6kv變電所及低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上*大學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）6kv變電所及低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系別：電氣工程專業(yè)名稱：電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師姓名、職稱：* 高工完成日期 2013年 6 月 5日專心-專注-專業(yè) 摘 要 隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展與進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)和生活對(duì)電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來越高的要求。作為電能傳輸與控制的中間樞紐，變電所必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的發(fā)展趨勢。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：負(fù)荷的計(jì)算及無功功率的補(bǔ)償；變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、型式的確定；變電所主接線方案的選擇。 關(guān)鍵詞：變電所, 變壓器, 斷路器 目

2、 錄 1 緒論1.1 設(shè)計(jì)目的 貫徹實(shí)施集給化管理，統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一設(shè)備規(guī)范，方便設(shè)備招標(biāo)，提高工作效率，方便運(yùn)行維護(hù)，加快設(shè)計(jì)評(píng)審進(jìn)度，降低變電站建設(shè)和運(yùn)行成本。1.2 設(shè)計(jì)原則 開展6 KV變電站典型設(shè)計(jì)的原則是：安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、投資合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、運(yùn)行高效，努力做到統(tǒng)一性與可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、靈活性、先進(jìn)性、時(shí)效性和和諧性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 （1）統(tǒng)一性：建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，基建和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，外部形象體現(xiàn)國家電網(wǎng)公司企業(yè)文化特征。 （2）可靠性：主接線方案安全可靠，典型設(shè)計(jì)模塊重新組合后的方案仍能保證安全可靠。 （3）經(jīng)濟(jì)性：按照企業(yè)利益最大化原則，綜合考慮工程初期投資與長期運(yùn)行費(fèi)用，追

3、求設(shè)備壽命期內(nèi)最佳的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。 （4）適應(yīng)性：綜合考慮不同地區(qū)的實(shí)際情況，要在公司系統(tǒng)中具有廣泛的適用性，并能在一定時(shí)期內(nèi)，對(duì)不同規(guī)模，不同形式，不同外部條件均能運(yùn)用。 （5）靈活性：模塊劃分合理，接口靈活，組合方案多樣，規(guī)模增減方便；編制基本模塊和子模塊的概算，便于在實(shí)際工程中根據(jù)需要調(diào)整概算。 （6）先進(jìn)性：設(shè)備選擇先進(jìn)合理，占地面積小，注重環(huán)合，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)可比，指標(biāo)先進(jìn)。 （7）時(shí)效性：建立典型設(shè)計(jì)滾動(dòng)修訂機(jī)制，隨著電網(wǎng)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，不斷更新，補(bǔ)充和完善典型設(shè)計(jì)。 （8）和諧性：變電站整體發(fā)展?fàn)顩r與變電站周邊人文地理環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。2 電氣主接線設(shè)計(jì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的

4、整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。1 運(yùn)行的可靠 斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。2 具有一定的靈活性 主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。3 操作應(yīng)盡可能簡單、方便 主接線應(yīng)簡單清晰、操

5、作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。4. 經(jīng)濟(jì)上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。5. 應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。2.1 6kV電氣主接線610kV配電裝置出線回路數(shù)

6、目為6回及以上時(shí)，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場合。上述兩種方案如圖2.1及圖2.2所示。圖2.1單母線分段接線圖2.2雙母線接線 對(duì)圖2.1及圖2.2所示方案、綜合比較，見表2-1 表2-1 主接線方案比較項(xiàng)目 方案方案單分方案雙技術(shù) 不會(huì)造成全所停電 調(diào)度靈活 保證對(duì)重要用戶的供電 任一斷路器檢修，該回路必須停止工作供電可靠調(diào)度靈活擴(kuò)建方便便于試驗(yàn)易誤操作經(jīng)濟(jì) 占地少 設(shè)備少設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 資和占地面大經(jīng)過綜合比較方案在經(jīng)濟(jì)性上比方案好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案。2.2 站用電接線一般站用

7、電接線選用接線簡單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。上述兩種方案如圖2.3及圖2.4所示。 圖2.3單母線分段接線 圖2.4單母線接線 對(duì)圖2.3及圖2.4所示方案、綜合比較，見表2-2。 表2-2 主接線方案比較項(xiàng)目 方案方案單分方案單技術(shù)不會(huì)造成全所停電調(diào)度靈活保證對(duì)重要用戶的供電任一斷路器檢修，該回路必須停止工作擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡發(fā)展 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差經(jīng)濟(jì)占地少設(shè)備少 備少、投資小經(jīng)比較兩種方案經(jīng)濟(jì)性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案。3 負(fù)荷計(jì)算3.1 負(fù)荷計(jì)算要選擇主變壓器和站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側(cè)的最

8、大持續(xù)工作電流。首先必須要計(jì)算各側(cè)的負(fù)荷，包括站用電負(fù)荷（動(dòng)力負(fù)荷和照明負(fù)荷）和6kV側(cè)負(fù)荷。由公式 （3-1）式中 某電壓等級(jí)的計(jì)算負(fù)荷 同時(shí)系數(shù)% 該電壓等級(jí)電網(wǎng)的線損率，一般取5%P、cos 各用戶的負(fù)荷和功率因數(shù)3.1.1 站用負(fù)荷計(jì)算S站=0.85×(91.5/0.85)×(1+5%)=96.075KVA0.096MVA3.1.2 6kV負(fù)荷計(jì)算S10KV=0.85(4+3+3.5+3.2+3.4+5.6+7.8)×0.85+3/9×4×(1+5%) =38.675WVA3.2 無功補(bǔ)償方案 根據(jù)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50052-9

9、5第5.0.3條 采用電力電容器作為無功補(bǔ)償裝置時(shí)，宜就地平衡補(bǔ)償，低壓部分的無功功率宜由低壓電容器補(bǔ)償；高壓部分的無功功率宜由高壓電容器補(bǔ)償。第5.0.4條 無功補(bǔ)償容量宜按無功功率曲線或無功補(bǔ)償計(jì)算方法確定。本工程選用并聯(lián)電容器組，在變電所低壓側(cè)集中補(bǔ)償，采用自動(dòng)投切方式。 變壓器低壓側(cè)無功補(bǔ)償及無功補(bǔ)償后低壓母線計(jì)算負(fù)荷見表3-1，表3-2。 表3-1 變壓器T1無功補(bǔ)償后低壓母線計(jì)算負(fù)荷計(jì)算點(diǎn)變壓器T1有功計(jì)算負(fù)荷PckW無功計(jì)算負(fù)荷Qckvar視在計(jì)算負(fù)荷SckVA計(jì)算電流IcA功率因數(shù)cos補(bǔ)償前低壓母線計(jì)算負(fù)荷259.2294.02391.96595.50.66補(bǔ)償容量 QN.C

10、kvarQN.C=Pc ×tan(arccos0.66 )tan(arccos0.92 )=184.62實(shí)際取10組×20kvar=200kvar 200補(bǔ)償后低壓母線計(jì)算負(fù)荷259.294.02275.73418.930.94 表3-2 變壓器T2無功補(bǔ)償后低壓母線計(jì)算負(fù)荷計(jì)算點(diǎn)變壓器T2有功計(jì)算負(fù)荷PckW無功計(jì)算負(fù)荷Qckvar視在計(jì)算負(fù)荷SckVA計(jì)算電流IcA功率因數(shù)cos補(bǔ)償前低壓母線計(jì)算負(fù)荷250.2223.87335.73510.090.75補(bǔ)償容量 QN.CkvarQN.C =Pc ×tan(arccos0.75)tan(arccos0.92 )

11、=117.28實(shí)際取6組×20 kvar= 120kvar-120補(bǔ)償后低壓母線計(jì)算負(fù)荷250.2103.87270.9411.610.9243.3 總計(jì)算負(fù)荷確定高壓進(jìn)線總計(jì)算負(fù)荷見表3-3。表3-3 變電所高壓進(jìn)線總計(jì)算負(fù)荷序號(hào)計(jì)算點(diǎn)有功計(jì)算負(fù)荷PckW無功計(jì)算負(fù)荷Qckvar視在計(jì)算負(fù)荷SckVA計(jì)算電流IcA功率因數(shù)cos1變壓器T1低壓母線計(jì)算負(fù)荷259.294.02275.73418.930.942T1功率損耗PT0.01Sc ；QT0.05Sc2.7613.793變壓器T1高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷（序號(hào)12）261.96107.81283.316.40.9244變壓器T2低壓母線

12、計(jì)算負(fù)荷250.2103.87270.9411.610.9245T2功率損耗PT0.01Sc ；QT0.05Sc2.70913.5456變壓器T2高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷（序號(hào)45）252.91117.42278.8416.10.9077其他高壓出線計(jì)算負(fù)荷8變電所高壓進(jìn)線總計(jì)算負(fù)荷（序號(hào)367）514.87225.230.95 0.97489.13218.47535.730.90.914 變壓器的選擇4.1 主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定4.1.1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的確定主變臺(tái)數(shù)確定的要求：1.對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。2.對(duì)地區(qū)性孤立的一次

13、變電站或大型專用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性?？紤]到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路呆主變的方式。故選用兩臺(tái)主變壓器，并列運(yùn)行且容量相等。4.1.2 變電所主變壓器容量的確定主變壓器容量確定的要求：1.主變壓器容量一般按變電站建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。2.根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在設(shè)計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷：對(duì)一般性變電站停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的60

14、70%。S=68.494MVA由于上述條件所限制。所以，兩臺(tái)主變壓器應(yīng)各自承擔(dān)34.247MVA。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承擔(dān)70%為47.946MVA。故選兩臺(tái)50MVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。4.1.3 變電站主變壓器型式的選擇具有三種電壓等級(jí)的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器采用三饒組。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動(dòng)所以選擇有載調(diào)壓方式，且規(guī)程上規(guī)定 對(duì)電力系統(tǒng)一般要求10kV及以下變電站采用一級(jí)有載調(diào)壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。故主變參數(shù)如下：型號(hào)電壓組合及分接范圍

15、阻抗電壓空載電流連接組高壓中壓低壓高-中高-低中-低13YN，yn0, d11SFSZ9-50000/110110±8×1。25%385±5%1051110.51756.54.2 站用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定4.2.1 站用變臺(tái)數(shù)的確定對(duì)大中型變電站，通常裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器。因站用負(fù)荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺(tái)主變壓器和兩段6kV母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器，并采用暗備用的方式。4.2.2 站用變?nèi)萘康拇_定 站用變壓器 容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時(shí)負(fù)荷之用?？紤]到兩臺(tái)站用

16、變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺(tái)變壓器運(yùn)行。每臺(tái)工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)任意一臺(tái)變壓器因故障被斷開后，其站用負(fù)荷則由完好的站用變壓器承擔(dān)。S站=96.075/(1-10%) =106KVA4.2.3 站用變型式的選擇 考慮到目前我國配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。故站用變參數(shù)如下：型號(hào)電壓組合連接組標(biāo)號(hào)空載損耗負(fù)載損耗空載電流阻抗電壓高壓高壓分接范圍低壓S9-200/1010;6.3;6±5%0.4Y,yn00.482.61.34 因本站有許多無功負(fù)荷，且離發(fā)電廠較近，為了防止無功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提高系統(tǒng)運(yùn)

17、行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償。 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范第3.7.1條自然功率應(yīng)未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的變電所，應(yīng)安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，電容器裝置應(yīng)設(shè)置在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)荷側(cè)，電容器裝置宜用中性點(diǎn)不接地的星型接線。 電力工程電力設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定“對(duì)于5-10KV變電所，可按主變壓器額定容量的10-30%作為所有需要補(bǔ)償?shù)淖畲笕萘啃詿o功量，地區(qū)無功或距離電源點(diǎn)接近的變電所，取較低者。地區(qū)無功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所，取較低者，地區(qū)無功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所取較高者。 致 謝 值此論文完成之際，我衷心地感謝*老師。在我的設(shè)計(jì)過程中給予了悉心地指導(dǎo)和精辟的建議，使得本課題的設(shè)計(jì)

18、任務(wù)得以順利完成，特別是在設(shè)計(jì)的最初階段，耐心細(xì)致地給我講解，指導(dǎo)我查閱資料，為我排除困擾，使我走出困境。在我的設(shè)計(jì)過程中，*老師傾注了大量的心血和汗水，她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)水平和踏實(shí)的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，在此，我向老師致以最誠摯的謝意。 同時(shí)，我感謝圖書館理科書庫、資料室、自然科學(xué)開架閱覽室全體老師給我提供的幫助和指導(dǎo)，感謝各位同學(xué)在學(xué)習(xí)、生活中給我的鼓勵(lì)和幫助,使我能夠順利完成設(shè)計(jì)。 衷心感謝其他所有關(guān)心我，幫助我的老師、同學(xué)和朋友們。參 考 文 獻(xiàn)1 黃純?nèi)A 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料 中國電力出版社，1987年。2 牟道槐 發(fā)電廠、變電站電氣部分 重慶大學(xué)出版社，1996年。3 鄭州工學(xué)院，鄭州電力學(xué)校合編 發(fā)電廠變電所電氣部分 水利電力出版社，1994年。4 西北、