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资源描述
泵站电气设备课程设计 扬州大学 能源与动力工程学院 学 院: 能源与动力工程学院 专业班级: 热能与动力工程专业 0901班 指导老师: 葛强 姓 名: 陈会强 学 号: 091305102 日 期: 2012/6/1——2012/6/15 目录 设计原始资料: 4 第一章 电气主接线设计 4 1.1 泵站电气负荷的统计 4 1.1.1 主电动机的计算负荷 4 1.1.2 站用电的计算负荷 5 1.1.3 全电厂的负荷统计 5 1.2 功率补偿计算 5 1.3 主变压器的选择 5 1.4 主接线方案的拟定 6 第二章 短路电流计算 8 2.1 最大运行方式下点短路 10 2.2 最大运行方式下()点短路 10 第三章 泵站电气设备的选择 11 3.1 变压器高压侧电气设备选择 11 3.1.1 高压断路器的选择 11 3.1.2 高压隔离开关的选择 11 3.1.3 高压电流互感器的选择 12 3.1.4 高压电压互感器的选择 13 3.1.5 高压熔断器的选择 13 3.2 泵站进线电气设备选择 13 3.2.1 低压侧断路器选择 13 3.2.2 低压侧隔离开关选择 13 3.2.3 低压电流互感器选择 14 3.2.4 低压电压互感器选择 15 3.2.5 低压熔断器选择 15 3.2.6 380母线的选择 15 3.3 主电动机控制回路电气设备选择 17 3.3.1 断路器选择 17 3.3.2 隔离开关选择 18 3.3.3 电流互感器选择 18 3.3.4 电力电缆的选择 18 3.4 补偿电容器选择 19 3.5 成套配电装置的选择 19 第四章 泵站电气设备的布置 20 4.1 电气布置 21 4.2 屋内配电装置布置 21 第五章 泵站的防雷设计 21 5.1 防直击雷 21 5.2 防雷电侵入波 21 设计原始资料: 1. 全站电气负荷 长江1#泵站设计流量5立方米每秒,泵站设计扬程8.32米。该站由上级变电所直接供电,采用架空高压线输电,引入35电源。泵站内安装轴流泵5台。另设排水泵8,电动葫芦3,检修动力5,平均功率因数0.8,平均效率0.85。泵站照明3.5,平均功率因数0.7。系统最大运行短路容量200,最小运行短路容量180. 泵站在计费计量点的功率因数不应低于0.9。 2. 气象资料 海拔高程: 最热月平均最高温度: 极端最高温度: 年最高温度月:7月 最热月平均气温: 极端最低温度: 雷暴日数:34.4日/年 土质:砂质粘土 最热月地面下0.8m处土壤平均温度: 泵站年最大负荷利用小时: 第一章 电气主接线设计 1.1 泵站电气负荷的统计 1.1.1 主电动机的计算负荷 电机总输出轴功率: (其中,备用系数取1.05;采用直接传动) 安装轴流泵5台,所以电机额定功率: 因此,选择型号电动机,其相关技术参数见 (表 电机性能参数)。 表 电机性能参数 型号 额定功率 额定电压 额定电流 效率 功率因数 额定转速 110 380 205 94% 0.87 980 1.1.2 站用电的计算负荷 采用需用系数法计算: 各项用电需用系数和计算结果见 (表 各类站用负荷统计)。 表 各类站用负荷统计 设备名称 合计 辅机负荷 排水泵 8 0.3 0.85 2.82 电动葫芦 3 0.2 0.71 检修 5 0.4 2.35 照明 3.5 0.8 \ 2.8 = 1.1.3 全电厂的负荷统计 统计时,近似取站用电负荷的平均功率因数为0.8,照明功率因数为0.7。 详见(表 全电厂的负荷计算)。 1.2 功率补偿计算 采用电力电容补偿:,计算过程见(表补偿计算)。 1.3 主变压器的选择 根据上述统计主变,取修正系数。显然选择一台800主变即可满足要求。所以,选择型号的变压器,技术参数见 表 变压器技术参数。 表 全电厂的负荷计算 负荷名称 平均功率因数 计算负荷 有功功率 无功功率 视在功率 主电动机负荷 0.87 585.11 331.59 672.54 辅机负荷 0.8 5.88 4.41 7.35 照明负荷 0.7 2.8 2.86 4 泵中总计算负荷 \ 593.79 338.86 683.89 表 补偿计算 补偿项 补偿功率 主电动机 585.11 0.87 0.95 0.238 139.260 辅机负荷 5.88 0.8 0.421 2.475 照明 2.8 0.7 0.693 1.940 合计 \ \ \ \ 143.67 表 变压器技术参数 型号 额定容量 高压/低压 连接组 阻抗电压(%) 外形尺寸 800 35/0.4 Y,yn0 6.5 1.4 主接线方案的拟定 从地区供电网接入,供电线电压35,供电线采用一路架空高压输电线,供电线长度8,主变一台。 供电导线的选择,选用型号导线,详细选择计算见(表 供电导线选择计算)。 表 供电导线选择计算 计算内容 计算公式 计算结果 计算电流 供电导线截面积 为经济电流密度,可以查得,这里取 选用型号导线, 导线电阻和阻抗 按容许载流量校验导线 按电压损失条件校验 根据上述主接线方案的做出主接线图,见(图 主接线图) 图 主接线图 第二章 短路电流计算 短路电流计算的等值电路图如(图 等值电路图),根据设备选择和继电器保护的需要选择三个短路计算点。取基准值 根据各元件参数和相应公式计算出各元件电抗标幺值(电抗标幺值的下注角符号“*”省略),见(表 各元件电抗计算)。 表 各元件电抗计算 元件名称 技术参数 电抗标幺值 系统 最大运行方式 最小运行方式 变压器 架空线路 5台主电动机 对短路次暂态电流和短路冲击电流有影响,根据公式计算 图 等值电路图 图 各点短路等值电路图 2.1 最大运行方式下点短路 将的等值电路图简化成(图)所示的电路。 由于异步电动机与短路点已相隔了一个变压器,不计入其短路影响。 总电抗 短路稳态电流: 三相短路冲击电流: 2.2 最大运行方式下()点短路 点短路的等值电路图如(图)所示,其中总电抗 对于电网系统支路: 短路稳态电流: 三相短路冲击电流: 对于主电动机支路只影响短路次暂态电流和冲击电流,即 点短路,只较点少了一台异步电动机供给的短路点电流,等值电路图如(图)所示。()点短路电流计算见(表 ()点短路电流计算)。 表 ()点短路电流计算 通过设备的短路电流 系统支路 16.2933 16.2933 29.9797 电动机支路 \ 4.6125 6.519 \ 3.69 5.2152 短路点电流合计 16.2933 20.9058 36.4987 16.2933 19.9833 35.1949 第三章 泵站电气设备的选择 3.1 变压器高压侧电气设备选择 3.1.1 高压断路器的选择 根据额定电压35,工作电流,以及安装在室外,查阅设计手册初步选用型号断路器。其固有分闸时间约为,熄弧时间线路上过电流保护的动作时间,所以短路热稳定计算时间,因为2.5>1,所以热稳定计算忽略非周期分量的影响 。 断路器的技术参数和校验见(表 高压断路器和隔离开关选择表),通过校验,型号断路器符合要求。 3.1.2 高压隔离开关的选择 根据额定电压35,工作电流,以及安装在室外,查阅设计手册初步选用型号断路器。相关技术参数及校验见(表 高压断路器和隔离开关选择表)。通过校验,隔离开关符合要求。 表 高压断路器和隔离开关选择表 校验条件 计算数据 型号断路器参数 隔离开关参数 工作电压 35 35 35 工作电流 11.28 1600 630 短路能力 2.1268 25 20 动稳定校验 5.4233 63 50 热稳定校验 11.308 其中, 3.1.3 高压电流互感器的选择 根据额定电压35,工作电流,以及安装在室外,作计量用准确等级为0.2,初步选择型电流互感器,额定电流比30/5,额定输出30。 相关技术参数及校验见(表 高压电流互感器选择表)。通过校验,型电流互感器符合要求。 表 高压电流互感器选择表 校验条件 计算数值 型电流互感器技术参数 工作电压 35 35 工作电流 11.28 30/5 动稳定校验 5.4233 热稳定校验 3.1.4 高压电压互感器的选择 根据额定电压35,安装在户外,选择型电压互感器,相关技术参数见(表 电压互感器技术参数)。 3.1.5 高压熔断器的选择 根据额定电压35,选择型号熔断器,技术参数见(表 型号熔断器技术参数)。 表 电压互感器技术参数 额定电压比 准确级 额定输出 极限输出 重量 0.2 45 600 75 表 型号熔断器技术参数 型号 额定电压 最高电压 额定电流 额定熔断容量 35 40.5 0.5 1000 3.2 泵站进线电气设备选择 3.2.1 低压侧断路器选择 根据额定电压380,工作电流,为了使各级断路器有选择性动作,采用三段保护特性的断路器,初步选择型断路器,相关技术参数及校验见(表 低压侧断路器选择表)。通过校验,型电流互感器符合要求。 3.2.2 低压侧隔离开关选择 根据额定电压380,工作电流,初步选择型号隔离开关。相关技术参数及校验见(表 低压侧隔离开关选择表)。通过校验,型隔离开关符合要求。 表 低压侧断路器选择选择表 校验条件 计算数据 型断路器性能参数 工作电压 380 380 工作电流 1039 1600 长延时过流脱扣器额定电流 1200 瞬时动作的过流脱扣器整定电流 4000 分段能力 16.2933 短延时0.4分段能力 30 动作灵敏度校验 满足灵敏度要求 其中, 表 低压侧隔离开关选择表 校验条件 计算数据 型隔离开关性能参数 工作电压 380 380 工作电流 1039 1500 动稳定校验 36.4987 动稳定性 80 热稳定校验 1热稳定性 3.2.3 低压电流互感器选择 根据额定电压380,工作电流,选择型号电流互感器,额定电流比1500/5。 3.2.4 低压电压互感器选择 根据额定电压380,安装在户外,选择型电压互感器,相关技术参数见(表 电压互感器技术参数)。 表 电压互感器技术参数 额定电压比 准确级 额定输出 极限输出 绝缘水平 0.5 15 100 0.5/3
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