35kv企业变电站电气主接线设计_毕业设计(编辑修改稿)

35kv企业变电站电气主接线设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。 由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。 工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： (1)安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 燕山大学本科生毕业设计（论文） 2 (2)可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 (3)优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。 (4)经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 工厂供电设计的一般设计原则 ： (1)遵守规程，执行政策 ， 必须遵循国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针，包括节约电能， 节约有色金属等技术经济政策。 (2)安全可靠，先进合理 ， 应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，应采用效率高，能耗低，性能较先进的电气产品。 (3)近期为主，考虑发展 ， 应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设和远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。 (4)全局出发，统筹兼顾 ， 必须做到全局出发，统筹兼顾，按负荷性质，用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。 本次毕业设计，拟为某机械制造企业建造一所 35kV 企业变电站，以满足企业 正常生产供电需求，提高企业的经济效益，实现企业利润最大化。 这次 设计 工作，将建成一个网络比较可靠、布局比较合理、装备比较先进、管理比较科学、通信比较完善和自动化程度比较高的 工厂供电 电网，真正达到安全、优质、高效和低耗的目标。 工程概述 所设计变电所为 某机械制造企业 变电所，根据全公司负荷的要求，变电所要求一次建成，变电所电压等级共分为三级： 35kV、 10kV、 ，变电所进出线 35kV侧 2 回， 分别来自 某 220kV变电所和 某 110kV变电所 的 35kV出线。 因架空走廊比较紧张，来自 220kV 变的 5km线路约 4km 为架空线，1km为电缆，来自 110kV 变的 12km线路约 8km为架空线，约 4km 为电缆 ；第 1 章 绪论 3 出线条件无限制， 10kV 侧 4 回； 侧 2 回。 变电所的负荷情况 根据 该 机械 制造企业 提供的资料，工厂负荷主要为正常运行用电设备三相电机，均属于二级负荷。 各车间负荷数据为 1 车间 ， 2 车间4480kVA， 3车间 ， 4车间 ， 400V侧负荷一回为 2MVA，另一回为 1MVA。 选题的目的和意义 本次毕业设计内容为 35kV 降压变电站的电气设计。 本次任务的主要目的在于疏通、整理大学四年来所学知识，系统地进行再学习，从一个比较高的高度来掌握所学习过的知识，体现了由薄变厚再由厚变薄的学习理念；培养学生对于各科知识的综合运用能力、分析问题的能力和解决实际问题的能力，最终掌握实际工程设计的基本技能；检测大学四年来的学习成果。 1. 掌握变电站的设计方法。 2. 完成变电站的电气设计，达到经济合理，安全可靠的设计要求。 3. 掌握变电站电力系统继电保护整定计算的方法。 研究主要内容 本设计是要完成某 35kV 企业变电站电气主接线的设计，包括系统方案选择、负荷计算、可靠性 分析、经济性分析、一次设备选择、短路电流计算、防雷与接地等。 要求满足供电的可靠性和安全性要求，保证供电质量，而且设计简单、运行灵活、操作方便。 燕山大学本科生毕业设计（论文） 4 第 2 章 电气主接线方案的确定 主接线设计依据 在变电站选择电 气主接线时，应以以下 列点作为设计依据： 1. 变电站在电力系统中的地位和作用 电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。 一般系统枢纽变电所汇集大电源，进行系统功率的转换和以中压供电，电压为 330－ 500kV；地区重要变电所，电压为 220－ 330kV； 一般变电所多为终端 和分支变电所，电压为 110kV，但也有 35kV。 本次设计的 机械制造 变电 所 属于一般 终端 变电所。 2. 变电所的分期和最终建设规模 变电所根据 5－ 10 年电力系统发展规划进行设计。 一般装设两台主变压器；当技术经济比较合理时， 330－ 500kV 枢纽变电所也可装设 3－ 4 台主变压器；终端或分支变电所如只有一个电源时，可只装设一台主变压器。 本次变电站设计，由于负荷 比较集中 ， 变化不大，故可一次建成。 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，能保证对全部一级负荷不间断供电；对于二次负荷一般要有 两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电；对于三级负荷一般只需要一个电源供电。 本次设计负荷主要为正常运行用电设备三相电机，属于二级负荷，故障会对生产造成很大的影响，因此在设计时要考虑供电的可靠性和安全性。 4. 系统备用容量大小 装有 两 台及以上主变压器的变电所，其中一台事故断开，其余主变压器的容量应保证该所 70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。 主接线的基本接线形式 主接线的基本接线形式就是主要电气设备常用的几种连接方式，以电源第 2 章 电气主接线方案的确定 5 和出 线为主体。 由于各个发电厂或变电站的出线回路和电源数不同，且每路馈线所传输的功率也不太一样，因而为便于电能的汇集和分配，在进出线数较多时，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。 而与有母线的接线相比，无汇流母线的接线使用开关电器较少，配电装置占地面积较小，通常用于进出线回路少，不再扩建和发展的发电厂或变电站。 6－ 220kV 高压配电装置的接线 [2]分为： (1)有汇流母线的接线。 单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或者旁路隔离开关等。 (2)无汇流母线的接线。 变压器 —线路单元接线、桥形接线、角形接线。 35kV 侧接线形式的确定 35kV 侧的几种接线方案 按照《变电站设计技术规程》的规定：“ 35－ 60kV配电装置中，当出线为 2回时，一般采用桥形接线；当出线为 2回以上时，一般采用单母线分段或单母线接线。 出线回路数较多、连接的电源较多、负荷大或 污秽环境中的 35－ 60kV室外配电装置，可采用双母线接线”。 本变电站 35kV可考虑以下 3种方案。 方案一：采用单母线分段接线 [3]，如图 21 所示。 (1)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，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。 (2)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内停电；当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越；扩建时需要向两个方向均衡扩建 ； 分段断路器故障造成 35kV两段母线停电。 (3)适用范围： 1)6－ 10kV 配电装置出线回路数为 6 回及以上时。 2)35－ 63kV 配电装置出线回路数为 4—8 回时。 3)110－ 220kV 配电装置出线回路数为 3—4 回时。 燕山大学本科生毕业设计（论文） 6 图 21 单 母线 分段 接线 方案二：采用单母线接线，如图 22 所示。 (1)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。 (2)缺点：不够灵活可靠，任一元件故障或者检修，均需要使整个配电装 置停电。 单母线可以用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路 仍需短时停电， 再 用隔离开关 将 故障的母线分开后才能恢复非故障段的供电。 (3)适用范围：使用于一台发电机或者一台主变压器的以下三种情况： 1)6－ 10kV 配电装置的出线回路数不超过 5 回。 2)35－ 63kV 配电装置的出线回路数不超过 3 回。 3)110－ 220kV 配电装置的出线回路数不超过 2 回。 图 22 单 母线接线 第 2 章 电气主接线方案的确定 7 方案三：采用外桥形接线，如图 23 所示。 (1)优点：高压断路器数量少，四个回路只需要三台断路器。 (2)缺点：线路的切除和投入较复杂，需要动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需要解列运行；变压器侧断路器检修时，变压器需较长时期停运。 (3)使用范围：适用于较小容量的发电厂变电所，并且 变压器的切换较为频繁或者线路较短，故障率较 低 的情况。 此外，线路有穿越功率时，也宜采用外桥形接线。 图 23 外桥 接线 35kV 侧的接线方案分析比较 以上三个方案，所需 35kV 断路器和隔离开关数量如表 21 所示。 表 21 35kV 断路器和隔离开关数量表 方案比较 单母线分段接线 单母线接线 外桥接线 断路器台数 5 4 3 隔离开关总数 8 6 6 上述三种方案从经济性来看，由于三 种方案所选变压器型号和容量相同，占地面积基本相同，所以只比较设备，方案 1所用设备最多，造价最高， 故最不经济；方案 3所用设备最少，造价最低，故最经济；方案 2介于方案 1和方案 3之间较经济。 从可靠性来看， 方案 1中，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要负荷停电，可以满足生产负荷的要求，可靠性高。 方案 2中，任一元件 (母线及母线隔离开关等 )故燕山大学本科生毕业设计（论文） 8 障或检修，均需使整个配电装置停电，不能满足工厂负荷用电的要求。 方案3中，当线路发生故障时，需 要 动作与之相连的两台断路器，从而影响 一台未发生故障的变压器运行。 因此方案 方案 3可靠性均不如方案 1。 从改变运行方式的灵活性来看：方案 2因接线简单，所以投切变压器，倒闸操作最简便。 通过以上比较，方案 1虽然经济投入比较大，但是 可靠性高 ，满足工厂供电需求，故 最终选择 方案 1单母线分段接线 为本变电所的 35kV侧主接线。 10kV侧接线形式的确定 由于本变电所负荷主要是二级负荷，为此在保证供电可靠性的情况下，可以考虑以下接线方式。 (1)双母线接线方式 双母线接线方式如图 24所示。 该接线方式具有供电可靠、检修方便、调度灵活或便于扩建等优点。 但这种接线所用设备多 (特别是隔离开关 )、配电装置复杂、经济性较差。 在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作，且对实现自动化不便。 尤其当母线系统故障时，须短时切除较多电源和线路，这对大部分负荷是不允许的。 图 24 双母线接线 (2)单母线分段接线方式 母线分段后，当分段断路器接通运行时，任一段母线发生短路故障时，在继电保护作用下，分段断路器和接在故障段上的电源回路断路器便自动断第 2 章 电气主接线方案的确定 9 开，保证正常段母线不间断供电，保证重要负荷不停电。 这时非故障段母线可以继续运行，缩小了母线故障的停电范围。 当分段断路器断开运行时，分段断路器装有继电保护装置。 采用分段断路器断开运行方式，有利于限制短路电流。 综合以上，对重要的负荷出线，在满足可靠性和灵活性的前提下，采用单母线分段接线方式比双母线接线经济，故本变电站 10kV侧出线采用单母线分段接线的方式。 正常运行时，分段断路器处于断开位置，即两台变压器各带一段母线。 当 1台变压器故障、检修时，则断开该变压器低压侧断路器，合分段断路器，由一台主变向两段母线供电。 本设计中 的负荷主要 有 2 回，一回为 2MVA,另一回为 1MVA。 作为工厂低压配电电压，要求接线简单清晰，操作方便，便于采用成套配电装置，故本设计中 侧采用单母线分段接线，从 10kV 侧的 2 段母线上接 2 台变压器为 侧的负荷提供电源。 本章小结 变电站电气主接线是变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。 电气主接线是由高压电器设备通过连接组成的接受和分配电能的电路，反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系，从而构成变电站电气部分的主体。 它直接。