35kV63kV变电所设计doc.docx
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35kV63kV变电所设计doc
学校代码:
1605
毕业设计编号:
应天职业技术学院
机电工程系
毕业设计报告
课题名称35kV/6.3kV变电所设计
作者陈星
专业电力系统自动化技术
班级学号0873238
指导教师郑田娟
2010年12月
35kV/6.3kV变电所设计
陈星
摘要:
变电所是电力系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配的作用。
这次设计以35/6.3kV变电所设计为主要设计对象,分析变电站的资料确定变电所的主接线;通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型号。
根据短路计算的结果,对变电所的一次设备进行了选择和校验。
同时完成配电装置的布置、防雷保护及接地装置方案的设计。
关键词:
变电所电气主接线短路计算点一次设备选择防雷保护
第一章绪论
1.1.概述
随着时代的进步,电力系统与人类的关系越来越密切,人们的生产,生活都离不开电的应用,如何控制电能,使他更好的为人们服务,就需要对电力进行控制,避免电能的损耗和浪费,需要对变电站的电能进行降压,从而满足人们对电的需求,控制电能的损耗。
提高电能的应用效率。
变电站是电力系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全和经济运行,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。
设计工作是工程建设的关键环节。
做好设计工作,对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后得运行安全可靠性和生产的综合经济效益起着决定性得作用。
所以,良好的变电站设计方案是对电力工业得健康可持续发展提出了越来越高的要求的保证。
1.2.变电站设计总体方案
变电所是电力系统的重要组成部分。
在电力系统中,它担负着变换和分配电能的作用。
对于扩大35/6.3kV总降压变电所的设计,不仅要满足整个区域供电的需求,还要合理的选择各种电气设备,来满足供电的可靠性和经济性。
本毕业设计根据任务书上所给系统与路线及所有负荷的参数,分析负荷发展
趋势。
首先对负荷资料进行分析、计算,确定了主变压器的容量、台数及型号;并且确定用何种方式进行对变压器得无功补偿及方案。
通过方案比较,根据任务书上低压侧为八回出口线路得要求,确定站内主接线方式最终通过对各种情况得短路电流计算结果选择高低压电气设备并进行了相应的校验,使所选的电气设备能满足供电的可靠性和经济性。
在本次课程设计中力求做到运行可靠,操作简单、方便,经济合理,具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。
使其更加贴合实际,更具现实意义。
1.3.变电所主接线方案设计
(1)主接线设计的基本要求
1):
可靠性;2):
灵活性;3):
经济性。
能保证全部或大部分二级负荷供电。
(2)负荷对供电的要求
(1)对于一级负荷必须有两个独立电源供应,当任何一个电源失去后,能保证对全部一级负荷不间断供电。
(2)对于二级负荷一般要有两个独立电源供应,且当任何一个电源失去后,
(3)对于三级负荷一般只需一个电源供应。
(3)由任务要求可得该变电站用户百分之五十为二级负荷,其余为三级负荷。
并且其出口线路为八回。
可根据此要求采用变电站的主接线有两种方案并进行比较
方案一:
35kV侧采用单母线分线段的连接方式,6kV侧采用单母线分段连接
方案二:
35kV侧采用双母线连接方式,6kV侧采用单母线分段连接
此两种方案的比较
方案一35kV侧采用单母线分线段的连接方式,供电可靠、调度灵活、扩建方便,6kV侧采用单母线分段连接,对重要用户可从不同段引出两个回路,当一
段母线发生故障,分段断路器自动将故障切除,保证正常母线供电不间断,所以
此方案同时兼顾了可靠性,灵活性,经济性的要求。
方案二虽供电更可靠,调度更灵活,但与方案一相比较,设备增多,配电装置布置复杂,投资和占地面积增大,而且,当母线故障或检修时,隔离开关作为操作电气使用,容易误操作。
由以上可知,在本设计中采用第一种接线,即采用单母线分段的连接方式。
1.4.主变压器选择
变压器空载运行时需用较大的无功功率,这些无功功率需由供电系统供给,变压器容量如选的过大,不但增加投资,而且使变压器长期处于轻载运行,出现“大马拉小车”现象,使空载的损耗增加,功率因数降低,网络损耗增加。
若容量选的小,会使变压器长期过负荷,易损坏设备。
变压器的最佳负载率在40%-70%之间,负载过高,损耗明显增加,更换大容量的变压器,势必增加投资,且影响供电。
总之选择变压器的容量,要以现有的负荷为依据。
1.台数
变压器的台数应根据负荷的特点和经济运行选择,要由负荷大小,对供电的可靠性和电能质量的要求来决定,并兼顾节约电能、降低运行造价、维护设备等因素,确定变压器台数应综合考虑,进行认真的技术经济比较。
按负荷的等级和大小来说,对于一、二级负荷的变电所,当一、二级负荷较多时,应选两台或两台以上变压器,如只有少量的一、二级负荷并能从相邻的变电所取得低压备用电源,可以只采用一台变压器。
对于像本任务要求来说主要负荷是二、三类负荷。
2.型号
主变压器的型号选择主要考虑以下因素:
1)变电所的所址选择;2)建筑物的防火等级;3)建筑物的使用功能;4)主要用电设备对供电的要求;5)当地供电部门对变电所的管理体制等。
为了保证供电的可靠性,变电站一般装设两台主变压器。
当只有一个电源或变电站可由低侧电网取得备用电源给重要负荷供电时,可设一台对于大型枢纽变电站,根据工程具体情况,当技术经济比较合理时可装设两台以上压器。
根据变电所所带负荷的性质网结构来确定主变压器的容量。
对于有重要负荷的变电所,压器停运时,其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内,应保护用户二级负荷;对一般性变电所,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60%-70%。
此变电所是一般性变电所。
所以应选两台容量为10MVA的变压器
第二章短路点的计算
在发电厂和变电站的电气设计中,短路电流计算是其中的一个重要环节,其计算的目的是在选择电气主接线时,为了比较各种接线方案,或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等,均需进行必要的短路电流计算。
以及选择电气设备时,为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作,同时又力求节约资金,这就需要进行全面的短路电流计算。
变压器短路电压
%=5。
供电局母线短路容量为
=800MVA设基准容量Si=100MVA基准电压取短路点平均额定电压K-1点为37kV,K-2点为6.3kV。
计算电路图
按无限大容量系统计算短路电流,基准容量选取100MVA,则系统阻抗Xs为
第三章电气设备的选择
电气选择是发电厂和变电站电气设计的主要内容之一。
正确的选择电气是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。
在进行电气选择时,应根据工程实际情况,在保证安全、可靠的前提下,积极而稳妥地采用新技术,并注意节省投资,选择合适的电气。
尽管电力系统中各种电气的作用和工作条件并不一样,具体选择方法也不完全相同,但对他们的基本要求是一致的。
电气要能可靠的工作,必须按正常工作条件进行选择,并按短路状态来校验热稳定和动稳定。
断路器的主要功能是:
正常行时,用它来倒换运行方式,把设备或线路接入电路或退出运行,起着控制作用;当设备或线路发生故障时,能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行,能起保护作用。
35kV侧断路器是开关电气中最为完善的一种设备。
其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。
3.1.35kV断路器选择
查《BA1样本》及发电厂电气部分中的选择条件,选用ZW7-40.5型户外真空断路器,具体参数如下:
断路器的选择条件:
额定电压,额定电流,热稳定电流,动稳定电流,开断电流。
样本中ZW7-40.5型户外真空断路器的额定参数:
(主变额定电流:
10000/
35=165A)进线开关按两台主变额定电流选。
表一
型号
额定电压(kV)
额定电流(A)
额定开断电流(kA)
额定关合电流(kA)
额定短时耐受电流(kA)
额定峰值耐受电流(kA)
ZW7-40.5
40.5
2000
31.5
80
31.5
80
额定电压
合格
额定电流
合格
额定开断电流
合格
动稳定校验
合格
热稳定校验
合格
表二
设备表
计算参数
35kV
330A
16.506kA
6.47kA
额定参数
40.5kV
2000A
80kA
31.5kA
对比计算参数与额定参数可知选取合格。
3.2.6kV进线断路器选择
查《ZN21-12样本》主变6KV额定电流=10000/
6.3=916A考虑到过负荷1.3倍=1191A(由于一台变压器故障时,另外一台带全厂重要负荷)过流取1.5秒
表三
型号
额定电压(kV)
额定电流(A)
额定开断电流(kA)
额定关合电流(kA)
额定短时耐受电流(kA)
额定峰值耐受电流(kA)
ZN21-12
12
1600
31.5
80
31.5
80
额定电压
合格
额定电流
合格
额定开断电流
合格
动稳定校验
合格
热稳定校验
合格
表四
Un
In
I2
I"
计算参数
6kV
1191A
3.7kA
1.45kA
额定参数
12kV
1600A
80kA
31.5kA
计算参数与额定参数对比可知所选用ZN21-12能用。
3.3.35kV电缆选择
35kV电缆,由35kV开关柜到主变,选择条件:
额定电压,额定电流,热稳定校验)
根据变电所要求选用交联聚乙烯电缆。
YJV22-35-3X70。
南京地区Ө=32.3度
查《发电厂电气部分》选择S=70
电缆。
=25℃时In=165A
=90℃
查有关手册温度修正系数南京地区最高月平均温度32.3
修正公式:
查《发电厂电气部分》得土壤热阻修正参数K3=1.0两根并列敷设系数K4=0.9
不满足长期发热要求。
热稳效验
,
C值查设计手册为135C为热稳定系数。
不满足要求故改选为120mm2。
最后35kV电缆为YJV22-35-3X120温度35度时允许电流为
=451A
3.4.6kV出线电缆的选择
选择条件:
额定电压,额定电流,热稳定校验。
热稳定最小切面:
SMIN=I∞
/C=10130
/135=105
C为热稳定系数,T=2秒,为主变过流保护动作时间。
选用YJV22-6-(3
120)35度时允许电流为285A
3.5.主母线选择
35kV母线由开关柜供给,额定电流,动热稳定校验与断路器相配。
6kV母线是由主变6kV出线到6kV开关柜。
予选TMY-3(80
8)。
载流量
时平放电流为1361A
热稳定校验:
实际面积:
热稳定合格
动稳定校验:
TMY母线允许应力
三相母线平放,相间距取25cm
母线抗弯距
单位长度母线电动力
只要跨距<36.36m,动稳定合格
3.6.互感器的选择
互感器(包括电流互感器TA和电压互感器TV)是一次系统和二次系统间的联络元件,用以分别向测量仪表、继电气的电流线圈和电压线圈供电,正确反映电气设备的正常运行和故障情况。
互感器的作用是:
将一
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