洛阳某机械厂降压变电所的电气设计.doc

毕业设计（论文）题目 XX机械厂降压变电所的电气设计 学生姓名 曹伟 学 号 2010309201 专 业 发电厂及电力系统 班 级 20103092 指导教师 魏平 评阅教师 魏平 完成日期 年月日三峡电力职业学院毕业设计（论文）课题任务书课题名称XX机械厂降压变电所的电气设计学生姓名院别三峡电力职业学院专业发配电班级指导教师魏平指导人数课题概述：一、 设计任务1、 高压供电设计2、 总降压变电所的电气主接线设计3、 确定主接线方案4、 短路电流计算5、 主要电气设备的选择与校验二 设计目的1通过设计，加深对低压配电或工厂供电技术知识理解，巩固和提高学过的理论与专业知识，并予以适当的深化。2掌握低压配电设计的一般方法与程序，包括变压器的配置，高低压电器的选择，相关数据的计算，以及主接线图的画法等。3学会在项目开发时如何搜集和查阅资料、使用开发工具、选择方案论证与设计、总结设计成果，撰写学术论文等，为今后工作打下良好基础。三完成成果1开题报告一份2设计论文一分1） 前言2） 目录3） 设计依据4） 负荷计算5） 变电所位置和型号的选择6） 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择7） 短路电流计算8） 变电所一、二次设备的选择和校验9） 变电所高低压线路规格选择10） 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定3设计图案1） 主要设备及材料表明2） 变电所主接线图3） 变电所平剖图4） 变电所照明及接地平面图5） 变电所二次回路接线图四要求阅读或检索的参考资料及文献（包括指定给学生阅读的外文资料）：（1）工厂供电设计 机械工业出版社（2）电力系统继电保护原理 重庆大学出版社（3）工厂常用电气设备手册 水利水电出版社（4发电厂及变电所二次接线 水利水电出版社（5发电厂变电站电气设备 重庆大学出版社（6电力系统分析 重庆大学出版社（7）工厂供电设计与试验 天津大学出版社（8）电力工程电气设计手册电气一次部分 水利电力部西北电力设计院五设计（论文）成果要求：（包括开题报告设计或论文正文的数量和质量等要求）质量要求： 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，确定变电所的位置和形式，确定变电所主变压器的台数与容量，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，完成相关计算，最后按要求写出设计说明书，绘设计图案。数量要求：1开题报告：6页2500字2说明书：16页1500字3图纸：2页2张4任务书：3页=409 KVA，即选一台S9-500/10型低损耗配电变压器。至于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。5.2装设一台主变压器的主接线方案如图5-1所示Y0Y0S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主变联络（备用）220/380V高压柜列图5-1 装设一台主变压器的主接线方案第六章 短路电流的计算6.1 绘制计算电路 500MVAK-1K-2LGJ-150,6km10.5kVS9-5000.4kV(2)(3)(1)系统图6-1 短路计算电路6.2 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=10.5kV，低压侧=0.4kV，则 （6-1） （6-2）6.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值6.3.1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 （6-3）6.3.2架空线路查表得LGJ-150的线路电抗，而线路长6km，故 （6-4）6.3.3电力变压器查表得变压器的短路电压百分值=4，故=4 （6-5）式中，为变压器的额定容量因此绘制短路计算等效电路如图6-2所示。k-1k-2图5-2 短路计算等效电路6.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算6.4.1总电抗标幺值=0.2+1.95=2.15 （6-6）6.4.2 三相短路电流周期分量有效值 （6-7）6.4.3 其他短路电流 （6-8） （6-9） （6-10）6.4.4 三相短路容量 （6-11）6.5 k-2点（0.4kV侧）的相关计算6.5.1总电抗标幺值=0.2+2.15+4=6.35 （6-12）6.5.2三相短路电流周期分量有效值 （6-13）6.5.3 其他短路电流 （6-14） （6-15） （6-16）6.5.4三相短路容量 （6-17）以上短路计算结果综合图表5-1所示。表6-1短路计算结果短路计算点三相短路电流三相短路容量/MVAk-11.951.951.955.02.9646.5k-219.719.719.736.221.513.7第七章 变电所一、二次设备的选择校验7.1 10kV侧一次设备的选择校验7.1.1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，高压设备的额定电压应不小于其所在系统的最高电压，即。=10kV， =11.5kV，高压开关设备、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=12kV。7.1.2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7.1.3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大短路有效值或短路容量，即或对于分断负荷设备电流的设备来说，则为，为最大负荷电流。7.1.4 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、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电流瞬时值和有效值b)热稳定校验条件 对于上面的分析，如表7-1所示，由它可知所选一次设备均满足要求。表7-1 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装置地点条件参数数据10kV57.7A()1.95kA5.0kA一次设备型号规格额定参数高压少油断路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40 kA高压隔离开关-10/20010kV200A-25.5 kA二次负荷0.6高压熔断器RN2-1010kV0.5A50 kA-电压互感器JDJ-1010/0.1kV-电压互感器JDZJ-10-电流互感器LQJ-1010kV100/5A-=31.8 kA=81避雷针FS4-1010kV-户外隔离开关GW4-12/40012kV400A-25kA7.2 380V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7-2所示，所选数据均满足要求。 表7-2 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-数据380V总1317.6A19.5kA46.5kA-一次设备型号规格额定参数-低压断路器DW15-1500/3D380V1500A40kA-低压断路器DW20-630380V630A（大于）30Ka(一般)-低压断路器DW20-200380V200A（大于）25 kA-低压断路HD13-1500/30380V1500A-电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A-电流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A-7.3 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。第八章 变压所进出线与邻近单位联络线规格选择8.1 10kV高压进线和引入电缆的选择8.1.1 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=28.8A环境温度33，查表得，初选LGJ-35,其35C时的=149A,满足发热条件。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。由于此线路很短，故不需要校验电压损耗。8.1.2 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的交联电缆，其=149A,满足发热条件。b)校验热路稳定按式，A为母线截面积，单位为；为满足热路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，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。 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号厂房的=94kW, =91.8 kvar，故线路电压损耗为=5%。c）断路热稳定度校验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。8.2.2 金工车间馈电给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的铝芯电缆直埋敷设（方法同上，从略）。8.2.3 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。 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, =6 kvar，因此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