kV降压变电所电气一次部分初步设计方案 .docx
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1、精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者: PanHongliang仅供个人学习河南理工高校可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结毕业设计 论文 题目 35kV 变电所电气部分设计教案点专 业年 级姓 名山西晋城函授站电气工程及其自动化学 号2021张娜321219332831级完成日期:2021年 5 月目 录摘要 41 绪论 42 设计任务书 错误!未定义书签。2.1 设计题目 42.2 待建变电所基本资料 52.3 35kV 和 10kV 用户负荷统计资料 52.4 待建变电所与电力系统的连接情形52.5 设计任务 52.6 图纸要求 52.7
2、设计中接受的原始资料及数据5 3 变电所主电路的设计 63.1 变电所电气主接线的设计 63.2 电源进线选择与比较 83.3 变电所主变压器的选择 103.4 无功补偿的运算 123.5 主变压器容量的运算 133.6 所用变压器容量运算 144 短路电流运算 错误!未定义书签。4.1 短路电流运算的目的 144.2 运算短路电流一般规定 14可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5 电气设备的选择设计 155.1 变电所主变压器容量和台数的确定155.2 电气主接线的确定 165.3 短路电流水平 175.4 电气设备的选择 185.5 配电装置的选型 205.6 互感器的配置
3、225.7 继电爱惜的配置 225.8 直流系统 235.9 测量表计 235.10 电缆设施及电缆 235.11 防雷接的规划 23 6 结论 29致谢 30参考文献 26摘 要本设计参考类似工程而做,共分三个部分。第一部分为设计任务书,主要 介绍新建变电所的基本资料、35kV 和 10kV 用户负荷统计资料、主电路的设计,待建变电所与电力系统的连接情形、设计任务及要求。其次部分为变电所 运算部分,包括负荷运算、无功补偿运算、主变容量选择运算、所用电容量选 择运算、短路电流运算。以及新建变电所主方案的确定、主要设备选择过程及 结果等。第三部分包括图纸和参考文献。关键词:变电所设计。设计说明书
4、。短路电流运算。设备选择与设计1 绪论电力已成为人类历史进展的主要动力资源,要科学合理的驾驭电力,必需从电力工程设计的设计原就和方法上来懂得和把握其精髓,提高电力系统的安全牢靠性和运行效率,从而达到降低生产成本、提高经济效益的目的。在高速进展的现代社会中,电力工业在国民经济中的作用已为人所共知: 它不仅全面的影响国民经济其他部门的进展,同时也极大的影响人民的物资与文化生活水平的提高,影响整个社会的进展2 设计任务书2.1 设计题目设计题目为 35kV 降压变电所电气一次部分初步设计。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.2 待建变电所基本资料(1) 设计变电所在城市郊外,主要向城
5、市市区及变电所邻近农村和工厂供电。(2) 确定本变电所的电压等级为35kV/10kV, 35kV 是本变电所的电源电压, 10kV 是二次电压。(3) 待设计变电所的电源,由单回35kV 线路送到本变电所。在低压侧10kV 母线送出四回线路,备用二回线路,在本所35kV 母线有二回输出线路。该变电所的所址在大路旁边,的势平整,交通便利。2.3 35kV 和 10kV 用户负荷统计资料35kV 和 10kV用户负荷统计资料见表 2-1 和表 2-2 。表 3-2 10kV 用户负荷统计资料最大负荷利用小时数 4800h,同时率取 0.9 ,线路损耗取 6%。表2-1 35kV用户负荷统计资料用户
6、名称35kV 黑山线最大负荷1650cos回路数0.851重要负荷百分数(%)30%35kV 盐场线29000.85160%序号用户名称最大负荷(kW)cos回路数重要负荷百分数(%)1轧花一线10000.9170%2轧花二线19000.9170%3水泵站线6000.9150%4皮革厂线11000.9190%5估量负荷33000.9170%2.4 待建变电所与电力系统的连接情形待建变电所与电力系统的连接情形如图2-1 所示。2.5 设计任务(1) 设计本变电所的电气主接线,选出数个电气主接线方案进行比较,确定一个较佳方案。(2) 选择本变电所主变的台数、容量和类型。(3) 进行必要的短路电流运
7、算。(4) 选择所需要的电气设备。2.6 图纸要求绘制变电所电气主接线图及所选“八”的有关图纸。2.7 设计中接受的原始资料及数据(1)土壤电阻率: 600m。( 2)污秽等级:级。( 3)各级电压短路容量: 35kV 三相短路电流 20kA、10kV 三相短路电流 16kA。( 4)的震基本烈度: 7 级。( 5)无功补偿装置的配置: 2750kVar。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 2-1待建变电所与电力系统的连接图3 变电所主电路的设计3.1 变电所电气主接线的设计电气主接线是变电所电气设计的首要任务,也是构成电力系统的重要环节。主接线方案的确定对电力系统整体及变电所
8、运行的牢靠性、灵敏性和经济性亲热相关,并且对电气设备选择、配电装置布置、继电爱惜和把握方式的拟定有较大影响,因此,必需正确处理好各方面的关系。全面分析有关影响因 素,通过技术经济比较,确定变电所主接线的正确方案。3.1.1 主接线设计的依据(1) 变电所在电力系统中的位置和作用:一般变电所的多为终端或分支变电所,电压一般为 35kV。(2) 变电所的分期和最终建设规模:变电所建设规模依据电力系统510年进展方案进行设计,一般装设两台主变压器。(3) 负荷大小和重要性:对于一级负荷必需有两个独立电源供电,且当任何一个电源失去后,能保证全部一级负荷不间断供电,对于二级负荷一般也要两个独立电源供电,
9、且当任何一个电源失去后,能保证全部或大部分二级负荷的供电,对于三级负荷一般只需一个独立电源供电。(4) 系统备用容量的大小:装有两台及以上主变电器的变电所,当其中一 台事故断开时其余主变压器的容量应保证该变电所70的全部负荷,在计及过负荷才能后的答应时间内,应保证用户的一、二级负荷供电。3.1.2 主接线设计的基本要求我国变电所设计的技术规程规定:“变电所的主接线应依据变电所在电力系统中的位置,回路数,设备特点,及负荷性质等条件的确定,并且中意运行牢靠,简洁灵敏、操作便利和节省投资等要求”。3.1.3 变电所主接线设计的基本原就(1) 一般变电所接线特点:一般变电所多为终端或分支变电所,降压供
10、电给邻近用户或一个企业,全所停电后,只影响邻近用户或一个企业供电。(2) 电压等及接线一般变电所电压等级多为 35110kV。35 110kV 配电装置中当出线为两回时,一般接受桥形接线,在变电所 6 10kV 配电装置中:一般接受分段单母线或单母线接线。(3) 变压器台数及型式可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一般为两台主变压器,当只有一个电源时,也可只装一台主变压器,主变压器一般为双绕组或三绕组变压器。(4) 补偿装置一般不装设调相机或静止补偿装置,有些变电所内装有提高功率因数为目的的并联电容器补偿装置。3.1.4 变电所 610kV 侧短路电流的限制限制变电所 6 10kV
11、 侧短路电流不超过 1631、5kA,以便选用断路器, 并且使选用的电缆面积不致过大、一般接受以下措施之一:(1) 变压器分列运行在变电所中,母线分段电抗器的限流作用小,故接受简便的两台变压器分列运行的方法来限制短路电流。(2) 在变压器回路装设电抗器或分裂电抗器当变压器容量大,分列运行仍不能中意限制短路电流的要求时,可以在变压器回路装设分列电抗器或电抗器。(3) 在出线上装设电抗器当 610kV 侧短路电流很大时,接受其他限流措施不能中意要求时,就要接受在出线上装设线路电抗器的接线,但这种接线投资大,需要建设两层配电 装置楼,故在变电所中一般不接受出线装设电抗器的接线。3.1.5 主接线中的
12、设备配置(1) 隔离开关的配置断路器的两侧均应配置隔离开关,以便在断路器检修时隔离电源。桥形接线中的跨条宜用两组隔离开关串联,以便于进行不停电检修。中性点直接接的的一般变压器均应通过隔离开关接的。接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。(2) 接的刀闸的配置为保证电器和母线的检修安全,35KV 及以上母线每段依据长度装设1 2组接的刀闸,母线的接的刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关上和母联隔离开关上。(3) 电压互感器的配置电压互感器的数量和配置与主接线方式有关,并中意测量、爱惜、同期和自动装置的要求,电压互感器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
13、电压。635kV 电压等级的每组主母线的三相上都应装设电压互感器。(4) 电流互感器的配置可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结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、爱惜和自动装置的要求。在未装设断路器的回路的以下的点也应装设电流互感器:变压器中性点、变压器的出口、桥形接线的跨条上等。(5) 避雷器的配置配电装置的每组母线上,应装设避雷器,但进出线都装设避雷器时除外。以下情形的变压器中性点应装设避雷器:直接接的系统中,变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时,对中性点为全绝缘的变压器,如变电所为单进线且单变压器运行时。在中性点不接的和经消弧线圈接的系统中,多雷区的
14、单进线变压器中性点上。 变电所 10kV 及以下进线段避雷器的配置应遵照 执行。3.2 电源进线选择与比较依据设计题目给定的条件和变电所设计技术规程的有关规定,现进行待设计的变电部分的初步设计如下:3.2.1 电路的设计及主变压器的选择依据变电所设计技术规程(SDJ2 79)的第 23 条规定“ 3560kV 配电装置中,当出线为 2 回时,一般接受桥型接线时,当出线为2 回以上时,一般接受分段单母线或单母线接线。出线回路数较多、连接的电源较多、负荷大或污秽环境中的 3560kV 屋外配电装置,可接受双母线接线”。本变电所可考虑以下几个方案,并进行经济和技术比较。(1) 方案 1:接受单母线分
15、段接线其优缺点:对重要用户,可接受从不同母线分段引出双回线供电电源。当母线发生故障或检修时,仅断开该段电源和变压器,非故障段仍可连续工作,但需限制一部分用户的供电。单母线分段任一回路断路器检修时,该回路必需停止工作。单母线分段便于过度为双母线接线。(2) 方案 2:四角形接线其优缺点如下:断路器数等于回路数,比相同回路数的单母线分段接线少一台断路器, 即经济灵敏而牢靠性又高。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结检修任一断路器时,全部电源和引出线仍可连续工作。检修任一断路器和两侧隔离开关时,多角形接线的环形被断开,此时, 其他回路发生短路故障时,多角形接线就可分裂成两个独立部分。由于
16、在不同运行方式下,通过每个回路电流不同,使继电爱惜整定也较复杂。(3) 方案 3:接受内桥接线其优缺点如下:两台断路器 1DL 和 2DL 接在引出线上,线路的切除和投入是比较便利的。当线路发生故障时,仅故障线路的断路器断开,其它回路仍可连续工作。当变压器故障时,列如:变压器1B 故障,与变压器 1B 连接的两台断路器 1DL和 3DL都将断开,当切除和投入变压器时,操作也比较复杂。内桥接线适用于故障较多的长线路,且变压器不需要经常切换运行方式的变电所。(4) 方案 4:接受外桥接线其优缺点如下:当变压器发生故障或需要切除时,只断开本回路的断路器即可。当线路故障时,列如引出线 1X 故障,断路
17、器 1DL 和 3DL 都将断开,因而变压器也被断开。外桥接线适用于线路较短,变压器按经济运行需要经常切换且有穿越性功率经过的变电所。以上四个方案,所需 35kV 断路器和隔离开关的数量的比较说明其经济性。方案比较单母线分段四角形内桥外桥断路器台数5433隔离开关组数81286分析比较:方案 1 所用设备多,不经济,当任一回路的断路器检修时,该回路全部停电。方案 2 虽供电牢靠,但仍有开环运行的可能,且继电爱惜装置整定复杂,所以这两种方案不符合本设计要求。桥式接线且有工作牢靠、灵活,使用电器最少,且装置简洁清晰和建造费用低等特点。因此,为了节省投资,引出线数目不多时,宜接受桥式接线,考虑该变电
18、所为了经济运行,变压器需要经常切换, 35kV 线路发生故障的机会少。所以选择方案4 为正确接线。变电所 10kV 母线侧的馈线多,为了提高单母线接线供电的牢靠性和灵敏可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结性,在母线故障或检修时不致对全部车间全部停电,宜接受单母线分段的接线对重要的一、二类负荷,接受双回路送电,分别接在10kV段和段,经过经济和技术比较,剔除了设备多、投资大、运行操作不便的双母线接线和单母线经分段带旁路母线的接线,正常运行时,分段断路器是接通的。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.3 变电所主变压器的选择变电所 10kV 接线图可编辑资料 - - -
19、欢迎下载精品名师归纳总结3.3.1 主变压器容量和台数的确定(1) 主变压器容量的确定主变压器的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 1020 年的负荷进展。依据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量,当有两台 变压器时,每台变压器应能负担起总负荷的70%左右,以便在一台变压器停止工作时,另一台变压器容量在计及过负荷才能后的答应时间内,应能保证用户 的一级和二级负荷供电的连续性。(2) 主变压器台数的确定为保证供电的牢靠性,防止一台变压器故障或检修时,影响对用户的供电,变电所一般应装设两台主变压器。3.3.2 负荷运算(1) 负荷运算的目的在变电所设计
20、中,通过广泛的负荷调查,把握了该变电所供电范畴内的全部用电设备的额定容量,那么这些设备容量的总和是否就等于运算负荷了?明显不是!这是由于用电设备不行能全部运行,其中确定有些设备处于检修状 态,有些停止工作,有些处于空载或轻载运行等等,况且每台设备也不行能全部满负荷,各种用电设备的功率因数也不行能完全相同。因而,运算负荷的确定是否合理,直接影响到电气设备选择的合理性、经济性。假如运算负荷确定的过大,将使电气设备选的过大,造成投资和有色金属的铺张。而运算负荷确定的过小,就电气设备运行时电能损耗增加,并产生过热,使其绝缘老化,甚至烧毁,造成经济缺失。因此,考虑以上种种因素,可知在工程设计中运算负荷通
21、常比设备容量总和要小些,并应依据不同的情形,选择正确的运算方法来确定运算负荷,之后依据运算负荷选择变压器的容量及有关电气设备。(2) 负荷运算中用到的主要公式:有功运算负荷: P30=Kd Pe。无功运算负荷: Q30=P30tg 。视在运算负荷: S30=P30/cos。运算电流: I30=S30/UN 。总的有功运算负荷:P30=K P P30。总的无功运算负荷:Q30=K Q Q30。总的视在运算负荷:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结S30= 。总的运算电流。 I30=S30/UN 。(3) 依据设计任务书及博州电力公司供应的有关数据,负荷运算如下:10kV 侧:a. 轧
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