KV變電所次系統(tǒng)設計

1、作者:日期:1 前言1。1 畢業(yè)設計背景 隨著工業(yè)自動化的進一步地深入 , 工業(yè)生產過程自動化的要求， 合理、 經濟和運行可靠的供配 電設計已成為工業(yè)生產和電力系統(tǒng)的一個重要課題。工廠供電，就是指工廠所需電能的供應 和分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產的主要能源和動力。電能既易于由 其它形式的能量轉換而來， 又易于轉換為其它形式的能量以供應用 ; 電能的輸送和分配既簡單 經濟，又便于控制、 調節(jié)和測量， 有利于實現(xiàn)生產過程自動化。 因此 ,電能在現(xiàn)代工業(yè)生產及 整個國民經濟生活中應用極為廣泛。1.2 畢業(yè)設計意義 在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所

2、占的比重一般很 ?。?除電化工業(yè)外 ）. 電能在工業(yè)生產中的重要性， 并不在于它在產品成本中或投資總額中所占 的比重多少 , 而在于工業(yè)生產實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產量，提高產品質量， 提高勞動生產率 ,降低生產成本 ,減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產過程自動 化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產可能造成嚴重的后果。 其中包括嚴重的經濟損失和人的生命財產安全。因此,做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產 , 實現(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重要方面 , 而能源節(jié)約對于國家經濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略 意義，因此做好工

3、廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經濟建設，也具有重大的作用。1。3 設計主要內容本設計主要從大致的 35kV變電所一次系統(tǒng)設計出發(fā)，對 35kV變電所各個車間進行簡單的設 計和計算。首先，對已知的設計原始資料進行分析和舍取，可以大概地了解變電所的設計要 求。接著，對變電所各個車間變電所以及各組設備的負荷進行計算，統(tǒng)計總負荷和功率因數 以及電力系統(tǒng)的損耗 . 同時, 根據計算負荷選擇總降壓變電所的主變壓器的臺數和容量。根據 設計資料確定電源進線和電力來源 , 進一步可以大致擬定供電系統(tǒng)圖。再對其進行短路計算， 選擇高壓開關柜及相應的校驗。選擇高壓進、出線路以及設置需要的繼電保護。本設計說明書包

4、括了共 11章：第 1章、前言；第 2章、設計原始資料；第 3章、負荷統(tǒng) 計；第 4章、總降壓變電所主變壓器的選擇；第 5章、確定供電系統(tǒng)；第 6章、短路電流計 算；第 7 章、高壓設備選擇；第 8章、高壓線路選擇；第 9 章、繼電保護設置；第 10章、防 雷與接地設計；第 11 章、結論。本說明書在編寫過程中，參考了許多相關的教材和專著，在此向所有作者表示誠摯的謝 意!由于說明書編寫時間和資料范圍有限 , 說明書中難免有錯漏之處 , 敬請老師指正 .2 設計原始資料2.1 工廠概況 本廠是為冶金系統(tǒng)的礦山、冶煉和軋鋼行業(yè)生產各種機電設備和配件的企業(yè)。工廠共有鑄鋼 車間、鑄鐵車間、鍛造車間、鉚

5、焊車間、模型車間、機加車間、變壓器修造車間、電氣裝配 車間等生產車間， 此外還有砂庫、 變壓站、1號， 2號水泵房、 鍋爐房、綜合樓、污水提升站、 料場、倉庫等輔助部門 .工廠擬設立總降壓變電所一座，車間變電所七個.2.2 設計的基礎資料工廠負荷中除了 380V 的低壓負荷以外 , 還有 10kV 的高壓負荷， 全廠各車間的負荷情況見表 2 1。表 2-1 工廠各車間負荷統(tǒng)計表序號車間或用電單位名稱設備容量 /KW 需用系數 Kcostan 計算負荷I /A備注P / kwQ / kvarS / kV?ANo.1 變電所1鑄鋼車間20000。40。651.17No。2 變電所1鑄鐵車間1000

6、0.4 0 。71。022砂庫110 0 。 70.6 1 。333小計No。3 變電所1鉚焊車間12000.3 0 。451。9821 號水泵房28 0.750。80。753 小計No.4 變電所1電氣裝配車間350 0.3 0.7 1。02各車間高壓負荷（ 10kV）1電弧爐2X 1250.9 0 。 870。572共頻爐2X 3000.8 0 。 90.483空壓機2X 2500.850.850。624實驗變壓器 2X1000。 350。80。75No.7 變電所No.1No.3No.4No.61空壓站390 0.850.750.882鍛造車間320 0.3 0.551.523模型車間1

7、92 0.350.6 1。334料場350。280。61.335綜合樓300.9 106廠區(qū)照明20 0.9 107小計續(xù)表 2 1 工廠各車間負荷統(tǒng)計表No.5 變電所1鍋爐房 300 0 。750。80.7522 號水泵房 280。75 0。80。 753倉庫 88 0。30.651。174污水提升站 140.65 0.8 0.755小計No。6 變電所1變壓器修造車間680 0.350.651。 172.2 。 1 布置圖 全廠的總平面圖見圖 2-1 。 圖 2 1 全廠的總平面圖2。2.2 工廠負荷性質工廠實行三班制生產，年最大負荷利用小時數為5800h,整個工廠屬于二級負荷。2。2。

8、3 供用電協(xié)議 和當地供電部門簽訂的供用電協(xié)議內容如下：1）電業(yè)局從本地區(qū)某電力系統(tǒng)變電所的35KV母線上，引出兩回線，采用雙回架空線路向工廠供電 , 其中一回作為工作電源， 另一回作為備用電源， 未經電力系統(tǒng)調度同意， 兩回電源不能 并列影響，該變電所在工廠的東北方向，距工廠8km電力系統(tǒng)變電所和工廠總降壓變電所的連接見圖 2 2。圖 2-2 電力系統(tǒng)變電所和工廠總降壓變電所的連接圖2 ）電力系統(tǒng)變電所 35kV母線上的短路數據如下：在最大運行方式下電力系統(tǒng)變電所35kV母線上的短路容量為 S =200MV?A在最小運行方式下電力系統(tǒng)變電所35kV母線上的短路容量為 S =175M？ A。3

9、） 電力系統(tǒng)變電所35kV出線上的定時限過流保護的動作時間為2s。即工廠總降壓變電所的 過流保護的動作時間不得大于 1。 5s.4） 電業(yè)局要求工廠在高壓側進行用電計量，并要求工廠在進線側的功率因數不得低于0.9，電業(yè)局對工廠實行二部電價制，電費單價為0。2元/kW? h,基本電價為每月每千伏安 4元。其它有關電力建設的附加費用按有關的國家政策執(zhí)行。2。2。 4 氣象、水文、地質資料 和工廠供電系統(tǒng)設計有關的氣象、水文、地質資料為：1 ）工廠所在處的年最熱月的平均最高溫度為30C，土壤中0.71m深處的年最熱月的平均溫度為20 C。2 ）年平均雷暴日數為 31d。3） 土壤的凍結深度為 1.1

10、0m.4 ）年主導風向為偏南風。5 ）廠區(qū)地勢平坦,土壤為粘土,地下水位在2。 85.3m 以上.3 負荷統(tǒng)計3。1 負荷統(tǒng)計的內容和目的3。1.1 負荷計算的概念計算負荷又稱需要負荷或最大負荷 . 計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷, 其熱應與同一時間 內實際變動負荷所產生的最大熱效應相等。 在配電設計中, 通常采用 30 分鐘的最大平均負荷 作為按發(fā)熱條件選擇電器或導線的依據 。3。 1。 2 尖峰電流尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續(xù) 1 秒左右的最大負荷電流 。一般取起動電流的周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據。在校驗瞬 動元件時 ， 還應考慮起動電

11、流的非周期分量。平均負荷 平均負荷為一段時間內用電設備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內電能消耗量最多的一個班 ）的平均負荷 ，有時也計算年平均負荷。平均負 荷用來計算最大負荷和電能消耗量。3。 2 負荷計算的方法 負荷計算的方法有需要系數法、利用系數法等幾種。本設計采用需要系數法確定。 主要計算公式有：有功計算負荷:P = KXP無功計算負荷：Q = P X tg視在計算負荷： S = P / 計算電流： I = S / U 3。 2.1 各用電車間負荷計算 NO.4 變電所所供電的部門及相關數據的情況見表31。表 3 1 NO.4 變電所所供電的部門及相關數

12、據的情況序 號 車間或用電單位名稱 設備容量 /KW 需用系數 K cos計算負荷tanI /A備注P / kwQ / kvarS / kV?ANo。4 變電所1空壓站390 0.850。 750。 882鍛造車間320 0.3 0.551.52續(xù)表31 NO.4變電所所供電的部門及相關數據的情況3模型車間192 0 。 350.6 1.334料場350。 28 0.6 1 。335綜合樓300。 9106廠區(qū)照明20 0.9 107小計空壓站的計算：P =K X P =0.85 X 390kW=331.5kwQ = P X tan =331.5kWX 0。 88=291.72kvarS= P

13、 / cos =331.5kw/0。75=442kV?AI = S / U =442kV?A/0.38 =671。 57A同理可得鍛造車間、模型車間、料場、綜合樓、廠區(qū)照明的負荷情況。查表取 K =0.9 K =0.9P = K P =0.9（331。 5+96+67.2+9。 8+27+18）kw =494.55 kw05 kvarQ = K Q =0.9（291。 72+145。 92+89。 38+13。 03）kvar=486。S = = =693 。 41 kV？AI = S / U =693.41 kV ？A/0。 38 =1053。 56ANO.4變電所所供電的部門的負荷統(tǒng)計見表

14、3 2.表 32 NO。 4變電所負荷統(tǒng)計表序 號 車間或用電單位名稱 設備容量 /KW 需用系數 Kcos tan 計算負荷I /A備注P / kwQ / kvarS / kV?A同理可得工廠各車間的負荷情況見表3 3.表 3 3 序號cos備注工廠各車間負荷統(tǒng)計表 車間或用電單位名稱 計算負荷tan設備容量 I /A/KW 需用系數 KQ / kvarS / kV?ANo。1 變電所1鑄鋼車間20000。40.651。17 800 9361230 。 771870.02No。2 變電所1鑄鐵車間10000.4 0 。7 1.02400 408 571。43 868.222砂庫110 0 。

15、 70.6 1.3377102.41 128.33194。983小計1110429。3459.37 628.74955.30No.3 變電所1鉚焊車間12000.3 0 。45 1。98 360 712.8800 1215.51P / kw20.8 0.753 No。1 號水泵房 28 0.751228小計4 變電所342。921 15.75 26.25 39.88655。70 739 。95 1124.271空壓站390 0 。850。750。88331.5291.72 442 671.572鍛造車間320 0.3 0.551.5296145.92174.55265。213模型車間192 0

16、 。350。61.3367.289。38112 170.174料場350.280。61。339.8 13.0316。3324。815綜合樓300。9102702741。026廠區(qū)照明200。9101801827.357小計987494.55486.05693。411053 。 56No.5 變電所1鍋爐房300 0 。750.8 0.75225 168。75 281。25 427 。3322 號水泵房280。750.8 0.752115。7526.2539.88續(xù)表 3-3 工廠各車間負荷統(tǒng)計表4 變電所1空壓站390 0 。 850.750.88331.5291.72 442 671。572

17、鍛造車間320 0 。 30。551。52 96145。92 174.55265.213模型車間192 0.350。61。3367。289.38 112 170 。 174料場35 0。 280。61.339。813。03 16.3324。815綜合樓30 0.9 102702741.02續(xù)表3-2 NO.4 變電所負荷統(tǒng)計表6廠區(qū)照明20 0.9 1018018 27。357小計987494。55 486。 05 693.411053.563倉庫880.3 0.651.1726.430.8940.6261.724污水提升站140.650.8 0.759。 16。 8311.3817。295小

18、計430253.35200 322.78490。 43No。6 變電所1變壓器修造車間680 0.350.651。 17238 278 。 46 366.15556.32No.7 變電所1電氣裝配車間350 0.3 0.7 1。 02105 107。 1150 227.91各車間高壓負荷( 10kV)1電弧爐2X 1250.9 0 。 870。 57225 128 。 25 258.6214.93No。 12共頻爐2X 3000.8 0.9 0.48480 230.4533。33 30 。 79 No.33空壓機2X 2500。 850。850。62425 263.5500 28.87No.4

19、4實驗變壓器 2X1000。 350.8 0.757052.587.55.05No。 63。 2。2 各個車間功率補償的計算和變壓器的損耗計算圖 3-1 NO 。 4 變電所的草圖 如圖 3-1 NO.4 變電所的草圖所示：已知：A 點的計算負荷：P =494.55kw Q =486 。05kvar S =693 。41kV? AI =1053.56A cos=0.713補償容量 Q =494.55 tan (arccosO.713 ) -tan(arccosO 。9) =246.83kvar初選 BSMJ0.425-3 型自愈式并聯(lián)電容器 ,每組容量 q =25kvarn= Q / q =2

20、46.83kvar/25kvar=10 組補償后 A 點： P =494.55kw Q =236。 05kvar S =548kV?A因為 S =548kV?A，所以變壓器應選 S -630/10 Dyn 11 即 S =630kV?A 所以變壓器的損耗P =1.3kw P =5。 8kw I %=3.0 U=4。 5 P = P + P ( S / S ) =1.3+5。8( 548/630)=5.69kw Q = S I %/100+ U %/100(S / S )=6303。 0/100+4 。 5/100 (548/630) =40。 35kvarP = P + P =( 494。 5

21、5+5。 69)kw=500.24kwQ = Q + Q =(236。 05+40.35) kvar=276.4kvarS = = =571 。 52kV?AI = S / U =571.52kV? A/10 =33Acos = P / S =500.24kw/571。 52kV? A=0.875同理可得其他各點的負荷情況見表34 和表 35、圖 3-2。圖 3-2 系統(tǒng)草圖表 3-4 其他各點的負荷情況P / kwQ / kvarS / kV?Acos I /AB1 808。 96 442 。 45 922 。 05 0.87753。 24B2 434。 71 232 。 29 492.93

22、0.88228。 46B3 347。 49 181 。 88 392。 21 0.88622.64B4500.24276.4571。52 0 。 87533B5256。8139。 43 292 。21 0 。 87916.87B6241 。14 131.74274。78 0 。 87815.86B7106。82 56 。 34120.770.8846.97B8225 128。 25 258.620.8714。93B9 480 230 。4 533。33 0。930.79B10 425 263 。5 500 0 。8528。87B11 70 52。 587 0.855。 05C1=C2 3506

23、。541921.66 3998 。 57 0.877 230.86表 3-5 無功補償后工廠的計算負荷項目 cos計算負荷P / kwQ / kvarS / kV ？ AI /A10kV 側補償前負荷0.8687033.03 4027 。938104。8 467 。9410kV 側補償后負荷 0.957033。 032315。937404。53427。 51主變壓器功率損耗35.7838435kV 側負荷總計 0。9347048。862303.32 7543。75124.444 總降壓變電所主變壓器的選擇4.1 主變壓器的臺數選擇及其原理4.1.1 變壓器臺數選擇的原理1 ）變壓器的臺數一般根

24、據負荷等級、 用電容量和經濟運行等條件綜合考慮確定。 當符合下列 條件之一時，宜裝設兩臺及以上變壓器：（1 ）有大量一級或二級負荷 在變壓器出現(xiàn)故障或檢修時 , 多臺變壓器可保證一、二級負荷的 供電可靠性。 當僅有少量二級負荷時， 也可裝設一臺變壓器 , 但變電所低壓側必須有足夠容量 的聯(lián)絡電源作為備用 .（2） 季節(jié)性負荷容量較大根據實際負荷的大小 ,相應投入變壓器的臺數 , 可做到經濟運行、 節(jié)約電能。（3） 集中負荷容量較大雖為三級負荷，但一臺變壓器的供電容量不夠，這時也應裝設兩臺 及以上變壓器。當備用電源容量限制時，宜將重要負荷集中并且與非重要負荷分別由不同的變壓器供電，以 方便備用電

25、源的切換 .2）在一般情況下， 動力與照明宜共用變壓器 , 以降低投資。 但屬下列情況之一時， 可設專用變 壓器：（1 ）當照明負荷容量較大，或動力和照明采用共用變壓器供電會影響照明質量及燈泡壽命 時，可設專用變壓器。（ 2 ）單臺單相負荷容量較大時，宜設單相變壓器.（3）沖擊性負荷（如短路試驗設備、大型電焊設備等）較大，嚴重影響供電系統(tǒng)的電壓質 量，可設沖擊負荷專用變壓器。4。1。 2 變壓器臺數的選擇由第 2章的設計原始資料可以知道 ,該廠整個工廠都屬于二級負荷 .因此,可以初選兩臺變 壓器。一臺變壓器作為工作電源，另一臺作為備用電源 .4。2 主變壓器的容量和型號選擇4.2 。 1 變壓

26、器容量的選擇原理1) 變壓器的容量 SN? T首先應保證在計算負荷Sc下變壓器能長期可靠運行。 對僅有一臺變壓器運行的變電所，變壓器容量應滿足下列條件：SN?T Sc考慮到節(jié)能和留有余量 ,變壓器的負荷率一般取 70-85% . 對有兩臺變壓器運行的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺容量應同時滿足以下兩個 條件 ：(1 )滿足總計算負荷 70%的需要，即SN?卜0.7SC ;(2 )滿足全部一、二級負荷 Sc(l+ll)的需要，即SN?T >Sc(l+ll )。 當選用不同容量的兩臺變壓器運行時 ， 每臺容量可按下列條件選擇 ：SN? T1+ SN? T2 ScSN?T1 > S

27、c(l+ll ) ;SN? T2> Sc (l+ll )2) 變壓器的容量應滿足大型電動機及其他沖擊負荷的起動要求。大型電動機及其他沖擊負荷的起動時，會導致變壓器母線電壓下降，而下降幅度則與變壓器 的容量及設備起動方式有關 . 一般規(guī)定電動機非頻繁起動時母線電壓不宜低于額定電壓的 85%，這就要求變壓器容量應與起動設備容量及其起動方式相配合 .4。2。 2 變壓器型號和容量的選擇1 )選擇變壓器型式考慮到變壓器在廠房建筑物內，故選用低損耗的 SZ7型35/10kV三相干式雙繞組電力變壓器。變壓器采用有載調壓方式，分接頭5%,聯(lián)接組別Ydn11,帶風機冷卻并配置溫控儀自動控制.2) 選擇變

28、壓器的容量 根據無功補償后的計算負荷以及上面容量選擇的原則可以確定變壓器容量為SN?卜 0。7 Sc=0.7 X 7381。64kV? A=5167.15kV ? A,且 SN?T> Sc (l+ll)= =3506.54 kV ? A因此初選變壓器容量為6300 kV ? A,即選變壓器為 SZ7-6300/35 kV.5 確定供電系統(tǒng)5。1 確定電源進線電壓及電力來源由第2章中的設計原始資料可知，電業(yè)局從本地區(qū)某電力系統(tǒng)變電所的35KV母線上，弓I出兩回線，采用雙回架空線路向工廠供電，其中一回作為工作電源，另一回作為備用電源，未經 電力系統(tǒng)調度同意 ， 兩回電源不能并列影響 ， 該變

29、電所在工廠的東北方向，距工廠8km。5。2 擬定全廠供電系統(tǒng)圖通過以上的負荷計算和各種電器設備的選擇以及變壓器的型號和進線電壓的確定，整個工廠 的供電系統(tǒng)已初步形成。可以大致畫出全廠供電系統(tǒng)圖如圖51 所示。示意圖的簡要說明：由東北方向8km處引入35kV的電源。通過總降壓變電所的變壓器SZ7-6300/35kV降為10kV，再通過電纜進線到各個車間變電所供電。還有10%-15%的備用線路，出現(xiàn)故障時可以很快的恢復供電， 可以防止工廠內大面積的停電。 同時設置了各種避雷 等保護裝置。具體內容會在后面幾章里會詳細講到 .圖 5-1 工廠總降壓變電所供電系統(tǒng)示意圖6 短路電流計算6。1 計算短路電

30、流的目的6.1.1 短路的原因及其危害造成短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣損壞， 其次是人員誤操作、 鳥獸危害等 . 電氣 設備載流部分的絕緣損壞可能是由于設備長期運行絕緣自然老化，或由于設備本身絕緣缺陷 而被工頻電壓擊穿， 或設備絕緣正常而被過電壓擊穿 (包括雷擊過電壓 ) 擊穿，或者是設備絕 緣受到外力損傷而造成短路。在供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，短路電流往往要比正常負荷電流大許多倍，有時可高達幾十萬 安培。當它通過電氣設備時，溫度急劇上升，會使絕緣老化或損壞；同時產生的電動力會使 設備載流部分變形或損壞。短路會使系統(tǒng)電壓驟降 , 影響系統(tǒng)其他設備的正常運行 ; 嚴重的短 路會影響系統(tǒng)的

31、穩(wěn)定性 ;短路還會造成停電 ; 不對稱的短路電流會產生較強的不平衡交變磁場 對通信和電子設備等產生電磁干擾等 .6.1.2 計算短路電流的目的 進行短路計算的目的是正確選擇校驗電氣設備及保護裝置。三相短路是危害最嚴重的短路形 式, 因此，三相短路電流是選擇和校驗電氣和導體的基本依據。在校驗繼電保護裝置的靈敏度時，還需計算不對稱短路的短路電流值。當然在校驗電器和導體的動、熱穩(wěn)定時，還要用到 短路沖擊電流、穩(wěn)態(tài)短路電流等。6。2 短路電流計算6。2.1 計算方法 進行短路電流計算， 首先要繪制計算電路圖。 在計算電路圖上 , 將短路計算所考慮的各元件的 額定參數都表示出來， 并將各元件依次編號，

32、然后確定短路計算點 . 短路計算點要選擇的使需 要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計算點繪出 等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流 所流經的一些主要元件表示出來， 并標明其序號和阻抗值 , 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 .最后計算短路電流和短路容量。 短路電流計算的方法一般有兩種，一種是標幺值法，另一種是有名值法 .6.2 。 2 計算步驟(注：本設計采用標幺制法

33、進行短路計算)1) 在最小運行方式下：(1)確定基準值取 S =100MV ？A,U =36.75kV ，U =10.5kV而 I = S / U = 100MV?A/( X 36。75kV) = 1。571kAI =S / U = 100MV?A/( X 10。5kV) =5.499kA( 2 )計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值 電力系統(tǒng) (S =175MV?A)X =S / S = 100MV？A/175MV?A=0.571 電力電纜線路(X0 = 0.4 Q /km)X 衣=0.4 Q /kmX 8kmX = 0.237 電力變壓器(UK% = 7.5)X * = = =1。 19繪

34、制等效電路如圖 61，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計算點。圖 6-1 最小運行方式時的等效電路圖(3) 求 k1 點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量 總電抗標幺值X* = X1 X2=0。 571+0.237=0。 808 三相短路電流周期分量有效值I = I / X =1.571kA/0 。 808=1。 944kA 其他三相短路電流I = I = I =1 。 944kAi =2。55 X 1.944kA=4.957kAI =1。51 X 1。944KA=2.935kA 三相短路容量S = S / X* =100MV ？A/0.808=1 23.762MV ？

35、A( 4)求 k-2 點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量 總電抗標幺值X = X X *X =0。 808+0。 237+1.19=2。 235 三相短路電流周期分量有效值I = I / X =5.499kA/2.235=2。 46kA其他三相短路電流I = I = I =2。 46kAi = 2.55 X 2.46kA =6 。 273kAI =1.51 X 2。 46kA=3。 715kA 三相短路容量S = S / X =1 00MV?A/2 。 235= 44。 743MV？A2) 在最大運行方式下 :(1)確定基準值S =100MV?A，U =36.75kV,U =10

36、.5kV而 I = S / U = 100MV？A/( X36.75kV) = 1 。 571kAI =S / U = 100MV？A/( X 10。 5kV) =5 。 499kA( 2 )計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值 電力系統(tǒng)(S = 200MV?A)X = 100MV?A /200 MV？A =0。 5 電力電纜線路(X0 = 0.4 Q /km)X 衣=0.4 Q /kmX 8kmX = 0.237 電力變壓器 (UK% = 7.5)X = = =1 。 19繪制等效電路如圖 6-2 ，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計算點。 ( 3)求 k1 點的短路電路總電抗標

37、幺值及三相短路電流和短路容量 總電抗標幺值X* = X1* X2=0.5+0.237=0 。 737 三相短路電流周期分量有效值I = I / X =1.571kA/0 。 737=2。 132kA圖 6-2 最大運行方式時的等效電路圖 其他三相短路電流I = I = I =2。 132kAi =2 。 55X2.132kA=5。 437kAI =1.51 X 2.132KA=3.219kA 三相短路容量S =S / X =100MV?A/0.737=135.685MV?A( 4)求 k-2 點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量總電抗標幺值X* = X X X /X =0。737+

38、0。 237+1。 19/2=1.569 三相短路電流周期分量有效值I = I / X* =5.499kA/1.569=3.353kA其他三相短路電流I =I =I =3。 353kAi =2.55 X 3。353kA=8.55kAI =1.51 X 3。353kA=5.063kA 三相短路容量S = S / X =100 MV?A /1.569=63.735MV?A3）短路電流計算結果：（ 1 ）最小運行方式見表 6-1 ：表 61 三相短路電流計算結果表 （ 最小運行方式）短路計算點總的電抗標幺值三相短路電流/kA( )三相短路容量/MV？AXII1IiIS k-1 點 0。8081.94

39、4 1 。9441 。 9444.9572。 935123。 762k 2 點 2。2352。 46 2。462.466。 2733。 71544。 743（ 2 ）最大運行方式見表 6-2 ：表 62 三相短路電流計算結果表（最大運行方式）短路計算點 總的電抗標幺值 三相短路電流 /kA 三相短路容量 / MV?AX*IIIiIS k1 點 0.7372。 132 2。 132 2.1325.4373.219135。 685k-2 點 1。 569 3。 3533.3533。 3538。 555.06363.7357 高壓設備選擇7.1 高壓設備選擇的原則 高壓設備選擇的一般要求必須滿足一次

40、電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時 設備應該工作安全可靠，運行方便，投資經濟合理。一般需要遵循以下原則：a。按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流；b。按短路情況來校驗電器設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定;c。安裝置地點的三相短路容量來校驗高壓斷路器的遮斷容量。7。1.1 高壓開關柜的選擇原則 高壓開關柜的選擇應滿足變電所一次電路圖的要求，并各方案經濟比較優(yōu)先選出開關柜型號 及一次結線方案編號， 同時確定其中包含的所有一次設備的型號規(guī)格。 比如斷路器、 熔斷器、 電流互感器、電壓互感器、所用變壓器及自動開關等。7.1.2 短路校驗的原則 對于相應高壓開關柜內的設備進行短路校驗，主要有斷路器的額定

41、電壓、額定電流、額 定斷流容量、額定開斷電流以及相應的額定動、熱穩(wěn)定電流校驗。7.2 各部分高壓開關柜的型號選擇 由于總降壓變電所的變壓器出線為 10 kV ，則可選用較為經濟的固定式高壓開關柜。7.2.1 10kV 進線柜的選擇由供電系統(tǒng)圖和總負荷計算電流I =427 。51A,及JYN2-10型開關柜的一次線路方案及柜內主要電器設備的相關數據可知，可選取額定電流為 630A的JYN2-1001方案編號。柜內由一個SN10-10I/630型少油斷路器、一個CD14/10型電磁操動機構和兩個 LZZB6-10型電流互感器組成。一次線路方案見系統(tǒng)供電圖 .7.2 。 2 車間變電所出線開關柜的選

42、擇各個車間的計算電流有所不同， 下面僅舉一例說明選擇的方法。 對于 1 號變電所 , 其計算電流 為I =53.24A，由相關數據可知，選取額定電流為 630A的JYN210-01方案編號完全符合要 求.至于其他車間變電所和化工廠的聯(lián)絡線柜都可以選取額定電流為630A的JYN2-10-01方案編號。一次線路方案見系統(tǒng)供電圖。其他車間變電所的開關柜選擇見表71。表 71各個部分開關柜的選擇列表開關柜號12345678910回路名稱NO 1變電所N0.2變電所NO.3變電所NO.4變電所 N0.5變電所NO.6 變電所NO 7變電所電弧爐 共頻爐空壓機開關柜型號 JYN2-10-01JYN2-10

43、01JYN210-01JYN2 1001JYN2 10-01JYN2-1001 JYN2-1001 JYN210-01 JYN21001JYN2-10-01計算電流 /A 53.2428.4622。 643316.8715。 86 6.9714。 93 30.7930.797。2.3 試驗變壓器開關柜的選擇 對于所用變壓器的方案，可選取 JYN2-1026 方案編號。由三個RN3 型熔斷器、一個SCL-30/10 型所用變壓器和 DZ10100/330 型自動開關組成。一次線路方案見系統(tǒng)供電圖。避雷裝置開關柜的選擇對于電壓互感器和避雷器的選擇，可選取GG1A-54 方案編號，由一個 JDZJ

44、型電壓互感器、一個 RN2- 型熔斷器和一個 FCD- 型避雷器組成。一次線路方案見系統(tǒng)供電圖 .7.3 變電所一次設備的選擇與校驗7。3。 1 35kV 側一次設備的選擇與校驗35kV 側一次設備的選擇與校驗見表 7-27。 3.2 10kV 側一次設備的選擇與校驗10kV 側一次設備的選擇與校驗見表 7-3表 7-2 35kV側一次設備的選擇與校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點條件參數/kVI /AI /kAi /kAI數據35125.62。1325.437(2.132) X 1。7=7。 73一次設備型號規(guī)格 額定參數 /kV I /AI /kA i /kAI高壓少

45、油斷路器 SN10-35/1000 35 100016 40 16 X 4=1024高壓隔 離開關GW5-35/630 35630 電流互感器 LCZ 35(65 X 0.1 ) X 1=42.25高壓熔斷器 RN235避雷器 FZ 353535 600/20150X X 0.1=21.213電壓互感器 JDJ2-3535-350.5 50-型號規(guī)格 額定參數/kVI /AI /kAi /kAI 高壓少油斷路器SN10-10I/63010630 16一次設備4016 X 2=512 高 壓 隔 離 開 關 GN表 73 10kV 側一次設備的選擇與校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定

46、度裝置地點條件參數/kVI /AI /kAi /kAI數據10總 427。513。 535 8。 55(3.535 )X 1 。 7=21.24-10T/60010 600 -5220 X 5=2000 電流互感器 LZZQ6-10 10500/5電壓互感器 JDZJ 1 0 / /熔斷器 RN2-1010 0.5 50 -避雷器 FS-10 10 - -8 高壓線路選擇8。1 線路選擇與校驗的項目及條件為了保證供電系統(tǒng)安全、 可靠、優(yōu)質、經濟地運行 , 進行導線和電纜截面時必須滿足下列條件： 1）發(fā)熱條件 導線和電纜 （包括母線） 在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產生的發(fā)熱 溫度，不應

47、超過其正常運行時的最高允許溫度。2）電壓損耗條件 導線和電纜在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產生的電壓損耗， 不應超過其正常運行時允許的電壓損耗。對于工廠內較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校 驗。3）經濟電流密度 35kV 及以上的高壓線路及電壓在 35KV 以下但距離長電流大的線路，其導 線和電纜截面宜按經濟電流密度選擇 , 以使線路的年費用支出最小。 所選截面， 稱為“經濟截 面” 此種選擇原則，稱為“年費用支出最小”原則。工廠內的10KV及以下線路，通常不按此原則選擇。4）機械強度導線（包括裸線和絕緣導線）截面不應小于其最小允許截面。對于電纜，不必校 驗其機械強度，但需校驗其短路熱

48、穩(wěn)定度。母線也應校驗短路時的穩(wěn)定度。對于絕緣導線和 電纜，還應滿足工作電壓的要求 .5）短路熱穩(wěn)定條件 對絕緣導線、電纜和母線 , 應校驗其短路穩(wěn)定性 , 架空導線因散熱性好 , 可不做短路熱穩(wěn)定條件。8。2 35kV 高壓進線線路選擇與校驗8。2.1 選擇校驗的方法對長距離大電流及 35K V及以上的高壓線路，則可先按經濟電流密度條件選擇確定導線經濟截 面，再校驗其它條件 . 由于廠區(qū)較小，電壓損失可以忽略，故不用校驗 . 又由于架空導線因散 熱性好，可不做短路熱穩(wěn)定校驗 .822 按經濟電流密度和發(fā)熱條件選擇35kV高壓進線1 ）先按經濟電流密度條件選擇截面35kV側的的計算電流是 125

49、。6A,架空線的經濟電流密度 j =0。90見表8 1，因此A = I / j =125 。 6A/0。 90=139。 56mm ,則選擇 LGJ-150 型鋼芯鋁絞線架空線。2 ）按發(fā)熱條件進行校驗LGJ150型鋼芯鋁絞線在30C條件下載流量為 418A ,大于導線最大負荷電流 125。6A,滿足 發(fā)熱條件。3）按機械強度條件進行校驗35kV架空線路鋁絞線的最小截面為35 mm，因此LGJ-150導線也是滿足機械強度要求的。表 81 導線和電纜的經濟電流密度線路類型 導線材質 年最大負荷利用小時 /h3000 以下300050005000 以上架空線路銅3.002。 251 。 75鋁1.

50、651.150.90電纜線路銅2。 502.252.00鋁1.921.731.548.3 10kV 高壓出線線路的選擇與校驗8.3.1 選擇校驗的方法根據經驗，一般10kV及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再校驗電壓損失、機械強度、短路熱穩(wěn)定等條件 . 而本設計中 , 由于廠區(qū)較小，不考慮電壓損失， 故不用校驗 . 而對于電纜 , 不必校驗其機械強度 .8.3。2按發(fā)熱條件選擇10kV高壓出線1）先按發(fā)熱條件選擇電纜截面線路計算電流為I =427。51A, 240mm截面的YJV型電纜在20C的載流量為 473A大于427。51A,因此，選擇YJV-35/10-3 X

51、240型電纜。2）按短路熱穩(wěn)定條件進行校驗由A A =進行校驗，熱穩(wěn)定系數 C=143A? ?mm，而I =3 。 535kA，所以A = = =33mm , A33 mm 。故滿足要求。同理可得其他電纜型號見表 8-2。 表 82 其他電纜型號表序號 電纜的型號1. No 。 1 變電所2. No 。 2 變電所3. No.3 變電所4 No 。 4 變電所YJV-103X 25YJV-10-3 X 25YJV103X 25YJV103X 25續(xù)表 82 其他電纜型號表5 No.5 變電所YJV10-3X 256 No。 6 變電所YJV-103X 257 No.7 變電所YJV103X 258 電弧爐9 共頻爐10空壓機YJV-103X 25YJV-103X 25YJV-103X 2511 實驗變壓器YJV10-3X 2512備用 YJV10-3X259 繼電保護設置9。1 繼電保護的任務和要求9.1 。 1