某厂35KV总变电所设计中国石油大学电力工程课程设计

i 电力工程课程设计 某厂 35KV 总变电所设计 姓名 班级 电气 12 04 班 学号 同组人 李想 12053422 刘桂江 12053408 谢绍军 12053409 万发源 12053426 中国石油大学 华东 日期 2014 年 12 月 24 日 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 摘要 众所周知 电能是现代工业生产的主要能源和核心动力 在飞速发展的今天它扮演着 越来越来重要的作用 电能既易于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 本课程设计针对某降压变电所的电气的设计 主要涉及到分配电能 其基本内容有以 下几方面 进线电压的选择 降压变电所位置的电气设计 短路电流的计算及继电保护 电气设备的选择 车间变电所位置和降压变压器数量 容量的选择 防雷接地装置设计等 同时本课程设计着重考察学生的实际操作能力和处理问题的能力 具有针对性和实用性 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 的当前利益 又要有全局观点 能顾全大局 适应社会的发展 为了保证工厂供电的正常 运转 就必须要有一套完整的保护 监视和测量装置 目前多以采用自动装置 将计算机 应用到工厂配电控制系统中去 关键字 电力工程 工厂供电 降压变电所 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 目录目录 第一章 基本资料 1 1 1 设计要求 1 1 2 设计任务 1 1 2 1 设计内容 1 1 2 2 设计任务 2 1 3 设计依据 2 第二章 设计内容及步骤 5 2 1 负荷计算 6 2 2 总变压变电所变压器容量选择 10 2 2 1 总变压器容量的选择 10 2 2 2 无功补偿 11 2 3 总降压变电所和车间变电所位置选择 12 2 4 总降压变电所电气主接线设计 13 2 5 短路电流计算 14 2 6 主要电气设备选择 24 2 6 1 主变压器 35KV 侧设备 24 2 6 2 主变压器 10KV 侧设备 25 2 6 3 10KV 馈电线路设备 25 2 7 母线及厂区高压配电线路选择 27 2 7 1 主变压器 35KV 侧引出线 27 2 7 2 10KV 汇流母线 27 2 7 3 10KV 侧引出线 29 2 7 4 10KV 配电线路 29 2 8 继电保护配置与整定计算 30 2 8 1 主变压器保护配置 30 2 8 2 10KV 馈电线路保护 第一车间为例 32 2 8 3 电力线路保护 33 第三章 结论与工作总结 35 参考文献 36 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 第一章 基本资料 悉电力设计的相关规程 规定 树立可靠供电的观点 了解电力系统 电网设 计的基本方法和基本内容 熟悉相关电力计算的内容 巩固已学习的课程内容 学习撰写工程设计说明书 对变电所区域设计有初步的认识 1 1 设计要求 1 通过对相应文献的收集 分析及总结 给出相应项目分析 需求预测 说明 2 通过课题设计 掌握电力系统设计的方法和设计步骤 3 学习按要求编写课程设计报告书 能正确阐述设计方法和计算结果 4 学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中 认真查阅相 应文献以及实现 给出个人分析 设计以及实现 1 2 设计任务 1 2 1 设计内容 1 总降压变电站设计 1 负荷计算 2 主结线设计 选主变压器及高压开关等设备 确定最优方案 3 短路电流计算 计算三相短路电流 计算结果列出汇总表 4 主要电气设备选择 主要电气设备选择及校验 选用型号 数量 汇 成设备一览表 5 主要设备继电保护设计 元件的保护方式选择和整定计算 6 配电装置设计 包括配电装置布置型式的选择 设备布置图 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 容量及变电所位置的原则考 虑 3 厂区配电系统设计根据所给资料 列出配电系统结线方案 经计算和分 析比较 确定最优方案 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 1 2 2 设计任务 1 设计说明书 包括全部设计内容 负荷计算 短路计算及设备选择 要 求列表 2 电气主接线图 1 3 设计依据 1 厂区平面布置图 2 负荷类型 本厂除空压站 煤气房 锅炉房部分设备为二级负荷外 其余均为三级负 荷 3 电源 工厂东北方向 6km 处有一 110 35kV 地区降压变电所 以 35kV 一回架 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 空线向工厂供电 作为工厂的主电源 电业部门对本厂提出的技术要求 电业部门的 35kV 回架空线进线定时 限过流保护装置的整定时间为 2 秒 该变电所保护动作时限不大于 1 5s 在总变电所 10kV 测计量 本厂的功率因数值应在 0 95 以上 此处正北方 向有其他工厂引入 10kV 电缆作为备用电源 平时不准投入 只有在该厂的主 供电源发生故障或检修时提供照明及部分重要负荷用电 输送容量不得超过 1000kVA 4 其他设计基础资料及有关数据 35kV 侧系统最大三相短路容量 1000MVA 最小三相短路容量 500MVA 电价 两部电价制 变压器安装容量 1000kVA 4 元 kVA 月 当供电 电压为 35kV 时 电价 0 55 元 kWh 当供电电压为 10kV 时 0 83 元 kWh 工厂为二班制 全年工作时数为 4500h 最大负荷利用时数为 4000h 统计 参考值 5 工厂的自然条件 本厂所在地区年最高气温为 38 年平均温度为 23 年最低气温为 8 年最热月最高气温为 33 年最热月平均气温为 36 年最热月地下 0 8m 处平均温度为 35 当地主导风向为东北风 年雷暴日数为 20 本厂所在地 区平均海拔高度为 500m 地层以砂粘土为主 地下水位为 2m 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 6 厂区平面布置图 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 第二章 设计内容及步骤 全厂总配电所及配电系统设计 是根据各个车间的负荷数量和性质 生产工艺对负荷的要 求 以及负荷布局 结合国家供电情况 解决对各部门的安全可靠 经济的分配电能问题 其基本内容有以下几方面 1 负荷计算全厂总配电所的负荷计算 是在车间负荷计算的基础上进行的 求出全厂高压总配电所计算负荷及总功率因数 列出负荷计算表 显示计算结 果 2 确定配电所的所址和形式和电容补偿 根据电源进线方向 综合考虑设置高压总配电所的有关因素 结合全厂计 算负荷以及扩建和备用的需要 确定高压总配电所的所址和型式 按负荷计算求出总配电所的功率因数 通过查表或计算求出达到供电部门 要求数值所需补偿的无功率 由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规 格和数量 3 配电所的主接线方案 根据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算 选择主接线方案 确 定配电所主接线方式 对它的基本要求 即要安全可靠又要灵活经济 安装容 易维修方便 4 短路电流的计算 并选择配电所的一次设备及其校验 工厂用电 通常为国家电网的末端负荷 其容量运行小于电网容量 皆可 按无限大容量系统供电进行短路计算 求出各短路点的三相短路电流及相应有 关参数 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值 选择高压配 电设备 如断路器 母线 电缆 绝缘子 避雷器 互感器 开关柜等设备 并根据需要进行热稳定和力稳定检验 并列表表示 5 选择电源进线及工厂高压配电线路 为了保证供电系统安全 可靠 优质 经济地运行 进行导线和电缆截面 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 选择时必须满足发热条件 导线和电缆 包括母线 在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的 发热温度 不应超过其正常运行时的最高允许温度 6 整定继电及并选择二次回路保护 为了监视 控制和保证安全可靠运行 各用电设备 皆需设置相应的控制 信号 检测和继电器保护装置 并对保护装置做出整定计算 2 1 负荷计算 本设计各车间计算负荷采用需要系数法确定 主要计算公式有 有功计算负荷 kW dC PeKP 无功计算负荷 kvar tan CC PQ 视在计算负荷 KVA 22 CCC QPS 计算电流 A NCC USI3 第一车间的负荷计算第一车间的负荷计算 有功功率 KWPeKP d 7 4253 01419 30 无功功率 var2 168395 07 425tan 30 kPQ C 视在功率 AKVQPS 7 4572 1687 425 22 2 30 2 3030 查表选择型号为 SC9 500 10 型 电压为 10 0 4KV Yyn0 联接的变压器 其技术数据如下 变压器 4 4 1 4 3 1 1 00 KK UIKWPKWP 的负荷率 则变压器的功率损耗为 92 0500 7 457 var93 23100 492 04 1 500100 98 34 392 01 1 22 0 22 0 kIISQ KWPPP KNT KT 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 第二车间的负荷计算第二车间的负荷计算 有功功率 KWPeKP d 9 6663 02223 30 无功功率 var5 46568 09 669tan 30 kPQ C 视在功率 AKVQPS 3 8135 4659 666 22 2 30 2 3030 查表选择型号为 SC9 1000 10 型 电压为 10 0 4KV Yyn0 联接的变压器 其技术数据如下 变压器的 6 1 6 7 55 1 00 KK UIKWPKWP 负荷率 则变压器的功率损耗为 813 01000 3 813 var66 49100 6813 01 1000100 7 66 7813 07 1 22 0 22 0 kIISQ KWPPP KNT KT 第三车间的负荷计算第三车间的负荷计算 有功功率 KWPeKP d 3 7533 02511 30 无功功率 var8 52557 03 753tan 30 kPQ C 视在功率 AKVQPS 7 9188 5253 753 22 2 30 2 3030 查表选择型号为 SC9 1000 10 型 电压为 10 0 4KV Yyn0 联接的变压器 其技术数据如下 变压器的 6 1 6 7 55 1 00 KK UIKWPKWP 负荷率 则变压器的功率损耗为 92 01000 7 918 var8 60100 692 01 1000100 98 76 792 055 1 22 0 22 0 kIISQ KWPPP KNT KT 锻工车间的负荷计算 锻工车间的负荷计算 有功功率 KWPeKP d 3512 01755 30 无功功率 var4 10229 0351tan 30 kPQ C 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 视在功率 AKVQPS 6 3654 102351 22 2 30 2 3030 查表选择型号为 SC9 400 10 型 电压为 10 0 4KV Yyn0 联接的变压器 其技术数据如下 变压器 4 4 1 6 3 9 0 00 k K UIKWPKWP 的负荷率 则变压器的功率损耗为 914 0400 6 365 var97 18100 4914 04 1 400100 91 36 3914 09 0 22 0 22 0 kIISQ KWPPP KNT KT 工具 机修车间的负荷计算 工具 机修车间的负荷计算 有功功率 KWPeKP d 8 2572 01289 30 无功功率 var8 109426 08 257tan 30 kPQ C 视在功率 AKVQPS 2 2808 1098 257 22 2 30 2 3030 查表选择型号为 SC9 315 10 型 电压为 10 0 4KV Yyn0 联接的变压器 其技术数据如下 变压器 4 4 1 1 3 82 0 00 KK UIKWPKWP 的负荷率 则变压器的功率损耗为 89 0315 2 280 var4 14100 489 04 1 315100 28 31 389 082 0 22 0 22 0 kIISQ KWPPP KNT KT 锅炉房负荷计算 锅炉房负荷计算 有功功率 KWPeKP d 1503 0500 30 无功功率 var5 11275 0150tan 30 kPQ C 视在功率 AKVQPS 5 1875 112150 22 2 30 2 3030 查表选择型号为 SC9 200 10 型 电压为 10 0 4KV Yyn0 联接的变压器 其技术数据如下 变压 4 6 1 24 2 56 0 00 KK UIKWPKWP 器的负荷率 则变压器的功率损耗为 8 93 0200 5 187 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 var2 10100 4938 06 1 200100 53 224 2938 056 0 22 0 22 0 kIISQ KWPPP KNT KT 空压站负荷计算 空压站负荷计算 有功功率 KWPeKP d 903 0300 30 无功功率 var5 6775 090tan 30 kPQ C 视在功率 AKVQPS 5 1125 67150 22 2 30 2 3030 查表选择型号为 SC9 160 10 型 电压为 10 0 4KV Yyn0 联接的变压器 其技术数据如下 变压器的 4 1 98 1 5 0 00 KK UIKWPKWP 负荷率 则变压器的功率损耗为 703 0160 5 112 var76 4100 4703 01 160100 48 198 1703 05 0 22 0 22 0 kIISQ KWPPP KNT KT 煤气站负荷计算 煤气站负荷计算 有功功率 KWPeKP d 903 0300 30 无功功率 var5 6775 090tan 30 kPQ C 视在功率 AKVQPS 5 1125 67150 22 2 30 2 3030 查表选择型号为 SC9 160 10 型 电压为 10 0 4KV Yyn0 联接的变压器 其技术数据如下 变压器的 4 1 98 1 5 0 00 KK UIKWPKWP 负荷率 则变压器的功率损耗为 703 0160 5 112 var76 4100 4703 01 160100 48 198 1703 05 0 22 0 22 0 kIISQ KWPPP KNT KT 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 负荷计算汇总表负荷计算汇总表 2 1 380V 侧计算 负荷变压器功率 损耗 10KV 侧计算 负荷 车间名称 有功 负荷 无功 负荷 视在 负荷 变压 器 容量 KV A 有功 损耗 无功 损耗 有功 负荷 无功 负荷 视在 负荷 一车间425 7168 15457 715004 723 74430 4191 89471 24 二车间666 9465 5813 310006 5449 37673 44514 87847 71 三车间753 3525 8918 6510007 9760 67761 27586 47960 98 锻工车间351102 49365 664003 9118 97354 91121 46375 12 工具 机修车间257 8109 82280 223153 2814 39261 08123 67288 89 锅炉房150112 5187 52002 5310 23152 53122 73195 78 空压站9067 5112 51601 485 7291 4873 22117 17 煤气站9067 5112 51601 485 7291 4873 22117 17 总计2784 71619 3324831 9188 82816 591807 53374 06 2 2 总变压变电所变压器容量选择 2 2 1 总变压器容量的选择 由于工厂厂区范围不大 高压配电线路上的功率损耗可忽略不计 因此表 2 1 所示车间变压器高压侧的计算负荷可认为就是总降压变电所出线上的计算负荷 取 则总降压变电所低压母线上的计算负荷为95 0 K 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 AKVS kQ KWP j j j 342 3179125 1717761 2675 var125 17175 180795 0 761 267559 281695 0 22 2 2 2 因为大多数为三级负荷 只有少数为二级负荷 故总降压变电所可装设一台容 量为 3150KV A 的变压器 2 2 2 无功补偿 总降压变电所低压侧的功率因数为 95 0842 0 342 3179 761 2675 cos 2 2 2 jj SP 不满足工厂供配电的要求 需要无功功率补偿 2 2 2 12 2 2 1 无功补偿的方式无功补偿的方式 按无功补偿装置安装的位置不同 通常有三种补偿方式 1 集中补偿 将无功补偿装置装设在企业或地方总降压变电所的 6 10KV 母线上 用 来提高整个变电所的功率因数 使该变电所的供电范围内无功功率基本平 衡 可减少高压电路的无功损耗 而且能够提高本变电所的供电电压质量 2 分组补偿 将无功补偿装置分别装设在功率因数较低的车间或村镇终端变配电所高 压或低压母线上 也称为分散补偿 这种方式具有与集中补偿相同的优点 仅无功补偿容量和范围相对小些 3 就地补偿 将无功补偿装置装设在异步电动机或电感性用电设备附近 就地进行无 功补偿 也称为单独补偿或者个别补偿方式 这种补偿方式既能提高用电 设备供电回路的功率因数 又能改善用电设备的电压质量 对中 小型设 备十分适用 2 2 2 2 进行集中补偿 本设计选择在 10K 母线上进行集中补偿 令补偿后的功率因数为 0 98 计算需要的无功补偿 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 var983 1171 203 0 641 0 59 2816 tan tan kPQ jj 补偿后的无功功率 var142 545983 1171125 1717 kQQQ jjj 视在功率 var728 2730 2 2 kQPS jjj 补偿后实际功率因数 满足要求 95 0 9798 0 cos jj SP 查表选择 S9 3150 35 型 35 10 5KV 的变压器 其技术数据如下 变压器的负荷率为 7 7 0 3 24 8 3 00 KK UIKWPKWP 则变压器损耗为885 0 3150 728 2730 var751 194100 7885 0 7 0 3150100 832 22 3 24885 08 3 22 0 22 0 kIISQ KWPPP KNT KT 变压器高压侧计算负荷为 AKVS kQQQ KWPPP j Tjj Tjj 186 2798893 739593 2698 var893 739751 194142 545 593 2698832 22761 2675 22 1 2 1 2 1 则工厂进线处的功率因数为 满足要求 95 0964 0 1 cos 1 1 jj SP 满足工厂供配电要求 2 3 总降压变电所和车间变电所位置选择 1 总降压电所位置选择 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 根据供电电源的情况 考虑尽量将总降压变电所设置在靠近负荷中心且远离人 员集中区 结合厂区供电平面图 将总降压变电所设置在厂区东北部 如图 2 1 所示 2 车间变电所位置选择 根据车间负荷情况 本厂拟设置 个车间变电所 每个车间变电所装设一 台变压器 根据厂区平面图所提供的车间分布情况及车间负荷的情况 结 合其他各项选择原则 并与工艺 土建等相关方面协商确定变电所位置 如下图 2 1 所示 图 2 1 厂区供电平面图 2 4 总降压变电所电气主接线设计 本工厂要求正常运行时以 35KV 单回路架空线供电 由 10KV 电缆线路作为备 用电源 因此总降压变电所主变压器与 35KV 架空线路可采用线路 变压器单 元接线 为全球检修 运行 控制和管理 在变压器高压侧进线处设置高压断 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 路器 由于 10KV 线路平时不允许投入 因此备用 10KV 电源进线断路器在正 常工作时必须断开 变压器二次侧设置少油断路器 与 10KV 备用电源进线断路器组成备用电源投 入装置 当工作电源失去电压时 备用电源立即自动投入 主变压器二次侧 10KV 母线采用单母线分段接线 变压器二次侧 10KV 接在 I 段母线上 10KV 备用电源接在 II 段母线上 母线分段断路器在正常工作时闭合 重要二级负荷 可接在 II 段母线上 在工作电源停止供电时不至于使重要负荷的供电受到影响 总降变电所的电气主接线如图 2 2 所示 图 2 2 某厂 变电所的电气主接线 2 5 短路电流计算 为了选择高压电气设备 速写继电保护 必须进行短路电流计算 短路电流按 系统正常运行方式进行计算 短路电流计算电路及短路点的设置如图 2 3 所示 以第一车间为例 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 图 2 3 短路电流计算电路及短路点的设置 因工厂厂区面积不大 总降压变电所到各车间的距离不过数百米 因此总降压 变电所 10KV 母线 K2 点 与厂区高压配电线路末端处 K3 点 的短路电流差 别极小 故只计算主变压器两侧 K1 K2 和车间变压器低压侧 K4 点的短路电流 根据计算电路图作出计算短路电流的等效电路如图 2 4 所示 图 2 4 短路电流的等效电路 1 求各元件电抗标幺值 设基准容量 100MVA 基准电压 1 05 为短路计算电压 即 d S d U c U N U c U 37kV 10 5kV 0 4kv 则 1d U 2d U 3d U kA kV MVA U S I d d d 56 1 373 100 3 1 1 kA kV MVA U S I d d d 5 5 5 103 100 3 2 2 kA kV MVA U S I d d d 3 144 4 03 100 3 3 3 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 1 电力系统 当时 MVAS K 1000 max 1 0 1000 100 max min k d L S S X 当时 MVASK500 min 2 0 500 100 min max k d L S S X 2 架空线路 WL 176 0 37 100 64 0 2 2 X 3 主变压器 T1 22 2 15 3 100 100 7 3 X 4 第一车间变压器 8 5 0 100 100 4 4 X 2 系统最大运行方式下三相短路电流及短路容量计算 1 k1 点短路 总电抗标幺值为 276 0176 01 0 2 min 1 XXX L 因此 k1 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 65 5 276 0 56 1 1 1 1 KAIi Ksh 41 1465 555 255 2 11 KAII ksh 54 865 551 151 1 11 AMVAMV X S S d k 32 362 276 0 100 1 1 2 k2 点短路 总电抗标幺值为 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 496 2 22 2 176 0 1 0 3 2 min 2 XXXX L 因此 k2 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 203 2 496 2 5 5 2 2 2 KAIi ksh 62 5203 2 55 255 2 22 KAII ksh 33 3 203 2 51 1 51 1 22 AMVAMV X S S d k 06 40 496 2 100 2 2 3 k4 点短路 总电抗的标幺值为 496 10822 2 176 0 1 0 4 3 2 min 3 XXXXX L 因此 K4 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 748 13 496 10 3 144 3 3 3 KAIi ksh 296 25748 1384 1 84 1 33 KAII ksh 985 14748 1309 1 09 1 32 AMVAMV X S S d k 527 9 496 10 100 3 3 3 系统最小运行方式下三相短路电流及短路容量计算 1 k1 点短路 总电抗标幺值为 376 0176 02 0 2 min 1 XXX L 因此 k1 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 KAKA X I I d k 15 4 376 0 56 1 1 1 1 KAIi Ksh 58 1015 455 255 2 11 KAII ksh 27 615 451 151 1 11 AMVAMV X S S d k 96 265 376 0 100 1 1 2 k2 点短路 总电抗标幺值为 596 222 2 176 02 0 3 2 min 2 XXXX L 因此 k2 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 119 2 596 2 5 5 2 2 2 KAIi ksh 403 5119 2 55 2 55 2 22 KAII ksh 2 3119 2 51 151 1 22 AMVAMV X S S d k 521 38 596 2 100 2 2 3 k4 点短路 总电抗的标幺值为 596 10822 2 176 02 0 4 3 2 min 3 XXXXX L 因此 K4 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 618 13 596 10 3 144 3 3 3 KAIi ksh 057 25618 1384 1 84 1 33 KAII ksh 844 14618 1309 1 09 1 32 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 AMVAMV X S S d k 438 9 596 10 100 3 3 4 第二车间 k4 点短路 总电抗的标幺值为 4 第二 三车间变压器 6 1 100 100 6 4 X 最小运行方式 596 8622 2 176 0 2 0 4 3 2 min 3 XXXXX L 因此 K4 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 787 16 596 8 3 144 3 3 3 KAIi ksh 888 30787 1684 1 84 1 33 KAII ksh 298 18787 1609 1 09 1 32 AMVAMV X S S d k 633 11 596 8 100 3 3 最大运行方式 496 8622 2 176 01 0 4 3 2 min 3 XXXXX L 因此 K4 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 984 16 496 8 3 144 3 3 3 KAIi ksh 251 32984 1684 1 84 1 33 KAII ksh 513 18984 1609 1 09 1 32 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 AMVAMV X S S d k 77 11 496 8 100 3 3 5 锻工车间 10 4 0 100 100 4 4 X 最大运行方式 496 121022 2 176 0 1 0 4 3 2 min 3 XXXXX L 因此 K4 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 548 11 496 12 3 144 3 3 3 KAIi ksh 248 21548 1184 1 84 1 33 KAII ksh 587 12548 1109 1 09 1 32 AMVAMV X S S d k 003 8 496 12 100 3 3 最小运行方式 596 121022 2 176 0 2 0 4 3 2 min 3 XXXXX L 因此 K4 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 456 11 596 12 3 144 3 3 3 KAIi ksh 079 21456 1184 1 84 1 33 KAII ksh 487 12456 1109 1 09 1 32 AMVAMV X S S d k 939 7 596 12 100 3 3 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 6 工具 机修车间 698 12 315 0 100 100 4 4 X 最大运行方式 194 15698 1222 2 176 01 0 4 3 2 min 3 XXXXX L 因此 K4 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 497 9 194 15 3 144 3 3 3 KAIi ksh 474 17497 9 84 1 84 1 33 KAII ksh 352 10497 909 1 09 1 32 AMVAMV X S S d k 582 6 194 15 100 3 3 最小运行方式 294 15698 1222 2 176 02 0 4 3 2 min 3 XXXXX L 因此 K4 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 435 9 294 15 3 144 3 3 3 KAIi ksh 36 17435 984 1 84 1 33 KAII ksh 284 10435 9 09 1 09 1 32 AMVAMV X S S d k 539 6 294 15 100 3 3 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 7 锅炉车间 20 2 0 100 100 4 4 X 最大运行方式 496 222022 2 176 0 1 0 4 3 2 min 3 XXXXX L 因此 K4 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 414 6 496 22 3 144 3 3 3 KAIi ksh 802 11414 684 1 84 1 33 KAII ksh 991 6 414 609 1 09 1 32 AMVAMV X S S d k 445 4 496 22 100 3 3 最小运行方式 596 222022 2176 0 2 0 4 3 2 min 3 XXXXX L 因此 K4 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 386 6 596 22 3 144 3 3 3 KAIi ksh 75 11386 684 1 84 1 33 KAII ksh 961 6 386 609 1 09 1 32 AMVAMV X S S d k 426 4 596 22 100 3 3 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 8 空压 煤气车间 25 16 0 100 100 4 4 X 最大运行方式 496 272522 2 176 0 1 0 4 3 2 min 3 XXXXX L 因此 K4 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 248 5 496 27 3 144 3 3 3 KAIi ksh 656 9248 584 1 84 1 33 KAII ksh 72 5 248 509 1 09 1 32 AMVAMV X S S d k 637 3 496 27 100 3 3 最小运行方式 596 272522 2176 0 2 0 4 3 2 min 3 XXXXX L 因此 K4 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为 KAKA X I I d k 229 5 596 27 3 144 3 3 3 KAIi ksh 621 9 229 584 1 84 1 33 KAII ksh 7 5229 5 09 109 1 32 AMVAMV X S S d k 624 3 596 27 100 3 3 将计算结果汇于表 2 2 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 表 2 2 短路电流计算结果汇总 2 6 主要电气设备选择 2 6 1 主变压器 35KV 侧设备 主变压器 35KV 侧计算电流 35KV 配电装置采用户外AAI96 51 353 3150 30 置 务设备有关参数见表 2 3 三相短路计算 三相短路电流 kA短路容 量 MVA 短路计 算点 变压器 选择 运行方式 IKishIshSK 最大5 6514 418 54362 32k1 最小4 1510 586 27265 96 最大2 2035 623 3340 06k2 k3 最小2 1195 4033 238 521 一车间最大13 74825 29614 9859 527 SC9 500 10最小13 61825 05714 8449 438 二车间最大16 98432 25118 51311 77 SC9 1000 10最小16 78730 88818 29811 633 三车间最大16 98432 25118 51311 77 SC9 1000 10最小16 78730 88818 29811 633 锻工车间最大11 54821 24812 5878 033 SC9 400 10最小11 45621 07912 4877 939 工具 机械车 间 最大9 49717 47410 3526 582 SC9 315 10最小9 43517 3610 2846 539 锅炉房最大6 41411 8026 9914 445 SC9 200 10最小6 38611 756 9614 462 空压站最大5 2489 6565 723 637 SC9 160 10最小5 2299 6215 73 624 煤气站最大5 2489 6565 723 637 k4 SC9 160 10最小5 2299 6215 73 624 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 安装地点电气条 件 设备型号规格 项目数据项目高压断路器 SW2 35 1000 隔离开关 GW4 35G 600 电流互感 器 LB 35 电压互感器 JDJJ 35 避雷器 FZ 35 KVUN 35KVUN 3535353535 AI 3051 96 AIN 1000600400 5 KAIK 5 65KAIOC 16 5 MVASK 362 3MVASOC 1000 KAish 14 41KAi max455014 14 ima tI 2 54 27 ima tI 2 108998042 25 表 2 3 35KV 侧电气设备有关参数 2 6 2 主变压器 10KV 侧设备 主变压器 10KV 侧计算 选用 GG 1A 04 型高压开关柜 AAI 2 173 5 103 3150 30 各设备有关参数见表 2 4 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 表 2 4 10KV 侧电气设备有关参数 2 6 3 10KV 馈电线路设备 以去第一车间的馈电线路为例 由表 2 1 知 一车间线路和计算负荷为 457 71KV A 其计算电流为 选用 GG 1A 03 型高压AI168 25 5 103 71 457 30 开关柜 计算从略 10KV 母线电压互感器及避雷器选用 GG 1A 54 型高压开关柜 备用电源进线选 用 GG 1A 18 型高压开关柜 安装地点电气条件设备型号规格 项目数据项目高压断路器 SN10 10I 630 隔离开关 GN8 10T 600 电流互感器 LBJ 10 KVUN 10 KVUN 101010 AI 30173 2 AIN 1000600100 5 KAIK 2 203KAIOC 16 MVASK 40 06MVASOC 300 KAish 5 62 KAi max405252 ima tI 2 5 824 ima tI 2 10242000900 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 第一车间变压器 10KV 侧设备 安装地点电气条 件 设备型号规格 项目数据项目高压断路器 ZN5 10 630 隔离开关 GN8 10T 400 电流互感器 LQJ 10 KVUN 10KVUN 101010 AI 3028 87 AIN 630400100 5 KAIK 2 203 KAIOC 20 MVASK 40 06 MVASOC 400 KAish 5 62 KAi max504011 74 ima tI 2 5 824 ima tI 2 200098034 28 第一车间变压器 0 4KV 侧设备 安装地点电气 条件 设备型号规格 项目数据项目低压断路器 DZ20 380 低压熔断器电流互感器 LQ 0 5 KVUN 0 4KVUN 0 40 40 4 AI 30721 69 AIN 1000400700 5 KAIK 13 748 KAIOC 38 MVASK 9 527 MVASOC 200 2 7 母线及厂区高压配电线路选择 2 7 1 主变压器 35KV 侧引出线 1 按经济电流密度选择导线截面积 线路最大持续工作电流为 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 A U S I N N 57 69 353 8 0 3374 3 30 根据年最大负荷利用小时 Tmax 4000h 查表知 经济电流密度 A mm 则导线的经济截面积为15 1 ec j 230 74 70 15 1 34 81 mm j I A ec ec 选 LGJ 50 型钢芯铝绞线 2 按发热条件校验 查表知 35KV 以上钢芯铝绞线最小允许截面积为 35 2 mm 因此 LGJ 50 满足机械强度要求 3 校验机械强度 查表知 35KV 以上钢芯铝绞线最小允许截面积为 35 2 mm 因此 LGJ 50 满足机械强度要求 4 热稳定度校验 满足热稳定度的最小允许截面积为 507 83 88 7 1 1065 5 10 33 min C t IA ima 实际选用的导线截面积 50173A 故 10KV AIal1 53156594 0 汇流母线选用 LMY 50 4 型矩形铝母线 2 热稳定度校验 满足热稳定度的最小允许截面积为 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 233 min 78 314 87 6 2 10984 1610mm C t IA ima 实际选用的母线截面积 A 2 50 4 400 314 78 所以热稳定度满足 2 mm 2 mm 要求 3 动稳定校验 取母线档距 L 为 1 2m 相间中心线距 S 为 0 25 m 因 故 K 1 28 3 5010 20250 hb bs 三相短路冲击电流在蹭相产生的电动力 27 2 3 103AN s l iF sh NAN m m 259 2610 25 0 2 1 1063 5 3 27 2 3 母线在作用时的弯曲力矩为 3 F mN151 3 10 m2 1259 26 10 NFL M 母线的截面系数为 3 2 2 1033 5 6 08 002 0 6 m mmhb W 故母线在三相短路时所受到的计算应力为 32 64 热稳定度不满足要求 故重选为 2 mm 2 mm LGM 50 4 钢芯铝绞线 2 7 4 10KV 配电线路 由于厂区面积不大 各车间变电所距离总降压变电所较近 厂区高压配电线路 采用电缆线路 直埋敷设 由于厂区线路较短 因此按发热条件选择截面 然 后进行热稳定度校验 以一车间变电所为例 10KV 侧计算电流为查表选 ZLQ2 3 16AI91 25 30 油浸纸绝缘电力电缆 20时其允许截流量 满足要求 C 0 AAIal91 2570 因为厂区高压配电线路很短 线路始末两端短路电流相关不大 故以 10KV 母 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 线上短路时的短路电流进行校验 22 3 min 16945 207 0 88 10203 2 mmmmmmt C I A ima 热稳定不满足要求 故选择 ZLQ2 3 35 型电力电缆 其它车间的电缆截面选择 过程相似 计算结果见表 2 5 车间名称线路序号计算负荷计算电流电缆型号 一车间WL1471 2425 91ZLQ2 3 15 二车间WL2847 7146 61ZLQ2 3 15 三车间WL3960 9852 84ZLQ2 3 15 锻工车间WL4375 1220 63ZLQ2 3 15 工具 机修车间WL5288 8915 89ZLQ2 3 15 锅炉房WL6195 7810 77ZLQ2 3 15 空压站WL7117 176 42ZLQ2 3 15 煤气站WL8117 176 42ZLQ2 3 15 2 8 继电保护配置与整定计算 2 8 1 主变压器保护配置 总降压变电所主变压器容量为 3150KV A 根据规程要求 应装设瓦斯保护 电流速断保护 过电流保护以及过负荷保护 1 电流速断保护 保护采用两相两继电器式接线 继电器为 DL 11 型 电流互感器变比 保护装置的动作电流应躲过变压器二次侧母线的最大三相205 100 i K 短路穿越电流 即 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 A728 812 37 5 10 10203 2 3 1 3 max 2 krelop IKI AI K K I op i W kop 636 40728 812 20 1 灵敏度应按变压器一次侧的最小两相短路电流来校验 即 2422 4 728 812 1015 4 2 3 3 2 min op kl s I K K 2 过电流保护 采用三个电流互感器接成完全星形接线方式 继电器 DL 11 型 电流互感器 变比 保护装置的动作电流应躲205 100 i K5 1 85 0 stre KK 过变压器可能出现的最大负荷电流 即 A036 110 353 3150 85 0 5 12 1 NT re strel op I K KK I A502 5036 110 20 1 op i W kop I K K I 动作时间取 1 5S 灵敏试度应按变压器二次侧母线的最小两相短路穿越电流来校验 即 5 1733 4 036 110 10 37 5 10 119 2 2 3 3 2 min 2 k op s I I K 3 过负荷保护 用一个 DL 11 型继电器构成 保护装置动作电流应 躲过变压器额定电流 即 A188 64 353 3150 85 0 05 1 NT re rel op I K K I 动作时间取 10 15S 中国石油大学 华东 电力工程课程设计 2 8 2