某厂降压变电所的电气设计

课课 程程 设设 计计 论论 文文 课程设计 论文 题目 某厂降压变电所的电气设计 学生姓名 班 级 电气工程及其自动化 2 班 学 号 指导教师 完成日期 2011 年 12 月 2 日 课课程程设计设计 论论文 任文 任务书务书 一 课程设计 论文 题目 某厂降压变电所的电气设计 二 课程设计 论文 使用的原始资料 数据 及设计技术要求 一 设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷情况 并适当考虑到工厂生产 的发展 按照安全可靠 技术先进 经济合理的要求 确定变电所的位置与形式 确定变电所主变压器的台数与数量 类型 选择变电所主结线方案及高低压 设备和进出线 确定二次回路方案 选择整定继电保护装置 确定防雷和接地 装置 最后按照要求写出设计说明书 绘出设计图样 二 设计依据 1 工厂总平面图 2 工厂负荷情况 该厂多数车间为两班制 年最大负荷利用小时为4200小时 日最大负荷持 续时间为6小时 低压动力设备均为三相 额定电压为380V 电气照明及家用电 器为单相 额定电压为220V 负荷统计资料如下表 厂房编号厂房编号厂房名称厂房名称负荷类别负荷类别 设备容量 设备容量 kWkW 需要系数需要系数功率因数功率因数 动力300 400 0 350 66 1 铸造车 间照明5 10 0 801 0 动力400 500 0 260 63 2 金工车 间照明5 100 801 0 动力300 400 0 520 78 3 电镀车 间照明5 10 0 801 0 动力200 300 0 360 71 4 装配车 间照明5 10 0 801 0 动力200 300 0 280 67 5 机修车 间 照明5 10 0 801 0 生活区照明400 500 0 750 95 3 供电电源情况 该厂工作电源由附近一条10kV的公用电源干线供给 该干线的走向参看工厂 总平面图 该干线的导线牌号为LGJ 150 导线为等边三角形排列 线距为2m 干线首端 即电力系统的馈电变电站 距离本厂约6km 干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA 该断路器配 备有定时限过流保护和电流速断保护 定时限过流保护整定的动作时间为1 5s 为满足工厂二级负荷的要求 可采用高压联络线由邻近 8km 的单位取得备用 电源 10kV 4 气象资料 本厂所在地区的年最高气温为38 年平均气温为23 年最低气温为 4 年最热月平均最高气温为33 年最热月平均气温为26 年最热月地下0 8m处平均温度为25 当地主导风向为东北风 年雷暴日数为20 5 地质水文资料 本厂所在地区平均海拔500m 地层以砂粘土为主 地下水位为2m 6 电费制度 该厂与当地供电部门达成协议 在工厂变电所高压侧计量电能 设专用计量 柜 按两部电费制交纳电费 每月基本电费按主变压器容量计为18元 kVA 动 力电费为0 30元 kW h 照明电费为0 60元 kW h 工厂最大负荷时的功率因数不得低于0 90 三 设计任务 要求在规定时间内独立完成 1 设计说明书 包括 1 前言 2 目录 3 负荷计算和无功功率补偿 4 变电所位置和型式的选择 5 变电所主变压器台数和容量 类型的选择 6 变电所主结线方案的设计 7 短路电流的计算 8 变电所一次设备的选择与校验 9 变电所进出线的选择与校验 10 变电所二次回路方案的选择 11 防雷保护和接地装置的初步设计 12 参考文献及附录 2 设计图样 包括 1 变电所电气主接线图1张 A3图样 三 课程设计 论文 工作内容及完成时间 11 22 11 23 负荷计算和无功功率补偿方案设计 11 24 变电所位置和型式的选择 11 25 11 26 变电所主变压器台数和容量 类型的选择 11 27 变电所主结线方案的设计 11 28 短路电流的计算 11 29 变电所一次设备的选择与校验 11 30 12 1 变电所进出线的选择与校验 12 2 变电所二次回路方案的选择 防雷保护和接地装置的初步设计 12 3 12 5 撰写课程设计说明书 绘制设计图样 四 主 要参考资料 1 1 刘介才主编 工厂供电 机械工业出版社 1998 2 刘介才主编 工厂供电设计指导 第二版 机械工业出版社 2008 3 工业与民用配电设计手册 水利电力出版社 4 电力工程电气设计手册 电气一次 二次部分 水利电力出版社 5 电力系统继电保护 水利电力出版社 6 电力变压器保护 电力工业出版社 机械与电气工程学院系电气工程及其自动化 1 班 学生 日期 自 2010 年 11 月 22 日至 2010 年 12 月 5 日 指导教师 助理指导教师 并指出所负责的部分 教研室 电气工程 教研室主任 某厂降某厂降压变电压变电所的所的电电气气设计设计 Certain Factory Step down Substation The Electrical Design 总计 课程设计 论文 页 表 格 个 插 图 幅 摘 要 设计过程中运用了很多的知识 因此如何将知识系统化就成了关键 如本设计中 用到了工厂供电的绝大多数的基础理论和设计方案 因此在设计过程中侧重了知识系 统化能力的培养 设计可分为几部分 负荷计算和无功功率计算及补偿 变电所位置和 形式的选择 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 短路电流的计算 变电 所一次设备的选择与校验 变电所高 低压线路的选择 变电所二次回路方案选择及继 电保护的整定 防雷和接地装置的确定 关关键词键词 负荷计算 无功功率 主接线 Abstract The design process using a lot of knowledge therefore how knowledge systematic became the key If this design using the factory of the overwhelming majority of power supply of basic theory and design scheme so in the design process emphasis on knowledge systematic ability Design can be divided into several parts load calculation and reactive power calculation and compensation Substation position and form the choice Main transformer substation sets and capacity and main wiring schemes choice The calculation of short circuit current Once substation equipment choice and calibration Substation high and low voltage circuit choice The secondary circuit substation plan selection and relay protection setting Lightning protection and grounding device is identified Key Words Load calculation Reactive power The Lord wiring 目目 录录 前言 1 一 负荷计算和无功功率计算及补偿 2 二 变电所位置和形式的选择 5 三 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 6 四 短路电流的计算 8 五 变电所一次设备的选择与校验 10 六 变电所高 低压线路的选择 14 七 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 15 八 防雷和接地装置的确定 20 九 心得和体会 21 十 附录参考文献 22 十一 附图 22 前 言 课程设计是教学过程中的一个重要环节 通过课程设计可以巩固本课程理论知识 掌握供配电设计的基本方法 通过解决各种实际问题 培养独立分析和解决实际工程 技术问题的能力 同时对电力工业的有关政策 方针 技术规程有一定的了解 在计算 绘图 设计说明书等方面得到训练 为今后的工作奠定基础 本设计可分为九部分 负荷计算和无功功率计算及补偿 变电所位置和形式的选择 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 短路电流的计算 变电所一次设备 的选择与校验 变电所高 低压线路的选择 变电所二次回路方案选择及继电保护的整 定 防雷和接地装置的确定 心得和体会 附参考文献 另外有设计图纸1张 以附图的形式给出 附图 变电所电气主接线图 由于设计者知识掌握的深度和广度有限 本设计尚有不完善的地方 敬请老师批 评指正 2010年12月 一负荷计算和无功功率计算及补偿 厂房编厂房编 号号 厂房名称厂房名称 负荷类负荷类 别别 设备容量 设备容量 k k W W 需要系需要系 数数 功率因功率因 数数 动力 3820 350 66 1 铸造车间 照明 100 801 0 动力 4820 260 63 2 金工车间 照明 100 801 0 动力 3820 520 78 3 电镀车间 照明 100 801 0 动力 2820 360 71 4 装配车间 照明 100 801 0 动力 2820 280 67 5 机修车间 照明 50 801 0 生活区照明 4820 750 95 一 负负荷荷计计算和无功功率算和无功功率计计算算 在负荷计算时 采用需要系数法对各个车间进行计算 并将照明和动力部分分开计 算 照明部分最后和宿舍区照明一起计算 具体步骤如下 1 铸造车间 动力部分 取设备容量是370kW A V VA S P 06 308 k38 0732 1 02 75k2 I kVA75 202418 152 7 133 vark418 15214 1 7 133Q kW 7 3310 35382 30 21 22 21 30 30 21 21 30 照明部分 取设备容量是10kW 30 22 100 88PkWkW 30 22 0Q 2 金工车间 动力部分 取设备容量是482kW A V VA S P 84 301 k38 0 732 1 198 66k I kVA66 1981436 15432 125 vark1436 15423 1 32 125Q kW 32 1250 26482 30 31 22 31 30 30 31 31 30 照明部分 取设备容量是10kW 30 42 100 88PkWkW 30 42 0Q 3 电镀车间 动力部分 取设备容量是382kW A V VA S P 51 386 k38 0732 1 254 38k I kVA38 25492 15864 198 vark92 15880 064 198Q kW 64 1980 52382 30 41 22 41 30 30 41 41 30 照明部分 取设备容量是10kW 30 62 100 88PkWkW 30 62 0Q 4 装配车间 动力部分 取设备容量是282kW A V VA S k P 05 217 k38 0732 1 142 85k I kVA85 14251 10052 101 var51 10099 0 52 101Q kW 52 1010 36282 30 51 22 51 30 30 51 51 30 照明部分 取设备容量是10kW 30 82 100 88PkWkW 30 82 0Q 5 机修车间 动力部分 取设备容量是282kW A V VA S P 24 179 k38 0 732 1 117 97k I kVA97 11765 8796 78 vark65 8711 1 96 78Q kW 96 780 28282 30 61 22 61 30 30 61 61 30 照明部分 取设备容量是5kW 30 92 50 84PkWkW 30 92 0Q 6 生活区照明 kW 5 3160 75482 61 30 P 30 11 0Q 另外 所有车间的照明负荷 kW 40 30 P 取全厂的同时系数为 则全厂的计算负荷为 0 95 p K 0 97 q K kW 108 979 4064 990 95 0 95 0 6 1i 30 1 3030 PPP i vark11 64372 65397 0 97 0 Q 6 1i 1 3030 i Q kVA51 116611 643108 979 22 30 SA V 38 1772 k38 03 1166 51kVA I30 二 无功功率补偿无功功率补偿 由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为 kVA51 1166 30 S 这时低压侧的功率因数为 839 0 51 1166 108 979 c 2 os 为使高压侧的功率因数0 90 则低压侧补偿后的功率因数应高于0 90 取 要使低压侧的功率因数由0 85提高到0 95 则低压侧需装设的并 cos0 95 联电容器容量为 var31 313var 95 0 arccostan839 0arccos tan108 979 c kkQ 取 335则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为 C Qvark VASk44 1026 33511 643 108 979 22 2 30 计算电流A V 56 1559 k38 0 3 1026 44kVA I30 变压器的功率损耗为 WVASPk69 14k35 979015 0015 0 2 30 t arVASQkv761 58k35 97906 0 06 0 2 30 t 变电所高压侧的计算负荷为 WWWPk111 1038k761 58k35 979 1 30 ararkQkv87 366kv76 58var 33511 643 1 30 VAkVASk03 110187 36611 1038 22 1 30 A V 89 1672 k38 0 3 1101 03VA I30 1 补偿后的功率因数为 满足 大于0 90 的要求 943 0 03 1101 11 1038 c os 三 年耗电量的估算年耗电量的估算 年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到 年有功电能消耗量 30p WP T 年无功电能耗电量 30q WQ T 结合本厂的情况 年负荷利用小时数为4200h 取年平均有功负荷系数 T 0 72 年平均无功负荷系数 由此可得本厂 0 78 年有功耗电量 hhWW a kW59 29608224200k108 97972 0 p 年无功耗电量 hhW a kW36 21068284200vark11 64378 0 q 二变电所位置和形式的选择 由于本厂有二级重要负荷 考虑到对供电可靠性的要求 采用两路进线 一路经 10kV公共市电架空进线 中间有电缆接入变电所 一路引自邻厂高压联络线 变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定 根据 变电所位置和形式 的选择规定 及GB50053 1994的规定 结合本厂的实际情况 这里变电所采用单独 设立方式 三 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 一一 变电所主变压器台数的选择变电所主变压器台数的选择 变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择 当符合下列条件之一时 宜装 设两台及以上变压器 有大量一级或二级负荷 季节性负荷变化较大 集中负荷较大 结合本厂的情况 考虑到二级重要负荷的供电安全可靠 故选择两台主变压器 二 变电所主变压器容量选择变电所主变压器容量选择 每台变压器的容量应同时满足以下两个条件 N T S 1 任一台变压器单独运行时 宜满足 30 0 6 0 7 N T SS 2 任一台变压器单独运行时 应满足 即满足全部一 二级负荷需 30 1 11 N T SS 求 代入数据可得 0 6 0 7 999 258 599 6648 699 4806 N T S kV A 又考虑到本厂的气象资料 年平均气温为 所选变压器的实际容量 C 23 取最大 699 4806 N T S 也满足使用要求 同时又考虑到未来5 10年的负KVASS NTTN 522 64308 0 1 实 荷发展 初步取 1000 N T S kV A 考虑到安全性和可靠性的问题 确定变压器为SC3系列箱型干式变压器 型号 SC3 1000 10 其主要技术指标如下表所示 额定 电压 kV 损耗 kW变压器 型号 额定 容量 kV A 高 压 低 压 联 结 组型 号 空 载 负 载 空载 电流 0 I 短路 阻抗 K U SC3 1000 101000 10 5 0 4 Dyn112 4 5 7 4 5 1 36 附 参考尺寸 mm 长 1760宽 1025高 1655 重量 kg 3410 三 变电所主接线方案的选择变电所主接线方案的选择 方案 高 低压侧均采用单母线分段 优点 用断路器把母线分段后 对重要 用户可以从不同母线段引出两个回路 用两个电路供电 当一段母线故障时 分段断 路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 缺点 当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电 当出线为双回路时 常使架空线路出现交叉跨越 扩建时需向两个方向均衡扩建 方案 单母线分段带旁路 优点 具有单母线分段全部优点 在检修断路器时不至 中断对用户供电 缺点 常用于大型电厂和变电中枢 投资高 方案 高压采用单母线 低压单母线分段 优点 任一主变压器检修或发生故障时 通过切换操作 即可迅速恢复对整个变电所的供电 缺点 在高压母线或电源进线 进行检修或发生故障时 整个变电所仍需停电 以上三种方案均能满足主接线要求 采用三方案时虽经济性最佳 但是其可靠性 相比其他两方案差 采用方案二需要的断路器数量多 接线复杂 它们的经济性能较 差 采用方案一既满足负荷供电要求又较经济 故本次设计选用方案 根据所选的接线方式 画出主接线图 参见附图 变电所电气主接线图 三短路电流的计算 本厂的供电系统简图如图 一 所示 采用两路电源供线 一路为距本厂6km的 馈电变电站经LGJ 185架空线 系统按 电源计 该干线首段所装高压断路器的断流容量为500MV A 一路为邻厂高压联络线 下面计算本厂变电所高压10kV母线上k 1点短路和低压380V母线上k 2点短路的三相短路电流和短路容量 G 系统 QF 架空线L 6KM 邻厂高压联络线 SC3 1000 10 380V SC3 1000 10 K 1 K 2 Dyn11 10KV 图 一 下面采用标么制法进行短路电流计算 一 确定基准值确定基准值 取 100 d SMV A 1 10 5 c UkV 2 0 4 c UkV 所以 1 1 100 5 500 33 10 5 d d c SMV A IkA UkV 2 2 100 144 000 330 4 d d c SMV A IkA UkV 二 计算短路电路中各主要元件的电抗标么值计算短路电路中各主要元件的电抗标么值 忽略架空线至变电所的电 缆电抗 1 电力系统的电抗标么值 1 100 0 200 500 MV A X MV A 2 架空线路的电抗标么值 查手册得 因此 0 0 35 Xkm 2 2 100 0 35 61 904 10 5 MV A Xkmkm kV 3 电力变压器的电抗标么值 由所选的变压器的技术参数得 因此 6 k U 34 6 100 6 000 100 1000 MV A XX kV A 可绘得短路等效电路图如图 二 所示 1 0 22 1 904 3 6 0 4 6 0 K 1K 2 图 二 三三 计算计算k 1k 1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量 1 总电抗标么值 1 12 0 2001 9042 104 k XXX 2 三相短路电流周期分量有效值 3 1 1 1 5 50 2 614 2 104 d k k IkA IkA X 3 其他三相短路电流 3 3 3 1 2 614 k IIIkA 3 2 552 6146 666 sh ikAkA 3 1 51 2 6143 947 sh IkAkA 4 三相短路容量 3 1 1 100 47 529 2 104 d k k SMV A SMV A X 四四 计算计算k 2k 2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量 1 总电抗标么值 2 1234 0 2001 9046 25 104 k XXXXX 2 三相短路电流周期分量有效值 3 2 2 2 144 28 213 5 104 d k k IkA IkA X 3 其他三相短路电流 3 3 3 2 28 213 k IIIkA 3 1 8428 21351 912 sh ikAkA 3 1 0928 21330 752 sh IkAkA 4 三相短路容量 3 2 2 100 19 592 5 104 d k k SMV A SMV A X 四变电所一次设备的选择与校验 一一 变电所高压一次设备的选择变电所高压一次设备的选择 根据机械厂所在地区的外界环境 高压侧采用天津市长城电器有限公司生产的JY N2 10 Z 型户内移开式交流金属封闭开关设备 此高压开关柜的型号 JYN2 10 4ZTTA 说明 4 一次方案号 Z 真空断路器 T 弹簧操动 TA 干热带 其内部高压一次设备根据本厂需求选取 具体设备见附图 变电所电气 主接线图 初选设备 高压断路器 ZN24 10 1250 20 高压熔断器 RN2 10 0 5 50 电流互感器 LZZQB6 10 0 5 200 5 电压互感器 JDZJ 10 接地开关 JN 3 10 25 母线型号 TMY 3 50 4 TMY 3 80 10 1 60 6 绝缘子型号 ZA 10Y抗弯强度 3 75kN 户内支柱绝缘子 al F 从高压配电柜引出的10kV三芯电缆采用交联聚乙烯绝缘电力电缆 型号 YJV 3 50 无钢铠护套 缆芯最高工作温度 90 C 二二 变电所高压一次设备的校验变电所高压一次设备的校验 根据 高压一次设备的选择校验项目和条件 在据电压 电流 断流能力选择 设备的基础上 对所选的高压侧设备进行必需的动稳定校验和热稳定度校验 设备的动稳定校验 1 高压电器动稳定度校验 校验条件 3 3 maxmax shsh iiII 由以上短路电流计算得 并查找所选设备 3 sh i6 666kA 3 sh I2 614kA 的数据资料比较得 高压断路器ZN24 10 1250 20 50kA 满足条件 max i 6 666kA 电流互感器LZZQB6 10 0 5 200 5 79kA 满足条件 max i 6 666kA JN 3 10 25接地开关 63 kA 满足条件 max i 6 666kA 2 绝缘子动稳定度校验 校验条件 母线采用平放在绝缘子上的方式 则 3 alc FF 其中 200mm 900mm 3 3 3 272 310 csh l FFiN A a al 所以 满足要求 3 c F 272 0 9 3 6 666 10 34 63 0 2 m kAN AN m 3 75kN 3 母线的动稳定校验 校验条件 TMY母线材料的最大允许应力 140MPa alc al 10kV母线的短路电流 三相短路时所受的最大电动力 3 sh I3 947kA 3 sh i6 666kA 3 c F 272 0 9 3 6 666 10 34 63 0 2 m kAN AN m 母线的弯曲力矩 3 34 630 9 3 12 1010 FlNm MN m 母线的截面系数 22 63 0 05 0 004 1 67 10 66 b hmm Wm 母线在三相短路时的计算应力 63 3 12 1 87 1 67 10 c MN m MPa Wm 可得 140MPa 满足动稳定性要求 al c 1 87MPa 高压设备的热稳定性校验 1 高压电器热稳定性校验 校验条件 查阅产品资料 高压断路器 31 5kA t 4s 2 3 2 tima I tIt t I 电流互感器 44 5kA t 1s 接地开关 25kA t 4s 取 t I t I 将数据代入上式 经计算以上电器均满0 70 10 8 imaopoc ttts 3 I 2 614kA 足热稳定性要求 2 高压母线热稳定性校验 校验条件 A 查产品资料 得铜母线的C 171 取 min A 3 ima t I C 2 s A mm 0 75 ima ts 母线的截面 A 50 4 200 2 mm 2 mm 允许的最小截面 2 min 2 0 75 2 61413 24 171 s AkAmm s A mm 从而 该母线满足热稳定性要求 min AA 3 高压电缆的热稳定性校验 校验条件 A min A 3 ima t I C 允许的最小截面 2 min 2 0 75 2 61413 24 171 s AkAmm s A mm 所选电缆YJV 3 50的截面 A 50从而 该电缆满足热稳定性要求 2 mm min AA 三三 变电所低压一次设备的选择变电所低压一次设备的选择 低压侧采用的也是天津长城电器有限公司生产的GGD2型低压开关柜 低压断路器 NA1 型智能万能断路器 低压熔断器 DW15 2000 电流互感器 LMZJ1 0 5 2000 5A 母线型号 TMY 3 80 10 1 60 6 另外 无功补偿柜选用2个GCJ1 01型柜子 采用自动补偿 满足补偿要求 四 变电所低压一次设备的校验变电所低压一次设备的校验 由于根据 低压一次设备的选择校验项目和条件 进行的低压一次侧设备选择 不需再对熔断器 刀开关 断路器进行校验 关于低压电流互感器 电压互感器 电 容器及母线 电缆 绝缘子等校验项目与高压侧相应电器相同 这里仅列出低压母线 的校验 380kV侧母线上母线动稳定性校验 校验条件 alc TMY母线材料的最大允许应力 140MPa al 380kV母线的短路电流 三相短路时所受的最大电动力为 3 sh i51 912kA 3 sh I30 752kA 3 272 0 9 3 51 912 10 2100 37 0 2 m FkAN AN m 母线的弯曲力矩 3 2100 370 9 189 033 1010 FlNm MN m 母线的截面系数 22 53 0 08 0 01 1 07 10 66 b hmm Wm 母线在三相短路时的计算应力 53 189 033 17 67 1 07 10 c MN m MPa Wm 可得 140MPa 满足动稳定性要求 al c 17 67MPa 380V侧母线热稳定性校验 校验条件 A min A 3 ima t I C 查产品资料 得铜母线的C 171 取 2 s A mm 0 75 ima ts 母线的截面 A 80 10 800 2 mm 2 mm 允许的最小截面 2 min 2 0 75 28 213142 88 171 s AkAmm s A mm 从而 满足热稳定性要求 min AA 五变电所高 低压线路的选择 为了保证供电的安全 可靠 优质 经济 选择导线和电缆时应满足下列条件 发热条件 电压损耗条件 经济电流密度 机械强度 根据设计经验 一般10KV及以下的高压线路和低压动力线路 通常先按发热条件 选择导线和电缆截面 再校验其电压损耗和机械强度 对于低压照明线路 因对电压 水平要求较高 通常先按允许电压损耗进行选择 再校验其发热条件和机械强度 一 高压线路导线的选择高压线路导线的选择 架空进线后接了一段交联聚乙烯绝缘电力电缆YJV 3 50做引入线 直埋 高压侧计算电流所选电缆的允许载流量 30 65 70IA 满足发热条件 30 12565 70 al IAIA 二 低压线路导线的选择低压线路导线的选择 由于没有设单独的车间变电所 进入各个车间的导线接线采用TN C S系统 从变电所到各个车间及宿舍区用埋地电缆供电 电缆采用VV22型铜芯交联聚 氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆 根据不同的车间负荷采用不同的截面 其中导线和电缆的截面选择满足条件 1 相线截面的选择以满足发热条件即 30al II 2 中性线 N线 截面选择 这里采用的为一般三相四线 满足 0 0 5AA 3 保护线 PE线 的截面选择 一 时 2 35Amm 0 5 PE AA 二 时 2 16Amm PE AA 三 时 22 1635mmAmm 2 16 PE Amm 4 保护中性线 PEN 的选择 取 N线 与 PE 的最大截面 结合计算负荷 可得到由变电所到各个车间的低压电缆的型号为 电镀车间 VV22 1KV 3 120 1 70 三根并联 AAI l 82 4556213207 a 铸造车间 VV22 1KV 3 240 1 12 两根并联 AAI l 58 3626202310 a 金工车间 VV22 1KV 3 185 1 95 两根并联 AAI l 42 3445282264 a 装配车间 VV22 1KV 3 70 1 50 两根并联 AAI l 64 2693042152 a 机修车间 VV22 1KV 3 50 1 35 两根并联 AAI l 24 2222582129 a 另外 送至各车间的照明线路采用 铜芯聚氯乙烯绝缘导线BV型号 六变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 一 一 二次回路方案选择二次回路方案选择 1 二次回路电源选择 二次回路操作电源有直流电源 交流电源之分 蓄电池组供电的直流操作电源带有腐蚀性 并且有爆炸危险 由整流装置供电的 直流操作电源安全性高 但是经济性差 考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化 投资大大减少 且工作可靠 维护 方便 这里采用交流操作电源 2 高压断路器的控制和信号回路 高压断路器的控制回路取决于操作机构的形式和操作电源的类别 结合上面设备 的选择和电源选择 采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路 3 电测量仪表与绝缘监视装置 这里根据GBJ63 1990的规范要求选用合适的电测量仪表并配用相应绝缘监视装置 a 10KV电源进线上 电能计量柜装设有功电能表和无功电能表 为了解负荷电流 装设电流表一只 b 变电所每段母线上 装设电压表测量电压并装设绝缘检测装置 c 电力变压器高压侧 装设电流表和有功电能表各一只 d 380V的电源进线和变压器低压侧 各装一只电流表 e 低压动力线路 装设电流表一只 4 电测量仪表与绝缘监视装置 在二次回路中安装自动重合闸装置 ARD 机械一次重合式 备用电源自动投 入装置 APD 二 继电保护的整定继电保护的整定 继电保护要求具有选择性 速动性 可靠性及灵敏性 由于本厂的高压线路不很长 容量不很大 因此继电保护装置比较简单 对线路 的相间短路保护 主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护 对线路 的单相接地保护采用绝缘监视装置 装设在变电所高压母线上 动作于信号 继电保护装置的接线方式采用两相两继电器式接线 继电保护装置的操作方式采 用交流操作电源供电中的 去分流跳闸 操作方式 接线简单 灵敏可靠 带时限 过电流保护采用反时限过电流保护装置 型号都采用GL 25 10 其优点是 继电器数量大为减少 而且可同时实现电流速断保护 可采用交流操作 运行简单经济 投资大大降低 此次设计对变压器装设过电流保护 速断保护装置 在低压侧采用相关断路器实 现三段保护 1 变压器继电保护 变电所内装有两台10 0 41000的变压器 低压母线侧三相短路电流为kVkV A 高压侧继电保护用电流互感器的变比为200 5A 继电器采用GL 3 28 213 k IkA 25 10型 接成两相两继电器方式 下面整定该继电器的动作电流 动作时限和速断 电流倍数 a 过电流保护动作电流的整定 1 3 0 8 relre KK 1 w K 200 540 i K max1 224 1000 3 10 230 95 LN T IIkV AkVA 故其动作电流 1 3 1 230 959 38 0 840 op IAA 动作电流整定为9A b 过电流保护动作时限的整定 由于此变电所为终端变电所 因此其过电流保护的10倍动作电流的动作时限整定 为 0 5s c 电流速断保护速断电流倍数整定 取 故其速断电流为 1 5 rel K max 28 2130 40 101128 5 k IkAKVkVA 1 5 1 1128 542 32 40 qb IAA 因此速断电流倍数整定为 42 32 4 7 9 qb n 2 10KV侧继电保护 在此选用GL 25 10型继电器 由以上条件得计算数据 变压器一次侧过电流保护的10倍动作时限 整定为0 5s 过电流保护采用两相两继电器式接线 高压侧线路首端的三相短路电流 为2 614kA 变比为200 5A保护用电流互感器动作电流为9A 下面对高压母线处的过 电流保护装置进行整定 高压母线处继电保护用电流互感器变比为200 5A 1 KA 整定的动作电流 1 KA 取 max30 1 2 52 567 50168 75 L IIAA 1 3 0 8 relre KK 1 w K 故200 540 i K 1 max 1 3 1 168 756 9 0 840 relw opL rei KK IIAA K K 根据GL 25 10型继电器的规格 动作电流整定为7A 整定的动作时限 1 KA 母线三相短路电流反映到中的电流 k I 2 KA 2 2 2 1 2 61465 35 40 w kk i K IIkAA K 对的动作电流的倍数 即 2 k I 2 KA 2 op I 2 2 2 65 35 7 3 9 k op I A n IA 由 反时限过电流保护的动作时限的整定曲线 确定的实际动作时间 0 6s 2 KA 2 t 的实际动作时间 1 KA 12 0 70 60 71 3ttssss 母线三相短路电流反映到中的电流 k I 1 KA 1 1 1 1 2 61465 35 40 w kk i K IIkAA K 对的动作电流的倍数 即 1 k I 1 KA 1 op I 1 1 1 65 35 9 3 7 k op I A n I 所以由10倍动作电流的动作时限曲线查得的动作时限 1 KA 1 1 1ts 3 0 38KV侧低压断路器保护 整定项目 a 瞬时过流脱扣器动作电流整定 满足 0 oprelpk IKI 对万能断路器取1 35 对塑壳断路