泵站自動化課設(shè)說明書

1、八一泵站改造工程電氣主接線設(shè)計說明書 目錄331 課程設(shè)計要求及相關(guān)資料33 1.1課程設(shè)計目的 33 1.2設(shè)設(shè)計原始資料料34 11.2.1泵泵站電氣負(fù)荷荷 45 11.2.2目目前更新改造造的初步設(shè)計計55 51.3設(shè)設(shè)計要求556 1.4設(shè)設(shè)計步驟67 1.5繪繪圖和整理設(shè)設(shè)計說明書772 主接線設(shè)設(shè)計77 2.1泵泵站負(fù)荷統(tǒng)計計78 22.1.1主主電動機的計計算負(fù)荷8100000 22.1.2站站用電負(fù)荷統(tǒng)統(tǒng)計10000010 22.1.3選選擇站變1012 22.1.4泵泵站總計算負(fù)荷1212 2.2主主接線方案的的比較1212 22.2.1主主變的選擇1213 22.2.2接接

2、線方案設(shè)計計1314 22.2.3方方案投資比較較1415 22.2.4供供電導(dǎo)線的選選擇1516 2.3主主接線方案的的確定16163 短路電流流計算1616 3.1分分段母線間的的開關(guān)閉合時時短路電流計計算1616 33.1.1畫畫等值電路圖圖，選擇短路路點1617 33.1.2元元件參數(shù)計算算1720 33.1.3各各短路點短路路電流計算2020 3.2分分段母線間的的開關(guān)斷開時時短路電流計計算2020 33.2.1畫畫等值電路圖圖，選擇短路路點2023 33.2.2各各短路點短路路電流計算23234 主電動機機的起動校驗驗2323 4.1電電動機起動影影響2324 4.2電電動機起動電

3、電壓降要求2424 4.3起起動校驗計算算24255 電氣設(shè)備備選擇2525 5.1 6kV側(cè)配配電設(shè)備25 55.1.1 6kV側(cè)開開關(guān)柜2725 55.1.2 66kV側(cè)斷路路器272530 55.1.3電電力電纜3032 55.1.4 6kV側(cè)母母線的選擇3233 55.1.5 6kV側(cè)電電壓互感器的的選擇3336 55.1.6 6kV側(cè)電電流互感器的的選擇36 5.2高高壓側(cè)（355kV）配電設(shè)設(shè)備36 55.2.1高高壓側(cè)架空線線 33636 55.2.2高高壓側(cè)斷路器器3737 6 泵泵站電氣主接接線圖38參考資料 381 課程設(shè)計要要求及相關(guān)資資料1.1 課程設(shè)設(shè)計目的 通過設(shè)計

4、鞏固已已學(xué)知識，培培養(yǎng)分析和解解決問題的能能力，初步掌掌握泵站電氣氣部分的設(shè)計計方法。1.2 設(shè)計原原始資料1.2.1 原原設(shè)計八一泵站位于黃黃梅縣八一圩圩境內(nèi)，劉佐佐鄉(xiāng)西側(cè)，即即湖北省華陽陽河流域梅濟濟港以南平原原湖區(qū)，其排排區(qū)（八一圩圩）承雨面積積132kmm2，并可通過軍軍圩港、軍圩閘與清江江口泵站排區(qū)區(qū)（潘興圩）連連通，緩解清清江口排區(qū)提提派能力不足足。圖1八一泵站是19977年投產(chǎn)產(chǎn)的大型泵站站。泵站裝機機6臺64ZZLB-500型立式軸流流泵，總排澇澇流量為511米3 /秒，配配用TDL2215/31124型同同步電動機66臺。TDLL215/33124型型同步電動機機單機額定功功

5、率800千千瓦，額定電電壓6千伏，額額定電流933安，額定功功率因素0.9（超前），額額定轉(zhuǎn)速2550轉(zhuǎn)/分，電電機效率為992%，配用用KGLF111-1-3300/755型可控硅勵勵磁裝置。原供電電源由孔孔壟變成電站335KV引入入，架設(shè)233km輸電線線路，接人站站內(nèi)35kvv變電站，站站內(nèi)安裝兩臺臺3150KKVA 355/6.3KKV 變壓器器供六臺主機機電源，兩臺臺160KVVA 35/0.4KVV變壓器和4400KVAA 6.3/0.4KVV變壓器供泵泵站廠用電源源；電氣主接線為單單母線擴大單單元接線。兩兩臺主變壓器器高低壓側(cè)分分別并接于各各自的母線。站站用電源接于于6KV母線線

6、。1.2.2 目目前更新改造造的初步設(shè)計計（1）水泵機組組選型根據(jù)本階段復(fù)核核的八一泵站站揚程，流量量等特征參數(shù)數(shù)以及泵站330年運行情情況來分析，原原64LB-550型水泵的的最高揚程不不夠，在泵站站最高的凈揚揚程8.711 m工況下下不能運行。參參考類似工程程經(jīng)驗(如黃黃岡市黃州區(qū)區(qū)白潭湖泵站)，本次設(shè)計計中在滿足揚揚程，流量的的前提下，水水泵的選型進進行優(yōu)選，選選出最適合本本泵站的泵型型。綜合考慮，我們們推薦16CCJ-70型型全調(diào)節(jié)軸流流泵作為八一一泵站更新改改造的泵型。由由于16CJJ-70型水水泵的最大軸軸功率達到8859.433KW，因此此原電機必須須增容。考慮慮電機1.005到

7、1.11的備有系數(shù)數(shù)，擬將電機機增容到10000KW。電電機選用TDDL10000-20/22150型立立式同步電動動機6臺，其其主要參數(shù)為為：額定功率：10000kw額定轉(zhuǎn)速：3000r/miin額定電壓：60000v定子電流：1113.7A效率：94%功率因數(shù)：0.9（超前）(2) 供電系系統(tǒng)改造根據(jù)泵站設(shè)計計規(guī)范（GGB/T500265-997），八一一泵站更新改改造的電氣工工程主要有： 供電電壓：供電電壓保保持現(xiàn)35KKV電壓等級級不變； 輸電線路：采用35KKV專用直配配輸電線路供供電； 變電站；設(shè)設(shè)專用變電站站，采用站、變變合一的供電電管理模式；（3）站用電負(fù)負(fù)荷統(tǒng)計站用負(fù)荷，主要

8、要是為排水服服務(wù)的各輔機機設(shè)備的負(fù)荷荷。包括站區(qū)區(qū)生產(chǎn)生活等等用電負(fù)荷。全全站用電負(fù)荷荷統(tǒng)計見表11.1。站用電負(fù)荷統(tǒng)計計表1.1序號項目數(shù)量單位容量總?cè)萘窟\行期間可能最最大負(fù)荷備注1勵磁裝置6臺15kw60kw60.0kw2軸流通風(fēng)機18臺4kw72kw48.0kw3整流電源1套15KVA15KVA5.0KVA4行車1套21+7.5+432.5kw05供水泵2臺15kw30kw15.0kw6排水泵2臺11kw22kw11.0kw7空壓機1臺7.5kw7.5kw7.5kw8真空泵1臺37kw74kw37.0kw9檢修閘門起吊裝裝置1套17kw17kw010清污機1套30kw30kw30.0kw

9、11拍門起吊裝置6套5.533kw3.0kw12修理車間30kw20.0kw13油系統(tǒng)1套10.4kw7.0kw14泵房照明6kw5.5kw15通風(fēng)采暖15kw10.0kw16電氣試驗5kw3.0kw17攔污柵起吊1套17kw17kw018電動機負(fù)載合計計374.9kww178.5kww19總計506.4kww262.0kww1.3 設(shè)計要要求1.根據(jù)有關(guān)資資料進行泵站站電氣部分（含含變電所）的的初步設(shè)計。2.設(shè)計應(yīng)符合合國家經(jīng)濟建建設(shè)制定的各各項方針政策策、規(guī)范等要要求。3.在滿足供電電可靠性、運運行靈活前提提下，力爭技技術(shù)先進，節(jié)節(jié)省投資和運運行費用。4.優(yōu)先采用新新技術(shù)和指定定先進的設(shè)備

10、備及材料。1.4 設(shè)計步步驟（一）熟悉資料料，確定設(shè)計計參數(shù)1.主機組的有有關(guān)技術(shù)參數(shù)數(shù)。2.輔機及其它它裝備的名稱稱、數(shù)量、用用電安裝容量量和工作方式式。3.供電電源的的電壓、供電電方式（架空空線還是電纜纜、專用線還還是公用線），供供電電源線路路的回路、長長度以及進入入泵站的方向向。4.電力系統(tǒng)的的短路數(shù)據(jù)或或供電電源線線路首端斷路路器的斷流容容量。5.當(dāng)?shù)貧庀?、地地質(zhì)資料。（二）電氣主接接線設(shè)計1.泵站電氣負(fù)負(fù)荷包括主電電動機的計算算負(fù)荷和站用用電的計算負(fù)負(fù)荷。2.確定主變壓壓器的型式、臺臺數(shù)和容量。3.擬定主接線線方案，并進進行經(jīng)濟技術(shù)術(shù)比較。4.繪出電氣主主接線圖，圖圖中應(yīng)標(biāo)出各各電器

11、元件的的主要技術(shù)參參數(shù)。（三）短路電流流計算1.作出計算電電路圖和等值值電路圖。2.根據(jù)已給數(shù)數(shù)據(jù)和已知條條件計算系統(tǒng)統(tǒng)的短路電流流，并列出短短路計算表。（四）泵站電氣氣設(shè)備的選擇擇及校核1.熟悉電氣設(shè)設(shè)備選擇的一一般規(guī)定。2.電器設(shè)備的的選擇 需需選擇的主要要電氣設(shè)備包包括斷路器、隔隔離開關(guān)、高高壓熔斷器、母母線、電流互互感器、電壓壓互感器。選選用屋內(nèi)成套套配電裝置應(yīng)應(yīng)同時選定開開關(guān)柜的種類類及方案編號號。（1）型式的選選擇 根據(jù)據(jù)電氣設(shè)備的的用途、安裝裝地點、使用用條件等情況況進行選擇，選設(shè)備力求技術(shù)先進、價格合理，在同一工程應(yīng)盡量減少同類設(shè)備的品種。（2）按正常工工作電壓、電電流選擇。（

12、3）按短路條條件校驗 校驗時必須須正確選擇計計算短路點和和短路計算時時間。1.5 繪圖和和整理說明書書2 主接線設(shè)計計2.1 泵站負(fù)負(fù)荷統(tǒng)計2.1.1 主主電動機的計計算負(fù)荷對于選用相同型型式的主電動動機的泵站，其其計算負(fù)荷計計算公式為： （2-1）式中，全泵泵站主電動機的計計算負(fù)荷，；主電動機的的額定功率，；主電動機的的功率因數(shù)；主電動機的的效率；主電動機的的負(fù)荷系數(shù)；同時系數(shù)，通通常泵站主電電動機屬于持持續(xù)運行方式式，取=1；配電線路的的效率，。所選同步電動機機TDL10000-200/21500的相關(guān)參數(shù)數(shù)如下：額定功率額定電流額定轉(zhuǎn)速效率功率因素額定電壓1000KW113.7A300r

13、/miin94%0.96000V由于本泵站采用用同步電動機機，滿足功率率因數(shù)的要求求，因此不需需要進行無功功功率的補償償。由PgPe=859.431000=0.85943，查下表2.可算出泵站主電電動機的計算算負(fù)荷： S表2.1 主電電動機負(fù)荷系系數(shù)Pg/Pe0.810.70.880.60.770.50.66K10.810.740.840.650.770.60.7722.1.1 站站用電負(fù)荷統(tǒng)統(tǒng)計按泵站運行的實實際條件設(shè)置置站用電設(shè)備備，其項目及及相關(guān)參數(shù)見見下表。表2.2 站站用電負(fù)荷統(tǒng)統(tǒng)計表2.22序號項目數(shù)量單位容量總?cè)萘窟\行期間可能最最大負(fù)荷備注1勵磁裝置6臺15kw60kw60.0k

14、w2軸流通風(fēng)機18臺4kw72kw48.0kw3整流電源1套15KVA15KVA5.0KVA4行車1套21+7.5+432.5kw05供水泵2臺15kw30kw15.0kw6排水泵2臺11kw22kw11.0kw7空壓機1臺7.5kw7.5kw7.5kw8真空泵2臺37kw74kw37.0kw9檢修閘門起吊裝裝置1套17kw17kw010清污機1套30kw30kw30.0kw11拍門起吊裝置6套5.533kw3.0kw12修理車間30kw20.0kw13油系統(tǒng)1套10.4kw7.0kw14泵房照明6kw5.5kw15通風(fēng)采暖15kw10.0kw16電氣試驗5kw3.0kw17攔污柵起吊1套17

15、kw17kw018電動機負(fù)載合計計374.9kww178.5kww19總計506.4kww262.0kww站用電負(fù)荷主要要是為排水服服務(wù)的各輔助助設(shè)備的負(fù)荷荷，包括站區(qū)區(qū)生產(chǎn)生活等等用電負(fù)荷。站用電設(shè)備的計算負(fù)荷由下式求得： （2-2）式中，站用用電設(shè)備的計計算負(fù)荷，KKVA； 站用電電動機的需要要系數(shù)，為同時系數(shù)數(shù)，為站用電負(fù)荷系數(shù)數(shù)，為配電線線路的效率（取取），為站用電電的平均功率率因數(shù)（一般般取），為站用電電動機的平均均效率（取d2=0.850.9）； 整流設(shè)備備和照明的需需要系數(shù)，視視具體情況而而定；整流設(shè)備和和照明的計算算負(fù)荷，KVVA；站用電動機機容量之和。 （2-3）式中，經(jīng)常常

16、而連續(xù)運行行的負(fù)荷，取取經(jīng)常運行的電動動機容量之和和，即，kW;經(jīng)常而間斷斷運行的負(fù)荷荷，取經(jīng)常而而間斷運行的的電動機容量量之和的1/2，即，kW；不經(jīng)常而連連續(xù)運行的負(fù)負(fù)荷，取不經(jīng)經(jīng)常連續(xù)運行行的電動機容容量之和的00.35倍，再再加上其中三三臺最大電動動機容量之和和的60%，即，kW；不經(jīng)常而間間斷運行的負(fù)負(fù)荷，取不經(jīng)經(jīng)常而間斷運運行的電動機機容量之和的的0.14倍，再再加上其中55臺最大電動動機容量總和和的40%，即，kW。而根據(jù)泵站實際際運行情況，取取，。由站用電電設(shè)備的使用用狀況，對各各類站用電負(fù)負(fù)荷的統(tǒng)計如如下表。表2.3 站用電負(fù)荷荷功率統(tǒng)計計算公式計算結(jié)果（kWW/kVA）P1

17、=60+772+30+30+100.4=2002.4Sm=0.96=5.4將上表中的具體體數(shù)據(jù)代入站站用電負(fù)荷計計算公式，得得=0.8202.4+13.5+106.7+48.72.1.3 選選擇站變由計算的站變?nèi)萑萘浚F(xiàn)確定定選用一臺站變，接在在主電動機電電壓（6kVV）母線上。站變技術(shù)參參數(shù)如下：表2.4 站變技技術(shù)參數(shù)型號額定容量（kVVA）額定電壓（kVV）接法阻抗電壓（%）損耗（W）空載電流（%）高壓低壓空載短路S10-4000/1040060.4Y,yn0664049200.952.1.4 泵泵站總計算負(fù)荷泵站變壓器的功功率損耗，包包括有功功率率損耗和無功功功率損耗。其其有功功率大小

18、小可按下式計計算得出： （2-4）式中，變壓壓器的有功功功率損耗，；變壓器低壓壓側(cè)（總的）計計算負(fù)荷，；變壓器的額額定容量，；變壓器空載載損耗，；變壓器短路路損耗，；變壓器臺數(shù)數(shù)。無功功率由下式式計算： （2-5）式中，變壓壓器的無功功功率損耗，；變壓器空載載電流與額定定電流之比的的百分?jǐn)?shù)；變壓器阻抗抗電壓與額定定電壓之比的的百分?jǐn)?shù)。如果在負(fù)荷統(tǒng)計計時變壓器尚尚未選出，變變壓器的功率率損耗可近似似地按下式求求得 （2-6） （2-7）將主電動機計算算負(fù)荷、站用用電計算負(fù)荷荷以及主變、站站變的損耗疊疊加一起，最最后求得全泵泵站的計算負(fù)負(fù)荷（詳見下下表）。統(tǒng)計時，近似地地取站用電負(fù)負(fù)荷的平均功功率

19、因數(shù)為00.8，主電電動機的功率率因數(shù)取0.9。站變的的功率損耗按按公式（2-4）和（2-5）計算得到到。主變的功功率損耗按式式（2-6）和（2-7）計算得出出。表2.5 全泵站負(fù)荷荷統(tǒng)計負(fù)荷名稱平均功率因數(shù)計算負(fù)荷有功功率無功功率視在功率站用電計算負(fù)荷荷0.8253.1189.9316.421號站變損耗3.7218.82加上1號損耗后后站用電損256.82208.726臺計算負(fù)荷主主電動機0.9（超前）5489.377-2658.6626099.3主變低壓側(cè)負(fù)荷荷5746.199-2449.996246.666主變損耗121.98609.93加上主變損耗計計算負(fù)荷5868.177-1839.

20、9976149.877總計算負(fù)荷5868.177-1839.9976149.8772.2 主接線線方案的比較較2.2.1 主主變的選擇為減少變壓器的的種類和購買買方便，本設(shè)設(shè)計中主變壓壓器選擇與站站變相同的SSL7系列。主主變?nèi)萘靠捎捎上率酱_定： （2-8）式中，主變變低壓側(cè)負(fù)荷荷，之前計算算已得出Sjs1=6249.44kVAA； 主變的額額定容量，kkVA； 年平均溫溫度修正系數(shù)數(shù)，參考武漢漢市的情況，得得。顯然，選擇2臺臺S10-31550/35或1臺S10-63000/35油浸式變變壓器均能滿滿足要求，這這兩種主變的主主要技術(shù)參數(shù)數(shù)如下表。表2.6 主變技術(shù)參數(shù)數(shù)型號額定容量（kVA）

21、額定電壓（kVV）接法阻抗電壓（%）損耗（W）空載電流（%）高壓低壓空載短路S10-31550/353150356Yd1174200256001S10-63000/356300356Yd117.57200385000.92.2.2 接接線方案設(shè)計計根據(jù)泵站的規(guī)模模、運行方式式、重要性等等因素，擬定定的電氣主接接線應(yīng)滿足接接線簡單可靠靠、操作檢修修方便、節(jié)省省投資等要求求，故泵站主主接線設(shè)計方方案為：泵站站35KV架空線進進線一回，335KV側(cè)采采用單母線接接線，主變壓壓器接于355KV母線。6KV側(cè)采用單母線線分段接線，6臺主電動機機接在該母線線上（主電動動機較多，低低壓側(cè)母線分分段能較好地地

22、保證泵站運運行可靠性）。所以選擇不同的主變壓器就相應(yīng)形成兩種設(shè)計方案，如下表：表2.7 主接線方案案比較方案接入點35KV架空線線35KV架空線線供電線路長度23km23km主變臺數(shù)和型號號2臺S10-33150/3351臺S10-66300/3352.2.3 方方案投資比較較按投資進行方案案比較時，只只需估算投資資在各方案中中的不同部分分，在本設(shè)計計中只需比較較方案的主變變投資，包括括初始投資和和年運行費用用投資。統(tǒng)計計如下：表2.8 初始投資比比較投資項目及計算算公式方案方案主變設(shè)備（萬元）Kb=24.81=9.62Kb=17.32=7.32屋外配電裝置（萬元）K總計（萬元）K=9.62+

23、4.12=13.74K=7.32+2.06=9.38注：臺變壓壓器平均價格格，萬元/臺； 每每個變壓器進進線間隔綜合合造價，萬元元/間隔。表2.9 主主變年運行費費用比較費用名稱及計算算公式方案方案主變電能損耗費費（萬元/年）6.775.30變壓器折舊費（萬萬元/年）0.5580.425維護費（萬元/年）0.110.09總計（萬元/年年）7.445.81注：最大負(fù)負(fù)荷損耗小時時數(shù)，在本設(shè)設(shè)計中取值11850h； T變壓器年年運行小時數(shù)數(shù)，取T=Tmax=30000h； y本地區(qū)電電價，湖北省內(nèi)y=0.5337元/kWh。綜上比較，可以以看出方案初始投資和和年運行費用用方面與方案案投資相比相差差

24、不大，但此工程是是改造工程，為為了充分利用用已有設(shè)備及及減少工程量量，保持原有有變電所基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)備，即選擇擇2臺S10-31550/35作作為主變壓器器。2.2.4 供供電導(dǎo)線的選選擇供電導(dǎo)線的選擇擇要考慮到供供電線路的投投資和電能的的損耗，本設(shè)設(shè)計方案采用用常用且性價價比較高的鋼鋼芯鋁絞線，其其具體型號通通過下表計算算求得。表2.10 供電線路導(dǎo)導(dǎo)線選擇計算內(nèi)容計算公式計算結(jié)果計算電流（A） 供電導(dǎo)線截面積積（mm2），式中為經(jīng)濟電流密度S=選用LGJ-995型號導(dǎo)線線，導(dǎo)線電阻和電抗抗（），R=230.33=7.59,X=230.3755=8.6225按允許載流量校校驗導(dǎo)線33570按電壓損

25、失條件件校驗U%=586注：線路計計算電流，AA；通過導(dǎo)線的的計算負(fù)荷，kVA；供電線路額額定電壓，kkV;標(biāo)準(zhǔn)架設(shè)條條件下所選導(dǎo)導(dǎo)線的載流量量，A；通過導(dǎo)線的的計算有功功功率，kW;通過導(dǎo)線的的計算無功功功率，kvar。泵站的供電線路路通常不長，如如按經(jīng)濟電流流密度選擇導(dǎo)導(dǎo)線，其截面面往往偏大，所所以實際選擇擇導(dǎo)線的截面面積小于且接接近經(jīng)濟截面面即可。而且且，我國規(guī)定定35kV及以下三相相供電的電壓壓偏差為5%，則則以上按電壓壓損失條件校校驗的結(jié)果負(fù)負(fù)荷要求。所所以選擇鋼芯芯鋁絞線LGGJ-95作作為供電導(dǎo)線線方案可行。2.3 主接線線方案的確定定從技術(shù)性方面考考慮，35KV架空線進線線高壓

26、側(cè)采用用單母線接線線，設(shè)備簡單單，操作方便便，占地面積積小。6KV低壓側(cè)采用單母線線分段接線，保保證了泵站的的用電可靠性性和運行靈活活性，分開檢檢修容易。本本方案設(shè)計為為一個無限大大容量的電力力系統(tǒng)（與實實際運行情況況相差不大），根根據(jù)計算結(jié)果果得出以下的的接線方案（計算電電路圖）：3 短路電流計計算由于主接線方案案是采用單母母線分段接線線，因此系統(tǒng)統(tǒng)短路電流的的計算要分為為當(dāng)分段單母母線之間的開開關(guān)均閉合和和分段母線間間的開關(guān)均斷斷開時兩種情情況討論。3.1 分段母母線間的開關(guān)關(guān)閉合時短路路電流計算3.1.1 畫畫等值電路圖圖，選擇短路路點等值電路圖如下下圖所示：根據(jù)設(shè)備選選擇和繼電保保護的

27、需要選選擇D1D4四個短路計算點點。3.1.2 元元件參數(shù)計算算取，。根據(jù)各元件參數(shù)數(shù)和相應(yīng)公式式，計算出各各元件電抗標(biāo)標(biāo)么值（見下下表）。電抗抗標(biāo)么值的下注注符號“*”省略，系系統(tǒng)為無限大大容量系統(tǒng)。表3.1 各元件電抗抗標(biāo)么值的計算算元件名稱技術(shù)參數(shù)及計算算公式阻抗標(biāo)么值架空線路l=23km，X主變壓器Ud%=7，X站用電變壓器 Ud%=6 X同步電動機KstX3.1.3 各各短路點短路路電流計算（1）D1點短短路電流的計計算等值電路變換如如右圖所示?；鶞?zhǔn)電壓Ud基準(zhǔn)電流ID1點短路電流流：II沖擊電流和全電電流最大有效效值的計算： （3-1）式中，沖擊擊系數(shù)，在該該系統(tǒng)中，取取。則 iI

28、短路容量：S1=3（2）D2（或或D3）點短路電流流的計算等值電路變換如如下圖所示。對于系統(tǒng)支路，其其短路電流：基準(zhǔn)電壓U基準(zhǔn)電流III對于電動機支路路：基準(zhǔn)電壓U基準(zhǔn)電流Id=PN3Id=PN計算電抗為：Xca=X12PNSd查水輪機發(fā)電運運算曲線：I其短路電流為： I=I2*Id=5.050.611=3.086kA總的短路電流為為： I=5.15+3.086=8.236kA（D2點） I沖擊電流和全電電流最大有效效值的計算： ish=2.55I ish=2.55IIsh=1.52IIsh=1.52I短路容量： S2=3IS3=3I（3）D4點短短路電流的計計算等值電路變換如如右圖所示?；鶞?zhǔn)

29、電壓Ud基準(zhǔn)電流ID4點短路電流流：II沖擊電流和全電電流最大有效效值的計算：iI短路容量：S（4）各短路點點短路電流統(tǒng)統(tǒng)計表3.2 短短路電流統(tǒng)計計1短路點沖擊電流/kAA全電流最大有效效值/kA短路容量S/MMVAD15.9263.532140.89D22112.5285.591D319.68611.73480.229D41.400.8366.003.2 分段母母線間的開關(guān)關(guān)斷開時短路路電流計算3.2.1 畫畫等值電路圖圖，選擇短路路點等值電路圖如下下圖所示：根據(jù)設(shè)備選選擇和繼電保保護的需要選選擇D5D8四個短路計算點點。3.2.2 各各短路點短路路電流計算各元件的電抗參參數(shù)計算與分分段母

30、線間的的開關(guān)閉合時時的短路電流流計算值相同同。取，。（1）D6點短短路電流的計計算等值電路變換如如右圖所示。基準(zhǔn)電壓U基準(zhǔn)電流ID6點短路電流流：II沖擊電流和全電電流最大有效效值的計算： （3-1）式中，沖擊擊系數(shù)，在該該系統(tǒng)中，取取。則 iI短路容量：S1=3（2）D6（或或D7）點短路電流流的計算等值電路變換如如右圖所示。對于系統(tǒng)支路，其其短路電流：基準(zhǔn)電壓U基準(zhǔn)電流III對于電動機支路路：基準(zhǔn)電壓U基準(zhǔn)電流Id=PN3Id=PN計算電抗為：Xca=X12PNSd查水輪機發(fā)電運運算曲線：I其短路電流為： I=I2*Id=5.050.305=1.54kA總的短路電流為為： I=3.17+1

31、.54=4.71kA（D2點） I沖擊電流和全電電流最大有效效值的計算： ish=2.55I ish=2.55IIsh=1.52IIsh=1.52I短路容量： S2=3IS3=3I（3）D8點短短路電流的計計算等值電路變換如如右圖所示?；鶞?zhǔn)電壓U基準(zhǔn)電流ID8點短路電流流：II沖擊電流和全電電流最大有效效值的計算：iI短路容量：S（4）各短路點點短路電流統(tǒng)統(tǒng)計表3.3 短路電流統(tǒng)統(tǒng)計2短路點沖擊電流/kAA全電流最大有效效值/kA短路容量S/MMVAD55.9263.532140.89D612.017.1648.95D710.716.3843.65D81.310.785.604 主電動機的的起

32、動校驗4.1 電動機機起動影響電動機在全壓直直接起動時，其起動電流流約為額定電電流的 4 8.44倍；其轉(zhuǎn)速要在在很短時間內(nèi)內(nèi)從零升至額額定轉(zhuǎn)速，因而在起動動過程中會產(chǎn)產(chǎn)生較大沖擊擊，很容易使電電力拖動對象象的傳動機構(gòu)構(gòu)等造成嚴(yán)重重磨損或損壞壞。在起動瞬間間大電流的沖沖擊下，還將引起電電網(wǎng)電壓的降降低，影響電網(wǎng)內(nèi)內(nèi)其他設(shè)備的的正常運行。同時由于電電壓的降低，電動機本身身的起動也將將難以完成，還可能造成成電機堵轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時甚至至可能燒壞電電動機。為避免上述述的不良情況況發(fā)生，電動機可采用其他起起動方式，以減小起動動時的大電流流及對電網(wǎng)的的沖擊。4.2 電動機機起動電壓降降要求電動機起動時是是否該采

33、用全全壓起動方式式，通常是根據(jù)據(jù)以下條件確確定的：(1)電動機起起動時,配電母線上上的電壓降符符合運行要求求；(2)機械能夠夠承受電動機機全壓起動時時的沖擊轉(zhuǎn)矩矩；(3)制造廠對對電動機的起起動方式?jīng)]有有特殊要求。對于條件（1）中中電壓降要求求，國家設(shè)計計標(biāo)準(zhǔn)GB-500555通用用電電設(shè)備配電設(shè)設(shè)計規(guī)范規(guī)規(guī)定：“電動動機頻繁起動動時，不宜低低于額定電壓壓的90%，電動動機不頻繁起起動時，不宜宜低于額定電電壓的85%；配電母線線上未接照明明或其它對電電壓波動敏感感的負(fù)荷，且且電動機不頻頻繁起動時，不不低于額定電電壓的80%；配電母線線未接其它用用電設(shè)備時，可可按保證電動動機起動轉(zhuǎn)矩矩的條件決定

34、定，且保證接接觸器的電壓壓不低于釋放放電壓?！备鶕?jù)以上三個個充要條件，只只要滿足要求求，就應(yīng)當(dāng)采采用全壓起動動。一般情況況下可以通過過校驗計算來來判斷電動機機起動電壓降降是否滿足規(guī)規(guī)范的要求。對于全壓起動的的電動機，如如果不能滿足足電壓降要求求，則應(yīng)當(dāng)選選擇降壓起動動的方式。對對于降壓起動動的電動機，如如果仍不能滿滿足電壓降要要求，則應(yīng)當(dāng)當(dāng)采取增大電電動機供電電電纜或母線的的截面積，減減少線路阻抗抗，提高母線線電壓的方法法；或者暫時時減少變壓器器負(fù)荷，待電電動機起動以以后再恢復(fù)來來處理。電動機起動方式式的選擇不能能只按容量大大小來判斷，應(yīng)應(yīng)綜合考慮多多方面的因素素，并以電壓壓降校驗結(jié)果果等為

35、依據(jù)合合理的選擇起起動方式。4.3 起動校校驗計算由于主電動機選選用同步電動動機，因此啟啟動時電壓波波動校驗，應(yīng)應(yīng)以第一臺主主電機啟動為為條件。將短路電流計算算等值電路改改畫成電動機機啟動計算等等值電路，其其中X15為主電動動機等值阻抗抗，啟動時相相當(dāng)于D點短路。取，Ud=6.3kV。電抗標(biāo)么值的下注注符號“*”省略。由于計算基準(zhǔn)與與短路電流計計算基準(zhǔn)相同同，各元件的的阻抗不變。啟動時主電動機機等值電抗：X啟動時母線電壓壓：U用百分?jǐn)?shù)表示：U可見，啟動時66kV母線電電壓波動很小小。由于配電電裝置至主電電動機的連接接電纜很短，故啟動時主電動機端電壓波動的校驗從略。5 電氣設(shè)備的的選擇進行電氣設(shè)

36、備選選擇時，應(yīng)注注意如下規(guī)定定：（1） 在正常常運行條件下下，發(fā)電機和和變壓器回路路的最大持續(xù)續(xù)電流可取發(fā)發(fā)電機或變壓壓器額定電流流的1.055倍，電動機機回路可取電電動機的額定定電流。（2） 電器和和載流導(dǎo)體的的動穩(wěn)定、熱熱穩(wěn)定以及電電器的開斷電電流，一般按按三相短路電電流校驗。如如果短路點計計算電抗的標(biāo)標(biāo)么值小于00.6時，熱熱穩(wěn)定應(yīng)按兩兩相短路電流流校驗。（3） 由熔斷斷器保護的電電器和載流導(dǎo)導(dǎo)體一般可不不校驗其熱穩(wěn)穩(wěn)定。如果不不是由限流式式熔斷器保護護，裸導(dǎo)體和和電器的動穩(wěn)穩(wěn)定仍應(yīng)校驗驗。用熔斷器器保護的電壓壓互感器回路路內(nèi)的電器和和載流導(dǎo)體可可不校驗動、熱熱穩(wěn)定。（4） 對安裝裝在海

37、拔高度度超過10000m地區(qū)的的電器，其外外絕緣一般應(yīng)應(yīng)予以加強，通通常選用高原原型產(chǎn)品或選選用高一級額額定電壓的產(chǎn)產(chǎn)品。（5） 選擇電電器時，應(yīng)參參考當(dāng)?shù)氐牡氐卣鹆叶取?.1 6kkV側(cè)配電設(shè)備5.1.1 6kV側(cè)開關(guān)柜根據(jù)泵站低壓側(cè)側(cè)電壓等級（6KV），可選擇GG-1A型高壓開關(guān)柜。其技術(shù)參數(shù)如下：表5.1 GG-1A型開開關(guān)柜技術(shù)參參數(shù)型號額定電壓/KVV額定電流/KAA額定耐受電流/KA:額定頻率/HHzGG-1A61峰值：80短時：31.5550,（60）5.1.2 6kV側(cè)斷路器1）選擇主電動動機至6KV母線間的的斷路器主電動機回路裝裝設(shè)少油斷路路器，其固有分閘閘時間tgu=0.0

38、06s（SN10-10），取熄弧時間間thu=0.004s。主電動機主主保護動作時時限tb=0.066s，后備保保護動作時間間tb=0.6ss，則斷路器器實際開斷時時間為：tk=tb+ttgu=0.006s+0.06s=00.12s短路熱穩(wěn)定計算算時間：tjs=thuu+ tb+tgu=0.004s+0.6s+0.06s=00.7s，取取1s。選擇SN10-10/630型少少油斷路器和和GN19-10/2000型隔離開關(guān)關(guān)，有關(guān)線路路計算參數(shù)和和斷路器技術(shù)術(shù)參數(shù)對照如如下表。表5.2 線路計計算參數(shù)與SSN10-110/630斷路路器技術(shù)參數(shù)數(shù)線路計算參數(shù)技術(shù)參數(shù)參數(shù)值參數(shù)SN10-100/6

39、30GN19-100/200額定電壓/V6額定電壓/V106額定電流/A113.7額定電流/A630200額定頻率/Hzz50額定頻率/Hzz50最大短路電流/KA7.72額定分?jǐn)嚯娏饔行е?KA16短路全電流最大大瞬時值/KKA19.686額定接通電流峰值/KAA40由上表的校核結(jié)結(jié)果可知，所所選的SN110-10/630斷路路器適用。2）選擇主變壓壓器至6KV母線間的的斷路器根據(jù)該線路的電電壓等級（66KV）和主電電動機的額定定工作電流（113.7A3=341.1A），選擇SN10-10/630型少油斷路器和GN19-10/2000型隔離開關(guān)。其線路計算參數(shù)和斷路器技術(shù)參數(shù)對照如下表。表5

40、.3 線路計計算參數(shù)與SSN10-110/630斷路路器技術(shù)參數(shù)數(shù)線路計算參數(shù)技術(shù)參數(shù)參數(shù)值參數(shù)SN10-100/630GN19-100/2000額定電壓/V6額定電壓/V106額定電流/A341.1額定電流/A6302000額定頻率/Hzz50額定頻率/Hzz5050最大短路電流/KA8.236額定分?jǐn)嚯娏饔行е?KA16短路全電流最大大瞬時值/KKA21額定接通電流峰值/KAA40由上表的校核結(jié)結(jié)果可知，所所選的SN110-10/630斷路路器適用。3）選擇分段母母線間的斷路路器根據(jù)該線路的電電壓等級（66KV）及其額額定工作電流流（113.7A6=682.22A），選擇SN100-10/

41、10000少油斷路器。其其線路計算參參數(shù)和斷路器器技術(shù)參數(shù)對對照如下表。表5.4 線路計計算參數(shù)與SSN10-110/10000斷路器技術(shù)術(shù)參數(shù)線路計算參數(shù)技術(shù)參數(shù)參數(shù)值參數(shù)SN10-100/10000GN19-100/20000額定電壓/V6額定電壓/V106額定電流/A682.2額定電流/A10002000額定頻率/Hzz50額定頻率/Hzz5050最大短路電流/KA8.236額定分?jǐn)嚯娏饔行е?KA16短路全電流最大大瞬時值/KKA21額定接通電流峰值/KAA40由上表的校核結(jié)結(jié)果可知，所所選的SN110-10/10000斷路器適用。5.1.3 電電力電纜電力電纜選擇原原則：1）電纜載流

42、量量：應(yīng)大于最最大工作電流流。2）電纜的抗短短路能力：熱熱穩(wěn)定能力應(yīng)應(yīng)能承受最嚴(yán)嚴(yán)酷的短路熱熱效應(yīng)。3）電纜產(chǎn)生的的電壓降：不不得影響負(fù)荷荷正常工作。4）電纜的經(jīng)濟濟性（經(jīng)濟截截面）：要考考慮投資、運運行的經(jīng)濟效效益。（1）根據(jù)電纜纜載流量選用用原則，要求求 （5-1）式中，電纜纜所在回路中的最大持續(xù)續(xù)工作電流，A。 電纜在特定環(huán)環(huán)境溫度下（25）的允許載流量（空氣敷設(shè)），A。 溫度修正正系數(shù)，。其中，電力力電纜正常發(fā)發(fā)熱允許的最最高溫度。 電力電纜纜工作時的實實際環(huán)境溫度度，考慮到電電纜在室內(nèi)工工作，取。 測定電纜纜允許載流量量的特點環(huán)境境溫度，取。 （2）根根據(jù)電纜熱穩(wěn)穩(wěn)定校驗條件件，要求

43、 （5-2）式中，規(guī)定定的電纜在時時間t秒內(nèi)的熱穩(wěn)定定電流，kA。即在指指定時間內(nèi)短短路電流不會會電力電纜發(fā)發(fā)熱超過其允允許的最大短短時溫度所對對應(yīng)的電流。 短路穩(wěn)態(tài)電電流。 tt 與對應(yīng)的的時間，s。 假想時間間，s。取距離短短路點最近的的繼電保護裝裝置的主保護護動作時間與與斷路器固有有動作時間之之和。即 （5-3）其中，主保保護動作時間間，s。 斷路器固固有分閘時間間，s。 斷路器熄熄弧時間，ss。（3）對電力電電纜要對其進進行電壓損失失校核，最小小截面計算公公式為： （5-4）式中，電纜纜所在回路中中的最大持續(xù)續(xù)工作電流，A。電纜安裝處處電網(wǎng)的額定定電壓，。電纜線路允允許電壓損失失百分值

44、，一一般取5。電纜芯線的的電阻率，。電纜線長度度，m。此處取。 （4）按下式計算算電纜的經(jīng)濟濟截面。 （5-5）式中，經(jīng)濟濟電流密度，。其值可由下表選擇。載流體芯線材料料最大負(fù)荷利用小小時數(shù)3000及以下下3000500005000以上鋁1.651.150.90銅3.002.251.75由原始材料知泵泵站年最大負(fù)負(fù)荷利用小時時Tmax=30000h，則則選擇電纜芯芯線材料為鋁鋁時J=1.65，為銅時J=22.25。根據(jù)工作條件，6kV配電裝置到主電動機之間的連接電纜，選擇VLV29型鋁芯聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝三芯電纜，截面初選為95mm。其允許電流為168A。有關(guān)計算數(shù)據(jù)和VLV29-6型電力電

45、纜技術(shù)參數(shù)見下表。表5.5 電力力電纜選擇校驗條件計算數(shù)據(jù)VLV29-66型電力電纜參參數(shù)工作電壓Ug=6kVUe=6kV工作電流Ig=113.7AK熱穩(wěn)定tjx=1sII經(jīng)濟電流密度SS=95mm電壓損失=3.5 = =1.149mmm表5.6 VLLV29型電電力電纜熱穩(wěn)穩(wěn)定電流與接接截面關(guān)系表表 單位位kA截面/mm熱穩(wěn)定電流/kkA（短路時間tt=1s）短路前溫度/35506580508.78.37.87.49516.515.714.914.112020.819.818.817.815026.024.823.522.318532.030.529.027.524041.639.637.6

46、35.730052.049.547.144.6 由以上上的校核結(jié)果果可見，選擇VLV299-6型鋁芯聚氯乙烯烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙乙烯護套電力力電纜（三芯，95mm）合合適。5.1.4 6kV母線的選擇母線的選擇額外外考慮母線的的共振現(xiàn)象和和其動穩(wěn)定問題。用用于電壓較低低的戶內(nèi)外配配電裝置和配配電柜之間的的電氣回路連連接接一般選用硬硬母線。振動分析：母線系統(tǒng)的振動動問題，從結(jié)結(jié)構(gòu)動力學(xué)的的角度，可以以將其看成是是一個多等跨跨、簡支連續(xù)續(xù)梁的單頻振振動問題。系系統(tǒng)的振動頻率可按按下式計算： （5-6） 式中，與母母線截面和布布置方式有關(guān)關(guān)的母線慣性性半徑，cmm；絕緣子跨度度，cm；材料系數(shù)，鋁為

47、1.55102，銅為1.1410對于35kV及及以下的的硬母線系統(tǒng)統(tǒng)，單條母線線及組合母線線中的各條母母線，為避免免可能發(fā)生的的共振現(xiàn)象，設(shè)設(shè)計應(yīng)使母線線系統(tǒng)的固有有頻率避開。動穩(wěn)定分析：短路時，單片矩矩形母線最大大計算應(yīng)力按按下式確定： （5-7）式中，相鄰鄰絕緣子間的的跨距，一般般不宜超過；母線相間距距離，m；母線的抗彎彎截面系數(shù)，m，對單片豎放母線，；h，b分別為單片矩形母線的寬度和厚度，m。母線系統(tǒng)的的振動系數(shù)；三相短路電電流沖擊值，kA。根據(jù)工作電流（Ig=113.76=682.2A），屋內(nèi)配電裝置選擇LMY808型號的矩形鋁母線。三相母線采用水平布置，平放敷設(shè)，其允許電流Ixu=1

48、215A，取，。有關(guān)計算數(shù)據(jù)與LMY80表5.7 6kV 母線選擇校驗條件計算數(shù)據(jù)LMY808型鋁鋁母線參數(shù)工作電流IK熱穩(wěn)定tjs=thuu+tb+tgu=0.004s+0.06s+00.06s=0.16ss，取0.2ss。II經(jīng)濟電流密度SS=808=640mm共振現(xiàn)象=1120.2890.08式中動穩(wěn)定=1.7321W=bh =70MPa表5.8 母線的熱熱穩(wěn)定電流密密度表材料電流密度/（AA/mm）（t=1s）（t=5s）（t=10s）銅1526748鋁894028表5.9 母線最大大允許應(yīng)力表表母線材料最大允許應(yīng)力/MPa硬鋁70硬銅140由以上的校核結(jié)結(jié)果可見，選選擇LMY8808

49、型號的矩矩形銅母線合合適。5.1.5 6kV側(cè)電壓壓互感器的選選擇電壓互感器的選選擇原則：（1）應(yīng)滿足一一次回路額定定電壓的要求求。（2）容量和準(zhǔn)準(zhǔn)確等級（包包括電壓互感感器輔助繞組組）應(yīng)滿足測測量儀表、保保護裝置和自自動裝置的要要求。（3）需要檢查查和監(jiān)視一次次回路單相接接地時，應(yīng)選選用三相五柱柱式電壓互感感器或具有第第三繞組的單單相電壓互感感器。對大接接地短路電流流系統(tǒng)，其第第三繞組電壓壓為100VV。對小接地地短路電流系系統(tǒng)，其第三三繞組電壓為為100/33V。（4）500kkV電壓互感感器應(yīng)具有三三個二次繞組組，其暫態(tài)特特性鐵磁諧振振特性應(yīng)滿足足繼電保護的的要求。根據(jù)電壓互感器器所處回

50、路的的電壓等級，選選擇變比為63/0.13/0.13的單相三繞組JDZJ6型電壓互感感器3臺。其技術(shù)表5.10 JJDZJ6型電壓互感感器技術(shù)參數(shù)數(shù)額定電壓比（kkV）額定頻率（Hzz）二次繞組在相應(yīng)應(yīng)準(zhǔn)確級下的的額定容量（VA）二次繞組極限容容量（VA）63/0.130.51350305060200一般來說接于主主接線的功率率表、電度表表等測量儀表表容量不大，在在相應(yīng)的準(zhǔn)確確級下所選電電壓互感器的的額定容量能能滿足要求（也也可在接近極極限容量下運運行），所以以在此處選擇擇JDZJ6型電壓互感感器合適。在JDZJ66型電壓互感感器的原邊電電路中也相應(yīng)應(yīng)選配3個熔斷器作作為電壓互感感器的斷路裝裝

51、置。根據(jù)工工作條件，考考慮到所選熔熔斷器遇到的的短路情況與與6kV母線（D2和D3）相同，選擇擇RN2-6型熔斷器器三個。該型號熔斷斷器開斷電流流為85kAA，而泵站6kkV母線上短短路時，次暫暫態(tài)短路電流流I=21kA，故所選熔熔斷器的開斷斷能力滿足要要求。另外RRN2-6型熔斷器器的額定電壓壓為6kV，等于于該熔斷器安安裝處電網(wǎng)的的額定電壓（5.1.6 6kV側(cè)電流流互感器電流互感器選擇擇和校驗原則則：（1）電流互感感器額定電壓壓不小于裝設(shè)設(shè)點線路額定定電壓。（2）根據(jù)一次次負(fù)荷計算電電流選擇電流流互感器變流流比。（3）根據(jù)二次次回路的要求求選擇電流互互感器的準(zhǔn)確確度并校驗準(zhǔn)準(zhǔn)確度。（4）

52、校驗動穩(wěn)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定定。因為沒有涉及二二次回路，未未知二次回路路中測量儀表表的相關(guān)參數(shù)數(shù)，且電流互互感器的額定定電壓和動熱熱穩(wěn)定符合要要求時其準(zhǔn)確確度一般也能能符合要求，所所以不再校驗驗電流互感器器的準(zhǔn)確度。校驗動熱穩(wěn)定的的方法如下表表。表5.11 電電流互感器校校驗動熱穩(wěn)定定方法動穩(wěn)定三相短路沖沖擊電流，kkA電流互感器器一次額定電流，A電流互感器器動穩(wěn)定倍數(shù)短路穩(wěn)態(tài)電電流，kA電流互感器器熱穩(wěn)定倍數(shù)數(shù)（當(dāng)熱穩(wěn)定定時間t=11s時，）與對應(yīng)的假假想時間，取取=t+0.055(s)=11.05s熱穩(wěn)定1）選擇主電動動機至6kV母線間的電流流互感器根據(jù)該線路的電電壓等級（66kV）及其額定定工作電流（113.7A），選擇 LA-10-0.5/3-150型電流互感器。其技術(shù)參數(shù)見下表。表5.12 LA-10-00.5/3-