380V低压配电装置设计毕业论文.doc
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1、380V低压配电装置设计摘 要变电站是电力系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节,电气主接线的拟定直接关系着全厂(所)电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,是变电站电气部分投资大小的决定性因素。所以搞好工厂供电工作对于发展工业生产,实现工业现代化,具有十分重要的意义。而能源节约对于国家经济建设是一项具有战略意义的工作,也是工厂供电工作的一项重要任务,因此搞好工厂供电工作,对于节约能源,支持国家经济也有重大作用。本设计的内容为380V低压配电装置。设计中主要包括主接
2、线的选择、短路计算、电气设备的选择及校验、二次接线、继电保护和接地装置和防雷保护,并且对系统短路和继电保护整定进行了计算。本设计所涉及到的图有主接线系统图,主变压器二次接线图,照明平面布置图以及施工图等几个方面内容。关键词:变电所;配电装置;二次接线;继电保护目 录第1章 绪 论.1第2章 变压器及主接线的选择. .22.1变电所设计条件要求.22.2变压器台数、容量选择. .22.3主接线的选择.32.4 主接线设计原则.42.5主接线方案的确定.4第3章 三相短路电流和短路容量的计算.6 3.1求K-1点的三相短路电流和短路容量.63.1.1计算短路电路中各元件的电抗及总电抗.63.1.2
3、 求K-2点的的三相短路电流和短路容量.7第4章 电器设备选择.84.1 高压断路器的选择.84.2 10KV侧高压隔离开关的选择.94.3 电压互感器的选择.104.4 电流互感器的选择.104.5 穿墙套管的选择.114.5.1 穿墙套管的选择.114.5.2 绝缘子的选择.114.6 避雷器的选择.114.7 低压断路器的选择.12第5章 母线选择.125.1 10KV侧母线选择.135.2 0.4KV侧母线的选择.135.3 馈出回路的选择.145.3.1 制剂车间1DX箱.145.3.2 制剂车间2DX箱.155.3.3 麻醉剂车间1DX箱.155.3.4 麻醉剂车间2DX箱.165
4、.3.5 麻醉剂车间3DX箱.165.3.6 麻醉剂车间4DX箱.165.3.7 麻醉剂车间5DX箱.165.3.8 仓库.175.3.9 办公楼.18第6章 变电所设备的平面布置.186.1 一般原则.18第7章 接地装置与防雷保护.187.1 确定接地电阻值.197.2 接地装置的初步方案.187.2.1 计算单根钢管接地电阻.197.2.2 确定接地钢管数和最终接地方案.197.3 装设避雷针 .20 第8章 继电保护的整定计算.208.1 电流速断保护整定计算.208.2 过负荷保护的整定.23第9章 结论.25参考资料致.26致 谢.26附录1.27附录2.27 第1章 绪 论变电所
5、供电就是指工厂所需电能的供应和分配问题。众所周知,电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来,又易于转换为其他形式的能量以供应用,它的输送和分配既简单经济。又便于控制,调节和测量。有利于实现生产过程自动化。因此,电能在现代化工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。电能虽然是工业生产的主要能源和动力,但是它在产品成本中所占的比重一般很小。例如在机械工业中。电费开支仅占产品成本的5左右。所以电能在工业生产中的重要性,并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少,而在于工业生产实现电气化以后,可以大大增加产量,提高产品质量,提高劳动生产率,降低生产成本,减轻工人的劳
6、动强度,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说,如果工厂的电能供应突然中断,则对工业生产可能造成严重的后果。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂,即使是极短时间的停电,也会引起重大的设备损坏,或引起大量产品报废,甚至可能发生重大的人身事故,给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。有功功率损耗PT,设=0.92所以并联电容器容量为: QC=661.5(tanarccos0.65 - tanarccos0.92)=491.6kvar取整QC=500 kvar补偿后的变压器容量: S30(2)=715.8kVA进行补偿后,应选择800kVA容量的变压器1台。变压器的功率损耗为
7、:QT=0.06S30(2)=0.06715.8=42.9kvarPT=0.015S30(2)=0.015715.8=10.7 kW变电所高压侧的计算负荷为: =661.5+10.7=672.2 kW=(773.4-500)kvar+43.1 kvar=316.5kvar =743kVA补偿后工厂的功率因数:因此满足规定0.9要求。考虑到线损为10%和容量的扩展: S=(1+10%)=787.4kVA选用 S9-1000/10(6)三相油浸式室内变压器联结组为DYN11变压器型号参数表.型号额定容量/KV.A额定电压KV联结组标号损耗/W空载电流(%)阻抗电压(%)高压低压空载负载S9-125
8、0/10(6)1250100.4Dyn112000110002.552.3 主接线的选择主接线的确定是对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电器设备的选择、配电装置的布置、续电保护和控制方法的拟定将会产生直接影响。首先,对主接线的基本要求分析如下:1.可靠性 所谓可靠性是指主接线能可靠的工作,以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。主接线的可靠性是它的各组成元件,包括一二次部分在运行中可靠性的组合。因此不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响,还要考虑继电保护二次设备的故障对供电设备的影响。同时,可靠性对不是绝对的而是相对的。一中主接线对某些变电所是可靠的,而对另一些变
9、电所可能是不可靠的,评价主接线可靠性的标志是:(1)断路器检修是是否影响供电(2)线路、断路器、母线故障和检修时,停运线路的回数和停运时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电;(3)变电所全部停电的可靠性;(4)有些国家以每年用户不停电时间的百分比来表示供电的可靠性,先进的指标都在99.9%以上。2.灵活性主接线的灵活性有以下几方面要求:(1)调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路,调配电源和负荷;能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。(2)检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修,且不至影响对用户的供电。(3)扩建要求。可以容易的从
10、初期过度到终期接线,使在扩建时,无论一次和二次设备改造量最小。3.经济性 经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。2.4 主接线设计原则 主接线的设需考虑以下几个方面:(1)考虑变电所在电力系统中的地位和作用(2)考虑近期和远期的发展规模(3)考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响 (4)考虑主变台数对主接线的影响(5)考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响2.5主接线方案的确定根据以上对主接线的各方面分析,设计将采用单母线分断的接线方式,如图3.1所示。 单母线分段接线方式简介,单母线分段主接线是通过在母线某一台适合位置处装设断路器后,将母线分段而形成的,连接两段母线的断路器称
11、为分段断路器。母线分段后,有条件情况下,对重要用户可由分别接于两段母线上的两条出线同时供电,当任一组母线故障或检修时,重要用户仍可通过完好段母线继续供电;而两段母线同时故障检修的几率很小,大大提高了对重要用户的供电连续性。单母线分段接线方式具有以下特点:主要优点有:接线简单、投资少,较为经济;操作灵活方便,便于扩建和采用成套配电装置,较单母线在一定程度上提高了供电可靠性,有条件情况下可满足重要负荷要求。主要缺点有:某一段母线或母线隔离开关发生故障或检修时,该段母线上所连接的全部引线都要在检修期间停电,不实用于大容量发电厂和枢纽变电所。根据以上对主接线的各方面分析,设计将采用单母线接线方式见附录
12、 第3章 三相短路电流和短路容量的计算3.1求K-1点的三相短路电流和短路容量(Ucl =10.5KV)3.1.1计算短路电路中各元件的电抗及总电抗1)电力系统的电抗:断路器的断流容量SOC =500MV.A因此 =/SOC =2)架空线路的电抗:由表得 :因此: 3)绘K-1点短路的等效电路如图:(2)计算三相短路电流和短路容量 1)三相短路电流周期分量有效值 =3.08 kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流:3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值:4)三相短路容量: 3.1.2求K-2点的的三相短路电流和短路容量(Uc2=0.4KV)1) 电力系统的电抗: = =2)架空线路的电
13、抗: =0.35(/km)3)电力变压器的电抗,由表5得到=5,因此计算总电抗:计算三相短路电流和短路容量:1)三相短路电流周期分量有效值:=21.3 kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流:3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值:4)三相短路容量:5)额定电流:短路计算表短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAK-13.083.083.087.854.6556.0K-221.321.321.339.223.214.8第4章 电器设备选择4.1高压断路器的选择为了计算方便本设计在设备选择中把系统容量视为无穷大电源。无穷大电源的点是短路周期分量不衰减其短路电流周期分量衰减系数为1
14、。10KV侧的断路器的最大长期工作电流计算如下Iwmax=1.05630/(10)=38.2A 根据最大长期工作电流和电压断路器选为SN10-10I型户内少油短路器。SN10-10I型断路器的固有分闸时间为0.06S,取继电保护整定时间为0.5S则短路电流持续时间:0.05+0.5+0.05=0.6S=0.051=0.05S查表得 =0.55S 则=+=0.05+0.55=0.6S断路器触头开断计算时间为:0.05+0.5=0.55S因为0.1S断路器触头开断瞬间的短路电流为:=3.08KA0.05S=0.65S因为所以满足热稳定要求. 断路器选择表计算数据SN10-10I的参数工作电压(KV
15、)10KV工作电压(KV)10KV最大持续工作电流(A)38.2额定电流(A)630短路电流(KA)3.08额定开断电流(KA)16冲击电流(KA)7.85动稳定电流峰值(KA)406.21024经过比较,各项均满足要求,所以断路器SN10-10I选择合格。4.2 10KV侧高压隔离开关的选择根据最大长期工作电流选择GN8-10/600型计算数据和隔离开关的参数见下表高压隔离开关选择表计算数据GN8-10/600型的参数工作电压(KV)10KV工作电压(KV)10KV最大持续工作电流(A)38.2额定电流(A)600冲击电流(KA)7.85动稳定电流峰值(KA)526.22000经过比较,各项
16、均满足要求,所以断路器10/600选择合格.4.3 电压互感器的选择 电压互感器的选择是根据额定电压,装置种类,够造形式,准确度级以及按副边负载选择JDZ-10型.电压互感器形式表形式最大容量(VA)额定变比系数.准确等级在等级下的额定容量(VA)JDZ-105001000/1000.580由于电压互感器与电网并联,当系统发生短路时,互感器本身并不遭受短路电流的作用,因此,不需要校验动稳定与热稳定.4.4电流互感器的选择 根据电压等级和电流互感器安装处的最大长期工作电流,一次侧选LQZ-10浇注绝缘,支持式电流互感器二次侧选LMZJ1-0.5树脂浇注绝缘支柱母线式电流互感器。10KV 电流互感
17、器参数表型号额定电压KV额定电流比级次组合额定二次阻抗一秒热稳定倍数动稳定倍数0.5级1级3级D级LQZ-1010200/50.5/30.40.40.60.675225LMZJ1-0.50.51250/50.5/D12表中LQZ-10型电流互感器安装于变压器回路.LQZ-10电流互感器: =200225=63.6KA=7.85KA校验热稳定:LQZ-10电流互感器: =1=1因此所选电流互感器均能满足动稳定和热稳定的要求.4.5穿墙套管与绝缘子的选择4.5.1穿墙套管的选择根据变压器的额定电压和最大长期工作电流,均选择CLB-10/1500型的户内外通用铝导体穿墙套管. 4.5.2绝缘子的选择
18、瓷横担选择CD10-1,抗弯破坏不小于250KM,户内支柱瓷绝缘子选择ZNA-10MM,抗弯破坏不小于375KM动稳定度校验:=1.73=1.73=1495N=150KM=0.6250=150= =0.6375=225所选绝缘子满足要求。4.6避雷器的选择10kv侧选用FS-10阀型避雷器.4.7低压断路器的选择低压断路器的选择应满足下列条件:1)低压断路器的额定电压不低于线路的额定电压。2)低压断路器的额定电流不低于通过它的计算电流。3)低压断路器的类型应符合安装条件,设备性能和操作要求。4)应校验低压断路器的断流能力。本设计中二次侧的计算电流为,三相短路电流为=21.3KA。根据需要选DW
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