某机械厂降压变电所的电气设计参考(电气工程课程设计)

河南工业职业技术学院 1 目录目录 目录 1 前言 3 第一章 设计任务 4 1 1 设计要求 4 1 2 设计依据 4 第二章 负荷计算和无功功率补偿 6 2 1 负荷计算 6 2 2 无功功率补偿 7 第三章 变电所位置与型式的选择 9 第四章 变电所主变压器及主接线方案的选择 10 4 1变电所主变压器的选择 10 4 2 变电所主接线方案的选择 10 4 3 主接线方案的技术经济比较 12 第五章 短路电流的计算 13 5 1 绘制计算电路 13 5 2 确定短路计算基准值 13 5 3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值 14 5 4 k 1 点 10 5kV 侧 的相关计算 14 5 5 k 2 点 0 4kV 侧 的相关计算 15 第六章 变电所一次设备的选择校验 15 6 1 10kV 侧一次设备的选择校验 15 6 2 380V 侧一次设备的选择校验 17 第七章 变电所高 低压线路的选择 18 7 1 10kV 高压进线和引入电缆的选择 18 7 2 380 低压出线的选择 19 7 3 作为备用电源的高压联络线的选择校验 21 第八章 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 22 8 1 变电所二次回路方案的选择 22 河南工业职业技术学院 2 8 2 变电所继电保护装置 23 8 3 装设电流速断保护 24 8 4 作为备用电源的高压联络线的继电保护装置 24 参考文献 25 河南工业职业技术学院 3 前言前言 众所周知 电能是现代工业生产的主要能源和动力 电能既易于由其它形式 的能量转换而来 又 易于转换为其它形式的能量以供应用 电能的输送的分配既 简单经济 又便于控制 调节和测量 有 利于实现生产过程自动化 因此 电能 在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛 在工厂里 电能虽然是工业生产的主要能源和动力 但是它在产品成本中所 占的比重一般很小 除电化工业外 电能在工业生产中的重要性 并不在于它 在产品成本中或投资总额中所占的比 重多少 而在于工业生产实现电气化以后可 以大大增加产量 提高产品质量 提高劳动生产率 降 低生产成本 减轻工人的 劳动强度 改善工人的劳动条件 有利于实现生产过程自动化 从另一 方面来说 如果工厂的电能供应突然中断 则对工业生产可能造成严重的后果 因此 做好工厂供电工作对于发展工业生产 实现工业现代化 具有十分重 要的意义 由于能源 节约是工厂供电工作的一个重要方面 而能源节约对于国家 经济建设具有十分重要的战略意义 因此 做好工厂供电工作 对于节约能源 支 援国家经济建设 也具有重大的作用 工厂供电工作要很好地为工业生产服务 切实保证工厂生产和生活用电的需 要 并做好节能工作 就必须达到以下基本要求 1 安全 在电能的供应 分配和使用中 不应发生人身事故和设备事故 2 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求 3 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 4 经济 供电系统的投资要少 运行费用要低 并尽可能地节约电能和减 少有色金属的消耗量 本设计将分八章 第一章讲述负荷和无功功率计算及补偿 有了此基础 在第七章便讨论高 低 压电力网导线型号及截面的选择 第二 三 四章便是变 压器的选择 变电所主接线方案确定 变电 所位置的确定 第五章为短路电流计算 并以此为基础 在第六章讨论变电所一次设备的选择与校验 然后第八章是 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 河南工业职业技术学院 4 第一章第一章 设计任务设计任务 1 1 设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况 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型式 确定变电所主变压器的台数与容 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 最后定出设计说明书 1 2 设计依据 1 2 1 工厂总平面图 如图 1 所示 1 2 2 工厂负荷情况 本厂多数车间为三班制 年最大负荷利用小时为 5000h 日最大负荷持续时间为 10h 该厂除铸造车间 电镀车间和锅炉房属二级负荷外 其余均属三级负荷 低压动力设备均为三相 额定电压为 380V 照明及家用电器均为单相 额定电压为 220V 本厂的负荷统计资料如表 1 所示 1 2 3 供电电源情况 按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定 本厂可由附近一条 35kV 的公用 电源干线取得工作电源 该干线的走向参看工厂总平面图 该干线的导线牌号为 LGJ 95 导线为等边 三角形排列 线距为 1 5m 干线首端 即电力系统的馈电变电电站 距离本厂约 8km 该干线首端所 装高压断路器 500MVA 此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护 其定时限过电流保护整 定的动作时间为 2s 为满足工厂二级负荷的要求 可采用联络线由邻近的单位取得备用电源 已知与 本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度达 100km 电缆线路总长度达 50km 1 2 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 8 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 8 处平均温度为 25 当 地主导风向为东北风 年雷暴是数为 20 1 2 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 1m 1 2 6 电费制度 本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 两部电费制缴纳电费 每月基本电费按主变压器容量为 0 5 元 kVA 动力电费为 0 4 元 kW h 照明 含家电 电费为 0 6 元 kW h 工厂最大负荷时的功率因数不得低于 0 92 工厂负荷统计资料 表 1 厂房编号用电单位名称负荷性质设备容量 kW 需要系数功率因数 动力2000 40 71铸造车间 照明60 71 0 动力3000 30 652锻压车间 照明80 71 0 河南工业职业技术学院 5 动力3000 30 653金工车间 照明90 71 0 动力3000 30 64工具车间 照明70 71 0 动力5000 60 85电镀车间 照明70 71 0 动力2000 60 86热处理车间 照明80 71 0 动力1500 40 77装配车间 照明70 71 0 动力2000 30 658机修车间 照明40 71 0 动力800 60 659锅炉房 照明20 71 0 动力200 30 710仓库 照明20 71 0 生活区照明2000 71 0 如图 1 河南工业职业技术学院 6 第二章第二章 负荷计算和无功功率补偿负荷计算和无功功率补偿 2 12 1 负荷计算负荷计算 2 1 1 单组用电设备计算负荷的计算公式 a 有功计算负荷 单位为 KW 为系数 30 P d K e P d K b 无功计算负荷 单位为 kvar tan 30 Q 30 P c 视在计算负荷 单位为 kvA 30 S cos 30 P d 计算电流 单位为 A 为用电设备的额定电压 单位为 KV 30 I N U S 3 30 N U 2 1 2 多组用电设备计算负荷的计算公式 a 有功计算负荷 单位为 KW 30 P ip PK 30 式中是所有设备组有功计算负荷之和 是有功负荷同时系数 可取 0 85 0 95 i P 3030 P p K b 无功计算负荷 单位为 kvar 是所有设备无功之和 是无功负荷同时系数 可取 0 9 0 97 30 Q iq QK 30i Q 3030 Q q K c 视在计算负荷 单位为 kvA 30 S 2 30 2 30 QP 河南工业职业技术学院 7 d 计算电流 单位为 A 30 I N U S 3 30 经过计算 得到各厂房和生活区的负荷计算表 如表 2 1 所示 额定电压取 380V 表 2 1各厂房和生活区的负荷计算表 计算负荷 编 号 名称类别 设备容量 kW e P 需要系数 d K cos tan kW 30 P kvar 30 Q kVA 30 S A 30 I 动力 2000 40 7 1 028081 6 照明 60 71 0 04 20 1 铸造 车间 小计206 84 281 6118201 动力 3000 30 65 1 1790105 3 照明 80 71 0 05 60 2 锻压 车间 小计308 95 6105 3144251 动力 3000 30 65 1 1790105 3 照明 90 71 0 06 30 7 金工 车间 小计309 96 3105 3145194 动力 3000 30 6 1 3390119 7 照明 70 71 0 04 90 6 工具 车间 小计307 94 9119 7155280 动力 5000 60 8 0 75300225 照明 70 71 0 04 90 4 电镀 车间 小计507 304 9225380244 动力 2000 60 8 0 7512090 照明 80 71 0 05 60 3 热处理 车间 小计208 125 690155 6176 动力 1500 40 7 1 026061 2 照明 70 71 0 04 90 9 装配 车间 小计157 64 961 290 6122 动力 2000 30 65 1 176070 2 照明 40 71 0 02 80 10 机修 车间 小计204 62 870 295 278 动力 800 60 65 1 754884 照明 20 71 0 01 40 8 锅炉 车间 小计82 49 48475 267 动力 200 30 7 1 0266 12 照明 20 71 0 01 40 5仓库 小计22 7 46 129 916 2 11生活区照明2000 71 001400140413 动力2219 总计 照明403 1134 1948 4 河南工业职业技术学院 8 计入 0 8 0 85 p K q K 0 75771 2644 81508 51655 2 22 2 无功功率补偿无功功率补偿 无功功率的人工补偿装置 主要有同步补偿机和并联电抗器两种 由于并联电抗器具有安装简单 运行维护方便 有功损耗小以及组装灵活 扩容方便等优点 因此并联电抗器在供电系统中应用最为 普遍 由表 2 1 可知 该厂 380V 侧最大负荷时的功率因数只有 0 75 而供电部门要求该厂 10KV 进线侧 最大负荷时功率因数不低于 0 9 考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗 因此 380V 侧最大负荷 时功率因数应稍大于 0 9 暂取 0 92 来计算 380V 侧所需无功功率补偿容量 tan tan 810 8 tan arccos0 75 tan arccos0 92 369 66 kvar C Q 30 P 1 2 参照图 2 选 PGJ1 型低压自动补偿评屏 并联电容器为 BW0 4 14 3 型 采用其方案 1 主屏 1 台与方案 3 辅屏 4 台相结合 总共容量为 84kvar5 420kvar 补偿前后 变压器低压侧的有功计 算负荷基本不变 而无功计算负荷 727 6 420 kvar 307 6 kvar 视在功率 30 Q 867 2 kVA 计算电流 1317 6 A 功率因数提高为 2 30 2 30 30 QPS N U S I 3 30 30 cos 0 935 30 30 S P 在无功补偿前 该变电所主变压器 T 的容量为应选为 1250kVA 才能满足负荷用电的需要 而采 取无功补偿后 主变压器 T 的容量选为 1000kVA 的就足够了 同时由于计算电流的减少 使补偿点 在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小 因此无功补偿的经济效益十分可观 因此无功补偿后 工厂 380V 侧和 10kV 侧的负荷计算如表 3 所示 河南工业职业技术学院 9 主屏辅屏 1 方案 6支路 3 方案 6支路 2 方案 8支路 4 方案 8支路 CCC 图 2 1 PGJ1 型低压无功功率自动补偿屏的接线方案 表 2 2无功补偿后工厂的计算负荷 计算负荷 项目 cos KW 30 P kvar 30 Q kV 30 S A A 30 I 380V 侧补偿前负荷0 75810 8727 610891655 380V 侧无功补偿容量 420 380V 侧补偿后负荷0 935810 8307 6867 21317 6 主变压器功率损耗0 015 13 30 S0 06 52 30 S 10KV 侧负荷计算0 935823 8359 6898 952 第三章第三章 变电所位置与型式的选择变电所位置与型式的选择 变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心 工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定 在工厂平面 图的下边和左侧 分别作一直角坐标的轴和轴 然后测出各车间 建筑 和宿舍区负荷点的坐标xy 位置 分别代表厂房 1 2 3 10 号的功率 设定 2 5 5 6 3 6 3 6 1 P 2 P 3 P 10 P 1 P 2 P 5 7 1 5 4 6 6 6 2 6 6 6 2 5 2 6 2 3 5 8 8 6 6 3 P 4 P 5 P 6 P 7 P 8 P 河南工业职业技术学院 10 8 8 5 2 8 8 3 5 并设 1 2 1 2 为生活区的中心负荷 如图 3 1 所示 而工厂 9 P 10 P 11 P 的负荷中心假设在 P 其中 P 因此仿照 力学 中计算中心的力矩方xy 1 P 2 P 3 P 11 P i P 程 可得负荷中心的坐标 3 1 i ii P xP PPPP xPxPxPxP x 11321 1111332211 3 2 i ii P yP PPPP yPyPyPyP y 11321 1111332211 把各车间的坐标代入 1 1 2 2 得到 5 38 5 38 由计算结果可知 工厂的负荷中心在 6xy 号厂房 工具车间 的西北角 考虑到周围环境及进出线方便 决定在 6 号厂房的西侧紧靠厂房建造 工厂变电所 器型式为附设式 11 P 3 P 2 P 1 P 4 P 5 P 6 P 7 P 8 P 9 P 10 P P y 图 3 1 按负荷功率矩法确定负荷中心 第四章第四章 变电所主变压器及主接线方案的选择变电所主变压器及主接线方案的选择 4 14 1 变电所主变压器的选择变电所主变压器的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况 工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案 a 装设一台变压器 型号为 S9 型 而容量根据式 为主变压器容量 为总的 30 SS TN TN S 30 S 计算负荷 选 1000 KVA 898 9 KVA 即选一台 S9 1000 10 型低损耗配电变压器 至于工 TN S 30 S 厂二级负荷所需的备用电源 考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担 b 装设两台变压器 型号为 S9 型 而每台变压器容量根据式 4 1 4 2 选择 即 898 9 KVA 539 34 629 23 KVA 4 1 7 0 6 0 TN S x 河南工业职业技术学院 11 134 29 165 44 4 KVA 343 7 KVA 4 2 30 SS TN 因此选两台 S9 630 10 型低损耗配电变压器 工厂二级负荷所需的备用电源 考虑由邻近单位相联的 高压联络线来承担 主变压器的联结组均为 Yyn0 4 24 2 变电所主接线方案的选择变电所主接线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案 4 2 1 装设一台主变压器的主接线方案如图 4 1 所示 Y0 Y0 S9 1000 GG 1A F 07 10 0 4kV 联络线 备用电源 GG 1A F 54 GW 口 10 10kV FS4 10 GG 1A J 03 GG 1A J 03 GG 1A F 07 GG 1A F 54 GG 1A F 07 GG 1A F 07 主变 联络 备用 220 380V 高压柜列 河南工业职业技术学院 12 图 4 1 装设一台主变压器的主接线方案 4 2 2 装设两台主变压器的主接线方案 如图 4 2 所示 Y 0 Y 0 220 380V S9 630 GG 1A F GG 1A F 07 10 0 4kV S9 630 10 0 4kV 联络线 备用电源 GG 1A F 54 GG 1A F 113 11 GW 口 10 10kV FS4 10 GG 1A J 01 GG 1A F 113 GG 1A F 11 GG 1A J 01 GG 1A F 96 GG 1A F 07 GG 1A F 54 主 变 主 变 联络 备用 高压柜列 96 河南工业职业技术学院 13 图 4 2 装设两台主变压器的主接线方案 4 34 3 主接线方案的技术经济比较主接线方案的技术经济比较 表 4 1 主接线方案的技术经济比较 比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案 供电安全性满足要求满足要求 供电可靠性基本满足要求满足要求 供电质量由于一台主变 电压损耗较大由于两台主变并列 电压损耗较小 灵活方便性只有一台主变 灵活性稍差由于有两台主变 灵活性较好 技 术 指 标 扩建适应性稍差一些更好一些 电力变压器的综 合投资额 查得 S9 1000 10 的单价为 15 1 万元 而变压器综合投资约为其 单价的 2 倍 因此综合投资约为 2 15 1 30 2 万元 查得 S9 630 10 的单价为 10 5 万元 因此两台变压器的综合投资约为 4 10 5 42 万元 比一台主变方案多 投资 11 8 万元 高压开关柜 含 计量柜 的综合 投资额 查得 GG 1A F 型柜可按每台 4 万 元计 其综合投资可按设备的 1 5 倍计 因此高压开关柜的综 合投资约为 4 1 5 4 24 万元 本方案采用 6 台 GG 1A F 柜 其综 合投资约为 6 1 5 4 36 万元 比一 台主变方案多投资 12 万元 电力变压器和高 压开关柜的年运 行费 主变的折旧费 30 2 万元 0 05 1 51 万元 高压开关柜的 折旧费 24 万元 0 06 1 44 万元 变配电的维修管理费 30 2 24 万元 0 06 3 25 万 元 因此主变和高压开关柜的折 旧和维修管理费 1 51 1 44 3 25 6 2 万元 主变的折旧费 42 万元 0 05 2 1 万 元 高压开关柜的折旧费 36 万元 0 06 2 16 万元 变配电的维修管 理费 42 36 万元 0 06 4 68 万 元 因此主变和高压开关柜的折旧和 维修管理费 2 1 2 16 4 68 8 94 万元 比一台主变方案多投资 2 74 万元 经 济 指 标 供电贴费 主变容量每 KVA 为 800 元 供电 贴费 1000KVA 0 08 万元 KVA 80 万元 供电贴费 2 630KVA 0 08 万元 100 8 万元 比一台主变多交 20 8 万元 从上表可以看出 按技术指标 装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案 但按经济指标 则装设一台主变的主接线方案远由于装设两台主变的主接线方案 因此决定采用装设 一台主变的主接线方案 第五章第五章 短路电流的计算短路电流的计算 河南工业职业技术学院 14 5 15 1 绘制计算电路绘制计算电路 500MVA K 1K 2 LGJ 150 8km 10 5kV S9 1000 0 4kV 2 3 1 系统 图 5 1 短路计算电路 5 25 2 确定短路计算基准值确定短路计算基准值 设基准容量 100MVA 基准电压 1 05 为短路计算电压 即高压侧 d S d U c U N U c U 10 5kV 低压侧 0 4kV 则 1d U 2d U 5 1 kA kV MVA U S I d d d 5 5 5 103 100 3 1 1 5 2 kA kV MVA U S I d d d 144 4 03 100 3 2 2 5 35 3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值计算短路电路中个元件的电抗标幺值 5 3 1 电力系统 已知电力系统出口断路器的断流容量 500MVA 故 100MVA 500MVA 0 2 oc S 1 X 5 3 5 3 2 架空线路 查表得 LGJ 150 的线路电抗 而线路长 8km 故kmx 36 0 0 5 4 6 2 5 10 100 836 0 22 02 kV MVA U S lxX c d 5 3 3 电力变压器 查表得变压器的短路电压百分值 4 5 故 k U 4 5 5 5 kVA MVA S SU X N dk 1000 100 100 5 4 100 3 式中 为变压器的额定容量 N S 因此绘制短路计算等效电路如图 5 2 所示 2 0 1 k 1k 2 6 2 1 5 4 1 图 5 2 短路计算等效电路 河南工业职业技术学院 15 5 45 4 k 1k 1 点 点 10 5kV10 5kV 侧 的相关计算侧 的相关计算 5 4 1 总电抗标幺值 0 2 2 6 2 8 5 6 2 1 1 XXX k 5 4 2 三相短路电流周期分量有效值 5 7 kA kA X I I k d k 96 1 8 2 5 5 1 1 1 5 4 3 其他短路电流 5 8 kAIII k 96 1 3 1 3 3 5 9 kAkAIish0 596 1 55 2 55 2 3 3 5 10 kAkAIIsh96 2 96 1 51 1 51 1 3 3 5 4 4 三相短路容量 5 11 MVA MVA X S S k d k 7 35 8 2 100 1 3 1 5 55 5 k 2k 2 点 点 0 4kV0 4kV 侧 的相关计算侧 的相关计算 5 5 1 总电抗标幺值 0 2 2 6 4 5 7 3 5 12 3 2 1 1 XXXX k 5 5 2 三相短路电流周期分量有效值 5 13 kA kA X I I k d k 7 19 3 7 144 2 2 2 5 5 3 其他短路电流 5 14 kAIII k 7 19 3 1 3 3 5 15 kAkAIish 2 367 1984 184 1 3 3 5 16 kAkAIIsh 5 21 7 1909 1 09 1 3 3 5 5 4 三相短路容量 5 17 MVA MVA X S S k d k 7 13 3 7 100 2 3 2 以上短路计算结果综合图表 5 1 所示 表 5 1短路计算结果 三相短路电流三相短路容量 MVA 短路计算点 3 k I 3 I 3 I 3 sh i 3 sh I 3 k S 河南工业职业技术学院 16 k 11 961 961 965 02 9635 7 k 219 719 719 736 221 513 7 第六章第六章 变电所一次设备的选择校验变电所一次设备的选择校验 6 16 1 10kV10kV 侧一次设备的选择校验侧一次设备的选择校验 6 1 1 按工作电压选则 设备的额定电压一般不应小于所在系统的额定电压 即 高压设备的额定电 eN U N U eN U N U 压应不小于其所在系统的最高电压 即 10kV 11 5kV 高压开 eN U max U eN U max U N U max U 关设备 互感器及支柱绝缘额定电压 12kV 穿墙套管额定电压 11 5kV 熔断器额定电压 eN U eN U 12kV eN U 6 1 2 按工作电流选择 设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流 即 eN I 30 I eN I 30 I 6 1 3 按断流能力选择 设备的额定开断电流或断流容量 对分断短路电流的设备来说 不应小于它可能分断的最 oc I oc S 大短路有效值或短路容量 即 3 k I 3 k S 或 oc I 3 k I 3 oc S 3 k S 对于分断负荷设备电流的设备来说 则为 为最大负荷电流 oc I max OL I max OL I 6 1 4 隔离开关 负荷开关和断路器的短路稳定度校验 a 动稳定校验条件 或 max i 3 sh i 3 maxsh II 分别为开关的极限通过电流峰值和有效值 分别为开关所处的三相短路冲击 max i max I 3 sh i 3 sh I 电流瞬时值和有效值 b 热稳定校验条件 imat tItI 2 3 2 对于上面的分析 如表 6 1 所示 由它可知所选一次设备均满足要求 表 6 1 10 kV 一次侧设备的选择校验 选择校验项目电压电流 断流能 力 动态定度热稳定度 其 它 河南工业职业技术学院 17 参数 N U N I 3 k I 3 sh I ima tI 2 3 装置地点条 件 数据 10kV 57 7A 1 TN I 1 96kA5 0kA3 79 196 1 2 额定参数 eN U eN U oc I max itIt 2 高压少油断路器 SN10 10I 630 10kV630kA16kA40 kA5122162 高压隔离开关 10 200 6 8 GN 10kV200A 25 5 kA5005102 二 次 负 荷 0 6 高压熔断器 RN2 10 10kV0 5A50 kA 电压互感器 JDJ 10 10 0 1kV 电压互感器 JDZJ 10 kV 3 1 0 3 1 0 3 10 电流互感器 LQJ 10 10kV100 5A kA1 02225 31 8 kA 1 1 090 2 81 避雷针 FS4 10 10kV 一 次 设 备 型 号 规 格 户外隔离开关 GW4 12 400 12kV400A 25kA5005102 6 26 2 380V380V 侧一次设备的选择校验侧一次设备的选择校验 同样 做出 380V 侧一次设备的选择校验 如表 6 2 所示 所选数据均满足要求 表 6 2 380V 一次侧设备的选择校验 选择校验项目电压电流 断流 能力 动态 定度 热稳定度其它 装置地点 条件 参数 N U N I 3 k I 3 sh I ima tI 2 3 河南工业职业技术学院 18 数据 380V 总 1317 6A 19 7kA36 2kA2727 07 19 2 额定参数 eN U eN U oc I max itIt 2 低压断路器 DW15 1500 3D 380V1500A40kA 低压断路器 DW20 630 380V 630A 大于 30 I 30Ka 一般 低压断路器 DW20 200 380V 200A 大于 30 I 25 kA 低压断路 HD13 1500 30 380V1500A 电流互感器 LMZJ1 0 5 500V1500 5A 一 次 设 备 型 号 规 格 电流互感器 LMZ1 0 5 500V 100 5A 160 5A 6 3 高低压母线的选择 查表得到 10kV 母线选 LMY 3 404mm 即母线尺寸为 40mm4mm 380V 母线选 LMY 3 12010 806 即相母线尺寸为 120mm10mm 而中性线母线尺寸为 80mm6mm 第七章第七章 变电所高 低压线路的选择变电所高 低压线路的选择 7 17 1 10kV10kV 高压进线和引入电缆的选择高压进线和引入电缆的选择 7 1 1 10kV 高压进线的选择校验 采用 LGJ 型钢芯铝绞线架空敷设 接往 10kV 公 用干线 a 按发热条件选择由 57 7A 及室外环境温度 33 查表得 初选 LGJ 35 其 30 I TN I 1 35 C 时的 149A 满足发热条件 al I 30 I b 校验机械强度 查表得 最小允许截面积 25 而 LGJ 35 满足要求 故选它 min A 2 mm 由于此线路很短 故不需要校验电压损耗 7 1 2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 采用 YJL22 10000 型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆之间埋地敷设 a 按发热条件选择由 57 7A 及土壤环境 25 查表得 初选缆线芯截面为 25 30 I TN I 1 河南工业职业技术学院 19 的交联电缆 其 149A 满足发热条件 2 mm al I 30 I b 校验热路稳定按式 A 为母线截面积 单位为 为满足热路 C t IAA ima 3 min 2 mm min A 稳定条件的最大截面积 单位为 C 为材料热稳定系数 为母线通过的三相短路稳态电流 2 mm 3 I 单位为 A 短路发热假想时间 单位为 s 本电缆线中 1960 0 5 0 2 0 05 0 75s 终端 ima t 3 I ima t 变电所保护动作时间为 0 5s 断路器断路时间为 0 2s C 77 把这些数据代入公式中得 满足发热条件 2 mm al I 30 I b 校验电压损耗由图 1 1 所示的工厂平面图量得变电所至 1 号厂房距离约为 288m 而查表 得到 120的铝芯电缆的 0 31 按缆芯工作温度 75 计 0 07 又 1 号 2 mm 0 Rkm 0 Xkm 厂房的 94kW 91 8 kvar 故线路电压损耗为 30 P 30 Q V kV kkW U qXpR U N 78 23 38 0 1 007 0 var 8 91 288 0 31 0 94 5 3 6 100 380 78 23 U al U c 断路热稳定度校验 2 3 min 224 76 75 0 19700mm C t IA ima 不满足短热稳定要求 故改选缆芯截面为 240的电缆 即选 VLV22 1000 3240 1120 的四芯 2 mm 聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆 中性线芯按不小于相线芯一半选择 下同 7 2 2 锻压车间 馈电给 2 号厂房 锻压车间 的线路 亦采用 VLV22 1000 3240 1120 的四芯聚氯乙烯绝缘 河南工业职业技术学院 20 的铝芯电缆直埋敷设 方法同上 从略 7 2 3 热处理车间 馈电给 3 号厂房 热处理车间 的线路 亦采用 VLV22 1000 3240 1120 的四芯聚氯乙烯绝缘 的铝芯电缆直埋敷设 方法同上 从略 7 2 4 电镀车间 馈电给 4 号厂房 电镀车间 的线路 亦采用 VLV22 1000 3240 1120 的四芯聚氯乙烯绝缘的 铝芯电缆直埋敷设 方法同上 从略 7 2 5 仓库 馈电给 5 号厂房 仓库 的线路 由于仓库就在变电所旁边 而且共一建筑物 因此采用聚氯乙 烯绝缘铝芯导线 BLV 1000 型 5 根 包括 3 根相线 1 根 N 线 1 根 PE 线 穿硬塑料管埋地敷设 a 按发热条件需选择 由 16 2A 及环境温度 26 初选截面积 4 其 19A 满足发热条件 30 IC 2 mm al I 30 I b 校验机械强度查表得 2 5 因此上面所选的 4的导线满足机械强度要 min A 2 mm 2 mm 求 c 所选穿管线估计长 50m 而查表得 0 85 0 119 又仓库的 8 8kW 0 Rkm 0 Xkm 30 P 6 kvar 因此 30 Q V kV kkW U qXpR U N 10 38 0 05 0 119 0 var6 05 0 55 8 8 8 I30 满足发热条件 2 效验机械强度 查表可得 最小允许截面积 Amin 10mm2 因此 BLX 1000 1240 满足机械强度要 求 3 校验电压损耗 查工厂平面图可得变电所至生活区的负荷中心距离 600m 左右 而查表得其阻抗值 与 BLX 1000 1240 近似等值的 LJ 240 的阻抗 0 14 0 30 按线间几何均距 0 Rkm 0 Xkm 0 8m 又生活区的 245KW 117 6kvar 因此 30 P 30 Q V kV kkW U qXpR U N 4 9 38 0 2 03 0 var 6 117 2 014 0 245 7 3 2 校验电压损耗 由表 工厂供电设计指导 8 41 可查得缆芯为 25的铝 2 mmkmR 54 1 0 缆芯温度按 80 计 而二级负荷的 kmX 12 0 0 kWkWP 8 258 8 3512994 30 线路长度按 2km 计 因此var 9 211var 3 26 8 93 8 91 30 kkQ V kV kkW U85 10 212 0 var9 211 254 1 8 258 585 0 100 10000 85 al UVVU 由此可见满足要求电压损耗 5 的要求 7 3 3 短路热稳定校验 按本变电所高压侧短路电流校验 由前述引入电缆的短路热稳定校验 可知缆芯 25的交联 2 mm 电缆是满足热稳定要求的 而临近单位 10KV 的短路数据不知 因此该联路线的短路热稳定校验计算无 法进行 只有暂缺 以上所选变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格如表 7 1 所示 表 7 1 进出线和联络线的导线和电缆型号规格 线 路 名 称导线或电缆的型号规格 10KV 电源进线LGJ 35 铝绞线 三相三线架空 主变引入电缆YJL22 10000 3 25 交联电缆 直埋 至 1 号厂房VLV22 1000 3 240 1 120 四芯塑料电缆 直埋 至 2 号厂房VLV22 1000 3 240 1 120 四芯塑料电缆 直埋 至 3 号厂房VLV22 1000 3 240 1 120 四芯塑料电缆 直埋 至 4 号厂房VLV22 1000 3 240 1 120 四芯塑料电缆 直埋 至 5 号厂房BLV 1000 1 4 铝芯线 5 根穿内径 25硬塑管 2 mm 至 6 号厂房VLV22 1000 3 240 1 120 四芯塑料电缆 直埋 至 7 号厂房VLV22 1000 3 240 1 120 四芯塑料电缆 直埋 至 8 号厂房VLV22 1000 3 240 1 120 四芯塑料电缆 直埋 至 9 号厂房VLV22 1000 3 240 1 120 四芯塑料电缆 直埋 至 10 号厂房VLV22 1000 3 240 1 120 四芯塑料电缆 直埋 380V 低压 出线 至生活区 四回路 每回路 3 BLX 1000 1 120 1 BLX 1000 1 75 橡皮线 三 相四线架空线 与临近单位 10KV 联络线YJL22 10000 3 16 交联电缆 直埋 河南工业职业技术学院 23 第八章第八章 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 8 18 1 变电所二次回路方案的选择变电所二次回路方案的选择 a 高压断路器的操作机构控制与信号回路 断路器采用手动操动机构 其控制与信号回路如 工厂供电设计指导 图 6 12 所示 b 变电所的电能计量回路变电所高压侧装设专用计量柜 装设三相有功电度表和无功电度表 分别计量全厂消耗的有功电能表和无功电能 并以计算每月工厂的平均功率因数 计量柜由上级供电 部门加封和管理 c 变电所的测量和绝缘监察回路 变电所高压侧装有电压互感器 避雷器柜 其中电压互感器 为 3 个 JDZJ 10 型 组成Y0 Y0 的接线 用以实现电压侧量和绝缘监察 其接线 00 开口 YY 图见 工厂供电设计指导 图 6 8 作为备用电源的高压联路线上 装有三相有功电度表和三相无功 电度表 电流表 接线图见 工厂供电设计指导 图 6 9 高压进线上 也装上电流表 低压侧的动 力出线上 均装有有功电度表和无功电度表 低压照明线路上装上三相四线有功电度 低压并联电容 器组线路上 装上无功电度表 每一回路均装设电流表 低压母线装有电压表 仪表的准确度等级按 符合要求 8 28 2 变电所继电保护装置变电所继电保护装置 8 2 1 主变压器的继电保护装置 a 装设瓦斯保护 当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时 瞬时动作于信号 当产生大 量的瓦斯时 应动作于高压侧断路器 b 装设反时限过电流保护 采用 GL15 型感应式过电流继电器 两相两继电器式结线 去分流跳 闸的操作方式 8 2 2 护动作电流整定 max L ire wrel op I KK KK I 其中 可靠系数 AAKVKVAII TNL 115 7 572 103 100022 1max 1 3 rel K 接线系数 继电器返回系数 电流互感器的电流比 100 5 20 因此动作电流为 1 w K 0 8 re K i K 因此过电流保护动作电流整定为 10A AAIOP3 9115 208 0 13 1 8 2 3 过电流保护动作时间的整定 河南工业职业技术学院 24 因本变电所为电力系统的终端变电所 故其过电流保护的动作时间 10 倍的动作电流动作时间 可整定为最短的 0 5s 8 2 4 过电流保护灵敏度系数的检验 1 min op k p I I S 其中 0 86619 7kA 10kV 0 4kV 0 682 TKTKk KIKII 866 0 3 2 2 2min 因此其灵敏度系数为 AAKKII wiopop 2001 2010 1