泵站电气设备课程设计

1、扬州大学能源与动力工程学院泵站电气设备课程设计 说明书 专 业： 热能与动力工程 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 设计日期： 目 录 前言- 2一、主接线设计- 5 2、 短路计算-7 三、电动机启动计算-8四、设备选择与校核-10五、防雷保护-17前 言一、目的要求通过设计巩固已学知识，培养分析和解决问题的能力，初步掌握低压泵站电气部分的设计方法。二、设计原始资料1 全站电气负荷长江3#泵站设计流量6立方米每秒，泵站设计扬程10.0米。该站由上级变电所直接供电,采用架空高压线输电，引入10Kv电源。泵站内安装轴流泵4台，另设排水泵6kw，电动葫芦4kw，检修动力4kw，平均功率因数

2、0.8，平均效率0.85。泵站照明4.5kw，平均功率0.7。泵站在记费计量点的功率因数不应低于0.9。2. 气象资料海拔高程：1.25m最热月平均最高气温：32.4 极端最高温度：40.7年最高温度月：7月最热月平均气温：28.2极端最低温度：-14雷暴日数：34.4日/年土质：砂质粘土最热月地面下0.8m处土壤平均温度：27.7泵站年最大负荷利用小时=2021 h。三、设计要求1. 根据有关资料进行某低压泵站电气部分（含变电所）的初步设计。2. 设计应符合国家经济建设制定的各项方针政策、规范等要求。3. 在满足供电可靠性、运行灵活性前提下，力争技术先进，节省投资和运行费用。4. 优先采用新

3、技术和指定先进的设备及材料。四、设计步骤（一）、熟悉资料，确定设计参数1、泵站总平面图，站房的土建平面图、剖面图。2、主机组的有关技术参数。3、辅机及其它装备的名称、数量、用电安装容量和工作方式。4、供电电源的电压、供电方式（架空线还是电缆、专用线还是公用线），供电电源线路的回路、长度以及进入泵站的方向。5、电力系统的短路数据或供电电源线路首端断路器的断流容量。6、当地气象、地质资料。（二）、电气主接线设计1、泵站电气负荷的统计、计算及无功功率补偿计算，泵站电气负荷包括主电动机的计算负荷和站用电的计算负荷。选用异步电动机的泵站应进行无功补偿计算。2、确定主变压器的型式、台数和容量。3、拟定主接

4、线方案，并进行经济技术比较。4、绘出电气主接线图，图中应标出各电器元件的主要技术参数。（三）、短路电流计算1、作出计算电路图和等值电路图。2、根据已给数据和已知条件计算系统的短路电流，并列出短路计算表。（四）泵站电气设备的选择及校核1、熟悉电气设备选择的一般规定。2、电器设备的选择 需选择的主要电气设备包括断路器、隔离开关、高压熔断器、母线、电流互感器和补偿用并联电容器。选用屋内成套配电装置应同时选定开关柜的种类及方案编号。（1）型式的选择 根据电气设备的用途、安装地点、使用条件等情况进行选择，选设备力求技术先进、价格合理，在同一工程应尽量减少同类设备的品种。（2）按正常工作电压、电流选择。（

5、3）按短路条件校验 校验时必须正确选择计算短路点和短路计算时间。（五）、泵站电气设备的布置泵站电气设备的布置包括电气设备的总体布置、控制室布置、屋内配电装置的布置、站房内其他电气设备的布置及屋外配电装置的布置等，应与整个泵房协调考虑。1、总体布置应便于运行维护和检修，保证运行的安全，便于进出线，节约占地面积和建筑费用，应考虑无功补偿电容器装设的要求，还要适当考虑发展的需要。2、屋内高压配电装置的布置在泵房平面图上确定高压成套配电装置的位置和尺寸。3、屋外配电装置的布置确定配电装置内各主要元件的相对位置和距离。（六）、泵站防雷设计1、泵站配电装置的防雷措施。2、高压电动机的防雷措施3、泵房建筑物

6、的防雷措施（防止直击雷、感应雷和雷电侵入波的防护措施）五、绘图和整理说明书第一节 泵站电气主接线设计一、负荷统计与计算 已知：轴流泵 流量 =1.5 扬程 =10 轴功率 =1.5 电动机功率 其中 电动机功率=0.85 =1.05传动效率=1 （采用直接传动） 查相关资料,电动机选取Y335L4-8 具体参数为：额定功率 ，转速n=743r/min , d=91.9%功率因数=0.83所需电机台数 电机台数=4（台）主电动机的计算负荷：单台电机输入有功功率 =单台电机输入功率 单台电机输入无功功率 sin 站用电的有用功率 站用电的视在功率 取补偿后， ，则 ，需补偿无功功率 无功功率补偿校

7、核 无功补偿符合要求变压器容量 其中 , 二、变压器的选择主变：选择SCB101000/10/0.4型环氧树脂浇注干式变压器联结组标号 Yyn10U%= 6 ，额定容量S=1000 空载损耗 1540 负载损耗 7090 三、主接线方案的确定：第二节 短路电路元件参数计算1、选基准值 ， ， 则 2、计算各元件电抗标幺值 系统 变压器 计算电路图和等值电路图如下：3、k1点短路： 总电抗 三相短路电流周期分量有效值 三相电路次暂态电流和短路稳态电流 三相电路冲击电流和短路全电流最大有效值 4、k2点短路：总电抗 三相短路电流周期分量有效值 三相电路次暂态电流和短路稳态电流 异步电动机总的额定电

8、流 由于1.26 kA>0.01所以应考虑电动机提供的反馈冲击电流： 三相电路冲击电流和短路全电流最大有效值故通过k2点的冲击电流为 第三节 电动机的启动计算取，标幺值的下脚标注（*）全部省略；额定容量 kV/Ar/minr/min2000.380.830.55831574391.9%6.31.3750（1）、求系统各元件阻抗：主变阻抗： 电动机启动时阻抗： 其他负荷阻抗为： (2)、求电动机启动时功率因数： (3)、求起动电动机和其他负荷等效电阻：=0.28 cos=0.83 ; 查课本图6-3所示曲线得 T=1.07 (4)、求起动时母线电压： 设串联修正系数t=1； 经过上述计算得

9、，该电动机启动方式为降压软启动，选用软启动器型号为CR1-225第四节 一次设备选择及校核一、根据电流电压选择高压开关柜:KYN18A-12交流金属封闭开关设备1、KYN18A-12型铠装移开式交流金属封闭开关设备介绍KYN18A-12铠装移开式交流金属封闭开关设备(以下简称开关柜)适用于三相交流50Hz、35kV单母线及单母线分段电力系统，主要应用于发电厂、变电所及工矿企业、高层建筑的变配电中作为接受和分配电能之用，并对电路实行控制、保护和监测，满足，EC60298、GB3906、 DL404等标准的要求，并具备完善的“五防”功能。 配移开式ZN85405(3AV3)型真空断路器或SF型和F

10、P系列六氟化硫断路器，采用热缩绝缘材料及环氧涂覆绝缘工艺，优化电极形状，柜体结构紧凑，缩小占地面积；开关柜柜体选用优质敷铝锌钢板经数控二金加工成形后，通过高强度螺栓螺母和铆螺母连接而成，构件表面采司喷塑或镀锌工艺；开关柜各功能小室均采用金属隔板封隔，并设有独二的压力释放通道。2、KYN18A-12型铠装移开式交流金属封闭开关设备使用要求1） 环境温度：上限+40，下限-5（允许在-30时贮运）；2） 海拔高度：不超过1000m；3） 日平均相对温度不大于95%，月平均相对湿度不大于90%；4） 地震烈度不超过8度；5） 没有火灾、爆炸危险、严重污秽、无化学腐蚀及剧烈地震的场所。开关柜内各元件的

11、选择:(1) 高压断路器: ZN12-12 型真空断路器额定电压12KV 额定电流1600A 额定短路开断电流为40KA4秒短时耐受电流（热稳定电流）100KA额定峰值耐受电流（动稳定电流峰值）100KA配用机构CT100由于=28.2KA小于=100KA, 故满足动稳定要求(2) 高压隔离开关：GN19-12CST/6301）按，及装设地点选择，可初步选用GN19-12CST/630型隔离开关。其主要参数如下：计算数据GN19-12CST/型隔离开关的参数系统电压额定电压线路工作电流额定电流短路冲击电流动稳电流4秒稳定电流2）校验短路时动稳定 由于，故满足动稳定要求。3）校验短路时热稳定 短

12、路电流热效应计算与选择高压断路器相同，小于允许发热，故满足热稳定要求。(3) 高压熔断器: XRNT1-12额定电压10kv 额定电流0.5A 最大开断电流31.5KA (4) 电流互感器: LAJ-10（Q）的电流互感器 额定电压10KV 额定一次电500A 额定二次电流5A。（5）电压互感器：JDZ10-10 额定电压10KV 额定容量15VA 极限输出200VA（6）氧化锌避雷器： HY5W12 避雷器额定电压17KV 系统标称电压10KV 避雷器持续电压13.6KV 直流参考电压U1mA不小于24KV 方波通流容量2ms/8次不小于150A 残压4/10 5KA不大于80KV(峰值)

13、冲击波通流容量不大于40KA（7）母线选择：TMY 根椐电流大小，母线的型式决定选用铜矩形母线。由于引出母线较长，传输容量较大，较高，故按经济电流密度来选择其截面。T=2021 h 根据课本128页图5-6查得J=1.3A/，于是母线的经济截面为： 查有关手册和厂家的产品样本选用CMC-3A铜质母线，其具体参数如下表额定电流每相母线宽长重量1600A68）电力电缆选择按发热条件选择电缆截面 查泵站电气设备P178 附录表11-1，得截面的电缆在的载流量为，大于，因此，选择BV220.6/14×70型电缆。（9）支持绝缘子及穿墙套管的选择 按额定电压和额定电流

14、可以选择 复合支柱绝缘子FZSW-10/4型 按额定电压和额定电流可以选择 复合干式穿墙套管FCGW-12/630-3150 复合干式穿墙套管FCGW-12/630-3150具体参数如下表产品型号额定电压额定电流允许弯曲负荷弯曲破坏负荷雷电冲击碉受电压峰值工频1min耐受电压有效值FCGW-12/630-315012kV630-3150A625N1250N75kV30kV（10）接地开关的选择 根据额定电压，初步选择JN8型高压接地开关，其主要数据如下表产品型号额定电压（ kV ）4S 热稳定电流（ kA ）额定动稳定电流（ kA ）JN81212.5-4031.5-1001） 校验其热稳定性

15、： 2） 校验其动稳定性： 故JN8型高压接地开关满足要求。二、低压开关柜: GCS型低压抽出式开关柜柜内各元件选择:(1) 断路器：低压智能型真空断路器CDDk1-1600 1600/1600其主要参数如下表型号额定电流额定电流极数额定极限短路分断能力额定运行短路分断能力额定短时耐受电流短路分断次数400V1400V400V1140V400V1140VCDDk1160016004654065406540201） 校验短路时动稳定 由于，故满足动稳定要求。2） 校验短路时热稳定 短路热稳定计算时间。因，故不考虑短路电流非周期分量所产生的热效应，由于，查泵站电气设备课本P50 图3-5，得周期分

16、量等值时间。因此短路电流的热效应可近似算得,小于允许发热，故满足热稳定要求。（2）熔断式开关： HR6-100/310熔断器式隔离开关/刀开关1） 熔断器与熔断体的配用关系如下表：开关约定发热电流（A）配用熔断体额定电压（V）熔断体电流值（A）250NT13802002） 开关主要技术参数如下表：型号HR6-250660额定绝缘电压（V）约定发热电流（A）250额定工作电流（A）380V250660V200额定接通和分断能力（A）（1.05Ue时）380V，COS=0.35AC-23B接通2021 分断1500分断750额定熔断短路电流（kA）50最大预期峰值电流（kA）100污染等级3安装类

17、别 （3） 支路的断路器的选择：CkCM1-225H型低压断路器。 根据支路的工作电压380V，工作电流388A以及安装在户内的要求，查阅产品样本或设计手册初步选用CkCM1-225H型低压断路器。其具体参数如下表：型号额定电流极数额定绝缘电压额定工作电压极限短路分断能力运行短路分断能力操作性能通电不通电CkCM30-225W400A三级800V690V85kA425kA2021 70001） 校验短路时动稳定 由于，故满足动稳定要求。2） 校验短路时热稳定 短路热稳定计算时间。因，故不考虑短路电流非周期分量所产生的热效应，由于，查泵站电气设备课本P50 图3-5，得周期分量等值时间。因此短路

18、电流的热效应可近似算得小于允许发热，故满足热稳定要求。（4）电容补偿柜的选择：Mk75085型电容补偿器柜。根据所求出来的无功功率及电容补偿器工作的电压380V选择Mk-45055型电容补偿柜组，其具体参数如下：编号额定电压()额定容量()外形尺寸()Mk-750850.45补偿后的 （5）电容补偿器：BSMJ0.4-30-3具体参数如下：额定电容额定电流总电容量30 kVAR31.8A438F（6）隔离开关 ：ZBG1系列隔离开关选择ZBG1系列隔离开关，其具体参数如下表：符合标准额定电压机械电器寿命接通和分断能力额定短路接通能力额定短路耐受电流IEC60947-3、GB14048.3AC2

19、30V/AC400V 10000次400V 3Ie COS=0.65400V 3000A COS=0.9400V 2021 A （7）支路隔离开关：JDW5-0.5/1500A型低压隔离开关根据额定电压和额定电流选择JDW5-0.5/1500A型低压隔离开关，其基本数据如下表：额定电压（V）额定工作电流（A）5001500（8）接触器的选择：CJ20-250接触器1） CJ20-250接触器主要性能：适用于交流50Hz主电路中、电压至380V电力系统中，供作为功率因数补偿装置中额定容量至90的自愈式低电压并联电容器的接通和分断之用。接触器带有抑制涌流装置，能有效地减小合闸涌流对电容器的冲击和抑

20、制开断时的过电压。2） CJ20-250接触器基本参数如下表型号额定电压最大控制功率起动容量吸持容量CJ20-250380V132kW1710/565 VA/W 132/65 VA/W（9）电流互感器的选择：BH-40型电流互感器 根据额定电压380V，工作电流388A以及安装在户内的要求，查阅产品样本及设计手册初步选用BH-40型电流互感器8组，其主要参数如下表：规格额定电流一次二次（）汇流排额定负载（）精度等级最高工作电压（）截面尺寸极数BH-40400/5301050.5660（10）电抗器：SYOL-200-L主要技术参数如下：电路电压额定电流电感电路频率电抗器公差过载能力配电机容量3

21、80V400A0.104mH/相50Hz10%150% 6s180% 0.8s0.26MVA（11）避雷器的选择：H(Y)1.5W-0.5/2.60其主要参数如下表：类别型号额定电压（kV）系统标称电压（kV）持续运行电压（kV）直流1mA参考电压（不小于）(kV)0.75倍直流参考电压下漏流（不大于）（µA）雷电冲击电流（不大于）（kV）2ms方波通流容量4/10µs冲击电流（kA）低压H(Y)1.5W-0.5/2.600.500.380.421.20302.607525第五节 防雷保护41泵站配电装置的防雷保护泵站配电装置中出现雷电过电压有两个来源：（1）雷电直击变电所

22、；（2）沿输电线入侵的雷电过电压波。1 配电装置的直击雷防护由于建筑物采取防雷措施，户内配电装置不考虑直击雷的防护。配电装置的雷电侵入波保护是利用避雷器及与避雷器相配合的进线保护段来实现的。2配电装置的雷电侵入波防护 每段母线装设阀式避雷器HY5WZ-17/45。变压器中性点采用全绝缘，不设保护装置。未沿全线架设避雷线的10kV输电线路，在靠近配电装置12km的线段上架设避雷线，此段线路即为进线段。避雷线防止该段输电线遭受直击雷，对于进线段以外的线路遭受直击雷时，由于进线段本身波阻抗的作用，使进入配电装置的雷电流幅值收到限制，而导线上冲击电晕的作用，使雷电波的陡度减小。4.2 高压电动机的防雷

23、措施电动机经过变压器与架空线相连，是非直配电动机。在变压器的线路侧有可靠的保护装置，可以不对电动机再采取特殊的防雷保护措施。4.3泵房建筑物的直击雷防护 避雷针和避雷线是防护直击雷的有效措施。避雷针适用于户外变电所，而架空线路则采用避雷线。由于本站采用户内式变电所，所以不需要装设避雷针和避雷线。主、副厂房的直击雷防护，在厂房的屋顶面板上敷设保护建筑物用的避雷网，将钢筋混凝土建筑物的钢筋接地即可。避雷网带用10圆钢，刷防锈漆。避雷带一般高出屋脊或屋檐1520mm，每隔一米左右支撑固定。接地引下线不少于两根，沿四角墙柱外侧引下，每根引下线均需设置集中接地体，并与厂房地网连接。参考文献：1、葛强、张

24、锦德编 泵站电气一次设备 扬州大学 2021 2、上海电器科学研究所编 低压电器产品手册 2021 3、武汉水利电力学院电力工程系编机电排灌设计手册下 水利电力出版社4、建筑电气设计手册 中国建筑工业出版社 19917、工厂常电气设备手册（上、下册） 水利电力出版社 19868、工厂常电气设备手册（补充本） 水利电力出版社 19909、35-110KV 变电所设计规范 GB50059-9210、3-10KV 高压配电装置设计规范 GB50060-9211、工业与民用配电设计手册（第二版） 水利电力出版社 199412、给水排水设计手册(第八册) 中国建筑工业出版社 198613、刘介才编 工厂供电简明设计手册 机械工业出版社 199314、刘宝林编 电气设备选择、施工安装、设计应用手册（上、下册） 水利水电出版社 2021 公司印章管理制度一、目的 公司印章是公司对内对外行使权力的标志，也是公司名称的法律体现， 因此，必须对印章进行规范化、合理化的严格管理，以保证公司各项业务的正常运作，由公司