第一章-變電所位置及供電電源的確定

1、第 1 章 變電所位置及供電電源的確定1.1 變電所位置的確定本工廠總將壓變電所設(shè)在工廠東北部(附圖 1)1.1.1 變電所具體位置與選址原則(1) 靠電源進(jìn)線側(cè)，接近負(fù)荷中心。(2) 進(jìn)出線方便，遠(yuǎn)離工廠中心區(qū)，不影響工廠廠區(qū)面積的利用。(3) 靠近鐵路專線，便于變、配電設(shè)備運(yùn)輸。(4) 位于煤氣站、鍋爐房等空氣污染源的上風(fēng)側(cè)、環(huán)境潔凈。(5) 與鍛工車間保持足夠距離以免受震動(dòng)影響。(6) 遠(yuǎn)離人員集中區(qū)，有利于安全且便于保衛(wèi)。1.1.2 對(duì)總將壓變電所的要求1. 因工廠距地區(qū)變電所較遠(yuǎn)，聯(lián)系不便，為便于檢修、維護(hù)、管理、控制， 進(jìn)線處應(yīng)設(shè)置油斷路器；2. 根據(jù)規(guī)定，備用電源只有在主電源線路

2、解列及主變壓器故障或檢修時(shí)才允 許投入，因此備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)在正常工作時(shí)必須斷開(kāi)；3. 變壓器二次側(cè)設(shè)油斷路器，與備用電源進(jìn)線斷路器組成備用電源自動(dòng)投入 裝置(BZT，當(dāng)工作母線段失去電壓時(shí)，BZT工作使備用電源自動(dòng)投入；4. 根據(jù)3項(xiàng)，10KV母線應(yīng)分段，母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)正常工作時(shí)投入，重要二級(jí)負(fù) 荷可接在第段母線分段上， 期使主電源停止供電時(shí)， 不使重要負(fù)荷的供電受到影 響；5. 當(dāng)主電源發(fā)生故障時(shí)，本變電所的操作電源來(lái)自備用電源斷路器前的所用 變壓器。根據(jù)以上要求設(shè)計(jì)總降壓變電所主接線圖(附圖 2)1.2 供電電源的確定工廠東北方向6公里處又新建地區(qū)降壓變電所，110/35/10KV,1*2

3、5MVA變壓 器一臺(tái)作為工廠的主電源。此外，有正北方向其他工廠引入 10KV電纜作為備用 電源。第 2 章 變電所的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與主變壓器的選擇2.1 全廠計(jì)算負(fù)荷的確定利用法求得全廠計(jì)算負(fù)荷，見(jiàn)“工礦企業(yè)負(fù)荷計(jì)算表”2.1.1 ABC '法我國(guó)工廠設(shè)計(jì)工作者提出 ABC '法求計(jì)算負(fù)荷，其特點(diǎn)是：1. 運(yùn)用概率論的基本原理找出計(jì)算負(fù)荷與設(shè)備容量之間的關(guān)系；2. 利用單元功率的概念和 AB '列表法，將繁雜的功率運(yùn)算簡(jiǎn)化為臺(tái)數(shù)的 運(yùn)算，使運(yùn)算簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，適宜于工廠設(shè)計(jì)利用。2.1.2 利用 ABC '法求計(jì)算負(fù)荷的公式Pjs DKl（A CA 2B）式中D單臺(tái)等值功率

4、（KW ）, D可取任意值，一般取 D=3KW ;K L 該組用電設(shè)備的利用系數(shù)；ma nKi 1式中 Pei 該組用電設(shè)備中某一單臺(tái)設(shè)備額定功率（ KW）；n 對(duì)應(yīng)于該功率設(shè)備的臺(tái)數(shù)。Ki Ki 1nim 1 Ki 1 Ki 1 n2Ki 1 ni1.5Kl2.2主變壓器的選擇據(jù)設(shè)計(jì)方案的選擇結(jié)果，本期只設(shè)計(jì)1臺(tái)主變壓器即可滿足需要，如圖 4-1所示：型號(hào)SJL1-6300/35聯(lián)接組標(biāo)號(hào)Y, d11空載電流%1.0額定電壓（KV）咼壓低壓35;38.510.5;6.3;3.15阻抗電壓?jiǎn)J 中7.5圖2-1型號(hào)中個(gè)符號(hào)表示意義： S:三相 J:油浸自冷式了L1 :鋁線7:性能水平號(hào)6300:

5、第3章 變電所供電系統(tǒng)的擬定由于地區(qū)變電所只能提供35KV或 10KV中的一種電壓，所以將兩種電壓的優(yōu) 缺點(diǎn)進(jìn)行扼要分析3.1 35KV電壓供電優(yōu)點(diǎn)1）COS要求值低，可以減少提高功率因數(shù)的補(bǔ)償設(shè)備投資;2 ）線路能耗小年運(yùn)行費(fèi)用較節(jié)??；3）電壓損失小。調(diào)壓?jiǎn)栴}容易解決；4）如建設(shè)總降壓變電設(shè)總降壓變電所，工廠便于集中控制管理，易于實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)化；5）有利于工廠的進(jìn)一步擴(kuò)展。3.2 10KV電壓供電優(yōu)點(diǎn)1）不需要投資建設(shè)工廠總降壓變電所；2）占用工廠建設(shè)面積較少；3）根據(jù)工廠年用電量為2175萬(wàn)度計(jì)算，由于二部電價(jià)制，每月電費(fèi)差價(jià)計(jì) 算如下：設(shè)工廠有效生產(chǎn)時(shí)間為10個(gè)月，則每月電費(fèi)差價(jià)為2175

6、0000217500000.5514 63000.582295010 10故以10K V供電可以減少產(chǎn)品成本；4）減輕維護(hù)工作量，減少工作人員。3.3 35KV電壓供電具體核算從計(jì)算負(fù)荷值并考慮到工廠的擴(kuò)展， 需選擇35/10KV、6300KVA變壓器一臺(tái), 建設(shè)工廠總降壓變電所，因此，由供電系統(tǒng)供給工廠的容量，必須在原有計(jì)算負(fù) 荷的基礎(chǔ)上加該變壓器的功率損耗。即P pjs 5428PobPtebPsjsPseb5428 8.2 52 色00 2 5488KW6300Pqjs137810%0rbUd%Pseb Psjs100 Pseb=2260KVAR35KV側(cè)電流為Pjs2卩仆jS、3 35

7、I22.54882 22602<3 35548859350.924'5488cos2,54882 2260考慮到本廠負(fù)荷增長(zhǎng)是逐漸的，為了節(jié)約有色金屬消耗量，根據(jù)允許發(fā)熱條 件選擇導(dǎo)線截面，而為采用電流經(jīng)濟(jì)密度選擇導(dǎo)線截面，于是可選擇導(dǎo)線LGJ-35,并查得本方案投資項(xiàng)目說(shuō)明單價(jià)數(shù)量費(fèi)用（萬(wàn)元）線路綜合投資LGJ-3516變壓器綜合投資SJL-35/10 6300KVA變壓器進(jìn)線SW2-25/1000A1000MVA避雷器及電壓互感器JDJJ-35+FZ-35功率損失引起發(fā)電廠附加投資1000 元/KW217KW共計(jì)3.4 10KV電壓供電具體核算第4章短路電流的計(jì)算町5. io

8、:- r -i= QC MV ASdmax 580MVASdmin 265MVAL 5kmXO 0.4 / kmSN 10MVAVs% 7.5設(shè)基準(zhǔn)容量SB 100MVA計(jì)算電抗將所有電抗歸算到35kV側(cè)：系統(tǒng)電抗 X1*=Xsmax*=SB/Sdmax=100/580=0.172 (最大運(yùn)行方式下)X1*=Xsmin*=SB/Sdmin=100/265=0.377 (最小運(yùn)行方式下)架空線路電抗 X2*=XL*=X0L(SB/VB12) =0.4X 5X 100/372=0.146變壓器電抗 X3*=XT1*=(SS%/100)X( SB/ST1)=(7.5/100) X (100/10)=

9、0.755.2最大運(yùn)行方式下的短路點(diǎn)計(jì)算5.2.1 d1點(diǎn)的短路電流計(jì)算10kV母線側(cè)沒(méi)有電源，無(wú)法向35kV側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)，則 d1點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值為:I d1* ”=3.1451 = 1X1*X2*0.1720.146換算到35kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值'SB100I = I d1* X 一B=3.145X= 4.908kAv'3U BJ 3 37根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)規(guī)定, 的衰減時(shí)，遠(yuǎn)離發(fā)電廠的地點(diǎn)（變電所）取電流沖擊系數(shù)Kch = 1.8，當(dāng)不計(jì)周期分量短路電流全電流最大有效值Ich = . 1 2(Kch 1)2 X | = -12(1.8 1

10、)2 X 4.908=7.41kA當(dāng)不計(jì)周期分量衰減時(shí)，短路電流沖擊電流ich = 2 Kch X | = 2 X 1.87X | = 2.55X | = 2.55X 4.908= 12.515 kA短路容量 S =3 UB X 1 = ,3 X 37 X 4.908 =314.52MVA5.2.2 d2點(diǎn)的短路電流計(jì)算10kV母線側(cè)沒(méi)有電源，無(wú)法向35kV側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)，則 d2點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值為：I d1* ”=0.936X1* X2* X3* 0.172 0.146 0.75換算到10kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值1 = I d1* "氷 SB=0.936X100=5

11、.15kA<3U B<3 10.5根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)規(guī)定，遠(yuǎn)離發(fā)電廠的地點(diǎn)(變電所)取電流沖擊系數(shù)Kch = 1.8，當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)，短路電流全電流最大有效值Ich = .1 2(Kch 1)2 X | = . 12(1.8 1)2 X 5.15=7.78kA當(dāng)不計(jì)周期分量衰減時(shí)，短路電流沖擊電流ich = 2 Kch X | = 2 X 1.87X | = 2.55X | = 2.55X 5.15= 13.133kA短路容量 S =3 UB X | =3 X 10.5X 5.15 =93.66MVA5.3最小運(yùn)行方式下的短路點(diǎn)計(jì)算5.3.1 d1點(diǎn)的短路電流計(jì)

12、算同上所得，則d1點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值為:I d1* ”=1.9121 二 1X1*X2*0.3770.146ff=I d1* X SB=1.912X<3UB100.337=2.983KA換算到35kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)規(guī)定,遠(yuǎn)離發(fā)電廠的地點(diǎn)(變電所)取電流沖擊系數(shù)Kch = 1.8，當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí),短路電流全電流最大有效值Ich =1 2(Kch 廳 X | = 12(1.8 廳 X 2.983=4.505kA當(dāng)不計(jì)周期分量衰減時(shí)，短路電流沖擊電流ich = .2 Kch X | = .2 X 1.87X | = 2.55X | = 2.55X2.

13、983= 7.61kA短路容量 S = 3 UB X | =3 X 37X 2.983=191.16MVA532 d2點(diǎn)的短路電流計(jì)算10kV母線側(cè)沒(méi)有電源，無(wú)法向35kV側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)，則d2點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值為:I d1* ”X1*X2*X3*0.37710.146=0.7850.75換算到10kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值ff=I d1* XSB =0.785Xv'3U b100310.5=4.317KAKch = 1.8，當(dāng)不計(jì)周期分量根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)規(guī)定， 遠(yuǎn)離發(fā)電廠的地點(diǎn)（變電所）取電流沖擊系數(shù)的衰減時(shí)，短路電流全電流最大有效值Ich = J 2(Kc

14、h 1)2 X1 = 12(1.8 1)2 X 4.317=6.519kA當(dāng)不計(jì)周期分量衰減時(shí)，短路電流沖擊電流ich = 2 Kch X | = 2 X 1.87X | = 2.55X | = 2.55X 4.317= 11.008kA短路容量 S =3 UB X | =3 X 10.5X 4.317=78.51MVA以上計(jì)算結(jié)果如圖5-2所示運(yùn)行方式短路點(diǎn)Id/kAich/kAIch/kASd/MVA最大D14.90812.5157.41314.52運(yùn)行方式D25.1513.1337.7893.66最小D12.9837.614.505191.16運(yùn)行方式D24.31711.0086.519

15、78.51第5章電氣設(shè)備的的選擇按照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，本所計(jì)量在 35kV側(cè)，因此二次繞組準(zhǔn)確度選擇：計(jì) 量、測(cè)量繞組0.5級(jí)，保護(hù)繞組10P級(jí)，單相接地監(jiān)測(cè)繞組10P級(jí)。661.6型號(hào)、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終 35kV電壓互感器型號(hào)及參數(shù)為：戶外油浸式JDJJ2-35kV 34.5/ 3 : 0.1/ 3 : 0.1/ 3 : 0.1 kV 0.5 30VA/10P 30VA/10P 30VA。6.6.2 10kV電壓互感器的參數(shù)計(jì)算與選擇6.6.2.1 10kV電壓互感器的配置原則：1) 為監(jiān)視線路電壓和滿足計(jì)量、保護(hù)裝置的需要，在10kV的I、II段母線 側(cè)裝設(shè)三相電壓互感器。本站10

16、kV配電裝置為戶外式，因此電壓互感器也為戶內(nèi)干式。2) 根據(jù)10kV保護(hù)和測(cè)量、計(jì)費(fèi)的需要，電壓互感器二次繞組應(yīng)分別配置 計(jì)量、測(cè)量、保護(hù)三種繞組，對(duì)應(yīng)的組別分別為：一次側(cè)星形，二次側(cè)計(jì)量測(cè)量、 保護(hù)為星形，單相接地監(jiān)測(cè)為開(kāi)口三角。6.6.2.2 一次額定電壓選擇一次額定電壓為Un=10kV，允許一次電壓波動(dòng)范圍為 U=10kV ± 10%。二次額定電壓選擇根據(jù)一次繞組接入方式為接入相電壓上，電壓互感器測(cè)量、計(jì)量和保護(hù)繞組二次額定電壓為Un=0.1廠3 kV，單相接地繞組二次額定電壓為 Un=0.1kV。額定容量選擇為保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，其二次側(cè)所接負(fù)荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額

17、定容量Se2。即：Se2 > S2 = Ie22z2fz2f = Vy + Vj + Vd + Vc (Q)Vy 測(cè)量?jī)x表電流線圈電阻Vj 繼電器電阻Vd 連接導(dǎo)線電阻Vc 接觸電阻一般取0.1 Q按照常規(guī)設(shè)計(jì)，一般二次繞組額定容量為：計(jì)量、測(cè)量75VA，保護(hù)、接地監(jiān)測(cè)30VA。6.625準(zhǔn)確度選擇根據(jù)慣例，二次繞組準(zhǔn)確度選擇：計(jì)量、測(cè)量繞組0.5級(jí)，保護(hù)繞組10P級(jí), 單相接地監(jiān)測(cè)繞組10P級(jí)。型號(hào)、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終10kV電壓互感器型號(hào)及參數(shù)為：戶內(nèi)干式JDZJ1-10kV10/ .3 : 0.1/ 3 : 0.1/ 3 : 0.1 kV 0.5 75VA/10P 30VA/10P 30VA。6.7 10kV高壓柜的選擇根據(jù)