三色鴿食品廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì).doc

前 言電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求：1. 安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2. 可靠 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。3. 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求.4. 經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。目錄前 言1目錄2第一章 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償5三、全廠負(fù)荷計(jì)算7四、功率補(bǔ)償8第二章 變電所位置和型式的選擇8一、所選址的一般原則 ：8二、變電所的形式：9第三章 變電所主變壓器臺數(shù)、容量及主結(jié)線方案的選擇9一、變配電所主結(jié)線的選擇原則9第四章 短路電流計(jì)算12一、短路電流計(jì)算的目的及方法12第五章變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)14第六章 變電所高壓、低壓一次系統(tǒng)圖（主接線圖）18一、變電所主結(jié)線圖：18二、變電所平、剖面布置圖：19三、總平面圖19第七章 選擇電氣設(shè)備20一、6KV架空線上設(shè)備201、斷路器202、隔離開關(guān)213、避雷器214、電壓互感器215、熔斷器22二、6KV電纜線上開關(guān)柜221、進(jìn)線柜22三、電壓互感器柜231、電纜出線柜242、母聯(lián)柜25第八章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定26第九章 收獲與體會(huì)29第十章主要參考資料30第一章 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償一、 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的（1） 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2） 尖峰電流指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。（3） 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。二、負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有： 有功功率： P30 = PeKd無功功率: Q30 = P30 tg視在功率: S3O = P30/Cos計(jì)算電流: I30 = S30/UN所以本食品廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下：第一車間: 動(dòng)力負(fù)荷計(jì)算功率因數(shù)取 cos=0.7 則 arccos（0.7）=45.6有功功率： P30=pe*Kd=500*0.4=200kw 無功功率： Q30=P30*tan=200*tan（arccos0.7）=204kvar 視在功率： S30= =285.7KVA計(jì)算電流： I30=434A照明負(fù)荷計(jì)算如下功率因數(shù)取 cos=1.0 則 arccos（1.0）=0有功功率： P30=6kw 無功功率： Q30=P30*tan=0kvar 視在功率：S30=6KVA計(jì)算電流： I30=15.7A則第一車間的總有功率P30=200+6=206KW總無功率 Q30=204kvar總視在功率 S30=291.7KVA總電流 I30=449.7A同理可得該食品廠的計(jì)算負(fù)荷如下表廠房編號用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)P30/KWQ30/kvarS30/KVAI30/A總P30/KW總Q30/kvar總S30/KVA總I30/AKdcos1第一車間動(dòng)力負(fù) 荷200204285.7434206204291.7449.70.40.7照明負(fù) 荷60615.70.71.02第二車間動(dòng)力負(fù) 荷120140.3184.6280128140.3192.63010.30.65照明負(fù) 荷80820.71.03第三車間動(dòng)力負(fù) 荷150175.4230.8350.6159175.4239.8373.60.30.65照明負(fù) 荷909230.71.04第四車間動(dòng)力負(fù) 荷608010015267801071700.30.6照明負(fù) 荷707180.71.05包裝車間1動(dòng)力負(fù) 荷1801352253421871352323600.60.8照明負(fù) 荷707180.71.06包裝車間2動(dòng)力負(fù) 荷12090150228128901582490.60.8照明負(fù) 荷808210.71.07倉庫1動(dòng)力負(fù) 荷808211417487821211920.40.7照明負(fù) 荷707180.71.08倉庫2動(dòng)力負(fù) 荷6070921406470961500.30.65照明負(fù) 荷404100.71.0生活區(qū)照明負(fù) 荷200020052520002005250.71.0三、全廠負(fù)荷計(jì)算取Kp = 0.90; Kq = 0.95根據(jù)上表可算出：P30i =870kW; Q30i =976.7kvar則 P30 = KPP30i = 0.9870kW = 783kWQ30 = KqQ30i = 0.95976.7kvar = 927.9kvarS30 = 1213.4KVAI30 = S30/3UN 2214.01ACOS = P30/Q30 =783/9270.85四、功率補(bǔ)償由于本設(shè)計(jì)中上級要求COS0.9,而由上面計(jì)算可知COS=0.75 0.9則工廠的功率因數(shù)為：cos= P30/S300.9因此，符合本設(shè)計(jì)的要求第二章 變電所位置和型式的選擇一、所選址的一般原則 ：盡量靠近負(fù)荷中心以減少配電系統(tǒng)的電能損耗。進(jìn)出線方便。接接近電源側(cè)。設(shè)備運(yùn)輸方便。盡量避開劇烈震動(dòng)和高溫場所。不宜設(shè)在多塵和有腐蝕性氣體的場所。不宜設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水的地方。不應(yīng)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正下方或正上方。適當(dāng)考慮以后擴(kuò)建。二、變電所的形式：室內(nèi)型，有值班室，一臺變壓器。室外型，有值班室，一臺變壓器。室內(nèi)型，有值班室，兩臺變壓器。室外型，有值班室，一臺變壓器。室內(nèi)型，有值班室和高壓電容器室，兩臺變壓器。室外型，有值班室和高壓電容器室，兩臺變壓器。本設(shè)計(jì)選擇室外型，有值班室和高壓電容器室，兩臺變壓器。第三章 變電所主變壓器臺數(shù)、容量及主結(jié)線方案的選擇一、變配電所主結(jié)線的選擇原則1.當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。2.當(dāng)變電所有兩臺變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。3.當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變壓器時(shí)，宜采用線路變壓器組結(jié)線。4.為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行。5.接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。6.610KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。7.采用610 KV熔斷器負(fù)荷開關(guān)固定式配電裝置時(shí)，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。8.由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計(jì)費(fèi)用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計(jì)量柜）。9.變壓器低壓側(cè)為0.4KV的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。10.當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時(shí)，在總開關(guān)的出線側(cè)及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。二、主結(jié)線方案選擇對于電源進(jìn)線電壓為35KV及以上的大中型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為610KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓?？偨祲鹤冸娝鹘Y(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。主結(jié)線對變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。1、一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如下這種主結(jié)線，其一次側(cè)的QF10跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負(fù)荷工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開QF11 ，投入QF10 （其兩側(cè)QS先合），即可由WL2恢復(fù)對變壓器T1的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。2、 一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖(下圖)，這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在線路斷路器QF11 和QF12的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負(fù)荷的工廠。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用的場合有所不同。如果某臺變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開QF11 ，投入QF10 （其兩側(cè)QS先合），使兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并列運(yùn)行。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當(dāng)一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行結(jié)線時(shí)，也宜于采用這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不通過進(jìn)線斷路器QF11 、QF12 ，這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護(hù)的整定都極為有利。3、一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖（見下圖）這種主結(jié)線圖兼有上述兩種橋式結(jié)線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所4、一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線結(jié)線較之采用單母線結(jié)線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線結(jié)線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運(yùn)用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設(shè)計(jì)的電機(jī)修造廠是連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較短（2.5km）,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長遠(yuǎn)發(fā)展。采用一、二側(cè)單母線分段的總降壓變電所主結(jié)線（即全橋式結(jié)線）。三. 選主變壓器 由于本設(shè)計(jì)接線采用內(nèi)橋接線方式,選兩臺主變壓器,并且廠中一級負(fù)荷所占比重較大，考慮本廠以后的發(fā)展?fàn)顩r，采用全負(fù)載備用工作方式，即單臺變壓器工作就能給全廠負(fù)載供電。根據(jù)變壓器的工作環(huán)境，電壓等級，容量選擇主變壓器的型號是：Sz9-10000/35.其主要數(shù)據(jù)參數(shù)見表1.2表1.2 變壓器數(shù)據(jù)參數(shù)表額定容量KVA高壓KV高壓分接范圍（）低壓KV連接組標(biāo)號損耗KW空載電流（）阻抗電壓（）空載負(fù)載10000354*2.56.3YnD1111.6050.580.87.5該變壓器的計(jì)算損耗如下： 第四章 短路電流計(jì)算一、 短路電流計(jì)算的目的及方法短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對單位制法）。二、本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算（1）確定基準(zhǔn)值取 Sd = 100MVA,UC1 = Ud1=10.5KV,UC2 = Ud2=0.4KV而 Id1 = Sd /3UC1 = 100MVA/(310.5KV) =5.5KAId2 = Sd /3UC2 = 100MVA/(30.4KV) = 144KA（2）計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)（SOC = 500MVA）X1* = 100KVA/500=0.22）架空線路（XO = 0.4/km）X2* = 0.4/km8 km100/ （10.5）2= 2.93）電力變壓器（查附表2得UK% = 4.5）X3* = X4*=UK%Sd/100SN = 7.5100103/(100800) = 5.625繪制等效電路如圖，圖上標(biāo)出各元件的序號和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。 (3)求k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值X*(K-1)= X1*X2*=0.2+2.9=3.1三相短路電流周期分量有效值IK-1(3) = Id1/X*(K-1)=5.5/3.1 =1.783)其他三相短路電流I(3) = I(3) = Ik-1 (3) = 1.78KAish(3) = 2.551.78KA = 4.54KAIsh(3) = 1.511.78 KA= 2.69KA4)三相短路容量Sk-1(3) = Sd/X*(k-1) =100MVA/3.1=32.3(4)求k-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1)總電抗標(biāo)幺值X*(K-2) = X1*X2*X3*/ X4* =0.2+3.1+5.65/2=6.132)三相短路電流周期分量有效值IK-2(3) = Id2/X*(K-2) = 144KA/6.13 =23.5KA3)其他三相短路電流I(3) = I(3) = Ik-23) = 23.5KAish(3) = 1.8423.5KA =42.3KAIsh(3) =1.0923.5KA = 25.6KA4)三相短路容量Sk-2(3) = Sd/X*(k-2) = 100MVA/6.13 = 16.3MVA三.短路電流計(jì)算結(jié)果：三相短路電流/KA三相短路容量/MVAIk（s）I(3)I(3)ish（3）Ish（3）Sk（3）K-1點(diǎn)1.781.781.784.542.6932.3K-2點(diǎn)23.523.523.542.325.616.3第五章變電所一次設(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：JYN2-10/4ZTTA（說明：4：一次方案號；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)本廠需求選取，具體設(shè)備見附圖三變電所高壓電氣主接線圖。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：TMY-3（504）；TMY-3（8010）+1（606）絕緣子型號：ZA-10Y抗彎強(qiáng)度：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：YJV-350，無鋼鎧護(hù)套，纜芯最高工作溫度。(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)。一、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： 由以上短路電流計(jì)算得=4.54KA；=2.69KA。并查找所選設(shè)備的數(shù)據(jù)資料比較得：高壓斷路器ZN24-10/1250/20 =50kA4.54KA ，滿足條件；電流互感器LZZQB6-10-0.5-200/5 =79kA4.54KA，滿足條件；JN-3-10/25接地開關(guān)=63 kA4.54KA ，滿足條件。2) 絕緣子動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)校驗(yàn)條件： 母線采用平放在絕緣子上的方式，則：（其中=200mm；=900mm）。所以：= 滿足要求。 3) 母線的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)條件： TMY母線材料的最大允許應(yīng)力=140MPa。10kV母線的短路電流=2.69KA；=4.54KA 三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力： =母線的彎曲力矩： 母線的截面系數(shù)： 母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力： 可得，=140MPa=，滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求。二、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)校驗(yàn)條件： 查閱產(chǎn)品資料：高壓斷路器：=31.5kA,t=4s；電流互感器：=44.5kA ,t=1s；接地開關(guān)：=25kA,t=4s。取，=，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)校驗(yàn)條件： A=查產(chǎn)品資料，得銅母線的C=171，取。母線的截面： A=504=200允許的最小截面： 從而，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： A=允許的最小截面： 所選電纜YJV-350的截面 A=50從而，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)采用的也是天津長城電器有限公司生產(chǎn)的GGD2型低壓開關(guān)柜，所選擇的主要低壓一次設(shè)備參見附圖四變電所低壓電氣主接線圖。部分初選設(shè)備：低壓斷路器：NA1 型智能萬能斷路器、TMS30型塑殼無飛弧智能斷路器 低壓熔斷器：NT系列 電壓互感器：JDZ1系列電流互感器：LMZJ1 、LMZ1 系列 母線型號： TMY-3（8010）+1（606）絕緣子型號：ZA-6Y抗彎強(qiáng)度：3.75kN（戶內(nèi)支柱絕緣子）另外，無功補(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。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： TMY母線材料的最大允許應(yīng)力=140MPa。380kV母線的短路電流=;=三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為：母線的彎曲力矩： 母線的截面系數(shù)： 母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力： 可得，=140MPa=，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=查產(chǎn)品資料，得銅母線的C=171，取。母線的截面： A=8010=800允許的最小截面： 從而，滿足熱穩(wěn)定性要求 。 第6章 變電所高壓、低壓一次系統(tǒng)圖（主接線圖）一、變電所主結(jié)線圖：二、變電所平、剖面布置圖：三、總平面圖 四、低壓配電系統(tǒng)圖第七章 選擇電氣設(shè)備電氣設(shè)備的選擇時(shí)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。安全、經(jīng)濟(jì)、合理是選擇電氣設(shè)備的基本要求，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程情況保證安全、可靠的前提下，選擇合適的電氣設(shè)備，盡量采用新技術(shù)，節(jié)約投資。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號，按短路情況下校驗(yàn)開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。一、6KV架空線上設(shè)備 1、斷路器由于6KV處的最高正常工作電流為，且戶外布置。選擇斷路器為戶外高壓SF6斷路器，型號是：LW-35/1600-25，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定工作電壓(KV)額定工作電流（A）額定開端電流(KA)額定動(dòng)穩(wěn)定電流（KA）額定熱穩(wěn)定電流（KA）額定熱穩(wěn)定時(shí)間（S）616002563254短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流的穩(wěn)定值，短路電流的假想時(shí)間tima=1.5+0.2=1.7s，則： 所以，滿足熱穩(wěn)定要求。短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 由于短路電流的沖擊值ish=6.207KA63KA,所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求.開關(guān)設(shè)備斷流能力校驗(yàn)： 由于該處三相短路電流的最大值是：所以滿足開關(guān)設(shè)備斷流能力要求。2、隔離開關(guān)由于35KV處的最高正常工作電流為，且戶外布置。選擇的隔離開關(guān)型號為：GW2-35G，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）極限通過電流峰值（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定時(shí)間（S）配用操動(dòng)機(jī)構(gòu)型號3560042204CS11-G短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流的穩(wěn)定值，短路電流的假想時(shí)間tima=1.5+0.2=1.7s，則：所以，滿足熱穩(wěn)定要求。短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 由于短路電流的沖擊值ish=6.207KA42KA,所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求.3、避雷器根據(jù)電壓等級和工作環(huán)境選擇磁吹閥式避雷器，型號為：FCZ3-35，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定電壓（KV）滅弧電壓（KV）工頻放電電壓（有效值）（KV）沖擊放電電壓峰值不大于（KV）電導(dǎo)電流不小于不大于直流試驗(yàn)(KV)電流（uA）61078129250-4004、電壓互感器由于該互感器用于運(yùn)行監(jiān)視，選擇準(zhǔn)確度為1級，根據(jù)電壓等級和工作環(huán)境，選擇單相雙線圈油浸式戶外電壓互感器，型號為：JD6-35，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定工作電壓（V）額定頻率（Hz）二次線圈的額定容量(VA)二次線圈極限容量（VA）線圈連接組標(biāo)號一次線圈二次線圈350001005025010001/1-125、熔斷器該熔斷器用于保護(hù)電壓互感器，由于6KV處的最高正常工作電流為，且戶外布置。因此選擇的高壓限流熔斷器的型號是：RXW0-35/0.5，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）額定斷流容量（MVA）重量（kg）60.5100023熔斷容量校驗(yàn)：由于該熔斷器安裝處的三相短路容量：所以滿足要求。二、6KV電纜線上開關(guān)柜1、進(jìn)線柜 由于工作電壓為6KV，且進(jìn)線處的計(jì)算電流為：根據(jù)電壓等級和額定工作電流，選擇進(jìn)線柜的型號為：JYNC-10-23，其內(nèi)部接線圖如圖所示，主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：。額定電壓（KV）6額定工作電流（A）2000A及以下真空斷路器ZN12-10電流互感器LZZBJ10-10AZN12-10斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定工作電壓(KV)額定工作電流（A）額定開端電流(KA)額定動(dòng)穩(wěn)定電流（KA）額定熱穩(wěn)定電流（KA）額定熱穩(wěn)定時(shí)間（S）1012502563254 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流的穩(wěn)定值，短路電流的假想時(shí)間tima=1.0+0.2=1.2s，則： 所以，滿足熱穩(wěn)定要求。短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 由于短路電流的沖擊值ish=23.004KA63KA,所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求.開關(guān)設(shè)備斷流能力校驗(yàn)：由于該處三相短路電流的最大值是：所以滿足開關(guān)設(shè)備斷流能力要求。三、電壓互感器柜根據(jù)電壓等級，選擇的單相電壓互感器柜的型號為：JYN3-10/65，其內(nèi)部接線圖如圖所示，主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定電壓（KV）6高壓熔斷器RN2-10電壓互感器JDZJ高壓避雷器FCD3RN2-10高壓熔斷器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）額定斷流容量（MVA）重量（kg）100.5100018熔斷容量校驗(yàn)：由于該熔斷器安裝處的三相短路容量：所以滿足要求。1、電纜出線柜由于各車間電纜的最高工作電流為487.11A，所以根據(jù)電壓等級和工作電流選擇電纜出線柜型號為：JYN2-10(Z)/4,其內(nèi)部接線圖如圖，所示，主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定電壓（KV）6額定工作電流（A）630真空斷路器ZN22-10電流互感器LZZQB6-10接地開關(guān)JN3-10ZN22-10斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定工作電壓(KV)額定工作電流（A）額定開端電流(KA)額定動(dòng)穩(wěn)定電流（KA）額定熱穩(wěn)定電流（KA）額定熱穩(wěn)定時(shí)間（S）106302050204短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：各車間短路電流的最大穩(wěn)定值，短路電流的假想時(shí)間tima=1.0+0.2=1.2s，則：所以，滿足熱穩(wěn)定要求。短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 由于各車間短路電流的最大沖擊值ish=21.7KA63KA,所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求.開關(guān)設(shè)備斷流能力校驗(yàn)：由于該處三相短路電流的最大值是：所以滿足開關(guān)設(shè)備斷流能力要求。2、母聯(lián)柜由于6KV母線上的最高工作電流為1031.66A，所以根據(jù)電壓等級和工作電流選擇的母聯(lián)開關(guān)柜的型號為：JYN2-10(Z)/37和JYN2-10(Z)/40.，其內(nèi)部接線圖如圖所示，主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：型號JYN2-10(Z)/37JYN2-10(Z)/40額定電壓（KV）66額定工作電流（A）12501600真空斷路器ZN12-10電壓互感器LMZB6-10RN2-10高壓熔斷器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）額定斷流容量（MVA）重量（kg）100.5100018短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：母線短路電流的穩(wěn)定值，短路電流的假想時(shí)間tima=1.0+0.2=1.2s，則：所以，滿足熱穩(wěn)定要求。短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 由于短路電流的沖擊值ish=23.004KA63KA,所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求.開關(guān)設(shè)備斷流能力校驗(yàn)：由于該處三相短路電流的最大值是：所以滿足開關(guān)設(shè)備斷流能力要求。第八章 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回路。3) 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置這里根據(jù)GBJ63-1990的規(guī)范要求選用合適的電測量儀表并配用相應(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)有功電能表和無功電能表；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)電壓表測量電壓并裝設(shè)絕緣檢測裝置。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) 電測量儀表與絕緣監(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，容量不很大，因此繼電保護(hù)裝置比較簡單。對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。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)行簡單經(jīng)濟(jì)，投資大大降低。此次設(shè)計(jì)對變壓器裝設(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10/0.41000的變壓器。低壓母線側(cè)三相短路電流為，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： ，故其動(dòng)作電流：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。c)電流速斷保護(hù)速斷電流倍數(shù)整定取 ，故其速斷電流為： 因此速斷電流倍數(shù)整定為： 。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。下面對高壓母線處的過電流保護(hù)裝置進(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）整定的動(dòng)作電流取，故， 根據(jù)GL-25/10型繼電器的規(guī)格，動(dòng)作電流整定為7A 。整定的動(dòng)作時(shí)限：母線三相短路電流反映到中的電流：對的動(dòng)作電流的倍數(shù)，即：由反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限的整定曲線確定的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間：=0.6s。的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間：母線三相短路電流反映到中的電流：對的動(dòng)作電流的倍數(shù)，即：所以由10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)限曲線查得的動(dòng)作時(shí)限：。3）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 ：對萬能斷路器取1.35；對塑殼斷路器取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: 取1.2。另外還應(yīng)滿足前后保護(hù)裝置的選擇性要求，前一級保護(hù)動(dòng)作時(shí)間比后一級至少長一個(gè)時(shí)間級差0.2s(0.4s,0.6s)。(c)長延時(shí)過流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間整定：滿足： 取1.1。(d)過流脫扣器與被保護(hù)線路配合要求：滿足： ：絕緣導(dǎo)線和電纜允許短時(shí)過負(fù)荷倍數(shù)(對瞬時(shí)和短延時(shí)過流脫扣器，一般取4.5；對長延時(shí)過流脫扣器，取1.11.2)。(e)熱脫扣器動(dòng)作電流整定：滿足： 取1.1，一般應(yīng)通過實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行檢驗(yàn)。可根據(jù)以上整定要求，參考相關(guān)產(chǎn)品資料對低壓側(cè)的NA1和TMS30系列低壓斷路器進(jìn)行整定，在此不詳述。防雷和接地裝置的確定（一）防雷裝置確定雷電引起的大氣過電壓會(huì)對電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此，在變電所必須采取有效的防雷措施，以保證電器設(shè)備的安全。下面分情況對防雷裝置進(jìn)行選擇。（二）直擊雷的防治根據(jù)變電所雷擊目的物的分類，在變電所的中的建筑物應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。在進(jìn)線段的1km長度內(nèi)進(jìn)行直擊雷保護(hù)。防直擊雷的常用設(shè)備為避雷針。所選用的避雷器：接閃器采用直徑的圓鋼；引下線采用直徑的圓鋼；接地體采用三根2.5m長的的角鋼打入地中再并聯(lián)后與引下線可靠連接。（三）雷電侵入波保護(hù)由于雷電侵入波比較常見，且危害性較強(qiáng)，對其保護(hù)非常重要。對變電所來說，雷電侵入波保護(hù)利用閥式避雷器以及與閥式避雷器相配合的進(jìn)線保護(hù)段；為了其內(nèi)部的變壓器和電器設(shè)備得以保護(hù)，在配電裝置內(nèi)安放閥式避雷器。（四）接地裝置確定