某冶金机械厂总降压变电所及配电系统设计0

课题名称 某冶金机械厂总降压变电所及配电系统设计 二 生产任务及车间组成 1 本厂产品及生产规模 本厂主要承担全国冶金工业系统矿山 冶炼和轧钢设备的配件生产 即以生 产铸造 锻造 铆焊 毛坯件为主体 生产规模为 铸钢件 1 万件 铸铁件 3 千吨 锻件 1 千吨 铆焊件 2 千 5 百吨 2 本厂车间组成 1 铸钢车间 2 铸铁车间 3 锻造车间 4 铆焊车间 5 木型车间及木型库 6 机修车间 7 砂库 8 制材 场 9 空压站 10 锅炉房 11 综合楼 12 水塔 13 水泵房 14 污水提升站等 三 设计依据 1 全车间各车间负荷计算表如下 2 供用电协议 工厂与电业部门所鉴定的供用电协议主要内容如下 1 工厂拟从电业部门某 220 35 千伏变压所 用 35 千伏双回架空线 引入本厂 其中一个做为工作电源 一个做为备用电源 两个电 源不并列运行 该变电所距厂东侧 8 公里 2 供电系统短路技术数据 系统运行方式短路容量说明 最大运行方式 最小运行方式 兆伏安 200 3 max d S 兆伏安 175 3 min d S 供电系统如图 3 电业部门对本厂提出的技术要求 区域变电所 35 千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为 2 秒 工厂 总降 不应大于 1 5 秒 在总降压变电所 35 千伏侧进行计量 本厂的功率因数值应字 0 9 以上 四 本厂负荷性质 本厂为三班工作制 最大有功负荷年利用小时数为 6000 小时 属于二级负 荷 五 本厂的自然条件 1 气象条件 1 最热月平均最高温度为 30 2 土壤中 0 7 1 米深处一年中最热月平均温度 20 3 年雷暴日为 31 天 4 土壤冻结深度为 1 10 米 5 夏季主导风向为南风 2 地质及水文条件 根据工程地质勘探资料获悉 厂区地址原为耕地 地势平坦 地层以砂质 粘土为主 地质条件较好 地下水位为 2 8 5 3 米 地耐压力为 20 吨 平 方米 六 设计任务及设计大纲 1 总降压变电站设计 1 主结线设计 2 短路电流计算 根据电气设备选择和继电保护的需要确定短路计 算点 计算三相短路电流 计算结果列出汇总表 3 主要电气设备选择 主要电气设备的选择 包括断路器 隔离开 关 互感器 导线截面和型号等设备的选择和校验 选用设备型 号 数量汇成设备一览表 4 主要设备继电保护设计 包括主变压器 线路等元件的保护方式 选择和整定计算 5 配电装置设计 6 防雷 接地设计 2 车间变电所设计 根据车间负荷情况 选择车间变压器的台数 容量 以及变电所位置的原 则考虑 3 厂区 10 千伏配电系统设计 根据所给资料 列出配电系统结线方案 经过详细计算和分析比较 确定 最优方案 七 设计成果 1 设计说明书 内容包括设计过程中涉及的计算 选择 整定等的具体过程 并附有必 要的计算表格 2 设计图纸 1 总降压站电气主结线单线图 2 主变压器保护原理接线图 3 进线断路器控制及保护原理图 第一章第一章 负荷系统计算负荷系统计算 一 负荷计算的意义及方法 计算负荷是供电系统设计的基础 负荷计算的的目的是确定供电系统的最大负荷 也称 计算负荷 它是选择供电系统变压器 导线以及开关等电气设备的依据 企业进行电力设计的基本原始资料是工艺部门提供的用电设备的安装容量 这些用电 设备品种多 数量大 工作情况复杂 估算的准确程度 影响工厂的电力设计的质量 如 估算过高 将增加供电设备的容量 使工厂电网复杂 浪费有色金属 增加初投资和运行 管理工作量 特别是由于工厂是国家电力的主要用户 不合理的工厂电力需用量是作为基 础的国家电力系统的建设 将给国民经济建设带来很大的危害 如估算过低 又会使工厂 投入生产后 供电系统的线路及电气设备由于承担不了实际电流而过热 如加速绝缘老化 的速度 降低使用寿命 增大电能损耗 影响供电系统的正确可靠运行 确定全厂的计算负荷的方法很多 需要系数法是最常用的一种 即先从用电端求逐级 起往电源方向计算 首先按照需要系数法求得各车间低压侧有功及无功计算负荷 加上本 车间变电所的变压器有功及无功功率损耗 既得车间变电所高压侧的计算负荷 其次是将 全厂各车间高压侧负荷相加 如有高压用电设备 也加上高压用电设备的计算负荷 同时 加上厂区配电线路的功率损耗 再乘以同时系数 便得出工厂总降压变电所低压侧计算负 荷 然后考虑无功功率的影响和总降压变电所主变压器的功率损耗 其总和就是全厂的计 算负荷 式中 P Q为各用电组一 用电设备组的计算负荷 是指用电设备组从供电系 30ii30 统中取用的半小时最大符合 P 用电设备组的设备容量 P 是指用电设备组所以设备的额 30e 定容量 P只和即 P P Ne N 用电设备组的有功计算负荷应为 P 30e WLe L P KK 式中 P 为设备容量 令 K K 就称为需要系数 实际上 需要系数还 ee WLe L P KK dd 与操作人员的技能及生产等多种因素有关 由上式可知需要系数的定义为 K P P d30e 由此可得较需要系数发的确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为 P K P 30d e 在求出有功计算负荷 P后 可按下列各式分别求出其余的计算符合 30 无功计算符合 Q P tan 3030 tan 对应于用点设备组 cos 的正切值 视在计算符合 S P cos 3030 计算电流 I S U 3030 3 N U 额定电压 N 对单台电机 白炽灯 电热设备 电炉变压器等 设备的额定容量的值就是计算负荷 即 P P eN 对单台反复短时工作制的设备末期额定容量均作为计算符合 不过对于吊车 如 J 25 c 电焊机 J 100 则相应的换算为 25 或 100 的设备容量 c 对多组用电设备的符合计算则应采用以下步骤 将用电设备分组 求出各用电设备的总额定容量 查出各组用电设备响应的需要系数及对应的功率因数则 P K P 30 1 d 1 N 1 Q P tan 30 1 30 1 1 P K P 30 2 d 2 N 2 Q P tan 30 2 30 2 2 于是 P 30 i P 30 Q 30 i Q 30 S 30 2 30 2 30 QP 的计算负荷 用需要系数法求车间或全厂计算符合时 需要在各级配电点乘以同时系数 K K i 取值一般为 0 85 0 95 但是他们的连乘积建议不小于 0 8 由于愈趋向电流端 i 负荷愈平稳 所以对应的 K也愈大 根据以上负荷计算的原则 得到负荷计算表如 i 表 1 由工厂各车间设备进行工厂负荷统计得计算负荷具体如下表 项目 设备容量 需用系数 功率因数负荷 车间号 KVA Kd Cos 有功功率Kw 无功功率Kvar 视在功率KVA 类型 铸钢车间10000 400 70400408571 砂车1100 700 6077102 4128 小计1110477510 4699 铆焊12000 3001 水泵房 280 750 80211528 小计1228381728827 空压站3900 850 75332292442 机修车间1500 250 65385769 锻造车间2200 300 6566100120 木型车间185 850 350 606587108 制材场200 280 60679 综合楼200 901 0018018 小计985 85525543324 锅炉房3000 750 80225169281 仓库88 120 300 65263140 污水提升站 140 650 809711 2 水泵房 280 750 80211626 小计430281223359 电弧炉2 12500 900 87225012832590 工频炉2 3OO0 800 9148023532 空压机2 2500 850 90425264500 小计3600315517773621 总计9353 855646 24712 27336 7 用电名称 计算负荷 类 8009361231 类 类 类 类 类 NO 2 NO 3 NO 4 NO 5 NO 120000 400 65铸钢车间 千伏 高压 负荷 由以上电力负荷统计表可得 P30 i 5646 2Kw Q30 i 4712 2 Kvar 取 K P 0 92 K Q 0 95 则有 有功功率 P30 K P P30 i 0 92 5646 2 5194 4 Kw 无功功率 Q30 K Q Q30 i 0 95 4712 2 4476 6 Kvar 视在功率 S30 6857 4 KVA 2 30 2 30 QP 功率因数 Cos P30 S30 5194 4 6857 4 0 76 第二章第二章 功率因数补偿和变压器选择功率因数补偿和变压器选择 在工厂系统中 绝大多数用电设备都具有电感的特性 这些设备不仅需要从电力系统 中吸收有功功率 还要吸收无功功率 以产生这些设备正常工作所必要的交变磁场 然而 在输送有功功率一定的情况下 无功功率增大 就会降低功率因数 因此功率因数是衡量 工厂供电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标 根据该工厂的实际设计要求 工厂功率因数补偿采用集中补偿为主 对其他电气设备 采用就地补偿 一 功率因数的分析 对于新厂 在最初设计时 补偿容量可按下式确定 QC P30 tan tan tan 补偿前平均功率因数角 Cos 对应的正切值 tan 补偿后功率因数角 tan 对应的正切值 P30 设计时求得的平均负荷 KW 由于 Cos 0 76 达不到电业部门对本工厂用电的要求 故要在变压器的低压侧进 行无功补偿 这里我取 Cos 0 93 要使低压侧功率因数由 0 76 提高到 0 93 低压 侧需装设的并联电容的容量为 QC P30 tan tan 5194 4 tanarccos0 76 tanarccos0 93 2389 2 Kvar 补偿后变电所低压侧的视在计负荷为 5598 2 KVA 30 S 2 30 2 30C QQP 变压器的功耗为 PT 0 015S30 2 0 015 5641 5 83 973 Kw QT 0 06S30 2 0 06 5641 5 335 9 Kvar 变电所高压侧的计算负荷为 P30 2 P30 PT 5278 Kw Q30 2 Q30 QC QT 2423 3Kvar S30 2 5807 7 KVA 2 2 30 2 2 30 QP 补偿后工厂的功率因数为 Cos P30 2 S30 2 0 908 二 变压器的选择 2 1 变压器的分类 变压器分类方法比较多 按功能分有升压变压器和降压变压器 按相数分有单相和三相两 类 按绕组导体的材质分有铜绕组变压器 按冷却方式和绕组绝缘分有油浸式 干式两大 类 其油浸式变压器又有油浸自冷式 油浸风冷式 油浸水冷式和强迫油循环冷却方式等 而干式变压器又有绕注式 开启式 冲七式 SF6 等 按用途分又可分为普通变压器和特 种变压器 2 2 变压器台数的确定 在选择变压器时 应选用低损耗节能型变压器 如 S9 系列或 S10 系列 变压器需安装在 楼内时 则应选择干式变压器 在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所 应选 择密闭型变压器或防腐蚀型变压器 变压器台数的选择应考虑下列原则 1 满足用电负荷对可靠性的要求 在有一 二级负荷的变电所中 宜选择两台主变 压器 当在技术经济上比较合理时 主变压器也可选择多于两台 三级负荷一般 选择一台主变压器 如果负荷较大时 也可选择两台主变压器 2 对负荷变化较大宜采用经济运行方式的变电所 应选择两台变压器 3 在选择变电所主变压器台数时 应适当考虑负荷的发展 留有扩展增容的余地 2 3 器容量确定 1 单台变压器容量的确定 单台变压器的额定容量 Sn 应能满足全部用电设备的计算负荷 Sc 留有余量 并考虑变 压器的经济运行 即 Sn 1 15 1 4 Sc 工厂车间变电所中 单台变压器容量不宜超过 1000KVA 对装设在二层楼以上的干式 变压器 其容量不宜大于 630KVA 2 装有两台变压器容量的确定 任意一台变压器容量 Sn 应同时满足下列两个条件 当任意一台变压器单独运行时 应满足总计算负荷的 60 70 的要求 Sn 0 6 0 7 Sc 任一台变压器单独运行时 应能满足全部一 二级负荷 Sc 的需要 Sn Sc 35KV 主变压器的选择 额定电 压 Kv 损耗 W阻抗电压 联结 组别 尺寸 mm 长 宽 高 型号 额定 容量 KVA 高压低压 空 载 负 载 SZ763003510 5820041000 7 5Yd113100 2230 3520 10kv 车间变压器的选择 1 一号车间变压器的选择 NO 1 和 NO 2 为二类负荷且容量都大于或接近 1000KVA 所以要考虑装设两台变压器选择方法 每台变压器的容量 SN T应满足以下两个条件 任一台变压器单独运行时 宜满足计算负荷 S30的大约 60 70 的需要 即 SN T 0 6 0 7 S30 任一台变压器单独运行时 应满足全部一 二级负荷的需要 即 SN T S30 故有主变的容量 SN T 0 6 0 7 1273 738 861 KVA 即选择两台型号为 SL7 800 10 2 二号车间选择两台型号为 SL7 500 10 3 三号车间变电所主变压器的选择 根据 Sc 824 8KVAR 设计要求三号车间变电所设置一台变压器 按总容量的选择即选择变 压器的型号为 SL7 1000 10 变压器一台 4 四号车间变电所主变压器的选择 根据 Sc 721 07KVAR 设计要求四号车间变电所设置一台变压器 按总容量的选择即选择变 压器的型号为 SL7 800 10 变压器一台 5 五号车间变电所主变压器的选择 根据 Sc 393 67KVAR 设计要求五号车间变电所设置一台变压器 按总容量的选择即选择变 压器的型号为 SL7 400 10 变压器一台 各车间变压器型号列表 额定电压 KV损耗 W车间 编号 型 号额定容量 KVA 高压低压 联结 组别空载负载 阻抗电 压 NO 1S9 800 10800140075004 5 NO 2S9 500 10500120062004 5 NO 3S9 1000 1010001700103004 5 NO 4S9 800 1080080043004 NO 5S9 400 10400 60 4Yyn0 80043004 第三章变电所位置及变电所主接线的选择第三章变电所位置及变电所主接线的选择 一 变配电所类型的选择 本厂为大型企业所以要设总降压变电所和车间变电所选择原则根据 尽量接近负荷中心 以降低配电系统的电能损耗 电压损耗和有色金属消耗 量 进出线方便 特别是便于架空线进出 接近电源侧 特别是工厂的总降压变电所和高压配电所 设备运输方便 特别是要考虑电力变压器和高压成套配电装置的运输 不应设在有剧烈震动或高温的场所 无法避开时 应有防震和隔热的措施 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所 无法远离时 不应设在污染源的下风 侧 应符合国标 GB50058 1992 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 的规 定 二 接线图的意义和目的 表示电气设备的元件与其相互连接顺序的图称为接线图 接线图分为两类 即二 次接线图及主接线图 主接线图表示电能与电源的分配的用户的主要电路 在此图上应表示出所有的电气设备 有时更好的说明电力系统的工作 也列入二次接线的元件 一般来说 主接线图只表示电气装置的相连线因为三想交流电力装置中的所有三 相连接方法是相同的 所接的电气设备也一样 这种图称为单线图 三 高压线路的接线方式 工厂的高压线路有放射式 树干式和环形式等基本接线方式 由于放射式线路之间互 不影响 因此供电可靠性高 而且便于自动装置 但是高压开关设备用得较多 而且每台 高压断路器必须装设一个高压开关柜 从而使投资增加 而且这种放射式线路发生故障或 检修时 该线路所供电的负荷都要停电 其他两种接线方式都各有优缺点 根据该厂实际情况需要 这里的高压部分选择放射 式较为合适 低压部分也选用放射式接线方式 这样总的主接线图确定为放射式 2 1 对工厂变电所主接线的要求 1 安全 主接线的设计应符合国家标准有关技术规范的要求 能充分保证人身 和设备的安全 2 可靠 应满足用电设备对供电可靠性的要求 3 灵活 能适应各种不同的运行方式 操作检修方便 4 经济 在满足以上要求的前提下 主接线设计应简单 投资少 运行管理费 用低 一般情况下 应考虑节约电能和有色金属消耗量 2 3 工厂变电所常用主接线 工厂变电所常用主接线按其基本形式可分为三种类型 1 线路 变压器组单元接线 这种接线的优点 接线简单 所用电气设备少 配电装置简单节约了建设 投资 缺点 该单元中任一设备发生故障或检修时 变电所全不停电 可靠性不 高 使用范围 适用于小容量三级负荷 小型工厂或非生产性用户 单母线接线 它可分为单母线不分段接线和单母线分段接线 单母线不分段接线 当只有一路电源进线时 常用这种接线 优点 线路简单清晰使用设备少 经济性好 操作人员发生误操作可能性 少 缺点 可靠性灵活性差 使用范围 可用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户 或有备用电源的 二级负荷用户 单母线分段接线 当有双电源供电时 常采用高压侧单母线分段进线 优点 供电可靠性高 操作灵活 除母线故障检修外 可对用户连续供电 缺点 母线故障或检修时 仍用 50 左右的用户停电 使用范围 在具有两路电源进线时 采用单母线分段进线 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 更加提高了单母线用断路 器分段接线的供电可靠性 2 桥式接线 所谓桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器 犹如一座桥 主 要有内桥式接线和外桥式接线 断路器跨在进线断路器的内侧 靠近变压 器 称为内桥式接线 若断路器跨在进线断路器的外侧 靠近电源侧 称 为外桥式接线 桥式接线的特点 1 接线简单 高压侧无母线 没有多余设备 2 经济 由于不需设母线 4 个回路只用了 3 只断路器 省去了 1 2 台断路器 节约了投资 3 可靠性高 无论那条回路故障或检修 均可通过倒闸操作迅速切除 该回路 不致使二次侧母线长时间停电 4 安全 每台断路器两侧均装有隔离开关 可行成明显的断开点 以保证设备安全检修 5 灵活 操作灵活 能使用多种运行方式 使用范围 对工厂 35KV 及以上总降压变电所 有两路电源供电及两台变压器时 一般 采用桥式接线 第四章第四章 短路电流的计算短路电流的计算 一 短路的原因 短路发生的主要原因是电力系统中电器设备载流导体的绝缘损坏 造成绝缘损坏的原 因主要有设备绝缘自然老化 操作过电压 大气过电压 绝缘受到机械损伤等 运行人员不遵守操作规程发生的误操作 如带负荷拉 合隔离开关 检修后忘拆除地 线合闸等 或鸟兽跨越在裸露导体上 这些也是引起短路的原因 二 短路的危害 发生短路时 由于短路回路的阻抗很小 产生的短路电流较正常电路大数十倍 可能 高达数万安培甚至数十万安培 同时 系统电压降低 离短路点越近电压降低越大 三相短路时 短路点的电压可降低到零 因此 短路将造成严重危害 1 短路产生很大的热量 导体温度升高 将绝缘损坏 2 短路产生巨大的电动力 使电气设备受到机械损伤坏 3 短路使系统电压严重降低 电器设备正常工作受到破坏 例如异步电动机的转矩 与外施电压的平方成正比 当电压降低时 其转矩降低使转速减慢 造成电动机 过热烧坏 4 短路造成停电 给国民经济带来损失 给人民生活带来不便 5 严重的短路将影响电力系统的稳定性 使并列的同步发电机失步 造成系统解列 甚至崩溃 6 单相短路产生的不平衡磁场 对附近的通信线路和弱点设备产生严重的电磁干扰 影响其正常的工作 由上可见 短路产生的后果极其严重 在供配电系统的设计和运行中应采用有效 措施 设法消除可能引起短路的一切原因 同时为了减轻短路的严重后果和防止 故障扩大 需要计算短路电流 以便正常的选择和校验各种电器设备 计算和整 定保护短路的继电器保护装置和选择限制短路电流设备 如电抗器 等 由此可见断路的后果是非常严重的 因此必须设法消除可能引起短路的一切因素 同 时需要进行断路电力计算 以便正确地选择电气设备 使电气设备具有足够的动稳定性和 热稳定性 以保证在发生可能有的最大断路电流时不致损坏 为了选择切除短路故障的无 关电器 整定短路保护的继电器保护和选择限制短路电流的元件等也必须计算短路电流 三 短路电流计算 短路电流的计算方法有欧姆发 标么值法 短路容量法 根据设计的实际情况 我们 选择了表么值法 按表么值法进行短路电流计算时 一般是先确定基准容量 Sd和基准电压 Ud 基准容量的选取是任意的 但工程上通常取 S 100MVA 基准电压 通常去元件所在处的短路计算电压 即取 Ud Uc确定了基准容量和基准电 压以后电流可按下试计算 d I d d u s 3 计算电抗按下式计算 d d d I U X 3 下面分别介绍供电系统各主要元件电抗标么值的计算 取 MVASd100 UcUd 电力系统的电抗标么值 s s u s s u X X X d d dd d S S 2 2 电力变压器的电抗表么值 n dk t s uu x 2 100 n dkd s suu 100 100 2 电抗器的电抗标什么值 2 3100 d d NL NLL L U S I UX X 短路电流中所有元件的电抗的标么值求出来后 就利用其他等效电路进行电路化简 计算总的电抗标么值 由于个元件电抗的采用相对值 与短路计算点无关 因此无需 X 进行换算 短路点的计算 S 100MV A j 对于 K点 取 U 37KV 则 3 11 j I 1 56KA 1 j 373 100 对于 K点 取 U 10 5KV 则 I 5 5KV 3 22j2j 5 103 100 最大运行方式及最小运行方式下 系统电抗 X及 X各为 M m X S 0 5 X 0 571 1M 3 maxk j S S 200 100 m1 3 mink S Sj 175 100 X xl 0 48 0 23 35KV 供电线路电抗 2011 2 1av U Sj 2 37 100 X 1 19 总降主变压器电抗 3 e j d S S u 100 100 5 7 3 6 100 求短路电流的周期分量 冲击电流及短路容量 最大运行方式 I 2 3 1 mz 1 1 M X73 0 1 I II 21 56 3 12 KA 3 1 Mz 3 1 Mz 1 j i 2 55I 2 553 12 7 956 KA 3 1 Msh 3 1 Mz I 3 23 KA 3 1 Msh 686 1 3 1 Msh i 686 1 45 5 S IS 1 37100 200 MVA 3 1 Mk 3 1 mz j 最小运行方式 I 1 751 3 1 mz 1 1 m X801 0 1 I II 1 251 56 2 731 KA 3 1 mz 3 1 mz 1 j 对于 k处 X X X 0 73 1 19 1 92 3 2 2 M 1 M 3 X X X 0 801 1 19 1 991 2 m 1 m 3 I 0 52 I 0 502 3 2 Mz 2 1 M x92 1 1 3 2 mz 2 1 m X991 1 1 I II 0 525 5 2 86 KA 3 2 Mz 3 2 Mz 2j II 0 5025 5 2 761 KA 3 2 mz 2j i I 1 844 1525 5 2624 KA 3 2 Msh 3 2 Mz I 6 28 KA 3 2 Msh 686 1 3 2 Msh i 686 1 59 10 S IS 0 52100 52 KVA 3 2 Mk 3 2 Mz j 第五章第五章 导线截面的选择导线截面的选择 一 电线 电缆截面选择 35KV 线路 对于 35KV 的架空线路 我们采用经济电流密度来选择导线截面 根据我们规定的导线和电缆经济电流密度表 即 jec表 如下表所示 年最大负荷利用小时 线路类别导线材料 3000H 以下 3000H 5000H 5000H 以上 铝 1 651 150 90 架空线 铜 3 002 251 75 铝 1 921 731 54 电缆 铜 2 502 252 00 二 济电流密度选择原则从两方面考虑 1 选择截面越大 电能损耗就越小 但是线路投资 有色金属消耗量及维修管理费用 就越高 2 选择小 线路投资 有色金属消耗量及维修管理费用既然底 但电能损耗大 从 全面的经济效益考虑 使线路的年运行费用接近最小的导线截面 称为经济截面 用 符号 Sec 表示 对应于经济截面的电流密度称为经济电流密度 用符 Jec 号表示 公式为 ec S ec c j I 式中 为线路计算电流 c I 本设计的导线截面的选择的计算如下 1 35KV 架空线选择经济截面 103 8A c I N U S 3353 4 2687 9 5691 22 查表可知 Jec 0 9A Sec Ic jec 103 8 0 9 115 4mm2 选择导线截面 95 mm2即型号为 LGJ 95 钢芯铝铰线 Ial 335A Ic 103 8A 所以满足发热条件 校验机械强度 35KV 架空铝铰线的机械强度最小截面为 Smin 35mm2UW N 例如在 10KV 的线路中 应选择额定电压为 10KV 的电气设备 380V 系统中应选择额定电压 为 380V 0 4KV 或 500V 的电气设备 3 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流 电气设备的额定电流 IN应不小于实际通过它的最大负荷电流 Imax 或计算电流 Ic 即 IN Imax 或 IN Ic 4 按短路条件校验电气设备的动稳定度和热稳定度 电气设备在短路故障条件下必须具有足够的动稳定度和热稳定度 电气设备按短路故障条 件下进行校验 就是要按最大可能的短路电流校验设备的动 热稳定度 以保证电气设备 在短路故障时不至于损坏 校验公式为 动稳定度校验 imax ish 3 或 Imax Ish 3 式中 imax为电气设备的极限通过电流峰值 Imax为电气设备的极限通过电流有效值 热稳定度校验 I2t I 3 2tmin 式中 It为电气设备的热稳定电流 t 为热稳定时间 5 开关电器必须校验断流能力 开关电器设备的断流容量不小于安装地点的最大三相短路容量 即 Ioc Ik 3 max 或 Soc Skmax 高压开关柜的选择为了保证高压电器的可靠运行 高压电器应按下列原则选择 1 按正常工作条件 及电压 电流频率 开关电流选择 2 按短路条件 及动稳定性 热稳定性和持续时间校验 3 按环境温度 湿度 海拔 介质状态等选择 4 按各类高压电器的不同点 如短路器的操作性能 互感器的二次侧负载和准 确等级 熔断器的上下级选择性配合等运行选择 35KV35KV 高压开关柜及柜内元气件的选择高压开关柜及柜内元气件的选择 高压开关柜的选择为了保证高压电器的可靠运行 高压电器应按下列原则选择 1 按正常工作条件 及电压 电流频率 开关电流选择 2 按短路条件 及动稳定性 热稳定性和持续时间校验 3 按环境温度 湿度 海拔 介质状态等选择 4 按各类高压电器的不同点 如短路器的操作性能 互感器的二次侧负载和准确 等级 熔断器的上下级选择性配合等运行选择 以下我们以高压开关柜为单位进行开关柜及柜内电器的选择 开关柜均选择手车式开关柜 GFC 35 型 1 电流互感器的选择 在 高压电网中 计量仪表的电流线圈和继电保护中继电器的电流线圈都是通过电流互 感器通电的 这样可以隔离高压电 有利于运行人员的安全 电流互感器的选择与校验主要有以下几个条件 1 电流互感器额定电压应不低于装设点线路额定电压 2 根据一次负荷电流 Ic 选择电流互感器变比 3 根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验准确度 4 校验动稳定度和热稳定度 动稳定度倍数 Kes和热稳定倍数 K t 为电流稳定时间 因此 按下列公式分别校验动 稳定度和热稳稳定度即可 1 动稳定度校验 Kes I1N 2 3 sh I 热稳定度校验 KtI1N 2 t 2Tima 3 I 这里我们选 LCZ 35型 0 5 级次 额定一次电流 200A 103 8A 动稳定校验 查表额定一次电流 20 600A 时 动稳定倍数 Kes 150 Kes I1N 150 2002 3 sh I2 42426 4 5449 9A 合格 热稳定校验 查表的热稳定倍数 Kt 65 则 Kt I1n 65 200 13000 根号 ti t id 根号 0 9 1 2137 2 2341 2 137MVA 合格 4 断路器的选择 线路正常时 用来通断负荷电流 线路故障时 用来切断巨大的短路电流 断路器具有很 好的灭弧装置和较强的灭弧能力 因此断路器额定容量必须大于安装处短路容量 期额定 短流能力 In QF必须大于安装处的短路电流 即满足 Sn QF Sk 3 In QF Ik 3 这里我们选 SN 35 型油断路器 额定电压 35KV 额定电流 1000A 额定断开电流 16KA 额定容量 1000MVA 经校验 Sn QF 1000MVA Sk 3 1000 137MVA In QF 16KA Ik 3 16 5 4499KA 均满足要求 断路器型号意义 S 少油式断路器 D 多油式断路器 K 空气断路器 C 磁吹断路器 L 六氟化硫断路器 Z 真空断路器 N 户内型 W 户外型 SN 35 型 S 产品名称 少油式断路器 N 安装条件 户内式 35 额定电压 千伏 5 避雷器的选择 FZ 35 型 型号说明 F 阀式避雷器 Z 电站用 35 额定电压 使用条件 1 使用地点的海拔高度不超过 1000 米 高于 1000 米的区域 选用高原型避雷器 2 使用地区的环境温度不高于 40 C 不低于 40 C 3 户内和户外 4 没有剧烈震动和冲击的场所 5 没有严重污秽或腐蚀金属 绝缘见的气体的 第三节第三节 10KV10KV 高压开关柜及柜内设备选择高压开关柜及柜内设备选择 GFC 10A 型手车式高压开关柜 GFC 10A 型手车式高压开关柜用于交流频率 50 赫兹 额定电压 3 10 千伏 额定电流 900 安以下三相单母线系统 作为接受或分配电能及控制电机等用 柜内的主要设备有断路器 电流互感器 电压互感器 熔断器等 1 断路器 SN10 10 型高压少油断路器是三相 户内式高压电气设备 适用于饿帝国电压为 10KV 交流 50Hz 的电力系统中 供工矿企业 发电厂 变电所和具有相同要求的场所 作为电 力设备和电力线路的控制和保护之用 也可用于操作较频繁的地方和开断电容器组 能进 行快速自动重合闸操作 其技术数据如下 额定电压 10KV 最高工作电压 11 5KV 额定电流 630A 额定断流容量 300MVA 热稳 定电流为 16KA 断路器额定遮断容量必须大于安装处的短路容量 其额定断流能力 INQF必须大于安装处的 短路电流 即满足 SNQF Sk 3 INQF Ik 3 校验 SNQF Sk 3 1000MVA 75 5MVA INQF Ik 3 16KA 4 519KA 均符合要求 2 电流互感器 LZJC 10 型电流互感器为浇注绝缘户内型电流互感器 适用于交流 50HZ 10KV 以上的 高压线路上 供电流 电能和功率测量及继电保护用 其技术数据如下 额定一次电流 5 1500A 额定二次电流 5A 电流互感器的级次组合为 0 5 动稳定校验 查表额定一次电流 5 400A 动稳定倍数为 Kes 150 Ish 3 根号 2INTA 1059 根号 2 200 3 744 Kes满足所需要求 热稳定校验 热稳定倍数 Kt 75 k1INATA 75 200 15000 根号 Tj T 根号 1 2 4125 5 45192 ACI K s 2 min1 min 32 2 980 273187 0 满足要求 三 变压器的过电流保护 作用 防御外部相间短路并作为瓦斯保护及电流速断保护的后备保护 保护作用于 跳闸 变压器过电流保护的整定计算和线路过电流保护类似 过电流保护继电器的动作值按下 式确定 ac maxl TAre co w 式中 可靠系数 取 1 2 1 3 co 变压器过流保护安装侧可能出现的最大负荷电流 maxL 变压器过流保护的灵敏度校验可按下式计算 1 5 1 3 nmi2 min ac s 式中 变压器二次出口处发生三相短路时 流过变压器一次侧的最小三相短路电流 3 nmi2 K 过流保护一次侧的动作值 1ac K和变压器接线组别及保护接线方式相关的系数 保护继电器的动作值 按两相式接线 3 26A ac maxl TAre co w 1032 5 200 85 0 12 1 整定为 4A ac 保护的一次动作电流 4A 1ac 110 5 200 灵敏度校验 合格 1 3 nmi2 min ac s 5 153 8 160 1340 2 1 四 变压器的过负荷保护 作用 防御变压器本身的对称过负荷及外部短路引起的过载 按具体条件装设 过负荷保护用电流继电器的动作值按下式考虑