山東平陰縣的35KV變電站設計報告12000字論文

1 2 31.1.1氣候和地理條件 31.2設計原始資料 3 4 6 6 6 92.3變壓器的連接組別 2.4變壓器調壓工藝及冷卻工藝 2.5變壓器主要參數(shù) 113變電站的電氣主接線設計 123.1主接線設計的要求 3.2主接線方案的設計 單總線路接線工藝 14 4.2發(fā)生短路電路電流的計算 15 175電氣機制使用和有效性檢驗 21 21 24 27 31 326變壓器保障的確定計算 2 可以減少電能的損耗，同時也起到一個中轉站的作用，作為電力網(wǎng)絡的樞紐。本文設計主要介紹了濟南平陰縣孝直鎮(zhèn)35kVS變3于1200米，地震裂度小于6級，最高風速約為16米每秒，年平均降雨量約為1800毫DD435kV發(fā)生短路容量為3相變體直接通過跌落保險機制和電力直接轉換到主要供電轉換總電壓站SFL1-MAINCHANG,10kV配置建造室內10kV配電室，8行出口，提供給工廠和其他用戶公司，幾何間隔為1.5米。如表1下：編號導線型號長度計(孫家輝朱心怡)。●在平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目設計時，我們應當遵守國家的相關法律、法規(guī)，●在設計時，我們要嚴格按照國家在變電站設計方面相關的規(guī)范、標準及規(guī)定，同時結合設計所在地的相關條件以及設計要求，從實5家設計規(guī)范，參照35-110KV變電站設計規(guī)范第2.0.1條來確定(羅晨辰林子璇):●具有適應的地形、地貌、地址條件。62.1主變壓器容量的使用Pe=PN量)

計算有功功率(單位：kW)7個計算無功功率(單位：kVar)

計算視在功率(單位：kV·A)平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目多組用電力機制計算其負載的計算公式

有功計算其負載(單位：kW)

無功計算其負載(單位：kVar)(其中ZQ視在計算其負載(單位：kVA)8

計算電路電流(單位：A)《供電工程》第2版可得(工頻感應爐),同期數(shù)值因素Ka=0.8,功Paw?=Ka·P?=Ka·I?·UN·cosφ=90×10×0.8×0.Pav?=Ka·Pa?=Ka·I?·UN·cosφ=70×10×0.8×0.Pav?=Ka·P?=Ka·I?·UN·cosφ=130×10×0.8×0.6=624(kW)Pav?=Ka·P?=Ka·I?·UN·cosφ=100×10×0.8×0.6=480(kW)Pav?=Ka·P?=Ka·I?·UN·cosφ=50×10×0.8×0.6=240(kW)Paw?=Ka·Ps=Ka·I?·UN·cosφ=60×10×0.8×0.6=288(kW)Paw?=Ka·P=Ka·I?·UN·cosφ=45×10×0.8×0.6=216(kW)Pvs=Ka·P?=Ka·I?·Un·cosφ=35×10×0.8×0.6則Pe=ΣPv=Pv?+Pw?+Pv?+Pw?+Pavs+Pav?+Pav?+Pwvs=432+336+624+480+240+288+216+則則綜上，主變壓器的其負載計算結果，如表2所示(潘雨萱)。9有功功率(KW)無功功率(kVar)變電站變壓器容量確定應滿足以下原理：如果平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目的變壓器被暫停誤差或大修，則需要評估電壓為60%的電壓對220kV和35kV線的過剩容量電壓其負載(余佳琪葉思宇何俊，2023)。變電器的最高容量必須符合以下6-10年的升級標準需求。于的任何變壓器都停止(發(fā)生錯誤或大修),因此必須在35kV線上增加60%電壓，因此Se=3480÷0.6=5800kV·A。因此，與5800kV·A相近的容量的變壓器有5000定的余量，然后使用具有6300個電容的變壓器。同時，根據(jù)電容式，采用變電站：,容量取2.2主變壓器的臺數(shù)和型號的使用由參考任務的需求和線路計劃使用的主變換器數(shù)量為1.同時，必須使用主2.3變壓器的連接組別●在中性點未接地或35kV高壓，中壓側35kV和35kV時，在低壓側使用2.4變壓器調壓工藝及冷卻工藝根據(jù)平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目所處環(huán)境以及工作條件等，強迫油循環(huán)自冷式調節(jié)工藝(羅晨辰林子璇)。綜上所述，平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目所使用的主變壓器技術參數(shù)如表3所示。型號額定高壓低壓發(fā)生短空載路空載電路電流聯(lián)結組別綜上所述，平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目所使用的站用變壓器的技術參數(shù)如表4所示：型號標號3.1主接線設計的要求●靈活運行，維修方便，強大升級，操作穩(wěn)定；3.2主接線方案的設計線路電壓級方案1方案2總線路分段接線單總線路接線平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目單個總線布線的優(yōu)點是靈活的操作，電氣設單個總線缺點：其中可以表明如果需要修復任何行的QF,則循環(huán)停止電能這時電源可靠性和規(guī)劃靈活性相對較差(戴雪嬌陸瑞霖)。平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目單總線路接線其使用條件為：6-220kV配置，配置只有1臺發(fā)電機或主變時，3種情況所對應的要求如下：配電單元在6-10kV之間，外部電壓負載數(shù)最多5個；配電單元在35-63kV之間，外部電壓負載數(shù)最多3個；方案1方案2單總線路分段接線常規(guī)單總線路接線在一側總線路故障時，不會影響其他線路，與方案一相比，電路平穩(wěn)性較差。非故障線路可以正常的供電、運轉。運行調度不靈活，電源并列運行不能分對比工藝主要有兩種，分別為：(1)兩個并行列運行總線路；(2)兩個獨立總線路；生短路電路電流較造價成本相對單總線路分段接線結構簡單，造價成本較低，實用性強。對比要求，故使用方案1的單母分段接線工藝。4發(fā)生短路電路電流的計算4.1發(fā)生短路電路電流的概述4.1.1發(fā)生短路計算的目的平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目電力配置可以在操作期間隨時產(chǎn)生短路問題。此時，一定程度上可以看出單相電路和兩相電路都可接地。在短路現(xiàn)象之后，短路電流收集熱能，釋放機械效果，會對它們的機制壽命和其他人的個人安全產(chǎn)生不利影響，因此衡量短路的電流強度至關重要(彭昊然袁明哲，2021)。●為導體和電器機制的選型提供參考；●計算繼電保障器的確定參數(shù)。4.1.2三相發(fā)生短路電路電流的計算方法三相發(fā)生短路電路電流計算步驟●確定基礎容量和電壓，計算標幺值；●畫等值網(wǎng)絡圖，計算轉移電阻抗性；●將轉移電阻抗性歸算，求出計算電抗；●查運算曲線算出發(fā)生短路電路電流；計算發(fā)生短路電路電流的沖擊值根據(jù)轉移電抗求出計算電阻抗性，若X>3.45,則平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目配置看成無限大電路電流配置(鄧家豪蘇嘉怡):發(fā)生短路電路電流有名值為：沖擊電路電流為：4.2發(fā)生短路電路電流的計算4.2.1電路元件參數(shù)的計算35kV側基礎值：取Sp=100MV·A,UB?=37kV(規(guī)定：B表示基礎值、N表示額定值)(潘雨萱，2021):綜上，平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目求得35KV側電路元件電路電流基礎值、電阻抗性基礎值、及電壓標幺值如表7所示(余佳琪葉思宇何俊，2022)。電路元件參數(shù)礎值、N表示額定值)(陳思宇):綜上，求得35KV側電路元件電路電流基礎值、電阻抗性基礎值、及電壓標幺值如表8所示。表8電路元件參數(shù)電路元件參數(shù)平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目由于35kV線路導線型號為LGJ-70,其參數(shù)為(楊子軒黃雨萱周俊，2023):變壓器參數(shù)：根據(jù)平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目所選變壓器參數(shù)可知：根據(jù)平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目任務書所給的，配置最高三相發(fā)生短路可知配置電抗(楊子軒黃雨萱周俊，2024):最高運行工藝：最低運行工藝：綜上，求得線路參數(shù)、變壓器參數(shù)、配置電抗等結果如表9所示。表9電路元件參數(shù)電路元件參數(shù)線路參數(shù)z()變壓器參數(shù)X.4.2.2各發(fā)生短路點三相發(fā)生短路電路電流計算發(fā)生短路電路電流計算時，按照發(fā)生短路電路電流最嚴重的情況，三相發(fā)生短路時進行計算。當對平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目的各個發(fā)生短路點進行比較時，用最高發(fā)生短路點計算，最高發(fā)生短路點分別為35KV總線路側的K1以及10KV總線路側的K2點。其示意圖如圖1所示。K1點發(fā)生短路三相發(fā)生短路電路電流計算此時等值電路如圖2所示(吳梓萌趙舒，2021)。無限大容量電源：

最高運行工藝下，發(fā)生短路電路電流周期分量的標么值：基礎值：沖擊電路電流：p=√2·Kmp·I"=2.55×15.6=39.78(kA)

最低運行工藝下，發(fā)生短路電路電流周期分量的標么值：沖擊電路電流：mp=√2·Km·I"=2.55×7.8=19.89(kA)綜上，求得發(fā)生短路電路電流計算結果如表10所示。點發(fā)生短路電路電穩(wěn)態(tài)發(fā)生短路電值(kA)(kA)發(fā)生短路電路電流沖擊值(kA)最高運行工藝最低運行工藝K2點發(fā)生短路三相發(fā)生短路電路電流計算此時平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目等值電路如圖3所示。

最高運行工藝下，發(fā)生短路電路電流周期分量的標么值：基礎值：有名值：沖擊電路電流：imp=√2·Km·I"=2.55×

最低運行工藝下，發(fā)生短路電路電流周期分量的標么值：沖擊電路電流：imp=√2·Kmp·I"=2.55×3.1綜上，求得發(fā)生短路電路電流計算結果如表11所示(孫家輝朱心怡，2023)。點值(kA)(kA)發(fā)生短路電路電流沖擊值(kA)最高運行工藝最低運行工藝5.1.1按正常工作電路電流使用按額定電壓使用按額定電路電流使用則滿足條件對裸導體和電纜：對電器當當θ<0℃時：K=1.2。其中5.1.2按發(fā)生短路情況有效性檢驗發(fā)生短路電路電流的計算條件●電力機制容量和配置主接線：選容量要考慮未來幾年的容量規(guī)劃，其中可以表明配置接線的使用，一定程度上可以看出濟南孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目需要選用發(fā)生短路情況最嚴重，所產(chǎn)生的發(fā)生短路電路電流最高的接線工藝；●發(fā)生短路種類：通常用三相發(fā)生短路電路電流有效性檢驗；●發(fā)生短路計算點：發(fā)生短路情況最嚴重的點。發(fā)生短路計算時間=tpr+tr=tpr+(tin+tm)發(fā)生短路參數(shù)可不考慮非周期分量(羅晨辰林子璇)。動、熱平穩(wěn)有效性檢驗熱平穩(wěn)有效性檢驗：動平穩(wěn)有效性檢驗：統(tǒng)運轉更加牢固，如此便能夠向著更好的目標前進(周欣怡徐雨婷蔡澤，2022)。5.210kV側高壓斷路器的使用與有效性檢驗5.2.1按額定電壓使用5.2.2按額定電路電流使用根據(jù)所求結果，平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目斷路器的型號初步選定型號為ZN12-10,其詳細參數(shù)如表12所示(戴雪嬌陸瑞霖，2023)。表12ZN12-10斷路器主要參數(shù)型號電流電路電流ln(kA)動平穩(wěn)電路電流電路電流固有分閘時間tm(s)5.2.3開斷能力主保障動作時間?。簍wbr=tpr?+tm=0.1+0.065=0.165(s)根據(jù)計算結果得出，5.2.4熱平穩(wěn)有效性檢驗I·t=31.52×4=3969[(kA)2·s]>Qg=22.579根據(jù)計算結果得出，I2·t>Qx故滿足熱平穩(wěn)要求。5.2.5動平穩(wěn)有效性檢驗i=√2·Kn·I"=2.55i"=2.55×5.335kV側高壓斷路器的使用與有效性檢驗5.3.1按額定電壓使用：5.3.2按額定電路電流使用根據(jù)所求結果，平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目斷路器的型號初步選定型號為ZN12-35,其詳細參數(shù)如表13所示(謝晨辰，2021)。型號電流電路電流動平穩(wěn)電路電流電路電流It(s)固有分閘時間m(s)5.3.3開斷能力主保障動作時間?。簍Nbr=tr?+tm=0.1+0.065=0.165(s)根據(jù)計算結果得出，,發(fā)生短路參數(shù)可不考慮非周期分量。且5.3.4熱平穩(wěn)有效性檢驗I·t=31.52×4=3969[(kA)2·s]>Qx=486.72根據(jù)計算結果得出，I2·t>Qx故滿足熱平穩(wěn)要求。5.3.5動平穩(wěn)有效性檢驗Lh=√2·K?h·I”=2.55I"=2.55×15.6=39.78動平穩(wěn)電路電流i為80KA根據(jù)計算結果得出，is>ish故滿足動平穩(wěn)要求。5.410kV側隔離開關的使用與有效性檢驗5.4.1按額定電壓使用5.4.2按額定電路電流使用10kV斷路器設置在屋內，故時的修正數(shù)值因素K為：K=1+(40-θ)×0.005=1+(40-25)×0.00由L=K·In≥lm得(彭昊然袁明哲，2022):初選型號為GN2-10隔離開關，參數(shù)見表14所示。電流5.4.3隔離開關的有效性檢驗熱平穩(wěn)有效性檢驗因配置容量未知，可近似?。篒2·t=702×5=2450[(kA)2·s]>Qx=22.動平穩(wěn)有效性檢驗Lh=√2·Kn·I"=2.55·I"=8.57(kA)<根據(jù)計算結果得出，is>ish故滿足動平穩(wěn)要求。5.535kV側隔離開關的使用與有效性檢驗5.5.1按額定電壓使用5.5.2按額定電路電流使用10kV斷路器設置在屋內，故θ=20+5=25℃時的修正數(shù)值因素K為(鄧家豪蘇嘉怡，2022):K=1+(40-θ)×0.005=1+(40-25)×0.00初選型號為GN2-35隔離開關，參數(shù)見下表15。型號電流5.5.3隔離開關的有效性檢驗熱平穩(wěn)有效性檢驗因配置容量未知，可近似?。?且tk=2s>1sI2·t=702×5=2450[(kA)2·s]>Qx=486根據(jù)計算結果得出，動平穩(wěn)有效性檢驗故滿足熱平穩(wěn)要求。Lh=√2·Kn·I"=2.55·1"=39.78(kA)<i動平穩(wěn)電路電流i為100KA根據(jù)計算結果得出，is>ish故滿足動平穩(wěn)要求。5.610kV側電路電流互感器的使用5.6.1按額定電壓使用5.6.2按額定一次電路電流使用K=1+(40-θ)×0.005=1+(40-25)×0.005.6.3按額定二次電路電流使用強電配置選用5A。初選型號：LFZ1-10的電路電流互感器，參數(shù)見表16。型號額定電路電流比1s熱平穩(wěn)倍數(shù)5.6.4電路電流互感器的有效性檢驗熱平穩(wěn)有效性檢驗一定程度上可以看出因配置容量未知，可近似?。?=I=L,且(KN·I)2=(80×0.4)2=1024(kA根據(jù)計算結果得出，(KNIw)2>Qx故滿足熱平穩(wěn)要求(潘雨萱)。動平穩(wěn)有效性檢驗Lh=√2·Kn·I”=2.55·I"=8.57(kA)<i=55.735kV側電路電流互感器的使用動平穩(wěn)有效性檢驗ih=√2·Kh·I"=2.55·1"=39.78(kA)<根據(jù)計算結果得出，is>ish故滿足動平穩(wěn)要求(余佳琪葉思宇何5.7.1按額定電壓使用5.7.2按額定一次電路電流使用K=1+(40-θ)×0.005=1+(40-25)×0.005.7.3按額定二次電路電流使用強電配置選用5A。初選型號：LFZ1-35的電路電流互感器，參數(shù)見表17。型號額定電路電流比1s熱平穩(wěn)倍數(shù)5.7.4電路電流互感器的有效性檢驗熱平穩(wěn)有效性檢驗因配置容量未知，可近似?。?KN·Iw)2=(80×0.4)2=1024根據(jù)計算結果得出，(KN·In)2>Qx故滿足熱平穩(wěn)要求。5.810kV側電壓互感器的使用3-20kV采用油浸絕緣電壓互感器，接線采用YN,yN,d0。按額定電壓使用(陳思宇，2022):根據(jù)所求結果，平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目電壓互感器的型號初步選定為JSJW-10,其詳細參數(shù)如表18所示。型號電壓等級比準確級次級繞組額定容量C(F)35.910kV高壓熔斷器的使用電壓互感器發(fā)生短路保障，可選用RN4系列。初選型號：RN4-6型熔斷器，主要參數(shù)見下表19。型號電壓互感器的有效性檢驗：額定電壓有效性檢驗：額定開斷電路電流有效性檢驗：故滿足要求。5.10支柱絕緣子的使用根據(jù)額定電壓使用：根據(jù)最高持續(xù)工作電路電流使用(楊子軒黃雨萱周俊，2021):式中K為溫度修正數(shù)值囚素，當環(huán)境溫度K=0.149·√85-θ有效性檢驗穿墻套管的熱平穩(wěn)熱平穩(wěn)應滿足：有效性檢驗絕緣子和穿墻套管的動平穩(wěn)計算支柱絕緣子的Fe式中H為絕緣子的高度；b為導體支持器下片厚度；h為總線路的總高發(fā)生三相發(fā)生短路時，絕緣子或套管所受的電動力(吳梓萌趙舒，2022):根據(jù)上述條件，選型號為ZN-10/8絕緣子，基本參數(shù)如表20所示。表20絕緣子主要參數(shù)型號高度85.11總線路的選型和有效性檢驗5.11.1總線路的使用●材料的使用一定程度上可以看出由平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目實際選用的10KV總線路位于室外，故選用矩形鋁導體做10KV總線路材料(孫家輝朱心怡，2024)?！癫贾霉に嚳紤]到降低建筑物高度，安裝簡便，布置工藝采用水平布置。●截面使用本電站所處地區(qū)最熱月平均最高溫度為28℃,故導體平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目10KV總線路可以使用每相2(n=2)條40×4的鋁導體，總線路長期允許載流量為(鄭明達馬嘉):,滿足要求。即5.11.2總線路的有效性檢驗●電暈電壓有效性檢驗總線路電壓只有10KV難以產(chǎn)生電暈，不需要有效性檢驗電暈電壓。●熱平穩(wěn)有效性檢驗發(fā)生短路計算時間：發(fā)生短路計算時間：在有效取值范圍內，取熱平穩(wěn)數(shù)值因素為：●共振有效性檢驗：則不共振的最高跨距為：m=2·h·b·Pw=2×0.04×0.004×2700=0.864((4)動平穩(wěn)有效性檢驗發(fā)生短路沖擊電路電流：ih=√2·K·I"=√2×1.8×2.63相間應力：查表得截面形狀數(shù)值因素：同相條間應力：故可知每個跨距內滿足動平穩(wěn)的最少襯墊數(shù)為1個(羅晨辰林子璇，2021)。臨界跨距：6變壓器保障的確定計算6.1變壓器保障確定原理6.1.1變壓器差動保障確定一定程度上可以看出變壓器差動保障措施對象：6.3MVA及以上并列運行變躲過外部發(fā)生短路最高不平衡電路電流躲過變壓器最高勵磁涌流躲過電路電流互感器二次回路斷線時最高其負載電路電流縱差動保障敏銳靈活數(shù)值因素的有效性檢驗6.1.2變壓器過電路電流保障確定復合電壓啟動狀態(tài)下過電路電流保障機制被激活時，如果一側措施有供電電源，應裝配電路電流保障單元。確定步驟如下所示(周欣怡徐雨婷蔡澤，2021):基于變壓器額定電路電流閃避數(shù)值因素進行確定，確定公式為：有效性檢驗所需的條件：低電壓繼電器確定：當降壓變壓器中措施的低電壓繼電器為工作狀態(tài)，孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目繼電器的確定應參考低電壓強度，確定公式為(戴雪嬌陸瑞霖，2022):實施負序電壓繼電器的啟動電壓確定：參考躲過正常運行時負序濾過器輸出的非穩(wěn)態(tài)電壓最高值，得出確定公式：6.235kV側變壓器的縱差動保障首先差動繼電器型號使用BCH-2型繼電器。6.2.1保障單元動作電路電流確定避外部發(fā)生短路時的最高不平衡電路電流(戴雪嬌陸瑞霖):=1.3×(0.05+0.05+0.1×1.5×1)×15.6=5避變壓器的勵磁涌流：Io2=Ke·Ka·In=1.3×1×103.92=避電路電流互感器二次回路斷線時的最高其負載電路電流：Iop?=K·lmax=1.3×103.92=取上述最高值為基本側動作電路電流，即6.2.2動作電路電流計算動作電路電流計算：差動線圈數(shù)(單位：匝):取實際確定數(shù)(單位：匝)為2匝，則繼電器的實際動作電路電流：保障單元實際動作電路電流：有效性檢驗敏銳靈活度：平陰縣孝直鎮(zhèn)35KV變電站項目在最低運行工藝下的兩相發(fā)生短路電路電流敏銳靈活數(shù)值因素最低，則(謝晨辰):敏銳靈活數(shù)值因素大于2,滿足要求。6.335kV側復合電壓啟動的過電路電流保障6.3.1電路電流繼電器啟動電路電流按躲避額定電路電流確定：敏銳靈活度有效性檢驗：6.3.2低電