某钢管加工厂变电所供配电设计

1、河南科技大学课程设计说明书课程名称电力工程基础题 目 某钢管加工厂变电所供配电设计学 院 班 级 学生姓名 指导教师 日 期车辆与动力工程学院农电092班邓桂阳2013年3月14日摘要电能是现代工业生产的主要能源和动力；电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，资料.又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化；电能在工业生产中的重 要性，在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳 动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于 实现生产过程自动化。因此，所以工厂企业供配电的电路设计要联

2、系到各个方面, 负荷计算及无功补偿，变压器的型号、容量和数量的分配；短路的计算、设备的 选择、线路的分配和设计等方面进行设计分析，把最好的供配电设计应用到现实 生产中来，为经济的发展做出最好的服务。关键词：配电所电力负荷功率补偿短路电流电力工程课程设计任务书班级： 农电092 姓名： 周祥 学号：设计题目：XXX钢管加工厂变电所供配电设计一、设计目的熟悉电力设计的相关规程、规定，树立可霏供电的观点，了解电力系统，电网设计的基 本方法和基本内容，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的课程内容，学习撰写工程设计 说明书，对变电所区域设计有初步的认识。二、设计要求(1) 通过对相应文献的收集、分析以及

3、总结，给出相应项目分析，需求预测说明。(2) 通过课题设计，堂握电力系统设计的方法和设计步骤。(3) 学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算结果。(4) 学生应抱着严谨认直的态度积极投入到课程设计过程中，认直查阅相应文献以及实现, 给出个人分析、设计以及实现。三、设计任务(-)设计内容1 总降压变电站设计(1) 负荷计算(2) 主结线设计：选主变压器及高压开关等设备，确定最优方案。(3) 短路电流计算：计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。(4) 主要电气设备选择：主要电气设备选择及校验。选用型号、数量、汇成设备一览表。(5) 主要设备继电保护设计：元件的保护方式选择和整定计算

4、。(6) 配电装責设计：包括配电装責布萱型式的选择、设备布責图。(刀防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。2. 车间变电所设计根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电所位萱的原则老虑。3. 厂区配电系统设计根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。 (-)设计任务1 设计说明书，包括全部设计内容，负荷计算，短路计算及设备选择(要求列表)；2.电气主接线图。四、设计时间安排查找相关资料(1天)、总降压变电站设计(3天)、车间变电所设计(2天)、 厂区配电系统设计(1天)、撰写设计报告(2天)和答辩(1天)。五、主要參考文献1 电力工

5、程基础2 工厂供电3 继电保护.4 电力系统分析5 电气工程设计手册等资料指导教师签字:资料.厂，该变电所A距厂东侧5公里。 变电所A距无穷大系统50km,LGJ-185几何均距35w采用LGJ-185双回线连接。S& = 8变电所A-C5>-35kV待设计变电所一.工厂负荷统计及电源情况1 负荷情况：本厂主要承担钢管加工生产。全厂各车间负荷计算表如下:序号用电单位名称设备容堇(kW)KdCOS0tan 2计算负荷P/kW)Q/kvor)SaofkV A)1UOE丰间95000.28C.80.752JCOE车间66030.28C.80.753ERW丰间5464C.5C.80.75

6、4新防腐丰间38500.550.80.755弯管丰间16920.60.80.756华龙防腐25800.550.80.757RBE丰间17500.350.80.752 电源情况如图所示，工厂电源从电业部门某110/35kV变压所A,用35kV双回架空线引入本2XSFPL-8000/110 % = 14图1 供电系统3电业部门对本厂提出的技术要求(1) 区域变电所35kV配出线路定时限过流保护装責的整定时间为2秒，工厂“总降” 不应大于1.5秒。(2) 在总降压变电所35KV侧进行计量。(3) 本厂的功率因数值应在0.9以上。4供电贴费和每月电费制：每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA,电

7、费为0.5 元/kW ho此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费： 610kV 为 800 元/kVAo二. 本厂负荷性质：本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为5500小时，属于二级负荷。三. 本厂的自然条件1. 气象条件(1) 最热月平均最高温度为30°C;(2) 土壤中0.71米深处一年中最热月平均温度为20°C;(3) 年雷暴日为3】天；(4) 土壤冻结深度为10米；(5) 崑季主导风向为南风。2. 地质及水文条件根据工程地质勘探资料获悉，厂区地址原为耕地，地势平坦，地层以砂质粘土为主，地 质条件较好，地下水位为2.85.3米。地

8、耐压力为20吨/平方米。第一章绪论工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式 的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既 简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能 在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所 占的比重一般很小。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投 资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量， 提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产

9、成本，减轻工人的劳动强度，改善工 人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能 供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重 要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家 经济建设具有十分重要的战略倉义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支 援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需 要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：(1) 安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。(2) 可靠应满足电

10、能用户对供电可靠性的要求。(3) 优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求(4) 经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。第二章负荷计算及功率补偿§2. 1负荷计算的内容和目的(1) 计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的 负荷，其热效应与同一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) 尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般 取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器 和保护元件等的依

11、据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。(3) 平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选 用最大负荷班的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷 和电能消耗量。§2.2负荷计算的方法本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功计算负荷(kW)= KdPe无功计算负荷(kVCK) 视在负荷计算(kV A) S°=生COS0得各项数据列表如下(下表数据均为35kv侧):表2J 全场各车间负荷计算统计资料序号用电单 位名称设备 容量 (kW)KdCOS0tan 2计算负荷Pso(kW)S/kV -A)1UOE车 间95000.28

12、0.80.752660199533252JCOE车间66030.280.80.751848.841386.632311.053ERW车 间54640.50.80.752732204934154新防腐 车间38500.550.80.752117.51588.132646.885弯管车 间16920.60.80.751015.2761.412696华龙防腐25800.550.80.7514191064.251773.757RBE车 间17500.350.80.75612.5459.38765.63总计12405.049303.7915506.31§ 2.3全厂负荷计算由于工厂厂区范围不大

13、，高压配电线路上的功率损耗可忽略不计，因此表2-1所示的车间变压器高压侧的计算负荷可认为就是总降压变电所出现上的计算负荷。取K±p二0.92; K±q = 0.95,则总降压变电所低压母线上的计算负荷为Pso二K±p*tP30二0.92 X 12405.04二 11412.64 kWQ3O=Kzq*rQ3o=O.95 x 9303.79二8838.6 kvarS30 = g + 念 14435KVAcosq>= P30/S30 = 11412.64/14435« 0.79从设计任务书的要求可知，工厂35kV高压侧进线在最大负荷时，其功率因 素不应小

14、于0.9,而由上面计算可知coscp二0.79V0.9。考虑到变压器的无功功率 损耗，远远大于有功功率损耗，为使工厂的功率因数提高到0.9,需在总降压变 电所低压侧10KV母线上装设并联电容器进行补偿，取低压侧补偿后的功率因数 为0.92,则需装设的电容器补偿容量为：Qc = Pw(t-t2)=11412.64X (tonorccos0.79-tonorccos0.92) =3985 kvar取BWF10.5-100-1 W型的电容器，所需电容器个数为：n = Qc/qc = 3985/1000 =39.85取3的倍数，n二42,则实际补偿容量为Qc= 100x42=4200 kvar 无功补

15、偿后，变电所低压侧的计算负荷为：=厲)+ (。30 - Ge)? = J11412.64 +(883&6 - 4200)，二】2319 KV A变压器的功率损耗为：(估算耳(0.01-0.02) ,(0.05-0.08)APt = 0.01 Sao* =0.01 * 12319= 123.19 kwQt二 O.O5S3/ =0.05* 12319 = 613.95 kvar变电所高压侧计算负荷为：Pao* =11412.64+ 123.19= 11535.83 kwQ/ = (8838.6-4200 )+ 613.95二5252.55 Kvar$30 = % 2+q2 = J11535

16、 .832+5252.55? = 12675 .36 KV A无功率补偿后，工厂的功率因数为：coscp'二 P/ /Sso' = 11535.83 /12675.36= 0.91 >0.9因此，符合本设计的要求。资料.第三章主变压器及主接线方案的选择§3主变压器台数选择主变压器的选择主要根据负荷计算表。主变压器台数选择的要求：1、选择一台：供电计算负荷不大于1250KVA的三级负荷变电所；变电所 另有低压联络线，或有其它备用电源，而总计算负荷不大于1250KVA的含有部 分一、二级负荷的变电所。2、选择两台：供含有大量一、二级负荷的变电所；总计算负荷大于125

17、0KVA 的三级负荷变电所；季节性负荷变化较大，从技术经济上考虑运行有利的三级负荷变电所。本厂的负荷性质属于二级负荷,可靠性要求较高，所以主变压器应选择两台, 其中一台备用。当一台故障时，另一台可以马上投入运行以保证此加工厂全厂的 供电需求。§ 3.2变电所主变压器容量的选择装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量,应同时满足以下两个条 件：1、任一台单独运行时，ST> （0.60.7） S' so2、任一台单独运行时，StAS' so （丨+11 ）由于S' so二12675.36 KVA,因为该厂是二级负荷所以按条件2选变压器。S&0.7X

18、 12675.36 二8872.75KV A AS&S'力（I + II ）因此选10000 KV A的变压器二台。§3.3变电所主变压器型式变电所主变压器型式的选择1、油浸式：一般正常环境的变电所；2、干式：用于防火要求较高或环境潮湿，多尘的场所；3、密闭式：用于具有化学腐蚀性气体、蒸汽或具有导电、可燃粉尘、纤维 会严重影响变压器安全运行场所；4、防雷式：用于多雷区及土壤电阻率较高的山区；5、有载调压式：用于电力系统供电电压偏低或电压波动严重且用电设备对电压质量又要求较高的场所。由于本设计的变电所为独立式、封闭建筑，故采用油浸式变压器。故选择SFZ7-10000-3

19、5±3*2.5%/10.5kV YN,dl 1 的变压器。表3-1主变压器技术数据型号SFZ7-10000/35联接组标号YN, dll空载电流1额定电压(KV)高压低压35 ± 3 X 2.5%10.5阻抗电压高-中7.5§ 3.4变配电所主接线的选择原则1、当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资；2、当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线 接线；3、当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压 器组接线；4、为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采 用变压器分列运行；5、接在线路上的

20、避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关；6、610KV固定式配电装責的岀线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出 线回路中，应装设线路隔离开关；7、采用610 KV熔断器负荷开关固定式配电装責时，应在电源侧装设隔 离开关；8、由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、 电流互感器（一般都安装计量柜）；9、变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继 电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路 器；10、当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断 路器时，在总开关的岀线侧

21、及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。§ 3.5主接线方案的选择对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变 电所降为610KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所 需的电压。总降压变电所主接线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备 （变压器、断路器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。主接线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制 方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。1、一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所，这种内 桥式接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多

22、、并且变电所 的变压器不需要经常切换的总降压变电所。2、一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所，这种主 接线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。 但与内桥式接线适用的场合有所不同。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所 负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用 环行接线时，也宜于采用这种接线。3、一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所，这种主接线方式兼有上述 两种桥式接线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负 荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。4、一、二次侧均采用双母线的总降压变电所，

23、采用双母线接线较之采用单母 线接线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大增加，从而大大 增加了初投资，所以双母线接线在工厂电力系统在工厂变电所中很少运用主要用 于电力系统的枢纽变电所。本次设计的钢管加工厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较长（2.5km）, 主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展。采用主接线一次侧采 用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压主接线，如下图所示：VflLl芻电遞进线WL2' QS11QS21 'XX> QF11QF12 、 QS12QS01QS22QS02'Q?1QS13 QFL0QS23广、T2 

24、4;QF21QF22 X QS2113S221单母线分段接线图内桥式接线图则电气主接线图见附录2第四章短路电流计算§4短路电流计算的目的及方法短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备,以及进行继电保护装 責的整定计算。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件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，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的 阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出 来，并标明

25、其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由 于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采 用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流 和短路容量。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺值法（又 称相对单位制法）。§ 4.2短路电流计算本设计采用标幺值法进行短路计算所需计算电路所需计算电路图41归算前的等值电路图0.1G51.751.75014670.750.146K1K20.75图4-2归算前等值电路图归算后的等值电路图图4-3归算后等值电路图1、确定基准值取 Sd=100MV A,尸 11

26、0KV,Ud2二37KV, Ud3=10.5KV,而 L严 S/馆 Uw 二 100MV A/(V3 X110KV)二0.5KA ld2=Sd/V3Ud2=100MV A/(V3 x37KV)=1.6KAld3= Sd/V3Ud3=100MV A/(V3 X10.5KV) =5.5KA2、计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值1) 线路 L1 丄2 (Xo = 0.4Q/km)X】* = 0.4x50x100/ 11CF 二 0.165X2* = 0.4x50x100/11 CP 二 0.1652) 变压器 T1,T2 (Ud%=14)X3* = X4*=Ud%Sd/100SN = 14 x 1

27、00/ (100 x 8) =1.753) 线路 L3,L4 (Xo = 0.4Q/km)X5* 二 X6* 二0.4X5X100/ 37,二0464) 变压器 T3,T4 (Ud%= 7.5)X7* = X8*=Ud%Sd/l 00SN = 7.5x100/(100x10) =0.753、求kl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) 总电抗标幺值X*Z(K.1)=X, r + X' 2* + X' 3*= 0.0825+0.875+0.073二 1.032) 三相短路电流周期分量有效值1/3) =ld2/X*zlK.n= 1.6/1.03=1.553) 其他三相

28、短路电流I”二|8(3)=lkl(3)= 1.55KAi5h(3)= 2.55 x 1.55KA = 3.95KALh(3)= 1.51 x 1.55 KA= 2.34KA4) 三相短路容量Skl (3)= Sd/X*) =100MVA/1.03=97.1 MV A4、求k2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) 总电抗标幺值X*e(k-2)= X' r + X' 2* + X, 3*+X7*/ X8* 二 0.0825+0.875+0.073+0.75/2二 1.4052) 三相短路电流周期分量有效值也=Id3/X*Z(K.2) = 5.5KA/1.405 =

29、3.91 KA3) 其他三相短路电流1”(3)二 a二心二 3.91 KA4(3) = 1.84X3.91KA 二7.19KA1才=1.09x3.91KA = 4.26KA4) 三相短路容量Sk.2(3) = Sd/X*IM= 100MVA/1.405 = 71.2MV A表4-1短路电流计算结果汇总三相短路电流/KA短路容量/短路点MV AIkdkl1.553.952.3497.1k23.91794.2671.2第五章主要电气设备选择§5.1电气设备选择的条件为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，选择导线和电缆截面计 算时必须满足下列条件。1发热条件导线和电缆（包括母线）在

30、通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的 发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。2电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不 应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电 压损耗校验。3经济电流密度35KV及以上的高压线路及电压在35KV以下但距离长电流大的线路，其导 线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面， 称为“经济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。工厂内的10KV及以下线路，通常不按此原则选择。4机械强度导线截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需

31、校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还 应满足工作电压的要求。般10KV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截 面，再校验电压损耗和机械强度。对长距离大电流及35KV以上的高压线路，则 可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。§ 5.2 35kV架空线的选择考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以35kV架空线相应的 lgmax=1.05le即：Igmcix =1.05 x 一5一 = 1.05 x 一12一 二073kAy/3 xUNV3x35根据设计条件Tmax=5500h取J二1.3则导体经济截面面积 S二Igmo

32、x/J二 173/1.3=133.08mm2o§5.2.1.选择导线（按照经济电流密度）：选择LGJ-150/20钢芯铝绞线，其室外载流量为lj严306A,面积为S= 145.68mm2,导线最高允许温度为70°C,根据工作环境温度为30°C,查综合 修正系数20.94,lj 1 xz=K lj 1 =0.94x 306=287.64A > Igmax,满足电流的要求。§5.2.2.热稳定校验（按最大运行方式d2点短路）：根据设计任务书的条件，变电所的继保动作时限不能大于1.5秒，即十叩二1.5s,断路器开短时间tO5=0.2s,非周期分量等效时间

33、ts=0.05s,则：短路假想时间 tima=top+to:+t = l .5+0.2+0.05=1.75s0架空线最小截面积Smin= =申 1、_x 1.75 彳二73.69v 133.08 mm2C87S>Smin,满足热定的要求。§5.3 10kV母线的选择考虑到变压器在电压降低5%时其岀力保持不变，所以35kV架空线相应的 lgmax=1.05le即：Igmox =1.05 x 一 = 1.05 x 一°二0.527kAy/3 x UNa/3 x 11.5§5.3.1选择母线（按照最大工作电流）：选择80x8单条矩形铝导体平放作母线，面积为S=64

34、00mm2,平放时，长 期允许载流量为l“=1249A,导体最高允许温度为70°C,根据工作环境温度为 30°C的条件，查综合修正系数K二0.94:le=kxlal=0.94x 1249=1174.06A > Igmox 满足载流量的要求。§5.3.2.热稳定的校验（按最大运行方式d2点短路）：根据设计任务书的条件，配电所的继保动作时限不能大于15秒，即G二1.5s,断路器开短时间toc=0.2s,非周期分量等效时间二0.05s,则：短路假想时间 timo=top+toc+t:=l .5+0.2+0.05=1.75s0母线最小截面积Smin= pQ"

35、;二 ''J、 1 75 % 。彳二73-69v640mC87S>Smin,满足热定的要求。§5.3.3.动稳定校验：取跨距L = 1.5m ,相间距离a = 0.5/?,硬铝最大允许应力ml = 70 x 106 pa ,抗弯矩 W = bh2/6 = (5 x 10 _3 )(25 x 1O3)2/6 = 5.2 x 10F相间电动力 fph =1.73x10-7ij /ci= 1.73x IO-7 (13.133 x IO3)2/0.5 = 59.68N最大相应力芒now= 59.68x1.5/(10 x 5.2x IO-7 ) = 17.22 xlO6

36、pa5> %,满足动稳定的要求。§ 5.4安装在变压器35kV高压侧的断路器§ 5.4.1. 35kV断路器参数选择额定电压选择：Un二Uns二35kV最高工作电压选择：UolmMUsm 二Unxl.15 二35 xl.15 二38.5kV额定电流选择：QAlgmox考虑到变压器在电压降低5%时其岀力保持不变，所以相应回路的Igmox二 1.05le即：Igmox =1.05 x 心= 1.05 x _ J()二073kAV3xt/jV75x35额定开断电流选择：b二I"额定短路关合电流选择：iNcl>i；h.资料.额定电压：UN=35kV最高工作电压

37、Uolm =38.5kV 额定电流le二600A根据以上数据可以初步选择SW2 - 35型少油式断路器其参数如下:额定开断电流为Ik =6.6kA 额定合闸时间0.12S 动稳定电流峰值idw = 17kA 固有分闸时间0.06s 4S热稳定电流6.6kA§ 5.4.2. 35kV断路器校验校验热稳定：FtAQk计算时间t欣二1.75sQk = lk2xdz= 1.552xl.75 = 4.2kA2 - SI2rt = 6.62x4= 174.24kA2 - S即l2tt>Qk ,满足要求。检验动稳定：i：hW ie:即:Lh= 4=3.95idw =17kA,满足要求故35k

38、V进线侧断路器选择户外SW2 - 35型少油式断路器能满足要求。§ 5.5安装在变压器10kV低压侧的断路器§5.5.1. 10kV断路器参数选择额定电压选择：UnxUns二10kV最高工作电压选择：Uolm >Usm=Unxl5二10 x 15二11.5kV额定电流选择：QAlgmox考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的 lgmax= 1.05le即：Igmox =1.05 x 丫 'n =1.05 x"二0.527kAa/3 x t/,vx/3 x 11.5额定开断电流选择：b=r额定短路关合电流选择：iNc!>i；h

39、额定电压：UN=10kV最高工作电压Ualm =11.5kV根据以上数据可以初步选择ZN18-10型真空式断路器其参数如下：额定开断电流为Ik =25kA额定合闸时间0.045S动稳定电流峰值idw =63kA固有分闸时间0.03s3S热稳定电流25kA额定电流le二630A§5.5.2. 1 OkV断路器校验校验热稳定：l2»t>Qk计算时间tima=1.75sQk = lk2 x dz = 3.912 x 1.55 = 23.7kA2 - SFrt 二 25?x4 二 2500 kA' S即l2tt>Qk ,满足要求。5.5.3.检验动稳定：LhV

40、ie：即:i5h= 1=7.19kA< ie5= idw =63kA,满足要求故lOkV主变进线侧断路器选择户内ZN18-10型真空式断路器能满足要求。§5.6 35kV侧隔离开关§5.6.1. 35kV侧隔离开关参数选择额定电压选择：Un>Vns = 35kV额定电流选择：QMlgmcix考虑到隔离开关是与相应的断路器配套使用，所以相应回路的le应与断路器相同,即:le=600A根据以上数据可以初步选择GW4-35II(D)W型隔离开关，其参数分别如下：额定电压：5二35kV额定电流le =630A最高运行电压：Ula=38.5kV动稳定电流峰值idw二50k

41、A4S热稳定电流20kA§5.62校验热稳定(下列时间均取自对应断路器，后备保护取2S):即 l2tt >Qk计算时间 tjs= td + tb = 0.05 + 2=2.05SQk=lklxdz= 1.552x2.05 = 4.93kA2 - Sl2rt = 400x4 =1600 kA2 - S即F tt>Qk ,满足要求。§ 5.6.3.检验动稳定：ish< ies即:ish= ich=3.95kA< ies= idw =50kA,满足要求§ 5.6.4.由于后面在选择了 KYN28A-12 （VE）的手车式高压开关柜，10kV高 压

42、断路器等高压设备就安装手车上，需要检修时断路器等高压设备时，可随时拉 出手车，已经起到隔离开关的作用，所以本设计没有必要再另外选择10kV高压 隔离开关。§ 5.7安装在35kV高压进线侧的电流互感器§ 5.7.1.35kV主变侧电流互感器的配責原则：1）对直接接地系统，一般按三相配制；2）本站35kV配电装責为户外式，因此电压互感器也为户外油浸式；3）根据设计任务书要求，本所计量在35kV侧，因此为满足保护和测量、计费的需要，电流互感器二次绕组应分别配置计量、测量、保护三种绕组，其中 保护分为主保护、后备保护、备用，共计需要5个绕组。§ 5.72 35kV主变侧

43、电流互感器的一次回路额定电压选择电流互感器的一次额定电压选择必须满足：UgwUn二35kV§ 5.7.3. 35kV主变侧电流互感器的一次回路额定电流选择电流互感器的一次额定电流选择必须满足：Ig.moxwlnIn-电流互感器的一次额定电流Igmax-电流互感器一次最大工作电流考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的 lgmax=1.05le即：lgmox=1.05x二 1.05 x=0.173kA>5 xUN>/3x35因此电流互感器的一次额定电流可选用与此匹配的等级二200 Ao§ 5.7.4.准确度选择按照常规设计，一般二次绕组准确度选择

44、：计量绕组0.2S级、测量绕组0.5 级，保护绕组10P级。§ 5.7.5.型号、参数选择根据上述选择，最终35kV主变侧电流互感器型号及参数为：户外油浸式LB-35kV 0.2S 30VA/0.5 30VA/3*10P 30VA 200/5Ao§ 5.8安装在lOkV变压器低压侧的电流互感器§5.8.1. 10kV主变侧电流互感器的配責原则：1）对非直接接地系统，可按三相或两相配制，一般进线侧按三相配責，馈 线侧按两相配責；2）本站10kV配电装責为户内式，因此电压互感器也为户内干式绝缘；3）根据10kV保护和测量、计费的需要，电流互感器二次绕组应分别配責计量、

45、测量、保护三种绕组，共计需要3个绕组。§ 5.8.2. 10kV主变侧电流互感器的一次回路额定电压选择电流互感器的一次额定电压选择必须满足：UgwUn二10kV§ 5.8.3. 10kV主变侧电流互感器的一次回路额定电流选择电流互感器的一次额定电流选择必须满足：Ig.moxwlnIn-电流互感器的一次额定电流Igmax-电流互感器一次最大工作电流考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的lgmax=1.05le即：Igmox =1.05 x一=1.05 x _()二0.527kAa/3 x UN73x11.5因此电流互感器的一次额定电流可选用与此匹配的等级二

46、600 Ao§ 5.8.4.准确度选择按照常规设计，一般二次绕组准确度选择：计量、测量绕组0.5级，保护绕 组10P级。§ 5.8.5.型号、参数选择根据上述选择，最终10kV主变侧电流互感器型号及参数为：户内干式LZZJB6-10kV 0.2S 30VA/0.5 30VA/10P 30VA 600/5A0§ 5.9 35kV电压互感器的参数计算与选择§5.9.1.35kV电压互感器的配責原则：1）为监视线路电压和满足计量、保护装責的需要，在35kV的进线侧装设 三相电压互感器。本站35kV配电装責为户外式，因此电压互感器也为户外油浸 式。电压互感器一般

47、采用电容均压式电压互感器（TYD）;2）根据35kV保护和测量、计费的需要，电压互感器二次绕组应分别配責 计量、测量、保护三种绕组，对应的组别分别为：一次侧星形，二次侧计量测量、 保护为星形，单相接地监测为开口三角。§ 5.9.2.次额定电压选择一次额定电压为Un二35kV,允许一次电压波动范围为U=35kV±10%o§ 5.9.3.-次额定电压选择根据一次绕组接入方式为接入相电压上，电压互感器测量、计量和保护绕 组二次额定电压为Un1 =0.1/73 kV,单相接地绕组二次额定电压为 UnJ =0.1 kV0§ 5.9.4.额定容量选择为保证互感器的准

48、确级，其二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的 额定容量Se20即：Se2 >S2 = le22z2fz2f = Vy + Vj + Vd + Vc (Q)Vy-测量仪表电流线圈电阻Vj-继电器电阻Vd-连接导线电阻Vc接触电阻一般取0Q按照常规设计，一般二次绕组额定容量为：计量、测量45VA,保护、接 地监测30VAo§ 5.9.5.准确度选择按照设计任务书要求，本所计量在35kV侧，因此二次绕组准确度选择： 计量、测量绕组0.5级，保护绕组10P级，单相接地监测绕组10P级。§ 5.9.6型号、参数选择根据上述选择，最终35kV电压互感器型号及参数为：户外油浸

49、式JDJJ2- 35kV 34.5/73: 0.1/V3 : 0.1/V3 : 0.1 kV 0.5 30VA/10P 30VA/10P 30VAo §5.10 10kV电压互感器的参数计算与选择§5.10.10kV电压互感器的配責原则：1) 为监视线路电压和满足计量、保护装責的需要，在10kV的I、II段母线 侧装设三相电压互感器。本站10kV配电装責为户外式，因此电压互感器也为户 内干式。2) 根据10kV保护和测量、计费的需要，电压互感器二次绕组应分别配責 计量、测量、保护三种绕组，对应的组别分别为：一次侧星形，二次侧计量测量、 保护为星形，单相接地监测为开口三角。&

50、#167;5.10.2. 次额定电压选择一次额定电压为Un二10kV,允许一次电压波动范围为U二10kV±10%。§5.10.3.二次额定电压选择根据一次绕组接入方式为接入相电压上，电压互感器测量、计量和保护绕 组二次额定电压为Un*二0.1/、行kV,单相接地绕组二次额定电压为 Un5 二O.lkV。§5.10.4额定容量选择为保证互感器的准确级，其二次侧所接负荷S?应不大于该准确级所规定的 额定容量Se20即：Se2 >S2 = le22z2fz2f = Vy + Vj + Vd + Vc (Q)Vy-测量仪表电流线圈电阻Vj-继电器电阻Vd-连接导线电

51、阻Vc接触电阻一般取0Q按照常规设计，一般二次绕组额定容量为：计量、测量75VA,保护、接 地监测30VAo§5.10.5.准确度选择根据惯例，二次绕组准确度选择：计量、测量绕组0.5级，保护绕组10P 级，单相接地监测绕组10P级。§5.10.6.型号、参数选择根据上述选择，最终10kV电压互感器型号及参数为：户内干式JDZJl-lOkV10/V3 : 0.1/V3 : 0.1/73 : 0.1 kV 0.5 75VA/10P 30VA/10P 30VAo§5.11 10kV高压柜的选择根据上文所述：10kV采用户内高压开关柜，选择型号为KYN28A-12的手

52、车式开关柜，高压断路器等主要电气设备安装手车上，高压断路器等设备需要检 修时，可随时拉出手车，然后推入同类备用手车，即可恢复供电。柜体规格为800xl700x2300o表5-1电气设备汇总设备型号规格安装地点断路器隔离开关电流互感器电压互感器35KV 侧SW2-35GW- LB-35kVJDJJ2- 35kV35II(D)W10KV 侧ZN18-10LZZJB6-10kVJDZJ1- 10kV第六章主要设备继电保护设计根据需要，对总降压变电所如下设备安装继电保护装責：主变压器保护，10KV馈电线路保护，备用电源进线保护以及10KV母保护。这里只列举主变压 器保护，其他保护的整定方法与其类似。&

53、#167; 6.1.过负荷保护1) 电流整定：取可靠系数Krel = 1.05,继电器返回系数Kf = 0.85变压器的一次额定电流Ie = SN/4Wn = 10000/(73x35) = 164.96 ,换算成 二次额定电流为 7=164.96 x 5/200 = 4.124Idz = Krel x le'l K, =1.05x4.12/0.85=5.09A2) 动作时限：fop = 10 15s§6.2.过电流保护1)电流整定：取可靠系数K=1.3,接线系数 = 1,电流互感器变比K,=200 / 5 = 40, 继电器返回系数Kre = 0.8变压器最大负荷电流 IL

54、max = 1.5 x lbl = 1.5 xSn/(43 x UN) =1.5X1000/(35x1.732) =247.44A资料.Krel x Kwx KreJ僞 x247.T0.05A2）保护动作时间整定根据设计任务书要求，本所保护动作时间t = .5s3）灵敏度效验：<2）S厂/宀"汐=16>15满足要求。§6.3.电流速断保护1）电流整定：取可靠系数K应= 1.3,接线系数心=1,电流互感器变比/ = 200/5 = 40,电压互感器变比K, = 35/10.5 = 3.33皿為需；产Z0.26A2）灵敏度效验:(2)K= / /八1例 _ 1 d2

55、 min7 1 qb= 116 / 50.26 = 2.3 >2 满足要求。第七章配电装置设计变电所的布置形式有户内，户外和混合式3种。户内式变电所将变压器，配 电装責安装于室内，工作条件好，运行管理方便；户外式变电所将变压器，配电 装置全部安装在室外。该钢管加工厂设计成户内式，采用单层布責。布責主要包 括变压器室，高压配电室，低压配电室，值班室，消防室，和工具间等。对变电所布責的要求：(1) 室内布責应紧凑合理，便于值班人员操着，检修，试验，巡视和搬运, 配电装責应满足最小允许通道宽度，考虑今后发展和扩建的可能。(2) 合理布責变电所各室位責，高压配电室，电压配电室与变压器室相邻, 高低压配电室的位責应便于岀进岀线，值班室的位責应便于运行人员工作管理。(3) 变压器的设責应避免日晒，控制室尽可能利用自然采光和通风。(4) 配电室的设責应符合安全和防火要求，对气器设备载流部分应采用金 属网隔离。(5) 高低压配电室，变压器室门应该向外开启，相邻的配电室的门应该能 够双向开启。(6) 变电所内不允许采用可燃材料装饰，不允许热力管道，可燃