年产三万吨冷轧带钢厂10kv变电所主回路设计

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 年产三万吨冷轧带钢厂 10KV 变电所 主回路设计 前言 中国论文网 /2/view-12910623.htm 本次撰写此设计的目的是通过设 计，掌握工厂变配电系统设计的一般方 法。 众所周知，电能是现代工业生产 的主要能源和动力，是实现生产自动化 的重要物质基础。随着工业电气自动化 技术的发展，工厂用电量的迅速增长， 对电能质量、供电可靠性以及技术经济 指标等的要求也日益增高。 工厂供电工作要很好的为工业生 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 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 “安全、可靠、优质、经济” 的要求，因 此，设计和建造一个以“ 安全、可靠、 经济、优质” 为标准的变电所，对保障 工厂生产安全、连续的进行是极为重要 的。这次设计是对该工厂的 10KV 高压 变电所的变压器的台数和容量、变电所 的主结线方案、变电所的进出线的型号 和一次设备进行了选择和设计，以便满 足设计要求。 1工厂变配电设计的一般原则： （1）遵守规程、执行政策；必 须遵守国家的有关规定及标准，执行国 家的有关方针政策，包括节约能源，节 约有色金属等技术经济政策。 （2）安全 可靠、先进合理；应做到保障人身和设 备的安全，供电可靠，电能质量合格， 技术先进和经合理，采用效率高、能耗 低和性能先进的电气产品。 （3）近期为 主、考虑发展；应根据工作特点、规模 和发展规划，正确处理近期建设与远期 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 发展的关系，做到远近结合，适当考虑 扩建的可能性。 （4）全局出发、统筹兼 顾。按负荷性质、用电容量、工程特点 和地区供电条件等，合理确定设计方案。 工厂供电设计是整个工厂设计中的重要 组成部分。工厂供电设计的质量直接影 响到工厂的生产及发展。作为从事工厂 供电工作的人员，有必要了解和掌握工 厂供电设计的有关知识，以便适应设计 工作的需要。 2负荷计算 负荷计算的目的：主要是确定 “计算负荷”。是按发热条件选择电气设 备的一个假想的持续负荷， “计算负荷” 产生的热效应和实际变动负荷产生的最 大热效应相等。所以根据计算负荷选择 导体及电器时，在实际运行中导体及电 器的最高温升不会超过允许值。 计算负荷是确定供电系统、选择 变压器容量、电气设备、导线截面和仪 表量程的依据，也是整定继电保护的重 要依据。计算负荷确定的是否正确合理， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 直接影响到电器和导线的选择是否经济 合理。如计算负荷确定过大，将使电器 和导线截面选择过大，造成投资和有色 金属的浪费；如计算负荷确定过小，又 将使电器和导线运行时增加电能损耗， 并产生过热，引起绝缘老化，甚至烧毁， 以致发生事故，同样给国家造成损失。 为此，正确进行负荷计算是供电设计的 前提，也是实现供电系统安全、经济运 行的必要手段。 3变电所主接线方案的选择 31 变电所主结线方案的设计原 则与一般要求： 1）.安全性 （1）.在高压断路器的电源侧及 可能反馈电能的另一侧，必须装设高压 隔离开关。 （2）.在低压短路器的电源侧及 可能反馈电能的另一侧，必须装低压刀 开关。 （3）.在装设高压熔断器和负荷 开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 离开关。 （4）.35KV 及以上的线路末端, 应装上与隔离开关联锁的接地铡刀. 2）可靠性 （1）.变电所的主结线方案，必 须与其负荷级别相适应。对一级负荷， 应由两个电源供电，对二级负荷，应由 两回路或者一回 6kv 及以上专用架空线 或电缆供电。 其中采用电缆供电时,应采用两根 电缆组成的线路,且每根电缆应承受 100%的 二级负荷。 （2）.变电所低压侧的总开关， 宜采用低压断路器，当有继电器保护或 自动切换电源要求时，低压侧总开关和 低压侧母线分段开关，均应采用低压断 路器。 （3）.变电所的非专用电源进线 侧,应装设带短路保护的断路器或负荷开 关.当双电源供多个变电所时,宜采用环 网供电方式. （4）.对一般生产区的车间变电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 所，宜工厂总变电采放射高压配电，以 确保供电可靠，但辅助生产区和生活区 的变电所，可采用树干式。 3）灵活性 （1）.变配电所的高低压母线， 一般采用母线或单母线分段结构 （2）.35KV 及以电源进线为双 母线时，宜采用桥型接线或线路变压器 组接线 （3）.需带负荷切换主变压器的 变电所，高压侧应装设高压断路电器高 压负荷开关 （4）.主接线方案应与变压器经 济运行的要求适应 4）经济性 （1）.主结线方案应力求简单， 采用的一次设备特别是高压断路器应较 少或不用断路器的接线。 （2）.变配电所的电器设备应选 用技术先进、经济适用的节能产品，不 得选用国家明令淘汰的产品。 （3）.中小工厂变电所一般采用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 高压少油断路器；在需要频繁操做的场 合，则采用真空断路器或 SF6 断路器。 （4）.工厂的电源进线上应装设 专用的计量柜，其中的电流、电压互感 器只供计费的电度表用。 主接线方案应与变压器经济运行 的要求相适应，还要考虑到今后的可能 的发展。负荷切换主变压器的变电所高 压册还应装设高压断路器和高压负荷开 关。 42 几种常用的高压电器有如下 功能和特点 1.高压隔离开关的功能主要是隔 离高压电源，以保证其它设备和线路的 安全检修。因此它的结构上有如下特点： 即断开有明显可见的断开间隙，而断开 间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的。 它能够保证人身和设备的安全。因为隔 离开关没有专门的灭弧装置，因此不允 许带负荷操作。 2.高压断路器的功能是，不仅能 通断正常电流，而且能接同和承受一定 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 时间的短路电流，并能在保护装置作用 下自动跳闸，切除短路故障。 3.高压熔断器是一种当所在电路 的电流超过规定值并经一定时间后，使 其熔体熔化而分断断开电路的一种保护 电器。熔断器的功能主要是对电路及电 路设备进行短路保护，但也具有过负荷 保护的功能。 另外用电单位的主进电源引自电 网的 10KV 高压供电线路，一般都在总 降压变压器的一次侧和二次侧设有电流 互感器和电压互感器。当总降压变压器 的一次侧附有电流互感器时，则可装设 三只电流表。通过电流表监测负荷是否 均匀，并可判断某一相线是否缺相。 对于由总降压变电所供电引向各 车间变电所时，在总降压变电所或配电 所的高压开关柜内，仅装设电流表和电 度表即可，电流表装一只即可，电度表 也是只装一只，有功电度表，必要时才 装设计量无功电能的仪表。 在本设计中高压开关柜装设的仪 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 表和互感器等见附图所示。 5互感器的接线方案及其选择 和校验 互感器包括电流互感器和电压互 感器。其接线方案的选择主要是根据二 次回路的要求和主电路的系统接线方式。 互感器选择，应按继电保护、自动装置 和测量仪表的要求，对其选择。同时互 感器应满足短路条件下的稳定度校验。 51电流互感器的接线方案及 其选择和校验 511电流互感器在三相电 路中常见的几种接线方案 （）一相式接线电流线圈通过 的电流，反应一次电路相应相的电流。 通常用于负荷平衡的三相电路如低压动 力线路中，供测量电流、电能或接过负 荷保护装置之用。 （）两相形接线也称为两相 不完全星形接线。在继电保护装置中， 称为两相两继电器接线。在中性点不接 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 地的三相三线制电路中（如10 高压电路中） ，广泛用于测量三相电流、 电能及作过电流继电保护之用。两相 形接的公共线上的电流，反映的是未接 电流互感器那一相的相电流。 （）两相电流差接线在继电保 护装置中，称为两相一继电器接线。互 感器二次侧公共线上的电流量值为相电 流的倍。这种接线适用于中性点不接地 的三相三线制电路中（如10高 压电路中）供作过电流继电保护之用。 （）三相星形接线此接线 中的三个电流线圈，正好反映各相的电 流，广泛用在负荷一般平衡的三相四线 制系统如系统中，也用在负荷可能 不平衡的三相三线制系统中，作三相电 流、电能测量及过电流继电保护之用。 512电流互感器的选择和 校验 一次额定电流的选择：（1） 、电 流互感器用于测量时，其额定一次电流 应尽量选择比回路正常工作电流大 1/3 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 左右，以保证测量仪表的最佳工作状态， 并在过负荷时仪表有适当的指示。 （2） 、 变压器中性点的电流互感器的一次额定 电流，应按大于变压器允许的不平衡电 流选择，一般情况下，可按变压器额定 电流的 1/3 左右进行选择。 （3） 、中性点 非直接接地系统中的零序电流互感器， 应按下列条件选择和校验：由二次电流 及保护灵敏度确定一次回路的起动电流； 按电缆根数及外径选择电缆式零序电流 互感器的窗口直径；按额定一次电流选 择母线式零序电流互感器的母线截面。 二次额定电流的选择：电流互感 器的二次额定电流有 5A 和 1A 两种， 一般弱电系统选用 1A，强电系统选用 5A，配电装置离控制室较远时也可考虑 选用 1A。 准确度级选择：电流互感器的准 确级必须大于等于所接仪表和继电保护 装置要求的准确级，当所接仪表有不同 的准确级时，应按相应最高级来确定电 流互感器的准确级。用于电度计量的电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 流互感器，准确级应不小于 0.5 级，用 于电流测量的互感器，准确级不应小于 1 级，非主要回路可用 3 级，继电保护 用 P 级。 二次容量的选择：为了保证所准 确度的等级，电流互感器二次额定容量 应大于其二次所接的负荷，即 。假设电流互感器不满足 要求时，则应改选较大变流比或较大容 量的互感器，或者加大二次接线 的截面。电流互感器二次接线一般采用 铜芯线，截面不小于 2mm2 关于电流互感器短路稳定度的校 验，现在有的新产品直接给出动稳定电 流值和热稳定电流有效值，其动稳 定度按 imaxish(3)校验，其热稳定度可 按。但电流互感器的大多数产品是给出 动、热稳定倍数。 动稳定度倍数 es imax（） ，因此其动稳 定度校验条件为esish(3)， 热稳定度倍数tt，因此 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 其热稳定度为（t）t或 t，一般热稳定试验时间 t，因此热稳定度校验条件改为 t。动稳定校验是对产品本身 带有一次回路导体的电流互感器进行校 验，对于母线从窗口穿过无固定板的电 流互感器（LMZ）可不校验动稳定。 当动热稳定不够时，可选额定电 流较大的电流互感器，增大变流比。但 若此时工作电流比互感器额定电流 （5A）的 2/3 低得多，可选用 12.5A 的电流表。 52电压互感器的接线方案及 其选择和校验 521电压互感器在三相电 路中几种接线方案 （1）一个单相电压互感器的接 线。供仪表、继电器接于一个线电压。 （2）两个单相电压互感器接成 V/V 形。供仪表、继电器接于三相三线 制电路各个线电压，广泛用在工厂变配 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 电所的 610KV 高压配电装置中。 （3）三个单相电压互感器接成 Y。/Y。形。供电给要求线电压的仪表、 继电器，并供电给接相电压的绝缘监视 电压表。由于小接地电流电力系统在一 次电咱发生单相接地时，另两个完好相 的相电压要升高到线电压，故绝缘监视 电压表要按线电压选择，否则在发生单 相接地时，电压表可能被烧毁。 （4）三个单相三绕组电压互感 器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器 接成 Y。/Y。/（开口三角）形。其接成 Y。的二次绕组供电给需线电压的仪表、 继电器及需要线电压的绝缘监视电压表； 接成形的辅助二次绕组，接电压继电器。 一次继电器正常时，由于三个相电压对 称，因此形两端的电压接近于零。当某 一相接地时，形两端将出现 100V 的零 序电压，使电压继电器动作，发出信号。 522电压互感器的选择 应按安装地点的条件及一次电压、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 15 二次电压（一般为 100V） ，准确度级 （一般用于电度计量时，准确级不应低 于 0.5 级，用于电压测量时，不应低于 1 级，非重要回路不应低于 3 级，继电 保护采用 P 级）等条件进行选择。由于 它的一、二次侧均有熔断器保护，故不 需进行短路稳定度的校验。 电压互感器的准确度也与二次负 荷容量有关,满足的条件与电流互感器相 同,即,这里的为二次侧 所有并联的仪表、继电器电压线圈所消 耗的总视在功率,即，式