60kv变电站电气部分设计.docx
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60kv变电站电气部分设计
摘要
本文是对西郊60kV/10kV二次降压变电站提供的设计方案的说明与计算,本文包括了对原始设计条件的分析,电容器的选择,变压器的选择,电气主接线的选择,短路计算,各种电气设备的选择与校验,防雷接地的规划设计,变电所继电保护和自动装置的规划设计。
在设计和选择设备中都充分考虑到了可靠性,灵活性和经济性。
另外,各种断路器、隔离开关、电流互感器型号的选择与高压配电装置的布置联系在一起考虑。
计算部分包括了变电所的负荷计算,采用需要系数法,直接求出计算负荷,用于设备数量多,容量差别不大的工程计算,尤其适用于配、变电所和干线的负荷计算,得出计算负荷4283KVA。
应用计算负荷结果最终确定两台10000KVA变压器做为主变,以与无功补偿768Kvar。
短路电流计算一章根据系统接线图和主接线图选择了三个短路点并进行了短路电流计算,K1点做为60KV侧选择电气设备用,得短路冲击电流14.03KA,K2点做为10KV侧选择电气设备用,得短路冲击电流22.51KA,K3点做为10KV侧出线选择电气设备用得短路冲击电流4.36KA,。
电气设备选择与校验一章,60K侧、10KV侧选择了断路器,按额定电压、最大长期工作电流、额定开断电流、关合电流选择并校验,60K侧为LW9-63、10KV侧为VS1-12。
并用类似方法选择了GW5-63、JCC5-63、LCWB5-63、LDZ1-10、JSJW-10等一些设备,开关柜选了KYN28-12型。
并通过避雷针有关计算公式选择了四只作为变电所的防雷保护。
关键词:
电力系统;变电所;短路计算;设备选择;校验
Abstract
Thisarticleisonthewesternsuburbsofthetwo60kV/10kVstep-downsubstationprovidedesigndescriptionandcalculation,thispaperincludestheoriginaldesignconditionanalysis,theselectionofthecapacitor,thechoiceoftransformer,themainelectricalwiring,short-circuitcalculation,allkindsofelectricalequipmentselectionandcalibration,lightningprotectionandgroundingdesignofsubstation,relayprotectionandautomaticdeviceofplanninganddesign.Inthedesignandselectionofequipmentarefullytakenintoaccountthereliability,flexibilityandeconomy.Inaddition,avarietyofcircuitbreaker,isolatingswitch,currenttransformermodelselectionandhighvoltagedistributiondevicearrangementlinkedtoconsider.
Calculationpartcomprisesthesubstationloadcalculation,usingneedcoefficientmethod,isderivedfromthecalculationofload,foralargenumberofequipment,thecapacityofdifferentengineeringcalculation,especiallysuitableforthematch,substationandlineloadcalculation,aformulaforcalculatingtheload4283KVA.Applicationofcomputationalloadresultsinthefinaltwoof10000KVAtransformerasthemainvariable,andreactivepowercompensation768Kvar.Calculationofshortcircuitcurrentchapteraccordingtothesystemdiagramandwiringdiagramselectedthreeshortcircuitpointandashort-circuitcurrentcalculation,K1asthe60KVsideselectionofelectricalequipment,haveshortcircuitimpulsecurrent14.03KA,K2asthe10KVsideselectionofelectricalequipment,haveshortcircuitimpulsecurrent22.51KA,K3as10KVsideoutletselectionofelectricalequipmenthaveshortcircuitimpulsecurrent4.36KA,.Electricalequipmentselectionandcalibrationofachapter,60Kside,side10KVchosebreaker,atratedvoltage,maximumworkingcurrent,ratedbreakingcurrent,closingcurrentselectionandcalibrationofLW9-63,10KV,60KsidetosideVS1-12.InasimilarmethodtoselectGW5-63,JCC5-63,LCWB5-63,LDZ1-10,JSJW-10andotherequipment,switchcabinetselectionKYN28-12.Andthroughthelightningrelatedcalculationformulashavechosenonlyfourassubstationlightningprotection.
Keywords:
electricpowersystem;substation;shortcircuitcalculation;thechoiceoftheequipments;proofreading
第1章绪论
为了促进电力工业的可持续发展,满足各地区供电负荷的要求,实现安全供电,保证供电可靠性,地区变电所的建设将具有十分重要的意义。
离开了电力,要想实现人类社会的物质文明和精神文明是根本不可能的,要实现国家的现代化也是办不到的。
因此电力统的安全运行,与合理建设方式,涉与到国家经济和文化的发展。
随着各国电力工业的发展,电网的规模的迅速扩大,电压等级和自动化水平的不断提高,供电部门为适应市场机制,加强科技进步和提高经济效益就成为电力经营管理关注的重点问题。
为了解决这一问题,我国于2002年首先推出了以打破垄断,引入竞争为首的体制改革方案.预期将对发输供电效率的提升产生积极作用。
通过毕业设计可以巩固所学到的专业理论知识,包括设计原则,设计步骤,和设计方法。
为更好的熟悉设备与掌握电气接线原则,因此毕业设计选择方向为二次降压变电所。
本设计是根据毕业设计的要求,针对二次变电站的电气部分初步设计做出的阐述和说明。
主要内容包括了对概述与原始资料分析,负荷分析计算与无功补偿,主变压器的选择,电气主接线的选择,短路计算,电气设备选择与校验,变电所继电保护,防雷接地保护设计。
待设计变电所是60/10kV地区一般性变电站,电源为60kV,两回进线,重要负荷占总负荷的70%。
为了保证供电的可靠性和一次性满足远期负荷的要求,本设计将按照远期负荷规划进行设计建设,从而保证该变电所能够长期可靠供电。
本设计是我们进行的一次比较系统、具体、重要的设计,它是我们将所学的专业知识进行理论与实践的很好结合,是学生在毕业前最后一个重要的综合性实践教学环节,是学生全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能,对实际问题进行设计(或研究)的综合性训练。
第2章负荷分析计算
负荷计算的内容和目的
在进行变电所设计时,基本的原始资料以用户提供的额定容量为设计依据。
但是,能否简单地用用户提供的容量来选择导体和设备呢?
显然是不能的。
因为各条线路的设备并非都同时运行,再有运行的设备实际需用的负荷,也并不是每一时刻都等于设备的额定容量,而是在不超过额定容量的范围内,时大时小地变化着。
所以直接用各条线路提供的额定容量选择设备,必将导致浪费和工程投资的增加,因而,设计的第一步需要计算全所和各条线路的实际负荷。
负荷计算方法
1.需要系数法——用设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷。
用于设备数量多,容量差别不大的工程计算,尤其适用于配、变电所和干线的负荷计算。
2.利用系数法——采用利用系数求出最大负荷区间内的平均负荷,再考虑设备台数和功率差异的影响,乘以与有效台数有关的最大系数,得出计算负荷。
适用于各种范围的负荷计算,但计算过程稍繁。
有功总负荷:
∑P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8
=550+540+550+580+500+510+550+575=4355(kW)
无功总负荷:
∑Q=P1tan(arccosφ1)+P2tan(arccosφ2)+P3tan(arccosφ3)+P4tan(arccosφ4)+P5tan(arccosφ5)+P6tan(arccosφ6)+P7tan(arccosφ7)+P8tan(arccosφ8)
=296.86+320.23+340.86+343.95+309.87+302.44+311.7+431.25=2657(kVar)
有功功率计算负荷:
(2.1)
=0.8×4355=3484(kW)
无功功率计算负荷:
(2.2)
=0.8×2657=2126(kVar)
考虑线损5%:
=3658(kW)
=2232(kVar)
K、K为同时率取0.8
视在功率计算负荷:
S==4283(KVA)
第3章主变压器的选择
主变台数的确定
变电所中主变压器的台数为一台或两台。
根据本地区的负荷情况以与重要负荷所占的比例,同时60千伏系统提供了两个电源。
因此,考虑供电的可靠性和经济性选择两台为宜。
这样在一台主变因故障或检修影响供电时,仍然可以由备用变压器向重要负荷提供电源,保证不间断供电,满足供电可靠性的要求。
主变容量的确定
ⅰ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。
ⅱ根据变电所所带负荷的性质和电网的结构来确定主变压器容量。
并考虑变压器正常和事故时的过负荷能力。
对两台变压器的变电所,每台变压器的容量按不小于负荷容量的70%来选择,当一台主变压器停运时,其余变压器容量应能保证全部负荷的70%~80%。
对保证重要负荷来说是可行的。
主变压器初步选定为SFZ9-10000/66型三相油循环风冷变压器
主变压器绕组的接线方式
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。
电力系统采用的
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