石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)

1、（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)題 目石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)系別學(xué)生姓名 專 業(yè)電氣工程及其自動(dòng) 化學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師職劉瑞靜稱 2014年6月11日7（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)（-）設(shè)計(jì)題目石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)（二）設(shè)計(jì)要求要求根據(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)線方案及高低壓設(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，最后定出設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（三）設(shè)計(jì)依據(jù)1.

2、 工廠平面圖圖2. 工廠負(fù)荷情況:本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為3500h,日最大負(fù)荷持 續(xù)時(shí)間為8h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均 屬三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V.照明及家用電器 均為單相，額定電壓為220Vo廠房編號(hào)用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動(dòng)力3000o 40.7照明60.71.02鍛壓車間動(dòng)力4000o 30. 65照明80.71o 03金工車間動(dòng)力4000o 30. 65照明90o 71o 04電鍍車間動(dòng)力2000.60.8照明70.71o 05熱處理車間動(dòng)力2000.60o 8照明80.71o

3、 06裝配車間動(dòng)力2000o 40.7照明70.71.07機(jī)修車間動(dòng)力2000. 30. 65照明40.71.08鍋爐房動(dòng)力800o 60o 65照明20.71.09倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200. 30.7照明20o 71o 0生活區(qū)照明2000o 71.03. 供電電源情況：按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條WkV 的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線 的導(dǎo)線牌號(hào)為L(zhǎng)GJ-95導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為伽；干線首端（即電 力系統(tǒng)的饋電變電電站）距離本廠約Wk叫該干線首端所裝高壓斷路器 500MVA,此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限

4、過(guò) 電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為2s.為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用聯(lián)絡(luò)線 由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總 長(zhǎng)度達(dá)100k叫電纜線路總長(zhǎng)度達(dá)30km。4o氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38 C,年平均氣溫為23C,年最低 氣溫為-8C,年最熱月平均最高氣溫為33C,年最熱月平均氣溫為26C, 年最熱月地下0o 8處平均溫度為25Co當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴 是數(shù)為20.5.工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0. 92O10目 錄前言6一、負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算及補(bǔ)償6二、變電所位置和形式的選擇10三、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇10四、短路電

5、流的計(jì)算12五、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)14六、變電所高、低壓線路的選擇17七、變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定19八、附錄參考文獻(xiàn)22九、收獲和體會(huì)23十、設(shè)計(jì)圖樣23-1-Z, A冃IJ 呂課程設(shè)計(jì)是教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以鞏固本課程理論知識(shí), 掌握供配電設(shè)計(jì)的基本方法，通過(guò)解決各種實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程 技術(shù)問(wèn)題的能力，同時(shí)對(duì)電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在計(jì) 算、繪圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明書等方面得到訓(xùn)練，為今后的工作奠定基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)可分為九部分：負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算及補(bǔ)償；變電所位置和形式的選 擇；變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的

6、選擇；短路電流的計(jì)算；變電所一次 設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；變電所高、低壓線路的選擇；變電所二次回路方案選擇及繼電保 護(hù)的整定；防雷和接地裝置的確定；心得和體會(huì)；附參考文獻(xiàn)。-負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算及補(bǔ)償廠房編號(hào)用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量kV需要系數(shù)勺率因1鑄造車間動(dòng)力3000.40.7照明60o 71o 02鍛壓車間動(dòng)力4000.30. 65照明80.71.03金T車間動(dòng)力4000o 30o 65照明90.71.04電鍍車間動(dòng)力2000.60.8照明70o 71.05熱處理車間動(dòng)力2000.60o 8照明80o 71.06裝配車間動(dòng)力2000o 40o 7照明70.71o 07機(jī)修車間動(dòng)力2000

7、o 30. 65照明40.71o 08鍋爐房動(dòng)力800o 60o 65照明20.71o 09倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200o 30o 7照明20.71o 0生活區(qū)照明2000.71.0（一）負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算在負(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，并將照明和動(dòng)力部分分開計(jì)算，照明部分最后和宿舍區(qū)照明一起計(jì)算。具體步驟如下。(完整)石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)1.鑄造車間:動(dòng)力部分,取設(shè)備容量是300kW30(21)=Q3O(21)=382x0.35 = 133.7kW= 1337xl4 = 152.418k varS 舛)=7133.72 + 152.4182 = 202.75RVA【30(21

8、)=20275=3Q80M1.732 x 0.38k V照明部分：取設(shè)備容量是WkW出0(22) = 10RW X 0.8 = SkW ； 030(22) = 2.金工車間：動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是482kWPw(3h = 482x0.26= 125.32kWQ3(k31) = 125.32x 1.23 = 154.1436k varS対)=J125.32?+ 154.1436? = 19&66kVA18198.66kVA1.732x0.38kV= 301.84A照明部分：取設(shè)備容量是10kW: 出0(42)= 1W X 0.8 = SkW ;。狗42)= 03.電鍍車間：動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是

9、382kW心刖=382x0.52= 19&64kWQua= 19&64x0.80= 15&92k varS珂)=V198.642 + 158.922 = 254.38kVA=386.5 M254.38kVA3)(4，) 1.732x 0.38k V照明部分：取設(shè)備容量是WkW 出og =10kWx08 = 8kW ；。血=04.裝配車間:動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是282kW(完整)石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)= 282x0.36= 101.52RWQ3O(51) = 101.52x0.99 = 100.51Z: varS舛)=V101.522 + 100.512 =142.85k VA【30(5

10、1)=：口2 出冊(cè) “I7.05A1.732x 0.38k V照明部分：取設(shè)備容量是10kW30(82) = 10RW X 0.8 = Skw ；030(82) = 05.機(jī)修車間：動(dòng)力部分,取設(shè)備容量是282kW= 282x0.28 = 78.96kWQ 血 6i)= 78.96x1.11 = 87.65k varS 珈 6“ = /78.962+87.652 = 1 17.97RVA= 17924A117.97kVA3o=4OkW取全廠的同時(shí)系數(shù)為：=0.95, 0=0.97,則全廠的計(jì)算負(fù)荷為:6 心=0.95(工 + &O)= 0.95 x (990.64 + 40) = 97908

11、kW i】6Q30 = 0.97工030(/1)= 97 x653.72 =643.Ilk varSg = P979.1082 + 643.112 =1166.5 lkVA116651kVA30 _ V3x0.38kV= 1772.38A(二) 無(wú)功功率補(bǔ)償由以上計(jì)算可得變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為:5, =1166.51RVA這時(shí)低壓側(cè)的功率因數(shù)為:979.1081166.51= 0.839（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)為使高壓側(cè)的功率因數(shù)二0。90,則低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于0.90,?。篊OS=0.95 o要使低壓側(cè)的功率因數(shù)由0。85提高到0。95,則低壓側(cè)需裝設(shè)的并 聯(lián)電

12、容器容量為：Qc = 979.108 x （tan arccos 0.839 一 tan arccos0.95）Ar var = 313.3 lk var?。篞二335ar則補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為:S 30=J979.108?+（643.11 335）2 = 1026.44k VA1026.44kVAV3x0.38kV= 1559.56/1變壓器的功率損耗為：0.0155*30（2）= 0.015 x 979 35kW = 1469kW0（0.06S 3o（2）= 0.06 x 979.35kVA = 58.761 kvr變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：P3o（i）= 979.35kW

13、+ 58.761 kVV = 1038.111kVV（230（1）= （6431 一335 ）k var+ 58.76kvr = 366.87kvS 3o（ i）= a/1 038.112 + 366.S72 kVA=0l .03k VA I3o（i）=1101.03VAV3x 0.38k V= 1672 89A補(bǔ)償后的功率因數(shù)為:CT鎰護(hù)。.943滿足（大于0。90）的要求.（三）年耗電量的估算 年有功電能消耗量及年無(wú)功電能耗電量可由下式計(jì)算得到:年有功電能消耗量：Wfa = aPa年無(wú)功電能耗電量：叱皿=阻人結(jié)合本廠的情況，年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)行為4200h,取年平均有功負(fù)荷系數(shù) = 0.72

14、,年平均無(wú)功負(fù)荷系數(shù)“ =0-78.由此可得本廠: 年有功耗電量：= 0.72 X979.108klV x4200/ = 2960822 59kW/?；年無(wú)功耗電量：= 0.78 x643.11 k varx4200 h = 2106828 .36kW/? o（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)二變電所位置和形式的選擇由于本廠有二級(jí)重要負(fù)荷,考慮到對(duì)供電可靠性的要求，采用兩路進(jìn)線，一路經(jīng) 10kV公共市電架空進(jìn)線（中間有電纜接入變電所）；一路引自鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線.變電所的形式由用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，根據(jù)變電所位置和形式 的選擇規(guī)定及GB50053-1994的規(guī)定，結(jié)合本廠的實(shí)際情況

15、，這里變電所采用單獨(dú) 設(shè)立方式。三變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇（一）變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝 設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器：有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中負(fù)荷較大。 結(jié)合本廠的情況，考慮到二級(jí)重要負(fù)荷的供電安全可靠，故選擇兩臺(tái)主變壓器。（二）變電所主變壓器容量選擇每臺(tái)變壓器的容量兀7應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：1）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足：幾7=（060.7）%2）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí),應(yīng)滿足：SAr.rS30（1+11）,即滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷需求。 代入數(shù)據(jù)可得：=5jYT （Oo 60.7） X

16、999o 258二（599. 6648699. 4806） A。又考慮到本廠的氣象資料（年平均氣溫為23 C）,所選變壓器的實(shí)際容量： 取最大S櫛二699。4806= （1 -0.08） SAT = 643.522KVA也滿足使用要求，同時(shí)又考慮到未來(lái)510年的負(fù)荷發(fā)(完整)石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)展，初步取s郴hOOOw.q o考慮到安全性和可靠性的問(wèn)題，確定變壓器為SC3系列箱型干式變壓器型號(hào):SC3-1OOO/1O ,其主要技術(shù)指標(biāo)如下表所示：變壓器型號(hào)額定容量/kV-A額定電壓/kV聯(lián)結(jié)組型損耗/kW空載電流人短路阻抗久%咼壓低壓空載負(fù) 載SC310010.OoDyn12.47o

17、1o 361000/100541545(附:參考尺寸(mm)：長(zhǎng):1760 寬：1025 高：1655 重量(kg) : 3410)(三) 變電所主接線方案的選擇方案I ：高、低壓側(cè)均采用單母線分段。優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后,對(duì)重要 用戶可以從不同母線段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供電；當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷 路器自動(dòng)切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)： 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)該母線各出線須停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架 空線路出現(xiàn)交叉跨越;擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。方案II：?jiǎn)文妇€分段帶旁路。優(yōu)點(diǎn)：具有單母線分段全部?jī)?yōu)點(diǎn)，在檢修斷路器時(shí)不至 中斷對(duì)用戶供

18、電缺點(diǎn)：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。方案川：高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段。優(yōu)點(diǎn)：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí), 通過(guò)切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。缺點(diǎn)：在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn) 行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍需停電。（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)以上三種方案均能滿足主接線要求，采用三方案時(shí)雖經(jīng)濟(jì)性最佳，但是其可靠性 相比其他兩方案差；采用方案二需要的斷路器數(shù)量多，接線復(fù)雜，它們的經(jīng)濟(jì)性能較 差；采用方案一既滿足負(fù)荷供電要求又較經(jīng)濟(jì)，故本次設(shè)計(jì)選用方案I。根據(jù)所選的接線方式，畫出主接線圖，參見附圖變電所電氣主接線圖。四短路電流的計(jì)算本廠的供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖（一）所示。采

19、用兩路電源供線，一路為距本廠6km的 饋電變電站經(jīng)LGJ-185架空線（系統(tǒng)按8電源計(jì)），該干線首段所裝高壓斷路器的斷 流容量為500MVA ； 路為鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線.下面計(jì)算本廠變電所高壓10kV母線上k -1點(diǎn)短路和低壓380V母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量.8系統(tǒng)SC3-1000/10K-lK-2圖（一）F面采用標(biāo)么制法進(jìn)行短路電流計(jì)算。（一）確定基準(zhǔn)值:取 = 100MV A , Uc、= 0.5kV , Ucl = 0.4W所以：J = 歲5 = 5.500M / 滬= 詈WF = 144.000MyJ3Uei V3xlO.5ZrV幾*xO4kV（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所

20、的電氣設(shè)計(jì)（二）計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值：（忽略架空線至變電所的電纜電抗）1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值：X：= 豐:A = 0 2001500MV A2）架空線路的電抗標(biāo)么值：查手冊(cè)得X。=0.35。/如，因此:X： =035(0/0x6x1 = 1.9043）電力變壓器的電抗標(biāo)么值：由所選的變壓器的技術(shù)參數(shù)得匕 = 6,因此:X； =X：=6xlOOMUA100xl000jtV-A= 6.000可繪得短路等效電路圖如圖（二）所示。K-12/1. 9043/6 O4/6. OK-2I/O. 2圖（二）（三）計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標(biāo)么值：=X

21、：+X； =0.200 + 1.904 = 2042）三相短路電流周期分量有效值：/；：；=匚=學(xué) = 2.614MXi）2.1043）其他三相短路電流：廠=C =闍=2.614M謂=2.55x2.614M = 6.666M/ J = 1.51x2.614M = 3.947M4）三相短路容量：100MUA2.104=47.529MV A（四）計(jì)算k-2點(diǎn)短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)1）總電抗標(biāo)么值：X；T =X：+X；+（X； IIX：） = 0200 + l904 + 6/2 = 5l（M2)三相短路電流周期分量有效值:，女一2= = 2

22、8.213M3）其他三相短路電流：廠=C =心=28.213M謂=1.84 x 28.213M = 51.912M=1.09x 28.213kA = 30.752M 4)三相短路容量：= -4- = 1(m7V - = 19.592MV . AXj：g2) 5.104五變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)（一）變電所高壓一次設(shè)備的選擇根據(jù)機(jī)械廠所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓側(cè)采用天津市長(zhǎng)城電器有限公司生產(chǎn)的 JYN2-10 （Z）型戶內(nèi)移開式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備此高壓開關(guān)柜的型號(hào)： JYN2-10/4ZTTA （說(shuō)明:4:一次方案號(hào);Z:真空斷路器;T:彈簧操動(dòng)；TA :干熱帶）.其 內(nèi)部高壓一次設(shè)備根據(jù)本廠

23、需求選取，具體設(shè)備見附圖變電所電氣主接線圖。初選 設(shè)備：高壓斷路器：ZN2410/1250/20高壓熔斷器：RN210/0. 5 -50電流互感器：LZZQB6-10-0. 5-200/5 電壓互感器：JDZJ 10接地開關(guān):JN-3-10/25母線型號(hào):TMY3x（50x4）； TMY3x（80x10） +1 x （60x6）絕緣子型號(hào)：ZA10Y抗彎強(qiáng)度:Ffl/3o 75kN（戶內(nèi)支柱絕緣子）從高壓配電柜引出的WkV三芯電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，型號(hào)：YJV-3x50, 無(wú)鋼鎧護(hù)套，纜芯最高工作溫度90 C.（二）變電所高壓一次設(shè)備的校驗(yàn)根據(jù)高壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和條件，在據(jù)電

24、壓、電流、斷流能力選擇（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)所選的高壓側(cè)設(shè)備進(jìn)行必需的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)和熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。1 設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)1）高壓電器動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)校驗(yàn)條件：爲(wèi)“辭;人瘁黑由以上短路電流計(jì)算得嶠二6.666如曙二2.614Mo并查找所選設(shè)備的數(shù)據(jù)資料比較得：高壓斷路器 ZN2410/1250/20/max=50kA 6.666M，滿足條件；電流互感器 LZZQB6-10-0. 5-200/5Znm=79kA 6.666M，滿足條件；JN-3一10/25 接地開關(guān)/iim =63 kA 6.666M，滿足條件。2）絕緣子動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)校驗(yàn)條件：耳二穢）母線采用平放在絕緣子上

25、的方式，貝IJ： &=尸3）= -xiON/A2 （其中a二200mm;/二900mm）。a所以：彳二 x/3（6.666M）2xxlO7/l2 =34.63?/ Amin,該母線滿足熱穩(wěn)定性要求.3）高壓電纜的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件：An仏二工靂允許的最小截面：Anin =2.614Mx衛(wèi)石L = 13.24腫171A 遲mnr所選電纜YJV3x50的截面A二50加從而，心心，該電纜滿足熱穩(wěn)定性要求。（三）變電所低壓一次設(shè)備的選擇低壓側(cè)采用的也是天津長(zhǎng)城電器有限公司生產(chǎn)的GGD2型低壓開關(guān)柜：低壓斷路器：NA1型智能萬(wàn)能斷路器 低壓熔斷器：DW15-2000 電流互感器：LMZJ1-0o 5-

26、2000/5A母線型號(hào)：TMY-3x (80x10) +1x (60x6)另外，無(wú)功補(bǔ)償柜選用2個(gè)GCJ1-01型柜子，采用自動(dòng)補(bǔ)償，滿足補(bǔ)償要求.（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)（四）變電所低壓一次設(shè)備的校驗(yàn)由于根據(jù)低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和條件進(jìn)行的低壓一次側(cè)設(shè)備選擇, 不需再對(duì)熔斷器、刀開關(guān)、斷路器進(jìn)行校驗(yàn)。關(guān)于低壓電流互感器、電壓互感器、電 容器及母線、電纜、絕緣子等校驗(yàn)項(xiàng)目與高壓側(cè)相應(yīng)電器相同，這里僅列出低壓母線 的校驗(yàn)：380kV側(cè)母線上母線動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：校驗(yàn)條件：% N 6TMY母線材料的最大允許應(yīng)力=140MPao380kV母線的短路電流擰二51.912M ; /辭二3

27、0.752U三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為： 嚴(yán)=餡 x（51912AA）2x22巴 xl（r7N/A2=210037N0.2m母線的彎曲力矩：M = 21（）（）37.，、（）.皿=189.033N m10 10母線的截面系數(shù)：W =也=（皿沙xO.OM = 07 X 0一5加36 6母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力：6 =笑=竺空工= 17.67MMw 1.07xl05/n3可得，=140MPa cr（ = 11.61 MPa，滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求.380V側(cè)母線熱穩(wěn)定性校驗(yàn):校驗(yàn)條件：A仏二卅萼 查產(chǎn)品資料，得銅母線的C=171aA,取總=0.75$。mnr母線的截面：A二80 x10 mnr =8

28、00 mm允許的最小截面：Ani = 28.213Mx= 142.88ww2171衛(wèi)mnr從而，A Amin，滿足熱穩(wěn)定性要求（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)六變電所高、低壓線路的選擇為了保證供電的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)，選擇導(dǎo)線和電纜時(shí)應(yīng)滿足下列條件： 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.根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：一般10KV及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條 件選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度對(duì)于低壓照明線路，因?qū)﹄妷?水平要求較高，通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。（-）高壓線路導(dǎo)線的選擇架空進(jìn)線后接了一段交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜YJ

29、V-3x50做引入線（直埋）.高壓側(cè)計(jì)算電流/30 = 65.70A所選電纜的允許載流量：Ial = 125A Z30 = 65.70A 滿足發(fā)熱條件。（-）低壓線路導(dǎo)線的選擇由于沒(méi)有設(shè)單獨(dú)的車間變電所，進(jìn)入各個(gè)車間的導(dǎo)線接線采用TN-C-S系統(tǒng)； 從變電所到各個(gè)車間及宿舍區(qū)用埋地電纜供電，電纜采用VV22型銅芯交聯(lián)聚氯乙烯 絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，根據(jù)不同的車間負(fù)荷采用不同的截面。其中導(dǎo) 線和電纜的截面選擇滿足條件：1）相線截面的選擇以滿足發(fā)熱條件即，Ial /30;2）中性線（N線）截面選擇，這里采用的為一般三相四線，滿足人20.5碼；3）保護(hù)線（PE線）的截面選擇一、 35mm

30、2 時(shí),APE 0.5Ap ;二、碼 S16mnr 時(shí)，APE 三、16nmr A 16nmr4）保護(hù)中性線（PEN）的選擇，?。∟線）與（PE）的最大截面。結(jié)合計(jì)算負(fù)荷，可得到由變電所到各個(gè)車間的低壓電纜的型號(hào)為：（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)電鍍車間:VV221KV3 X 120+1 X70 三根并聯(lián)；匚=207 x 3 = 621 A455.82A 鑄造車間:VV22-1KV-3 X 240+1 X12 兩根并聯(lián)；幾=310 x2 = 620A362.58A 金工車間：VV22TKV3X185+1 X95 兩根并聯(lián)；/a/=264 x 2 = 528344.42A 裝配車間：VV

31、221 KV-3 X 70+1 X 50兩根并聯(lián)；/a/ =152x2 = 304X）269.64/1機(jī)修車間：VV22-1KV3 X50+1 X 35兩根并聯(lián)；人=129 x 2 = 258A222.24A另外，送至各車間的照明線路采用：銅芯聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線BV型號(hào)。七 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定（一）二次回路方案選擇1）二次回路電源選擇二次回路操作電源有直流電源，交流電源之分。蓄電池組供電的直流操作電源帶有腐蝕性，并且有爆炸危險(xiǎn)；由整流裝置供電的 直流操作電源安全性高，但是經(jīng)濟(jì)性差.考慮到交流操作電源可使二次回路大大簡(jiǎn)化，投資大大減少，且工作可靠，維護(hù) 方便。這里采用交流操作電

32、源。2）高壓斷路器的控制和信號(hào)回路高壓斷路器的控制回路取決于操作機(jī)構(gòu)的形式和操作電源的類別。結(jié)合上面設(shè)備 的選擇和電源選擇，采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路。3）電測(cè)量?jī)x表與絕緣監(jiān)視裝置這里根據(jù)GBJ63-1990的規(guī)范要求選用合適的電測(cè)量?jī)x表并配用相應(yīng)絕緣監(jiān)視裝置。a）10KV電源進(jìn)線上:電能計(jì)量柜裝設(shè)有功電能表和無(wú)功電能表；為了解負(fù)荷電流，裝 設(shè)電流表一只.（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)b）變電所每段母線上：裝設(shè)電壓表測(cè)量電壓并裝設(shè)絕緣檢測(cè)裝置.C）電力變壓器高壓側(cè)：裝設(shè)電流表和有功電能表各一只。d）380V的電源進(jìn)線和變壓器低壓側(cè)：各裝一只電流表.e）低壓動(dòng)力線路:裝設(shè)電流

33、表一只.4）電測(cè)量?jī)x表與絕緣監(jiān)視裝置在二次回路中安裝自動(dòng)重合閘裝置（ARD）（機(jī)械一次重合式）、備用電源自動(dòng)投入 裝置（APD）.（二）繼電保護(hù)的整定繼電保護(hù)要求具有選擇性，速動(dòng)性，可靠性及靈敏性。由于本廠的高壓線路不很長(zhǎng)，容量不很大，因此繼電保護(hù)裝置比較簡(jiǎn)單。對(duì)線路 的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)和瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)；對(duì)線路 的單相接地保護(hù)采用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變電所高壓母線上,動(dòng)作于信號(hào)。繼電保護(hù)裝置的接線方式采用兩相兩繼電器式接線；繼電保護(hù)裝置的操作方式采 用交流操作電源供電中的“去分流跳閘“操作方式（接線簡(jiǎn)單，靈敏可靠）；帶時(shí)限過(guò) 電流保護(hù)采用反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置。型

34、號(hào)都采用GL-25/10 o其優(yōu)點(diǎn)是:繼電器數(shù)量 大為減少，而且可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，可采用交流操作，運(yùn)行簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，投資大 大降低。此次設(shè)計(jì)對(duì)變壓器裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、速斷保護(hù)裝置;在低壓側(cè)采用相關(guān)斷路器實(shí) 現(xiàn)三段保護(hù)。1）變壓器繼電保護(hù)變電所內(nèi)裝有兩臺(tái)10/0o 41000-A的變壓器。低壓母線側(cè)三相短路電流為 尸=28.2133,高壓側(cè)繼電保護(hù)用電流互感器的變比為200/5A,繼電器采用GL25/10 型，接成兩相兩繼電器方式。下面整定該繼電器的動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)限和速斷電流倍（完整）石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)數(shù)。a）過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定:Krel = 1.3, K,.e = 0.&

35、心=1, A：, =200/5 = 40/nm =2x2/bV7. = 4x 10002 A/（/3 x 0kV） = 230.95A 故其動(dòng)作電流:Iop = - 1-3X1 x 230.95A = 9.38Ap 0.8x40動(dòng)作電流整定為9AOb）過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定由于此變電所為終端變電所，因此其過(guò)電流保護(hù)的10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)限整定為 0.5s oc）電流速斷保護(hù)速斷電流倍數(shù)整定取 Krel = 1.5,= 28.213Mx0.40/TV/10ArV = 1128.5A ,故其速斷電流為：1 5x1= 一 x 1128.5A = 42.32/1的40因此速斷電流倍數(shù)整定為： =氣

36、壬=4.7。2） 10KV側(cè)繼電保護(hù)在此選用GL-25/10型繼電器。由以上條件得計(jì)算數(shù)據(jù):變壓器一次側(cè)過(guò)電流保護(hù)的10倍動(dòng)作時(shí)限整定為0。5s；過(guò)電流保護(hù)采用兩相兩繼電器式接線；高壓側(cè)線路 首端的三相短路電流為2. 614kA;變比為200/5A保護(hù)用電流互感器動(dòng)作電流為9A。下 面對(duì)高壓母線處的過(guò)電流保護(hù)裝置0進(jìn)行整定。（高壓母線處繼電保護(hù)用電流互感器 變比為200/5A） 整定心的動(dòng)作電流取/皿=2.5/30=2.5x67.50A = 168.75A, K也= 13,K律=0.& Kw = ,= 200/5 = 40f 故L max3x168-75A = 6-9A(完整)石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)根據(jù)GL25/10型繼電器的規(guī)格，動(dòng)作電流整定為7A o整定Q的動(dòng)作時(shí)限：母線三相短路電流人反映到0中的電流：K厶=2Ll, =_x2.614M = 65.35/12 Kg40心對(duì)S的動(dòng)作電流打的倍數(shù)，即廠嚴(yán)二攔甞.3 9A由反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限的整定曲線確定仇的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間：