电机制造厂35kV变电所一次系统设计.docx

Abstract毕 业 设 计 说 明 书题目:电机制造厂35KV变电所一次系统设计 二级学院（直属学部）： 电子信息与电气工程 专业：电气工程及其自动化 班级： 电气卓越 学生姓名： 学号： 指导教师姓名： 职称： 评阅教师姓名： 职称： I摘要摘 要随着社会不断进步，人们的生活水平不断提高，人们对供电质量的要求也越来越高。供电质量指标有：供电稳固性、供电可靠性和供电持续性。为了达到人们对供电质量追求的目标，变电站设计在其中起了不可替代的作用。论文题为电机制造厂35KV变电所一次系统设计。设计了一个35kV总降变电所,该变电站共有两个电压等级： 35kV和10kV。设计思路如下：进行负荷计算，选择主变型号，选择主接线方案，计算短路电流，根据短路电流计算结果和主接线方案选择各类电气设备（如：断路器、电流互感器、电压互感器、母线、避雷器等），设计变电所布置图，厂区供电系统平面图，编写材料清单。力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。关键词 ：电机制造厂 35kV 总降变电所 设计 设备选型AbstractAlong with the social progress, peoples life standards improve, people have higher requirement for the quality of power supply. The quality of power supply contains: stability of power supply; reliability of power supply and continuity of power supply. In order to meet peoples requirements of power supply, design of transformer substation plays irreplaceable role. Thesis topic is to design motor factory substation first side system. The substation has two voltage levels: 35 KV and 10 KV. Ideas of the design are as follows: First do load calculation. Second select the main transformer model according to the load calculation. Third select the main wiring scheme. Fourth to calculate the short-circuit current based on the main wiring scheme. At last to choose types of electrical equipments (such as: circuit breakers, current transformers, voltage transformers, bus, surge arresters and so on) according to the results of the short-circuit current and the main wiring scheme, design the substation layout and the factory layout, write the material list. In order to make it reliable to operate, easy and simple to manipulate, economical, with the possibility of expansion and flexibility of changing its operation. As to make it more actual and practical significant. Key words ：Motor factory 35KV the total drop substation design equipment selectionIII目录目录摘 要IABSTRACTII目录II第一章 绪论21.1工厂供电的意义21.2原始资料21.2.1企业概况21.2.2车间组成及布置21.2.3供用电协议21.2.4自然条件2第二章 负荷计算及功率补偿22.1 负荷计算的内容和目的22.2负荷计算的方法22.3全厂负荷计算22.4无功功率补偿22.4.1无功补偿的意义22.4.2无功补偿判断22.4.3无功补偿计算2第三章 主变压器的选择23.1变电所主变压器选择规定23.2主变选型23.2.1主变台数选择23.2.2主变容量选择23.2.3主变结方式选择23.2.4主变型号选择2第四章 主接线方式选择24.1 主接线24.2主接线选择24.2.1 35kV侧主接线选择24.2.2 10kV侧主接线选择24.3主接线示意图2第五章 短路电流计算25.1 产生短路的原因和短路的定义25.2短路种类及短路电流计算目的25.3短路电流计算2第六章 电气设备的选择26.1 电气设备选择的一般条件26.1.1 电气设备选择的一般原则26.1.2 电气设备选择的技术条件26.1.3 环境条件26.1.4 开关柜选型26.2 断路器选型26.2.1 35kV侧进线断路器选型26.2.2 35kV主变压器侧断路器选型26.2.3 10kV侧进线侧断路器选型26.2.4 10kV出线侧断路器选型26.2.5 选择的断路器型号26.3 互感器的选择26.3.1 电流互感器的选择26.3.2 电压互感器的选择26.4熔断器的选择26.4.1 熔断器概述26.4.2 35kV侧熔断器的选择26.4.3 10kV侧熔断器的选择2第七章 线路选型27.1 母线的选择及校验27.1.1 母线选择方法27.1.2 35kV母线及进线选型27.1.3 10kV母线及线路选型27.2 10KV各出线柜出线选型2第八章 变电所布置28.1变电所的配置28.2变电所的布置和结构设计28.2.1变电所的布置设计28.2.2变电所的结构设计2第九章 变电所防雷接地保护29.1 变电所防雷概述29.2 避雷针的选择29.3 避雷器的选择29.3.1 35kV侧避雷器的选择29.3.2 10kV侧避雷器的选择29.4 变电所接地概述29.5 变电所接地装置2结 论2致 谢2参考文献2附录2附录1设备材料表2附录2 设计图纸2III第一章 绪论第一章 绪论1.1工厂供电的意义正如大家所知，电能因其易于转换又便于传输控制的特性在工业生产中得到大量的应用。电能易于转换的特性有：电能可以由其它形式的能量转换而来，其它形式的能量包括：风能，地热能，潮汐能，太阳能，生物质能等能量。电能又可以转化为其它形式的能量，这里其它形式的能量有：机械能，热能，光能等。电能传输的方法有：架空线传输，电缆传输。电能控制有：简单的闸刀开关控制，断路器控制，空气开关控制等。对于工厂而言电能的作用是带动各种机器运转，减少人力的投入提高生产效率，降低生产成本，实现生产过程自动化提高企业的利润空间。由此电能在提高国民经济推动社会进步的过程中起着不可或缺的作用。为了让工厂里的机器能长时间高效的运转工厂供电必须实现长期稳定可靠的要求。一旦工厂供电出了问题损失将是极大的。可见工厂供电意义重大，责任重大。工厂供电基本要求：安全、可靠、优质、经济。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。1.2原始资料1.2.1企业概况该电机制造厂承担大型钢铁联合企业的电机及变压器的制造与修理任务，其年生产规模制造电机总容量为6万千瓦，制造单机最大容量为5520千瓦；修理电机7500台，总容量为45万千瓦；修理变压器500台；生产电气备件为60万件，是大型钢铁联合企业重要组成部分。本厂大部分车间为一班制，少数车间为两班制或三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为2200小时。锅炉房供生产用高压蒸汽，停电会使锅炉发生危险。又由于该厂距市区较远，消防用水需厂方自备，因此供电具有一定的可靠性。1.2.2车间组成及布置车间组成及布置如表1-1所示：表1-1 车间组成及布置车间名称设备容量（KW）车间名称设备容量（KW）电机制造车间2600汽车库60加工车间900大线圈车间340新制车间640半成品试验站1300原料车间520成品试验站2240备件车间570锻造车间150锅炉房270空压站3301.2.3供用电协议1）从电业部门某110/35KV变电所，用35千伏双回路架空线向本厂供电，其中一路作为工作电源，另一路作为备用电源，两个电源不并列运行，该变电所在厂东侧16公里。2）该变电所35KV输出线路定时限过电流保护装置整定时间为1.8秒，要求工厂“总降变”不大于1.3秒。3）在企业总降压变电所35千伏侧进行计量。4）要求本厂功率因素为0.9以上。5）电业部门变电所35千伏母线短路参数：系统最大运行时短路容量1400MVA，系统最小运行方式时短路容量820MVA 。1.2.4自然条件1）最热月平均最高温度为35；最高气温+40，最低-40，导线复冰时气温-5，最大风速时气温-5；2）土壤中0.71米深处一年中最热月平均温度为20；3）土壤冻结深度为1.10米；4）夏季主导风向为南风；最大风速25米/秒，导线复冰时风速10米/秒，最高最低气温时风速0米/秒；5）年雷暴日数31.5日。6）地表面比较平坦，土壤主要成分为含砂粘土，地质条件较好。7）地下水位为2.85.3米；8）地耐压力位15吨/平方米。1第二章 负荷计算及功率补偿第二章 负荷计算及功率补偿2.1 负荷计算的内容和目的负荷计算的内容：各车间负荷，全厂低压侧负荷，高压侧负荷。负荷计算的目的：根据负荷计算情况选择变压器容量，断路器隔离开关型号，母线型号，熔断器型号，互感器型号。2.2负荷计算的方法负荷计算方法有：估算法，需要系数法，二项式法。用需要系数法来求计算负荷，其特点是简单方便，计算结果符合实际，而且长期使用已积累了各种设备的需要系数，因此是世界各国均普遍采用的基本方法。计算负荷的需要系数法： 1.设备组设备容量 采用需要系数法时，首先应将用电设备按类型分组，同一类型的用电设备归为一组，并算出该组用电设备的设备容量。对于长期工作制的用电负荷其设备容量就是设备铭牌上所标注的额定功率。2.用电设备组的计算负荷 根据用电设备组的设备容量，即可算得设备的计算负荷：有功计算负荷 （2-1）无功计算负荷 _D_Dd_视在计算负荷 （2-3）计算电流 （2-4）式中Kd设备组的需要系数；Pe设备组设备容量（KW）；用电设备功率因数角；UN线电压（V）；IC计算电流（A）。 上述公式适用计算三相用电设备组的计算负荷，其中计算电流的确定尤为重要，因为计算电流是选择导线截面积和开关容量的重要依据。 2.3全厂负荷计算1.各车间负荷计算各车间负荷情况如表2-1所示。表2-1全厂各车间组成及布置车间名称设备容量（KW）车间名称设备容量（KW）电机制造车间2600汽车库60加工车间900大线圈车间340新制车间640半成品试验站1300原料车间520成品试验站2240备件车间570锻造车间150锅炉房270空压站3301）查出各车间相应的需要系数各车间Kd，cos及tg值如表2-2所示。表2-2各车间相应的Kd，cos及tg值车间名称设备容量（KW）Kdcostg电机制造车间26000.30.651.17加工车间9000.250.651.17新制车间6400.30.51.73原料车间5200.60.71.02备件车间5700.20.61.33锻造车间1500.40.71.02锅炉房2700.70.80.75空压站3300.80.750.88汽车库600.80大线圈车间3400.680.80.75半成品试验站13000.60.80.75成品试验站22400.60.80.75生活照明0.802）需要系数法确定计算负荷电机制造车间:Pe=2600kW=0.32600=780kWQc=Pc脳tg蠁 _D_Dd_加工车间:Pe=900kW=0.25900=225kWQc=Pc脳tg蠁 _D_Dd_新制车间:Pe=640kW=0.3640=192kWQc=Pc脳tg蠁 _D_Dd_原料车间:Pe=520kW=0.6520=312kWQc=Pc脳tg蠁 _备件车间:Pe=570kW=0.2570=114kWQc=Pc脳tg蠁 _D_Dd_锻造车间:Pe=150kW=0.4150=60kWQc=Pc脳tg蠁 _D_Dd_锅炉房:Pe=270kW=0.7270=189kWQc=Pc脳tg蠁 _D_Dd_空压站:Pe=330kW=0.8330=264kWQc=Pc脳tg蠁 _D_Dd_汽车库:Pe=60kW=0.860=48kWQc=Pc脳tg蠁 _大线圈车间:Pe=340kW=0.68340=231.2kWQc=Pc脳tg蠁 _D_Dd_半成品试验站:Pe=1300kW=0.61300=780kWQc=Pc脳tg蠁 _D_Dd_成品试验站:Pe=2240kW=0.62240=1344kWQc=Pc脳tg蠁 _()/ _D_Dd_生活照明：通过测量可知生活照明的范围为：食堂：S1=（3.51.6+1.30.8）402= 10624m2办公楼：S2=（1.60.7+0.40.5）402=2112m2俱乐部：S3=（0.60.7+2.21）402=4192m2票房：S4=0.30.7402=336m2浴池：S5=（0.40.5+2.81.2）402=5696m2木工车间：S6=2.30.6402=2208m2油料库：S7=（0.20.3+1.90.2）402=704m2厂区道路: L=(28+16+22+13+16+7+5+13.5+17) 40=5500m照明设备容量可按建筑面积容量法估算: （2-5）式中建筑物单位面积照明容量W/m2；S建筑物面积m2。建筑物单位面积照明容量如表2-3所示。表2-3 建筑物单位面积照明容量建筑物名称建筑物面积单位面积耗电量（W/m2）食堂1062410 13办公楼21121015俱乐部41921013票房336912浴池569668木工车间22081012油料库70447厂区道路550014(W/m)食堂:Pe1=10624121000=127.488kW=0.8127.488=101.9904kW _D办公楼: Pe2=2112141000=29.568kW=0.829.568=23.6544kW _D俱乐部:Pe3=4192121000=50.304kW=0.850.304=40.2432kW _D票房:Pe4=336101000=3.36kW=0.83.36=2.928kW _D浴池:Pe5=569671000=39.872kW=0.839.872=31.8976kW _D木工车间:Pe6=2208121000=26.496kW=0.826.496=21.1968kW _D油料库:Pe7=70461000=4.224kW=0.84.224=3.3792kW _D厂区道路:Pe8=550031000=16.5kW=0.816.5=13.2kW_ 生活照明:= (101.9904+23.6544+40.2432+2.928+31.8976+21.1968+3.792+13.2)0.95=0.95238.4896kW=226.57kW=0kvar2.全厂低压侧负荷计算= (780+225+192+321+114+60+189+264+48+231.2+780+1344+226.57) 0.95=4765.770.95=4527.48 kW= (912.6+263.25+332.16+318.24+151.62+61.2+141.75+232.32+173.4+585+1008) 0.95=4179.540.95=3970.56kvar3.全厂高压侧负荷计算变压器损耗：=0.015 =0.015=90.328 kW=0.06 =0.06=361.315kvar高压侧计算负荷：=4527.48+90.328=4617.808 kW3970.56+361.315=4331.875kvar 整理以上数据可得表2-4。表2-4全厂负荷计算车间名称设备容量（KW）Pc（kW）Qc(kvar)Sc(kVA)Ic(A)电机制造车间2600780912.61200.583.21加工车间900225263.25346.319.99新制车间640192332.16383.6522.15原料车间520312318.24445.6725.73备件车间570114151.62189.710.95锻造车间1506061.285.74.95锅炉房270189141.75236.2513.64空压站330264232.32351.6720.3汽车库60480482.77大线圈车间340231.2173.428916.69半成品试验站130078058597556.29成品试验站224013441008168097生活照明226.570226.5713.08全厂10KV侧4527.483970.566021.912347.67 全厂35kV侧4617.814331.886331.61104.42.4无功功率补偿2.4.1无功补偿的意义感性用电设备都需要从供配电系统中吸收无功功率，从而降低功率因素。功率因素太低将会给供配电系统带来电能损耗增加、电压损失增大和供电设备利用率降低等不良影响。所以要求电力用户功率因素必须达到一定值，低于某一定值时就必须进行补偿。国家标准GB/T34851998评价企业合理用电技术导则中规定：“在企业最大负荷时的功率因素应不低于0.9，凡功率因素未达到上述规定的，应在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿设备”。为鼓励提高功率因素，供电部门规定，功率因素低于规定值予以罚款，相反，功率因素高于规定值予以奖励，即实行“高奖低罚”的原则。所以本着为企业节省生产成本，提高电能利用率的原则，无功补偿的意义重大。2.4.2无功补偿判断根据表2-4数据进行全厂高压侧与低压侧功率因数计算。低压侧的计算负荷为：=4527.48 kW=3970.56kvar=6021.912kVA低压侧功率因数：高压侧的计算负荷为：4617.808 kW4331.875 kvar=6331.61kvA高压侧功率因数为：由于0.9故需要进行无功补偿2.4.3无功补偿计算一般要求高压侧不低于0.9，而补偿在低压侧进行，这里我们采用固定补偿，考虑变压器损耗，假设低压补偿后的功率因数为0.94来计算需补偿的容量。查表可知：与Qc.c相接近的补偿屏型号为TBB3-10-1200/50两台补偿容量为: Qc.c=2400kvar补偿后的计算负荷和功率因数=3970.562400=1570.56kvar 变压器低压侧视在计算负荷为：此时变压器的功率损耗为：PT=4792.150.015=71.88 kWQT=4792.150.06=287.52kvar补偿后高压侧计算负荷为：Pc高=Pc低+PT=+71.88=4599.36kWQc高=Qc低+QT=1570.56+287.52= 1858.08kvar补偿后的功率因数由于故补偿正确 结合以上结果可得到表2-5。表2-5 主线路无功补偿总表全厂计算负荷Ic（A）Pc（kW）Qc（kVAR）SckVA）共计4765.774179.54乘以K=0.954527.483970.566021.912无功功率补偿-2400低压侧总计4527.481570.564792.15276.67变压器损耗71.88287.52总计4599.361858.084960.581.8313常州工学院电子信息与电气工程学院毕业设计说明书第三章 主变压器的选择3.1变电所主变压器选择规定1主变容量和台数的选择，应根据电力系统设计技术规程SDJ16185有关规定和审批的电力规划设计决定进行。凡有两台及以上主变的变电所，其中一台事故停运后，其余主变的容量应保证供应该所全部负荷的70%，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。2主变调压方式的选择，应符合电力系统设计技术规程SDJ161的有关规定。3.2主变选型3.2.1主变台数选择主变台数可以选择一台,两台,三台。1. 选择一台主变供电：优点：线路简单，节约成本。缺点：供电可靠性低一旦发生故障可能造成大面积停电。如果需要对变压器进行检修就需要切断电源。2. 选择两台主变供电：优点：系统运行可靠性高能够在一台变压器检修时对工厂持续供电一段时间。缺点：成本相对一台变压器要高一点。断路器数目比一台主变多已发生误操作。3. 选择三台主变供电：优点：系统运行可靠性高能够实现工厂持续供电。缺点：成本相对较高。断路器隔离开关数量较多极其容易发生误操作。结合以上三种主变台数选择的优缺点以及工厂的供电协议(“从电业部门某110/35KV变电所，用35千伏双回路架空线向本厂供电，其中一路作为工作电源，另一路作为备用电源，两个电源不并列运行”。)要求考虑选择两台主变为全厂供电比较合理。3.2.2主变容量选择两台变压器并联运行选型要求：SN0.7Sc （3-1） (3-2)式中：SN：变压器的额定容量； Sc：全厂计算负荷；：一级负荷容量；：二级负荷容量。由表2-4可知全厂一二级负荷有：电机制造车间，加工车间，新制车间，原料车间，备件车间，锻造车间以及锅炉房。 由表2-5可知Sc=4960.5kVASN0.7Sc=0.74960.5=3472.35kVA所以主变容量选择应大于3472.35kVA 选择主变容量为4000kVA能够满足工厂供电要求。3.2.3主变结方式选择根据国标要求35kV采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV及以下电压，变压器绕组都采用连接。因此35kV侧采用Y连接，10kV侧采用接线。3.2.4主变型号选择变压器按绝缘散热介质分：干式变压器，油浸式变压器。油浸式变压器特点：1) 油式变压器靠绝缘油进行绝缘靠绝缘油在变压器内部的循环将线圈产生的热带到变压器的散热器（片）上进行散热；2)可以从小到大做到全部容量，电压等级也做到了所有电压；3)从外观上看，油式变压器只能看到变压器的外壳；4)引线形式油式变压器大部分使用瓷套管； 5)油式变压器由于“出事”后可能有油喷出或泄漏，造成火灾，大多应用在室外，且有场地挖设“事故油池”的场所；6)油式变压器过载能力比较好； 7)造价上同容量变压器来说油浸式变压器较便宜。干式变压器特点：1)干式变压器一般用树脂绝缘，靠自然风冷，大容量靠风机冷却；2)干式变压器一般适用于配电用；3)从外观上看干式变压器能直接看到铁芯和线圈；4)引线形式干式变压器大多使用硅橡胶套管；5) 干式变压器大多应用在需要“防火、防爆”的场所，一般大型建筑、高层建筑上易采用； 6)对负荷的承受能力不同，一般干式变压器应在额定容量下运行；7)同容量变压器来说干式变压器的采购价格比油式变压器价格要高。通过对比油浸式变压器与干式变压器的特点结合变压器安置环境为户内情况选择干式变压器为全厂供电。由于电机制造厂昼夜负荷变化较大为了平衡负荷选择有载调压变压器为全厂供电。结合以上所有分析查找输配电设备手册（附录参考文献18）2-10页表2.1-4可知变压器选型为SZ7-4000/35。SZ7-4000/35具体参数见表3-1。表3-1主变压器型号型号额定容量（k VA）额定电压（kV）高压低压SZ74000/3540003510.5联结组号损耗（kW）空载电流（%）阻抗电压（%）空载负载Yd116.0534.101.37.0017常州工学院电子信息与电气工程学院毕业设计说明书第四章 主接线方式选择4.1 主接线供配电系统常用的主接线基本形式有线路变压器组接线，单母线接线和桥式接线3中类型。1）线路变压器组接线优点：接线简单，所用电器设备少，配电装置简单，节约投资。缺点：该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所全部停电，可靠性不高。适用范围：适用于小容量三级负荷、小型企业或非生产性用户。2）单母线接线单母线分为单母线不分段和单母线分段两种。j单母线不分段优点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好。由于接线简单，操作人员发生误操作的可能性就小。缺点：可靠性和灵活性差。当电源线路、母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时，全部用户供电中断。适用范围：可用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户，或者有备用电源的二级负荷用户。k单母线分段优点：供电可靠性较高，操作灵活，除母线故障或检修外，可对用户连续供电。缺点：母线故障或检修时，仍有50%左右的用户停电。适用范围：在具有两路电源进线时，采用单母线分段接线，可对一、二级负荷供电，特别是装设了备用电源自动投入装置后，更加提高了断路器分段单母线接线的供电可靠性。3）桥式接线桥式接线分为内桥式接线和外桥式接线两种。j内桥式接线优点：安全、可靠、经济、灵活，对电源操作很方便。缺点：对变压器回路操作不方便，当变压器检修或发生故障时，须进行倒闸操作，才能恢复供电。适用范围：电源进线较长，负荷比较平稳，变压器不需要经常操作，没有穿越功率的终端总降压变电所，对供电可靠性要求高的一、二级负荷供电。k外桥式接线优点：安全、可靠、经济、灵活，对变压器回路的操作很方便。缺点：对电源进线操作不方便。适用范围：电源进线线路较短，负荷变化大，变压器操作频繁，有穿越功率流经中间变电所，对供电可靠性要求高的一、二级负荷供电。主接线的设计要求：可靠、灵活、经济。4.2主接线选择4.2.1 35kV侧主接线选择根据供电协议“35千伏双回路架空线向本厂供电，其中一路作为工作电源，另一路作为备用电源，两个电源不并列运行，该变电所在厂东侧16公里。”可知35kV侧进线为双电源进线。线路变压器组接线适用于单电源进线不予考虑。可以考虑的方案为：1)单母线不分段接线;2)单母线分段接线;3)桥式接线。方案比较：单母线不分段接线与单母线分段接线以及桥式接线对比具有接线简单清晰，使用设备少，操作方便、便于扩建和采用成套配电装置，经济性比较好。由于接线简单，操作人员发生误操作的可能性就小。从经济与防误操作的角度着想35kV侧主接线选择单母线不分段接线比较合理。4.2.2 10kV侧主接线选择结合变电所选择的主变台数为两台分析可以知道，10kV侧可以选择的主接线方案为：1)单母线不分段接线；2)单母线分段接线。方案比较：单母线分段接线与单母线不分段接线相比具有供电可靠性高的优点，能够在一台变压器检修时通过另一台变压器实现全厂持续供电。对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。4.3主接线示意图变电所所主接线图如图4-1所示。图4-1 主接线图21第五章 短路电流计算第五章 短路电流计算5.1 产生短路的原因和短路的定义产生短路的主要原因是电器设备载流部分的绝缘损坏。绝缘损坏的原因多因设备过电压、直接遭受雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除。此外，如输电线路断线、线路倒杆也能造成短路事故。所谓短路时指相与相之间通过电弧或其它较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相和多相接地。5.2短路种类及短路电流计算目的三相交流系统的短路种类：三相短路、两相短短路、单相短路和两相接地短路4种，除三相短路属对称短路外，其他短路均属不对称短路。短路电流计算的目的：进行变压器保护设备的整定以及电气设备的校验。5.3短路电流计算 本计算采用标幺值计算三相短路电流，避免了多级电压系统中的阻抗变转，计算方便，结果清晰。基准电压等级分别为：,系统最小运行方式1.最小运行方式下单台变压器供电系统图如图5-1所示。TS1WL16km 0.340/kmQFSoc=820MVA4000kVA35/10.5kVUK%=7.0K1K2图5-1最小运行方式下单台变压器供电系统图1) 短路电流计算等效电路图如5-2下所示。图5-2系统最小运行方式单台运行2) 基本容量导线型号为LGJ-150，线间几何均距选取1.5m，故各元件电抗标幺值为：系统： 线路WL: 变压器T1：3)K1点三相短路时短路电流和容量的计算：计算短路回路总阻抗标幺值计算K1点所在电压级的基准电流：计算K1点短路电流各量：4)计算K2点三相短路时的短路电流：计算短路回路总阻抗标幺值： 计算K2点所在电压级的基准电流：计算K2点短路电流各量： 2.最小运行方式下两台变压器供电系统图如图5-3所示。1T2TS1WL16km 0.340/kmQFSoc=820MVA4000kVA35/10.5kVUK%=7.0K1K2图5-3 最小运行方式下两台变压器供电系统图1)短路电流计算等效电路图如图5-4所示。图5-4 系统最小运行方式并列运行2) 基本容量基准电压等级分别为： ，=10.5kV 各元件电抗标幺值同上3)K1点三相短路时短路电流和容量的计算同上4)计算K2点三相短路时的短路电流：计算短路回路总阻抗标幺值：计算K2点所在电压级的基准电流：计算K2点短路电流各量：流经变压器T1：系统最大运行方式1.最大运行方式下单台变压器供电系统图如图5-5所示。TS1WL16km 0.340/kmQFSoc=1400MVA4000kVA35/10.5kVUk%=7.0K1K2图5-5 最大运行方式下单台变压器供电系统图1) 基本容量= 100MVA基准电压等级分别为 = 37kV , =10.5kV 系统等效电路图如图5-6所示。图5-6 系统最大运行方式单台运行各元件电抗标幺值为：系统： 线路WL: 变压器1T： 2)K1点三相短路时短路电流和容量的计算：计算短路回路总阻抗标幺值计算K1点所在电压级的基准电流：计算K1点短路电流各量：3)K2点三相短路时短路电流和容量的计算：计算短路回路总阻抗标幺值计算K2点所在电压级的基准电流：计算K2点短路电流各量：2.最大运行方式下两台变压器供电系统图如图6-7所示。1T2TS1WL16km 0.340/kmQFSoc=1400MVA4000kVA35/10.5kVUk%=7.0K1K2图5-7 最大运行方式下两台变压器供电系统图系统等效电路图如图5-8所示。图5-8 系统最大运行方式并列运行2） 基本容量基准电压等级分别为： , =10.5kV 各元件电抗标幺值同上3） K1点三相短路时短路电流和容量的计算同上4） 计算K2点三相短路时的短路电流：计算短路回路总阻抗标幺值：计算K2点所在电压级的基准电流：计算K2点短路电流各量：流经变压器T1：结合以上计算结果列出表5-1。表5-1 短路电流列表运行方式两台变压器都工作只有一台变压器工作IK1kASK1MVAIK2kASK2MVAIK1kASK1MVAIK2kASK2MVA最大运行3.307211.82.0474.243.307211.82.47545最小运行2.98190.81.96571.482.98190.82.4247.76ish.k1kAish.k2kAish.k1kAish.k2kA最大运行8.433.758.434.554最小运行7.63.6167.64.4529常州工学院电子信息与电气工程学院毕业设计说明书第六章 电气设备的选择6.1 电气设备选择的一般条件6.1.1 电气设备选择的一般原则1)应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；2)应按当地环境条件校核；3)应力求技术先进和经济合理；4)与整个工程的建设标准应协调一致；5)同类设备应尽量减少品种；6)选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。6.1.2 电气设备选择的技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。短路稳定条件1.校验的一般原则 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相严重时，应按严重情况校验。 用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。2.短路的热稳定条件 (6-1)式中在计算时间t秒内，短路电流的热效应（kA*S）；It秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA）；t设备允许通过的热稳定电流时间（s）。3.短路的动稳定条件 (6-2)I (6-3)式中短路冲击电流峰值（kA）；I短路全电流有效值（kA）；电器允许的极限通过电流峰值（kA）；电器允许的极限通过电流有效值（kA）。选择高压电器应校验的项目如表6-1所示。表6-1 选择高压电器应校验的项目表（表中P为应进行校验的项目）项目电压电流断流容量短路电流校验动稳定热稳定断路器PPPPP负荷开关PPPPP隔离开关PPPP熔断器PPP电抗器PPP电流互感器PPPP电压互感器PP支柱绝缘子P母线PPP消弧线圈PP避雷器P6.1.3 环境条件本次设计的变电所所在地区自然条件：1）最热月平均最高温度为；最高气温，最低，导线复冰时气温-5，最大风速时气温-5；2）土壤中0.71米深处一年中最热月平均温度为20；3）土壤冻结深度为1.10米；4）夏季主导风向为南风；最大风速25米/秒，导线复冰时风速10米/秒，最高最低气温时风速0米/秒；5）年雷暴日数31.5日；6）地表面比较平坦，土壤主要成分为含砂粘土，地质条件较好；7）地下水位为2.85.3米；8）地耐压力位15吨/平方米。6.1.4 开关柜选型移开式开关设备具有以下特征：1)金属铠装并彻底分隔，在交流金属封闭设备中防护特性最好。2)框架采用全组装结构；可分成柜前维护及柜后维护两种方式，柜前维护可靠墙安装，减少占地面积。3)外壳的防护等级达 IP4X，可有效防止人体和外界固体接近带电部分和触及运行部分，保护人生安全和设备可靠运行。4)电缆室有充裕的空间，可联接多根电缆、安装维护方便。5)面板关闭时也能对断路器进行操作。6)简易且有效的闭锁，防止误操作。7)真空断路器为一体化、免维护型。8)手车互换性好，更换断路器非常方便。所以根据对供电电压等级及供电环境条件等因素的综合考虑选择移开式开关设备满足供电要求。具体选型如下：35KV开关柜型号为：JYN1-35型移开式金属封