有机场厂供电系统设计

1、摘 要2第一章 负荷计算和无功功率补偿31.1负荷计算31.2无功功率补偿5第二章主变台数、容量及主接线方案的选择72.1主变台数、容量的选择72.2变压器一次侧主接线72.2 变压器二次侧主接线8第三章 短路电流计算93.1 利用标幺值法计算9第四章 主接线、高低压线路方案的选择12第五章 变电所一次设备的选择与校验。135.1 变压器的选择与校验135.2 低压两侧隔离开关的选择与校验135.3 高压断路器的选择与检验13第六章 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定146.1二次回路方案选择14继电保护的整定15第七章 设计总结17 摘 要 本设计是对有机场厂供电系统进行的设计。此油机厂

2、具有两个总降压变电所及十个车间和一个生活区。设计主要介绍了总降压变电所的设计及设备的选型和整定校验。其中主要介绍了工厂的基本情况及设计的要求和主要数据，还要进行了全厂的负荷计算及无功功率补偿的确定，它是以后设备选择的重要依据。以及确定了变电所主变压器台数、容量及主接线方案、进行了短路电流的计算，它是进行设备校验的重要数据；对主要进行了变电所一次设备的选型及校验。对工厂变电所一次系统的确定。最后，我们还有对变电所一次系统进行继电保护、绝缘监测、电能测量以及信号系统等二次系统的设计。 关键字 变电所； 负荷计算 ；一次系统；二次系统第1章 负荷计算和无功功率补偿1.1负荷计算在负荷计算时，采用需要

3、系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。 设备在额定工况下运行，单台用电设备的计算负荷就是设备的安装容量。根据pc=pn qc=pctan sc= ic=计算出各用电单位的值下表所示： 编号用电单位名称负荷性质设备容量kwp30 kwq30 kvars30 k.vai(30)a1铸造车间 动力300120122.4172.51 262.11 照明64.204.20 2锻压车间 动力400120140.4184.69 280.62 照明85.605.60 3金工车间 动力400120140.4184.69 280.62 照明96.306.30 4电

4、镀车间 动力20012090150.00 227.91 照明74.904.90 5热处理车间 动力20012090150.00 227.91 照明85.605.60 6装配车间 动力2008081.6114.27 173.63 照明74.904.90 7机修车间 动力2006070.292.35 140.31 照明42.802.80 8锅炉房 动力804856.1673.88 112.25 照明21.401.40 9仓库 动力2066.128.57 13.02 照明21.401.40 10生活区 照明20014067.2155.29 235.95 971.1864.48 取全厂负荷的同期系数为

5、k=0.9,于是pc=0.9*971.1=874kwqc=0.9*864.48=778kvarsc=1170kv.a所以cos=874/1170=0.751.2无功功率补偿 由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为1170kv.a，这时低压侧的功率因数为0.75,可知，该厂380v侧最大负荷是的功率因数只有0.75.而供电部门要求该厂10kv进线侧最大负荷是功率因数不应该低于0.92。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380v侧最大负荷是功率因素应稍大于0.93，暂取0.93来计算380v侧所需无功功率补偿容量：无功功率补偿公式 qc=pc(-)式中 补偿前的自然平均功率因数对应的

6、正切值 补偿后的功率因数对应的正切值所以无功功率补偿容量为： qc=874*(tanarccos0.75-tanarccos0.93)=425.37kvar补偿后总的无功功率补偿后的负荷如下表全厂负荷有功功率/kw无功功率/kvar视在计算负/kvai30/a补偿前8747781170无功补偿-425.37补偿后874352.639421431补偿后功率因数（）0.938主变压器功率损耗0.01=9.42kw0.05=47.1kvar10kv侧负荷计算883.42399.7397056 第二章主变台数、容量及主接线方案的选择 2.1主变台数、容量的选择 1、 考虑到变压器在车间建筑内，故选用低

7、损耗的scb10型10/0.4kv三相干式双绕组电力变压器。变压器采用无载调压方式，分接头，联接组别dyn112、 由于工厂总负荷容量较大，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对二级负荷继续供电，故选两台变压器。3、 变压器容量是根据无功补偿后的计算负荷确定的。补偿后的总计算负荷为970kv.a，每台变压器的容量snt=970kva*0.7=679 kv.a，每台变压器的容量为800。2.2变压器一次侧主接线 在前面选择变压器时选择2台主变压器，且本厂可由附近一条10kv的公用电源干线取得工作电源；为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联

8、络线由邻近的单位取得备用电源。所以采用一用一备的运行方式，故变压器高压侧采用单母线接线，而低压侧采用单母线分段接线。该方案根据当地供电部门的要求，两路电源均设置电能计量柜，且设置在电源进线主开关后。变电所采用直流操作电源，为监视工作电源和备用电源的电压，在母线上和备用进线断路器之前均安装有电压互感器。当工作电源停电且备用电源电压正常时，先断开工作电源进线断路器，然后接通备用电源进线断路器，由备用电源提供所有负荷。备用电源的投入方式可采用手动投入，也可采用自动投入。进线柜和出线柜均采用电缆进线和电缆出线。 装设两台主变压器的主接线方案如下图：2.2 变压器二次侧主接线380/220v电气主接线的

9、基本形式其中二级负荷去不接到一个变压器，另一变压器可以备用 。对二级负荷可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电第三章 短路电流计算3.1 利用标幺值法计算由设计要求可知：工厂使用干线的导线牌号为lgj-150，导线为等三角形排列，线距为1m；干线首端距离本厂约10km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500mva。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为2s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。（1）确定基准值 取 而 计算短

10、路电路中各主要元件的电抗标幺值1）电力系统（sk=500mva） x1*= =100/500=0.2 2）架空线路（ = 0.35/km） x2*=x0l=0.35*10*100/10.5/10.5=3.17 3）电力变压器(前述选择变压器容量800kva)k-1k-2（3）在k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 1)电源至短路点的总电抗标幺值 x*=x1*+x2*=3.37x 2)三相短路电流周期分量有效值 3)其他三相短路电流 4) 三相短路容量 短路计算点总电抗标幺值三相短路电流/ka三相短路容量sk/mv.ak-1点3.371.631.631.634.162.4629

11、.67（4）在k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 1)电源至短路点的总电抗标幺值 2)三相短路电流周期分量有效值 = 3) 其他三相短路电流 4) 三相短路容量 短路计算点总电抗标幺值三相短路电流/ka三相短路容量sk/mv.ak-2点6.522.2122.2122.2140.8724.2115.38第四章 主接线、高低压线路方案的选择 4.1变电所高压线路的选择为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。根据设计经验：一般10kv及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再

12、校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。 高压线路导线的选择架空进线后接了一段交联聚乙烯绝缘电力电缆yjv-350做引入线（直埋），高压主接线高压侧计算电流i30=56 所选电缆的允许载流量：12556满足发热条件。 第五章 变电所一次设备的选择与校验。5.1 变压器的选择与校验由于工厂总负荷容量较大，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对二级负荷继续供电，故选两台变压器。变压器容量是根据无功补偿后的计算负荷确定的。补偿后的总计算负荷为，每台变压器的容量

13、，每台变压器的容量为800。5.2 低压两侧隔离开关的选择与校验隔离开关的选择要遵循以下原则：1 隔离开关的额定电压等于和大于工作电压；2 隔离开关的额定电流大于回路工作电流；3 隔离开关的动、热稳定大于回路短路时产生的动、热稳定电流值；4 检验时电压380v,电流1500a。5.3 高压断路器的选择与检验1：高压断路器的选择为保证高压电器在正常运行、检修、短路和过电压情况下的安全，高压电器应按下列条件选择： 按正常工作条件包括电压、电流、频率、机械荷载等选择 按短路条件包括短时耐受电流、峰值耐受电流、关合和开断电流等选择； 按环境条件包括温度、湿度、海拔、地震等选择； 按承受过电压能力包括绝

14、缘水平等选择； 按各类高压电器的不同特点包括开关的操作性能、熔断器的保护特性配合、互感器的负荷及准确等级等选择。2：高压断路器的检验选择校验项目电压电流断流能力动态定度热稳定度装置地点条件参数数据10kv56a()1.63ka4.16ka一次设备型号规格额定参数高压少油断路器sn10-10i/63010kv630ka16ka40 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第六章 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定6.1二次回路方案选择 考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化，投资大大减少，且工作可

15、靠，维护方便。这里采用交流操作电源。1) 高压断路器的控制和信号回路高压断路器的控制回路取决于操作机构的形式和操作电源的类别。结合上面设备的选择和电源选择，采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路。2) 电测量仪表与绝缘监视装置这里根据gbj63-1990的规范要求选用合适的电测量仪表并配用相应绝缘监视装置。a) 10kv电源进线上：电能计量柜装设有功电能表和无功电能表；为了解负荷电流，装设电流表一只。b) 变电所每段母线上：装设电压表测量电压并装设绝缘检测装置。c) 电力变压器高压侧：装设电流表和有功电能表各一只。d) 380v的电源进线和变压器低压侧：各装一只电流表。e) 低压动力线路：装设

16、电流表一只。3) 电测量仪表与绝缘监视装置在二次回路中安装自动重合闸装置（ard）（机械一次重合式）、备用电源自动投入装置（apd）。继电保护的整定 继电保护要求具有选择性，速动性，可靠性及灵敏性。由于本厂的高压线路不很长，容量不很大，因此继电保护装置比较简单。对线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护；对线路的单相接地保护采用绝缘监视装置，装设在变电所高压母线上，动作于信号。继电保护装置的接线方式采用两相两继电器式接线；继电保护装置的操作方式采用交流操作电源供电中的“去分流跳闸”操作方式（接线简单，灵敏可靠）；带时限过电流保护采用反时限过电流保护装置。型号都采用

17、gl-25/10 。其优点是：继电器数量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，可采用交流操作，运行简单经济，投资大大降低。此次设计对变压器装设过电流保护、速断保护装置；在低压侧采用相关断路器实现三段保护。 变电所内装（1)变压器继电保护变电所内装有两台800的变压器。低压母线侧三相短路电流为，高压侧继电保护用电流互感器的变比为200/5a，继电器采用gl-25/10型，接成两相两继电器方式。过电流保护动作时限的整定由于此变电所为终端变电所，因此其过电流保护的10倍动作电流的动作时限整定为。（2）10kv侧继电保护在此选用gl-25/10型继电器。变压器一次侧过电流保护的10倍动作时限整定为0.

18、5s；过电流保护采用两相两继电器式接线；高压侧线路首端的三相短路电流为。 有两台800的变压器。低压母线侧三相短路电流为=1.63，高压侧继电保护用电流互感器的变比为200/5a，继电器采用gl-25/10型，接成两相两继电器方式。过电流保护动作时限的整定由于此变电所为终端变电所，因此其过电流保护的10倍动作电流的动作时限整定为。（2）10kv侧继电保护在此选用gl-25/10型继电器。变压器一次侧过电流保护的10倍动作时限整定为0.5s；过电流保护采用两相两继电器式接线；高压侧线路首端的三相短路电流为1.63ka第7章 设计总结 通过本次设计，使我对工厂供电系统的设计有了一个比较全面的了解，加深了对工厂供电的认识，比如对计算负荷、变压器的选