变电所方案设计说明书.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流变电所方案设计说明书.精品文档.目 录第一章 总的部分 21.1设计依据 21.2设计范围 21.3建设规模 21.4站址位置 4第二章 平面布置 5第三章 电气部分 63.1 35kV电源 63.2电气主接线 63.3短路电流计算 63.4无功补偿103.5电容电流补偿103.6导体及主要设备选择113.7所用电系统123.8直流系统133.9防雷、接地133.10变电所照明 13第四章 综合自动化保护系统 144.1微机监控方式、元件保护及自动装置144.2控制保护情况144.3微机监控系统144.4计量154.5模拟屏154.6远动通讯16附：主要设备表 17第一章 总的部分1.1设计依据：1.1.1、35110kV变电所设计规范 GB50059-92；1.1.2、3110kV高压配电装置设计规范 GB50060-92；1.1.3、供配电系统设计规范 GB50052-95；1.1.4、电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50062-92；1.1.5、变电所总布置设计技术规程 DL/T 5056-1996；1.1.6、煤矿安全规程 2006版；1.1.7、煤炭工业矿井设计规范 GB50215-2005；1.1.8、纳林河二号矿井及选煤厂可行性研究报告 2008.8；1.2设计范围：本设计范围仅限于矿井35kV变电所部分，包括变压器，35kV、10kV、0.4kV配电装置，监测、控制及保护装置，所内的建筑、道路、防雷、接地等。1.3建设规模：全矿井估算负荷如下：矿井主要设备装机容量： 26792 kW矿井工作设备容量： 25240 kW计入系数后计算负荷： 13600 kW矿井生产吨煤电耗： 17.99 kW·h/t选煤厂计算负荷： 3832 kW选煤厂吨煤电耗： 4.05 kW·h/t全矿总负荷： 17432 kW全矿吨煤电耗： 22.04 kW·h/t详见主要设备负荷估算表（表1-3-1）。表1-3-1 主要设备负荷估算表序号项 目工作容量(kW)需用系数计算负荷(kW)备注1主井提升机2×32000.9258622副井提升机25000.9223003地面通风机11000.697634地面压风机3×1850.84445地面注氮机2×2500.84006地面其它219813277地面合计13253110968主排水泵2×9000.7213009采区变电所7808.60.554274.210大巷胶带输送机18900.771455.311井下其它488.4350.512井下合计11987738013计入0.80同时系数井下合计590414矿井合计252401700015计入0.80同时系数全矿负荷1360016矿井吨煤电耗（kw·h/t）17.99考虑5的网损17选煤厂6562383218选煤厂吨煤电耗（kw·h/t）4.0519全矿总负荷318021743220全矿吨煤电耗（kw·h/t）22.04考虑到为至煤化工基地输煤栈桥预留部分电力负荷，留有发展裕量。因此变压器选择16MVA。变电所主要技术指标表：名 称数 量(容 量)备 注主变压器3×16000kVA风冷有载调压35kV进线2回架空进线、单母线分段10kV馈出线35回单母线分段、电缆出线10kV滤波无功补偿出线6回电缆出线10kV电容电流补偿出线2回电缆出线10kV变压器出线2回(2×800kVA)电缆出线0.4kV出线50回电缆出线1.4站址位置：本变电所位于纳林河二号矿井工业广场东南角，变电所为全室内布置。主体建筑物占地面积约为16.5m×46.3m=764m2，变电所所址占地面积为89.6m×80.7m=7230 m2。围墙内布置有主变配电楼、终端杆、独立避雷针、事故油池、电缆沟。并设置环行道路，预留滤波补偿设备场地。第二章 平面布置本变电所电气设备采用全室内布置，变电所主建筑为一个地上二层，半地下一层框架结构建筑，半地下部分为电缆夹层。该建筑东西长46.3米，南北宽16.5米，占地面积为16.5m×46.3m=764m2。本变电所二层为35kV开关室、主控室及辅助房间。35kV开关室建筑面积30×8.5=255 m2，内设高压开关柜13面，架空进线，架空出线。主控室建筑面积13×8.5=110.5 m2，内设保护屏、交直流电源屏、模拟屏、控制台。变电所一层为主变压器室、10kV开关室、0.4kV配电室、辅助房间。10kV开关室，建筑面积30×8.5=255 m2，内设10kV开关柜42面，两排布置，预留有16面柜的备用位置。电容电流补偿装置安放于10kV开关室。10kV开关柜采用矩形铜排进线，电缆出线。0.4kV配电室，建筑面积13×8=104m2，内设0.4kV开关柜11面，800kVA干式变压器两台。一层还包括楼梯间、卫生间、仪表室、工具室。10kV开关室、0.4kV配电室、仪表室、工具室、门厅下面为电缆夹层。层高2.5米。平面布置示意图见图2-1-1，图2-1-2。剖面示意图见图2-1-3。变电所场地总平面布置图见图2-1-4。第三章 电气部分3.1 35kV电源本变电所为纳林河二号矿井35kV主变电所，向全矿井供电，按煤矿安全规程第四百四十一条规定，为一级负荷。矿井投产时变电所必须形成双回路电源供电，矿井的两回电源线路上都不得分接任何负荷。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。根据建设单位提供的资料，本变电所的两回35kV电源分别引自约6km外的110kV庙滩变电站和蒙大基地110kV变电站。线路导线型号LGJ-240。根据矿井负荷和上述电源点情况，矿井两回电源引自上述任一个110kV变电所，电压降均符合有关规程规定。3.2电气主接线3.2.1、主接线系统矿井35kV变电所设在矿井工广东南部。矿井35kV变电所内设三台16000kVA主变压器。两工作一备用，当一台工作变压器故障或检修时，另二台变压器能保证矿井全部负荷用电。35kV和10kV系统均采用单母线分段接线。接线简单，供电可靠，投资少，操作运行方便。3.2.2、系统接地方式35kV侧采用不接地方式运行，10kV侧采用经消弧线圈接地方式运行。3.3短路电流计算现场提供的庙滩110kV变电站35kV母线短路阻抗为：0.8775（最大运行方式）和0.9479（最小运行方式）。因拟建的蒙大基地110kV变电站暂无短路资料，本设计暂按庙滩110kV变电所短路资料计算。短路电流计算系统图见图3-3-1，短路电流计算等值阻抗图见图3-3-2；计算结果见表3-3-1。根据热稳定校验，地面10kV铜芯电缆最小截面为25mm2；井下高压铜芯电缆最小截面为25mm2。 表3-3-1 短路电流计算结果表 三相短路点最大运行方式最小运行方式I（kA）S（MVA）I（kA）S（MVA）矿变电所35kV母线 d-11.4894.871.3888.46矿变电所10kV母线 d-23.5464.363.3861.45井下中央变电所10kV母线 d-33.4863.273.3260.363.4无功补偿及谐波治理3.4.1、补偿容量：矿井用电动机多数为异步电动机，通风机为同步电动机，主、副井提升机采用交-直-交晶闸管整流设备。现阶段经估算35kV变电所10kV母线自然功率因数为0.69。为保证供电质量，降低综合损耗，变电所采用10kV母线并联电力电容集中补偿装置。初步估算35kV变电所每段10kV母线需有效补偿容量为5000 kvar，目前阶段因矿井上述主要大型用电设备未确定，最终的无功补偿、谐波治理方案还不能确定。故在变电所内预留滤波补偿设备场地，滤波补偿设施后期建设。3.4.2、控制单元的要求：补偿设备满足功率因数变化偏离要求时，自动投切电容器组，功率因数调节范围为 0.900.98。控制单元能实现远方传输信号，远方遥控自动投切，就地手动控制，就地自动控制。控制单元能实时数字显示系统的电流、电压，功率因数，能和本变电所微机保护装置通讯。3.4.3、每组电容器配有微机保护，包括二段过流保护，零序电压保护，过电压保护，低电压保护。任一电容器发生故障时微机保护动作切除并闭锁该组电容器，其他电容器组照常运行。3.5电容电流补偿煤矿安全规程规定：矿井高压电网，必须采取措施，限制单相接地电容电流不超过20A。经计算本矿井10kV电网的电容电流超过安全规定，故本变电所设置自动跟踪补偿消弧线圈成套装置。自动补偿消弧线圈成套装置运行于10kV母线上，两段母线为单母分段，每段母线分别装设一套消弧线圈。自动补偿消弧线圈成套装置主要由接地变压器、消弧线圈、阻尼电阻、避雷器、隔离开关及微机控制器等部件组成。微机控制器安装于控制屏内，控制器为一控二的方式，即一台控制器可控制二套消弧线圈。控制屏安装于主控制室内。控制器能自动检测系统电容电流，跟踪电容电流变化及时调节消弧线圈分接头位置，使接地故障电流限制在整定范围内。且响应时间短调节迅速。同时可输出中性点电流、脱谐度、电容电流、残流、故障时间、开关档位等信息，具备事故报警功能。控制方式可自动、手动，可遥控。控制器有与变电所微机监控系统相连的通讯接口，将数据上传。3.6导体及主要设备选择根据计算，主要电气设备及导体选择如下：3.6.1、35kV设备35kV高压开关柜选用KYN61-40.5金属铠装移开式开关柜，断路器选用真空断路器：ZN85-40.5，630A/25kA。柜宽1400mm。35kV高压开关柜13台，其中：所用变柜2台，进线柜2台，电压互感器柜3台，变压器出线柜3台，分段柜2台，隔离柜1台。35kV所用变选用干式变压器：SC(B)11-50kVA，置于高压开关柜内。主变压器选用三相双绕组有载调压、风冷变压器。主变压器型号：SFZ10主变压器容量：16000kVA电压比：35±3×2.5/10.5kV接线组别：Y d11阻抗电压百分比：8%主变压器中性点接地方式：高压侧：不接地低压侧：不接地3.6.2、10kV设备10kV开关柜选用KYN28A-12型户内金属铠装抽出式开关柜，内配VY4B-12/630（1250、2000）-31.5真空断路器。10kV开关柜共42台，其中：馈出线柜35台，进线柜3台，电压互感器柜2台，分段柜2台。主变至10kV开关柜用矩形铜排连接。10kV补偿装置见 3.4 无功补偿。站内动力变压器：型号：SC(B)11-800/10 10.5±2×2.5/0.4kV 800 kVA Dyn11。阻抗电压：6% 。接地方式：10kV经消弧线圈接地。3.6.3 0.4kV设备0.4kV开关柜选用GCS型低压抽出式配电柜。共11面。其中：进线柜2面，出线柜8面，分段柜1面。接地方式：0.4kV中性点直接接地。3.6.4 主要导体选择35kV母线： TMY-3(80×8)。10kV母线： TMY-3×2(80×8)。0.4kV母线： TMY-3×2(60×6)+40×5。3.7所用电系统在主控制室内设所用电屏一面。变电所内动力、照明及直流电源装置电源分别取自所内低压配电屏及专用所用电屏。所用电屏三路电源分别从35kV所用变及0.4kV配电柜引至所用电交流屏。所用电屏接线方式为单母线，三回路进线，（考虑到两回电源线路不能同时投入，故设了2台35kV所用变，低压出线均引至所用电屏作为备用）该两路低压电源具有自动切换功能，进线开关采用RMQ1系列，电源切换为一主一备方式。所用电屏馈线回路20回，空气开关型号为RMM1系列。馈线开关脱扣器电流单相20A八回，三相40A八回，三相63A四回。3.8直流系统35kV变电所内操作控制电源为直流220V，配置220V直流系统一套。控制、信号、继电保护及自动化装置采用直流电源屏供电。所内事故照明亦由直流电源屏供电。本直流系统采用高频开关成套装置，充电柜提供两路交流输入接口，可完成两路交流输入的自动切换。充电模块具有遥控、遥测、遥信、遥调功能。蓄电池为180Ah免维护电池组。控制母线输出回路20路，开关选用直流专用开关。配置直流系统绝缘在线监察装置。3.9防雷、接地35kV变电所的直击雷过电压保护采用独立避雷针。设置4支25m的钢结构独立避雷针，设有专用的接地装置，接地电阻不大于10。本所设置独立接地网，接地电阻不大于1。3.10变电所照明35kV、10kV开关室、0.4kV配电室采用带应急照明的荧光灯；主控室工作照明采用格栅荧光灯，事故照明采用专用灯具，电源引自直流屏。变电所环形道路设路灯。第四章 综合自动化保护系统4.1微机监控方式、元件保护及自动装置为了提高变电站运行的安全可靠性，本变电站保护采用微机综合自动化系统。35kV断路器及主变压器保护控制为集中方式，保护、测控装置组屏安装于主控室内；10kV保护控制采用分散式结构，监控保护单元分散安装于高压开关柜上，保护运行时通过串行口与管理单元通讯，管理单元监视分散保护单元的运行状态。并且与微机监控系统通讯。4.2控制保护情况4.2.1控制：35kV断路器实现遥控合分、保护屏合分、开关柜就地合分；10kV断路器实现遥控合分、开关柜就地合分、开关柜就地紧急跳闸。4.2.2保护配置：1）35kV进线保护：备自投（可投退），具备就地/远方控制功能。2）35kV母分保护：配置母分保护单元，功率方向、备自投，三段式电流保护。3）主变压器保护：差动、速断及比率差动、高低压侧复合电压闭锁过流各三段、过负荷、重瓦斯、轻瓦斯、温度控制、风机控制。4）35kV母线PT保护：35kV系统接地、电压互感器自动切换。5）10kV馈线保护：设有三段式电流保护、小电流接地选线。7）10kV变压器保护：设有电流速断及过电流保护，高压侧零序电流保护，过负荷保护。8）10kV母分保护：三段式电流保护。9）10kV母线PT保护：10kV系统接地、电压互感器自动切换。10）35kV、10kV系统电压互感器二次装设消谐装置。4.3微机监控系统本监控系统采用分布式计算机监控系统，分为两级，上位机系统级和前置处理机级。4.3.1 遥信量主要有：所有35kV、10kV断路器的位置信号，开关柜手车位置信号；控制保护装置，直流屏及变压器和开关柜送来的异常信号和位置信号；保护动作信号及事故跳闸总信号等。4.3.2 遥测量主要有：1）35kV进线：Uan,Ubn,Ucn,Ia,Ic,P,Q,COS2）35kV母分：Ia,Ic3）35kV I母线：Uan,Ubn,Ucn,Ul4）35kV II母线：Uan,Ubn,Ucn,Ul5）主变10kV侧：Uan,Ubn,Ucn,Ia,Ic,P,Q,COS6）10kV出线：Ia,Ic,P,Q7）10kV I母线：Uan,Ubn,Ucn,Ul8）10kV II母线：Uan,Ubn,Ucn,Ul9）10kV母分：Ia,Ic10）主变本体：油温、风机、瓦斯。4.3.3 遥控量主要有：35kV断路器、10kV断路器，主变风扇启停。4.4计量35kV进线侧、主变压器高压侧计量采用电子式多功能电度表，精度0.2级。组屏于主控室内。10kV馈出线回路电能计量由下放式保护装置完成，与综合自动化系统通讯传送数据。10kV进线及10kV馈出变压器采用专用计量电度表，安装于10kV开关柜。4.5模拟屏显示全所主接线图，实时显示各开关状态。同时显示：1）年，月，日，时，分，秒。安全运行天数。2）各进、出线，各变压器、各母线段及总的实时功率。4.6远动通讯按当地电力公司要求，采取光纤通讯功能，实现遥测、遥信、遥控、遥调并留有与矿井及上级调度部门的通讯接口。并留有与矿井上级调度部门的通讯接口。附：主要设备表序号名 称规 格单位数量备 注1变压器SFZ10-16000/35 35±3×2.5%/10.5kV 16000kVA Y,d11 Uk=8%台32变压器SC(B)11-800 /10 10.5±2×2.5%/0.4kV 800kVA D,yn11 Uk=6%台2335kV高压开关柜KYN61-40.5-03面2进线435kV高压开关柜KYN61-40.5-38G面2所用变535kV高压开关柜KYN61-40.5-08面3出线635kV高压开关柜KYN61-40.5-35面2PT柜735kV高压开关柜KYN61-40.5-15面2分段柜835kV高压开关柜KYN61-40.5-29面1分段柜935kV高压开关柜KYN61-40.5-35G面1分段兼PT柜1010kV高压开关柜KYN28A-12-37G面1进线1110kV高压开关柜KYN28A-12-13面2进线1210kV高压开关柜KYN28A-12-02面35出线1310kV高压开关柜KYN28A-12-43面2PT柜1410kV高压开关柜KYN28A-12-19面1分段开关柜150.4kV配电柜GCS-01E面2进线160.4kV配电柜GCS-04E面1分段170.4kV配电柜GCS-8X11C面2馈线180.4kV配电柜GCS-4X06C面2馈线190.4kV配电柜GCS-3×11B+3×11C1馈线200.4kV配电柜GCS-5X11B+2X11C面1馈线210.4kV配电柜GCS-2×06C+4X11C面1馈线220.4kV配电柜GCS-4X11B+3X11C面1馈线23电容电流自动跟踪动态补偿装置ZDB10/5-50套2序号名 称规 格单位数量备 注24直流系统套125微机综合自动化保护系统套1