某中外合资机械厂变电所及配电系统设计(论文+DWG图纸+外文翻译+文献综述+开题报告)机械设计带图纸文档
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某中外合资机械厂变电所及配电系统设计(论文+DWG图纸+外文翻译+文献综述+开题报告)机械设计带图纸文档,中外合资,机械厂,变电,所及,配电,系统,设计,论文,DWG,图纸,外文,翻译,文献,综述,开题,报告,机械设计,文档
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浙江工业大学浙西分校信电系毕业设计第6章 变电所主要设备选择和校验6.1 开关柜的类型 低压开关柜分固定式开关柜与抽出式开关柜。低压固定式开关柜有成套性强、技术参数高，体积小、重量轻、寿命长、安全可靠、操作维修方便、经济适用等特点低压抽出式开关柜由动力配电中心柜和电动机控制中心二部分组成，适用于发电厂、变电站、工矿企业等电力用户作为交流50Hz，最大工作电压至660V，最大工作电流至3150A的配电系统中，作为动力配电，电动机控制及照明等配电设备的电能转换分配控制之用变电所主要装置是低压开关柜，对于低压开关柜我们选择浙江开关有限公司生产的“MNS（Z）低压抽出式开关柜”。本装置是一种用标准模件由工厂组装的组合式低压开关柜，本装置适用于交流50-60HZ。额定工作电压660V及以下的供电系统，用于发电、输电、配电、电能转换和电能消耗设备的控制。6.1.1产品特点本抽出式开关柜为近期开发新产品。其技术水平达到八十年代国际先进水平。并且有如下特点：1.设计紧凑：以下较小的空间能容纳教多的功能单元。2.结构通用性强，组装灵活：以25mm为模数的C型型材能满足各种结构型式，防护等级及使用环境的要求。3.采用标准模块设计：分别可组成保护、操作、转换、换制、调节、测定、指示等标准单元，用户可根据需要任意选组装。以200余种组装件可以组成不同方案的柜架结构和抽屉单元。4.安全性：大量采用高强度阻燃性工程塑料组件，有效加强防护安全性能。5.技术性能高：主要参数达到当代国际技术水平。6.压缩场地：三化程度高，可大大压缩储存和运输预制件的场地。7.装配方便：不需要特殊复杂工具。6.1.2开关柜内抽屉的参数抽出式电动机控制中心和小电流的动力配电中心（MCC）。MCC的抽屉分以下5种：8E/4 ：高200*宽150*深400mm8E/2 ：高200*宽300*深400mm8E ：高200*宽600*深400mm16E ：高400*宽600*深400mm24E ：高600*宽600深400mm6.1.3抽屉类型有五种标准尺寸，都是以8E（200mm）高度为标准： 8E/4 ：在8E高度空间组装4个抽屉单元； 8E/2 ：在8E高度空间组装2个抽屉单元； 8E ：在8E高度空间组装1个抽屉单元； 16E ：在16E（400mm）高度空间组装1个抽屉单元； 24E ：在24E（600mm）高度空间组装1个抽屉单元。五种抽屉单元可在一个柜体中作单一组装，也可做混合组装，一个柜体中作为单一组装最多可容纳抽屉单元数见下表：抽屉型号8E/48E/28E16E24E最多容纳单元数36189436.1.4 一次方案的排列组合1.功能单元隔室的总高度为72E。2.在同一装置中，功能单元的一般排列规律是：小功能单元在上，大功能在下。3.8E/4抽屉为4个组成1个8E/2安装单元，8E/2抽屉为2个组成一个8E安装单元，或2个8E/抽屉和1个8E/2抽屉组成一个8E安装单元。6.2低压配电屏内所选设备的基本功能6.2.1低压断路器低压断路器俗称空气开关，低压配电网中的主要电器开关之一，它不仅可以接通和分断正常负载电流，电动机工作电流和过载电流。主要用在不频繁操作的低压配电线路或者开关柜中作为电源开关使用，并对线路，电器设备及电动机等实行保护，当它们发生严重过电流、过载、短路、断相、漏电等故障时，能自动切断电路，起到保护作用，应用十分广泛。低压短路器具有的多种功能、是以脱扣器或附件的形式实现的，根据不同用途，断路器可配备不同的脱扣器或者断电器。低压断路器的分类方式很多，按使用类别分，有选择型和非选择型。非选择型保护特性，多用于支路保护。主干线路断路器则要求采用选择型，以满足电路内各种保护电器的选择性断开，把事故区域限制到最小范围。常用典型低压短路器有：万能柜架式断路器，塑料外壳式断路器,万能框架式有固定式，抽屉式两种安装方式，手动和电动两种操作方式，具有多段保护特性，主要用于配电网络中总开关和保护。万能十断路器容量大，可装较多的脱扣器，辅助触头数量也较多。 常用的主要型号DW16（一般型）、DW15、DW15HH（多功能，高性能型）。DW45（智能型），另外还有ME、AE（高性能性）和M（智能型）。塑料外壳式断路器的主要特征是有一个采用聚脂绝缘材料模压而压成的外壳，所有部件都装在这个封闭型外壳中。塑料外壳式断路器多为非选择性，常用于低压开关柜中。1）、低压断路脱口器的选择和整定a. 过流脱扣器的额定电流 b. 瞬时过流脱扣器动作电流应躲过线路的尖峰电流即为可靠系数，对动作时间在0.02S 以上的万能式断路器DW取1.35,对动作时间在0.02S以下的塑料外壳式断路器CM1型，宜取22.5倍。c. 短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定短延时过流脱扣器的动作电流应躲过线路短时间出现的负荷尖峰电流。 为可靠系数，一般取1.2。d.长延时过流脱扣器主要用来保护过负荷，因此其动作电流需躲过线路的最大负荷电流，既计算电流 式中为可靠系数，取1.1。e.低压断路器的保护灵敏度必须满足条件。 为瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流，为低压断路器保护的线路末端在系统最小运行方式下的单相短路电流；K为比值，取1.3。f、低压断路器的选择和校验选择低压断路器时应满足下列条件：1.压断路器的额定电压应不底于保护线路的额定电压。2.低压断路器的额定电流应不小于它所安装的脱扣器额定电流。3.低压断路器的类型应符合安装条件、保护性能及操作分式的要求，因此应同时选择其操作机构型式。2）、 低压断路器还必须进行断流能力的校验：1. 对动作时间在0.02s以上的万能式断路器（DW型），其极限分断电流应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有效值。即2.对动作时间在0.02S以下的塑壳式断路器（DZ型），其极限分断电流或者应不小于通过它的最大三相短路冲击电流或者。即或者（参考工厂供电）6.2.2 接触器 接触器是一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作交、直流住电路及大容量控制电路的自动控制开关电器。主要应用于自动控制交、直流电动机，热电设备，电容器组等设备，应用十分广泛。接触器具有强大的执行机构，大容量的主触头及迅速熄灭电弧的能力。当系统发生故障时，能根据故障检测元件所给出的动作信号，迅速，可靠地切断电源，并有低压释放功能。与保护电器组合可构成各种电磁启动器，用于电动机的控制及保护。接触器按操作方式分有电磁接触器，气动接触器和电磁气动接触器；按灭弧介质分：有空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；按主触头控制的电流种类分：又有交流接触器、直接接触器、切换电容接触器等。1.空气电磁式交流接触器 在接触器中，空气电磁式交流接触器应用最为广泛，产品系列，品种最多。其结构和工作原理基本相同，但有些产品在功能、性能和技术含量等方面各有独到之处，选用时可根据需要选择。典型产品有CJ20、CJ21、CJ26、CJ29、CJ35、CJ40、NC、B、LC-D、3TB和3TF系列交流接触器等。CJ20系列交流接触器是国内80年代开发，统一设计的新型产品，现已完全取代G10系列交流接触器。2.切换电容接触器常用产品有CJ16、CJ19、CJ41、CJX4、CJX2A、LC1-D、6C系列等。真空接触器是以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关管内。常用的真空接触器有CKJ和EVS系列等。在本次设计中我选用中华人民共和国常熟开关厂生产的CJ系列交流接触器。CJ系列交流接触器适用于交流50Hz，主触头额定工作电压至660V，额定工作电流至500A的电力系统中用以接通和分断电路，并可与适当的热过载继电器或电子式保护装置组合成电动机启动器，以保护操作运行中可能发生过载的电路。CK1系列交流接触器由于采用新型灭弧罩和触头系统，比国内其它系列接触器具有体积小，通断能力强，安全区域短等优点，是电力系统中使用的理想产品。 6.2.3 热继电器 热继电器是一种利用电流热效应原理工作的电器，具有与电动机容许过载特性相近的反时限动作特性，主要与接触器配合使用，用于对三相异步电动机的过电流和断相保护。 三相异步电动机在实际运行中，常会遇到因电气或机械原因等引起的过电流的现象。但只要过电流不严重，持续时间短，绕组不超过允许温升，这种过电流是允许的。如果过电流情况严重，持续时间长，则会加速电动机绝缘老化，甚至烧毁电动机。因此，在电动机回路中应安装电动机保护装置。常用的电动机装置种类很多，但使用最多、最普遍的是双金属片式热继电器。目前，双金属片式热继电器均是三相式，并有带断相保护和不带断相保护两种。常用的热继电器有JR20、JRS1、JR36、JR21、7、3VA、T和LR1-D等系列。其中JR20、JRS1、JR36系列是我国自行设计的新产品，JR21系列是引进德国西屋-芬纳尔公司技术生产。每一系列的热继电器一般只能和相应系列的接触器配套使用，如JR20系列热继电器与CJ20系列接触器配套使用。在本次设计中，我选用JR20系列热继电器用于交流50Hz或60Hz，电压660V及以下电流500A及以下的电力线路中，一般作为交流电动机的过载保护用。6.2.4 电流互感器电流互感器用于额定频率为50HZ的交流电力系统中，将高压系统中的电流或低压系统中的大电流转换成标准的小电流（一般为5A或1A），以便连接测量仪表和继电器，供测量电流，计量电能及继电保护。1）、电流互感器的功能：来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘，这既可避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备的故障影响主电路，提高一、二次电路的安全性和可靠性，并有利人身安全。用来扩大仪表、继电器等二次设备应用的范围，例如用一只5A的电流表，通过不同变压互感器就可测量任意高的电压。而且。由于采用互感器，了使二次仪表、继电器等设备的规格统一，有利这些设备的批量生产。2）、 电流互感器的选择和校验电流互感器应装设地点的条件及额定电压、一次电流、二次电流（一般5A）、准确度等级条件进行选择，并校验其短路动稳定度和热稳定度。 必须注意：电流互感器的准确度级与其二次负荷容量有关。互感器二次负荷不得大于其准确度多限定的额定二次负荷，即互感器满足准确度级要求的条件为： 电流互感器的二次负荷由二次回路的阻抗|来决定，而|应包括二次回路中所有串联仪表、继电器电流的阻抗，连接导线的阻抗和所有接头的接触电阻等。由于和中感抗远比电阻小，因此可认为：+式中可由仪表、继电器的产品样本查得：=l/(),这里为导线的电导率。式中很难准确测定，而且是可变的，一般近似地取0.1。电流互感器二次负荷S2按下式计算： 互感器的生产厂家一般按出厂试验绘制电流互感器误差为10%时的一次电流倍数与最大允许的二次负荷阻抗。因此电流互感器满足保护条件的10%误差要求的条件为： 关于电流互感器短路稳定度的校验，现在有的新产品如LZZB6-10等直接给出了动稳定电流峰值和1s热稳定电流有效值，因此其动稳定度可按式或式中 为电器的极限通过电流峰值； 为电器的极限通过电流有效值；其热稳定度可按式式中 为电器的热稳定度电流； t为电器的热稳定时间；但电流互感器的大多数产品是给出动稳定倍数和热稳定倍数。动稳定倍数，因此其动稳定度校验条件为热稳定倍数，因此其热稳定度校验条件为一般电流互感器的热稳定试验时间为t=1s。3）、电流互感器的使用注意事项；1.电流互感器在工作时其二次侧不得开路。2.电流互感器的二次侧有一端必须接地。3.电流互感器在接地时，要注意其端子的极性。（参考工厂供电）6.3变压器二次侧低压电气开关的选择与校验6.3.1低压断路器的选择、校验和该型号开关柜配合的低压断路器选择DW15-1500型校验与整定：1. 2.短延时过流脱扣器动作电流的整定：=1.271443.5=12.13KA 短延时脱扣器电流整定为 3.长延时过流脱扣器动作电流的整定：=1.11443.5=1588A 所以整定为=2000A4.过流保护灵敏度的校验：必须满足灵敏度条件 为瞬时脱扣器的动作电流 为单相短路电流 k为比值 取1.3变压器电阻 电抗 低压母排 电抗 所以： 满足灵敏度要求。5.断流能力的校验： 满足断流能力故最终选择DW15-1500型低压断路器6.3.2电流互感器的选择与校验电流互感器我们选择LQG-0.5,LQG1-0.5,LQG2-0.5等型号。以上各型号均为低压室内产品，线圈式室内型产品，是LQ-0.5的改进型，适用于380V、50Hz交流电路中供电，电能测量及继电保护之用。查工厂供电简明手册表ZL7-22得： 动稳定性： 热稳定性：动热稳定均满足故选LQG2-0.5型电流互感器6.3.3接触器的选择 CJ20系列交流接触器是全国统一设计的新型接触器，主要用于交流50HZ，电压660V及以下、电流630A及以下的电路中远距离通断电路，也适用于频繁启动和控制三项交流电动机。它与热继电器或电子式保护装置组合成电磁启动器，可用来保护发生过负荷的电路。水泵房的计算电流为，查工厂供电简明手册，选择CJ20-250型，其额定电流为315A, 满足条件。6.3.4热继电器的选择JR20系列双金属片式热继电器适用于交流50Hz、额定电压至660V、电流至630A的电力传动系统中作为三相鼠笼型电动机的过载和断相保护之用。并可与CJ20系列交流接触器配套组成电磁起动器。水泵房的
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