兴山二次降压变电所电气部分设计计算书.doc

第二部分计算第十章 负荷计算和变压器选择计算 10.1 变电所的负荷情况10kV侧负荷表序号负荷名称远期最大负荷（kw）功率因数Tmax(h)重要负荷所占比例回路数出线方式1化工厂53000.907000702电缆2有机玻璃厂34000.916800702电缆3有机化工厂38000.906500752电缆4电线厂45000.906000402电缆5起重机厂34000.895000402电缆6标准件厂8000.88500001电缆7自来水厂8000.887500702电缆8城东变电所18000.86300001电缆其他条件：1) 线损率取52) 负荷的同时系数取0.93) 有功负荷率取0.75；无功负荷率取0.84) 要求变电所的平均功率因数补偿到0.9以上。10.2 主变压器的选择 (1)变电所有功总负荷： P=5300+3400+3800+4500+3400+800+800+1800=23800(KW) PM=0.9P=0.923800=21420(KW) (2)变电所无功总负荷 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(KW) =(+)1/2=23911（KVA） S单 =(1+5%)70%=0.7239111.05=17574.2（KVA） 根据负荷情况，为确保系统供电的安全可靠性，保证设备和人身安全，并考虑经济运行的角度，选定高台变电所主变压器为 SFZ7-20000/63型；两台变压器并列运行，连接组别为：表10.1 SFZ7-20000/63变压器主要参数表序 号额定电压（KV）额定 容量（KVA）损耗（KW）阻抗电空载电流10%高压低压空载负载压UK%SFZ7-20000/636381.25%11/10.520000309990.9 第十一章 变压器无功补偿11.1 补偿容量的确定（1）补偿前10KV负荷平均功率因数考虑到同时率时有功及无功负荷：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补偿前的功率因数cos1=P/=16868.25/=0.88（2）取补偿后的功率因数为： cos2 = 0.93（3）需补偿的无功容量：Qc= P (tg1 - tg2 )=0.75（0.53-0.32）21420=2245(Kvar)根据计算取补偿容量为2245（Kvar）则选补偿电容器为BGF10.5-200-1W型，数量12台实际补偿值为：Qc=2245（10/10.5）=2036（Kvar）（4）校验：计算补偿后高压侧平均功率因数及变压器功率损耗补偿后的容量为：S=16868.2+j(8926-2036)=15935KW空载损耗：P0=30（KW），空载电流：I0%=0.9；负载损耗：Pk=99（KW）阻抗电压：Uk%=9；变压器的有功及无功损耗： 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）补偿后高压侧的计算负荷为：PI= 16868+91.42=16959.4（KW）QI= 8926+1000=9926（Kvar）补偿后高压侧的实际功率因数为cos2=PI /(QI-Qc) 2+PI21/2=12720/（5695.82+127202）1/2=0.91满足设计要求。根据以上计算，高台变电所所选补偿电容器BWF11-200-1W型，数量12台。补偿电容器主要参数如表11.1所示 表11.1 补偿电容器的参数表序 号额定电压（KV）额定容量（Kar）标准电容(f)相数BWF11-200-1W112005.261第十二章 短路电流计算12.1 根据系统电路图得出等值电路图并化简12.1.1 系统电路图 2*50MWcos=0.8Xd=0.1162*63MVAUd%=11.8X=0.173SB=100MVA60km220kv30km2*63MVAUd%=14.260kv44km18km39km22km待设计变电所图12.1 系统电路图12.1.2 等值电路图 取 ， 求等值电路图(图12.2)中各阻抗标幺值如下： 图12.2 等值电路图 进一步化简(图12.3)得: 图12.3 等值电路图 12.1.3 K1点短路电流简图图12.4 K1点短路电流图 合并前: 合并后: 所以:发电机F1,F2对三相短路点K的转移电抗为 系统对三相短路点的转移电抗为 0.16查电力系统分析运算曲线得0s、1.5s、3s时的电流标么值为: 所以至短路点的电流为:当取冲击系数为K=1.8时 12.1.4 K2短路点（10KV侧发生短路时）的计算取100MVA，Uav，系统各参数如下：两台主变的参数为:所以并联后的电抗为0.225合并最终化简网络如图12.5所示图12.5 K2点短路电流图 根据交星变换公式：有：发电机.对三相短路点K的转移电抗为0.86系统对三相短路点的转移电抗为 0.25发电机F1,F2对三相短路点K的转移电抗为 系统对三相短路点的转移电抗为 0.16查电力系统分析运算曲线得0s、1.5s、3s时的电流标么值为: 所以至短路点的电流为:当取冲击系数为K=1.8时 第十三章 主要设备的选择13.1 60kV侧断路器的选择（通过最大长期工作电流选取）(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型断路器主要参数表型号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）额定开合电流（KA）额定断路时耐受电流（4S）（KA）LW9-6363250031.58031.5(2)热稳定校验：I2rtr=31.524=992.25（KA2S） QK=151.69（KA2S） 热稳定合格。(3)动稳定校验：idw=80 KAicj= 1.8I2” 1.87.09=18.04KA动稳定合格。 表13.2计算数据与断路器参数对照表计 算 数 据LW9-63U 60KVUe 63KVIgmax 192.45AIe 2500AI 7.09KAIekd 31.5KAish 18.04KAiegd 80KAish 18.04KAidw 31.5KA Qk 1151.69KA2.SQz= 20204=1600KA2.S所选的断路器合格。13.2 60kV侧隔离开关的选择（l）通过最大长期工作电流选取：I= 192.45 A选择隔离开关型号为GW4-63，其主要参数如表13.3所示表13.3 GW4-63型断路器主要参数表型 号额定电压（KV）额定电流（KA）动稳定电流（KA）热稳定电流（KA）GW4-63636305020(2)热稳定校验I2rtr=2024=1600 (kA2 S)15169(kA2 S)所以热稳定合格。(3)动稳定校验Idw=50 KA icj=18.04KA由Idw icj ,所以动稳定合格。 表13.4计算数据与所选隔离开关参数对照表计 算 数 据GW463技术数据U 63KVUe 63KVIgmax 192.45AIe 630AIsh 18.04KAIegd 50KAQk 151.69KA2.SQz 1600KA2.S所选GW4-63型隔离开关合格13.3 60kV电流互感器的选择(1)按一次额定电压和额定电流选择一次额定电压：Ue1Uew=60 KV二次额定电流:Ie1I=192.45 A 表13.5 LCWB563型号电流互感器主要参数型 号额定电压额定电流二次组合准确级短时(1s)热电流(KA)动稳定电流(KA)LCWB5-6363Kv2200/50.5/B/B0.520-4050-100(2)热稳定校验I2K21=(400.4)2 = 256 (kA2 S)151.69.(kA2 S)所以热稳定合格。(3)内部动稳定核验由于IK=0.41880=45.25 KA18.04 KA，所以动稳定合格。所选LCWB563型电流互感器合格。13.4 60kV电压互感器的选择 表13.6 TYD66-0.01H型号电压互感器主要参数额定电压额定负荷（VA）一次绕组二次绕组剩余电压绕组二次绕组0.2级0.5级1.0级3P级66/0.1/0.1150150300100电压互感器的选择是根据额定电压、装置种类、构造形式、准确度等级以及按副边负载选择。由于电压互感器与电网并联，当系统发生短路时，互感器本身并不遭受短路电流的作用，故不需校验动、热稳定性。13.5 60kV母线选择（1）最大长期工作电流=192.45(A) （2）选截面=(70005300+68003400+30001800)/(5300+3400+1800)=6064h 查表得 J=0.93(A/mm2) （按经济电流密度选择截面）S=/J=192.45/0.93=206.7(mm2)选择60KV母线为LGJ-210型钢芯铝绞线。S=210mm2 长期允许载流量 = 577A（3）热稳定校验查表得修正系数 K=0.88I=0.88577=507.7A正常运行导体温度=0+（al -0 ）I2gmax/ I2al=35+（70-35 ）192.452/ 507.72 =40.02查表得 C=99热稳定决定的导体最小截面积为：=/99=106.5(mm2)1154.7A正常运行导体温度=0+（al -0 ）I2/ I2al=35+（70-35 ）1154.72/13612=60.2查表得 C=91.08（3）热稳定校验： 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）热稳定决定的导体最小截面积为：Smin=/89.8=524(mm2)满足动稳定要求13.7 10kV开关柜的选择13.7.1 主要参数如下本次设计中在10kV侧配电装置为屋内布置选用GFC-15P(F)防误型手车式高压开关柜。表13.7 GFC-15P(F)型开关柜参数额定电压（KV）最高工作电压（KV）额定关合电流（KV）额定动稳定电流（KA）额定热稳定电流（KA）额定热稳定时间（S）额定电流（A）外形尺寸（mm）1011.580803152630 12508002100220013.7.2 开关柜所配断路器的选择根据最大长期工作电流选择：一主一次： I=1.0520000/（10.5）=1154.7A化工厂：I=5300/（10.50.9）=323.8A有机玻璃厂：I= 3400/（10.50.91）=205.44A有机化工：I= 3800/（10.50.9）=232.17A电线厂： I= 4500/（10.50.9）=274.94A重机厂： I= 3400/（10.50.89）=210.06A标准件厂： I= 800/（10.50.88）=49.98A自来水厂： I= 800/（10.50.88）=49.98A城东变电所：I=1800/（10.50.86）=115.09A（1）10kV侧分段断路器各项技术数据与各项计算数据比较如表13.8所示表13.8 分段断路器与计算数据比较表计 算 数 据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）负荷配出线断路器、电容器组断路器如表13.9所示表13.9 SN10-10型断路器GFC-15P(F)(204)额定电压额定电流额定短路开断电流额定短路关合电流额定热稳定电流额定动稳定电流10KV2000A43.3KA130KA43.3KA/4S130KA 表13.10负荷配出线开关、电容器组开关各项技术数据与各项计算数据比较表计 算 数 据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根据最大长期工作电流所选电流互感器为据以上要求选取 LAJ-10 型电流互感器。具体选择如下表13.11所示 表13.11 LAJ-10 型电流互感器标准件厂自来水厂城东变电所有机玻璃厂，电线厂，起重机厂有机化工厂化工厂低压母线CT变比150/5300/5400/51250/5准确等级0.5/30.5/30.5/30.5/D（1）热稳定校验I2t=2500= (kA2 S)Q=2490(kA2 S) 热稳定满足（2）动稳定校验idw = 300 KA icj=72.49 KAidwicj 动稳定满足。所以开关柜所配开关合格13.7.4 根据最大长期工作电流所选电压互感器为： 表13.12 JDZJ-10(246)