某鑄造廠總降壓變電所的電氣設(shè)計_第1頁
某鑄造廠總降壓變電所的電氣設(shè)計_第2頁
某鑄造廠總降壓變電所的電氣設(shè)計_第3頁
某鑄造廠總降壓變電所的電氣設(shè)計_第4頁
某鑄造廠總降壓變電所的電氣設(shè)計_第5頁
已閱讀5頁,還剩27頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、-. z.*鑄造廠總降壓變電所的電氣設(shè)計前言電力業(yè)對我國社會主義建立工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活影響很大,因此,提高電力系統(tǒng)的可靠性,保證平安供電是從事電力設(shè)計的重要任務。變電站是電力系統(tǒng)不可或缺的重要環(huán)節(jié),對電網(wǎng)的平安和經(jīng)濟運行起著舉足輕重的作用,它擔負著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務。變電站不僅是實現(xiàn)自動化的重要根底之一,也是滿足現(xiàn)代化供電的實時、可靠、平安、經(jīng)濟運行管理的需要,更是電力系統(tǒng)自動化EMS和DMS的根底。 本課程設(shè)計根據(jù)教師所給原始資料,對資料進展分析,完成*鑄造廠總降壓變電所的電氣設(shè)計,主要包括1對設(shè)計對象、設(shè)計原則、設(shè)計任務等作簡要論述2外部供電方案設(shè)計3總降壓變電站設(shè)計 1、

2、選擇最正確方案 2、繪制有關(guān)圖紙 3、短路電流計算 4、主要電氣設(shè)備選擇與校驗 5、工廠總降壓變電所主變壓器保護 6、工廠總降壓變電所10KV饋線保護廠區(qū)10KV配電系統(tǒng)設(shè)計車間變電所設(shè)計目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc5269 第一章 概述1 HYPERLINK l _Toc11725 第一節(jié) 設(shè)計對象簡介1 HYPERLINK l _Toc28104 第二節(jié) 原始資料介紹1 HYPERLINK l _Toc18912 第三節(jié) 設(shè)計原則4 HYPERLINK l _Toc25779 第四節(jié) 設(shè)計任務4 HYPERLINK l _Toc15705 第二章 外部

3、供電方案設(shè)計5 HYPERLINK l _Toc21688 第一節(jié) 供電方案的主要內(nèi)容5 HYPERLINK l _Toc5270 第二節(jié) 供電方案的根本原則6 HYPERLINK l _Toc17723 第三節(jié) 鑄造廠供用電情況分析6 HYPERLINK l _Toc7167 第四節(jié) 供電方案的選擇6 HYPERLINK l _Toc29006 第五節(jié) 方案三的經(jīng)濟計算7 HYPERLINK l _Toc27003 第六節(jié) 變壓器的選擇8 HYPERLINK l _Toc18901 第三章 總降壓變電站設(shè)計8 HYPERLINK l _Toc31381 第一節(jié) 主接線的設(shè)計8 HYPERLI

4、NK l _Toc11673 第二節(jié) 工廠負荷計算及無功補償12 HYPERLINK l _Toc21683 第三節(jié) 短路電流計算16 HYPERLINK l _Toc12068 3.3.1 根本概念16 HYPERLINK l _Toc16392 3.3.2 確定短路點16 HYPERLINK l _Toc15970 3.3.3 短路電流計算16 HYPERLINK l _Toc15155 最大運行方式16 HYPERLINK l _Toc31828 最小運行方式19 HYPERLINK l _Toc29857 第四節(jié) 主要電氣設(shè)備選擇與校驗22 HYPERLINK l _Toc29022

5、3.4.1 概述22 HYPERLINK l _Toc16425 3.4.2 斷路器的選擇與校驗23 HYPERLINK l _Toc25330 3.4.3 隔離開關(guān)的選擇與校驗24 HYPERLINK l _Toc29319 3.4.4 負荷開關(guān)的選擇與校驗25 HYPERLINK l _Toc11175 3.4.5 熔斷器的選擇與校驗26 HYPERLINK l _Toc6552 3.4.6 電壓互感器的選擇與校驗26 HYPERLINK l _Toc20737 3.4.7 電流互感器的選擇與校驗27 HYPERLINK l _Toc32646 3.4.8 低壓一次設(shè)備的選擇與校驗27 H

6、YPERLINK l _Toc11373 第五節(jié) 工廠總降壓變電所主變壓器保護29 HYPERLINK l _Toc6211 第六節(jié) 工廠總降壓變電所10kV饋線保護31 HYPERLINK l _Toc26954 第四章 廠區(qū)10kV配電系統(tǒng)設(shè)計34 HYPERLINK l _Toc13326 第五章 車間變電所設(shè)計35 HYPERLINK l _Toc26601 完畢語37 HYPERLINK l _Toc26317 主要參考文獻38-. z.第一章 概述第一節(jié) 設(shè)計對象簡介變電所由主接線,主變壓器,高、低壓配電裝置,繼電保護和控制系統(tǒng),所用電和直流系統(tǒng),遠動和通信系統(tǒng),必要的無功功率補償

7、裝置和主控制室等組成 。其中 ,主接線、主變壓器、上下壓配電裝置等屬于一次系統(tǒng);繼電保護和控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠動和通信系統(tǒng)等屬二次系統(tǒng)。主接線是變電所的最重要組成局部。它決定著變電所的功能、建立投資、運行質(zhì)量、維護條件和供電可靠性。一般分為單母線、雙母線、一個半斷路器接線和環(huán)形接線等幾種根本形式。主變壓器是變電所最重要的設(shè)備,它的性能與配置直接影響到變電所的先進性、經(jīng)濟性和可靠性。一般變電所需裝23臺主變壓器;330 千伏及以下時,主變壓器通常采用三相變壓器,其容量按投入5 10年的預期負荷選擇。此外,對變電所其他設(shè)備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求 。變電所繼電保護分系統(tǒng)保護包括輸

8、電線路和母線保護和元件保護包括變壓器、電抗器及無功補償裝置保護兩類。第二節(jié) 原始資料介紹1 、廠區(qū)平面布置示意如圖1所示圖1 *鑄造廠廠區(qū)平面布置圖2、全廠用電設(shè)備情況 全廠負荷統(tǒng)計資料如表1所示。表1 工廠負荷統(tǒng)計資料序號車間名稱負荷類型設(shè)備容量KW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)costan1空壓車間17650.50.750.882模具車間12990.350.71.023熔制車間14900.60.720.964磨拋車間11200.40.80.755封接車間8000.320.720.966配料車間6620.40.760.867鍋爐房4680.80.780.88其他負荷4560.530.80.759其他負

9、荷5610.450.750.8810同期系數(shù)K=0.92負荷對供電質(zhì)量要求16車間為長期連續(xù)負荷,要求不連續(xù)供電。停電時間超過2分鐘將造成產(chǎn)品報廢,停電時間超過半小時,主要設(shè)備將受到損壞,故這6個車間定為級負荷。該廠為三班工作制,全年時數(shù)為8760小時,最大負荷利用小時數(shù)為5600小時。3、外部電源情況 電力系統(tǒng)與該廠連接如圖2所示。圖2 電力系統(tǒng)與*鑄造廠連接示意圖(1)工作電源距該廠5km有一座A變電站,其主要技術(shù)參數(shù)如下:主變?nèi)萘繛?31.5MVA;型號為SFSLZ131500kVA110kV三相三繞組變壓器;短路電壓比110KV/35KV為%=10.5;110KV/10KV為%=17%

10、。110kV母線三相短路容量:1918MVA;供電電壓等級:可選用35kV或10kV電壓供電;最大運行方式:按A變電站兩臺變壓器并列運行考慮;最小運行方式:按A變電站兩臺變壓器分列運行考慮;2備用電源擬由B變電站提供一回10kV架空線作為備電源。系統(tǒng)要求僅在工作電源停頓供電時,才允許使用備用電源供電。3功率因數(shù)要求供電部門對該廠功率因數(shù)要求為:用35kV供電時,全廠總功率因數(shù)不低于0.90;用10kV供電時,全廠總功率因數(shù)不低于0.95。4電價實行兩部電價:根本電價:工廠總降壓變電所變壓器總?cè)萘?0元kVA月;電能電價:可按所在地的工業(yè)電價計算。5線路功率損耗在發(fā)電廠引起的附加投資按1000元

11、kW計算。第三節(jié) 設(shè)計原則按照國家標準GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)*、GB50053-9410kv及以下設(shè)計規(guī)*、GB50054-95低壓配電設(shè)計規(guī)*等的規(guī)定,進展工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則:遵守規(guī)程、執(zhí)行政策。必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標準,執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策,包括節(jié)約能源,節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。2平安可靠、先進合理。應做到保障人身和設(shè)備的平安,供電可靠,電能質(zhì)量合格,技術(shù)先進和經(jīng)濟合理,采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。3近期為主、考慮開展。應根據(jù)工作特點、規(guī)模和開展規(guī)劃,正確處理近期建立與遠期開展的關(guān)系,做到遠近結(jié)合,適當考慮擴建的可能性。4全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按

12、負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等,合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成局部。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及開展。作為從事工廠供電工作的人員,有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計的有關(guān)知識,以便適應設(shè)計工作的需要。第四節(jié) 設(shè)計任務1對設(shè)計對象、原始資料電網(wǎng)狀況、負荷等級、負荷統(tǒng)計資料、地質(zhì)、氣候條件等設(shè)計原則及設(shè)計任務作簡要論述2外部供電方案設(shè)計 根據(jù)供電部門提供的資料,選擇該廠適當?shù)墓╇姺桨?總降壓變電站設(shè)計 1、根據(jù)對原始資料的計算結(jié)果,選擇不同主線接線形式和主變形式及容量,組成23個不同方案,進展技術(shù)、經(jīng)濟方面的比擬,選擇最正確方案。 2、繪制有關(guān)圖紙,對

13、所選方案繪出變電所主接線草圖及變電所平面布置草圖。 3、短路電流計算,根據(jù)電氣設(shè)備選擇校驗和繼電保護需要確定主接線上的短路計算點,分別按系統(tǒng)最大運行方式和最小運行方式計算各短路點三相短路電流值。 4、主要電氣設(shè)備選擇與校驗,主要有斷路器、隔離開關(guān)、負荷開關(guān)、熔斷器、電壓和電流互感器、導線、母線等電氣設(shè)備的選擇與校驗。 5、工廠總降壓變電所主變壓器保護,保護方式的選擇、整定值的計算及靈敏度校驗。 6、工廠總降壓變電所10KV饋線保護,保護方式的選擇和整定值計算。4廠區(qū)10KV配電系統(tǒng)設(shè)計 只要求對廠區(qū)10KV配電系統(tǒng)設(shè)計原則給予扼要的論述,對廠區(qū)線路進展初步設(shè)計。車間變電所設(shè)計只要求對車間變電所

14、設(shè)計原則給予扼要的論述。第二章 外部供電方案設(shè)計第一節(jié) 供電方案的主要內(nèi)容 工廠的供電方案主要依據(jù)工廠的用電要求、用電性質(zhì)、現(xiàn)場調(diào)查的信息以及電網(wǎng)構(gòu)造和運行情況來確定。其主要內(nèi)容包括供電電源位置、出線方式、供電線路敷設(shè)、供電回路數(shù)、走徑、跨越、工廠進線方式、工廠受送電裝置容量、主接線、繼電保護方式、電能計量方式、運行方式、調(diào)度通信等內(nèi)容。第二節(jié) 供電方案的根本原則 1應能滿足供用電平安、可靠、經(jīng)濟、運行靈活、管理方便的要求,并留有開展余度。 2符合電網(wǎng)建立、改造和開展規(guī)劃的要求;滿足工廠近期、遠期對電力的需求,具有最正確的綜合經(jīng)濟效益。 3具有滿足工廠需求的供電可靠性及合格的電能質(zhì)量。 4符合

15、相關(guān)國家標準、電力行業(yè)技術(shù)標準和規(guī)程,以及技術(shù)裝備先進要求,并應對多種供電方案進展技術(shù)經(jīng)濟比擬,確定最正確方案。 第三節(jié) 鑄造廠供用電情況分析高壓供電系統(tǒng)的設(shè)計要以平安、可靠運行為原則,同時兼顧運行的經(jīng)濟性和靈活性。因此,主接線的正確、合理設(shè)計,必須綜合處理各個方面的因素,經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟論證比擬前方可確定。本變電所原始資料有兩路電源可供選擇。并且該廠16車間為長期連續(xù)負荷,要求不連續(xù)供電。停電時間超過2分鐘將造成產(chǎn)品報廢,停電時間超過半小時,主要設(shè)備將受到損壞,故這6個車間定為級負荷。由于一級負荷屬重要負荷,如果中斷供電造成的后果十分嚴重,因此要求由兩路電源供電,當其中一路電源發(fā)生故障時,另一

16、路電源應不致同時受到損壞。本廠為三本工作制,全年工作小時數(shù)為8760小時,最大負荷利用小時數(shù)為5600小時。第四節(jié) 供電方案的選擇該廠供電電源可由35KV高壓線和10KV高壓線提供,可作出三種供電電源設(shè)計方案:工作電源與備用電源均來自A變電站35KV母線;工作電源與備用電源均來自A變電站或B變電站10KV母線;工作電源來自A變電站35KV母線,備用電源來自B變電站10KV母線。因供電系統(tǒng)的根本要求是平安、可靠、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)。所以在設(shè)計過程要對三種方案綜合考慮,在平安可靠的根底上選擇最經(jīng)濟的方案。由所給資料知,該廠工作電源由A變電站提供,備用電源由B變電站10KV架空線提供,應選擇方案3供電,即工

17、作電源來自A變電站35KV母線,備用電源來自B變電站10KV母線。方案三的經(jīng)濟計算表2 方案三的基建費用設(shè)備名稱型號規(guī)格單價(萬元)數(shù)量綜合投資電力變壓器SJL1-5000/357.0017.00線路投資LGJ-35+LGJ_1201.00+1.035+714.45高壓斷路器SW2-25/10002.0612.06電壓互感器JDJJ-35+FZ-350.9210.92附加投資1000元/kw130.4513.045合計37.475表3 方案三的年運行費用工程計算標準金額萬元線路折舊費按照線路投資的4%計算0.58線路維護費按照線路折舊標準計算0.58變電設(shè)備維護費按照綜合投資的6%計算0.6變

18、電設(shè)備折舊費按照綜合投資的6%計算0.6線路電能損耗380.920.85556000.0510-72.34變壓器電能損耗6.98760+45 (4985/5000)256000.05*10-71.55根本電價費用500012410-424.00合計30.25第六節(jié) 變壓器的選擇由于該廠的負荷有一級負荷,對電源的供電可靠性要求高,應采用兩臺變壓器,以便當一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時,另一臺變壓器能對一級負荷繼續(xù)供電,應選兩臺變壓器。變電所主變壓器容量的選擇:裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所,每臺變壓器的容量ST應同時滿足以下兩個條件:任一臺單獨運行時,SN.T0.60.7S30任一臺單獨運行時,SN.TS

19、30(+)由所給資料計算得S30=4889.81KVA,S30(+)=3885.57kVA,所以SN.T0.6-0.74999.81KVA=2933.893244.87kVA且SN.TS30(+)=3885.57kVA,因此,選定容量為5000KVA的變壓器二臺。第三章 總降壓變電站設(shè)計第一節(jié) 主接線的設(shè)計1主接線根本要求平安 符合有關(guān)國家標準和技術(shù)規(guī)*的要求,能充分保證人身和設(shè)備的平安可靠 應滿足電力負荷特別是期中一二級負荷對供電系統(tǒng)的可靠性的要求。靈活 應能適應必要的各種運行方式,便于切換操作和檢修,且適應符合的開展。經(jīng)濟 在滿足上述要求的前提下,應盡量是主接線簡單,投資少,運行費用低,并

20、節(jié)約電能和有色金屬消耗量變電站主接線的選擇原則1.當滿足運行要求時,應盡量少用或不用斷路器,以節(jié)省投資。2.當變電所有兩臺變壓器同時運行時,二次側(cè)應采用斷路器分段的單母線接線。3.當供電電源只有一回線路,變電所裝設(shè)單臺變壓器時,宜采用線路變壓器組接線。4.為了限制配出線短路電流,具有多臺主變壓器同時運行的變電所,應采用變壓器分列運行。變電站主接線方案的擬定方案一:一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖,如下列圖3圖3 一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖 這種主接線,其一次側(cè)的高壓斷路器QF10跨接在兩路電源進線之間,猶如一架橋梁,而且處在

21、線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè),靠近變壓器,因此稱為內(nèi)橋式接線。這種主接線的運行靈活性較好,供電可靠性較高,適用一、二級負荷的工廠。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的時機較多、并且變壓器器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。方案二:一次側(cè)采用外橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖,如下列圖4圖4 一次側(cè)采用外橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖這種主接線,其一次側(cè)的高壓斷路器QF10也跨接在兩路電源進線之間,但處在線路斷路器QF11和QF12的外側(cè),靠近電源方向,因此稱為外橋式接線。這種主接線的運行靈活性也較好,供電可靠性也較高,適用于一、二

22、級負荷的工廠。這種外僑式接線適用于電源線路較短而變電所晝夜負荷變動較大、適于經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換變壓器的總降壓變電所。 方案三:一二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖,如下列圖圖5 一二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖 這種主接線兼有前兩種橋式接線運行靈活性的有點,但采用的高壓開關(guān)設(shè)備較多,可供一、二級負荷,適于一、二次側(cè)進出線較多的總降壓變電所。4主接線技術(shù)經(jīng)濟比擬: 表4 主接線技術(shù)經(jīng)濟比擬比擬方案一次側(cè)內(nèi)橋式一次側(cè)外橋式一二次側(cè)均用單母線分段技術(shù)指標供電平安性滿足要求滿足要求滿足要求供電可靠性較高較高高供電質(zhì)量滿足要求滿足要求滿足要求靈活方便性較好較好好擴建適應性較高較高

23、高經(jīng)濟指標電力變壓器的綜合投資一樣一樣一樣高壓開關(guān)柜的綜合投資一般少一點多年運行費一般一般較多供電貼費三種方案根本一樣 通過表2的比擬得出:在技術(shù)指標方面,三種方案均能滿足要求;在經(jīng)濟指標方面,方案三的初期投入較方案一、二的多。而方案一更適用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的時機較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所;方案二更適合用于電源線路較短而變電所晝夜負荷變動較大、適于經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換變壓器的總降壓變電所。本次設(shè)計電源距離變電所5KM或者7KM,且本工廠采用三班工作制,晝夜負荷變動較小,切不需要經(jīng)常切換變壓器。所以綜合技術(shù)經(jīng)濟指標,最終選擇方案一,即一次側(cè)采用內(nèi)橋式接

24、線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖。第二節(jié) 工廠負荷計算及無功補償一工廠負荷計算供電系統(tǒng)要能平安可靠的正常運行,各個元件都必須選擇得當,除了滿足工作電壓和頻率的要求外,最重要的就是要滿足負荷電流的要求。因此有必要對供電系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的電力負荷進展統(tǒng)計計算。通過負荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各個元件的負荷值,稱為計算負荷。我國目前普遍采用確實定用電設(shè)備計算負荷的方法,有需求系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法是國際上普遍采用確定計算負荷的根本方法,最為簡便。二項式法的局限性比擬大,但是確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差異懸殊的分支干線的計算負荷時,較之需要系數(shù)法合理,切計算比擬簡便。

25、 計算負荷的計算:先求各車間的計算負荷空壓車間 設(shè)備總?cè)萘浚?,模具車間 設(shè)備總?cè)萘?,故熔制車間 設(shè)備總?cè)萘?,故磨拋車間 設(shè)備總?cè)萘?,故封接車間 設(shè)備總?cè)萘浚? 故配料車間 設(shè)備總?cè)萘?,故,鍋樓?設(shè)備總?cè)萘浚势渌摵?設(shè)備總?cè)萘浚? 故其他負荷 設(shè)備總?cè)萘浚? 故同時系數(shù),因此總的計算負荷為一級負荷總的計算負荷為各個車間的計算負荷、總的計算負荷及一級負荷總的計算負荷如下表所示。 表5 計算負荷匯總表序號車間名稱負荷類型計算負荷序號車間名稱負荷類型計算負荷kvarkvar1空壓車間882.5776.61175.557鍋爐房374.4299.52479.472模具車間454.65463.746

26、49.438其他負荷241.68181.26302.13熔制車間894858.241239.289其他負荷252.45222.16336.284磨拋車間448336560同時系數(shù)0.95封接車間256245.76354.87總計算負荷3653.533249.914889.816配料車間264.8227.73349.26一級負荷總計算負荷2871.862617.263885.57二、功率補償工廠中由于有大量的感應電動機、電焊機、電弧爐及氣體放電燈等感性負載,還有感性的電力變壓器,從而使功率因數(shù)降低。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運行性能、提高自然功率因數(shù)的情況下,尚達不到規(guī)定的功率因數(shù)要求,則需

27、要增設(shè)無功功率補償裝置。這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應降低,既節(jié)約電能又提高電壓質(zhì)量,而且可選較小容量的供電設(shè)備和導線電纜,因此提高功率因數(shù)對供電系統(tǒng)大有好處。按規(guī)定,用35kV供電時,全廠總功率因數(shù)不低于0.90,用10kV供電時,全廠總功率因數(shù)不低于0.95。該鑄造廠裝設(shè)兩臺主變壓器,經(jīng)過計算可知低壓側(cè)有功計算負荷為4760Kw,無功計算負荷為1448kvar.視在功率4985kw.高壓側(cè)有功計算負荷4522KVA。無功計算負荷為1405KVAR,視在計算負荷為4735.24KVA。35KV的功率因數(shù)為0.93,10KV線路的功率因數(shù)為0.95均滿足供電要求。因此無需再次進展無功功率補

28、償。第三節(jié) 短路電流計算1根本概念 短路是指不同電位的導體之間電氣短接,這是電力系統(tǒng)中最常見的一種故障,也是電力系統(tǒng)中最嚴重的一種故障。短路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。短路按短路電路的對稱性來分可分為對稱性短路和非對稱性短路,三相短路屬于對稱性短路,其他形式的短路均為非對稱性短路。電力系統(tǒng)中,發(fā)生單相短路的可能性最大,而發(fā)生三相短路的可能性最小。但是一般情況下,三相短路的短路電流最大,因此造成的危害也最為嚴重。為了使電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最嚴重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作,因此作為選擇和校驗電氣設(shè)備用的短路計算中,以三相短路計算為主。短路電流的計算,常用的有歐姆法和標幺值法

29、,本次設(shè)計采用歐姆法。確定短路點為了選擇電氣設(shè)備,整定繼電保護,需要計算總降壓變電所35KV側(cè)、380v母線的短路電流。3短路電流計算 1、最大運行方式計算電路圖圖6 最大運行方式的短路計算電路圖求K1點的三相短路電流=37KV電力系統(tǒng)的電抗:=0.71三線圈變壓器的電抗(%=10.5):=4.56 架空線路的電抗():=0.35=1.75繪制K1點短路的等效電路,如下列圖所示,圖上標出各元件的序號分子和電抗值分母,并計算其總電抗為=0.71+2.28+1.75=4.74圖7 最大運行方式的K1點短路等效電路圖三相短路電流=4.51 kA三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流三相短路沖擊電流及第一個周期

30、短路全電流有效值三相短路容量求K2點的三相短路電流()電力系統(tǒng)的電抗:=0.057三線圈變壓器的電抗(%=10.5):=0.37架空線路的電抗():=0.35=0.14兩線圈變壓器電抗%=7=1.54繪制K2點短路的等效電路,如下列圖所示,圖上標出各元件的序號分子和電抗值分母,并計算其總電抗為=0.057+0.185+0.14+0.77=1.152圖8 最大運行方式的K2點短路等效電路圖三相短路電流=5.27kA三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值三相短路容量2、最小運行方式計算電路圖圖9 最小運行方式的短路計算電路圖求K1點的三相短路電流=37KV電力系統(tǒng)

31、的電抗:=0.71三線圈變壓器的電抗(%=10.5):=4.56 架空線路的電抗():=0.35=1.75繪制K1點短路的等效電路,如下列圖所示,圖上標出各元件的序號分子和電抗值分母,并計算其總電抗為=0.71+4.56+1.75=7.02圖10 最小運行方式的K1點短路等效電路圖三相短路電流=3.05 kA三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值三相短路容量求K2點的三相短路電流()電力系統(tǒng)的電抗:=0.057三線圈變壓器的電抗(%=10.5):=0.37 架空線路的電抗():=0.35=0.14兩線圈變壓器電抗%=7=1.54繪制K2點短路的等效電路,如下列

32、圖所示,圖上標出各元件的序號分子和電抗值分母,并計算其總電抗為=0.057+0.37+0.14+0.77=1.34圖11 最小運行方式的K2點短路等效電路圖三相短路電流=4.53kA三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值三相短路容量表6 短路計算結(jié)果匯總表運行方式短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVA最大運行方式K14.514.514.5115.506.81289.03K25.275.275.279.705.7495.84最小運行方式K13.053.053.057.784.61195.46K24.534.534.538.344.9482.38第四節(jié)

33、主要電氣設(shè)備選擇與校驗一、概述變配電所中承當輸送和分配電能任務的電路,稱為一次電路,或稱為主電路、主接線主結(jié)線。一次電路中所有電氣設(shè)備成為一次設(shè)備或一次元件。一次設(shè)備按其功能來分,可分為以下幾類:1、變換設(shè)備 其功能是按照電力系統(tǒng)運行的要求改變電壓或電流、頻率等。例如電力變壓器、電壓互感器、電流互感器、變頻器等。2、控制設(shè)備 其功能是按照電力系統(tǒng)運行的要求來控制一次電路的通、斷,例如各種上下壓側(cè)開關(guān)。3、保護設(shè)備 其功能是用來對電力系統(tǒng)進展過電流和過電壓的保護,例如熔斷器和避雷器。4、補償設(shè)備 其功能是用來補償電力系統(tǒng)的無功功率,提高系統(tǒng)的功率因數(shù),例如并聯(lián)電容器。5、成套設(shè)備 它是按照一次電

34、路接線方案的要求,將有關(guān)一次設(shè)備及控制、指示、監(jiān)測和保護一次設(shè)備的二次設(shè)備組合為一體的電氣設(shè)備,例如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏和照明配電箱等。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置到達平安經(jīng)濟運行的重要條件。表7 高壓一次設(shè)備的選擇和校驗工程和條件電氣設(shè)備名稱電壓/kV電流/A斷流能力/kA或MVA短路電流校驗動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度高壓斷路器高壓隔離開關(guān)高壓負荷開關(guān)高壓熔斷器電壓互感器電流互感器選擇校驗的條件設(shè)備的額定電壓應不小于裝置地點的額定電壓設(shè)備的額定電流應不小于通過設(shè)備的計算電流設(shè)備的最大開斷能力或功率應不小于它可能開斷的最大電流或功率按三相短路沖擊電流校驗按三相短路穩(wěn)態(tài)電流和短路發(fā)熱假想時

35、間校驗注:表中表示必須校驗,表示不要校驗。二、斷路器的選擇與校驗高壓斷路器文字符號為QF的功能是:不僅能通斷正常負荷電流,而且能接通和承受一定時間的短路電流,并能在保護裝置作用下自動跳閘,切除短路故障。一般35KV及以下的戶內(nèi)配電裝置中都采用少有斷路器。因為,根據(jù)我國生產(chǎn)的高壓戶內(nèi)少油斷路器型式,初步選用SN10-35型。又根據(jù)線路計算電流,試選SN10-35型斷路器來進展校驗,如下表5所示,校驗結(jié)果,所選SN10-35型是合格的。表8 高壓斷路器的選擇校驗表序號裝設(shè)地點電氣條件SN10-35/1000-1000型斷路器工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論135kV35kV合格280.76A1000A合格34

36、.51kA16kA合格415.50kA40kA合格5合格三、隔離開關(guān)的選擇與校驗高壓隔離開關(guān)文字符號QS的功能主要是隔離高壓電源,以保證其他設(shè)備和線路的平安檢修。因此其構(gòu)造特點是斷開后有明顯可見的斷開間隙,而且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的,能充分保障人身和設(shè)備的平安。但是隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置,因此不允許帶負荷操作。然而可用來隔離一定的小電流,如勵磁電流不超過2A的空載變壓器,電容電流不超過5A的空載線路及高壓互感器和避雷電路等。高壓隔離開關(guān)按安裝地點不同,可分為戶內(nèi)及戶外兩大類。根據(jù)我國生產(chǎn)的高壓戶內(nèi)隔離開關(guān)型式,初步選用GN5-35G/600-72戶內(nèi)型隔離開關(guān)來進展校驗,如

37、下表6所示,校驗結(jié)果,所選GN5-35G/600-72戶內(nèi)型隔離開關(guān)是合格的。 表9 高壓隔離開關(guān)的選擇校驗表序號裝設(shè)地點電氣條件GN5-35G/600-72戶內(nèi)型隔離開關(guān)工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論135kV35kV合格280.76A600A合格315.50kA72kA合格4合格四、負荷開關(guān)的選擇與校驗高壓負荷開關(guān)文字符號QL是一種功能介于高壓斷路器和高壓隔離開關(guān)之間的電器,高壓負荷開關(guān)常與高壓熔斷器串聯(lián)配合使用;用于控制電力變壓器。高壓負荷開關(guān)具有簡單的滅弧裝置,因為能通斷一定的負荷電流和過負荷電流。但是它不能斷開短路電流,所以它一般與高壓熔斷器串聯(lián)使用,借助熔斷器來進展短路保護。根據(jù)我國生產(chǎn)的高

38、壓戶內(nèi)負荷開關(guān)型式,初步選用FN21-35/630-20戶內(nèi)型負荷開關(guān)來進展校驗,如下表7所示,校驗結(jié)果,所選FN21-35/630-20戶內(nèi)型負荷開關(guān)是合格的。表10 高壓斷路器的選擇校驗表序號裝設(shè)地點電氣條件FN21-35/630-20戶內(nèi)型負荷開關(guān)工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論135kV35kV合格280.76A630A合格34.51kA20kA合格415.50kA50kA合格5合格五、熔斷器的選擇與校驗熔斷器文字符號為FU是最簡單的保護電器,它用來保護電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害;按安裝條件及用途選擇不同類型高壓熔斷器如屋外跌落式、屋內(nèi)式,對于一些專用設(shè)備的高壓熔斷器應選專用系列;我們常說的

39、保險絲就是熔斷器類。根據(jù)我國生產(chǎn)的高壓戶內(nèi)熔斷器型式,初步選用RN1-35G/1000-2000型熔斷器來進展校驗,如下表8所示,校驗結(jié)果,所選RN1-35G/1000-2000型熔斷器是合格的。表11 高壓熔斷器的選擇校驗表序號裝設(shè)地點電氣條件RN1-35G/1000-2000型熔斷器工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論135kV35kV合格280.76A1000A合格34.51kA20kA合格六、電壓互感器的選擇與校驗電壓互感器相當于降壓變壓器,其特點是一次繞組匝數(shù)多,二次繞組匝數(shù)較少,工作時一次繞組并聯(lián)在一次電路中,而二次繞組則并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈。根據(jù)我國生產(chǎn)的電壓互感器型式,初步選用JDJJ-

40、35型單相油浸式電壓互感器來進展校驗,如下表9所示校驗結(jié)果,故所選JDJJ-35型單相油浸式電壓互感器滿足要求。表12 電壓互感器的選擇校驗表序號裝設(shè)地點電氣條件JDJJ-35型單相油浸式電壓互感器工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論135kV35kV合格七、電流互感器的選擇與校驗電流互感器原理是依據(jù)電磁感應原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數(shù)很少,串在需要測量的電流的線路中,因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過,二次繞組匝數(shù)比擬多,串接在測量儀表和保護回路中,電流互感器在工作時,它的2次回路始終是閉合的,因此測量儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗很小,電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。根據(jù)我國生產(chǎn)的

41、電流互感器型式,初步選用LMCQ-35型電流互感器來進展校驗,如下表10所示校驗結(jié)果,故所選LMCQ-35型電流互感器滿足要求。表13 電流互感器的選擇校驗表序號裝設(shè)地點電氣條件LMCQ-35型電流互感器工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論135kV35kV合格280.76A200A合格315.50kA40kA合格4合格八、低壓一次設(shè)備的選擇與校驗低壓一次設(shè)備。是指供電系統(tǒng)中1000V或略高及以下的電氣設(shè)備。低壓一次設(shè)備的選擇與高壓一次設(shè)備的選擇一樣,必須滿足在正常條件下和短路故障條件下工作的要求,同時設(shè)備應工作平安可靠,運行維護方便,投資經(jīng)濟合理。表14 低壓一次設(shè)備的選擇和校驗工程和條件電氣設(shè)備名稱電壓/

42、kV電流/A斷流能力/kA短路電流校驗動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度低壓斷路器低壓隔離開關(guān)電壓互感器電流互感器選擇校驗的條件設(shè)備的額定電壓應不小于裝置地點的額定電壓設(shè)備的額定電流應不小于通過設(shè)備的計算電流設(shè)備的最大開斷能力或功率應不小于它可能開斷的最大電流或功率按三相短路沖擊電流校驗按三相短路穩(wěn)態(tài)電流和短路發(fā)熱假想時間校驗注:表中表示必須校驗,表示一般可不校驗,表示不要校驗。表15 低壓一次設(shè)備的選擇和校驗裝設(shè)地點電氣條件斷路器DZ10-600L隔離開關(guān)NH3-400電流互感器LAT-300電壓互感器JDJ-0.38380V380V380V380V380V285A600A400A300A600A15.45k

43、A52kA32kA52kA20kA50論合格合格合格合格第五節(jié) 工廠總降壓變電所主變壓器保護根據(jù)規(guī)定,對于高壓側(cè)為35KV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來說,應裝設(shè)過電流保護、電流速斷保護和瓦斯保護;在有可能過負荷時應裝設(shè)過負荷保護。如果單臺運行的變壓器容量在10000kVA及以上或者并列運行的變壓器每臺容量在6300kVA及以上時,則應裝設(shè)縱聯(lián)差動保護來取代電流速斷保護。本課程設(shè)計所選主變壓器容量為5000kVA,故應裝設(shè)過電流保護、電流速斷保護和瓦斯保護。1、輕、重瓦斯保護瓦斯保護又稱氣體繼電保護,是保護油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種根本的相當靈敏

44、的保護裝置,按照規(guī)定,800KVA及以上的油浸式電力變壓器和400KVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器,均應裝設(shè)瓦斯保護。氣體保護裝置主要由氣體繼電器構(gòu)成。當變壓器油箱內(nèi)出現(xiàn)故障時,電弧高溫使變壓器內(nèi)的油分解為大量的油氣體,氣體保護就是利用這種氣體實現(xiàn)保護的裝置。瓦斯保護的主要原件是瓦斯繼電器,它裝設(shè)在油箱和油枕之間的連通管中。為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過瓦斯繼電器排往油枕,變壓器安裝應取1%1.5%的傾斜度;而變壓器在制造時,聯(lián)通管對油箱頂蓋也有2%4%的傾斜度。2.電流速斷保護變壓器電流速度按保護的接線、工作原理與線路電流速斷保護一樣。它是一種不帶時限的過電流保護,實際中電流速斷保護常

45、與過電流保護配合使用。當線路發(fā)生短路,流經(jīng)繼電器的電流大于電流速斷的動作電流時,電流繼電器動作,其常開觸點閉合,接通信號繼電器和中間繼電器,動作發(fā)訊和使用斷路器跳閘。變壓器電流速斷保護的動作電流與線路電流素緞保護相似,應躲過變壓器二次側(cè)母線三相短路時的最大穿越電流。變壓器電流速斷保護的靈敏度校驗,與線路速斷保護靈敏度校驗一樣,以變壓器一次側(cè)最小兩相短路電流進展校驗,靈敏系數(shù)應大于等于2,假設(shè)電流速斷保護的靈敏度不滿足要求,應裝設(shè)差動保護。采用兩相不完全星型接法,動作電流按系統(tǒng)最大運行方式下變壓器二次側(cè)三相短路值整定,其中,,,所以 靈敏度按系統(tǒng)最小運行方式下變壓器一次側(cè)兩相短路的短路電流進展校

46、驗,所以,滿足要求。3.過電流保護變壓器過電流保護裝置的接線、工作原理和線路過電流飽保護的接線、工作原理完全一樣。也按階梯原則整定。但對電力系統(tǒng)的終端變電所入車間變電所的變壓器來說,其動作時間可整定為最小值0.5S。變壓器過電流保護的動作時限應比二次側(cè)出線過電流保護的最大動作時限大一個t,一般取0.50.7S。變壓器過電流飽和的靈敏度檢驗按最小運行方式下變壓器二次側(cè)發(fā)生兩相短路時一次側(cè)的穿越電流校驗。采用兩個電流互感器接成不完全星型,保護電流按照躲過最大負荷電流來整定。 ,其中, ,所以 。10KV饋電線路的保護時間為0.5秒,母線保護動作時間為1秒。則變壓器過電流保護時間為1.5秒。 靈敏度

47、按最小運行方式下二次側(cè)母線發(fā)生兩相短路條件進展校驗:,滿足要求。4.過負荷保護變壓器過負荷保護的動作電流的整定計算公式為,變壓器過負荷保護的動作時限一般取1015s。變壓器定時限過電流保護、電流速斷保護和過負荷保護的綜合電路圖如下。圖12 變壓器定時限過電流保護、電流速斷保護和過負荷保護的綜合電路圖第六節(jié) 工廠總降壓變電所10kV饋線保護按GB50062-1992電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)*規(guī)定:對3-66KV電力線路,應裝設(shè)相間短路保護、單相接地保護和過負荷保護。由于工廠的高壓線路不很長,容量不很大,因此其繼電保護裝置通常比擬簡單。作為線路的相間短路保護,主要采用帶時限的過電流和瞬時

48、動作的電流速斷按保護。作為線路的單相接地保護,有兩種方式:一、絕緣監(jiān)視裝置;二、有選擇性的單相接地保護。繼電保護裝置的接線主要由兩種方式,一種為兩相兩繼電器式接線,另一種是兩相一繼電器式接線。兩相一繼電器式接線能反映各種相間短路故障,但不同的短路保護靈敏度不同,有的甚至相差一倍,因此不如兩相兩繼電器式接線。 1.帶時限的過電流保護 帶時限的過電流保護按照動作時限分可分為定時限和反時限過電流保護兩種。反時限是保護裝置的動作時限是按10倍動作電流來整定,而實際動作時間與短路電流成反比關(guān)系;定時限是保護裝置的動作時限按預先整定的動作時間固定不變,與短路電流無關(guān)。過電流整定計算,帶時限過電流保護的動作

49、電流,應躲過線路的最大負荷電流以免保護裝置發(fā)生誤動作,而且其返回電流也應該躲過線路的最大負荷電流。整定動作電流,取,則,故動作電流整定為10A。靈敏度按最小運行方式下二次側(cè)母線發(fā)生兩相短路條件進展校驗:,滿足要求。 2.電流速斷保護電流速斷保護就是一個瞬時動作的過電流保護,在過電流保護動作時間超過0.5-0.7s時,都應裝設(shè)順動的電流速斷保護。電流速斷保護裝置就相當于定時限過電流保護中抽去時間繼電器,在啟動電流繼電器后直接將信號繼電器和中間繼電器接通斷路器的跳閘回路。電流速斷整定計算,取,,則 靈敏度校驗,所以,滿足要求。3.線路的定時限過電流保護及電流速斷保護連接圖圖13 線路的定時限過電流

50、保護及電流速斷保護連接圖該圖中同時裝有定時限的過電流保護和電流速斷保護,其中KA1、KA2、KT、KS1、和KM屬于定時限過電流保護,當線路發(fā)生短路時,起動用的電流繼電器KA動作,使時間繼電器動作,經(jīng)過一定延時后,接通信號繼電器和中間繼電器。KM就接通斷路器的跳閘回路使斷路器QF自動跳閘。KA3、KA4、KS2和KM屬于電流速斷保護,當線路發(fā)生短路故障后,起動用的電流繼電器動作不經(jīng)過時間繼電器,直接接通信號繼電器及中間繼電器,使跳閘回路的斷路器迅速動作。小電流接地系統(tǒng)單相接地保護在小接地電流的電力系統(tǒng)中,假設(shè)發(fā)生單相接地故障時,只有很小的接地電容電流,而相間電壓不變,因此可暫時繼續(xù)運行。但是這畢竟是一種故障,而且由于非故障相的對地電壓要升高為原來對地電壓的倍,因此對線路絕緣是一種威脅,如果長期下去可能引起非故障相的對地絕緣擊穿而導致兩相接地短路,這將引起開關(guān)跳閘,線路停電。因此,應裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置或單相接地保護裝置。單相接地保護動作電流的整定,取,未知,故不能計算結(jié)果。 廠區(qū)10kV配電系統(tǒng)設(shè)計變電所擔負著從電力系統(tǒng)受電,經(jīng)過變壓,然后配點的任務。而配電所擔負著從電力系統(tǒng)受電,然后直接配點的任務。顯然,變、配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐,在工廠中占有特殊重要的地位。高壓配電所的設(shè)計原則及要求高壓配電裝置的設(shè)計必須認真貫徹國家技術(shù)經(jīng)濟政策,遵循上級公布的有關(guān)規(guī)程、規(guī)*及技

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論