化纤毛纺织厂总配电及配电系统设计(2).doc

毕业设计 论文 题 目 某化纤毛纺织厂全厂总配变电所及配电系统 设计 教学点 专 业 年 级 姓 名 指导教师 定稿日期 2011 年 6 月 1 日 2 绪论绪论 在国民经济高速发展的今天 电能的应用越来越广泛 生产 科学 研究 日常生活都对电能的供应提出更高的要求 因此确保良好的供电质量十分必要 本设计书注重理论联系实际 理论知识力求全面 深入浅出和通俗易懂 实践 技能注重实用性 可操作性和有针对性 本课程设计选择进行了一个模拟的中小型工厂 10 0 4kV 容量为 2149 01KVA 的降压变电所 区域变电站经 10KV 双回进线对该厂供电 该厂多 数车间为三班制 本厂绝大部分用电设备属长期连续负荷 要求不间断供电 全年为 306 个工作日 年最大负荷利用小时为 6000 小时 属于二级负荷 本设计书论述了供配系统的整体功能和相关的技术知识 重点介绍了工厂供 配电系统的组成和部分 系统的设计和计算相关系统的运行 并根据工厂所能 取得的电源及工厂用电负荷的实际情况 并适当考虑到工厂的发展 按照安全 可靠 技术先进 经济合理的要求 确定了变电所的位置与形式及变电所至变 压的台数与容量 类型及选择变电所主接线方案及高低设备与进出线 本设计书共分部分包括 负荷计算和无功功率补偿 变电所位置和形式选择 变电所主变压器的台数 类型容量及主接线方案的选择 短路电流的计算 变 电所一次设备的选择与校验 变电所电气主结线图 工厂二次回路方案的选择 继电保护的设计与整定以及防雷 接地设计 包括直击雷保护 行波保护和接 地网设计 3 目录目录 一 原始材料分析一 原始材料分析 4 二 全厂负荷计算二 全厂负荷计算 4 三 无功功率的补偿及变压器的选择三 无功功率的补偿及变压器的选择 5 四 主接线设计四 主接线设计 8 五 短路电流计算五 短路电流计算 8 5 1 短路电流计算方法 8 5 2 短路电流的计算 8 六 变电所的一次设备选择和校验六 变电所的一次设备选择和校验 12 6 1 高压设备器件的选择及校验 12 6 2 低压设备器件的选择及校验 16 6 3 各车间的进线装设低压熔断器 20 6 4 母线的选择与校验 21 6 5 绝缘子和套管选择与校验 23 七 变配电所得布置与机构设计七 变配电所得布置与机构设计 24 八 防雷装置及接地装置设计八 防雷装置及接地装置设计 24 8 1 直击雷保护 24 8 2 配电所公共接地装置的设计 25 8 3 行波保护 26 九 二次回路方案的选择及继电保护的整定计算 九 二次回路方案的选择及继电保护的整定计算 26 9 1 二次回路方案的选择 26 9 2 变电所继电保护装置配置 26 十 结束语十 结束语 29 4 一 原始材料分析一 原始材料分析 1 工厂供电设计的一般原则 按照国家标准 GB50052 95 供配电系统设计规范 GB50053 94 10kv 及以下设计规范 GB50054 95 低压配电设计规范 等的规定 进行工厂供电设计必须遵循以下原则 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 技术先进和经济合理 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 工程概况 某化纤毛纺厂 10kV 配变电所供电给织造车间 染整车间 锅炉房 食堂 水泵房 化验 室及其他车间变电所 已知工厂三班制工作 年最大负荷利用小数 6000h 其中织造车间 染整车间 锅炉房为二级负荷 二级负荷是指中断供电将在政治上 经济上造成较大的损 失的用电设备 在条件允许的情况下 二级负荷应有两条线路供电 例如煤气站的鼓风机 10 吨以下的电弧炼钢炉的低压用电设备和刚玉冶炼电炉变压器等 中断供电可能造成主要 设备损坏或大量产品报废 3 供电条件 1 供电部门可提供双回路 10kV 电源 一用一备 2 电源 1 进线处三相短路容量 120MVA 进线电缆长约 150 米 电源 2 进线处三相短 路容量 100MVA 进线电缆长约 120 米 3 采用高供高计 要求月平均功率因数不小于 0 9 要求计量柜在主进开关柜之后 且 第一柜为主进开关柜 4 为其他车间变电所提供 2 路 10kV 电源出线 容量每路 800kVA 5 配变电所设于厂区负荷中心 为独立式结构 有人值班 低压供电半径小于 250m 配变电所建筑构造及面积由电气设计定 二 全厂负荷计算二 全厂负荷计算 采用需要系数法计算各车间变电所的计算负荷 具体数据如表 2 1 所示 5 表 2 1 相关计算公式 30 P N S cos 30 P P K 30 P 30 Q 30 P tg 30 Q Q K 30 Q 30 S 2 30 2 30 QP 30 S 2 30 2 30 QP 三 无功功率的补偿及变压器的选择三 无功功率的补偿及变压器的选择 电力部门规定 无带负荷调整电压设备的工厂必须在 0 9 以上 为此 一般工厂 cos 均需安装无功功率补偿设备 以改善功率因数 我们采取的无功补偿方式是 高压补偿和 低压补偿相结合 集中补偿与就地补偿相结合 在需要补偿容量大的车间采用就地补偿的 方式其余采用低压集中补偿和高压集中补偿方式 根据该工厂的负荷特点 根据这一思路 我们选择在 NO 1 变电所选择 1 2 5 车间 NO 2 变电所 8 9 车间采用就地补偿 根据供电协议的功率因数要求 取补偿后的功率因数 各个补偿的容量计91 0 cos 算如下 1 就地补偿 列 NO 1 车间变电所 制条车间 2 tan PQQc 91 0 cos 2 计 算 负 荷 序号 车间或用 电 单位名称 设备 容量 kW x K cos tg 30 P kW 30 Q kVAR 30 S kVA 变压器 台数及 容量 P K Q K 1制条车间3400 80 80 75272204480 83260 90 95 2纺纱车间3400 80 80 75272204480 83260 90 95 3软水站86 10 650 80 7555 96541 9737121 7630 90 95 4锻工车间36 90 30 651 1711 0712 951952 184480 90 95 5机修车间296 20 30 51 7388 86153 727418 89000 90 95 6幼儿园12 80 60 61 337 6810 214418 101930 90 95 7仓库37 960 30 51 1711 38813 323953 68354 SL7 1000 10 1000kV A 1 0 90 95 8织造车间5250 80 80 75420315742 46210 9 0 95 9染整车间4900 80 80 75392294692 96460 90 95 10浴室1 880 811 50402 658720 90 95 11食堂20 630 750 80 7515 47211 604329 175220 90 95 12独身宿舍200 8116028 28427 SL7 1000 10 1000kV A 1 0 90 95 13锅炉房1510 750 80 75113 2584 9375213 54620 90 95 14水泵房1180 750 80 7588 566 375166 87720 9 0 95 15化验室500 750 80 7537 528 12570 710670 90 95 16卸油泵房280 750 80 752115 7539 59797 SL7 400 10 400kV A 10 90 95 6 联立得 kVarQc88 780456272204 根据 供电技术 233 页表 26 知并列电容器的标称容量选择六个BW0 4 14 3 3 即补偿容量为 84kVar 补偿后剩余容量 204 84 120kVar c QQQ 同理可得 2 5 8 9 车间的补偿容量及补偿后剩余容量 2 低压集中补偿 对 NO 1 变电所 0 4kV 母线 采用三个型号为 BW0 4 12 3 3 进行低压集中 补偿 补偿容量为 36kVar 对 NO 2 变电所 0 4kV 母线 采用两个型号为 BW0 4 12 3 2 进行低压集中 补偿 补偿容量为 24kVar 对 NO 3 变电所 0 4kV 母线 采用三个型号为 BW0 4 14 3 6 进行低压集中 补偿 补偿容量为 84kVar 3 变压器的选择及高压集中补偿 变压器本身无功的消耗对变压器容量的选择影响较大 故应该先进行无功补偿才能选 出合适的容量 取 9 0 P K95 0 Q K 30 P P K 30 P 30 Q Q K 30 Q 30 S 2 30 2 30 QP NO 1 变电所 725 5327Kva 30 S 考虑 15 裕量 kVAS36 834 1515327 725 根据 供电技术 222 页表 4 选SL7 1000 10 接线方式 Y y 0 n 该变压器的参数为 5 4 5 2 11600 1800 0 0 k k U I WP WP 1800 11600 2 30 NT CuFeT S S PPPkW7 7 1000 710 2 48kVar 2 100 100 NT c NTNTT S S S U S I Q 2 1000 710 1000 100 5 4 1000 100 5 2 同理可得 NO 2 和 NO 3 的变压器选型及高压集中补偿前的参数 其中 NO 2 选 SL7 400 10 接线方式 Y y 0 n 7 高压集中补偿 以上在车间和车变补偿之后 在高压侧的有功和无功变为各个车间变电所 高压侧的有功 无功之和 于是高压侧的有功与无功为 1641 771 22 68 1664 51kW T PPP 735 19 139 7 874 89kVar T QQQ 115 9kVar tantan 30 PQc 选用三个型号为BF10 5 40 1 3 进行高压集中补偿 补偿容量为 120kVar 补偿后的功率因数达到 0 91 车间无功功 率理论补偿量 实际补偿 量 补偿后剩余 无功序号 Q kVar Qc kVar Qc kVar Q kVar 电容器型号及 数量 视在功率 kVA 功率因数 120478 8884120BW0 4 14 3 6 220478 8884120BW0 4 14 3 6 341 9816 22 41 98 412 957 86 12 95 5153 73112 8511241 73BW0 4 14 3 8 610 216 68 10 21 713 328 88 13 32 8315121 8112203BW0 4 14 3 8 9294113 68112182BW0 4 14 3 8 1000 0 1111 64 48 11 6 1200 0 1384 9432 84 84 94 1466 3825 67 66 38 1528 1310 88 28 13 1615 756 09 15 75 PQ No 1 640 1310 25280328 1805 725 53270 89185 No 2 620 6239 96224365 57 843 78290 901273 就地 补偿 之后 No 3 195 275 480185 44 298 74630 784026 No 1 328 1833 118084836292 1805BW0 4 12 3 3 709 97520 911393 No 2 365 5718 791644424341 57BW0 4 12 3 2 833 66550 912211 No 3 185 4478 633484101 44BW0 4 14 3 6 255 24780 917638 低压 集中 补偿 总 879 1905 130 543129144735 1905 1798 8650 91267 高压 侧功 874 8905 1880 380 885167 8 率因 数 高压 集中 补偿 874 8905115 901049117757 8905 BF10 5 40 1 3 1828 8780 910094 No 17 748 No 211 657 变压 器损 耗 No 33 3834 7 四 主接线设计四 主接线设计 因为该厂是二级负荷切考虑到经济因素故本方案采用 10kV 双回进线 单母线分段供电方 式 在 NO 3 车变中接明备用变压器 采用这种接线方式的优点有可靠性和灵活性较好 当双回路同时供电时 正常时 分段断路器可合也可开断运行 两路电源进线一用一备 分段断路器接通 此时 任一段母线故障 分段与故障断路器都会在继电保护作用下自动 断开 故障母线切除后 非故障段可以继续工作 当两路电源同时工作互为备用试 分段 断路器则断开 若任一电源故障 电源进线断路器自动断开 分段断路器自动投入 保证 继续供电 具体接线图附图 1 五 短路电流计算五 短路电流计算 5 1 短路电流计算方法 基准电流 av j j U S I 3 三相短路电流周期分量有效值 3 Z I X I j 三相短路容量的计算公式 3 k S X S j 在 10 0 4kV 变压器二次侧低压母线发生三相短路时 一般 XR 3 1 5 2 短路电流的计算 取 100MVA B SkVUav 5 10 所以 1 T X 1 100 TN Bk S SU 5 4 101000 10100 100 5 4 3 6 4 5 2T X 1T X T P T Q 9 3T X 3 100 TN Bk S SU 7 12 315 10100 100 4 6 总配进线 0 295 L X 18 0 6 0 0 18 0 16 L X L X 2 av B U S 2 5 10 100 总配到 NO 1 变电所进线 10 323 0 323 L X 0 323 0 29 L X L X 2 av B U S 2 5 10 100 总配到 NO 3 变电所进线 20 323 0 646 L X 0 646 0 58 L X L X 2 av B U S 2 5 10 100 最大运行方式下 绘制等效电路图 1 K615 0 16 0 2 1 535 0 X kA U S I av j j 5 5 5 103 100 3 3 Z I X I j kA94 8 615 0 5 5 2 55 22 8kA 3 sh i 3 z I 3 sh IkA ish 52 13 686 1 3 3 k S X S j MVA 6 162 165 0 100 10 0 535 2 K X405 5 5 429 016 0 2 1 3 Z I X I j kA 7 26 405 5 34 144 kA U S I av j j 34 144 4 03 100 3 1 84 1 84 3 sh i 3 z IkA13 49 7 26 3 sh IkA ish 04 29 692 1 13 49 692 1 3 3 k S X S j MVA 5 18 405 5 100 0 535 3 K X115 5 5 416 0 2 1 3 Z I X I j kA22 28 115 5 34 144 1 84 1 84 3 sh i 3 z IkA92 5122 28 3 sh IkA ish 69 30 692 1 92 51 692 1 3 3 k S X S j MVA55 19 115 5 100 0 535 4 K X90 13 7 1258 0 16 0 2 1 3 Z I X I j kA38 10 90 13 34 144 1 84 1 84 3 sh i 3 z IkA11 1938 10 3 sh IkA ish 29 11 692 1 11 19 692 1 3 3 k S X S j MVA19 7 90 13 100 最小运行方式下 11 绘制等效电路图 0 93 0 16 1 09 1 K X 3 Z I X I j kA05 5 09 1 5 5 2 55 2 55 3 sh i 3 Z IkA88 1205 5 3 sh IkA ish 64 7 686 1 3 3 k S X S j MVA74 91 09 1 100 0 93 0 16 4 5 0 29 5 88 2 K X 3 Z I X I j kA55 24 88 5 34 144 1 84 1 84 3 sh i 3 Z IkA17 4555 24 3 sh IkA ish 69 26 692 1 3 3 k S X S j MVA06 17 88 5 100 0 93 0 16 4 5 5 59 3 K X 3 Z I X I j kA82 25 59 5 34 144 1 84 1 84 3 sh i 3 Z IkA51 4782 25 12 3 sh IkA ish 08 28 692 1 51 47 692 1 3 3 k S X S j MVA89 17 59 5 100 0 93 0 16 0 58 12 7 14 37 4 K X 3 Z I X I j kA04 10 37 14 34 144 1 84 3 sh ikA48 1804 10 3 sh IkA ish 92 10 692 1 48 18 692 1 3 3 k S X S j MVA96 6 37 14 100 将以上数据列成短路计算表 如表 5 1 和表 5 2 所示 表 5 1 最大运行方式 短路点 kA 3 z I kA 3 sh i kA 3 sh I 三相短路容量 MVA k S 1 k8 9422 813 52162 6 2 k26 749 1329 0418 5 3 k28 2251 9230 6919 55 4 k10 3819 1111 297 19 表 5 2 最小运行方式 短路点 kA 3 z I kA 3 sh i kA 3 sh I 三相短路容量 MVA k S 1 k5 0512 887 6491 74 2 k24 5545 1726 6917 06 13 3 k25 8247 5128 0817 89 4 k10 0418 4810 926 96 六 变电所的一次设备选择和校验六 变电所的一次设备选择和校验 供电系统的电气设备主要有断路器 负荷开关 隔离开关 熔断器 电抗器 互感器 母线装置及成套电设备等 电气设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路 故障条件下的工作要求 同时设备应工作安全可靠 运行方便 投资经济合理 电气设备按在正常条件下工作进行选择 就是要考虑电气装置的环境条件和电气要求 环境条件是指电气装置所处的位置 室内或室外 环境温度 海拔高度以及有无防尘 防 腐 防火 防爆等要求 对一些断流电器如开关 熔断器等 应考虑断流能力 6 1 高压设备器件的选择及校验 计算数据断路器隔离开关 电流互感 器 电压互感 器 高压熔断 器 避雷 器 型号SN10 10I GW1 6 10 400 LA 10 D 级 JDZ 10 RW10 200 30 FIFZ 10 U 10kV10kV10kV10kV11000 10010kV10kV 105 59A 30 I630A400A200 5 2A 8 94kA z I16kA 162 6MVA k S300MVA 200MVA 22 8kA sh i40kA25kA t t 2 I 2 94 8 2 2 16 5 2 14 个数7142221 供电技术 工厂供电设计指导 230227 PP 17379P P 6 1 1 断路器的选择与校验 1 按工作环境选型 户外式 2 断路器额定电压及额定电流 QFN U QFN I 10kV QFN U N U 105 59AI727 46A 40 70 30 70 630 II 30 0N 1N N QF N QF 14 630A 105 59A QFN I 30 I 3 动稳定校验 断路器最大动稳试验电流峰值不小于断路器安装处的短路冲击电流值即 QF i maxsh i 40kA 22 8A QF i maxsh i 4 热稳定校验 要求断路器的最高温升不超过最高允许温度即 jQFt tItI 22 即 2162 15 0 94 8 2 5 断流容量的校验 断路器的额定断流容量应大于断路器安装处的最大三相短路电流容量即 MVASQFkN300 3 MVASk 6 162max 3 综上 断路器的选择满足校验条件 6 1 2 隔离开关的选择与校验 1 按工作环境选型 户外型 2 隔离开关的额定电压及额定电流 10kV QSN U N U 200 105 59A QSN I 30 I 105 59AI461 9A 40 70 30 70 400 II 30 0N 1N N QS N QS 3 动稳定校验 25 5kA 22 8kA QS i maxsh i 4 热稳定校验 即9805142 0 1215 0 94 8 2 jQSt tItI 22 6 1 3 电流互感器选择与校验 高压侧电流互感器 10kV 电流互感器 1 该电流互感器额定电压安装地点的电网额定电压即 TAN U N U TAN U N U 2 电流互感器一次侧额定电流 126 7A105 59A2 1I2 1231A 40 70 30 70 200 II 30 0N 1N N ct N ct 3 动稳定校验 动稳定倍数 Kd 160 22 8A sh i 一次侧额定电流AII N N NCTN 231 0 1 15 则即动稳定性满足160 8 69 2312 108 22 2 3 CTN sh I i 2 CTN sh d I i K 4 热稳定性校验 热稳定倍数 Kt 90 热稳定时间 0 15 8 94kA sh i I 即 2 TANTI K 2 23190 3 103 4 热稳定性满足 102 115 0 8940 722 CYNtj IKtI 6 1 4 电压互感器的选择与校验 经查表该型号电压互感器额定容量VASN500 AA U S I N N N 5 005 0 10000 500 所以满足要求 6 1 5 高压熔断器的选择与校验 1 高压熔断器额定电压大于安装处电网的额定电压 即 NuN UkVFU 10 2 断流能力 MVAMVASFU 6 162200 6 1 6 避雷器的选择 避雷器的额定电压大于等于安装处电网的额定电压 6 1 7 10kV 进线与各车间变电所进线的校验 1 根据短路电流进行热稳定校验 1 10kV 进线 按经济电流密度选择进线截面积 已知小时 经查表可得 经济电流密度 jec 0 9A 6000 max T 2 mm 进线端计算电流 A U S I 6 105 103 878 1828 3 30 可得经济截面 Aec 230 33 117 9 0 6 105 mm jec I 经查表 选择 LJ 型裸绞线 LJ 120 取导线间几何间距 D 0 6m 该导线技术参数为 R 0 27 X km km 29 0 校验 短路时发热的最高允许温度下所需导线最小截面积 22 3 min 1204015 0 87 94 8 mmmmt C I A j 所以满足要求 2 No 1 变电所进线 16 按上述方法选择 LJ 型裸绞线 LJ 50 取导线间几何间距 D 0 6m 该导线技术参数为 R 0 64 X km km 323 0 校验 22 3 min 504015 0 87 94 8 mmmmt C I A j 所以满足要求 4 No 3 变电所进线 按上述方法选择 LJ 型裸绞线 LJ 25 取导线间几何间距 D 0 6m 22 3 min 254015 0 87 94 8 mmmmt C I A j 2 根据电压损耗进行校验 1 10kV 进线 4 0 1000 177 0 89 757162 0 451 1664 10 2 N U QXPR u 2 No 1 车间变电所进线 095 0 1000 323 0 18 29264 0 07 647 10 2 N U QXPR u 3 No 3 车间变电所进线 37 0 1000 646 0 44 10128 1 225 234 10 2 N U QXPR u 3 根据符合长期发热条件进行校验 1 10kV 进线 选 LJ 120 型裸铝绞线 取导线间几何间距 D 0 6m 经查表可得 最大允许载流量 105 6A 总负荷电流 AIZ375 2 No 1 车间变电所进线 选 LJ 50 型裸铝绞线 取导线间几何间距 D 0 6m 经查表可得 最大允许载流量 41 89AAIZ215 3 No 3 车间变电所进线 选 LJ 50 型裸铝绞线 取导线间几何间距 D 0 6m 经查表可得 最大允许载流量 17 25AAIZ215 6 2 低压设备器件的选择及校验 NO 1 计算数据低压断路器隔离开关电流互感器 17 型号DW48 1600HD11 14LMZ 0 5 1 J U 0 4kV0 4kV0 4kV0 4kV 933 96A 30 I1600A1000A1000 5 26 7kA Z I50kA 18 5MVA k S 49 13kA sh i 60kA 杠杆式 135 t t 2 I 2 7 26 1302 75 个数178 NO 2 计算数据低压断路器隔离开关电流互感器 型号DW48 1600HD11 14LMZ 0 5 1 J U 0 4kV0 4kV0 4kV0 4kV 1277 89A 30 I1600A1500A2000 5 28 22kA Z I50kA 19 55MVA k S 51 92kA sh i 80kA 杠杆式 135 t t 2 I 2 22 28 1402 75 个数156 NO 3 计算数据低压断路器隔离开关电流互感器 型号DW15 630HD11 14LMZB6 0 38 U 0 4kV0 4kV0 4kV0 4kV 368 42A 30 I630A600A300 800 5 10 38kA Z I30kA 7 18MVA k S 18 19 11kA sh i 50kA 杠杆式 135 t t 2 I 2 38 10 1252 75 个数145 供电技术 工厂供电设计指导 231 P 81 P NO 1 1 低压断路器的选择与校验 1 按工作环境选型 户外式 2 断路器额定电压及额定电流 QFN U QFN I 0 4kV QFN U N U 933 96AI1847 5A 40 70 30 70 1600 II 30 0N 1N N QF N QF 2 隔离开关的选择与校验 1 按工作环境选型 户外型 2 隔离开关的额定电压及额定电流 QSN U QSN I 0 4kV QSN U N U 1000 1154 7A 933 96A QSN I QSN I 0 1 N N 4070 3070 30 I 满足要求 3 动稳定校验 60kA 49 13Ka et i sh i 满足要求 4 热稳定校验 1 900tIt2 2 30 107 j tI 2 15 0 7 26 2 所以 满足要求tIt2 j tI 2 3 电流互感器选择与校验 低压侧电流互感器 1 该电流互感器额定电压不小于安装地点的电网额定电压 即 TAN U N U TAN U N U 19 2 电流互感器一次侧额定电流 AII N N NCTN 7 1154 4070 3070 1000 0 1 933 06A 满足要求 30 I 3 动稳定校验 Kd 135 满足要求13530 7 11542 1013 49 2 3 CTN sh I i 4 热稳定校验 Kt 75 7 4 2 TANTI K 2 7 115475 9 10 1217 89A 满足要求 QFN I 30 I 2 隔离开关的选择与校验 5 按工作环境选型 户外型 6 隔离开关的额定电压及额定电流 0 4kV QSN U N U 1500 1217 89A QSN I 30 I 满足要求A89 1217IA1732 40 70 30 70 1500 II 30 0N 1N N QS N QS 7 动稳定校验 80kA 51 92kA QS i maxsh i 8 热稳定校验 即16001402 6 11915 0 22 28 2 jQSt tItI 22 3 电流互感器选择与校验 低压侧电流互感器 0 4kV 电流互感器 5 该电流互感器额定电压安装地点的电网额定电压即 TAN U N U TAN U N U 6 电流互感器一次侧额定电流 20 1217 89AI1732A 40 70 30 70 1500 II 30 0N 1N N ct N ct 7 动稳定校验 动稳定倍数 Kd 135 51 92kA sh i 一次侧额定电流AII N N NCTN 1732 0 1 则即动稳定性满足135 2 21 17322 1092 51 2 3 CTN sh I i 2 CTN sh d I i K 4 热稳定性校验 热稳定倍数 Kt 75 热稳定时间 0 15 28 22kA sh i I 即 2 TANTI K 2 173275 10 107 1 热稳定性满足 102 115 028220 822 TANtj IKtI NO 3 1 断路器的选择与校验 1 按工作环境选型 户外式 2 断路器额定电压及额定电流 QFN U QFN I 0 4kV QFN U N U 368 42AIA 5 727 40 70 30 70 630 II 30 0N 1N N QF N QF 630A 368 42A 满足要求 QFN I 30 I 2 隔离开关的选择与校验 1 按工作环境选型 户外型 2 隔离开关的额定电压及额定电流 0 4kV QSN U N U 600 368 42A QSN I 30 I 满足要求A42 368IA693 40 70 30 70 600 II 30 0N 1N N QS N QS 3 动稳定校验 50kA 19 11kA QS i maxsh i 4 热稳定校验 即6251252 2 1615 0 38 10 2 jQSt tItI 22 21 3 电流互感器选择与校验 低压侧电流互感器 0 4kV 电流互感器 1 该电流互感器额定电压安装地点的电网额定电压即 TAN U N U TAN U N U 2 电流互感器一次侧额定电流 满足要求368 42AI693A 40 70 30 70 600 II 30 0N 1N N ct N ct 3 动稳定校验 动稳定倍数 Kd 135 19 11kA sh i 一次侧额定电流AII N N NCTN 693 0 1 则即动稳定性满足135 5 19 6932 1011 19 2 3 CTN sh I i 2 CTN sh d I i K 4 热稳定性校验 热稳定倍数 Kt 75 热稳定时间 0 15 10 38kA sh i I 即 2 TANTI K 2 69375 10 107 2 热稳定性满足 106 115 0 10380 722 TANtj IKtI 6 3 各车间的进线装设低压熔断器 低压熔断器的型号 型号熔断电流熔体电流分段电流 FU1RM1060060010000 FU2RM1060060010000 FU3RM1020016010000 FU4RM1060353500 FU5RM1035030010000 FU6RM1060203500 FU7RM1060353500 FU8RM10100085012000 FU9RM10100085012000 FU10RM1015151200 FU11RM1060353500 FU12RM1060253500 FU13RM1035022510000 FU14RM1020020010000 FU15RM10100803500 FU16RM1060453500 22 6 4 母线的选择与校验 6 4 1 高压母线选择与校验 工厂供电 LMY 母线尺寸 15 3 2 mm 铝母线载流量 165A 热稳定校验 22 3 min 4579 3915 0 87 1094 8 mmmmt C I A ima 所以满足热稳定要求 动稳定校验 W M c K lF M c 3 6 2h b W a l iKF shf 2 3 7 10732 1 带入数据 a l iKF shf 2 3 7 10732 1 1 330 3 0 1 11 10 8 22 10732 1 237 N K lF M c 3 311 36 10 1 1 1 330 mN 6 2h b W 10125 1 6 003 0 015 0 36 2 m W M c MPaMPa 7028 32 10125 1 311 36 6 所以满足动稳定要求 6 4 2 低压母线选择与校验 No 1 AI76 1024 30 LMY 母线尺寸 80 6 2 mm 铝母线载流量 1150A 热稳定校验 22 3 min 48086 11815 0 87 10 7 26 mmmmt C I A ima 所以满足热稳定要求 动稳定校验 W M c K lF M c 3 6 2h b W a l iKF shf 2 3 7 10732 1 带入数据如下 23 a l iKF shf 2 3 7 10732 1 9 1532 3 0 1 11 1013 49 10732 1 237 N K lF M c 3 62 168 10 1 1 9 1532 mN 6 2h b W 104 6 6 006 008 0 36 2 m W M c MPaMPa 7035 26 104 6 62 168 6 所以满足动稳定要求 No 2 AI29 1203 30 LMY 母线尺寸 100 6 2 mm 铝母线载流量 1425A 热稳定校验 22 3 min 60063 12515 0 87 1022 28 mmmmt C I A ima 所以满足热稳定要求 动稳定校验 W M c K lF M c 3 6 2h b W a l iKF shf 2 3 7 10732 1 带入数据如下 a l iKF shf 2 3 7 10732 1 94 1711 3 0 1 11 1092 51 10732 1 237 N K lF M c 3 31 188 10 1 194 1711 mN 6 2h b W 100 1 6 006 01 0 35 2 m W M c MPaMPa 7083 18 100 1 31 188 5 所以满足动稳定要求 No 3 AI42 368 30 LMY 母线尺寸 40 4 2 mm 24 铝母线载流量 480A 热稳定校验 22 3 min 16021 4615 0 87 1038 10 mmmmt C I A ima 所以满足热稳定要求 动稳定校验 W M c K lF M c 3 6 2h b W a l iKF shf 2 3 7 10732 1 带入数据如下 a l iKF shf 2 3 7 10732 1 92 231 3 0 1 11 1011 19 10732 1 237 N K lF M c 3 51 25 10 1 192 231 mN 6 2h b W 1007 1 6 004 0 04 0 36 2 m W M c MPaMPa 7084 23 1007 1 51 25 6 所以满足动稳定要求 6 5 绝缘子和套管选择与校验 6 5 1 户内支柱绝缘子 型号 ZA 10Y 额定电压 10kV 动稳定校验 经查表可得 支柱绝缘子最大允许机械破坏负荷 弯曲 为 3 75kN 则 K 22501075 36 0 3 NFal 经验证 2250 3 NKFF alc 所以支柱绝缘子满足动稳定要求 6 5 2 穿墙套管 型号 CWL 10 600 1 动稳定校验 经查表可得 a 0 22mkNFal5 7 ml8 1 1 ml56 0 2 69 480 22 0 10 10 8 22 56 0 8 1 862 0 723 2 3 21 Ni a llk F shc 69 480 4500105 76 06 0 3 NFNF cal 25 所以此穿墙套管满足动稳定要求 2 热稳定校验 额定电流为 600A 的穿墙套管 5s 热稳定电流有效值为 1 2kA 则 720512 1215 0 94 8 222222 3 skAtIskAtI tima 所以穿墙套管满足热稳定要求 七 变配电所得布置与机构设计七 变配电所得布置与机构设计 总配电所的地点应尽量接近工厂的负荷中心 进出线方便 靠近电源侧 尽量使进出线 方便 设备运输方便 不应设在有爆炸危险或有腐蚀性气体的场所周围 本设计中 工厂中心有一软水站和水塔 所以本工厂总配电所不宜设在工厂中心位置 工厂东北角远离负荷中心 且有一卸油台和化验室 总配电所不宜靠近易爆易燃与具有腐 蚀性物品的场所 所以也不应该在此地建设总配电所 本厂最重负荷有 NO 2 变电所承担 且周围负荷较均衡 故宜将总配建在此所附近 而且对负荷不大的用户 可将总配电所与 某个 10kV 变电所合并 扩充为变配电所 根据本厂实际情况 出线相对较少 负荷总体 水平不大 所以在设计时 将总配电所与 NO 2 变电所合并 建设成变配电所 同时节省 了投资 便于管理 工厂总配电变电所平面布置简图见附图 2 八 防雷装置及接地装置设计八 防雷装置及接地装置设计 8 1 直击雷保护 1 本厂最高建设为水塔 设计高度为 20m 加设 2m 高的避雷针 现计算水塔避雷 针能否保护软水站 本厂为第三类建设物 滚球半径 60m 水塔上避雷针高度为 20 2 22m r h 软水站一般建筑高度 4m 经测量避雷针至软水站最远屋角距离为 r 20m 避雷针保护 x h 半径 1 5h 2 p 25 20m x r x h 因此水塔避雷针能保护软水站 2 由于 No 1 No 3 变电站中电气设备并不集中 只各有一台或两台变压器 所以不 设独立的避雷保护 而采用在各变压器侧加装避雷器的方法来防止雷电波和操作过电压 3 因总配与 No 2 变电站合并 建设成总配电所 电气设备较集中 所以设置独立的 避雷针保护 设避雷针高度为 22m 保护半径同上计算 24 89m 同时为防止反击 避雷针 建设在距离总配 10m 处 并使避雷针接地体与总配接地体相距大于 3m 8 2 配电所公共接地装置的设计 对于大量使用动力电的矿工企业 供电系统采用 YN C 系统 即保护接线与零线相统 一 电气设备外壳接保护零线与系统共地 1 确定接地电阻要求值 经查表可确定此变电所公共接地装置的接地电阻应该满足一下两个条件 26 120 其中 A E R E I E I 350 cabohN llU 4 E R 式中 系统的额定电压 N U 有电的联系的架空线路总长度 km oh l 有电的联系的电缆线路总长度 km cab l 所以 E I 350 10 caboh ll 所以 120 E R E I 比较可得 总接地电阻 4 E R 2 人工接地电阻 应不考虑自然接地体 所以 4 maxE R E R 3 接地装置方案初选 采用 环路式 接地网 初步考虑围绕变电所建筑四周打入一圈钢管接地体 钢管直 径 50mm 长 2 5m 间距为 2 4m 管间用 40 4的扁钢连接 2 mm 4 计算单根接地电阻 查表可得砂质粘土电阻率 100m 单根钢管接地电阻 40 Eg R 5 2 5 2 100 5 确定接地钢管数和最后接地方案 根据 40 4 10 故选择 10 根钢管做接地体 1 利用系数 E R max E R l a 0 52 0 58 取 0 55 因此接地体数量 n 为 E n 16 E Eg R R 9 0 所以最后确定为用 16 根直径 50mm 长 2 5m 的钢管体接地体管间距为 2 5m 环式布 置 用 40 4 扁管连接 附加均压带 100A 11 3 中央信号装置 在变电所控制或值班室内一般装设中央信号装置 由事故信号和预告 信号组成 车间变电所中央信号装置一般采用重复动作的信号装置 若变电所接线简单可采用不重 复动作信号装置 本变电所采用集中复归不能重复动作的事故信号装置和集中的复归预告 信号装置 它们均采用交流操作电源 取自电压互感器作为信号电路电源 9 2 变电所继电保护装置配置 继电保护装置应该满足可靠性 选择性 灵敏性和速动性 电力设备和线路短路故障的 保护应设有主保护和后备保护 必要时再增加辅助保护 9 2 1 电力