10kv變電所及其配電系統的設計--優秀畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 兩路外供電源容量相同且可供全部負荷，采用一用一備運行方式，故變壓器一次側采用單母線接線，而二次側采用單母線分段接線。該方案中，兩路電源均設置電能計量柜，且設置在電源進線主開關之后。變電所采用直流操作電源，為監視工作電源和備用電源的電壓，在母線上和備用進線斷路器之前均安裝有電壓互感器。當工作電源停電且備用電源電壓正常時，先斷開工作電源進線斷路器，然后接通備用電源進線斷路器，由備用電源供所有負荷。備用電源的投入方式采用備用電源自動投入裝置APD。第5章 短路電流的計算供電系統應該正常的不間斷地可靠供電，以保證生產和生活的正常進行。但是供電系統的正常運行常常因為發生短路故障而遭到破壞。所謂短路，就是供電系統中一相或多相載流導體接地或相互接觸并產生超出規定值的大電流。造成短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣損壞、誤動作、雷擊或過電壓擊穿等。短路電流數值通常是正常工作電流值的十幾倍或幾十倍。當它通過電氣設備時，設備的載流部分變形或損壞，選用設備時要考慮它們對短路電流的穩定。短路電流在線路上產生很大的壓降，離短路點越近的母線，電壓下降越厲害，從而影響與母線連接的電動機或其它設備的正常運行。計算方法采用標幺值法計算。進行計算的物理量，不是用具體單位的值，而是用其相對值表示，這種計算方法叫做標幺值法。標幺值的概念是：某量的標幺值= （）所謂基準值是衡量某個物理量的標準或尺度，用標幺值表示的物理量是沒有單位的。供電系統中的元件包括電源、輸電線路、變壓器、電抗器和用戶電力線路，為了求出電源至短路點電抗標幺值，需要逐一地求出這些元件的電抗標幺值。電源取自距本變電所3km外的35kV變電站，用10kV雙回架空線路向本變電所供電，出口處的短路容量為250MVA。求10kV母線上K1點短路和380V低壓母線上K2點短路電流和短路容量。電源側短路容量定為Sk=250MVA⑴．確定基準值：取 Sd=100MVA Uc1= Id1= =100MVA/（*）=Zd= =()2/100MVA=⑵．計算：① 電力系統 X1*= Sd/Sk=100MVA/250MVA=② 架空線路 X2*=X0LSd/Uc2=*3km*=③ 電力變壓器 X3*=Uk%Sd/100SNT==8⑶．求K1點的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量：① 總電抗標幺值X*∑(k1) =X1*+X2*=+=② 三相短路電流周期分量有效值Ik1(3) = Id1/X*∑(k1) =③ 其他三相短路電流 Ik1”(3) =I∞k1 (3) = Ik1(3) = ish (3) =*= Ish(3) =*=④ 三相短路容量 Sk1(3) = Sd/X*∑(k1) =100MVA/= MVA⑷．求K2點的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量：兩臺變壓器并列運行：① 總電抗標幺值 X*∑(k2) =X1*+X2*+X3*// X4*=++=② 三相短路電流周期分量有效值Ik2(3) = Id2/X*∑(k2) =③ 其他三相短路電流在10/，R∑X∑，可取ksh=，因此： Ik2”(3) =I∞k2 (3) = Ik2(3) = ish (3) =*= Ish(3) =*=④ 三相短路容量 Sk2(3) = Sd/X*∑(k2) =100MVA/= MVA兩臺變壓器分列運行：① 總電抗標幺值 X*∑(k2) =X1*+X2*+X3*=++8=② 三相短路電流周期分量有效值Ik2(3) = Id2/X*∑(k2) =③ 其他三相短路電流Ik2”(3) =I∞k2 (3) = Ik2(3) =ish (3) =*=Ish(3) =*=④ 三相短路容量Sk2(3) = Sd/X*∑(k2) =100MVA/=A 三相短路電流計算結果短路計算點總電抗標 幺值三相短路電流/ kA三相短路容量/MVAX*∑Ik (3)I”(3)I∞(3)ish (3)Ish(3)Sk (3)k1k2變壓器并列運行變壓器分列運行第6章 變電所高壓進線、一次設備和低壓出線的選擇對于本單位而言，變電所變壓器高壓側的計算負荷即是全廠及家屬住宅區的總計算負荷，因此，不需要采用需要系數逐級計算法和全廠需要系數法進行計算。P= Pc +△PT=+=Q= Qc+△Q T =+=S=AI=高低壓配電電路最普遍的兩種戶外結構是架空線和電纜。架空線的主要優點是：設備簡單，造價低；有故障易于檢修和維護；利用空氣絕緣，建造比較容易。電力電纜的建設費用高于架空線路，具有美觀、占地少，傳輸性能穩定、可靠性高等特點。對于高壓開關柜，從柜下進線時一般需通過電纜引入，因此，采用架空線長距離傳輸，再由電纜線引入的接線方式。對給變壓器供電的高壓進線以及變電所用電電源線路，因短路容量較大而負荷電流較小，一般先按短路熱穩定條件選擇導體截面，然后再校驗發熱條件。 ① 按熱穩定條件選擇導體截面：長度為3km查表，C=87Amm2，（取值為繼電器動作時間）A≥Amin=I∞*103/C=*103*/87= mm2初選70 mm2的LGJ型鋼芯鋁絞線。② 按發熱條件進行校驗：全廠總計算電流為：Ic=查表，70 mm2的LGJ型鋼芯鋁絞線在25℃、30℃時的載流量為275A、259A，故滿足條件。① 按熱穩定條件選擇導體截面：查表，C=143Amm2，A≥Amin=I∞*103/C=*103*/143=初選35mm2的YJY型交聯聚乙烯絕緣銅芯電力電纜② 按發熱條件進行校驗：全廠總計算電流為：Ic=查表，35 mm2的YJY型三芯交聯聚乙烯絕緣銅芯電力電纜在25℃的空氣中敷設時的載流量為172A，在20℃直埋敷設時的載流量為166A，大于計算電流，故選擇35mm2的YJY型三芯交聯聚乙烯絕緣銅芯電力電纜。 主要電氣設備表序號設備名稱型號和規格110kV真空斷路器VS1—12/630—16型斷路器2隔離開關GN19—10C/400型隔離開關3電流互感器LZZJ—10Q 200/5 LZZJ—10Q 200/5 LZZJ—10Q 100/5 4電壓互感器JDZ10—10B 10/ JDZ10—10B 10/ A5熔斷器XRNP3—10型熔斷器6避雷器710kV開關柜KYN28A—12型高壓固定式開關柜高壓斷路器除在正常情況下通斷電路外，主要是在發生故障時，自動而快速的將故障切除，以保證設備的安全運行。常用的高壓斷路器有油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器。（1）高壓斷路器的主要參數：額定電壓：是指斷路器正常工作時的線電壓；額定電流：是指環境溫度在40℃時，斷路器允許長期通過的最大工作電流；額定斷開電流：它是斷路器開斷能力的標志，其大小與滅弧室的結構和介質有關；額定開斷容量：開斷能力常用斷流容量表示，；熱穩定電流：熱穩定電流是表示斷路器能隨短路電流熱效應的能力；動穩定電流或極限通過電流：表示能承受短路電流所產生的電動力的能力；斷路器的分、合閘時間：表示斷路器的動作速度。（2）選擇時，除按一般原則選擇外，由于斷路器還有切斷短路電流，因而必須校驗短路容量，熱穩定性及動穩定性等各項指標。按工作環境選擇：選擇戶外或戶內，若工作條件特殊，還需要選擇特殊型式；按額定電壓選擇：應該大于或等于所在電網的額定電壓，即： ；按額定電流選擇：應該等于或大于負載的長時最大工作電流，即： ；校驗高壓斷路器的熱穩定性： It2t≥I∞2tima； 校驗高壓斷路器的動穩定性： ；校驗高壓斷路器的斷流容量（或開斷電流）：熔斷斷流容量按校驗；根據上述分析并查資料：10KV高壓斷路器選擇VS1—12/630—16型斷路器； 高壓斷路器的選擇校驗表序號安裝地點的電氣條件VS1—12/630—16型斷路器項目數據項目數據結論1.UN10kV12kV合格2.IC630A合格3.Ik(3)Ioc16kA合格4.ish(3)imax40kA合格5.I∞2tima()2*()S= kA2SIt2t(16kA)2*4S=1024kA2S合格（1）高壓隔離開關的作用：高壓隔離開關是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電設備，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電器設備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設備。（2）形式結構：高壓隔離開關一般有底座、支柱絕緣子、導電刀閘、動觸頭、靜觸頭、傳動機構等組成。一般配有獨立的電動或手動操動機構，單相或三相操動。高壓隔離開關主刀閘與接地刀閘間一般都設有機械連鎖裝置，確保兩者之間操作順序正確。各類高壓隔離開關、接地開關根據不同的安裝場所有各種不同的安裝方式（3）選擇條件：海拔高度不大于1000米為普通型，海拔高度大于1000米為高原型；地震烈度不超過8度；環境溫度不高于+400C，戶內產品環境溫度不低于100C，戶外產品環境溫度不低于300C；戶內產品空氣相對濕度在+250C時其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%（有些產品要求空氣相對濕度不大于85%）；戶外產品的覆冰厚度分為5毫米和10毫米；戶內產品周圍空氣不受腐蝕性或可燃氣體、水蒸氣的顯著污穢的污染，無經常性的劇烈震動。戶外產品的使用環境為普通型，用于Ⅰ級污穢區，防污型用于Ⅱ級（中污型）、Ⅲ級（重污型）污穢區。根據設計條件，選擇戶內型高壓隔離開關，根據上述條件和要求并查表有：10KV的高壓隔離開關選擇GN19—10C/400型 高壓隔離開關的選擇校驗表序號安裝地點的電氣條件GN19—10C/400型隔離開關項目數據項目數據結論1.UN10kV10kV合格2.IC400A合格3.Ik(3)——Ioc————4.ish(3)imax50kA合格5.I∞2tima()2*()S=SIt2t()2*4S=S合格高