课程设计--某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统设计 .docx

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1、精品名师归纳总结本科课程设计说明书某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统设计学院部：电气与信息工程学院专业班级：电气 08-5同学： 董书安，陈邦杰，刘彬豆壮壮，孙荣德，朱桐桐指导老师：杨岸老师2021 年 6 月 29 日可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统设计摘要本厂是 35kV 变电站的设计，本设计第一依据厂方给定的全厂各车间电气设备及车间变电所负荷运算表进行电力负荷运算，然后依据对运算负荷的分析选定主变压器和各车间变电所的变压器型号，变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，挑选出一种与变电所在系统中的位置和作用相适应的

2、接线方式。在经济角度上要考虑周全，尽量以最少的投资获得最正确的方案。选好变压器和主接线后进行短路电流运算， 对变电站系统中的各个电压等级下的母线发生三相短路时，所流过的短路电流进行了分别运算。在设计过程中依据电力部门对工厂功率因数的要求运算出需要补偿的无功功率并以此挑选相应的补偿电容器。然后对线路设定短路点进行短路电流的运算作为各设备的选型依据。对电气设备进行挑选，电气设备的挑选条件包括两大部分：一是电气设备所需要满意的基本条件，即按正常工作条件挑选，并按短路状态校验动、热稳固。二是依据不同电气设备的特点而提出的挑选和校验项目。考虑到对变压器的爱护在设计中对主变压器设置了以下继电爱护：瓦斯爱护

3、、过电流爱护和电流速断爱护。通过本次课程设计，旨在熟识变电所中供电系统的负荷运算，把握变电所中二次回路的基本原理，在次基础上对供电系统中的变电所二次接线进行了设计和爱护，最终依据详细环境条件对电气设备进行校验，使本次设计的内容更加完善。关键词：电力负荷运算，变压器挑选，短路电流运算，继电爱护I可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 11.1设计依据 电力负荷运算 2.1无功补偿电容器挑选2.2主变压器的挑选 各变电所变压器挑选2.4架空线的挑选 3.1三相短路电流运算目的3.2短路电流运算公式3.3各母线短路电流列表4 高低压电器设备的挑选4.1 35KV高压设备挑选及校验4.2 1

4、0KV中压设备的挑选及校验4 .3 113334566678889 1 47.防雷和接的装置的确定147.1防雷装置的确定147.2直击雷的防治147.3雷电侵入波爱护147.4接的装置确定14目录5继电爱护配置9 9瓦斯爱护9电流速断爱护9过电流爱护10过负荷爱护115.2 35KV进线线路爱护115.3 10KV线路爱护126变电所内，外布置13 14 1 4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结8. 主接线图16心得体会17参考文献18致谢19可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 设计依据与负荷运算(1) 本厂设有薄膜、单丝、管材、注射等四个车间，设备选型全部采纳

5、我国新定型设备其外仍有帮助车间及其它设施。(2) 全厂各车间电气设备及车间变电所负荷运算表380 伏侧。(3) 本场与电业部门的供电协议：1) 该厂由处于厂南侧一公里的 110/35 千伏变电所用 35 千伏架空线路向其供电，该所在城南侧 4km。2) 电业部门变电所配出线路定时限过电流爱护装置的整定时间为2s，工厂配电所应不大于 1.3s 。3) 在总配变点点所 35kv 侧计量。4) 工厂的功率因数值要求在 0.9 以上。5) 供电系统技术数据：电业部门变电所35kv 母线为无限大电源系统，其短路容量200兆伏安(4) 生产车间为三班制，部分车间为单班或两班制，全年最大负荷利用时间为500

6、0 小时， 属于三级负荷。(5) 本厂自然条件：1) 本的区最热月平均最高温度为 35 摄氏度。2) 1 深处一年最热月平均温度为 20 摄氏度。3) 年雷暴日为 30 天。4) 土壤冻结深度为。5) 主导风向夏季为南风。(6) 的质水文条件：1) 7 米不等。2) 的下水位一般为，3) 的耐压力为 20 吨/ 平方米。电力负荷运算可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据公式：PjsK x * Pe可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Q jsPjs* tan可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - -

7、 - 欢迎下载精品名师归纳总结SjsPjs/ cos可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结分别运算出各车间的有功和无功功率及视在功率的运算值填入表1-1表 1-1全厂各车间电气设备及车间变电所负荷运算表380 伏侧可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结车间或设备用电设容量序备组名 千称瓦号1 NO1 变电所需要系数K x功率因数Cos功率因数脚正切tan有功Pjs 千瓦 运算负荷无功Q js 千乏 视在Sjs 千伏安 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1薄膜车间14008401117 214002原料库30153生活间10108084成品库一25155成品库二

8、246包装材料库206127小计15092 NO2 变电所1单丝车间13850831113852水泵及设备20133小计140584413 NO3变电所1注塑车间1891262管材车间8803083小计10694 NO4 变电所1备料复制车间1382生活间10108O83浴室31004锻工车间3095原料生活间151120126仓库1597机修模具车间1002543.258热处理车间150909铆焊车间1805410810小计641可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1锅炉房2001402试验室1253帮助材料库11022444油泵房155加油站106办公室款待所15915食堂7小

9、计4758全厂合计50992610349乘以参差系数2349323988.62全厂合计 K p =0.9 ，K q =0.95 5 NO5 变电2. 变电所高压电器设备选型补偿电容器挑选依据设计依据 4，要求本厂功率因数在0.9 以上，而本厂的无功功率明显大于有功功率：cos=2349/3998.62=0.587433.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Qc=Pjstan 1Pjstan2 33=2330.06Kvar可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结有运算数据可以得到要补偿的功率，总共补偿2400kvar ，应选用 24 个 BWF6.3-100-1并联电容器进行

10、补偿。主变压器的挑选由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电牢靠性要求较高，宜采纳两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷连续供电，应选两台变压器 。133=2517.7KVA。须选两台 S9-3150/35 型低损耗配电变压器，其联接组别采纳Yyn0。2 假设为暗备用时每台容量按，须选两台S9-2000/35 型低损耗配电变压器，其联接组别采纳 Yyn0。考虑到变压器的利用率以及变压器损耗我们打算使用暗备用的方式。因此无功补偿后工厂 380V 侧和 35KV侧的负荷运算如表 2.1 所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Pjs /kWQ js

11、/kvarSjs /kVA380V 侧补偿前负荷23493239380V 侧无功补偿容量-2400380V 侧补偿后负荷2349823.5522主变压器功率损耗3715035KV 侧负荷总计23862查表得：空载损耗P0=3.4Kw。负载损耗Pk=19.80kw。空载电流 I0%=1.1。 阻抗电压 Uk%=7.5。法规 820mmPt=n*P0+1/nPkS/SN2Qt=n*I0%/100*SN+1/n*Uk%/100*SN*S/SN2或者利用体会公式：P表 2-1无功补偿后工厂的运算负荷项目cos运算负荷各变电所变压器挑选(1) NO1 安装两台变压器相互暗备用，其容量按 S js 145

12、8.5 kVA =1020.95 kVA因此选两台 S9-1250/10 型低损耗配电变压器，其联接组别采纳Yyn0。(2) NO2 安装两台变压器相互暗备用，其容量按 S js 13 kVA =kVA因此选两台 S9-1000/10 型低损耗配电变压器，其联接组别采纳Yyn0。(3) NO3 安装一台变压器，其容量按 S js =638.31 kVA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结因此选一台 S9-800/10 型低损耗配电变压器，其联接组别采纳Yyn0。(4) NO4 安装一台变压器，其容量按 Sjs =4 kVA因此选一台 S9-500/10 型低损耗配电变压器，其联接组

13、别采纳Yyn0。(5) NO5 安装两台变压器相互暗备用，其容量按 Sjs 因此选两台 S9-250/10 型低损耗配电变压器，其联接组别采纳Yyn0。表 2-2各变压器型号及其参数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结型号额定电压 /kV连接组别损耗 /W空载电流 %阻抗电压 %可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结高压低压空载负载S9-2000/353510Yyn0260019000S9-1250/1010Yyn0195012000S9-1000/1010Yyn0170010300S9-800/1010Yyn014007500S9-500/1010Yyn09605100

14、4S9-250/1010Yyn056030504主变压器两台暗备用NO1 两台暗备用NO2 两台暗备用NO3 选一台NO4 选一台NO5 两台暗备用2.4架空线的挑选架空线挑选两条相互明备用。1. 按经济电流密度挑选导线截面积线路在工作时的最大工作电流：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Ig=Sis/ 3 * U N =2581.83/ 3 *35 =可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结该生产车间为三班制，部分车间为单班或两班制，全年最大负荷利用时数为5000 小时， 属于三级负荷。其钢芯铝线的电流密度J=0.9 所以导线的经济截面面积：2可编辑资料 - - - 欢迎

15、下载精品名师归纳总结考虑到线路投入使用的长期进展远景，选用截面积为LGJ-50 的导线。2. 按长时答应电流校验导线截面积。50 mm的导线，所以235KV 架空线为查表得 LGJ-50 型裸导线的长时答应电流导线最高工作温度为 70 度。其长时答应电流为：Iy=220A025 C 当环境温度为 35 度时，IyIy10 /101/ 2 =当一台变压器满载， 一条输电线检修时导线负荷最大， 这时的负荷电流为： Ie=Se/ 3 *Un可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I=33A。由于 Ie , 所以符合要求。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结y3). 按电压缺失校验

16、查表得 LGJ-50 导线的单位长度电阻和电流为：R0=0.65X0=0.42线路总的电压缺失为：U=P*R+电压缺失百分比为：U%=所以导线符合要求。4). 按机械强度校验2钢芯铝线非居民区 35KV最小答应截面为 10 mm所以符合要求。3. 短路电流的运算三相短路电流的运算目的为了保证电力系统安全运行，择电气设备时，要用流过该设备的最大短路电流进行热稳固校验和动稳固校验，以保证设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和点动力的庞大冲击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，继电爱护装置将自动的使有关断路器跳闸。继电爱护装置的整定和断路器的挑选，也需要短路电流数据。短路电流的运算公式标幺值

17、运算方法 ：基准容量 Sd=100MV，A 基准电压 Uav=37KV， U d 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结*2(1) 电力系统的电抗标幺值 :X * =Sd/Soc可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1U*(2) 电力线路的电抗标幺值 :L0 LSd/ U av可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结X*X(3) 电力变压器的电抗标幺值 :TK %Sd/ 100SN可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结X(4) 三相短路电流周期重量有效值 : 3I d / X可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I(5) 短路点处的次暂态短路电

18、流 :I 3I 3I 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(6) 短路冲击电流：(7) 冲击电流有效值 :i shI sh2.55I 3 高压系统1.51I 3 高压系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(8) 三项短路容量：S 3S / X *可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(9) 9I 2 0.866 I3 ，i sh 20.866i 3 ， 2shIsh0.866I 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结sh各母线短路电流列表依据以下图和以上公式运算母线短路电流：图 3-1短路运算电路图 3-2短路运算等效电路表 3-1母线短路电流

19、列表短路运算点三相短路电流 /KA三相短路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 3I KI3I 3i3sh3 Ish容量 /MVAS 3 K可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结最大运行方式K-1K-2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结d最小运行方式K-1K-2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据上述短路电流的运算结果，依据设计思路中按正常工作条件选型，按短路情形进行校验的思想，总配变电所的高低压设备选型情形确定如下：4.1 35Kv高压侧设备挑选

20、35Kv 测设备挑选如下表 4-1表 4-135Kv高压侧设备挑选运算数据高压断路器隔离开关电压互感器电流互感器避雷器备注SW2-35/600GW2-35GJDJJ2-35LB-35Fz-35U=35KV35KV35KV35KV35KV35KVI=600A600A2*200/5Ik=KAshi 3 = KA17KA42KA3.3*2002可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结i 2 *4= 2 *46.62 * 420 2 * 41.3* 200 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Sk=19MVA400MVA4.2 10Kv中压侧设备挑选10Kv 中压侧设备挑选见表

21、4-2运算数据表高压断路器4-210Kv中压侧设备挑选隔离开关电流互感器备注SN10-10IGN6-10T/200LA-10U=10KV10KV10KV10KV采纳 GG-10-54 高I=A630A200A100/5压开关柜I K =2.57KA16KAi3sh=KA40KA160*1002可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结i 2 *4=2.57 2 * 4162 * 4102 * 590* 100 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结SK =46.7MVA300MVA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结

22、侧设备挑选采纳 BFC-08低压开关柜。5. 继电爱护配置主变压器爱护电力变压器继电爱护配置的一般原就：(1) 装设过电流爱护和电流速断爱护装置用于爱护相间短路。(2) 800kVA 以上油浸式变压器和400kVA 及以上车间内油浸式变压器应装设气体爱护 装置用于爱护变压器的内部故障和油面降低。(3) 单台运行的变压器容量在 10000kVA 及以上和并列运行的变压器每台容量在6300kVA 及以上或电流速断爱护的灵敏度不满意要求时应装设差动爱护装置用于爱护内部故障和引出线相间短路。(4) 装设过负荷爱护和温度爱护装置分别用于爱护变压器的过负荷和温度上升。由于我们变压器的视在功率为 500HZ

23、，所以我们不需要采纳温度爱护。对于本设计中高压侧为 35KV 的工厂总降压变电所主变压器来说，应装设 瓦斯爱护、过电流爱护和电流速断爱护。瓦斯爱护防止变压器内部短路及油面降低，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸，本次采纳 FJ-80 型开口杯挡板式气体继电器。电流速断爱护防止变压器线圈和引出线多相短路，动作与跳闸。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I qbK rel K wK i KTI k .max可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 Ik . max 为变压器低压母线三相短路电流周期重量有效值。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结K rel为牢靠系

24、数 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结KT 为变压器的电压比。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在此设计中 I因此速断电流：K . maxI K 22.57 ,K rel1.3 , K w1, K i200405可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结灵敏度校验：I qb1.44013.5147013.65 A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结pKI k.minI OP.1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 Ik . min为在电力系统最小运行模式方式下，变压器高压侧的两相短路电流。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

25、纳总结I OP.1 为速断电流验算到一次电路的值单位为A。在此设计中可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I k. min0.8662.952.56A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结pKI k . minI OP. 12.5640.1364.691.5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结过电流爱护防止外部相间短路并作为瓦斯爱护和电流速断爱护的后背爱护，动作与跳闸，本次采纳 GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸的操作方式。由于高压侧有 I 1N =2000/ 35 3 =，电流互感器采纳

26、三角形接法，运算电流互感器变比 Ki = 3 /5 = 57.1/5，选用电流互感器变比 Ki =100/5=20可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结IopK rel K K reK iIL . max可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 I L max 为变压器的最大负荷电流，可取为I 1NT为变压器的一次额定电流，K rel爱护装置的牢靠可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结系数，对定时限可取 1.2 ，反对时限取 1.3 。K w 为爱护装置的接线系数，对相电流接线取1，对相电流差接线取3 。 K re 为电流继电器的返回可编辑资料 - - - 欢迎

27、下载精品名师归纳总结系数，对于感应式电流继电器GL-15/10 来说，应取 0.8 。 在该厂设计中：Ki 为电流互感器的变比。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I L . max2 I1 NT2200033565.98A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结取 K rel1.3 ， K re0.8， K i200540 ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结动作电流为：I OP1.310.84065.983.082 , 因此整定值为 3A。可编辑资料 - - -

28、 欢迎下载精品名师归纳总结过电流爱护动作时间整定运算t1t 2t式中 t1 为变压器母线发生三相短路时高压侧继电爱护的动作时间，t 2 在变压器低压侧爱护装置发生低压母线发生三相短时的一个最长的动作时间，t s。灵敏度校验：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结PSI K minI OP. 11.5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 I K. min 为在电力系统最小运行方式下，低压母线两相短路电流折合到变压器高压侧的值。IOP. 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名

29、师归纳总结为继电爱护的动作电流换算到一次电路的值，称为一次动作电流单位为A。假如作为后备爱护，由可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I 2 min3I 3 min21.4731.27KA2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在此设计中I op.1I op Ki1.27210A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结K w33.5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结灵敏度为：过负荷爱护爱护1210SP430.821.7031.5 ，灵敏度校验满意要求。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑

30、资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结动作电流整定运算I OP OL 1.25I NTK I可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 I NT 为变压器的额定一次电流， Ki 为电流互感器的电流比。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结动作时间的整定运算I OP OL 1.2565.97402.06 A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结topol 1015s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5.2 35KV 进线线路爱护过电流爱护由于电流速断爱护不能爱护线路全长，因此由过电流爱护作为其后背爱护

31、，同时防止速度按爱护区域外部的相间短路，爱护动作与跳闸。1. 过电流爱护动作电流的整定运算K rel Kw可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结IopKre KIIL . max可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中：IL . max线路最大负荷电流，可取为 1.5-3I 30 为线路运算负荷电流。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结K rel 爱护装置的牢靠系数，对 GL型取 1.3 。Kw 爱护装置的结线系数，对相电流结线为1，对相电流差结线取3 。K re 电流继电器的返回系数，对于感应式电流继电器GL-15/10 来说应取 0.8 。ki 电流互感器的变流比。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结必需留意：对感应式继电器的I op应整定为整数，且在10A 以内。在此设计中：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I L . max2I 30218.637.2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料