工厂供电某工厂10kv降压变电所系统设计课程设计

沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目某工厂10KV降压变电所系统设计系别班级学生姓名学号指导教师职称课程设计进行地点任务下达时间年月日起止日期年月日起至年月日止教研室主任年月日批准1、基础资料该工厂04KV计算负荷S30980KVA,COS07。10KV线路5KM，上一级电网短路容量500MVA，基准容量100MVA。工厂全部为级负荷，该工厂有5个车间，其中1个车间计算负荷P3080，COS07。距离工厂变电所200M，采用铝芯塑料电力电缆供电，线芯温度按60考虑。2、设计要求21变电所主接线设计（04KV侧从简）。22选择变压器容量。23短路电流计算。计算10KV侧变压器一次短路和变压器低压（04KV）侧短路电流。24按主接线方案选择设备，包括隔离开关，高压断路器，高压电流互感器，低压断路器（变压器低压侧出口）。25变压器继电保护及整定计算。26从变电所到1车间的供电电缆选择（按发热条件选择），电压降计算。27无功补偿。要求采用低压侧补偿，补偿后10KV侧功率因数大于093对设计说明书撰写内容、字数的要求；31设计题目、目录、原始数据及技术要求等。32设计目的、有必要的计算及表格。字数不少于3000字。33设计图纸331变电所主接线单线图332变压继电保护原理图34设计总结。35参考文献。4时间进度安排；顺序阶段日期计划完成内容备注11208明确设计任务，搜集相关资料。21209确定变电所主接线方案，进行相关参数的计算。31210变压器保护方案设计、参数整定及其它部分的设计。41211设计校核及绘图51212撰写课程设计说明书5、主要参考资料（文献）。（1）工厂供电刘介才机械工业出版社200912（2）电力工程设计手册（第一、二、三、四册）西北、东北电力设计院编上海科学技术出版社11（3）电力系统计电保护原理与新技术李佑光林东华科学出版社200571、基础资料该工厂04KV计算负荷S30980KVA,COS07。10KV线路5KM，上一级电网短路容量500MVA，基准容量100MVA。工厂全部为级负荷，该工厂有5个车间，其中1个车间计算负荷P3080，COS07。距离工厂变电所200M，采用铝芯塑料电力电缆供电，线芯温度按60考虑。2、设计要求21变电所主接线设计（04KV侧从简）。22选择变压器容量。23短路电流计算。计算10KV侧变压器一次短路和变压器低压（04KV）侧短路电流。24按主接线方案选择设备，包括隔离开关，高压断路器，高压电流互感器，低压断路器（变压器低压侧出口）。25变压器继电保护及整定计算。26从变电所到1车间的供电电缆选择（按发热条件选择），电压降计算。27无功补偿。要求采用低压侧补偿，补偿后10KV侧功率因数大于09设计步骤1根据负荷情况选择变压器台数及主接线方式2根据S30选择变压器容量SNTS303短路电流计算4选择设备5变压器保护及整定计算，低压断路器整定（变压器出口）6到1车间的电缆选择，电压降计算7功率因数整定计算1根据负荷情况选择变压器台数及主接线方式因为该工厂全部为级负荷，故选择由1台变压器供电。主接线高压侧采用隔离开关断路器方案（教材图471）。图1变电所主接线方案2变压器容量选择按SNTS30，选择变压器1000KVA,1台。3短路电流计算已知上一级电网短路容量SOC500MVA,10KV线路长度5KM,基准容量SD100MVA,线路电抗X0035/KM,电压UC1105KV,UC204KV。（1）基准值KAVMSICD51031D422（2）计算短路电路中各元件的电抗标幺值。1）电力系统的电抗标幺值05MVASXOCD2线路电抗标幺值59105/32202KMULCD3）变压器电抗标幺值，由附表5查得UK5101VASXNDK4短路等效电路图2短路等效电路图3短路电流K1点1总电抗标幺值7915201XK2三相短路电流周期分量有效值KAIKD3791314短路电流K2点1总电抗标幺值79605123212XXKKAIISH8705332三相短路电流周期分量有效值KXIKD217964232AISH038134选择设备95103130130USIC4822A1隔离开关见附页型号GN510/200指标要求值额定电压10KV10KV额定电流200A539A极限电流255KA783KA结论符合要求（2）断路器（见附表8）型号ZN2812/630指标要求值额定电压10KV10KV额定电流630A539A开断电流（IK13）20KA307KA动稳定电流ISH350KA783KA结论符合要求（3）操作机构选用弹簧操作机构。5变压器的继电保护方案及整定51变压器的继电保护方案（1）瓦斯保护防御变压器油箱内部短路和油面降低。轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作用于跳闸。（2）电流速断保护防御变压线圈和引线的相间短路，动作于跳闸。（3）过电流保护防御变压器外部相间短路并作为瓦斯保护及电流速断保护的后备保护。保护动作于跳闸。（4）过负荷保护防御变压器本身的对称过负荷和外部短路引起的过载。变压继电保护电路原理图见图3所示。52保护速定计算（1）过电流保护动作电流497152083MAXAIKILREIWLOP其中KREL脱扣器的可靠系数13，KW接线系数1，KI电流互感器比100/520，ILMAX153I1NT2I1NT11547A。动作电流整定为9A,10倍动作电流的动作时限整定为05S。灵敏度0842590136812MINOPKWPIS其中I2K2MIN0866I2K2086621211836KA/257344A换算到变压器一次侧的电流。SP要求15，符合要求。图3变压器继电保护电路原理图（断路器控制信号回路）WC控制小母线WS信号小母线WAS事故信号小母线KA1,KA2定时限过电流保护继电器KA3,KA4电流速断保护继电器KA5过负荷保护继电器KS1过电流信号继电器KS2重瓦斯保护信号继电器KS3电流速断保护信号继电器KS4过负荷信号继电器KT1定时限时间继电器KT2过负荷时间继电器KG1重瓦斯继电器触点KG2轻瓦斯继电器触点KM中间继电器（出口继电器）（2）电流速断保护63482015MAXAIKIIWRELQB其中KREL15,IKMAXI2K2换算到变压器一次侧的电流。速断电流倍数速定为NQBIQB/IOP6363/9707092632017812QBIKWPIS其中I2K1为变压器一次侧两相短路电流，SP要求大于15，符合要求。（3）过负荷保护46375201321AIKITNIOLP动作时间取10S。522低压断路器脱扣器的选择和整定（1）过电流脱扣器额定电流的选择INORI30514039823030AUSC取INOR1500A（2）过流脱扣器整定1）瞬时过流脱扣器整定IOP0KRELIPK按IPKI30。IPKI30ISTINMAX,KREL135IOP0135I3013514145190958A取2000A。2）短延时过电流脱扣器动作电流和动作时间整定IOPSKRELIPK按IPKI30。KREL12IOPS12I30121414516974A取1700A,动作时间取02S。3）长延时过电流脱扣器动作电流和动作时间整定IOPLKRELIPK按IPKI30。KREL11IOPL1114145155595A取1600A，动作时间取1小时。6到1车间的电缆选择，电压降计算到1车间距离200M，电压04KV，选用铝芯电缆。该车间计算负荷P3080KW，COS07，Q3080KVAR61按发热条件选择导线截面IALI3016570438300ACOSUPIN查附表18，导线截面选120MM2（线芯按60，直埋选，最大允许电流为182A）。选（3120170）电缆。62电压降校验查表6得R003/KM，X0007/KM。2033CULQLPV8144078831小于5，符合要求。7功率因数补偿已知S30980KW,COS07，则P30686KW,Q30696KVAR按规定变压器高压侧的COS09，低压侧按COS092，COS109223，补偿电容器的功率为QCQ30Q30P30TANARCCOS07TANARCCOS092686102