35KV工厂总降压变电所设计

某工厂总降压变电所工程 设 计 说 明 书 姓名 学号 6 指导老师 赵 志 英 目 录 一 概述 1 1 电力系统概况 1 2 全厂供电负荷情况 二 供电方式的选择 2 1 供电电压选择 2 2 主变容量及型号选择 三 总降压变电所的设计 3 1 电气主接线 3 2 短路电流计算 3 3 主要电气设备选择 3 4 所用电源及操作电源 3 5 主要设备继电保护设计 3 5 1 主变压器保护 3 5 2 35kv 线路保护 3 5 3 10kv 线路 四 车间变电所设计 五 厂区 10kv 配电系统设计 六 附图 1 短路电流计算结果及设备选校表 2 总降压变电所电气主接线图 3 高压开关柜订货图 4 主变压器控制回路接线图 5 主变压器保护回路接线图 6 10kv 线路控制 保护回路接线图 一 一 概概 述述 1 1 电力系统概况电力系统概况 本厂主要通过一条长为 5 公里的架空电力线路与 110kvA 变电 站连接 A 变电站装设有两台 SFSLZ1 31500 110 的三圈变压器 A 变电站 110kv 母线短路容量为 1918MVA 另外本厂还从 B 变电 站接有一回长为 7 公里的架空线路作为备用电源 且根据系统要求 只有在工作电源也即本厂至 A 变电站供电线路停电时才允许备用 电源供电 1 2 全厂用电负荷情况全厂用电负荷情况 根据提供的资料 全厂用电设备总安装容量为 6630KW 10kv 侧计算负荷为有功 4522KW 无功 1405KW 负荷类型 1 7 车间为 I 类负荷 8 9 车间为 II 类或 III 类负荷 停电时间超过两分钟将造 成产品报废 停电时间超过 30 分钟将造成主要设备池 炉损坏 全厂停电将造成严重经济损失 全厂为三班工作制 最大负荷利用 小时为 5600 小时 二二 供电方式的选择 供电方式的选择 2 1 供电电压的选择供电电压的选择 选择最佳的供电电压等级对于工厂节约电费开支 降低经营成 本具有非常大的作用 根据设计任务书所提供的基础资料 供电部 门要求功率因数以 35kv 供电时为 0 9 以 10kv 供电时为 0 95 同 时以 35kv 和 10kv 供电时电度电价分别为 0 40 元 kwh 及 0 41 元 kwh 根据供电部门提供的资料 我们对该厂分别采用 10kv 及 35kv 供电时每年所需支出的电费进行比较 比较结果如下表所示 35kv 10kv 供电年电费比较表供电年电费比较表 项目35kv10kv 最大供电负荷4735 24KVA4735 24KVA 主变容量2 4000KVA2 4000KVA 年最大负荷利用小时5600h5600h 考核功率因数0 90 95 年平均用电量 6KW 8KW 电度电价0 40 元 kwh0 41 元 kwh 基本电价10 元 月 KVA10 元 月 KVA 电度电费 84 元 49 元 基本电费 附加投资3000 元 KW3000 元 KW 年电费合计 84 元 49 元 从以上比较结果可知 选择 10kv 供电比 35kv 供电每年需多支 出电费 49 84 65 元 因此 本厂最优的供电电压等级为采用 35kv 供电 2 2 主变容量及型号的选择主变容量及型号的选择 根据 35 110kv 变电所设计规范 GB50059 92 第 3 1 1 条 第 3 1 2 条 第 3 1 3 条的要求 主变压器的台数和容量应根据供电 条件 负荷性质和运行方式等条件综合考虑确定 在有一 二类负 荷的变电所中宜装设两台主变压器 主变压器容量应满足当一台变 压器断开时 另一台变压器的容量不应小于 70 的全部负荷并应 保证用户的一 二级负荷 该厂 1 7 车间为 I 类负荷 考虑同时系 数后有功负荷为 3724KW 无功负荷为 1047 6KVAR 因此该厂总 降压变电所主变压器选择两台容量为 4000KVA 的变压器 主变参数如下 型号 SZ9 4000 35 3 2 5 10 5kv 相数 三相 额定频率 50Hz 额定容量 4000 kVA 额定电压 高压绕组 低压绕组 35 10 5 KV 调压方式 有载调压 分接范围 35 3 2 5 联接组标号 Yd11 短路阻抗 高压 低压 7 三三 总降压变电所的设计 总降压变电所的设计 3 1 电气主接线电气主接线 电气主接线的设计应满足可靠性 灵活性及经济性的要求 本 厂总降压变电所主变为 2 台 35kv 线路为两回 适宜采用的电气 主接线方式有桥形接线 内桥或外桥 线路变压器组接线及单母 线接线三种方式 以下我们分别对桥形接线 线路变压接线 单母 线接线进行比较 结果如下 三种主接线比较表三种主接线比较表 可靠性经济性灵活性 线路变压器接线差 2 台主变 2 条线路共 2 台断路器 主变保 护兼线路保护 经济 性好 不灵活 桥形接线较好 共 3 台断路器 经济 性次之 线路或变压器的投切 需动作 2 台断路器 影响一条线路或一台 变压器的暂时停运 单母线接线好 共 4 台断路器 经济 性差 任意 1 条线路或 1 台 主变停运均不影响供 电 从比较结果可知 采用桥形接线时 由于线路或变压器的切除 和投入需动作两台断路器 并且影响一条线路 内桥接线 或一台变 压器 外桥接线 的暂时停运 采用线路变压器组单元接线时 由于 1 条线路带 1 台主变运行 运行方式极不灵活 难以满足本厂对供电 连续性和可靠性的严格要求 由于本厂负荷绝大部分为 I 类负荷 因 此本厂总降压变电所电气主接线宜采用单母线接线方式 其优点是接 线简单清晰 设备少 操作方便 便于扩建 10kv 电气主接线采用 单母线分段接线 3 2 短路电流计算短路电流计算 根据电气设备选择和继电保护的需要 选择总降压变电所 35kv 10kv 母线作为短路电流计算点 根据本厂总降压变电站与 系统的联接情况 取基准容量为 Sj 1000MVA 基准电压为平均电 压 Uj Ucp 计算结果如下表 详细计算过程见附件 短路电流 计算书 短路电流计算结果短路电流计算结果 短路计 算点 基准容量 MVA 基准电压 KV 等值电抗 X 短路电流 KA 冲击电流 有效值 KA 冲击电流 瞬时值 KV 短路容量 MVA 35KV 母 线 1000373 6464 2806 46310 895274 27 10KV 母 线 100010 512 3964 4366 69811 29280 67 3 3 主要电气设备选择主要电气设备选择 35kv 断路器选用 LW16 40 5 1600 附 CT 10 弹簧储能操作机 构 型六氟化硫断路器 35kv 隔离开关采用 GW5 35 ID IID 630 型 附 CS 17G 手动操作机构 隔离开关 35kv 母线电压互感 器选用 JSXNF 35 电磁型抗谐振电压互感器 35kv 线路电压互感器 选用 TYD 35 电容式电压互感器 35kv 电流互感器选用 LB6 35 电 磁型电流互感器 35kv 母线根据经济电流密度选择 LGJ 95 15 型 钢芯铝绞线 10kv 母线选择 LMY 80 8 型铝排 经动 热稳定校 验均满足要求 10kv 出线设备选用 XGN2 10 型箱型封闭式高压开 关柜并配 ZN28 10 1250 25KA 真空开关 具体电气设备选择及校 验详见附 短路电流计算结果及设备选校表 本厂总降压变电站设备 型号 数量如下表所示 序号设备名称型号规格单位数量厂家备 注 1主变压器SZ9 4000 35台2 浙江江山变压器有限 公司 235kv 断路器LW16 40 5 1600台4泰安高压开关厂 335kv 隔离开关GW5 35D 630组9泰安高压开关厂 435kv 电压互感器JSXNF 35台1大连北方互感器 535kv 电压互感器TYD 35台2大连北方互感器 635kv 电流互感器LB6 35台12大连北方互感器 735kv 避雷器HY5W1 51 134组1 天津市江联电瓷电器 有限公司 810kv 高压开关柜XGN2 10 08面2 山东鲁亿通电气设备 有限公司 主变进线柜 910kv 高压开关柜XGN2 10 41面1 山东鲁亿通电气设备 有限公司 分段柜 1010kv 高压开关柜XGN2 10 33面1 山东鲁亿通电气设备 有限公司 分段柜 1110kv 高压开关柜XGN2 10 65面2 山东鲁亿通电气设备 有限公司 PT 柜 1210kv 高压开关柜XGN2 10 67面2 山东鲁亿通电气设备 有限公司 所用电柜 1310kv 高压开关柜XGN2 10 07面 山东鲁亿通电气设备 有限公司 出线柜 z3 4 所用电源和操作电源所用电源和操作电源 变电站所用电分别由接在 10KV 段母线上的两台所用变 提供 两台所用变互为备用 其低压侧采用单母接线方式 两台干 式所用变分别置于 1 2 所用变柜内 型号均为 SC9 10 30 低压 所用电屏由一块 GGD 低压交流屏组成 布置在主控制室内 所用 电源分别供站用照明 开关电源 主变电源 空调 检修电源 直 流电源 通讯电源等 变电站保护 操作电源采用一套 220V 微机控制高频开关直 流电源配 100AH 全封闭免维护铅酸蓄电池组的直流系统 该套系 统由充电柜 馈电柜和电池柜三部分组成 充电机控制部分采用单 板机控制 充电回路采用智能高频开关电源 可以根据蓄电池的亏 容状况自动进行主充 浮充和均充 电源模块采用自然冷却方式 交流两路输入 自动投切 并可以任选一路为主工作电源 该种模 块具有 DC220V AC220V 2A 供后台用 及 DC220V DC48V 10A 供通讯用 转换装置 产品具有完善的保 护 绝缘监察及音响灯光报警信号 提供标准微机通信接口 RS485 并通过此接口向后台发送信号 同时 直流电源还可供应变电站事 故照明用 3 5 主要设备继电保护设计主要设备继电保护设计 3 5 1 主变压器保护主变压器保护 2 台主变 变电站主变压器保护采用微机型保护 保护的方式有 1 差动保护 主保护 2 复合电压闭锁方向过流保护 3 零序电压方向过流 4 变压器具有过负荷 启动通风 轻重瓦斯 油温过高等保 护 3 5 2 35kv 线路保护线路保护 2 回 35kv 线路 变电站 35kv 线路保护也采用微机保护 保护方式有 1 带方向的电流电压保护 2 三相一次重合闸 3 过负荷跳闸 报警 小电流接地指示 4 具有自投功能 当工作电源也即 A110kv 变电站至厂降压 变电站线路停电时自动投入备用电源 3 5 3 10kv 线路保护线路保护 4 回 10kv 线路 10kv 线路保护也采用微机保护 保护方式有 1 两段式电流电压保护 2 三相一次重合闸 3 过负荷跳闸 报警 小电流接地指示 4 具有网络接口 适合下放在开关柜上 四四 车间变电所设计 车间变电所设计 根据设计任务书提供的全厂负荷分布情况 厂内 1 7 车间为 I 类负荷 8 9 车间为 II III 类负荷 结合厂区平面示意图以及情况 分别在 3 车间 I 车间变电所 及 7 车间 II 车间变电所 设置 2 座车间变电所 I 车间变电所分别供 2 3 5 6 8 车间用电 其 中 2 6 8 车间共用 2 台配电变压器 每台配电变压器容量按不小 于 2 6 8 车间总负荷的 70 设置 选择 2 台 S9 1000KVA 配电 变压器 3 5 车间共用 2 台配电变压器 每台配电变压器容量按 不小于 3 5 车间总负荷的 70 设置 选择 2 台 S9 1000KVA 配电 变压器 II 车间变电所分别供