工業(yè)建筑降壓變電所及電氣設(shè)計(jì)書.doc
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前 言在國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天,電能的應(yīng)用越來越廣泛,生產(chǎn)、科學(xué)、研究、日常生活都對(duì)電能的供應(yīng)提出更高的要求,因此確保良好的供電質(zhì)量十分必要。本設(shè)計(jì)書注重理論聯(lián)系實(shí)際,理論知識(shí)力求全面、深入淺出和通俗易懂,實(shí)踐技能注重實(shí)用性,可操作性和有針對(duì)性,同時(shí)注重介紹和反映現(xiàn)代供配電技術(shù)的新技術(shù)。 本課程設(shè)計(jì)選擇進(jìn)行了一個(gè)模擬的中小型工廠10/0.4kV、容量為1000kVA的降壓變電所,既含有高壓供電部分又含有電力變壓器低壓配電部分。 本設(shè)計(jì)書論述了供配電系統(tǒng)的整體功能和相關(guān)的技術(shù)知識(shí),重點(diǎn)介紹了工廠供配電系統(tǒng)的組成部分。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行與管理,并根據(jù)工廠所能取得的電源及工廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況,并適當(dāng)考慮到工廠的發(fā)展,按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求,確定了變電所的位置與形式及變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類型及選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線。本設(shè)計(jì)書共分部分,包括:負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償、變電所位置和形式選擇、變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、類型容量及主接線方案選擇、短路電流的計(jì)算、變電所一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、變電所電氣主結(jié)線圖。目 錄前言 .1第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書.3第二章 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償.6第三章 變電所位置和型式的選擇11第四章 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及主結(jié)線方案的選擇12第五章 短路電流的計(jì)算16第六章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)19第七章 變電所高、低壓線路的選擇與校驗(yàn)22第八章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定27第九章 防雷和接地裝置的確定.31第十章 參考文獻(xiàn).33第十一章 收獲和體會(huì)33第一章一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 (一)設(shè)計(jì)題目某工業(yè)建筑降壓變電所電氣設(shè)計(jì)。 (二)設(shè)計(jì)要求根據(jù)本廠所能取得的電源及用電負(fù)荷的實(shí)際情況,并適當(dāng)考慮到生產(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型式,確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量,選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線,確定二次回路方案,選擇并整定繼電保護(hù)裝置,確定防雷和接地裝置,最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書,繪出設(shè)計(jì)圖樣。 (三) 設(shè)計(jì)依據(jù) (1)工廠總平面圖:附圖B-1XX機(jī)械廠總平面圖(2)工廠負(fù)荷情況:本廠多數(shù)車間為兩班制,年最大負(fù)荷利用小時(shí)為5000h,日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為8h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外,其余均屬三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相,額定電壓為380V。照明及家用電器均為單相,額定電壓為220V。(3)供電電源情況:按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定,本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線品牌號(hào)為LGJ-185,導(dǎo)線為等邊三角形排列,線距為1.5m。干線首端(即電力系統(tǒng)的饋電變電所)距離本廠約10km,該干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA,此斷路器配備有定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù),其定時(shí)限過電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.4s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求,可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度達(dá)100km,電纜線路總長度達(dá)30km。表1 工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料用電單位編號(hào)用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動(dòng)力2100.350.65照明60.81.02鍛壓車間動(dòng)力2200.30.6照明70.81.03金工車間動(dòng)力2000.250.6照明70.81.04工具車間動(dòng)力2900.250.65照明80.81.05電鍍車間動(dòng)力2000.50.7照明60.81.06熱處理車間動(dòng)力2550.60.75照明70.81.07裝配車間動(dòng)力1200.350.75照明50.81.08機(jī)修車間動(dòng)力1400.250.6照明30.81.09鍋爐房動(dòng)力750.40.65照明10.81.010倉庫動(dòng)力200.250.6照明10.91.011生活區(qū)動(dòng)力3300.81.0(4)氣象資料:本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為40,年平均氣溫為20,年最低氣溫為5,年最熱月平均最高氣溫為35,年最熱月平均氣溫為28.,年最熱月地下0.8m處平均溫度為25。.年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng),年雷暴日數(shù)為32天。(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(土質(zhì))為主,地下水位為2m。(6)電費(fèi)制度:本廠與當(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)制繳納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量為18元/(kVA),動(dòng)力電費(fèi)為1元/(kWh),照明(含家電)電費(fèi)為0.56元/(kWh),工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9。(四)設(shè)計(jì)任務(wù)要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成下列工作量:(一) 設(shè)計(jì)說明書(1) 目錄。(2) 前言及確定了賦值參數(shù)的設(shè)計(jì)任務(wù)書。(3) 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(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)、容量、類型及主結(jié)線方案的選擇。(6) 短路電流的計(jì)算。(7) 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。(8) 變電所高、低壓進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)。(9) 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定。(10) 防雷和接地裝置的確定。(11) 附錄及參考文獻(xiàn)。(12) 收獲和體會(huì)。(二) 設(shè)計(jì)圖樣(1) 主要設(shè)備及材料表。(2) 變電所主結(jié)線圖(裝置式)。(3) 變電所的二次回路接線圖。(五)設(shè)計(jì)時(shí)間2010年 月 日至2010年 月 日 指導(dǎo)教師:邱曉華第二章(一)負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償1負(fù)荷計(jì)算各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算如下所示:1.鑄造車間:動(dòng)力 P30d= KdPe=0.35210Kw=73.5Kw Q30d=P30tan=73.5Kw1.17=85.995Kvar 照明 P30z=KdPe=0.86Kw=4.8Kw Q30z=4.8Kw0=0Kvar P301=K(P30d+P30)=0.95(73.5+4.8)Kw=74.385Kw Q301=K(Q30dQ30z)=0.9585.995Kw=81.695Kvar S301=P3012+Q3012=74.3852+81.6952=110.486KVA I301=S30130.38Kv=167.87A2.鍛壓車間:動(dòng)力 P30d= KdPe=0.3220Kw=66Kw Q30d=P30tan=66Kw1.33=87.78Kw 照明 P30z=KdPe=7Kw0.8=5.6Kw Q30z=0Kvar P302=K(P30dP30z)=0.95(66+5.6)Kw=68.02Kw Q302=K(Q30d+Q30z)=0.9587.78Kvar=83.391Kvar S302=P3022+Q3022=68.022+83.3912=107.614KVA I302=S30230.38Kv=163.50A3.金工車間:動(dòng)力 P30d=KdPe=0.25200Kw=50Kw Q30d=P30tan=50Kw1.33=66.5Kvar 照明 P30z=KdPe=0.87Kw=5.6Kw Q30z=0Kvar P303=K(P30d+P30z)=0.95(50+5.6)Kw=52.82Kw Q303=K(Q30dQ30z)=0.9566.5Kvar=63.175Kvar S303=P3032+Q3032=52.822+63.1752=82.35KVA I303=S30330.38Kv=125.12A4.工具車間:動(dòng)力 P30d= KdPe=0.25290Kw=72.5Kw Q30d=P30tan=72.5Kw1.17=84.825Kw 照明 P30z=KdPe=0.88Kw=6.4Kw Q30z=0Kvar P304=K(P30d+P30z)=0.95(72.5+6.4)Kw=74.955Kw Q304=K(Q30d+Q30z)=0.9584.825Kvar=80.584Kvar S304=P3042+Q3042=74.9552+80.5842=110.05KVA I304=S30430.38Kv=167.20A5.電鍍車間:動(dòng)力 P30d= KdPe=0.5200Kw=100Kw Q30d=P30tan=100Kw1.02=102Kvar 照明 P30z=KdPe=0.86Kw=4.8Kw Q30z=0Kvar P305=K(P30dP30z)=0.95(100+4.8)Kw=99.56Kw Q305=K(Q30dQ30z)=0.95102Kvar=96.9Kvar S305=P3052+Q3052=99.562+96.92=138.931KVA I305=S30530.38Kv=211.08A6.熱處理: 動(dòng)力 P30d= KdPe=0.6255Kw=153Kw Q30d=P30tan=153Kw0.88=134.64Kvar 照明 P30z=KdPe=0.87=5.6Kw Q30z=0Kvar P306=K(P30dP30z)=0.95(153+5.6)Kw=150.67Kw Q306=KQ30dQ30z)=0.95134.64Kvar=127.908Kvar S306=P3062+Q3062=150.672127.9082=197.64KVA I306=S30630.38Kv=300.28A7裝配車間: 動(dòng)力 P30d= KdPe=0.35120Kw=42Kw Q30d=P30tan=42Kw0.88=36.96Kvar 照明 P30z=KdPe=0.85Kw=4Kw Q30z=0Kvar P307=K(P30dP30z)=0.95(42+4)Kw=43.7Kw Q307=K(Q30dQ30z)=0.9536.96Kvar=35.112Kvar S307=P3072+Q3072=43.72+35.1122=56.06KVA I307=S30730.38Kv=85.17A8.機(jī)修車間:動(dòng)力 P30d= KdPe=0.25140Kw=35Kw Q30d=P30tan=35Kw1.33=46.55Kvar 照明 P30z=KdPe=0.83Kw=2.4Kw Q30z=0Kvar P308=K(P30dP30z)=0.95(35+2.4)Kw=35.53Kw Q308=K(Q30dQ30z)=0.9546.55Kvar=44.223Kvar S308=P3082+Q3082=35.532+44.2232=56.73KVA I308=S30830.38Kv=86.19A 9.鍋爐房: 動(dòng)力 P30d= KdPe=0.475Kw=30KW Q30d=P30tan=30Kw1.17=35.1Kvar 照明 P30z=KdPe=0.81Kw=0.8Kw Q30z=0Kvar P309=K(P30dP30z)=0.95(30+0.8)Kw=29.26Kw Q309=K(Q30dQ30z)=0.9535.1Kvar=33.345Kvar S309=P3092+Q3092=29.262+33.3452=44.363KVA I309=S30930.38Kv=67.40A10. 倉庫: 動(dòng)力 P30d= KdPe=0.2520Kw=5Kw Q30d=P30tan=5Kw1.33=6.65Kvar 照明 P30z=KdPe=0.91Kw=0.9Kw Q30z=0Kvar P3010=K(P30dP30z)=0.95(5+0.9)Kw=5.605Kw Q3010=K(Q30dQ30z)=0.956.65Kvar=6.3175Kvar S3010=P30102+Q30102=5.6052+6.31752=8.45KVA I3010=S301030.38Kv=12.84A 11.生活區(qū): P30d= KdPe=0.8330Kw=264Kw Q30z=0Kvar S3011=P30d2=2642=264KVA I3011=S301130.38Kv=401.11A表2該工廠負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)名稱類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)costan負(fù)荷計(jì)算P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A1鑄造車間動(dòng)力2100.350.651.1773.585.995110.486167.87照明60.81.004.80小計(jì)216/74.38581.6952鍛壓車間動(dòng)力2200.30.61.336687.78107.614163.50照明70.81.005.60小計(jì)227/68.0283.3913金工車間動(dòng)力2000.250.61.335066.582.35125.12照明70.81.005.60小計(jì)207/52.8263.1754工具車間動(dòng)力2900.250.651.1772.584.825110.05167.20照明80.81.006.40小計(jì)298/74.95580.5845電鍍車間動(dòng)力2000.50.71.02100102138.931211.08照明60.81.004.80小計(jì)206/99.5696.96熱處理車間動(dòng)力2550.60.750.88153134.66197.64300.28照明70.81.005.60小計(jì)262/150.67127.9087裝配車間動(dòng)力1200.350.750.884236.9656.0685.17照明50.81.0040小計(jì)120/43.735.1128機(jī)修車間動(dòng)力1400.250.61.333546.5556.7386.19照明30.81.002.40小計(jì)143/35.5344.2239鍋爐房動(dòng)力750.40.651.173035.144.36367.40照明10.81.000.80小計(jì)76/29.2633.34510倉庫動(dòng)力200.250.61.3356.658.4512.84照明10.91.000.90小計(jì)21/5.6056.317511生活區(qū)動(dòng)力3300.81.002640264401.11總計(jì)(380V側(cè))動(dòng)力2060/0.82/814.05587.391003.841525.18照明51/計(jì)入K1=0.95 K2=0.981405335.39880.431337.68(表2中P30=KdPe Q30=P30tan S30=P302+Q302 I30=S30(3Un) P30(各車間)=K12(P30+P30) Q30(各車間)=K1(Q30+Q30)P30(總)=K2(P) Q30(總)=K2(Q) 其中Kd為需要系數(shù),Un為額定電壓380V。K1為車間的同時(shí)系數(shù),K2為工廠的同時(shí)系數(shù)。)2無功功率補(bǔ)償由表2可知,該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9??紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗,因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9,暫取0.92,來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量:Qc=P30qc814.05kW0.32=219.794kVar 其中查表得qc=0.32參照?qǐng)D,選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏,并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型,采用其方案1(主屏)1臺(tái)與方案3(輔屏)3臺(tái)相組合,總共容量為84kVar3=252kVar。因此,無功功率補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表所示:項(xiàng)目cos計(jì)算負(fù)荷P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.82814.05587.391003.841525.18380V側(cè)無功補(bǔ)償容量/-252/380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.92814.05335.39880.431337.68主變壓器功率損耗/0.015S30=13.210.06S30=52.83/10kV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.92827.26388.22913.8252.76第三章(二)變電所位置和型式的選擇 變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心,工廠的負(fù)荷中心按功率矩法來確定,在工廠平面圖的下邊和左側(cè),分別作一直角坐標(biāo)的x軸和y軸,然后測(cè)出各車間和生活區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置,P1、P2、P3P10分別代表車間1、2、310號(hào)。計(jì)算公式為:x=(P1x1+P2x2+P3x3+P11x11)(P1+P2+P3+P11)=(PiXi)Piy=(P1y1+P2y2+P3y3+P11y11)(P1+P2+P3+P11)=(PiYi)Pi 計(jì)算得:x=2.86 y=2.74下圖為各車間負(fù)荷坐標(biāo)點(diǎn)。 由計(jì)算結(jié)果可知,工廠的負(fù)荷中心在2號(hào)車間附近,考慮到方便進(jìn)出線,周邊環(huán)境及交通情況,決定在2號(hào)車間的東側(cè)緊靠車間修建工廠變電所,其形式為外附式。第四章(三)變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇1變電所主變壓器的選擇,根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況,工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案:方案a.裝設(shè)1臺(tái)變壓器:型式采用S9,而容量根據(jù)式SNS30 ,SN =1000KV880.43KVA,即選一臺(tái)S9-1000/10型低損耗配電變 壓器。方案b.裝設(shè)2臺(tái)變壓器:型號(hào)亦采用S9,容量按式SN(0.60.7) S30 即SN(528.258,616.301)KVASNS30(二級(jí)負(fù)荷) =(S1+S5+S9)0.9=264.402KVA,因此兩臺(tái)選S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源亦由臨 近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0 2變電所主結(jié)線方案的選擇,按上面考慮的兩種主變壓器的方案可設(shè)計(jì)兩種主結(jié)線方案:(1) 裝設(shè)一臺(tái)變壓器的主結(jié)線方案(2)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的主結(jié)線方案(3)兩種主結(jié)線方案的計(jì)算經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)比較表:比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)裝設(shè)兩臺(tái)技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足滿足供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變壓器,電壓損耗略大由于有兩臺(tái)主變壓器,電壓損耗略小供電靈活性由于一臺(tái)主變壓器,靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變壓器,靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資查表得單價(jià)為15萬則綜合投資為30萬查表得單價(jià)為10.5714萬元?jiǎng)t綜合投資為42.2856萬元高壓開關(guān)柜的綜合投資查表得單價(jià)為3.8萬則綜合投資為3.8萬1.55=28.5萬查表得單價(jià)為3.8萬元?jiǎng)t綜合投資為3.8萬1.5634.2萬元高壓柜運(yùn)行費(fèi)用折舊費(fèi):30萬元5%=1.5萬元維修費(fèi):30萬元6%=1.8萬元折舊費(fèi):42.2856萬元5%=2.11428萬元維修費(fèi):42.28566%=2.537136萬元開關(guān)柜運(yùn)行費(fèi)用折舊費(fèi):28.5萬元5%=1.425萬元維修費(fèi):28.5萬元6%=1.71萬元折舊費(fèi):34.2萬元5%=1.71萬元維修費(fèi):34.2萬元6%=2.052萬元供電補(bǔ)貼21萬元21萬元 從上表可知,按技術(shù)指標(biāo),裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案略優(yōu)于一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案,但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo),則裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案,因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。第五章(四)短路電流的計(jì)算1繪制計(jì)算電路 2確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值設(shè) Sd=100MVA 高壓側(cè)Ud1=10.5Kv 低壓側(cè)Ud2=0.4kV,則 Id1=Sd3Ud1=100MVA(310.5kV)=5.5A Id2=Sd3Ud2=100MVA30.4kV=144kA3計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值 (1) 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 已知Soc=500MVA X*1=100MVA/500MVA=0.2(2)架空線路 查表4-1LGJ-185的x0=0.33.km-1而線路長10km因此, X*2=(0.33.km-110km)100MVA(10.5Kv)2=2.99(3)電力變壓器 查表A-8,得Uk%=4.5(Yyno聯(lián)結(jié)),故 X*3=(4.5100103KVA)(1001000KVA)=4.5 因此繪等效電路圖,如下圖所示 4.計(jì)算k-1點(diǎn)(10.5Kv側(cè))的短路總電抗及三相短路電流和短路容量 (1)總電抗標(biāo)幺值: X*(k-1)=X*1+X*2=0.2+2.99=3.19 (2)三相短路電流周期分量有效值: I(3)k1=Id1/X*(k-1)=5.5KA/3.375=1.72 (3)其他三相短路容量為: I(3)=I(3)=I(3)k-1=1.72KA ish(3)=2.55I(3)=2.551.72KA=4.39KA Ish(3)=1.51I(3)=1.511.72KA=2.60KA(4)三相短路容量為: Sk-1(3)=3Uc1Ik-1(3)=310.5Kv1.72KA=31.28MVA5.計(jì)算k-2點(diǎn)(0.4kv側(cè)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 (1)總電抗標(biāo)幺值: X*(k-2)=X*1X*2X*3=0.22.994.5=7.69 (2)三相短路電流周期分量有效值為: Ik-2(3)=Id2X*(k-2)=144KA7.69KA=18.73KA (3)其他三相短路電流: I(3)=I(3)=I(3)k-2=18.73KA ish(3)=1.84I(3)=1.8418.73KA=34.46KA Ish(3)=1.09I(3)=1.0918.73KA=20.42KA(4) 三相短路容量為:Sk-2(3)=3Uc2Ik-2(3)=30.4Kv18.73=12.98MVA以上計(jì)算結(jié)果如下表所示:短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAIk(3)I(3)I(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)K-11.721.721.724.392.6031.28K-218.7318.7318.7334.4620.4212.98 第六章(五)變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)a按工作電壓選擇設(shè)備的額定電壓UN。e一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓UN,即UN。eUN。b按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流IN。e一般不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流I30,即IN。eI30。c按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流Ioc,對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說,不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е礗k(3),即IocIk(3)。d. 按短路的動(dòng)熱穩(wěn)定度校驗(yàn) 1)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 imaxish(3)或ImaxIsh(3) imax、Imax分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值,ish(3)、Ish(3)分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值。 2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 It2.tI(3)2.tima對(duì)應(yīng)上面的分析,如下表所示,由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UNINIk(3)Ish(3)I(3)2.tima數(shù)據(jù)10kV52.76A1.72kA4.39 kA1.7221.6=4.73一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UN。eIN。eIocimaxIt2.t電流互感器LQJ-10 -100/510kV100A2250.1=31.82 kA(900.1)21=81高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630 A16 kA40 kA1624=1024高壓隔離開關(guān)GN8-10/20010kV200 A25.5 kA1025=500高壓熔斷器RN2-10/7510kV75A25 kA高壓避雷器FS4-1010kV電壓互感器JDZJ-10-1000/10010kV2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)同樣,做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)。與一次設(shè)備的校驗(yàn)不同的是,二次設(shè)備只需校驗(yàn)其電流、電壓和斷流能力,不需校驗(yàn)懂穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定讀,如下表所示,所選數(shù)據(jù)均滿足要求。380V側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UNINIk(3)數(shù)據(jù)380V1337.68A18.73kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UN。eIN。eIoc電流互感器LMZJ1-0.5-1500/5500V1500A低壓斷路器DW15-1500/3380V1500 A40 kA低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500 A電流互感器LMZ1-0.5-1500/5500V1500A單投開關(guān)HD13-1500/31380V1500A低壓斷路器DW-1500380V1500A第七章(六)變電所高、低壓線路的選擇變電所進(jìn)出線纜的選擇應(yīng)從人員活動(dòng)是否秘密集,場(chǎng)區(qū)是否緊湊等各方面考慮。因此,本設(shè)計(jì)書中生活區(qū)和倉庫進(jìn)出線纜選擇架空線,并根據(jù)其發(fā)熱條件、電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度選擇合適的鋁絞線。其余各車間均用電纜線直埋,并根據(jù)其發(fā)熱條件、電壓損耗和熱穩(wěn)定度選擇合適的電纜線。變電所的低壓結(jié)線方式根據(jù)可靠性程度選擇放射式結(jié)線。根據(jù)放射式結(jié)線方法在工廠總平面圖上量得負(fù)荷中心到各個(gè)車間的距離,并算總和。因?yàn)樨?fù)荷中心與2號(hào)鍛壓車間很近,變壓器外附在2號(hào)車間的墻上,所以將負(fù)荷中心移至(2.6,2.74)。計(jì)算得總走線長度為27.49cm即549.8m,其中架空線為8.33cm即166.6m,直埋電纜線為383.3m。一、10kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇110kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè),接往10kV公用干線。 1)按發(fā)熱條件選擇由I30= IIN。T=52.76A及室外環(huán)境溫度為35,查表A-23得,初選LGJ-35,其35時(shí)的Ial=149AI30,滿足發(fā)熱條件。2)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查附表A-11得,10kV架空裸導(dǎo)線的最小截面為Amin=25mm2,而LGJ-35額定截面大于最小截面,即符合機(jī)械強(qiáng)度,滿足要求,故選它。由于此線路很短,故不需要校驗(yàn)電壓損耗。2高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) 采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜埋地敷設(shè)。1) 按發(fā)熱條件選擇由I30= IIN。T=52.76A及土壤環(huán)境25,查表A-23得,初選纜線芯截面為25mm2的交聯(lián)電纜,其Ial=110AI30,滿足發(fā)熱條件。2) 校驗(yàn)熱穩(wěn)定度按公式AAmin=I(3)(/C),A為母線截面積,單位為mm2;Amin為滿足短路熱穩(wěn)定條件的最大截面積,單位為mm2;C為材料熱穩(wěn)定系數(shù);I(3) 為母線通過的三項(xiàng)短路穩(wěn)態(tài)電流,單位為A;tima為短路發(fā)熱假想時(shí)間,單位為s;本電纜線中I(3) =1720A,tima=0.5+0.2+0.05=0.75s,終端變電所保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.5s,斷路器斷路時(shí)間為0.2s,C=84,把這些數(shù)據(jù)代入公式得Amin= I(3)(/C)=1720A(/84)=17.73 mm2A=25mm2;滿足要求。因此選擇YJL22-10000-325電纜。二、380V低壓側(cè)出線的選擇1鑄造車間 饋電給1號(hào)廠房(鑄造車間)的線路采用VV22-1000型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。1) 按發(fā)熱條件選擇由I30=167.87A及地下0.8m土壤溫度為25,查表得,初選纜芯截面為70 mm2,其Ial=185AI30,滿足發(fā)熱條件。2) 電壓損耗的校驗(yàn)由如上圖的工廠平面圖量得變電所至1號(hào)廠房距離約為31m,而查表得到70mm2的銅芯電纜的R0=0.342/km(按纜芯工作溫度75計(jì)),X0=0.0966/km,又1號(hào)車間的P30=74.385kW,Q30=81.695kvar,故線路電壓損耗為U=(PR+QX)/ UN=(74.385kW0.3420.031+81.695kvar0.09660.031)/0.38V=2.72VU%=(2.72V/380V)100%=0.72%Ual%=5%。3) 熱穩(wěn)定度校驗(yàn) Amin= I(3)(/C)=18730A(/100)=162.21 mm2A =70mm2不滿足短路熱穩(wěn)定要求,故改選纜芯為截面為185 mm2的電纜,即選VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜,中性線芯按不小于相線芯一半選擇,下同。2鍛壓車間 饋電給2號(hào)廠房(鍛壓車間)的線路,亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)(方法同上,從略)。3金工車間饋電給3號(hào)廠房(金工車間)的線路,亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)(方法同上,從略)。4工具車間饋電給4號(hào)廠房(工具車間)的線路,亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)(方法同上,從略)。5電鍍車間饋電給5號(hào)廠房(電鍍車間)的線路,亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)(方法同上,從略)。6裝配車間饋電給7號(hào)廠房(裝配車間)的線路,亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)(方法同上,從略)。7機(jī)修車間饋電給8號(hào)廠房(機(jī)修車間)的線路,亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)(方法同上,從略)。8鍋爐房饋電給9號(hào)廠房(鍋爐房)的線路,亦采用VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)(方法同上,從略)。9熱處理車間1)按發(fā)熱條件選擇由I30=300.28A及地下0.8m土壤溫度為25,查表得,纜芯截面最大的為185 mm2,其Ial=321AI30,所以滿足發(fā)熱條件。2)電壓損耗的校驗(yàn)由工廠平面圖量得變電所至1號(hào)廠房距離約為36m,而查表得到185 mm2的銅芯電纜的R0=0.128/km(按纜芯工作溫度75計(jì)),X0=0.0743/km,又熱處理車間的P30=150.67kW,Q30=127.908kvar,故線路電壓損耗為U=(PR+QX)/ UN=(150.67kW0.1280.036+127.908kvar0.07430.036)/0.38V=2.6VU%=(2.6V/380V)100%=0.684%Ual%=5%。3)熱穩(wěn)定度校驗(yàn) Amin= I(3)(/C)=18730A(/100)=162.21 mm2A =185mm2滿足短路熱穩(wěn)定要求,故選一條纜芯截面為185 mm2的電纜并行埋地敷設(shè),即選VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜,中性線芯按不小于相線芯一半選擇。10倉庫饋電給10號(hào)廠房(倉庫)的線路,采用鋁絞線架空敷設(shè)。1) 按發(fā)熱條件選擇由I30=12.84A及環(huán)境溫度(年最熱月平均氣溫)為28,查表得,初選LJ-16,其28時(shí),Ial=98.7AI30,滿足發(fā)熱條件。2)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表A-11得,最小允許截面Amin=16mm2,而LGJ-16滿足要求,故選它。3)校驗(yàn)電壓損耗由圖1-1所示的工廠平面圖量得變電所至10號(hào)廠房距離約為75.8m,而查表A-23得LJ-16型鋁絞線的R0=2.7/km,X0=0.42/km(按線間幾何間距1.5m計(jì)),又10號(hào)廠房(倉庫)的P30=5.605kW,Q30=6.3175kvar,故線路電壓損耗為U=(PR+QX)/ UN=(5.605kW2.70.0758+6.3175kvar0.420.0758)/0.38V=3.55VU%=(3.55V/380)100%=0.934%Ual%=5%。滿足允許電壓損耗要求。因此決定采用LJ-16鋁絞線架空線路對(duì)倉庫供電。11生活區(qū)饋電給10號(hào)廠房(倉庫)的線路,采用鋁絞線架空敷設(shè)。2) 按發(fā)熱條件選擇由I30=401.11A及環(huán)境溫度(年最熱月平均氣溫)為28,查表得,初選LJ-150,其28時(shí),Ial=440AI30,滿足發(fā)熱條件。2)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表A-11得,最小允許截面Amin=16mm2,而LGJ-150滿足要求,故選它。3)校驗(yàn)電壓損耗由圖1-1所示的工廠平面圖量得變電所至生活區(qū)距離約為90.8m,而查表A-23得LJ-95型鋁絞線的R0=0.23/km,X0=0.35/km(按線間幾何間距1.5m計(jì)),又生活區(qū)的P30=264kW,Q30=0kvar,故線路電壓損耗為U=(PR+QX)/ UN=(264kW0.230.0908+0kvar0.350.0908)/0.38V=14.51VU%=(14.51V/380 V)100%=3.82%Ual%=5%。滿足允許電壓損耗要求。因此選LJ-150型鋁絞線架空線路對(duì)生活區(qū)供電。以上所選變電所進(jìn)出線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)規(guī)格如表7-1所示。表7-1 進(jìn)出線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)規(guī)格線路名稱導(dǎo)線或線纜的型號(hào)規(guī)格10kV電源進(jìn)線LGJ-35鋁絞線主變引入電纜YJL22-10000-325交聯(lián)電纜(直埋)380V低壓出 線至1號(hào)廠房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜(直埋)至2號(hào)廠房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜(直埋)至3號(hào)廠房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜(直埋)至4號(hào)廠房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜(直埋)至5號(hào)廠房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜(直埋)至6號(hào)廠房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜(直埋)至7號(hào)廠房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜(直埋)至8號(hào)廠房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜(直埋)至9號(hào)廠房VV22-1000-3185+195的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜(直埋)至10號(hào)廠房LJ-16鋁絞線(架空敷設(shè))至生活區(qū)LJ-150鋁絞線(架空敷設(shè))第八章(七)變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定1變電所二次回路方案的選擇(1)高壓斷路器的控制與信號(hào)回路 斷路器采用手力操動(dòng)機(jī)構(gòu),其控制與信號(hào)回路如圖8-1所示。WC控制小母線RD紅色信號(hào)燈WS信號(hào)小母線R1,R2限流電阻FU1FU3熔斷器KA繼電保護(hù)裝置出口繼電器觸點(diǎn)YR跳閘線圈QF12QF56斷路器輔助觸點(diǎn)GN綠色信號(hào)燈QM手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)圖8-1 手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路及其信號(hào)系統(tǒng)合閘時(shí),推上手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作手柄使斷路器合閘。這時(shí)斷路器的輔助觸點(diǎn)QF34閉合,紅燈RD亮,指示斷路器在合閘位置(注意YR雖通電,但由于RD和R2的限流,不會(huì)動(dòng)作。)在合閘同時(shí)QF12斷開,綠燈GN滅。分閘時(shí),扳下操作手柄使斷路器跳閘。斷路器的輔助觸點(diǎn)QF34斷開,紅燈RD滅,并切除跳閘電源,同時(shí)輔助觸點(diǎn)QF12閉合,綠燈GN亮。指示斷路器在合閘位置。(2)變電所的測(cè)量與絕緣監(jiān)察回路變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器避雷器柜。其中電壓互感器為3個(gè)JDZJ-10型,組成Y0/Y0/(開口) Y0/Y0/的接線,用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察,見圖4.1。作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上,裝有三相有工電度表和三相無功電度表、電流表,見圖4.1。高壓進(jìn)線上,也裝上電流表。低壓側(cè)的動(dòng)力出線上,均裝有有工電度表和無功電度表,低壓照明線路上裝上三相四線有功電度。低壓并聯(lián)電容器組線路上,裝上無功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。電壓器的二次側(cè)有兩組繞組,一組接成星形,在它的引出線上接三相電壓表:系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),反應(yīng)各個(gè)相電壓:在系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí),相對(duì)應(yīng)相的電壓表指零,另兩只電壓表讀數(shù)升高到線電壓。另一組接成開口三角形(也稱輔助二次繞組),構(gòu)成零序電壓過濾器,在開口處接一個(gè)過電壓繼電器:系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),三相電壓對(duì)稱,開口三角形兩端電壓接近于零,繼電器不動(dòng)作;在系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí),接地相電壓為零,另兩個(gè)互差120的相電壓疊加,則使開口處出現(xiàn)近100V的零序電壓,使電壓繼電器動(dòng)作,發(fā)出報(bào)警的燈光和音響信號(hào)。根據(jù)信號(hào)和電壓表指示可以知道發(fā)生了接地故障且知道故障識(shí)別,但不能辨別是哪一條線路發(fā)生了接地故障。如果高壓線路較多時(shí),采用這種絕緣監(jiān)察裝置還是不夠的,由此可見,這種裝置只適用于線路數(shù)目不多,并且允許短時(shí)停電的供電系統(tǒng)中。2.變電所繼電保護(hù)裝置(1)主變壓器的繼電保護(hù)裝置1)裝設(shè)瓦斯保護(hù) 當(dāng)變壓器油箱內(nèi)產(chǎn)生輕微瓦斯故障時(shí),瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)回路進(jìn)行報(bào)警; 當(dāng)變壓器油箱產(chǎn)生嚴(yán)重瓦斯故障時(shí)或油面嚴(yán)重下降時(shí),應(yīng)產(chǎn)生變壓斷路器動(dòng)作信號(hào)。2)裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器,兩相兩繼電器式結(jié)線,去分流跳閘的操作方式。裝置如圖8-2所示3主變壓器繼電保護(hù)動(dòng)作電流的整定 Iop= 其中可靠系數(shù)Krel=1.3,繼電器返回系數(shù)Kre=0.8,接線系數(shù)Kw=1,電流互感器的電流比Ki=100/5=20,ILmax=2I1NT=257.735A=115.47A,則Iop=115.47A=9.382A 因此過電流保護(hù)動(dòng)作電流整定為8A。4主變壓器過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定變壓器過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,也按階梯原則整定。但對(duì)車間變電所來說,由于它屬于電力系統(tǒng)的終端變電所,因此其動(dòng)作時(shí)間可整定為最小值0.5s 。5主變壓器過電流保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)Sp= 其中,Ikmin(2)=(Ik2(3)0.866)/KT =(18.73kA0.866)/(10kV/0.4 kV)=0.65kA Iop1= IopKi /Kw=1020/1=200A 因此Sp=650A/200A=3.251.2 滿足靈敏度系數(shù)的1.2的要求。6主變壓器速斷電流保護(hù) 采用GL型速斷裝置1)速斷電流的整定Iqb= 其中,Krel=1.5,Kw=1,Ki=100/5,Ikmax= Ik2(3)/KT=18.73kA/(10kV/0.4 kV)=0.75 kA,因此速斷保護(hù)電流為Iqb=(1.51750A)/20=56.25A2)速斷電流倍數(shù)nqb= Iqb/Iop=56.25A/10A=5.625 因?yàn)镵qb不需要取整,所以電流倍數(shù)為5.625。3)電流速斷保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)Sp= 其中Ikmin(2)=Ik1(2)=0.866 Ik1(3) =0.8661.72kA=1.49 kAIqb1= IqbKi /Kw=56.25A20/1=1125A 因此Sp=1490A/1125A=1.32A1.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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