电机修造厂供配电系统.doc

长春工程学院毕业设计 论文 目 录 1 引言 1 2 负荷计算及无功补偿 2 2 1 负荷计算的内容和目的 2 2 2 负荷计算的方法 2 2 3 全厂负荷计算 3 2 4 无功功率补偿 7 3 变电所主接线设计 10 3 1 主接线的基本要求 10 3 2 变配电所型式的选择 10 3 3 变配电所主接线方案的设计原则与要求 12 4 变电所的短路计算 13 4 1 无限大容量电力系统中三相短路电流的计算 13 5 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 20 5 1 二次回路方案的选择 20 5 2 变电所继电保护 22 5 3 变压器的整定计算 23 5 4 10KV 侧高压线路电测量仪表的设计 27 6 变电所一次设备的选择校验 28 6 1 一次设备的选择校验的条件与项目 28 6 2 高 低压开关柜 29 6 3 熔断器和熔体的选择计算 30 6 4 低压断路器的选择计算 30 6 5 电流互感器的选择校验 30 6 6 电压互感器的选择计算 31 6 7 高压一次设备的选择校验 31 6 8 进出线的选择校验 33 6 9 电缆的选取及其校验 35 7 变配电所的布置与结构设计 36 7 1 工厂变配电所的总体布置 36 7 2 变配电所各室的具体布置 36 7 3 变电所总体布置方案 37 8 防雷及接地设计 38 8 1 防雷措施 38 8 2 阀式避雷器 38 8 3 架空线路的防雷措施 38 长春工程学院毕业设计 论文 I 8 4 变配电所的防雷措施 38 8 5 变电所公共接地装置的设计 39 9 总结 41 参考文献 42 致 谢 43 附 录 44 长春工程学院毕业设计 论文 0 1 引言 本设计是根据 毕业设计指导书和任务书 所要求的设计内容 综合运用大学三年所学 的专业知识以及结合以往供电局实地实习的实践基础 同时参考工厂供电部分课程设计参考 资料上而设计的 本设计为某机修厂降压变电所的设计 适用于中小型降压变电所 通过本次毕业设计应 该达到以下目的 巩固 提高已学过的专业知识 并通过本次设计能进一步学习新的知识和 掌握技能 最终达到能够获得综合运用理论知识解决实际问题的能力 使设计者掌握工厂供 电设计的基本程序和思想方法 使设计者获得查阅文献 收集资料 计算比较 综合分析 设计图纸 编写设计等方面的训练和基本技能 力争在设计过程中采用新思维 力求设计新 颖 选用的方式经济合理并适应新时代电气化建设的要求 在老师的指导和帮助下 通过查 阅有关资料和文献 独立完成规定的内容 设计分为八部分 每一部分开头都简要的介绍与本部分相关的基本知识 进行电力负荷 及其计算 短路电流的计算 工厂变配电所一次设备的选择和校验 工厂电力线路的选择和 校验 供电系统继电保护 二次回路和计量部分 电气安全接地与防雷 我国早期建立起来的变电所的主要问题是设备陈旧落后 开关容量不足 占地面积大 建设周期长 耗费投资多 为进一步探讨我国变电所的建设原则 发展方向和模式方案 研 制开发新型装备 在总结国内建设和借鉴国外经验的基础上 本设计有以下特点 1 建设方 案既要满足现代化的需要 又要适合我国的国情 网情 2 研究新技术和开发研究的新装备 要结合电网的实现 做到技术上先进 安全可靠 不检修周期长 3 变电所的总体布局 节 省投资 维修方便 小型变电所 新设备的应用 大大促进了电气化的建设 加速了经济的发展 供电可 靠性有了很大的提高 小型化变电所方案 符合电网的特点 适合中国的国情 符合国家的 政策 达到少花钱 办好事 办快事的目的 闫俊 2012 4 30 长春工程学院毕业设计 论文 1 2 负荷计算及无功补偿 2 1 负荷计算的内容和目的负荷计算的内容和目的 1 计算负荷也称需要负荷或最大负荷 计算负荷是一个假想的持续负荷 其热效应 与一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等 在配电设计中 通常采用 30 分钟的 最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据 2 尖峰电流指用电设备持续 1 秒钟左右的最大电流负荷 一般取启动电流的周期分 量 用来计算电压损失 电压波动 选择电器 保护元件等 在交验瞬动元件时 还应考虑 起动电流的非周期分量 3 平均负荷为某一时间内用电设备所消耗的电能与该时间之比 常选用有代表性的 一昼夜内电能消耗最多的一个班 的平均负荷 有时也计算年平均负荷 平均负荷用来及计 算最大负荷 电能消耗量和无功补偿装置 1 2 2 负荷计算的方法负荷计算的方法 1 需要系数法是把设备功率乘以需要系数和同时系数 直接求出计算负荷 这种方 法比较简便 因而广泛应用 当用电设备台数少而功率相差悬殊时 需要系数法的计算结果 往往比较小 故不应用于低压配电线路的计算 而用于计算变 配电所的负荷 2 二项式法指计算负荷包括用电设备的平均功率 同时考虑台数达功率设备工作对 负荷影响的附加功率 这种方法也比较简便 但计算结果往往比较大 一般用于低压配电支 干线和配电箱的计算负荷 1 2 2 1 按需要系数法确定三相用电设备有功计算负荷的计算公式 1 单组用电设备计算公式 1 有功计算负荷 Error Error NoNo bookmarkbookmark namename given given ed30 PKP 用电设备容量 用电设备的需要系数 e P d K 2 无功计算负荷 tan 3030 PQ 对应于用电设备功率因数的正切值 Tan Cos 3 视在计算负荷 cos 30 30 P S 长春工程学院毕业设计 论文 2 4 计算电流 N 30 30 3U S I 用电设备的额定电压 N U 2 多组用电设备计算公式 1 有功计算负荷 30i P 30 PKP 所有设备组有功计算负荷之和 30i P 30 P 有功负荷同时系数 可取 0 85 0 95 P K 2 无功计算负荷 30i q 30 QKQ 所有设备组无功计算负荷之和 30i Q 30 Q 无功负荷同时系数 可取 0 9 0 97 q K 3 视在计算负荷 2 30 2 3030 QPS 4 计算电流 N 30 30 U3 S I 2 3 全厂负荷计算全厂负荷计算 1 有功计算负荷 单位为 kw 由用电情况及公式得 edP KP 30 1 P 11e PKkw2253 0750 kwPKP e 3204 0800 222 kwPKP e 27045 0 600 333 kwPKP e 3306 0550 444 kwPKP e 4 24854 0 460 555 kwPKP e 9 15357 0 270 666 kwPKP e 6 8148 0 170 777 长春工程学院毕业设计 论文 3 kwPKP kwPKP kwPKP kwPKP kwPKP kwPKP kwPKP kwPKP e e e e e e e e 606 0100 324 080 783 0260 15351 0 300 1684 0420 1805 0360 255 050 12943 0 300 151515 141414 131313 121212 111111 101010 999 888 kwP 9 2453 2 无功计算负荷 单位为 kvar 由公式得 tan 3030 PQ var 2 6175 0 6 81tan var 7 20433 1 9 153tan var 4 25302 1 4 248tan var 6 37514 1 330tan var 5 44364 1 270tan var 7 42633 1 320tan var 7 38973 1 225tan 777 666 555 444 333 222 111 kPQ kPQ kPQ kPQ kPQ kPQ kPQ 长春工程学院毕业设计 论文 4 var 6 3338 var4575 0 60tan var 4 5573 1 32tan var 7 9827 1 78tan var26573 1 153tan var29173 1 168tan var 3 26648 1 180tan var 8 3023 1 25tan var 6 13102 1 129tan 151515 141414 131313 121212 111111 101010 999 888 kQ kPQ kPQ kPQ kPQ kPQ kPQ kPQ kPQ 3 视在计算负荷 单位为 KVA 有计算公式得 30 S cos 30 P KVA P S KVA P S KVA P S KVA P S KVA P S KVA P S KVA P S 102 8 0 6 81 cos 5 256 6 0 9 153 cos 9 354 7 0 4 248 cos 500 66 0 330 cos 2 519 52 0 270 cos 3 533 6 0 320 cos 450 5 0 225 cos 7 7 7 6 6 6 5 5 5 4 4 4 3 3 3 2 2 2 1 1 1 长春工程学院毕业设计 论文 5 MVA P S KVA P S KVA P S KVA P S KVA P S KVA P S KVA P S KVA P S 75 8 0 60 cos 64 5 0 32 cos 8 125 62 0 78 cos 306 5 0 153 cos 336 5 0 168 cos 4 321 56 0 180 cos 7 39 63 0 25 cos 3 184 7 0 129 cos 15 15 15 14 14 14 13 13 13 12 12 12 11 11 11 10 10 10 9 9 9 8 8 8 MVAS 1 4168 4 计算电流 单位为 A 有计算公式得 N U S I 3 30 30 KVUN 5 10 AI7 24 1 AI 3 29 2 AI 5 28 3 AI 5 27 4 AI 5 19 5 AI 1 14 6 AI6 5 7 AI 1 10 8 AI2 2 9 长春工程学院毕业设计 论文 6 AI 7 17 10 AI 5 18 11 AI 8 16 12 AI7 13 AI5 3 14 AI1 4 15 2 4 无功功率补偿无功功率补偿 在工业与民用用电设备中 有大量设备的工作需要通过向系统吸收感性的无功功率来 建立交变的磁场 这使系统输送的电能容量中无功功率的成份增加 在系统变配电设备及输 配电线路规格一定的情况下 直接影响到有功功率的输送 因此 在供配电系统中 必须限 制无功功率大小 即提高功率因数 以便提高系统中设备的有效利用率 电力系统要求 0 38KV 的电能用户的功率因数应达到 0 85 以上 10KV 的电能用户的功率因数应达到 0 90 以上 1 要使供配电系统的功率因数提高 一般可从两方面采取措施 一是提高用电设备的自 然功率因 一是采用人工补偿的方式使总功率因数得以提高 人工补偿方法主要有两种 一 是采用同步电机补偿 一是采用并联电容器补偿 本设计采用并联电容器补偿 1 无功功率补偿及其计算 对总降压变电所 补偿前平均功率因数 cos 5314 0 9 245372 0 6 333878 0 1 1 1 1 2 2 jsn jsn P Q tan 1 474 1 补偿后平均功率因数取 COS91 0 2 得 tan456 0 2 由公式 var2498 456 0 474 1 9 2453 tan tan 2130 kPQC 补 长春工程学院毕业设计 论文 7 var 5 8402498 6 3338kQC 补后 KVA2593 85840 52453 9QP 22 22 后后后 S COS95 0 2593 85 2453 9 S P 42 8A 353 2593 85 U3 S I N 对于车间变配所一 AI S P KVAQPS kQ kPQ C C 9 20 2 5 10732 1 13 925 U3 S 88 0 13 925 815 cos 13 92523 430819 var23 43067 829 9 1259 var67 829 456 0 474 1 815 tan tan N 2222 2130 后后后 补后 补 对于车间变配所二 AI S P KVAQPS kQ kPQ C C 28 5 10732 1 3 509 U3 S 85 0 3 509 431 cos 3 50934 271431 var34 27176 438 1 710 var76 438 456 0 474 1 431 tan tan N 2222 2130 后后后 补后 补 对于车间变配所三 长春工程学院毕业设计 论文 8 AI S P KVAQPS kQ kPQ C C 3 27 5 10732 1 65 496 U3 S 99 0 65 496 6 496 cos 65 49606 76 496 var06 7 54 505 6 512 var54 505 456 0474 1 6 496 tan tan N 2222 2130 后后后 补后 补 对于车间变配所四 AI S P KVAQPS kQ kPQ C C 8 39 5 10732 1 44 723 U3 S 98 0 44 723 3 711 cos 44 723132 3 711 var132 1 724856 var1 724 456 0 474 1 3 711 tan tan N 2222 2130 后后后 补后 补 其平均功率因数超过 0 9 满足设计要求 查书工厂供电附表 10 可知 选择并联电容器的型号为 BWF10 5 50 1W 个17 50 5 840 q Q n C 长春工程学院毕业设计 论文 9 3 变电所主接线设计 3 1 主接线的基本要求主接线的基本要求 变电所主接线设计可分为有母线接线和无母线接线两大类 变配电所的主接线 应根据 变配电所在供电系统中的地位 进出线回数 设备特点及负荷性质等条件确定 并应满足安 全 可靠 灵活和经济等要求 经济是在满足了安全 可靠 灵活的条件下 保证需要的设 计投资少 在主接线设计时 主要矛盾往往发生在可靠性与经济之间 主接线的设计应在满 足可靠性和灵活性的前提下 做到经济合理 4 9 1 变配电所所址选择的一般原则 选择工厂变 配电所的所址 根据一般要求经技术 经济比较后确定 2 负荷中心的确定方法 利用负荷功率距法确定负荷中心 X 21 211 2 PP XPXP Y 21 2211 PP yPyP 3 2 变配电所型式的选择变配电所型式的选择 变配电所有屋内式和屋外式两大类型 屋内式运行维护方便 占地面积少 应优先选择 屋内式 主接线如图 3 1 大图见附录一 长春工程学院毕业设计 论文 10 LJ 35 NO 01 NO 02 GBC 35 F GN2 35 400 RN1 35 40 LDJ1 35 JDZ8 35 GN2 35 400 LDJ1 35 SN10 35 SZ9 3150 35 LAJ 10 SN10 10I 630 GN24 10D 400 FZ 35 GN24 10D 400 SN10 10 630 LDJ 0 5 RN1 10 200 BGMJ0 4 50 3 JDZJ 10 CBX 2F 6mmH100mm GN24 10D 400 SN10 10 630 LDJ 100 5 0 5 GG 1A F2 NO 04 NO 05 同 NO 04 NO 07 同 NO 04 NO 8 同 NO 04 S9 800 10 S9 630 10 S9 500 10S9 800 10 NO 9 GN24 10D 400 RN1 10 200 FS 10 JDZJ 10 GG 1A F2 10kV 35kV进线 GBC 35 F DW15 1600 3 HD13 1500 30 LMZJ1 0 5 0 38 NO 10 PGL2D 0 4kV LMY 3 10mmH100mm GN24 10D 400 SN10 10 630 LDJ 200 5 0 5 GG 1A F2 NO 13 同 NO 10 NO 12 同 NO 10 NO 14 同 NO 10 NO 16 同 NO 15 NO 17 同 NO 15 NO 18 同 NO 15 电机制造 车间 加工车间新制车间半成品 车间 成品站加压站仓库原料 车间 锅炉房汽车库办公大楼备件车间锻造 车间 空压站大线圈 车间 LMZJ 0 5 HD13 400 30 HD13 400 30 NO 15 PGL2D 图 3 1 3 2 1 变电所车间变压器台数和容量的选择 1 主变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择 根据原始资料机修厂内 用电负荷有二类负荷 且集中负荷较大 所以本次设计装设 5 台车间变压器 其中车间 1 通 往 3 个二类负荷 选择 2 台变压器 其余 3 个车间变电所均是 3 类负荷 各接一台变压器 使各车间负荷趋于均衡 2 装有一台变压器的车间变电所 主变压器容量应不小于总的计算负荷 即 TN S 30 S 30 SSNT 故总降压变电所 2593 85KVA 即选择一台 SLZ7 3150 35 型有载调压变压器 TN S 30 S 变电所二 509 3KVA 即选一台 S9 630 10 型低损耗配电变压器 30 SSNT 变电所三 496 7KVA 即选一台 S9 500 10 型低损耗配电变压器 30 SSNT 长春工程学院毕业设计 论文 11 变电所四 723 44KVA 即选一台 S9 800 10 型低损耗配电变压器 30 SSNT 3 装有两台主变压器的变电所 每台主变压器的容量 不应小于总的计算负荷 NT S 的 60 最好为总计算负荷的 70 左右 30 S 对于车间变电所一 0 7 0 6 0 7 925 13 555 1 647 6 KVA6 0 TN S 30 S 即选两台 S9 800 10 型低损耗配电变压器 二级负荷的备用电源 由与邻近单位的高压联络 线来承担 联结组别均采用 Yyn0 型 4 主变压器单台容量上限 单台配电变压器 低压为 0 4kV 的容量一般不宜大于 1250KVA 变电所变压器台数和容量的选择 实际工程设计中往往需要结合变电所主接线方案设计 5 变压器列表 型号额定容量 AkV 联结标号阻抗电压 SLZ7 3150 353150Yyn07 S9 800 10800Yyn04 5 S9 630 10630Yyn04 5 S9 500 10500Yyn04 3 2 2 变电所主变压器形式和联结组别的选择 1 变电所主变压器型式的选择根据负荷计算来确定变压器的型号 2 变电所主变压器联结组别的选择由原始资料知三相负荷基本平衡 其低压中性线 电流不致超过低压绕组额定电流 25 且供电系统中谐波干扰不甚严重 三相配电变压器的 联结组可选 Yyn0 型 3 3 变配电所主接线方案的设计原则与要求变配电所主接线方案的设计原则与要求 变配电所主接线方案设计原则满足可靠性 经济性与灵活性 下表从这三方面对其进行 介绍 本次设计由于负荷较大 且有重要负荷 不能采用单台车间主变 为了满足可靠性 本次设计采用 5 台车间变压器 使负荷有了很好的分配 且降低了选择变压器的难度 长春工程学院毕业设计 论文 12 4 变电所的短路计算 4 1 无限大容量电力系统中三相短路电流的计算无限大容量电力系统中三相短路电流的计算 4 1 1 概述 进行短路电流计算 首先要画出系统图计算电路图 如后面图 4 1 所示 其次绘出计 算电路图并化简 并在其上将短路计算所需考虑的额定参数都表示出来 并将各元件依次编 号 然后确定短路计算点 短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能 的短路电流通过 接着 按选择得短路计算点绘出等效电路图 并计算短路电路中各主要元 件的阻抗值 最后计算出短路电流和短路容量 5 1 图 4 1 4 1 2 采用标幺值法进行短路计算 绘出短路等效电路图如 4 2 所示并标出短路计算点 图 4 2 短路等效电路图 长春工程学院毕业设计 论文 13 1 确定基准值 取 设定基准容量 100MVA 和基准电压 即高压侧 b S b U av UKVUb37 低压侧 则KVUb 5 10 1 KVUb4 0 2 KA KV MVA U S I b b b 6 1 373 100 3 1 KA KV MVA U S I b b b 5 5 5 103 100 3 1 1 KA KV MVA U S I b b b 3 144 4 03 100 3 2 2 2 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1 由本设计任务书的原始资料可知 电力系统的电抗标幺值为 500 oc SMV A 2 2 1 100 0 2 500 c d oc c oc d U SMV A S X U SMV A S 2 架空线路的电抗标幺值 由查表 3 1 得 因此0 35 o Xkm 9 7 5 10 100 2535 0 22 0 2 c b U S lXX 3 总降压变电所变压器阻抗 2 21000 3150100 1007 100 3 N bk S SU X 电力变压器的电抗标幺值 有以上的数据可得 长春工程学院毕业设计 论文 14 2 61000 800100 1005 4 100 81000 500100 1004 100 1 71000 630100 1005 4 100 1 31000 8001002 1005 4 1002 7 6 5 4 N bk N bk N bk N bk S SU X S SU X S SU X S SU X 4 求 K 1 35kv 侧 点的短路电路总阻抗标么值及三相短路电流和短路容量 化简如 图 4 3 图 4 3 1 总阻抗标么值 3 102 29 72 0 321 1 XXXX K 2 三相短路电流周期分量有效值 KAXII Kb K16 0 3 10 6 1 1 1 3 3 其他三相短路电流 高压电路发生三相短路时 1 8 sh k 3 2 shsh ikI KAIII K16 0 1 3 3 3 KAIiSh4 016 0 55 2 55 2 3 3 KAIIsh24 0 16 0 5 15 1 3 3 4 三相短路容量 MVAMVAXSSK d K7 9 3 10 100 1 1 3 长春工程学院毕业设计 论文 15 5 求 K 2 10kv 侧 点的短路电路总阻抗标么值及三相短路电流和短路容量 化简如 图 4 4 图 4 4 1 总阻抗标么值 4 131 39 72 22 0 4321 2 XXXXXK 2 三相短路电流周期分量 KAXIIK b K 8 10 4 13 3 144 2 2 2 3 3 其他三相短路电流 KAIII K 8 10 2 3 3 3 查书可知 低压电路中发生三相短路时 一般取1 3 sh k KAIish 8 19 8 1084 1 84 1 3 3 KAIIsh 8 11 8 1009 1 09 1 3 3 4 三相容量 MVAXS K K5 7 4 13 100 2 2 3 6 求 K 3 10kv 侧 点的短路电路总阻抗标么值及三相短路电流和短路容量 化简如 图 4 5 图 4 5 长春工程学院毕业设计 论文 16 1 总阻抗标么值 4 171 72 29 72 0 3 5321 XXXXXK 2 三相短路电流周期分量 KAXIIK b K3 8 4 17 3 144 3 2 3 3 3 其他三相短路电流 KAIII K 3 8 3 3 3 3 查书可知 低压电路中发生三相短路时 一般取1 3 sh k KAIish 3 153 884 1 84 1 3 3 KAIIsh93 809 1 09 1 3 3 4 三相容量 MVAXS KK 7 5 4 17 100 3 3 3 7 求 K 4 10kv 侧 点的短路电路总阻抗标么值及三相短路电流和短路容量 化简如 图 4 6 图 4 6 1 总阻抗标么值 3 1882 29 72 0 4 6321 XXXXXK 2 三相短路电流周期分量 KAXIIK b K9 73 18 3 144 4 2 4 3 3 其他三相短路电流 KAIII K 9 7 4 3 3 3 长春工程学院毕业设计 论文 17 查书可知 低压电路中发生三相短路时 一般取1 3 sh k KAIish 5 149 784 1 84 1 3 3 KAIIsh6 89 709 1 09 1 3 3 4 三相容量 MVAXS K K5 5 3 18 100 4 4 3 8 求 K 5 10kv 侧 点的短路电路总阻抗标么值及三相短路电流和短路容量 化简如 图 4 7 图 4 7 1 总阻抗标么值 5 162 62 29 72 0 5 7321 XXXXXK 2 三相短路电流周期分量 KAXIIK b K8 85 16 3 144 5 2 5 3 3 其他三相短路电流 KAIII K 8 8 5 3 3 3 查书可知 低压电路中发生三相短路时 一般取1 3 sh k KAIish 2 168 884 1 84 1 3 3 KAIIsh6 98 809 1 09 1 3 3 4 三相容量 MVAXS K K1 6 5 16 100 5 5 3 4 1 3 列表 表 4 1 列出三相短路电流和短路容量 长春工程学院毕业设计 论文 18 表 4 1 短路计算点 3 k IkA 3 I kA sh ikA 3 sh IkA 3 k S MV A 1K 0 160 160 40 249 7 2K 10 810 819 811 87 5 3K 8 38 315 395 7 4K 7 97 914 58 65 3 5K 8 88 816 29 66 1 长春工程学院毕业设计 论文 19 5 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 5 1 二次回路方案的选择二次回路方案的选择 5 1 1 高压断路器的操动机构控制与信号回路 断路器采用弹簧操动机构 其控制与信号回路如图 5 1 WC A WC N SA SQ1 QF 2 1 Y0 43 12 SQ2 SA KM 34 QF YR OFFON GN RDR R FU FU 图 5 1 图 5 1 是采用 CT7 型弹簧操作机构的断路器控制和信号回路原理图 控制开关 SA 可采 用 LW2 型或 LW5 型万能转换开关 图中 GN 和 RD 分别为断路器分 合闸位置指示灯 并兼起 监视熔断器和分 合闸回路完好性的作用 SQ1 和 SQ2 是弹簧储能电动机的位置开关 在合 闸弹簧储能完毕时 SQ1 闭合 保证断路器只有在弹簧储能完毕后才能合闸 同时 SQ2 断开 长春工程学院毕业设计 论文 20 使储能电动机 M 断电 合闸时 先按下按钮 SB 储能电动机 M 通电运转 SQ2 原已闭合 使合闸弹簧储能 弹簧储能完毕后 SQ2 自动断开 切断电动机 M 的回路 同时 SQ1 触点闭合 为合闸做好准 备 然后将控制开关 SA 手柄扳向合闸 ON 位置 其触点 SA3 4 按通 合闸线圈 YO 通电 弹簧释放 通过传动机构是断路器合闸 合闸后断路器辅助触点 QF1 2 断开 绿灯 GN 灭 并切断合闸回路 同时 QF3 4 闭合 红灯 RD 亮 指示断路器在合闸位置并监视跳闸回路的 完好性 同理 分闸时将控制开关 SA 的手柄扳向分闸 OFF 的位置 绿灯 GN 亮 当一次电路发生短路故障时 继电保护装置动作 其出口继电器 KM 触点闭合 接通跳 闸线圈 YR 回路 QF3 4 原已闭合 使短路器跳闸 随后 QF3 4 断开 红灯 RD 灭 并切断 跳闸回路 由于断路器是自动跳闸 SA 手柄仍在合闸位置 其触点 SA9 10 闭合 而 QF5 6 也因断路器跳闸而返回闭合 从而接通事故音响信号 值班员得知事故跳闸信号后 可将控 制开关扳向分闸位置 使 SA 的触点恢复 对应 关系 使事故信号解除 3 1 5 1 2 电所的电能计量回路 变电所高压侧装设专门计量柜 装设三相有功电度表和无功电度表 分别计量全厂消耗 的有功电能和无功电能 并据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 5 1 3 变电所的测量和绝缘监查回路 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 开口三角 的接线 用以实现电压测量绝缘监察 其接线如图 5 3 6 10KV 高压配电线路上装设的电测量仪表电路图 长春工程学院毕业设计 论文 21 来自 二 次 侧 TA1 A C PJ1PJ2 PJ2PJ1 PA 电流测量回路电压测量回路 WV A WV B WV C 图 5 2 继电保护的整定 按 GB50062 1992 电力装置的继电保护华和自动装置设计规范 规定 对 3 66KV 电力 线路 应装设相间短路保护 单相接地保护和过负荷保护 由于一般工厂的高压线路不很长 容量不很大 因此其继电保护装置比较简单 由于该系统为中性点不接地系统 对其进行相间短路保护可采用二互感器二继电器的不完全 星形接线 二次回路图见附录二 5 2 变电所继电保护变电所继电保护 5 2 1 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 当产生大量瓦斯时 应动作于高压侧断路器 长春工程学院毕业设计 论文 22 5 2 2 变压器的过电流保护 1 变压器器过电流保护的整定 max L ire wrel op I KK KK I 2 过电流保护动作时间的整定 过电流保护的动作时间 应按 阶梯原则 整定 以保证前后两级保护装置动作的选择 性 也就是在后以及保护装置的线路首端发生三相时 前一级保护的动作时间应比后一级 1 t 保护中最长的动作时间大一个 即 对于定时限过电流保护 可取 2 tt 1 t 2 tt 0 5 对于反时限过电流保护 可取 0 7 t st s 3 电流保护的灵敏度校验 5 1 2 min opi kw p IK IK S 说明 变压器过电流保护的灵敏度 按变压器低压侧母线在系统最小方式下发生两相短 路是高压侧的穿越电流值来校验 要求 p S1 5 4 变压器的电流速断保护 变压器的电流速断保护整定的说明 max k i wrel qb I K KK I 其中 为变压器电流速断保护动作电流 为低压母线的三相短路电流周期分量 qb I max K I 有效值换算到高压侧的穿越电流 变压器电流速断保护的灵敏度 按其装设的高压侧在系统 最小运行方式下发生两相短路的短路电流来检验 要求 2 k I p S2 5 3 变压器的整定计算变压器的整定计算 5 3 1 变压器 SLZ7 3150 35 的过电流保护整定 3150 35kv 1 2 rel K 0 85 re K T S kV A N U1 w K205 100 i K A U S KK KK I KK KK I N r ire wrel L ire wrel op 3 7 35732 1 3150 2 2085 0 12 1 3 2 max 长春工程学院毕业设计 论文 23 过电流保护动作时间的整定 考虑到总降压变电所下一级变电所为系统终端变电所 因 此其过电流保护的 10 倍动作电流的动作时间整定为 1 变压器过电流保护的灵敏度校验 s 应按变电所低压侧母线在系统最小方式下发生 两相短路高压侧的穿越电流校验 3 12 0 3 720 8 201 8 20 35 5 10 2 3 3 1 6 138160866 0 2 3 2 min max 2 2 min max 3 max 2 opi kw p k IK IK S AII AII 故不满足要求 不能采用定时限过电流保护作为主保护 5 3 2 变压器 SLZ7 3150 35 的电流速断保护整定 取 5 1 rel K 5 19 1 7 3202 160732 1 13 7 349 20 15 1 491000 35 7 10 16 0 1 3 1 2 min max 1 max qbi Kw qbi kw p k i wrel qb k IK IK IK IK S AI K KK I AI 满足要求 5 3 3 变压器 SLZ7 3150 35 的定时限速断电流保护整定 2 1 rel K 3 15 1 5 4202 160732 1 13 5 47 32 1 2 3 1 2 min 1 2 qbi Kw qbi kw p qbrelqb IK IK IK IK S AIKI 动作时间 t 0 5s 满足要求 作为该变压器的主保护 5 3 4 变压器 S9 800 10 的过电流保护整定 长春工程学院毕业设计 论文 24 取 800 10 5kv15 1 rel K1 w K0 85 re K 100 20 5 i K T S kV A N U A U S KK KK I KK KK I N r ire wrel L ire wrel op 9 5 5 10732 1 800 2 2085 0 115 1 3 2 max 过电流保护动作时间的整定 考虑到车间变电所为系统终端变电所 因此其过电流保护 的 10 倍动作电流的动作时间整定为 0 5 变压器过电流保护的灵敏度校验 应按变电所低s 压侧母线在系统最小方式下发生 两相短路高压侧的穿越电流校验 5 151 1 9 520 1 1781 1 178 5 10 4 0 2 3 3 1 8 935210800866 0 2 3 2 min max 2 2 min max 3 max 2 opi kw p k IK IK S AII AII 所以 满足灵敏度校验 5 3 5 变压器 S9 800 10 的速断保护整定 5 1 rel K 2 4 14 4 32202 10800732 1 1 2 3 4 32432 20 15 1 4321000 10 4 0 8 10 3 1 2 min max max qbi Kw qbi kw p k i wrel qb k IK IK IK IK S AI K KK I AI 所以 满足灵敏度校验 5 3 6 变压器 S9 630 10 的过电流整定 AkvSr 630 15 1 rel K 200 40 5 i K 0 85 re K 1 w K A U S KK KK I KK KK I N r ire wrel L ire wrel op 2 5 10 630 2 4085 0 115 1 3 2 max 长春工程学院毕业设计 论文 25 过电流保护动作时间的整定 考虑到车间变电所为系统终端变电所 因此其过电流保护 的 10 倍动作电流的动作时间整定为 0 5s 变压器过电流保护的灵敏度校验 应按变电所低压 侧母线在系统最小方式下发生两相短路高压侧的穿越电流校验 5 171 1 240 9 1361 9 136 5 10 4 0 2 3 3 1 8 71878300866 0 2 3 2 min max 2 2 min max 3 max 2 opi kw p k IK IK S AII AII 所以 满足灵敏度校验 5 3 7 变压器 S9 630 10 的速断保护整定 取 1 5 rel K 2 5 14 4 12402 8300732 1 1 2 3 5 12332 40 15 1 3321000 10 4 0 3 8 3 1 2 min max max qbi Kw qbi kw p k i wrel qb k IK IK IK IK S I K KK I AI 所以 满足灵敏度校验 5 3 8 变压器 S9 500 10 的过电流整定 AkvSr 500 15 1 rel K20 5 100 i K85 0 re K1 w K A U S KK KK I KK KK I N r ire wrel L ire wrel op 7 3 5 10732 1 500 2 2085 0 115 1 3 2 max 过电流保护动作时间的整定 考虑到车间变电所为系统终端变电所 因此其过电流 保护的 10 倍动作电流的动作时间整定为 0 5s 变压器过电流保护的灵敏度校验 应按 长春工程学院毕业设计 论文 26 变电所低压侧母线在系统最小方式下发生两相短路高压侧的穿越电流校验 5 185 1 7 320 8 1361 8 136 5 10 4 0 2 3 3 1 4 68417900866 0 2 3 2 min max 2 2 min max 3 max 2 opi kw p k IK IK S AII AII 所以 满足灵敏度校验 5 3 9 变压器 S9 500 10 的速断保护整定 取 1 5 rel K AI K KK I k i wrel qb 6 221000 5 10 4 0 9 7 20 15 1 max 2 1 15 6 22202 7900732 11 2 3 3 1 2 min qbi Kw qbi kw p IK IK IK IK S 所以 满足灵敏度校验 5 3 10 变压器继电保护的原理图及其展开图 变压器的定时限过电流保护 电流速断保护的原理图如附录 2 所示 5 4 10kV 侧高压线路电测量仪表的设计侧高压线路电测量仪表的设计 电测量仪表实施对电力装置回路的电力运行参数作经常测量 选择测量和记录用的仪表 以及作计费或技术及经济分析考核管理用的测量仪表的总称 为了监视供电系统一次设备的运行状态和计量一次系统消耗的电能 保证电力系统安全 可靠 优质和经济合理地运行 工厂供电系统的电力装置中必须装设一定数量的电能测量仪 表 电测量仪表按其用途分为常用测量仪表和电能计量仪表两类 6 变电所一次设备的选择校验 6 1 一次设备的选择校验的条件与项目一次设备的选择校验的条件与项目 为了保证一次设备安全可靠的运行 必须按下列条件选择和校验 按正常工作条件 包括电压 电流 频率 开断电流等选择 长春工程学院毕业设计 论文 27 按短路条件 包括动稳定和热稳定来确定 考虑电器设备运行的环境条件如温度 湿度 海拔以及有防尘 防腐 防火 防暴 等要求 按各类设备的不同特点和要求如断路器的操作性能 互感器的二次负荷和准确级等 进行选择 6 1 1 选择项目 1 按正常工作条件选择 设备的额定电压不应小于所在线路的额定电压即 eN U N U 但需要注意 使用限流式高压熔断器时 熔断器的额定电压与线路额定电压相同 NeN UU 即 而不能 例如 10kv 熔断器不能用在 6kv 电路上 NeN UU eN U N U 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 eN I 30 I 即 30 II eN 3 按断流能力选择 设备的额定开断电流或断流能量不应小于设备分断瞬间的 OC I OC S 短路电流有效值或短路容量 即 k I k S 或 KOC II K SS OC 6 1 2 短路条件校验 校验短路稳定时 当短路计算点附近接有较大容量的交流电机或电动机组时 应考虑这 些电机在短路时反馈电流的影响 交流电动机断路时反馈的最的电流瞬时值 可按下式计算 msh i NMmshmsh ICKi 由于交流电动机的断路反馈电流衰减极快 因此仅在考虑断路电流时才需计入其影响 13 7 4 6 2 高 低压开关柜高 低压开关柜 6 2 1 GBC 35 型手车式高压开关柜 GBC 35 型手车式高压开关柜系三相交流 50HZ 单母线系统的户类保护型成套装置作为接 受和分配 35KV 的网络电能之用 本开关柜为手车式结构 可直接配用 ZN23 35C 真空断路器 长春工程学院毕业设计 论文 28 SN10 35 少油断路器 SF6 断路器 系三相交流 50Hz 单母线系统的户内保护成套装置 作为 接受和分配 35KV 的网络电能之用 对电路具有控制和保护的作用 根据所选择的主接线 并给其配备适当的高压开关柜选择一次接线方案 16 6 2 2 GG 1A F2 型高压开关柜 GG 1A F 型高压开关柜适用于 3 10KV 三相交流 50Hz 作为单母线系统及单母线带旁 路系统接受与分配电能之用 根据所选择的主接线选择一次接线方案 目前 1KV 及以下低压 配电屏主要有固定式 抽屉式 组合式三类 本设计选用了 PGL 1D 型低压配电屏 16 6 2 3 隔离开关 负荷开关和断路器的校验 1 动稳定校验条件 shii 3 max shII 3 max 2 热稳定校验条件 ima ttII 2 3 2 断路发热假象时间一般按下式计算 ima t 05 0 I I tt kima 在无限大容量时 由于 因此 II 05 0 kima tt 6 2 4 电流互感器的断路稳定度校验 1 动稳定校验条件 或 shii 3 max sh Nes iIK 3 3 1 102 2 热稳定校验条件 或 t t II ima t 3 t t IIK ima Nt 3 1 6 2 5 母线的断路稳定度校验 1 动稳定校验条件 cal 上述计算最大应力按下式计算 W M c 2 热稳定校验条件 L C t IAA ima 3 min 6 2 6 电缆的短路热稳定度校验 电缆不校验短路动稳定度 电缆短路热稳定度校验的条件 长春工程学院毕业设计 论文 29 采用式 L 6 2 7 支柱绝缘子的短路动稳定校验 M 7 2 3 3 10 3 a l iFFsh al 6 2 8 穿墙套管的短路稳定度校验 1 动稳定度校验的条件 采用式 M 2 热稳定校验条件 采用式隔离开关的条件 6 3 熔断器和熔体的选择计算熔断器和熔体的选择计算 1 保护线路的熔体电流规格的选择 2 保护电力变压器的熔体额定电流的选择 3 保护并联电容器的熔体额定电流的选择按下式计算 CNFEN KII 4 保护电压互感器的熔体额定电流的选择一般取为 0 5A 不必校验 5 熔断器电压 电流规格的选择与校验 6 4 低压断路器的选择计算低压断路器的选择计算 1 低压断路器过电流脱扣器的选择 2 低压断路器的电压 电流规格的选择与校验 6 5 电流互感器的选择校验电流互感器的选择校验 电流互感器应安装设地点条件及额定电压 一次电流 二次电流 准确级等进行选择 并应校验其短路动稳定度和热稳定 电流互感器满足准确级要求的条件决定于二次负荷 即 22 SS N 电流互感器的二次负荷按下式计算 2 S 2 2 XCWL n i RRIS 互感器二次回路导线电阻可按下式计算 rA l RWL 6 6 电压互感器的选择计算电压互感器的选择计算 电压互感器安装设地点条件及一次电压 二次电压 准确级进行选择 电压互感器满足 准确级要求的条件也决定于二次降负荷 其二次负荷按下式计算 长春工程学院毕业设计 论文 30 2 2 2 uu QPS 6 7 高压一次设备的选择校验高压一次设备的选择校验 6 7 1 10kV 侧高压开关柜 设备的选择及其校验 GG 1A F2 型高压开关柜适用于额定电压 10kV 单母线的电力系统中 其采用框架式 结构 其中断路器柜前面有门和操作板 两侧有防护板与邻柜相隔 外形尺寸 1200 1