泵站自動(dòng)化課設(shè)說明書(一)

目錄

1課程設(shè)計(jì)要求及相關(guān)資料

1.1課程設(shè)計(jì)目的

1.2設(shè)計(jì)原始資料

1.2.1泵站電氣負(fù)荷

1.2.2目前更新改造的初步設(shè)計(jì)

1.3設(shè)計(jì)要求

L4設(shè)計(jì)步驟

1.5繪圖和整理設(shè)計(jì)說明書

2主接線設(shè)計(jì)

2.1泵站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

2.1.1主電動(dòng)機(jī)的計(jì)算負(fù)荷

2.1.2站用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

2.1.3選擇站變

2.1.4泵站總計(jì)算負(fù)荷

2.2主接線方案的比較

2.2.1主變的選擇

2.2.2接線方案設(shè)計(jì)

2.2.3方案投資比較

2.2.4供電導(dǎo)線的選擇

2.3主接線方案確實(shí)定

3短路電流計(jì)算

3.1分段母線間的開關(guān)閉合時(shí)短路電流計(jì)算

3.1.1畫等值電路圖，選擇短路點(diǎn)

3.1.2元件參數(shù)計(jì)算

3.1.3各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算

3.2分段母線間的開關(guān)斷開時(shí)短路電流計(jì)算

3.2.1畫等值電路圖，選擇短路點(diǎn)

3.2.2各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算

4主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)校驗(yàn)

4.1電動(dòng)機(jī)起動(dòng)影響

4.2電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓降要求

4.3起動(dòng)校驗(yàn)計(jì)算

5電氣設(shè)備選擇

5.16kV側(cè)配電設(shè)備

5.1.16kV側(cè)開關(guān)柜

5.1.26kV側(cè)斷路器

5.1.3電力電纜

5.1.46kV側(cè)母線的選擇

5.1.56kV側(cè)電壓互感器的選擇

5.1.66kV側(cè)電流互感器的選擇

5.2高壓側(cè)(35kV)配電設(shè)備

5.2.1高壓側(cè)架空線36

5.2.2高壓側(cè)斷路器

6泵站電氣主接線圖

參考資料

1課程設(shè)計(jì)要求及相關(guān)資料

1.1課程設(shè)計(jì)目的

通過設(shè)計(jì)穩(wěn)固已學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決問題的能力，初步掌握泵站電氣局部的設(shè)計(jì)方法。

1.2設(shè)計(jì)原始資料

1.2.1原設(shè)計(jì)

八一泵站位于黃梅縣八一坪境內(nèi)，劉佐鄉(xiāng)西側(cè)，即湖北省華陽河流域梅濟(jì)港以南平原湖區(qū)，其

排區(qū)（八一土于）承雨面積132k/,并可通過軍燈?港、軍土于閘與清江口泵站排區(qū)（潘興玨）連通，緩

解清江口排區(qū)提派能力缺乏。

圖1

八一泵站是1977年投產(chǎn)的大型泵站。泵站裝機(jī)6臺(tái)64ZLB-50型立式軸流泵，總排澇流量為

51米3/秒，配用TDL215/31—24型同步電動(dòng)機(jī)6臺(tái)。TDL215/31—24型同步電動(dòng)機(jī)單機(jī)額定功率

800千瓦，額定電壓6千伏，額定電流93安，額定功率因素0.9（超前），額定轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)/分，電

機(jī)效率為92%,配用KGLF11-1-300/75型可控硅勵(lì)磁裝置。

原供電電源由孔壟變成電站35KV引入，架設(shè)23km輸電線路，接人站內(nèi)35kv變電站，站內(nèi)安

裝兩臺(tái)3150KVA35/6.3KV變壓器供六臺(tái)主機(jī)電源，兩臺(tái)160KVA35/0.4KV變壓器和400KVA

6.3/0.4KV變壓器供泵站廠用電源：

電氣主接線為單母線擴(kuò)大單元接線。兩臺(tái)主變壓器上下壓側(cè)分別并接于各自的母線。站用電

源接于6KV母線。

1.2.2目前更新改造的初步設(shè)計(jì)

（1）水泵機(jī)組選型

根據(jù)本階段復(fù)核的八?泵站揚(yáng)程，流量等特征參數(shù)以及泵站30年運(yùn)行情況來分析，原64LB-50

型水泵的最高揚(yáng)程不夠，在泵站最高的凈揚(yáng)程8.71m工況下不能運(yùn)行。參考類似工程經(jīng)驗(yàn)（如黃岡

市黃州區(qū)白潭湖泵站），本次設(shè)計(jì)中在滿足揚(yáng)程，流量的前提下，水泵的選型進(jìn)行優(yōu)選，選出最適

合本泵站的泵型。

綜合考慮，我們推薦16CJ-70型全調(diào)節(jié)軸流泵作為八一泵站更新改造的泵型。由于16CJ-70型

水泵的最大軸功率到達(dá)859.43KW,因此原電機(jī)必須增容。考慮電機(jī)1.05到1.1的備有系數(shù)，擬將

電機(jī)增容到1000KW。電機(jī)選用TDL1000-20/2150型立式同步電動(dòng)機(jī)6臺(tái)，其主要參數(shù)為：

額定功率：lOOOkw

額定轉(zhuǎn)速：300r/min

額定電壓：6000v

定子電流：U3.7A

效率：94%

功率因數(shù):0.9(超前)

(2)供電系統(tǒng)改造

根據(jù)《泵站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50265-97),八一泵站更新改造的電氣工程主要有：

①供電電壓：供電電壓保薦現(xiàn)35KV電壓等級(jí)不變；

②輸電線路：采用35KV專用直配輸電線路供電；

③變電站；設(shè)專用變電站，采用站、變合一的供電管理模式；

(3)站用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

站用負(fù)荷，主要是為排水效勞的各輔機(jī)設(shè)備的負(fù)荷。包括站區(qū)生產(chǎn)生活等用電負(fù)荷。全站用電

負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見表1.1。

站用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表1.1

序號(hào)工程數(shù)量單位容量總?cè)萘窟\(yùn)行期間可能最大負(fù)荷備注

1勵(lì)磁裝置6臺(tái)15kw60kw60.Okw

2軸流通風(fēng)機(jī)18臺(tái)4kw72kw48.Okw

3整流電源1套15KVA15KVA5.OKVA

4行車1套21+7.5+432.5kw0

5供水泵2臺(tái)15kw30kw15.Okw

6排水泵2臺(tái)llkw22kw11.Okw

7空壓機(jī)1臺(tái)7.5kw7.5kw7.5kw

8真空泵1臺(tái)37kw74kw37.Okw

9檢修閘門起吊裝置1套17kw17kw0

10清污機(jī)1套30kw30kw30.Okw

11拍門起吊裝置6套5.533kw3.Okw

12修理車間30kw20.Okw

13油系統(tǒng)1套10.4kw7.Okw

14泵房照明6kw5.5kw

15通風(fēng)采暖15kw10.Okw

16電氣試驗(yàn)5kw3.Okw

17攔污棚起吊1套17kw17kw0

18電動(dòng)機(jī)負(fù)載合計(jì)374.9kw178.5kw

19總計(jì)506.4kw262.Okw

1.3設(shè)計(jì)要求

1.艱據(jù)有關(guān)資料進(jìn)行泵站電氣局部（含變電所）的初步?jīng)]計(jì)。

2.設(shè)計(jì)應(yīng)符合國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)制定的各項(xiàng)方針政策、標(biāo)準(zhǔn)等要求。

3.在滿足供電可靠性、運(yùn)行靈活前提下，力爭技術(shù)先進(jìn)，節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用。

4.優(yōu)先采用新技術(shù)和指定先進(jìn)的設(shè)備及材料。

L4設(shè)計(jì)步驟

（一）熟悉資料，確定設(shè)計(jì)參數(shù)

1.主機(jī)組的有關(guān)技術(shù)參數(shù)。

2.輔機(jī)及其它裝備的名稱、數(shù)量、用電安裝容量和工作方式。

3.供電電源的電壓、供電方式（架空線還是電纜、專用線還是公用線），供電電源線路的回路、

長度以及進(jìn)入泵站的方向。

4.電力系統(tǒng)的短路數(shù)據(jù)或供電電源線路首端斷路器的斷流容量。

5.當(dāng)?shù)貧庀?、地質(zhì)資料。

（二）電氣主接線設(shè)計(jì)

1.泵站電氣負(fù)荷包括主電動(dòng)機(jī)的計(jì)算負(fù)荷和站用電的計(jì)算負(fù)荷。

2.確定主變壓器的型式、臺(tái)數(shù)和容量。

3.以定主接線方案，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。

4.繪出電氣主接線圖，圖中應(yīng)標(biāo)出各電器元件的主要技術(shù)參數(shù)。

（三）短路電流計(jì)算

1.作出計(jì)算電路圖和等值電路圖。

2.艱據(jù)已給數(shù)據(jù)和條件計(jì)算系統(tǒng)的短路電流，并列出短路計(jì)算表。

（四）泵站電氣設(shè)備的選擇及校核

1.熟悉電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定。

2.電器設(shè)備的選擇需選擇的主要電氣設(shè)備包括斷路器、隔離開關(guān)、高壓熔斷器、母線、電流互

感器、電壓互感器。選用屋內(nèi)成套配電裝置應(yīng)同時(shí)選定開關(guān)柜的種類及方案編號(hào)。

（1）型式的選擇根據(jù)電氣設(shè)備的用途、安裝地點(diǎn)、使用條件等情況進(jìn)行選擇，選設(shè)備力求技

術(shù)先進(jìn)、價(jià)格合理，在同一工程應(yīng)盡量減少同類設(shè)備的品種。

（2）按正常工作電壓、電流選擇。

（3）按短路條件校驗(yàn)校驗(yàn)時(shí)必須正確選擇計(jì)算短路點(diǎn)和短路計(jì)算時(shí)間。

1.5繪圖和整理說明書

2主接線設(shè)計(jì)

2.1泵站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

2.1.1主電動(dòng)機(jī)的計(jì)算負(fù)荷

對(duì)于選用相同型式的主電動(dòng)機(jī)的泵站，其計(jì)算負(fù)荷計(jì)算公式為：

SR=K，—4—Pe（2-1）

HJhcosPi

式中，S2——全泵站主電動(dòng)機(jī)的計(jì)算負(fù)荷，kVA；

Pe一—主電動(dòng)機(jī)的額定功率，kWx

cos（fid---主電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)；

77d一一主電動(dòng)機(jī)的效率；

%一一主電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷系數(shù)；

同時(shí)系數(shù)，通常泵站主電動(dòng)機(jī)屬于持續(xù)運(yùn)行方式，?。ǘ?;

L——配電線路的效率，久才

所選同步電動(dòng)機(jī)TDL1000-20/2150的相關(guān)參數(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/min94%0.96000V

由于本泵站采用同步電動(dòng)機(jī)，滿足功率因數(shù)的要求，因此不需要進(jìn)行無功功率的補(bǔ)償。

嶺=嗡=085943,查下表2.1得：白。,86。

才算出泵站主電動(dòng)機(jī)的計(jì)算負(fù)荷：

0.86

=K>R=1x6x-—―—―x1000=6099.3kW

HgMdCOS(Pde1X0.94X0.9

表2.1主電動(dòng)機(jī)負(fù)荷系數(shù)

Pg/Pe0.8~10.7~0.80.62,70.5~0.6

K.0.8~10.74?0.840.65飛,770.6-0.72

2.1.1站用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

按泵站運(yùn)行的實(shí)際條件設(shè)置站用電設(shè)備，其工程及相關(guān)參數(shù)見下表。

表2.2站用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表2.2

序號(hào)工程數(shù)量單位容量總?cè)萘窟\(yùn)行期間可能最大負(fù)荷備注

1勵(lì)磁裝置6臺(tái)15kw60kw60.Okw

2軸流通風(fēng)機(jī)18臺(tái)4kw72kw48.Okw

3整流電源1套15KVA15KVA5.OKVA

4行車1套21+7.5+432.5kw0

5供水泵2臺(tái)15kw30kw15.Okw

6排水泵2臺(tái)llkw22kw11.Okw

7空壓機(jī)1臺(tái)7.5kw7.5kw7.5kw

8真空泵2臺(tái)37kw74kw37.Okw

9檢修閘門起吊裝置1套17kw17kw0

10清污機(jī)1套30kw30kw30.Okw

11拍門起吊裝置6套5.533kw3.Okw

12修理車間30kw20.Okw

13油系統(tǒng)1套10.4kw7.Okw

14泵房照明6kw5.5kw

15通風(fēng)采暖15kw10.Okw

16電氣試驗(yàn)5kw3.Okw

17攔污柵起吊1套17kw17kw0

18電動(dòng)機(jī)負(fù)載合計(jì)374.9kw178.5kw

19總計(jì)506.4kw262.Okw

站用電負(fù)荷主要是為排水效勞的各輔助設(shè)備的負(fù)荷，包括站區(qū)生產(chǎn)生活等用電負(fù)荷。站用電設(shè)

備的計(jì)算負(fù)荷由下式求得：

SE￡P(guān)+K》S⑵？）

式中，S/C一一站用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，KVA；

KK

K,——站用電動(dòng)機(jī)的需要系數(shù)，K,=—K,為同時(shí)系數(shù)，K,為

%為2C0S。

站用電負(fù)荷系數(shù)，%為配電線路的效率（取乙。1），COS0為站用電的平均功率因數(shù)

（一般取COS°H0.8）,外2為站用電動(dòng)機(jī)的平均效率（取加2=0.85?0.9）；

K.——整流設(shè)備和照明的需要系數(shù)，視具體情況而定；

￡s——整流設(shè)備和照明的計(jì)算負(fù)荷，KVA；

工P——站用電動(dòng)機(jī)容量之和。

+H+R（2-3）

式中：4一一經(jīng)常而連續(xù)運(yùn)行的負(fù)荷，取經(jīng)常運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)容量之和，即［=Z舄，kw-

P2一一經(jīng)常而間斷運(yùn)行的負(fù)荷，取經(jīng)常而間斷運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)容量之和的1/2,即6=0.52%，

kW；

A——不經(jīng)常而連續(xù)運(yùn)行的負(fù)荷，取不經(jīng)常連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)容量之和的0.35倍，再加上

其中三臺(tái)最大電動(dòng)機(jī)容量之和的60%,即鳥=0.35%+0.6匕），kW；

P4——不經(jīng)常而間斷運(yùn)行的負(fù)荷，取不經(jīng)常而間斷運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)容量之和的0.14倍，再加

上其中5臺(tái)最大電動(dòng)機(jī)容量總和的40%,即乙=0.14心,+0.4%，kW0

而根據(jù)泵站實(shí)際運(yùn)行情況，取《=().8,6=0.95。由站用電設(shè)備的使用狀況，對(duì)各類站用電

負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)如下表。

表2.3站用電負(fù)荷功率統(tǒng)計(jì)

計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果(kW/kVA)

P尸60+72+30+30+10.4=202.4

月二。立與/^=0.5x(22+5)=13.5

4=0.35々十0.6%呂=0.35x(7.5+74+30+15)+0.6x(37+37+30)=106.7

^=0.14^4-0.4^A=0。4X(32.5+17+55+5+17)+0.4x62.5+17+17+5.5+5.5)=48.7

S廣Sm=0.9x6=5.4

SgzS=二15.()

將上表中的具體數(shù)據(jù)代入站用電負(fù)荷計(jì)算公式，得

S-2=勺(勺+6+6+巴)+&(5,”+51

=0.8x(202.4+13.5+106.7+48.7)+0.95X(5.4+15)=316.42KVA

2.1.3選擇站變

山計(jì)算的站變?nèi)萘?，現(xiàn)確定選用一臺(tái)站變，接在主電動(dòng)機(jī)電壓(6kV)母線上。站變技術(shù)參數(shù)

如下：

表2.4站變技術(shù)參數(shù)

抗

額定電壓阻

損耗(W)

壓

額定容(kV)電空載電

型號(hào)接法

量(kVA)低流(%)

高壓(%%)空載短路

壓

SI0-400/1040060.4Y,ynO664049200.95

2.1.4泵站總計(jì)算負(fù)荷

泵站變壓器的功率損耗，包括有功功率損耗和無功功率損耗。其有功功率大小可按下式計(jì)算得

出:

(S、2

\PH=nAP4-n/\P.——(2-4)

VjSe)

式中，APR——變壓器的有功功率損耗，kW；

Sjs——變壓器低壓側(cè)(總的)計(jì)算負(fù)荷，kVA；

Se——變壓器的額定容量，kVA；

△<)—變壓器空載損耗，kW；

——變壓器短路損耗，kW；

n——變壓器臺(tái)數(shù)。

無功功率由下式計(jì)算：

△Q=〃坐5,+〃空％/鼠］(2-5)

“100e1001〃Sj

式中，AQH---變壓器的無功功率損耗，Avar；

/0%——變壓器空載電流與額定電流之比的百分?jǐn)?shù)：

5％——變壓器阻抗電壓與額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)。

如果在負(fù)荷統(tǒng)計(jì)時(shí)變壓器尚未選出，變壓器的功率損耗可近似地按下式求得

二0.025》(2-6)

△QB=0.1S〃(2-7)

將主電動(dòng)機(jī)計(jì)算負(fù)荷、站用電計(jì)算負(fù)荷以及主變、站變的損耗疊加一起，最后求得全泵站的計(jì)

算負(fù)荷(詳見下表)。

統(tǒng)計(jì)時(shí)，近似地取站用電負(fù)荷的平均功率因數(shù)為0.8,主電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)取0.9。站變的功

率損耗按公式(2-4)和(2-5)計(jì)算得到。主變的功率損耗按式(2-6)和(2-7)計(jì)算得出。

表2.5全泵站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

計(jì)算負(fù)荷

平均功率

有功功率無功功率視在功率

負(fù)荷名稱因數(shù)

cos。

Pj?W)0,(“var)SJS(kVA)

站用電計(jì)算負(fù)荷0.8253.1189.9316.42

1號(hào)站變損耗3.7218.82

加上1號(hào)損耗后站用電損256.82208.72

6臺(tái)計(jì)算負(fù)荷主電動(dòng)機(jī)0.91超前)5489.37-2658.626099.3

主變低壓側(cè)負(fù)荷5746.19-2449.96246.66

主變損耗121.98609.93

加上主變損耗計(jì)算負(fù)荷5868.17-1839.976149.87

總計(jì)算負(fù)荷5868.17-1839.976149.87

2.2主接線方案的比較

2.2.1主變的選擇

為減少變壓器的種類和購置方便，本設(shè)計(jì)中主變壓器選擇與站變相同的SL7系列。主變?nèi)萘靠?/p>

由下式確定：

(2-8)

式中?——主變低壓側(cè)負(fù)荷，之前計(jì)算已得出Sj『6249.44kVA：

S.B——主變的額定容量，kVA；

Ko——年平均溫度修正系數(shù)，參考武漢市的情況，得勺=().98。

顯然，選擇2臺(tái)S10-3150/35或1臺(tái)S10-6300/35油浸式變壓器均能滿足要求，這兩種主變的

主要技術(shù)參數(shù)如下表。

表2.6主變技術(shù)參數(shù)

額定電壓

額定阻抗損耗(W)空載

(kV)

型號(hào)容量接法電壓電流

高低

(kVA)(%)空載短路(%)

壓壓

S10-3150/353150356Ydll74200256001

S10-6300/356300356Ydll7.57200385000.9

2.2.2接線方案設(shè)計(jì)

根據(jù)泵站的規(guī)模、運(yùn)行方式、重要性等因素，擬定的電氣主接線應(yīng)滿足接線簡單可靠、操作檢

修方便、節(jié)省投資等要求，故泵站主接線設(shè)計(jì)方案為：泵站35KV架空線進(jìn)線一回，35KV側(cè)采用單

母線凄線，主變壓器接于35KV母線。6KV側(cè)采用單母線分段接線，6臺(tái)主電動(dòng)機(jī)接在該母線上(主

電動(dòng)磯較多，低壓側(cè)母線分段能較好地保證泵站運(yùn)行可靠性工所以選擇不同的主變正器就相應(yīng)形

成兩種設(shè)計(jì)方案，如下表：

表2.7主接線方案比較

方案III

接入點(diǎn)35KV架空線35KV架空線

供電線路長度23km23km

主變臺(tái)數(shù)和型號(hào)2臺(tái)S10-3150/351臺(tái)S10-6300/35

2.2.3方案投資比較

按投資進(jìn)行方案比較時(shí)，只需估算投資在各方案中的不同局部，在本設(shè)計(jì)中只需比較方案的主

變投資，包括初始投資和年運(yùn)行費(fèi)用投資。統(tǒng)計(jì)如下：

表2.8初始投資比較

投資工程及計(jì)算公式方案I方案I【

主變?cè)O(shè)備

Kb=2x4.81=9.62Kb=1x7.32=7.32

《二成B（萬元）

屋外配電裝置

KM=2X2.06=4.12均=lx2.06=2.06

KM=M（萬元）

總計(jì)

￡K=9.624-4.12=2K=7.32+2.06=

￡K=KB+KM（萬元）13.749.38

注：⑥一一臺(tái)變壓器平均價(jià)格，萬元/臺(tái);

每個(gè)變壓器進(jìn)線間隔綜合造價(jià)，萬元/間隔。

表2.9主變年運(yùn)行費(fèi)用比較

費(fèi)用名稱及計(jì)算公式方案I方案n

主變電能損消耗（萬元/年）

"（s.Y-

c“=AP/〃?），xi（）76.775.30

J

變壓器折舊費(fèi)（萬元/年）

0.5580.425

0=5.8%七

維護(hù)費(fèi)（萬元/年）

0.110.09

CP=20%CB

總計(jì)（萬元/年）7.445.81

注：r一一最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)，在本設(shè)計(jì)中取值1850h；

T——變壓器年運(yùn)行小時(shí)數(shù)，取T=13二3000%

y----本地區(qū)電價(jià)，湖北省內(nèi)y二0.5337元/kW,h。

綜上比較，可以看出方案I初始投資和年運(yùn)行費(fèi)用方面與方案II投資相比相差不大，但此工程

是改造工程，為了充分利用已有設(shè)備及減少工程量，保持原有變電所基礎(chǔ)設(shè)備，即選擇2臺(tái)

S10-3150/35作為主變壓器。

2.2.4供電導(dǎo)線的選擇

供電導(dǎo)線的選擇要考慮到供電線路的投資和電能的損耗，本設(shè)計(jì)方案采用常用且性價(jià)比較高的

鋼芯箱絞線，其具體型號(hào)通過下表計(jì)算求得。

表2.10供電線路導(dǎo)線選擇

計(jì)算內(nèi)容計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果

S6155.48

計(jì)算電流（A）=1.05廠八%=1.05x-.....=106.52

,聞)Kx35

/106.62

SSis=1.15=92.63

s=￡式中/為經(jīng)濟(jì)

供電導(dǎo)線截面

選用LGJ-95型號(hào)導(dǎo)線，乙=335A,

積（mmJ）J

電流密度

Xo=0.375Q/km,&=0.33Q/km

導(dǎo)線電阻和電

R=L&,X=LXR=23X0.33=7.59,X=23X0.375=8.625

抗（Q）Q

按允許載流量II。'"一。"

335x=306.2>106.52

校驗(yàn)導(dǎo)線寸。,“-25[70-25

A5863.317X7.59-1839.97X8.625

按電壓損失條AU%二興ME%△IIuN%/=-------------；---------------=

352X10

件校驗(yàn)U；xlO

2.34%

注：鼠——線路計(jì)算電流，A；

Sjs——通過導(dǎo)線的計(jì)算負(fù)荷，kVA；

Ue——供電線路額定電壓，kV;

Ixu——標(biāo)準(zhǔn)架設(shè)條件下所選導(dǎo)線的載流量，A；

PJS一一通過導(dǎo)線的計(jì)算有功功率，kW;

Qis---通過導(dǎo)線的計(jì)算無功功率，kvar0

泵站的供電線路通常不長，如按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線，其截面往往偏大，所以實(shí)際選擇導(dǎo)線

的截面積小于且接近經(jīng)濟(jì)截面即可。而且，我國規(guī)定35kV及以下三相供電的電壓偏差為±5%,則

以上按電壓損失條件校驗(yàn)的結(jié)果負(fù)荷要求。所以選擇鋼芯里絞線LGJ-95作為供電導(dǎo)線方案可行。

2.3主接線方案確實(shí)定

從技術(shù)性方面考慮，35KV架空線進(jìn)線高壓側(cè)采用單母線接線，設(shè)備簡單，操作方便，占地面

積小。6KV低壓側(cè)采用單母線分段接線，保證了泵站的用目可靠性和運(yùn)行靈活性，分開檢修容易。

本方案設(shè)計(jì)為一個(gè)無限大容量的電力系統(tǒng)（與實(shí)際運(yùn)行情況相差不大），根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出以下的

接線方案（計(jì)算電路圖）：

第第

LGJ-95

23km

0.4Q/kM

Se=3.15MVA

5Ud%=7

63kV

???????Se=0.4MVA

U%=7

eXioookwd

至站用電

cos。=0.9

Kst=4.6

3短路電流計(jì)算

由于主接線方案是采用單母線分段接線，因此系統(tǒng)短路電流的計(jì)算要分為當(dāng)分段單母線之間的

開關(guān)溝閉合和分段母線間的開關(guān)均斷開時(shí)兩種情況討論。

3.1分段母線間的開關(guān)閉合時(shí)短路電流計(jì)算

3.1.1畫等值電路圖，選擇短路點(diǎn)

等值電路圖如下列圖所示：根據(jù)設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要選擇DJD,四個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)。

〈卜

[

5678910

19.57195719.5719.5719.5719.57

3.L2元件參數(shù)計(jì)算

取S“=100AnM,ud=uav.

艱據(jù)各元件參數(shù)和相應(yīng)公式，計(jì)算出各元件電抗標(biāo)么值（見下表）。電抗標(biāo)么值的下注符號(hào)“鏟

省略，系統(tǒng)為無限大容量系統(tǒng)。

表3.1各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算

元件名稱技術(shù)參數(shù)及計(jì)算公式阻抗標(biāo)么值

l=23km?x=0.4C/k〃

100

架空線路%!=0.4x23x—=0.67

X.=xx/x

Ud%=7,SN=3ASMVA

7100

主變壓器X=X=—x——=2.22

231003.15

100SN

Ud%=6,SN=0.4MVA

站用電6100

X=--x——=15

變E器41000.4

100SN

同步Kr-4.6,X"--——2一

SCX5=X7=…=X10=19.57

電動(dòng)機(jī)MKstPN/COS(PN

3.1.3各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算

（1）P點(diǎn)短路電流的計(jì)算

等值電路變換如右圖所示。

基準(zhǔn)電壓力=uavl=37kv

基準(zhǔn)電流0總=晟=1.56以

立點(diǎn)短路電流：

11

，；=彳=訪=1.49

人1U.o/

/"=J=I；xJ=1.49x1.56=2.324kA

沖擊電流和全電流最大有效值的計(jì)算：

《產(chǎn)及KJ

晨=/41+2（—-—

(3-1)

式中，K曲一一沖擊系數(shù)，在該系統(tǒng)中，取七=1.8。

則

ish=2.55/"=2.55x2.324=5.926/G4

Ish=1.52/"=1.52x2.324=3.532/c

短路容量：Si=V5/"UN=遮x35x2.324=140.89MIM

（2）D2（或DD點(diǎn)短路電流的計(jì)算

等值電路變換如下列圖所示。

對(duì)于系統(tǒng)支路，其短路電流：

基準(zhǔn)電壓Ud=Uavl=6.3/clZ

基準(zhǔn)電流心=需==9.164"

uyJ3Ud73x6.3

11

I2=——=Trc=0-562

X141.78

/"=k=CxJ=0.562x9.164=5.15kA

對(duì)于電動(dòng)機(jī)支路：

基準(zhǔn)電壓"=Uavl=63kV

XPN6x1

基準(zhǔn)電流==0.611億4（D2點(diǎn)）

y/3UdCOS（p^73x6.3x0.9

￡P(guān)N5X1

【d==0.509h1（。3點(diǎn)）

MUdCOScpv依X6.3X0.9

計(jì)算電抗為：Xca=X]2X當(dāng)=3.26x晟=0.217①與Ds點(diǎn)的計(jì)算電抗相同）

查水輪機(jī)發(fā)電運(yùn)算曲線：夕=5.05

其短路電流為：

/"=I*xId=5.05x0.611=3.086kA（D2點(diǎn)）

In=6xJ=5.05x0.509=2.570kA⑴點(diǎn)）

總的短路電流為：/"=5.15+3.086=8.236kA（包點(diǎn)）

I"=5.15+2.570=7.72kA（加點(diǎn)）

沖擊電流和全電流最大有效值的計(jì)算：

ish=2.55/"=2.55X8.236=21kA（D?點(diǎn)）

ish=2.55/"=2.55x7.72=19.686/M（D3點(diǎn)）

Ish=1.52/"=1.52X8.236=12.52"（D2點(diǎn)）

Ish=1.527"=1.52x7.72=11.734—⑴點(diǎn)）

短路容量：S2=V31'UN=V3X6X8.236=85.591MVA（D2點(diǎn)）

S3=V3I'UN=V3x6x7.72=80.229MVA（4點(diǎn)）

（3）以點(diǎn)短路電流的計(jì)算

等值電路變換如右圖所示。

基準(zhǔn)電壓%=Uavl=6.3kV

基準(zhǔn)電流『總；=100=9.16。

百X6.3

D,點(diǎn)短路電流：

11

G=77-=t/rc=006

X]516.78

C=J=Q=U.U6X9.16=U.55kA

沖擊電流和全電流最大有效值的計(jì)算：

ish=2.55/"=2.55x0.55=1.40kA

Ish=1.52/"=1.52x0.55=0.836k

短路容量：Si=V5/"UN=V3x6.3x0.55=6.00MVA

（4）各短路點(diǎn)短路電流統(tǒng)計(jì)

表3.2短路電流統(tǒng)計(jì)1

短路點(diǎn)沖擊電流驍/kA全電流最大有效值乙/kA短路容量S/MVA

D,5.9263.532140.89

a2112.5285.591

D319.68611.73480.229

DI1.400.8366.00

3.2分段母線間的開關(guān)斷開時(shí)短路電流計(jì)算

3.2.1畫等值電路圖，選擇短路點(diǎn)

等值電路圖如下列圖所示：根據(jù)設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要選擇四個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)。

3.2.2各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算

各元件的電抗參數(shù)計(jì)算與分段母線間的開關(guān)閉合時(shí)的短路電流計(jì)算值相同。取S,=100MVA，

Ud=U,“

（1）2點(diǎn)短路電流的計(jì)算

等值電路變換如右圖所示。

基準(zhǔn)電壓力=Uavl=37kV

基準(zhǔn)電流〃=黑=鐺;=L56k/

a

V3（7dV3X37

九點(diǎn)短路電流：

11

［京=兩=1.49

Z"=J=/；x〃=1.49x1.56=2.324RA

沖擊電流和全電流最大有效值的計(jì)算：

〃:Ji+2(降—I)?

(3-1)

式中：您----沖擊系數(shù)，在該系統(tǒng)中，取KM=1.8。

則ish=2.55/"=2.55x2.324=5.926小

Ish=1.52Z"=1.52x2.324=3.532k

短路容量：Si=V3f'UN=6x35x2.324=140.89MIM

(2)D6(或DI點(diǎn)短路電流的計(jì)算

等值電路變換如右圖所示。

對(duì)于系統(tǒng)支路，其短路電流：

基準(zhǔn)電壓力=Uavl=63kV

基準(zhǔn)電流心=需==9.164"

a\J3UdV3X6.3

11

2=——=ccc=0.346

X132.89

/"=Zoo=；2X/d=0.346x9.164=3.17kA

對(duì)于電動(dòng)機(jī)支路：

基準(zhǔn)電壓Ud=Uavl=6.3kV

基準(zhǔn)電流J=.心==0.305"（D2點(diǎn)）

wy/3UdCOS（pyj73x6.3x0.9

I=—N=—ii_=0.204/c/l（D3點(diǎn)）

ad

近UdCOS（pv73x6.3x0.9

計(jì)算電抗為：Xca=^12XZPn=6.523x=0.217（D?與D3點(diǎn)的計(jì)算電抗相同）

euc

-SdCOS（pN100x0.9

查水輪機(jī)發(fā)電運(yùn)算曲線：C=5.05

其短路電流為：

/"=Qx/d=5.05x0.305=1.54kA⑴點(diǎn)）

/"=弓xJ=5.05x0.204=1.03kA⑴點(diǎn)）

總的短路電流為：

/"=3.17+1.54=4.71kA（D2點(diǎn)）

/"=3.17+1.03=4.20kA（D?點(diǎn)）

沖擊電流和全電流最大有效值的計(jì)算：

ish=2.55/"=2.55X4.71=12.01kA⑴點(diǎn)）

ish=2.55/"=2.55x4.20=10.7104（D3點(diǎn)）

Ish=1.52/"=1.52x4.71=7.16。（必點(diǎn)）

lsh=1.52/"=1.52x4.20=6.38/64（D,點(diǎn)）

短路容量：S2=y/3i"UN=V3x6x4.71=48.95MV4（不點(diǎn)）

S3=V3I"UN=V3X6X4.20=43,65MlM⑴,點(diǎn)）

（3）Dx點(diǎn)短路電流的計(jì)算

等值電路變換如右圖所示。

基準(zhǔn)電壓為=Uavl=63kV

基準(zhǔn)電流J=荒=黑=9.16好

Dr點(diǎn)短路電流:

11

=----=--------=0.056

3X1417.89

/"=晨=GxJ=0.056x9.16=0.513kA

沖擊電流和全電流最大有效值的計(jì)算：

ish=2.55/"=2.55x0.513=1.31kA

Ish=1.52/"=1.52x0.513=0.78/c

短路容量；S4=yf3f'UN=75x6.3x0.513=S.60MVA

(4)各短路點(diǎn)短路電流統(tǒng)計(jì)

表3.3短路電流統(tǒng)計(jì)2

短路點(diǎn)沖擊電流蓼/kA全電流最大有效值〃/kA短路容量S/MVA

D55.9263.532140.89

U12.017.1648.95

DT10.716.3843.65

ft1.310.785.60

4主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)校驗(yàn)

4.1電動(dòng)機(jī)起動(dòng)影響

電動(dòng)機(jī)在全壓直接起動(dòng)時(shí)，其起動(dòng)電流約為額定電流的4~8.4倍；其轉(zhuǎn)速要在很短時(shí)間內(nèi)

從零升至額定轉(zhuǎn)速，因而在起動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生較大沖擊，很容易使電力拖動(dòng)對(duì)象的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等造成

嚴(yán)重磨損或損壞。在起動(dòng)瞬間大電流的沖擊下，還將引起電網(wǎng)電壓的降低，影響電網(wǎng)內(nèi)其他設(shè)備的

正常運(yùn)行。同時(shí)由于電壓的降低，電動(dòng)機(jī)本身的起動(dòng)也將難以完成，還可能造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)

甚至可能燒壞電動(dòng)機(jī)°為防I上卜述的不良情況發(fā)生,電動(dòng)機(jī)可采用其他起動(dòng)方式,以減小起動(dòng)時(shí)的

大電流及對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

4.2電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓降要求

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)是否該采用全壓起動(dòng)方式，通常是根據(jù)以下條件確定的：

(1)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),配電母線上的電壓降符合運(yùn)行要求；

(2)機(jī)械能夠承受電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)時(shí)的沖擊轉(zhuǎn)矩；

(3)制造廠對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式?jīng)]有特殊要求。

對(duì)于條件(1)中電壓降要求，國家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB-50055《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定:

“電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)時(shí)，不宜低于額定電壓的90%,電動(dòng)機(jī)不頻繁起動(dòng)時(shí)，不宜低于額定電壓的85機(jī)

配電母線上未接照明或其它對(duì)電壓波動(dòng)敏感的負(fù)荷，旦電動(dòng)機(jī)不頻繁起動(dòng)時(shí)，不低于額定電壓的

80%；配電母線未接其它用電設(shè)備時(shí)，可按保證電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的條件決定，且保證接觸器的電壓

不低于釋放電壓?！ǜ鶕?jù)以上三個(gè)充要條件，只要滿足要求，就應(yīng)當(dāng)采用全壓起動(dòng)。一般情況下可

以通過校驗(yàn)計(jì)算來判斷電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓降是否滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。

對(duì)于全壓起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，如果不能滿足電壓降要求，則應(yīng)中選擇降壓起動(dòng)的方式。對(duì)于降壓起

動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，如果仍不能滿足電壓降要求，則應(yīng)當(dāng)采取增大電動(dòng)機(jī)供電電纜或母線的截面積，減少

線路阻抗，提高母線電壓的方法；或者暫時(shí)減少變壓器負(fù)荷，待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)以后再恢復(fù)來處理。

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式的選擇不能只按容量大小來判斷，應(yīng)綜合考慮多方面的因素，并以電壓降校驗(yàn)

結(jié)果等為依據(jù)合理的選擇起動(dòng)方式。

4.3起動(dòng)校驗(yàn)計(jì)算

由于主電動(dòng)機(jī)選用同步電動(dòng)機(jī)，因此啟動(dòng)時(shí)電壓波動(dòng)校驗(yàn)，應(yīng)以第一臺(tái)主電機(jī)啟動(dòng)為條件。

洛短路電流計(jì)算等值電路改畫成電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)計(jì)算等值電路，其中XQ為主電動(dòng)機(jī)等值阻抗，啟

動(dòng)時(shí)相當(dāng)于D點(diǎn)短路。

取Sd=100ME4,Ud=6.3kV0電抗標(biāo)么值的下注符號(hào)“*〃省略。

由于計(jì)算基準(zhǔn)與短路電流計(jì)算基準(zhǔn)相同，各元件的阻抗不變。

啟動(dòng)時(shí)主電動(dòng)機(jī)等值電抗:

0.94X0.9

啟動(dòng)時(shí)母線電壓: