10kv变电所毕业设计文档格式.docx

1、S30 （kVA）I30 （A）1水处理车间15546.584.52硫化车间1606465.33锅炉车间1504589.14机修车间14644655工具车间37.543.96照明负荷35282工厂负荷性质工厂为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为 3500h,属于三级负荷。3供电电源条件（1）本厂变电所从附近35/10kV变电所引入10kV电源，架空线路长800m。（2） 要求工厂最大负荷时功率因数不得低于 0.9。（3）工厂10kV母线上的短路容量按200MVA计算。4工厂自然条件（1）气象条件工厂最热月平均温度为30r ;地中最热月平均温度为20C ； 土壤冻结深度 为1.1m；工厂属于

2、正常干燥环境。（2）地址水文资料工厂地势平坦，地层以砂粘土为主，地下水位为 2.85.3m。3、毕业设计基本要求（1）编写设计说明书及主要设备材料清单（2）绘制系统图、平面布线图及其它图纸4、应收集的文献资料工厂供电、电工手册、供配电系统设计规、低压配电系统设计规、10kV及以下变电所设计规、机械工厂电力设计规、工业企业供电四、车间变电所负荷计算和无功功率补偿4.1计算负荷的意义和计算的目的计算负荷：计算负荷是指通过负荷的统计计算确定的、用来按发热条件选择供电系统中的各元件（包括设备和线路）的一种负荷值。根据计算负荷选择的电气设备 和导线电缆等，如以计算负荷持续运行时，其发热温度不会超过正常允

3、许值。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线电 缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，将使电器和导线处 于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘老化甚至烧毁，同样造成损失。 由此可见，正确计算负荷意义重大。4.2负荷计算需要系数法利用一个需要系数乘以设备容量即可求得设备的有功计算负荷的一种方法。该方 法计算十分简便，它是最早提出的也是至今应用最为普遍的一种方法。但由于需要系 数值是根据设备台数较多、容量差别不是很大的一般情况来确定的，未考虑设备容量 相差悬殊时少数大

4、容量设备对计算机负荷的影响，因此此法较适用于设备台数较多的 车间及全厂围的计算负荷的确定。需要系数法的基本公式为：有功计算负荷：P30 K x .Pn（1）式中：Kx :称为需要系数；Pn :为该组各设备额定功率之和，即 Pn = PN ；P30 :为有功功率负荷； Kx 其中： .WLK :设备组的同时使用系数（即最大负荷时运行设备的容量与设备组总额定容量之比）；心：设备组的平均加权负荷系数（表示设备组在最大负荷时输出功率与运行的设备容 量的比值）；:设备组的平均加权效率；WL :配电线路的平均效率。无功计算负荷: （2） tan :用电设备组的功率因数角的正切值;视在计算负荷:（3） co

5、s用电设备组的平均功率因数;1 30 7 计算电流： 2 3 U N量（kW）机加工车间96.5146.6铸造车间91.4138.9铆焊车间99.8151.7电修车间78.5119.357.787.742.5总计796265347.8451.9686.7变压器低压侧总计算负荷251.8330.4415.4631.2P 30Pno1 标准件厂负荷明细表注：（表中数据有以上方法得到）4.3功率因数和无功补偿1最大负荷时的功率因数 ：cos =P30/ S30 =251.8/415.40.62无功功率补偿容量该厂的最大负荷功率因数是0.6，而供电部门要求该长10KV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0

6、.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此 10KV侧最大负荷时426.9功率因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算10KV侧的无功功率 补偿容量：204.4kvar3无功功率补偿设备选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为 BW 0.414 3型，采用方案1 （主 屏）1台与方案3 （辅屏）4台相组合，总容量84kvar x 5=420kvar。注：参考工 厂供电设计指导图2.64无功补偿后工厂计算负荷的确定补偿后变电所低压侧的视在功率变压器的功率损耗 PT 0.015*283.5= 4.3（KW） QT 0.06*283.5=17（Kvar）勺计算负荷IA=2510+4.3=2

7、56.11（kW） =（330.4-204.4 ） +17 =143 （kvar）30 （1） =（256.11 A2+143A2）A（1 /2）= 284.1（kV A）补偿后高压侧的功率因数为 0.9010.9,满足补偿要求，补偿电路如图所示:五、变压器数量、容量及类型选择选择主变压器台数按其符合性质要求为:1.工厂负荷性质工厂为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为 3500h，属于三级负荷。2 供电电源条件（2）要求工厂最大负荷时功率因数不得低于 0.9。因此只装设一台主变压器.装有一台主变压器的变电所，主变压器容量 SN T应不小于总的计算负荷S30,即SN .T S30根据补偿后一

8、次侧容量，可以选择其额定容量为400KVA,型号为S9系列三项环氧树脂干式变压器，连接组别为Dyn 11,即S940010/0.4 Dyn 11.六、变电所主接线方案的确定变配电所主接线方案的基本要求110KV侧电气主接线的基本形式2 380/220anT 1F T 1J. X,F T T 1f r侧电气主接线的基本形式220/380V1）配电线路互不影响，供电可靠性较高，但配电设备和导线材料耗用较多，且E2D/3S0V放射式接线运行不够灵活。2）主要用于容量大、负荷集中或重要的用电设备，或者需要集中联锁启动。2树干式接线树干式接线1） 配电设备和导线材料耗用较少，运行灵活性好，特别是采用封闭

9、式母线槽时； 但干线故障时影响围大，供电可靠性较低。2） 一般用于用电设备容量不很大、布置较均匀的场合，例如对机械加工车间的中 小机床设备供电以及对照明灯具供电等，均采用树干式接线。3链式接线：链式接线它实质上是一种树干式接线，适用围与树干式相似，但链式相连的用电设备一般 不宜多于5台，链式相连的配电箱不宜多于 3台，且总容量不宜超过10kW以上介绍了低压配电系统的三种基本接线方案，各有优缺点；总的来说，树干式 系统投资较省，但负荷支接点多，检修和事故时停电面大，一般适用于对三级负荷供 电。放射式系统投资大，但线路没有分支接点。因此，应根据情况具体对待，但对于 本机电修车间而言，按可靠性第一的

10、原则，所以采用放射式供电。七、短路电流的计算1短路的形式三相短路的基本形式有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相短路。三相短路电压和电流仍是对称的，只是电流比正常值增大，电压比额定值降低。三相短路发生的概率最小，只有 5%左右，但是它的危害是最严重的短路形式。两相短路发生的概率约为10%15%两相接地短路是指中性点不接地系统中两不同相均发生单相接地而形成的两相短路，亦指两相短路后又接地的情况。两相接地短路发生的概率约为 10%20%单相接地的危害虽不如其他短路形式严重但中性点直接接地的系统中，发生的概 率最高，约占短路故障的65%70%2采用标幺制法计算短路电流容童（.单位为kVA，计算时化

11、为与Sd同单位）（4）绘短路回路等效电路，并计算总阻抗采用标么值法计算时.无论有几个短路计算点，其短路等效电路只有一个，图中对一次侧的短路回路总电扰标么值X3X4为；X） X1 X2图中对二次侧的短路回路总电抗标么值为：X（k2） X1 X2X3 X4（5）计算短路电流分别对各短路计算点计算其各种短路电流如Ik3）,1 is（h）,和詹等。Ik3）上X 其余短路电流的计算与欧姆法相同。八、变电所一次设备的选择与校验8.1电器设备选择的一般条件1按正常运行条件选择电器设备按正常运行条件选择，就是要考虑电气装置的环境条件和电气要求。环境 条件是指电器装置所处的位置特征；电气要指电器装置对设备的电压

12、、电流、频率等方 面的要求；对一些断路电器如开关、熔断器等，还应考虑其断流能力。 考虑所选设备的工作环境。 所选设备的额定电压Un应不低于安装地点电网的额定电压 Un，即Un Un 电器的额定电流| N,et是指在额定周围环境温度 下电器的长期允许电流。| N,et 应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 | max，即：| N,et | max。 2按短路条件校验动稳定校验动稳定是指导体和电器承受短路电流机械效应的能力。满足稳定的条件是Iet Ish。式中1 sh 设备安装地点短路冲击电流的有效值（kV）。Iet 设备允许通过 的电流的有效值（kV）0对于下列情况可不校验动稳定

13、或热稳定。1） 用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故不校验热稳定。2） 电压互感器及其所在回路的裸导体和电器可不校验动、热稳定，因为短路电 流很小。3） 电缆可不校验动稳定。热稳定校验短路电流通过时，电器各部件温度不应该超过短时发热最高允许值，即2 2 Itt | tima （ 18）式中| 设备安装地点稳态三相短路电流（kV）;tima 短路电流假象时间（S ）；|t t秒允许通过的短路电流值（kV ）； t厂家给出的热稳定计算时间（s）。8.2高压一次设备的选择高压一次设备的选择，必须满足一次电路正常条件下和短路条件下工作的要求,同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理

14、。高压电器的选择和校验可按表所列各项条件进行选择条件 设备名称、额定电压额定电流开断电流动稳定热稳定高压断路器U N,et U NI N ,et | m axIbr Ii et i sh2 2I t t I tima隔离开关一负荷开关高压熔断器（1）高压开关柜的选择GG-1A和GG-1A（F）型高压开关柜为固定式，一般靠墙安装，从正面进行操作和维 修，适于310kV、50Hz三相交流单母线系统作为接受和分配电能之用；其中 GG-1A（F）为防误型，它在 GG-1A型的基础上略加改进，增加了一些闭锁机构，以 实现“五防”：防止带负荷拉、合隔离开关；防止误分、合断路器；防止带电挂接 地线；防止带接

15、地线合隔离开关；防止人员误入带电间隔。 GG-1A（F）型与 GG-A型在应用围、一次线路方案及有关技术数据方面都是相同的。该设计选择的高压开 关柜如下表所示：编号型号备主要1设接线方式少油断路器No1（GG-1A（F）-11SN10-10ISN10-10HSN10-10 川GN8-10TNo102No105No107GG-1A（F）-24（2）计量柜的选择GG-1A-J 和GG-1A（J）型计量用高压开关柜，通称为高压计量柜，专用于中小型发 电厂和变配电所在三相交流 50Hz、电压10kV及以下、电流400A及以下的单母线系 统中作为输送或接受电能计量之用。本型产品系室安装，于 GG-1A（

16、F）型固定式高压开关柜配套使用。计量用高压开关柜的一次线路方案和技术数据如表所示。型号 主要设备G 1A （J）-名称型号咼压隔离开关GN8-10RN2-10电流互感器LQJ-10电压互感器JDJ-10本设计中的计量柜（No103和No104）都采用GG 1A （J） 04型 8.3高压电器的选择与校验高压断路器选择与校验现初选SN10-10I /630-300进行校验，如表所示。高压断路器选择校验表SN10-10I /630-300选择要求装设地点电气条件结论项目数据U N10KVU W.N合格I N630AIC54.06AI OC.N16KA1 I k4.52KAI OC.max40KAi

17、1 sh5.1KAI2 t162 2 =512I tima2 （1.7 0.2） 7.6显然所选的高压断路器是满足要求的（2）高压隔离开关的选择与校验由于隔离开关主要是用于电气隔离而不能分断正常负荷电流和短路电流，因此，只需要选择额定电压和额定电流，校验动稳定度和热稳定度。由于选用 GG-1A（ F）型开关柜，故初步选择GN8-10T/200型进行校验，如表所示高压隔离开关选择校验表GN8 10T/200选择要求? 安装地点电气条件 项目200AI C额定峰值耐受电流（动稳定 ） i oc. max25.5KAish4s热稳定电流（热稳定）102 5 500I t ima7.6故所选的高压断路

18、器是满足要求。8.4互感器的选择（1） 电流互感器的选择电流互感器的选择与校验主要有以下几个条件：（1）电流互感器额定电压应不低于安装地点线路额定电压；（2） 根据一次负荷计算电流丨3选择电流互感器变比；（3） 根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验准确度；（4） 校验动稳定度和热稳定度。1） 电流互感器变比选择2） 电流互感器准确度选择及校验准确度选择的原则：计费计量用的电流互感器其准确度为 0.20.5级，计量用的电流互感器其准确度为0.13.0级。为了保证准确度误差不超过规定值，一般还校验电流互感 器二次负荷（伏安），互感器二次负荷S2不大于二次额定负荷S2N，所选准确度才能得到

19、 保证。（2） 电压互感器选择电压互感器的选择应按以下几个条件：按安装地点环境及工作要求选择装置类型； 电压互感器的额定电压应不低于装设点线路额定电压； 按测量仪表对电压互感器准确度要求选择并校验准确度。电压互感器准确度的设置一般有5档，计量用的为0 . 5级以上，一般测量用的准确度为1 . 03.0级，保护用准确度为3P级和6P级。为了保证准确度的误差在规定围，二次负荷应不大于相应的额定值，计算公式为S2 Sn （21）S2 Pu2 Qu2 （ 22）式中，Pu Sucos u和 Qu Susin u分别为仪表、继电器电压线圈消耗的总有功功率和总无功功率。与电压互感器的选择目的相同，故选用

20、JDZJ-1O,准确度为0.5级。8.5低压一次设备的选择低压一次设备的选择，与高压一次设备的选择一样，必须考虑安装地点并满足在正 常条件下和短路条件下工作的要求， 同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经 济合理。低压一次设备的选择校验项目如表所列。低压一次设备的选择校验项目设备名称电压（V）电流（A）断流能力（kA）短路电流校验动稳定度热稳定度天压熔断器V天压刀开关O压负荷开关无压断路器表中“V”表示必须校验；“O”表示一般可不校验。“-”表示不必校验。 8.6低压配电屏的选择低压配电屏是按一定接线方案将有关电气设备组装在一起的一种金属框架，结构 简单、价廉，并可双面维护，检修方便，在

21、变电所中，作为变电所用低压配电装置。 他有固定式和抽屉式两种结构。抽屉式低压屏为封闭式结构。它的特点是：密封性能好，可靠性高。由于主要设备 均装在抽屉，当回路故障时，可拉出检修或换上备用抽屉，一边与迅速恢复供电。抽屉 式低压屏还具有布置紧凑、占地面积小的优点，但其结构比较复杂，工艺要求较高，钢 材消耗较多，价格也较高。因此在大机组的厂用电和粉尘较多的车间，抽屉式低压屏使 用较多。PGL型低压配电屏是我国80年代统一设计的结构比较合理、性能比较优越的产品, 目前应用最为普遍。它又分1、2型，即PGL1型和PGL2型，两者的一次线路方案相同，只是其中电器设备型号有些区别。由于 PGL1型中又得电器已列为淘汰产品，因此 现在主要应用PGL2型。将低压配电屏的选择列表，如表所示。低压配电屏的选择表编号主要设备低压断路器低压刀开关No202- 204o206 No2（o20A No2i）7PGL2-25DW15HD13No205PGL2-30No208PGL2-07No201No217PGL2-058.7低压电器的选择与校验低压刀开关的选择低压刀开关选择校验表车间名称安装地点电气条件刀开关数据刀开关型号U N （VI 30 （A）U W N机加工车间380146.200HD13-200铸造车间138.9