35KV降压变电所一次系统电气设计.doc
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1、本 科 生 毕 业 设 计 (论 文)题目:35KV降压变电所一次系统电气设计教学单位 _电气信息工程学院_姓 名 _ 李铭_学 号 _7_年 级 _2008级_专 业 _电气工程及其自动化指导教师 _ 王玉 职 称 _ 讲师 2011年 12月 3日摘要为了把35KV的电压变成10KV给用户使用,本设计设计了35KV降压变电所。设计以负荷为依据,以变电所的最佳运行为基础,按照有关规定和规范,完成了满足供电要求的35KV变电所的一次侧电气设计。设计中先对负荷进行了统计和计算,选出了所需要主变压器型号,然后根据负荷性质及对供电可靠性要求拟定主接线设计,考虑到短路对系统的严重影响,设计中进行了短路
2、计算。设计中还对主要高压电气设备进行了选择,如断路器,隔离开关,电压互感器,电流互感器等。此外还进行了防雷设计和继电保护设计,提高了整个变电所的安全性。关键词:35KV 变电所 负荷 防雷 总体设计AbstractIn order to put the 35 KV voltage into 10KV to user . This design ,designed the 35KVStep-down substation .The design based on actual load ,the best operation based in substations , in accordanc
3、e with the relevant provisions and norms .and completed to meet the requirements of the 35KV electricity substations preliminary design .Design of the first load of statistics and calculations ,elected for the change Models ,and then load according to the nature and reliability of electricity for th
4、e development of the wiring design ,taking into account the short-circuit seriousimpact on the system design of a short-circuit basis . Design of the main high voltage electrical equipment on the choices and calculations ,such as circuit breakers ,isolation switches . In addition ,the design and cal
5、culation of mine-protected and the security of the entire substations .Key words:35KV Substation load mine-protected Overall design 目录第一章 绪论61.1 课题资料61.2 主要工作7第二章 电力负荷计算82.1 各负载电力负荷计算82.2 变电所电力负荷计算102.3全变电所总计算负荷12第三章 变电所址选择及无功补偿装置确定143.1 所址的选择143.2 无功补偿装置的确定14第四章主变压器电气主接线方案的选择164.1主变压器的选择164.2电气主接线方
6、案确定16第五章 短路电流的计算225.1短路的原因及其危害225.2高低压架空线的选择235.3 35KV短路电流的计算245.4 10KV短路电流的计算25第六章 变电所高低压电气设备的选择276.2高低压母线的选择276.3高低压断路器的选择286.4高低压隔离开关的选择306.5高低压互感器的选择31第七章 继电保护的配置和防雷接地347.1继电保护的配置347.2防雷和接地装置35毕业设计总结36本文总结36有待完善的问题36参考文献37致谢38第一章 绪论1.1 课题资料 (一)本变电所设计要求: (1)总降压变电所装设自动有载调压变压器,以提高电能质量,保证供电可靠性。 (2)采
7、取变电所集中补偿无功,要求功率因数在0.95 以上。 (3)35kV 电源进线,10kV 引出线均采用架空敷设。 (4)各调查电力负荷参数,如下面两表(表1-1-1和表1-1-2)所示。 表1-1-1 待建变电所负荷表序号线路名称有功功率(KW)功率因数负荷等级1食品厂40000.8522水泥厂30000.8533机械厂25000.8514预制厂22000.8535铝合金厂19000.8516五金厂18000.8537居民区115000.828居民区212000.83待建变电站10KV负荷情况,取同时系数0.9和0.95表1-1-2 变电所所内用电负荷表序号设备名称额定容量(KW)功率因数台数
8、1主充电机50.8812辅充电机4.50.8513屋内配电装置通风1.10.7924交流电焊机10.50.515检修试验用电130.816照明负荷80.87生活用电100.858空调20.839其他50.8本所用电的主要负荷如下表所示:同时率取0.70.8 (二)当地电业部门提供的技术数据 (1) 35KV变电所规划35KV进线2回,分别从距本变电所10KM处的110KV变电站A和从距本变电所20KM处的110KV变电站B引接(2)10KV出线12回,其余备用4回。在最大运行方式下, 110KV变电站A出口的短路容量为1100MVA; 110KV变电站B出口的短路容量为875MVA。年最大负荷
9、利用小时为5000h。(3)自然条件:平均温度22,最高温度38,最低温度-15.5,雷暴日35.8天,最热月地面下0.8m处土壤平均温度19.3。1.2 主要工作 本文主要进行了工厂电力负荷计算及无功补偿装置计算;变电所位置的选择;确定电气主接线方案,主变压器选择;三相短路电流计算;高压电气设备、母线及导线截面选择与校验;继电保护的配置;防雷接地装置的选择。 第二章 电力负荷计算为了确定系统实际负荷的大小和判断所设计系统是否满足要求,设计时需要计算出各用电厂的负荷。电力负荷计算在工程应用中主要有需要系数法和二项式系数法,需要系数法主要适用于用电设备较多,且容量相差不大的情况;二项式系数法主要
10、考虑的是大容量设备的影响,适用于用电设备容量相差很大的情况1。鉴于此变电所功率的较多而且容量相差不大的情况,应选择需要系数法来进行负荷计算较为合理。 2.1 各负载电力负荷计算 本变电所负载中含有6个分厂和2个居民区8共8个主要电力负荷,下面进行各负载电力负荷的计算。表示负荷的有功计算功率,表示功率因素角,表示无功计算功率,表示视在计算功率。(1)食品厂 已知:4000kw,0.85,40000.85kvar=3400kvar(2)水泥厂 已知:3000kw,0.85,30000.85kvar=2550kvar(3)机械厂 已知:2500kw,0.85,25000.85kvar=2125kva
11、r(4)预制厂 已知:2200kw,0.85,22000.85kvar=1870kvar(5)铝合金厂 已知:1900kw,0.85,19000.85kvar=1615kvar(6)五金厂 已知:1800kw,0.85,18000.85kvar=1530kvar(7)居民区1已知:1500kw,0.8,15000.8kvar=1200kvar(8)居民区2已知:1200kw,0.8,12000.8kvar=960kvar各厂用电和居民区用电统计,为总体负荷(包括各厂用电和居民区用电,下同)的有功功率,为总体负荷的无功功率,为总体的视在功率,为前面计算的各分负荷的有功功率,为前面计算的各分负荷的
12、无功功率。取同时系数0.9,0.95,有0.918100=16290kw,0.9515250=14487.7kw,21800.27kva表2-1各厂用电总计算负荷统计表序号线路名称/kvar/kvar1食品厂40000.8534002水泥厂30000.8525503机械厂25000.8521254预制厂22000.8518705铝合金厂19000.8516156五金厂18000.8515307居民区115000.812008居民区212000.8960小计18100152502.2 变电所电力负荷计算各厂用电总计算负荷统计,以下计算中代表安装容量,代表需要系数,表示负荷的有功计算功率,表示功率
13、因素角,表示无功计算功率,表示视在计算功率。(1)主充电机已知:5kw,0.80,0.88,1,50.80kw=4kw,40.88kvar=3.52kvar。(2)辅充电机已知:4.5kw,0.75,0.85,1,4.50.75kw=3.38kw,3.380.85kvar=2.87kvar。(3)屋内配电通风已知:1.1kw,0.8,0.79,2,取0.95,0.92,每一台:1.10.8kw=0.88kw,0.790.88kvar=0.70kvar。总计:0.95(0.88+0.88)=1.67kw,0.92(0.70+0.70)=1.29kvar。(4)交流电焊机已知:10.5kw,0.8
14、2,0.5,1,10.50.82kw=8.61kw,8.610.5kvar=4.3kvar。(5)检修试验用电已知:13kw,0.85,0.8,1,130.85kw=11.5kw,11.50.8kvar=8.84kvar。(6)照明生活已知:8kw,0.7,0.8,1,80.7kw=5.6kw,5.60.8kvar=4.48kvar。(7)生活用电已知:10kw,0.6,0.85,1,100.6kw=6kw,60.85kvar=5.1kvar。(8)空调已知:2kw,0.7,0.8,3,取0.82,0.87,每一台:20.7kw=1.4kw,1.40.8kvar=1.12kvar。总计:0.8
15、231.4kw=3.44kw0.8731.12kw=2.92kw(9)其他已知:5kw,0.5,0.8,1,50.5kw=2.5kw,2.50.8kvar=2kvar。变电所所内用总电计算负荷统计,为总体负荷(只是所内用电,下同)的有功功率,为总体负荷的无功功率,为总体的视在功率,为前面计算的各分负荷的有功功率,为前面计算的各分负荷的无功功率。取同时系数0.8,0.7,有0.846.7kw=37.36kw0.735.32kw=24.72kvar44.80kva表2-2 变电所站内用电计算负荷统计表序号设备名称安装容量/kw/kvar/kvar1主充电机50.80.8843.522辅充电机4.5
16、0.750.853.382.873屋内配电装置通风2.20.80.791.671.294交流电焊机10.50.820.58.614.35检修试验用电130.850.811.58.846照明负荷180.70.85.64.487生活用电100.60.8565.18空调20.70.83.442.929其它50.50.82.52小计70.246.735.322.3全变电所总计算负荷 为全所电力负荷(包括所有用电,下同)的有功功率,为全所电力负荷的无功功率,为全所电力负荷的视在功率,为前面计算的各分负荷的有功功率,为前面计算的各分负荷的无功功率。(1)有功计算负荷 (18100+46.7)kw=1814
17、6.7kw(2)无功计算负荷 (15250+35.32)kvar=15285.32kvar(3)视在计算功率 =32726.44kva(4)功率因数0.7648第三章 变电所址选择及无功补偿装置确定3.1 所址的选择 变电所地址选择的合理性不仅对于维持电力系统可靠稳定运行有重要作用,而且对于电网生产和运行的经济性有巨大影响。所以,变电所的选址应满足一下原则: (1)尽量靠近负荷中心,以便减少电压损耗、电能损耗和有色金属消耗; (2)电源进出线要方便,要为各进出线提供足够的空间; (3)尽量靠近电源侧,避免产生不必要的电能损耗和电压损失; (4)所址应设在交通方便的位置,便于大型电气设备的运输;
18、 (5)尽量不设在多尘或有腐蚀性气体的场所; (6)避免设在有剧烈震动和有高温的场所,尽量躲开低洼积水场所; (7)应与易燃易爆等危险场所保持规定的安全距离; (8)高压配电所应尽量与变电所合建在一起; (9)还应考虑未来电力系统和用电负荷的发展2。变电站的选择有负荷指示图法和按负荷功率矩形法,本设计中各负荷分布比较零散,所以采用按负荷功率矩形法确定变电所地址更为适合。3.2 无功补偿装置的确定 在实际的生产生活中,有大量的用电设备需要通过向系统吸收感性的无功功率来建立交变的磁场,这使系统输送的电能中无功功率的成分增加,这也直接影响到了有功功率的输送,为了提高电力系统输送电能的效率和维持电力系
19、统稳定性,需要对系统进行无功补偿3。在系统没有进行无功补偿之前,功率因数为0.76,没有达到设计要求,所以采取措施进行人工补偿无功功率。本次设计拟采用在10kV母线上并联三相电容器组的低压集中补偿方式。(1)无功补偿容量的计算设补偿容量为,要求的功率因素=0.95,由 得 所以=9320.79kvar取无功补偿容量取10000kvar(2)无功补偿的校验补偿后的功率因素 0.96 0.95查电容器参数表可知BWF10.5-100-1电容器的额定容量为100kvar,取100个三相并联补偿就可以满足设计要求。第四章主变压器电气主接线方案的选择4.1主变压器的选择 主变压器容量、台数直接影响主接线
20、的形式和配电装置的结构。它的选择除依据基础资料外,主要取决于输送功率的大小、与系统联系的紧密程度、运行方式及负荷的增长速度等因素,并至少要考虑5年内符合的发展需要。 (1)主变压器台数选择原则 主变压器台数选择原则应满足用电负荷供电可靠性的要求。对有一、二级重要负荷供电的变电所,应装设两台主变压器;而在本变电所负荷中有一,二级重要负荷。所以主变压器台数确定为两台4。(2)主变压器容量的确定 对于两台主变压器的变电所每台变压器的容量应该同时满足一下两个条件:a,任一台变压器单独运行时,需满足总计算负荷的60%到70%,取=0.6=19635kva。b, 任一台变压器单独运行时,需满足全部一二级负
21、荷的需要,即取 。而全变电所一二级计算负荷 (1)有功计算负荷=9900kw(2)无功计算负荷=8340kvar(3)视在计算功率=12944.71kva所以选两台SL7-2000/35型电力变压器满足主变压器容量及台数原则。其参数为:额定容量为2000kva,链接组别为Y,d11,空载损耗为2.65kw,空载电流为1.2%,阻抗电压为6.5%,重量是5.96t。4.2电气主接线方案确定 变电所电气主接线是指变电所的变压器,输电线路怎么与电力系统相链接,从而完成输配电任务。主接线的设计原则:考虑变电所在电力系统中的地位和作用。考虑近期和远期的发展规模。考虑负荷重要性分级和出线回数多少对主接线的
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