农村35kV无人值守变电所设计.doc
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1、农村35kV无人值守变电所设计摘要随着电网容量的增加,综合自动化水平的需求,无人值守变电所的建设已经是当今电力事业发展的潮流。本变电所位于乡镇边缘,公路交通方便,主要为生活用电和农业用电所设计的,以三类负荷为主。35kV侧采用一回进线、主变压器采用一台S63150/35型双绕组变压器;主变压器35kV侧采用SW3-35型断路器配合GW5-GD600型隔离开关作为保护和控制;10kV侧采用单母线接线;出线4回;10kV主进线采用LN2-10型SF6断路器、出线采用断路器与保护控制器配合作为控制和保护。10kV侧电容器选用集合式BFM型并联电容器;电流互感器和电压互感器均选用干式互感器;35kV,
2、10kV侧避雷器全部选用HY5W5型阀型避雷器。二次设备采用综合自动化装置LFP-900系列。关键词:无人值守 继电保护 电气设备AbstractWith the increase of the capacity of the electric wire netting , improvement of the voltage grade, the demand for the comprehensive automation level, the construction of the transformer substation with no guard is nowadays tren
3、d of development of electric cause. This transformer substation lies in the edge of villages and towns, the highway communication is convenient, mainly design in order to live with the electricity with electricity and agriculture, take three kinds of load as the core. 35kV side adopt one enter line
4、, main voltage transformer adopt one capacity S6- 3150/35 type to have , transfer and pigeonhole the voltage transformer year; The main voltage transformer 35kV side adopts the circuit breaker of the Model SW3-35 to cooperate with the GW5-GD600 type to isolate the switch as protecting and controllin
5、g; 10kV side adopt single bus bar simple and easy to segment wiring; Qualify for the next round of competitions 4 times; 10kV enter line adopt Model LN2-10 vacuum circuit breaker , qualify for the next round of competitions , adopt circuit breaker with protect controller cooperate as controlling and
6、 protecting mainly. 10kV side condenser selects the set type BFM type for use and connects the condenser in parallel; The mutual inductor of the electric current and voltage mutual inductor select the doing type mutual inductor for use ; 35kV, all 10kV arresters select the valve type arrester of Mod
7、el HY5W5 for use. Apparatus two times adopts the device LFP-900 series of comprehensive automation.Keyword: Nobodys electric equipment of relay protection on duty目录摘要IAbstractII目录III1 前言11.1设计的原则以及设备选型11.1.1电气主接线11.1.2主要设备选型21.1.3所用电及照明21.2设计中应注意的问题22负荷统计及其计算32.1负荷统计表32.2负荷计算32.2.1变电所各用户计算负荷32.2.2 变
8、电所当年的负荷33 变压器容量的选择与主接线的设计53.1主变容量及台数的选择53.2 主接线形式的确定54短路计算64.1短路计算的目的64.2各元件电抗标幺值计算64.3短路点的确定64.3.1最大运行方式各短路点电流74.3.2最小运行方式各短路点电流85 电气设备的选择与校验105.1高压侧电气设备的选择及校验105.1.1高压侧母线的选择及校验105.1.2高压侧隔离开关的选择115.1.3高压电流互感器的选择115.1.4高压侧断路器的选择及校验12(1) 35kV侧高压断路器的最大长期工作电流计算如下:125.1.5高压侧悬式绝缘子的选择135.2低压侧电气设备的选择与校验145
9、.2.1低压侧母线的选择及校验145.2.2低压侧断路器的选择及校验1510kV侧高压断路器的最大长期工作电流计算如下:155.2.3低压侧电流互感器的选择及校验165.2.4低压侧支柱绝缘子的选择175.3低压侧出线设备的选择与校验185.3.1低压侧出线的选择与校验185.3.2低压侧出线路断路器的选择与校验195.3.3低压侧出线路隔离开关的选择与校验195.3.4低压出线电流互感器的选择与校验205.3.5电压互感器的选择215.3.6电力电容器的选择225.3.7保护电力电容器的熔断器的选择235.4所用变的选择及其保护设备的选择235.4.1所用变的选择235.4.2保护所用变的熔
10、断器的选择245.4.3保护所用变的隔离开关的选择245.4.4穿墙套管的选择与校验246 变电所继电保护的设计266.1主变压器的保护266.2电流速断保护266.3主变的过流保护276.4低压侧出线的的保护277 接地装置及防雷保护的设置307.1直击雷的保护301设计中应该注意的问题307.2变电所侵入波的保护307.3接地装置318 绝缘监察装置338.1断路器的控制及信号回路338.2直流操作电源339综合自动化装置的选择359.1 LFP-900系列中低压变电站综合自动化保护装置359.1.1概述359.2.2 主要特点359.2.3本变电所保护配置369.2.4 变压器保护369
11、.2.5主要技术数据379.2微机控制系统在35kV无人值守变电所中的应用389.2.1调度端389.2.2 信号通道389.2.3 执行端3810变电所整体平面设计4011.工程概算4112.结束语42附图43参考文献55致 谢561 前言综观我国农村变电所发展的全过程,经历了早期简易站,改进型户内站,常规站和小型站四个发展阶段。在上述的四种模式中,除极早期的简易站未设专人值守外,其余均设人值守。这使我们在值守人员方面投入大量的建设资金和维护型开支。如黑龙江省龙江县电业局瞎属的11座35kV变电所,就有34名值守人员,仅此支出(如工资,管理费等)全年达50万元之多。如今随着国外高新技术的引进
12、,国内新型变配电控制设备的研究开发已经取得了突破性的进展。所以当今无人职守变电所的建设已经成为我国电力事业的一大发展趋势。无人值守变电所技术含量高,实时监控设备健康化,遥控、遥信、信号的采集,都需要通过调度这一环节来完成,必须强化调度的管理责任。各个部门的配合一定程度上直接影响无人值守变电所的安全和运行。 留守人员的职责需加强,不能淡化。部分管理者有一种片面意识,认为无人值守变电所的最终意图,是减人增效,提高劳动生产率,淡化了留守人员的职责,电力系统内部某些隐形缺陷,如过热、放电等,信号量无法采集,只有扩大了故障,引起了事故才得以发现和处理,显然是不妥的,必须加强留守人员的职责,严格要求有利于
13、管理。 留守人员应填写的几种记录。有据可查,建议无人值守变电所恢复以下记录:交接班记录;设备巡视记录;设备缺陷记录;避雷器动作记录;绝缘保护工具试验记录。 为了适应现阶段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,我选择了农村35kV无人值守变电所电气部分设计作为自己的毕业课题。本次设计的变电所为35kV无人职守变电所,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
14、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。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。本次设计包括主变及电气设备的选择与校验,继电保护,接地与防雷等内容。在本次设计中,我对所学的知识得以融会贯通,对专业知识有了更深的理解,提高了我的独立工作能力以及查阅资料的能力,为我走入社会参加工作打下了很好的基础。由于水平有限,论文中存在缺点和错误在所难免,敬请各位老师同学批评指正。1.1设计的原则以及设备选型1.1.1电气主接线电气主接线以运行可靠,简单清晰,操作方便为原则,并留有发展的余地,方案采用:
15、 35kV 进线1 回,主变压器1 台;35kV 侧装设隔离开关和断路器,35kV 及10kV 母线均为单母线布置,10kV 出线4回,其中电容器1 台,各出线均选择隔离开关和SF6断路器作控制设备。1.1.2主要设备选型所内采用1台主变压器,为一台S63150/35型双绕组变压器,变压器容量根据电力负荷情况而定。高压断路器采用SW335/600断路器, 10kV侧断路器采用LN210型SF6断路器。35kV 母线使用LGJ - 70 铝绞线,采用单母线不分段接线,10kV母线采用单母线接线,采用LMY-5050mm2型铝母线,出线4回。1.1.3所用电及照明所用变压器选用S9 - 50/35
16、 直配型变压器, 作为全所控制、保护及变电所检修调试电源。全所还设有工作照明和事故照明,当全所停电时,事故照明回路自动切换至直流系统供电。1.2设计中应注意的问题(1)设计方案要区别于初期小型化设计方案,特别是在自动化装置的配置方面,按变电所自动化配置。 (2) 电气设备选择应优先采用国内可靠性较高的设备,满足性能稳定、工作可靠、安装方便、不检修的周期长、维护工作量小等要求。2负荷统计及其计算2.1负荷统计表本变电所均为三类负荷,以生活用电、农业灌溉负荷比重大,工业比重小。10kV侧采用单母线接线4回出线。负荷统计如表2-1所示表2-1 负荷统计表供电回路序号回路名称用户类型容量(kVA)需用
17、系数线长(km)回路数1张庄三类14000.61012四马架三类12000.61513蓝村三类10000.61514王家沟三类800 0.82012.2负荷计算2.2.1变电所各用户计算负荷根据 =则: = 1400 0.6 = 840 kVA =1200 0.6 = 720 kVA = 1000 0.6 = 600 kVA =800 0.8 = 640 kVA式中 各用电设备的额定容量各用电设备的需用系数2.2.2 变电所当年的负荷根据 则: 式中 线损率取7% 同时系数取0.85考虑到5年内,年负荷增长率为5%,因此,该所最大计算负荷为:3 变压器容量的选择与主接线的设计3.1主变容量及台
18、数的选择由于本变电所供电区域内为三类负荷,供电可靠性要求不是很高,所以选用一台主变。其额定容量为Se(0.75-0.8)3274.02=2619.21 kVA,主变的容量为3150kVA ,所以选择S6-3150/35型变压器,其技术数据如表3-1表3-1 主变参数表额定电压阻抗电压(%)空载损耗短路损耗空载电流(%)高压低压35kV10.5kV74.5kw23kw1.03.2 主接线形式的确定35kV侧采用单母线接线,采用断路器和隔离开关配合作为变压器的过负荷和短路保护。10kV 侧采用单母线接线,在出线线路上采用SF6断路器作为保护。为了减少电网的电能的损耗和提高电源的利用率,装设了无功补
19、偿电容器,将电容器接成三角形并联在10kV侧母线上。4短路计算4.1短路计算的目的 在选择主接线以及确定主接线是否采用限制短路电流的措施,该变电所容量小,不需采用任何限制短路电流的措施。 在选择、校验电气设备时,为了保证在正常运行和故障运行时都能安全可靠地工作,同时力求节约投资,需考虑短路电流的大小。 在选择继电保护方式以及进行继电保护整定计算中需要以短路电流为依据。 选择接地装置的设计中也要以短路电流为依据。 设计户外装置时,要根据短路电流确定及校验导线的相间距离以及他们相对地面的安全距离。4.2各元件电抗标幺值计算取SB=100MVA,VB=Vav系统电源电势标幺值为1,系统电抗标幺值最大
20、运行方式Xmin=0.04,最小运行方式Xmax=0.06,主变的等效阻抗标幺值:XT*=Ux%/100SB/SN=7/100100106/(3150103)=2.22高压侧电源进线的阻抗标幺值:低压侧各出线的阻抗标幺值:因为出线1的阻抗最小,短路电流Id最大,所以出线的短路点f1选在出线1。4.3短路点的确定短路点的确定如图其接线如图4-1所示图4-1 等值电路图4.3.1最大运行方式各短路点电流f1点发生短路时:f2点发生短路时:点发生短路时:f4、f5、f6的短路点计算同上。4.3.2最小运行方式各短路点电流f1点发生短路时:f2点发生短路时:f3点发生短路时:f4、f5、f6的短路点计
21、算同上。各短路点短路电流如表41所示表4-1 各短路点短路电流汇总表短路点计 算最大运行方式最小运行方式f12.0521.7535.1543.0992.2281.4885.6813.364f21.8391.5934.6822.7771.8271.5824.652.759f30.8310.722.1151.2550.8290.7182.1091.252f40.6520.5651.6590.9440.650.5631.5640.982f50.6520.5651.6590.9440.650.5631.5640.982f60.5350.4651.3670.8080.5350.4631.3620.808
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