发电厂电气部分KV变电站主接线设计

1、发电厂电气部分KV变电站主接线设计目录1设计任务11. 1初始资料11.2电力系统与本站连接情况11. 3负荷情况12变电站主接线设计12. 1主接线设计依据12. 2主接线中设备配置22. 3设计步骤32.4主接线方框图32.5主接线方案的确定33短路电流的计算53. 1概述53.2短路计算的目的63. 3短路计算方法64电气设备的选择74. 1变压器的选择74. 2断路器的选择与校验84. 3隔离开关的选择94. 4母线的选择105设计结果105. 1设计图纸105.2设计说明书101设计任务1.1初始资料（1）设计变电所在城市郊外，主要向市区及变电所附近农村和工厂供电（2）确定本变电所的

2、电压等级为35kV/10kV, 35kV是本变电所的电源电压, 10kV是二次电压（3）出线向用户供电在35KV侧有2回出线，出线回路数在10KV侧有8回1.2电力系统与本站连接情况电力系统通过35KV主接线，母线与本站直接连接13负荷情况该电站在5-10年建设扩建中1OKV负荷为1OMW。其中1,2级负荷供电占75%,最 小负荷为7OOMW,功率因数：coscp二0. 9,最大负荷年利用率：TmaxMOOOh2变电站主接线设计2.1主接线设计依据（1）变电所在电力系统中的地位和作用：一般变电所的多为终端或分支变电所, 电压一般为35kVo（2）变电所的分期和最终建设规模：变电所建设规模根据电

3、力系统5-10年发 展计划进行设计，一般装设两台主变压器。（3）负荷大小和重要性：对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一 个电源失去后，能保证全部一级负荷不间断供电，对于二级负荷一般也要两个独 立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电， 对于三级负荷一般只需一个独立电源供电。（4）系统备用容量的大小：装有两台及以上主变电器的变电所，当其中一台事 故断开时其余主变圧器的容量应保证该变电所70%的全部负荷，在计及过负荷 能力后的允许时间内，应保证用户的一、二级负荷供电。2. 2主接线中设备配置（1）隔离开关的配置断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔

4、离电源。桥形接线中的 跨条宜用两组隔离开关串联，以便于进行不停电检修。中性点直接接地的普通变 压器均应通过隔离开关接地。接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离 开关。（2）接地刀闸的配置为保证电器和母线的检修安全，35KV及以上母线每段根据长度装设12组接地 刀闸，母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关上和母联隔离开关 上。（3）电压互感器的配置 电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并满足测量、保护、同期和自动 装置的要求，电压互感器配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压， 同期点的两侧都能提取电压。 6-35RV电压等级的每组主母线的三相上都应装设电压互感器。（4）

5、电流互感器的配置 凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、保护和自 动装置的要求。 在未装设断路器的回路的下列地点也应装设电流互感器：变压器中性点、变压 器的岀口、桥形接线的跨条上等。（5）避雷器的配置 配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器时除外。 下列情况的变压器中性点应装设避雷器：直接接地系统中，变压器中性点为分 级绝缘且装有隔离开关时，对中性点为全绝缘的变圧器，若变电所为单进线且单 变压器运行时；在中性点不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压 器中性点上。 变电所10kV及以下进线段避雷器的配置应遵照电力设备过电压保护设计技 术规程 执行

6、。2. 3设计步骤1、确定变电站高低电压等级，考虑到任务要求负荷最大为10MW,输送距离仅 10km左右。所以选用高压为35KV,低压为10KV的电压等级2、主接线方案的拟定：变电站主接线是将电网送来的电压用母线、变压器、断 路器、隔离开关等电气设备用一定的形式连接后在送往各用电户，所以变电站的 目的在于接受分配和输送。3、因为35KV母线上有两回线路即一回与电力系统连接，另一回送往用户，所 以35KV电源侧可用单母线连接4、10KV电压等级中，1, 2类符合比例大可考虑用单母线分段接线或外购成套开 关柜布置。2. 4主接线方框35kv2. 5主接线方案的确定根据要求，我们可以选用两种设计方案

7、（如下）: 其一：35KV单母线接线，10KV用单母线分段接线（图一）。其二：35KV电压等级还可以采用外桥接线，10KV仍用单母线分段接线（图另 附：图二）。但釆用外桥接线要用三台断路器，若从继电保护和负荷计量等综合考虑，仍以 图一所示方案更为优先，所以我们最后确定用图一所示方案为最终方案图一10 / 12罕外桥接线图罕图二3短路电流的计算3.1概述电力系统的电气设备运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常 运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们遭到 破坏将对用户的正常供电和电气设备的正常运行产生影响。短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相

8、之间或 相与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路 和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相仍处于对称状态，其 他类型的短路都是不对称短路。电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较 少，三相短路的机会最少。但三相短路虽然很少发生，其情况较严重，应给以足够的重 视。因此，我们都采用三相短路来讣算短路电流，并检验电气设备的稳左性。3.2短路计算的目的（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 釆取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流讣算（2）选择断路器等电气

9、设备，或对这些设备提出要求。（3）为继电保护的设计以及调试提供依据。（4）评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施。（5）分析计算送电线路对通讯设备的影响。3. 3短路计算方法把主接线图变成计算图再简化然后讣算1）求短路电流的标幺值I*=1/XE *=1 / 0. 896=1. 1153862）求短路电路的有名值r= 基基值：I基二P基/ 3Uav假定基准值为P基二100MVAUav二10. 5KV贝ij： I 基=5. 4984KAI二6. 13027KA3)求短路电流的冲击电流Ish(3)=KshUSN, INImaxUN、USN分别为断路器和电网的额定电压（KV）, IN. Imax分

10、别为断路器的额 定电流和电网的最大负荷电流（A）3、开断电流选择一般中小型发电厂和变电站采用中、慢速断路器，开端时间较长，短路电流非 周期分量衰减较多，可不讣非周期分量影响，采用起始次暂态电流1校 验, 即INbrI INbr是指高压断路器的额定开断电流4、短路开合电流的选择为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定短路关合电流iNd不应小 于短路电流最大冲击值ish,即Id$ish5短路热稳定和动稳定校验校验式为 I2ttQK iES MiSH6、发电机断路器的特殊要求（1）额定值方面的要求。发电机断路器要求承载的额定电流特别高，而且开 断的短路电流特别大，着都远超过相同电压等级的输电配

11、电断路器。（2）开断性能方面的要求。发电机断路器应具有开断非对称短路电流的能力, 其直流分量衰减时间可达133ms,还应具有关合额定短路电流的能力，该电流 峰值为额定短路开断电流有效值的2. 74倍，以及要具有开断失步电流等能力 等。（3）固有恢复电压方面的要求，因为发电机的瞬态恢复电压是发电机和升压 变压器参数决定的，而不是山系统决定的，所以其瞬态恢复电压上升率取决于 发电机和变压器的容量等级，等级越高，瞬态恢复电压上升得越快。7、Igmax的计算Igmax=l. 05*PN / V3*UNCOSA=10. 5*8*103 / V3*10.5*0.8二578. 03A 所以选用断路器的型号为SN10-19I / 630二、断路器的校验热稳定的校验Qk=（I ）2t二6. 130272*1. 25=46. 97 （KA2） *s）T二1.25s二Is （继电器的全断开时间）0.2s （少油继电器的全断开时间）0. 05s （少油断路器的燃弧时间）所以Qk=4720000满足要求。4. 3隔离开关的选择因为UN=10KV Igmax=578. 3A所以选择隔离开关的型号为GN6-10