电专升本毕业计算书

目录第一章变电所的负荷情况1第二章 主变压器、电容器容量和台数的确定1第三章电气主接线的选择4第四章短路电流计算5第五章 主要设备的选择8第六章避雷针的选择22第一章变电所的负荷情况1.1变电所的负荷情况序号负荷 名称最大负荷(KW)功率因 数负荷性质回路数供电方式近期五年规划1一号生产线250030000.85I2电缆2二号生产线150020000.80I2电缆3三号生产线160024000.80I2电缆4四号生产线200016000.85I2电缆5厂用照明3005000.90III1架空6办公室3006000.90III1架空7生活区60010000.90III1架空1.2其他条件：(1) 线损率取6%(2) 负荷的同时系数取K=0.9(3) 最大负荷利用小时数为T = 5600(4) 要求变电所的平均功率因数补偿到0.95以上。第二章 主变压器、电容器容量和台数的确定2.1变电所有功总负荷(按五年规划考虑)：PE=KPmax=0.9 (P1+P2+.P7) =0.9X 11100=9990KW2.2变电所总负荷(按五年规划考虑)：Smax = kX (P1max/cos 1+ P2max/cos 2+P7max/cos 7)二0.9X(3000/0.85+4400/0.80+1600/0.85+2100/0.90) =11920 (KVA)2.3变压器容量确定:Sb = Smax * (1+6%)X70%/ cos =11920/95%X 1.06X70%=7671 (KVA)根据负荷情况初选变压器为两台并列运行，型号为SF7-8000/63,连接组别Y/A-11接线。变压器参数：型号额定电压(KV)额定容量(KVA)损耗(KW)阻抗 电压 (uk%)空载电流(I0%)高压低压空载负载SF7- 8000/6363 土 2 X 2.5%10800011.242.790.82.4无功补偿容量确定：2.4.1补偿前功率因数COS0 1=PE/SE=9990/11920=0.842.4.2补偿后的功率因数为：COS0 2 = 0.952.4.3需补偿的无功容量(按一、二类负荷计算)：Qc二 PfX(tge 1-tge 2 )= (0.6459-0.3287)X9000=2855(Kvar)2.4.4根据以上数据选补偿电容器为BFF10.5-100-1型，数量30台。2.5无功补偿容量校验(按一二类负荷校验)：2.5.1计算补偿后高压侧平均功率因数及变压器功率损耗：空载损耗：P0=11.2 (KW),空载电流：I0%=0.8；负载损耗：Pk=42.7 (KW),阻抗电压：Uk%=9； PT =2X(APo+APk(S/SN)2)=2X11.2 +42.7x(9000/2X8000) 2=49 (KW)QT =2xIo%xSN+Uk%xSN( S/2SN) 2=2x0.008x8000+0.09x8000x (9000/2x8000) 2=584 (Kvar)Pl=EP+APT =9000+49=9149 (KW)Qi=(EQ-QC)+ AQT=(5535-3000)+584=3119 (Kvar)2.5.2补偿后功率因数cos2、=PI / .JQI2+PI2=9149 / 9666=0.95根据以上计算，变电所所选补偿电容器为BFF10.5-100-1型，数量30台。2.5.3补偿电容器主要参数表如下：序 号额定电压（KV）额定容量（Kar）标准电容 （Uf）相数BFF10.5-100-110.51002.891第三章电气主接线的选择1、通过说明书中几种接线方式的比较，高压侧和低压侧均采用单母 线带分段接线。2、根据负荷大小及其重要性等方面考虑，使潮流尽可能达到最小， 负荷应对称分布，由任务书中所给数据，负荷分布如下图所示：降压变电所电气主接线图第四章短路电流计算4.1等值电路 取功率基准值SJ=100MVA；电压基准值Ub=Ucw画等值电路图如下所示:X0.01X2=0.0413 X3=0.0413X4=(M75 彳 X5=0.175X6=0.167 彳 X7=0.167X8=11.25 X9=11.254 -4.2计算电抗发电机电抗:x1*= XdX Sj/S =0.01X100/100=0.01系统电抗：X2*=x3*= xd Sj/S =0. 4X50X100/2202=0.0413变压器电抗：x4*= x5*= Ud% /100XS/S =10.5/100X100/60=0.175 线路阻抗：x6*= x7*= XLXSj/U2av=0 . 4 X 25 X( 100/602)=0.278 变电所所选变压器电抗：x8*= x9*= Ud% /100XS/S = 9/100X100/0.8=11.254.3计算短路电流4.3.1设降压变电所60KV母线三相短路时：(d短路点)短路回路总电抗：X10*二 x2*/x3*= 0.0413/0.0413=0.0207Xu*= x4*/x5*= 0.175/0.175=0.0875X10X1160kVX12*= x6*/x7*= 0.278/0.278=0.139彳X12X JS *= xx1*+ xu*+ x12*=0.01+0.0207+0.0875 + 0.139=0.257I*/=1/x JS *=1/0.257=3.891L= I*XSjA/3 Ue = 3.891X100/3X 60=3.744i js= 2.55* I*=2.55X3.744 =9.547SK= I*/xSj = 3.891x100 = 389.1MVA4.3.2设降压变电所10KV母线三相短路时：（d短路点）2短路回路总电抗:X13*二 x8*/x9*= 11.25/11.25=5.625X JS 二 XX10*+ Xu* X12*+ =0.01+0.0207+0.0875+0.139+5.625=5.882I*/=1/x js *=1/5.882=0.170L= I*XSjA/3 Ue = 0.170X 100/尸 10.5=0.935 i js= 2.55* I*=2.55X 0.935 = 2.384Sk= I*/xSj =0.170x100 = 17.0MVA4.3.3 d点短路时： 3短路回路总电抗：X JS *= X1*+ X10*+ X11*+ X12*+ x8*=0.01+0.0207+0.0875+0.139+11.25=11.507I*/=1/x js *=1/11.507=0.087L= I*XSjA/3 Ue = 0.087X100/尸 10.5=0.478i js= 2.55* I*/=2.55X 0.478 = 1.212Im0 M 0+ ( 0 a0 0)XI2I2al=38+(70-38) X 155 . 432 / 3 092=46.10经查表供用电工程第284页表10-3，取铝比热C=95，热稳定 校验时间取2.53S。(顷)/可二62.69(mm2)因为ssmin，所以热稳定合格。由于60 Kv侧母线为软导线，不必校验动稳定性。所以选择LGJ-185型母线。5.2 60KV高压开关的选择(通过最大长期工作电流选取)。5.2.1 Igm =1.06X2Sb/Q3 Ue)=1.O6X2X8000/. X63= 155.43 (A)选择LW24-63/1250型断路器主要参数表：型号额定电压 (KV)额定电流(A)额定开断 电流(KA)额定开合 电流(KA)额定断路时耐受电流(3S) (KA)LW24-63/125063125031.58031.55.2.2热稳定校验：七 tr=31.52X3=2976.75 (KA2 S)I2“ td2=3.7442X 3.03=42.47 (KA2 S).I2rtr I2 td2.热稳定合格。5.2.3动稳定校验： id=80 KAi12.625 KA动稳定合格。5.2.4计算数据与断路器参数对照表:计算数据LW -63P参数Ue63 KVUe 63KVI3.744KAI31.5KAI155.43AekdIe1250Agmax icj12.625KAIdw80KAicj12.625KAieg80KAI2 tdz42.47KA2Srtr2976.75 KA2 S.所选的断路器合格。5.3 60Kv侧隔离开关的选择：5.3.1通过最大长期工作电流选取：I响二155.43 A 选择隔离开关型号为GW5-63/630,其主要参数如下表:型号额定电压(KV)额定电流(KA)动稳定电流(KA)热稳定电流(KA)GW5-63/63060630100215.3.2热稳定校验12上二212乂4=1764 (kA2 S)l2/d =3.7442X3.03=42.47 (kA2 S)由I2rtrI2tdz,所以热稳定合格。5.3.3动稳定校验Id=100 KAi12.625 KA由七 七，所以动稳定合格。5.3.4计算数据与所选隔离开关参数对照表:计算数据GW5-63/630 参数Ue60KVUe60KVIgmax155.43Ale630Aici12.625KAIdw100KAI2-tdz42.47kA2.sI2rtr1764KA2.s所选GW5-63/630型隔离开关合格5.4进线电流互感器长期工作电流因为60KV侧采用内桥式接线，因此进线电流互感器流过的最大长期工作电流为：Iwmax=2X1.06X =2X1.06X 骨00 =155.43(A) e故所选择电流互感变比可选择2X150/5,两线圈采用并联，即 实际变比为300/5。根据以上数据查表选择LCWD72.5型电流互感器安装于60KV 侧。型号额定电 压KV额定电 流比二次组 合准确级动稳定电流(KA)倍数短时(1S)热电 流倍数LCWD72.572.52X 150/5D0.5D0.5150755.4.1热稳定校验电流互感器额定参数(IeKem)X 1=300X0.5X0.5 =7560KV母线短路时的短路电流发热量为I2 t =3.7442X3.03=42.47dz （Iekem）2Qk.热稳定校验合格5.4.2动稳定校验电流互感器额定参数：物 Kx 0.1x 150 = 21.21KA60KV母线短路时电流冲击短路电流ish=12.625.EM%.动稳定合格。因此，所选电流互感够满足动稳定要求。5.5 60KV及10KV电压互感器的选择：型号极限负 荷（KVA）额定电压（Kv）额定负荷（KVA）初级绕组次级绕 组剩余电压绕组0.2 级0.5级1级JCC-60200060 /30.1/ /30.1/ /3150250JYZJ-1040010/30.1/ /30.1/ /35080200电压互感器的选择是根据额定电压、装置种类、构造形式、准确 度等级以及按副边负载选择。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，故不需校验动、热 稳定性。所选电压互感器主要参数：型号极限负荷VA额定电压（KV）额定负荷（VA）初级绕组次级绕组剩余绕组0.2 级0.5 级1.0级JCC=6020006050.30.3150250JYZJ-104001050.30.350802005.6 10KV开关柜的选择:5.6.1主要参数如下：型号额定电压（KV）最高工作电压（KV）GSG-1210.5125.6.2开关柜所配母线参数按导体截面积选择（选择矩形硬铜铝母线）I . =924AJ=0.94A/mm2导体截面积S=Lm /J=924/0.94=982 （mm2）导体尺寸单条载流量集肤效应系数h X b(mm2)竖放Ks125X1022421.052、按最大长期允许载流量校验I 征二 11 |；广；=2242xg； - ；5 = 1890.62A 924A al o最大长期允许载流量校验合格。5.6.3热稳定校验S min=飞二=等，扁二187.08200(HZ)1 L2 u m 1.021.25故。二1母线相间应力为：fph =1.73X12 jgX10-7 /a=1.73X24122 X 10-7 /0.3=3.5(N/m)Lmax=J10a W / f h = J10 x 69 x 106 x 2.6 x 10-5 /3.5 =71.6(m)1.0(m)动稳定校验合格。 、动稳定校验：id=50KAi j=0.946KA.、七 .动稳定满足。 所以，开关柜所配母线合格。5.6.5开关柜所配断路器参数：开关柜所配断路器参数：型号额定电流额定电压最高工作电压额定开断电流额定关和电流ZN10/1000-201000A10KV11.5KV20KA50KA 最高长期工作电流Igmax=924 AIe=1000AIeIgmax 热稳定校验12上二202乂4=1600(KA2.S)：2td =0 . 9462X 1.03=0 . 92 2(KA2.S)I2上 、热稳定满足 动稳定校验id=50 KAi2.412 KAidwicj动稳定满足所以，开关柜所配断路器合格5.6.6开关柜所配电流互感器参数:型号一次额定电流(A)二次额 定电流 (A)准确等级动稳定倍数1S热稳定 倍数Lzxz-1050.80.100.10 050.5/30.5/D160905.7线路最大长期工作电流：5.7.1各线路长期工作电流主变二次：Igm =1.062S/G/3XUe)=1.062X8000/q/3X1O.5)= 933 (A) 一号生产线：Igm =Pm /(/3UeCOS?)=3000/, X10.5X0.85=194(A)二号生产线：Igm =Pm /QBUeCOS?)=2000/ Q3X10.5X0.80) =137.47 (A)三号生产线：Igm =Pm /G/3UeCOS?)=2400/ Q3X10.5X0.80) =164.96 (A)四号生产线：Igm =Pm /(/3UeCOSq )=1600/ (顼刁X10.5X0.85) =103.50 (A)厂区照明：Igm =Pm /(/3UeCOSq )=500/ (/3X10.5X0.9) =30.55 (A)办公室：Igm =Pm /(x/3UeCOS?)=600/ (、/3x10.5X0.9) =36.7 (A)生活区：Igm =Pm /(尸eCOS?)=1000/ (寸3X10.5X0.9) =61.1 (A)5.7.2根据最大长期工作电流所选电流互感器为:、线路名称CT主变二次一号生产线、三号生 产线二号生产线、四号 生产线厂区照明、办公室生活区CT变比1000/5200/5150/550/5准确等级0.5/D0.5/30.5/30.5/35.7.3热稳定校验(ktIN1)2=(90X 0.5)2=2025 S)：2td =2 . 2 1 22X1.03=5 . 04 S).(k人)2吃、.热稳定满足5.7.4动稳定校验J2k IN1= JT x160x0.5=113.12(kA2 S)i js=2.212VkesIN1i js.动稳定满足。5.8 10Kv配出线选择：截面选择：”丁5600,J=0.94一号生产线：双回线必须从不同的分段母线中引出，同时每一路必须保证暗备用的 要求，即70%备用。单条线正常运行时输送的功率：Pmax =3000/2 =1500 (kW)则 I m =Pm /( UeCOS(p) =97AS=Igm /J=97/0.94=103 哑 2.选择YJV-95型电力电缆，长期允许载流量Ial*=142A按最大工作电流校验载流量为I/gm =70%x2xI m =70%x2x97=136AIal*I/gmax满足要求热稳定校验:经查表供用电工程第284页表10-3,取铝比热C=181, 热稳定校验时间取1.03S。Smin=(、/C)/t3f=13mm2因为SSmin，所以热稳定合格。 二号生产线：P1m =2000/2 =1000 (kW)I m =Pm /(T3 UeCOS? ) =68.7AS=Igm /J=68.7/0.94=73 哑 2.选择YJV-95型电力电缆，长期允许载流量Ial*=142A按最大工作电流校验载流量为I/gm =70%x2xI m =70%x2x68.7=96.2AIal*I/gmax满足要求热稳定校验:经查表供用电工程第284页表10-3,取铝比热C=181, 热稳定校验时间取1.03S。S. =(I /C)/tdKf =13mm2因为SSmin，所以热稳定合格。 三号生产线：P1m =2400/2 =1200 (kW)I m =Pm /甲 UeCOS? ) =82.5AS=Igm /J=82.5/0.94=87.8 哑 2.选择YJV-95型电力电缆，长期允许载流量Ial*=142A按最大工作电流校验载流量为I/gm =70%x2xI m =70%x2x82.5=115.5AIal*I/gmax满足要求热稳定校验:经查表供用电工程第284页表10-3,取铝比热C=181, 热稳定校验时间取1.03S。Smin=(、/C)/tK=13mm2因为SSmin，所以热稳定合格。 四号生产线：P1m =1600/2 =800 (kW)Im =Pm /QTUeCOS? ) =51.8AS=Igm /J=51.8/0.94=55.10 哑 2.选择YJV-70型电力电缆，长期允许载流量Ial*=119A按最大工作电流校验载流量为I/gm =70%x2xI m =70%x2x51.8=72.5AIal*I/gmax满足要求热稳定校验:经查表供用电工程第284页表10-3,取铝比热C=181, 热稳定校验时间取1.03S。S. =(I /C)/tdKf =13mm2因为SSmin，所以热稳定合格。 厂用照明：Pimax =500 (kW)I m =Pm / 必 UeCOS ) =30.55AS=Igm /J=30.55/0.94=32.5 哑 2.选择LGJ-35型架空导线，长期允许载流量Ial*=115A按最大工作电流校验载流量为Ial38cI/gmax 满足要求热稳定校验：经查表供用电工程第278页表10-3,取铝比热C=95, 热稳定校验时间取1.03S。S . =(I /C)/JtE =25mm2因为SSmin，所以热稳定合格。 办公室：P =600 (kW)imaxIm =Pm /饵UeCOS? ) =36.7AS=Igm /J=36.7/0.94=39 哑 2.选择LGJ-50型架空导线，长期允许载流量Ial*=135A按最大工作电流校验载流量为Ial38cI/gmax 满足要求热稳定校验：经查表供用电工程第278页表10-3,取铝比热C=95, 热稳定校验时间取1.03S。Smin=(、/C)/tZK=25mm2因为SSmin，所以热稳定合格。 生活区：P =1000 (kW)Im =Pm /QTUeCOS? ) =61.1AS=Igm /J=61.1/0.94=65 哑 2.选择LGJ-70型架空导线，长期允许载流量Ial*=115A按最大工作电流校验载流量为Ial38cI/gmax 满足要求热稳定校验：经查表供用电工程第278页表10-3,取铝比热C=95, 热稳定校验时间取1.03S。Smin=(IOT/C)/vTtdZK=25mm2因为SSmin，所以热稳定合格。10kv配出线一览表：线路名称导线型号最大工作 电流（A）一号生产线YJV-95975600二号生产线YJV-9568.75600三号生产线YJV-9582.55600四号生产线YJV-7051.85600厂用照明LGJ-3530.555600办公室LGJ-5036.75600生活区LGJ-7061.15600第六章 避雷装置的选择与防雷保护6.1避雷器的选择6.1.1避雷器的配置双回60KV进线各装设一组HY5WZ-72.5/134型氧化锌避雷器，各 条10KV出口各装设一组HY5WZ-12.7/27氧化锌避雷器。避雷器型号参数型号组 合 方 式额定电压KV灭弧 电压 有效 值KV工频放电电 压（KV，有 效值）预放电时间1.52.0侄的冲击放电电压（KV,有效值） 不大于5、10KA冲击电流 （波形10/20US下 的残压幅值）不大 于不小 于5KA以 下不 大于10KA以下 不大于HY5WZ-72.5/134单节72.512.731264545(50)HY5WZ-12.7/27单节1070.5173140220227(250)6.2.2避雷针的选择母线架空高7.0m，进出门型架空高9.0m。避雷针的布置如图所示。确定避雷针的布置时，首先应考虑利用 照明灯塔，同时应满足避雷针与配电装置带电部分在地中和空气应有 最小距离要求，即每支避雷针距架构5m以上，其接地线在地下与设 备接地线距3米以上。图中4支避雷针所形成的矩形，可将其分成2个三角形，每个三 角形外侧按双支避雷针的方法计算，当三角形相邻各对避雷针bx0 时，则全部面积受到保护。由双支避雷针保护范围计算可知：当bx0时，其条件为DW7ha。(1) 当针1、2的距离等于针3、4的距离时Di2=D34=45mH =D/7=45/7=6.43m (避雷针的保护有效高度) a(2) 当针1、3的距离等于针2、4的距离Di3=D24=35mH=D/7=35/7=5m a(3) 当针1、4的距离等于2、3的距离Di4=D23=57mH=D/7=57/7=8.14m a由以上的计算可知，针1、2的高度应为9+6.43=15.43m，考虑 留有一定裕度，取针高20米。针3、4的高度应为9+8.14=17.14m，考虑留有一定裕度，取针高 20m。求各针的r :xrxjrx2=rx3=rx4=1.5h-2hx=1.5X20-2X9=12m求各针之间的bx(1) 针1与针2等于针3与针4h=h-D/7=20-45/7=13.57(m) 0bx=1.5(h0-hx)=1.5 X (13.57-9)=6.855(m)(2) 针1与针3等于针2与针4h=h-D/7=20-35/7=15(m) 0bx=1.5(h -hx)=1.5 X (15-9)=9(m) 0(3) 针1与针4等于针2与针3h=h-D/7=20-57/7=11.86 (m) 0bx=1.5(h -hx)=1.5 X (11.86-9)=4.29(m)0