泵站电气设备优秀课程设计.docx

泵站电气设备课程设计扬州大学能源和动力工程学院学 院： 能源和动力工程学院 专业班级： 热能和动力工程专业 0901班 指导老师： 葛强 姓 名： 陈会强 学 号： 日 期： /6/1/6/15 目录设计原始资料：4第一章电气主接线设计41.1泵站电气负荷的统计41.1.1主电动机的计算负荷41.1.2站用电的计算负荷51.1.3全电厂的负荷统计51.2功率补偿计算51.3主变压器的选择51.4主接线方案的拟定6第二章短路电流计算82.1最大运行方式下点短路102.2最大运行方式下()点短路10第三章泵站电气设备的选择113.1变压器高压侧电气设备选择113.1.1高压断路器的选择113.1.2高压隔离开关的选择113.1.3高压电流互感器的选择123.1.4高压电压互感器的选择133.1.5高压熔断器的选择133.2泵站进线电气设备选择133.2.1低压侧断路器选择133.2.2低压侧隔离开关选择133.2.3低压电流互感器选择143.2.4低压电压互感器选择153.2.5低压熔断器选择153.2.6380母线的选择153.3主电动机控制回路电气设备选择173.3.1断路器选择173.3.2隔离开关选择183.3.3电流互感器选择183.3.4电力电缆的选择183.4补偿电容器选择193.5成套配电装置的选择19第四章泵站电气设备的布置204.1电气布置214.2屋内配电装置布置21第五章泵站的防雷设计215.1防直击雷215.2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，采取架空高压线输电，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 泵站电气负荷统计1.1.1 主电动机计算负荷电机总输出轴功率： （其中，备用系数取1.05；采取直接传动）安装轴流泵5台，所以电机额定功率：所以，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11038020594%0.879801.1.2 站用电计算负荷采取需用系数法计算：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累计辅机负荷排水泵80.30.852.82电动葫芦30.20.71检修50.42.35照明3.50.82.8=1.1.3 全电厂负荷统计统计时，近似取站用电负荷平均功率因数为0.8，照明功率因数为0.7。详见（表 全电厂负荷计算）。1.2 功率赔偿计算采取电力电容赔偿：，计算过程见（表赔偿计算）。1.3 主变压器选择依据上述统计主变，取修正系数。显然选择一台800主变即可满足要求。所以，选择型号变压器，技术参数见 表 变压器技术参数。表 全电厂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0.87585.11331.59672.54辅机负荷0.85.884.417.35照明负荷0.72.82.864泵中总计算负荷593.79338.86683.89表 赔偿计算赔偿项赔偿功率主电动机585.110.870.950.238139.260辅机负荷5.880.80.4212.475照明2.80.70.6931.940累计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80035/0.4Y,yn06.51.4 主接线方案确实定从地域供电网接入，供电线电压35，供电线采取一路架空高压输电线，供电线长度8，主变一台。供电导线选择，选择型号导线，具体选择计算见（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，能够查得，这里取选择型号导线，导线电阻和阻抗按许可载流量校验导线按电压损失条件校验依据上述主接线方案做出主接线图，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等值电路图如（图 等值电路图），依据设备选择和继电器保护需要选择三个短路计算点。取基准值 依据各元件参数和对应公式计算出各元件电抗标幺值（电抗标幺值下注角符号“*”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法最小运行方法变压器架空线路5台主电动机对短路次暂态电流和短路冲击电流有影响，依据公式计算图 等值电路图图 各点短路等值电路图2.1 最大运行方法下点短路将等值电路图简化成（图）所表示电路。因为异步电动机和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 最大运行方法下()点短路点短路等值电路图如（图）所表示，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短路点电流，等值电路图如（图）所表示。()点短路电流计算见（表 ()点短路电流计算）。表 ()点短路电流计算经过设备短路电流系统支路16.293316.293329.9797电动机支路4.61256.5193.695.2152短路点电流累计16.293320.905836.498716.293319.983335.1949第三章 泵站电气设备选择3.1 变压器高压侧电气设备选择3.1.1 高压断路器选择依据额定电压35，工作电流，和安装在室外，查阅设计手册初步选择型号断路器。其固有分闸时间约为，熄弧时间线路上过电流保护动作时间，所以短路热稳定计算时间，因为2.51,所以热稳定计算忽略非周期分量影响 。断路器技术参数和校验见（表 高压断路器和隔离开关选择表），经过校验，型号断路器符合要求。3.1.2 高压隔离开关选择依据额定电压35，工作电流，和安装在室外，查阅设计手册初步选择型号断路器。相关技术参数及校验见（表 高压断路器和隔离开关选择表）。经过校验，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353535工作电流11.281600630短路能力2.12682520动稳定校验5.42336350热稳定校验11.308其中，3.1.3 高压电流互感器选择依据额定电压35，工作电流，和安装在室外，作计量用正确等级为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）。经过校验，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3535工作电流11.2830/5动稳定校验5.4233热稳定校验3.1.4 高压电压互感器选择依据额定电压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 高压熔断器选择依据额定电压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正确级额定输出极限输出重量0.24560075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3540.50.510003.2 泵站进线电气设备选择3.2.1 低压侧断路器选择依据额定电压380，工作电流，为了使各级断路器有选择性动作，采取三段保护特征断路器，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）。经过校验，型电流互感器符合要求。3.2.2 低压侧隔离开关选择依据额定电压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）。经过校验，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380380工作电流10391600长延时过流脱扣器额定电流1200瞬时动作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380380工作电流10391500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依据额定电压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依据额定电压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正确级额定输出极限输出绝缘水平0.5151000.5/33.2.5 低压熔断器选择依据额定电压380，选择 型号熔断器，技术参数见（表 型号熔断器技术参数）。表 型号熔断器技术参数型号额定电压额定电流熔体额定电流额定分段能力3802021003.2.6 380母线选择依据额定电压380，工作电流，屋内配电装置选择型号矩形铝母线，三相母线采取水平部署，平放敷设，其许可电流，取，。校验计算见（表 母线选择计算）。 表 母线选择计算校验条件计算数据型号铝母线性能参数工作电流电流经济密度共振现象校验其中，查手册可得多跨梁频率系数；应避开共振自振频率，取；母线导体材料弹性模量；截面惯性矩；导体单位长度质量。1.21.45动稳定校验满足动稳定要求热稳定校验短路计算时间，取。查表可得满足要求3.3 主电动机控制回路电气设备选择3.3.1 断路器选择依据额定电压380，工作电流，初步选择型断路器，相关技术参数及校验见（表 主电动机回路断路器选择表）。经过校验，型电流互感器符合要求。表主电动机回路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380380工作电流205400长延时过流脱扣器额定电流400瞬时动作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25动作灵敏度校验满足灵敏度要求其中，3.3.2 隔离开关选择依据额定电压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 主电动机回路隔离开关选择表）。经过校验，型隔离开关符合要求。3.3.3 电流互感器选择依据额定电压380，工作电流，选择型号电流互感器,额定电流比800/5。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380380工作电流205400动稳定校验35.1949动稳定性40热稳定校验1热稳定性3.3.4 电力电缆选择依据安装环境和工作电压380，选择型三芯聚氯乙烯绝缘电力电缆。依据工作电流初步选定电缆截面积185。其许可电流为280，本站最高设计温度为37.4（当地最热月平均最高温度加5）。校验计算见（表 电力电缆选择计算）。表 电力电缆选择计算校验条件计算数值电力电缆技术参数工作电压380380工作电流205经济电流密度电力电缆截面积185电压损失3.4 赔偿电容器选择依据额定电压380，赔偿电容计算值，选择型号赔偿电容。相关技术参数见（表 赔偿电容参数表）。表 赔偿电容参数表型号赔偿容量赔偿方法赔偿级数及分组150混补101:2:3:43.5 成套配电装置选择依据额定电压、额定电流选择GGD低压成套配电装置，相关技术参数见（表 基础电气参数）和（表 主电路电器元件）。表 基础电气参数型号额定电压v额定电流A额定短路开断电流kA额定短时耐受电流(1s)(kA)额定峰值耐受电流kAGGD2380A1600303063C600表 主电路电器元件方案编号GGD2-05GGD2-05主电路方案用 途进线柜电动机控制型号AC隔离开关HD13BX-1500/30HD13BX-600/31断路器CW1-/1600/3CW1-/600/3 电流互感器EH-0.66 1500/5EH-0.66 250/5柜宽800800柜深600600第四章 泵站电气设备部署泵站电气设备部署包含电气设备总体部署、控制室部署、屋内配电装置部署、站内其它电气设备部署及屋外配电装置部署，应和整个泵站部署协调考虑。4.1 电气部署根据电能分配次序（屋外配电装置、主变压器、屋内配电装置、主电动机）部署电气设备，泵站采取户外变电所，经过母排引入专门配电室，经过进线开关柜，再分配到各个电动机控制开关柜，再由电力电缆送到主电动机及站用电。4.2 屋内配电装置部署屋内配电装置采取GGD低压成套开关柜，两列部署长为3.2m，两列之间相距2m人行道，柜后距墙留有1m维护通道，在配电装置一端留有2m长位置，用于检修和安放备用具。第五章 泵站防雷设计5.1 防直击雷泵站建筑物采取避雷针防雷，避雷针选择长1.5，直径圆钢；架空线路全线采取避雷线防雷，采取截面积35镀锌钢绞线；5.2 防雷电侵入波每段母线装设金属氧化物避雷器，以避免雷电侵入波侵入。电气主接线图泵站控制室平面部署图