石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)優(yōu)選

1、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)題 目石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)系 別學(xué)生姓名專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師 劉瑞靜職稱2014 年6月 11日1 / 25word.（一） 設(shè)計(jì)題目石油二機(jī)廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)（二）設(shè)計(jì)要求要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(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、 類型，選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線， 確定二次回路 方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，最后定出設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（三）設(shè)計(jì)依據(jù).工廠平面圖圖.工廠負(fù)荷情況：本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)

2、荷利用小時(shí)為3500h,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)2 / 25word.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。廠房編P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3000.40.7照明60.71.02鍛壓車間動(dòng)力4000.30.65照明80.71.03金工車間動(dòng)力4000.30.65照明90.71.04電鍍車間動(dòng)力2000.60.8照明70.71.05熱處理車間動(dòng)力2000.60.8照明80.71.06裝配車間動(dòng)力2000.40.7照明70.71.07機(jī)修車間動(dòng)力2

3、000.30.65照明40.71.08鍋爐房動(dòng)力800.60.65照明20.71.09倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.30.7照明20.71.0生活區(qū)照明2000.71.0.供電電源情況:按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用協(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)線牌號(hào)為 LGJ-95導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距 為1m;干線首端（即電力系統(tǒng)的饋電變電電站）距離本廠約10km,該干線首端所裝高壓斷路器500MVA,此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流 保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為 2s。為 滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單

4、位取得備用電3 / 25word.源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度達(dá)100km,電纜線路總長(zhǎng)度達(dá)30km。.氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為 38 C,年平均氣溫為23C,年最 低氣溫為-8 C ,年最熱月平均最高氣溫為 33 C ,年最熱月平均氣溫 為26C,年最熱月地下0.8處平均溫度為25Co當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁| 北風(fēng)，年雷暴是數(shù)為20。.工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于 0.92 。4 / 25word. TOC o 1-5 h z 前言 6 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 一、負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算及補(bǔ)償 6 HYPERL

5、INK l bookmark12 o Current Document 二、變電所位置和形式的選擇10 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 三、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇10 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 四、短路電流的計(jì)算12 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 五、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 14 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 六、變電所高、低壓線路的選擇 17 HYPER

6、LINK l bookmark40 o Current Document 七、變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定 19 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 八、附錄參考文獻(xiàn) 22 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 九、收獲和體會(huì)23 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 十、設(shè)計(jì)圖樣235 / 25word.課程設(shè)計(jì)是教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以鞏固本課程理論 知識(shí)，掌握供配電設(shè)計(jì)的基本方法，通過(guò)解決各種實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解

7、決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力，同時(shí)對(duì)電力工業(yè)的有關(guān)政策、 方針、技術(shù)規(guī)程有一 定的了解，在計(jì)算、繪圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明書等方面得到訓(xùn)練，為今后的工作奠定基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)可分為九部分：負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算及補(bǔ)償；變電所位置和形式 的選擇；變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇；短路電流的計(jì)算；變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；變電所高、低壓線路的選擇；變電所二次回路方案 選擇及繼電保護(hù)的整定；防雷和接地裝置的確定；心得和體會(huì)；附參考文獻(xiàn)。負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算及補(bǔ)償廠房編R用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量kW需要系數(shù)功率因多1鑄造車間動(dòng)力3000.40.7照明60.71.02鍛壓車間動(dòng)力4000.30.65照明80

8、.71.03金工車間動(dòng)力4000.30.65照明90.71.04電鍍車間動(dòng)力2000.60.8照明70.71.05熱處理車間動(dòng)力2000.60.8照明80.71.06裝配車間動(dòng)力2000.40.7照明70.71.07機(jī)修車間動(dòng)力2000.30.65照明40.71.08鍋爐房動(dòng)力800.60.65照明20.71.09倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.30.7照明20.71.0生活區(qū)照明2000.71.06 / 25word.（一）負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算在負(fù)荷計(jì)算時(shí)，采用需要系數(shù)法對(duì)各個(gè)車間進(jìn)行計(jì)算， 并將照明和動(dòng)力部分分 開(kāi)計(jì)算，照明部分最后和宿舍區(qū)照明一起計(jì)算。具體步驟如下。.鑄造車間：動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是

9、300kWP30(21)382 0.35 133.7kWQ30(21)133.7 1.14 152.418k var00(21),133.72 152.4182202.75kVAI 30(21)202.75kVA1.732 0.38kV308.06A照明部分：取設(shè)備容量是10kWP3o（22）10kW 0.8 8kW ； Q30（22）0.金工車間：動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是 482kWP30)482 0.26 125.32kW ()Q30(31) 125.32 1.23 154.1436kvar一一 一 2一 2 一一$0(31)125.32154.1436198.66kVA198.66kVA1

10、30(31) 301.84A1.732 0.38kV照明部分：取設(shè)備容量是10kWP3o(42)10kW 0.8 8kW ； Q30(42)0.電鍍車間：動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是382kWP3o(4i)382 0.52 198.64kWQ30(41) 198.64 0.80 158.92kvarG0(41)198.642 158.922254.38kVAI 30(41)254.38kVA1.732 0.38kV386.51A照明部分：取設(shè)備容量是10kWP3o(62)10kW 0.8 8kW ； Q30(62)0().裝配車間：動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是 282kW7 / 25word.P30(51

11、)282 0.36 101.52kWQ30(51) 101.52 0.99 100.51k var00(51).101.522 100.512 142.85kVAI 30(51)142.85kVA1.732 0.38kV217.05A照明部分：取設(shè)備容量是10kWP30(82)10kW 0.8 8kW； Q30(82)0().機(jī)修車間：動(dòng)力部分，取設(shè)備容量是282kWP30(61)282 0.28 78.96kWQ30(61) 78.96 1.11 87.65k var 00(61).78.962 87.652117.97kVAI 30(61)117.97kVA1.732 0.38kV179.

12、24A照明部分：取設(shè)備容量是5kWP30(92)5kW 0.8 4kW ; Q30(92)06.生活區(qū)照明，P30(61)482 0.75316.5kW 0 Q30(h)0另外，所有車間的照明負(fù)荷：P30 40kW取全廠的同時(shí)系數(shù)為：K p 0.95, pK q 0.97,則全廠的計(jì)算負(fù)荷為:6P300.95( P30(i1) P30)0.95 (990.64 40) 979.108kWi 16Q30 0.97Q30(i1) 0.97 653.72 643.11kvari 1Go 97910, 643112 116651kVA ; I30要.51ks1772.38A.3 0.38kV(二)無(wú)功

13、功率補(bǔ)償由以上計(jì)算可得變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：S30 1166.51kVA這時(shí)低壓側(cè)的功率因數(shù)為：cos979.108 0.839()1166.518 / 25word.為使高壓側(cè)的功率因數(shù)0.90 ,則低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于0.90 ,?。篶os 0.95。要使低壓側(cè)的功率因數(shù)由0.85提圖到0.95 ,則低壓側(cè)需裝設(shè) 的并聯(lián)電容器容量為：Qc 979.108 （tan arccos0.839 tanarccos0.95）k var 313.31kvar?。篞c =335kvar則補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為:S30(2)979.1082 (643.11 335)2 102

14、6.44k VA計(jì)算電流I301026.44kA3 0.38kV1559.56 A變壓器的功率損耗為：R 0.015S30(2) 0.015 979.35kVA 14.69kW_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . .Qt 0.06S 30(2) 0.06 979.35kVA 58.761kvar變電所局壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：P 30(1)979.35kW 58.761kW 1038.111kWQ 30(1)(643.11 335)k var 58.76kvar366.87kvarS30（i）1038.112 366.872kVA 1101.03kVA I3o（i）1101.03XA167

15、2.89A3 0.38kV補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：cos 1 型11 0.943滿足（大于0.90）的要求。 1101.03（三）年耗電量的估算年有功電能消耗量及年無(wú)功電能耗電量可由下式計(jì)算得到：年有功電能消耗量：WPP30T年無(wú)功電能耗電量：WQ30T結(jié)合本廠的情況，年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) T為4200h,取年平均有功負(fù)荷系數(shù)0.72,年平均無(wú)功負(fù)荷系數(shù)0.78。由此可得本廠：年有功耗電量： Wpa 0.72 979.108kW 4200h 2960822.59kWh ；年無(wú)功耗電量： Wa 0.78 643.11k var 4200h 2106828.36kWh 0 qa9 / 25word.二變電

16、所位置和形式的選擇由于本廠有二級(jí)重要負(fù)荷，考慮到對(duì)供電可靠性的要求，采用兩路進(jìn)線，一 路經(jīng)10kV公共市電架空進(jìn)線（中間有電纜接入變電所）；一路引自鄰廠高壓聯(lián)絡(luò) 線。變電所的形式由用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定， 根據(jù)變電所位置和 形式的選擇規(guī)定及GB5005% 1994的規(guī)定，結(jié)合本廠的實(shí)際情況，這里變電所 采用單獨(dú)設(shè)立方式。三變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)， 宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器：有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中 負(fù)荷較大。結(jié)合本廠的情況，考慮到二級(jí)重要負(fù)荷的供電安全可靠，

17、故選擇兩臺(tái)主變壓器。變電所主變壓器容量選擇每臺(tái)變壓器的容量Snt應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：1）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足：Snt （0.6 0.7） S302）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足：Snt 00（111）,即滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷需求。代入數(shù)據(jù)可得：=SNT （0.60.7 ） X 999.258= （599.6648699.4806） kV A。又考慮到本廠的氣象資料（年平均氣溫為 23 C）,所選變壓器的實(shí)際容量：取最大 SN T =699.480610 / 25word.SNT實(shí)（1 0.08） SNT 643.522KVA也滿足使用要求，同時(shí)又考慮到未來(lái)510年的負(fù)荷發(fā)展，初

18、步取Snt=1000W A o考慮到安全性和可靠性的問(wèn)題，確定變壓器為SC3系列箱型干式變壓器。型號(hào)：SC3-1000/10 ,其主要技術(shù)指標(biāo)如下表 所示：變壓器型號(hào)額定容量/ kV A額定電壓/kV聯(lián)結(jié)組型號(hào)損耗/kW空載電流I。短路阻抗Uk%高壓低壓空載負(fù)載SC3-1000/10100010.50.4Dyn112.457.451.36（附：參考尺寸（mm：長(zhǎng)：1760 寬：1025 高：1655 重量（kg）: 3410）（三）變電所主接線方案的選擇方案I :高、低壓側(cè)均采用單母線分段。優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì) 重要用戶可以從不同母線段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供電；當(dāng)一段母線故障時(shí),

19、 分段斷路器自動(dòng)切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停 電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)該母線各出線須停電；當(dāng)出線為 雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。方案 單母線分段帶旁路。優(yōu)點(diǎn)：具有單母線分段全部?jī)?yōu)點(diǎn)，在檢修斷路器時(shí) 不至中斷對(duì)用戶供電。缺點(diǎn)：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。方案出：高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段。優(yōu)點(diǎn)：任一主變壓器檢修或發(fā)生故 障時(shí)，通過(guò)切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。缺點(diǎn)：在高壓母線或 電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍需停電。11 / 25word.以上三種方案均能滿足主接線要求， 采用三方案時(shí)

20、雖經(jīng)濟(jì)性最佳，但是其可 靠性相比其他兩方案差；采用方案二需要的斷路器數(shù)量多，接線復(fù)雜，它們的經(jīng) 濟(jì)性能較差；采用方案一既滿足負(fù)荷供電要求又較經(jīng)濟(jì)，故本次設(shè)計(jì)選用方案I。根據(jù)所選的接線方式，畫出主接線圖，參見(jiàn)附圖變電所電氣主接線圖 。四短路電流的計(jì)算本廠的供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖（一）所示。采用兩路電源供線，一路為距本廠6km的饋電變電站經(jīng)LGJ-185架空線（系統(tǒng)按電源計(jì)），該干線首段所裝高壓 斷路器的斷流容量為500MV A; 一路為鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線。下面計(jì)算本廠變電所 高壓10kV母線上k-1點(diǎn)短路和低壓380V母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短 路容量。8系統(tǒng)GQF架空線L=6KM鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線

21、10KVSC3-1000/10K-1K-2SC3-1000/10圖（一）卜面采用標(biāo)么制法進(jìn)行短路電流計(jì)算0確定基準(zhǔn)值：0.4kV取 Sd 100 MV A, Uc1 10.5kV , Uc2I d1Sd3Ud100MV A5.500kA,3 10.5kVI d2Sd- 3U C2100MV A144.000kA,3 0.4kV12 / 25word.計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值 ：（忽略架空線至變電所的電纜電抗）1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么化X: 100MV A 0.200500MV A2）架空線路的電抗標(biāo)么值：查手冊(cè)得 X。0.35 /km,因此：100 MV A X20.35( /km)

22、 6km1.904(10.5kV)23）電力變壓器的電抗標(biāo)么值：由所選的變壓器的技術(shù)參數(shù)得 Uk% 6,因此:X46 100MV A100 1000kV A6.000可繪得短路等效電路圖如圖（二）所示1/0.2K-2K-13/6.02/1.9044/6.0圖（二）計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)么值：X*（k 1） X1X20.200 1.904 2.1042）三相短路電流周期分量有效值：Ik3）120kA 2.614kAX （k 1）2.1043）其他三相短路電流：I （3）Ilk3）1 2.614kAi!3）2.55 2.614kA 6.666 kA 1黑

23、 1.51 2.614kA 3.947kA4）三相短路容量：Sk3）1Sd100MV A 47.529MV AX （k 1）2.104（四）計(jì)算k-2點(diǎn)短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1） 總電抗標(biāo)么值：X （k 2）X1 X2 （X3IIX4）0.200 1.904 6/2 5.10413 / 25word.2)三相短路電流周期分量有效值：l3)21d214% 28.213kAX (k 2)5.1043)其他三相短路電流：I (3)心1k(3)2 28.213 kA需 1.84 28.213kA 51.912kA 1%)1.09 28.213kA 30.752 kA4)三相短路容

24、量：Sk3)2100MV A 19.592MV AX(k2)5.104五變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)(一)變電所高壓一次設(shè)備的選擇根據(jù)機(jī)械廠所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓側(cè)采用天津市長(zhǎng)城電器有限公司生產(chǎn) 的JYN2-10 (Z)型戶內(nèi)移開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。此高壓開(kāi)關(guān)柜的型號(hào)： JYN2-10/4ZTTA (說(shuō)明：4: 一次方案號(hào)；Z:真空斷路器；T:彈簧操動(dòng)；TA : 干熱帶)。其內(nèi)部高壓一次設(shè)備根據(jù)本廠需求選取，具體設(shè)備見(jiàn)附圖變電所電 氣主接線圖。初選設(shè)備：高壓斷路器：ZN24-10/1250/20高壓熔斷器：RN2-10/0.5 -50電流互感器：LZZQB6-10-0.5-200/5電壓互

25、感器：JDZJ-10接地開(kāi)關(guān)：JN-3-10/25母線型號(hào)：TMY-3 (50 4); TMY-3 (80 10) +1(60 6)絕緣子型號(hào)：ZA-10Y抗彎強(qiáng)度：Fal 3.75kN (戶內(nèi)支柱絕緣子)從高壓配電柜引出的10kV三芯電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，型號(hào)：YJV-3 50,無(wú)鋼鎧護(hù)套，纜芯最高工作溫度 90： C。(二)變電所高壓一次設(shè)備的校驗(yàn)根據(jù)高壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和條件，在據(jù)電壓、電流、斷流能力 選擇設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)所選的高壓側(cè)設(shè)備進(jìn)行必需的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)和熱穩(wěn)定度校 驗(yàn)。1 .設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)1)高壓電器動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)14 / 25word.校驗(yàn)條件：imax i;Im

26、axI S3)由以上短路電流計(jì)算得iS3) = 6.666kA; 1普=2.614kAo并查找所選設(shè)備 的數(shù)據(jù)資料比較得：高壓斷路器 ZN24-10/1250/20 imax=50kA 6.666kA ,滿足條件；電流互感器 LZZQB6-10-0.5-200/5imax =79kA 6.666kA ,滿足條件；JN-3-10/25 接地開(kāi)關(guān)imax=63 kA 6.666kA ,滿足條件。2)絕緣子動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)校驗(yàn)條件：Fal Fc(3)母線采用平放在絕緣子上的方式，則：Fc f 向雷 J_ 10 7n/A (0.05m)0.004m6 3 1.67 10 m 6 (其中 a=200mm l

27、 =900mm a所以：Fc(3) = 73(6.666kA)2 09m 107N/A2 34.63N 3.75kN 滿足要求。0.2m3)母線的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)條件：al c TMY母線材料的最大允許應(yīng)力al=140MPa10kV母線的短路電流IS；)=3.947kA; iS7 =6.666kA三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力:Fc(3) =、,3(6.666kA)2 01ml 10 7N/A2 34.63N母線的彎曲力矩:M21034.63N 09m 3.12N m10母線的截面系數(shù):母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力:M 3.12N mc6W 1.67 1061.87MPa可得，al=140MPa c=

28、1.87MPa ,滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求。2 .高壓設(shè)備的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)1)高壓電器熱穩(wěn)定性校驗(yàn)2(3)2 xIt=31.5kA,t=4s ;1t =25kA,t=4s 。取校驗(yàn)條件：1tt I tma查閱產(chǎn)品資料：高壓斷路器:電流互感器：1t =44.5kA ,t=1s ; 接地開(kāi)關(guān)：15 / 25word.timatop toc 0.7 0.1 0.8s, I=2.614kA,將數(shù)據(jù)代入上式，經(jīng)計(jì)算以上電器均滿足熱穩(wěn)定性要求。2）高壓母線熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件：A0十片查產(chǎn)品資料，得銅母線的C=171AS2 ,取mmtima0.75s o母線的截面:2 2A=504 mm =200mm允許的最小截面

29、:Amin.0.75s2.614kA 、s171A-2 mm一一 213.24mm從而，AAmin，該母線滿足熱穩(wěn)定性要求3）高壓電纜的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件：A 產(chǎn)得允許的最小截面:Amin2.614kA0.75ss 171A2 mm一一 213.24mmAmin ,該電纜滿足熱穩(wěn)定性要求所選電纜YJV-3 50的截面A=50mm2從而，A（三）變電所低壓一次設(shè)備的選擇低壓側(cè)采用的也是天津長(zhǎng)城電器有限公司生產(chǎn)的GGD型低壓開(kāi)關(guān)柜:低壓斷路器：NA1型智能萬(wàn)能斷路器低壓熔斷器：DW15-2000電流互感器：LMZJ1-0.5-2000/5A母線型號(hào)：TMY-3 （80 10） +1（60 6）另

30、外，無(wú)功補(bǔ)償柜選用2個(gè)GCJ1-01H柜子，采用自動(dòng)補(bǔ)償，滿足補(bǔ)償要求。（四）變電所低壓一次設(shè)備的校驗(yàn)由于根據(jù)低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和條件 進(jìn)行的低壓一次側(cè)設(shè)備選 擇，不需再對(duì)熔斷器、刀開(kāi)關(guān)、斷路器進(jìn)行校驗(yàn)。關(guān)于低壓電流互感器、電壓互16 / 25word.感器、電容器及母線、電纜、絕緣子等校驗(yàn)項(xiàng)目與高壓側(cè)相應(yīng)電器相同，這里僅 列出低壓母線的校驗(yàn)：380kV側(cè)母線上母線動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：校驗(yàn)條件：al cTMY母線材料的最大允許應(yīng)力al=140MPa380kV母線的短路電流iSh)=51.912kA; IS；)=30.752kA三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為:F(3)3 (51.912kA)20

31、9m 107N/A2 2100.37N0.2m母線的彎曲力矩:M2102100.37 N 0.9m . 189.033N m10母線的截面系數(shù):b2hW 6(0.08m)2 0.01m5 31.07 10 m6母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力:189.033N m , 5-17.67MPa1.07 10 5m3可得，al=140MPa c=17.67MPa,滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求。380V側(cè)母線熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：校驗(yàn)條件：A 4所=I匹C查產(chǎn)品資料，得銅母線的C=171A/，取tima 0.75s 0 mm母線的截面： A=8010 mm2 =800mm2允許的最小截面：Amin 28.213kA 0.75s

32、142.88mm2s171A-2mm從而，A Amin ,滿足熱穩(wěn)定性要求。六 變電所高、低壓線路的選擇為了保證供電的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)，選擇導(dǎo)線和電纜時(shí)應(yīng)滿足下列條 件：發(fā)熱條件；電壓損耗條件；經(jīng)濟(jì)電流密度；機(jī)械強(qiáng)度。17 / 25word.根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：一般10KV及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā) 熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)于低壓照明線路, 因?qū)﹄妷核揭筝^高，通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和 機(jī)械強(qiáng)度。（一）高壓線路導(dǎo)線的選擇架空進(jìn)線后接了一段交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜YJV-3 50做引入線（直埋）高壓側(cè)計(jì)算電流I30 65.7

33、0A所選電纜的允許載流量：, lai 125A I30 65.70A滿足發(fā)熱條件。（二）低壓線路導(dǎo)線的選擇由于沒(méi)有設(shè)單獨(dú)的車間變電所，進(jìn)入各個(gè)車間的導(dǎo)線接線采用TN-C-S系統(tǒng);從變電所到各個(gè)車間及宿舍區(qū)用埋地電纜供電，電纜采用VV22型銅芯交聯(lián)聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，根據(jù)不同的車間負(fù)荷采用不同的截 面。其中導(dǎo)線和電纜的截面選擇滿足條件：1）相線截面的選擇以滿足發(fā)熱條件即，lai I30；2）中性線（N線）截面選擇，這里采用的為一般三相四線，滿足 A 0.5A ;3）保護(hù)線（PE線）的截面選擇一、A 35mm2 時(shí)，APE 0.5A ;二、A 16mm2 時(shí)，Ape A三、1

34、6mm2 A 35mm2 時(shí)，APE 16mm24）保護(hù)中性線（PEN的選擇，?。∟線）與（PE）的最大截面。結(jié)合計(jì)算負(fù)荷，可得到由變電所到各個(gè)車間的低壓電纜的型號(hào)為: 電鍍車間：VV22-1KV-3X 120+1X70 三根并聯(lián);鑄造車間：VV22-1KV-3X 240+1X 12 兩根并聯(lián);lai 207 3 621A 455.82Alal 310 2 620A 362.58Alal 264 2 528A 344.42A裝配車間：VV22-1KV-3X 70+1X 50兩根并聯(lián);lal 152 2 304A 269.64A金工車間：VV22-1KV-3X 185+1X95 兩根并聯(lián);18

35、/ 25word.機(jī)修車間：VV22-1KV-3X 50+1X35 兩根并聯(lián)；1al 129 2 258A 222.24A另外，送至各車間的照明線路采用：銅芯聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線BV型號(hào)。七 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定（一）二次回路方案選擇1）二次回路電源選擇二次回路操作電源有直流電源，交流電源之分。蓄電池組供電的直流操作電源帶有腐蝕性， 并且有爆炸危險(xiǎn)；由整流裝置供 電的直流操作電源安全性高，但是經(jīng)濟(jì)性差?？紤]到交流操作電源可使二次回路大大簡(jiǎn)化，投資大大減少，且工作可靠，維護(hù)方便。這里采用交流操作電源。2）高壓斷路器的控制和信號(hào)回路高壓斷路器的控制回路取決于操作機(jī)構(gòu)的形式和操作電源的

36、類別。結(jié)合上面設(shè)備的選擇和電源選擇，采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路。3）電測(cè)量?jī)x表與絕緣監(jiān)視裝置這里根據(jù)GBJ63-1990的規(guī)范要求選用合適的電測(cè)量?jī)x表并配用相應(yīng)絕緣監(jiān)視 裝置。a） 10KV電源進(jìn)線上：電能計(jì)量柜裝設(shè)有功電能表和無(wú)功電能表； 為了解負(fù)荷電 流，裝設(shè)電流表一只。b）變電所每段母線上：裝設(shè)電壓表測(cè)量電壓并裝設(shè)絕緣檢測(cè)裝置。c）電力變壓器高壓側(cè)：裝設(shè)電流表和有功電能表各一只。d） 380V的電源進(jìn)線和變壓器低壓側(cè)：各裝一只電流表。e）低壓動(dòng)力線路：裝設(shè)電流表一只。4）電測(cè)量?jī)x表與絕緣監(jiān)視裝置在二次回路中安裝自動(dòng)重合閘裝置 （ARD （機(jī)械一次重合式）、備用電源自動(dòng) 投入裝

37、置（APD。（二）繼電保護(hù)的整定19 / 25word.繼電保護(hù)要求具有選擇性，速動(dòng)性，可靠性及靈敏性。由于本廠的高壓線路不很長(zhǎng)，容量不很大，因此繼電保護(hù)裝置比較簡(jiǎn)單線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)和瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保 護(hù)；對(duì)線路的單相接地保護(hù)采用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變電所高壓母線上，動(dòng)作于信號(hào)。繼電保護(hù)裝置的接線方式采用兩相兩繼電器式接線；繼電保護(hù)裝置的操作方式采用交流操作電源供電中的“去分流跳閘”操作方式（接線簡(jiǎn)單，靈敏可靠）；帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)采用反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置。型號(hào)都采用GL-25/10。其優(yōu)點(diǎn)是：繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，可采用交流操作，運(yùn)

38、行簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，投資大大降低。此次設(shè)計(jì)對(duì)變壓器裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、速斷保護(hù)裝置；在低壓側(cè)采用相關(guān)斷路 器實(shí)現(xiàn)三段保護(hù)。1）變壓器繼電保護(hù)變電所內(nèi)裝有兩臺(tái)10/0.4 kV 1000kV A的變壓器。低壓母線側(cè)三相短路電 流為Ik3） 28.213kA,高壓側(cè)繼電保護(hù)用電流互感器的變比為200/5A,繼電器采用GL-25/10型，接成兩相兩繼電器方式。下面整定該繼電器的動(dòng)作電流，動(dòng)作 時(shí)限和速斷電流倍數(shù)。a）過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定：Krei 1.3,Kre 0.8, Kw 1, Ki 200/5 40Il max 2 2Iint 4 1000kV A/（3 10kV） 230.95A 13 1故其動(dòng)作

39、電流：Io -230.95A 9.38Ap 0.8 40動(dòng)作電流整定為9A。b）過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定由于此變電所為終端變電所，因此其過(guò)電流保護(hù)的10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)限整定為0.5s。c）電流速斷保護(hù)速斷電流倍數(shù)整定取 Krel 1.5, Ikmax 28.213kA 0.40KV /10kV 1128.5A ,故其速斷電流為：20 / 25word.1.5 1Iqb 1128.5A 42.32Aq 40因此速斷電流倍數(shù)整定為：nqb 經(jīng)2 4.7。q 910KV側(cè)繼電保護(hù)在此選用GL-25/10型繼電器。由以上條件得計(jì)算數(shù)據(jù)：變壓器一次側(cè)過(guò)電 流保護(hù)的10倍動(dòng)作時(shí)限整定為0.5s；過(guò)電流

40、保護(hù)采用兩相兩繼電器式接線；高壓側(cè)線路首端的三相短路電流為2.614kA;變比為200/5A保護(hù)用電流互感器動(dòng)作電流為9A。下面對(duì)高壓母線處的過(guò)電流保護(hù)裝置 KA進(jìn)行整定。(高壓母線處繼電保護(hù)用電流互感器變比為 200/5A)整定KA1的動(dòng)作電流I L max 2.5I 30(1)2.5 67.50A 168.75A ,Krel 1.3, Kre 0.8, Kw 1 ,Ki200/5 40 ,故1 op(1)KrelKw ,KreKiLmaxIk(2)對(duì)KA2的動(dòng)作電流Iop(2)的倍數(shù),即:Ik(2)n265.35A 7 39A .由反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限的整定曲線確定KA2的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間:1.3 1 168.75A 6.9 A,0.8 40根據(jù)GL-25/10型繼電器的規(guī)格，動(dòng)作電流整定為 7A 。整定KA1的動(dòng)作時(shí)限: 母線三相短路電流Ik反映到KA2中的電流:，Kw(2)11k(2-() 1k