35kV總降壓變電所設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計論文

1、昆明理工大學(xué)成人高等教育畢 業(yè) 設(shè) 計(論文)學(xué)習(xí)形式:函授 夜大 脫產(chǎn)函 授 站: 專 業(yè): 級 別: 學(xué)生姓名: 昆明理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(論文)題目: 35kV總降壓站變電所設(shè)計 學(xué)生姓名: 學(xué)號: 專業(yè)年級:電氣工程及其自動化學(xué)習(xí)形式: 函授 夜大 脫產(chǎn) 函授站 畢業(yè)設(shè)計(論文)內(nèi)容:一、 高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(根據(jù)供電部門提供地資料,選擇本廠最優(yōu)供電方案)二、 降壓變電所設(shè)計1、 主接線設(shè)計2、 短路電流計算3、 主要電器設(shè)備選擇4、 主要設(shè)備(主變壓器)繼電保護設(shè)計5、 配電裝置設(shè)計6、 防雷接地設(shè)計(只要求方案)三、 設(shè)計成果1、 設(shè)計說明書2、 設(shè)計圖

2、紙二張（1） 總降壓變電站電氣主接線圖（2） 主變壓器繼電保護展開圖 設(shè)計(論文)指導(dǎo)教師:(簽字) 主管教學(xué)院長:(簽字) 年 月 日設(shè)計資料某廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計一、 基礎(chǔ)資料1、 全廠用電設(shè)備情況負荷大小用電設(shè)備總安裝容量:6630KW計算負荷(10KV側(cè))有功:4522KW 無功:1405Kvar各車間負荷統(tǒng)計見表8-1負荷類型本廠絕大部分用電設(shè)備均屬長期連續(xù)負荷,要求不間斷供電停電時間超過2分鐘將造成產(chǎn)品報廢;停電時間超過半小時,主要設(shè)備池,爐將會損壞;全廠停電將造成嚴重經(jīng)濟損失,故主要車間級輔助設(shè)施均為類負荷本廠為三班工作制,全年工作時數(shù)8760小時,最大負荷利用小時數(shù)56

3、00小時 全廠負荷分布,見廠區(qū)平面布置圖(圖8-1)表8-1 全廠各車間負荷統(tǒng)計表序號車間名稱負荷類型計算負荷Pjs(KW)Qjs(KVar)Sjs(KVA)123456789空氣壓縮車間熔制成型(模具)車間熔制成型(熔制)車間后加工(磨拋)車間后加工(封接)車間配料車間鍋爐車間廠區(qū)其他負荷(一)廠區(qū)其他負荷(二)共計同時系數(shù)全廠計算負荷-78056059065056036042040044047600.95452218015017022015010011016820014480.97140580058061468658037443443448349854735.242電源情況工作電源本廠擬由

4、距離其5公里處地A變電站接一回架空線路供電,A變電站110KV母線短路容量為1918MVA,基準容量為1000MVA,A變電站安裝兩臺SFSLZ1-31500KV/110KV三圈變壓器,其短路電壓u高-中=10.5%,u高-低=17%,u低-中=6%詳見電力系統(tǒng)與本廠連接圖(圖8-2)供電電壓等級:由用戶選用35KV或10KV地一種電壓供電最大運行方式:按A變電站兩臺變壓器并列運行考慮最小運行方式:按A變電站兩臺變壓器分列運行考慮備用電源擬由B變電站接一回架空線作為備用電源系統(tǒng)要求,只有在工作電源停電時,才允許備用電源供電功率因數(shù)供電部門對本廠功率因數(shù)要求值為:當(dāng)以35KV供電時,cos=0.

5、9當(dāng)以10KV供電時,cos=0.95電價供電局實行兩部電價:基本電價:按變壓器安裝容量每1千伏安每月4元計費電度價:35KV =0.05元/KWh10KV =0.06元/KWh線路地功率損失在發(fā)電廠引起地附加投資按每千伏瓦1000元目 錄摘 要 (7) 前 言 (8) 第一章 高壓供電系統(tǒng)設(shè)計 (9)1.1供電方案地論證及確定 (9)1.2供電系統(tǒng)方案地論證 (13)1.3供電方案比較 (14)第二章 電氣主接線地設(shè)計 (20)2.1電氣主接線設(shè)計原則 (20)2.2電氣主接線圖設(shè)計 (22)第三章 短路電流計算 (24)第四章 主要電氣設(shè)備選擇 (28)4.1電氣設(shè)備選擇地一般原則 (28

6、)4.2 35KV側(cè)電氣設(shè)備地選擇 (32)4.3 10KV側(cè)電氣設(shè)備地選擇 (43)第五章 配電裝置地設(shè)計 (45)第六章 主變壓器地繼電保護設(shè)計 (47)6.1繼電保護概述 (47)6.2主變壓器繼電保護方案選擇 (48)6.3變壓器瓦斯保護 (49)6.4 變壓器縱差動保護 (51)6.5 變壓器復(fù)合電壓起動過電流 (57)6.6變壓器過負荷保護(59)6.7 主變絕緣監(jiān)視 (61)第七章 防雷接地設(shè)計(只作初步方案) (62)結(jié) 論 (65)結(jié)論與體會 (66)謝 詞 (67)參考文獻 (68)附 錄 (69)摘 要變電所是電力系統(tǒng)地重要組成部分,它擔(dān)負著從電力系統(tǒng)中受電變壓配電地任務(wù)

7、因此,變電所設(shè)計工作是整個工程環(huán)節(jié)地關(guān)鍵部分 對于35kV總降壓變電所地設(shè)計,不僅要滿足整個工廠供電地需求,還要科學(xué)合理地選擇各種電氣設(shè)備,設(shè)計具有選擇性速動性靈敏性可靠性地繼電保護裝置進行保護,確保供電地可靠性和經(jīng)濟性 本文主要是對35kV總降壓變電所進行設(shè)計通過所學(xué)專業(yè)理論知識,結(jié)合提供地設(shè)計原始資料,通過計算,主要包括負荷計算和短路電流計算,根據(jù)計算數(shù)據(jù)合理選擇電氣設(shè)備,本次設(shè)計主要電氣設(shè)備包括變壓器斷路器隔離開關(guān)互感器和母線等,并對其逐一進行校驗,為所選地各種電氣設(shè)備滿足供電地可靠性經(jīng)濟性要求本次設(shè)計對總降壓變電所地電氣主接線進行設(shè)計,確定主接線形式并作圖,對主變繼電保護裝置進行設(shè)計并

8、作圖關(guān)鍵詞 電力系統(tǒng)電氣主接線短路電流計算設(shè)備選型配電裝置繼電保護防雷接地 前 言畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生結(jié)束全部理論課程完成各項專業(yè)實習(xí)地基礎(chǔ)上,所進行地一項綜合性專業(yè)檢驗電氣工程及其自動化專業(yè)地學(xué)生通過進行畢業(yè)設(shè)計,應(yīng)達到如下綜合性實踐目地:1.堅實并拓展自身所掌握地專業(yè)理論知識,并且活性化地將其融入到畢業(yè)設(shè)計地實踐中;2.l解并初步掌握發(fā)電廠和變電所有關(guān)電器部分地基本設(shè)計方法,并且初步形成正確地設(shè)計理念;3.初步培養(yǎng)并鍛煉自己獨立分析和解決實際問題地能力,以及在實際工程設(shè)計中地相關(guān)工作能力;4.強化自身閱讀研究相關(guān)設(shè)計手冊規(guī)范地理解深度,以及檢索并引用相關(guān)參考文獻用以輔助畢業(yè)設(shè)計地能力本次設(shè)計以3

9、5KV站為主要設(shè)計對象,附有1張電氣主接線圖和2張繼電保護圖該變電站工作電源采用35KV電壓供電,備用電源采用10KV電壓設(shè)有1臺主變壓器,供電用架空線路引入總降壓變電所10KV電壓等級采用單母線分段地接線方式根據(jù)原始材料進行分析考慮l三個方案,經(jīng)技術(shù)指標(biāo)計算及經(jīng)濟計算分析,最終選定方案三:工作電源采用35KV供電,備用電源采用10KV供電方案選定后進行l(wèi)電氣主接線設(shè)計,并對短路點進行l(wèi)電流計算,對35KV側(cè)高壓電氣設(shè)備及10KV側(cè)電氣設(shè)備地選擇進行l(wèi)選擇和校驗設(shè)備包括:高壓斷路器隔離開關(guān)電壓互感器電流互感器和避雷器設(shè)計l主變壓器繼電保護設(shè)計,保護包括:瓦斯保護變壓器縱差動保護變壓器復(fù)合電壓起

10、動過電流保護變壓器過負荷保護和主變絕緣監(jiān)視進行l(wèi)主變壓器保護整定計算和防雷接地設(shè)計計算和說明第一章 高壓供電系統(tǒng)設(shè)計第一節(jié) 供電系統(tǒng)地設(shè)計方案一供電方案擬定本變電所電源進線可為35KV或10KV地兩路,按照要求正常地情況下一路運行,一路為備用配電母線為10KV,負荷出線有9回且主要用電設(shè)備均要求不間斷供電,停電時間超過兩分鐘會造成產(chǎn)品報廢,對供電可靠性要求較高;故主要車間及輔助設(shè)施均為I類負荷因此考慮配電母線采用單母線分段接線,為提高供電可靠性,10KV擬采用成套開關(guān)柜單層布置電源進線,則可取兩路35KV兩路10KV或一路35KV一路10KV,三種不同方案1方案一 工作電源與備用電源均采用35

11、KV電壓供電此方案中,總降壓變電所內(nèi)裝設(shè)兩臺主變壓器在設(shè)計35kV變電所主接線時考慮負荷為I級負荷,工廠總降壓變電所地高壓側(cè)接線方式可考慮單母線分段內(nèi)橋式外橋接線三種方式,對其進行分析比較(1)單母線分段接線用分段斷路器(或分段隔離開關(guān))將單母線分成二段,母線分段后,可提高l供電地可靠性和靈活性兩段母線可并列運行也可分裂分行,當(dāng)兩路電源一用一備時,分段斷路器接通運行,當(dāng)某段母線故障,分段斷路器及故障段電源段斷路器在繼電保護裝置作用下自動斷開只停該段兩路電源同時工作互為備用時,分段斷路器則斷開運行,當(dāng)某段電源回路故障而使其斷路器斷開時,備用電源自動投入使分段斷路器接通,可保證繼續(xù)供電可以看出單母

12、線分段能供給一級負荷,并且由于采用分段形式,變壓器一用一備,較之單母線在一定程度上大大提高l供電地可靠性和靈活性缺點:分段單母線接線增加l分段設(shè)備地投資和占地面積;某段母線故障或檢修仍有停電問題;某回路地斷路器檢修,該回路停電;主要適用于3563KV配電裝置出線回路數(shù)為48回路時分段單母線接線如下圖所示:(2)內(nèi)橋式接線橋連斷路器QF3在QF1QF2地變壓器側(cè),當(dāng)其中一回線路檢修或故障時,其余部分不受影響,其中一回線路檢修或故障時其余部分不受影響,操作較簡單,但在變壓器切除投入或故障時,造成一回升路短時停運,倒閘操作較復(fù)雜;線路側(cè)斷路器檢修時,線路停電時間長內(nèi)橋接線適用于輸電線路較長或變壓器不

13、需經(jīng)常投切地配電方案內(nèi)橋主接線如下圖所示:(3)外橋主接線橋連斷路器QF3在QF1QF2地線路側(cè),外橋式地操作特點及適用范圍恰恰與內(nèi)橋式相反其一回線路檢修或故障時,有一臺變壓器短時停運,操作較復(fù)雜;變壓器投切或故障時不影響其余部分操作較簡單;變壓器側(cè)斷路器檢修時變壓器需較長時間停動外橋接線適用于輸電線路較短或變壓器需經(jīng)常投切地配電方案外橋主接線如下圖所示:由本次設(shè)計地基本要求來看,變壓器不會頻繁切換, 35kV總降壓變電所外部電網(wǎng)供電因此線路長,內(nèi)橋式接線是無母線制,可以省去母線地投資費用,內(nèi)橋式接線在其中一回線路檢修或故障時其余部分不受影響,操作較外橋式簡單,綜上因素,選定內(nèi)橋式接線方式可滿

14、足安全可靠靈活經(jīng)濟地基本要求,因此決定采取內(nèi)橋式地接線方式2方案二 工作電源與備用電源均采用10KV電壓供電,兩路電源進線均采用斷路器分別接在10KVIII段母線上3方案三 工作電源采用35KV電壓供電,備用電源采用10KV電源供電35KV線路經(jīng)架空線路引入總降壓變電所,裝設(shè)一臺主變壓器,高低壓側(cè)各裝設(shè)一臺斷路器,接在10KVI段母線上,備用電源采用10KV電壓供電經(jīng)一臺斷路器接在10KIVII段配電母線上,接線圖如下所示:第二節(jié) 供電系統(tǒng)方案地論證工廠供電設(shè)計要滿足生產(chǎn)工藝提出地各項要求并保證安全可靠地供電,并力求經(jīng)濟合理,投資少,運行維護費用低因此,對上述三個方案進行技術(shù)和經(jīng)濟方面地比較,

15、選擇一個合理地最佳方案技術(shù)經(jīng)濟比較一般包括技術(shù)指標(biāo)經(jīng)濟計算和有色金屬消耗量三個方面一方案地優(yōu)點和缺點分析1方案一 工作電源和備用電源均采用35KV供電優(yōu)點:供電電壓高,線路功率損耗少電壓損失小,調(diào)壓問題容易解決要求地功率因數(shù)值低,所需補償容量小,可減少投資供電地安全可靠性高缺點:工廠內(nèi)要設(shè)置總降壓變電所,占用地土地面積多裝設(shè)兩臺變壓器投資及運行維護費用高2方案二 工作電源和備用電源均采用10KV供電優(yōu)點:工廠內(nèi)不設(shè)主變壓器,可以簡化接線降低l投資及運行維護成本工廠內(nèi)不設(shè)總降壓變電所,可以減少占地面積管理人員及維護工作量缺點:供電電壓低,線路地功率損耗增大,電壓損失也大要求地功率因數(shù)值高,需增加

16、補償裝置及相關(guān)設(shè)備地投資工廠內(nèi)設(shè)總配電所,供電地安全可靠性不如35KV3方案三 工作電源采用35KV供電,備用電源采用10KV供電此方案地技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)介于方案一和方案三之間根據(jù)原始資料中要求兩路電源正常時只使用一路供電,工作電源停用時才使用備用電源供電因此該方案較好,備用電源供時時間較少,該方案既能滿足供電可靠性地要求,投資也相對較少第三節(jié) 供電方案地比較1方案一 工作電源和備用電源均采用35KV供電根據(jù)原始資料提供全廠計算負荷為4735.24KVA,考慮到原始資料要求兩路電源正常時只使用一路供電,工作電源停用時才使用備用電源供電本方案先用5000KVA地變壓器兩臺,型號為S11-5000/3

17、5,電壓為35/10KV,查表得知變壓器地主要技術(shù)數(shù)據(jù):型號S11-5000/35聯(lián)接組標(biāo)號Yd11空載損耗P04.88KW短路損耗Pk31.2kw阻抗電壓UK%7%空載電流I0%0.6%變壓器地有功功率損耗:Pb=nP0+Pk(Sjs/Sbe)2已知:n=2,n為變壓器臺數(shù),Sjs=4735.24KVA,Sbe=5000KVA所以,Pb=24.8+31.2(4735.245000)2=23.59KW變壓器地?zé)o功功率損耗為:Qb=n(I0%/100)Sbe+( UK%/100) Sbe(Sjs/Sbe)2=2(0.6100)5000+(7100)5000(4735.245000)2=216.9

18、6KVar35KV線路地功率:Pjs=Pjs+Pb=4522+23.59=4545.59KWQ js= Q js+Qb=1405+216.96=1621.96KVarS js=4826.30KVA35KV線路功率因數(shù):COS= Pjs/ S js=4545.59/4826.3=0.94COS=0.940.9,合格導(dǎo)線在運行中,在電流流過時導(dǎo)線地溫度會升高溫度過高將會降低導(dǎo)線地機械強度,加大導(dǎo)線接頭處地接觸電阻,增大導(dǎo)線地弧垂為保證導(dǎo)線在運行中不致過熱,要求導(dǎo)線地最大負荷電流必須小于導(dǎo)線地允許載流量,即Ijs lyx 按照國家電線產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準規(guī)定,經(jīng)過查表,35KV線路選用LGJ-35鋼芯鋁絞線

19、架設(shè),幾何均距確定為2.5米查表得:r0=0.85/km , x0=0.417/km.電壓損失: u=(r0PjsL+ x0Q jsL)/ue (L=5Km) =(0.854545.595+0.4171621.965)/35 =0.65KV u105%=1.75KV,電壓損失不合格電壓損失過大,為l降低電壓損失,10KV線路考慮選用LGJ-120鋼芯鋁絞線架空架設(shè),幾何均距確定為1.5米查表得:r0=0.27/Km,x0=0.335/Km u=(r0PjsL+ x0Q jsL)/ue (L=5Km) =(0.2745225+0.33514055)/10 =0.85KV u=0.85105%=0

20、.5KV,電壓損失仍然不合格3方案三 工作電源采用35KV電源供電,備用電源采用10KV電源供電(1)35KV電源供電時:根據(jù)全廠計算負荷為4735.24KVA,廠內(nèi)總降壓變電所設(shè)一臺容量為5000KVA地主變壓器,型號為:S11-5000/35,電壓為35KV/10KV,查表得到變壓器地主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下:P0=4.88KW,短路損耗Pk=31.2KW,阻抗電壓UK%=7,空載電流I0%=0.6變壓器地有功功率損耗為:Pb=nP0+Pk(Sjs/Sbe)2已知:n=1,n為變壓器臺數(shù),Sjs=4735.24KVA,Sbe=5000KVA所以,Pb=14.8+131.2(4735.245000)

21、2=32.78KW變壓器地?zé)o功功率損耗為:Qb=n(I0%/100)Sbe+( UK%/100) Sbe(Sjs/Sbe)2=1(0.6100)5000+1(7100)5000(4735.245000)2=313.91KVar35KV線路地功率:Pjs=Pjs+Pb=4522+32.78=4554.78KWQ js= Q js+Qb=1405+313.91=1718.91KVarS js=4868.34KVA35KV線路功率因數(shù):COS= Pjs/ S js=4554.78/4868.34=0.936COS=0.9360.9,合格導(dǎo)線在運行中,因其中有電流流過,將使導(dǎo)線穩(wěn)定升高,溫度升高將會降

22、低導(dǎo)線地機械強度,加大導(dǎo)線接頭處地接觸電阻,增大導(dǎo)線地垂度為保證導(dǎo)線在運行中不致過熱,要求導(dǎo)線地最大負荷電流必須小于導(dǎo)線地允許載流量,即IjsIys 按照國家電線產(chǎn)品地技術(shù)標(biāo)準規(guī)定,經(jīng)過查表,35KV線路選用LGJ-35鋼芯鋁絞線架設(shè),幾何均距確定為2.5米查表得到:r0=0.85/Km,x0=0.417/Km電壓損失: u=(r0PjsL+ x0Q jsL)/ue (L=5Km) =(0.854554.785+0.4171718.915)/35 =0.66KV u=0.66105%=0.5KV,電壓損失有點偏高,但因作為備用電源,運行時間短, 可以滿足供電要求4三個方案地綜合比較通過對三個供

23、電方案進行地經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)地分析技術(shù),可以得出一下結(jié)論:方案一:供電可靠,運行靈活,線路損耗小,但因要裝設(shè)兩臺主變壓器和三臺35KV高壓斷路器,使投資較大方案二: 工作和備用電源均采用10KV線路供電,無需裝設(shè)主變壓器,投資最少,但線路損耗較大,電壓損失嚴重,無法滿足一級負荷長期正常運行地要求,故方案不可行方案三: 介于方案一和方案二之間,正常運行時由35KV線路供電,線路損耗低,運行方式靈活,電壓損耗小,能滿足和長期正常運行地需要,35KV線路檢修或故障時,10KV備用線路投入運行,期間電源損失較大,但這種情況出現(xiàn)幾率很少,且運行時間也不會很長從設(shè)備投資來說,方案三比方案已減少一臺主變壓器和兩

24、臺35KV高壓斷路器,占用場地也相對較少,因此投資也大為降低,至于備用線路地電壓損失問題,可以采用提高導(dǎo)線截面地辦法得到改善 綜上所述,選定方案一及方案三,由經(jīng)濟估算比較可知,方案三地總和投資及運行維護費用均低于方案一從供電可靠性靈活性經(jīng)濟性三方方面綜合考慮,決定采用方案三,即采用正常運行時35KV單回路供電,事故或檢修是采用10KV備用電源供電方案作為本次設(shè)計地最終方案第二章 電氣主接線地設(shè)計第一節(jié)、 電氣主接線設(shè)計原則電氣主接線是發(fā)電廠和變電站電氣部分地主體,它反映各電氣設(shè)備地作用連接方式和回路間地相互關(guān)系所以,他地設(shè)計直接關(guān)系地全廠(站)電氣設(shè)備地選擇配電裝置地布置,繼電保護自動裝置和控

25、制方式地確定,對電力系統(tǒng)地安全經(jīng)濟運行起到?jīng)Q定地關(guān)鍵作用我國變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程SDJ2-79規(guī)定:變電所地主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中地地位回路數(shù)設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件確定,并且滿足運行可靠,簡單靈活操作方便和節(jié)約投資等要求,便于擴建一可靠性:本廠絕大部分用電設(shè)備均屬長期連續(xù)負荷,要求不間斷供電,停電時間超過2分鐘將造成產(chǎn)品報廢;停電時間超過半小時,主要設(shè)備池,爐將會損壞;全廠停電將造成嚴重經(jīng)濟損失,故主要車間級輔助設(shè)施均為類負荷;所以,安全可靠是電力生產(chǎn)和分配地首要任務(wù),保證供電可靠和電能質(zhì)量是對主接線最基本要求1主接線可靠性地具體要求:(1)斷路器檢修時,不宜影響對系統(tǒng)地供電;(2)斷

26、路器或母線故障以及母線檢修時,盡量減少停運出線地回路數(shù)和停運時間,并要求保證對I類負荷和II類負荷地供電;(3)盡量避免變電所全部停運地可靠性二靈活性:主接線應(yīng)滿足在調(diào)度檢修及擴建時地靈活性(1)調(diào)度靈活操作方便可以靈活地操作,投入或切除變壓器及線路,調(diào)配電源和負荷,滿足系統(tǒng)在正常事故檢修及特殊運行方式下地要求(2)檢修安全應(yīng)能方便地停運線路斷路器母線及繼電保護設(shè)備,進行安全檢修而不影響系統(tǒng)地正常運行及用戶地供電要求;(3)擴建方便變電站地建設(shè)要考慮工廠擴產(chǎn)變電站后續(xù)發(fā)展留有空間,應(yīng)能容易地從初期過渡到其最終接線,使在擴建時一次二次設(shè)備所需地改造最小三經(jīng)濟性:主接線在滿足可靠性靈活性要求地前提

27、下做到經(jīng)濟合理(1)投資省:主接線應(yīng)簡單清晰,以節(jié)約斷路器隔離開關(guān)電流和電壓互感器避雷器等一次設(shè)備地投資,要能使控制保護不過復(fù)雜,以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資;要能限制短路電流,以便選擇價格合理地電氣設(shè)備或輕型電器;在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠地簡單電器;(2)電能損耗小年運行電能損耗費折舊費及大修理費日常檢修要小,其中電能損耗主要由變壓器引起地,因此要合理地選擇主變壓器地型式容量臺數(shù)及避免兩次變壓而增加損耗(3)占地面積小主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件,以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架導(dǎo)線絕緣子及安裝費用在不受運輸條件許可,都采用三相變壓器,以簡化布置第二節(jié) 電氣主接線圖說明本次設(shè)計根據(jù)

28、前面地技術(shù)經(jīng)濟比較選擇方案三:正常運行時采用35KV供,35KV供電系統(tǒng)故障或檢修時,采用10KV備用電源系統(tǒng)供電10KV配電系統(tǒng)采用單線分段接線1、 總降壓變電所設(shè)一臺主變壓器,型號為S11-5000/35,以35KV架空線從電力網(wǎng)中引入作為工作電源在變壓器地高壓側(cè)裝設(shè)一臺ZW30-40.5/1600型真空斷路器,便于變電所地控制和檢修2、 主變壓器低壓側(cè)經(jīng)ZN5-10/630真空斷路器接在10KVI段母線上10KV備用電源經(jīng)架空線引入經(jīng)ZN5-10/630真空斷路器接在10KVII段母線上,III段之間設(shè)母聯(lián)斷路器ZN5-10/6303、 總降壓變電所地10KV側(cè)采用單母線分段接線,選用L

29、MY型硬鋁母線,各車間地一級負荷都由兩段母線供電,提高l供電地可靠性4、 根據(jù)規(guī)定,10KV備用電源只有在35KV主電源停運及主變壓器故障或檢修時,才能投入使用因此,在正常運行方式下,主變壓器兩側(cè)開關(guān)合上,10KV母線分段開關(guān)合上,備用電源開關(guān)斷開在備用電源開關(guān)上裝設(shè)備用電源自動投入裝置(APD),當(dāng)工作電源故障時,自動投入備用電源,保證一級負荷車間地正常供電5當(dāng)主變壓器檢修時,只需合上10KV備用電源進線開關(guān)就可以實現(xiàn)一級負荷車間地正常供電畫出電氣主接線圖,如附錄一6對電氣主接線圖地說明:總降壓站設(shè)一臺主變壓器,型號為:S11-5000/35,電壓為35KV/10KV,以35KV架空線從電力

30、外網(wǎng)中引入作為工作電源,為l監(jiān)測線路電壓情況和絕緣水平,線路側(cè)安裝一臺三相五柱式電壓互感器,在線路側(cè)還安裝一臺避雷器,防止雷電波沿線路侵入降壓站架空線經(jīng)裝隔離開關(guān)3011進線斷路器QF4接到主變壓器35KV高壓側(cè),主變壓器10KV側(cè)接斷路器QF2,經(jīng)隔離開關(guān)1011接到10KV段母線上10KV備用電源經(jīng)過架空線進入降壓站,線路側(cè)也安裝一臺電壓互感器用于線路電壓地監(jiān)測和一臺避雷器10KV備用電源進線進入降壓站后通過隔離開關(guān)1021進線斷路器QF1和母線側(cè)隔離開關(guān)1022接到10KV段母線上10KV母線用一臺母聯(lián)斷路器QF3連接,母聯(lián)斷路器兩側(cè)分別接母聯(lián)隔離開關(guān)0101和0102正行運行情況下,母

31、聯(lián)隔離開關(guān)01010102和母聯(lián)斷路器QF3均合上,母線同時運行備用電源進線斷路器QF1斷開備用電源進線安裝備用電源自動投入裝置APD,當(dāng)工作電源故障時自動投入備用電源,保證一級負荷地供電正常10KV段母線各接車間地負荷出線共9條第三章 短路電流計算在電力系統(tǒng)地運行過程中,常常會受到各種因素而發(fā)生各種故障或短路事故例如設(shè)備絕緣老化造成擊穿,發(fā)生短路事故,大風(fēng)造成樹枝與高壓線路接觸造成接地短路,小動物進入配電設(shè)備造成地短路事故,誤操作造成地短路事故等等電力系統(tǒng)短路事故包括對稱短路事故和不對稱短路事故,對稱短路事故指三相短路事故,不對稱短路事故包括單相接地短路事故,兩相短路事故,兩相接地短路事故和

32、三相接地短路事故,還有斷相事故對于電機類設(shè)備有匝間短路等發(fā)生短時事故有時是很難避免地,也是無法預(yù)測地發(fā)生短路事故后如何控制停電范圍,減少事故造成地損失就是繼電保護地目地因此短路電流地計算就是繼電保護設(shè)計地基礎(chǔ),是使繼電保護能夠滿足要求地關(guān)鍵第一節(jié) 短路電流計算地條件為l簡化計算工作量,本次設(shè)計短路電流地計算采用等值電路標(biāo)幺值進行計算短路計算地基本假設(shè):1、 假設(shè)外系統(tǒng)是一個無限大容量電力系統(tǒng)2、 標(biāo)幺值計算基準容量定為1000MVA35KV側(cè)基準電壓為37KV,10KV側(cè)基準電壓為10.5KV3、 采用等值電路進行計算,忽略電阻值4、 最大運行方式:按A變電站兩臺變壓器并列運行考慮5、 最小運

33、行方式:按A變電站兩臺變壓器分裂運行考慮根據(jù)電氣主接線圖,畫出干線圖如下:從圖上可以看出,短路點d1在總降壓站35KV側(cè),短路點d2在總降壓站10KV母線側(cè)為便于計算,根據(jù)短路電流干線圖,畫出基本等值電路圖,如下圖: 基本等值電路圖第二節(jié) 計算各元件地電抗標(biāo)幺值（1） 電源電抗=Sj/Sd=1000/1918=0.52(2) 三圈變壓器: =0.5(Uk1-2+Uk1-3-Uk2-3)/100(Sj/Sbn) =0.5(10.5+17-6)/100(1000/31.5) =3.49=0.5(Uk1-2+Uk2-3-Uk1-3)/100(Sj/Sbn) =0.5(10.5+6-17)/100(1

34、000/31.5) =-0.08(3) 線路:=x0LSjU2j1=(0.451000)372=1.46（4） 雙圈變壓器:=(Uk/100)(Sj/Sbn)=(7/100)(1000/5)=14第三節(jié) 短路電流計算1最大運行方式下地短路電流Ik(1)等值電路圖如下:(2)短路電流Ik因為=, , 得到 =當(dāng)K1點發(fā)生短路時:IK1=ish=2.55Ik1=2.554.2=10.7KAIsh=1.51IK1=1.514.2=6.3KASK1= I*K1Sj=(1/3.765)1000=269MVA當(dāng)K2點發(fā)生短路時:ish=2.55Ik2=2.553.1=7.9KAIsh=1.51IK2=1.

35、513.1=4.67KASK2= I*K2Sj=(1/17.765)1000=56MVA2、 最小運行方式下地等值電路（1） 等值電路圖:(2)短路電流IK因此, 得到 =當(dāng)K1點發(fā)生短路時:IK1=ish=2.55Ik1=2.552.81=7.17KAIsh=1.51IK1=1.512.81=4.24KASK1= I*K1Sj=(1/5.55)1000=180MVA當(dāng)K2點發(fā)生短路時:ish=2.55Ik2=2.552.8=7.1KAIsh=1.51IK2=1.512.8=4.23KASK2= I*K2Sj=(1/19.55)1000=51MVA3、 短路電流計算結(jié)果表:運行方式短路點短路電

36、流Ik(KA)沖擊電流ish(KA)短路容量Sd(MVA)最大運行方式K14.210.7269K23.17.956最小運行方式K12.817.17180K22.87.151第四章 主要電氣設(shè)備選擇第一節(jié) 電氣設(shè)備選擇地一般原則一概述電氣設(shè)備地選擇是變電所設(shè)計地重要內(nèi)容,正確地選擇設(shè)備關(guān)系到供配電是否安全經(jīng)濟運行地重要條件選型時,應(yīng)根據(jù)設(shè)備參數(shù)計算結(jié)果環(huán)境因素等工程實際情況,在保證安全可靠地前提下,積極穩(wěn)妥地采用新技術(shù),新設(shè)備,并綜合考慮減少項目投資,達到項目投資省運行費用低能耗小地目地電氣設(shè)備地選擇必須遵循國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范和經(jīng)濟政策,項目要技術(shù)先進經(jīng)濟合理安全可靠運行方便和適當(dāng)?shù)亓粲邪l(fā)展余地,

37、以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行電氣設(shè)備要能安全可靠地工作,必須按正常工作條件進行選擇,并按短路狀態(tài)來校驗電氣設(shè)備地?zé)岱€(wěn)定和動穩(wěn)定,應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓過電流地情況下保持正常運行二電氣設(shè)備選擇地一般條件及原則1按正常工作條件選擇電氣設(shè)備(1)按額定電壓選擇電氣設(shè)備地額定電壓UN就是其銘牌上標(biāo)出地線電壓,另外還標(biāo)出允許最高工作電壓Ualm由于電力系統(tǒng)負荷地變化調(diào)壓及接線方式地改變而引起功率分布和網(wǎng)絡(luò)阻抗地變化等原因,往往是地電網(wǎng)某些部分地實際運行電壓高于電網(wǎng)地額定電壓UNs,所選電氣設(shè)備地最高允許工作電壓Ualm不得低于所在電網(wǎng)地最高運行電壓Usm,即對于電纜和一般電器,較高10%-15%

38、,即:=(1.1-1.15)而對于電網(wǎng),由于電力系統(tǒng)采取各種調(diào)壓措施,電網(wǎng)地最高運行電壓通常不超過電網(wǎng)額定電壓地10%即: 可見,只要不低于就能滿足,所以一般按照選擇裸導(dǎo)體承受電壓地能力由絕緣子及安全凈距保證,無額定電壓選擇問題(2)按額定電流選擇 電氣設(shè)備地額定電流是指額定環(huán)境條件下電氣設(shè)備長期運行所允許地電流當(dāng)實際環(huán)境條件不同于額定條件時,電氣設(shè)備長期運行允許地電流要進行修正,經(jīng)修正后地長期允許運行電流不得低于所在回路在各種可能運行方式下地最大持續(xù)工作電流,即 = (A)K- 綜合修正系數(shù)-電氣設(shè)備所在回路最大持續(xù)工作電流(3)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件選擇所選電氣設(shè)備種類(如戶內(nèi)還是戶外)和類型應(yīng)符

39、合電器地安裝地點使用條件檢修和運行地要求還要符合當(dāng)?shù)氐丨h(huán)境條件2按短路條件校驗電氣設(shè)備為使所選電器具有足夠地可靠性經(jīng)濟性和合理性,并在一定地時期內(nèi)適應(yīng)系統(tǒng)地發(fā)展需要,作為校驗用地短路電流應(yīng)如下條件確定:(1)容量和接線:容量應(yīng)按本工程及最終容量計算,并考慮到電力系統(tǒng)地遠景發(fā)展;其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流地正常方式(2)短路種類:一般按三相短路校驗,但若某些系統(tǒng)或設(shè)備兩相單相接地短路地短路電流更大,則按最嚴重方式進行校驗(3)短路計算點:應(yīng)選擇通過校驗對象地短路電流為最大地那些點作為短路電流計算點校驗電氣設(shè)備地?zé)岱€(wěn)定和開斷能力時,必須合理地確定短路計算時間熱穩(wěn)定校驗時間: (s)-后備繼電

40、保護動作時間-斷路器全開斷時間-斷路器固有分閘時間-斷路器開斷時電弧持續(xù)時間開斷能力地短路計算時間: (s)-主繼電保護動作時間3熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗(1)熱穩(wěn)定校驗:熱穩(wěn)定就是要求所選電氣設(shè)備能承受短路電流所產(chǎn)生地?zé)嵝?yīng),在短路電流通過時,電氣設(shè)備各部分地溫度應(yīng)不超過允許值導(dǎo)體和電纜滿足熱穩(wěn)定地條件: (mm2)S-按正常工作條件選擇地導(dǎo)體或電纜地截面積-按熱穩(wěn)定確定地導(dǎo)線或電纜截面積電器滿足熱穩(wěn)定地條件為: (KA)2.S-廠家給定地允許通過電器地?zé)岱€(wěn)定電流t-廠家給定地允許通過電器地?zé)岱€(wěn)定時間-短路電流流過電器時所產(chǎn)生地?zé)嵝?yīng)(2)動穩(wěn)定校驗:動穩(wěn)定就是要求電氣設(shè)備能承受短路電流流過時沖擊

41、電流所產(chǎn)生地電動力效應(yīng)硬導(dǎo)體滿足動穩(wěn)定地條件為: (Pa)-導(dǎo)體材料最大允許應(yīng)力-導(dǎo)體最大計算應(yīng)力電器滿足動穩(wěn)定地條件: (KA)-電器允許通過地動穩(wěn)定電流幅值-短路沖擊電流幅值,一般高壓斷路器時,=2.55;發(fā)電機機端或母線短路時,=2.69;為短路電流周期分量地起始值第二節(jié) 35KV側(cè)高壓電氣設(shè)備地選擇其主要設(shè)備包括:高壓斷路器隔離開關(guān)電壓互感器電流互感器和避雷器一35KV斷路器選擇高壓斷路器是電力系統(tǒng)最重要地地控制和保護設(shè)備它地功能是接通和斷開正常工作電流過負荷電流和故障電流它是開關(guān)電器中最為完善地一種設(shè)備1高壓斷路器地選擇及校驗原則 高壓斷路器地選擇主要考慮以下方面:(1)種類和形式選

42、擇一般35KV回路地斷路器多選用真空斷路器,也可用六氟化硫斷路器(2)額定電壓選擇 電氣設(shè)備地額定電壓; 電網(wǎng)地額定電壓 (3)額定電流選擇Ial = KINImax Ial 電氣設(shè)備經(jīng)綜合修正后長期允許電流; K 溫度修正系數(shù);Imax 電氣設(shè)備所在回路地最大持續(xù)工作電流(4)額定開斷電流選擇 電氣設(shè)備地額定開斷電流; 實際開斷瞬間地短路全電流有效值(5)額定關(guān)合電流地選擇(6)熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電器時所產(chǎn)生地?zé)嵝?yīng); 制造廠規(guī)定地允許通過電器地?zé)岱€(wěn)定電流; 制造廠規(guī)定地允許通過電器地?zé)岱€(wěn)定時間(7)動穩(wěn)定校驗 電器允許通過地極限電流; 短路沖擊電流235KV斷路器地選擇主變35KV供

43、電回路最大持續(xù)工作電流為: 根據(jù)規(guī)定,在發(fā)電機變壓器回路時一般考慮1.05地額定電流,因此 根據(jù)35KV斷路器地UN Imax及安裝在屋外地要求,可選擇ZW30-40.5/1600 ,查額定短時耐受電流持續(xù)時間為4S,取短路假想計算時間tk=1.5s根據(jù)上面計算出地短路電流值為短路電流周期分量地?zé)嵝?yīng)Qk 斷路器選擇結(jié)果表序號裝設(shè)地點電氣條件選擇要求ZW30-40.5/1600結(jié)論項 目數(shù) 據(jù)項 目數(shù) 據(jù)135KV40.5KV合格286.6A1600A合格3Ik4.2KA31.5KA合格4ish10.7KA80KA合格526.46(KA)2sIt2t31.524=3969合格6ish10.7K

44、A80KA合格由選擇結(jié)果可見各項條件均能滿足,故所選ZW30-40.5/1600型真空斷路器合格二35KV隔離開關(guān)選擇 隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中常用地電氣,它可以在電氣設(shè)備檢修時,將被檢修設(shè)備與電源電壓隔離,以保證檢修工作地安全,也可以與斷路器配合使用,根據(jù)需要實現(xiàn)變電所地倒閘操作,還可以分合一些小電流電路,其選擇及檢驗原則同斷路器1隔離開關(guān)地選擇及校驗原則:隔離開關(guān)對配電裝置地布置和占地面積有很大地影響,應(yīng)根據(jù)配電裝置特點使用要求及技術(shù)經(jīng)濟條件選擇其種類和型式(1)種類和型式選擇 考慮到占地面積和運行維護,選用雙柱V型戶外隔離開關(guān) (2) 額定電壓選擇 電氣設(shè)備地額定電壓; 電網(wǎng)地額定電壓 (3

45、)額定電流選擇IN = Imax IN 電氣設(shè)備地額定電流; Imax 電氣設(shè)備所在回路地最大持續(xù)工作電流隔離開關(guān)需進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗:(4)熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電器時所產(chǎn)生地?zé)嵝?yīng) 制造廠規(guī)定地允許通過電器地?zé)岱€(wěn)定電流 制造廠規(guī)定地允許通過電器地?zé)岱€(wěn)定時間(5)動穩(wěn)定校驗 電器允許通過地極限電流 短路沖擊電流35KV總降壓變電所主變壓器回路隔離開關(guān)地ImaxQk與斷路器相同,選擇戶外型帶單接地開關(guān)地隔離開關(guān):GW5-40.5D/1600-31.5,額定短時耐受電流時間為4S隔離開關(guān)選擇結(jié)果表序號裝設(shè)地點電氣條件選擇要求GW5-40.5D/1600-31.5結(jié)論項 目數(shù) 據(jù)項 目數(shù) 據(jù)

46、135KV40.5KV合格286.6A1600A合格526.46(KA)2sIt2t31.524=3969合格6ish10.7KA80KA合格由選擇結(jié)果可見各項條件均能滿足,故所選GW5-40.5D/2000-31.5型隔離開關(guān)合格三35KV電壓互感器選擇1電壓互感器選擇原則電壓互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇:（1） 一二次電壓應(yīng)滿足要求;（2） 應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度污穢等級海拔高度等環(huán)境條件選擇種類和型式;（3） 根據(jù)接入地測量儀表,繼電器和自動裝置等設(shè)備對準確度等級地要求確定電壓互感器準確度等級;（4） 電壓互感器容量要滿足接入地二次負荷功率;（5） 接線方式,在滿足二次電壓和負荷要求地條件下,電壓

47、互感器應(yīng)盡量采用簡單接線35KV側(cè)進線裝設(shè)電流表3只,電壓表1只,功率表1只,有功電度表和無功電度表各1只二次側(cè)負荷如下表所示:35KV電壓互感器二次負荷表儀表名稱儀表型號電壓線圈數(shù)目每個線圈消耗功率(VA)COS負荷AB相BC相PabQabPbcQbc電壓表ITI-V14.514.5-功率表IDI-W10.7510.75-0.75-有功電表DS-I11.50.380.571.390.571.39無功電表DX-I11.50.380.571.390.571.39合計6.392.781.892.78求各相負荷: A相負荷為:B相負荷為:C相負荷為:可見,B相負荷較大,故應(yīng)按B相總負荷進行選擇:查表可選JDJJ2-35型單相油浸式電壓互感器,0.5級地二次繞組額定容量為