35KV降压变电所方案.docx
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35KV降压变电所方案
35KV降压变电所设计方案
第一篇任务书
一、设计要求
1、成立工程设计的正确看法,掌握电力系统设计基来源则和方法。
2、培育独立思虑、解决问题的能力。
3、学习使用工程设计手册和其余参照书的能力,学习撰写工程设计说明书。
二、原始资料
1、某国营公司为保证供电需求,要求设计一座35KV降压变电所,以10KV电缆给各车间供电,一次设计并建成。
2、距本变电所6Km处有一系统变电所,由该变电所用35KV双回路架空线路向待定设计的变电所供电,在最大运转方式下,待设计的变电所高压母线上的短路功率为1000MVA。
3、待设计的变电所10KV无电源,考虑此后装设的组电容器,提升功率要素,故要求预留两个间隔。
4、本变电所10KV母线到各个车间均用电缆供电,此中一车间和二车间为一类负荷,其余为二类负荷,Tmax=4000h,各馈线负荷如表1
—1
序车间名称计算用有功功率计算用无功功率
号(kw)(kvar)
1一车间1046471
.专业.专注.
2
二车间
735
487
3
机械车间
808
572
4
装置车间
1000
491
5
锻工车间
920
276
6
高压站
1350
297
7
高压泵房
737
496
8
其余
931
675
5、所用电的主要负荷见表1—2
序
车间名称
额定容
功率因
安
工
备
注
号
量(KW)素
装
作
(cos
)
台
台
数
数
1
主充电机
20
1
1
周期性负
荷
2
浮充电机
1
1
常常性负
荷
3
蓄电池室通
1
1
常常性负
风
荷
4
室装置装置
11
2
2
周期性负
通风
荷
5
沟通焊机
1
1
周期性负
荷
.专业.专注.
6
检修试验
13
1
1
常常性负
点
荷
7
载波运动
1
1
常常性负
荷
8
照明负载
14
常常性负
荷
9
生活水泵用
10
常常性负
电
荷
6、环境条件
1)当地最热月均匀最高温度29.9°c,极端最低温度-5.9°c,最热月地面0.8m处土壤均匀26.7°c,电缆出线净距100mm。
2)当地海拔高度。
雷暴日数36.9日/年:
无空气污染,变电所地处在P≤500m·Ω的黄土上。
三、设计任务
1、设计本变电所的主电路,论证设计方案是最正确方案,选址主变压器的容量和台数。
2、设计本变电所的自用电路,选择自用变压器的容量和台数。
3、计算短路电流。
4、选择导体及电气设备。
四、设计成就
1、设计说明书和计算书各一份
2、主电路和所用电路图各一份
.专业.专注.
第二篇说明书
第一章概括
一、设计依照
依据设计任务书给出的条件。
二、设计原则
1、要恪守国家的法律、法例,贯彻履行国家经济建设的目标、政策和基本建设程序,特别是应贯彻履行提升综合经济效益和促使技术进步的目标。
2、要依据国家规范、标准与相关规定,联合工程的不一样性质不一样要求,要推行资源的综合利用,要节俭能源、水源,要保护环境,要节俭用地并合理使用劳动力,要立足于独自自主。
三、变电站建设的必需性及规模
1、变电站建设的必需性
为了增强公司供电靠谱性,减少线路消耗,适应日趋增添的负荷发展
需要,35KV变电所的选址于距离一电力系统变电所6KV处,其近邻工厂,其主要供电对象是公司的各个车间,这样设计减小了供电半径,供电线损大幅降落,供电量增添,适应现代化建设与发展的需要,有益于公司的经济发展
2、本工程建设规模
2.1、公司变电站为35kV/10kv降压变电站,该变电站为无人职责的综合自动化站,容量为2*6300千伏安,公司变电站安装两台
S7-6300/35主变压器,35kV为单母线接线。
、
公司变电站选址在公司邻近,地势缓和,海拔高度,气象条件
见《任务书》的环境条件。
10kV采纳屋内配电装置,架空出线,10kV电空器室外部署。
第二章主接线设计方案
第一节主接线的设计原则
.专业.专注.
一、主接线的设计依照
1、负荷大小的重要性
2、系统备用容量大小
2.1运转备用容量不宜少于8-10%,以适应负荷突变,机组检修和事故停运等状况的调频需要。
2.2装有两台及以上的变压器的变电所,当此中一台事故断开时,其余主变压器的容量应保证该变电所60%~70%的所有负荷,在计及过负荷能力后的同意时间内,应保证车间的一、二级负荷供电。
二、主接线的基本要求
电气主接线应知足靠谱性、灵巧性、经济性三项基本要求,其详细要求以下:
1、靠谱性
供电靠谱性是电力生产和分派的首要要求。
1.1断路器检修时,不宜影响供电。
1.2线路、断路器或母线或母线隔走开关检修时,尽量减少停运出线回数及停运时间,并能保证对一级负荷及所有及大多半二级负荷的供电。
1.3尽量防止发电厂、变电所所有停运的可能性。
1.4大机组超高压电气主接线应知足靠谱性的特别要求。
2、灵巧性
主接线应知足在调动,检修及扩建时的灵巧要求
2.1调动时,应能够灵巧地投入和切除电源、变压器和线路,分配电源和负荷,知足系统在事故运转方式,检修运转方式以及特别运转方式以及特别运转方式下的系统调动要求。
2.2检修时,能够方便地停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修而不致影响电力网的运转和对车间的供电。
2.3扩建时,能够简单地从早期接线过渡到最后接线。
在不影响连续供电或停运时间最短的状况下,投入新装机组,变压器或线路而不相互扰乱,而且对一次和二次部分的改建工作最少。
3、经济性
主接线知足靠谱,灵巧性要求的前提下做到经济合理。
.专业.专注.
3.1主接线应力争简单,经节俭断路器、隔走开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。
3.2要能使继电保护和二次回路可是于复杂,以节俭二次设备和控制
电缆。
3.3要能限制短路电流,以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。
3.4如能知足系统的安全运转及继电保护要求,35kV及其以下终端
或分支变电所可采纳简略电器。
3.5占地面积少:
主接线设计要为配电装置部署创建条件,尽量使占
地面积减少。
3.6电能损失少:
经济合理地选择主变压器的种类(双绕组、三绕组
或自耦变压器)、容量、数目,要防止因两次变压而增添的电能损失。
第二节主接线的设计和论证
依照变电站的性质可选择单母线接线、单母线分段接线、外桥型接线、内桥型接线、四种主接线方案,下边逐个论证其接线的得弊。
一、单母线接线
长处:
1、接线简单清楚、设备少、操作方便。
2、便于扩建和采纳成套配电装置
弊端:
1、不够灵巧靠谱,任一元件(母线及母线隔走开关等)故障或检修均需使整个配电装置停电。
2、单母线可用隔走开关分段,但当一段母线故障时,所有回路仍需停电,在用隔走开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段的供电。
合用范围:
一般用于6-220kV系统中,出线回路较少,对供电靠谱性要求不高的中、小型发电厂与变电站中。
二、单母线分段接线
.专业.专注.
1、用隔走开关分段的单母线接线
这类界线实质上仍属不分段的单母线接线,不过将单母线截成两个分
段,此间用分段隔走开关系结起来。
这样做的利处是两段母线能够轮
流检修,减小了检修母线时的停电范围,即检修任一段母线时,只需
断开与该段母线连结的引出线和电源回路拉开分段隔走开关,另一段
母线仍可连续运转。
可是,若两个电源取并列运转方式,则当某段母
线故障时,所有电源开关都将自动跳闸,所有装置仍需短时停电,需
待用分段隔走开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线段的
供电。
可见,采纳隔走开关分段的单母线接线较之不分段的单母线,能够减小母线检修或故障时的停电范围。
2、用断路器分段的单母线接线
用隔走开关奋斗的单母线接线,固然能够减小母线检修或故障时的停电范围,但当母线故障时,仍会短时全停电,需待分段隔走开关拉开后,才能恢复非故障母线段的运转,这关于重要用户而言是不一样意的。
如采纳断路器分段的单母线接线,并将重要用户采纳分别接于不一样母线段的双回路供电,足能够战胜上诉弊端。
对用断路器分段的单母线的评论为:
1)长处:
a.拥有单母线接线简单、清楚、方便、经济、安全等长处。
b.较之不分段的单母线供电靠谱性高,母线或母线隔走开关检修或故障时的停电范围减小了一半。
与用隔走开关分段的单母线接线对比,母线或母线隔走开关短路时,非故障母线段能够实现完整不断电,尔后者则需短时停电。
c.运转比较灵巧。
分段断路器能够接通运转,也可断开运转。
d.可采纳双回线路对重要用户供电。
方法是将双回路分别接引在不一样分段母线上。
2)弊端:
a.任一分段母线或母线隔走开关检修或故障时,连结在该分段母线上的所有出入回路都要停止工作,这关于容量大、出线回路数许多的配电装置还是严重的弊端。
b.检修任一电源或出线断路器时,该回路一定停电。
这关于电压等级
.专业.专注.
高的配电装置也是严要弊端。
因为电压等级高的断路器检修时间较长,对用户影响甚大。
3、单母线分段带旁路母线的接线
为了在检修线路断路器时,不中止对该线路的供电,能够增设旁路设备,包含旁路开关电器和旁路母线。
这类接线不宜用于出入线回路多的状况下使用。
单母线分段接线,固然减小了母线或母线隔走开关检修或故障时的停电范围,在必定程度上提升了供电靠谱性,但在母线或母线隔走开关检修时期,连结在该段母线上的所有回路都将长时间停电,这一弊端,关于重要的变电站和用户是不一样意的。
三、双母线接线
为了战胜上述单母线分段接线的弊端,发展了双母线接线。
按每一回路所连结的断路器数目不一样,双母线接线有单断路器双母线接
线、双断路器双母线接线、一台半断路器接线(因两个回路共用三台断路器,又称二分之三接线)三种基本形式。
后两种又称两重连结的接线,意即一个回路与两台断路器相连结,在超高压配电装置中被日趋宽泛地采纳。
1、单断路器双母线接线:
单断路器双母线接线器是双母线接线中最基本的接线形式。
它拥有两组构造同样的母线,每一回路都经一台断路器、两组隔走开关分别连结到两组母线上,两组母线之间经过母联断路器来实现联系。
双母线接线有两种运转方式,一种运转方式是一组母线工作,一组母线备用,母联断路器在正常运转时是断开的;另一种运转方式是两组母线同时工作,母联断路器在正常运转时是接通的,这时每一回路都固定连结于某一组母线上运转,故亦称固定连结运转方式。
这两种运转方式在供电靠谱性方面有所差别,当母线短路时,前者将短时所有停电;后者母线继电保护动作,只断开故障母线上电源回路的断路器和母联断路器,其实不会使另一组母线中止工作。
单断路器双母线接线拥有以下优弊端:
1)单断路器双母线接线的长处:
.专业.专注.
双母线接线有更高的靠谱性,表此刻以下几方面:
a.检修任一段母线时,可不中止供电,即经过倒闸操作将出入线回路都切换至此中一组母线上工作,即可检修另一组母线。
b.检修任一母线隔走开关时,只需停运该回路。
c.母线发生故障后,能快速恢复供电。
d.线路断路器"拒动"时或不一样意操作时,可经必定的操作次序使母联断路器串入该线路取代线路断路器工作,尔后用母联断路器切除核线路。
e.检修任一回路断路时,可用装接“跨条”的方法,防止该线路长久停电。
f.便于试验。
在个别回路需要独自进行试验时,可将谅回路独自接至一组母线上隔绝起来进行。
g.调动灵巧。
各个电源和出线能够随意分派到某一组母线上,因
而能够灵巧地适应系统中各样运转方式的调动和潮流变化。
h.扩建方便,且在扩建施工时不需停电。
因为双母线拥有上述长处,被宽泛用于10一220kV出线回路许多
且有重要负荷的配电装置中。
2)单断路器双母线接线的弊端:
a.接线较复杂,且在倒母线过程中把隔走开关看作操作电器使用,简单发生误操作事故。
b.工作母线短路时,在切换母线的过程中仍要短时停电。
c检修线路断路器时要中止对用户的供电,这对重要用户来说是不一样意的。
d.于单母线接线对比,双母线接线的母线长,隔走开关数目倍增,这将使配电装置构造复杂,占地面积增大,投资显然增添。
双母线接线比单母线分段接线的供电靠谱性高、运转灵巧,但投资也显然增大,所以,只有当出入线回路数许多、母线上电源许多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求赶快恢复送电、母线和母线隔走开
关检修时不一样意影响对用户的供电、系统运转调动对接线的灵巧性有必定要求等状况下,才采纳双母线接线方式。
2、双断路器双母线接线
.专业.专注.
双断路器双母线这类接线,每回路内接有两台断路器,采纳双母线同时运转的方式。
双断路器双母线接线的长处是:
a.任何一组母线或母线隔走开关发生故障或进行检修时都不会造成停电。
b.任何一台断路器检修时都不需停电。
c.任一电源或出线可方便地在母线上配置,运转灵巧,能很好地适应调动要求,有益于系统潮流的合理散布和电力系统运转的稳固。
d.隔走开关只用于检修时隔绝电源,不作为操作电器,因此减少了误操作的可能性。
双断路器双母线接线的主要弊端是投入使用的断路器大多,设备投资大,配电装置占地面积和保护工作量都相应地增大了很多,故在220KV及以下配电装置中极少采纳。
但跟着电力系统容量的增大,输电距离
的增添,出于对系统运转稳固性的考虑,这类接线在330KV及以上超高压变电站中的应用将日趋宽泛。
3、“一台半”断路器接线
“一台半”断路器这类接线的特色是在两组母线之间串连装设三台断路器,于两台断路器间引接一个回路,因为回路数与断路器台数之比为2:
3,固称为一台半断路器接线或二分之三接线。
这类接线的正常运转方式是所有断路器都接通,双母线同时工作。
"一台半"断路器接线的长处是:
a.检修任一台断路器时,都不会造成任何回路停电,也不需进行切换操。
b.线路发生故障时,不过该回路被切除,装置的其余元件仍连续工作。
c.当一组母线停电检修时,只需断开与其连结的断路器及隔走开关即可,任何回路都不需作切换操作。
d.母线发生故障时,只跳开与此母线相连的断路器,任何回路都不会停电。
e.探作方便、安全。
隔走开关仅作隔绝电源用,不易产生误操作。
断路器检修时,倒闸操作的工作量少,不用像双母线带旁路接线那样要进行复杂的操作,而是够断开待检修的断路器及其双侧隔走开关就
.专业.专注.
能够了,也不需要调整改正继电保护整定值。
f.正常时两组母线和所有断路器都投入工作,每串断路器相互连结形成多环状接线供电,所以,运转调动特别灵巧。
g.与双母线带旁路母线接线和双断路器双母线接线对比,"一台
半"断路器接线所需的开关电器数目少,配电装置构造简单,占地面积小,投资也相应减少。
弊端就是成本高。
四、结论
经过剖析比较,三种接线方式中采纳单母线接线作为35KV侧接线方式较之其余两种为好,因为本次设计为35kV变电站,考虑到供电靠谱性和负荷增添的需要,在10kV侧采纳单母线分段的接线方式。
第三章主变台数和容量的选择
一、主变台数的选择2台
正确选择变压器的台数,对实现系统安全经济和合理供电拥有重要意
义。
当前一般的选择原则是:
一般用户装设1—2台变压器;为了提升
供电靠谱性,关于Ⅰ、Ⅱ级用户,可设置两台变压器,防备一台主变
故障或检修时影响整个变电所的供电,所以本所采纳两台主变,互为
备用,当一台变压器故障检修时由另一台主变压器肩负所有负荷的
75%,保证了正常供电。
二、主变容量确实定
1、主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择,并适合考虑到远期10-20年的负荷发展。
2、依据变电所所带负荷的性质和电网构造来确立主变器的容量。
关于有重要负荷的变电所,应试虑当一台主变压器停运时,其余变压器容量在计及过负荷能力后的同意时间内,应保证用户的一级和二级负荷,对一般变电所,当一台主变压器停运时,其余变压器容量应能保证所有负荷的60-80%。
3、同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多,应从全网出发,
.专业.专注.
推行系列化、标准化。
三、主变压器形式的选择
1、变压器绕组的连结方式
变压器绕组的连结方式一定和系统电压相一致,不然不可以并列运
行。
电力系统采纳的绕组连结方式只有星形三角形,高、中、低三册绕组怎样组合要依据详细工程来确立。
我国110KV及以上电压,变压器绕组都采纳星形连结,35KV亦采纳星形连结,此中性点多经过消弧线圈接地,35KV以下电压,变压器绕组都采纳三角形连结。
因为35KV采纳星形连结方式与220KV、110KV系统的线电压相位角为零度(相位12点),这样当电压为220\110\35KV,高、中压为自偶连结时,变压器的第三绕组加接线方式就不可以三角形连结,不然就不可以与现有35KV系统并网。
因此就出现所谓三个或两个绕组全星形连结的变压器。
变压器采纳绕组连结方式有D和Y,我国35KV采纳Y连结,35KV以下电压的变压器有国标Y/d11、Y/Y0等变电所采纳主变的连结组别为Y/d11连结方式。
故本次设计的变电所采纳主变的连结组别为
YN/d11型。
2、冷却方式的选择
主变压器一般采纳的冷却方式有自然风冷却,逼迫油循环风冷却,逼迫油循环水冷却。
本次设计选择的是小容量变压器,故采纳自然风冷却。
3、调压方式的选择
变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头,进而改变变压器变比来实现的。
切换方式有两种:
无激励调压,调整范围往常在±5%之内;另一种是有载调压,调整范围可达30%,设置有载调压
.专业.专注.
的原则以下:
1)关于220KV及以上的降压变压器,反在电网电压可能有较大变
化的状况下,采纳有载调压方式,一般不宜采纳。
当电力系统运转确有需要时,在降压变电所亦可装设独自的调压变压器或串连变压器。
2)关于110KV及以上的变压器,宜考虑起码有一级电压的变压器采纳有载调压方式。
3)接于卖力变化大的发电厂的主变压器,或接于时而为送端,时而为受端母线上的发电厂联系变压器,一般采纳有载调压方式。
故本次设计采纳主变的调压方式为有载调压。
4、结论
故采纳SZ9-6300/35型三相双绕组有载调压变压器,其容量以及技术参数以下:
主变容量:
SN=6300KVA
型号:
三相双绕组有载调压降压变压器
阻抗电压:
7.0%
联接组别:
Y/△-11
第四章所用变的选择和所用电的设计
所用变的设计应以设计任务书为依照,联合工程详细的特色设
计所用变的接线方式,因变电站在电力系统中所处的地位,设备复杂
程度(电压等级和级次,主变压器形式、容量及赔偿设备有无等)以
及电网特征而定。
而所用变压器和所用配电装置的部署,则常联合变
电站重要电工建立物的部署来确立。
一、用电电源和引接原则以下
1)当变电所有低压母线时,
2)优先考虑由低压母线引接所用电源,
.专业.专注.
3)所用外电源知足靠谱性的要求,
4)即保持相对独立,
5)当本所一次系统发生故障时,
6)不受涉及,
7)由主变压器低绕组引接所用电源时,
8)起引接线应十分靠谱,
9)防止发生短路使低压绕组蒙受极大的机械应力。
二、所用变接线一般原则
1)一般采纳一台工作变压器接一段母线,
2)除掉只需求一个所用电源的一般变电所外,
3)其余变电所均要求安装两台以上所用工作变压器,
4)低压10KV母线可采纳分段母线分别向两台所用变压器供给电
源,
5)以获取较高的靠谱性。
故所用变设在10KV侧,所用变选择一台S9—100/10型所用变压器。
第五章短路电流计算
一、概述
在电力系统中运转的电器设备,在其运转中都一定考虑到会发生各样故障和不正常运转状态,最常有同时最危险的故障是各样形式的短路,它会损坏电力系统对用户正常供电和电气设备的正常运转。
短路是电力系统中的严重故障,所谓短路,是指全部属于不正常运转的相与相间或相与地间发生通路的状况。
.专业.专注.
在35、10KV的电力系统中,可能发生短路有三相、两相、两相接地和单相接地的故障,此中三相短路是对称短路,系统各相与正常运转时同样,仍属对称状态,其余种类的短路是不对称短路。
电力系统中常发生的单相短路占大多半,二相短路较少,三相短路就更少了。
三相短路固然极少发生,但后来果最为严重,应惹起足够的重视。
所以本次采纳三相短路来计算短路电流,并检测电气设备的稳固性。
二、短路电流计算的目的
短路问题是电力技术的基本问题之一。
短路电流及其电动力效应和分效应,短路时的电力的降低,是电气结线方案比较,电气设备和载流导线选择、接地计算以及继电保护选择和整定等的基础。
在变电站的电气设计中,短路电流计算是此中的一个重要环节。
其短路电流计算的目的有以下几点:
1、电气主接线的比选
2、选择导体和电器
3、确立中性点接地方式
4、计算软导线的短路摇晃
5、确立分裂导线间隔棒的间距
6、验算接地装置的接触电压和跨步电压
7、选择继电保护装置和进行整定计算
三、一般规定
1、验算导体和电器动稳固热稳固及电器开断电流,应按本规程的设计规划容量计算,并考虑电力系统的远景发展规划(一般为本期工程建成后5-10年)。
确立短路电流时,应按可能发生最大短路电流
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