10KV變電站畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)1

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)單 位： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 日 期： 一、選擇10kv導(dǎo)線3二、主變壓器容量、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的確定16三、補(bǔ)償電容的選擇21四、電氣主接線方案設(shè)計(jì)（無(wú)需計(jì)算）23五、短路電流的計(jì)算24六、電氣設(shè)備的選擇25七、防雷保護(hù)計(jì)算31 一、選擇10kv導(dǎo)線 修正系數(shù)：1、橡膠制品廠(2900kw，cos=0.9，2回路，長(zhǎng)度4km，4200h)（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面單回路輸送的功率：p=p/2=2900/2=1450 kw則線路電流： 修正后： 根據(jù)tmax=4200 h 查設(shè)計(jì)手冊(cè)p337頁(yè)中210kv lgj得： j=1.14 a/mm2經(jīng)濟(jì)截面： 選lgj95型架空線

2、（其技術(shù)數(shù)據(jù)可查p501頁(yè)）： ro(20)=0.315/km xo(20)=0.371/km ia1=302a（2）按電壓損失校驗(yàn)功率：p=1450 kw q=p.tg=14500.484=701.8 kvar阻抗: r=ro1+(t-20)=0.3151+0.0036(32-20)=0.329/kmr=r l=0.3294=1.316x=xo l=0.3714=1.484 電壓損失: 允許電壓損失:um=8%un=0.0810000=800v uum 所選取的導(dǎo)線電壓損失滿足要求（3）載流量校驗(yàn) i w.maxkia1 299.59=199.18a1302a 滿足要求 選lgj-95導(dǎo)線2

3、、農(nóng)機(jī)廠(2600kw，cos=0.8，2回路，長(zhǎng)度6km，3500h)（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面單回路輸送的功率：p=p/2=2600/2=1300 kw則線路電流： 修正后： 根據(jù)tmax=3500 h 查設(shè)計(jì)手冊(cè)p337頁(yè)中210kv lgj得： j=1.28 a/mm2經(jīng)濟(jì)截面： 選lgj95型架空線（其技術(shù)數(shù)據(jù)可查p501頁(yè)）： 由橡膠廠可知交流電阻： r=0.329/km xo(20)=0.371/km 載流量：ia1=302a（2）按電壓損失校驗(yàn)功率：p=1300 kw q=p.tg=13000.75=975 kvar阻抗: r=ro1+(t-20)=0.3151+0.00

4、36(32-20)=0.329/kmr=r l=0.3296=1.974x=xo l=0.3716=2.226 電壓損失: 允許電壓損失:um=8%un=0.0810000=800v uum 所選取的導(dǎo)線電壓損失滿足要求（3）載流量校驗(yàn) i w.maxkia1 2100.45=200.9a1302a 滿足要求 選lgj-95導(dǎo)線3、塑料制品廠(1600kw，cos=0.8，1回路，長(zhǎng)度10km，3500h)（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面線路輸送的最大工作電流電流： 修正后： 根據(jù)tmax=3500 h 查設(shè)計(jì)手冊(cè)p337頁(yè)中210kv lgj得： j=1.28 a/mm2經(jīng)濟(jì)截面： 選lgj

5、120型架空線（其技術(shù)數(shù)據(jù)可查p501頁(yè)）： r o(20)=0.225/km xo(20)=0.365/km ia1=344a（2）按電壓損失校驗(yàn)功率：p=1600 kw q=p.tg=16000.75=1200 kvar阻抗: r=ro1+(t-20)=0.2251+0.0036(32-20)=0.266/kmr=r l=0.26610=2.66x=xo l=0.36510=3.65 電壓損失: 允許電壓損失:um=8%un=0.0810000=800v uum 所選取的導(dǎo)線電壓損失不滿足要求故改選lgj-150導(dǎo)線，其數(shù)據(jù)：ro(20)=0.211/km xo(20)=0.358/km

6、ia1=387a阻抗: r=ro1+(t-20)=0.2251+0.0036(32-20)=0.221/kmr=rl=0.22110=2.21x=xo l=0.35810=3.58電壓損失: 允許電壓損失:um=8%un=0.0810000=800v uum 所選取的導(dǎo)線電壓損失滿足要求（3）載流量校驗(yàn) i w.maxkia1 96.59a1387a 滿足要求 選lgj-150導(dǎo)線4、印刷廠(2400kw，cos=0.8，2回路，長(zhǎng)度8km，4000h)（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面單回路輸送的功率：p=p/2=2400/2=1200 kw則線路電流： 修正后： 根據(jù)tmax=4000 h

7、查設(shè)計(jì)手冊(cè)p337頁(yè)中210kv lgj得： j=1.18 a/mm2經(jīng)濟(jì)截面： 選lgj95型架空線（其技術(shù)數(shù)據(jù)可查p501頁(yè)）： 由前面計(jì)算可知交流電阻： r=0.329/km xo(20)=0.371/km 載流量：ia1=302a（2）按電壓損失校驗(yàn)功率：p=1200 kw q=p.tg=12000.75=900 kvar阻抗: r=ro1+(t-20)=0.3151+0.0036(32-20)=0.329/kmr=r l=0.3298=2.632x=xo l=0.3718=2.968 電壓損失: 允許電壓損失:um=8%un=0.0810000=800v uum 所選取的導(dǎo)線電壓損失

8、滿足要求（3）載流量校驗(yàn) i w.maxkia1 292.73=185.46a1302a 滿足要求 選lgj-95導(dǎo)線5、針織廠(1800kw，cos=0.8，1回路，長(zhǎng)度5km，3000h)（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面線路輸送的最大工作電流電流： 修正后： 根據(jù)tmax=3000 h 查設(shè)計(jì)手冊(cè)p337頁(yè)中210kv lgj得： j=1.40 a/mm2經(jīng)濟(jì)截面： 選lgj120型架空線（其技術(shù)數(shù)據(jù)可查p501頁(yè)）： r o(20)=0.225/km xo(20)=0.365/km ia1=344a（2）按電壓損失校驗(yàn)功率：p=1800 kw q=p.tg=18000.75=1350 k

9、var阻抗: r=ro1+(t-20)=0.2251+0.0036(32-20)=0.266/kmr=r l=0.2665=1.33x=xo l=0.3655=1.825 電壓損失: 允許電壓損失:um=8%un=0.0810000=800v uum 所選取的導(dǎo)線電壓損失滿足要求（3）載流量校驗(yàn) i w.maxkia1 139.09a1344a 滿足要求 選lgj-120導(dǎo)線6、煉油廠(2800kw，cos=0.85，2回路，長(zhǎng)度4km，4600h)（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面單回路輸送的功率：p=p/2=2800/2=1400 kw則線路電流：修正后：根據(jù)tmax=4600 h 查設(shè)計(jì)手

10、冊(cè)p337頁(yè)中210kv lgj得： j=1.06 a/mm2經(jīng)濟(jì)截面： 選lgj120型架空線（其技術(shù)數(shù)據(jù)可查p501頁(yè)）： r o(20)=0.225/km xo(20)=0.365/km ia1(80)=344a（2）按電壓損失校驗(yàn)功率：p=1400 kw q=p.tg=14000.6=868 kvar阻抗: r=ro1+(t-20)=0.2251+0.0036(32-20)=0.266/kmr=r l=0.2664=1.064x=xo l=0.3654=1.46 電壓損失: 允許電壓損失:um=8%un=0.0810000=800v uum 所選取的導(dǎo)線電壓損失滿足要求（3）載流量校驗(yàn)

11、 i w.maxkia1 2101.82=203.64a1344a 滿足要求 選lgj-120導(dǎo)線7、汽水廠(1500kw，cos=0.8，1回路，長(zhǎng)度8km，3000h)（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面線路輸送的最大工作電流電流： 修正后： 根據(jù)tmax=3000 h 查設(shè)計(jì)手冊(cè)p337頁(yè)中210kv lgj得： j=1.24 a/mm2經(jīng)濟(jì)截面： 選lgj95型架空線（其技術(shù)數(shù)據(jù)可查p501頁(yè)）： r o(20)=0.315/km xo(20)=0.371/km ia1(80)=302a（2）按電壓損失校驗(yàn)功率：p=1500 kw q=p.tg=18000.75=1125 kvar阻抗:

12、r=ro1+(t-20)=0.3151+0.0036(32-20)=0.329/kmr=r l=0.3298=2.632x=xo l=0.3718=2.968 電壓損失: 允許電壓損失:um=8%un=0.0810000=800v uum 所選取的導(dǎo)線電壓損失滿足要求（3）載流量校驗(yàn) i w.maxkia1 115.91a1302a 滿足要求 選lgj-95導(dǎo)線8、鉛筆廠(2000kw，cos=0.8，1回路，長(zhǎng)度6km，4500h)（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面線路輸送的最大工作電流電流： 修正后： 根據(jù)tmax=4500 h 查設(shè)計(jì)手冊(cè)p337頁(yè)中210kv lgj得： j=1.08 a

13、/mm2經(jīng)濟(jì)截面： 選lgj150型架空線（其技術(shù)數(shù)據(jù)可查p501頁(yè)）： r o(20)=0.211/km xo(20)=0.358/km ia1(80)=387a（2）按電壓損失校驗(yàn)功率：p=2000 kw q=p.tg=20000.75=1500 kvar阻抗: r=ro1+(t-20)=0.2111+0.0036(32-20)=0.22/kmr=r l=0.226=1.32x=xo l=0.3586=2.148 電壓損失: 允許電壓損失:um=8%un=0.0810000=800v uum 所選取的導(dǎo)線電壓損失滿足要求（3）載流量校驗(yàn) i w.maxkia1 154.94a1387a 滿

14、足要求 選lgj-150導(dǎo)線（4）電暈校驗(yàn)電暈的產(chǎn)生與電壓等級(jí)及導(dǎo)體的直徑有很大關(guān)系。只有在110kv及以上電壓等級(jí)才需校驗(yàn)電暈電壓。由于架空線的電壓等級(jí)為10kv110kv故不必校驗(yàn)。（5）機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn) （135kv）級(jí)線路最小允許截面為16 mm2，所以以上各廠所選導(dǎo)線均滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。（6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)選擇導(dǎo)線時(shí)由供用電規(guī)程p502表a-2查得導(dǎo)線幾何均距為2.0m，必滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。10kv導(dǎo)線參數(shù)列表：序號(hào)負(fù)荷名稱導(dǎo)線型號(hào)導(dǎo)線阻抗iw.max(a)ia1 80u（v）r(/km)x(/km)1橡膠制品廠lgj950.3290.37199.59302294.972農(nóng)機(jī)廠lgj950.3

15、290.371100.45302473.663塑料制品廠lgj1500.220.358123.63387781.64印刷廠lgj950.3290.37192.73302582.965針織廠lgj1200.2660.365139.09344485.786煉油廠lgj1200.2660.365101.82344275.697汽水廠lgj950.3290.371115.91302728.78鉛筆廠lgj1500.220.358154.54387586.2二、主變壓器容量、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的確定(一)、計(jì)算線路的功率損耗1、橡膠制品廠 雙回線路中一回線路的損耗為：雙回線路損耗：p1=2p1=68.3 kwq

16、1=2q1=77.02 kvar則線路的首端功率:p1總= p1+p1=2900+68.3=2968.3 kwq1總= p1 tg+q1=29000.48+77.02=1480.62 kvar2、農(nóng)機(jī)廠 雙回線路中一回線路的損耗為：雙回線路損耗：p2=2p2=104.26 kwq2=2q2=117.56 kvar則線路的首端功率:p2總= p2+p2=2600+104.26=2704.26 kwq2總= p2 tg+q2=26000.75+117.56=2067.56 kvar3、塑料制品廠 線路的功率損耗為：則線路的首端功率:p3總= p3+p3=1600+88=1688 kwq3總= p3

17、 tg+q3=16000.75+143.2=1343.2 kvar4、印刷廠 雙回線路中一回線路的損耗為：雙回線路損耗：p4=2p4=118.44 kwq4=2q4=133.56 kvar則線路的首端功率:p4總= p4+p4=2400+118.44=2518.44 kwq4總= p4 tg+q4=24000.75+133.56=1933.56 kvar5、針織廠 線路的功率損耗為：則線路的首端功率:p5總= p5+p5=1800+67.33=1867.33 kwq5總= p5 tg+q5=18000.75+92.39=1442.39 kvar6、煉油廠 雙回線路中一回線路的損耗為：雙回線路損

18、耗：p6=2p6=57.74 kwq6=2q6=79.24 kvar則線路的首端功率:p6總= p6+p6=2800+57.74=2857.74 kwq6總= p6 tg+q6=28000.62+79.24=1815.24 kvar7、汽水廠 線路的功率損耗為：則線路的首端功率:p7總= p7+p7=1500+92.53=1592.53 kwq7總= p7 tg+q7=15000.75+104.34=1229.34 kvar8、鉛筆廠 線路的功率損耗為：則線路的首端功率:p8總= p8+p8=2000+82.5=1082.5 kwq8總= p8 tg+q8=20000.75+134.25=16

19、34.25 kvar(二)、主變的確定 變壓器二次側(cè)總功率:p總= k(p1總+ p2總+ p3總+ p4總+ p5總+ p6總+ p7總+ p8總)=0.88(2968.3+2704.26+1688+2518.44+1867.33+2857.77+1592.53+2082.5)=16085.61kwq總= kq(q1總+ q2總+ q3總+ q4總+ q5總+ q6總+ q7總+ q8總)=0.92(1480.62+2067.56+1343.2+1933.56+1442.39+1815.24+1229.34+1634.25)=11910.47kvarsn=0.7s總=0.720015.15=

20、14010.605kva選兩臺(tái)容量為16000kva的變壓器并列運(yùn)行sf916000/60有載調(diào)壓電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：型號(hào)額定容量(kva)電壓組合聯(lián)接組別空載損耗（w）負(fù)載損耗（w）空載電流(%)阻抗電壓(%)尺寸(mm)軌距(mm)高壓(kv)分接范圍低壓(kv)長(zhǎng)寬高sf9-16000/601600060+81.25%10yn，d1120240735301.095490391648501475三、補(bǔ)償電容的選擇（一）、計(jì)算變壓器功率損耗變壓器功率損耗：變壓器高壓側(cè)功率： pt=p總+pt=16085.61+98.01=16183.62kw qt=q總+qt=11910.47+144

21、6=13356.47kvar （二）功率因數(shù)的提高1、補(bǔ)償前高壓側(cè)總平均功率因數(shù)取有功月平均負(fù)荷系數(shù)=0.78 無(wú)功月平均負(fù)荷系數(shù)=0.84則功率因數(shù)為:tg=0.892、補(bǔ)償后要求平均功率因數(shù)達(dá)到0.9以上需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量: qc=p(tg1- tg2)=pca(tg1- tg2)=0.7816183.62(0.89-0.484)=5125.03kva電容器的臺(tái)數(shù): bwf11/31501w電容器的技術(shù)參數(shù)如下表：型號(hào)規(guī)格額定電壓（kv）標(biāo)稱容量（kvar）標(biāo)稱電容f相數(shù)外形尺寸長(zhǎng)*寬*高（mm）重量kg參考價(jià)格元/kvar生產(chǎn)廠bwf11/31501w11/315011.81620*130

22、*7006818-補(bǔ)償后平均功率因數(shù)： 功率因數(shù)大于0.9，滿足要求。四、電氣主接線方案設(shè)計(jì)（無(wú)需計(jì)算）五、短路電流的計(jì)算（一）畫(huà)等值抗圖（二）求各元件等值電抗設(shè)d(3)短路容量等于斷路器的額定切斷容量，即：sf=2200mva。取架空線路導(dǎo)線電抗為0.4/km；sf=100mva；ub=uav。則 sf*= sf/sb=2200/100=22系 統(tǒng) 電 抗：x1*=1/sf*=1/22=0.045變壓器 電 抗: x2*=(ud%/100)(sb/sn)=(14.4/100)(100/63)=0.22924kv線路電抗: x3*=xlsb/uav2=0.424100/632=0.242本所變

23、壓器電抗: x4*=(ud%/100)(sb/sn)=(9/100)(100/16)=0.563（三）各點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的短路電流d1點(diǎn)短路時(shí): d2點(diǎn)短路時(shí):短路電流有名值:六、電氣設(shè)備的選擇（一）高壓斷路器的選擇1、60kv側(cè)高壓斷路器的選擇主接線采用內(nèi)橋接線變壓器一次側(cè)斷路器的最大長(zhǎng)期工作電流： 選三臺(tái) sw260/1000 的斷路器型號(hào)un kvin （a）開(kāi)斷電流（ka）開(kāi)斷容量mva極限通過(guò)電流（ka）熱穩(wěn)定電流（ka）固有分閘時(shí)間（s）合閘時(shí)間（s）峰值有效值1s5s10ssw260/100060100024.1250067393020140.060.5因?yàn)殡娫礊椤盁o(wú)限大”系統(tǒng)，=i

24、kp/i=1，取ikp=id1=3.27ka。短路時(shí)間tk=3s1s，導(dǎo)體的發(fā)熱主要由短路電流的周期分量來(lái)決定，可以不計(jì)非周期分量的影響。由=1和短路時(shí)間tk=3s，查書(shū)p269頁(yè)圖96曲線，得：teq=tkp=2.5s短路電流沖擊幅值:ish=1.82ikp=2.55ikp1=2.553.27=8.34ka 60kv側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與所選開(kāi)關(guān)sw260/1000技術(shù)數(shù)據(jù)比較表:計(jì)算數(shù)據(jù)sw260/1000的參數(shù)un60kvun60kvi1max202.23in1000ai”kp3.27kain.oc24.1ka3.2722.5(ka)2s3921(ka)2sish8.34kaif.st67ka 比

25、較可見(jiàn)滿足要求2、10kv側(cè)高壓斷路器的選擇(1) 10kv側(cè)(變壓器二次側(cè))高壓斷路器的最大長(zhǎng)期工作電流:查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)p617頁(yè)表411，三臺(tái)均選sn1010型斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：型號(hào)un kvin （a）開(kāi)斷電流ka開(kāi)斷容量mva極限通過(guò)電流峰值（ka）熱穩(wěn)定電流（2s）（ka）固有分閘時(shí)間（s）合閘時(shí)間（s）sn1010/1000161010001630040160.20.06 短路時(shí)間tk=3s1s。忽略非周期分量的影響teq=tkp=2.5s,取ikp=id2=9.79ka。短路電流沖擊幅值:ish=1.82ikp=2.55ikp1=2.559.79=24.96ka變

26、壓器二次側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與所選開(kāi)關(guān)sn1010技術(shù)數(shù)據(jù)比較表:計(jì)算數(shù)據(jù)sn1010/100016的參數(shù)un10kvun10kvi2.max969.98ain630ai”kp9.79kain.oc16ka9.7922.5(ka)2s1622(ka)2sish24.96kaif.st40ka從上表可見(jiàn)，所選斷路器滿足要求。（2）10kv母線所接各負(fù)荷斷路器的選擇 按最大負(fù)荷電流（鉛筆廠）iw.max=154.54a進(jìn)行選擇：sn1010型斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：型號(hào)un kvin （a）開(kāi)斷電流ka開(kāi)斷容量mva極限通過(guò)電流峰值（ka）熱穩(wěn)定電流（2s）（ka）固有分閘時(shí)間（s）合閘時(shí)間（s）sn10

27、10/630016106301630040160.20.06其技術(shù)數(shù)據(jù)與線路計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)照表：計(jì)算數(shù)據(jù)sn1010/63016的參數(shù)un10kvun10kviw.max154.54ain630ai”kp9.79kain.oc16ka9.7922.5(ka)2s1622(ka)2sish24.96kaif.st40ka 比較可見(jiàn)各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求。（二）、隔離開(kāi)關(guān)的選擇1、60kv側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流i1max=202.23a，由電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)p790表529選gw560g隔離開(kāi)關(guān)，其技術(shù)數(shù)據(jù)列于下表：型號(hào)額定電壓un kv額定電流in （a）動(dòng)穩(wěn)定電流峰值（ka）熱穩(wěn)定電流（2s）（ka）gw560g/600606005014線路計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開(kāi)關(guān)的參數(shù)比較表：計(jì)算數(shù)據(jù)gw560g/600的參數(shù)un60kvun60kvi1max202.23in600ai