Get格雅某厂总降压变电站设计.docx
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Get格雅某厂总降压变电站设计
某厂总降压变电站设计
某厂总降压变电站设计
一、课程设计的目的
通过课程设计可以稳固工厂供电的理论知识,了解变电所设计的根本方法,了解变电所电能分配等各种实际问题,培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力,同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解,在计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练,为今后的学习工作奠定根底。
二、设计思路
主接线的设计:
分析原始材料,列出技术上可能实现的多个方案,经过分析比拟,确定最优方案。
短路电流的计算:
根据电气设备的选择和继电保护的需要,计算最大运行方式和最小运行方式下三相短路电流并列出汇总表。
采用标幺制计算方法。
主要电气设备选择:
包括断路器,隔离开关,互感器,导线截面和型号,绝缘子等设备的选择和校验。
主要设备继电保护设计:
主变压器的保护方式选择及整定计算。
三、根底资料
1.全厂用电设备情况
负荷大小及类型
用电设备总安装容量:
6630kw
计算负荷〔10kv侧〕有功:
4522kw;无功:
1405kvar
表1全厂各车间负荷统计表
序号
车间名称
负荷类型
计算负荷
P30(KW)
Q30(KVAR)
S30(KVA)
1
空气压缩车间
780
180
800
2
熔制成型〔模具〕车间
560
150
580
3
熔制成型〔熔制〕车间
590
170
614
4
后加工〔磨抛〕车间
650
220
686
5
后加工〔封接〕车间
560
150
580
6
配料车间
360
100
374
7
锅炉房
420
110
434
8
厂区其它负荷〔一〕
-
400
168
434
9
厂区其它负荷〔二〕
-
440
200
483
共计
4760
1448
同时系数
0.95
0.97
全厂计算负荷
4522
1405
4735.24
本厂为三班工作制,全厂工作时数8760小时,最大有功负荷利用小时数5600小时。
全厂负荷分布:
见厂区平面布置图
全厂设5个车间变电站:
T1为1#车间供电;T2为2#、3#车间供电;T3为4#、5#车间供电;T4为6#、8#车间供电;T5为7#、9#车间供电。
2.电源情况
工作电源
本厂拟由距其5公里处的A变电站接一35KV架空线路,线路采用LGJ-35钢芯铝绞线供电。
A变电站110KV母线短路容量为1918MVA,基准容量为1000MVA,A变电站安装两台SFSLZ1—31500KVA/110KV三卷变压器,其短路电压U高-中=10.5%,U高-低=17%,U中-低=6%。
最大运行方式:
按A变电站两台变压器并列运行考虑;
最小运行方式:
按A变电站两台变压器分列运行考虑。
备用电源
拟由B变电站接一10KV架空线路作为备用电源,线路采用LGJ-120钢芯铝绞线。
系统要求:
只有工作电源停电时,才允许备用电源供电。
供电部门对本厂功率因数要求值为:
35KV供电cosφ=0.9;10KV供电cosφ=0.9。
四、电气主结线设计
1.定义:
总降压变电所的电气主结线是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线及电缆等电气设备,按一定顺序连接组成的电路。
2.要求:
对电气主结线的根本要求是:
1根据用电负荷的要求,保证供电的可靠性。
2电气主结线应具有一定的运用灵活性。
3结线简单,运行方便。
4在保证平安可靠供电的根底上,力求投资少,年运行费用低。
3.特点:
为了保证一级负荷的正常供电,可决定总降压变电所采用单母线分段主结线方式。
如附图一,该结线的主要如下:
1总降压变电所设一台5000KVA35/10KV的降压变压器与35KV架空线路-变压器组单元结线。
在变压器高压侧安装少油式断路器。
这便于变电所的控制、运行和维修。
2总降压变电所的10KV侧采用单母线分段结线,用10KV少油式断路器将母线分成两段。
3主变压器低压侧将少油式断路器接10KV母线的一个分段上,而10KV的备用线路也经少油式断路器接在另一分段上。
4各车间的一级负荷都由两段母线供电,以保证供电可靠性。
5根据规定,备用电源只有在主电源停止供电,及主变压器故障或检修时才能投入。
因此备用电源进线开关在正常时是断开的,而10KV母线的分段断路器在正常时那么是闭合的。
6在10KV母线侧,工作电源与备用电源之间设有备用电源自动投入装置〔APD〕,当工作电源因故障而断开时,备用电源会立即投入。
7当主电源发生故障时,变电所的操作电源来自备用电源断路器前的所用变压器。
五、短路电流的计算
短路电流按正常运行方式计算如图1所示
图1短路电流的计算电路
根据计算电路做出的计算短路电流的等值电路的如下图
图2根本等值电路
为了选择高压电气设备,整定继电保护,需要计算总降压变电所的35KV侧、10KV母线以及厂区高压配电线路末端(即车间变电所高压侧)的短路电流,但因工厂厂区不大,总降压变电所到总降压最远车间的距离不过数百米,因此10KV母线与10KV电线末端处的短路电流差异极小,故先计算主变压器上下电压侧短路电流。
1.求各元件电抗,用标幺值计算
设基准容量
基准电压
系统电抗
地区变电所110KV母线的短路容量因此系统电抗标幺值的公式可得:
标幺值=实际值/基准值==又因为得
地区变电所三绕组变压器的高压—中压绕组之间的电抗标幺值
35KV供电线路的电抗标幺值:
LGJ-35型钢芯铝绞线几何距离1时的电抗为
总降压变电所的主变压器电抗标幺值:
2.k1点三相短路电流计算:
(1)系统最大运行方式,等值电路如图3
图3系统最大运行方式的等值电路
短路回路总阻抗:
按无限大系统计算,计算点三相短路电流标幺值为:
可求的基准电流
从而求的d1点三相短路电流的有名值:
冲击电流为:
k1点短路容量为:
(2)系统最小运行方式等值电路图4
图4系统最小运行方式等值电路
短路回路总阻抗:
三相短路电流标幺值:
其他计算结果见表2
表2k1点三相短路电流计算结果
工程
计算公式
系统最大运行方式
4.5
4.5
11.48
288.18
系统最小运行方式
3.05
3.05
7.78
195.31
3.k2点三相短路电流计算
(1)系统最大运行方式下短路回路总阻抗
(2)系统最小运行方式下短路回路总阻
基准电流:
k2点三相短路电流计算结果见下表3
表3k2点三相短路电流计算结果
工程
计算公式
系统最大运行方式
3.2
3.2
8.16
57.24
系统最小运行方式
2.87
2.87
7.31
52.30
六、电气设备的选择
工厂总降压变电所的各种高压电气设备,主要指6~10千伏以上的断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、互感器、电抗,、母线、电缆支持绝缘子及穿墙套管等。
这些电气各自的功能和特点不同,要求的运行条件和装设环境也各不同,但也具有共同遵守的原那么。
电气设备要能可靠的工作,必须按正常条件进行选择,并且按短路情况进行稳定检验。
对于供电系统高压电气设备的选择,除了根据正常运行条件下的额度电压、额度电流等选择条件外,还应该按短路电流所产生的电动力效应及热效应进行校验。
“按正常运行条件选择,按短路条件进行校验〞,这是高压电气设备选择的一般原那么。
在选择供电系统的高压电气设备时,应进行的选择及校验工程。
见表4
表4选择电气设备时应校验的工程
校验工程设备名称
电压/KV
电流/A
遮断容量/MVA
短路电流校验
动稳定
热稳定
断路器
X
X
X
X
X
负荷开关
X
X
X
X
X
隔离开关
X
X
X
X
熔断器
X
X
X
电流互感器
X
X
X
X
电压互感器
X
支柱绝缘子
X
X
套管绝缘子
X
X
母线
X
X
X
电缆
X
X
X
限流电抗器
X
X
X
X
注:
表中“X〞表示选择及校验工程
高压电气的热稳定性校验:
母线及电缆的热稳定性校验:
短路器、负载开关、隔离开关及电抗器的力稳定计算:
电流互感器的力稳定计算:
母线的力稳定计算:
根据上面短路电流计算结果按正常工作条件选择和按短路情况校验确定的总降压变电所上下压电气设备如下:
1.35KV侧设备
表535KV侧电气设备
设备名称及型号
计算数据
高压断路器SW2-35/1000
隔离开关GW2-35G
D/600
电压互感器
JDJJ-35
电流互感器LCW-35
避雷器FZ-35
35KV
35KV
35KV
35KV
35KV
1000A
600A
150/5
1500MVA
63.4KA
50KV
21.2KA
2.表610KV侧电气设备〔变压器低压侧及备用电源进线〕
设备名称及型号
计算数据
高压断路器SN10-10/600
隔离开关GN8-10T/600
电流互感器LAF10-300/5
隔离开关GN6-10T/600
备注
10KV
10KV
10KV
10KV
采用GG-10高压开关柜
600A
600A
300/5A
600A
52KA
52KA
57KA
52KA
350MVA
3.表710KV馈电线路设备
设备名称及型号
计算数据
高压断路器SN8-10
隔离开关GN8-10
电流互感器LDC-10/0.5-300/5
10KV
10KV
10KV
600A
400A
300/5
33KA
50KA
200MVA
4.10KV母线选择
1)变压器低压侧引出线选择
主变压器低压侧引出线按经济电流密度选择
工作电流:
母线计算截面:
选用标准截面650的铝母线允许电流740A大于工作电流274.94A,满足要求
热稳定校验:
满足要求
动稳定校验:
母线采用平放装设
母线最大允许跨度:
进线的绝缘子间距离取2米即可,绝缘子采用ZNA-10MM破坏负荷375公斤,满足要求。
2)10KV母线选择
按发热条件选用440铝母线允许电流395A大于计算电流。
按上述计算的热稳定最小截面为76.94小于440满足要求。
动稳定校验:
母线平放:
根据前面计算:
求得:
GG-10高压开关柜一般宽距1m,进线柜最宽为1.5m,以此上述检验满足动稳定要求。
由于采用标准高压开关柜,故不必选择母线支持绝缘子。
七、继电保护的选择与整定
总降压变电所需设置以下继电保护装置:
⏹主变压器保护
⏹备用电源进线保护
⏹变电所10KV母线保护
⏹10KV馈电线路保护
此外还需设置以下装置:
⏹备用电源自动投入装置
⏹绝缘监察装置
主变压器保护:
根据规程规定5000KVA变压器设以下保护:
1)瓦斯保护:
防御变压器铁壳内部短路和油面降低。
轻瓦斯动作与信号,重瓦斯作用于跳闸。
2)电流速断保护:
防御变压器线圈和引出线的多相短路,动作于跳闸。
3)过电流
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- Get 格雅某厂总 降压 变电站 设计