泵站电气设备课程设计说明书

扬州大学能源与动力工程学院泵站电气设备课程设计说明书专业：热能与动力工程班级：热动0701学号：071303104姓名：陈瑶指导教师：葛强设计日期：2010.06.7-2010.06.14泵站电气设备课程设计说明书1目录前言…………………………………………………2第一节泵站电气主接线设计…………………………5第二节短路电路元件参数的计算……………………6第三节泵站一次设备的选择及校核…………………7第四节电动机的启动计算…………………………16第五节泵站防雷设计………………………………17附录泵站高压35kV一次系统图泵站电气主接线图泵站控制室平面布置图参考资料泵站电气设备课程设计说明书2前言一、目的要求通过设计巩固已学知识，培养分析和解决问题的能力，初步掌握低压泵站电气部分的设计方法。二、设计原始资料1.全站电气负荷长江1#泵站设计流量5立方米每秒，泵站设计扬程8.32米。该站有由上级变电所直接供电,采用架空高压线输电，引入35kv电源。泵站内安装轴流泵5台，轴功率85kw。另设排水泵8kw，电动葫芦3kw，检修动力5kw，平均功率因数0.8，平均效率0.85。泵站照明3.5kw，平均功率0.7。泵站在计费计量点的功率因数不应低于0.9。2.气象资料海拔高程：▽1.25m最热月平均最高气温：32.4℃极端最高温度：40.7℃年最高温度月：7月最热月平均气温：28.2℃极端最低温度：-14℃雷暴日数：34.4日/年土质：砂质粘土最热月地面下0.8m处土壤平均温度：27.7℃泵站年最大负荷利用小时Tmax=2000h三、设计要求1.根据有关资料进行某低压泵站电气部分（含变电所）的初步设计。2.设计应符合国家经济建设制定的各项方针政策、规范等要求。3.在满足供电可靠性、运行灵活性前提下，力争技术先进，节省投资和运行费用。4.优先采用新技术和指定先进的设备及材料。四、设计步骤（一）熟悉资料，确定设计参数1.泵站总平面图，站房的土建平面图、剖面图。2.主机组的有关技术参数。泵站电气设备课程设计说明书33.辅机及其它装备的名称、数量、用电安装容量和工作方式。4.供电电源的电压、供电方式（架空线还是电缆、专用线还是公用线），供电电源线路的回路、长度以及进入泵站的方向。5.电力系统的短路数据或供电电源线路首端断路器的断流容量。6.当地气象、地质资料。（二）电气主接线设计1.泵站电气负荷的统计、计算及无功功率补偿计算，泵站电气负荷包括主电动机的计算负荷和站用电的计算负荷。选用异步电动机的泵站应进行无功补偿计算。2.确定主变压器的型式、台数和容量。3.拟定主接线方案，并进行经济技术比较。4.绘出电气主接线图，图中应标出各电器元件的主要技术参数。（三）短路电流计算1.作出计算电路图和等值电路图。2.根据已给数据和已知条件计算系统的短路电流，并列出短路计算表。（四）泵站电气设备的选择及校核1.熟悉电气设备选择的一般规定。2.电器设备的选择需选择的主要电气设备包括断路器、隔离开关、高压熔断器、母线、电流互感器、电压互感器和补偿用并联电容器。选用屋内成套配电装置应同时选定开关柜的种类及方案编号。（1）型式的选择根据电气设备的用途、安装地点、使用条件等情况进行选择，选设备力求技术先进、价格合理，在同一工程应尽量减少同类设备的品种。（2）按正常工作电压、电流选择。（3）按短路条件校验校验时必须正确选择计算短路点和短路计算时间。（五）泵站电气设备的布置泵站电气设备的布置包括电气设备的总体布置、控制室布置、屋内配电装置的布置、站房内其他电气设备的布置及屋外配电装置的布置等，应与整个泵房协调考虑。1.总体布置应便于运行维护和检修，保证运行的安全，便于进出线，节约占地面积和建筑费用，应考虑无功补偿电容器装设的要求，还要适当考虑发展的需要。2.屋内高压配电装置的布置在泵房平面图上确定高压成套配电装置的位置和尺寸。3.屋外配电装置的布置确定配电装置内各主要元件的相对位置和距离。（六）泵站防雷设计泵站电气设备课程设计说明书41.泵站配电装置的防雷措施。2.高压电动机的防雷措施3.泵房建筑物的防雷措施（防止直击雷、感应雷和雷电侵入波的防护措施）五、绘图和整理说明书泵站电气设备课程设计说明书5第一节泵站电气主接线设计1.负荷统计与计算P水泵=gQH/5=1×103×9.8×5×8.32×103/5=81.54kW电动机P电动机=81.54/0.85=95.93kW查相关资料,选Y3-315L1—6型电动机,额定功率PN=110kW,转速n=990r/min,d=94.0%,功率因数cos=0.86,定子额定电流I单机=206.7A所需电机台数N电机=5单台电机输入有功功率Pjs=PN/d=110/0.940=117.0kW单台电机输入功率S1=Pjs/cos=117.0/0.86=136.1kVA单台电机输入无功功率Qjs=S1sin=136.1×286.01=69.45kVAR取补偿后,2cos=0.92，则2tan=0.43原电动机1cos=0.86,1tan=0.59需补偿无功功率为QC=PN×5×（1tan-2tan）/d=110×5×（0.59-0.43）/0.940=93.6kVAR用WBD-0.4/50，总容量438μF进行补偿,并联电容器的容量为50kVA,5路自动调节电机输入总功率S=N电机×S1=5×110.0/0.94=585.11kVAS排水泵=8/（0.8×0.85）=11.76kVAS电动葫芦=3/（0.8×0.85）=4.41kVAS检修动力=5/（0.8×0.85）=7.35kVAS照明=3.5/（0.7×1）=5.00kVA故主变总容量S总容量=S排水泵+S电动葫芦+S检修动力+S照明+S=11.76+4.41+7.35+5.00+585.11=613.63kVA2.变压器选择泵站电气设备课程设计说明书6主变：选择SCB10—1000/35/0.4型三相无励磁干式变压器联结组标号Yyn10，Uk%=8，额定容量SN=1000kVA3.电气主接线图第二节短路电路元件参数计算1.计算电路图和等值电路图如下：2.选定基准值Sb=100MVA，Ub1=U1av=37kV，Ub2=U2av=0.4kVSdmax=130MVA，Sdmin=80MVA则Ib1=Sb/（3×Ub1）=100/（3×37）=1.6kAIb2=Sb/（3×Ub2）=100/（3×0.4）=144kA泵站照明检修动力电动葫芦排水泵35kV5台三相异步电机K20.4kVK3Uk%=0.8SN=1000KVAK泵站电气设备课程设计说明书73.计算各元件电抗标幺值高压侧总电抗X*1=Sb/Sdmax=100/130=0.77变压器XT*=Uk%×Sb/（100×SN）=8×100/（100×1）=84.K1点短路总电抗X*1=X*1=0.77三相短路电流周期分量有效值I1K=Ib1/X*1=1.6/0.77=2.1kA三相短路次暂态电流和短路稳态电流''I=I=I1K=2.1kA三相短路全电流最大有效值shI=1.51''I=1.51×2.1=3.2kA通过K1点短路冲击电流为ish=ish1=2.55×2.1=5.36kA5.K2点短路总电抗X*2=X*1+XT*=0.77+8=8.77三相短路电流周期分量有效值I2K=Ib2/X*2=144/8.77=16.42kA三相短路次暂态电流和短路稳态电流''I=I=I2K=16.42kA三相短路全电流最大有效值shI=1.09''I=1.09×16.42=17.90kA5台电动机总的额定电流INM=0.2067×5=1.0335kA由于1.0335kA0.01K2I=0.179kA所以应考虑电动机提供的反馈冲击电流ishM=6.36kshM×INM=6.36×1×1.0335=6.57kA又ish2=1.84Ik2=1.84×16.42=30.21kA故通过K2点短路冲击电流为ish=ish2+ishM=30.21+6.57=36.78kA第三节泵站一次设备选择及校核一、根据电流电压选择高压开关柜泵站电气设备课程设计说明书8选择KYN61—40.5型铠装移开式交流金属封闭的高压开关柜1.KYN61-40.5型铠装移开式高压开关柜介绍KYN61-40，5铠装移开式交流金属封闭开关设备(以下简称开关柜)适用于三相交流50Hz、35kV单母线及单母线分段电力系统，主要应用于发电厂、变电所及工矿企业、高层建筑的变配电中作为接受和分配电能之用，并对电路实行控制、保护和监测，满足，EC60298、GB3906、DL404等标准的要求，并具备完善的“五防”功能。配移开式ZN85—40．5(3AV3)型真空断路器或SF型和FP系列六氟叱硫断路器，采用热缩绝缘材料及环氧涂覆绝缘工艺，优化电极形状，哐体结构紧凑，缩小占地面积；开关柜柜体选用优质敷铝锌钢板经数控二金加工成形后，通过高强度螺栓螺母和铆螺母连接而成，构件表面采司喷塑或镀锌工艺；开关柜各功能小室均采用金属隔板封隔，并设有独二的压力释放通道。1.环境温度：上限+40℃，下限-5℃（允许在-30℃时贮运）；2.海拔高度：不超过1000m；3.日平均相对温度不大于95%，月平均相对湿度不大于90%；4.地震烈度不超过8度；5.没有火灾、爆炸危险、严重污秽、无化学腐蚀及剧烈地震的场所。2.开关柜内各元件的选择(1)选择高压负荷开关：采用NALF36型负荷开关技术参数：(2)选择电流互感器：采用LGB-35型户内干式电流互感器，额定电流比150/5A，准确级组合为0.5/10P。环境条件：户内外均可使用泵站电气设备课程设计说明书9环境温度：最高温度+40℃，最低温度-40℃海拔高度：≤1000m污秽等级：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级技术参数：额定电压：35-220kV额定频率：50Hz额定一次电流：15-2X2000A额定二次电流：1A，5A额定输出：20VA-50VA准确级：0.2S、0.2、0.5S、0.5或5P、10P级准确限值系数：10、15、20、25、30仪表保安系数：5、10绕组个数：1-6额定一次电流(A)额定二次电流(A)测量级保护级额定短时热电流(KA)额定动稳定电流(KA)线组温升限值K机械强度N总重(kg)组数\准确级仪表保安数(FS)额定输出(VA)组数\准确级准确值系数(ALF)额定输出(VA)满匝满匝LGB-3515-2×505(1)二组/0.5或0.5S0.2或0.2S≦5或≦1040(20)二组5P或10P10-3040(20)100I1n250I1n≦85200060s9015、250125I1n315I1n2×30031.580600、1250401002×750-2×150050125泵站电气设备课程设计说明书10型号设备最高电压(kv)工频耐受电压(kv)雷电冲击耐受电压(kv)雷电截波试验电压(kv)局部放电量(pc)介质损耗因数LGB-22025246010501207≦10≦0.002LGB-110126230550632≦10LGB-6672.5160325-≦10LGB-3540.595185-≦10(3)选择电压互感器:采用JDZ-35W1型环氧树脂浇注全封闭式电压互感器.JZD-35W1型电压互感器采用环氧树脂全封闭浇注，尺寸小，质量轻，适合任意位置任意方向安装，额定频率50Hz，额定电压35kV户内装置的电力系统中作电气测量与保护之用。技术参数:负荷的功率因数cos)(8.0滞后额定一次电压（V）额定二次电压（V）准确级及相应输入输出极限输出（kVA）额定绝缘水平(kV)0.2级0.5级1级3500010045100200100040.5\95\200(4)选择避雷器：采用Y5WZ-42/134型氧化锌避雷器避雷器额定电压有效值54KV，系统标称电压有效值35KV，避雷器持续运行电压有效值41KV，直流参考电压U1mA不小于73KV，2000s方波通流容量150A，4/10s冲击电流峰值65KA