35KV变电站课程设计[1]

1、仅供个人参考课程设计报告课程名称：发电厂变电站电气设备课题名称：35KV企业变电所电气部分初步设计系部名称：专业班级：For personal use only in study and research; not for commercial use学生姓名：学生学号：指导老师：2010年5月 日至2010年5月 日 前 言变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部

2、 分投资大小的决定性因素。经过两年的系统理论知识的学习，及各种实习操作，还有老师精心培育下，我们对电力系统各部分有了初步的认识与了解。在认真阅读原始材料，分析材料，参考阅读中小型变电所实用设计手册、电力工程电气设计手册电气一次部分、发电厂变电站电气设备和电力系统继电保护以及电力系统分 析等参考书籍，在指导老师的指导下，经过周密的计算，完成了此次课程设计。设计内容由以下：第一部分：设计任务书；第二部分：35/10KV降压变压所初步设计说明书（主接线部分）；第三部分：35/10KV降压变电所的计算书；第四部分：变电所电气主接线图和所用电路图；两周的课程设计，使我了解设计的要求及设计内容，更加深刻了

3、解课本中的内容，使知识与理论相结合，使基础知识与实际操作紧密联系。尤其对主接线，电气设备以及电力系统的选择方法进一步掌握。由于水平所限，设计书中难免出现错误和不妥之处，希望指正。目录前言第一篇任务书（5）第二篇设计说明书（5）第一章概述（5）第二章电气主接线设计方案 （6）第一节主接线的设计原则 （6）第二节主接线的设计和论证（8）一、单母线接线（8）二、单母线分段接线（8）三、双母线接线 （8）四、外桥型接线（11）五、内桥型接线（12）六、结论（12）第三章 主变台数和容量的选择 （12）一、主变台数的选择 （12）二、主变容量的确定（12）三、主变压器接线形式的选择（13）第四章所用变的

4、选择和所用电的设计 （14）第五章 短路电流计算 （15）第六章电气设备的选择 （17）一、一般原则（17）二、技术条件（17）三、环境条件（19）四、环境保护（19）第三篇 计算书（21）一、主变容量的计算（21）二、 短路电流的计算 （21）致 谢 （24）参考资料 （24 ）附录I电气主接线图第一篇任务书一、设计要求1、建立工程设计的正确观点，掌握电力系统设计基本原则和方法；2、培养独立思考、解决问题的能力；3、学习使用工程设计手册和其他参考书的能力；学习撰写工程设计说明书。二、原始资料1、某企业为保证供电需求， 要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给各车间供电，一次设计并建成

5、。2、距本变电所6Km处有一系统变电所，由该变电所用35KV双回路架空线路向待定设计的变电所供电，在最大运行方式下，待设计的变电所高压母线上的短路功率为1000MVA o3、待设计的变电所10KV无电源，考虑以后装设的组电容器，提高功率因素，故要求预留两个间隔。4、本变电所10KV母线到各个车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为一类负荷，其余为三类负荷，Tmax=400h ,各馈线负荷如表 1 1序号车间名称计算用有功功率（kw）计算用无功功率（kvar）1一车间10464712二车间7354873机械车间8085724装配车间10004915锻工车间9202766高压站13502977高压泵

6、房7374968其他931675（表 1 1）5、所用电的主要负荷见表12序号名称额定容量(Kvy功率因数(cos j)安装台数工作台数备注1主充电机200.8811周期性负荷2浮充电机4.50.8511经常性负荷3蓄电池室通风2.70.8811经常性负荷4室内配电装置通风1.10.7922周期性负荷5交流焊机10.50.511周期性负荷6检修试验用电130.811经常性负荷7载波远动0.960.6911经常性负荷8照明负荷14经常性负荷9生活水泵等用电10经常性负荷（表 1 2）6、环境条件(1)当地最热月平均最高温度29.9 c,极端最低温度 -5.9 c,最热月地面0.8m处土壤平均26

7、.7 c , 电缆出线净距100mm(2)当地海拔高度507.4mo雷暴日数36.9日/年：无空气污染，变电所地处在P Ug2 ) 电流选用的电器额定电流IN不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig即I N）Ig由于变压器短路时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。3 ） 机械负荷所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。电器机械荷载的安全系数，由制造部门在产品制造中统一考虑。2、 短路稳定条件1 ） 校验

8、的一般原则电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。2 ） 短路的热稳定条件：It2t QdtQdt在计算时间t秒内，短路电流的热效应（kA2s）It t 秒内设备允许通过的热稳定电流时间（s）tjs = 继电器保护装置后备保护动作时间（tb ） + 断路器全分闸时间（tdo ）3 ） 短路的动稳定条件：ich idf Ich Idfich 短路冲击电流峰值（kA）Ich 短路全电流有效值（kA）idf 电器允许的极

9、限通过电流峰值（kA）Idf 电器允许的极限通过电流有效值（kA）3、 绝缘水平电器的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选用电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算选用适当的过电压保护设备。三、环境条件1、 、 温度按交流高压电器在长期工作时的发热（ GB-763-74 的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40时，允许按额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40（但不高于+60）时，每增高+1，建议额定电流减少1.8%；当低于+40，每降低+1建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不超过额定电流的20%。2、 日照屋外高压电器在日

10、照影响下将产生附加温升。但高压电器的发热试验是在避免阳光直射的条件下进行的。如果制造部门未能提出产品在日照下额定载流量下降的数据，在设计中可暂按电器额定电流的80%选择设备。3、 风速一般高压电器可在风速不大于35m/s 的环境下使用。4、 冰雪在积雪和覆冰严重的地区，应采取措施防止冰串引起瓷件绝缘对地闪络。5、 湿度选择电器的湿度，应采用当地相对湿度最高月份的平均相对湿度。6、 污秽污秽地区内各种污物对电器设备的危害，取决于污秽物质的导电性、吸水性、附着力、数量、比重及距物源的距离和气象条件。7、 海拔电器的一般使用条件为海拔高度不超过1000mo海拔超过1000m的地区称为高原地区。对安装

11、在海拔高度超过1000m地区的电器外绝缘一般应予加强，可选用高原产品或选用外绝缘提高一级产品。8、 地震地震对电器的影响主要是地震波的频率和地震振动的加速度。四、环境保护选用电器尚应注意电器对周围环境的影响。1 、电磁干扰频率大于10kHz的无线电干扰主要来自电器的电流电压突变和电晕放电。35kV不考虑。2、噪音为了减少噪音对工作场所和附近居民区的影响所选高压电器在运行中或操作时产生的噪音，在距电器2 m 处不应大于下列水平：连续性噪音水平：85 dB非连续性噪音水平：屋内 90 dB 屋外 110 dB五、 35kV 侧断路器和隔离开关的选择1、根据35kV短路容量MVA短路电流A,主变压侧

12、开关选择LW8-35六氟化硫断路器，额定电流1000A;额定开断电流25KA； 灭弧室额定气压pcb 0.5Mpa。 断路器 CT6-XGI 弹簧操动机构：操作电源：直流220V 5A。2、隔离开关：根据I1N=SN/，3U1N=6300/1.732X35=104A,应选择GW5-35的隔离开关：额定电流600A。六、10kV侧断路器和隔离开关的选择1、10kV侧断路器的选择：据10kV短路容量MVA短路电流A,1、2号主变10kV侧 开关和分段开关采用 ZN40-10/1000 型真空断路器，线路及电容器均采用ZN40-10/630 真空断路器2、10kV侧隔离开关的选择根据 I2N=SN/

13、M3U2N=6300/,主变10kV侧开关和分段采用 GN19-10C/1250不得用于商业用途仅供个人参考型屋内隔离开关，10kV线路及电容器采用 GN19-10C/630型屋内隔离开关。3、电容器的选择：根据无功补偿容量为主变容量的20%30%原则，每段10kV母线上装设两组TBB11/，3-3000var容量的补偿电容器装置，电容器电流互感器采用LFZ-10型100/5电流互感器。4、10kv成套配电装置的选择：GG-1A-07T、GG-1A-12、GG-1A-54型柜，分段开关柜要求 CT与开关分装，分段开关与两侧刀闸要求要有可靠的机械闭锁。隔离开关电压等级型号产品U(KV)In(A)

14、I max(KA)It(KA S)35KVGW4-25/63040.563010010KVGN8-10/400断路器设备名称型号及规范单位数量备注35KV断路 器LW8-40.5/1600台310KV断路 器ZN28-12/630台6其中无功补偿1台第三篇计算书一、主变容量的计算1、根据任务书提供的资料，主变容量的计算如下：汇 Pi=1046+735+808+1000+920+1350+737+931=7527(kw)汇 Qi=471+487+572+491+276+297+496+675=3765(kvar)S =Pi Kp)2Qi Kq)2(Kp =0.85,Kq = 0.95)SN =

15、80 % S = 5863 .89根据计算结果应选择 SZ9-6300/35型变压器。2、根据任务书提供的资料，站用变容量的计算如下：握 2Q 0,88+4.5/0,85+17 0.88+2x11 0.79 + 10,5 0.5+13;0,8+0.96 0.69+U + 10 * 121一5%匚力Sn =80%S = 97.26(KVA)根据计算结果应选择 S9-100/10型变压器。3、所选变压器的型号及技术数据见下表：变压器型号额定密量KVA额定高电压KV额定低电压KV空载损耗KW负载损耗KW阻抗电压空载电流连接组 别SZ9-6300/3563003510.57.0438.77.00.9Y

16、/d11S9-100/10100100.40.291.504.01.6Y/yn0、短路电流的计算为选择1035KV配电装置的电器和导体，需计算在最大运行方式下流过电气设备的短路电流，选两个短路点，如图：KiK235KV10KV设系统为无限大容量： Se，=00 ,选Si =100MVA变压器的电抗标幺值：、，Uk%Sd7.0 100 103 ,一X*T = -d =之 1.11100SN100x6300电力系统的电抗标幺值：y =1= 0 _ 打一 W _ 1000 -1、K1 点短路时：Ub=U=37KV三相短路标幺值(有效值)化为有名值为：三相短路最大瞬时值= 4 = 0 j02 = 3.

17、425aJi s U.x弥= 3.425 x- = 5338ish (3) = 2.55 Idl (3)三相短路最大电流有效值：取=1.8=2.55 5.086 = 13.6119 KV-J3U4 二父.42(上一了 二 5338x 1.51=8.114(4)三相短路稳态短路电流 I七的计算 ：对于无穷容量系统中，其计算公式为：I二(3) = Id (3)三相短路容量Sd的计算：S； = 3U I ； = 3 37 5.338 = 342 .475 (MVA )2、K2点短路时Ub =U =10.5KVXt、XT221.1920 0.595不得用于商业用途= 0.2+0.595 = 0,795

18、3）=1/X5 二焉二1.258三相短路的基准电流：Sd3U b100310 .55 .5( KA )三相短路电流:I d32 = I d1 = Id = 1 .2585.5=6 .919 ( KA )三相冲击电流:ish = 2 .55 I ；2 = 2 .556.919= 17 .64345=26.818(KA)三相短路最大有效电流:I1=焉=.1 2(K)2 =17.34645 1.51 三相稳案短路般流： sh I 二(3) = Id (3)三相短路容量：S； = 、3U BI ； = 3 10 .5 1 = 18 .186 （MVA ）致谢在老师的指导下，经过近两个多星期的努力 35KV企业变电所电气部分初步设计终于完成了，在此我对老师给予我们的帮助表示衷心的感谢，并且感谢曾给予我帮助的同学。在课程设计过程中，老师在百忙之中对我的