10KV变电所供配电Doc

1、 目 录1绪论11工厂变电所的设计1 1.1.1电力用户供电系统的分类 1.1.2工厂变配电所的设计原则12课题来源及设计背景2 1.2.1课题来源21.2.2设计背景22变电所负荷计算和无功补偿的计算 2.1计算负荷的方法及负荷计算法的确定 2.2需要系数法的基本知识 2.3变电所的负荷计算 2.3.1负荷统计 2.3.2负荷计算 2.4.无功补偿的目的和方案 2.5 无功补偿的计算及电容器的选择 3变电所变压器台数和容量的选择7 3.1变压器的选择原则3.2变压器类型的选择 73.3变压器台数的选择73.4变压器容量的选择4电气主接线方案的设计9 4.1主接线的基本要求 9 4.2主接线的

2、基本形式与分析 13 4.3变电所主接线方案的确定165.短路电流的计算 5.1产生短路电流的原因、危害及计算方法 5.2高压电网三相短路计算6.变电所高压进线、一次设备和低压出线的选择 6.1高压侧的负荷计算 6.1.1变压器功率损耗的计算 6.1.2高压侧的负荷计算 6.2变电所高压进线的选择与校验 6.2.1架空线的选择 6.2.2电缆进线的选择 6.3高压一次设备的选择 6.3.1高压断路器的选择与效验 6.3.2高压隔离开关的选择与效验 6.3.3高压熔断器的选择与效验 6.3.4电流互感器的选择与效验 6.3.5电压互感器的选择与效验 6.3.6接地开关的选择与效验 6.3.7高压

3、侧母线的效验 6.3.8绝缘子的效验 6.4变电所低压一次设备的选择 6.5低压线路导线的选择7 变电所二次回路回路方案选择及继电保护的整定 7.1二次回路的定义和分类 7.2二次回路操作电源的选择 7.3二次回路的接线要求 7.4断路器的控制和信号回路 7.5变电所的电能计量回路 7.6变电所的测量和绝缘监测回路 7.7继电保护的整定8变电所防雷与接地装置的确定 8.1确定共用人工接地装置 8.2防雷保护的选择 1 绪 论1.1工厂变配电所的设计1.1.1电力用户供电系统电力用户供配电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。按供电容量的不同，电力用户可分为大型（100

4、00kV·A以上）、中型（1000-10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下）此次课程设计中全年预计用电负荷有功700KW由于所需容量较小，通常只设有一个相当于车间变电所的降压变电所，将6-10KV电压降为低压用电设备所需电压。如图1-4所示 (a) 装有一台变压器 (b)装有两台变压器 图1-4小型电力用户供电系统1.1.2工厂变配电所的设计原则1.必须遵守国家的有关规程和标准，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.应做到保障人身和设备安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采用效率高、能耗低、性能较先进的电

5、气产品。3.应根据工程特点、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、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。4.必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。1.2课题来源及设计背景1.2.1课题来源本课题是来源于云南锡业公司下属建安机械化安装公司的变电所新建项目。1.2.2设计背景本公司现要新建一个10/0.4kV的变配电所，向公司生产区、办公楼、职工住宅区及其生活水泵组供电。原先变电所只能满足两个车间、办公楼和生活区的用电负荷。随着近年来，云锡集团公司的企业内部的调整，下属子公司之间的相互合并等原因，建安机械化安装公司扩

6、充了规模，兼并了原来其他单位的一些用电设备，因此，原先的变电所已经不能满足需要，要在原址旁边新建一座10/0.4kV变配电所，以满足单位改革后用电负荷的要求。鉴于云锡公司用电的特殊性，新建变电所的电源取自3km外云锡公司一专用35kV变电站和3km外市供电公司另一相同容量的35kV变电站。新变电所建成后，能满足现有的生产、生活用电，有效地提高负荷转移能力，进一步提高供电可靠性。 2变电所负荷计算和无功补偿的计算2.1 计算负荷的方法及负荷计算法的确定 由于用电设备组并不一定同时运行，即使同时运行，也并不一定都能达到额定容量。另外，各用电设备的工作制也不一样，有连续、短时、断续周期之分。在设计时

7、，如果简单地把各用电设备的额定容量加起来，作为选择导线截面和电气设备容量的依据，选择过大会使设备欠载，造成投资和有色金属的浪费；选择过小则会使设备过载运行，出现过热，导致绝缘老化甚至损坏，影响导线或电气设备的安全运行，严重时会造成火灾事故。为避免这种情况的发生，设计时，应用计算负荷选择导线和电气设备。计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在供电设计中，通常采用半小时的最大平均值作为按发热条件选择电气设备和导体的依据。用半小时最大负荷来表示其有功计算负荷，而无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流则分别表示为、和。我国

8、目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。由于需要系数法的优点是简便，适用于全产和车间变电所负荷的计算，因此本设计变电所的负荷的计算采用需要系数法2.2 需要系数法的基本知识(1). 需要系数 需要系数是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值，即 = / =/ (2-1) 用电设备组的设备容量，是指用电设备组所有设备（不含备用设备）的额定容量之和，即=。而设备的额定容量，是设备在额定条件下的最大输出功率。但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不一定都满负荷，同时设备本身和配电线路都有功率损耗，因此用电设备组的需要系数为 =/ (2-2)式中 代表

9、设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之比; 代表设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量之比； 代表设备组的平均效率； 代表配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率与首段功率之比。(2).计算用电设备组的计算负荷 在求出有功计算负荷后，可按下列各公式分别求出其余的计算负荷：= = (2-3) =/（） 式中 代表用电设备组的平均功率因数 代表对应于用电设备组的正切值(3 ).计算多组用电设备的计算负荷 在车间变电所低压母线上或配电干线上，常有多种用电设备，应考虑各种用电设备的最大负荷不同时出现的因数，因此在确定多组用电设备的计算

10、负荷时，应引入有功计算负荷和无功计算负荷的同时系数和。对有N组用电设备的计算负荷如下：= = (2-4) = =/（） 同时系数和的取值为：A. 对车间干线，取0.85-0.95，取0.90-0.97B. 对低压母线：a. 由用电设备组计算负荷直接相加计算，取0.80-0.90，取0.85-0.95.b. 由车间干线计算负荷直接相加计算，取0.90-0.95，取0.93-0.972.3 变电所的负荷计算 2.3.1负荷统计对建安机械化安装公司全厂用电设备的统计如下表2.1用电设备负荷统计（kW）负荷类别机床设备组433.45三级电焊机设备组129.35三级起重机组113.2三级办公楼30三级住

11、宅区水泵组176二级住宅用电768三级厂区照明29三级 表2.1 用电负荷统计2.3.2 负荷计算按需要系数法计算各组负荷由式子(2-1)和式子(2-3)可知：有功功率 = 无功功率 = 视在功率 = 上述三个公式中：每组设备容量之和，单位为kW；：需要系数；:用电设备组的平均功率因数；：对应于用电设备组的正切值 小批量生产的金属冷加工机床电动机： 查附录A，=0.16-0.2（取0.2）=0.5 =1.73有功负荷 = 0.2*433.45=86.69 （ kW ） 无功负荷 = 86.69*1.73=149.97 （kvar ） 视在功率 = = 174.74 （kV·A） 电焊

12、机组的计算负荷：查附录A， =0.35 =0.35 =2.68有功负荷 =0.35*129.35=45.27(kW)无功负荷 =45.27*2.68=121.33(kvar)视在功率 =129.5(kV·A ) 起重机的计算负荷： 查附录A，=0.1-0.15（取0.15） =0.5 =1.73有功负荷 =0.15*113.2=16.98(kW)无功负荷 =16.98*1.73=29.38(kvar)视在功率 =33.93(kV·A ) 住宅区水泵组：查附录A，=0.8 =0.8 =0.75有功负荷 =4=0.8*176=140.8(kW)无功负荷 =0.75*140.8=

13、105.6(kvar)视在功率 =176(kV·A ) 办公楼： 查附录A，=0.8 =1 =0有功负荷 =0.8*30=24(kW)无功负荷 =0(kvar)视在功率 =24(kV·A ) 住宅区：查附录A，=0.45 =1 =0有功负荷 = =0.45*768=345.6(kW)无功负荷 =0(kvar)视在功率 =345.6(kV·A ) 厂区照明：查附录A，=1 =1 =0有功负荷 = =1*29=29(kW)无功负荷 =0(kvar)视在功率 =29(kV·A) 因此对于干线的总负荷的计算：（取=0.95，=0.97）1.有功功率 =0.95*

14、688.34=653.92 (KW) 2.无功功率 =0.97*406.28=394.09( kvar) 3.视在功率 =763.49 (kV·A) 对于低压母线的总负荷的计算：（取=0.90，=0.95） 1.有功功率 =0.90*688.34=619.506 (KW) 2.无功功率 =0.95*406.28=385.966 ( kvar) 3.视在功率 =729.9 (kV·A)由上面计算得出如下表2.2所示设备组计算负荷/kW/kvar/kV·A机床组0.20.51.7386.69149.97174.74电焊机组0.350.352.6845.27121.33

15、129.5起重机0.150.51.7316.9829.3833.93水泵组0.80.80.75140.8105.6176办公楼0.81024024住宅区0.4510345.60345.6厂区照明11029029总计688.34406.28对干线 取=0.95, =0.97653.92394.09763.49对低压母线 取=0.90, =0.95619.506385.966729.9表2.2 计算负荷表2.4无功补偿的目的和方案由于用户的大量负荷如感应电动机、电焊机、气体放电灯等，都是感性负荷，使得功率因数偏低，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。电力系统要求用户的功率因数不低于0.9，按照

16、实际情况本次设计要求功率因数为0.92以上，因此，必须采取措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的办法是装设无功自动补偿并联电容器装置。根据现场的实际情况，拟定采用低压集中补偿方式进行无功补偿。2.5 无功补偿的计算及电容器的选择我国供电营业规则规定：容量在100kV·A及以上高压供电用户，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，如达不到上述要求，则必须进行无功功率补偿。一般情况下，由于用户的大量如：感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等都是感性负荷，使得功率因数偏低，达不到上述要求，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。当功率因数提高时，在有功功率不变的情况下，无功功率和视在

17、功率分别减小，从而使负荷电流相应减小。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低，并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆，减少投资和节约有色金属。因此，提高功率因数对整个供电系统大有好处。要使功率因数提高，通常需装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量应为：=（-） (2-5)按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量，当负荷减小时，补偿容量也应相应减小，以免造成过补偿。因此，无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿控制器，针对预先设定的功率因数目标值，根据负荷的变化相应投切电容器组数，使瞬时功率因数满足要求。提高功率因数的补偿装置有稳态无功功率补偿设备和动态无功功率补

18、偿设备。前者主要有同步补偿机和并联电容器。动态无功功率补偿设备用于急剧变动的冲击负荷。低压无功自动补偿装置通常与低压配电屏配套制造安装，根据负荷变化相应循环投切的电容器组数一般有4、6、8、10、12组等。用上式确定了总的补偿容量后，就可根据选定的单相并联电容器容量来确定电容器组数： (2-6)在用户供电系统中，无功补偿装置位置一般有三种安装方式：(1)高压集中补偿 补偿效果不如后两种补偿方式，但初投资较少，便于集中运行维护，而且能对企业高压侧的无功功率进行有效补偿，以满足企业总功率因数的要求，所以在一些大中型企业中应用。(2)低压集中补偿 补偿效果较高压集中补偿方式好，特别是它能减少变压器的

19、视在功率，从而可使主变压器的容量选的较小，因而在实际工程中应用相当普遍。(3)低压分散补偿 补偿效果最好，应优先采用。但这种补偿方式总的投资较大，且电容器组在被补偿的设备停止运用时，它也将一并被切除，因此其利用率较低。由上面的分析并综合考虑本次设计采用低压集中补偿方式。 取自低压母线侧的计算负荷，提高至0.92=0.85=619.506*tan(arccos0.85)-tan(arccos0.92)=120（kvar）选择BSMJ0.4-20-3型自愈式并联电容器，=20kvar 由式子(2-6)可知电容器组数: =120kvar/20kvar=6 取6补偿后的视在功率计算负荷=674.19k

20、V·A = = =0.92 补偿后的计算电流 =1024.33A 3 变电所变压器台数和容量的选择3.1变压器的选择原则电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠性与经济性有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是对接下来主接线设计的一个主要前题。选择时必须遵照有关国家规范标准，因地制宜，结合实际情况，合理选择，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品，并优先选用技术先进的产品。3.2变压器类型的选择电力变压器类型的选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组形式、绝缘及冷却方式、联结组

21、别等。，变压器按相数分，有单相和三相两种。用户变电所一般采用三相变压器。变压器按调压方式分，有无载调压和有载调压两种。10kV配电变压器一般采用无载调压方式。变压器按绕组形式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器等。用户供电系统大多采用双绕组变压器。变压器按绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。10kV配电变压器有Yyn0和Dyn11两种常见联结组。由于Dyn11联结组变压器具有低压侧单相接地短路电流大，具有利于故障切除、承受单相不平衡负荷的负载能力强和高压侧三角形接线有利于抑制零序谐波电流注入电网等优点，从而在TN及TT系统接地形式的低压电网中得到越来越广泛的应用。由上

22、面分析得出选择变压器的类型为油浸式、无载调压、双绕组、Dyn11联结组。4 电气主接线方案的设计4.1主接线的基本要求主接线是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。概括地说，对一次接线的基本要求包括安全、可靠、灵活和经济四个方面。（1）安全性 安全包括设备安全及人身安全。一次接线应符合国家标准有关技术规范的要求，正确选择电气设备及其监视、保护系统，考虑各种安全技术措施。（2）可靠性 不仅和一次接线的形式有关，还和电气设备的技术

23、性能、运行管理的自动化程度因素有关。（3）灵活性 用最少的切换来适应各种不同的运行方式，适应负荷发展。（4）经济性 在满足上述技术要求的前提下，主接线方案应力求接线简化、投资省、占地少、运行费用低。采用的设备少，且应选用技术先进、经济适用的节能产品。总之，变电所通过合理的接线、紧凑的布置、简化所内附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电所设计，节约材料，减少人力物力的投入，并能可靠安全的运行，避免不必要的定期检修，达到降低投资的目的。4.2主接线的基本形式与分析主接线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。（1）单母线接线这种接线的优点是接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩

24、建和采用成套配电装置；缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障检修，均需要使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：适应于容量较小、对供电可靠性要求不高的场合，出线回路少的小型变配电所，一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。如图4-1所示图4-1 单母线不分段主接线（2）单母线分段主接线当出线回路数增多且有两路电源进线时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线。母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。在正常工作时，分段断路器可接通也可断开运行。两路电源进线

25、一用一备时，分段断路器接同运行，此时，任一段母线出现故障，分段断路器与故障段进线断路器都会在继电保护装置作用下自动断开，将故障段母线切除后，非故障段母线便可继续工作，而当两路电源同时工作互为备用时，分段断路器则断开运行，此时若任一电源出现故障，电源进线断路器自动断开，分段断路器可自动投入，保证给全部出线或重要负荷继续供电。如图4-2所示图4-2 单母线分段主接线单母线分段接线保留了单母线接线的优点，又在一定程度上克服了它的缺点，如缩小了母线故障的影响范围、分别从两段母线上引出两路出线可保证对一级负荷的供电等。4.3 变电所主接线方案的选择 方案：高低压侧均采用单母线分段。优点：用断路器把母线分

26、段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电：当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常断母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出现须停电。 方案：单母线分段带旁路。优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断用户供电。缺点：投资高。 方案：高压采用单母线、低压采用单母线分段。优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。以上三种方案均能满足主接线要求，采用第三个方案时虽然经济性最佳，但是其可靠性相比其他两方案差；采

27、用方案二需要的断路器数量多，接线复杂，他们的经济性能较差；采用方案一既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选用方案。5 短路电流的计算 5.1产生短路电流的原因、危害及计算方法供电系统应该正常的不间断地可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行常常因为发生短路故障而遭到破坏。所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏、误动作、雷击或过电压击穿等。短路电流数值通常是正常工作电流值的十几倍或几十倍。当它通过电气设备时，设备的载流部分变形或损坏，选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定。短路电流在线路

28、上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接的电动机或其它设备的正常运行。计算方法采用标幺值法计算。进行计算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这种计算方法叫做标幺值法。标幺值的概念是：某量的标幺值= 所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量是没有单位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺值。5.2高压电网三相短路计算电源取自距本变电所3km外的35kV变电站，用10kV双回架空线路向本变电所供电，出口处的短路容量为250MV·

29、A。图5.1 高压电网短路电流计算图求10kV母线上K-1点短路和380V低压母线上K-2点短路电流和短路容量。电源侧短路容量定为Sk=250MV·A确定基准值：取=100MV·A =10.5kV =0.4KV 而 = =100MV·A/（*10.5kV）=5.50kA= =100M·VA/（*0.4kV）=144.34kA计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值： 电力系统由于电源侧短路容量定为Sk=250MV·A,因此 = =100MV·A/250MV·A=0.4 架空线路查附录B得X0 =(0.35/km),因此 =0.3

30、5/km*3km*=0.95 电力变压器查表3得 Uk%=4,而 =500KV·A,因此 = =8然后绘出短路电路的等效电路如图5-1 图5-1等效电路求K-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量： 总电抗标幺值 =+=0.4+0.95=1.35 三相短路电流周期分量有效值= =5.50kA/1.35=4.07kA 其他三相短路电流 = =4.07kA =2.55*4.07kA=10.38kA =1.51*4.07kA=6.15kA 三相短路容量 = =100MV·A/1.35=74.1 MV·A·求K-2点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电

31、流和短路容量：两台变压器并列运行： 总电抗标幺值 =0.4+0.95+=5.35 三相短路电流周期分量有效值= =144.34kA/5.35=26.98kA 其他三相短路电流在10/0.4KV变压器二次侧低压母线发生三相短路时，由于，可取=1.6，因此： =26.98kA =2.26*26.98kA=60.97kA =1.31*26.98kA=35.34kA 三相短路容量 = =100MV·A/5.35=18.69 MV·A两台变压器分列运行： 总电抗标幺值 =0.4+0.95+8=9.35 三相短路电流周期分量有效值 =144.34kA/9.35=15.44kA 其他三相

32、短路电流 =15.44kA =2.26*15.44kA=34.89kA =1.31*15.44kA=20.23kA 三相短路容量 = =100MV·A/9.35=10.7MV·A由上面计算结果得出如下表5.1短路计算点总电抗标幺值三相短路电流/ kA三相短路容量/MV·Ak-11.354.074.074.0710.386.1574.1k-2变压器并列运行5.3526.9826.9826.9860.9735.3418.69变压器分列运行9.3515.4415.4415.4434.8920.2310.7 表5.1 高压短路计算结果6 变电所高压进线、一次设备和低压线路

33、的选择与效验6.1高压侧的负荷计算6.1.1.变压器的功率损耗计算变压器的有功功率损耗：+ （查表3得=1.03 kW ，=4.95 kW，=500kW ）又由=674.19 kW 因此 1.03+4.95*=10.03kW 变压器的无功率损耗： + （查表3得 =3 ，=4，=500kW ）又由=674.19 kW因此 =500*+=51.36kvar6.1.2 .高压侧的负荷计算对于本单位而言，变电所高压侧的计算负荷即是全厂及家属住宅区的总计算负荷，因此，不需要采用需要系数逐级计算法和全厂需要系数法进行计算。于是 高压侧的有功功率：P= +=619.506+10.03=629.91kW高压

34、侧的无功功率： =385.966-120+51.36=317.33kvar高压侧的视在功率 ：=705.33kV·A 于是高压侧最大长期工作电流:=40.72A 6.2变电所高压进线的选择与校验对于高压开关柜，从柜下进线时一般需通过电缆引入，因此，采用架空线长距离传输，再由电缆线引入的接线方式。对给高压开关柜引入的电缆线，因短路容量较大而负荷电流较小，一般先按短路热稳定条件选择导体截面，然后再校验发热条件。6.2.1架空线的选择 按热稳定条件选择导体截面：长度为3km查表，C=87A··mm2，取1.2（取值为继电器动作时间）AAmin=*103/C=4.07*1

35、03*/87=51.25 mm2初选70 mm2的LGJ型钢芯铝绞线。 按发热条件进行校验：变压器高压侧最大长期工作电流为： =40.72A查表，70 mm2的LGJ型钢芯铝绞线在25、30时的载流量为275A、259A，大于40.72A，故满足条件。6.2.2电缆进线的选择 按热稳定条件选择导体截面：查表，C=143A··mm2，取1.2AAmin=*103/C=4.07*103*/143=31.18mm2初选35mm2的YJY型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆 按发热条件进行校验：变压器高压侧最大长期工作电流： =40.72A查表，35 mm2的YJY型三芯交联聚乙烯绝缘铜芯

36、电力电缆在25的空气中敷设时的载流量为172A，在20直埋敷设时的载流量为166A，大于计算电流，故选择35mm2的YJY型三芯交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆。 6.3高压一次设备的选择 根据机械厂所在地区的外界环境，高压侧采用天津市长城电器有限公司生产的KYN12型户内移高压中置式开关设备。此开关柜的型号：KYN28A12。其内部的高压一次设备根据本厂需要选取。初选设备：高压断路器：VS112/630 接地开关：JN3-10高压熔断器：RN210/200 电压互感器：JDZJ10 电流互感器：LZZJ10200/5 隔离开关：GN1910C/400高压母线型号： TMY-3*（50*4）；TMY

37、-3*(80*10)+1*(60*6) 绝缘子型号：ZA-10Y 抗弯强度：3.75(户内支柱绝缘子) 6.3.1高压断路器的选择与效验高压断路器除在正常情况下通断电路外，主要是在发生故障时，自动而快速的将故障切除，以保证设备的安全运行。1.选择时，除按一般原则选择外，由于断路器还有切断短路电流，因而必须校验短路容量，热稳定性及动稳定性等各项指标。按工作环境选择：选择户外或户内，若工作条件特殊，还需要选择特殊型式；按额定电压选择：应该大于或等于所在电网的额定电压，即： ；按额定电流选择：应该等于或大于变压器高压侧最大长期工作电流，即： ；校验高压断路器的开断电流：即： ； 校验高压断路器的动稳

38、定性： ；校验高压断路器的热稳定性： 2.高压断路器的选择（1）额定电压：=12KV（2）额定电流：>变压器高压侧最大长期工作电流，=40.72A（3）根据有关资料初选VS112/630型断路器型号技术参数额定电流（A）额定开断电流（KA）极限通过电流 (kA)4秒热稳定电流(kA)VS112/630630404016(4)校验： a. =12KV>b. =630A>=40.72A c. 额定开断电流校验:10KV母线三相稳态短路电流 =4.07KAVS112/630断路器的额定开断电流=40KA 符合要求。d.动稳定校验： 10KV母线三相短路冲击电流：= 10.38（KV

39、） VS112/630型断路器的极限通过电流 =40 （KA） 符合动稳定要求 e.热稳定效验：根据资料继电器的动作时间取1.2 秒 ,即1.2秒高压母线短路容量: Qdt =(6.15kA)2*(1.2)S=45.4 (kA2·S) ZN310/63040型断路器的4秒热稳定电流: =16(kA) =(16kA)2*4S=1024 (kA2·S) < 符合热稳定要求 通过以上效验可知, 10KV断路器选VS112/630型断路器完全符合要求. 6.3.2高压隔离开关的选择与效验1 高压隔离开关的作用：高压隔离开关是在无载情况下断开或接通高压线路的输电设备，以及对被检

40、修的高压母线、断路器等电器设备与带电的高压线路进行电气隔离的设备。2 按工作环境选择：选择户外或户内，若工作条件特殊，还需要选择特殊型式；按额定电压选择：应该大于或等于所在电网的额定电压，即： ；按额定电流选择：应该等于或大于变压器高压侧最大长期工作电流，即： ；校验高压断路器的开断电流：即： ； 校验高压断路器的动稳定性： ；校验高压断路器的热稳定性： 3 10KV隔离开关的选择（1）额定电压： =10KV（2）额定电流： >变压器高压侧最大长期工作电流=40.72A（3）根据有关资料初选GN1910C/400型隔离开关型号技术参数额定电流（A）极限通过电流 (kA)4秒热稳定电流(k

41、A)GN1910C/4004005012.5(4)校验： a. =10KV= b. =400A>=40.72A c.动稳定校验： 10KV母线三相短路冲击电流： = 10.38（KV） GN1910C/400隔离开关的极限通过电流 =50（KA） 符合动稳定要求 d.热稳定效验： 由于继电器的动作时间取1.2 秒 ,即1.2秒 10KV母线短路容量: =(6.15kA)2*(1.2)S=45.4 (kA2·S) GN1910C/400隔离开关的4秒热稳定电流: It=12.5(kA) =(12.5kA)2*4S=625 (kA2·S) 符合热稳定要求 通过以上效验可知

42、, 10KV隔离开关选GN1910C/400型隔离开关符合要求.6.3.3高压熔断器的选择与效验 高压熔断器是一种过流保护元件,由熔件与熔管组成。当过载或短路时，熔件熔断，达到切断故障保护设备的目的。电流越大，熔断时间越短。在选择熔件时，除保证在正常工作条件下（包括设备的起动）熔件不熔断外，还应该符合保护选择性的要求。高压熔断器的选择：按额定电压选择：熔断器的电压应该大于或等于所在电网的额定电压，即： ；按额定电流选择：熔断器的电流应该等于或大于它本身所安装的熔体额定电流，即： ；校验高压熔断器的开断电流：即： 。10kV熔断器的选择（1）额定电压：=10KV（2）额定电流：>变压器高压

43、侧最大长期工作电流，=40.72A（3）根据有关资料初选RN210/200型熔断器型号技术参数额定电流（A）额定开断电流（KA）RN210/20020050(4)校验： a. =10KV= b. =200A>=40.72A c. 额定开断电流校验:10KV母线三相稳态短路电流 =4.07KARN210/200型熔断器的额定开断电流=50KA 符合要求。 通过以上效验可知, 10KV熔断器选RN210/200型熔断器符合要求.6.3.4电流互感器的选择与效验电流互感器是一次电路与二次电路间的连接元件，用以分别向测量仪表和继电器的电压线圈与电流线圈供电。电流互感器的结构特点是：一次绕组匝数少

44、，导体相当粗；而二次绕组匝数很多，导体较细。它接入电路的方式是：将一次绕组串联接入一次电路；而将二次绕组与仪表、继电器等的电流线圈串联，形成一个闭合回路，由于二次仪表、继电器等的电流线圈阻抗很小，所以电流互感器工作时二次回路接近短路状态。二次绕组的额定电流一般为5A。电流互感器的选择条件：（1）一次侧额定电压大于或等于电网电压： （2）一次侧额定电流大于或等于长时最大工作电流: （3）校验：按热稳定校验: 按动稳定校验：: 电流互感器额定一次电流；：动稳定倍数电流互感器的选择：（1）= =10KV（2） 1.5I=1.5×40.7=61.08（A）（3）初选：LZZJ10200/5

45、，其技术参数如下表型号技术参数电流比额定电压（KV）KtLZZJ10200/5200/51013575/1s（4）校验： 热稳定校验： =45.4 (kA2·S)，=100A；Kt =75；t=1s=(0.1×75)2×1=5625 (kA2S)符合要求 动稳定校验： =135 ；=100A ；=10.38（KA）=*0.1*135=19.1(KA)符合要求通过以上校验可知，选择LZZJ10200/5 型电流互感器符合要求。6.3.5电压互感器的选择电压互感器一次侧是并接在主接线高压侧，二次线圈与仪表和继电器电压线圈串联，一次侧匝数很多，阻抗很大，因而，它的接入对

46、被测电路没有影响，二次线圈匝数少，阻抗小，而并接的仪表和继电器的线圈阻抗大，在正常运行时，电压互感器接近于空载运行。二次绕组的额定电压一般为100V。电压互感器的类型及接线按相数分单相、三相三芯和三相五芯柱式；按线圈数来分有双线圈和三线圈；实际中广泛应用三相三线五柱式（YY）.结合上面内容并查相关资料电压互感器初选JDZJ10型电压互感器6.3.6接地开关的选择与效验 （1）初选接地开关为JN3-10型，经查资料可知JN3-10型的接地开关的技术参数如下 型号技术参数额定电压（KV）极限通过电流 (kA)JN3-101050（2）动稳定效验： 10KV母线三相短路冲击电流： = 10.38（K

47、V） JN3-10型接地开关的极限通过电流 =50（KA） 因为 > 所以接地开关选JN3-10型符合要求。 6.3.7高压侧母线的效验 1）按发热条件选择高压母线截面的效验选择高压母线截面时必须使其载流量大于计算电流。高压母线无功补偿后的电流计算由上面计算可知=40.72A，根据计算电流，查表选择截面为200mm2 的TMY型铜排 在平放时的载流量为425A，在竖放时的载流量为422A，；选择截面为800 mm2 的TMY型铜排在平放时为1295A,在竖放时为1666A，它们均大于40.7A.于是选择高压母线型号为TMY-3*(50*4)和TMY-3*(80*10)+1*(60*6)都符合。2）按动稳定效验 效验条件： TMY母线材料的最大允许应力=140.由于10KV母线的短路电流=6.15KA; =10.38KA 三相短路时所受的最大点动力：（其中a=200mm; =900mm）代入数据得=83.91N母线的弯曲力矩：=7.6母线的截面系数：=1.67母线在三相短路时的计算应力：=4.56可得，=140=4.56,满足动稳定性要求。3）按热稳定性效验效验条件：AAmin= /C 查产品资料，得铜母线的C=171A ，取0.75S. 母线的截面：A=50*4=200允许的最小截面：=20.7从而，