某軋鋼車間變電站電氣設(shè)計說明書

1、 .wd. .wd. .wd.綜合電氣工程課程設(shè)計 設(shè)計題目：某軋鋼車間變電站電氣設(shè)計 學(xué)生姓名：學(xué) 號：20100專業(yè)班級：10電氣工程及其自動化1班指導(dǎo)教師：電氣工程學(xué)院2014年 1 月 5日某軋鋼車間變電站電氣設(shè)計前言：一、題目某軋鋼車間變電站電氣設(shè)計二、目的1、掌握一般車間級10kV變電站電氣系統(tǒng)的設(shè)計方法。2、掌握計算機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)的硬件設(shè)計。3、掌握計算機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)定。三、要求 1、說明系統(tǒng)的總體方案 2、正確進(jìn)展選型設(shè)計計算。 3、正確進(jìn)展繼電保護(hù)計算及繼保模塊的設(shè)定。 4、二次線路設(shè)計。 5、撰寫設(shè)計說明書、繪制圖紙。四、主要技術(shù)指標(biāo)和要求一基礎(chǔ)資料1負(fù)荷情況 本車間除

2、空壓站、濁、凈環(huán)泵站局部設(shè)備為二級負(fù)荷外，其余均為三級負(fù)荷。工廠為三班制，全年工廠工作小時數(shù)為4800h，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為4500h。車間共設(shè)6個區(qū)域各區(qū)域負(fù)荷(380V側(cè))統(tǒng)計資料見表。各區(qū)域負(fù)荷統(tǒng)計資料序 號區(qū)域名稱有功計算負(fù)荷kW無功計算負(fù)荷kVar1軋機(jī)2201502精整2502503機(jī)修4404004空壓站2201705濁環(huán)泵站3302706凈環(huán)泵站240150 2電源情況 1)工作電源。工廠東北側(cè)8km處有一變電站，用一回架空線向工廠供電。10 kV側(cè)系統(tǒng)最大三相短路容量為500 MVA，最小三相短路容量為200 MVA。 2)備用電源。由工廠正北方從其他工廠引入10kV電纜

3、作為本廠備用電源平時不允許投入，只有在工作電源發(fā)生故障或檢修停電時提供照明及局部重要負(fù)荷用電，輸送容量不得超過l000kVA。 3供電部門對本廠提出的技術(shù)要求 1)變電站10kV饋電線路定時限過電流保護(hù)裝置整定時間為2s，工廠降壓變電所保護(hù)的動作時間不得大于15s。 2)工廠最大負(fù)荷時的功率因數(shù)不得低于09。 3)在10kV側(cè)進(jìn)展電能計量。 4自然條件 當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?0，土壤08m深處一年中最熱月平均氣溫為20，年雷暴日為31天，土壤凍結(jié)深度為1m，土壤性質(zhì)以砂質(zhì)黏土為主。二設(shè)計要求1、兩臺變壓器。2、設(shè)10kV單母線分段。3、各區(qū)域位置如圖軋 機(jī)空壓機(jī)站 機(jī)修車間精 整濁環(huán)泵站凈

4、環(huán)泵站附設(shè)式車間變電站4、采用WGB-631系列微機(jī)廠用變保護(hù)裝置設(shè)計變壓器繼電保護(hù)、控制系統(tǒng)。目錄TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc3442332951、計算負(fù)荷6HYPERLINK l _Toc3442332962、車間變電站和各區(qū)域的位置選擇10HYPERLINK l _Toc3442332973、總降壓變電站電氣主接線設(shè)計11HYPERLINK l _Toc3442332984、短路電流的計算12HYPERLINK l _Toc3442332995、主要電氣設(shè)備選擇 PAGEREF _Toc344233299 h 16HYPERLINK l _Toc3442

5、333005.1、主變壓器10kV側(cè)設(shè)備 PAGEREF _Toc344233300 h 16HYPERLINK l _Toc3442333015.2、變壓器0.4kV側(cè)設(shè)備 PAGEREF _Toc344233301 h 17HYPERLINK l _Toc3442333025.3、各車間低壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc344233302 h 17HYPERLINK l _Toc3442333036、母線及廠區(qū)高壓配電線路選擇 PAGEREF _Toc344233303 h 18HYPERLINK l _Toc3442333046.1、10kV匯流母線 PAGEREF _Toc34

6、4233304 h 18HYPERLINK l _Toc3442333056.2、0.4kV匯流母線 PAGEREF _Toc344233305 h 19HYPERLINK l _Toc3442333067、繼電保護(hù)配置與整定 PAGEREF _Toc344233306 h 19HYPERLINK l _Toc3442333077.1、電流速斷保護(hù)21HYPERLINK l _Toc3442333087.2、過電流保護(hù)22HYPERLINK l _Toc3442333097.3、過負(fù)荷保護(hù)22HYPERLINK l _Toc3442333107.4 瓦斯保護(hù)22HYPERLINK l _Toc

7、344233311總結(jié)：23HYPERLINK l _Toc344233312參考文獻(xiàn)： PAGEREF _Toc344233312 h 231、計算負(fù)荷根據(jù)設(shè)計資料要求，按需要系數(shù)法對車間各個區(qū)域負(fù)荷進(jìn)展分配統(tǒng)計計算，區(qū)域分配方案按照圖1的方案進(jìn)展。軋機(jī)視在計算負(fù)荷為：精整視在計算負(fù)荷為：機(jī)修視在計算負(fù)荷為：空壓站視在計算負(fù)荷為：濁環(huán)泵站視在計算負(fù)荷為：凈環(huán)泵站視在計算負(fù)荷為：空壓站、機(jī)修、凈環(huán)泵站其有功功率、無功功率分別為 QUOTE 、 QUOTE 、 QUOTE 和 QUOTE 、 QUOTE 。取 QUOTE ，計算負(fù)荷為：軋機(jī)、精整、濁環(huán)泵站有功功率、無功功率分別為開 QUOTE

8、、 QUOTE 、 QUOTE 和 QUOTE 、 QUOTE 。此車間內(nèi)的總負(fù)荷為： QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE 根據(jù)原那么， QUOTE 的原那么查附錄表A-1，選擇型號為S9-1600/10型Yyn0聯(lián)結(jié)的變壓器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下： QUOTE ， QUOTE ， QUOTE ， QUOTE QUOTE ， QUOTE QUOTE 有功負(fù)荷為無功功率為 QUOTE QUOTE ， QUOTE QUOTE 有功負(fù)荷為： QUOTE 無功負(fù)荷為： QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE 那么變壓器低壓側(cè)的功率因數(shù)為： QUOTE 考慮到變壓器的無功功率損

9、耗 QUOTE 遠(yuǎn)大于有功功率損耗 QUOTE ，由此可見可判斷其進(jìn)線處的功率因數(shù)必然小于0.761，為使功率因數(shù)提高到0.9，在低壓側(cè)0.4KV母線上裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)展補(bǔ)償，取低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.92，那么需裝設(shè)的電容補(bǔ)償器容量為： QUOTE 選擇BW0.4-14-1/3型電容器，所需電容個數(shù)為 QUOTE 取n=51，那么實(shí)際補(bǔ)償容量為 QUOTE 補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)視在計算負(fù)荷為： QUOTE 變壓器負(fù)荷功率為： QUOTE 那么變壓器的功率損耗為： QUOTE QUOTE 變壓器高壓側(cè)計算負(fù)荷： QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE 滿足電力局部的要求。2、車間變電

10、站和各區(qū)域的位置選擇根據(jù)供電電源的情況，考慮盡量將降壓變電站設(shè)置在靠近負(fù)荷中心且遠(yuǎn)離人員集中區(qū)，結(jié)合車間供電平面圖擬將兩臺變壓器設(shè)在西北部和東北部。每個變電站裝設(shè)一臺變壓器，根據(jù)車間平面布置圖所提供的各局部區(qū)域分布情況及其負(fù)荷情況，結(jié)合其他各項選擇原那么，并與土藝、土建等方面協(xié)商確定變電站位置，變電站設(shè)置如以下圖1所示。圖1 車間供電平面圖3、總降壓變電站電氣主接線設(shè)計圖2 某軋鋼車間變電站的電氣主接線圖4、短路電流的計算為了選擇高壓電氣設(shè)備，整定繼電保護(hù)，必須進(jìn)展短路電流計算，短路電流按正常運(yùn)行方式進(jìn)展計算。短路電流計算及短路點(diǎn)的設(shè)置如以下圖3所示。圖3短路電流計算電路及短路點(diǎn)的設(shè)置選取基準(zhǔn)

11、容量 QUOTE ，基準(zhǔn)電壓 QUOTE ， QUOTE ，那么基準(zhǔn)電流為：2計算各元件電抗的標(biāo)幺值1電力系統(tǒng)當(dāng) QUOTE 時，當(dāng) QUOTE 時，2架空線路WL，變壓器T2，3. 做等效電路如圖4所示，圖中已標(biāo)出各元件電抗標(biāo)幺值和短路計算點(diǎn)。圖4 等效電路4. 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路電流及短路容量計算1 QUOTE 點(diǎn)短路總電抗標(biāo)幺值為：因此，點(diǎn)短路時的三相短路電流及短路容量分別為： QUOTE QUOTE 2 QUOTE 點(diǎn)短路總電抗標(biāo)幺值為： QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE 5. 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下三相短路電流及短路容量的計算1 QUOTE

12、點(diǎn)短路總電抗標(biāo)幺值為：2 QUOTE 點(diǎn)短路總電抗標(biāo)幺值為： QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE 將計算結(jié)果匯總于表2表2 短路電流計算結(jié)果匯總短路計算點(diǎn)運(yùn)行方式三相短路電流/KA短路容量/MVA最大1.774.512.6732.26最小1.624.132.4529.41最大32.0881.8048.4422.22最小30.0776.6845.4120.835、主要電氣設(shè)備選擇5.1、主變壓器10kV側(cè)設(shè)備變壓器10kV側(cè)計算電流那么10kV配電裝置采用戶外布置，各設(shè)備有關(guān)參數(shù)見下表。電氣地點(diǎn)電氣條件設(shè)備信號規(guī)格工程數(shù)據(jù)工程斷路器SN10-10I/630隔離開關(guān)GN8-

13、10T/200電流互感器LA-10電壓互感器JDZJ-10避雷器FZ-10熔斷器RW10-1010101010101087.986302002001.771632.26 QUOTE 3004.524025.5 QUOTE QUOTE 5.2、變壓器0.4kV側(cè)設(shè)備變壓器0.4kV側(cè)計算電流 電氣地點(diǎn)電氣條件設(shè)備信號規(guī)格工程數(shù)據(jù)工程斷路器DW17-2500電流互感器LBJ-10刀開關(guān)0.4 0.4239025006000/532.822.2281.8080 QUOTE 5.3、各車間低壓斷路器的選擇各車間計算負(fù)荷計算電流低壓斷路器型號軋機(jī)DW15-630精整DW15-630機(jī)修D(zhuǎn)W15-1600

14、空壓站DW15-630濁環(huán)泵站DW15-1600凈環(huán)泵站DW15-6306、母線及廠區(qū)高壓配電線路選擇6.1、10kV匯流母線10kV匯流母線按發(fā)熱條件選擇截面，然后進(jìn)展熱穩(wěn)定度校驗。計算電流為 QUOTE ，查表A-8、A-10得用LGJ-25型鋼芯鋁絞線，允許的載流量為 QUOTE ，,熱穩(wěn)定校驗 滿足熱穩(wěn)定度的最小允許載流面積為：不滿足。所以選用LGJ-35.6.2、0.4kV匯流母線0.4kV匯流母線線路以一側(cè)為例，另一側(cè)一樣。計算電流為 QUOTE ，需要選用矩形導(dǎo)體，三條平放80mm10mm允許的載流量為 QUOTE 熱穩(wěn)定校驗 滿足熱穩(wěn)定度的最小允許載流面積為,滿足熱穩(wěn)定要求。

15、動穩(wěn)定校驗 設(shè)母線間距s=250mm,l=1m,跨距數(shù)大于2。確定母線截面形狀系數(shù)，由于母線受到的最大電動力為s QUOTE 母線的彎曲力矩為 QUOTE 母線的截面系數(shù)為母線的計算應(yīng)力為 QUOTE 鋁母線排的最大允許應(yīng)力，所以滿足動穩(wěn)定要求。7、繼電保護(hù)配置與整定根據(jù)需要，對總降壓變電所如下設(shè)備安裝繼電保護(hù)裝置：主變壓器保護(hù)、10kV饋電線路保護(hù)、備用電源進(jìn)線保護(hù)以及10kV母線保護(hù)。7.1、主變壓器保護(hù) 總降壓變電所主變壓器容量1600kVA,根據(jù)規(guī)程要求，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)以及過負(fù)荷保護(hù)?？偨祲鹤冸娝髯儔浩骼^電保護(hù)展開圖如圖7.2、電流速斷保護(hù)保護(hù)采用兩相兩繼電

16、器式接線，繼電器為DL11型，電流互感器變比，保護(hù)裝置的動作電流應(yīng)躲過變壓器二次側(cè)母線的最大三相短路穿越電流，即7.3、過電流保護(hù)采用三個電流互感器接成完全星形接線方式，繼電器為DL11型，電流互感器變比為，保護(hù)裝置的動作電流應(yīng)躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電力，即動作時間取。靈敏度應(yīng)按變壓器二次側(cè)母線的最小短路穿越電流來校驗，即7.4、過負(fù)荷保護(hù)用一個DL11型繼電器構(gòu)成，保護(hù)裝置動作電流應(yīng)躲過變壓器額定電流，即動作時間取。7.5 瓦斯保護(hù) 瓦斯保護(hù)的原理接線圖如以下圖，上面的觸點(diǎn)表示“輕瓦斯保護(hù)，動作后延時發(fā)出報警信號；下面的觸點(diǎn)表示“重瓦斯保護(hù)，動作后起動變壓器保護(hù)的總出口繼電器，使斷路器跳閘。當(dāng)油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，由于油流的不穩(wěn)定性可能造成觸點(diǎn)的抖動，此時為使斷路器能可靠跳閘，應(yīng)選用具有自保持線圈的出口中間繼電器KM，動作后由斷路器的輔助觸點(diǎn)來解除出口回路的自保持。此外，為防止變壓器換油或進(jìn)展試驗時引起重瓦斯保護(hù)誤動作跳閘，可利用切換片將跳閘回路切換到信號回路。總結(jié)：通過本次課程設(shè)計，我進(jìn)一步掌握了?電力工程基礎(chǔ)?課程所學(xué)的理論知識，了解了對多個方案進(jìn)展技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和分析的方法，對所選方案進(jìn)展必要的技術(shù)計算的方法，將理論與實(shí)踐有機(jī)