如表6.2所示，所選數(shù)據(jù)均符合要求。表 6.2 380V 一次側(cè)設(shè)備選型驗(yàn)證選擇檢查項(xiàng)目電壓當(dāng)前的隔斷能力動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性其他設(shè)備位置條件范圍-數(shù)據(jù)380V全部的1317.6A19.7kA36.2kA-一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)-低壓斷路器DW15-1500/3D380V1500A40kA低壓斷路器DW20-630380V630A（大于）30卡（一般來(lái)說(shuō)）低壓斷路器DW20-200380V200A（大于）25kA低壓斷路器HD13-1500/30380V1500A電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A電流互感器LMZ1-0

42、.5500V100/5A160/5A6.3 高低壓母線的選擇查表，10kV母線可選擇LMY-3(40)，4mm即母線40mm4mm尺寸120mm10mm為80mm6mm；第七章 變電站進(jìn)出線及相鄰機(jī)組連接線的選擇7.1 10kV高壓進(jìn)線電纜的選用7.1.1 10kV高壓進(jìn)線的選型與驗(yàn)證LGJ鋼芯鋁絞線用于架空敷設(shè)，接入10kV公共干線。(1)根據(jù)供暖條件選擇= 57.7A，室外環(huán)境溫度為33，查表得到LGJ-35的初選，35C此時(shí)= ，149A滿足供暖條件。(2)查表核對(duì)機(jī)械強(qiáng)度，最小內(nèi)容截面積=25 ，LGJ-35符合要求，故選用。由于這條線路很短，因此無(wú)需驗(yàn)證電壓損耗。7.1.2高壓電纜的

43、選型和驗(yàn)證地下敷設(shè)使用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜。（1）根據(jù)57.7A加熱條件，隨土壤環(huán)境選擇=25 。查表發(fā)現(xiàn)，初步選用截面為25芯的交聯(lián)電纜，其= 149A ，滿足加熱條件。(2)按公式檢查熱路穩(wěn)定性，A為母線截面積，單位為：滿足熱路穩(wěn)定性條件的最大截面積，單位為；電流，單位為A；短路加熱虛時(shí)間，單位為s。該電纜中， =1960， =0.5+0.2+0.05=0.75s，終端變電所保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0.5s，斷路器分?jǐn)鄷r(shí)間0.2s，C=77。將這些數(shù)據(jù)代入公式得到 ，滿足加熱條件。 (2)從圖 1.1 所示的工廠平面圖檢查電壓損失。變電站到一號(hào)廠房的距離約為288m，查表得到

44、的120鋁芯電纜=0.31 （按電纜芯工作溫度75計(jì)算） = 0.07 1廠房=94kW，=91.8kvar ，所以線路電壓損耗為 =5%(3)開(kāi)路熱穩(wěn)定性檢查不滿足短期熱穩(wěn)定性要求，故選用電纜芯截面為240的電纜，即VLV22-1000-3 240+1 120的四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜，中性芯不小于相芯。半選，下同。7.2.2鍛造車(chē)間給2號(hào)車(chē)間（鍛造車(chē)間）供電的線路也采用VLV22-1000-3 240+1 120四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直埋（方法同上，略）。7.2.3熱處理車(chē)間給3號(hào)車(chē)間（熱處理車(chē)間）供電的線路也采用VLV22-1000-3 240+1 120四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直埋（

45、方法同上，略）。7.2.4電鍍車(chē)間4號(hào)車(chē)間（電鍍車(chē)間）供電線路也采用VLV22-1000-3 240+1 120四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直埋（方法同上，略）。7.2.5庫(kù)給5號(hào)廠房（倉(cāng)庫(kù)）供電的線路，由于倉(cāng)庫(kù)在變電站旁邊，為普通建筑，采用5根聚氯乙烯絕緣鋁導(dǎo)體BLV-1000（含3相線，1線N線，1根PE線）埋在硬塑料管中。(1)根據(jù)加熱條件選擇由=16.2A和環(huán)境溫度26 ，初級(jí)截面積4 ，其中= 19A ，滿足加熱條件。 (2)檢查機(jī)械強(qiáng)度表中， =2.5 ，所以上面選擇的4根線材滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。(3) 檢查電壓損失選擇的管道估計(jì)長(zhǎng)50m，查表=0.85 ， =0.119 ，倉(cāng)庫(kù)=8.8

46、kW， =6kvar，所以I 30(2)測(cè)試機(jī)械強(qiáng)度查表，最小內(nèi)容截面積A min = 10mm2 ，所以BLX-1000-1 240滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。(3)檢查電壓損失查工廠平面圖找出變電站到生活區(qū)負(fù)荷中心的距離，600m查表發(fā)現(xiàn)LJ-240的阻抗值約等于BLX-1000-1 240的阻抗=0.14 , = 0.30 （根據(jù)幾何線之間的平均距離0.8m）, 居住面積= 245KW, = 117.6kvar, 所以 =5%滿足內(nèi)容的電壓損耗要求。因此，決定使用四回BLX-1000-1 120 三相架空線為生活區(qū)供電。所有 PEN 線均為 BLX-1000-1 75 橡膠絕緣線。重新檢查電壓損失

47、，完全合格。7.3 高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇與驗(yàn)證采用YJL22-10000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜，直接埋地，2Km與相鄰單元變電站10KY母線相連。7.3.1根據(jù)供暖條件選擇廠區(qū)二次負(fù)荷能力為335.1KVA，最熱月平均土壤溫度為25.查表：初步選用線芯截面為25的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜，符合要求。7.3.2檢查電壓損失可以找到電纜芯數(shù)為 25 的鋁（線芯溫度以80米計(jì)算），而對(duì)于二次負(fù)載, ，線長(zhǎng)以2km米計(jì)算，所以可以看出，滿足了所需電壓損耗的5%的要求。7.3.3短路熱穩(wěn)定性檢查根據(jù)變電站高壓側(cè)短路電流驗(yàn)證，從前述進(jìn)線電纜短路熱穩(wěn)定性驗(yàn)證可知，電纜芯25的交聯(lián)電纜符合熱穩(wěn)定性要求。但由于相

48、鄰機(jī)組10KV的短路數(shù)據(jù)未知，因此無(wú)法對(duì)該連接線進(jìn)行短路熱穩(wěn)定性驗(yàn)證計(jì)算，只是暫時(shí)缺失。上述所選變電站的進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的電線電纜類(lèi)型和規(guī)格見(jiàn)表7.1。表 7.1 進(jìn)出線和扎線的電線電纜規(guī)格行名電線或電纜型號(hào)規(guī)格10KV電源線LGJ-35鋁絞線（三相三線架空）主變壓器引入電纜YJL2210000325交聯(lián)電纜（直埋）380V低壓脫線到一號(hào)工廠VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）到 2 號(hào)工廠VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）到工廠 3VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）到4號(hào)廠VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）到

49、 5 號(hào)工廠BLV100014鋁芯線和5根直徑25的硬塑料管到 6 號(hào)工廠VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）到7號(hào)廠VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）到 8 號(hào)工廠VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）到 9 號(hào)工廠VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）到 10 號(hào)工廠VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）到生活區(qū)四路，每路3BLX-1000-1120+1BLX-1000-175膠線（三相四線架空線）10KV與相鄰機(jī)組的連接線YJL2210000316交聯(lián)電纜（直埋）第八章變電站二次回路方案選擇及

50、繼電保護(hù)整定8.1 變電站二次回路方案的選擇(1)高壓斷路器操作機(jī)構(gòu)為控制，信號(hào)斷路器采用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。（2）變電站電能計(jì)量電路變電站高壓側(cè)安裝專(zhuān)用計(jì)量柜，安裝三相有功電能表和無(wú)功電能表，分別計(jì)量有功電能表和消耗的無(wú)功電能分別由全廠。并計(jì)算該工廠每月的平均功率因數(shù)。計(jì)量柜由上級(jí)供電部門(mén)密封管理。(3)變電站測(cè)量及絕緣監(jiān)測(cè)電路變電站高壓側(cè)裝有電壓互感器避雷器柜。其中電壓互感器為3個(gè)JDZJ-10型，組成Y0/Y0/接線，實(shí)現(xiàn)電壓側(cè)測(cè)量和絕緣監(jiān)測(cè)。在作為備用電源的高壓連接線上，安裝了三相有功電能表、三相無(wú)功電能表、電流表、接線圖。在高壓進(jìn)線安裝電流表。低壓側(cè)電源插座安裝有功電能表和無(wú)功電能表，低壓

51、照明線路安裝三相四線有功電能表。在低壓并聯(lián)電容器組線路上安裝無(wú)功電能表。每個(gè)電路都配備一個(gè)電流表。低壓母線配有電壓表，儀表精度等級(jí)符合要求。8.2 變電站繼電保護(hù)裝置8.2.1主變繼電保護(hù)裝置(1)安裝氣體保護(hù)裝置。當(dāng)變壓器油箱故障產(chǎn)生輕微氣體或油位下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量氣體時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)高壓側(cè)斷路器。(2)安裝反時(shí)限過(guò)流保護(hù)。采用GL15型感應(yīng)式過(guò)流繼電器，兩相二繼電器式接線，分勵(lì)脫扣操作。8.2.2保護(hù)動(dòng)作電流設(shè)定其中，可靠性系數(shù)，接線系數(shù)，繼電器回路系數(shù)，電流互感器的電流比=100/5=20 ，所以工作電流為：因此，過(guò)流保護(hù)工作電流設(shè)置為10A。8.2.3過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的設(shè)定由

52、于該變電站是電力系統(tǒng)的終端變電站，其過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間（動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間的10倍）可以設(shè)置為最短0.5s。8.2.4過(guò)流保護(hù)靈敏度系數(shù)檢驗(yàn)其中， =0.866 19.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682 ，所以其靈敏度系數(shù)為：滿足靈敏度因子為 1.5 的要求。8.3 安裝電流速斷保護(hù)利用GL15的快速斷開(kāi)裝置。8.3.1快速分?jǐn)嚯娏鞯脑O(shè)定用公式, 其中, , , , , 則速斷保護(hù)電流為速斷電流倍數(shù)設(shè)置為（注意不是整數(shù)，但必須在2到8之間）8.3.2電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)測(cè)試用公式, , , 則其保護(hù)靈敏度系數(shù)為。根據(jù)GB50062-92的規(guī)定，電流保護(hù)的最小靈敏度系數(shù)為1.5，因此此處安裝的電流速斷保護(hù)的靈敏度系數(shù)滿足要求。但是根據(jù)J6-96和JGJ/T16-92的規(guī)定，最小靈敏度是2，所以這里安裝的電流速斷保護(hù)的靈敏度系數(shù)在底邊。8.4 高壓聯(lián)絡(luò)線作為備用電源的繼電保護(hù)裝置8.4.1安裝反時(shí)限過(guò)流保護(hù)。也采用GL15型感應(yīng)式過(guò)流繼電器，兩相二繼電器式接線，跳閘動(dòng)作方式。(1)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作電流的整定，使用公式，其中 0.6 52A= 43.38A, , , , , 所以工作電流為：因此，過(guò)流保護(hù)工作電流設(shè)置為7A