興山二次降壓變電所電氣部分設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、第二部分計(jì)算第十章 負(fù)荷計(jì)算和變壓器選擇計(jì)算10.1 變電所的負(fù)荷情況10kV側(cè)負(fù)荷表序號(hào)負(fù)荷名稱遠(yuǎn)期最大負(fù)荷（kw）功率因數(shù)Tmax(h)重要負(fù)荷所占比例回路數(shù)出線方式1化工廠53000.907000702電纜2有機(jī)玻璃廠34000.916800702電纜3有機(jī)化工廠38000.906500752電纜4電線廠45000.906000402電纜5起重機(jī)廠34000.895000402電纜6標(biāo)準(zhǔn)件廠8000.88500001電纜7自來(lái)水廠8000.887500702電纜8城東變電所18000.86300001電纜其他條件：1) 線損率取52) 負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)取0.93) 有功負(fù)荷率取0.75；無(wú)

2、功負(fù)荷率取0.84) 要求變電所的平均功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9以上。10.2 主變壓器的選擇 (1)變電所有功總負(fù)荷： P=5300+3400+3800+4500+3400+800+800+1800=23800(KW) PM=0.9P=0.923800=21420(KW) (2)變電所無(wú)功總負(fù)荷 Q=P1tg(arccos0.9)+ P2tg(arccos0.91)+ P8tg(arccos0.86) =5300tg(arccos0.9)+3400tg(arccos0.91) + +1800 tg(arccos0.86)=11807(kVar) QM=0.9Q=0.911807=10626.3(K

3、W)=(+)1/2=23911（KVA）S單 =(1+5%)70%=0.7239111.05=17574.2（KVA） 根據(jù)負(fù)荷情況，為確保系統(tǒng)供電的安全可靠性，保證設(shè)備和人身安全，并考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度，選定高臺(tái)變電所主變壓器為 SFZ7-20000/63型；兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，連接組別為：表10.1SFZ7-20000/63變壓器主要參數(shù)表序 號(hào)額定電壓（KV）額定 容量（KVA）損耗（KW）阻抗電空載電流10%高壓低壓空載負(fù)載壓UK%SFZ7-20000/636381.25%11/10.520000309990.9第十一章 變壓器無(wú)功補(bǔ)償11.1 補(bǔ)償容量的確定（1）補(bǔ)償前10KV負(fù)荷平均

4、功率因數(shù)考慮到同時(shí)率時(shí)有功與無(wú)功負(fù)荷：P=0.923800=21420 KWQ=0.911807=10626（kVar）P=P(1+5%)= 0.75214201.05=16868.25KWQ=Q(1+5%)=0.8106261.05=8926Kvar補(bǔ)償前的功率因數(shù)cos1=P/=16868.25/=0.88（2）取補(bǔ)償后的功率因數(shù)為： cos2 = 0.93（3）需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量：Qc= P (tg1 - tg2 )=0.75（0.53-0.32）21420=2245(Kvar)根據(jù)計(jì)算取補(bǔ)償容量為2245（Kvar）則選補(bǔ)償電容器為BGF10.5-200-1W型，數(shù)量12臺(tái)實(shí)際補(bǔ)償值為：

5、Qc=2245（10/10.5）=2036（Kvar）（4）校驗(yàn)：計(jì)算補(bǔ)償后高壓側(cè)平均功率因數(shù)與變壓器功率損耗補(bǔ)償后的容量為：S=16868.2+j(8926-2036)=15935KW空載損耗：P0=30（KW），空載電流：I0%=0.9；負(fù)載損耗：Pk=99（KW）阻抗電壓：Uk%=9；變壓器的有功與無(wú)功損耗： PT=nP0+nPK(S/nSN)2=230+29915935/（220000）2=91.42（KW）QT=nI0%/100SN+n(UK%/100) SN( S/2SN)2=20.00920000+20.092000016868/(220000)2=1000（Kvar）補(bǔ)償后高壓

6、側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：PI= 16868+91.42=16959.4（KW）QI= 8926+1000=9926（Kvar）補(bǔ)償后高壓側(cè)的實(shí)際功率因數(shù)為cos2=PI /(QI-Qc) 2+PI21/2=12720/（5695.82+127202）1/2=0.91滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)以上計(jì)算，高臺(tái)變電所所選補(bǔ)償電容器BWF11-200-1W型，數(shù)量12臺(tái)。補(bǔ)償電容器主要參數(shù)如表11.1所示表11.1 補(bǔ)償電容器的參數(shù)表序 號(hào)額定電壓（KV）額定容量（Kar）標(biāo)準(zhǔn)電容(f)相數(shù)BWF11-200-1W112005.261第十二章 短路電流計(jì)算12.1 根據(jù)系統(tǒng)電路圖得出等值電路圖并化簡(jiǎn)12.1.1 系統(tǒng)

7、電路圖 2*50MWcos=0.8Xd=0.1162*63MVAUd%=11.8X=0.173SB=100MVA60km220kv30km2*63MVAUd%=14.260kv44km18km39km22km待設(shè)計(jì)變電所圖12.1 系統(tǒng)電路圖12.1.2 等值電路圖 取 ， 求等值電路圖(圖12.2)中各阻抗標(biāo)幺值如下：圖12.2 等值電路圖 進(jìn)一步化簡(jiǎn)(圖12.3)得:圖12.3 等值電路圖12.1.3K1點(diǎn)短路電流簡(jiǎn)圖圖12.4 K1點(diǎn)短路電流圖 合并前:合并后: 所以:發(fā)電機(jī)F1,F2對(duì)三相短路點(diǎn)K的轉(zhuǎn)移電抗為系統(tǒng)對(duì)三相短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為 0.16查電力系統(tǒng)分析運(yùn)算曲線得0s、1.5s、

8、3s時(shí)的電流標(biāo)么值為:所以至短路點(diǎn)的電流為:當(dāng)取沖擊系數(shù)為K=1.8時(shí)12.1.4 K2短路點(diǎn)（10KV側(cè)發(fā)生短路時(shí)）的計(jì)算取100MVA，Uav，系統(tǒng)各參數(shù)如下：兩臺(tái)主變的參數(shù)為:所以并聯(lián)后的電抗為0.225合并最終化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)如圖12.5所示圖12.5 K2點(diǎn)短路電流圖 根據(jù)交星變換公式：有：發(fā)電機(jī).對(duì)三相短路點(diǎn)K的轉(zhuǎn)移電抗為0.86系統(tǒng)對(duì)三相短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為 0.25發(fā)電機(jī)F1,F2對(duì)三相短路點(diǎn)K的轉(zhuǎn)移電抗為系統(tǒng)對(duì)三相短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為 0.16查電力系統(tǒng)分析運(yùn)算曲線得0s、1.5s、3s時(shí)的電流標(biāo)么值為:所以至短路點(diǎn)的電流為:當(dāng)取沖擊系數(shù)為K=1.8時(shí)第十三章 主要設(shè)備的選擇13.1 6

9、0kV側(cè)斷路器的選擇（通過(guò)最大長(zhǎng)期工作電流選?。?1)=192.45(A) I1.5=7.098（KA） I3=7.26（KA）=7.09（KA） QK= TK (2+10 I21.5+ I23)/12=3(7.092+107.0982+7.262)/12= 151.69（KA2S）表13.1 LW9-63型斷路器主要參數(shù)表型號(hào)額定電壓（KV）額定電流（A）額定開(kāi)斷電流（KA）額定開(kāi)合電流（KA）額定斷路時(shí)耐受電流（4S）（KA）LW9-6363250031.58031.5(2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I2rtr=31.524=992.25（KA2S） QK=151.69（KA2S） 熱穩(wěn)定合格。(3)動(dòng)

10、穩(wěn)定校驗(yàn)：idw=80 KAicj= 1.8I2” 1.87.09=18.04KA動(dòng)穩(wěn)定合格。 表13.2計(jì)算數(shù)據(jù)與斷路器參數(shù)對(duì)照表計(jì) 算 數(shù) 據(jù)LW9-63U 60KVUe 63KVIgmax 192.45AIe 2500AI 7.09KAIekd 31.5KAish 18.04KAiegd 80KAish 18.04KAidw 31.5KAQk 1151.69KA2.SQz= 20204=1600KA2.S所選的斷路器合格。13.2 60kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇（l）通過(guò)最大長(zhǎng)期工作電流選取：I= 192.45 A選擇隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為GW4-63，其主要參數(shù)如表13.3所示表13.3 GW4-6

11、3型斷路器主要參數(shù)表型 號(hào)額定電壓（KV）額定電流（KA）動(dòng)穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）GW4-63636305020(2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)I2rtr=2024=1600 (kA2 S)15169(kA2 S)所以熱穩(wěn)定合格。(3)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)Idw=50 KAicj=18.04KA由Idw icj ,所以動(dòng)穩(wěn)定合格。表13.4計(jì)算數(shù)據(jù)與所選隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)對(duì)照表計(jì) 算 數(shù) 據(jù)GW463技術(shù)數(shù)據(jù)U 63KVUe 63KVIgmax 192.45AIe 630AIsh 18.04KAIegd 50KAQk 151.69KA2.SQz 1600KA2.S所選GW4-63型隔離開(kāi)關(guān)合格13.3 60kV電

12、流互感器的選擇(1)按一次額定電壓和額定電流選擇一次額定電壓：Ue1Uew=60 KV二次額定電流:Ie1I=192.45 A表13.5 LCWB563型號(hào)電流互感器主要參數(shù)型 號(hào)額定電壓額定電流二次組合準(zhǔn)確級(jí)短時(shí)(1s)熱電流(KA)動(dòng)穩(wěn)定電流(KA)LCWB5-6363Kv2200/50.5/B/B0.520-4050-100(2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)I2K21=(400.4)2 =256 (kA2 S)151.69.(kA2 S)所以熱穩(wěn)定合格。(3)部動(dòng)穩(wěn)定核驗(yàn)由于IK=0.41880=45.25 KA18.04 KA，所以動(dòng)穩(wěn)定合格。所選LCWB563型電流互感器合格。13.4 60kV電壓互

13、感器的選擇表13.6TYD66-0.01H型號(hào)電壓互感器主要參數(shù)額定電壓額定負(fù)荷（VA）一次繞組二次繞組剩余電壓繞組二次繞組0.2級(jí)0.5級(jí)1.0級(jí)3P級(jí)66/0.1/0.1150150300100電壓互感器的選擇是根據(jù)額定電壓、裝置種類、構(gòu)造形式、準(zhǔn)確度等級(jí)以與按副邊負(fù)載選擇。由于電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，互感器本身并不遭受短路電流的作用，故不需校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。13.5 60kV母線選擇（1）最大長(zhǎng)期工作電流=192.45(A)（2）選截面=(70005300+68003400+30001800)/(5300+3400+1800)=6064h 查表得 J=0.93(A/mm2

14、) （按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面）S=/J=192.45/0.93=206.7(mm2)選擇60KV母線為L(zhǎng)GJ-210型鋼芯鋁絞線。S=210mm2 長(zhǎng)期允許載流量 = 577A（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)查表得修正系數(shù) K=0.88I=0.88577=507.7A正常運(yùn)行導(dǎo)體溫度=0+（al -0 ）I2gmax/ I2al=35+（70-35）192.452/ 507.72=40.02查表得 C=99熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小截面積為：=/99=106.5(mm2)1154.7A正常運(yùn)行導(dǎo)體溫度=0+（al -0 ）I2/ I2al=35+（70-35）1154.72/13612=60.2查表得 C=91.0

15、8（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： I1.5=28.83（KA） I3=28.96（KA）=28.48（KA） QK= TK (2+10 I21.5+ I23)/12=3(28.482+1028.832+28.962)/12= 2490（KA2S）熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小截面積為：Smin=/89.8=524(mm2)滿足動(dòng)穩(wěn)定要求13.7 10kV開(kāi)關(guān)柜的選擇13.7.1 主要參數(shù)如下本次設(shè)計(jì)中在10kV側(cè)配電裝置為屋布置選用GFC-15P(F)防誤型手車式高壓開(kāi)關(guān)柜。表13.7 GFC-15P(F)型開(kāi)關(guān)柜參數(shù)額定電壓（KV）最高工作電壓（KV）額定關(guān)合電流（KV）額定動(dòng)穩(wěn)定電流（KA）額定熱穩(wěn)定電流（KA

16、）額定熱穩(wěn)定時(shí)間（S）額定電流（A）外形尺寸（mm）1011.580803152630 12508002100220013.7.2 開(kāi)關(guān)柜所配斷路器的選擇根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流選擇：一主一次： I=1.0520000/（10.5）=1154.7A化工廠：I=5300/（10.50.9）=323.8A有機(jī)玻璃廠：I= 3400/（10.50.91）=205.44A有機(jī)化工：I= 3800/（10.50.9）=232.17A電線廠： I= 4500/（10.50.9）=274.94A重機(jī)廠： I= 3400/（10.50.89）=210.06A標(biāo)準(zhǔn)件廠： I= 800/（10.50.88）=49.9

17、8A自來(lái)水廠： I= 800/（10.50.88）=49.98A城東變電所：I=1800/（10.50.86）=115.09A（1）10kV側(cè)分段斷路器各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)與各項(xiàng)計(jì)算數(shù)據(jù)比較如表13.8所示表13.8 分段斷路器與計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì) 算 數(shù) 據(jù)SN10-10U 10KVUe 10KVIgmax 1154.7AIe 2000AI 18.04KAIekd 43.3KAish 72.49KAiegd 130KAish 72.49KAidw 130KAQk 2490KA2.SQz=43.3*43.3*4=7499KA2.S（2）負(fù)荷配出線斷路器、電容器組斷路器如表13.9所示表13.9 SN10

18、-10型斷路器GFC-15P(F)(204)額定電壓額定電流額定短路開(kāi)斷電流額定短路關(guān)合電流額定熱穩(wěn)定電流額定動(dòng)穩(wěn)定電流10KV2000A43.3KA130KA43.3KA/4S130KA表13.10負(fù)荷配出線開(kāi)關(guān)、電容器組開(kāi)關(guān)各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)與各項(xiàng)計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì) 算 數(shù) 據(jù)SN10-10U 10KVUe 10KVIgmax 324.5AIe 2000AI 18.04KAIekd 31.5KAish 72.49KAiegd 130KAish 72.49KAidw 130KAQk 2490kA2.SQz= 43.3*43.3*4=7499 kA2.S13.7.3根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流所選電流互感器為據(jù)以上要求選取 LAJ-10 型電流互感器。具體選擇如下表13.11所示表13.11 LAJ-10 型電流互感器標(biāo)準(zhǔn)件廠自來(lái)水廠城東變電所有機(jī)玻璃廠，電線廠，起重機(jī)廠有機(jī)化工廠化工廠低壓母線CT變比150/5300/5400/51250/5準(zhǔn)確等級(jí)0.5/30.5/30.5/30.5/D（1）熱穩(wěn)定校驗(yàn)I2t=2500= (kA2 S)Q=2490(kA2 S)熱穩(wěn)定滿足（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)idw = 300 KAicj=72.49 KAidwicj動(dòng)穩(wěn)定滿足。所以開(kāi)關(guān)柜所配開(kāi)關(guān)合格13.7.4 根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流所選電壓互感器為： 表13.12 JDZJ-10(246)