2022年KV降压变电站彭(马老师.docx

《2022年KV降压变电站彭(马老师.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年KV降压变电站彭(马老师.docx（46页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品学习资源1 变电站的分析与设计1.1 变电站设备的意义和要求1.1.1 变电站设备的意义变电站设备，就是指工厂所需电能及供电装置的供应和支配，亦称变电站电器设备；随着生产和科学技术的进展，电能已经成为工业、农业、国防和交通等部门不行缺少的动力，成为改善和提高人们物质文化生活的重要因素，一个国家电力工业的进展水平，往往是反映其国民经济发达程度的重要标志之一；众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力；电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的支配既简洁经 济，又便于把握、调剂和测量，有利于实现生产过程自动化；因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生

2、活中应用极为广泛；电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化；从另一方面来说，假如工厂的电能供应突然中断，就对工业生产可能造成严肃的后果；因此，做好变电站设备对于进展工业生产，实现工业现代化，具有特殊重要的意义；由于能源节省是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节省对于国家经济建设具有特殊重要的战略意义，因此做好变电站设备工作，对于节省能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用；1.1.2 对变电站设备的要求变电

3、站设备工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必需达到以下基本要求：1. 安全 在电能的供应、支配和使用中，不应发生人身事故和设备事故；2. 牢靠 应中意电能用户对供电牢靠性的要求；3. 优质 应中意电能用户对电压和频率等质量的要求4. 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节省电能和削减有色金属的消耗量；此外，在变电站设备中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照管局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应进展；对电力系统的要求：1. 保证电能的牢靠性；2. 保证电能质量：电压、频率、波形；3. 提高电力系统运行经济性；欢

4、迎下载精品学习资源1.2 变电站的总体分析为了中意 A 市区生产和生活的供电要求，准备要在该市新建一所 110KV 降压变电站；变电站的站址选择地势平整，交通便利，空气污染略微，区平均海拔 200M；该区最高气温 40，最低气温 -18 ，年平均气温 14，最热月平均最高气温 30，土壤温度 25；依据电力系统规划，本变电所的规模如下 :1. 电压等级： 110/35/10KV2. 线路回数： 110KV近期 2 回， 远景进展 2 回、 35KV 近期 4 回、 10KV 近期 9 回， 远景进展 2 回；该变电所位于 A市西南郊，交通便利，变电所的西边为10KV负荷密集区，主要有棉纺厂、食

5、品厂、印染厂、纺织厂、橡胶厂及部分市区用电；变电所以东主要有35KV 的水泥厂、化肥厂、砖厂及市郊其它用电；该变电站系统接线简图如下所示：图 1.1 系统接线简图1.3 变电站的负荷分析1.3.1 变电站负荷分类1. 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济缺失者属于一级负荷；一级负荷要求有两个独立电源供电；2. 二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷；二级负荷应由两回线供电；但当两回线路有困难时 如边远地区），答应有一回专用架空线路供电；3. 三级负荷：不属于一级和二级的一般

6、电力负荷；三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电；欢迎下载精品学习资源1.3.2 变电站负荷情形欢迎下载精品学习资源负荷最大负荷功率电压名称欢迎下载精品学习资源郊区一7.20.91架空1535郊区二8.40.921架空8kv水泥厂4.80.852架空7砖厂4.80.881架空11棉纺厂 160.751架空3棉纺厂 260.752架空7印染厂 19.60.781架空4印染厂 24.80.781架空5毛纺厂4.80.752电缆2针织厂3.60.751架空4KV橡胶厂3.60.722电缆3市区 14.80.83架 空2市区 24.80.83架 空2备用 13.60.781架 空

7、备用 23.60.781架 空表1.135KV、10KV 负荷分析101.3.3 负荷分析欢迎下载精品学习资源S35kvP郊一P郊二P水泥厂一cosP水泥厂二15%kt欢迎下载精品学习资源 7.28.44.84.81.050.92欢迎下载精品学习资源0.927.048MVA欢迎下载精品学习资源SI、 S郊一S郊二S水泥厂一S水泥厂二1.05kt欢迎下载精品学习资源2.8 3.272.42.4） 1.050.9210.5MVA欢迎下载精品学习资源S 、 S35kv10.527.04838.8欢迎下载精品学习资源在 35KV负荷中一、二类负荷比较大，发生断电时，会造成生产机械的寿命缩短产品质量下降

8、和确定的经济缺失 . 因此要尽可能保证其供电牢靠性；欢迎下载精品学习资源2 主变压器的选择及主接线选择2.1 主变压器的选择2.1.1 主变容台数的选择1. 对大城市郊区的一次变，在中、低压侧构成环网情形下，装两台主变为宜；2. 对地区性孤立的一次变或大型的工业专用变电所，设计时应考虑装三台的可能性；3. 对规划只装两台主变的变电所，其主变基础宜大于变压器容量的1-2 级设计，以便负荷进展时更换主变；2.1.2 主变容量的确定1. 主变压器容量一般按变电所建成后5-10 年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20 年负荷进展；对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合；2. 依据变电所所带

9、负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量；对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷才能后的答应时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70-80 ；此变电所是一般性变电所；2.1.3 主变容量和台数选择运算1. 35KV 中压侧：欢迎下载精品学习资源其出线回路数为 4 回， Kt分析表 11 知：0.92 , 结合“ 1. 2 变电站的负荷分析” 35kv 负荷情形欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源S35kvP郊一P郊二P水泥厂一cosP水泥厂二15%kt欢迎下载精品学习资源 7.2

10、8.44.84.81.050.92欢迎下载精品学习资源0.9 27.048MVA2. 10KV 低压侧：由于其出线回路数共11 回，故可取 Kt=0.85, 结合 10kv 负荷情形分析可知：欢迎下载精品学习资源S10kvkt15% P棉纺1P棉纺 2P印染 1P印染 2 P毛纺 P针织P橡胶欢迎下载精品学习资源coscoscoscoscoscoscosPPPP0.851.05欢迎下载精品学习资源 市区一 市区二 备用一 备用二 coscoscoscos664.84.84.83.63.64.80.750.750.780.780.750.750.720.84.83.63.60.80.780.78

11、0.851.058 8 6.156.15 6.4 4.8+5+6+6+4.615+4.615）欢迎下载精品学习资源58.664MVA就三绕组变压器的运算容量：2欢迎下载精品学习资源Sjs总KtSjsi0.8527.04858.66472.86MVA欢迎下载精品学习资源i1因此，选择两台 50MVA 的变压器；校验： 1） S总 0.643.716MVA中意一台停运时另一台不小于全部容量的60；欢迎下载精品学习资源S10kv 、kt15%P棉纺 1P棉纺 2P印染 1P印染 2 P毛纺欢迎下载精品学习资源coscoscoscoscos P针织 P橡胶 P市区一 P市区二coscoscoscos欢

12、迎下载精品学习资源0.851.0560.660.64.80.74.80.7欢迎下载精品学习资源2）0.750.750.780.784.83.63.64.84.80.60.60.70.60.60.750.750.720.80.8 31.8MVA欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源 S35kv 、S10kv 、42.3MVA欢迎下载精品学习资源也中意一台停运时另一台中意全部一、二类负荷；综上所述，最终确定为 SFSZ750000/110 型变压器；2.1.4 绕组数和绕组连接方式的选择参考电力工程电气设计手册和相应的规程中指出：在具有三种电压的变电所 中，假如通过主变各绕组的功率达到该变压器容

13、量的15以上，或在低压侧虽没有负荷，但是在变电所的实际情形，由主变容量选择部分的运算数据，明显中意上述情况；故 A市郊变电所主变选择三绕组变压器；参考电力工程电气设计手册和相应规程指出：变压器绕组的连接方式必需和 系统电压一样，否就不能并列运行；电力系统中变压器绕组接受的连接方式有Y和 型两种，而且为保证排除三次谐波的影响，必需有一个绕组是型的，我国110KV及以上的电压等级均为大电流接地系统，为取得中型点，所以都需要选择Y0 的连接方式；对于 110KV变电所的 35KV侧也接受 Y 0 的连接方式，而 6-10KV 侧接受型的连接欢迎下载精品学习资源方式；故 YB市郊变电所主变应接受的绕组

14、连接方式为：2.1.5 主变压器的冷却方式YN . yn 0 .d11 ；欢迎下载精品学习资源依据主变压器的型号有：自然风冷式、强迫油循环风冷式、强迫油循环水冷式、欢迎下载精品学习资源型号额定容量KVA）空载电流%）损耗KW）空载负载SFSZ7-50000/110500008 22.5%10.5yn0d111810.56.51.371.22501.25%表 2.1 SFSZ7-50000/110系列电力变压器主要技术参数Us1%1 U2s12%Us31%U% =11s 23Us 2%1 U2s12%Us23%U% =-0.5s31U s3 %12U s23 %U s31%U s12 % =72

15、2XT 1U S1%U N100SN11 1101005026.62XUS2%U2NT 2100SN0.51001102501.21记为 0）XUS3%U2N71102T 3100SN1005016.94强迫导向油循环式等；然而自然风冷却适用于7.5MVA以下小容量变压器；容量大于10MVA的变压器接受人工风冷；从经济上考虑，结合本站选用50MVA的变压器，应选用强迫空气冷却；额定电压KV）连阻抗电压 供电牢靠性：当一组母线停电或故障时，不影响另一组母线供电； 2 调度灵敏，任一电源消逝时，可用另一电源带两段母线：3 扩建便利；4 在保证牢靠性和灵敏性的基础上，较经济；故 110KV侧接受单母

16、分段的连接方式；2. 35KV侧主接线的设计35KV侧出线回路数为 4 回当 3563KV 配电装置出线回路数为4 8 回，接受单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可接受双母线接线；故 35KV接受单母线分段连接；3.10KV 侧主接线的设计10KV侧出线回路数为 11 回当 610KV配电装置出线回路数为 6 回及以上时接受单母分段连接故 10KV接受单母分段连接2.2.4 主接线方案的比较选择由以上可知，此变电站的主接线有两种方案方案一： 110KV 侧接受单母分段的连接方式，35KV 侧接受单母分段连接， 10KV 侧接受单母分段连接；方案二： 110KV 侧接受单母分段的连接方

17、式，35KV 侧接受双母线连接， 10KV 侧采欢迎下载精品学习资源用单母分段连接；此两种方案的比较方案一 110KV 侧接受单母分段的连接方式，供电牢靠、调度灵敏、扩建便利， 35KV、10KV 接受单母分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了牢靠性，灵敏性，经济性的要求；方案二虽供电更牢靠，调度更灵敏，但与方案一相比较，设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，简洁误操作；由以上可知，在本设计中接受第一种接线，即 110KV 侧接受单母分段的

18、连接方式， 35KV侧接受单母分段连线， 10KV侧接受单母分段连接；2.2.5 主接线中的设备配置1. 隔离开关的配置1 中小型发电机出口一般应装设隔离开关：容量为220MW及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点；2 在出线上装设电抗器的 610KV 配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关；3 接在发电机、变压器因出线或中性点上的避雷器不行装设隔离开关；4 中性点直接接地的一般型变压器均应通过隔离开关接地；自藕变压器的中性点就不必装设隔离开关；2. 接地刀闸或接地器的配置1 为保证电器和母线的

19、检修安全，35KV及以上每段母线依据长度宜装设 12 组接地刀闸或接地器，每两接地刀闸间的距离应尽量保持适中；母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装于其他回路 母线隔离开关的基座上；必要时可设置独立式母线接地器；263KV 及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路宜配置接地刀闸；3. 电压互感器的配置1 电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应中意测量、爱惜、同期和自动装置的要求；电压互感器的配置应能保证在运行方式转变时，爱惜装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压；26 220KV电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器；旁路母线上是否需要

20、装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情形和需要确定；3 当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器；欢迎下载精品学习资源4 当需要在 330KV 及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置；5 发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、爱惜和自动电压调整装置需要；当发电机配有双套自动电压调整装置，且接受零序电压式匝间爱惜时，可再增设一组电压互感器；4. 电流互感器的配置1）凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应中意测量外表、爱惜和自动装置要求；2）在未设断路器的以下地点也应装设电流互感器：发电机和变压器的中性点、发电机和变

21、压器的出口、桥形接线的跨条上等；3）对直接接地系统，一般按三相配置；对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置；4）一台半断路器接线中，线路线路串可装设四组电流互感器，在能中意爱惜和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器；线路变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器；5. 避雷器的装置1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外；2）旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被爱惜设备的电气距离是否中意要求而定；3）220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过答应值时，应在变压器邻近增设一组避雷器；4）三绕组变压器低压侧的一

22、相上宜设置一台避雷器；5）以下情形的变压器中性点应装设避雷器a. 直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时；b. 直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时；c. 接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上；6）发电厂变电所 35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器；7）SF6 全封闭电器的架空线路侧必需装设避雷器；8）110 220KV线路侧一般不装设避雷器；欢迎下载精品学习资源3 短路电流的运算3.1 短路的概念及路电流的种类3.1.1 短路的概念电力系统不行防止会发生短路事故；短路事故威逼着电网的正常运行中，

23、并有可能损坏电气设备；因此，在电力系统的设计和运行中，都要对供电网络进行短路电流计 算，以便正确地选用和调整继电爱惜装置，正确地选择电气设备，确保电力系统的安全、牢靠运行；短路的种类有以下几种：三相短路 ,两相短路 ,两相短路接地 ,单相短路 接地）；三相短路是对称短路，此时三相电流和三相电压仍然是对称的，只是三相电流特大；除三相短路外的其他短路都是不对称性短路，每相电流和电压数值不相等，相角也不同；3.1.2 短路电流的暂态过程和短路电流种类1. 短路电流的暂态过程当电力系统发生三相短路时，由于短路回路存在着电感，电流不能突变，因此有一个暂态过程；短路电流随时间变化，最终达到稳固值；欢迎下载

24、精品学习资源短路全电流 id 由对称的周期重量i z 和不对成的非周期重量i f 两部分合成，即欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源idi zi f ；周期重量iz 先开头衰减，然后逐步增加到稳态值i；非周期重量按指数规欢迎下载精品学习资源律衰减，其衰减时间常数为 0.05-0.2 ；2. 运算各短路电流的目的1） 短路冲击电流 ich ：用来校验电气设备和母线的动稳固；2） 短路全电流最大有效值Ich 第一周期短路全电流有效值）：用来校验电气设备和母线的动稳固；3）超瞬变短路电流有效值 I ：用来作继电爱惜的整定运算和校验断路器的短流量；4） 短路后 0.2 秒后的短路电流周期重量有效值

25、 I 0.2 ：用来校验断路器的断流量；5）稳态短路电流有效值 I：用来校验电气设备和载流部分的热稳固；6） 短路后 0.2S 后的短路容量 s0.2 ：用来校验断路器的遮断容量；3.2 短路电流的运算1. 为了简化短路电流的运算方法，在保证运算精度的情形下，忽视次要因素的影响，做出一下规定：1） 全部的电源电动势相位角均相等，电流的频率相同，短路前，电力系统的电势和欢迎下载精品学习资源电流是对称的；2） 认为变压器是理想变压器，变压器的铁心始终处于不饱和状态，即电抗值不随电流的变化而变化；3） 输电线路的分布电容略去不计；4） 每一个电压级接受平均电压，这个规定在运算短路电流时，所造成的误差

26、很小；由于电抗器的阻抗通常比其他元件阻抗大的多；R时，可以略去电阻的影响；6） 短路点离同步调相机和同步电动机较近时，应当考虑对短路电流值的影响；有关感应电动机对电力系统三相短路冲击电流的影响：在母线邻近的大容量电动机正在运行时，在母线上发生三相短路，短路点的电压马上降低；此时，电动机将变为发电机运行状态，母线上电压低于电动机的反电势；7） 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, 两个容量相差很大的电源不能够合并；3.5, 可以认为电源容量为无限大容量的系统 , 短路电流的周期重量在短路全过程中保持不变；2. 短路电流的标幺值运算法短路电流运算 , 依据电力系统的实际情形 ,

27、可以接受标幺值或出名值运算 , 那种方法便利就接受那种方法 . 在高压系统中通常接受标幺值运算 .所谓标幺值 , 是实际值与基准值之比 .标幺值没有单位 . 设所选顶 定的基准值电压 ,欢迎下载精品学习资源基准电流 , 基准容量及基准电抗分别为U j ,I j ,Sj ,X j , 就这一元件的各已知量的标幺值欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源分别为jJUU, SS , II3U jI欢迎下载精品学习资源U jSjJI JSj欢迎下载精品学习资源X3I j X3I j XSj欢迎下载精品学习资源式中：X jX jU jX2U/3I jU jj欢迎下载精品学习资源S、U、I 、X-以出名单

28、位表示的容量 MVA、电压 KV、电流 KA 、电抗；Sj 、U j 、 I j 、 X j -以基准量表示的容量 KVA、电压 KV、电流 KA、电抗；欢迎下载精品学习资源工程运算上通常先选定基准容量Sj 和基准电压U j ，与其相应的基准电流I j 和基准欢迎下载精品学习资源电抗 X j , 均可由这两个基准值导出；基准容量可接受电源容量或一固定容量，为了运算一样，通常接受Sj =100MVA为基准容量；基准电压一般接受短路点所在级的网路平均额定电压，即U j =U p ；表 3.1 电力系统各元件阻抗值的运算公式3. 短路电流的出名值运算法在出名值运算法中，每个电气元件的单位是出名的，而

29、不是相对值；在比较简洁的网路低电压电网，常接受出名值运算法运算短路电流；接受此方法运算，须将各电压等级的电气元件参数都归算到同一电压等级上来；凡涉及发电机、变压器、电动 机、电抗器等元件的百分数电抗值 铭牌上一般有标出）均应换算成出名值来运算；电力系统各元件阻抗出名值的运算公式如下：1）发电机 电动机）UX2Xd %pd100Se式中：Xd -发电机的超瞬变电抗值；欢迎下载精品学习资源Xd %发电机以额定值为基准的超瞬变电抗的百分数；Se -发电机额定容量 MVA）；2 ）变压器：PU 2R10dp3Sb2eXZ 2R2bbbU2ZUd %pb100Se当电阻值答应忽视不计时，U %U 2Xd

30、PbSeSe式中：Rb 、 Xb 、 Zb -变压器的电阻、电抗、阻抗；U d % -变压器以额定值为基准的阻抗电压百分数；Pd -变压器短路损耗 KW）3）电抗器U2XXk %pk1003I eUe式中：Xk %电抗器以额定值为基准的电抗百分数；欢迎下载精品学习资源4）线路I e Ue -电抗器的额定电流和额定电压 KV、KA）；2U pRr0LU e欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源式中：2U pXx0LU e欢迎下载精品学习资源r0 、 x0 -线路单位长度的电阻和电抗 / KM ）；欢迎下载精品学习资源Ue -线路运行的额定电压 KV）；3.3 在最大运行方式下的短路电流欢迎下载

31、精品学习资源将出名值转换成标幺值：图 3.1 系统接线简图欢迎下载精品学习资源1.选择基准容量 SB =100MA 基准电压为各级电压的平均额定电压；欢迎下载精品学习资源线路电抗取 X=0.4KM线路 L1:线路 L2:线路 L3:XL1X L2XL 3XL10.48032XL20.4104XL30.46024欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源XX*SBUL1L12B1003211520.24欢迎下载精品学习资源X *XSB41000.03欢迎下载精品学习资源2L2L 2U B1152欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源X*L3XUX *XSBUL32BSB2426.62100115

32、21000.180.20欢迎下载精品学习资源T 1X* T 3110kv 侧简化网络图：T 12BSBUXT 32B16.94115210011520.128欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源先将它化成星形：图 3.2欢迎下载精品学习资源图 3.3*将 X 3 、 X 4 、 X 5 化成 X13 、 X14 、 X15 ；欢迎下载精品学习资源X* X *X *340.03 0.240.016欢迎下载精品学习资源13X *X *X *0.030.240.18欢迎下载精品学习资源345X * X*X *350.240.180.096欢迎下载精品学习资源15X *X *X *0.030.240.18欢迎下载精品学习资源XX*345欢迎下载精品学习资源X*将 2 、 X13合并成23 ；将1 、 X15合并成*X25 ：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源X *X *X *0.40.0160.416欢迎下载精品学习资源23213欢迎下载精品学习资源X *X *X *0.50.0960.596欢迎下载精品学习资源25115运算各电源点到短路点的转移电抗，化成：