【工厂10kV变电站电气设计7100字（论文）】

工厂10kV变电站电气设计目录1、绪论 、绪论1.1选题背景及意义箱式变电站分为美式和欧式箱式变电站；美国联合地堡变电站放置在变压器、高压开关、熔断器等部件的油箱内，组成一体化设备；变压器油作为界面绝缘，与电气部件与大地绝缘，最大限度地减少元件体积，设计紧凑，安装方便，灵活。箱内装有仪表，如压力表、泄压阀、油表、油温计等。欧室变电站在国内也被称为“组合变电站”。它将高压开关柜、配电变压器和低压开关设备放置在三个不同的隔间中，通过电缆或总线提供电气连接。普通室式变电站高压侧额定电压为3.6～40.5kV，内部有一台或多台变压器，频率为50Hz。在我国，集装箱变电站被称为“高/低压装配式变电站”。近年来，随着智能电网建设步伐的加快，传统的变配电产品已不能满足智能电网建设的需要。因此，智能变配电产品将成为企业参与市场竞争的利器。许多制造商都加紧了研发。传统的箱式变电站已经不能很好地满足知识分子的需求，这为集装箱变电站的智能化发展带来了应用和强大的推动力。智能箱式变电站将成为未来市场的热门产品。1.2国内外研究现状1.2.1国内研究现状随着智能电网建设的加快，箱式变电站将向节能、环保、智能化方向发展。未来箱式变电站的发展方向是：采用连接一次断路器、隔离开关、电子式电压互感器、智能间隔单元和网络质量管理设备的智能开关集成柜，向高可靠性、模块化发展，智能，操作方便，与环境协调，成本低，维护方便，从而进行自我逻辑重组，支持动态在线安装，在线控制，近年来持续维护，随着箱式变电站的发展知识分子的方向，箱式变电站的电压等级也逐渐升高。目前，10kV应急移动智能变电站也因市场需求而诞生。集装箱变电站使用模块化制造，可以在货车周围移动。具有结构紧凑、运输方便、设备完善、使用方便等特点。如今，随着我国经济的快速发展，电力的消耗量不断增长；智能电网建设规划要求用电设备具有安全、可靠、智能化的特点。国内市场对智能箱式变电站的需求逐渐开始显现。1.2.2国外研究现状上世纪60、70年代，欧美等发达国家建成了一套外围变电站综合体。产品采用预装式设计，即箱内所有设备出厂检验、运至现场、输出、输出电缆连接即可使用。占地面积小，组合方式灵活，建设周期短，运行维护成本低，是电力行业重要的首选企业。目前，美国电力公司已研制出具有监测和数据采集、故障保护、统计和数据测量、状态监测、负荷控制和波形测量功能的非常紧凑的自动箱式变电站；所使用的控制开关体积小、结构紧凑、维护量少、可靠性高。智能箱式变电站在发达国家配电领域占据着非常重要的地位。这是变电站设计方向的重大改革。在欧洲发达国家，占开关柜的70%；在美国，集装箱式变电站使用率已超过80%，成为美国网络自动化的重要设备。2、10kV变电站电气设计2.1JX工厂负荷需求该项目旨在满足工厂和购物中心使用的JX工厂的实际负载要求。必须保证安全稳定的用电负荷，满足这种高品质住宅的总体要求，结合安全、经济、美观、节能、环保的要求。根据我国有关规定，所有多部件生活区必须采用Ⅲ类电力供电，但对于大面积的工厂或配备空调系统、地下停车场等的工厂。电力必须按照规范进行分配。防火设计规则、火灾自动报警系统、车库、车库维修、停车场防火设计必须按照《防火设计规范》的要求安装适当的防火结构。设备必须由次级负载供电；在工厂，应急保护系统、消防系统、信息网络等负荷水平不得低于第二阶段，即。使用架空线时，可接入一根架空线。使用电缆线时，必须使用两条电源线，每条电源线必须承受100%的二次负载。本项目包括高层住宅、商铺、车库等，属于​​二次负荷率。设计要求高压部分电压等级为10kV，低压部分电压等级为380V，变压器容量630kVA。过载保护用于高压。由于低压测量为一米，根据上述要求，没有设计带有输入线、通讯和变压器柜的高压测量柜。应安装入口、进料器和非工作罐。2.2短路电流计算2.2.1短路电流产生的原因在选择电力系统设备时，必须考虑系统短路、异常运行等故障，这些故障会干扰对用户的正常供电，损坏用电设备，影响系统的安全。短路分为三相短路、两相短路、两相接地故障和单相短路。根据计算，三相短路的短路电流通常高于其他三相。短路的原因有很多。最常见的是：罐内绝缘材料自然老化、结构缺陷、安装、维护不及时等短路原因。短期气候：雷击引起的雷击放电，或强风引起的避雷针，电线支架倒塌或架空线导体结冰等。因运行中人为错误引起的设备短路，如与负载断开、送电引起的短路，或维修设备时不需要拆除接地。电缆损坏，动物在开流部分的桥上短路。2.2.2短路电流的计算电源电路如图2-1所示，图中变压器为scbg-10/630kVA，电气隔离系统为VS1-12型，变压器一次侧额定电压为10kV，二次侧额定电压为380V。可以计算出三相短路和短路k-1点10kv母线k-1和k-2点母线k-2低压380V的电流功率。图2-2是等效短路图。图2-1供电系统图图2-2短路等效电路图（1）计算k-1点的短路容量和电流。VS1-12断路器额定开断电流IOC=25kA，那么断流容量是：SOC=3IOCU在计算中，一般用基准值Sd=100MVA，UC1=10.5kV，UC2=0.4kV，而Id1=Sd/3UC1=100MVA/（3Id2=Sd/3UC2=100MVA/（3S0C=3IOCUN=3*25kA为了方便计算，取Soc=500MVA，计算电抗标幺值：电力系统：X∗1=100MVA/S0C架空线：X∗2=X0*1*UC2电力变压器（Uk%=4.5）X∗3=Uk%*Sd/100SN=4.5∗100∗103kVA100∗630kVA（2）k-1点短路电流电抗标幺值和三相短路容量和电流。总电抗的标幺值:X∗k−1=X∗1+X∗2=0.2+三相短路电流的周期有效值:I3k−1=Id1X∗三相短路次暂态、稳态电流为：I’’(3)=I3∞=I3k−1=2.86三相短路容量：S3K−1=Id1X∗k−1（3）k-2点短路电抗标幺值及三相短路电流的短路容量、电流。总电抗器标幺值为：X∗k−2=X∗1+X∗2+X∗3三相短路电流周期有效值是：I3k−2=Id2X∗k−2=K-2点三相短路次暂态、稳态电流：I’’(3)=I3∞=I3k−2三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：i'38ℎ=1.84*I’’I38ℎ=1.09*I’’(3)三相短路容量：S3k−2=Sd根据计算，k-1和k-2的短路计算表见表2-1所示。表2-1短路计算结果短路计算点三相短路电流（kA）三相短路容量（MVA）I3I’’(3)I3i'I3S3k-1点2.92.92.97.34.352k-2点15.915.915.929.217.3112.3电气设备选择第一高压装置的选择必须满足第一电路在正常情况下的运行要求，在发生短路时，设备必须满足安全、经济、维修方便的要求。下表2-2。表2-2高压一次设备选择校验条件及项目设备名称电压（kV）电流（A）断流能力（kA）短路电流校验动稳定度热稳定度高压熔断器√√√高压负荷开关√√√√√高压电流互感器√√√√高压电压互感器√母线√√√绝缘套管√√√√校验条件设备额定电压≥全装置地点的额定电压设备的额定电流≥全通过设备的计算电流设备的最大开端电流≥全它可能开断的最大电流按三相短路冲击电流校验按三相短路稳态电流校验2.3.1负荷开关的选取西门子柜采用这种10kv部分设计，开关由三个放电开关、三个金属闸门、一个空气绝缘夹和一个气体绝缘开关功能组成。在正常电路中，载流、加载和卸载负载，以及在一定时间内承载短路电流和承载短路电流的能力。变压器柜的负载断路器连接真空负载断路器熔断器和过压熔断器和撞针。该套件使用浪涌电流安全保险丝来保护10/0.4kv电力变压器。当电路出现故障或短路时，熔断器熔断，其撞针触发开关，脱扣机构脱扣，使断路器三相同时脱扣。三工位吊车采用气体绝缘，避免操作后果。配备独立的弹性操纵杆，独立的辅助手动控制和机电控制，结合电路设计实现变压器气体切断和高温切断，可满足远程控制要求。2.3.2高压电流电压互感器的选择（1）电力互感器电流互感器又称CT，主要用于将电器、继电器等二次装置与主回路隔离，避免主回路高压直接与二次装置等装置接触，防止因二次装置等造成的后果。主电路上的故障二次设备。提高电气可靠性，保护物理安全；您还可以扩展继电器、仪表等设备的使用范围。次级绕组的额定电流通常为5A或1A，但与设备配合使用。（2）电流互感器选择与校验电流互感器的选择必须考虑使用场所、安装场所、额定电压、一次电流、二次电流和精度等级，并检查短路的动态稳定性和热稳定性。变压器的选择必须符合精度等级：S2N≥S2（2.17）S2N定义精度等级为额定二次负载，S2定义为电流互感器的二次负载。S2由二次回路的阻抗决定，包括二次回路中器件、继电器和电流线圈的阻抗。普通测量绕组选用0.5级满足要求，测量绕组选用0.25级，保护绕组通常为10p10或10p15。通常10p表示准确度等级，重组误差限制为10%；例如，10p15表示用一次电流互感器15倍额定一次电流，总误差不超过10%。对于互流电感，电路二次开路会产生高电压，危及人身和设备安全，所以二次侧不能开路。第二侧端接地，防止第一、第二侧绝缘被击穿时二次高压进入第二侧，危及人身和设备安全；在一般工程使用中，电流互感器的二次侧导体不应小于2.5mm2，并注意极性疏忽，否则电流会上升而毁坏仪器。根据上述试验条件，本设计选用额定绝缘等级12kV，额定频率50Hz，额定二次电流5A，污染等级H，环境温度5℃+40℃，输入柜精度等级为0.5级；变压器柜0.5.额定次级输出功率10/15VA，短时热电流可达90i1n，额定动态稳定电流250i1n；测试电流互感器热稳定性的总时间为15次。（3）电压互感器电压互感器的基本原理与降压变压器相同。初级绕组连接到初级电路中的设备和继电器的电压线圈。在正常设计中，10/0.22kV电压互感器的绕组通常用作高压断路器柜的操作电源；10/0.1kv绕组通常用于测量或控制样品末端的负载。电压互感器必须根据安装要求、一次电压、二次电压和精度选择。1、二级保护一般选择熔断器，无需检查短路稳定性。但是，必须选择精度。普通电压互感器的二次侧不能短路，因为短路会产生很大的短路电流，会烧毁变压器，影响设备的安全。二次绕组一侧必须接地，以防止一次侧的高压进入二次侧，如果一、二次绕组绝缘被击穿，危及人员和设备安全。本设计选用电压互感器二次电压作为工作电源，故选用jdz-10r型，额定频率50Hz，额定二次电压220V，额定输出功率500VA，最大输出功率800VA，精度等级3，额定绝缘等级12kV，污染等级H，环境温度-5°C+40°C。2.3.3高压熔断器的选择高压熔断器用作保护电器，防止过载和短路，保护电器设备。内部高压熔断器通常分为变压器保护系列、油变压器保护系列、电动机保护系列和电压互感器保护系列。在目前的设计中，高压部分使用变压器来保护串联的熔断器和电压互感器。选择条件必须符合表2-2。1.变压器保护熔断器安装在高压真空负荷变压器拨动开关的底部，与真空开关相连。电压等级12kV，额定电流（630kVA变压器）63A，额定分断能力50kA。第一个电压互感器必须有保险丝保护，保险丝必须直接安装在变压器中。熔断器熔断电流必须与变压器的短路容量相匹配，以便在市电故障时有效保护变压器不被烧毁。本项目中电压互感器的二次输出为220V，用于操作高压发生器。选用JDZ系列变压器-10r，熔断器额定电流0.5A。2.3.4变压器的选择变压器作为变电站的关键设备，其选用条件必须符合相关技术要求。电力变压器按绕组和冷却方式分为浸渍变压器和干式变压器。油浸式变压器通常包括油浸自燃、油冷、油冷和强制油循环冷却。油冷变压器常用于工厂变压器。本项目采用干式变压器scb9-630/10。2.3.5高压绝缘套管的选择绝缘套管b303型，采用APG环氧树脂浇注。额定电压12kv，1分钟工作电压42kv，雷击电压75kv，爬行距离不小于240mm。2.3.6低压断路器的选择低压断路器主要用于配电网中的电力配电和保护电路，以避免设备过载、低压、短路、单相接地等故障。可以实施选择性保护，要求不同的精度，以避免不必要的停机，提高电源的可靠性。2.4电气图设计2.4.1电气一次图设计变压器容量630kVA（d.yn11接法），高压采用引入柜、通讯柜和变压器柜、低压样品输入柜、馈线柜和补偿柜，并配备低压输入柜带负测试夹。地堡变电站用于居民区供电。因此，高压罐不是为测量而设计的，而是使用低压套管柜进行测试和测量。负载控制终端可以使用一种特殊的测量模式访问电表的终端单元。还可以通过通信网络将电子表格数据传输到管理站以方便控制。如图2-3所示。图2-3一次电气图2.4.2电气二次图设计根据设计要求，该蓄电池高压断路器柜采用西门子西门子，负荷开关采用电动机械手，三位开关，可进行遥测和遥测功能，遥测电流和开关方式；输入低压开关采用cw3常备开关——1600盒带开关，具有智能控制器和通讯功能，可实现开关参数远程测量和远程控制；сm3系列插座开关；可以获得遥测和遥控。无功补偿系统，采用智能补偿系统，可进行自动故障排除、网络重组和恢复。低压表采用pmc-530a多功能表，提供通讯和数据输入/输出切换功能，实现数据遥测。遥测和遥控功能：开关的遥控主要通过二次回路进行，即控制通讯机收到相应指令后，将闭合其常开触点，启动中间继电器，闭合中间继电器触点，闭合断路器，断开电路，断开断路器。遥测通过上游装置向终端发送指令。终端接收到指令后，将数据传送给上位机，以便用户在控制平台上控制各终端的运行参数。过程中进行开关状态监控功能：高压开关，辅助触点常开，接pmc-53m数显表的输入引脚，通过消息读取开关，在关机模式下，用户可以看到盒子开关状态通过软件控制界面安全一目了然。低压开关处于智能开关状态，因此开关状态通过通信直接传达给上游设备。图2-4二次电气图短信功能-提醒：通讯开关的开关开关盒内的市电开关辅助触点，通过通讯传送给上级设备。正常运行时，当有人非法打开集装箱变电站外门时，控制平台立即向数据采集器发出指令，采集器数据传输模块通过5G网络向管理员手机发送短信提醒，管理员可接听第一次;这样，最大限度地保证了用电和设备的使用安全。太阳能发电功能：太阳能系统利用太阳能电池板发电，反向输出交流220V电源供箱式变电站和风机运行，保证设备不间断可靠运行，最大限度地节约能源，减少节能。其他功能：本箱式变电站具有变压器高温报警和过热停机功能。当变压器温度传感器检测到变压器温度达到设定温度值时，高温控制器触点闭合并发出报警。当传感器检测到超温时，超温触点闭合，从而关闭高压断路器，使断路器跳闸，确保设备安全。室式变电站还执行低压总线测温功能。当检测到升高的低压轮胎温度时触发警报。警告用户可能出现与低压母线接触不良或其他不利于箱式变电站正常运行的情况；除湿机安装在地堡变电站中。当检测到开关和电缆时，加湿装置开始运行，去除露水，确保设备安全运行。3、结论本文介绍了智能手机变电站的功能和创新，作为智能手机变电站研究和设计的一部分。设计采用节能、智能化的设计理念，打破常规箱式变电站的概念，使智能箱式变电站满足建设智能电网、建设坚强智能电网的需要。本文件的特点和具体研究体现在以下几个方面：辅助运行能源，利用太阳能系统，市政电力储备，提高能源运行的可靠性，支持绿色能源风机冷却系统，实现节能降耗。减少排放。变压器控制软件，温控器控制软件，可以让您远程监控变压器的运行状态，实时在线监测变压器故障。低压断路器使用智能断路器并提供单一通信接口。功补偿采用模块化设计，智能电容器本身可自动控制。当电容器出现故障时，可自动关闭。同时，恢复补偿制度，选择不同的产能，实现自给自足。低压配电控制系统。配电控制系统允许对配电设备进行远程