四矿35KV供电设计

11、电气主接线设计发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求1运行的可靠应符合国家标准和由关技术规范的要求，充分保证人身和设备的安全。以及考虑断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。2具有一定的灵活性主接线正常运行时可以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，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且在检修时可以保证检修人员的安全。3操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、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。4经济上合理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小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。5应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，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。（1）电气主接线形式单母线接线方式优点接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置；缺点不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障检修，均需要使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路2仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围一般只适用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况6110KV配电装置的出线回路数不超过6回；3563KV配电装置的回线数不超过3回；110220KV配电装置的出线回路数不超过2回。单母线分段接线方式优点用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路自动将故障段切断，保障正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均等扩建。适用范围610KV配电装置出线回路数为6及以上时；3563KV配电装置出线回路数为48回时；110220KV配电装置出线回路数为34回时。双母线接线方式优点供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其他电路均可通过另一组母线继续运行，但其操作步骤必须正确；调度灵活。各个电源和各回路可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式。缺点主接线相对单母线分段较为复杂，双刀闸设计增加了操作的复杂性，同时增加了设备投资。I母II母32、电气主接线方案对比与确定35KV主接线方案对比与确定改造中的变电所35KV出线，最终2回，在考虑主接线方案时，应首先满足运行可靠，操作灵活，节省投资。方案一单母线接线方式接线简单、清晰。操作方便，投资少便于扩建；母线或隔离开关检修或故障时连接在母线上的所有回路必须停止工作；检修任一电源或线路的断路器时，该回路必须停电；当母线或母线上的隔离开关上发生短路以及断路器在继电保护作用下都自动断开，因而造成全部停电。方案二单母分段接线方式当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电，可提高供电可靠性和灵活性。当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电，可提高供电可靠性和灵活性。经过综合考虑，为保证煤矿供电可靠性，拟采用方案二，即35KV侧单母分段接线方式。6KV侧的接线方案一单母线接线4具有接线简单清晰，操作方便，所用设备比较少，投资少等优点，但当母线或母侧隔离开关检修故障时，连接在母线上的所有回路都将停止工作，当母线发生短路时，所有电源回路的断路器在继电保护作用中自动跳闸，因而造成母线电压失压全部停电，检修任一电源或线路的断路器时，该回路必须停电。方案二单母分段接线接线简单清晰，设备少，且操作方便，可提高供电可靠性和灵活性，不仅便于检修母线而减少母线故障影响范围，对于重要用户可以从不同段引两个回路，而使重要用户有两个电源供电，在这种情况下，当一段母线发生故障，由于分段断路器在继电保护装置的作用下，能自动将故障段切除，因而保证了正常段母线不间断供电。由电力工程电气设计手册第二章第二节中的规定可知当610KV配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母分段连接。综上所述，单母分段接线的可靠性较高，而且比较经济，可以较好满足煤矿供电可靠性要求，故6KV侧采用方案二，即单母分段接线方式。变电站电气主接线形式如下图所示5图13变电站电气主接线形式负荷计算及变压器选择负荷统计用电负荷统计序号负荷名称负荷统计（KW）负荷类别1主扇风机1000I2副井绞车1000I3一水平中央900I4二水平中央1000I5低压变700II6四姬变电所1400I7瓦斯抽放900I8压风机1000I合计7900I负荷分类及定义一级负荷中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。二级负荷中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。三级负荷不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。本设计中各用电负荷按照上述负荷分类定义，除低压变为II类负荷外，其余均为I类负荷。6表22负荷性质分析结果表负荷等级负荷值（KW）占总负荷百分比（）I720091II7009负荷计算1有功功率PK1P2无功功率QK1QK1PTG3视在功率S122QP4自然功率因数COSP/S6715/8683077式中K1同时系数按085取。电力系统中的无功功率就是要使系统中无功电源所发出的无功功率与系统的无功负荷及网络中的无功损耗相平衡；按系统供电负荷的功率因数达到09考虑无功功率平衡。主变台数、容量和型式的确定台数和容量的选择原则1主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定。2主变压器容量一般按变电所、建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期的负荷发展。对于城网变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。3在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。4装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。变压器容量的选择1按照上述原则确定变压器容量后，最终应选用靠近的国家的系列标准规格。变压器容量系列有两种，一种是按R8容量系列，它是按R8133的倍数增加10的，如100KVA、135KVA、180KVA、240KVA、320KVA、420KVA等；另一种是7国际通用的R10容量系列，它是按R108126的倍数增加的。如容量有10100KVA、125KVA、160VA、200KVA、250KVA、315KVA等。我国国家标准GB1094电力变压器确定采用R10容量系列。2主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。3根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的7080。此变电所是一般性变电所。主变压器型式的选择1110KV及10KV主变压器一般均应选用三相双绕组变压器。2具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15以上，主变压器宜采用三相三绕组变压器。3110KV及以上电压的变压器绕组一般均为YN连接；35KV采用YN连接或D连接，采用YN连接时，其中性点都通过消弧线圈接地。变压器调压方式的选择普通型的变压器调压范围小，仅为5，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决。为了保证6KV供电系统的电压质量，也便于在变压器调压时不影响对用户的持续供电，因此本站采用有载调压方式，可达到随时调整电压的目的。冷却方式采用自冷型冷却方式。变压器绕组数和接线组别的确定该变电所有两个电压等级，所以选用双绕组变压器，连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行，35KV采用Y形连接，6KV采用连接。8变压器台数的选择由站内实际情况可知，改造中的变电所是矿区35KV降压变电所，它是以35KV受功率为主。把所受的功率通过主变传输至35KV及6KV母线上。若全所停电后，将引起下一级煤矿用户供电。同时煤矿供电属于I类重要负荷，为保证对煤矿供电安全性、可靠性大于经济性要求，因此在变压器台数的选择上以2台主变压器为宜。为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积，和配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。而且会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。9站用变台数、容量和型式的确定站用变台数的确定对大中型变电站，通常装设两台站用变压器。因站用负荷较重要，考虑到该变电站具有两台主变压器和两段6KV母线，为提高站用电的可靠性和灵活性，所以装设两台站用变压器，并采用暗备用的方式。站用变容量的确定站用变压器容量选择的要求站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有10左右的裕度，以备加接临时负荷之用。考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式，正常情况下为单台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。站用变型式的选择考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器。因本站有许多无功负荷，且离发电厂较近，为了防止无功倒送也为了保证用户的电压，以及提高系统运行的稳定性、安全性和经济性，应进行合理的无功补偿。根据设计规范第371条自然功率应未达到规定标准的变电所，应安装并联电容补偿装置，电容器装置应设置在主变压器的低压侧或主要负荷侧，电容器装置宜用中性点不接地的星型接线。电力工程电力设计手册规定“对于35110KV变电所，可按主变压器额定容量的1030作为所有需要补偿的最大容量性无功量，地区无功或距离电源点接近的变电所，取较低者。地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所，取较低者，地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所取较高者。10参考文献1陈志业电力工程化中科技大学出版社，2