【35kV变电站的一次设计9600字（论文）】

35kV变电站的一次设计 3 3 42电气主接线的选择 52.1电气主接线设计简介 52.2电气主接线的特点 5 5 53主变压器的选择 73.1主变压器台数的确认 7 7 7 7 7 7 7 4.1短路的原因、形成及危害 4.2短路计算的方法 4.3本设计中短路电流的计算 5电气设备的选择 5.1变压器保护隔离开关、断路器的选择 5.2电流互感器的选择 5.3电压互感器的选择 5.4远动及通信 5.5高压熔断器的选择 6变电站的防雷和接地设计 1引言电能是目前当今全球社会的使用领域最为广泛、最经济重要、最高效利用的化石能源。电能的发明使用直接上促进推动了全世界人类技术的全面进步应用和全面发展，成为有史以来人类科学技术最杰出伟大的大发明成就之一。变电站将同时负责连接发电厂到发电厂之间和其它电力用户。该系统的稳定运行和状态变化直接影响供电系统安全功能的整体质量，对于确保电网间准确的电力信息积累、传输和分配至关重要。对系统质量和安全的影响直接决定了整个城市网络的安全。电力作为一种清洁能源，用作清洁能源的能源比例正在增加。供电是电厂的重要组成部分，负责供电。本设计是根据设计任意书设计变电站的第一部分，主要进行短路分析计算，在此范围内选择合适的主要电气设备，设计防雷设计，绘制重要电气接线图。芦溪镇位于三台腹地，绵阳市人民政府驻地。位于北纬31.09度179分，东经105.09度9079分，是绵阳市最大的城镇，东与老马乡、西南与柳营乡、西与立新乡、北与阜城县永明乡、凤谷乡接壤，芦溪是一个交通但便利的小镇，G247、成湾高速、成渝环路高速、西棉高速、205省道贯穿全境。芦溪镇的规划行政面积范围调整为132.45万平方公里km2,从原规划”十二五”面积发展增加到了新的"十三五"平方公里，表明芦溪镇地区要切实加快科学发展与工业化国家建设发展进程，紧紧围绕落实原计划”五个四川"列为国家发展建设国家重点领域和国家战略。为实现芦溪镇输变电工程计划新增的电站装机容量目标达到年均26.94万kVA。负荷变化的预测和统计分析主要考虑年增长率、回归模型和灰色建模，以使用几个相关的数学模型，将综合后以上三种定量测算研究方法结果计算的算术及加权综合算术平均值结果统一后作为对增都区及全域社会单位用电负荷量水平变化趋势的最终定量统计预测或考核结果。根据芦溪的实际情况，实现了“高”、“中”和“低”方案的成果，如下表所示。根据中期计划的结果，2016年最大负荷为302兆瓦，2021年为489兆瓦。芦溪镇负荷预测结果下表。表1用最大负荷利用小时法预测负荷结果单17年均0年均增长率(%)高方案358431中方案842184TMAX预测1.2鲁班供区负荷预测鲁班供给区位于绵阳鲁溪镇。鲁溪镇位于绵阳市南部，距绵阳市市区33公里，土地面积98平方公里，有居民2.7万人。芦溪镇地处亚热带北缘，地势丘陵起伏。杜甫草堂景区闻名中外，吸引了大量游客。万程高速公路穿境而过，交通发达。鲁班村在凭借鲁溪镇的交通条件与地域优势，以及杜甫草堂景点等旅游资源的拉动下，经济与社会持续发展，民众生活水平也日益改善。绵阳国民经济发展，人民生活水平提高，”同价二改”的实际进行，直接促进了城市工农业产品生产和人民生活用电量水平的提高。鲁班负荷预测在下表显示：2014年，鲁2014年，鲁鲁班供区负荷电量班供电地区用电量4040万千瓦时，负荷1.91MW。预计2019年发电量将达到7.78亿千瓦时，负荷为3.252电气主接线的选择2.1电气主接线设计简介高压器具通过一根称为器具主线的连接线互相连接。其主要功能是接收和分配电源电路。这些相互连接的元件形成了传输高电压和大电流的大型网络。另一个名称是驱动系统。它决定配电装置的布局和形状。二是继电保护布局对网络运行起着关键作用。2.2.1单母分段接线的优缺点：警告：当断路器关闭总线时，断路器将断开与总线的连接，故障将主动隔离，终端将保持供电状态。缺点：在膨胀过程中，由于膨胀同时在两个方向上平衡，所以保持对称。2.2.2双母线接线的优缺点：优点：可靠的电源、灵活的规划、快速适应运营和趋势、轻松灵活地向任意方向扩展、仅在电源关闭或隔离开关出现故障时停机。缺点：隔离开关的开关数量也要与和母线开关的开关数量要相匹配。母线发生短路故障需检修维护时，根据对原始资料的初步分析我对以上三种连接方式的大致了解，列出以下两种方案。方案1:单母线分段接线；10kV侧有8条进出线。重要电力用户可采用双回路供电，提高供电可靠性。方案2:单总线连接；10kV输出为单线母线，在输出端断路器正常修理时，线路电流会中断。方案3:双母线分段接线；10kV侧双母线分段检修接线，任何双母线在分段进行检修工作时，任何一段线路上都是不需要断电。单母线分段接线高1、灵活的调试和维设备多，经济性能差单母线接线1、灵活的调试和维护1、电气设备较少，投2、减少占地面积。双母线接线1、灵活的调试和维护1、设备相对较多投资2、占用面积过大，投3主变压器的选择(1)通常，为了提高电源和可靠性，至少需要两个单相变压器；(2)为了满足输电系统中高压运行设备的高可靠率和低灵敏度的要求，高负荷变电站的设计一般要求至少选用两台三绕组变压器。三相变压器越小，越容易操作和维护。价格明显低于一般的四包变压器。因此，您应该选择安装两个三极变压器。(3)在同时安装了二个以上主变压器的变电站中，任一个主变压器事故后的残余容量应超过总负荷的百分之七十，且应当保持正常供应。3.1.2主变压器台数的确认：主变压器数量要求：对于要求在集中配电网侧布置形成环形网络变压器的变电站，应单独为同一变电站各设计配两台主变(2)只有这种变压器才能用于有二次负荷和三次及以上负荷功能的变电站。由于变电站与电网运行密切相关，且其中有一些一级电网负荷，所以通常由两台主变压器并联运行。3.2.1主变压器容量的确定：(1)一般来说，根据站点所在城市区域用电的平均规划总负荷来考虑过去五六到八十年，考虑到未来三十五年到未来二十年之间的区域用电负荷量增长。根据事先确定的主变压器最大容量的确定原则，一台主变压器大约可以至少保证变压器70%或以上负荷的工作总有效负荷。从上面的数据就可以直接看出，s合计=800*6=6400kwA。考虑到了上述两个数据，本变电站单站主变压器的最大额定输入容量：SN=4000千KVA。3.2.2绕组连接方式的选择：该变化电压较高35KV,电压较低10kV。连接剪辑到连接剪辑的连接剪辑到连接剪辑的连接剪辑：Y3.2.3中性点连接方式的选择：根据申力安全技术设计准则和施T规范.配申网的中间侧母线的公共侧中性点都不应带申接地。单相母线发生接地性短路时，10kV侧短路电流一般并不需要大于30A,或者超过35kV侧短路于10A,中性点带电接地后一般还要重新通过另一个侧消弧保护线圈时才能接地。由于我国一般规定35kV出线侧均至少布置有至少一个母线公用的中性点，约为4000亿兆KVA,其中可同时选用两个单相及双绕组变压器，所选主变压器参数如下：额定电压(kV):高压35±8*1.25%;低压10.5空载损耗(kw):4.52负载损耗(kw):28.8阻抗电压(%):高-低22.8与电站相邻的变电站包括110kV永安变电站(约28公里)、35kV鲁班变电站(约11公里)和35kV鲁西变电站(约11公里);与电站相邻的35kV线路包括35kV前锋线和35KV老马线。1)110kV永安站距离场址较远，不建议直接从110KV永安站引电。2)目前，35KV鲁班站仍采用单根母线连接。有两台(5+变电所出线(35KV千伏线)。35KV鲁班站周边有房屋。35KV变压器出线困难。不建议直接从35KV鲁班站3)目前，35KV芦溪站采用单母线连接，设两台(3.15+6.3)MVA主变压器，两条35KV出线(35kV前罗线、35KV前河线芦溪支线),一条规划出线(35KV芦溪鲁班线);35KV芦溪站内35KV出线走廊较少，不建议从35kV芦溪站引入电力。4)35KV的前冲锋线管径也较小，型号多为JL/gla-70。JL/g1a-70的最大极限传输容量一般为约16.67mw。技术参数目前，俯河站的主变配电总容量大约为15兆MVA,接近了该负荷限值。因此，不完全建议考虑从35千kV的千伏线直接引入电力。。5)35KV老马线导线型号为JL/gla-150,JL/gla-150的极限输电容量为26.97mw。建议从35KV老马线结合国家电网四川省电力公司“十三五”规划技术原则，鲁班站输入系统电压等级为35KV。与100kvn/1达1506.8图1鲁班变电站接入方案4短路计算用户的配电系统应是安全的，以确保电流正常运行。但是，由于各种原因，该系统总是失败。短路特别重要，因为它是两个或两个阶段与地面之间的不匹配。短路的主要原因有：(1)设备绝缘自然过时，机械强度下降，损坏。(2)因操作维护不当和不遵守操作规程而造成的事故和管理不善；(3)自然灾害造成的断裂和桥梁。短路的危害：短路后线路电阻急剧下降，短路电流大大增加，在高压系统中可达10,000A。如果电源输入电流持续快速增加，系统电压可能突然迅速下降，因此电源发生系统短路放电后出现的降电压后果我们通常可认为几乎是几乎没有什么破坏性效应的。因此，可以从中明确得看出，短路电流后发生的瞬时停电其后果也可能会非常惊人地极为严重。为了才能切实地保证国内各类大型电气设备系统和各类城市电力系统设备正常的可持续的稳定良好的工作运行，首先电网还得应时刻注意如何尽可能快速的消除电网几乎所有设备的故障短路原因，然后也应做到在出现电网短路故障情况后必须要及时尽快地进行维修切断所有电源故障，以做到及时有效恢复电网整个电网设备安全的正常有效和安全运行。短路公式主要包含单位载流量、短路容量和欧姆方法。短路算法是最基本的方法，而单位值在实践中比较普遍。短路计算步骤：(1)画出短路计算的电路图，确定计算点。(2)确定参考值，Sd=100MVA,Ud=Uav,计算短路设计点所有电压下的Id。(3)计算各元件的标称电抗。(4)显示等于短路电流的电路图，并标出短路计算点。(5)简化电路，计算机组总电抗的短路容量。X1-系统电抗X2-变压器电抗X3-线路电抗X4-线路电抗Ish=2.551"=2.55*15.8=40.29KA(2)K2点发生三项短路时ish2=2.551”=2.55*6.5=16.575Ish₂=1.52I”=1.52*6.5=9.88KA(3)K₃点发生三相短路时ish₃=2.551"=2.55*6.Ish₃=1.521"=1.52*6.65电气设备的选择项目所在城市区域目前均为重金属三级污染区。因此，根据我国国家电网公司工程建设物资统一采购验收标准，所有大型室外系统电气设备外壳的外墙绝缘电阻设计要求应至少满足iii类污秽标准，35KV和近10kV系统环境壳上方和下方的特定漏电距离通常限制为>3.1cm/KV级。1.隔离开关的选择：隔离开关的要求：(1)断开隔离电路后，应在隔离开关表面检查几个清晰可见的断开点，以清楚地确定电路是否可以通电。(2)接断点导线之间至少应有一个足够安全的安全绝缘接地距离，以充分确保设备不容易发生电流闪络故障并避免危及电气操作使用人员等的电气人身健康安全。(3)隔离开关运行时同步性好，合闸跳闸率合理。(4)该型隔离开关结构也十分坚固简单，动作控制十分简便迅速安全且运行可靠。技术参数技术参数所有带接地刀闸装置的隔离开关上都将配有锁定和保护的装置，以有效确保安全正确安全操作。35KV侧隔离开关的选择：5万多kV的大型户外大功率主变进线开关设备：选用了安装控制了多台35万kV型的大功率开关的大型户外大功率主变的隔离组合式开关的成套开关与电器，包括隔离式隔离组合开关、接地隔离型接地隔离型组合式开关、电流互感器、断路器等，性能稳定优良，可靠性更高，维护安装工作量比较小。技术参数额定输。因此，选择符合美国gn27-40.5的标准设备，并毋须另外配备任何手动的杠杆系统和操作机构。表435kV隔离开关参数型号最大工作极限通过电2S热稳定接地刀闸(A)电压(kV)流(kA)电流(kA)值峰值短路稳定保护输出时最大的静态冲击短路电流即为输出h=40.29KA,动静态短路稳定保护短路电流定性保护可以有效满足设计保护要求。短路隔离保护开关时所允许产生的允许短路热效应为Qv.=I"²t=5.1²*2.08=54.1kA₂.s,隔离短路保护开关产生的允许隔离短路电流的允许最大短路热效应范围额定电压为10kv对于接入该架空线路系统的,电压选择隔离开关所需的功率不应远小于高压断路型号额定电压(kV)额定电流(A)允许的热效应短路断开时的最大允许的短路分断的冲击电流是sh=16.91KA隔离开关的动稳定的冲击短路电流允许的最大峰值压力一般要求为4或小于100kA,因此隔离开关稳定的短路电流满足了要求。短路和断电时允许的最大短路选项,隔离开关输出回路的短路保护最大电流允许的输2.断路器的选择：通常，它又主要还是起演显着暂时接通信号电缆和暂时地断开直流输电线路电缆和等的安全保护等作用。发生严重短路故障时，应采取尽可能地及时的采取一切措施以切(1)它是一种优秀的导体，应具有足够的动态和热稳定性。(2)跳闸时具有良好的绝缘效果。(3)应具有足够的分断能力，并尽可能短的时间来分离闸刀开关。(4)电气寿命和机械强度满足要求，易于维护。Tse:保护动作时间，一般为0.15s左右；tbr:固有开启时间，一般约为0.25秒。通常，电路的电压等级大于35KV,其最大额定输出电流必须大于或接近通过断路器吸取的额定最大型号电流动稳定电流(kA)定电流 固有分闸时间合闸时间(S)通过断路器产生的最大短路电流强度为ik=15.8a,过电流保护由断路器额定电压分隔，使短路电流和分离电压能力满足上述要求。通过断路器后所将产生的短路瞬间的最大冲击短路电流冲击短路电流为40.29KA,动稳定极限值为50KA满足动力稳定性等级的设计要求。最后，检查断路器外壳的机械热负荷稳定性，短路温度持续变化时间范围为t=1.9+0.18=2.02s。短路电流的允许热效应系数是Qx=I"²t=5.1²*2.08=54.1KA².s。断路器设备的热设计中最大可允许发生的短路热效应系数范围你还是觉得可以适当考虑或选择采用ZN12系列的断路器设备。ImAx=1.05*12.52/(√3*10.5)=720A,因此在选择10千KV等级以上输电线路侧应认真考虑并选择正确使用的断路器型号为zn66A-12/t660-24。表710kV断路器参数型号额定电压(kV)额定电断电流w动稳定电流w定电流固有分闸时间合闸时间(S)断路器短路时冲击过电流达16.91万ka,动过稳定过电流约50万多kA,满足断路器动过稳定过电压要求。技术参数短路电流持续工作时间为t=1.9+0.18=2.02s。短路的热效应是Qx=I"²t=8.41²*2.08=147.11KA².sQx=I"²t=5.1²所有的实验测试数据都必须符合要求，所以最终选择了这种类型的设备。5.2电流互感器的选择1.电流互感器的基本须知首先，重点看安装位置。35KV变电站的高低压配电装置一般采用瓷绝缘结构和聚乙烯树脂绝缘结构。电流互感器设计的最大精度等级必须不得明显低于电网所可以提供参考的主要测量用仪器最大的允许精度等级。变电站现场的主要测量工具和自动控制监测仪表等通常要求使用小于0.5级至高于1.0级以上的精密电流互感器。电能表上所用的电流互感器的最高电气等级均不得低于国家标准0.5级。其次，它们都还特别需要测试绝缘动态性能和材料热学稳定性，以切实确保设备使用及安全。2.35kV侧电流互感器的选择：一次回路最大持续工作电流一次回路必须满足：型号额定电准确次级二次负荷10%倍数热稳定倍数动稳定级1级3级二次负荷(Ω)倍数22热稳定校验：2=2916-134.92,因此，满足要求。动稳定校验：内部动稳定内部动稳定流经35kV侧电路的最大连续工作电流为型号额定二次负荷(VA)1S热稳定电流(kA)动稳定电流(kA)热稳定校验：经t>Qk,t=21²*1=441KA².s≥Qk=134.92KA².s满足要求。根据符合了以上的各项采购条件，查阅核对了相关设备的购置费用清单，初步讨论决定最终选择采购了lzzb10-10/3000作为公司本次活动最终产品的设备的购置与选型。1.电压互感器的基本要求：电压传感器安装在每条母线上，由电压范围产生并使用。通常，连接到初级绕组的UN可以在(0.9-1.1)UN的范围内浮动。30KV-110万kWKV变电站一般采用电磁式电压互感器。当需要现场进一步检查和排除单相接地网故障时，应慎重选择五柱式电压互感器或三极绕组单相电压互感器等三相元件。通常情况下，电压互感器正常运行时的设计精度水平应根据所有连接的电气设备之间的绝缘精度水平共同确定。2.35kV侧的电压互感器它测量电压，测量和控制能量。由于为级联机柜选择了循环电压传感器，精度往往都比较普通互感器更高，一般也仅约为精度小于正负0.5。基于符合上述技术条件，可按参考设备采购清单中初步型号选择jdx6-35型。动态性能和热稳定性经过验证检测后可获得相应的检测数据并满足其上述指标要求。因此，选择这种特殊类型的变压器设备作为变电站35kV侧接线的高压变压器。3.10kV侧的电压互感器它最大的功能之一是可以测量输出电压、电能值和功耗，允许使用继电保护装置。采用油隔离结构密封的电磁式电压互感器精度要求高，一般小于0.5。基于符合上述基本条件，可按参考设备清单中初步确定选择jdx-10型。动态热稳定性试验分析后所获得的测试数据基本满足于上述设计条件。因此，选择安装该测试设备以作为变电站10kV侧线的试验电压互感器。该系统可采用无线远程动态通信传输方式，通过GPRS和无线传输自动将遥信和遥测数据等传输信号的数据上传至主变电站，然后将信息逐级分别传输至主调度控制站网络和变配电双网的市电调度采集系统。它由熔体、外壳和支架组成。熔化的材料具有保护各种设施5的各种熔体特性曲线。固定软管和固定盘都有自己的材料特性，这将影响额定短路电流的测量。通常，备份后产生的短路不能超过模型中设定的电流限值，顺序如下：可以看出，极限解应该是在大工作电压下长期稳定，短路后应立即切断。保险丝必须和防护装置兼容，防止误操作。按照保护装置清单，选用的装置型式是RN2高压熔断装置。表10高压熔断器的参数型号最大断开电大峰值(A)6根据行业标准电网的发展概况，推荐本布线规范使用国家JL/gla-95/20钢铝线。下表列出了导体的一般机械性质和一般物理性质：型号外径拉断力自重铝钢N本项工程线路要求在芦溪变电所侧和在鲁班主配电站侧上各至少安装各一根2km的避雷电线，避雷线全部采用进口gj-35镀锌钢。型号外径拉断力自重N(1)导线用悬垂绝缘子串和耐张绝缘子串悬垂串采用单个fxbw4-35/70型复合绝缘子串。但当输电线路可能穿越一些主要交通道路、河流水系和城市密集居民区时，根据交通部国家电网公司至《十八大事故处理办法》之间的其他有关技术规定，直线悬式绝缘子串采用双独立两点悬式绝缘子串。其他绝缘子串采用Fwp-x70复合绝缘子串和bw4-x70复合绝缘子串。根据塔型特点和对导线布置角度的设计要求，跨悬式绝缘子串安装位置在单回路角(张力)塔型的中间相和外反角均大于40度时的侧斜角。Fxbw4-35/70型绝缘子可用于生产单芯串型跳线悬式绝缘子。表13导线绝缘子的主要参数如下：型式结构高度(mm)瓷件盘径(mm)/爬电距离(mm)额定机电破坏负荷(Kn)工频湿耐受电压(kV)雷电冲击耐受电压(kV)工频击穿电压(kV)直接射线防护一直是电气系统规划中的一个重要方面。按照高压配电装置技术规范和83条的要求进行保护。本次设计的35KV母线接地用避雷器型号代码为fz-15。Hy5wz-9.9/27安装在10千伏kV高压母线绝缘V——波的传播速度；结果表明，进波陡度为0.0.35kv/m,小于0.5kv/m,满足35kv变电站进波陡度的要求。高点=7.5m,距避雷针高度为h=30m。我们后来甚至还能发现人们可以直接通过使用这两个bx=1.5(h₀-hx)=1.5*(24.43-7.5)=25.3mrx=(1.5h-2h)p=1.5*30-2*7.5=经以上计算，采用两个30m高的避雷针，可对全站进行安全保护。它们通过接地装置接地。接地装置系统通常都应由一个预埋好的地埋接地体组件和一组接地引下的穿线装置共同组成。变电站接地连接器不仅是通过自动测量降低接地电流的补偿电阻，还可以同时又可以通过有效接地降低由强雷电流的冲击作用和过电流短路效应等可能引起的地引起的地的电位梯度突然性升高。它们两者同样也还同时都具有可以通过显著地降低的地引起的地电位梯度的分布、接触地电位差分布规律和有效接地的跨步电位差。输出电压缓慢上升，设备潜力变化的随机分布不足以造成永久性人身伤害和永久性设备损坏。在配置配电装置时，应考虑集中供电，以防止人们走得太远而无法完成电路。与此同时，配电装置之间的内部结构和设备布置必须清洁清晰，以简化正常运行、维护和维护，避免出现故障。支架之间和框架之间也分别均需能通过引下线与主接地