某厂总降压变电站供电设计Word格式.docx

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3.在绘图设计供电线路方面有了更深刻的操作，能够独立完成绘图设计

4.掌握课程设计中的工厂供电理论知识应用及设计工具的使用。

5.了解变电所设计的基本方法，了解变电所电能分配等各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解。

6.会自己设计一个关于工厂总降压变电站。

2.设计方案论证

基础资料

2.1.1全厂用电设备情况

2.1.1.1负荷大小及类型

用电设备总安装容量：

6630kw;

计算负荷（10kv侧）有功：

4522kw；

无功：

1405kvar

沈阳大学

表1全厂各车间负荷统计表

序号

车间名称

负荷类型

计算负荷

P30（KW）

Q30（KVAR）

S30（KVA）

1

空气压缩车间

780

180

800

2

熔制成型（模具）车间

560

150

580

3

熔制成型（熔制）车间

590

170

614

4

后加工（磨抛）车间

650

220

686

5

后加工（封接）车间

6

配料车间

360

100

374

7

锅炉房

420

110

434

8

厂区其它负荷

（一）

~

400

168

9

厂区其它负荷

（二）

440

200

483

共计

4760

1448

同时系数

全厂计算负荷

4522

1405

2.1.1.2本厂为三班工作制，全厂工作时数8760小时，最大有功负荷利用小时数5600小时。

2.1.1.3全厂负荷分布：

见厂区平面布置图

全厂设5个车间变电站：

T1为1#车间供电；

T2为2#、3#车间供电；

T3为4#、5#车间供电；

T4为6#、8#车间供电；

T5为7#、9#车间供电。

图1厂区平面布置图

2.1.2电源情况

2.1.2.1工作电源

本厂拟由距其5公里处的A变电站接一35KV架空线路，线路采用LGJ-35钢芯铝绞线供电。

A变电站110KV母线短路容量为1918MVA，基准容量为1000MVA，A变电站安装两台SFSLZ1—31500KVA/110KV三卷变压器，其短路电压U高-中=%，U高-低=17%，U中-低=6%。

最大运行方式：

按A变电站两台变压器并列运行考虑；

最小运行方式：

按A变电站两台变压器分列运行考虑。

2.1.2.2备用电源

拟由B变电站接一10KV架空线路作为备用电源，线路采用LGJ-120钢芯铝绞线。

系统要求：

只有工作电源停电时，才允许备用电源供电。

A

2.1.2.3供电部门对本厂功率因数要求值为：

35KV供电cosφ=；

10KV供电cosφ=。

设计任务

2.2.1主结线设计

2.2.1.1主结线定义

总降压变电站的电气主结线是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线及电缆等电气设备，按一定顺序连接组成的电路。

2.2.1.2主结线基本要求

对电气主结线的基本要求是：

1根据用电负荷的要求，保证供电的可靠性。

2电气主结线应具有一定的运用灵活性。

3结线简单，运行方便。

4在保证安全可靠供电的基础上，力求投资少，年运行费用低。

2.2.1.3主结线方案确定

根据系统电源情况，供电电压有两个方案[2]。

方案1：

工作电源与备用电源均用35KV电压，在这个方案中，工厂总降压变电站采用内桥式接线。

方案2：

工作电源采用35KV电压，工厂总降压变电站选用一台主变压器，构成线路-变压器单元结线，备用电源采用10KV电压。

2.2.1.4主结线特点

为了保证一级负荷的正常供电，决定总降压变电站采用单母线分段主结线方式。

如附图一，该主结线的主要特点如下：

1总降压变电站设一台5000KVA35/10KV的降压变压器与35KV架空线路-变压器组单元结线。

在变压器高压侧安装少油式断路器。

便于变电站的控制、运行和维修。

2总降压变电站的10KV侧采用单母线分段结线，用10KV少油式断路器将母线分成两段。

3主变压器低压侧将少油式断路器接至10KV母线的一个分段上，而10KV的备用线路也经少油式断路器接在另一分段上。

4各车间的一级负荷都由两段母线供电，以保证供电可靠性。

5根据规定，备用电源只有在主电源停止供电，及主变压器故障或检修时才能投入。

因此备用电源进线开关在正常时是断开的，而10KV母线的分段断路器在正常时则是闭合的。

6在10KV母线侧，工作电源与备用电源之间设有备用电源自动投入装置（APD），当工作电源因故障而断开时，备用电源会立即投入。

7当主电源发生故障时，变电站的操作电源来自备用电源断路器前的所用电变压器。

2.2.1.5主结线图

主结线图可参考附图一。

短路电流计算。

为了选择高压电气设备，整定继电保护，需要计算总降压变电站的35KV侧、10KV侧母线以及厂区高压配电线路末端（即车间变电站高压侧）的短路电流，但因工厂厂区不大，总降压变电站到总降压最远车间的距离不过数百米，因此10KV母线与10KV线路末端处的短路电流差别极小，故只计算主变压器高、低电压侧母线两点短路电流。

短路电流按正常运行方式计算，计算电路如图3所示。

图3短路电流的计算电路

根据计算电路作出的计算短路电流的等值电路如图4所示。

图4基本等值电路

2.3.1求各元件电抗,用标幺值计算

设基准容量Sd=1000MVA

基准电压Ud1=37KVUd2=

系统电抗X*t

已知地区变电站110KV母线的短路容量：

Sk=1918MVA可得:

X*t=

标幺值=实际值/基准值：

X*t==Sk*

又因为X*t=*，得：

===

地区变电站三绕组变压器的高压—中压绕组之间的电抗标幺值：

==

35KV供电线路的电抗标幺值：

LGJ-35型钢芯铝绞线几何距离1时的电抗为Km[2]

总降压变电站的主变压器电抗标幺值：

2.3.2K1点三相短路电流计算:

系统最大运行方式,等值电路如图5。

图5系统最大运行方式的等值电路

短路回路阻抗:

=++=++=

按无限大系统计算,计算点三相短路电流标幺值为:

======

可求的基准电流：

===KA

从而求的K1点三相短路电流的有名值:

I（3）K1=Id1×

I（3）*k1=×

=KA

冲击电流为:

i（3）shk1==×

K1点短路容量为:

===MVA

系统最小运行方式等值电路图6。

图6系统最小运行方式等值电路

短路回路总阻抗:

X*kmin=++=

三相短路电流标幺值:

I*k1==

其他计算结果见表2。

表2K1点三相短路电流计算结果

项目

计算公式

系统最大运行方式

系统最小运行方式

2.3.3K2点三相短路电流计算

（1）系统最大运行方式下短路回路总阻抗：

X*k2max=X*b+++=+2++14=

（2）系统最小运行方式下短路回路总阻：

X*k2min=+++14=

基准电流:

Id2===55KA

K2点三相短路电流计算结果见下表3。

表3K2点三相短路电流计算结果

电气设备的选择

工厂总降压变电站的各种高压电气设备，主要指6~10千伏以上的断路器，隔离开关，负荷开关，熔断器，互感器，电抗器，母线，电缆支持绝缘子及穿墙套管等。

这些电气各自的功能和特点不同，要求的运行条件和装设环境也各不同，但也具有共同遵守的原则[3]。

电气设备要能可靠的工作，必须按正常条件进行选择，并且按断路情况进行稳定检验。

对于供电系统高压电气设备的选择，除了根据正常运行条件下的额度电压、额度电流等选择条件外，还应该按短路电流所产生的电动力效应及热效应进行校验。

“按正常运行条件选择，按短路条件进行校验”，这是高压电气设备选择的一般原则。

2.4.1在选择供电系统的高压电气设备时，应进行的选择及校验项目见表四[1]。

表四选择电气设备时应校验的项目

校验项目设备名称

电压/KV

电流/A

遮断容量/MVA

短路电流校验

动稳定

热稳定

断路器

X

负荷开关

隔离开关

熔断器

电流互感器

电压互感器

支柱绝缘子

套管绝缘子

母线

电缆

限流电抗器

注：

表中“X”表示选择及校验项目

高压电气的热稳定性校验：

母线及电缆的热稳定性校验：

断路器、负载开关、隔离开关及电抗器的力稳定计算：

电流互感器的力稳定计算：

母线的力稳定计算：

由于跨距在两个以上，所以选择：