广大铁路云南祥云隧道正洞供配电系统设计（高压进洞）.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除目录1.设计任务11.1设计题目：广大铁路云南祥云隧道正洞供配电系统设计（高压进洞）12.设计内容22.1负荷计算22.2短路电流的计算52.3.无功功率的补偿72.4变压器的选择82.4.1变压器容量的选择原则：82.4.2.变压器类型的选择原则：82.5导线与电缆的选择原则92.5.1高压进线的选择102.5.2 低压线路的选择102.5.3 母线的选择102.6电气设备的选择和校验112.6.1低压侧一次设备的选择和校验112.6.2.继电保护112.6.3.高压侧设备的选择和校验123配电柜的选择15电气参数154防雷器的选择16参考文献及附表16此文档仅供学习与交流题目：广大铁路云南祥云隧道正洞供配电系统设计（高压进洞）1.设计任务 1.1设计题目：广大铁路云南祥云隧道正洞供配电系统设计（高压进洞） 1.2设计目的 通过本课程设计：1掌握变配电所主接线的方案选择；2掌握负荷计算、短路计算、无功功率补偿计算方法3掌握导线和元件的选择与校验方法4掌握低压配电柜的设计思路或低压成套设备的选择方法5掌握常用绘图软件绘制的方法6掌握查阅手册或其它资料的方法 1.3设计任务与要求施工工地采用10KV高压架空铝绞线（4Km）从地区变电所引至施工工地竖井，后采用电缆线（长度为1Km）引到洞内变压器，竖井处终端杆上安装高压户外熔断器保护及避雷器保护， 低压侧采用低压断路器保护，正洞内主要用电设备及其参数见附表。洞内主要电气设备离变压的距离统一定为100m。要求低压侧最大负荷功率因数不能低于0.92。各低压干线的电压损耗不许超过5%。负荷统计表负载编号负载名称设备容量（KW）需要系数Kd功率因数cos1轴流通风机450.82混凝土喷射机750.873输送泵1100.884二衬行走台车7.50.785液压双液注浆机110.846电焊机（6）290.350.67全自动数控液压钢筋调直切断机5.50.848钢筋弯曲机2.20.869钢筋切断机30.8710无堵塞排污泵（2）7.50.80.8811节能灯（150）0.0360.9112碘钨灯（10）10.912系统式主接线图 3. 装置式主接线图3. 设计内容 3.1负荷计算 负荷计算的目的是： （1）计算供配电系统变压器的负荷电流及视在功率，作为选择变压器容量的依据。 （2）计算流过各主要电气设备(断路器、隔离开关、母线、熔断器等)的负荷电流，作为选择这些设备的依据。 （3）计算流过各条线路(电源进线、高低压配电线路等)的负荷电流，作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。 （4）为电气设计提供技术依据。 计算公式： 有功功率 无功功率 视在功率 计算电流 式中，kx为需要系数；为功率因素；为功率因素的正切值；为用电设备组的额定电压；（1） 轴流通风机: （2）混凝土喷射机: （3） 输送泵: (4) 二衬行走台车：(5) 液压双液注浆机: (6) 电焊机: （7） 全自动数控液压钢筋调直切断机：（8） 钢筋弯曲机：（9） 钢筋切断机：（10） 无堵塞排污泵：（11） 节能灯：（12） 碘钨灯： 结果表达如下表。负载名称额定容量（KW）需要系数（K）工作电压（KV）功率因数cos计算有功(KW)计算无功(Kvar)视在功率(KVA)计算电流(A)轴流通风机450.380.84533.7556.2585.46混凝土喷射机750.380.877542.7586.20130.98输送泵1100.380.8811059.40125189.92二衬行走台车7.50.380.787.56.089.6214.61液压双液注浆机110.380.84116.49132.14200.77电焊机（6）290.350.380.660.980.997101.5154.21全自动数控液压钢筋调直切断机5.50.380.845.53.24530.6046.49钢筋弯曲机2.20.380.862.21.1222.563.89钢筋切断机30.380.8731.713.495.24无堵塞排污泵（2）7.50.80.380.88126.4813.6420.72节能灯（150）0.0360.90.2210.032400.03240.085碘钨灯（10）1+0.90.2210.900.92.36总计304.236311.814218.06385.643.2.无功功率的补偿 设计要求达到的功率因数为0.92以上，需要进行无功补偿。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。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0.92，补偿前功率因数采用低压补偿，可取补偿后为0.94则需补偿功率并联电容器取型号BZMJ0.4-30-3（309页表A-2）型4个补偿后功率因数满足要求3.3短路电流的计算 短路电流计算的目的和步骤短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。当电源运行状态变化时，短路电流发生显著变化，选择设备时，需要知道通过该设备最大可能的三相短路电流，因此要按最大运行方式计算短路电流；校验继电保护装置的灵敏度时，按最小运行方式短路时的灵敏系数是否合格，需算出最小运行方式下的短路电流。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺值法。取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uav，两个等级为Ud1=10.5KV，Ud2=0.4KV系统S 线路QF1 变压器 T1 K1点三相短路时的短路电流和容量的计算计算短路回路总阻抗标幺值计算K1点所在电压级的基准电流计算K1点短路电流各量K2点三相短路时的短路电流和容量的计算计算短路回路总阻抗标幺值计算K1点所在电压级的基准电流计算K1点短路电流各量3.4变压器的选择在进行负荷统计及无功补偿后，就可根据补偿后的容量进行变压器的选择。 变压器的选择包括容量、台数、类型的选择。3.4.1变压器容量的选择原则： 1. 选择1台变压器时容量应满足： 2. 选择2台变压器时每台容量应同时满足： 式中，为变压器低压侧负荷计算容量，为所要选择的变压器容量，为部的一二级负荷和。 3选择l台配电变压器容量时应考虑容量上限，一般不超过1250一2000KVA。 4适当考虑负荷的发展。3.4.2.变压器类型的选择原则： 1一般情况选择双绕组三相变压器，并选用SL7、S7、S9等低损耗电力变压器251。2多尘或腐蚀场所选择防尘防腐型变压器如SLl4等系列全密封式变压器。3高层建筑选用不燃或难燃型变压器如SCL系列环氧树脂浇注干式变压器或SF6型变压器。4多雷地区宜选用防雷型变压器如Sz变压器。5电压偏移大的电压质量要求高的场所选用有载调压型变压器如SZL7、 Sz9系列变压器。 综合以上考虑，选择2台接线方式为Yyn0的S11-M630的变压器3.5导线与电缆的选择原则 为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济的运行，进行导线和电缆截面时必须满足一些条件:（1）发热条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。（2）电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗检验。（3）机械强度导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需要检验其短路热稳定性。母线也应检验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。 根据设计要求和有关资料的考证，10kv电路，通常先按发热条件来选择截面，在校验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因为其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。3.5.1高压进线的选择10kv高压进线的选择与校验采用LJ性铝绞线，架空敷设，接往10kv公用干线。查相关资料，10kv铝及铝合金最小截面为35平方毫米，不满足机械强度的要求，故选LJ-50型铝绞线,线间几何距为1m时 要求电压损失很小。石家庄月最热平均温度为32度，温度系数查表A-11可知允许载流量为215电压损耗检验发热情况机械强度5035 综上，满足要求电缆选择与校验查表得18.87A85.46满足混凝土喷射机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为130.98满足输送泵计算电流,选择截面积型，时允许载流量为189.92满足二衬行走台车计算电流,选择截面积型，时允许载流量为14.6满足液压双液注浆机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为200.77满足电焊机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为154.21满足全自动数控液压钢筋调直切割机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为46.49满足钢筋弯曲机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为3.89满足钢筋切断机计算电流,选择截面积型，时允许载流量为5.24满足无堵塞排污泵计算电流,选择截面积型，时允许载流量为10.36满足节能灯计算电流,选择截面积型，时允许载流量为12.75满足碘钨灯计算电流,选择截面积型，时允许载流量为23.6满足3.5.3 母线的选择 Ic=Sc/(Un*3)=743A898A 选取50*3.6 TMY母线力的校验 *l*6/（*h*k）=10522140MP 满足热的校验S=50*3.6=180=*1/171=85脱扣电流、脱扣电流计算电流、分断电流最大短路电流轴流通风机计算电流85.46A，选CM2-125H型电流整定 12510085.46 分断能力70KA20.71KA 灵敏度校验合格 混凝土喷射机计算电流130.98A，选CM2-225L型电流整定 225140130.98 分断能力35KA20.71KA 灵敏度校验合格输送泵计算电流189.92A，选CM2-225L型电流整定 225200189.92 分断能力70KA20.71KA 灵敏度校验合格二衬行走台车计算电流14.6A，选CM2-63M型电流整定 632014.6 分断能力50KA20.71KA 灵敏度校验合格液压双液注浆机计算电流200.77A，选CM2-400L型电流整定 400225200.77 分断能力50KA20.71KA 灵敏度校验合格电焊机计算电流154.21A，选CM2-225L型电流整定 225160154.21 分断能力35KA20.71KA 灵敏度校验合格全自动数控液压钢筋调直切割机计算电流46.49A，选CM2-63H型电流整定 635046.49分断能力70KA20.71KA 灵敏度校验合格钢筋弯曲机计算电流3.89A，选CM2-63L型电流整定 63103.89 分断能力35KA20.71KA 灵敏度校验合格钢筋切断机计算电流5.24A，选CM2-63L型电流整定 63105.24 分断能力35KA20.71KA 灵敏度校验合格无堵塞排污泵计算电流10.36A，选CM2-63M型电流整定 631610.36 分断能力50KA20.71KA 灵敏度校验合格节能灯计算电流12.75A，选CM2-63M型电流整定 631612.75分断能力50KA20.71KA 灵敏度校验合格碘钨灯计算电流23.6A，选CM2-63M型电流整定 632523.6 分断能力50KA20.71KA 灵敏度校验合格 3.6.2.继电保护联结组别Yd11过电流保护动作电流选取DL型电流继电器 取最大负荷电流可选取型号为DL-31/6电流继电器，线圈串联，整定动作电流为3A过电流保护一次测动作电流为校验保护灵敏度保护线路1WL的灵敏度，按线路1WL末端最小两相短路电流校验，即 线路2WL的后备保护灵敏度，用线路2WL末端最小两相短路电流校验，即符合要求。3.6.3高压侧设备的选择和校验（1）高压断路器的选择与校验线路计算电流Ic=18.87A，可选择ZN28-12/630（表A-4）真空断路器校验序号ZN28-12/630选择要求装设点结论项目数据项目数据112KV10KV合格2630A18.87A合格325KA10.38KA合格463KA8.59 KA合格525KA53.8合格满足条件（2）高压隔离开关的选择与校验其与断路器串用，可选择GN19-12/630型（表A-5）校验序号GN19-12/630选择要求装设点结论项目数据项目数据150KV17.08KV合格21600A53.8A合格满足条件（3） 电压互感器的选择每路出线装设三相有功和无功电能表及功率表一只，每个电压线圈消耗的功率为1.5VA。安装4只电压表，3只接于各相，另一只用于测量线电压，每只电压表消耗功率4.5VA，互感器侧线圈消耗功率2.0VA由表A-8可选3只JDZJ-10型 0.5级二次绕组额定负荷50VA（单相）变比最大相负荷合格4配电柜的选择电气参数1、 额定电压380V。2、最高工作电压380V。3、额定绝缘电压690。4、额定电流4000A。5、额定短路开路电流50KA。6、额定短时电流50KA。7、额定峰值耐受电流105KA。8、防护等级IP30设备使用环境和条件，考虑到配电柜安装环境根据要求1、 周围空气温度不高于+45度，不低于-20度，20小时内平均气温不高于35度。2、 户内安装使用，使用地点的海拔高度不超过2000米。3、 周围空气相对湿度在最高+40度时不超过50%，较低温度允许有较大相对湿度。4、 设备安装与垂直斜面度不超过5%。通过查实用电工电子技术手册P700选择高压型柜号P743选择低压柜分别为：6.2高压进线柜 选用标准柜，型号为KYN3-10，单手车五防式进线柜。主要电气设备型号如下：主开关:SN10-10操动机构：CD10、CT8电流互感器：LFSQ-10、LMZ-10电压互感器：JDZJ-10高压熔断器：RN1-19、RN2-10避雷器：HY5WS-12.7/45 12.7KV接地开关：JN-10宽*高*深：1000*1800*22006.3 高压配电柜KYN44(KYN28)-12型铠装移开式交流金属封闭开关设备本开关设备适用于3.612kV三相交流50Hz单母线及单母线分段系统的成套配电装置，本开关设备符合GB3906，DL404标准及国际IEC298。本开关柜可配用VD4型、VB2型、VS1型、HVF（韩国现代）、EV12型真空断路器，具有防止带负荷推拉断路器手车、防止误分合断路器、防止接地开关处于闭合位置关合断路器、防止误入带电隔离室、防止在带电时误合使用条件1、环境温度 -10至+402、海拔高度：不超过1000m3、湿度相对湿度：日平均值不大于95%，月平均不大于90%4、地震烈度不超过8度；5、周围空气应不受腐蚀性、可燃气体、水蒸气等明显污染；6、无严重污秽及经常性的剧烈振动。7、在超过GB3906和本标准规定的正常的环境条件下使用时，由用户和制造厂协商。主要技术参数额定电压 10KV最高电压 12KV额定绝缘水平（1min工频耐压：对地及相间42KV，一次断口间48KV。雷电冲击耐受电压：对地及相间75KV，一次断口间85KV。）额定短路开断电流16KA额定短路稳定电流40KA4S热稳定电流 31.5KA防护等级 外壳为IP4X，手车室门打开时为IP2X6.4 无功补偿柜 选用标准柜，型号为T10BB1-1008/16，固定式无功补偿高压电容器柜。主要电气设备型号如下：额定电压：10KV，总标称容量：1008kvar，电容器台数：63，外形尺寸：3825*1560*3545.6.5 高压计量柜 选用标准柜，型号为PJ1-C移开式高压电能计量柜，适用于交流50HZ，额定电压在610KV电力系统作为户内专用电能计量设备。形制规格如下图： 6.6接地避雷柜 选用标准柜，型号KYN28-12-037，铠装移开式交流金属封闭开关柜系额定电压3.612kV三相交流50Hz的户内成套配电装置。6.7低压进线柜 GCS