某電機修造廠總降壓變電所及高壓配電系統的設計畢業設計-資料下載頁

【導讀】篇以上，翻譯與課題有關的外文資料不少于3000漢字。鍋爐不能停電，要求供電有較高的可靠性。站距離廠總降壓變電所南側8Km；第二種電源，由附近35/10KV變電所提供10KV備用電源，該所距廠總降壓變電所南側3Km。變電所的保護動作時間不大于。③功率因數值應在以上。第8周中期檢查；產品的需求日益增多，工業活動增加導致工業用電需求提高。了較大的沖擊,穩定供電得不到保障。另一方面，工廠電能突然中斷，對本廠生產造成嚴重的后果。電力需求與電網設施不協調的局面。清晰、接地和保護安全高效、建筑結構布置緊湊、電磁輻射污染最小已是大勢所趨。低量的電能損耗和保護裝置的高

　　

【正文】 電所 及總降壓變電所 所需變壓器型號以及所需變壓器的技術參數見表 31 所示。 表 31 變壓器型號與技術參數 變壓器型號 額定容量 /kVA 額定電壓 /kV 損耗 /kW 阻抗電壓(%) 空載電流(%) 聯結組別 高壓 低壓 空載 短路 S9250/10 250 10177。 5% 4 3 Dyn11 S9630/10 630 5 3 Dyn11 S9800/10 800 5 Dyn11 S91000/10 1000 5 Dyn11 S91250/10 1250 2 11 5 Dyn11 S91600/10 1600 14 5 Dyn11 S95000/35 5000 35 7 Yd11 石家莊鐵道大學四方學院畢業設計 8 變配電所主結線的選擇原則 (1)當滿足運行要求時，應盡量少用或不用斷路器，以節省投資。 (2)當變電所有兩臺變壓器同時運行時，二次側應采用分段的單母線接線。 (3)當供電電源只有一回線路，變電所裝設單臺變壓器時，宜采用線路變壓器組結線。 (4)為了限制配出線短路電流 ， 具有多臺主變壓器同時運行的變電所，應采用變壓器分列運行。 (5)接在線路上的避雷器 ， 不宜裝設隔離開關 ； 但接在母線上的避雷器 ， 可與電壓互感器合用一組隔離開關。 (6)6～ 10kV 固定式配電裝置的出線側，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應裝設線路隔離開關。 (7)采用 6～ 10 kV 熔斷器負荷開關固定式配電裝置時，應在電源側裝設隔離開關。 (8)由地區電網供電的變配電所電源出線處，宜裝設供計費用的專用電壓、電流互感器 (一般都安裝計量柜 )。 (9)變壓器低壓側為 的總開關宜采用低壓斷路器或隔離開關。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側總開關和母線分段開關均應采用低壓斷路器。 (10)當低壓母線為雙電源，變壓器低壓側總開關和母線分段開關采用低壓斷 路器時，在總開關的出線側及母線分段開關 的兩側，宜裝設刀開關或隔離觸頭 [7]。 主結線方案選擇 對于電源進線電壓 為 35kV 及以上的大中型工廠，通常是先經工廠總降壓變電所降為 6—10kV 的高壓配電電壓，然后經車間變電所，降為一般低壓設備所需的 電壓。總降壓變電所主結線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設備 (變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關等 )及其連接線組成，通常用單線表示。 主 接 線對變電所設備選擇和布置，運行的可靠性和經濟性，繼電保護和控制方式都有密切關系，是供電設計中的重要環節。 雖然按 技術指標，兩條電源進線的主結線方案優于一條電源進線的主結線方案。但考慮題目要求，上級區域變電所供電較為穩定，所以決定采用一條電源進線的主結線方案 本次設計的 電機修造 廠是連續運行，負荷變動較小，電源進線較 長 (8km),主變壓 石家莊鐵道大學四方學院畢業設計 9 器不需要經常切換， 以及一路電源進線。 另外再考慮到今后的長遠發展。 決定 總降壓 變電所一 次側采用單母線 ， 母線設有電壓監測裝置。 35kV 進線設計量裝置。 二次側 (10kV)采用單母線分斷的接線型式，因正常時兩臺主變采用 明 備用運行方式，所以在正常運行時母聯為 閉合 狀態。當某臺主變以及控制它所用的開關需 要檢修時，即將其從系統切換并斷開隔離，保證全廠一、二級負荷由一臺主變供電。兩母線段各設五柱電壓互感器柜，用以對 10kV 系統絕緣監視、電壓監測和避雷防護，當一臺主變運行時，相應地切除另一臺電壓互感器柜。系統采用 10kV 集中無功補償，根據每個母線段連接的負荷大小、功率因數高低，相應配備適量的電容器補償量，同時在負荷增減的相對穩定期可方便的進行補償量的分級切換。母線設所用變提供所內照明、維修及二次回路的電源 。 10kV 備用電源經高壓開關柜控制后接入 10kV 母線，進線設計量裝置。 低壓接線方式采用放射式，設計按 各車間負荷大小將饋出線分配在兩段母線上 ，如下圖 31 所示。 圖 31 主接線形式 石家莊鐵道大學四方學院畢業設計 10 第 4 章 短路電流的計算 短 路電流計算的目的 工廠供電系統要求正常地不間斷地對用電負荷供電，以保證工廠生產和生活的正常進行。然而由于各種原因也難免出現故障，而使系統的正常運行遭到破壞。系統中最常見的故障就是短路。短路就是指不同電位導電部分包括導電部分對地之間的低阻性短接。短路后，系統中出現的短路電流比正常負荷電流大 得多。如此大的電流可產生很大的點動力和很高的溫度，而使線路中的原件受到損害 ， 嚴重影響電氣設備的正常運行和降低產品質量 [8]。 由此可見，必須盡力設法消除可能引起短路的一切因素；同時需要進行短路電流計算，以便正確地選擇電氣設備，使設備具有足夠的動穩定性和熱穩定性，以保證在發生最大短路時不致損壞。 繪 制計算電路 簡圖 根據題目要求，繪制計算電路簡圖如圖 41 所示。 圖 41 短 路計算電路圖 石家莊鐵道大學四方學院畢業設計 11 k1 至 k8 點的三相短路電 流和短路容 量 當 系統最大運行方式時 (1)求 k 1 點的三相短路電流和短路容量 ( kVUc 371 ? ) 繪 k1 點短路等效電路，如圖 42 示，圖上標出各元件的序號和電抗值。 圖 42 短路 等效電路圖 ①計算短路電路中各元件的電抗及總電抗 電力系統的電抗：由 MVASoc 325? ，因此 ? ? ???? 325372211 M V AkVSUX occ 架空線路的電抗： ? ? ?????? 其總電抗為： ?????????? )1( XXX k ②計算三相短路電流和短路容量 三相短路電流周期分量有效值 kAkVXUIkck 373)1(1)3( 1 ???????? 其他三相短路電流 kAIII k )3( 1)3()3( ????? ?? kAkAIish )3()3( ＝????? kAAII sh )3()3( ＝????? 三相短路容量 M V AkAkVIUS kck 8 )3( 11)3( 1 ＝???? ?? (2)求 k2 點的三相 短路電流和短路容量 ( kVUc ? ) 繪 k2 點短路的等效電路如圖 43 示。 圖 43 短路等效電路圖 石家莊鐵道大學四方學院畢業設計 12 ①計算短路電路中各元件的電抗及總電抗 電力系統的電抗 ? ? ????? 22 21 M V AkVSUXocc 架空線路的電抗 ? ? ?????????????????????? 1202 kmkmUUlXXcc 電力變壓器的電抗 ，取 Uk%=7 ?????? 0710 0% 2223NCK SUUX 計算其總電抗為 321)2( XXXX k ????? ???????? ②計算三相短路電流和短路容量 三相短路電流周期分量有效值 )2(2)3( 2 kkVXUIkck ???????? 其他三相短路電流 kAIII k )3( 2)3()3( ????? ?? )3()3( ＝????? Iish )3()3( ＝????? II sh 三相短路容量 M V )3( 22)3( 2 ＝???? ?? kck IUS (3)求 k3 至 K8 點的三相短路電流和短路容量 ( kVUc ? ) 繪等效電路如圖 44 示。 圖 44 短路等效電路圖 石家莊鐵道大學四方學院畢業設計 13 ①計 算短路電路中各元件的電抗及總電抗 電力系統的電抗 ? ? ?????? 322 21 M V AkVSUXocc 架空線路的電抗 ? ? ??????????????????????? 3221302 . 4 k V08/ kmkmUUlXXcc 電力變壓 器的電抗，取 Uk%=6 因 此， ??????? ? 322339。3 % NCK SUUX ??????? ? 32234 0041 00 % NCK SUUX ??????? ? 32235 0051 00 % NCK SUUX ??????? ? 32236 101080 0510 0%NCK SUUX ??????? ? 32237 1081000 %NCK SUUX ??????? ? 32238 % NCK SUUX ??????? ? 32239 1051600 %NCK SUUX 計算其總電抗為： 4321)3( XXXXX k ????????? ??????? ? 5321)4( XXXXX k ????????? ??????? ? 6321)5( XXXXX k ????????? ??????? ? 7321)6( XXXXX k ????????? ??????? ? 8321)7( XXXXX k ????????? ??????? ? 9321)8( XXXXX k ????????? ??????? ? 石家莊鐵道大學四方學院畢業設計 14 ②計算 k3 三相短路電流和短路容量 三相短路電流周期分量有效值 3)3(3)3( 3 kkVXUIkck ?????? ???? 其他三相短路電流 kAIII k )3( 3)3()3( ????? ?? )3()3( ＝????? Iish )3()3( ＝????? II sh 三相短路容量 M V )3( 33)3( 3 ＝???? ?? kck IUS ③ 計 算 k4 三相短路電流和短路容量 三相短路電 流周期分量有效值 3)4(3)3( 4 kkVXUIkck ?????? ???? 其他三 相短路電流 kAIII k )3( 4)3()3( ????? ?? )3()3( ＝????? Iish )3()3( ＝????? II sh 三相短路容量 M V )3( 43)3( 4 ＝???? ?? kck IUS ④ 計算 k5 三相短路電流和短路容量 三相短路電流周期分量有效值 3)5(3)3( 5 kkVXUIkck ?????? ???? 其他三相短路電流 kAIII k )3( 5)3()3( ????? ?? )3()3( ＝????? Iish )3()3( ＝????? II sh 三相短路容量 M V )3( 53)3( 5 ＝???? ?? kck IUS ⑤ 計算 k6 三相短路電流和短路容量 三相短路電流周期分量有效值 石家莊鐵道大學四方學院畢業設計 15 3)6(3)3( 6 kkVXUIkck ?????? ???? 其他三相短路電流 kAIII k )3( 6)3()3( ????? ?? )3()3( ＝????? Iish )3()3( ＝????? II sh 三相短路容量 M V )3( 63)3( 6 ＝???? ?? kck IUS ⑥ 計算 k7 三相短路電流和短路容量 三相短路電流周期分 量有效值 3)7(3)3( 7 kkVXUIkck ?????? ???? 其他三相短路電流 kAIII k )3( 7)3()3( ????? ?? )3()3( ＝????? Iish )3()3( ＝????? II sh 三相短路容量 M V )3( 73)3( 7 ＝???? ?? kck IUS ⑦ 計算 k8 三相短路電流和短路容量 三相短路電流周期分量有效值 3)8(3)3( 8 kkVXUIkck ?????? ???? 其他三相短路電流 kAIII k )3( 8)3()3( ????? ?? )3()3( ＝????? Iish )3()3( ＝????? II sh 三相短路容量 M V )3( 83)3( 8 ＝???? ?? kck IUS 當系統最小運行方式時 (其計算過程同前，從略 ) 石家莊鐵道大學四方學院畢業設計 16 短路計算表 (如表 41， 42 所示 ) ①系統最大運行方式： 表 41 系統最大運行方式時短路計算表 短路計算點 三相短路電流 / kA 三相短路容量 /MVA k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 ② 系統最 小運行方式： 表 42 系統最小運行方式時短路計算表 短路計算點 三相短路電流 / kA 三相短路容量 /MVA )3(kI )3(I? )3(?I )3(shi )3(shI )3(kS k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 )3(kI )3(kS)3(shI)3(shi)3(?I)3(I? 石家莊鐵道大學四方學院畢業設計 17 第 5 章 變電所設 備的選擇校驗 為了保證一次設備安全可靠地運行，必須按下列條件選擇和校驗： (1)按正常工作條件包括電壓、電流、頻率及開斷電流等選擇； (2)按短路條件包括動穩定和熱穩定進行校驗； (3)考慮電氣設備運行的環境條件如溫度、濕度、海拔高度以及有無防塵、防爆、防腐、防火等要求； 選擇設備時應考慮和效驗的項目如表 51 所示。 表 一次設備選 擇校驗的項目及滿足的條件 設備名稱 電壓 /kV 電流 /kA 斷流能力 /kA 短路穩定度校驗 動穩定 熱穩定 高壓斷路器 √ √ √ √ √ 高壓隔離開關 √ √ — √ √ 低壓斷路器 √ √ √ △ △ 電流互感器 √ √ √ √ √ 電壓互感器 √ — — — — 母線 — √ — √ √ 電纜 √ √ — — √ 應滿足的條件 設備的額定電壓應不小于裝置地點的額定電壓 設備的額定電流應不小于通過設備的計算電流 設備的最大開端電流 (或功率 )應不小于它可能開端的最大電流 (或功率 ) 按三相短路沖擊電流校驗 按三相短路穩態電流校驗 備注 √校驗 — 不校驗 △一般可不校驗 35kV 側電氣設備的選擇校驗 根據設計任務書的條件，變電所的繼保動作時限不能大于 秒，即 ? ，斷路器開短時間 ? ，非周期分量等效時間 ? 按照選擇原則，選取的 35kV 側的電氣設備選擇表如下 51 所示。 石家莊鐵道大學四方學院畢業設計 18 表 51 35kV 側一次 設備的選擇校驗 選擇校驗項目 電壓 電流 斷流 能力 動穩定度 熱穩定度 裝置地 點條件 參數 NU 30I )3(kI )3(shi imatI 2)3(? 數據 35kV 104A 2 ＝? 額定參數 NU NI ocI maxi tIt2 高壓少油斷路器 SN1035I 35kV 1000A 16kA 45kA 10244162 ?? 高壓隔離開關 GN435G/600 35kV 600A —— 50kA 9805142 ?? 高壓熔斷器 RN235 35kV 17kA —— —— 電壓互感 器 JDJ35 35/ —— —— —— —— 電流互感器 LCW35 35kV 200/5A —— 避雷器 FCZ35 35kV —— —— —— —— 10kV側電氣 設備的選擇校驗 按照選擇原則，選取的 10kV 側的電氣設備選擇表如下 52 所示。 表 52 10kV 側設 備的選擇校驗 選擇校驗項目 電壓 電流 斷流能力 動穩定度 熱穩定度 裝置地點條件 參數 NU 30I )3(kI )3(shi imatI 2)3(? 數據 10kV 364A 額定參數 NU NI ocI maxi tIt2 高壓少油斷路器SN1010Ⅱ /1000 10kV 1000A 80kA 2 ?? 高壓隔離開關 GN810/1000 10kV 1000A —— 75kA 45005302 ?? 高壓熔斷器 RN210 10kV 50kA