某廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)(baidu)

1、課程設(shè)計(jì)（論文）信息學(xué)院 系（院）電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)（論文）題目某廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 蔣樂班級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化（1）班學(xué)號(hào)0915331010指導(dǎo)教師完成日期 2012年 6月 10 日課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)（論文）題目：某廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)（論文）使用的原始資料（數(shù)據(jù)）及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：（一）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 與形式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與數(shù)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

2、擇整定繼電保護(hù)裝置，確定 防雷和接地裝置，最后按照要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖樣。（二）設(shè)計(jì)依據(jù)2、工廠負(fù)荷情況該廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4200小時(shí)，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6小時(shí)。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。電氣照明及家用電器為單相，額定電壓為 220V。負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如下表:廠房編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量（kW需要系數(shù)功率因數(shù)(1)鑄造車間動(dòng)力3004000.350.66照明5100.801.0(2)金工車間動(dòng)力4005000.260.63照明5100.801.0(3)電鍍車間動(dòng)力3004000.520.78照明5100.801.0(4)裝配車間動(dòng)力20030

3、0:0.360.71照明5100.801.0(5)機(jī)修車間動(dòng)力2003000.280.67照明5100.801.0生活區(qū)照明4005000.750.953、供電電源情況該廠工作電源由附近一條10kV的公用電源干線供給，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 LGJ-150,導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為 2m干線首端（即電力系統(tǒng)的饋電變電站）距離本廠約6km干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500M VA該斷路器配備有定時(shí)限過流保護(hù)和電流速 斷保護(hù)，定時(shí)限過流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.5s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近（8km的單位取得備用電源（10kV）。4、氣

4、象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為 38C，年平均氣溫為23C，年最低氣溫為- 4 C,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0.8m處平均溫度為25C。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為 20。5、地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔500m地層以砂粘土為主，地下水位為 2m6、電費(fèi)制度該廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量 柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為18元/kVA,動(dòng)力電費(fèi)為0.30元/kW- h,照明電費(fèi)為0.60元/ kW - h,工廠最大負(fù)荷時(shí)的 功率因數(shù)不得低于0.90。（三）設(shè)計(jì)任務(wù) 要求在規(guī)定時(shí)

5、間內(nèi)獨(dú)立完成：1. 設(shè)計(jì)說明書，包括：1）前言2）目錄3）負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償4）變電所位置和型式的選擇5）變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、類型的選擇6）變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)7）短路電流的計(jì)算8）變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)9）變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)10）變電所二次回路方案的選擇11）防雷保護(hù)和接地裝置的初步設(shè)計(jì)12）參考文獻(xiàn)及附錄2. 設(shè)計(jì)圖樣，包括：1）變電所電氣主接線圖 1張（A3圖樣）三、課程設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容1負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償方案設(shè)計(jì)2變電所位置和型式的選擇3變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、類型的選擇4變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)5短路電流的計(jì)算6變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)7變電所進(jìn)出線的

6、選擇與校驗(yàn)8變電所二次回路方案的選擇、防雷保護(hù)和接地裝置的初步設(shè)計(jì)9撰寫課程設(shè)計(jì)說明書、繪制設(shè)計(jì)圖樣四主要參考資料：1、1. 劉介才主編，工廠供電，機(jī)械工業(yè)出版社.劉介才主編，工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)第二版，機(jī)械工業(yè)出版社.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)，水利電力出版社.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，電氣一次、二次部分，水利電力出版社.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)，水利電力出版社電力變壓器保護(hù)，電力工業(yè)出版社信息院系 電氣工程及其自動(dòng)化（1）班學(xué)生： 蔣樂日期：自2010 年11 月22 日至2010年12 月5 日指導(dǎo)教師:助理指導(dǎo)教師（并指出所負(fù)責(zé)的部分）:教研室主任:教研室:電氣工程某廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)Certain

7、Factory Step-down Substation The Electrical Design總計(jì) 課程設(shè)計(jì)（論文） 頁(yè)表格 個(gè)插圖 幅摘要設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了很多的知識(shí)，因此如何將知識(shí)系統(tǒng)化就成了關(guān)鍵。如本設(shè)計(jì)中 用到了工廠供電的絕大多數(shù)的基礎(chǔ)理論和設(shè)計(jì)方案，因此在設(shè)計(jì)過程中側(cè)重了知識(shí)系 統(tǒng)化能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)可分為幾部分：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。關(guān)鍵詞：負(fù)荷計(jì)算無(wú)功功率 主接線Ab

8、stractThe design process using a lot of knowledge, therefore how knowledge systematic became the key. If this design using the factory of the overwhelming majority of power supply of basic theory and design scheme, so in the design process emphasis on knowledge systematic ability. Design can be divi

9、ded into several parts: load calculation and reactive power calculation and compensation, Substation position and form the choice, Main transformer substation sets and capacity and main wiring schemes choice; The calculation of short-circuit current, Once substation equipment choice and calibration,

10、 Substation high and low voltage circuit choice; The secondary circuit substation plan selection and relay protection setting, Lightning protection and grounding device is identified.Key Words: Load calculation Reactive power The Lord wiring前言 1一、負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算及補(bǔ)償 2二、變電所位置和形式的選擇5三、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇

11、6四、短路電流的計(jì)算8五、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 10六、變電所高、低壓線路的選擇 14七、變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定 15八、防雷和接地裝置的確定 20九、心得和體會(huì) 21十、附錄參考文獻(xiàn) 2222一、附圖課程設(shè)計(jì)是教學(xué)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過課程設(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，通過解決各種實(shí)際問題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際 工程技術(shù)問題的能力，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)

12、數(shù)和容量及主接線方案的選擇；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)。另外有設(shè)計(jì)圖紙 1 張（以附圖的形式給出），附圖變電所電氣主接線圖；由于設(shè)計(jì)者知識(shí)掌握的深度和廣度有限，本設(shè)計(jì)尚有不完善的地方，敬請(qǐng)老師批 評(píng)指正！2010 年 12月負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算及補(bǔ)償廠房編 號(hào)廠房名稱負(fù)荷類 別設(shè)備容量（kW需要系 數(shù)功率因 數(shù)（1）鑄造車間動(dòng)力3700.350.66照明5100.801.0（2）金工車間:動(dòng)力 4700.260.63:照明5100.801.0（3）電鍍車間動(dòng)力3

13、700.520.78照明5100.801.0（4）裝配車間動(dòng)力2700.360.71照明5100.801.0（5）機(jī)修車間動(dòng)力2700.280.67照明250.801.0生活區(qū)照明4700.750.95（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1.鑄造車間：動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是 370kW130(21)370 0.35 129.5kWQ30(21)129.5 1.14 147.63kvarS30(21)129.52 147.632196.38kVA196.38kVA1 30(21)2

14、98.38A1.732 0.38kV照明部分：取設(shè)備容量是10kWP30(22)1 0kW 0.8 8kW ； Q30(22)0 2.金工車間：動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是 470kWQ30(31)122.2 1.23150.306k varS30(31)、122.22 150.3062193.713kVA1 30(31)193.713kVA1.732 0.38kV294.33A照明部分：取設(shè)備容量是10kWp30(42)1 0kV 0.8 8kV ； Q30(42)03.電鍍車間：動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是370kWP30(41)370 0.52 192.4kWQ 30(41)192.4 0.8015

15、3.92 k var2 2S30(41)192.42 153.922 246.39kVA1 30(41)246.39kVA1.732 0.38kV374.36A照明部分：取設(shè)備容量是10kWP30(62)10kW 0.8 8kW ； Q30(62) 04.裝配車間：動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是270kW巳0(51)Q30(51)$0(51)1 30(51)270 0.3697.2kW97.2 0.9996.228k var.97.2 296.2321 36.78kVA136.78kVA207.82A1.732 0.38kV照明部分：取設(shè)備容量是10kWP30(82)10kW 0.8 8kW ； Q3

16、0(82)05.機(jī)修車間：動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是270kWP30(61)270 0.2875.6kWQ30(61)75.6 1.1183.92k var$0(61)、75.6283.922112.95kVA112.95kVA130(61)1.732 0.38kV 仃1.61A照明部分：取設(shè)備容量是5kW6.生活區(qū)照明，Ro®) 470 0.75 352.5kW 。 Q3°(ii)0另外，所有車間的照明負(fù)荷：R。40kW取全廠的同時(shí)系數(shù)為：Kp 0.95, Kq 0.97，則全廠的計(jì)算負(fù)荷為:6P30 0.95(F30(ii) P30) 0.95 (969.4 40) 958

17、.93kWi 16Q30 0.97 Q30Q1) 0.97 632 613.04kvari 1綣9589于 613.04" 1138140VA ；I 301138.143kVA.3 0.38kV1729.28A(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：S30 1138.143kVA這時(shí)低壓側(cè)的功率因數(shù)為:COS (2)958.931138.1430.8430.90，為使高壓側(cè)的功率因數(shù)0.90，則低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于取：cos '0.95。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)電容器容量為:Qc 958.93 (tan

18、arccos0.843 tan arccos0.95)k var 296.60k var取：Qc =335kvar則補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為:S30(2)958.932 (613.04 335)2 998.425kVA計(jì)算電流130998.425kA3 0.38kV1516.99A變壓器的功率損耗為：F 0.015S'30(2) 0.015 998.425kVA 14.976kWQt 0.06S 30(2)0.06 998.425kVA59.91kvar'，2r、1013 40VKS30(1).1013.402337.952kVA 1068.26kVA 13。(1)1

19、013.401539.75AV'3 0.38kV補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：cos'需帶0.949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:WpP30T年無(wú)功電能耗電量:Q30T結(jié)合本廠的情況，年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) T為4200h,取年平均有功負(fù)荷系數(shù)0.72，年平均無(wú)功負(fù)荷系數(shù)0.78。由此可得本廠:年無(wú)功耗電量：Wqa 0.78 578.08kvar 4200 h 1893790.08kWh。年有功耗電量：Wpa0.72 907.25kW 4200h 2743524kWh ；二變電所位置和形式的選擇由于本廠有

20、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，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

21、）變電所主變壓器容量選擇每臺(tái)變壓器的容量Snt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：Snt （0.6 0.7） S302） 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足：Snt S300H），即滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷需 求。代入數(shù)據(jù)可得：=Snt （0.60.7 ）X 999.258= （599.6648699.4806 ） kV A。又考慮到本廠的氣象資料（年平均氣溫為 23C），所選變壓器的實(shí)際容量：取最大 Snt =699.4806SNT實(shí)（1 0.08） Snt 643.522KVA也滿足使用要求，同時(shí)又考慮到未來 510年的負(fù)荷發(fā)展，初步取SNT=1000kV A?？紤]到安全

22、性和可靠性的問題，確定變壓器為SC3系列箱型干式變壓器。型號(hào)：SC3-1000/10，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)組型號(hào)損耗/kW空載電流10%短路阻抗Uk %高壓低壓空載負(fù) 載SC3-1000/10100010.0.Dyn112.47.41.365455（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

23、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U:單母線分段帶旁路。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。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

24、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)按電源計(jì)），該干線首段所裝高壓斷路器的斷 流容量為500MV A ;一路為鄰廠高壓聯(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。SC3-1000/10SC3-1000/10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 Sd 1

25、00MV A , Uci 10.5kV , U c2 0.4kV所以：Id1Sd100 MV ASj100 MV A一d5.500 kA Id2_d144.000kA.3Uc1.3 10.5kV.3Uc23 0.4kV(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* 100MV A 0.200500MV A2）架空線路的電抗標(biāo)么值：查手冊(cè)得 X。0.35 /km，因此:*100MV AX20.35( /km) 6km牙 1.904(10.5kV)3 ）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 Uk%6，因此:X46 100M

26、V A100 1000 kV A6.000可繪得短路等效電路圖如圖（二）所示K-1K-23/6.01/0.22/1.9044/6.0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*（k 1） X1 X2 0.200 1.904 2.1042）三相短路電流周期分量有效值:X(k 1)5.50kA2.1042.614kA3）其他三相短路電流：I"I1畀2.614kAiS3） 2.55 2.614kA 6.666kAlS? 1.51 2.614kA 3.947kA4）三相短路容量：Sk3）1 -S 1°°MV A 47.5

27、29MV AX （k 1）2.104（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1）總電抗標(biāo)么值：X*（k 2） X1X2 （X3|X4）0.2001.904 6/ 25.1042）三相短路電流周期分量有效值：1鳥丄蘭4®28.213kAX （k 2）5.1043）其他三相短路電流：l"Ilk3）2 28.213 kAiS?1.84 28.213kA51.912kA IS?1.09 28.213kA30.752kA4）三相短路容量：Sk3）2100MV A 19.592MV AX （k 2）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

28、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（說明：4: 一次方案號(hào)；乙 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：ZN24-10/1250/20高壓熔斷器：RN2-10/0.5 -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)：TMY-3 （ 50 4）； TMY-3 （ 80 10）+1 （ 60

29、6）絕緣子型號(hào)：ZA-10Y抗彎強(qiáng)度：Fal 3.75kN （戶內(nèi)支柱絕緣子）從高壓配電柜引出的10kV三芯電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，型號(hào)： YJV-3 50,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)電壓、電流、斷流能力選擇 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：i maxi(3) ； I1 sh maxII sh由以上短路電流計(jì)算得iS3)= 6.666kA; lS3)= 2.614kA。并查找所選設(shè)備的數(shù)據(jù)資料比較得：高壓斷

30、路器 ZN24-10/1250/20imax=50kA 6.666kA，滿足條件;電流互感器 LZZQB6-10-0.5-200/5 imax=79kA 6.666kA，滿足條件;JN-3-10/25 接地開關(guān)imax=63 kA 6.666kA，滿足條件。2) 絕緣子動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)校驗(yàn)條件：Fal Fc 母線采用平放在絕緣子上的方式，貝U：Fc F 尿3)2 - 10 7N / A2 (其中 a =200mm I =900mm。 a所以：Fc(3) = . 3(6.666 kA)2 0.9m 10 7N /A2 34.63N 3.75kN 滿足要求 0.2m3) 母線的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)條件：al

31、 c TMY母線材料的最大允許應(yīng)力al=140MPa10kV母線的短路電流lS3)=3.947kA; i,3)=6.666kA三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力:Fc=、3(6.666 kA)20.9m7210 N / A 34.63N0.2m母線的彎曲力矩：F 丨 34.63N0.9mM3.12N m10 10母線的截面系數(shù)：b2h (0.05m)20.004m6 3W1.67 10 m66母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力:3.12N m1.67 10 6m31.87MPa可得，ai=140MPa c=1.87MPa，滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求。2 .高壓設(shè)備的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)1）高壓電器熱穩(wěn)定性校驗(yàn)22校驗(yàn)條件：ht

32、 1 tma查閱產(chǎn)品資料：高壓斷路器:lt=31.5kA,t=4s ;電流互感器：lt=44.5kA ,t=1s ;接地開關(guān)：lt =25kA,t=4s。取tima top toc 0.7 0.10.8s , I=2.614kA，將數(shù)據(jù)代入上式，經(jīng)計(jì)算以上電器均滿足熱穩(wěn)定性要求。2）高壓母線熱穩(wěn)定性校驗(yàn)cmm'tima 0.75 s。母線的截面：A=504mm2=200mm2允許的最小截面：AminJ0.75s22.614kA13.24mms171A校驗(yàn)條件：A Amin = I 丄1查產(chǎn)品資料，得銅母線的C=171a仝，取2 mm從而，A Amin，該母線滿足熱穩(wěn)定性要求3）高壓電纜

33、的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件：A Amin= l（ %C允許的最小截面：Anin 2.614kAi 0.75s13.24mm2171As2mm所選電纜YJV-3 50的截面A=50mm2從而，A Amin，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 GGD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：LMZJ1-0.5-2000/5A母線型號(hào)：TMY-3 (80 10) +1(60 6)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。(四) 變電所低壓一次設(shè)備的校驗(yàn)由于根據(jù)低壓一

34、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：alcTMY母線材料的最大允許應(yīng)力al =140MPa 380kV母線的短路電流iS3)=51.912kA; lS3)=30.752kA三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為：2 0.9 m72F()、3 (51.912kA)10 N/A 2100.37 N0.2m母線的彎曲力矩：F 12100.37 N 0.9mM189.033N m10 10母

35、線的截面系數(shù)：2 2w b h (0.08m)0.01m“ “53W1.07 10 m6 6母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力：c M 號(hào)專17.67MPa可得，al=140MPac=17.67MPa，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 Amin =1 4C查產(chǎn)品資料，得銅母線的C=171A篤，取tima 0.75s。 mm母線的截面：A=8010 mm2 =800mm2允許的最小截面:Amin28.213kA、0.75s171A2mm142.88mm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)

36、電流密度；機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：一般10K V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)﹄?壓水平要求較高，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。（一）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 YJV-3 50做引入線（直埋）。高壓側(cè)計(jì)算電流I3065.70A所選電纜的允許載流量：Ial 125A I3'0 65.70A 滿足發(fā)熱條件。（二）低壓線路導(dǎo)線的選擇由于沒有設(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

37、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 I30；2）中性線（N線）截面選擇，這里采用的為一般三相四線，滿足 A）0.5A ；3）保護(hù)線（PE線）的截面選擇一、A 35mm2 時(shí)， APE 0.5A ；二、A 16mm2 時(shí)， APE A三、16mm2 A 35mm2 時(shí)， APE 16mm24）保護(hù)中性線（PEN的選擇，取（N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：電鍍車間：VV22-1KV-3X

38、120+1X 70三根并聯(lián)；Ial2073621A 455.82A鑄造車間：VV22-1KV-3X 240+1X 12兩根并聯(lián)；Ial3102620A 362.58A金工車間：VV22-1KV-3X 185+1X 95兩根并聯(lián)；Ial2642528A 344.42A裝配車間：VV22-1KV-3X 70+1X 50兩根并聯(lián)；Ial1522304A 269.64A機(jī)修車間：VV22-1KV-3X 50+1X 35兩根并聯(lián)；Ial1292258A 222.24A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

39、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) 10K V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

40、表；為了解負(fù)荷電流， 裝設(shè)電流表一只。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

41、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 過電流保護(hù)采用反時(shí)限過電流保護(hù)裝置。型號(hào)都采用GL-25/10。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)10/0.4 kV 1000kV A的變壓器。低壓母線側(cè)三相短路電流為 lk3）28.213kA，高壓側(cè)繼電保護(hù)用

42、電流互感器的變比為 200/5A，繼電器采用GL-25/10 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 電流倍數(shù)。a）過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定：Krel 1.3,Kre 0.8, Kw 1，Kj 200/5401 L max22I1N T41000kV A/( .3 10kV)230.95A故其動(dòng)作電流：lop1 3 1 230.95A9.38A0.8 40動(dòng)作電流整定為9A。b）過電流保護(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 Krei 1.5, Ik max 28.2

43、13kA 0.40KV /10kV1128.5A，故其速斷電流為：1 5 1 lqb1128.5A 42.32 Aq 40因此速斷電流倍數(shù)整定為：nqb 倍2 4.7 。92） 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)過電流保 護(hù)的10倍動(dòng)作時(shí)限整定為0.5s ;過電流保護(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)高壓母線處的過電流保護(hù)裝置 KA1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KA1的動(dòng)作電流取 ILmax 2.51302.

44、5 67.50A 168.75A，心創(chuàng) 1.3, Kre 0.8, Kw 1，Ki 200/540，故I op(1)K rel K w IKreKiL max1.3 10.8 40168.75A6.9A，根據(jù)GL-25/10型繼電器的規(guī)格，動(dòng)作電流整定為 7A整定KA1的動(dòng)作時(shí)限： 母線三相短路電流Ik反映到KA2中的電流:'Kw(2)1I-肓1k 40 2614kA 6535Alk（2）對(duì)KA2的動(dòng)作電流Iop（2）的倍數(shù)，即：n2電65型7.3I op（2）9A由反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限的整定曲線確定KA2的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間:t2=0.6s 0KA1 的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間：t； t2 0.7s 0.6s 0.7s 1.3s母線三相短路電流Ik反映到KAi中的電流:KwKiIk 2.614kA 65.35A40I k(i)對(duì)KAi的動(dòng)作電流I op(i)的倍數(shù)，即：ni土！竺型9.3lop(i)7所以由iO倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)限曲線查得KAi的動(dòng)作時(shí)限：ti i.is3) 0.38KV側(cè)低壓斷路器保護(hù)整定項(xiàng)目：(a) 瞬時(shí)過流脫扣器動(dòng)作電流整定：滿足 1 op(O)心| 1 pkKrei :對(duì)萬(wàn)能斷路器取i.35 ;對(duì)塑殼斷路器取22.5。(b) 短延時(shí)過流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間整定：滿足：lop (s)Krei I pk Krei 取 i.2。另外還應(yīng)滿足前后保護(hù)裝置的選