35kv變電站設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

電氣裝備課程設(shè)計(jì)說明書院(系)名稱工學(xué)院機(jī)械系 專業(yè)名稱電氣工程及其自動(dòng)化 201年6月20日的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、變電所的初步設(shè)計(jì)，工廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求以及負(fù)荷布對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)技術(shù)的分配電能力問題，論主接線設(shè)計(jì)、負(fù)荷計(jì)算、短路電流的計(jì)算和高壓足該區(qū)供電要求的35kV變電所初步設(shè)計(jì)。負(fù)荷性質(zhì)及對(duì)供電可靠性要求擬定主接線設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中還進(jìn)行了短路計(jì)算和對(duì)主要高壓電器設(shè)備進(jìn)行了選擇與計(jì)算，如斷路器 Ⅱ Ⅲ 1.1變電站的選擇原則 2.1對(duì)電氣主接線的基本要求 3負(fù)荷計(jì)算 3.1計(jì)算負(fù)荷 3.1.1對(duì)于35KV段負(fù)荷的計(jì)算 3.1.2對(duì)于10KV段負(fù)荷的計(jì)算 4短路電流的計(jì)算 錯(cuò)誤!未定義書簽。4.1計(jì)算短路電流的意義 錯(cuò)誤!未定義書簽。4.2本次設(shè)計(jì)中短路電流的計(jì)算 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。4.2.2計(jì)算各短路點(diǎn)的短路電流 錯(cuò)誤!未定義書簽。 5.1繞組數(shù)量和連接方式的確定 5.2.1主變阻抗的選擇 5.2.2調(diào)壓方式的選擇 5.3變壓器中性點(diǎn)接地方式和中性點(diǎn)設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽。5.4主變?nèi)萘窟x擇原則 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。6.1各電壓等級(jí)側(cè)斷路器的選擇 6.1.135KV側(cè)斷路器的選擇 6.1.210KV側(cè)斷路器的選擇 6.2.1隔離開關(guān)的作用 6.2.235KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 6.2.310KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 6.3電壓互感器和電流互感器的選擇 6.3.1電壓互感器的選擇 6.3.2電流互感器的選擇 6.5高壓熔斷器的選擇 20-附錄B 20-配電能，它直接影響影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)分通常被分為一次部分和二次部分。電能生產(chǎn)面進(jìn)行比較，最后選擇35kV采用單母線分段接線方天不超過30℃;年平均降雨量600毫米左右，無霜期190多天。本設(shè)計(jì)變電站的電壓降落約為5%,當(dāng)供電線路較長(zhǎng)時(shí)，為使正常運(yùn)行時(shí)變壓器二次測(cè)電壓較系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高5%,以便補(bǔ)償線路電壓損失。變壓器二次測(cè)額定電壓應(yīng)較用電設(shè)備額定電壓高10%,只有當(dāng)變壓器二次測(cè)與用電設(shè)備間電氣距離很近方案1:采用單母線分段接線，如圖1所示期間內(nèi)停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線方案2:采用單母線接線，如圖2所示。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件(母線及母線隔離開關(guān)等)故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段35～60kV配電裝置出線回路數(shù)不超過3回；方案3:采用外橋方案比較單母線外橋斷路器臺(tái)數(shù)43隔離開關(guān)總數(shù)66優(yōu)點(diǎn)。因本變電站無一類負(fù)荷，二類負(fù)荷所占比例較少(18.8%),所以考慮火*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3負(fù)荷計(jì)算表3.1負(fù)荷原始資料：電壓等級(jí)線路名稱最大負(fù)荷負(fù)荷組成自然功率線長(zhǎng)備注一級(jí)二級(jí)三級(jí)原料車間溶出車間沉降車間分解車間蒸發(fā)車間被燒車間5備用一3.1計(jì)算負(fù)荷綜合最大計(jì)算負(fù)荷：時(shí)，取0.85~0.9;在本設(shè)計(jì)中，10KV中取0.95,6KV中取0.85α%—線損，取5%3.1.1對(duì)于35KV段負(fù)荷的計(jì)算=0.95×(3.1+3.39+4.6116+3.624+1.649+1.4625)/0.9×(1+5%)=3.1.2對(duì)于10KV段負(fù)荷的計(jì)算=0.85[3.1/0.78+(3.39+1.649)/0.75+4.6116/0.72+(3.624+1.44短路電流的計(jì)算4.1計(jì)算短路電流的意義4.2本次設(shè)計(jì)中短路電流的計(jì)算4.2.1各回路電抗的計(jì)算圖4.1短路計(jì)算圖根據(jù)前面所選變壓器各參數(shù)得：X2=0(純電纜線路)4.2.2計(jì)算各短路點(diǎn)的短路電流在配電系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，后果最嚴(yán)重。因而以此驗(yàn)算電器設(shè)備的能力。(1)K點(diǎn)短路時(shí)，對(duì)于35KV系統(tǒng)電源(無窮大容量)K圖5.2K點(diǎn)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化I=1.52I"=1.52×15.8=24.02KAX1X2X3系統(tǒng)圖4.3K2點(diǎn)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖X1X2系統(tǒng)圖4.4K3點(diǎn)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化5變電站主變壓器的選擇5.1繞組數(shù)量和連接方式的確定國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按其繞組數(shù)分有雙繞組普通式、三繞組式、自偶式、以及低壓繞組分裂式等變壓器，待設(shè)計(jì)變電所有35kv、10kv兩個(gè)電壓等級(jí)且是一座降壓變電所，宜選用雙繞組普通變壓器。我國(guó)110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接，35KV亦采用Y型，其中性點(diǎn)通過消弧線圈接地。35KV以下電壓變壓器繞組都采用△連接。本設(shè)計(jì)中變電站電壓等級(jí)為35/10KV,接線方式采用YN/d11的接線方式。5.2主變阻抗及調(diào)壓方式選擇5.2.1主變阻抗的選擇根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》(電氣一次部分),變壓器的阻抗實(shí)質(zhì)就是繞組間的漏抗，阻抗的大小主要取決于變壓器的結(jié)構(gòu)和采用的材料。從系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量考慮，希望主變壓器的阻抗越小越好；但阻抗偏小又使系5.3本設(shè)計(jì)中主變?nèi)萘康倪x擇×0.2+3.624×0.7+3.624×0.3+1.649×表5.1主變型號(hào)選擇型號(hào)編號(hào)電壓組聯(lián)接組別損耗(KW)空載電流阻抗電壓高低空載負(fù)載高—低：5.4主變臺(tái)數(shù)選擇原則對(duì)城鎮(zhèn)中的一次變，在中、低壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)情況下，裝兩臺(tái)主變。對(duì)地區(qū)性孤立的一次變或大工業(yè)的專用變電所，裝三臺(tái)主變。對(duì)規(guī)劃只裝兩臺(tái)主變的變電所，其主變基礎(chǔ)按大于主變?nèi)萘康?～2級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)更換主變。在本變電站設(shè)計(jì)中，具有2個(gè)電壓等級(jí)，由于本變電站為大工業(yè)的專用變電所，所以主變臺(tái)數(shù)選擇3臺(tái)。6高壓電器設(shè)備的選擇6.1各電壓等級(jí)側(cè)斷路器的選擇6.1.135KV側(cè)斷路器的選擇該回路安裝在戶外，選擇戶外型斷路器，該回路電壓為35KV,因此選擇的斷路器的額定電壓Ue≥35KV的斷路器，且其額定電流大于通過斷路器的最大所以35KV段選擇的斷路器型號(hào)為ZN12,其基本參數(shù)如下表6.1:表6.1ZN12基本參數(shù)：型號(hào)電壓電流額定開斷電流動(dòng)穩(wěn)定電流4S熱穩(wěn)定電流固有分閘時(shí)間時(shí)間下面對(duì)所選的斷路器進(jìn)行校驗(yàn)，通過斷路器的短路電流Ik=15.8A,所選斷路器的額定開斷電流為25KA,故斷流能力滿足要求。所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動(dòng)穩(wěn)定電流為50KA,流過斷路器的沖擊電流為40.29KA所以所選斷路器的短路關(guān)合電流滿足要求，因而動(dòng)穩(wěn)定也滿足要求。最后進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，設(shè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.9s,所選斷路器的分閘時(shí)間為0.15s,選擇熄弧時(shí)間為0.03s,則短路持續(xù)電流時(shí)間t=1.9+0.15+0.03=2.08s,短路熱效應(yīng)所選斷路器允許的熱效應(yīng)I2t=31.52×4=3969KA2.s,即I2t)Qk,熱穩(wěn)定也滿足要求，以上各種參數(shù)校驗(yàn)均滿足要求，故選擇ZN12斷路器。6.1.210KV側(cè)斷路器的選擇該回路安裝在戶外，選擇戶外型斷路器，該回路電壓為10KV,因此選擇的斷路器的額定電壓UE>6KV的斷路器，且其額定電流大于通過斷路器的最大持續(xù)ZN65A-12/T630-25,其基本參數(shù)如下表6.2:表6.2ZN65A-12/T630-25基本參數(shù)：型號(hào)額定電壓額定開斷電流動(dòng)穩(wěn)定電流4S熱穩(wěn)定電流固有分閘時(shí)間時(shí)間下面對(duì)所選的斷路器進(jìn)行校驗(yàn)，通過斷路器的短路電流Ik=6.63A,所選斷路器的額定開斷電流為31.5KA,故斷流能力滿足要求。所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動(dòng)穩(wěn)定電流為40KA,流過斷路器的沖擊電流為16.91KA,所以所選斷路器的短路關(guān)合電流滿足要求，因而動(dòng)穩(wěn)定也滿足要求。最后進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，設(shè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.9s,所選斷路器的分閘時(shí)間為0.15s,選擇熄弧時(shí)間要求，以上各種參數(shù)校驗(yàn)均滿足要求，故選擇ZN65A-12/T630-25斷路器。6.2隔離開關(guān)的選擇6.2.1隔離開關(guān)的作用它的主要用途是隔離電源，保證電氣設(shè)備與線路在檢修時(shí)與電源有明顯的斷口。隔離開關(guān)無滅弧裝置，和斷路器配合使用時(shí)，合閘操作應(yīng)先和隔離開關(guān)，后合斷路器，分閘操作應(yīng)先斷開斷路器，后斷開隔離開關(guān)。運(yùn)行中必須嚴(yán)格遵守“倒閘操作規(guī)定”,并應(yīng)在隔離開關(guān)與斷路器之間設(shè)置閉鎖機(jī)構(gòu)，以防止誤操作。隔離開關(guān)按電網(wǎng)電壓，長(zhǎng)時(shí)最大工作電流及環(huán)境條件選擇，按短路電流校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。6.2.235KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇為了保證電氣設(shè)備和母線的檢修安全，該回路選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘，該隔離開關(guān)安裝在戶外，故選擇戶外型。該回路額定電壓為35KV,因此所選的隔離開關(guān)的額定電壓Ue≥35KV,而且隔離開關(guān)的額定電流大于流過斷路器的最大持續(xù)電流,因此選擇GN27-40.5型接地高壓隔離開關(guān)，其主要參數(shù)如下表6.3:表6.3GN27-40.5型接地高壓隔離開關(guān)主要參數(shù)：型號(hào)額定電壓額定電流最大工作電壓極限通過電流(KA)2S熱穩(wěn)定電流刀閘有效值峰值下面校驗(yàn)所選擇的隔離開關(guān)，短路時(shí)通過該隔離開關(guān)的短路沖擊電流ish=40.29KA,所選擇的隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流即極限通過電流的峰值50KA,即imim,因此動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。該隔離開關(guān)允許的熱效應(yīng)Ir2t=202×2=800KA2.s短路時(shí)的熱效應(yīng)Q=I2t=5.12×2.08=54.1KA2.s即800≥54.1,熱穩(wěn)定滿足要求，經(jīng)過以上校驗(yàn)，所選隔離開關(guān)滿足要求，故確定選用GN27-40.5型高壓隔離開關(guān)，該隔離開關(guān)配用手動(dòng)式杠桿操作機(jī)構(gòu)。6.2.310KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇為了保證電氣設(shè)備和母線的檢修安全，該回路選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘，該隔離開關(guān)安裝在戶外，故選擇戶外型。該回路額定電壓為6KV,因此所選的隔離開關(guān)的額定電壓Ue>10KV,而且隔離開關(guān)的額定電流大于流過斷路器的最大持續(xù)電流,因此選擇GN30-12型接地高壓隔離開關(guān)，其主要參數(shù)如下表6.4:表6.4GN30-12型接地高壓隔離開關(guān)主要參數(shù)：型號(hào)額定電壓額定電流A允許的熱效應(yīng)KA2s動(dòng)穩(wěn)定電下面校驗(yàn)所選擇的隔離開關(guān)，短路時(shí)通過該隔離開關(guān)的短路沖擊電流定滿足要求。該隔離開關(guān)允許的熱效應(yīng)為3200KA2.s短路時(shí)的熱效應(yīng)Q=I2=8.412×2.08=147.11KA2s,即3200≥14711,熱穩(wěn)定滿足要求，經(jīng)過以上校驗(yàn)，所選隔離開關(guān)滿足要求，故確定選用GN30-12型高壓隔離開關(guān)，該隔離開關(guān)配用手動(dòng)式杠桿操作機(jī)構(gòu)。6.3電壓互感器和電流互感器的選擇互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反應(yīng)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況?；ジ衅鞯淖饔檬牵?1)將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝。(2)使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。6.3.1電壓互感器的選擇變電站的每組母線上均安裝電壓互感器，電壓互感器應(yīng)按工作電壓來選變動(dòng)，即應(yīng)滿足：0.8UN?≤UN?≤1.2UN?,本設(shè)計(jì)中根據(jù)主變的參數(shù)型號(hào)額定一次電壓額定二次電壓二次繞組額定輸出(VA)額定絕緣水平油重總重極限輸出型號(hào)額定工作電壓額定最大電壓頻率額定一次電流額定二次電流1S短時(shí)電流動(dòng)穩(wěn)定電流ZA≥6.4電抗器的選擇根據(jù)本設(shè)計(jì)中，在10KV母線段加裝型號(hào)為OKSQ-87.5(45)/11-4.5%的電抗先進(jìn)行電壓損失校驗(yàn)：即滿足式中I,——給定的熱穩(wěn)定電流；t——給定的持續(xù)電流；I。——短路電流的穩(wěn)定值；t,——短路電流假想作用時(shí)間；t?——保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間；t?——斷路器分?jǐn)鄷r(shí)間；6.5高壓熔斷器的選擇熔斷器的選擇主要指標(biāo)是指選擇熔件和熔管的額定電流，熔斷器額定電流按下式選取IN.Fu≥IN.Fe≥