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1、供電技術(shù)課程設(shè)計報告 成績: 姓名:謝杰 班級:電12014班 學號:20122744 指導(dǎo)教師：杜立強電氣與電子工程學院2015年12月25日目錄摘要.1一課程設(shè)計題目. 2二本次課程設(shè)計應(yīng)達到的目的.2三、本次課程設(shè)計任務(wù)的主要內(nèi)容和求.21.全廠計算負荷.32.無功功率補償.33.主變壓器臺數(shù)和容量、類型的選擇.44. 變電所主接線方案的設(shè)計65.短路電流的計算.76. 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗.107.變電所進出線的選擇與校驗.158.心得體會.179.參考文獻.17摘要本設(shè)計的題目為“某工廠10kV車間變電所電氣部分設(shè)計”。設(shè)計的主要內(nèi)容包括：10/0.4kV變電所主變壓器選擇；變

2、電所電氣主接線設(shè)計；短路電流計算；負荷計算；無功功率補償；電氣設(shè)備選擇（母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補償電容器）；配電裝置設(shè)計；繼電保護規(guī)劃設(shè)計；防雷保護設(shè)計等。其中還對變電所的主接線通過CAD制圖直觀的展現(xiàn)出來。本次設(shè)計的內(nèi)容緊密結(jié)合實際，通過查找大量相關(guān)資料，設(shè)計出符合當前要求的變電所。本變電所對低壓側(cè)負荷的統(tǒng)計計算采用需要系數(shù)法；為減少無功損耗，提高電能的利用率，本設(shè)計進行了無功功率補償設(shè)計，要求廠總負荷的月平均功率因數(shù)不低于0.92。短路電流的計算包括短路點的選擇及其具體數(shù)值計算；而電氣設(shè)備選擇采用了按額定電流選擇，按短路電流計算的結(jié)果進行校驗的方法；繼

3、電保護設(shè)計主要是對變壓器進行電流速斷保護和過電流保護的設(shè)計計算；配電裝置采用成套配電裝置；本變電所采用避雷針防直擊雷保護。關(guān)鍵詞： 短路電流計算，繼電保護，接地裝置，變壓器一、課程設(shè)計題目某制藥廠10KV變電站電氣部分的設(shè)計二、本次課程設(shè)計應(yīng)達到的目的工廠供電課程設(shè)計是在供電技術(shù)課程學完結(jié)束后的一次教學實踐環(huán)節(jié)。課程設(shè)計是實踐教學環(huán)節(jié)的重要組成部分，其目的是通過課程設(shè)計加深學生對課程基本知識的理解，提高綜合運用知識的能力，掌握本課程的主要內(nèi)容、工程設(shè)計或撰寫論文的步驟和方法。圍繞課本內(nèi)容培養(yǎng)學生獨立進行工業(yè)供電系統(tǒng)和建筑供電系統(tǒng)電氣部分設(shè)計計算能力，包括供電系統(tǒng)設(shè)計計算能力和電力設(shè)備選擇能力。

4、培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，加強供電專業(yè)知識的認識水平。鍛煉和培養(yǎng)學生分析和解決電力供電專業(yè)技術(shù)問題的能力和方法。三、本次課程設(shè)計任務(wù)的主要內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計要求等） 3.1基本要求按照國家標準GB50052-2009供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、GB50053-199410KV及以下變電所設(shè)計規(guī)范及GB50054-2011低壓配電設(shè)計規(guī)范DL/T620、621-1997等規(guī)范，進行工廠供電設(shè)計。做到“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟”的基本要求。并處理好局部與全局、當前與長遠利益的關(guān)系，以便適應(yīng)今后發(fā)展的需要，同時還要注意電能和有色金屬的節(jié)約等問題3.2設(shè)計依據(jù)3.2.1電源和環(huán)境條件：由

5、石家莊熱電集團熱電四廠10KV雙回路供電，正常情況下，一路工作，一路備用。熱電四廠10kv出線母線短路容量為200MVA，該路線路長為：架空線采用高壓架空絕緣線LYJ3150mm2，長度1.2KM，引至廠區(qū)北邊，然后換用YJLV22型高壓交聯(lián)聚乙烯電纜直埋至高壓配電室內(nèi)。熱電四廠10KV母線的定時限過電流保護裝置整定為1.2秒。酵母生產(chǎn)廠變電所內(nèi)設(shè)有兩臺變壓器，容量待選。3.2.2其它條件石家莊供電局要求在10KV電源進線處裝設(shè)計量電費的專用儀表，要求廠總負荷的月平均功率因數(shù)不低于0.92。當?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?5?？偱潆娝車鸁o嚴重粉塵和腐蝕性氣體。3.2.3設(shè)計內(nèi)容1.全廠計算負荷有功

6、功率：P30= Kp*p30無功功率：Q30 =Kq*Q30視在功率：S30=p30cos計算電流: I30=S303UN序序號用電設(shè)備組名稱數(shù)量n容量Pe(kW)需要系數(shù)Kdcostan計算負荷P30KWQ30KvarS30KV-AI30A11制冷站113320.800.80.751065.6799.2 22空壓站13800.800.80.7530422833干燥1550.800.80.75443344壓榨成型1150.750.750.8811.259.955真空包裝1400.750.750.883026.466攪拌114.50.750.750.8810.8759.5777水泵房及水處理19

7、00.750.750.8867.559.48真空過濾1300.700.750.882118.489酵母離心1900.650.750.8858.551.4810試驗室1200.600.750.881210.5611照明1500.850.61.3342.556.52512辦公樓1400.600.61.332431.9213宿舍樓11000.600.61.336079.8車間總計13225651751.2251414.235取Kp=0.95 Kq=0.971663.661371.812156.30124.492. 無功功率補償cos=P30S30=1663.662156.30=0.77在供電營業(yè)規(guī)則

8、中規(guī)定：“用戶在當?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負荷時的功率因數(shù)應(yīng)達到下列規(guī)定：100kVA以及以上電壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上，其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上”，基于此，我們?nèi)osj應(yīng)大于0.9。而由上面計算可知cosj=0.77，低于0.92，因此必須進行無功補償?？紤]到變壓器本身的無功功率損耗QT遠大于其有功功率耗損PT,一般DQT=(45)DPT，因此，在變壓器低壓側(cè)進行無功補償時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90，這里取cosj=0.92。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.77提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容容量為:QC=Q30-Q30

9、1=P30tan-tan1QC=qcP30總的無功計算負荷為：Q301=Q30-QC補償后總的視在計算負荷為 ：S301=Q30-QC2+P302由上式可以看出，在變電所低壓側(cè)裝設(shè)了無功補償裝置以后，由于低壓側(cè)總的視在計算負荷減小，從而可使變電所主變壓器容量減小一些，這不僅可降低變電所的初投資，而且還可以減少工廠的電費開支。（1）補償前的變壓器容量和功率因數(shù)變壓器低壓側(cè)的視在功率 S302=2156.30kVAcos2=0.77（2）無功補償容量而由上面計算可知cosj=0.77，低于0.92，因此必須進行無功補償?？紤]到變壓器本身的無功功率損耗QT遠大于其有功功率耗損PT,一般DQT=(45

10、)DPT，因此，在變壓器低壓側(cè)進行無功補償時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90，這里取cosj=0.92。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.77提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容容量為：QC=1663.66tancos-10.77-tancos-10.92=669.84kvar（3）補償后的變壓器容量和功率因數(shù)補償后的變電所視在計算負荷為S302 1=1371.81-669.842+1663.662=1805.69因此主變壓器容量可選1900kV-A。比補償前減少了400kV-A變壓器的功率損耗為：PT=0.01S302=0.011805.69=18.06kWQT=0.05S302=0.051

11、805.69=90.28kvar變電所高壓側(cè)的計算負荷為：P3011=1663.66+18.06=1681.72KWQ3011=1371.81-669.84+90.28=792.25kvarS3011=792.252+1681.722=1858.99kVA補償后工廠的功率因數(shù)為：cos1=P301S301=1681.721858.9.=0.9053.主變壓器臺數(shù)和容量、類型的選擇3.1(一)變電所電壓器臺數(shù)的選擇1.總降壓變電所*進線為35-110KV 的臺數(shù)選擇：一般選兩臺。若一路進線，另一路可以從6-10KV獲得時，可選一臺總降壓變壓器。2.車間變電所變壓器臺數(shù)的選擇：（1）對有一二級負荷

12、的變電所選擇兩臺變壓器；僅有二級負荷無一級負荷時，選一臺，但在低壓應(yīng)有從其他變電側(cè)聯(lián)系的備用線或者自備電源。（2）對晝夜負荷變化較大的或季節(jié)性負荷變動較大的，選擇兩臺變壓器。3.一般車間變電所宜采用一臺變壓器，但是負荷集中且容量相當大的變電所雖然只為三級負荷，也可采用兩臺或者多臺。4.確定車間變電所變壓器的臺數(shù)，應(yīng)考慮負荷發(fā)展，留有一定的發(fā)展空間。（二）變壓器容量的選擇1.只裝一臺主變壓器的變電所：SNTS302.裝有兩臺變壓器的變電所：SNT=0.60.7S30一二三級負荷SNTS30+一二級負荷3.車間變電所主要變壓器單臺容量上限：單臺容量一般不大于1000kVA(或1250kVA)，若負

13、荷較大且集中，也可以選2000kVA以下的變壓器4.適當考慮發(fā)展的需要，應(yīng)考慮510年的發(fā)展，留有一定空間。3.2藥廠的負荷和電源特性，藥廠變電所主變壓器可有下列兩種方案：（1）設(shè)一臺主變壓器采用型號為S9型，容量根據(jù)式SNTS30=2156.30kVA，即采用一臺S9-800/10型低損耗配電變壓器。至于二級負荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線承擔。（2）設(shè)兩臺變壓器采用S9型變壓器，每臺的容量按照下列公式選擇：SNT=0.60.7S30=SNT=0.60.72156.30kVA=1293.781509.41kVA而且SNTS30+因此選擇兩臺S9-800/10低損耗配電變壓器。二級

14、負荷的備用電源由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔。由于該藥廠的負荷為二級負荷，且二級負荷容量較大，對電源的供電可靠性要求高，在經(jīng)濟條件允許的條件下應(yīng)采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時，另一臺變壓器能對一二級負荷繼續(xù)供電，故選擇兩臺變壓器。主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0。4. 變電所主接線方案的設(shè)計4.1.1電氣主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它直接影響運行的可靠性、靈活性，并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性關(guān)系。根據(jù)電力工業(yè)設(shè)計經(jīng)驗的積累和發(fā)電廠、變電站實際運行的經(jīng)驗，為滿足電力系統(tǒng)的需要，對

15、電氣主接線提出了以下基本要求：（1）投資少、運行費用低，有擴建的可能性。（2）接線應(yīng)力求簡單、清晰、操作簡便；（3）運行靈活、設(shè)備投、停方便、檢修、隔離、維護方便；（4）保證對用戶供電必要的可靠性；4.2、電氣主接線的形式電氣主接線的基本組成是電氣設(shè)備，基本環(huán)節(jié)是：電源、母線和出線。當電源數(shù)和出線數(shù)不相等時，為了便于電能的匯集和分配，彩母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，有利于擴建，運行方便。但加裝母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設(shè)備較多。若不要匯流母線，電氣主接線占地面積及斷路器數(shù)會減少、投資也小，但其只適用于進、出線回路少，不需再擴建的電廠或變電站。電氣主接線的基本接線形式依據(jù)是

16、否采用母線，分為有母線和無母線兩大類。有線線類：單母線及單線分段接線、雙母線及雙母分段接線、單線性或雙母線帶旁路接線、一個半斷路器接線等。無母線類：多角形接線、橋形接線、發(fā)電機變壓器單元接線、發(fā)電機變壓器線路組單元接線等。4.3.1 10kV側(cè)的接線設(shè)計方案一：單母線分段接線（1）接線特點：母線按電源的數(shù)目和功率，電網(wǎng)的接線及運行方式分段，通常以23段為宜，段數(shù)分得越多，故障時停電范圍越小，但使用斷路器的數(shù)量亦越多，配電裝置和運行也越復(fù)雜。 （2）優(yōu)缺點分析：單母分段接線的優(yōu)缺點是：A、母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，非故障段仍可繼續(xù)運行；B、對雙回重要用戶，將雙回線路分別接于不同的段上，

17、以保證對重要用戶的供電；C當一段母線故障或檢修時，將使該母線段電源，出線全部停電，減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，該段單回出線用戶停電；D、任一出線的斷路器檢修時，該回路必須停電。（3）適用范圍：一般來說單母線分段接線應(yīng)用在電壓等級為610KV，出線在6回及以上時，每段所接容量不宜超過25MW。方案二：單母線分段帶旁路母線接線特點：在出線隔離開關(guān)外側(cè)，加裝一條旁路母線，每一回出線通過一旁路隔離開關(guān)與旁母相連；在每段匯流母線與旁母之間加裝一臺斷路器，組成專設(shè)旁路斷路器的接線。優(yōu)缺點分析：單母分段帶旁路母線的優(yōu)點是：簡單、清晰、操作方便、易于擴建；當檢修出線斷路器時可不停電檢修，其缺點是：當匯流母線檢修或故障

18、時，該段母線將全部停電。適用范圍：10KV電壓等級，當有不允許停斷路器的要求時，可設(shè)置分段斷路器兼旁路斷路器的旁路母線接線。通過比較方案一比方案二好。5.短路電流的計算短路電流計算在變電所的電氣設(shè)計中，是其中一個重要環(huán)節(jié)，在選擇電氣設(shè)備時，為保證在正常運行和故障情況下都能安全、可靠工作，需要進行全面的短路電流計算。并將決定是否采用限制短路電流的措施，計算短路電流，應(yīng)在最大運行方式下計算，并省略不重要的部分（如系統(tǒng)中的電阻，電容元件，變電器的勵磁電流等）且系統(tǒng)正常工作時，三相對稱故障時頻率不變。5.1短路電流計算和分析的目的考慮到短路故障對電力系統(tǒng)運行的嚴重危害性，為了保證系統(tǒng)的正常運行，在設(shè)計

19、和運行中應(yīng)使電力系統(tǒng)能克服短路故障造成的危害。為此，要進行一系列的短路電流計算，為選擇電力系統(tǒng)的接線方式和電氣設(shè)備選擇和整定繼電保護裝置等準備必要的技術(shù)數(shù)據(jù)。在工程實際中，短路計算的目的如下（1）選擇電氣設(shè)備電氣設(shè)備在運行中心必須滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性的要求，而設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性校驗則是以短路計算結(jié)果為依據(jù)的。（2）選擇合適的電氣主接線方案有時在設(shè)計電氣主接線時，可能由于短路電流太大而需要選擇貴重的電氣設(shè)備，使投資較大，技術(shù)經(jīng)濟性不好，此時就需要采取限制短路電流的措施或其他方法選擇可靠而經(jīng)濟的主接線方案。（3）為繼電保護的整定計算提供依據(jù)在繼電保護裝置的設(shè)計中，常需多種運行方式下的短路電流值

20、作為整定計算和靈敏度校驗的依據(jù)。5.2電力系統(tǒng)的等值電路由于電力系統(tǒng)中可能有多個變壓器的存在，也就有多個不同的電壓等級。因此，不能僅僅將這些簡單元件的等值電路按元件原有參數(shù)簡單地相連，而要進行適當?shù)膮?shù)歸算，將全系統(tǒng)各元件的參數(shù)歸算至同一電壓等級，才能將各元件的等值電路連接起來，成為系統(tǒng)的等值電路。5.2.1有名值的歸算計算各元件有各值電抗時，必須把不同電壓等級各元件的電抗歸算到同一電壓等級，然后才能作出整個電力系統(tǒng)的等值電路，其參數(shù)歸算過程如下：選基本級確定變比：精確歸算：K=待歸算側(cè)的實際電壓基本側(cè)的實際電壓近似歸算：K=待歸算側(cè)的額定電壓基本側(cè)的平均額定電壓5.3短路電流的計算G k-1

21、 k-2 架空線l=1.2km1.求k-1點的三相短路電流和短路容量（Uc1=10.5kV)（1）計算短路電路中各元件的電抗及總電抗電力系統(tǒng)的電抗：Soc=200MVA，因此X1 =Uc12Soc=10.52200=0.55架空線電抗：X0=0.35/km,因此X2=0.351.2=0.42繪制K-1點短路的等效電路，如圖，并計算總阻抗為 10.55 20.42 K-1 XK-1=X1+X2=0.97（2）計算三相短路和短路容量三相短路電流周期分量有效值：Ik-13=Uc13XK-1=10.5kV 30.97=6.25kA三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流I3=I3=Ik-13=6.25kA三相短路

22、沖擊電流及第一個周期短路全電流的有效值 ish3=2.55I3=2.556.25=15.93kAIsh3=1.51I3=1.516.25=9.44kA 三相短路容量Sk-13=3Uc1Ik-13=310.56.25=113.66MVA2.求k-2點的三相短路電流和短路容量（Uc2=0.4kV)（1）計算短路電路中各元件的電抗及總電抗電力系統(tǒng)的電抗：X1 =Uc12Soc=0.42200=810-4架空線電抗：X0=0.35/km,因此X2=X0lUc2Uc12=0.351.2(0.410.5)2=6.0910-4電力變壓器的電抗：Uk%=5,因此X3=X4Uk%Uc22100S N=51000

23、.421000=810-4繪制K-2點短路的等效電路，如圖，并計算總阻抗為1810-4 3810-4 26.0910-4 k-2 4810-4XK-2=X1+X2+X3/X4 =810-4+6.0910-4+810-42=1.80910-32）計算三相短路和短路容量三相短路電流周期分量有效值：Ik-13=Uc13XK-2=0.4kV 31.80910-3=127.66kA三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流I3=I3=Ik-13=127.66kA三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流的有效值 ish3=2.55I3=2.55127.66=325.53kA Ish3=1.51I3=1.51127.66=

24、192.77kA 三相短路容量Sk-13=3Uc1Ik-13=30.4127.66=88.44MVA在工程設(shè)計說明書中，往往只列短路計算表，如表所示短路計算點 三相短路電流/kA 三相短路容量/MVAIk3I3I3ish3Ish3Sk3k-16.256.256.2515.939.44113.66k-2127.66127.66127.66325.53192.7788.446. 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗6.1變電所一次設(shè)備的選擇的條件與校驗的項目6.1.1按正常工作條件選擇電器根據(jù)額定電壓選擇，根據(jù)額定電壓選擇電器時應(yīng)滿足以下條件：電器的額定電壓UNe不小于電器裝設(shè)點電網(wǎng)的額定電壓UN，即UNe

25、UN。根據(jù)額定電流選擇。電器的額定電流INe不應(yīng)小于安裝回路的最大工作電流IN，即INeImax。6.1.2校驗熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定和開斷電流短路電流通過電器時，會引起電器溫度升高，并產(chǎn)生巨大的電動力，校驗電器和載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定和開斷能力應(yīng)考慮到各種短路最嚴重的情況。校驗開斷電流：額定開斷電流IocI=Ik 校驗動穩(wěn)定:為保證電器的最大三相沖擊短路電流imaxish3校驗熱穩(wěn)定性：為保證電器的熱穩(wěn)定，在選擇一般電器時滿足電器所允許熱效應(yīng)It2tI32tima tima=tk+0.05s=1.25s A=3150mm2 母線及絕緣導(dǎo)線和電纜導(dǎo)線等導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性校驗條件：kmaxkkmax200

26、Ck都滿足校驗條件6.1.3根據(jù)機械負荷選擇根據(jù)機械負荷選擇電器時，要求電器端子的允許機械負荷不小于電器引線在正常和短路時所承受的最大作用力。6.1.4按電器工作的特殊要求校驗根據(jù)各種電器的用途、工作特點等進行特殊項目的校驗。6.2變電所10kV側(cè)設(shè)備的選擇。根據(jù)藥廠所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓側(cè)采用GG-1A(F)型戶移開式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備。其內(nèi)部高壓一次側(cè)設(shè)備根據(jù)本廠需求選取，定時限過電流保護裝置整定為1.2秒，斷路器短路時間為0.2s。6.2.1斷路器選取根據(jù)上述條件，結(jié)合一部分的短路計算對各種斷路器進行選擇。1）110kV斷路器：110kV等級出線斷路器：UN=110kV；IN=100

27、.41A；考慮溫度：IN=100.411.05=105.43A；所以選擇SW4110戶外少油式斷路器。SW4110型斷路器，其設(shè)備參數(shù)為：Ue110kV，Ie1kA，額定開斷電流Ide18.4kA， 5秒熱穩(wěn)定電流為21kA，固有分閘時間0.06s，動穩(wěn)定電流峰植Idmax55kA，它滿足UeUg，IeIg max，IdeI3=7.427kA;熱穩(wěn)定校驗：后備保護動作時間tpr0.2s，電弧持續(xù)時間ta0.06s, 固有分閘時間tpr=0.06,則tktpr+ta+tin0.32s。，則tp=0.4s。teq=tp+0.052=0.45;k=0.71442，It2t =2205 ；It2t I

28、32tima,滿足要求。動穩(wěn)定校驗：Idmax =16.39kV ;所選SW4110斷路器滿足要求.2）35kV斷路器：35kV等級出線斷路器：UN=35kV；IN=100.41A;考慮溫度：IN=100.41A*1.05=105.43A;所以選擇SN1035戶外少油式斷路器。SN1035型斷路器，其設(shè)備參數(shù)為：Ue35kV，Ie1.25kA，額定短路開斷電流Ide16kA， 5秒熱穩(wěn)定電流為20kA，固有分閘時間0.06s，動穩(wěn)定電流峰植Idmax50kA，它滿足UeUg，IeIg max，IdeI3=4.727kV;熱穩(wěn)定校驗：后備保護動作時間tpr0.2s，電弧持續(xù)時間ta0.06s,

29、固有分閘時間tpr=0.06,則tktpr+ta+tin0.32s。，則tp=0.4s。teq=tp+0.052=0.45;k=0.71442，It2t =2205 ；It2t I32tima,滿足要求。動穩(wěn)定校驗：Idmax50kAIck;所選SN1035斷路器滿足要求.3）. 10kV斷路器：選擇SN410G型少油斷路器，其具體參數(shù)：Ue10kV，I0.5kA，額定開斷電流Ue105kA， 5秒熱穩(wěn)定電流為120kA，固有分閘時間0.15s，動穩(wěn)定電流峰植Ide300kA，tk=1.21s, tp=1s, k=147.44，它滿足UeUg，IeIg max =9.089kV.所選SN410

30、斷路器滿足要求.6.3 隔離開關(guān)的選擇和校驗 6.3.1隔離開關(guān)概述隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器，它需與斷路器配套使用。隔離開關(guān)主要用來將高壓配電裝置中需要停電的部分與帶電部分可靠地隔離，以保證檢修工作的安全，但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短路電流。隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定的項目相同。但由于隔離開關(guān)不用來接通和切斷短路電流，故無需進行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗。1. 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 （1） 根據(jù)各類隔離開關(guān)的特點及使用環(huán)境、條件決定其種類型號。（2） 通常規(guī)定一般電氣設(shè)備允許地最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的1.1

31、1.15倍，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓波動，一般不超過電網(wǎng)額定電壓的1.15倍。UNUNS （3） 電氣設(shè)備的額定電流IN是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允許電流。IN應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax。INImax2. 按短路狀態(tài)校驗1.短路熱穩(wěn)定校驗：短路電流通過電器時，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為： It2t Qk； Qk= Ipt2t tk開斷時間+主保護時間式中 Qk短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；假設(shè)主保護時間為0.2S It、t電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。 2.動穩(wěn)定校驗：電動力穩(wěn)定式電器承受短路電流機械效應(yīng)的能

32、力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為：iesish式中 ies 、ish-電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流幅度值及其有效值。6.3.2隔離開關(guān)的選取 1）110kV隔離開關(guān)： 試選用GW4110D/600-50型，其技術(shù)參數(shù)為：Ue110kV，Ie600A，動穩(wěn)定電流峰值Idmax50kA, 其動熱穩(wěn)定性校驗同上面的斷路器：UeUg，IeIg max，It2tI32tima所選用的GW4110D/600-50型隔離開關(guān)滿足要求。2）35kV隔離開關(guān)： 試選用GN2-35T/400-52型，其技術(shù)參數(shù)為：Ue35kV，Ie400A，動穩(wěn)定電流峰值Idmax50 kA, 其動熱穩(wěn)定性校驗同上面的斷路器：

33、UeUg；IeIg max，It2tI32tima所選用的GW4110D/600-50型隔離開關(guān)滿足要求。3）10kV隔離開關(guān)：選擇GN1010T型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：Ue10kV，Ie5KA，動穩(wěn)定電流峰值Ie200KA, 其動熱穩(wěn)定性校驗同上面的斷路器：UeUg；IeIg max，It2tI32tima所選用的GN1010T型隔離開關(guān)滿足要求。6.4 互感器的選擇和校驗 互感器由電流互感器(TA)、電壓互感器(TV)組成?；ジ衅魇墙涣麟娐分幸淮蜗到y(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，它們統(tǒng)屬于特種變壓器，所以其工作原理與變壓器基本相同。6.4.1電壓互感器的選擇選擇條件1電壓互感器的選擇選擇條件（1

34、）型式：電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇。1）620kV配電裝置，一般采用油侵絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；2）35110kV配電裝置，一般采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；3）220kV及以上配電裝置，當容量和準確度等級滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器；（2） 一次電壓U1：1.1UNU1 0.9 UNUN為電壓互感器額定一次線電壓，1.1和0.9是允許的一次電壓的波動范圍，即10% UN；（3）二次電壓：電壓互感器二次線電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況選用所需的二次額定電壓U2n；（4）準確等級：電壓互感器應(yīng)在那一準確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表、繼電器和自動裝置等設(shè)備對準

35、確等級的要求確定；（5） 二次負荷s2：s2 sNsN是對應(yīng)于在測量儀表所要求的最高準確級次下，電壓互感器額定容量s2是二次負荷，它與測量儀表的類型、數(shù)量和接入電壓互感器的接線方式有關(guān)。2電壓互感器的選擇 （1）110kV側(cè)互感器的選擇: 種類和型式的選擇:戶外一次回路額定電壓和電流選擇: UNUNS UNS=110kV故選用JCC2-110型，起參數(shù)為：額定電壓(kV) （1）初級繞組110/3，（2）次級繞組 0.1/3，（3）剩余繞組 0.1 ；二次負荷(VA) （1）1級 500，2級 1000。（2）35kV側(cè)互感器的選擇: 種類和型式的選擇:戶外一次回路額定電壓和電流選擇: UNU

36、NS UNS=35kV 故選用JDJ-35型，起參數(shù)為：額定電壓(KV) （1）初級繞組35/3，（2）次級繞組 0.1/3，（3）剩余繞組 0.1/3 ；二次負荷(VA) （1）0.5級 150，1級250，3級 600。（3）10kV側(cè)互感器的選擇: 種類和型式的選擇:戶內(nèi)一次回路額定電壓和電流選擇: UNUNS UNS=10kV故選用JDJ-10型，起參數(shù)為：額定電壓(kV) （1）初級繞組10/3，（2）次級繞組 0.1/3，（3）剩余繞組 0.1/3 ；二次負荷(VA) （1）0.5級 80，1.級120，3級 320。6.4.2 電流互感器1電流互感器的選擇條件1）型式：電壓互感器

37、的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。620kV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器；35及以上配電裝置，一般采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的獨立電流互感器；2）一次回路電壓 UNUNS, UN為電流互感器額定電壓；UNS為電流互感器安裝處一次回路工作電壓；3）一次回路電流： I1NIg max為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流；I1N為電流互感器一次側(cè)額定電流。4）準確等級：電流互感器的準確等級與電壓互感器相同，需先知電流互感器二次回路接入的測量儀表的類型及對準確等級的要求，并按準確等級要求最高的表記來選擇；5）動穩(wěn)定 iesish 式中： ies 、ish-電氣設(shè)備允

38、許通過的動穩(wěn)定電流幅度值及其有效值。6）熱穩(wěn)定 It2tQk ； Qk= Ipt2tk ；tk=開斷時間+主保護時間式中： Qk短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； 假設(shè)主保護時間為0.2S It、t電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。2電流互感器的選擇a10kV側(cè)互感器的選擇: 種類和型式的選擇:戶外一次回路額定電壓和電流選擇: UNUNS UNS=10kV INImax Imax=16.5kA 短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗: It2tQk iesish ish= 23.139kA7.變電所進出線的選擇與校驗7.1.1裸導(dǎo)體選擇的具體技術(shù)條件 1） 型式：載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料。對于持續(xù)工作電流較大且位置特別

39、狹窄的發(fā)電機、變壓器出線端部，或采用硬鋁導(dǎo)體穿墻套管有困難時，以及對鋁有較嚴重的腐蝕場所，可選用銅質(zhì)材料的硬導(dǎo)體。回路正常工作電流在40008000A時，一般選用槽型導(dǎo)體。110kV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線。2） 按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面：經(jīng)濟截面 sJ=ImaxJ 經(jīng)濟電流密度J=1.45A/mm2式中：Imax為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流；3）熱穩(wěn)定校驗：裸導(dǎo)體熱穩(wěn)定校驗公式為：Smin=ICta103 I= Ipt 查表得C=87 得ta=開斷時間+主保護時間+0.05II2式中：smin 根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許載截面（mm）C 熱穩(wěn)定系數(shù)I 穩(wěn)態(tài)短路電流（

40、kA）ta 短路電流等值時間（S）4）電暈電壓校驗：對110kV及以上裸導(dǎo)體，需要按晴天不發(fā)生全面電暈條件校驗，即裸導(dǎo)體的臨界電壓應(yīng)大于最高工作電壓?？刹贿M行電暈校驗的最小導(dǎo)體型號及外徑，可從相關(guān)資料中獲得。7.2導(dǎo)體的選擇a110kV架空線 經(jīng)濟截面sj=ImaxJ 經(jīng)濟電流密度J=1.45A/mm2T=4500h Imax=116MVA3110kV=608.9A sj=608.91.45=419.9mm2 故而在110kV側(cè)選取TRJ400型架空線。b. 35kV架空線 經(jīng)濟截面 sj=ImaxJ 經(jīng)濟電流密度J=1.45A/mm2 T=4500h Imax=50MVA33=824.8A

41、sj=824.81.45=568.8mm2 故而在35kV側(cè)選取TRJ400型架空線。7.3母線的選擇1. 110kV母線的選擇及校驗1)110KV母線的選擇載流導(dǎo)體選取規(guī)則:110kV的母線長期最高允許的工作電流為Igmax=s13UN1=582.238A所以選擇槽形硬鋁母線，其參數(shù)為200*90*12（mm）;導(dǎo)體雙截面8080mm2，集膚效應(yīng)系數(shù)kf=1.237,導(dǎo)體載流量為8800A，截面系數(shù)wy=46.5cm4。2). 母線的校驗：(1）熱穩(wěn)定性校驗：正常運行時導(dǎo)體的溫度=39.8+(75-39.8）*6145271802=68,由查表得熱穩(wěn)定系數(shù)C=88，已計算得短路電流熱效應(yīng)k=

42、147.44KA2*S，則滿足短路發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為smin=k*kf/C=118.95mm28080mm2,滿足熱穩(wěn)定的要求。 (2）動穩(wěn)定性校驗：導(dǎo)體截面系數(shù)：W=2wy=93cm4去相間距離a=0.8m,絕緣子跨距Lb=1.2m。母線相間應(yīng)力：fb=2*（0.5*ish）*10-7*1h=75.4N; 條間應(yīng)力：b=fb*lb12wy=1.910569106所以滿足動穩(wěn)定性的要求。同理，我們根據(jù)以上選擇原理選出在 35kV和10kV側(cè)母線的選型如下：a35kV母線的選擇載流導(dǎo)體選取規(guī)則:由于35kV側(cè)的最大負荷電流Igmax=s13UN1=842.81A試選用所以選擇槽形硬鋁母線，其參

43、數(shù)為100*45*6（mm）;導(dǎo)體雙截面2020mm2，集膚效應(yīng)系數(shù)kf=1.038,導(dǎo)體載流量為3590A，截面系數(shù)wy=5.9cm4。b10kV母線的選擇10kV的母線長期最高允許的工作電流為I=6415A，所以選擇槽形硬鋁母線，其參數(shù)為75*35*4（mm）;導(dǎo)體雙截面1040mm2，集膚效應(yīng)系數(shù)kf=1.012,導(dǎo)體載流量為2280A，截面系數(shù)wy=2.52cm4。8.心得體會在工廠供電課程設(shè)計的過程中收獲十分豐富，系統(tǒng)地加強了學習，對變電站的認識進一筆步，這對以后我在國家電網(wǎng)的工作幫助十分巨大。通過課程設(shè)計立足“用活所學的課程，實踐新理念”。力求讓我的設(shè)計更具特色，形成獨具風格的設(shè)計

44、模式，更好地體現(xiàn)老師教育的要求，以提高設(shè)計的質(zhì)量。這次課程設(shè)計是對10KV藥廠變電站電氣部分的設(shè)計。從設(shè)計角度圍繞方便施工、降低造價、利于運行等方面，對變電站電氣部分設(shè)計中應(yīng)注意的問題進行了探討。首先是對主變的選擇，從主變?nèi)萘恳约爸髯兊呐_數(shù)、相數(shù)、繞組數(shù)量、繞組連接方式、調(diào)壓方式幾個方面考慮選擇主變的型號。之后是在接線的選擇，通過不同接線方式在接線特點、適用范圍以及優(yōu)缺點三個方面的綜合比較，選擇出了適合該電壓等級的接線方式，以后通過短路計算選擇出了電氣設(shè)備的型號。設(shè)計前認真作好充分準備，精心設(shè)計方案，并結(jié)合實際，靈活的做好每個設(shè)計的細節(jié)，盡可能做到更好活學活用。9.參考文獻 1、工廠供電設(shè)計指導(dǎo) 機械工業(yè)出版社 劉介才主編2、工業(yè)企業(yè)供電課程設(shè)計及實驗指導(dǎo)書 冶金工業(yè)出版社 王建南 主編3、工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊中國電力出版社 中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院 組編4、10KV及以下變電所設(shè)計規(guī)范 GB50023-19945、供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB50052-20096、低壓配電設(shè)計規(guī)范GB50054-20117、交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合DL/T620-19978、交流電氣裝置的接地DL/T621-1997 18