10kV开闭所电气部分初步设计教程文件Word下载.docx

1、在用户10kV电源侧进行电能计量。2、 负荷情况该住宅区属于二级负荷。该住宅区10kV开闭所设计出线6回。其中2回送电给200kVA变电所，2回送电给315kVA变电所，2回 送电给250kVA变电所。变电所采用箱式变电所（站）。3、 自然条件该地区海拨22.2m，地层以砂质粘土为主。年最高气温 39C，年平均气温23C，年最低气温-5 C ,年最热月平均最高气温 33C，年最热月平均气温 26C，年最热月地下0.8m处平均温度25C .主导风向 为南风，年雷暴日数52。四、 设计任务1、 选择箱变型号及规格。2、 设计和论证10kV开闭所主接线。3、 计算短路电流。4、 选择并校验电气设备。

2、5、 作电气平面总布置图。6、 开闭所继电保护设计*。7、 开闭所防雷保护规划设计*。前言 4一、 小区箱式变电站的选择 5二、 设计和论证10kV开闭所主接线 7三、 负荷计算及短路电流计算 10四、 电气设备选择与校验 15五、 开闭所防雷保护规划设计 20总结 22参考文献 23随着工农业生产的机械化，自动化水平的快速发展，对电能的需求量也愈来愈大，对供电的可靠性、经济性、灵活性及电能的质量要求愈来愈高。 在传统的供电系统中，很多工矿企业，尤其中小型企业和作坊式工厂，出现 设备落后甚至早已超过使用年限；线路布局不合理甚至线况极差；设备管理 和维护不得当；无保护系统或相对落后；日常操作不合

3、理等等现象，这些现 象不仅使电能大量损耗，带来不合理利用，而且给工人和企业带来极大的安 全隐患，一旦爆发将会带来极大的后果。企业供电系统处于电力系统的末端，经过一至两级降压后直接向负荷供 电，因此接线相对简单。它作为电力系统的一个组成部分，必然要反映电力 系统各方面的理论和要求，并恰当地运用在工矿企业供电的设计、维护运行 中，因此它要受到电力系统工作情况的影响和制约。但工矿企业供电系统和 电力系统又有所不同，它主要反映工矿企业用户的特点和要求。如，工矿企 业的电力负荷的统计计算，电能的合理经济利用，减少用地面积的新型变电 站结构，大型及特种设备的供电，厂内采用集中和调度技术的合理性问题 等。这

4、些问题有的与电力系统的安全和经济运行关系密切，有的是为了保证 用户的高质量用电。近些年来，由于能源紧缺，计划用电、节约用电、安全用 电受到了普遍重视，工矿企业供电的讨论内容较过去更为广泛。如供电方案 的可行性研究、低能耗高性能、便于安装维护快速施工的新型电气设备及配 电电器的选用，我国现行接地运行方式与国际标准协调的研讨，以及计算机 用于工矿企业供电系统的辅助设计及监控等。这些都已在国内引起热烈的讨 论。随着电力工业的快速发展及规模的不断扩大，传统的供电技术已不适应 现代供电系统的更高要求。为此必须利用不断涌现的新理论、新方法、新技 术、新设备，把计算机技术、通信技术与传统的供电技术相结合，形

5、成现代 供电技术，以适应现代供电系统的快速发展要求。1.2本设计的课题及内容本供配电系统设计的对象为某10kV开闭所，其设计所用的相关资料及 数据见本设计的任务书。根据本设计的要求，可将整个供配电系统的分为以 下几个方面进行分步计算与设计：（1）小区箱式变电站的选择它具有成套性强、体积小、结构紧凑、运行安全可靠、维护方便、以及 可移动等特点，与常规土建式变电站相比，同容量的箱式变电站占地面积通 常仅为常规变电站的1/101/5，大大减少了设计工作量及施工量，减少了 建设费用。（2）设计和论证10kV开闭所主接线配电所的电气主接线是以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间 环节构成的电能输配电

6、路。其基本形式按有无母线通常分为有母线按线和无 母线按线两大类。主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电 压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定 次序相连接的接受和分配电能的电路。（3）负荷计算及短路电流计算在电力系统的设计和运行中，不仅要考虑正常工作状态，而且还必须考 虑到发生故障时所造成的不正常工作状态。实际运行表明，破坏供电系统正 常运行的故障，多数为各种短路故障。为了限制发生短路时所造成的危害和故障范围的扩大，需要在供电系统 中加装保护，以便在故障发生时，自动而快速地切断故障部分，以保障系统 安全正常运行。这就需要我们准确的计算短路电流的大小。（4

7、）选择并校验电气设备电气设备气设备按在正常条件下工作进行选择，就是要考虑电气装置所 处的位置，环境温度，海拔高度以及有无防尘防火防剥等的要求。电气要求 是指电气装置对设备的电压、电流、频率的要求。电气设备按在短路故障条件下工作进行选择，就是要按最大可能的短路 故障时的动稳定度和热稳定度进行校验。对熔断器及装有熔断器的电压互感 器，不必进行动稳定度和热稳定度的校验；对电力电缆，由于机械强度足 够，所以也不必要进行短路动稳定度和热稳定度校验。（5）开闭所防雷保护规划设计电力系统的电气设备遭受到雷击放电会引起过电压，雷电过电压产生的 雷电冲击波，具有很大的破坏性。直击雷高电压引起的强大电流会产生极大

8、 的热效应和力效应，相伴还有电磁脉冲和闪络放电。所以，必须要采取有效 措施加以防护。下面就结合设计任务书，根据以上五个部分依次进行计算和 设计。一、小区箱式变电站的选择箱式变电站有称预装式变电站是集高压受电部分、配电变压器、低压配 电部分于一体的组合装置，该技术是从欧洲引进的，俗称欧式箱变也是日常 生活中常用的箱变之一。以ZBW（XBW）列箱式变电站为例：它具有成套性 强、体积小、结构紧凑、运行安全可靠、维护方便、以及可移动等特点，与 常规土建式变电站相比，同容量的箱式变电站占地面积通常仅为常规变电站 的1/101/5，大大减少了设计工作量及施工量，减少了建设费用1、型号及其含义：见下图2、Z

9、BW（XBW）列箱式变电站的主要技术参数简介，见下表序号$EJ鬲压毘莽資压器低压电器1kV7.2/126/0. 4. 10/0 40 42kvL目型品型：504003额定崑流玮A200-3010030004鞭定开断电谎1负荷奔关鉅合电器驭决于熔賠器15-635跟定短前2012. S X 4200400kvA4MW15 X 13M 1島板定睚值kA31. S. 50 1测400戚400剧30637引氣508工卿覺 电E Inin相对地目间42、30隔宙斷口43、34MiS：35/5.in fiES/S-inC300V时2屈 300. &60 时 2.吕kg番电?？i相对炖及相阖為、60KXK口阪

10、 757&10平5 : 1 t imamaxsh式中i max, | max开关的极限通过电流（动稳定电流）峰值和有效值（单位为式中I t-开关的热稳定电流有效值（单位为 kA）; t-开关的热稳定试 验时间（单位为s） ； I-开关所在处的三相短路稳态电流（单位为 kA）； tima -短路发热假想时间（单位为S）。短路发热假想时间tima 一般按下式计算：t ima = t k+0.05 S式中tk-短路持续时间，用电路主保护动作时间加对应的断路器全分 闸时间。tk= t op+ t oc； top为继电保护动作时间；toc为断路器全分段时间（含固有分闸时间与灭弧时间）4.1高压配电所电气

11、设备的选择KYN44-12（ MDS型户内金属铠装移开式开关设备（以下简称开关设 备），系3.6-12千伏三相交流50Hz单母线及单母线分段系统的成套配电装 置。主要用于发电厂、中小型发电机送电、工矿企事业配电以及电业系统的 二次变电所的受电、送电及大型高压电动机起动等。实行控制保护、监测之 用。本开关柜满足IEC298 GB3906等标准要求，具有防止带负荷推拉断路 器手车、防止误分合断路器、防止接地开关处在闭合位置时关合断路器、防 止误入带电隔室、防止在带电时误合接地开关的联锁功能，既可配用 ABB公司的VD4真空断路器，又可配用 V2000真空断路器。实为一种性能优越的配 电装置。表4-

12、1 一次主要设备选择4.2高压配电所电气设备的校验表4-2高压电器的选择校验项目和条件（1）高压断路器的选择与校验高压断路器的选择与校验，主要是按环境条件选择结构类型，按正常工 作条件选择额定电压，额定电流并校验开断能力，按短路故障条件校验动稳 定性和热稳定性，并同时选择其操动机构和操作电源。高压断路器的选择首先按正常使用条件初选一个型号，即：1断路器的额定电压不得小于其工作电压；2断路器的额定电流不得小于其计算电流；3动稳定校验I max| ）sh ；2 （3） 24热稳定校验I t t I - tima。在本设计中，根据总的计算电流|c =74.88A，可初选VS1-12/630型进行校

13、验表4-3高压断路器的选择校验表（2）高压隔离开关的选择与校验（3）高压熔断器的选择与校验高压熔断器的选择与校验，主要是按环境条件选择结构类型，按正常工 作条件选择额定电压、额定电流并校验开断能力。在本设计中，高压侧熔断 器是用于保护电压互感器的。一般的，选择高压熔断器熔体电流应取线路计 算电流的1.11.3倍。因此，可初选RN2-10型进行校验，满足条件，校 验合格。（4）电流互感器的选择与校验电流互感器在电路中主要用于测量、计算和各种继电保护等，其选择的 要求首先按正常工作条件和使用地点、环境来选。按要求初选 LZZJB6-10电流互感器，如表4-5。校验条件为：1电流互感器的额定电压不低

14、于装设地点电路的额定电压 ；2流互感器的额定一次电流不小于电路的计算电流，而其额定二次电流 一般为5A;3稳定度校验：I max| ）sh ；4稳定校验I tl It ima。（5）电压互感器的选择与校验1电压互感器的额定一次电压，应与安装地点电网的额定电压相适应，其额 定二次电压一般为100v。其二次负荷S2不得大于规定准确级所要求的额定 二次容量n。2电压互感器的二次负荷S2,只计二次回路中所有仪表、继电器电压线圈所 消耗的视在功率。3电压互感器一、二次侧装有熔断器保护，因此不需进行短路动稳定度和热 稳定度的校验。RZL10/0.1kv的额定电压为12Kv,所以满足条件校验合格。4.3 导线和电缆截面的选择与校验对10kV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件来选择导 线和电缆截面，再校验其电压损失、机械强度、短路热稳定等条件。4.3.1按发热条件选择电缆截面（由110/10kV甲站引入且最大方式运行时