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0245-某中外合资机械厂变电所及配电系统设计【全套9张CAD图+说明书】

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编号:959324    类型:共享资源    大小:2.89MB    格式:ZIP    上传时间:2016-12-25 上传人:hon****an IP属地:江苏
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中外合资 机械厂 变电所 配电 系统 设计 全套 cad
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摘要



根据我国能源利用情况,供电设计的原则要求,按照设计任务书的详细要求,对该厂进行总体分析,然后着手对该中外合资机械厂的变电所及配电系统进行设计。在指导老师的悉心指导下、在同组成员尽心帮助下,同时借助不少参考文献,完成该次设计。

首先,对全厂的负荷进行系统计算,为确定供电系统的电力变压器、各种开关电器的容量、电力线路的截面和变电所的所址等提供依据。并且对其进行无功补偿,以减少变压器、电力线路、开关设备的功率损耗,从而减少电器元件的规格,降低它的功率损耗和电压损耗,减少投资。内容主要在第一章中体现。

其次,根据本厂的实际情况和经济技术比较电力变压器,确定变电所的所址、类型以及其主接线方案,其中包括变压器容量以及台数的确定,全厂配电系统的设计。内容包括第二、三、五、六章。

然后,按符合情况系统地对厂区进行设计,为了校验一次设备的短路稳定度,开关电器的断流能力及电流保护装置的灵敏度,整定电流速断保护装置的动作电流,进行短路电流的计算,进而选择了电力线路和高低压电气设备。内容包括第四、七章。

最后,确定全厂配电系统的防雷接地系统设计。内容于第八章作比较详细的介绍。

关键词:电力变压器、无功补偿、功率损耗、短路稳定度、断流能力、灵敏度、动作电流、配电系统


内容简介:
41 第 4 章 短路电流的计算 路的原因、后果及其形式 工厂供电系统要求正常地不间断地对用点负荷供电,以保证工厂生产和生活的正常进行。然而由于各种原因,也难免出现故障,而使系统正常运行遭到破坏。系统中最常见的故障就是短路( 短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。 造成短路的主要原因,是电气设备载流部分的绝缘损坏,这种损坏可能是由于设备长期运行,绝缘自然老化或由于设备本身质量低劣、绝缘强度不够而被正常电压击穿,或 者是设备绝缘受到外力损伤而造成短路。 工作人员由于违反安全操作规程而发生误操作,或者误将低电压设备接入较高电压的电路中,也可能造成短路。 鸟兽(包括蛇、鼠等)跨越在裸露的相线之间或者与接地物体之间,或者咬坏设备和导线电缆的绝缘,也是导致短路一个原因。 短路后,系统中出现的短路电流( 正常负荷电流大得多。在电力系统中,短路可达到几万安甚至几十万安。如此大的短路电流可对供电系统产生极大的危害: 使 故障元件和短路电路中的其他元件受到损害和破坏,甚至引发火灾事故。 重影响电气设备的正常运行。 故障电路切除,从而造成停电,而且短路点越靠近电源,停电范围越大。 使并列运行的发电机组失去同步,造成系统解列。 短路电流将产生较强的不平衡交变磁场,对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰,影响其正常运行,甚至使之发生误动作。 由此可见,短路的后果是十分严重的,因此必须尽力设法 消除可能引起短路的一切因素;同时需要进行短路电流的计算,以便正确地选择电气设备,使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短路电流时不致损坏。为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件(如电抗器)等,也必须计算短路电流。 42 在三相系统中,短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等。其中两相接地短路,实质是两相短路。按短路电路的对称性来分,三相短路属对称性短路,其他形式短路均为不对称短路。电力系统中,发生单相短路的可能 性最大,而发生三相短路的可能性最小。但一般情况下特别是远离电源(发电机)的工厂供电系统中,三相短路的短路电流最大,因此造成的危害也最为严重。为了使电力系统中的电气在最严重的短路状态下也能可靠地工作,因此作为选择和校验电气设备用的 短路计算中,以短路计算为主。实际上,不对称短路也可以按对称分量法将不对称的短路电流分解为对称的正序、负序和零序分量,然后按对称量来分析计算,所以对称的三相短路分析计算也是不对称短路分析计算的基础。 路 电流 计算 对一般中小型工厂来说,电源方向的大型电力系统可看作是无限大容 量的系统。无限大容量电力系统的基本特点是其母线电压总维持不变。这里只介绍无限大容量电力系统中的短路计算。 如表 表 短路计算的方法与步骤 计算方法 计算步骤 说明 欧姆法(有名单位制法) 计算公式见表 主要元件的电抗值可参看表 阻抗串并联求等效阻抗的方法,化简电路,计算短路回路的总阻抗 例:假设等效电路为 因此 1 2 3/X X X X 即 231 计算总阻抗时,所有元件的阻抗值均应换算到短路计算点去,如表 述 43 计算公式见表 格式如表 标 幺 值 法 (相 对 单 位 制 法) d 和基准电压 算短路点基准电流 般设 00 c(短路计算电压 之 同 级 电 网 额 定 电 压 高 5% ),3 dd 计算公式见表 主要元件的电抗标幺值可参看 阻抗串并联回路求等效阻抗的方法,化简电路,计算短路回路的总电抗标幺值 例:假设等效电路为 因此 1 2 3X X X X 即 231 23 电抗标幺值不需按短路计算点的电压进行换算 计算公式见表 总电抗标幺值计算的三相短路电流和短路容量值可参看表 格式如表 如表 表 常用的短路计算公式 计算方法 所求物理量 计算公式 符号含义 欧 阻抗 电力系统 2 /S c o S 路计算点的计算电压,比电网额定电压高 5% 力系统出口断路器的断流容量 线路 0 l0 l44 姆 法 变压器 2()T k c U S 2% 1 0 0T K c U S 路单位长度的电阻、电抗,参看表7或19 压器额定容量 压器短路损耗 变压器短路电压 Z短路回路的总阻抗 模 22Z R X 当 /3时,可略去R ,只计 X (有关元件电抗值参看表 ) 准容量,一般取为100d 基 准 电 流 ,3d d U 准电压, X短路回路总的电抗标幺值 单相短路回路的计算电压 Z 单相短路回路总计算阻抗 22Z R X (有关计算阻抗值参看表 0) 三相短路电流 周期分量 3 ( 3 ) Z 其它 3 3 3 I 冲击值 高压 3 32 . 5 5 3 31 . 5 1 低压 3 31 . 8 4 3 31 . 0 9 三相短路容量 333k c I 标 幺 值 法 标 幺 值 法 电 抗 电力系统 S d S 线路 20W L d 变压器 % 1 0 0T k d S S 三相短路电流 三相短路电流 周期分量 33 X (只计电抗时) 其它 同欧姆法 冲击值 高压 同欧姆法 低压 同欧姆法 三相短路容量 33 X (只计电抗时) 两相短路电流 2 3 33 0 . 8 6 62k k I 单相短路电流 1 I Z 45 备 注 采用欧姆法计算低压侧短路计算点的短路回路总阻抗时,高压侧各元件阻抗均应换算到低压侧。阻抗换算公式为 2( / ) U U, 2( / ) U U 。由于系统电抗和变压器阻抗公式中的 接代以低压短路点计算电压,即相当于已经换算,因此实际只需对高压线路阻抗按上述公式进行换算 标幺值法主要用于高压短路计算,而高压系统中的电抗一般远大于电阻,因此一般只计电抗 一、 系统在最大运行方式下的短路电流计算 187 1 )、 1. 发生三相短路 ( ) ( 1)、 计算短路电路中各元件的电抗及总电抗 1) 电力系统的电抗 2211 / ( 1 0 . 5 ) / 1 8 7 0 . 5 9c o S k V M V A 2) 电缆线路的电抗 :由表 3得 2 * 0 . 0 8 * 1 . 5 0 . 1 2 L 3) 绘出 的 等效电路图 如( a)所示, 4) 计算其总电抗为 : 12K - 1X = X + X = 0 . 5 9 + 0 . 1 2 = 0 . 7 1 ( 2)、 计算三相短路电流和短路容量 1) 三相短路电流周期分量有效值 3 1 ( 1 )1 3 1 0 . 5 ( 3 0 . 7 1 ) 8 . 5 4 46 2) 三相短路次暂态电流和短路稳态电流 33 1 8 . 5 4K I 3 3) 三相短路冲击电流及第一周期短路全电流有效值 ( 3 ) ( 3 )( 3 ) ( 3 )2 . 5 5 2 . 5 5 8 . 5 4 2 1 . 7 81 . 5 1 1 . 5 1 8 . 5 4 1 2 . 9 0 4) 三相短路容量 ( 3 ) ( 3 ) 1113 1 5 5 . 3 V 2、 发生二相短路 由二相短路电流与三相短路电流的关系 230 6 : ( 1) 二相短路电流周期分量有效值 23110 . 8 6 6 7 . 3 9 6 K A( 2) 二相短路次暂态电流和短路稳态电流 221 7 . 3 9 6K I 2( 3) 二相短路冲击电流及 第一周期短路全电流有效值 ( 2 ) ( 3 )( 2 ) ( 3 )0 . 8 6 6 0 . 8 6 6 2 1 . 7 8 1 8 . 8 60 . 8 6 6 0 . 8 6 6 1 2 . 9 0 1 1 . 1 7s h s hs h s ( 4) 二相短路容量 ( 2 ) ( 2 )1113 1 3 4 . 5 1 V 2 )、 求 的三相短路、二相短路的电流和短路容量(2 0 ) 1. 发生三相短路 ( 1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗 1)电力系统的电抗 2241 2 1 8 7 8 . 5 60 . 4 10C O C M V 2) 电缆线路的电抗 : 2 2422 0 . 0 8 1 . 5 1 . 710 . 4 101 0 . 5 3) 电力变压器的电抗 :查得 % 因此 2 23 23% 4 . 5 7 . 21 0 0 1 0 0 1 0 0 00 . 4 10U S 47 4) 绘出 的等效电路图 如( b)所示, 5) 计算其总电抗 为: 3( 2 ) 1 2 3 8 . 2 2 6 1 0 X X ( 2) 计算三相短路电流和短路容量 1) 三相短路电流周期分量有效值 3 2 ( 2 )2 3 0 . 4 ( 3 0 . 0 8 2 2 6 ) 2 8 . 0 7 2) 三相短路次暂态电流和稳态电流 33 2 2 8 . 0 7K I 3 3) 三相短路冲击电流及第一周期短路全电流有效值 ( 3 ) ( 3 )( 3 ) ( 3 )1 . 8 4 1 . 8 4 2 8 . 0 7 5 1 . 6 51 . 0 9 1 . 0 9 2 8 . 0 7 3 0 . 6 0 4) 三相短路容量 ( 3 ) ( 3 ) 2223 1 9 . 4 5 V 2 生二相短路 由二相短路电流与三相短路电流的关系 230 6 : ( 1) 二相短路电流周期分量有效值 23220 . 8 6 6 2 4 . 3 1 K A( 2) 二相短路 次暂态电流和短路稳态电流 222 2 4 . 3 1K I 2( 3) 二相短路冲击电流及第一周期短路全电流有效值 ( 2 ) ( 3 )( 2 ) ( 3 )0 . 8 6 6 0 . 8 6 6 5 1 . 6 5 4 4 . 7 30 . 8 6 6 0 . 8 6 6 3 0 . 6 0 2 6 . 5 0s h s hs h s ( 4) 二相短路容量 ( 2 ) ( 2 ) 2223 1 6 . 8 4 V 综上所述,我们可以列出在最大运行方式下的短路计算表,见下表: 短路 三相短路电流计算 / 相短路容量 48 计算 点 (3)3)I(3)I(3)(3) 路 计算 点 二相短路电流计算 / 相短路容量 (3)3)I(3)I(3)(3) ) 、 在最小运行方式下的短路电流计算 105 V 其计算方法与最大运行方式的计算方法一样就不再重复列式,其计算结果在以下的表中列出: 短路 计算 点 三相短路电流计算 / 相短路容量 (3)3)I(3)I(3)(3) 路 计算 点 二相短路电流计算 / 相短路容量 (3)3)I(3)I(3)(3) 6. 9 59 4)、 单相短路电 流的计算 ( 由工厂供电简明设计手册表 得: 1、 变压器短路时: 1
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