某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统de-设计

摘摘 要要 某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统设计是对工厂供电的设计 本设计对工 厂供电方式 主要设备的选择 保护装置的配置及防雷接地系统进行了相应的叙述 其中还包括全厂的负荷计算 高压侧和低压侧的短路计算 设备选择及校验 主要设 备继电保护设计 配电装置设计 防雷和接地设计等 本设计通过计算出的有功 无 功和视在功率选择变压器的大小和相应主要设备的主要参数 再根据用户对电压的要 求 计算补偿功率 从而得出所需补偿电容的大小与个数 根据国家供电部门的相关规定 画出总配变电所及配电系统的主接线图 电气主 接线对电气设备的选择 配电所的布置 运行的安全性 可靠性和灵活性 对电力工 程建设和运行的经济节约等 都有很大的影响 关键词 变电所 负荷计算 设备选型 继电保护 ABSTRACT The whole plant distribution substation and power distribution system design of a plastic products factory is for power plant design The design makes the narrative about the factory power supply main equipment selection protection device configuration and grounding system for lightning protection which also includes the load calculation of the factory the short circuit current calculation of the high pressure side and low pressure side equipment selection and validation the main equipment relay protection design power distribution equipment design lightning protection and grounding design This design is based on the calculation of the active power reactive power and apparent power transformer and the size of the corresponding main equipment main parameter then works out the compensation computing power according to user requirements to voltage Thus it can obtain the desirable size and number of compensation capacitor According to the relevant provisions of the national electricity sector the design draws the main connection diagram about the total distribution substation and power distribution system Main electrical connection have great influence on the electrical equipment selection the layout of the distribution operation safety reliability and flexibility also power engineering construction and economy of the operation and so on Keywords substations load calculation equipment selection relay protection 目 录 第 1 章 绪论 1 1 1 工厂供电的意义 1 1 2 工厂供电的要求 1 1 3 工厂平面图 1 第 2 章 主接线的设计 3 2 1 总配电所的主接线设计的原则和意义 3 2 2 变配电所主接线方案的技术经济指标 3 2 3 主接线图 4 第 3 章 负荷计算 6 3 1 负荷计算的意义 6 3 2 负荷计算的方法 6 3 3 负荷计算示意图 7 3 4 具体数据和负荷计算举例 7 3 4 1 原始数据 7 3 4 2 负荷计算 8 第 4 章 功率补偿计算及变压器的选择 12 4 1 功率补偿计算 12 4 2 变压器容量的选择 14 第 5 章 短路电流计算 16 5 1 短路电流计算方法及意义 16 5 2 短路计算 16 5 2 1 短路电流计算等效示意图 16 5 2 2 短路电流及容量的计算 16 第 6 章 进线 母线及电器设备的选择 19 6 1 总配电所架空线进线的选择 19 6 2 高压侧与低压侧母线的选择 19 6 3 各变电所进线选择 19 6 4 变电所低压出线的选择 20 6 5 设备的选择 21 6 5 1 高压侧设备的选择 21 6 5 2 各车间进线设备的选择 21 6 5 3 各变电所低压侧出线回路设备选择与校验表 22 第 7 章 过电流保护 25 7 1 高压进线的继电保护 25 7 2 各变电所进线的保护 26 7 3 变压器继电保护 28 第 8 章 防雷与接地保护 31 8 1 防雷保护 31 8 2 接地装置 31 结论 33 参考文献 34 致 谢 35 附 录 36 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 第 1 章 绪论 1 1 工厂供电的意义 工厂供电 electric power supply for industrial plants 就是指工厂所需 电能的供应和分配 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 例如在机械工业中 电费的开支仅占产品成本的 5 左右 因此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自动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 于实现生产过程的自动化 从另一方面说 如果工厂的电能供应突然中断 对工业生 产可能造成严重的后果 例如某些供电可靠性要求很高的工厂 即使是极短暂的停电 也会引起重大的设备损坏 或引起大量的产品报废 甚至可能发生重大的人身事故 给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失 所以 工厂应该根据本厂环境条件 和供电要求来选择适当的电气设备和确定其各项参数 保证工厂正常运行时安全可靠 出现故障时不致出现严重的后果 并在合理的情况下注意节约 还应该根据工厂生产 情况与供应能力统筹兼顾 因此 一套完整的现代化供电系统对于一个工厂实现生产 自动化 提高成品质量是不可缺少的 1 2 工厂供电的要求 在工厂供电的过程中要切实保证工厂生产和生活的需要 还要做好节能工作 就 应该做到以下要求 1 可靠 要满足供电可靠性的要求 2 安全 要满足在电能的使用中不应发生设备和人身事故 3 优质 要保证用户对电能质量的要求 4 经济 尽量减少供电系统中不必要的投资 并尽可能地节约电能 此外 在设计工厂配电系统的时候还要考虑到当地的天气设计防雷接地装置 合 理地处理当前和长远的关系 既要节约能源 又要保证工厂生产和生活的需要 1 3 工厂平面图 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 图 1 1 塑料厂平面布置图 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 第2章 主接线的设计 根据本厂与供电部签定的供用电协议 供电电压为从电业部门某60 10千伏变电 所用10千伏架空线路向本厂供电 该所在厂南侧l公里 工作电源仅采用10千伏电压 一种 总配电所内的10KV母线采用母线不分段 电源进线均用断路器控制 2 1 总配电所的主接线设计的原则和意义 一次接线图也叫做主接线图 是指在发电厂 变电所 电力系统中 为满足预定 的功率传送和运行等要求而设计的 表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能 的电路 电路中的高压电气设备包括发电机 变压器 母线 断路器 隔离刀闸 线 路等 电气一次设备是指直接用于生产 输送和分配电能的生产过程的高压电气设备 它包括发电机 变压器 断路器 隔离开关 自动开关 接触器 刀开关 母线 输 电线路 电力电缆 电抗器 电动机等 对工厂变电所主接线应满足以下几点要求 1 安全 应符合有关国家标准和技术规范的要求 能充分保证人身和设备的安 全 2 可靠 应满足电力负荷对供电可靠性的要求 3 灵活 应能适应必要的各种运行方式 便于操作和检修 且适应负荷的发展 4 经济 在满足上述要求的前提下 尽量使主接线简单 投资少 运行费用低 并节约电能和有色金属消耗量 2 2 变配电所主接线方案的技术经济指标 设计变配电所主接线 应根据所选主变压器的容量以及负荷对供电可靠性的要求 初步确定 2 3 个比较合适的主接线方案来进行技术经济比较 择其忧者作为选定的 变配电所主接线方案 主接线的基本方式有以下四种 1 单母线接线 母线是连接电源和引出线的中间环节 起汇集和分配电能的作用 只有一组母线 的接线称为单母线 单母线接线简单明了 操作方便 便于扩建 投资少 2 双母线连线 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 在单母线连线的基础上 设备备用母线 就成为双母线 它在供电可靠性和运行 灵活性方面是最好的一种主接线 可投资大 开关电器多 配电装置复杂 占地面积 大 不适合一般配电所 3 桥式接线 当配电所只有两回路电源进线和两台主变压器时 采用桥式接线用的断路器台数 最少 投资低 4 线路一变压器组单元接线 当单回路单台变压器供电时 宜采用此进线 所有的电气设备少 配电装置简单 节约建设投资 2 3 主接线图 方案1 只装一台变压器的主接线图 图2 1 装一台变压器的主接线图 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 方案2 装有两台变压器的主接线图 图2 2 装两台变压器的主接线图 经过对比方案1比方案2更经济就 简单 并且满足本设计的需要 所以本设计选 择方案1 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 第3章 负荷计算 3 1 负荷计算的意义 计算负荷是供电系统设计计算的基础 为选择变压器台数和容量 选择电气设备 确定测量仪表的量程 选择继电保护装置等提供重要的数据依据 所以负荷计算准确 与否直接影响着供电设计的质量 工厂供电系统运行时的实际负荷并不等于所有用电 设备额定功率之和 这是因为用电设备不可能全部同时运行 每台设备也不可能全部 满负荷 各种用电设备的功率因数也不可能完全相同 因此 工厂供电系统在设计过 程中 必须找出这些用电设备的等效负荷 所谓等效是指这些用电设备在实际运行中 所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等 产生的最大温升与等效负荷产生 的最高温升相等 我们按照等效负荷 从满足用电设备发热的条件来选择用电设备 用以计算的负荷功率或负荷电流称为 计算负荷 通常规定取 30 分钟 min 平均最 大负荷 和作为该用户的 计算负荷 并用 和分别表示其 30 P 30 Q 30 SjsPjsQjsSjsI 有功 无功 视在和电流计算负荷 计算负荷也称需要负荷或最大负荷 目的是为了合理地选择工厂各级电压供电网 络 变压器容量和设备型号等 3 2 负荷计算的方法 计算负荷的确定是工厂供电设计中很重要的一环 汁算负荷的确定是否合理 直 接影响到电气设备选择的合理性 经济性 如果汁算负荷确定的过大 将使电气设备 选得过大 造成投资利有色金属的浪费 而计算负荷确定的过小 则电气设备运行时 电能损耗增加 并产生过热 使其绝缘过于老化 甚至烧毁 造成经济损失 因此 在供电设计中 应根据不同的情况 选择正确的计算入法来确定汁算负荷 常用的负 荷计算方法有需要系数法 二项式法 利用系数法和面积功率法等 在实际工程配电 设计中 广泛采用系数法 因其计算方便 多采用方案估算 初步设计和全厂大型车 间变电所的施工设计 按需要系数法确定计算 应从实际每台用电设备开始 逐级向电源推进 一直计 算到电源 用每一级的计算负荷为选择该用电器的依据 需用系数法的计算 现在己 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 普遍应用于供配电设计中 其缺点是它未考虑到用电设备中少数容量特大的设备对计 算负荷的影响 本设计的情况符合需要系数法 因此本设计中的负荷计算都用需要系 数法进行计算 3 3 负荷计算示意图 本设计所采用的电力负荷计算示意图如图3 1所示 将每个计算点编号 由用电 设备依次逆推到电源侧 图 3 1 电力负荷计算示意图 3 4 具体数据和负荷计算举例 3 4 1 原始数据 个车间的数据如表 3 1 所示 表 3 1 所有变电所负荷计算表 序号车间或用电单位名称设备容量 千瓦 需用系数 Kd功率因数 cos 功率因数正切 tg 1 NO1 变电所 1 薄膜车间 14000 60 61 33 2 原料库 300 250 51 73 3 生活间 100 81 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 4 成品库 一 250 30 51 73 5 成品库 二 240 30 51 73 6 包装材料库 200 30 51 73 2 NO2 变电所 1 单丝车间 13850 60 61 33 2 水泵房及其附属设备 200 650 80 75 3 NO3 变电所 1 油塑车间 1890 40 61 33 2 管材车间 8800 350 61 33 4 NO4 变电所 1 备料复制车间 1380 60 51 73 2 生活间 100 81 3 浴室 30 81 4 钳工车间 300 30 651 17 5 原料 生活间 150 81 6 仓库 150 30 51 73 7 机修模具车间 1000 250 651 17 8 处理车间 1500 60 71 02 9 车间 1800 30 51 73 5 NO5 变电所 1 锅炉房 2000 70 750 88 2 试验室 1250 250 51 73 3 辅助材料库 1100 20 51 73 4 油泵房 150 650 80 75 5 加油站 100 650 80 75 6 办公楼 招待所 食 堂 150 60 61 33 3 4 2 负荷计算 现以 NO 5 变电所车间负荷计算为例 计算过程如下 在计算各车间变电所负 荷合计时 同时系数分别取值 0 9 0 95 p K q K NO 5 变电所 1 锅炉房 有功功率 200 0 7 140 KW 1 30 P d K e P 无功功率 140 0 88 123 2 Kvar 1 30 Q 1 30 P tan 视在功率 140 0 75 186 67 KV A 1 30 S cos 1 30 P 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 2 试验室 有功功率 125 0 25 31 25 KW 2 30 P d K e P 无功功率 31 25 1 73 54 06 Kvar 2 30 Q 2 30 P tan 视在功率 31 25 0 5 62 5 KV A 2 30 S cos 2 30 P 3 辅助材料库 有功功率 110 0 2 22 KW 3 30 P d K e P 无功功率 22 1 73 38 06 Kvar 3 30 Q 3 30 P tan 视在功率 22 0 5 44 KV A 3 30 S cos 3 30 P 4 油泵房 有功功率 15 0 65 9 75 KW 4 30 P d K e P 无功功率 9 75 0 75 7 31 Kvar 4 30 Q 4 30 P tan 视在功率 9 75 0 8 12 19 KV A 4 30 S cos 4 30 P 5 加油站 有功功率 10 0 65 6 5KW 5 30 P d K e P 无功功率 6 5 0 75 4 88 Kvar 5 30 Q 5 30 P tan 视在功率 6 5 0 8 8 13 KV A 5 30 S cos 5 30 P 6 办公楼 招待所 食堂 有功功率 15 0 6 9 KW 6 30 P d K e P 无功功率 9 1 33 11 97 Kvar 6 30 Q 6 30 P tan 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 视在功率 9 0 6 15 KV A 6 30 S cos 6 30 P 变电所 N0 5 的计算负荷 有功计算负荷 30PpK 305P 0 9 140 31 25 22 9 75 6 5 9 196 65 KW 无功计算负荷 30QqK 305Q 0 95 123 2 54 06 38 06 7 31 4 88 11 97 227 51 Kvar 视在计算负荷 30S 22 3030QP 22 51 22765 196 300 72 KV A 其余变电所的计算方法与 NO 1 变电所的计算方法相同 这里就不一一计算了 其 计算结果如表 3 2 所示 表 3 2 负荷计算结果 计算负荷序 号 车间 单位 名称 有功 KW 30P无功 Kvar 30Q 视在 KV A 30S 1 NO1 变电所 1薄膜车间8401117 21400 2原料库7 512 9815 3生活间88 4成品库 一 7 512 9815 5成品库 一 7 212 4614 4 6包装材料库610 3812 7小计876 211661464 4 乘以同时系数 KP 0 9 KQ 0 95 788 581107 71359 73 2 NO2 变电所 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 1单丝车间8311105 231385 2水泵房及其附属设备139 7516 25 3小计8441114 981401 25 乘以同时系数 KP 0 9 KQ 0 95 759 61059 231303 44 3 NO3 变电所 1油塑车间75 6100 55126 2管材车间308409 64513 33 3小计383 6510 15639 33 乘以同时系数 KP 0 9 KQ 0 95 345 24484 68595 07 4 NO4 变电所 1备料复制车间82 8143 24165 6 2生活间88 3浴室2 42 4 4钳工车间910 5313 85 5原料 生活间1212 6仓库4 57 799 7机修模具车间2529 2538 46 8处理车间9091 8128 57 9车间5493 42108 10小计287 7376 03485 88 乘以同时系数 KP 0 9 KQ 0 95 258 57357 23440 99 5 NO5 变电所 1锅炉房140123 2186 67 2试验室31 2554 0662 5 3辅助材料库2238 0644 4油泵房9 757 3112 19 5加油站6 54 888 13 6办公楼 招待所 食堂911 9715 7小计218 5239 48328 49 乘以同时系数 KP 0 9 KQ 0 95 196 65227 51300 72 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 第 4 章 功率补偿计算及变压器的选择 4 1 功率补偿计算 供电单位一般对用电用企业要求要求功率因数达到 0 9 以上 当总功率因数较低 时 常采用提高用电设备的自然功率因数的方法提高总平均功率因数 提高负荷的功 率因数 可以减少发电机送出的无功功率和通过线路 变压器传输的无功功率 使线 损大为降低 而且还可以改善电压质量 提高线路和变压器的输送能力 本设计采用并联电容器进行无功补偿 它是目前最行之有效且应用最广的无功补 偿的措施 它主要用于频率为50Hz的电网中提供功率因数 作为产生无功功率的电源 下面以NO 5变电所为例计算 变电所的补偿前功率因数 196 65 300 72 0 65 cos 30 30 S P 计算电流 78 46 A30I NU S 3 30 103 73 1359 补偿后功率因数 0 92 cos 需要补偿的功率 196 65 1 17 0 43 CQ tan tan 30 P 145 52 Kvar 补偿电容器的个数 145 52 25 5 81 c C q Q n 所以实际补偿的功率 150 Kvar 所以本设计中选用电容器的型号为cQ BKMJ0 4 25 3 补偿后有功计算负荷 196 65 KW 30P30P 补偿后无功计算负荷 227 51 150 77 51 Kvar 30Q30QcQ 补偿后视在计算负荷 211 37 KV A 30S 2 2 3030QP 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 补偿后的计算电流 12 20 A 30I NU S 3 30 103 37 211 高压侧功率因数的校检 0 015 0 015 211 37 3 17 KWTP 30S 0 06 0 06 211 37 12 68 KvarTQ 30S 高压侧有功计算负荷 199 82 KW 30PTP 30P 高压侧无功计算负荷 90 19 KV A 30QTQ 30Q 高压侧视在计算负荷 219 23 KV A 30S 2 2 3030QP 高压侧计算电流 12 66 A 30I NU S 3 30 103 23 219 高压侧的功率因数 0 91 0 9 满足要求 cos 30 30 S P 其他各变电所的计算方法相同 计算结果如表4 1所示 表4 1 功率补偿计算结果 变电所 NO 1NO 2NO 3NO 4NO 5 cos 0 580 580 580 590 65 KW 30P788 58759 6345 24258 57196 65 Kvar 30Q 1107 71059 23484 68357 23227 51 KV A 30S1359 731303 44595 07440 99300 72 补 偿 前 A 30I78 4675 2634 3625 4617 36 cos 0 920 920 920 920 92 KW 30P 788 58759 6345 24258 57196 65 Kvar 30Q 332 7309 23134 68107 2377 51 KV A 30S 855 89820 13370 58279 92211 37 补 偿 后 A 30 I 49 4247 3521 4016 1612 20 cos 0 90 910 910 900 91高 压 侧 KW 30P801 42771 9350 8262 77199 82 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 4 2 变压器容量的选择 1 只装一台变压器的变电所 变压器的容量 应满足用电设备全部的计算负荷的需要 即TS30S 30SST 2 装有两台变压器的变电所 每台变压器的容量应满足以下两个条件 TS 任一台变压器工作时 宜满足总计算负荷 的大约 60 70 的需要 即30S 0 6 0 7 TS 30S 任一台变压器工作时 应满足全部一 二级负荷的需要 即30S 21 30 SST 本设计中所有负荷均为三级负荷 故变电所选取的变压器仅考虑 1 即可 3 车间变电所变压器的容量上限 单台变压器不宜大于 1000KV A 这一方面是受以往低压开关电器断流能力和短 路稳定度要求的限制 另一方面也是考虑到可以使变压器更接近于车间负荷中心 以 减少低压配电线路的电能损耗 电压损耗和有色金属消耗量 4 并行运行的变压器 最大容量与最小容量之比不应超过 3 1 同时 并联运行的两台变压器必须符合 以下条件 并联变压器的电压比必须相同 允许差值不应超过 否则会产生环流引5 起电能损耗 甚至绕组过热或烧坏 并列变压器的阻抗电压必须相等 允许差值应不超过 10 否则阻抗电压小 的变压器可能过载 并列变压器的联接组别应相同 否则二次侧会产生很大的环流 可能使变压器 绕组烧坏 以 NO 5 变电所变压器的选择为例 其计算负荷是 300 72 所以应该选择变压器 的型号为 S9 400 10 一台就能满足需要 同理 选出其他变电所的变压器型号 结果 如表 4 2 所示 Kvar 30Q 383 05358 44156 91124 0390 19 KV A 30S888 26851 06384 29290 57219 23 A 30 I 51 2949 1422 1916 7812 66 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 表 4 2 各变电所选的变压器及台数 额 定 电 压消耗 KW 变 电 所 变压器的型号 额定 容量 KVA 高压低压空载短路 空载 电流 阻抗 电压 台数 台 NO 1S9 1000 10100010 50 41 7210 01 14 51 NO 2S9 1000 10100010 50 41 7210 01 14 51 NO 3S9 500 10 50010 50 41 05 01 441 NO 4S9 400 1040010 50 40 844 201 441 NO 5S9 315 1031510 50 40 703 501 541 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 第 5 章 短路电流计算 5 1 短路电流计算方法及意义 短路电流计算的方法 常用的有欧姆法和标幺制法 本设计采用标幺制法 短路 电流计算的目的主要是为了正确选择电气设备 以及进行继电保护装置的整定计算 5 2 短路计算 5 2 1 短路电流计算等效示意图 图 5 1 短路等效电路图 5 2 2 短路电流及容量的计算 取基准容量 100MVA 高压侧基准电压 低压侧基dSkVUC 5 101 kVUC4 02 高侧基准电流 低压侧基准电流kA U S I C d d5 5 3 1 1 kA U S I C d d34 144 3 2 2 1 电力系统的电抗标幺值由 300MVA 得 100 300 0 33OCS 1X oc d S S 2 架空线路的电抗标幺值 由 0 35 km 1km 得 0Xl 0 32 2X 2 1 0 c d U S lX 2 10 5 100 10 35 3 电力变压器的电抗标幺值 这里以 NO 1 为例计算 该变电所选的变压器是 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 S9 1000 10 所以 4 5 kU 4 5 3X 2 100 N dk S SU 1000 10100 100 5 4 3 短路等效电路图如图 5 1 所示 并标明短路计算点 计算 K 1 点的短路电路总标幺值及三相短路电流和短路容量 1 总电抗标幺值 0 33 0 32 0 65 1 K X 1X 2X 2 三相短路电流周期分量有效值 5 5 0 65 KA 8 46 KA 3 1 K I 1 1 K d X I 3 其他三相短路电流 8 64 KA 3 I 3 I 3 1 K I 2 55 2 55 8 64 22 03 KA 3 sh i 3 I 1 51 1 51 8 64 13 06 KA 3 sh I 3 I 4 三相短路容量 153 85 MV A 3 1 K S 1 K d X S 65 0 100 计算 K 2 点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 5 总电抗标幺值 0 33 0 32 4 5 5 15 2 K X321XXX 6 三相短路电流周期分量有效值 28 03 KA 3 2 K I 2 2 K d X I 15 5 34 144 7 其他三相短路电流 28 03 KA 3 I 3 I 3 2 K I 1 84 1 84 28 03 51 58 KA 3 sh i 3 I 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 1 09 1 09 28 03 30 55 KA 3 sh I 3 I 8 三相短路容量 19 42 MV A 3 2 K S 2 K d X S 15 5 100 其他各变电所的短路计算与 NO 1 计算相同 其计算结果如表 5 1 所示 表 5 1 各变电所的短路计算电路及容量 三相短路电流 KA短路计 算点 变电所 号码 3 K I 3 I 3 I 3 sh i 3 sh I 三相短路容量 MVA 3 K S K 18 648 648 6422 0313 06153 85 K 2NO 128 0328 0328 0351 5830 5519 42 K 2NO 228 0328 0328 0351 5830 5519 42 K 2NO 316 6916 6916 6930 7118 1911 56 K 2NO 413 5513 5513 5524 9314 779 39 K 2NO 510 8110 8110 8119 8911 787 49 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 第 6 章 进线 母线及电器设备的选择 6 1 总配电所架空线进线的选择 架空线一般按发热条件来确定导线的型号 应该注意的是导线的允许载流量alI 小于通过相线的计算电流 即 30 I alI 30 I 高压侧补偿后的计算电流 152 04 A 30 I N U S 3 30 103 41 2633 查询相关附录表 根据当地温度的需要选择适宜的导线 因此这里应该选择 LGJ 35 型的铝绞线 该导线的截面积是 35mm 机械强度也满足要求 2 6 2 高压侧与低压侧母线的选择 母线的选择方法与架空线的选择方法相同 所以计算电流为 152 04 A 30 I N U S 3 30 103 41 2633 查询相关附录表 根据当地温度的需要选择适宜的导线 因此这里应该选择 LMY 型矩形硬铝母线 选择导线的截面积为 50 4mm 其允许载流量为 586A 2 alI 低压侧与高压侧的母线选择一致 此处省略计算过程 查表得 低压侧母线选用 LMY 型矩形硬铝母线的截面为 125 10mm 2 6 3 各变电所进线选择 NO 1 变电所引进线 年最大负荷利用小时在 5000h 以上的架空线路且材料为铝芯电缆的经济电流密度 为 1 54A mm 2 回路电流 51 29 A30 I N U S 3 30 103 26 888 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 所以 33 31mmecA ec j I30 54 1 29 51 2 查表知 可选择 ZLQ20 10000 3 35 mm 的三芯油浸纸电缆铝芯铅包钢带凯装防 2 腐电缆 相关参数 在温度为 35 时 允许的载流量是 105A 正常允许的最高温度 为 60 其他变电所均采用 ZLQ20 10000 型电缆 其选择结果如表 6 1 所示 表 6 1 各变电所高压进线列表 架空线 电力电缆 每回路 变电所 回路电流 I A 30 截面积 mmecA 2 型号 S mm 2 根数 35 允许载流量 A NO 1 51 2933 31ZLQ20 10000 3 35351130 NO 2 49 1431 91ZLQ20 10000 3 35351130 NO 3 22 1914 41ZLQ20 10000 3 1616165 NO 4 16 7810 90ZLQ20 10000 3 1616165 NO 5 12 668 22ZLQ20 10000 3 1616165 6 4 变电所低压出线的选择 选择原则 根据计算变电所计算电流大小 来选择线型 NO 1 变电所 低压侧回路电流 49 42A30 I N U S 3 30 38 0 3 89 855 所选母线载流量应大于回路电流 查表可知 矩形硬铝母线 LMY 100 6 3 其 放平时的载流量是 1371A 能够满足载流要求 其他变电所选择如下表 6 2 所示 表 6 2 各变电所低压进线列表 低压侧回路母线 变电所回路电流 A 型号尺寸根数允许载流量 A 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 mm 2 NO 11300 43LMY 100 6 3100 6 311371 NO 21246 10LMY 100 6 3100 6 31371 NO 3563 05LMY 50 450 41586 NO 4425 31LMY 40 440 41480 NO 5321 15LMY 40 440 41480 6 5 设备的选择 选择的原则 所选设备的额定电压 U不应小于所在线路的额定电压 U 即 U eN N eN U 所选设备的额定电流 I不应小于所在电路的计算电流 I 即 NeN 30 I I 所选设备的额定开断电流 I或断流容量 S不应小于设备分段瞬间的的 eN 30OCOC 短路电流有效值 I或短路容量 D 即 I I或 S D KKOCKOCK 6 5 1 高压侧设备的选择 表 6 3 高压侧设备列表 参数 KV N U A 30 I KA 3 K I KA 3 sh i imaOC tI 2 3 装置地 点条件量程 10152 048 6422 0323 1642 264 8 2 参数 N U N I OC I max itIt 2 隔离开关 GN19 10 400 10400 31 5 12 56254 2 电流互感器 LQJ 10 200 5 10400 5 160 02 4 90 50 2251 2 075 2 高压断路器 SN10 10I 630 1063016405124162 高压熔断器 RN2 10 0 5 10500200 设 备 型 号 规 电压互感器 JDZ 10 10000 100 10 0 1 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 格 避雷器 FS4 10 10 6 5 2 各车间进线设备的选择 各变电所回路电流计算值 NO 1 变电所 回路电流 51 29A 电压 10KV 30 INU NO 2 变换所 回路电流 49 14A 电压 10KV 30 INU NO 3 变电所 回路电流 22 19A 电压 10KV 30 INU NO 4 变电所 回路电流 16 78A 电压 10KV 30 INU NO 5 变电所 回路电流 12 66A 电压 10KV 30 INU 此处设备器材均以 K 1 点的短路电流来进行动稳定和热稳定校验 因此各车间 变 电所 10KV 进线回路设备相同 此处只列出第一车间的设备型号 其他车间选用设备 型号均相同 表 6 4 高压侧设备列表 参数 KV N U A 30 I KA 3 K I KA 3 sh i imaOC tI 2 3 装置地 点条件量程 1051 298 6422 0323 1642 264 8 2 参数 N U N I OC I max itIt 2 高压隔离开关 GN9 10 400 10400 31 512 56254 2 高压断路器 SN10 10I 630 1063016405124162 设 备 型 号 规 格 电流互感器 LQJ 10 150 5 10150 5 1600 15 2 33 9 1 15 0 75 2 126 56 6 5 36 5 3 各变电所低压侧出线回路设备选择与校验表各变电所低压侧出线回路设备选择与校验表 1 NO 1 车间变电所 低压侧回路电流A V1332 30 I380 N U 表 6 5 NO 1 变电所低压侧进线设备 装置地参数 KV N U A 30 I KA 3 K I KA 3 sh i imaOC tI 2 3 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 点条件量程 101300 4328 0351 58 1790 712 253 28 2 参数 N U N I OC I max itIt 2 低压断路器 DW15 1500 3 0 38150040 低压刀开关 HD13 1500 30 0 381500 设 备 型 号 规 格 电流互感器 LMZJ1 0 5 1500 5 0 51500 5 2 NO 2 车间变电所 低压侧回路电流A V10 1246 30 I380 N U 表 6 6 NO 2 变电所低压侧进线设备 参数 KV N U A 30 I KA 3 K I KA 3 sh i imaOC tI 2 3 装置地 点条件量程 101246 128 0351 58 1790 712 253 28 2 参数 N U N I OC I max itIt 2 低压断路器 DW15 1500 3 0 38150040 低压刀开关 HD13 1500 30 0 381500 设 备 型 号 规 格 电流互感器 LMZJ1 0 5 1500 5 0 51500 5 3 NO 3 车间变电所 低压侧回路电流A V65 503 30 I380 N U 表 6 7 NO 3 变电所低压侧进线设备 参数 KV N U A 30 I KA 3 K I KA 3 sh i imaOC tI 2 3 装置地 点条件量程 10503 6516 6930 17 1790 712 269 16 2 参数 N U N I OC I max itIt 2 低压断路器 DW15 600 3 0 3860030 设 备 型 号 规 低压刀开关 HD13 600 30 0 38600 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 格 电流互感器 LMZJ1 0 5 600 5 0 5600 5 4 NO 4 车间变电所 低压侧回路电流A V684 30 I380 N U 表 6 8 NO 1 变电所低压侧进线设备 参数 KV N U A 30 I KA 3 K I KA 3 sh i imaOC tI 2 3 装置地 点条件量程 10425 3113 5524 93 403 932 255 13 2 参数 N U N I OC I max itIt 2 低压断路器 DW15 600 3 0 3860030 低压刀开关 HD13 600 30 0 38600 设 备 型 号 规 格 电流互感器 LMZJ1 0 5 500 5 0 5500 5 5 NO 5 车间变电所 低压侧回路电流A V456 30 I380 N U 表 6 9 NO 5 变电所低压侧进线设备 参数 KV N U A 30 I KA 3 K I KA 3 sh i imaOC tI 2 3 装置地 点条件量程 10321 1510 8119 89 257 082 281 10 2 参数 N U N I OC I max itIt 2 低压断路器 DW15 600 3 0 3840025 低压刀开关 HD13 600 30 0 38400 设 备 型 号 规 格 电流互感器 LMZJ1 0 5 400 5 0 5400 5 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 第 7 章 过电流保护 7 1 高压进线的继电保护 1 装设定时限过电流保护 采用 DL 15 型电磁式过电流继电器 1 过电流保护动作电流的整定 max L ire wrel op I KK KK I 式中 2 为线路的计算电流 数值 2 应为电动机的自启动系数 maxL I 30 I 30 IKst 139 163A 1 0 8 200 5 40 因此动作电流为 30 I2 1 rel K w K re K i K 因此过电流保护动作电流整定为 12A AAIop 4 1104 1522 408 0 12 1 op I 2 过电流保护动作时间的整定 过电流保护动作时间整定为 2s 3 过电流保护灵敏系数的检验 5 1 1 min op k p I I S 式中 在电力系统最小运行方式下 高压线路末端两相短路 min k I 7482 24 A KAII kk 64 8 866 0 866 0 3 1min 继电保护的动作电流换算到一次电路的值 称为一次动作电流 1 op I 480 A 14012 1 AKKII wiopop 因此其保护灵敏系数为 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 15 588 1 5 灵敏系数满足要求 480 24 7482 1 min op k p I I S 2 装设电流速断保护 利用 DL 15 的速断装置 1 电流速断保护动作电流的整定 max 1 k i wre qb I K KK I 式中为被保护线路末端的三相短路电流 这里 max k I 8 64KA 1 200 5 40 因此动作电流为 max k I2 1 rel K w K i K 259 2 A 64 8 40 12 1 qb I 因此动作电流整定为 260A 整定的速断电流倍数 67 21 12 260 op qb qb I I n 2 电流速断保护灵敏系数的校验 2 1 min op k p I I S 式中为在电力系统最小运行方式下 被保护线路首端的两相短路电流 min k I 7482 24 A KAII kk 64 8 866 0 866 0 3 1min 为速断电流折算到一次电路的值 1 op I AAKKII wiopop 48014012 1 因此灵敏度系数为 2 满足灵敏度系数的要求 588 15 480 24 7482 1 min op k p I I S 7 2 各变电所进线的保护 NO 1 车间变电所高压进线的保护 1 装设定时限过电流保护 采用 DL 15 型电磁式过电流继电器 1 过电流保护动作电流的整定 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 max L ire wrel op I KK KK I 式中 2 为线路的计算电流 数值 2 应为电动机的自启动系数 maxL I 30 I 30 IKst 51 28A 1 0 8 150 5 30 因此动作电流为 30 I2 1 rel K w K re K i K 5 129 A AIop29 512 308 0 12 1 因此过电流保护动作电流整定为 6A op I 2 过电流保护动作时间的整定 ttt 21 式中为后一级保护的线路首端发生三相短路时 前一级保护的动作时间 为后一 1 t 2 t 级保护中最长的一个动作时间 为前后两级保护装置的时间级差 对定时限过电流t 保护取 0 5s 前一级保护动作时间为 2s 所以过电流保护动作时间整定为 1 5s 3 过电流保护灵敏系数的检验 5 1 1 min op k p I I S 式中为在电力系统最小运行方式下 被保护线路末端的两相短路电流 min k I AKAII kk 24 748264 8 866 0866 0 3 1min 为动作电流折算到一次电路的值 1 op I AAKKII wiopop 1801306 1 因此其灵敏度系数为 1 5 满足灵敏度系数的要求 69 30 180 5525 1 min op k p I I S 2 装设电流速断保护 1 电流速断保护动作电流的整定 max 1 k i wre qb I K KK I 式中为被保护线路末端的三相短路电流 这里 max k I 8 64KA 1 150 5 30 因此动作电流为 max k I2 1 rel K w K i K 湖南工业大学科技学院毕业设计 论文 345 6 A 64 8 30 12 1 qb I 因此动作电流整定为 246A 整定的速断电流倍数为