35KV变电站一次系统设计.docx
《35KV变电站一次系统设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《35KV变电站一次系统设计.docx(31页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、河南理工大学万方科技学院本科课程设计报告 -j I I jj / 7 /i I -j Iy u- r j ii1_- v i j kv i_i.河南理工大学万方科技学院%KV变电站一次系统设计名:学 号:专业班级:电气08-2指导老师:所在学院:电气工程与自动化系摘要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,起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变 电所的主要环节,电气主接线的拟定直接关系着全厂(所)电气设备的选择、配电装置 的布置、继电保护和自动装置的确定,是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本次设计建设一座35KV降压变
2、电站,首先,根据主接线的经济可靠、运行灵活的 要求选择各个电压等级的接线方式,在技术方面和经济方面进行比较,选取灵活的最优 接线方式。其次进行短路电流计算,根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流, 从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时,其短路稳态电流和冲击 电流的值。最后,根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择,然后进行 校验并对二次改造部分进行概预算编制。关键词:35KV变电所:设计:变压器:短路电流计算目录1概述42变电所的负荷计算53变电站的选取84电气主接线设计105短路电流计算146电气设备选择和校验167变电所的平面布置258防雷接地27
3、9心得体会291概述我国的城市电力网和农村电力网正在进行大规模的改造,与此相应,城乡变电所也 须进行更新换代,我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在,小型变电所、微机监 测变电所、综合自动化变电所相继出现,并取得了迅猛的发展。供电电源:由区域变电所二路35kV架空线(1#、2#线)至变电站后转为电缆线供 给本站,线长3 Km。变电站35kV母线最大运行三相短路容量S 矣=800MVA,S 矣.二600MVA。操作电源:直流220V电能计量:采用高供高计,两路35kV进线各设置计量专用的电流、电压互感器及 计量屏。两台所用变设计量用电度表。随着改革的不断深化,经济的迅速发展。各电力部门对变电所
4、设计水平的要求将越 来越高。现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后,结构不合理,占地多,投 资大,损耗高,效率低,尤其是在一次开关和二次设备造型问题上,基本停留在5060 年代的水平上,从发展的观点来看,将越来越不适应我国城市和农村发展的要求。国民经济不断发展,对电力能源需求也不断增大,致使变电所数量增加,电压等级 提高,供电范围扩大及输配电容量增大,采用传统的变电站一次及二次设备已越来越难 以满足变电站安全及经济运行,少人值班或者无人值班的要求。现在已经大多采用了微 机保护。分级保护和常规保护相比,增加了人机对话功能,自控功能,通信功能和实时 时钟等功能,因此如果通过电力监控综合自动化
5、系统,可以使变电站内值班人员或调度 中心的人员及时掌握变电站的运行情况,直接对设备进行操作,及时了解故障情况,并 迅速进行处理,达到供电系统的管理科学化、规范化、并且还可以做到与其他自动化系 统互换数据,充分发挥整体优势,进行全系统的信息综合管理。2变电所的负荷计算2.1负荷计算的意义计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负 荷。它是设计时作为选择工厂电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及 互感器等的额定参数的重要依据。负荷计算的目的是为了掌握用电情况,合理选择配电系统的设备和元件,如导线、电 缆、变压器、开关等。负荷计算过小则依此选用的设备和载流部分
6、有过热危险,轻者使 线路和配电设备寿命降低,重者影响供电系统的安全运行.负荷计算偏大,则造成设备的 浪费和投资的增大。为此,正确进行负荷计算是供电设计的前提,也是实现供电系统安 全、经济运行的必要手段2.2负荷计算方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计 单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率 法、变值系数法和ABC法等.常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时,应将性质相 同的用电设备划作一组,并根据该组用电设备的类别,查出相应的需用系数K,,然后 按照上述公式求出该组用电设备的计算负荷。2.3负荷计算过程按照原始负荷资
7、料如下:负荷(35KV):同时系数Km=0.9表2-1负荷名称额定容量(KW)额定电压(KV)负荷特性Cos 6供电线路长度(m)1#出线86060.82002#出线40060.822503#出线76060.751004#出线160060.880水源变电所120060.85200生活区变电所200060.890锅炉变电所110060.8100污水处理电源120060.880计算过程如下:=0.75, 0.81#出线:tang土片 =、1一0.82 cos 9P30=KdPN= 0.9 x 860 = 774KW,Q30 = P30tan 4 = 774 x 0.75580.5 KW2#出线:t
8、ang士5cos巾冷=0-698,% = K = 0.9 x 400 = 360KWQ30 = P0tan 9 = 360 x 0.698 = 251.28 KW1 cos2 91 - 0.7523#出线:tan9 = 0.882,cos90.75P30 = KP = 0.9 x 760 = 684KWQ30 = P0 tan9 = 684 x 0.882 = 603.288KW1 - COS2 9 1 - 0.824# 出线:tan 9 = = = 0.75,cos 90.8P0 = KP = 0.9 x 1600 = 1440KWQ30 = P0 tan9 = 1440 x 0.75 =
9、1080KW水源变电所:tan9= 5 2 9 =正瓯! = 0.62, cos 90.85P0 = KP = 0.9 x 1200 = 1080KWQ30 = P% tan9 = 1080 x 0.62 = 669.6KW生活区变电所:tan9=正* =正虫=0.75, cos90.8P0 = KP = 0.9 x 2000 = 1800KWQ30 = P0tan 9 = 1800 x 0.75 = 1350 KW锅炉变电所:tan9= 土竺津=v1 - 0.82 = 0.75, cos90.8P30 = K = 0.9 x 1100 = 990KWQ30 = p0 tan4 = 990 x
10、 0.75 = 742.5KW污水处理电源:tan4= 止竺津=v1 - 0.82 = 0.75 , cos 40.8P0 =距广 0.9 x 1200 = 1080KWQ30 = P0tan 4 = 1080 x 0.75 = 810KW备用线路1#: tan4=4 =正虫=0.75cos 40.8,P0 = KP = 0.9 x 2000 = 1800KWQ30 = P0 tan4 = 1800 x 0.75 = 1350KW备用线路2#: tan4 =正予=卫旻=0.75, cos40.8P0 = KP = 0.9 x 2000 = 1800KWQ3 0 = P0tan 4 = 1800
11、 x 0.75 = 1350 KW负荷计算结果如下表2-2:负荷名称额定容 量(KW)额定电 压(KV)负荷 特性 cos 6tan 6供电线路长度(m)P(Kw)Q/3(KVar)1#出线86060.80.75200774580.52#出线40060.820.702503602523#出线76060.750.88100684601.94#出线160060.80.758014401080水源变电所120060.850.622001080669.6生活区变电所200060.80.759018001350锅炉变电所110060.80.75100990742.5污水处理电源120060.80.758
12、01080810备用200060.80.7520018001350备用200060.80.75200180013503变电站的选取3.1主变压器台数的确定为保证供电的可靠性,避免一台主变故障或检修时影响供电,变电所一般装 设两台主变压器,但一般不超过两台变压器。当只有一个电源或变电所的一级负 荷另有备用电源保证供电时,可装设一台主变压器。对于大型超高压枢纽变电所,装设两台大型变压器,当一台发生故障时,要 切断大量负荷是很困难的,因此,对大型枢纽变电所,根具工程具体情况,应安 装24台主变压器。这种装设方法可以提高变电所的供电可靠性,变压器的单 台容量以及安装的总容量皆可有所节约,且可根据负荷的
13、实际增长的进程,分别 逐台装设变压器,而不致积压资金。当变电所装设两台以及以上的主变时,每台容量的选择应按照其中任一台停 运时,其余变压器容量至少能保证所供的一级负荷或为变电所全部负荷的60% 75%。通常一次变电所采用75%,二次变电所采用60%。3.2主变压器容量的确定本次设计的是线变阻,选择暗备用,每台按变压器的最大负荷选择。正常情 况下两台变压器都参加工作,这时,每台变压器均承受50%最大负荷,这种备用 及能满足正常工作时经济运行的要求,又能在故障情况下承担全部负荷,是比较 合理的备用方式。所以 5心=100% S30 = 11775.043 KVA根据数据选SFL7-12500/35
14、型变压器。AP =AP +AP(土 )2(3-1)T OTCu. N .T SN .T而 APt = 16000W = 16KW,APc NT = 63000W = 63KW11775.043AP = 16 + 63( )2 = 71.9 KWt12500AQ =AQ+AQ (二)2T OTN T SN .TAQ = 1ot% x S = 07 x 12500 = 87.5而 OT 100n.t 100AQ =AUk% xS= x 12500 = 1000N.T100N .T 10011775.043斗=87.5 +1000 x ( 12500 )2 = 974.87 K varS30 =(P
15、0 + AP )2 + (Q30 + AQ - Qc)2 = J(9446.4 + 71.9)2 + (7029.7344 + 974.87 33 x 72.56)2 =11048.6 12500因此校验合格。a P30实际功率因数:PJQx P,3J +(P tan q - nS )20.75 x 9518.3cos。= - =Qav;(0.75 x 9518.3)2 + (0.75 x 9518.3 x 0.802 - 33 x 72.56)27138.725 = 0.9067877.533.3补偿电容器的选择变电所对功率因数有这样高的要求,仅仅依靠提高自然功率因数的办法,一 般不能满足要
16、求。因此,变电所需装设无功补偿装置,对功率因数进行人工补偿。计算过程如下:P30 = KP= 0.8 x 11808 = 9446.4Q30 = KZ Qn = 0.8x8787.168 = 7029.7344 并联前:a P30.加 P30) +(p Q30)0.75 x 9446.4:(0.75 x 9446.4)2 + (0.8 x 7029.7344)2=0.78tan 41 = 0.802并联后:cos 4 = 0.9,tan 4 = 0.484所以:Q = aP0(tan-tan42) = 0.75 x 9446.4 x (0.802 0.484) = 2252.966k var
17、因此选补偿电容器的型号为:BWF6.3-80-1WQ = Q (L)2 = 80 x (冬2 = 72.56k varC1cinu N6.32252.966n = 31.0472.56所以电容器的个数选33只。4电气主接线设计4.1电气主接线的概述变电所电气主接线是根据电力系统和变电站的具体条件确定的,一电源和出 现为主体。是构成电力系统的重要内环节。主接线的确定对电力系统整体及变电 站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关,并对电气设备选择、配电装置 的布置、继电保护和控制方式的拟定有很大影响。因此,必须通过技术经济比较, 合理确定主接线方案。4.2电气主接线的设计原则和要求4.2.1电气
18、主接线的设计原则(1) 考虑变电所在电力系统的地位和作用。变电所在电力系统的地位和作用 是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、 企业变电所还是分支变电所,由于它们在电力系统中的地位和作用不同,对主接 线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。(2) 考虑近期和远期的发展规模。变电所主接线设计应根据五到十年电力系 统发展规划进行。应根据负荷的大小及分布负荷增长速度和潮流分布,并分析各 种可能的运行方式,来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。(3) 考虑用电负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响。对一级用 电负荷,必须有两个独立电源供电,且当一个电源失
19、去后,应保证全部一级用电 负荷不间断供电;对二级用电负荷,一般要有两个电源供电,且当一个电源失去 后,能保证大部分二级用电负荷供电,三级用电负荷一般只需一个电源供电。(4) 考虑主变台数对主接线的影响。变电所主变的容量和台数,对变电所主 接线的选择将会产生直接的影响。通常对大型变电所,由于其传输容量大,对供 电可靠性要求高,因此,其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的 变电所,其传输容量小,对主接线的可靠性、灵活性的要求低。(5) 考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。发、送、变的备用容量是 为了保证可靠的供电,适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。 电气主接线的设计要
20、根据备用容量的有无而有所不同,例如,当断路器或母线检 修时,是否允许线路、变压器停运;当线路故障时否允切除线路、变压器的数量 等,都直接影响主接线的形式。4.2.2电气主接线设计的基本要求变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位,变电所的规划容 量、负荷性质、线路、变压器连接总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供 电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。(1) 可靠实用。所为可靠性是指主接线能可靠的工作,以保证对用户不间断 的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验,对以往 所采用的主接线经过优选,现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠
21、性是它 的各组成元件,包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。因此,不仅要考虑一 次设备对供电可靠性的影响,还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的 影响。同时,可靠性不是绝对的,而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠 的,而对另一些变电所可能是不可靠的。(2) 运行灵活。主接线运行方式灵活,利用最少的切换操作,达到不同的供 电方式。根据用电负荷大小,应作到灵活的投入和切除变压器。检修时,可以方 便的停运变压器、断路器、母线等电气设备,不影响工厂重要负荷的用电。(3) 简单经济。在满足供电可靠性的前提下,尽量选用简单的接线。接线简 单,既节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 35 KV 变电站 一次 系统 设计
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4881532.html