电气设备课程设计--(1)

扬州大学能源与动力工程学院泵站电气设备课程设计说明书专业：热能与动力工程班级：学号：姓名：指导教师：设计日期：1目录前言-----------------------------------------------------2一、主接线设计----------------------------------------------5二、短路计算-------------------------------------------------7三、电动机启动计算----------------------------------8四、设备选择与校核-----------------------------------10五、防雷保护---------------------------------------172前言一、目的要求通过设计巩固已学知识，培养分析和解决问题的能力，初步掌握低压泵站电气部分的设计方法。二、设计原始资料1．全站电气负荷长江3#泵站设计流量6立方米每秒，泵站设计扬程10.0米。该站由上级变电所直接供电,采用架空高压线输电，引入10Kv电源。泵站内安装轴流泵4台，另设排水泵6kw，电动葫芦4kw，检修动力4kw，平均功率因数0.8，平均效率0.85。泵站照明4.5kw，平均功率0.7。泵站在记费计量点的功率因数不应低于0.9。2.气象资料海拔高程：▽1.25m最热月平均最高气温：32.4℃极端最高温度：40.7℃年最高温度月：7月最热月平均气温：28.2℃极端最低温度：-14℃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：27.7℃泵站年最大负荷利用小时maxT=2000h。三、设计要求1.根据有关资料进行某低压泵站电气部分（含变电所）的初步设计。2.设计应符合国家经济建设制定的各项方针政策、规范等要求。3.在满足供电可靠性、运行灵活性前提下，力争技术先进，节省投资和运行费用。34.优先采用新技术和指定先进的设备及材料。四、设计步骤（一）、熟悉资料，确定设计参数1、泵站总平面图，站房的土建平面图、剖面图。2、主机组的有关技术参数。3、辅机及其它装备的名称、数量、用电安装容量和工作方式。4、供电电源的电压、供电方式（架空线还是电缆、专用线还是公用线），供电电源线路的回路、长度以及进入泵站的方向。5、电力系统的短路数据或供电电源线路首端断路器的断流容量。6、当地气象、地质资料。（二）、电气主接线设计1、泵站电气负荷的统计、计算及无功功率补偿计算，泵站电气负荷包括主电动机的计算负荷和站用电的计算负荷。选用异步电动机的泵站应进行无功补偿计算。2、确定主变压器的型式、台数和容量。3、拟定主接线方案，并进行经济技术比较。4、绘出电气主接线图，图中应标出各电器元件的主要技术参数。（三）、短路电流计算1、作出计算电路图和等值电路图。2、根据已给数据和已知条件计算系统的短路电流，并列出短路计算表。（四）泵站电气设备的选择及校核1、熟悉电气设备选择的一般规定。2、电器设备的选择需选择的主要电气设备包括断路器、隔离开关、高压熔断器、母线、电流互感器和补偿用并联电容器。选用屋内成套配电装置应同时选定开关柜的种类及方案编号。（1）型式的选择根据电气设备的用途、安装地点、使用条件等情况进行选择，选设备力求技术先进、价格合理，在同一工程应尽量减少同类设备的品种。（2）按正常工作电压、电流选择。（3）按短路条件校验校验时必须正确选择计算短路点和短路计算时间。4（五）、泵站电气设备的布置泵站电气设备的布置包括电气设备的总体布置、控制室布置、屋内配电装置的布置、站房内其他电气设备的布置及屋外配电装置的布置等，应与整个泵房协调考虑。1、总体布置应便于运行维护和检修，保证运行的安全，便于进出线，节约占地面积和建筑费用，应考虑无功补偿电容器装设的要求，还要适当考虑发展的需要。2、屋内高压配电装置的布置在泵房平面图上确定高压成套配电装置的位置和尺寸。3、屋外配电装置的布置确定配电装置内各主要元件的相对位置和距离。（六）、泵站防雷设计1、泵站配电装置的防雷措施。2、高压电动机的防雷措施3、泵房建筑物的防雷措施（防止直击雷、感应雷和雷电侵入波的防护措施）五、绘图和整理说明书5第一节泵站电气主接线设计一、负荷统计与计算已知：轴流泵流量Q=1.53/ms扬程H=10m轴功率P=1.5kW电动机功率121000dgQHPK其中电动机功率1=0.85K=1.05传动效率2=1（采用直接传动）10009.81.5101.05181.9510000.851dPkW查相关资料,电动机选取Y335L4-8具体参数为：额定功率200NPkW，转速n=743r/min,d=91.9%功率因数cos=0.83所需电机台数电机台数N=4（台）主电动机的计算负荷：单台电机输入有功功率jsNdPP=2000.919217.63kW单台电机输入功率1cosjsPP217.630.83262.2kVA单台电机输入无功功率jsQ1Psin22262.210.83146.24vark站用电的有用功率6444.520.970.85PPPPPkW排电检照平均站用电的视在功率144.527kcoscos0.850.80.7PPPPSVA排电检照照平均平均取补偿后，2cos0.95，则2tan0.33，需补偿无功功率'jsdjs2tantan4tan4tanCQPPPPP照照平均16.470.754.51.02870.510.67891.480.33306.2kvar无功功率补偿校核'1600.2306.2294varCQQQk6'2'2891.48cos0.950.9938.7PPQ无功补偿符合要求变压器容量1b2cosNddKPSKS其中10.9K,20.9K0.920040.9270.9190.83968kVA二、变压器的选择主变：选择SCB10—1000/10/0.4型环氧树脂浇注干式变压器联结组标号Yyn10Uk%=6，额定容量SN=1000kVA空载损耗1540W负载损耗7090W三、主接线方案的确定：M4台异步电动机排水泵电动葫芦检修动力照明0.4KV10KVUk%=6SN=1000KVAKMMM7第二节短路电路元件参数计算1、选基准值100dSMVA，1110.5davUUkV，220.4davUUkV则113100310.55.5ddavISUkA22310030.4144.3ddavISUkA2、计算各元件电抗标幺值系统83.0120/100/1*SSXkd变压器002610061001001kdNUSXS计算电路图和等值电路图如下：3、k—1点短路：总电抗110.83XX三相短路电流周期分量有效值1115.50.836.63kdIIXkA三相电路次暂态电流和短路稳态电流16.63kIIIkA三相电路冲击电流和短路全电流最大有效值2.552.556.6316.9shiIkA1.511.516.6310.0shIIkA4、k—2点短路：8总电抗2120.8366.83XXX三相短路电流周期分量有效值2221446.8321.08kdIIXkA三相电路次暂态电流和短路稳态电流221.08kIIIkA异步电动机总的额定电流442001.26330.38NNMNPIkAU由于1.26kA0.012kI所以应考虑电动机提供的反馈冲击电流：6.366.3611.268.01shMshMNMiKIkA三相电路冲击电流和短路全电流最大有效值22221.841.8421.0838.791.091.0921.0822.98shkshkiIkAIIkA故通过k—2点的冲击电流为238.798.0146.80shikA第三节电动机的启动计算取100dSMVA，0.4dUKV，标幺值的下脚标注（*）全部省略；额定容量kWNUkVcossinNI/ANnr/ministKmstK1nr/min2000.380.830.55831574391.9%6.31.3750（1）、求系统各元件阻抗：maxmaxminmin1000.831201001.1190dsddsdSZSSZS主变阻抗：%610061001001kdTNTUSZS9电动机启动时阻抗：22111000.3854.686.30.2620.40.20.262cos0.9190.83dNstistNMdNMNMNNSUZKSUPSMVA式中其他负荷阻抗为：221000.3886.1140.20.40.9190.83dNlldSUZSU(2)、求电动机启动时功率因数：117507430.01750Nnnnsn22cos0.0250.9190.831.30.0256.3cos0.28110.016.3NNMstiststnistKKsK(3)、求起动电动机和其他负荷等效电阻1Z：cosst=0.28cos=0.83∴71.94st25.84∴cos()cos(71.9425.84)0.693st54.680.63586.11stlZZ;查课本图6-3所示曲线得T=1.07∴154.6886.111.0735.7854.6886.11stlstlZZZTZZ(4)、求起动时母线电压：设串联修正系数t=1；1max1max1min1min1.051.0535.780.88235.780.8361.051.0535.780.87635.781.116BsTBsTZUZZZZUZZZ经过上述计算得，该电动机启动方式为降压软启动，选用软启动器型号为CR1-22510第四节一次设备选择及校核一、根据电流电压选择高压开关柜:KYN18A-12交流金属封闭开关设备1、KYN18A-12型铠装移开式交流金属封闭开关设备介绍KYN18A-12铠装移开式交流金属封闭开关设备(以下简称开关柜)适用于三相交流50Hz、35kV单母线及单母线分段电力系统，主要应用于发电厂、变电所及工矿企业、高层建筑的变配电中作为接受和分配电能之用，并对电路实行控制、保护和监测，满足，EC60298、GB3906、DL404等标准的要求，并具备完善的“五防”功能。配移开式ZN85—40．5(3AV3)型真空断路器或SF型和FP系列六氟化硫断路器，采用热缩绝缘材料及环氧涂覆绝缘工艺，优化电极形状，柜体结构紧凑，缩小占地面积；开关柜柜体选用优质敷铝锌钢板经数控二金加工成形后，通过高强度螺栓螺母和铆螺母连接而成，构件表面采司喷塑或镀锌工艺；开关柜各功能小室均采用金属隔板封隔，并设有独二的压力释放通道。2、KYN18A-12型铠装移开式交流金属封闭开关设备使用要求1）环境温度：上限+40℃，下限-5℃（允许在-30℃时贮运）；2）海拔高度：不超过1000m；3）日平均相对温度不大于95%，月平均相对湿度不大于90%；4）地震烈度不超过8度；5）没有火灾、爆炸危险、严重污秽、无化学腐蚀及剧烈地震的场所。开关柜内各元件的选择:(1)高压断路器:ZN12-12型真空断路器额定电压12KV额定电流1600A额定短路开断电流为40KA4秒短时耐受电流（热稳定电流）100KA额定峰值耐受电流（动稳定电流峰值）100KA配用机构CT100由于shi=28.2KA小于MAXi=100KA,故满足动稳定要求(2)高压隔离开关：GN19-12CST/6301）按NU，NI