10kV小型变电站系统的设计(5)

10kV小型变电站主接线设计

2 m无功补偿装置0210/6侧变压器023 m高压开关柜026/0.4KV侧变低压开低压开低压开低压开低压开低压开低压开压器关柜07关柜08关柜09关柜10关柜11关柜12关柜备直流柜02用02中间 3 m的回车道中间 3 m的回车道无功补偿装置0210/6KV侧变压器1段高压开关柜016/0.4低压开低压开低压开低压开低压开低压开开关柜KV侧关柜01直流柜关柜02关柜03关柜04关柜05关柜06备用01变压器01图3.3配电房布置图

3.4 防雷设计

本次设计为户内配电，变配电设备都为户内设备，所以要装设避雷设备。避雷设备为户内用避雷器，考虑防雷能力应该在10KV进线端安装避雷器。在6KV侧的高压电动机回路上，也要设计防雷设备，防止雷击对电动机影响，一般在电动机的末端装设氧化锌避雷器。

在3-10KV配电所的重要设备是变压器，其价格高绝缘水平低，必须有可靠防雷。在防雷设计中，避雷器应靠近变压器安装，但也要考虑保护其他电气设备。在3-10KV配电装置中，应该在每组母线和架空进线上安装避雷器，在3-10KV进线电缆上，电缆与架空连接处装设避雷器，此次设计中户内使用氧化锌避雷器。由于需要设置的避雷器多，所以设计避雷设备接入避雷网，用避雷网保护变电所整体。

3.5 接地电阻的设计说明

接地系统主要分为保护接地和工作接地。保护接地主要用于保护电气设备的

安全运行与人身安全。工作接地主要用于设备的正常工作，如：变压器中性点的直接接地和经消弧线圈接地。本次设计为了保护工厂设备和生产安全，使用TN式

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10kV小型变电站主接线设计

的三相五线制接线方式。为了保护电动机和泵的正常工作，保证人员安全需要接地保护。本变电所内的6/0.4KV的变压器的运行需要中性点接地，需要设置工作接地。电动机的外壳需要保护接地，为了防止人员触壳发生触电，防止电动机碰壳产生电火花发生火灾。避雷器需要接地将雷击引入地下，需要对其单独使用接地体接地，因此接地系统为TN-S系统。此次接地设计可使用接地网进行设备保护和中性点接地的工作接地并且电阻要小于4Ω。避雷器单独接地体可以使用地下管道连接入接地网，达到降低接地电阻的目的。

三相五线制接线方式图：

零线

接地线

电动机

图3.4 接地线图

3.6 站用电与直流布置说明

变电所内的用电负荷少，主要是配电房照明主控室照明和生活照明。站用电的电源从低压母线上的末端引出一条线路，此线路对站用电提供电源。

为保证直流系统负荷的供电，对本次变电所直流系统装设额定电压为2V的蓄电池108个，串联组成210-220V的直流电源，为直流设备提供电源。

在变电所中，为了防止突发电气设备突发的故障和事故，要考虑备用电源的使用。本次设计对变压器采用暗备用运行。为了变压器能够自动入换备用，变压器的容量考虑了他在过载70%时的最大容量。

各段的负荷只接入变压器容量的70%。

3.7 主变压器的选择

结合2.2.1节10kV变电站主变压器的选择分析，考虑到巨化企业内集中负荷

较大，因此在高压与低压侧分别装设两台变压器，为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次谐波影响,选用的变压器接线组别为D, yn11（一次侧三角形接线，二次侧为星形接线，相差30度）。所选用的主变型号

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10kV小型变电站主接线设计

分别是10/6kV段SC8-2500/10型，6/0.4kV段SC8-500/10型。

3.8 变电站主接线总图

见附图

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10kV小型变电站主接线设计

4 设备计算测试与校验

4.1 短路电流计算

在供电系统中危害最大的故障是短路,为了正确选择和校验电气设备,须计算短路电流.在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点. 为了简化短路电流计算方法,在保证计算精度的情况下,可忽略一些次要因素的影响. 其规定有:

（1）所有电源的电动势相位角相同,电流的频率相同,短路前电力系统的电势和电流是对称的.

（2）认为变压器为理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流大小发生变化.

（3）输电线路的分布电容略去不计.

（4）每一个电压级均采用平均额定电压,只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压.

（5）一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗。 （6）在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并。 参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法分别得出:

（1）次暂态短路电流(I\) ,用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量。

（2）三相短路冲击电流(Ish) ,用来校验电器和母线的动稳定。

（3）三相短路电流稳态有效值(I?) ,用来校验电器和载流导体的热稳定。 （4）次暂态三相短路容量(S\) ,用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据。

4.2 电气设备的校验

1．6KV侧设备的选择和校验：

选择高压6KV变压器容量为2500KVA，选择型号为SC8-2500/10，环氧树脂浇注式电力变压器，容量为2500KVA，高压额定电压10KV，低压额定电压6KV变压器得工作电流为:

In?1.3Sn2500?1.3??329A (4.1)

3Un?0.953?6?0.951）6KV侧变压器出口断路器：

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10kV小型变电站主接线设计

根据工作额定电流，额定电压选择ZN28-10/630-12.5 真空断路器。 设

备

校

验

：

额

定

电

压

10KV＞6KV

额定电流

开断电流 12.5KA＞5.45KA 关合电流 31.5KA＞9.25KA 动稳校验 31.5KA＞9.25KA 热稳校验 15KA＞3.632KA 满足条件。

2）6KV侧高压隔离开关：

根据工作额定电流，额定电压选择GN30-10型户内高压隔离开关。 设备校验：额定电压 10KV＞6KA 额定电流 630A＞329A 动稳校验 50kA＞9.25kA 热稳校验 20kA＞3.632kA 满足条件。

3）6KV侧母线的校验

母线最高工作温度θe查表为70℃，母线平均温度θ01查表为40℃， 母线室内工作温度θ02查表为25℃。

Kθ?70-40θe-θ01??0.82 (4.2) 70-25θe-θ02IY?Kθ?In?0.82?329?269.78A (4.3)

载流量选择截面为40×4mm2 的铜芯母线TMY。校验母线截面：查表当θn?70℃时 C=171。由：

3630I0.2?9.5mm2 (4.4) S?Smin?∞t?C171知： 40mm2?9mm2 (4.5) 所以，母线选择满足条件。 4）6KV电缆的选择

电缆最高工作温度θe查表为90℃，电缆平均温度θ01查表为40℃， 电缆室内工作温度θ02查表为30℃。 变压器工作电流：

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