论文范文 3.docx

论文范文 3.docx

《论文范文 3.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《论文范文 3.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

论文范文3

60KV小型化变电所电气系统设计前言随着大规模农网改造事业的深入实施，一个优质、安全、可靠的供电环境已初步形成，我们国家的电力事业逐渐和国际接轨。

为了适应我国电力事业的发展并将所学的知识运用到实际生产中去，增强自己的动手能力，为以后的工作打下良好的基础，我选择了60kV小型化变电所电气系统设计作为自己的毕业课题。

本次设计的变电所为60kV小型化变电所。

小型化变电所占地面积小，仅为常规变电所的三分之一左右。

基建工程量小，施工方便，周期短。

总工程投资少，仅占常规变电所的三分之二。

延长设备的检修期，改变了原来每年一大修，半年一小修的现象，并保证了平时临检不停电，节约了人力和检修费用。

简化了接线方式，设备安全可靠，自动化程度高，提高了供电可靠性。

小型化变电所符合农村电网的特点，适合我国国情，符合国家政策，达到了少花钱，办好事，办快事的目的。

它可以满足乡镇农业生产和生活所需要的电力负荷，增加供电量，改善电压质量，促进乡镇农业经济增长和提高人民的生活质量。

本次设计包括对变电所原始资料的分析，主变及电气设备的选择与校验，继电保护，二次接线，接地与防雷等内容。

-1-60KV小型化变电所电气系统设计⒈负荷统计及计算1.1负荷统计本变电所均为三类负荷，以生活用电、农业灌溉负荷比重大，工商比重小。

有一处35kv单回路进线，10kv侧采用单母线接线4回出线。

负荷统计如表1-1所示。

表1-1负荷统计表回路序号回路名称第一区第二区第三区北城区用类户型需用系数配电容量（kVA）变压器台数供电回路1111线路长度（KM）备注1生活用电商业用电0.70.60.70.65220040016006501715三类2生活用电农产品加工厂农业灌溉农业园艺生活用电商贸城生活用电其他用电1518三类340.80.70.650.650.70.610008001000600400500181611111120三类16三类1.2负荷计算该所负荷计算采用需用系数法，由于各供电区域用电性质相差不大，考虑功率因数相同，则视在功率可表示为有功功率。

即S?

Kt[2]?

1?

jsj?

Sei?

Kxi（1-1）式中Sei—各用电设备额定容量，kVAKt—各线路的同时系数Kxi—各用电设备的需用系数，取0.85---0.9-2-60KV小型化变电所电气系统设计SSSjs1?

?

0.7?

2200?

0.6?

400?

?

0.85?

1513kVAjs2?

?

0.7?

1600?

0.65?

650?

?

0.85?

1311.125kVAjs3?

?

0.75?

1000?

0.7?

800?

0.8?

1000?

?

0.85?

1793.5kVA?

?

0.6?

500?

0.7?

400?

0.65?

600?

?

0.85?

824.5kVASjs41.3变电所最大负荷负荷考虑规划年限内5年的负荷增长率5%，变电所的最大计算负荷为:

S?

Kt?

Si?

14jsjsj?

1?

X%?

（1-2）式中Sjs—变电站设计当年的计算负荷Kt—同时系数，取0.95Sjsi—各用户的计算负荷X%—线损率，高低压网络综合线损率在8%~12%，系统设计时采用10%。

SSjs?

Ki（Sjs1?

Sjs2?

Sjs3?

Sjs4?

Sjs5?

Sjs5）?

（1?

x%）js?

0.95?

?

1513?

1311.125?

1793.5?

824.5?

?

1?

10%?

?

5687.02kVA计及负荷增长后变电所最大计算负荷[1]Sjs?

zd?

Sjs?

emn（1-3）式中Sjs?

zd—n年后的最大计算负荷n—年数m—年均负荷增长率Sjs?

zd?

5687.02?

e5?

5%?

7302.278kVA-3-60KV小型化变电所电气系统设计2主变的选择及主接线的设计2.1主变台数的选择因电力负荷全为三类负荷，生活用电和农业灌溉负荷比重比较大，工业负荷比重比较小，故只装设一台主变压器。

考虑到不受运输条件的限制，选用三相变压器。

因深入引进至负荷中心，具有直接从高压到低压供电条件的变电所。

为简化电压等级或减少重复降压容量采用双绕组变压器，由于变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行?

所以变压器绕组的连接方式选Y形连接。

装设一台主变压器的变电站:

根据我国变压器运行的实践经验，并参考国外的运行经验，我国农村变电站单台主变压器的额定容量按下式选择是合适的Se?

?

0.75?

?

0.8?

S?

1?

js?

zd（2-1）式中Se—主变压器额定容量，kVASe?

0.8?

7302.278?

5841.822kVA查?

电气设备实用手册?

[3]选用三相油浸自冷铜线双绕组无载调压变压器，S7-6300/35型电力变压器。

表2-1主变参数表主变型号S7-6300/35额定容量（kVA）6300额定电压（kV）高压37低压10.5连接组号损耗（kW）短路41空载8.2空载电流（%）0.9阻抗电压（%）7.5质量（t）13.34YNd112.2主接线形式的确定2.2.1主接线的设计原则-4-60KV小型化变电所电气系统设计变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分，主接线的确定对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护和控制方法的拟定将会产生直接影响。

主要考虑以下几方面因素：

（1）考虑变电所在电力系统中的作用；

（2）考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响；（3）考虑主变台数对主接线的影响；（4）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。

2.2.2主接线设计的基本要求

（1）可靠性：

是指主接线能可靠的工作，以保证用户的不间断供电；

（2）灵活性：

其运行及动作是否灵活；（3）经济性：

是指投资省，占地面积小，能量损失小。

2.2.3选择主接线的形式根据该变电所的电压等级35kV,该变电所为单电源进线，出线路有4回，三类负荷，所以采用单母线接线，隔离开关与高压断路器作为控制与保护。

单母线接线：

其特点是整个配电装置只有一组母线，每个电源和引出线都经过开关电器接到同一组母线上，其出线在六回以下。

其优点：

接线简单，清晰，采用的电气设备少，比较经济，操作方便和便于扩建，而其主要缺点是母线和隔离开关检修或发生故障时，必须断开全部电源，是整个配电装置停电。

主接线图见附图

（1）所示。

其接线如图2-1所示。

-5-60KV小型化变电所电气系统设计2-1主接线图3短路电流的计算?

?

43.1短路电流的计算目的在选择电气设备主接线时，是确定主接线电气设备是否需要采取短路电流的措施。

在选择电气设备时，为了保证正常运行的故障情况下都能安全可靠的工作，同时力求节约资金的投入，都需要进行短路计算。

在选择继电保护装置时也需要以短路电流为依据。

设计室外高压配电装置时，需要按照短路电流确定及校验导线的相间距离，以及相对地面的安全距离。

3.2短路点的确定短路点应选在电气主接线上，在最大运行方式下发生短路的短路电流。

短路点的确定如图3-1所示。

图3-1等值电路图3.3短路电流的计算3.3.1系统阻抗标幺值取SB?

100MVAUB?

Uav?

35kVXX系统电源电势标幺值为1。

系统最大运行方式下电抗标幺值系统最小运行方式下电抗标幺值进线电抗的标幺值为:

min?

0.04?

0.06max-6-60KV小型化变电所电气系统设计进线长度为25KM,每公里电抗0.4?

SBU?

4?

2B?

4?

X*L?

25?

0.4?

?

25?

0.4?

100?

1037266?

10?

0.73变压器阻抗标幺值为XB*?

Us%100?

SBSN?

7.5100?

100?

10633700?

10?

2.0273.3.210KV出线阻抗标幺值的计算XL1*?

15?

0.4?

SBU2B?

15?

0.4?

100?

1026610.5?

10?

5.44XL2*?

18?

0.4?

SBU2B?

6.53XL3*?

20?

0.4?

SBU2B?

7.26XL4*?

16?

0.4?

SBU2B?

5.803.3.3各短路点短路计算f1点短路Id1max*?

1Xmin?

X?

L*10.04?

0.731003?

37?

1.2987Id1max?

Id1max*?

?

3?

SB3?

37?

2?

?

1.2987?

?

2.0267（kA）Id1max?

?

3?

32?

Id1max?

1.7551（kA）?

3?

?

3?

ich1?

2KchI（3）d1?

2.55Id1max?

5.168kAIch1?

1.51Id1max?

3.0603kA-7-60KV小型化变电所电气系统设计最小运行方式：

Id1min*?

1Xmax?

XSB?

L*10.06?

0.73100?

1.2658Id1min?

Id1min*?

?

3?

3?

37?

2?

?

1.2658?

3?

37?

1.9752（kA）Id1min?

?

3?

32?

Id1min?

1.7105（kA）Ich1?

1.51Id1min?

2.9826（kA）?

10.04?

0.73?

2.0271003?

10.5?

0.3575?

3?

?

3?

ich1?

2.55Id1min?

5.0368（kA）f2点短路Id2max*?

1Xmin?

XSBL*?

XB*Id2max?

Id2max*?

?

3?

3?

10.532?

0.3575?

?

1.9658（kA）Id2max?

?

3?

?

2?

?

Id2max?

1.7024（kA）?

3?

ich2?

2.55Id2max?

5.0128（kA）Id2min*?

1XmaxIch2?

1.51Id2max?

2.9683（kA）?

B*?

3?

10.06?

0.73?

2.027?

XL*?

X?

0.3550Id2min?

Id2min*?

?

3?

SB3?

10.5?

2?

?

0.3550?

1003?

10.5?

1.9520（kA）Id2min?

?

3?

32?

Id2min?

1.6904kA?

3?

ich2?

2.55Id2min?

4.9776（kA）Ich2?

1.51Id2min?

2.9475（kA）?

3?

f3点短路1XminId3max*?

?

0.1214?

XL*?

XB*?

X?

L1*10.04?

0.73?

2.027?

5.044-8-60KV小型化变电所电气系统设计Id3max?

Id3max*?

?

3?

SB3?

10.532?

0.1214?

1003?

10.5?

0.6675（kA）Id3max?

?

2?

?

2?

?

Id3max?

0.5780（kA）?

3?

ich3?

2.55Id3max?

1.4739（kA）Ich3?

1.51Id3max?

0.8728（kA）?

2?

Id3min*?

?

0.12111Xmax?

XL*?

XB*?

X?

L1*10.06?

0.73?

2.207?

5044Id3min?

Id3min*?

?

3?

SB3?

10.5?

2?

?

0.1211?

1003?

10.5?

0.6659（kA）Id3min?

?

2?

32?

Id3min?

0.5767（kA）?

3?

ich3?

2.55Id3min?

1.4706（kA）Ich3?

1.51Id3min?

0.8708（kA）?

2?

f4点短路:

Id4max*?

0.1072Id4max?

0.5895（KA）?

2?

?

3?

Id4max?

0.5105（KA）Ich4?

1.51Id4max?

0.7709（KA）?

2?

?

2?

ich4?

2.55Id4max?

1.3081（KA）Id4min*?

0.107Id4min?

0.5884（KA）?

2?

?

3?

Id4min?

0.5096（KA）Ich4?

1.51Id4min?

0.7695（KA）Id5max?

0.5466（KA）?

3?

?

2?

?

2?

ich4?

2.55Id4min?

1.2995（KA）f5点短路:

Id5max*?

0.0944-9-60KV小型化变电所电气系统设计Id5max?

0.4733?

2?

?

2?

ich5?

2.55Id5max?

1.207?

2?

Ich5?

1.51Id5max?

0.7147Id5min*?

0.0992Id5min?

0.5454（KA）?

2?

?

3?

Id5min?

0.4723（KA）?

2?

ich5?

2.55Id5min?

1.2044（KA）Ich5?

1.51Id5min?

0.7131（KA）?

2?

f6点短路:

?

2?

Id6max*?

0.1166Id6max?

0.6411（KA）?

2?

?

3?

Id6max?

0.5552?

2?

ich6?

2.55Id5max?

1.4159Ich6?

1.51Id6max?

0.8384Id6min*?

0.116?

2?

Id6min?

0.6378（KA）?

3?

Id6min?

0.5524（KA）?

2?

?

2?

ich6?

2.55Id6min?

1.4086（KA）Ich6?

1.51Id6min?

0.8341（KA）表3-1短路点计算?

3?

短路计算统计表最小运行方式?

3?

?

2?

最大运行方式?

2?

IdmaxIdmax1.7551ich5.1680Ich3.0603Idmin1.9752Idmin1.7105ich5.0368Ich2.9826f1f2f3f4f5f62.02671.96581.70245.01282.96831.95201.69044.97762.94750.66750.57801.47390.87280.66590.57671.47060.87080.58950.51051.30180.77090.58840.50961.29950.76950.54660.47331.20700.71470.54540.47231.20440.71310.64110.55521.41590.83840.63780.55241.40860.8341-10-60KV小型化变电所电气系统设计4电气设备的选择及校验4.1母线的选择及校验4.1.1母线材料的选择母线的材料有铜、铝和钢。

目前，农村发电厂和变电站以及大、中型发电厂、变电站的配电装置中的母线，广泛采用铝母线，这是因为铜贵重，我国储量又少；而铝储量较多，具有价格低、重量轻、加工方便等特点。

因此，选用铝母线要比铜母线经济。

4.1.2母线截面形状的选择农村发电厂和变电站配电装置中的母线截面目前采用矩形、圆形和绞线圆形等。

选择母线截面形状的原则是：

肌肤效应系数尽量低；散热好；机械强度高；连接方便；安装简单。

由于本变电所是采用单母线接线方式，没有高压侧母线，只有低压侧母线。

钢芯铝绞线的耐张性能比单股母线好，在允许电流相同的条件下，钢芯铝绞线的直径比单股母线直径大，其表面附近的电场强度小于单股母线。

为了使农村发电厂和变电站的屋外配电装置结构和布置简单，投资少，所以10kV侧母线选择钢芯铝绞线。

4.1.335KV侧母线的选择已知35KV侧母线型号为LGJ-95型1.05?

63003?

35Ig?

zd?

?

109.1224按经济密度选择?

Sj?

1109.12241.15?

106?

94.889（mm2）所给符合要求4.1.410kV侧母线的选择按最大长期工作电流选择母线截面已知?

0?

250?

1?

?

y?

700?

?

370选择条件：

通过母线的最大长期工作电流不应大于母线长期允许电流，即K?

Iy?

Ig?

zd（4-1）-11-60KV小型化变电所电气系统设计式中Iy—相应于某一母线布置方式和环境温度为+25℃时的母线长期允许电流，可由母线载流量表查出；K?

—温度修正系数，K?

?

?

y?

?

?

y?

?

0，其中?

0=25℃，?

y为母线的长期允许温度，用螺栓连接时，?

y为70℃；Ig?

zd—通过母线的最大长期工作电流，A温度修正系数K?

?

?

?

yy?

?

?

?

0?

70?

3770?

25?

0.86按通过低压侧母线的最大长期工作电流Ig?

zd?

1.05?

63003?

10?

381.93A0.86Iy?

381.93Iy=444.1A经计算查?

电气设备实用手册?

[3]选择LGJ-150型钢芯铝绞线，其70℃时最大允许持续电流为463A1）校验1○热稳定性校验Iy?

?

K?

?

Iy?

0.86?

463?

398.18A按上述条件选择的截面，必须按短路条件校验其热稳定，其方法通常采用最小截面法，即S?

Szx?

I?

Ctdz?

Kj（m2）（4-2）式中S—选择的母线截面，m2Szx—最小允许截面，m2I?

—稳态短路电流，AC—母线材料的热稳定系数tdz—短路发热的等值时间,s-12-60KV小型化变电所电气系统设计Kj—集肤效应系数，取Kj?

1I"I?

短路计算时间t?

tb?

tg?

thu?

1?

0.05?

0.05?

1.1s。

因I"?

I?

，所以?

"?

?

1，经查短路电流为分量等值时间表[1]得tz?

0.84s。

t?

1s，因所以tfz?

0，tdz?

tz?

0.84s故母线正常运行时的最高温度为：

?

c?

?

?

?

?

?

Igzd?

?

?

?

?

?

I?

y?

?

?

?

?

2y?

381.93?

?

37?

?

70?

37?

?

?

?

?

398.18?

62?

67.36?

C查不同工作温度下裸导体的C值[1]知C?

89?

10，按热稳定条件所需最小母线截面为I?

C2.9358?

1089?

1063Szx?

?

tdz?

Kj?

?

1.1?

1?

34.6mm2小于所选母线截面150mm2，故满足热稳定要求，因所选母线为绞线，故不需动稳定校验。

4.1.510kV侧出线选择及校验在六回出线中，以最大负荷的一条出线路为出线截面积选择的计算依据，其它线路一定能满足。

由于六回出线的负荷相差不大，故不会造成太大的浪费。

并且出线路负荷要考虑今后5年的增长，其增长率为5%。

按通过10kV侧出线的最大长期工作电流Igzd?

Sjszd3?

U?

e1793.5?

?

5?

5%3?

10?

132.96A0.86Iy?

132.96Iy=154.6A查?

电气设备实用手册?

[3]选择LGJ—35型钢芯铝绞线，其70℃时最大允许持续电流为189A

（1）校验Iy?

?

K?

?

Iy?

0.86?

189?

162.54短路计算时间t?

tb?

tg?

thu?

0.5?

0.05?

0.05?

0.6s。

因I"?

I?

，所以-13-60KV小型化变电所电气系统设计?

"?

I"I?

?

1，经查短路电流为分量等值时间表[1]得tz?

0.5s。

因t?

1s，所以tfz?

0.05?

?

?

?

?

0.05s，故tdz?

tz?

tfz?

0.55s母线正常运行时的最高温度?

c?

?

?

?

?

y?

Igzd?

?

?

?

?