某化工廠35KV降壓變電站的一次設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇計(jì)算過(guò)程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u6545某化工廠35KV降壓變電站的一次設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇計(jì)算過(guò)程案例 1227661.1電氣設(shè)備選擇的基本原則 1143301.2高壓一次設(shè)備的選擇 2233271.2.1高壓斷路器的選擇與校驗(yàn) 2106921.2.2高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇與校驗(yàn) 3273391.2.3電流互感器的選擇與校驗(yàn) 4249011.2.4電壓互感器的選擇 5204401.2.5高壓熔斷器的選擇及校驗(yàn) 5210061.335KV高壓架空線的選擇與校驗(yàn) 6219671.3.1選擇的基本原則和方法 637971.3.2架空線的選擇 6114141.3.3校驗(yàn) 7306641.4主變低壓側(cè)（10KV）設(shè)備的選擇 8276451.4.110KV斷路器的選擇 811331.4.210KV電流互感器 9144961.4.310KV電壓互感器 10198261.4.4備用電源設(shè)備（10KV）的選擇 10155951.5備用（10KV）電源架空線的選擇 10240971.1.1。 10325891.1.2按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇備用電源架空線 11210751.1.3備用電源架空線選擇及校驗(yàn) 1199371.6母線的設(shè)計(jì)選型 12115421.6.2母線材料的選擇 1224921.6.3母線截面的選擇計(jì)算方法 12300481.6.4母線規(guī)格的選擇及校驗(yàn) 131.1電氣設(shè)備選擇的基本原則電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)選擇也是非常重要的，需要考慮滿足工廠的生產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)效益，做到具有技術(shù)性、安全性，并且能夠方便運(yùn)行。具體要求如下：在技術(shù)上必須滿足安全可靠，滿足短路和過(guò)電壓情況下的要求，設(shè)計(jì)上要留有余量，兼顧遠(yuǎn)景發(fā)展；設(shè)計(jì)師在滿足技術(shù)要求的前提下，應(yīng)考慮設(shè)備的可維修性及經(jīng)濟(jì)性；3、在安全問(wèn)題上必須考慮設(shè)備的使用環(huán)境條件，比如空氣溫度與工廠周圍濕度環(huán)境因素。4、根據(jù)工況條件包括電壓、電流、頻率、開(kāi)斷電流等選擇；5、選擇的電氣設(shè)備應(yīng)保持統(tǒng)一，型號(hào)盡量少；6、盡量選用成熟的產(chǎn)品，若需選用新產(chǎn)品，應(yīng)提供可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)和鑒定合格報(bào)告。1.2高壓一次設(shè)備的選擇1.2.1高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)1、高壓斷路器的用途在化工廠變電站正常工作狀態(tài)下，工廠員工可以利用斷路器保護(hù)電路，具有控制的作用；當(dāng)設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，高壓斷路器也能夠第一時(shí)間切斷短路電流，進(jìn)而最大可能的保護(hù)設(shè)備的安全。2、選擇的條件、方法根據(jù)電氣設(shè)備選型的一般原則，同時(shí)還應(yīng)滿足額定切斷電流（或切斷容量）的條件，即：或3、設(shè)備選型及校驗(yàn)正常使用條件：UN=35KV，Imax=43.45A初選ZW7-40.5/1250真空斷路器。下面對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)：額定電壓為40.5KV，滿足要求額定電流：滿足要求額定切斷容量：式中=400MVA；—短路容量，經(jīng)前章計(jì)算出=194.553MVA；即：=400MVA＞=194.553MVA滿足要求（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Tt=6.6KAt=4s—三相短路電流有效值，經(jīng)前章計(jì)算為3.036KA或不考慮0.05)所以滿足要求（5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)?17KA，=7.742KA，所以滿足要求根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果，ZW7-40.5/1250型高壓真空斷路器滿足工作條件，故最終選用型號(hào)為ZW7-40.5/1250高壓斷路器。1.2.2高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇與校驗(yàn)1、高壓隔離開(kāi)關(guān)的用途隔離開(kāi)關(guān)可以用來(lái)迅速將有故障的電路與總電路斷開(kāi)，也可以將維修時(shí)的設(shè)備與其他帶正在正常工作的電氣部分分隔開(kāi)來(lái)，這主要是為了防止化工廠電力系統(tǒng)運(yùn)行中維護(hù)工人的人身安全事故的發(fā)生。2、選擇的條件、方法根據(jù)隔離開(kāi)關(guān)工作電壓、工作電流，遵循工程一致性的原則選型，并根據(jù)短路條件進(jìn)行熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。3、設(shè)備選型及校驗(yàn)根據(jù)化工廠工作條件：UN=35KV，Imax=43.45A，初步選擇型號(hào)為GW2-35GD/600的高壓隔離開(kāi)關(guān)，其主要技術(shù)參數(shù)如下表：表5-1GW2-35GD/600高壓隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓（KV）額定電流（A）極限通過(guò)電流（KA）型號(hào)峰值有效值GW2-35GD/6003560050CS8/2D下面對(duì)該型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行校驗(yàn)：⑴額定電流：滿足條件⑵額定電壓：滿足條件⑶熱穩(wěn)定校驗(yàn)：或所以滿足條件⑷動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)?=7.742KA，KA，所以滿足設(shè)計(jì)要求根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果，型號(hào)GW2-35GD/600的高壓戶外隔離開(kāi)關(guān)同時(shí)滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)，因此本次化工廠變電站設(shè)計(jì)選用高壓隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為GW2-35GD/600。1.2.3電流互感器的選擇與校驗(yàn)1、設(shè)備選型與校驗(yàn)本設(shè)計(jì)采用瓷套管式電流互感器，優(yōu)點(diǎn)是降低裝設(shè)費(fèi)用，減少設(shè)備用第地面積。初步選擇電流互感器設(shè)備的型號(hào)為L(zhǎng)CW-35，其主要技術(shù)參數(shù)如下表：表5-2LCW-35型電流互感器技術(shù)參數(shù)設(shè)備型號(hào)準(zhǔn)確級(jí)次二次負(fù)荷（Ω）10%倍數(shù)熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)重量(kg)3級(jí)10級(jí)二次負(fù)荷（Ω）倍數(shù)油總重LCW-351.522865100270160032425設(shè)備校驗(yàn)結(jié)果如下：⑴額定電流：滿足條件⑵熱穩(wěn)定校驗(yàn)：或)所以滿足條件⑶動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)?=7.742KA，(KA)所以滿足設(shè)計(jì)要求依據(jù)上述校驗(yàn)數(shù)據(jù)，LCW-35型戶外獨(dú)立式電流互感器完全滿足技術(shù)要求，故選用型號(hào)為L(zhǎng)CW-35型電流互感器。1.2.4電壓互感器的選擇1、設(shè)備選型及校驗(yàn)根據(jù)化工廠工作條件初選JDJJ-35油浸式電壓互感器，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表：表4-3JDJJ-35電壓互感器技術(shù)參數(shù)設(shè)備型號(hào)JDJJ-35負(fù)荷（VA）0.5級(jí)1501級(jí)2503級(jí)600設(shè)備最大容量（VA）1200⑴準(zhǔn)確級(jí)校驗(yàn)：應(yīng)滿足。于是有：(是由電壓互感器二次側(cè)的內(nèi)部接線及測(cè)量?jī)x表決定)，經(jīng)校驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求。1.2.5高壓熔斷器的選擇及校驗(yàn)1、高壓熔斷器的用途高壓熔斷器是日常最為常見(jiàn)的保護(hù)裝置，它的原理就是其裝置內(nèi)部使用低熔點(diǎn)的金屬絲當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)金屬絲融化而切斷電路。它的作用就是在供電線路、電氣設(shè)備連續(xù)過(guò)載時(shí)內(nèi)部金屬絲熔斷將線路斷開(kāi)從而對(duì)電氣裝置保護(hù)，具有設(shè)備使用成本低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)我們常說(shuō)的保險(xiǎn)絲就是熔斷器類。3、設(shè)備選型及校驗(yàn)根據(jù)正常工作條件和用途選擇，本設(shè)計(jì)初選RW9-35型戶外限流熔斷器，技術(shù)參數(shù)如下表：表5-4RW9-35型戶外限流熔斷器技術(shù)參數(shù)設(shè)備型號(hào)RW9-35額定電流(A)0.5額定電壓（KV）35斷流容量2000過(guò)電壓倍數(shù)2.5倍工作電壓切斷最大短路電流（KA）23作用保護(hù)電壓互感器1.335KV高壓架空線的選擇與校驗(yàn)1.3.1選擇的基本原則和方法按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇，以保證最低的運(yùn)行費(fèi)用。經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算公式S:截面面積（mm2）；Imax:最大工作電流（A）；Je:經(jīng)濟(jì)電流密度原始資料所說(shuō)該化工廠所在地區(qū)最高溫度35℃，最低溫度負(fù)5℃，年平均氣溫為25℃，環(huán)境溫度為35℃，查《工廠供電設(shè)計(jì)》可知：Je=0.90A/mm2。1.3.2架空線的選擇根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)，從《工廠供電設(shè)計(jì)》查閱后初選LGJ-50鋼芯鋁絞線，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表：表5-5LGJ-50鋼芯鋁絞線技術(shù)參數(shù)型號(hào)LGJ-50標(biāo)稱截面積mm250實(shí)際截面積mm248.3股數(shù)/直徑mm鋁芯6/3.2鋼芯1/3.2外徑mm9.620℃直流電阻Ω/km0.609重量Kg/Km195制造長(zhǎng)度m2000屋外載流量A2201.3.3校驗(yàn)1、根據(jù)發(fā)熱條件校驗(yàn)架空線的截面積按以上條件選擇導(dǎo)線截面，滿足條件：—對(duì)應(yīng)某一環(huán)境溫度時(shí)，導(dǎo)線允許的長(zhǎng)期工作電流（A）—實(shí)際載流量（A）—線路最大長(zhǎng)期工作電流（A）—溫度校正系數(shù)由工廠原始設(shè)計(jì)資料得到，t平均=25℃，查資料得到，運(yùn)行載流量=220A（環(huán)境溫度+25℃）需修正查表知=0.94=0.94×220=206.8A因?yàn)?41.24A所以＞完全滿足設(shè)計(jì)要求2、校驗(yàn)電壓損失△U%因?yàn)閹缀纹骄嚯xm取m查表知：LGJ—50的R0，X0R0=0.65Ω/KmX0=0.394Ω/Km由原始設(shè)計(jì)資料知：L=10Km電壓損失的計(jì)算公式：所以滿足設(shè)計(jì)要求3、機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)查表得到：最小運(yùn)行截面為25mm2，選擇截面為50mm2＞最小運(yùn)行截面25mm2，機(jī)械強(qiáng)度足夠大。根據(jù)以上校驗(yàn)結(jié)果，選用LGJ-50鋼芯鋁絞線完全滿足設(shè)計(jì)要求。1.4主變低壓側(cè)（10KV）設(shè)備的選擇1.4.110KV斷路器的選擇1、設(shè)備選型斷路器作為分配電能、線路保護(hù)及比較頻繁地切換線路之用。該設(shè)備適用于交流50赫茲，額定電壓10千伏左右的電力設(shè)備中比較頻繁的操作。在本次化工廠變電站設(shè)計(jì)中使用ZW5-10/630型戶內(nèi)真空斷路器，技術(shù)參數(shù)如下表所示：表5-6ZW5-10/630型戶內(nèi)真空斷路器技術(shù)參數(shù)選擇設(shè)備型號(hào)ZW5-10/630最高工作電壓（KV）11.5額定電壓（KV）10額定電流（A）630開(kāi)斷電流（KA）22動(dòng)穩(wěn)定電流（KA）22熱穩(wěn)定電流（KA）8.7分閘時(shí)間（S）≤0.05合閘時(shí)間（S）≤0.152、校驗(yàn)⑴額定電流：滿足設(shè)計(jì)要求⑵額定電壓：KV滿足要求⑶額定斷流容量：式中查資料得=300MVA—短路容量，即：=300MVA＞=21.34MVA滿足要求⑷熱穩(wěn)定校驗(yàn)=)所以滿足要求⑸動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)KA＜KA滿足要求根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果，ZN5-10/630型戶內(nèi)真空斷路器滿足條件，故選用ZN5-10/630型斷路器。1.4.210KV電流互感器1、設(shè)備選型按正常工作條件查《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》，初選LDJ-10-300/5環(huán)氧樹(shù)脂澆注式電流互感器，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表：表5-7LDJ-10-300/5環(huán)氧樹(shù)脂澆注式電流互感器技術(shù)參數(shù)設(shè)備型號(hào)LDJ-10-300/5準(zhǔn)確級(jí)次0.5二次負(fù)荷（Ω）0.8級(jí)100.5級(jí)203級(jí)15DB級(jí)2010%倍數(shù)二次負(fù)荷（Ω）D級(jí)倍數(shù)15熱穩(wěn)定倍數(shù)20動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)552、校驗(yàn)⑴額定電流：滿足要求⑵額定電壓：KV滿足要求⑶熱穩(wěn)定校驗(yàn)：=所以滿足要求⑷動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)因?yàn)椋?=3.73(KA)，(KA)所以滿足要求根據(jù)上述校驗(yàn)結(jié)果，選用LDJ-10-300/5型穿墻式電流互感器完全滿足工作條件。1.4.310KV電壓互感器按正常工作條件查閱《工廠供電設(shè)計(jì)》中表4-21，選JDZJ-10型澆注式電壓互感器，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表：表5-8JDZJ-10型澆注式電壓互感器技術(shù)參數(shù)設(shè)備型號(hào)JDZJ-10額定變比（V/V）不同準(zhǔn)確度時(shí)負(fù)荷（VA）0.5級(jí)401級(jí)603級(jí)150最大容量（VA）3001.4.4備用電源設(shè)備（10KV）的選擇1、高壓熔斷器的選型根據(jù)正常工作條件選擇：正常使用時(shí)UN=10KV，UPT=0.3KVA，I=0.02A；使用地點(diǎn)：屋外；用于保護(hù)電壓互感器。查《建筑電氣設(shè)備手冊(cè)》，選RW9-10型戶外高壓限流熔斷器，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表：表5-9RW9-10型戶外高壓限流熔斷器技術(shù)參數(shù)設(shè)備型號(hào)額定電壓（KV）額定電流(A)斷流容量（三相）（KVA）切斷最大短路電流（限流指）（KA）用途RW9-10350.520060保護(hù)電壓互感器2、其他設(shè)備同主變低壓側(cè)（10KV）設(shè)備的選擇相同。1.5備用（10KV）電源架空線的選擇1.1.1。1.1.2按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇備用電源架空線由設(shè)計(jì)要求知10KV備用電源架空線長(zhǎng)3Km，=10KV，。A1.1.3備用電源架空線選擇及校驗(yàn)根據(jù)工作條件查《工廠供電設(shè)計(jì)》表7-1，初選LGJ-70鋼芯鋁絞線。表5-10LGJ-70鋼芯鋁絞線技術(shù)參數(shù)型號(hào)標(biāo)稱截面mm2實(shí)際截面積mm2股數(shù)/直徑mm外徑mm20℃直流電阻Ω/km重量Kg/Km制造長(zhǎng)度m屋外載流量A鋁鋼LGJ-707068.056/3.81/3.811.40.422275200022751、按發(fā)熱條件校驗(yàn)其截面根據(jù)發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面時(shí)應(yīng)滿足：；－實(shí)際載流量（A）；－線路最大長(zhǎng)期工作電流（A）；－溫度校正系數(shù)。由工廠原始資料可知：t平均=30℃，查閱資料：運(yùn)行載流量=275A（環(huán)境溫度+25℃）需修正查表知=0.94=0.94×275=258.5A因?yàn)?144.34A所以＞滿足要求2、校驗(yàn)電壓損失△U%因?yàn)樗詭缀纹骄嚯xm，取m查表得到：LGJ-70的R0=0.65Ω/Km和X0=0.394Ω/Km導(dǎo)線架空長(zhǎng)度：L=2Km電壓損失的計(jì)算公式：滿足工作條件3、機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)查表得到最小運(yùn)行截面為25mm2，選擇截面為70mm2＞最小運(yùn)行截面25mm2，機(jī)械強(qiáng)度足夠大。根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果，LGJ-70鋼芯鋁絞線完全滿足工作條件。1.6母線的設(shè)計(jì)選型1.6.1配電系統(tǒng)中母線的選擇主要考慮：材料、結(jié)構(gòu)和排列方式；導(dǎo)線截面；還要校驗(yàn)其短路時(shí)的熱穩(wěn)定和電動(dòng)力。1.6.2母線材料的選擇鋁和銅都可用作母線材料。銅導(dǎo)電性好，很好的機(jī)械強(qiáng)度和抗腐蝕性，但價(jià)格較貴，一般很少采用，僅用于空氣中含腐蝕性氣體的特殊場(chǎng)所。鋁的電阻率是銅的1.6～2倍，而且銅的重量是鋁的三倍重，況且鋁線路成本便宜，因此在電力系統(tǒng)中母線材料的材料一般選鋁線。結(jié)合本廠的實(shí)際情況