第一章 主接线设计3 1.1 负荷统计.3 1.1.1 全站电气负荷.3 1.1.2 泵的选型.3 1.1.3 配套电机.3 1.1.4 主电动机的计算负荷为：.4 1.1.5 站用电负荷统计.5 1.1.6 泵站总计算负荷.5 1.1.7 变压器选型.5 1.1.8 电气主接线图6 第二章 短路电路元件参数计算6 2.1 确定各点短路电流.6 2.1.1 计算电路图和等值电路图如下：7 2.1.2 选定基准值.7 2.1.3 计算各元件电抗标幺值7 2.1.4 K1 点短路计算7 2.1.5 K2 点短路计算7 第三章 一次设备选择9 3.1 高压侧电气设备选择.9 3.1.1 高压断路器选择及校核 .9 3.1.2 高压隔离开关选择.10 3.1.3 高压熔断器选择.10 3.1.4 高压电流互感器选择.11 3.1.4.高压电压互感器的选择12 3.2 低压侧电气设备选择.12 3.2.1 低压断路器的选择.12 3.2.2 低压隔离开关的选择.14 3.2.3 低压熔断器的选择.15 3.2.4 低压侧电流互感器选择.15 3.2.5 母线的选择.16 3.2.6 电力电缆的选择.17 3.2.7 电容补偿的选择18 3.2.8 交流接触器的选择19 第四章 电气设备的布置19 4.1 电气设备布置19 4.1.1 电气设备布置要求.19 4.1.2 泵站的防雷设计.20 4.1.3 泵站配电装置的防雷措施.20 4.1.4 泵房建筑物的直击雷防护.21 参考文献：23 第一章第一章 主接线设计主接线设计 1.1 负荷统计负荷统计 1.1.1 全站电气负荷 长江 6#泵站设计流量 15 立方米每秒，泵站设计扬程 7.32 米。该站有由上 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 6 台，轴功率 170kw。另设排水泵 10kw，电动葫芦 4kw，检修动力 8kw，平均 功率因数 0.8，平均效率 0.85。泵站照明 5.5kw，平均功率 0.7。 泵站在计费计量点的功率因数不应低于 0.9。 1.1.2 泵的选型 根据原始资料知：每台水泵的流量为 2.5 立方米每秒，设计扬程为 7.32 米， 所以经过比对选择泵型号为 700ZLB-70（0、+2、+4）.即出水口径为 700mm，比转速为 700，扬程为 1-10m，流量为 500-220000 立方米每小时，口 径为 350-4500mm。 1.1.3 配套电机 （1）电机功率确定 水泵所需功率 P水泵= = 110 9.807.3210/6 = 179.34 kW 33 电动机所需功率 P电机= 179.34/0.85 = 210.99 kW 根据泵站设计规范GB/T 50265-97，主电动机容量应按水泵运行可能出现 的最大轴功率选配，并留有一定储备，储备系数为 1.051.10。水泵最大轴功 率 N 轴 约为 210.99 KW ，采用直接传动方式，则电动机配套功率为 1.10/=210.99 1.10/100%= 232.09 KW，按电机容量系列， 并考虑使电动机接近于满载运行，从而提高用电设备的自然功率因数，故选择 电动机额定功率为 250 kW。 （2）额定参数见表 1-1 表表 1-1 电动机的额定参数电动机的额定参数 型号额定功率 额定电压 额定功率因 数 效率额定电流 Y355L3-6250kW380V0.9094.7466A 外壳防护等 级 安装形式绝缘等级堵转转矩同步转速 定子绕组接 法 IP23IMB3B 级 1.3 倍额定转 矩 991r/min接法 安装台数（台）6 1.1.4 主电动机的计算负荷为： 单台电机输入有功功率 P = PN / d = 250/0.947 = 263.99 kW 单台电机输入功率 S = P / = 263.99/0.90 = 293.32 kVA 单台电机输入无功功率 Q = S= 293.320.44 = 129.06 kVAR 取补偿后 2= 0.95 ，则2= 0.33 （参照并联电容器的无功功率 补偿） 原电动机 1= 0.90 , 则1= 0.49 需补偿无功功率为 Qc = PN6（ 1-2）/d = 2506（0.49-0.33）/0.947 = 253.43 kVAR 电机输入总功率 S= N电机S1= 6263.99 = 1583.94 kVA 1.1.5 站用电负荷统计 S排水泵 = 10 /（0.80.85）= 14.71 kVA S电动葫芦= 4 /（0.80.85）= 5.88 kVA S检修动力= 8 /（0.80.85）= 11.76 kVA S 照明 = 5.5 /（0.71） = 7.86 kVA 1.1.6 泵站总计算负荷 主变总容量 S总容量 = S排水泵+ S电动葫芦S检修动力+ S照明 + S = 14.71 + 5.88 + 11.76 + 7.86 + 1583.94 =1624.15 KVA 1.1.7 变压器选型 （1）变压器台数的确定 由上面计算可知，泵站所需总的用电容量为 1624.15 KVA， 而泵站的的设 计要求是三级负荷，则根据经验，只需要设置一台主变压器即可。 （2）确定各变压器的型号及相关参数 根据上诉计算容量选择两台变压器的型号，并确定相关参数，结果见表 1- 2。 表表 1-2 变压器型号及相关参数变压器型号及相关参数 型 号 额 定 容 量 额定电压 （kV） 连 接 组 别 损 耗（W） 阻 抗 电 压 （kVA ） 高压低压短路空 载（%） SG3- 2000/10 2000100.4 Y，y n0 184342495 1.1.8 电气主接线图 泵 站 照 明 检 修 动 力 电 动 葫 芦 排 水 泵 10kV 6 台三相异步电机 K2 2 0.4kV K3 Uk%=5.0 SN=2000KVA K1 第二章第二章 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算 2.1 确定确定各点短路电流各点短路电流 短路电流计算的计算电路图和等值电路图（见图 2-1 图（a） ，图（b） ） ，根 据设备选择和继电保护的需要选择 K1、K2、K3三个短路计算点 2.1.1 计算电路图和等值电路图如下： d1 M d2 d3 0.38kV X 1 0.32 0.59(m a x) X 2 4.5 X 3 2.5 X 4 0.63 X 7 X 2 0.67(m in) 2.1.2 选定基准值 Sb= 100 MVA ，Ub1= Uav1=10.5kV ，Ub2= Uav2= 0.4 kV 则 Ib1= Sb /（Ub1）= 100/（10.5）= 5.50 kA Ib2= Sb /（Ub2）= 100/（0.4）= 144 kA 2.1.3 计算各元件电抗标幺值 架空线路 X*1= X 0 l Sb / Ub12 = 0.35 10 100/10.52 = 3.17 主变压器 X*T主 = Uk% Sb / (100SN)= 5.0 100/(1001)= 5.0 电动机 X*G = X*Sb / SN = 0.2 100/0.25 =80.0 X*G 总 =1/(6/80)=15.0 2.1.4 K1点短路计算 总电抗 X* 1= X*l= 3.17 三相短路电流周期分量有效值 IK1= Ib1/ X* 1 = 5.50/3.17 = 1.73 kA 三相短路次暂态电流和短路稳态电流 I” =I = IK1 = 1.73 kA 三相短路全电流最大有效值Ish=1.51 I= 1.511.73 = 2.61 kA 通过 K1 点短路冲击电流为 ish= ish1= 2.551.73 = 4.41 kA 三相短路容量:SK1 =Ub1I”= 1.73 10.5 1.73 = 31.5 MVA 2.1.5 K2 点短路计算 总电抗 X* 2 = X*1 +X*T = 8.17 三相短路电流周期分量有效值IK2= Ib2 / X* 2= 144/8.17 = 17.63 kA 6 台电动机总的额定电流 INM= 0. 4666 = 2.796kA 由于 2.796 kA 0.01 IK2= 0.1763 kA 所以应考虑异步电动机提供的反馈冲击电流 异步电动机反馈短路此暂态电流：IM”=4.5INM = 4.5 0.466= 2.10 KA，式中 INM 为电动机额定电流。 ishM=6.36 KshMINM=6.3610.466 = 2.96 kA 三相短路次暂态电流和短路稳态电流：I”=IK2=I=IK2+6IM”= 17.63+6 2.1= 30.32 KA 故通过 K2点短路冲击电流为 ish=1.84 IK2+ 6IM”=32.44 + 12.6 = 45.04 kA 三相短路容量:SK2 =Ub1I”= 1.730.430.32= 20.98 MVA 5.K3点短路计算 K3和 K2两个短路计算点相比较，K3点比 K2点少一台异步电动机供给的短 路电流。同 K2点计算过程一致，则省略。短路电流的全部计算结果 2-1 2-1 短路计算值短路计算值 短路点 k I kA（） I kA（）I kA（）sh i kA（）sh I kA（） K11.731.731.734.412.61 K217.6330.3217.6345.0417.43 K36.2118.816.2129.1817.42 第三章第三章 一次设备选择一次设备选择 3.1 高压侧电气设备选择高压侧电气设备选择 3.1.1 高压断路器选择及校核 （1）因为变压器处于最大工作容量为 2000kVA，所以高压侧最大长期工作电 流约为 IT =S/(U) 2000/(1.73 10)= 115.61 A，所以根据额定电压 10kV，工作 电流以及装设在户内的要求，查阅产品样本初步选用 ZN-10/600 型断路器，其 主要参数见表 3-1。其固有分闸时间约为 0.05s，断路器的全开断时间约为 0.2s。 （2）按开断电流选择 高压侧短路开断电流I”= 1.73 kA 小于断路器额定开断电流Ioc=8.7 KA，所以满足要求。 （3） 校验短路时动稳定 由于ish=4.41 小于imax=22 KA ，所以满足要求。 （4）校验短路时动稳定 经估算周期分量等效时间约为 1.8s，故短路电流的热效应可近似算得 =1.732 1.8 =5.4(KA2 S) ，小于允许发热=8.72 4 =302.76(KA2 S)， 2 I im t 2 I tt 故满足要求。 （5）ZN-10/600 型断路器参数见表表 3-1 表表 3-13-1 ZN-10/600ZN-10/600 型断路器参数型断路器参数 计算数据ZN-10/600 型断路器参数 w U10kV N U10kV w I115.61A N I1000A k I1.73kVI8.7 kV sh i4.41kA max i22KA 2 I im t 5.4(KA2 S) 2 I tt 302.76(KA2 S) 3.1.2 高压隔离开关选择 （1）按 UN、IN及装设地点选择 根据额定电压 10kV、工作电流 115.61A 以及装设在户内的要求，可初步 选用 GN5-10/400 型隔离开关，其主要参数见表 3-2. （2）校验短路时动稳定 由于ish=4.41KA，小于imax=52 KA，故满足动稳定要求。 （3）校验短路时热稳定 = 1.732 3.2=9.6 (KA2 S)，允许发热=142 5 = 980(KA2 S) 2 I im t 2 I tt 满足要求。将计算数据与所选的 GN5-10/400 型隔离开关的参数列于表 3-2 中。 表表 3-2 GN5-10/400 型断路器参数型断路器参数 计算数据GN30