35kV变电所电气部分设计.docx

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35kV变电所电气部分设计

35kV变电所电气部分设计

　　tktprtinta=

　　222Itk

　　Itk2Qp10Itk1222Itk2tk10*S

　　Qk=Qp=*S

　　Itt2542500KA*S

　　2222500[（kA）2·S＞*SIt2t>Qk热稳定校验合格。

　　35KV侧进线隔离开关及35KV侧桥隔离开关的最大工作条件与主变压器35KV侧满足相同的要求，故选用相同设备。

　　10kv侧隔离开关的选择主要计算参数同上

　　为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》，选择隔离开关GN25-10/20XX。

其主要技术参数如下：

　　GN25-10/20XX型隔离开关参数表

　　4s热稳型号额定电压KV最高工作电压额定电流动稳定电流（峰值）（kA）定电流（kA）GN25-10/20XX2动稳定校验：

○

　　额定开关电流Imax＝＜Ie＝20XXkA

　　1020XX1004021

　　额定峰值耐受电流iimp=＜idw＝100kA动稳定校验合格。

3热稳定校验：

○

　　查短路电流计算曲线数字表得：

　　ItK　　ItK

　　2tktprtinta

　　ta灭弧时间，tpr为继电保护时间，tin为分闸时间

　　ZN28-10II的固有分闸时间tinkA2*SIt2t>Qk*

　　热稳定校验合格。

　　7互感器的选择

　　电压互感器的选择

　　主变35KV侧电压互感器

　　UN≥UNS=35KV

　　选择油浸式电压互感器初级绕组35　　次级绕组

　　22

　　选择UNE35互感器　　

　　型号额定电压一次绕组UNE3535000/3二次绕组100三次绕组100主变10KV侧电压互感器

　　UN≥UNS=10KV

　　选择油浸式电压互感器初级绕组10次级绕组选择UNE10电压互感器

　　型号额定电压一次绕组UNE10

　　10000/3二次绕组100三次绕组50电流互感器的选择

　　电流互感器的选择和配置应按下列条件：

　　型式：

电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。

对于6~20KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。

对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。

有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。

　　35kv侧电流互感器的选择

（1）．一次回路电压：

Un≥Uns=35kv

（2）．一次回路电流：

INISN3UN6300335

　　此可得，初选LZZB9-35D电流互感器，参数如下表所示

　　23

　　额定电流比100准确级次1S热稳定倍数150Iin动稳定倍数375Iin/5　　（3）．动稳定校验：

ish2I1NKes

　　2INKD2375iip

　　达到动稳定性要求（4）.热稳定校验：

　　tktprtinta

　　ta灭弧时间，tpr为继电保护时间，tin为分闸时间

　　LW8-35的固有分闸时间tinQk热稳定校验合格。

　　综上所述，所选LZZB9-35D满足要求。

　　24

　　10KV侧的电流互感器的选择

（1）．二次回路电压：

Un≥Uns=10kv

（2）．二次回路电流：

INISN3UN6300310

　　根据以上两项，同样选择户外独立式电流互感器LZZQB6-10Q，参数如下表：

　　电流互感器技术参数

　　额定电流比600/5.10P准确级次1S热稳定倍数动稳定倍数80（3）．动稳定校验：

ish2I1NKes

　　2I1NKD280iip满足要求；

　　（4）.热稳定校验：

　　查短路电流计算曲线数字表得：

　　ItK　　ItK

　　2tktprtinta

　　ta灭弧时间，tpr为继电保护时间，tin为分闸时间

　　ZN28-10II的固有分闸时间tin正常工作时，三相系统对称运行；所有电源的电动势相位角相同；

　　系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间位置相差120度电气角度；

　　电力系统中的各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；

　　电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧；

　　同步电机都具有自动调整励磁装置；短路发生在短路电流为最大值的瞬间；

　　不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；

　　除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的都略去不计；

　　11

　　元件的计算参数均取为额定值，不考虑参数的误差和调整范围；输电线路的电容略去不计；

　　用概率统计法制定短路电流运算曲线。

②接线方式

　　计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不能用仅在切换过程中可能并联运行的接线方式。

　　③计算容量

　　应按本工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。

④短路点的种类

　　一般按三相短路计算，若发电机的两相短路时，中性点有接地系统的以及自耦变压器的回路中发生单相接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的时候进行计算。

　　⑤短路点位置的选择

　　短路电流的计算，为选择电气设备提供依据，使所选的电气设备能在各种情况下正常运行，因此短路点的选择应考虑到电器可能通过的最大短路电流。

为了保证选择的合理性和经济性，不考虑极其稀有的运行方式。

取最严重的短路情况分别在10kV侧的母线和35kV侧的母线上发生短路情况。

则选择这两处做短路计算。

　　ba图短路点选择图

　　（6）、短路的物理量

　　短路电流的周期分量、非周期分量、短路全电流、短路冲击电流和稳态电流。

1、正常工作时，三相系统对称运行；2、所有电源的电动势相位角相同；3、电力系统中各元件的磁路不饱和；

　　4、电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%

　　12

　　负荷接在系统侧；

　　5、短路发生在短路电流为最大的一瞬间；

　　6、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；

　　7、原件的计算参数都取额定值，不考虑参数的误差和调整范围；8、输电电缆线的电容略去不计；

　　（7）、短路电流计算的步骤

　　1、在已知短路容量时：

S=600MVA选基准容量SB=120MVAUav=2、短路点与系统之间电抗标幺值计算：

X*SBS

　　SBSN3、变压器电抗标幺值计算:

XT=（UK%/100）（3）*IIIBf4、三相短路电流有效值计算：

f5、三相短路冲击电流计算：

iip

　　2KimI

　　3f6、三相短路最大：

ImII（3）

　　7、于计算设为无限容量系统：

暂态短路电流I=I，三相短路稳态电流：

　　I（3）

　　8、短路容量计算：

S13UAVI（f3）

　　（8）各母线短路电流列表

　　根据下图和以上公式计算母线短路电流：

　　图短路计算等效电路　　

　　13

　　表母线短路电流列表短路计算点F1F2三相短路电流/KA三相短路容量/MVAIIIImS387　　

　　6电气设备的选择

　　电气设备选择的一般条件

（1）一般原则

　　1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；2、应按当地环境条件校核；3、应力求技术先进和经济合理；4、与整个工程的建设标准应协调一致；5、同类设备应尽量减少品种；

　　6、选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。

在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。

（2）技术条件

　　选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。

　　1电压

　　选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug,即Umax≥Ug

　　2电流

　　选用的电器额定电流IN不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig

　　即IN≥Ig

　　于变压器短路时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。

　　高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。

　　14

　　3机械负荷

　　所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。

电器机械荷载的安全系数，制造部门在产品制造中统一考虑。

　　（3）、短路稳定条件

　　1校验的一般原则

　　电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。

校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。

若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。

　　2短路的热稳定条件：

　　短路电流在导体和电器中引起的热效应Qk为Qk=Qp+Qnp

　　式中Qp为短路电流周期分量引起的热效应（kA2s）;Qnp为短路电流非周期分量引起的热效应（kA2s）

　　It2t＞Qk

　　断路器的选择

　　断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。

根据目前我国断路器的生产情况，电压等级在35KV~220KV的电网一般选用少油断路器、SF6断路器和空气断路器，这里可以选用SF6断路器。

　　开关电器的选择及校验原则选择较验①电压Ue≥UN1②电流　　KIe≥Imax

　　③按断开电流选择，INbr≥IK=Izt

　　④按短路关合电流来选择INcl≥Ish==∞⑤按热稳定来选择It2t≥QK注：

（Izt=I∞=IF）

（1）．主变35kv侧高压断路器的选择

　　SN6300kVA　　UN1=35KV

　　15

　　IN1SN3UN16300335（A）

　　流过断路器的最大持续工作电流：

　　Imax（A）

　　1计算数据表：

○

　　三相短路电流/KAU（kV）IIIiimpImImax35　　

　　为了满足计算的各项条件，查参考资料.选择LW8-35型户外六氟化硫断路器，其技术参数如下

　　LW8-35型户外六氟化硫断路器主要技术参数表

　　额定最高工电压Ue号（kV）（kV）（A）作电压电流Ie型额定额定开断电流额定短路关合电流kA动稳定热稳定热稳定时间（S）电流值）Iekd（kA）25LW8-3535160063632542开断电流校验:

○

　　Iekd＝25（kA）≥I〞＝（kA）

　　16

　　开断电流校验合格。

　　3动稳定校验：

○

　　额定开关电流Imax＝（A）＜I＝1600（A）额定峰值耐受电流Iimp＝＜63（kA）动稳定校验合格。

　　4热稳定校验：

○

　　tktprtinta

　　ta灭弧时间，tpr为继电保护时间，tin为分闸时间

　　LW8-35的固有分闸时间tinQk

　　热稳定校验合格。

　　17

　　35KV侧进线断路器及35KV侧桥断路器的最大工作条件与主变压器35KV侧满足相同的要求，故选用相同设备。

　　10kv侧断路器的选择

　　SN6300kVA　　UN110KV

　　6300310IN1SN3UN1（A）

　　流过断路器的最大持续工作电流：

　　Imax（A）

　　1计算数据表：

○

　　三相短路电流/KAU（kV）10IIIiipImImax　　

　　查《输配电设备手册》,选择ZN28-10II型户内真空断路器，其技术参数如下

　　ZN28-10II系列真空断路器主要技术参数表额定型号电压Ue（kV）（kV）最高工作电压电流Ie（A）额定额定开额定短动稳定热稳定断电流路关合Iekd（kA）电流kA电流值）热稳定时间（S）ZN28-10II10121000205050204

　　选用的断路器额定电压为10kV，最高电压12kV，系统电压10kV满足要求。

　　18

　　2开断电流校验:

○

　　Iekd＝20kA≥I〞＝

　　开断电流校验合格。

3动稳定校验：

○

　　额定开关电流

　　I

　　max

　　＝（A）＜I＝1000（A）

　　dw

　　额定峰值耐受电流动稳定校验合格。

4热稳定校验：

○

　　Iimp＝＜i＝50kA）

　　查短路电流计算曲线数字表得：

　　ItK　　ItK

　　2tktprtinta

　　ta灭弧时间，tpr为继电保护时间，tin为分闸时间

　　ZN28-10II的固有分闸时间tinQk热稳定校验合格。

　　隔离开关的选择

　　35kv侧隔离开关的选择主要计算参数同上

　　为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》，选择隔离开关GW5-35D,其主要技术参数如下：

　　GW5-35D型隔离开关参数表

　　4s热稳定电流KV压（峰值）（kA）（kA）20型号额定电压最高工作电额定电流动稳定电流GW5-35D2动稳定校验：

○

　　3563050额定开关电流Igmax＝＜Ie＝630A额定峰值耐受电流

　　Iimp＝＜i＝50kA

　　dw

　　动稳定校验合格。

3热稳定校验：

○

　　tktprtinta

　　ta灭弧时间，tpr为继电保护时间，tin为分闸时间

　　LW8-35的固有分闸时间tin<。

取ta=，tin=，tpr=1s。

　　20

　　Uav2

　　总电抗标幺值：

X*f2X*LX**　　

　　三相短路电流周期分量有效值：

　　I（3）f2IB2X*

　　三相次暂态短路电流和短路稳态电流：

　　I（3）IIf2

　　（3）（3）冲击电流：

　　Iim2　　

　　三相短路最大电流有效值（第一个短路全电流有效值）：

　　Im

　　三相短路容量S2的计算：

　　S23Uav2I（f32）3

　　三相短路电流计算结果短路计算点F1F2三相短路电流/KA三相短路容量/MVAIIIImS387　　

　　31

　　结论

　　在老师的指导下,经过近几个多星期的努力35KV企业变电所电气部分初步设计终于完成了，在此我对老师给予我们的帮助表示衷心的感谢,并且感谢曾给予我帮助的同学。

　　在课程设计过程中，老师在百忙之中对我的设计给予了细致的指导和建议,对我的辅导耐心认真，并给我们提供了大量有关资料和文献，使我的这次设计能顺利完成。

通过这次课程设计使我对以前学习的知识得到了更深的了解,并使知识得到了进一步的巩固.

　　本设计的大致思路是：

　　1、对草拟的主接线方案进行比较，始终围绕着可靠性和灵活性，对于经济性，暂时不用做太多考虑。

　　2、短路计算，这也是本设计的难点和重点在于短路电流计算，首先找好短路点，绘出短路的等效电路图，其实是对等效电路图进行化简，最后是计算。

本设计中采用的是计算曲线法，其反映短路电流周期分量同计算电抗和时间的函数关系的一组曲线，可以利用计算曲线查出短路瞬间和短路后任意时刻该电源向短路点提供的短路电流。

　　3、元件的选择，通过短路电流的计算得出的参数，我们可以对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、配电装置、无功补偿装置和避雷器等元件进行选择。

　　在整个设计过程中，得到了老师和同学很大的帮助，通过查资料也慢慢形成了作设计和研究的步骤和观念，设计中用到的知识或课程有：

电力系统分析、电机学、变电所电气一次部分、AutoCAD等。

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