工厂总降压变电所及高压配电系统设计

工厂总降压变电所及高压配电系统设计 目 录 摘 要 ............................................................ 2 任 务 书 ............................................................ 3 一.全厂负荷计算 ..................................................... 7 1. 计算负荷的确定 ................................................ 7 2. 变压器的损耗近视计算 .......................................... 8 3. 无功功率补偿计算 .............................................. 8 二. 工厂总降压变电所主接线和车间变电所主接线的选择 ................. 10 1.工厂总降压变电所主接线选择 .................................... 10 1.1 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的比较 .............................................. 13 1.2 方案的选择 .............................................. 13 2. 车间变电所主接线的选择 ....................................... 14 2.1 方案的比较 .............................................. 16 2.2 方案的选择 .............................................. 16 三.总降压变电所主变压器的选择和各车间变电所变压器的选择 ............ 16 1.总降压变电所主变压器的选择 .................................... 16 2.各车间变电所变压器的选择 ...................................... 17 四.变电所所址的选择 ................................................ 18 1.负荷中心的确定 ................................................ 18 2.变电所所址的确定 .............................................. 19 五.短路电流计算 .................................................... 20 1.计算等值电路图 ................................................ 20 2.计算电抗 ...................................................... 21 3.最大运行方式下的短路点计算 .................................... 22 3.1 d1点的短路电流计算 ...................................... 22 3.2 d2点的短路电流计算 ...................................... 22 4.最小运行方式下的短路点计算 .................................... 23 4.1 d1点的短路电流计算 ...................................... 23 4.2 d2点的短路电流计算 ...................................... 23 六. 高压电气设备的选择 ............................................. 24 1.35kV架空线的选择 ............................................. 24 2.10kV母线的选择 ............................................... 25 3.10kV电缆的选择 ............................................... 26 4.10kV架空线的选择 ........................................... 2727 5.高压断路器的选择 .............................................. 28 6.高压隔离开关的选择 ............................................ 30 7.电流互感器的选择 .............................................. 32 8.电压互感器的选择 ............................................ 3434 七.防雷和接地保护 .................................................. 36 1.避雷器的选择 .................................................. 36 2.接地设计 .................................................... 3637 心得体会 决胜全面小康心得体会学党史心得下载党史学习心得下载军训心得免费下载党史学习心得下载 ........................................................... 38 参考文献 ........................................................... 39 摘 要 为使工厂供电工作很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，本设计在大量收集资料，并对原始资料进行分析后，做出35kV变电所及变电系统电气部分的选择和设计，使其达到以下基本要求: 1、安全 在电能的供应、分配和使用中，不发生人身事故和设备事故。 2、可靠 满足电能用户对供电可靠性的要求。 3、优质 满足电能用户对电压和频率等质量的要求 4、经济 供电系统的投资少，运行费用低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，又合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，顾全大局，适应发展。同时，学习了工厂供电，做这次课程设计就是为了巩固对所学知识的深化理解，对将来走上工作岗位从事低压电气的设计有很大的帮助。 本次设计主要是总降压变电所和车间变电所的设计，包括总降压变电所所址的选择，负荷统计，总降压变电所的主接线和车间变电所主接线的选择，架空线、电缆等高压电气设备的选择，最后进行防雷和接地保护。 2 任 务 书 设计题目: 工厂总降压变电所及高压配电系统设计 1.2设计依据 (4) (3) (12) (13) 道路 (5) (2) (6) (1) (7) (9) (10) (14) (11) (8) 道路 (15) 比例:1:5000 1.2设计依据 1.2.1工厂总平面布置图 (3)成品试验车(12)成品试验站内大型集中负荷 (4)锻造车间 间 道路 (5)电机修理车间 (13)原料车间 (2) 加压站 (6)汽车库 (1)半成品试验车间 (9)设备处仓库 (10)空压房 (7)机械加工车间 (8)锅炉房 (14)线圈车间 (11)备件车间 道路 (15)新品试制车间 比例:1:5000 3 1.2.2全厂各车间负荷情况汇总表。 序号 车间名称 Kd cosφ Pe/kW 1 电机修理车间 2300 0.6 0.7 2 机械加工车间 880 0.65 0.65 3 新品试制车间 650 0.55 0.6 4 原料车间 550 0.35 0.65 5 备件车间 560 0.5 0.7 6 锻造车间 180 0.6 0.65 7 锅炉房 260 0.9 0.8 8 空压房 302 0.8 0.65 9 汽车库 56 0.5 0.7 10 线圈车间 328 0.55 0.65 11 半成品试验车间 750 0.65 0.75 12 成品试验车间 2564 0.35 0.6 13 加压站(10KV转供负荷) 274 0.55 0.65 14 设备处仓库(10KV转供负荷) 654 0.55 0.75 15 成品试验站内大型集中负荷 3874 0.65 0.75 1.2.3供用电协议。 1)当地供电部门可提供两种电源: ?从某220/35KV区域变电站提供电源，该站距离厂南5公里; ?从某35/10KV变电所，提供10KV备用电源，该所距离厂南5公里。 2)配电系统技术数据。 (1)区域变电站35KV母线短路数据为: 运行方式 电源35千伏母线短容量 说明 (3)系统最大运行方式时 Sdmax=580兆伏安 (3)系统最小运行方式时 Sdmin=265兆伏安 4 (2)配电系统 kVkV kV opst kV 3)供电部门对工厂提出的技术要求: ?区域变电站35KV馈电线路定时限过流保护装置的整定时间为1.8秒，要求厂总降压变电所的保护动作时间不大于1.3秒。 ?工厂在总降压变电所35KV侧计量。 功率因素值应在0.9以上。 ? 1.2.4工厂的负荷性质 ?本工厂大部分车间为一班制，少数车间为两班或三班制，年最大负荷利用小时数为2500小时。 ?锅炉房提供高压蒸汽，停电会使锅炉发生危险。由于距离市区较远，消防用水需要厂方自备。因此，锅炉房要求较高的可靠性。 1.2.5工厂的自然条件 (1)年最高气温为40?，年最低气温5?，年平均气温为10?。 (2)站所选地址地质以粘土为主，地下水位3-5米。 (3)风向以东南风为主。 5 1.3设计任务及设计大纲 1.3.1高压供电系统设计 根据供电部门提供的资料，选择本厂最优供电电压等级。 1.3.2总变电所设计 1)主结线设计:根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，经过概略分析比较，留下2-3个较优方案进行详细计算和分析比较(经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标)，确定最优方案。 2)短路电流计算:根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。 3)主要电气设备选择:主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的选择及效验。选用设备型号、数量、汇总设备一览表。 4)主要设备继电保护设计:包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。 5)配电装置设计:包括配电装置形式的选择、设备布置图。 6)防雷、接地设计:包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。 1.4设计成果 1.4.1设计说明书 包括对各种设计方案分析比较的扼要说明，并附有必要的计算及表格。 1.4.2设计图纸 1)降压变电所电气主结线图。 2)变电所平面布置图 3)主变压器保护原理接线图。 6 一.全厂负荷计算 1.计算负荷的确定 根据任务书的要求，按照需要系数法求计算负荷，相关计算公式如下。 P30,KdPe有功计算负荷为 (1—1) Q30,P30tan, (1—2) 无功计算负荷为 P30视在计算负荷为 (1—3) 30S,cos, S30I,计算电流为 (1—4) 303UN 得各项数据列表1—1所示(下表数据均为10kV侧): 表1—1计算负荷统计 计 算 负 荷 用电设Cos序号 Pe/kW Kd 备 φ Q30/kvS30I30//kVP30/kW ar A A 半成品0.6750 0.75 1 试验车487.5 429 649.38 37.5 5 间 0.3原料车550 0.65 2 192.5 225.23 296.28 17.1 5 间 0.3成品试2564 0.6 3 897.4 1193.54 1493.27 86.2 5 验车间 锻造车180 0.6 0.65 4 108 126.36 166.23 9.6 间 电机修2300 0.6 0.7 5 1380 1407.6 1971.23 113.8 理车间 56 0.5 0.7 6 汽车库 28 28.56 40 2.3 0.6机械加880 0.65 7 572 669.24 880.38 50.8 5 工车间 260 0.9 0.8 8 锅炉房 234 175.5 292.5 16.9 0.5设备处654 0.75 9 359.7 316.54 479.15 27.7 5 仓库 7 (10KV 转供负 荷) 302 0.8 0.65 10 空压房 241.6 282.67 371.85 21.5 备件车560 0.5 0.7 11 280 285.6 399.96 23.1 间 成品试 0.60.75 验站内3874 12 2518.1 2215.93 3357.20 193.8 5 0.88 大型集 中负荷 加压站 0.5(10KV274 0.65 13 150.7 176.32 231.95 13.4 5 转供负 荷) 0.5线圈车328 0.65 14 180.4 211.07 277.66 16 5 间 0.5新品试650 0.6 15 357.5 475.48 594.88 34.3 5 制车间 合 计 7987.4 8218.64 11501.92 664 ,0.95有功负荷同时系数取 k,P7588.07927.08 10527.37 3 ,0.97无功负荷同时系数取 k,q 2.变压器的损耗近视计算 有功损耗 ,PT,0.01S30,0.01，10527.37,105.27kW ,QT,0.05S30,0.05，10527.37,526.37kvar 无功损耗 3.无功功率补偿计算 从设计任务书的要求可知，其功率因素不应小于0.9，考虑到变压器的无功功 ,PT率损耗，大于有功功率损耗，因此，在变压器的10kV侧进行无功功率补,QT cos,',0.95偿时，其补偿后的功率因素应稍大于0.9，现设，则 10kV侧在补偿前的功率因素为: 30P7588.03cos,,,,0.72 30S10527.37 8 因此，所需要的补偿容量为: QC,Q30,Q'30 (1—5) ,P30(tan,,tan,') ,7588.03，(tanarccos0.72,tanarccos0.95) ,4818kvar QC,5000kvar选取 35kV侧在补偿后的负荷及功率因素计算: P'30,P30，,PT,7588.03，105.27,7693.30kW Q'30,Q30，,QT,QC,7927.08，526.37,5000,3453.45kvar 2222S',S'，Q',7693.3，3453.45,8425kvar303030 7693.3030P'cos',,,,0.913 30S'8425 cos,,0.913满足了设计任务书的要求，其计算数据如下表1—2所示 表1—2无功补偿统计表 计算负荷 项 目 cosφ /A I30Q30/kvaP30/kW S30/kVA (10kV侧) r 10kV侧补偿前 0.72 7588.03 7927.08 10527.37 607.81 需要补偿容量 -5000 变压器损耗 105.27 526.37 35kV侧补偿后 0.913 7693.30 3453.45 8425 138.98 9 根据设计任务书的要求以及以上计算结果，选取:并联补偿电容为 BWF10.5-100-1型电容器50只。补偿总容量为:100kvar×50=5000kvar。 二.工厂总降压变电所主接线和车间变电所主接线的选择 1.工厂总降压变电所主接线选择 方案一:只装有一台主变压器的总降压变电所主接线图 QS1 QF1 T QS2 QF2 QS3 10 方案二:采用外桥式接线的总降压变电所主接线图 WL1 WL2 QS1 QS2 QS3 QF1 QS4 QS5 QS6 QF2 QF3 QS7 QS8 T1 T2 QF4 QF5 QS9 QS10 QF6 11 方案三:一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主接线图 WL1 WL2 QS1 QS2 QF4 QF3 QS4 QS3 QS8 QS7 QS5 QS6 QF6 QF5 QF1 T1 T2 QF7 QF8 QS9 QS10 QF2 12 1.1方案的比较 方案一，只装有一台主变压器的总降压变电所主接线图 这种主接线的一次侧无母线，二次侧为单母线。其特点是简单经济，但供电的可靠性不高，只适用于三级负荷的工厂。 方案二，采用外桥式接线的总降压变电所主接线图 一次侧采用外桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图。其一次侧的高压断路器QF1跨接在两路电源进线之间，但处在断路器QF2和QF3的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式接线。这种主接线的灵活性也较好，供电的可靠性同样较高，适用于一二级负荷的工厂。如果某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QF2，投入QF1(其两侧QS先合)，使两路电源进线又恢复并行运行。这种接线方式多用于电源线路较短而变电所负荷变动较大，适用于经济运行需经常切换的总降压变电所。 方案三:一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主接线图 这种主接线的灵活性好，可靠性高，但采用的高压设备较多，线路复杂，不够经济。可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。 1.2 方案的选择 根据总降压变电所的要求，锅炉房提供高压蒸汽，停电会使锅炉发生危险，可知锅炉房是一级负荷，而方案一虽然简单经济，但是可靠性不高，只适用于三级负荷，方案一不可取。方案二和方案三都是适用于一级负荷和二级负荷，都能满足本设计的要求，但是方案三采用的高压设备较多，线路复杂，从经济方面考虑是不够经济的。而方案二这种接线方式多用于电源线路较短而变电所负荷变动较大，适用于经济运行需经常切换的总降压变电所。方案二正适合本设计的要求，所以最终确定方案二为本设计的主降压总接线。 13 2.车间变电所主接线的选择 方案一:高压双回路进线的一台主变压器变电所主接线图 6-10kV进线 V V 14 方案二:高压侧无母线，低压侧单母线分段的变电所主接线图 6-10kV进线 VV VV 15 2.1方案的比较 方案一:高压双回路进线的一台主变压器变电所主接线图 高压侧采用隔离开关—断路器的变电所主接线图。这种主接线采用了高压断路器，此变电所的停、送电操作十分灵活方便，而且在发生短路故障时，过电流保护因 装置动作，断路器会自动跳闸，如果短路故障已经消除，则可立即合闸恢复供电。变电所有两路进线，提高了供电的可靠性，适用于二级负荷和少量一级负荷。 方案二:高压侧无母线，低压侧单母线分段的变电所主接线图 这种主接线的供电可靠性较高，当任一主变压器或任一电源进线停电检修或发生故障时，该变电所通过闭合低压母线分段开关，即可迅速恢复对整个变电所的供电。如果两台主变压器高压侧断路器装设互为备用电源自动投入装置，则任一主变压器高压侧断路器因电源断电而跳闸时，另一主变压器高压侧的断路器在备用电源自动投入装置作用下自动合闸，恢复整个变电所的供电，该变电所多用于一级负荷。 2.2方案的选择 根据车间变电所的任务和要求可知，工厂大部分时间为一班制，少数车间为两班制或三班制，所以采用方案一就能满足要求。如果选择方案二，肯定也能满足要求，但是接线复杂，电气设备较多，不够经济。综合考虑后选择方案一为车间变电所的主接线图。 三.总降压变电所主变压器的选择和各车间变电所变压器的选择 1.总降压变电所主变压器的选择 根据补偿后的总计算负荷(8425kVA)，同时考虑工厂5-10年的负荷增长，变压器容量考虑一定的预留，本期工厂负荷能保证变压器运行在60-70%经济负荷区内即可，本设计只选择2台主变压器即可满足需要。因此选择型号为: SFL-10000-35/10.5的变压器，如表3—1所示。 16 表3—1变压器参数表 型号 SFL-10000/35 空载电流 1.1% 额定电压 高压 低压 35kV 10.5kV 短路电压百分数 7.5% 2.各车间变电所变压器的选择 根据工厂的实际要求，每一个车间要配备一台车间变电所，选择结果如下表所示。 表3—2车间变电所选择结果 联接组 额定容用电设备 总容量阻抗电S30/k标 组号 变压器 量 名 称 (kVA) 压 (%) VA (kV.A) 号 半成品试649.38 验车间 S9-2500 1 原料车间 296.28 2438.86 2500 Dyn11 6 /10(6) 成品试验1493.27 车间 锻造车间 166.23 电机修理1971.23 S9-3150车间 2 3057.84 3150 Dyn11 5.5 汽车库 40 /10(6) 机械加工880.38 车间 锅炉房 292.5 线圈车间 277.66 S9-2000空压房 371.85 3 1936.88 2000 Dyn11 6 备件车间 399.96 /10(6) 新品试制594.88 车间 成品试验S9-4000 4 站内大型3357.20 3357.20 4000 Dyn11 5.5 /10(6) 集中负荷 17 四.变电所所址的选择 1.负荷中心的确定 变电所的位置应尽量接近负荷中心，工厂的负荷中心用功率矩法确定。 在工厂的平面图上建立如下的坐标系，x轴和y轴,按照1:5000的比例尺确定各车间和相关厂房负荷中心的坐标。平面图上的数字表示各车间和相关厂房的编号，例如(320,275)就表示1号车间的坐标。 P1 y 4123 213道路5 61 910 714811 道路15 比例1:5000 图4—1 负荷分布图 x1.1各车间标注如下: 1—半成品试验车间 2—加压站 3—成品试验车 4—锻造车间 5—电机修理车间 6—汽车库 7—机械加工车间 8—锅炉房 9— 设备处仓库 10—空压房 11—备件车间 12—成品试验站内大型集中负荷 13—原料车间 14—线圈车间 15—新品试制车间 1.2各车间和相关厂房的负荷中心坐标如下:(mm) (62,54)(62,70)(67,86)(36,87)(35，71) (35,54)P1P3P4P5P2P6 P11P12(36,36) (134,24)(102,41) (134,40) (104,23) (96,87) P8P7P9P10 P14(95,70) (72，23) (72,12) P13P15 18 根据负荷中心的坐标公式 (Px)ii,x, (4—1) Pi, ii(Py),,y (4—2) Pi, 求得中心负荷P(75,43.65 ) 2.变电所所址的确定 根据分析，如果按照上述确定的负荷中心选择总降压变电所的所址，正好位 于道路上，这是不合理的;在考虑进出线对设备的影响，按照图纸的比例以及综 合考虑变电所位置选择的原则后，确定负荷中心(75,78 ) P' 为总降压变电所坐标中心，如图4—2所示。 图4—2负荷中心图 19 五.短路电流计算 1.计算等值电路图 10kV 35kV d2 d1 X3 X1 X2 S 图5—1等值电路图 基本数据 系统最大运行方式时 Sdmax,580MVA 系统最小运行方式时 Sdmin,265MVA SN,10MVA变压器 U%=7.5 线路 L=5km X0,0.4,/km 2.计算电抗 S,100MVA设基准容量 B UB1,37kV 基准电压 UB2,10.5kV 20 将所有电抗归算到35kV侧: SB100**XX1smax,,,,0.172系统电抗 Sdmax580 SB100**XX1smin,,,,0.377 Sdmin265 架空线路电抗 SB100**XXLXL20,,,0.4，5，,0.14622 UB137 USB%7.5100**XXT3,,，,，,0.75变压器电抗 SN100100103.最大运行方式下的短路点计算 3.1 d1点的短路电流计算 d110kV母线侧没有电源，无法向35kV侧提供短路电流，即可略去不计，则点 短路电流标幺值为: 11"1*Id,,,3.145 **12X，X0.172，0.146换算到35kV侧0秒钟短路电流有名值 B"S100"d1*I,I，,3.145，,4.908kA B13U3，37在高压电路发生三相短路时，一般可以取Ksh = 1.8 短路冲击电流有效值 2"2Ish,1，2(Ksh,1)，I,1，2(1.8,1)，4.908,7.41kA 短路冲击电流 """ish,2Ksh，I,2，1.8I,2.55I,2.55，4.908,12.515kA 短路容量 "S,3UB，I,3，37，4.908,314.52MVA 11 21 3.2 d2点的短路电流计算 d210kV母线侧没有电源，无法向35kV侧提供短路电流，即可略去不计，则点短路电流标幺值为: 11"1*Id,,,0.936 ***123X，X，X0.172，0.146，0.75换算到10kV侧0秒钟短路电流有名值 BS100""d1*I,I，,0.936，,5.15kA B23U3，10.5 在高压电路发生三相短路时，一般可以取Ksh = 1.8 短路冲击电流有效值 2"2Ish,1，2(Ksh,1)，I,1，2(1.8,1)，5.15,7.78kA 短路冲击电流 """ish,2Ksh，I,2，1.8I,2.55I,2.55，5.15,13.133kA 短路容量 "S,3UB，I,3，10.5，5.15,93.66MVA 22 4.最小运行方式下的短路点计算 d14.1 点的短路电流计算 同上所得，则d1点短路电流标幺值为: 11"1*Id,,,1.912 **12X，X0.377，0.146 换算到35kV侧0秒钟短路电流有名值 B"S100"d1*I,I，,1.912，,2.983kA B13U3，37 在高压电路发生三相短路时，一般可以取Ksh = 1.8 短路冲击电流有效值 2"2Ish,1，2(Ksh,1)，I,1，2(1.8,1)，2.983,4.505kA 短路冲击电流 """ish,2Ksh，I,2，1.8I,2.55I,2.55，2.983,7.61kA 短路容量 "S,3UB，I,3，37，2.983,191.16MVA 11 22 d24.2 点的短路电流计算 10kV母线侧没有电源，无法向35kV侧提供短路电流，即可略去不计，则d2点短路电流标幺值为: 11"1* Id,,,0.785***123X，X，X0.377，0.146，0.75换算到10kV侧0秒钟短路电流有名值 BS100""d1*I,I，,0.785，,4.317kA B23U3，10.5 在高压电路发生三相短路时，一般可以取Ksh = 1.8 短路冲击电流有效值 2"2Ish,1，2(Ksh,1)，I,1，2(1.8,1)，4.317,6.519kA 短路冲击电流 """ish,2Ksh，I,2，1.8I,2.55I,2.55，4.317,11.008kA 短路容量 "S,3UB，I,3，10.5，4.317,78.51MVA 22 以上计算结果列表如表5—1所示。 表5—1短路电流汇总表 运行方式 短路点 Id/kA ish/kA Ish/kA S/MVA d1 4.908 12.515 7.41 314.52 最大 运行方式 d2 5.15 13.133 7.78 93.66 d1 2.983 7.61 4.505 191.16 最小 运行方式 d2 4.317 11.008 6.519 78.51 23 六.高压电气设备的选择 1.35kV架空线的选择 1.1选择经济截面 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以35kV架空线相应的Igmax=1.05Ie S10N即:Igmax =1.05 ×=1.05 ×=0.173kA 3，U3，35N 根据设计条件 Tmax=2500h，查《工厂供电》表5—4得 2jec,1.65A/mm I173A302ecA,,,104.84mm故 2ecj1.65A/mm 2选标准截面120，即LGJ—120型钢芯铝线。 mm 1.2校验发热条件 根据给定条件环境条件最高温度为40?，查《工厂供电》附录表16得LGJ— Ial,307A,Igmax,173A120的允许载流量，因此满足发热条件。 1.3校验机械强度 查《工厂供电》附录表14得35kV架空钢芯铝线的最小截面 22A,35mm,A,104.84mm，因此所选LGJ—120型钢芯铝线也满min 足机械强度要求。 2.10kV母线的选择 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以10kV母线相应的Igmax=1.05Ie S10N即:Igmax =1.05 ×=1.05 ×=0.527kA 3，U3，11.5N 24 选择母线(按照最大工作电流): 2选择80×8单条矩形硬铝导体平放作母线，面积为S=640mm，平放时，长期 允许载流量为I=1274A，导体最高允许温度为70?，根据工作环境温度为25?的a1 条件，查综合修正系数K=0.81: Ie=k×I=0.81×1274=1031.94A,I,满足载流量的要求。 a1gmax2.1热稳定的校验(按最大运行方式d2点短路) 根据设计任务书的条件，配电所的继保动作时限不能大于1.3秒，即 top=1.3s，断路器开短时间toc=0.2s，非周期分量等效时间ts=0.05s,则: 短路假想时间t=t+t+t=1.3+0.2+0.05=1.55s。 imaopocs 母线最小截面积 22dmaxItQ5.15，1.5523D,Smin= ==73.69<640mm ，10C87C S,Smin，满足热定的要求。 2.2 动稳定校验 取跨距，相间距离 L,1.5ma,0.5m 母线在最大方式下运行时d2点短路时的最大电动力 L1.52,72,7 F,3ish，10,3，13.133，，10,89.62Na0.5母线在F作用时的弯曲力矩为 FL89.62，1.5 M,,,13.443N.m1010 母线在截面系数为 22bh0.08，0.008,6W,,,8.53，10 66 故母线短路时所受的计算应力为 25 M13.443 ,c,,,1.576MPa,6W8.53，10 而铝母线的最大允许应力 ,c,69MPa,,c,1.576MPa所以该硬铝母线满足动稳定要求。 3.10kV电缆的选择 以成品试验站内大型集中负荷的10kV进线电流为例，进线总电流为193.8A，选择YJLV22—3×150型三芯交联聚乙烯绝缘铝芯电缆，其允许载流量为。 IN,219A3.1 额定电流校验 INKTK3,219，0.88，1.2,231.3A,193.8A3.2热稳定截面校验 22dmaxItQ5.15，1.552 3D,Smin= ==73.69<150mm，10C87C 由此可见所选电缆符合规格。同理选择其他车间电缆如下表6—1所示。 表6—1车间电缆汇总表 车间 型号 载流量 No.1 YJLV22—3×16 90 No.2 BLX-10-3×4-SC20-F 19 No.3 YJLV22—3×25 105 No.4 BLX-10-3×2.5-SC15-F 15 No.5 YJLV22—3×50 120 No.6 BLX-10-3×2.5-SC15-F 15 26 No.7 YJLV22—3×16 90 No.8 BLX-10-3×4-SC20-F 19 No.9 BLX-10-3×10-SC25-F 36 No.10 BLX-10-3×6-SC20-F 26 No.11 BLX-10-3×6-SC20-F 26 No.12 YJLV22—3×150 219 No.13 BLX-10-3×2.5-SC15-F 15 No.14 BLX-10-3×4-SC20-F 19 No.15 BLX-10-3×10-SC25-F 36 4.10kV架空线的选择 4.1选择经济截面 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以10kV架空线相应的 Igmax=1.05Ie 2.5SN即:Igmax =1.05 ×=1.05 ×=0.152kA 3，103，UN Tmax=2500h，查《工厂供电》表5—4得 根据设计条件 2jec,1.65A/mm I152A302ecA,,,92.12mm故 2ecj1.65A/mm 2选标准截面95，即LGJ—95型钢芯铝线。 mm 27 4.2校验发热条件 根据给定条件环境条件最高温度为40?，查《工厂供电》附录表16得LGJ— Ial,272A,Igmax,152A95的允许载流量，因此满足发热条件。 4.3校验机械强度 查《工厂供电》附录表14得35kV架空钢芯铝线的最小截面 22，因此所选LGJ—120型钢芯铝线也满足A,35mm,A,92.12mmmin 机械强度要求。 5. 高压断路器的选择 根据设计任务书的条件，变电所的继保动作时限不能大于1.3秒，即 ，断路器开短时间，非周期分量等效时间，则: t,1.3st,0.2st,0.05sopocs 短路假想时间。 tima,top，toc，ts,1.3，0.2，0.05,1.55s 5.1 安装在变压器35kV高压侧的断路器 5.1.1 35kV断路器参数选择 额定电压选择: Un?Uns =35kV 最高工作电压选择: Ualm?Usm =Un×1.15 =35 ×1.15 =38.5kV 额定电流选择: Ie?Igmax 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的 S10NIgmax=1.05Ie 即:Igmax =1.05 ×=1.05 ×=0.173kA 3，U3，35N 额定开断电流选择(按最大运行方式d2点短路):I=I″ k 即:I=5.15kA k 额定短路关合电流选择:i?i Nclsh 即:i?13.133kA Ncl 根据以上数据可以初步选择SW2,35型少油式断路器其参数如下表6—2所示。 28 表6—2 35kV断路器参数 动稳定热稳定 型号 额定电额定电开断电电流峰电流峰固有分合闸时 压/kV 流/A 流/kA 值/kA 值(4s)闸时间间/s? /kA /s? SW2-35/ 35 1000 16.5 45 16.5 0.06 0.4 1000 5.1.2 35kV断路器校验 22(3)Itt,I,tima热稳定校验 (6—1) 计算时间t=1.55s ima 222Itt,16.5，4,1089KA.S 2(3)22I,t,5.15，1.55,41.11KA.S 22(3)Itt,I,tima即，满足要求。 检验动稳定:i? i shes 即:i= i=13.133? i =16.5kA, 满足要求 shches 故35kV进线侧断路器选择户外SW2,35型少油式断路器能满足要求。 5.2 安装在变压器10kV低压侧的断路器 5.2.1 10kV断路器参数选择 额定电压选择: Un?Uns =10kV 最高工作电压选择: Ualm?Usm =Un×1.15 =10 ×1.15 =11.5kV 额定电流选择: Ie?Igmax 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的Igmax=1.05Ie 2.5SN即:Igmax =1.05 ×=1.05 × ,0.152KA 3，U3，10N 额定开断电流选择(按最大运行方式d2点短路) 即:I=5.15kA k 额定短路关合电流选择:i?i Nclsh 29 即:i?13.133kA Ncl 根据以上数据可以初步选择ZN3,10I型真空式断路器其参数如下表6—3所示。 表6—3 10kV断路器参数 动稳定热稳定 型号 额定电额定电开断电电流峰电流峰固有分合闸时 压/kV 流/A 流/kA 值/kA 值(4s)闸时间间/s? /kA /s? ZN3-10I 10 630 8 20 8 0.07 0.15 5.2.2 10kV断路器校验 22(3)Itt,I,tima热稳定校验 (6—2) 计算时间t=1.55s ima 222Itt,8，4,256KA.S 222(3) I,t,5.15，1.55,41.11KA.S 22(3)Itt,I,tima即，满足要求。 检验动稳定:i? i shes 即:i= i=13.133? i =20kA, 满足要求 shches 故35kV进线侧断路器选择ZN-10I真空断路器能满足要求。 6.高压隔离开关的选择 6.1 35kV侧隔离开关 额定电压选择: Un?Vns = 35kV 额定电流选择: Ie?Igmax 考虑到隔离开关是与相应的断路器配套使用，所以相应回路的Ie应与断路器相同，即:Ie =1000A 根据以上数据可以初步选择GW5,35G/1000—83型隔离开关，其参数分别如下表6—4所示. 30 表6—4 35kV侧隔离开关参数 型号 额定电压额定电流(A) 极限通过电流热稳定电流 (kV) 峰值(kA) (4S) GW5-35G/1000 35 1000 83 25 —83 22(3)Itt,I,tima热稳定校验 (6—3) 计算时间t=1.55s ima 222Itt,25，4,2500KA.S 222(3)I,t,5.15，1.55,41.11KA.S 22(3)Itt,I,tima即，满足要求。 检验动稳定: i? i shes 即:i= i=13.133? i =83kA, 满足要求 shches 故35kV进线侧断路器选择GW5,35G/1000—83型隔离开关能满足要求。 6.2 10kV侧隔离开关 额定电压选择: Un?Vns = 10kV 额定电流选择: Ie?Igmax 考虑到隔离开关是与相应的断路器配套使用，所以相应回路的Ie应与断路器相同，即:Ie =630A 根据以上数据可以初步选择GN19,10C型隔离开关，其参数分别如下表6—5所示。 表6—5 10kV侧隔离开关参数 型号 额定电压额定电流(A) 极限通过电流热稳定电流 (kV) 峰值(kA) (4S) GN19—10C 10 630 50 20 22(3)Itt,I,tima热稳定校验 (6—4) 31 计算时间t=1.55s ima 222Itt,20，4,1600KA.S 222(3)I,t,5.15，1.55,41.11KA.S 22(3)Itt,I,tima即，满足要求。 检验动稳定:i? i shes 即:i= i=13.133? i =50kA, 满足要求 shches 故10kV进线侧断路器选择GN19,10C型隔离开关能满足要求。 7. 电流互感器的选择 根据设计任务书的条件，配电所的继保动作时限不能大于1.3秒，即 ，断路器开短时间，非周期分量等效时间，则: t,1.3st,0.2st,0.05sopocs 短路假想时间。 tima,top，toc，ts,1，0.2，0.05,1.55s7.1 安装在35kV高压进线侧的电流互感器 7.1.1 35kV主变侧电流互感器的一次回路额定电压选择 电流互感器的一次额定电压选择必须满足:Ug?Un=35kV 7.1.2 35kV主变侧电流互感器的一次回路额定电流选择 电流互感器的一次额定电流选择必须满足:Ig.max?In In— 电流互感器的一次额定电流 Igmax — 电流互感器一次最大工作电流 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的Igmax=1.05Ie S10N即:Igmax =1.05 ×=1.05 ×=0.173kA 3，U3，35N 因此电流互感器的一次额定电流可选用与此匹配的等级In=200 A。 32 7.1.3 准确度选择 按照常规设计，一般二次绕组准确度选择:测量绕组0.5级、保护绕组10P级。 根据上述选择，最终35kV主变侧电流互感器型号及参数如下表6—6所示。 表6—6 35kV侧的电流互感器参数 型号 额定电压额定一次额定二次准确度 1S热稳定动稳定倍 (kV) 电流(A) 电流(A) 倍数 数 LCW-35 35 200 5 0.5/10P 65 100 7.1.4 动稳定校验 (3)Kes，2I1N,ish (6—5) Kes，2I1N,100，2，0.2,28.28KA (3)Kes，2I1N,28.28KA,ish,13.133KA 根据上述校验可知动稳定满足要求。 7.1.5 热稳定校验 (3)KtI1N,I,tima (6—6) KtI1N,65，0.2,13KA (3)I,tima,5.15，1.55,6.41KA 根据上述校验可知热稳定满足要求 7.2 安装在10kV变压器低压侧的电流互感器 7.2.1 10kV主变侧电流互感器的一次回路额定电压选择 电流互感器的一次额定电压选择必须满足:Ug?Un=10kV 7.2.2 10kV主变侧电流互感器的一次回路额定电流选择 In 电流互感器的一次额定电流选择必须满足:Ig.max? In— 电流互感器的一次额定电流Igmax — 电流互感器一次最大工作电流 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的Igmax=1.05Ie 33 S2.5N即:Igmax =1.05 ×=1.05 × ,0.152KA 3，103，UN 因此电流互感器的一次额定电流可选用与此匹配的等级In=160 A。 7.2.3 准确度选择 按照常规设计，一般二次绕组准确度选择:测量绕组0.5级，保护绕组10P级。 —7所示。 根据上述选择，最终10kV主变侧电流互感器型号及参数如下表6 表6—7 10kV侧电流互感器参数 额定电压额定一次额定二次1S热稳定动稳定倍型号 准确度 (kV) 电流(A) 电流(A) 倍数 数 LZZJB6-1 10 160 5 0.5/10P 75 160 0 7.2.4动稳定校验 (3)imax,200KA,ish,13.133KA 7.2.5热稳定校验 (3)KtI1N,I,tima (6—7) KtI1N,75，0.16,12KA (3)I,tima,5.15，1.55,6.41KA 根据上述校验可知热稳定满足要求。 8. 电压互感器的选择 8.1 35kV侧电压互感器的选择 8.1.1 一次额定电压选择 一次额定电压为Un=35kV，允许一次电压波动范围为U=35kV?10%。 8.1.2 二次额定电压选择 根据一次绕组接入方式为接入相电压上，电压互感器测量、计量和保护绕组二次 3额定电压为Un’=0.1/kV，单相接地绕组二次额定电压为Un’=0.1kV。 34 8.1.3额定容量选择 为保证互感器的准确级，其二次侧所接负荷S应不大于该准确级所规定的额2 定容量S2N 22 (6—8) S,(Pu)，(Qu)2,, 8.1.4准确度选择 按照设计任务书要求，本所计量在35kV侧，因此二次绕组准确度选择:计量、测量绕组0.5级，保护绕组10P级，单相接地监测绕组10P级。 根据上述选择，最终35kV主变侧电压互感器型号及参数如下表6—8所示。 表6—8 35kV侧电压互感器参数 额定电压(kV) 最大容量 型号 (VA) 原绕组 副绕组 辅助绕组 JDDJ—35 0.1/3 1200 35/ 0.1/ 33 8.2 10kV电压互感器的选择 8.2.1 一次额定电压选择 一次额定电压为Un=10kV，允许一次电压波动范围为U=10kV?10%。 8.2.2 二次额定电压选择 根据一次绕组接入方式为接入相电压上，电压互感器测量、计量和保护绕组 3二次额定电压为Un’=0.1/kV，单相接地绕组二次额定电压为Un’=0.1kV。 8.2.3额定容量选择 为保证互感器的准确级，其二次侧所接负荷S应不大于该准确级所规定的额2 定容量S2N 22 (6—9)S,(Pu)，(Qu)2,, 8.2.4准确度选择 按照设计任务书要求，本所计量在10kV侧，因此二次绕组准确度选择:计量、测量绕组0.5级，保护绕组10P级，单相接地监测绕组10P级。 根据上述选择，最终10kV主变侧电压互感器型号及参数如下表6—9所示。 35 表6—9 10kV侧电压互感器参数 额定电压(kV) 最大容量 型号 (VA) 原绕组 副绕组 辅助绕组 JDZJ1—10 0.1/3 400 10/ 0.1/ 33 七.防雷和接地保护 1.避雷器的选择 1)为了保护35kV进线设备和变压器，在35kV线路进线和母线PT处各安装一套避雷器。 2)为了保护10kVPT，在10kV I、II段母线PT处各安装一套避雷器。 3)避雷器的安装点与35kV进线设备和变压器的之间的距离不大于15m。 4)35kV所选择的避雷器为Y10W1-51/125型氧化锌无间隙避雷器，10kV所选择的避雷器为HY5WZ-17/45型氧化锌无间隙避雷器其技术数据如下表7—1所示。 表7—1 HY5WZ-17/45型氧化锌无间隙避雷器参数 额定电压 灭弧电压 冲击放电电压幅值 50kV雷电冲击电流下的残压 35kV 51kV 125kV 不大于50kV 10 17 45 不大于17kV 2接地设计 根据设计任务书的条件，工厂区域地点的土壤以粘土为主，所以:电阻率ρ=60Ω/m，可选用直径为50mm、长2.5m的钢管作为人工接地体。 由于在厂区的地下水位为3-5m，为了得到良好的接地效果，接地体的顶面埋设深度为0.8m，采用环行敷设方式(η=0.65)，用长L=2.5m，直径d=50mm的钢管作为人工接地体。 单根接地体电阻为 (7—1) R,(,/2,L)ln(4L/d)E(1) 36 1n(4，2.5/0.05),(60/(2，3.14，2.5)) ,20.25, R,0.5,35kV系统为中性点非直接接地系统，允许接地电阻，则垂直接地E体根数为: ?根，取根。 R/,R,20.25/(0.65，0.5),62.3nn,65E(1)E 根据以上分析和计算，接地网的垂直接地体采用65根φ50mm，长2.5m的镀锌钢 2 管，接地网示意图如下图所示。 1 A A 3 4 A A 5 1 —接地体 2—接地干线 3—接地支线 4—电气设备 5—角钢 1 图7—1 接地网示意图 37 心得体会 经过差不多两个星期的设计，我终于完成了工厂总降压变电所和车间变电所的设计。从开始接到课程设计要求到任务的完成，再到课程设计说明书的完成，每一步对我来说都是新的的尝试与挑战。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，当然设计过程中也遇到了许许多多的困难，但老师的讲解，同学的讨论，通过上网和去图书馆查看相关的资料和书籍，让自己头脑模糊的概念逐渐清晰，使自己逐步设计下来，每一次设计出来的结果都是我学习的收获，当最后设计结束时，我真是感到莫大的欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的结果。 在这两周的课程设计中，总体上来说是获益匪浅。通过本次设计，所学理论知识很好的运用到了实际的工程当中，在具体的设计过程中，将所学知识很好的整理了一遍，体会到了学以致用的乐趣，使自己的能力得到了很大的提高，主要体现在以下几个方面。 一、 将知识系统化的能力得到提高 由于设计过程中要运用很多的知识，且做好设计的前提也是掌握足够多的系统理论知识，对于已经一个学期没有接触这门课程的我们来说，无疑是一件很困难的事情，所以每天都必须复习曾经学的知识，并巩固知识，努力将知识系统化就是这次课程设计的关键。在设计过程中侧重了知识系统化能力的培养，为今后的工作打下了很好的理论基础。 二、计算和绘图能力得到提高 由于本次设计包含了大量的计算和绘图，因此要求要很好的计算和绘图能力。通过本次的锻炼，使自己的一次计算准确度有了进步;绘图方面，使我自己对AutaCAD软件的掌握更加的熟练。 三、思考和分析问题的能力得到提高 虽然这是一个设计，但是遇到的问题都必须要做出一一的解答，如何把一些好的想法和技巧运用到其中，这也是来自于生活的 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 和积累。做好一个设计，要充分挖掘设计的本质要求;在此基础上初步勾画自己的设想，包括主接线，设备的选择等;最后要精心设计出一个可靠而又经济，安全而又合理的变电所。要做到这些，细微的思考和严密的分析是分不开的。 这次课程设计的经历也会使我终身受益，我感受到做课程设计是要用心去做的一件事，是真正自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破。通过这次课程设计，我在老师的精心指导和严格要求之下获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，这对我今后进一步学习供配电方面的知识有了极大的帮助。 人生路漫漫，每一次尝试都是自我的突破，只有不断挑战自我，激励自我才能有更大的收获。做每一个课程设计，我都尽自己的能力，充分发挥自己的潜能，仔细研究和分析，努力按照安全、经济、可靠、灵敏的设计要求，做到每一步。现在我们做的都是一些理论性的东西，到了工作岗位那都是真枪实弹，不能有一丝的马虎。因此我要从理论中提高我的悟性，总结经验教训，相信这些都是走向人生岗位最好的财富。 最后感谢吴老师的指导，给我批评指正，让我做的更好。 38 参考文献 [1] 刘介才. 工厂供电 [M]. 5版. 北京:机械工业出版社，2009. . 电气工程基础 [M]. 武汉:武汉理工大学出版社，2010. [2] 刘涤尘 [3] 杨岳 电气安全 [M]. 2版 北京:机械工业出版社，2010. [4] 王玉华 工厂供配电 [M]. 北京:中国林业出版社，2006. [5] 余建华 供配电一次系统 [M]. 北京:中国电力出版社，2006. [6] 舒亚炜 总降压变电所设计总结 [J] 石化电气，2012，(31) 39