电子厂10kV变电所设计

1目录摘要......................................................................2关键词....................................................................2１.引言................................................................2１.１选题的背景及其意义..................................................2１．2电能的特点及工厂变电所的作用........................................22、短路电流计算........................................................32．1短路电流计算的目的..................................................32．2短路电流计算的方法..................................................32．3计算短路电流........................................................43.电器设备选择........................................................63．1电气设备选择的一般原则..............................................63．2电气设备选择........................................................64.400V侧出线QF的选择..........................................10后记.....................................................................15参考文献.................................................................162南京某电子厂10kV变电所设计陈洪生摘要变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场：变所。变电所涉及方面很多，需要考虑的问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电所高低压电气设备，为变电所平面及剖面图提供依据。根据本设计根据课题要求，设计10kV/0.4kV/0.23kV变电所的一次接线系统，要求计算10kV和0.38kV侧两点短路电流，并选择10kV及0.38kV电器设备，校验10kV和0.38kV两侧母线的动稳定和热稳定性。关键词：短路电流动稳定热稳定１.引言１.１选题的背景及其意义本课题应用供配电设计的基本原则和方法进行电子厂的降压变电所设计。通过本课程设计,培养学生综合运用所学的理论知识、基本技能和专业知识分析和解决实际问题的能力,培养学生独立获取新知识、新技术和新信息的能力,使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路,学生能够理解“安全、可靠、优质、经济”的设计要求,掌握工厂供电系统设计计算和运行维护所必须的基本理论和基本技能。１．２电能的特点及工厂变电所的作用电能是电做功的能力。电能有各种形式,如直流电能、交流电能、交流工频电能和高频电能等等。它可作用为动力、照明、冶炼、电镀、电热、通信等之用。其优点是便于控制、测量、变换和远距离输送,电能使用方便、清洁。电能的单位是千瓦时（俗称“度”）。电器设备与电源连接形成回路,当电流通过电气设备时、电源要输出电能,电气设备要消耗电能。发电厂是生产电能的工厂,发电厂3将热能、水能等通过发电设备转换为电能。按照发电厂的动力来源,发电厂主要分为火力发电厂、水力发电厂及核能发电厂等。发电机输出的交流电压不够高,要通过升压变电所升压后远距离传送电力,电压高,则电流小,线路损耗小。电力输送到用户区后,降压变电所再把电压降低,供给工厂使用。2.短路电流计算2.1短路电流计算的目的短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。短计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。2.2短路电流计算的方法短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位值法）和标幺值法（又称相对单位值法），工程上常用标幺值法。标幺值法：一般是先选定基准容量dS和基准电压dU。基准容量：工程设计中通常取dS=100MVA基准电压通常取元件所在处的短路计算电压，取cdUU基准电流cddddUSUSI33基准电流dcdddSUIUX2341、电力系统的电抗标幺值*dSocSSX2、电力变压器的电抗标幺值*%100kdTNUSSXKU%为变压器的短路电压（查表可得）3、电力线路的电抗标幺值*2olWLSdXUcX,Xo为导线电缆的单位长变电抗(查表可得)各主要元件的电抗标幺值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简，求出其总电抗标幺值*X。无限大容量系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值(3)**1KIX由此可求得三相短路电流周期分量有效值(3)*dKIIX(3)KI求出以后可得三相短路次暂态电流和稳态电流(3)I=(3)(3)KII三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值在高压电路发生三相短路时Iish55.2I51.1Ish在100kV·A及以下的电力变压器二次侧及低压电路中发生三相短路时Iish84.1，IIsh09.1。三相短路容量(3)*()KKSdSX。2.3.计算短路电流根据设计材料数据及要求进行短路电流计算：取JS=100MVA，额定电压10avUkV，额定电流1.46NIAjxt=15100TsMVAL=2KmdS=100MVA%kU=5sX=0.273.05.1010024.02lXK-1.93.073.02.0)2(LkXXsX5.55.103100dIkAK-19.593.05.5''IkAK-2．51006.251000.8TX18.725.6)2(LkXXsX3.1444.03100dIkAK-22018.7144''IkA10kVK-1点5.9IkA2.555.915shikAK-2点20IkA51shikATNI2=1215Ajxt=5.063.电气设备选择3.1电气设备选择的一般原则供配电系统中的电器设备选择，既要满足在正常工作时能安全可靠运行，同时还要满足在发生短路故障时不至于产生损坏，开关电器还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置（户内或或外）,环境温度，海拔高度，以及防尘，防火，防腐，防爆等条件电器有设备选择的一般原则主要有以下几点:(1)按照工作环境及正常工作条件选择电气设备1）根据设备所在位置(户内或户外)，使用环境和工作条件，选择电气设备型号2）按工作电压选择电气设备的额定电压3）按最大负荷电流选择电气设备的额定电流（2）按短路条件校验电气设备的动稳定性和热稳定性为保证电气设备在短路故障时不至于损坏，俺最大可能短路电流校验电器设备的动稳定性和热稳定性。动稳定：电气设备在冲击短路屯流所产生的电动力作用下，电气设备不至于损坏。热稳定：电气设备载流导体在最大隐态短路屯流作用下，其发热温度不超过载流导体短路时的允许发热温度。（3）开关电器断流能力校验断路器和熔断器等电气设备担负着可靠切断短路电流的任务，所以开关电器还必须校验断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量3.2断路器选择高压断路器选择:断路器的选择内容包括：（1）选择型式；(2)选择额定电压；(3)选择额定电流；（4）校验开断电流；（5）校验动稳定；(6)校验热稳定。1．初选断路器型号发电机回路的最大长期工作电流:7405.481.4605.105.1maxNgIIA根据5.10GNUkV,405.48maxgIA及屋内布置要求，查附录一，初选型号为10SN---10III/2000型断路器，其额定技术数据为：10NUKv2000NIA,额定开断电流3.43brIkA,动稳定电流130maxIkA热稳定电流（及时间）3.43tIKa(4S),固定分闸时间06.0gIS,燃弧时间025.0ntS2．短路电流短路电流计算时间1.302.006.02.3kTS[55.15.0ktS]短路切断计算时间12.006.006.0itS由系统提供短路电流，可由2.0sx，直接查汽轮发电机曲线的42.5I61.255.1I45.21.3I其电流基准值为5.5dIkA各有名值分别为81.295.542.5IkA355.145.561.255.1IkA475.135.545.21.3IkA10.8081.299.12shikA3．校验开断能力因ssI1.012.01故kAkAIIkt3.4381.29满足要求4．校验动稳定kAkAIsh13010.8081.2929.18满足要求5．校验热稳定因sstk11.3故可不计非周期分量的发热影响skAskAtIIIQkK2222221.3255.1159.58121.33.43809.8081.3)5756.18166.20606361.888(1211.3)475.13355.141081.29(121)10(1212满足要求。以上计算表明选SN10----10III/2000型断路器满足要求。6．参数对比表所示额定参数计算参数电压10NUkA10NUkA电流2000NIA1.46NIA开断电流3.43brIkA9.5IkA动稳定电流130maxIkA15shikA热稳定电流3.43tIkA19.522tI3.3CT选择LFZ-10kV75/50.5/P0.5级计量P级保护级3.4母线选择3.4.110kV侧母线选择9（1）允许发热：10kV选铜母线，按额定电流选择，校验动，热稳定。查有关手册，变压器原边电流46.1A考虑机械强度选1063铜母线单排平放25℃时载流量1129A扁平平放电流修正：68.1038112908.01'）（alIA温度修正：南京地区温度按40℃计算09.8482570407068.1038alIA1.46alIA满足正常发热（2)热稳定校验：无限大容量系统.原边jxt=1铜母线的热稳定系数C=1652min8.3516559001mmttcSjxjx实际面积：26301063mm热稳定合格(3)动稳定校验：铜母线允许应力14000xuN/2cm三相母线平放，相间距取25cm母线抗弯距