某市区加压站35kv低压配电系统设计

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 1 页 共 25 页 第 1 章 前 言 变电所由主接线 主 变压器 高 低压配电装置 继电保护和控制系统 所 用电和直流系统 远动和通信系统 必要的 无功功率补偿 装置和主控制室等组成 其中 主接线 主变压器 高低压配电装置等属于一次系统 继电保护和控制系统 直流系统 远动和通信系统等属二次系统 主接线是变电所的最重要组成部分 它 决定着变电所的功能 建设投资 运行质量 维护条件和供电可靠性 一般分为单 母线 双母线 一个半 断路器接线和环形接线等几种基本形式 主变压器是变电 所最重要的设备 它的性能与配置直接影响到变电所的先进性 经济性和可靠性 一般变电所需装 2 3 台主变压器 330 千伏及以下时 主变压器通常采用三相变 压器 其容量按投入 5 10 年的预期负荷选择 此外 对变电所其他设备选择和 所址选择以及总体布置也都有具体要求 1 1 设计原则和基本要求 设计按照国家标准要求和有关设计技术规程进行 要求对用户供电可靠 保证电 能质量 接线简单清晰 操作方便 运行灵活 投资少 运行费用低 并且具有可扩 建的方便性 要求如下 1 选择主变压器台数 容量和型式 2 设计加压站电气主接线 3 短路电流计算 4 主要电气设备的选择及各电压等级配电装置类型的确定 5 在绘制施工图方面得到初步锻炼 1 2 设计内容 本次设计的是一个低压变电站 有两个电压等级 35kV 10kV 35kV 和 10kV 主 接线均采用单母线分段接线方式 本设计采用的主变压器有两个出线端子 一端接 35kV 的引出线 另一端接 10kV 的引出线 设计中主要涉及的是变电站内部电气部分的设计 并未涉及到出线线路具 体应用到什么用户 所以负荷统计表相对比较简洁 也减少了电气主接线图的制作难 度 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 论文 第 2 页 共 25 页 第 2 章 主变压器的选择 2 1 主变台数的确定 待设计变电站在电力系统中的地位 本变电站为一降压变电站 在系统中起着汇聚和分配电能的作用 担负着向该地 区工厂 农村供电的重要任务 地位比较重要 该变电站的建成 不仅增强了当地电 网的网络结构 而且为当地的工农业生产提供了足够的电能 从而达到使本地区电网 安全 可靠 经济地运行的目的 待设计变电站的建设规模 1 电压等级 35kV 10kV 2 线路回路数量 35kV 进出线共 2 回 两回进线连接着 35kV 电源 输送容量各为 35000KVA 10kV 进出线共 12 回 全部为架空线路 其中 3 回每回输送容量按 5000KVA 设计 另外 5 回每回输送容量为 4000KVA 再预留四个出线间隔 待以后扩建 3 主变选择 根据计算出的全厂负荷总容量 补偿后 2329 218 选择二台变压器互为AkV 备用 所以 SS TN 7 0 AkV 2386 查 工厂常用电气设备手册 选择二台型号为 S9 3150 35 变压器 其满足主变压器 的条件 0 4KV 侧的变压器选择 SS TN 7 0 AkV 544 查 工厂常用电气设备手册 选择二台型号为 S9 630 10 变压器 其满足选择变 压器的条件 根据计算出的全厂负荷总容量 补偿后 2329 218 选择二台变压器互为AkV 备用 所以 SS TN 7 0 AkV 2386 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 3 页 共 25 页 查 工厂常用电气设备手册 选择二台型号为 S9 3150 35 变压器 其满足主变压器 的条件 0 4KV 侧的变压器选择 SS TN 7 0 AkV 544 查 工厂常用电气设备手册 选择二台型号为 S9 630 10 变压器 其满足选择变 压器的条件 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 论文 第 4 页 共 25 页 第 3 章 电气主接线的选择 3 1 选择原则 电气主接线是指变电所中的一次设备按照设计要求连接起来 表示接受和分配电 能的电路 也称为主电路 它是加压站设计的首要任务 也是构成电力系统的重要环 节 主接线方案的确定与电力系统及变电站运行的可靠性 灵活性和经济性密切相关 并对电器设备选择 配电装置布置 继电保护和控制方式的拟定有较大影响 因此 主接线的设计必须正确处理好各方面的关系 全面分析论证 通过技术经济比较 确 定变电站主接线的最佳方案 3 1 1 主接线设计的基本要求及原则 电气主接线中的设备用标准的图形符号和文字符号表示的电路图称为电气主接线图 因为三相交流电气设备的每相结构一般是相同的 所以电气主接线图一般绘成单线图 只是在局部需要表明三相电路不对称连接时 才将局部绘制成三线图 电气主接线对 变电所以及电力系统的安全 可靠和经济的运行起着重要作用 因此 对变配电所主 接线有着可靠 灵活 操作简单方便 经济 具有扩建的可能性的基本要求 变电站主接线设计的基本要求 1 可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求 电气主接线的设计必须满足这个要求 因为电能的发送及使用必须在同一时间进行 所以电力系统中任何一个环节故障 都 将影响到整体 供电可靠性的客观衡量标准是运行实践 评估某个主接线图的可靠性 时 应充分考虑长期运行经验 我国现行设计规程中的各项规定 就是对运行实践经 验的总结 设计时应该予以遵循 2 灵活性 电气主接线不但在正常运行情况下能根据调度的要求灵活的改变运行方式 达到 调度的目的 而且在各种事故或设备检修时 能尽快的退出设备 切除故障 使停电 时间最短 影响范围最小 并在检修设备时能保证检修人员的安全 3 操作简单方便 电气主接线应简单清晰 操作方便 尽可能使操作步骤简单 便于运行人员掌握 复杂的接线不仅不便于操作 还往往会造成运行人员的误操作而发生事故 但接线过于简单 可能又不能满足运行方式的需要 而且也会给运行造成不便 或造成不必要的停电 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 5 页 共 25 页 4 经济性 主接线在保证安全可靠 操作灵活方便的基础上 还应使投资和年运行费用最小 占地面积最少 使变电站尽快的发挥经济效益 5 具有扩建的可能性 由于我国工农业的高速发展 电力负荷增加很快 因此 在选择主接线时 应考 虑到有扩建的可能性 变电站主接线设计原则 1 变电站的高压侧接线 应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式 在满 足继电保护的要求下 也可以在地区线路上采用分支接线 但在系统主干网上不得采 用分支接线 2 在 6 10kV 配电装置中 出线回路数不超过 5 回时 一般采用单母线接线方式 出线回路数在 6 回及以上时 采用单母分段接线 当短路电流较大 出线回路较多 功率较大 出线需要带电抗器时 可采用双母线接线 3 在 35 66kV 配电装置中 当出线回路数不超过 3 回时 一般采用单母线接线 当出线回路数为 4 8 回时 一般采用单母线分段接线 若接电源较多 出线较多 负 荷较大或处于污秽地区 可采用双母线接线 4 在 110 220kV 配电装置中 出线回路数不超过 2 回时 采用单母线接线 出线 回路数为 3 4 回时 采用单母线分段接线 出线回路数在 5 回及以上 或当 0 220KV 配电装置在系统中居重要地位 出线回路数在 4 回及以上时 一般采用双母线 接线 5 当采用 SF6 等性能可靠 检修周期长的断路器 以及更换迅速的手车式断路器 时 均可不设旁路设施 总之 以设计原始材料及设计要求为依据 以有关技术规程为标准 结合具体工 作的特点 准确的基础资料 全面分析 做到既有先进技术 又要经济实用 3 1 2 主接线的基本形式和特点 主接线的基本形式可分两大类 有汇流母线的接线形式和无汇流母线的接线形式 在电厂或变电站的进出线较多时 一般超过 4 回 为便于电能的汇集和分配 采用母 线作为中间环节 可使接线简单清晰 运行方便 有利于安装和扩建 缺点是有母线 后配电装置占地面积较大 使断路器等设备增多 无汇流母线的接线使用开关电器少 占地面积少 但只适用于进出线回路少 不再扩建和发展的电厂和变电站 有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线 单母线又分为单母线无分段 单母线有分段 单母线分段带旁路母线等形式 又母线又分为双母线无分段 双母线 有分段 带旁路母线的双母线和二分之三接线等方式 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 论文 第 6 页 共 25 页 无汇流母线的主接线形式主要有单元接线 扩大单元接线 桥式接线和多角形接 线等 3 2 变电站的各侧主接线方案的拟定 在对原始资料分析的基础上 结合对电气主接线的基本要求 综合考虑在满足技 术 经济政策的前提下 力争使其为技术先进 供电可靠安全 经济合理的主接线方 案 供电可靠性是变电所的首要问题 主接线的设计 首先应保证变电所能满足负荷 的需要 同时要保证供电的可靠性 变电所主接线可靠性拟从以下几个方面考虑 1 断路器检修时 不影响连续供电 2 线路 断路器或母线故障及在母线检修时 造成馈线停运的回数多少和停电 时间长短 能否满足重要的 I II 类负荷对供电的要求 3 变电所有无全所停电的可能性 主接线还应具有足够的灵活性 能适应多种运行方式的变化 且在检修 事故等 特殊状态下操作方便 高度灵活 检修安全 扩建发展方便 主接线的可靠性与经济性应综合考虑 辩证统一 在满足技术要求前提下 尽 可能投资省 占地面积小 电能损耗少 年费用最小 根据设计任务书的要求和设计规模 在分析原始资料的基础上 参照电气主接线 设计参考资料 1 10kV 出线接线方式设计 对于 10KV 出现侧 可选母线连接方式有分段的单母线接线 单母线带旁路母线接 线 双母线接线及分段的双母线接线 根据要求 单母线分段接线方式满足 不进行停电检修 和经济性的要求 因此 10KV 母线端选择单母线分段接线方式 2 35kV 进线方式设计 设计任务书中有两台变压器和两回输电线路 故需采用桥形接线 可使断路最少 可采用的桥式接线种类有内桥接线和外桥接线 外桥形接线的特点为 供电线路的切入和投入较复杂 需动作两台断路器并有 一台变压器停运 桥连断路器检修时 两个回路需并列运行 变压器检修时 变 压器需较长时间停运 内桥形接线的特点为 变压器的投入和切除较为复杂 需动作两台断路器 影 响一回线路的暂时供电 桥连断路器检修时 两个回路需并列运行 出线断路器检 修时 线路需较长时间停运 其中外桥形接线满足 输电线路较短 两变压器需要切换运行 的要求 因此选 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 7 页 共 25 页 择外桥接线 一 35KV 侧主接线方案 A 方案 单母线接线 B 方案 单母线分段接线 分析 A 方案的主要优缺点 1 接线简单 清晰 设备少 投资小 运行操作方便且利于扩建 但可靠性和灵 活性较差 2 当母线或母线隔离开关发生故障或检修时 各回路必须在检修或故障消除前的 全部时间内停止工作 3 出线开关检修时 该回路停止工作 B 方案的主要优缺点 1 当母线发生故障时 仅故障母线停止工作 另一母线仍继续工作 2 对双回路供电的重要用户 可将双回路分别接于不同母线分段上 以保证对重 要用户的供电 3 当一段母线发生故障或检修时 必须断开在该段母线上的全部电源和引出线 这样减少了系统的发电量 并使该段单回线路供电的用户停电 4 任一出线的开关检修时 该回线路必须停止工作 5 当出线为双回线时 会使架空线出现交叉跨越 结论 B 方案一般速用于 35KV 出线为 4 8 回的装置中 综合比较 A B 两方案 并 图 3 2 单母线分段接线 图 3 1 单母线接线 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 论文 第 8 页 共 25 页 考虑本变电站 35KV 出线为 2 回 所以选择 B 方案单母线分段接线为 35KV 侧主接线方 案 二 10KV 侧主接线方案 A 方案 单母线接线 见图 3 1 B 方案 单母线分段接线 见图 3 2 分析 A 方案的主要优缺点 1 接线简单 清晰 设备少 投资小 运行操作方便且利于扩建 但可靠性和灵 活性较差 2 当母线或母线隔离开关发生故障或检修时 各回路必须在检修或故障消除前的 全部时间内停止工作 3 出线开关检修时 该回路停止工作 B 方案的主要优缺点 1 母线发生故障时 仅故障母线停止工作 另一母线仍继续工作 2 对双回路供电的重要用户 可将双回路分别接于不同母线分段上 以保证对重 要用户的供电 3 当一段母线发生故障或检修时 必须断开在该段母线上的全部电源和引出线 样减少了系统的发电量 并使该段单回线路供电的用户停电 4 任一出线的开关检修时 该回线路必须停止工作 5 当出线为双回线时 会使架空线出现交叉跨越 结论 B 方案一般适用于 10KV 出线为 6 回及以上的装置中 综合比较 A B 两方 案 并考虑本变电站 10KV 出线为 12 回 所以选择 B 方案单母线分段接线为 10KV 侧主 接线方案 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 9 页 共 25 页 第 4 章 负荷的计算及无功功率的补偿 4 1 计算负荷的定义 意义及目的 计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷 其物理含义是计算负荷所 产生的恒定温升等于实际变化负荷长生的最高温升 供配电系统要在正常条件下可靠地运行 则其中每个元件都必须选择得当 除了 应该满足工作电压和频率的要求外 最重要的就是要满足负荷电流的要求 因此 有 必要对供电系统各个环节的电力负荷进行统计计算 计算负荷是进行供电系统设计 选择变压器容量 电气设备 导线截面和仪表量 程的依据 也是整定继电保护的重要数据 计算负荷的计算是否准确合理 直接影响 到电器和导线电缆的选择是否经济 合理 如果计算负荷偏大 则使电器和导线截面 选择偏大 造成投资和有色金属的浪费 如果计算负荷偏小 则使电器和导线处于过 负荷下运行 增加电能损耗 产生过热 导致绝缘过早老化 甚至烧毁 以致发生事 故 同样给国家造成经济损失 因此 计算负荷意义重大 是供电设计的前提 也是 实现供电系统安全 经济运行的必要手段 4 2 用电设备负荷的计算 负荷计算的常用方法有需要系数法 二项式法 和利用系数法 需要系数法因 为比较简便因而广泛使用 用电设备少而功率相差大时 计算结果一般偏小 故不能 适用于低压配电线路的计算 而适用于计算变 配电所的负荷 二项式法也比较简便 它考虑了数台大功率设备工作时对负荷影响的附加功率 但一般计算结果偏大 适用 于低压配电支干线的计算 在本次供电系统设计任务中 我们已知工厂所用的额定电压值以及各车间 N U 场站的安装容量和需要系数和 利用需要系数法便可方便准确的计算出 N d cos 各个负荷的计算容量和计算电流等数值 需要系数法用到的公式有 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 论文 第 10 页 共 25 页 式 4 1 1 ca d N P 式 4 2 cos cos1 cos sin tan 2 式 4 3 tan 1caca Q 式 4 4 1ca S1 2 1 2 cacaQ 式 4 5 N ca ca U S I 3 1 1 式中表示用电设备组的有功计算负荷 1 ca 表示用电设备组的无功计算负荷 1 ca Q 表示用电设备组的视在计算负荷 1 ca S 表示计算电流 表示用电设备组的需要系数 1 ca I d 表示用电设备组的额定容量之和 N 是用电设备组的功率因数角 表示设备组的额定功率 N U 下面开始计算 维修车间 kWPKP ed 5 6225 0 250 1 kVarPQ13 7317 1 5 62tan 11 车库 kWPKP ed 105 020 2 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 11 页 共 25 页 kVarPQ 3 1773 1 10tan 22 食堂及浴池 kWPKP ed 126 020 3 kVarPQ96 1533 112tan 33 办公楼 kWPKP ed 126 020 4 kVarPQ96 1533 1 12tan 44 加氧间 kWPKP ed 1267 0180 5 kVarPQ52 12802 1 126tan 55 轴流风机 kWPKP ed 75 9375 0125 6 kVarPQ31 7075 075 93tan 66 电动碟阀 kWPKP ed 13 73 5 9775 0 7 kVarPQ85 5475 0 13 73tan 77 泵房排水泵 kWPkP ed 75 1875 0 25 8 kVarPQ06 1475 0 75 18tan 88 起重机 kWPKP ed 32132 9 kVarPQ36 5573 1 32tan 99 照明电源 kWPKP ed 7 23 09 10 kVarPQ67 473 1 7 2tan 1010 控制泵 kWPkP ed 1 26 8 3475 0 11 kVarPQ75 1975 0 1 26tan 1111 润滑泵 kWPKP ed 5 375075 0 12 kVarPQ13 2875 0 5 37tan 1212 换路间水泵 kWPKP ed 25 111575 0 13 kVarPQ44 875 025 11tan 1313 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 论文 第 12 页 共 25 页 微机房水泵 kWPKP ed 12 5 8 04 6 14 kVarPQ0012 5tan 1414 换热站电源 kWPKP ed 15 5 3 105 0 15 kVarPQ91 8 73 1 15 5 tan 1515 高层电源 kWPKP ed 14207 0 16 kVarPQ5 1075 0 14tan 1616 化验电源 kWPKP ed 6125 0 17 kVarPQ38 1073 1 6tan 1717 维修车间 kWPKP ed 5 6225 0 250 1 kVarPQ13 7317 1 5 62tan 11 车库 kWPKP ed 105 020 2 kVarPQ 3 1773 1 10tan 22 食堂及浴池 kWPKP ed 126 020 3 kVarPQ96 1533 112tan 33 办公楼 kWPKP ed 126 020 4 kVarPQ96 1533 1 12tan 44 加氧间 kWPKP ed 1267 0180 5 kVarPQ52 12802 1 126tan 55 有功计算负荷 kWP95 5200 95 6 1415 5 12 5 25 11 5 37 1 267 23275 1813 7375 93126121210 5 62 1 无功计算负荷 kVarQ72 535 1 视在计算负荷 747 25 2 1 2 11 QPS 10KV 侧的有功计算负荷 P2 2434 55KW 10KV 侧的无功计算负荷 Q2 1016 6kVar 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 13 页 共 25 页 功率因数的计算 因为该厂要求平均功率达到 0 90 以上 现有功率因数 cos707 0 不能满足要求 因此需要进行无功功率补偿需要补偿的功率大小用公式 c Q av P 21 tantan varKvarK 其中分别为补偿前后的功率因数角 通过求得需补偿的无功功率大小即可按 tan 照要求进行补偿电容器型号的选择 本设计中的的电容器选择为 BW 0 4 12 3 其额 定电压为 0 4KV 容量 12Kvar 电容 240uf 频率 50Hz 三相加装并采用低压补偿方法 电容器台数按以下公式确定 故确定为 17 台 N Qr Qcc 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 论文 第 14 页 共 25 页 第 5 章 短路电流计算 5 1 短路计算的目的 一 短路电流计算的目的 1 在选择电气主接线时 为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限 制短路电流的措施等 均需进行必要的短路电流计算 2 在选择电气设备时 为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全 可靠地 工作 同时又力求节约资金 这就需要进行全面的短路电流计算 3 在设计屋外高压配电装置时 需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全 距离 4 在选择继电保护方式和进行整定计算时 需以各种短路时的短路电流为依据 5 按接地装置的设计 也需用短路电流 二 短路电流计算的一般规定 1 验算导体和电器动稳定 热稳定以及电器开断电流所用的短路电流 应按工程 的设计规划容量计算 并考虑电力系统的远景发展规划 一般为本期工程建成后 5 10 年 确定短路电流计算时 应按可能发生最大短路电流的正常接线方式 而不 应仅按在切换过程中可能并列运行的接线方式 2 选择导体和电器用的短路电流 在电气连接的网络中 应考虑具有反馈作用的 导步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响 3 选择导体和电器时 对不带电抗器回路的计算短路点 应按选择在正常接线方 式时短路电流为最大的地点 4 导体和电器的动稳定 热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算 5 2 短路电流计算的步骤 目前在电力变电站建设工程设计中 计算短路电流的方法通常是采用实用曲线法 其步骤如下 1 选择要计算短路电流的短路点位置 2 按选好的设计接线方式画出等值电路图网络图 1 在网络图中 首选去掉系统中所有负荷之路 线路电容 各元件电阻 2 选取基准容量 和基准电压 Ub 一般取各级的平均电压 3 将各元件电抗换算为同一基准值的标么电抗 4 由上面的推断绘出等值网络图 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 15 页 共 25 页 3 对网络进行化简 把供电系统看为无限大系统 不考虑短路电流周期分量的衰 减求出电流对短路点的电抗标幺值 即转移电抗 4 求其计算电抗 5 由运算曲线查出短路电流的标么值 6 计算有名值和短路容量 7 计算短路电流的冲击值 1 对网络进行化简 把供电系统看为无限大系统 不考虑短路电流周期分量的 衰减求出电流对短路点的电抗标幺值 并计算短路电流标幺值 有名值 标幺值 j di d I I I 有名值 djdi III 2 计算短路容量 短路电流冲击值 短路容量 IVS j 短路电流冲击值 55 2IIcj 8 绘制短路电流计算结果表 5 3 短路电流计算及计算结果 阻抗计算 014 0 2 2 100 1 TSr TrUr S SU X N dK 07 3 2 1 2 B B S U LXX 00103 0 2 100 T1 3 TS SU X B BK 0005 02 3 4 XX 短路点 K1 处短路电流计算 084 3 2 1 XXX 324 0 1 X Ik 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 论文 第 16 页 共 25 页 kAUSI BBB 56 1 3 kAIII BKK 51 0 短路点 K2 处短路电流计算 0845 3 0005 0 07 3 014 0 X 324 0 1 X Ik kAUSI BBB 77 5 3 kAIII BKK 87 1 短路点 K3 处短路电流计算 8 5 1600100 101005 4 100 3 5 N bK S SU X 8845 8 8 50005 0 07 3 014 0 X 1125 0 1 X Ik kAUSI BBB 1443 kAIII BKK 237 16 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 17 页 共 25 页 第 6 章 导体和电气设备的选择 6 1 电气设备的选择原则 电气装置中的载流导体和电气设备 在正常运行和短路状态时 都必须安全可靠 地运行 为了保证电气装置的可靠性和经济性 必须正确地选择电气设备和载流导体 各种电气设备选择的一般程序是 先按正常工作条件选择出设备 然后按短路条件校 验其动稳定和热稳定 电气设备与载流导体的设计 必须执行国家有关的技术经济政策 并应做到技术 先进 经济合理 安全可靠 运行方便和为今后扩建留有一定的余地 电气设备选择的一般要求包括 1 应满足正常运行 检修 短路和过电压情况下的要求 并考虑远景发展的需要 2 应按当地环境条件校核 3 应力求技术先进和经济合理 4 选择导体时应尽量减少品种 5 扩建工程应尽量使新老电器型号一致 6 选用的新产品 均应具有可靠的试验数据 并经正式鉴定合格 7 按短路条件来校验热稳定和动稳定 8 验算导体和 35kV 以下电缆短路热稳定时 所有的计算时间 一般采用主保护 的动作时间加相应的断路器全分闸时间 而电器的计算时间一般采用后备保护动作时 间加相应的断路器全分闸时间 断路器全分闸时间包括断路器固有分闸时间和电弧燃 烧时间 6 2 断路器和隔离开关的选择 1 35KV 侧断路器的选择 短路参数 ich 11 68 kA I I 2 933 kA Ue 35 KV Igmax 1 05Ie 1 05S 1 732 35 104 A 35KV 侧断路器的选择 查设备手册试选 ZW23 35C 型断路器 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 论文 第 18 页 共 25 页 表 6 1 ZW23 35C 型断路器参数 计算数据 ZW23 35C U KV 35 Ue KV 40 5 Igmax A 104Ie A 1600 I KA 2 933Ir KA 25 ich KA 11 68idw KA 63 I2 tdz 2 93320 5 Ir2t252 4 动稳定校验 Igmax 104 A Ie ich 11 68 kA Idw 100 kA 动稳定校验合格 热稳定校验 Qk 2 9332 0 5 kA2 S Q承受 252 4 kA2 S Q承受 Qk热稳定校验合格 2 35KV 侧隔离开关的选择 Ue 35 KV Igmax 104 A 查设备手册试选 GW14 35 D 型隔离开关 参数如下 额定电压 Ue 35 KV 额定电流 Ie 1250A 动稳定电流 Idw 40 kA 2S 热稳定电流 16 kA 动稳定校验 Igmax 104 A Ie ich 11 68 kA Idw 40 kA 动稳定校验合格 热稳定校验 Q承受 Irw Irw Trw 16 16 2 kA2 S Q承受 Qk热稳定校验合格 3 10KV 侧断路器和隔离开关的选择 短路参数 ich 25 97 kA I I 1 852 kA Ue 10 KV 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 19 页 共 25 页 Igmax 1 05Ie 1 05S 1 732 10 242 8 A 10KV 侧断路器的选择 由于 10 KV 选用为户内成套设备 根据厂家提供的型号 选空气绝缘金属铠装移 开式 KYN28 型开关柜 断路器型号为 ZN63A 12 T1250A 31 5 其参数如下 额定电压 Ue 12 KV 额定电流 Ie 1250 A 四秒热稳定电流 Irw4 31 5 kA 额定短路开断电流 Ikd 31 5 kA 额定峰值耐受电流 Imax Idw 80 kA 额定短路关合电流 80 kA 动稳定校验 Igmax 242 8 A Ie ich 25 97 kA Idw 100 kA 动稳定校验合格 热稳定校验 Qk 1 852 1 852 0 5 kA2 S Q承受 31 5 31 5 4 kA2 S Q承受 Qk热稳定校验合格 所选断路器满足要求 4 主变中性点隔离开关的选择 主变中性点隔离开关选取中性点专用型号 GW8 110 型 主要参数 额定电压 Ue 110 KV 额定电流 Ie 400 A 动稳定电流 Idw 15 5 kA 10S 热稳定电流 4 2 kA 表 6 2 断路器 隔离开关参数表 参数 器件 型号安装地点 额定电压 Ue KV 额定电流 Ie KA 动稳定电 流 Idw kA 热稳定电流 kA ZW35 12635KV40 516006325 4 秒 ZN63A 12 T1250A 31 510KV1012508031 5 4 秒 GW14 35 D 35 KV 侧3512504016 2 秒 GW8 110 主变中性 点 11040015 54 2 10 秒 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 论文 第 20 页 共 25 页 6 3 互感器的选择 6 3 1 电流互感器的选择 35kV 侧电流互感器 Igmax 1 05Ie 1 05S 1 732 35 104 A Ue 35 KV 选取 LVQB 35 600 5 0 5 D 10P 电流互感器参数 短时热稳定电流 31 5KA 动稳定电流 80KA 动稳定校验 ich 11 68 kA 80 kA 动稳定校验合格 热稳定校验 Qd 2 933 2 933 0 5 kA2 S Q承受 1 31 5 31 5 kA2 S Q承受 Qd热稳定校验合格 10kV 侧电流互感器 Igmax 1 05Ie 1 05S 1 732 10 242 8 A Ue 10 KV 由于 10 KV 选用为户内成套设备 所以选取和开关柜配套使用的型号 LMZ 12 1500 5 电流互感器参数 雷电冲击耐受电压 kV 75 短时工频耐受电压 kV 42 表 6 3 电流互感器选型表 安装地点型号 35kVLVQB 35 10kVLMZ 12 1500 5 6 3 2 电压互感器的选择 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 21 页 共 25 页 电压互感器的选择应满足继电保护 自动装置和测量仪表的要求 对于 1 3 20kV 配电装置 宜采用油绝缘结构 也可采用树脂浇注绝缘结构的电磁式 电压互感器 2 35kV 配电装置 宜采用油浸绝缘结构的电磁式电压互感器 3 110kV 及以上配电装置 当容量和准确度等级满足要求时 宜采用电容式电压 互感器 根据上述条件 选择如下 35kV 母线选单相 户外式电压互感器 10kV 母线成套设备配套电压互感器 表 6 4 电压互感器选择表 安装 型号 额定电压 KV 各级次额定容量 VA 地点 原线圈 副线圈 辅助线圈 0 5 级 1 级 3 级 35kV母线 JDJJ 35 35 3 0 1 3 0 1 3 150 250 600 10kV母线 JDZJ 10 10 3 0 1 3 0 1 3 50 80 200 6 4 母线的选择 1 35kV 侧母线 对于 35kV 侧主母线按照发热选取 本次设计的 35kV 侧一回最大可输送 35000KVA 负荷 主变压器的容量为 31500KVA 所以最大持续工作电流按最大负荷主变压器的持 续工作电流计算 Igmax 1 05Ie 1 05S 1 732 35 104 A 查设备手册表选择 LGJ 185 45 钢芯铝绞线 在最高允许温度 70 度的长期载流 量为 552 A 满足最大工作电流的要求 其参数如下 计算半径 19 6 毫米 计算截面 227 83 平方毫米 户外载流量 553A 校验 35KV 母线选单根的软导线 其综合矫正系数按海拔 800 米 环境温度 35 则 K 0 95 电流的校验 Kie 0 95 553 525 35 Igmax 104A 则电流校验合格 热稳定校验 Smin Idt C dz t 2 87 06 1 34 71mm2 S 227 83 mm2 所以热稳定满 足要求 2 10kV 侧母线 Igmax 1 05Ie 1 05S 1 732 10 242 8 A 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 论文 第 22 页 共 25 页 查设备手册表选择 63 8 单片矩形铝母平放 平放时长期允许载流量为 995A 可选择 TMY 100 10 型的矩形铜排 校验 10KV 母线 其综合矫正系数 K 0 95 A 电流的校验 Kie 0 1928 5 Igmax 242 8A 则电流校验合格 B 热稳定校验 Smin Idt C dz t 1 117 05 1 162 2mm2 S 1000 mm2 所以热稳定满足 要求 6 5 高压熔断器的选择 变电站 35kV 电压互感器和 10kV 电压互感器以及站用变压器都用高压熔断器保护 电气设备免受过载和短路电流的损害及用来保护电压互感器 按额定电压和开断电流 进行选取 Igmax I熔丝 I底座 Igmax 1 05 125 3 10 7 7 A 1 所用变压器高压侧熔断器属成套设备选用 RN1 10 型熔断器进行保护 2 35kV 电压互感器选取 RW9 35 型高压熔断器 3 10kV 电压互感器属成套设备 选取 RN2 10 型高压熔断器 表 6 3 高压熔断器选择结果表 型号 安装 额定电压 额定电流 最大分断 备注 地点 KV KA 电流 RW9 35 35kVYH 35 0 5 60 保护电压互感器 RN2 10 10kVYH 10 0 5 50 保护电压互感器 RN1 35 站用变压器 35 0 5 12 供电力线路短路或过流保护用 6 6 消弧线圈的选择 当电网容性电流大于下列数值时 中性点宜装消弧线圈 3 6KV 30A 10KV 20A 35 60KV 10A 经计算本站 10KV 侧不需装消弧线圈 35KV 侧需 装消弧线圈 消弧线圈一般选用油浸式 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 23 页 共 25 页 表 6 4 消弧线圈选型表 电压等级型号额定容量额定电压额定电流 35KVXDJ 35550KVA35KV12 5 25A 总 结 在此次设计的初期我查阅各种资料并对变电所的负荷和无功补偿进行了计算 通 过对变电所负荷状态的计算并分析考虑自然条件的制约 确定了主变压器的台数和容 量 变电所电气主接线 35kV 侧采用单母线分段接线方式 10kV 侧采用双母线分段接 线方式 然后进行变电所的短路计算 从而选择电气主接线 电气设备 继电保护 接地方式等 再从母线 断路器 隔离开关 互感器中挑选出最佳方案 最后 完成 防雷保护 确定了避雷针和避雷器的规格与数量 本设计把我所学专业的理论与实际紧密的连接起来 学习并掌握了传统的设计手 段 培养了自己对电力系统的基本设计能力及三年来所学专业知识的综合应用能力 培养了独立分析和解决问题的能力 提高