工廠35KV總降壓變電所設(shè)計方案

1、工廠35KV總降壓變電所設(shè)計方案某xx廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計、基礎(chǔ)資料1、全廠用電設(shè)備情況1 負荷大小用電設(shè)備總安裝容量：6630kW計算負荷（10kV側(cè)）有功：4522 kW無功：1405kVar各車間負荷統(tǒng)計見表 8 12 負荷類型本廠絕大部分用電設(shè)備均屬長期連續(xù)負荷，要求不間斷供電。停電時間超過兩分鐘將造成產(chǎn)品報廢；停電時間超過半小時， 主要設(shè)備，電爐將會損壞；全廠停電將造成嚴重經(jīng)濟損失，故主要車間及輔助設(shè) 施均為I類負荷。（3）本廠為三班工作制，全年工作時數(shù)8760小時，最大負荷利用 小時數(shù)5600小時。3 全廠負荷分布，見廠區(qū)平面布置圖。（圖8 1）表8 1全廠各車間負荷統(tǒng)計表

2、序號負荷類型計算負荷車間名稱Pjs (kW)Qs (kVar)Sjs (kVA)1空氣壓縮車間I7801808002熔制成型（模具）車間I5601505803熔制成型（熔制）車間I5901706144后加工（磨拋）車間I6502206865后加工（封接）車間I5601505806配料車間I3601003747鍋爐房I4201104348廠區(qū)其它負荷（一）II-I4001684349廠區(qū)其它負荷（二）II440200483共計II-I476014484985同時系數(shù)II0. 950. 97全廠計算負荷452214054735.242、電源情況1工作電源 本廠擬由距其 5公里處的 A變電站接一回架

3、空線路供電， A變電站 110kV母線短路容量為1918MVA基準容量為1000 MVA A變電站安裝 兩臺SFSLZ 31500kVA/ 110kV三圈變壓器，其短路電壓 U高中=10.5%,U高低=17% U低中=6%詳見電力系統(tǒng)與本廠聯(lián)接圖（圖8 2）。58E圖8 1廠區(qū)平面布置示意圖8 2 電力系統(tǒng)與本廠聯(lián)接示意圖供電電壓等級，由用戶選用35kV或10kV的一種電壓供電。最大運行方式：按 A變電站兩臺變壓器并列運行考慮。最小運行方式：按 A變電站兩臺變壓器分列運行考慮。2 備用電源擬由B變電站接一回架空線作為備用電源。系統(tǒng)要求，只有在工作電 源停電時，才允許備用電源供電。3 功率因數(shù)供

4、電部門對本廠功率因數(shù)要求值為：當以35kV供電時，cos $ =0.9當以10kV供電時，cos $ =0.954 電價供電局實行兩部電價?；倦妰r：按變壓器安裝容量每1千伏安每月4元計費。電度電價：35kVB =0.05元/ kWh10kVB =0.06 元/ kWh5 線路的功率損失在發(fā)電廠引起的附加投資按每千瓦1000元。電力工業(yè)對我國社會主義建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活影響很大，因此，提高電力系統(tǒng)運行的可靠性，保證安全供電是從事電力設(shè)計的 重要任務。電氣設(shè)備除要承受正常工作電壓、電流外，還要承受異常 和故障情況下的過電壓、大電流的沖擊。電力系統(tǒng)在運行中可能發(fā)生 各種故障或出現(xiàn)各種不正常運

5、行狀態(tài)，從而在電力系統(tǒng)中引發(fā)事故， 故障一旦發(fā)生，能迅速而有選擇性切除故障單元，是保證電力系統(tǒng)安 全經(jīng)濟運行的有效方法之一。本次設(shè)計是在學習電力系統(tǒng)分析 、電力系統(tǒng)繼電保護 、發(fā) 電廠電氣部分 、電力系統(tǒng)自動裝置原理等專業(yè)學科的基礎(chǔ)上，結(jié) 合實際對 35kV 變電站電氣部分供電方案進行經(jīng)濟性、 可靠性的綜合比 較，著重對電氣主接線的選擇、短路電流的計算、設(shè)備的選型及保護 配置、原理、整定計算進行闡述，掌握一次設(shè)備選擇、了解地方變電 站接線方式以及繪制變電站的主接線圖、保護回路二次接線等，本次 設(shè)計也旨在加強和提高電力系統(tǒng)一次設(shè)備的運行和技術(shù)管理水平，我 通過對三年學習進行總結(jié)和應用，在本次設(shè)計

6、中找到一個理論聯(lián)系實 際的切入點，提高了本人的業(yè)務水平，以便在生產(chǎn)過程中更好地解決 實際問題，保證設(shè)備安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。由于時間倉促和本人水平有限，在設(shè)計中存在不少錯誤，懇請老 師提出寶貴意見， ！目錄第一章 畢業(yè)設(shè)計的目的和容第二章高壓供電系統(tǒng)設(shè)計 7第一節(jié) 概述8第二節(jié)主接線設(shè)計的原則 8第三節(jié)供電系統(tǒng)的設(shè)計方案8第三章總降壓變電所的設(shè)計 21第一節(jié)電氣主接線設(shè)計21第二節(jié)短路電流計算 22第三節(jié)主要電氣設(shè)備選擇 30第四節(jié)配電裝置設(shè)計 37第五節(jié)主變壓器繼電保護設(shè)計 39第六節(jié)防雷接地設(shè)計48摘要本次通過對35kV總降壓站繼電保護及主接線的設(shè)計，對所學專業(yè)知識的容進行全面總結(jié)和應用，

7、提高了我的專業(yè)技術(shù)水平，使我 在以后的生產(chǎn)過程中能更好地理論聯(lián)系實際， 保證了設(shè)備安全、 經(jīng)濟、 穩(wěn)定運行。 關(guān)鍵詞 35kV 變電站 設(shè)計第一章 畢業(yè)設(shè)計的目的和容通過三年的專業(yè)基礎(chǔ)知識學習，加深了我對專業(yè)知識的鞏固和提 高，為了對專業(yè)知識有更深一步的了解和認識，通過畢業(yè)設(shè)計來加強 對發(fā)供電電氣設(shè)備設(shè)計的選擇原則、 設(shè)計方案、 接線方式、 設(shè)備選型、 保護配置及安全接地保護的認識與了解，運用所學的基本理論知識， 獨立地完成了設(shè)計任務，以達到理論聯(lián)系實際的目的。第二章 高壓供電系統(tǒng)設(shè)計第一節(jié) 概述高壓供配電裝置的設(shè)計主要以安全、可靠運行為原則，同時兼顧 運行的經(jīng)濟性與靈活性。因此，主接線的正確

8、、合理設(shè)計，必須綜合 處理各個方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟論證比較后方可確定。一、可 靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務，保證供電可靠是電氣主接線 最基本的要求；二、靈活性：電氣主接線應能適應各種運行狀態(tài)，并 能靈活地進行運行方式的轉(zhuǎn)換；三、經(jīng)濟性：主接線的設(shè)計應在滿足 可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟合理，主要從以下幾方面考慮： 投資省，占地面積少，電能損耗少。根據(jù)提供的設(shè)計資料，本變電所有兩路電源，正常運行時一路運 行一路備用。全所 9回出線有7回為I類負荷，且對供電可靠性要求 較高，停電時間超過兩分鐘即會造成產(chǎn)品報廢，停電時間超過半小時 主要設(shè)備、鍋爐將會損壞；全廠停電將造成嚴重的經(jīng)濟損失。

9、本廠為 三班工作制，全年工作時數(shù) 8760 小時，最大負荷利用小時數(shù) 5600 小時。另外，備用電源由 B 變電站引入，要求只有在工作電源停電時才 允許備用電源供電。供電局實行兩部電價：基本電價按變壓器安裝容量每千伏安每月4元，電度電價：35kV按0.05元/kWh，10kV按0.06元/kWh。計費；線路功率損失在發(fā)電廠引起的附加投資按每千瓦 1000 元計 算。第二節(jié) 主接線設(shè)計的原則主接線的設(shè)計， 必須結(jié)合電力系統(tǒng)、 發(fā)電廠和變電所的具體情況， 全面總結(jié)分析，經(jīng)過技術(shù)與經(jīng)濟比較，合理地選擇主接線方案。電氣 主接線設(shè)計的基本原則是以設(shè)計任務書為依據(jù)，執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟 政策、技術(shù)規(guī)定，從全

10、局出發(fā)，結(jié)合工程的實際情況，在保證供電可 靠、調(diào)度靈活、等各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行和檢修的方便， 盡可能地就地取材，節(jié)省投資。第三節(jié) 供電系統(tǒng)的設(shè)計方案一、供電方案的擬定本所電源進線可為 35kV 或 10kV 的兩路，按照要求正常情況下一 路運行，一路備用。配電母線為10kV，負荷出線有9回，且對供電可靠性要求較高，停電時間超過兩分鐘即會造成產(chǎn)品報廢，因此考慮配 電母線采用單母線分段接線，為了提高供電可靠性，10kV擬采用成套開關(guān)柜單層布置。而對于電源進線，則可取兩路35kV、兩路10kV 路35kV一路10kV，為此得出了三種不同的方案。1、方案一 : 工作電源與備用電源均采用 35

11、kV 電壓供電。 在這個方案中，總降壓變電所裝設(shè)兩臺主變壓器。工廠總降壓變電所的咼壓側(cè)接線方式可采用單母線分段接線和橋接線。顯然，從技術(shù)經(jīng)濟上比較，橋接線優(yōu)于單母線分段接線，故采用橋接線作為本方案的接線方式。2、 方案二：工作電源與備用電源均采用10kV電壓供電，兩路電源 進線均采用斷路器控制。3、方案三：工作電源采用35kV電壓供電，用架空線路引入總降壓變電所，裝設(shè)一臺主變壓器。備用電源采用10kV電壓供電，35kV降壓后接在10kV的一段配電母線上，備用電源接在10kV的另一段配電母線上。三個方案的主接線圖如下：方案分析比較工廠供電設(shè)計不僅要滿足生產(chǎn)工藝提出的各項具體要求，保證安 全可靠的

12、供電， 而且應力求經(jīng)濟合理 , 投資少，運行維護費用低。 對此， 需要對上述三個方案進行技術(shù)和經(jīng)濟比較，選擇一個經(jīng)濟合理的最佳 方案。技術(shù)經(jīng)濟比較一般包括技術(shù)指標、經(jīng)濟計算和有色金屬消耗量三 個方面。1、 方案的優(yōu)點和缺點分析（1）方案一 工作電源和備用電源均采用 35kV 供電 優(yōu)點：供電電壓高，線路功率損耗少，電壓損失小，調(diào)壓問題易 解決，要求的功率因數(shù)值低，所需補償容量小，可減少投資，供電的 安全可靠性較高。缺點：工廠要設(shè)總降壓變電所，占用的土地面積多，總降壓變電 所要裝設(shè)兩臺主變壓器，投資及運行維護費用高。（2）方案二 工作電源和備用電源均采用 10 kV 供電 優(yōu)點：工廠不設(shè)主變壓器

13、，可以簡化接線，降低了投資及運行維 護費。工廠不設(shè)總降壓變電所，可以減少占地面積，減少管理人員及 維護工作量。缺點：供電電壓低，線路的功率損耗增大，電壓損失也大，要求 的功率因數(shù)值高，需增加補償裝置及相關(guān)的投資，工廠設(shè)總配電所， 供電的安全可靠性不如 35kV。（3）方案三 工作電源采用35kV供電，備用電源采用10kV供電。本 方案的技術(shù)經(jīng)濟指標介于方案一和方案三之間。但是由于原始資料要 求兩路電源正常時只用一路供電， 工作電源停運時方用備用電源供電。因此該方案較好，因為備用電源供電時間較少，所以該方案既能滿足供電可靠性要求，投資也相對較少。1、技術(shù)指標計算1.1方案一根據(jù)全廠計算負荷為 4

14、735.24kVA，考慮原始資料要求兩 路電源正常時只用一路供電，工作電源停運時方用備用電源供電，本 方案選用5000 kVA的變壓器兩臺，型號為SJL1 5000/ 35,電壓為35/ 10kV，查表得到變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)：空載損耗厶Po=6.9kW，短路損耗 Pk=45kW阻抗電壓 U% =7 ,空載電流I。 =1.1變壓器的有功功率損耗 Pb=n A Po + Pk(Sjs/Sbe) 2/n( n 為變壓器臺數(shù))已知：n=2 (正常運行時備用變壓器充電備用)；Sjs=4735.24kVA ;Sbe=5000 kVA所以，變壓器的有功損耗 APb=2X 6.9 +45 X (4735.2

15、4/5000) 2=54kW變壓器的無功功率損耗A Qb=n(I 0%/ 100)Sbe+(1/n) (U %/ 100) Sbe (Sjs/Sjb)2= 2 X( 1.1/100) X 5000+ ( 7 / 100)X 5000 X (4735.24/5000)2=424kVar一臺變壓器運行的有功損耗=A Pb-A P°=54-6.9=47 kW一臺變壓器運行的無功損耗=A Q-1.1/100*5000=424-55=369 kVar35kV線路的功率：Pjs ' =Pjs+ A Pb- A Po=4522+54-6.9=4569kWQjs ' =Qjs+ A

16、Q-1.1/100*5000=1405+424-55=1774 kVarSjs ' =,Pjs2 Qjs 2 = 45692 1 7742 =4901kVAIjs ' =Sjs '/( 3Uei) = 4901 /(、3 X 35) =80.9A35kV線路的功率因數(shù)：cos $ = Pjs '/ Sjs ' = 4569 /4901=0.93導線在運行中，因其中有電流流過，將使導線溫度升高。溫度過高，將會降低導線的機械強度，加大導線接頭處的接觸電阻，增大導 線的弧垂。為保證導線在運行中不致過熱，要求導線的最大負荷電流 必須小于導線的允許載流量，即 Ij

17、s ' V lux。按照國家電線產(chǎn)品技術(shù)標準規(guī)定，經(jīng)過查表，35kV線路選用LGJ35鋼芯鋁絞線架設(shè)，幾何均距確定為 2.5米。查表得：0=0.85 Q/ km ,x 0=0.417 Q/ km 。工作電源電壓損失： ui= (0 X Pjs X Li+ x 0 X Qjs X Li) / Ubi (L=5 km)=(0.85 X 4569 X 5+ 0.417 X 1774 X 5)/ 35=0.66 kV U1V 35 X 5%=1.75 kV，電壓損失合格。備用電源電壓損失： U2= (r 0 X Pjs X L2+ x 0 X Qjs X L2)/ Ub1 (L=7 km)=(

18、0.85 X 4569 X 7+ 0.417 X 1774 X 7)/ 35= 0.92 kV U2V 35 X 5%=1.75 kV，電壓損失合格。(1) 方案二根據(jù)全廠計算負荷 Sjs=4735.24kVA ,可以計算出10kV線路的負荷電流Ijs=Sjs/ (、3Ub2) =4735.24/ ( ,3 X 10) =273A它的功率因數(shù)：cos $ = Pjs /Sjs=4522/4735.24=0.95根據(jù)導體的發(fā)熱條件， 10kV 線路選用 LGJ70 鋼芯鋁絞線架設(shè)，幾何均距確定為 1.5米。查表得：ro=O.46 Q/km,x o=O.365 Q/km。 電壓損失： ui= (r

19、 o x Pjs x L+ x o x Qjs x L)/ Ue2 (L=5 km)=(0.46 x 4522 x 5+ 0.365 x 1405 x 5)/ 10= 1.3 kV電壓損失過大， 為了降低電壓損失， 10kV 線路考慮選用 LGJ120的鋼芯鋁絞線架設(shè)。查表得：r0=0.27 Q/ km ,x 0=0.335 Q/ km電壓損失為： u1=( r 0 x Pjs x L+ x 0 x Qjs x L)/ Ue2 (L=5 km)=(0.27 x 4522x 5+ 0.335 x 1405x 5)/ 10= 0.85 kV同理： U2= (0.27 x 4522 x 7+ 0.3

20、35 x 1405x 7)/ 10=1.18 kV U2> U1> 10x 5%=0.5 kV，電壓損耗仍然偏高。只有通過提高 供電側(cè)電壓才能保證供電電壓。1.2. 方案三 正常運行時以 35kV 單回路供電， 10kV 線路作為備用電源。根據(jù)全廠計算負荷為4735.24kVA，廠總降壓變電所設(shè)一臺容量為5000 kVA的主變壓器，型號為 SJL1 5000/35，查表得到變壓器的主 要技術(shù)數(shù)據(jù)：空載損耗厶P°=6.9kW，短路損耗 Pk=45kW阻抗電壓 Uk% =7， 空載電流 I 0% =1.1變壓器的有功功率損耗 R=nA P0 + Pk(Sjs/Sbe) 2/n

21、(n 為變壓器臺數(shù))已知： n=1 ；Sjs=4735.24kVA ；Sbe=5000 kVA 所以， R=1 X 6.9 +45 X (4735.24/5000) 2=47kW變壓器的無功功率損耗 Q=n(l o%/ 100)Sbe+(1/n) (U k%Z 100) Sbe (Sjs/Sjb)=1 X (1.1 /100) X 5000+ (7 /100) X 5000 X (4735.24/5000) =369kVar 35kV線路的功率：Pjs ' =Pjs+ Pb=4522+47=4569 kWQjs ' =Qjs+ Qb=1405+369=1774 kVarSjs

22、' = Pjs2Qjs 2 = 45692 1 7742 =4901kVAIjs ' =Sjs '/( 3U&) = 4901 /( .3 X 35) =80.9A35kV線路的功率因數(shù)：cos $ = Pjs '/ Sjs ' = 4569 /4901=0.93導線在運行中，因其中有電流流過，將使導線溫度升高。溫度過高，將會降低導線的機械強度，加大導線接頭處的接觸電阻，增大導 線的弧垂。為保證導線在運行中不致過熱，要求導線的最大負荷電流 必須小于導線的允許載流量，即 Ijs ' v Iux 。按照國家電線產(chǎn)品技術(shù)標準規(guī)定，經(jīng)過查表，35

23、kV線路選用LGJ35鋼芯鋁絞線架設(shè)，幾何均距確定為 2.5米。查表得：0=0.85 Q/ km ,x 0=0.417 Q/ km 。35kV工作電源電壓損失： U1= (r 0 X Pjs X L1+ x 0 X Qjs X L1)/ U1 (L=5 km)=(0.85 X 4569 X 5+ 0.417 X 1774 X 5)/ 35 =0.66 kV UiV 35 X 5%=1.75 kV，電壓損失合格。10kV備用線路僅考慮一級負荷之用，一級計算負荷為3868.5kVA，可計算出10kV備用線路的負荷電流Ijsljs=Sjs/ (、3Ue) =3868.5/(、3 X 10) =223

24、.35 A按導體的發(fā)熱條件選用 LGJ120鋼芯鋁絞線架設(shè)，幾何均距確 定為1.5米，查表得每公里的電阻值ro=O.27 Q ,每公里的電抗值X0=0.335 Q?？捎嬎愠?0kV備用線路的電壓損失： U2= (r 0 X Pjs X L+ x 0 X Qjs X L)/ ue2 (L=7 km)=(0.27 X 3724 X 7+ 0.335 X 1047.6 X 7)/ 10=0.95kV要求電壓損失為：10X 5%=0.5 kV，作為備用電源由于所用時間 少，基本滿足要求；另外也可通過提高供電側(cè)電壓來保證。通過對三個方案的技術(shù)指標分析計算，可知：方案一：供電可靠，運行靈活，線路損失小，但

25、因裝設(shè)兩臺主變 壓器和三臺35kV斷路器，致使投資增大。方案二：工作及備用電源均采用10kV，無須裝設(shè)主變壓器，投資小，但線路損耗大，電壓損失嚴重，無法滿足一級負荷長期正常運 行的要求，故不予考慮。方案三：介于方案一和方案二之間，正常運行時，線路損耗低， 電壓損失小，能滿足一級負荷長期正常運行的要求。35kV線路故障或檢修時，10kV備用線路運行期間，電壓損失較大，但這種情況較少， 且時間不長，從設(shè)備投資來看，方案三比方案一少一臺主變壓器和兩 臺35kV斷路器，投資降低。至于備用線路電壓損失問題，可采用適當 提高線路導線截面的辦法來降低電壓損失或適當提高供電側(cè)電壓。因 此，將方案一與方案三再作

26、進一步的經(jīng)濟計算比較。2、經(jīng)濟計算經(jīng)濟計算包括基本建設(shè)投資和年運行費兩大項。（1）基建投資Z基建投資一般采用供配電系統(tǒng)中各主要設(shè)備從訂貨到安裝完成所 需的全部工程費用的綜合投資指標表示。所謂綜合投資，包括設(shè)備本 體價值、輔助設(shè)備及配件材料費和設(shè)備的試驗調(diào)試費用、土建及安裝 費用，也包括設(shè)備的運輸費。（2）年運行費用F年運行費是指設(shè)備投入運行后維持正常運行每年所付出的費用， 一般包括以下四項：設(shè)備的折舊費用Fz ;設(shè)備維護管理費 Fw;年電能損耗費用 Fa；年基本電價費 Fj。整個供電系統(tǒng)的年運行費 F=Fz+Fw+F+Fj。方案一和方案三的基建投資和年運行費見表1 4,經(jīng)濟比較見表5。表1方案

27、一的投資費乙項目說明單價（萬元）數(shù)量費用（萬元）線路綜合投資LGJ- 351.005+712.00變壓器綜合投資SJL15000/357.00214.0035kV斷路器SW35/10002.0636.18電壓互感器及避雷器JDJJ-35+FZ-350.9221.84功率損耗引起附加投資3ljs2r°LX 10-3 + AR1000 元 /kW137.4513.745合計47.765表2方案一的年運行費Fi項目說明費用（萬元）線路折舊費按線路投資的3.4%計算0.41線路維護費按線路折舊費的100%+算0.41變電設(shè)備折舊費按投資的5.8%計算1.28變電設(shè)備維修費按投資的5.8%計算

28、1.28線路電能損耗 Fx=3X 80.9 2x 0.85 x 5X 5600X 0.05 x 10-3-4x 102.34變壓器電能損耗2 Fb= :2X 6.9 x 8760+45X( 4985/5000) x5600X 0.05 x 10-41.85基本電價費用5000x 12x 4x 10-424合計31.57表3方案三的投資費Za項目說明單價（萬元）數(shù)量費用（萬元）線路綜合投資LGJ-35+LGJ-1201.00+1.355+714.45變壓器綜合投資SJL1 5000/357.0017.0035kV斷路器SW35/10002.0612.06電壓互感器及避雷器JDJJ-35+FZ-3

29、50.9210.92功率損耗引起附加投資3ljs2r°LX 10-3+ Fb1000 元/kW130.4513.045合計37.475表4方案二的年運行費F3項目說明費用（萬元）線路折舊費按線路投資的3.4%計算0.49線路維護費按線路折舊費的100%+算0.49變電設(shè)備折舊費按投資的5.8%計算0.58變電設(shè)備維修費按投資的5.8%計算0.58線路電能損耗 Fx=3X 80.9 2x 0.85 x 5X 5600X 0.05 x 10-3-4x 102.34變壓器電能損耗2斤=6.9 x 8760+45X (4985/5000) x 5600x 0.05 x 10-41.55基本電

30、價費用5000x 12x 4x 10-424.00合計30.03表5方案一與方案三的經(jīng)濟比較費方方案一方案三差額（萬元）投資Z （萬元）47.76537.47510.3年運行費F （萬兀）31.5730.031.54由經(jīng)濟計算比較結(jié)果可知，方案三的綜合投資及年運行費均低于 方案一。從供電的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性綜合考慮，決定采用方案 三，即正常運行時以35kV單回路供電，備用電源采用10kV線路供電。第三章 總降壓變電所的設(shè)計第一節(jié) 電氣主接線設(shè)計通過對以上資料的分析及方案的比較，為了滿足保證供電可靠、 調(diào)度靈活及各項技術(shù)要求， 兼顧運行、 維護方便， 盡可能地節(jié)省投資， 力爭設(shè)備元件和設(shè)計的

31、先進性與可靠性，堅持安全可靠與經(jīng)濟適用的 前提下。 10kV 配電系統(tǒng)采用單母線分段接線以提高供電可靠性。總體來說，本次設(shè)計根據(jù)前面的技術(shù)經(jīng)濟比較選擇方案三，正常運行時采用35kV供電，35kV供電系統(tǒng)故障或檢修時，采用 10kV備用 電源系統(tǒng)供電。10kV配電系統(tǒng)采用上述的單母線分段接線。為此，所 選定的主接線（見電氣主接線圖）具有如下特點：Gjt&-i#r s»i-io Hi»S-36G/*00LCT-!3&-lEW/n旦CC-1O血D|9(10-1 ILAI-LoaoeXh ir.- -1! rLtT-LOA ITriijiIiTTTH-rt-03盼!

32、«-|!W3i5G-|Q-«3M-1H,GG-in-aagc-JA-D3用*fflB*IKeTI.2KL沏ammttpJIH -S 0壞“=!HIT7® “E C3- _ m廠、會血帝n nGK-i<r .歸KITSG-LTr/COIJ理政q) ()0 o (b(b 7 rzUM 10-3C'Firnqc- ia-Di1、總降壓變電所設(shè)一臺主變壓器，型號為 SJL1 5000/35。以35kV 架空線從電力網(wǎng)中引入作為工作電源。在變壓器的高壓側(cè)裝設(shè)一臺SW 35型少油斷路器，便于變電所的控制和維修。2、 主變壓器低壓側(cè)經(jīng)少油斷路器（型號為 SN10-

33、10）接在10kV母線 的一個分段上。另一路以10kV架空線引入作為備用電源， 也經(jīng)少油斷 路器（型號為 SN10-10）接在10kV母線的另一個分段上。3、 總降壓變電所的10kV側(cè)采用單母線分段接線，選用LMY型硬鋁母 線，用10kV少油斷路器將母線分段。4、各車間的一級負荷都由兩段母線供電，以提高供電的可靠性。5、根據(jù)規(guī)定，備用電源只有在主電源停運及主變壓器故障或檢修時， 才能投入使用。因此，在正常運行方式下，主變壓器兩側(cè)開關(guān)合上，10kV母線分段開關(guān)合上，備用電源開關(guān)斷開。在備用電源開關(guān)上裝設(shè) 備用電源自動投入裝置（APD,當工作電源故障時，自動投入備用電 源，保證一級負荷車間的正常供

34、電。6、主變壓器檢修時，只需合上10kV備用電源進線開關(guān)，就可實現(xiàn)一級負荷車間的正常供電。第二節(jié)短路電流計算對擬訂的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進行短路電流計算。一、短路點的確定為了選擇高壓電氣設(shè)備，整定繼電保護，需要計算總降壓變電 所35kV側(cè)、10kV母線以及廠區(qū)高壓配電線路末端（即車間變電所高 壓側(cè)）的短路電流。但是，由于工廠廠區(qū)不大，總降壓變電所到最遠 的車間距離不過幾百米，因此，10kV母線與10kV配電線路末端的短路電流差別較小。故只計算主變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)兩邊的短路電流， 即短路點確定在主變壓器的高低壓兩側(cè)（如圖1示）。1、短路電流計算等值電路圖（1）基本等值電路：U5k

35、V37 kV(2) 最大運行方式的等值電路圖：H5kV37 kVVX,無；(3) 最小運行方式的等值電路圖:115 kV37 kV37 kVW5kV2、短路電流計算(1) 計算各元件的電抗標么值設(shè)基準容量為 S=1000MVA基準電壓 Uji=37kV，U=10.5kV，根據(jù)已知條件就可以求出元件的電抗標么值： 電源：XxSj 1000Sd1918 °5214 三圈變壓器:1 Ud1 2 Ud1 3 Ud2 3Sj2 100Sbe1 10.5 17 6 10002 10031.53.411 Ud1 2 Ud2 3 Ud1 3 Sj2 100S,e1 10.5 6 17 10002 1

36、0031.50 .08（計算時按正值計算） 線路:XlXoLSj0.4 5 10002j13721.46 變壓器（雙線圈）：*xb100Sj71001000（2）計算d1點短路電流（35kV側(cè)） 最大運行方式下：短路電流Id1iOOOMVA,uji 37kV)* Sj1 di I di J (Sj <3U ji短路電流有效值標么值*Id*Id*1 di1*Xd1*Xdi1*1 *1 * *Xx2xij2x2jXl*1 dii0.2681 i0.52 3.4i 0.08 i.462 2最大運行方式下di點短路電流：Idi idiT 0.26910004.19kAv3U j1v 3 37最大

37、運行方式下di點短路沖擊電流:ici 2.551 di2.55 4.2 10.7kA最大運行方式下di點短路沖擊電流有效值:I ci 1 511 di1.51 4.26.3kA最大運行方式下短路容量:Sd1 Id1 Sj 0.269 1000 269MVA 最小運行方式下:短路電流Idi*Sj1 dihi j(sj<3U ji短路電流有效值標么值*Id*Idi*Xd*I dii*Xdii* * * *XxXijX2jXl*1 di0.i830.52 3.4i 0.08 i.46最小運行方式下di點短路電流：Idi 心 0.i8i0002.85kAV3U jiv3 37最小運行方式下di點

38、短路沖擊電流:ici 2.551 di 2.55 2.8i7.27kA最小運行方式下di點短路沖擊電流有效值：Ici i.5iIdi i.5i 2.8i4.3kA最小運行方式下di點短路容量：SdiIdi Sj0.i8 i000 i83MVA（3）計算d2點短路電流（10kV側(cè)）最大運行方式下：短路電流Id21000MVA,uj2 10.5kV) i *Sj/I d2 人2 (Sj<3U j2短路電流有效值標么值*Id*Id1*Xd*I d21*Xd21* 1 * 1 * * *Xx2勺X2jXl Xb10.056110.52 3.41 0.08 1.46 1422最大運行方式下d2點短

39、路電流：*1 d2* Sj1000Id2 Id2 j 0.0563.1kAv3Uj2<3 10.5d2點短路沖擊電流：最大運行方式下ic2 255Id22.55 3.08 7.91kA最大運行方式下d2點短路沖擊電流有效值:1.51 3.084.68kA最大運行方式下d2點短路容量:*Sd21 d2 Sj0.056 1000 56MVA最小運行方式下:短路電流Id21000MVA,Uj2 10.5kV)I * Sj zI d2 I d2(Sjj2* SjId2 Id20.051-3Uj2d2點短路沖擊電流:最小運行方式下10002.8kA3 10.5*Id1*Xd*I d 211* *X

40、d2Xx*X1j*X2j*Xl*Xb*I d210.0510.52 3.410.081.4614短路電流有效值標么值*Id最小運行方式下d2點短路電流:ic2 2.55Id2 2.55 2.8 7.14kA最小運行方式下d2點短路沖擊電流有效值:Ic2 1.51Id2 1.51 2.84.228kA最小運行方式下d2短路容量：*Sd2 Id2 Sj 0.051 1000 51MVA三、短路電流計算結(jié)果表序號短路占八、運行方式短路電流1 d(kA)I a (kA)沖擊電流i c(kA)短路容量Sd(MVA135kV最大4.1910.7269di最小2.857.27183210kVd2最大3.17

41、.9156最小2.87.1451第三節(jié)主要電氣設(shè)備選擇一、設(shè)備選擇概述正確地選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行 的重要條件。在進行電器選擇時，應根據(jù)工程實際情況， 在保證安全、 可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)、新工藝，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。電器要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選 擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。三、35kV側(cè)高壓電氣設(shè)備的選擇其主要設(shè)備包括：高壓斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器和避雷器。1、35kV斷路器選擇（1）、高壓斷路器的選擇及校驗原則高壓斷路器的選擇主要考慮以下五個方面：斷路器種類和型式的選擇一般35kV回路的斷路器多

42、選用少油斷路器，也可用多油斷路器或真空斷路器。額定電壓選擇UNUNs 額定電流選擇 開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流lb，不應小于實際開斷瞬間的短路次暫態(tài)電流1I Nbr > I 短路關(guān)合電流選擇為了保證斷路器在關(guān)合短路時的安全，斷路器的額定關(guān)合電流i NC1不應小于短路電流最大沖擊值i imi Nc1i im斷路器的校驗則需要校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定： 熱穩(wěn)定校驗I t2t > Qk 動穩(wěn)定校驗i esi im(2) 35kV斷路器的選擇主變35kV供電回路最大持續(xù)工作電流為I n=Sn/ ( ,3Un =5000/ ( ,3 X 35) =82.48 (A)根據(jù)規(guī)定，在發(fā)電機、

43、調(diào)相機、變壓器回路一般考慮1.05倍的額定電流，因此I max=1.05 I n=1.05 X 82.48=86.6(A)LN=35kV根據(jù)35kV斷路器的LN、I max及安裝在屋外的要求，查表，可選擇SW2-35/600型斷路器。取短路計算時間t k=4s根據(jù)上面計算出的短路電流值為：I =l2s=l4s= I.=4.2 (kA)ic=10.7 (kA)短路電流周期分量的熱效應QQP= t k/12 x( I 2+10 I tk/2 2 + I tk 2)=4 X( 4.2 2+10X 4.2 2+ 4.22) /12=70.56( kA) 2 s由于設(shè)計手冊規(guī)定：遠離發(fā)電廠的變電所和配電

44、網(wǎng)無需考慮非周 期分量的影響，故不計非周期熱效應。因此短路電流引起的熱效應Q= Qp=70.56(kA) 2 s下表中列出了斷路器的有關(guān)參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。斷路器選擇結(jié)果表計算數(shù)據(jù)SW2-35/600 斷路器UNs35 (kV)UN35 (kV)I max86.6 (A)I N600 (A)I 4.2 (kA)I Nbr6.6 (kA)i im10.7 (kA)i Nc117 (kA)Q270.56 (kA) sIt2.t2 26.6 x 4=174.24 (kA) si im10.7 (kA)i es17 (kA)Sd269 (MVASn400 (MVA由選擇結(jié)果可見各項條件均能滿足

45、，故所選SW2-35/600型少油斷路器合格。2、35kV隔離開關(guān)選擇隔離開關(guān)是發(fā)電廠中常用的電器，它可以在電氣設(shè)備檢修時，將 被檢修設(shè)備與電源電壓隔離，以保證檢修的安全；也可以與斷路器配 合使用，根據(jù)需要實現(xiàn)發(fā)電廠的倒閘操作；還可以分合一些小電流電路。其選擇及校驗原則如下:(1) 種類和形式的選擇般35kV及以上的屋外中型配電裝置多采用三柱式隔離開關(guān)(2) 額定電壓選擇UNUNsI NI maxI t2t > Qki esI im(3) 額定電流選擇(4) 熱穩(wěn)定校驗(5) 動穩(wěn)定校驗由于選擇的隔離開關(guān)為總降壓變電所主變壓器回路隔離開關(guān)，因此其最大持續(xù)工作電流 Imax和短路電流引起的

46、熱效應 Qk與上述選擇斷路器時相同，即UNs=35 (kV)I maX=86.6 ( A)Q= 70.56( kA) 2 s根據(jù)總降壓變電所主變壓器回路隔離開關(guān)的UNS、Imax及安裝在屋外的要求，查表，可選擇GW5-35G/600-72型屋外隔離開關(guān)。下表中列出了隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。隔離開關(guān)選擇結(jié)果表計算數(shù)據(jù)GW5-35G/600-72型隔離開關(guān)UNs35 (kV)UN35 (kV)I max86.6 (A)I N600 (A)Q270.56 ( kA) sIt2.t2 216 x 4=1024 (kA) si im10.7（ kA）i es72（ kA）由表中可以看出

47、，所選 GW5-35G/600-72型屋外隔離開關(guān)合格。3、35kV電壓互感器的選擇電壓互感器應按下列技術(shù)條件選擇（1）一二次電壓應滿足要求；（2） 應根據(jù)裝設(shè)地點和使用條件選擇種類和型式；（3） 應根據(jù)接入的測量儀表、 繼電器和自動裝置等設(shè)備對準確 度等級的要求確定準確度；（4）容量和二次負荷；（5） 接線方式，在滿足二次電壓和負荷要求的條件下，電壓互 感器應盡量采用簡單接線。35kV側(cè)進線裝設(shè)電流表 3只，電壓表1只，功率表1只，有功電度表和無功電度表各 1只。二次側(cè)負荷如下表所示：35kV電壓互感器二次負荷儀表名稱儀表型號電壓 線圈 數(shù)目每個線圈消 耗功率（VAcos ©負荷A

48、B相BC相PabQbPbcPbc電壓表ITI-V14.514.5功率表IDI-W20.7510.750.75有功電表DS-I21.50.380.571.390.571.39無功電表DX-I21.50.380.571.390.571.39合計6.392.781.892.78求各相負荷:Sab= Pab2 Qab2 二 6.392 2.782 =6.97 VASbC=Pbc2 Qbc2= 1.8I92 2.782 =3.36 VACOS $ ab=Pab/S ab=6.39/6.97=0.92$ab=23.07 °Cos $ bc=Pbc/S bc=1.89/3.36=0.56$bc=5

49、5.94 °A相負荷為：Pa=1/3 SabCOS ($ ab 30°)=1/ ,3 X 6.97 X cos(23.07° 30°)=3.99 WQ=1/ 3 SabSin ($ ab 30°)=1/、3 X 6.97 X sin(23.07° 30°)-0.49 VarB相負荷為:Pb=1/、3 SabcOS ($ ab+30°) + S bccos($ bc 30° )=1/.3 X 6.97 X cos ( 23.07° +30°)+ 3.36X cos(55.94-30

50、76;)=4.16 WQ=1/ 3 SabSin ($ ab+30°) +S bcSin($bc 30° )=1/,3 X 6.97 X Sin ( 23.07° +30°)+ 3.36X sin(55.94-30°)=4.07 VarC相負荷為：Pc=1/ 3 Sbccos ($ bc+30 )=1/.,3 X 3.36 X cos (55.94 °+30°)=0.14 WQ=1/ 3SbcSin ($ bc+30°)=1/3 X 3.36 X sin (55.94 °+30°)=1.94 V

51、ar可見，B相負荷較大，故應按 B相總負荷進行選擇：Sb= . Pb2Qb2 = 4162 4.072 =5.82 VA查表可選JDJJ-35型單相油浸式電壓互感器，其0.5級的二次繞 組額定容量為150VA。由于B相負荷較大，故按照 B相總負荷進行校 驗Sb=5.82 V 150/3=50 VA故所選JDJJ-35型單相油浸式電壓互感器滿足要求。4、35kV側(cè)電流互感器的選擇為便于設(shè)備的安裝、運行、維護及檢修，35kV系統(tǒng)的電流互感器全部選擇成一致，按最大短路電流回路來校驗。35kV側(cè)電流互感器校驗二次負荷表儀表名稱儀表型號電流線A相B相C相圈數(shù)目VAQVAQVAQ電流表ITI-A130.1230.1230.12功率表ITI-W21.450.0581.450.0