绵师院磨家供配电系统优化改造设计_毕业设计(编辑修改稿)

绵师院磨家供配电系统优化改造设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

正常运行时 ,还要考虑到检修和事故时 ,不能导致一类负荷停电 ,一般负荷也要尽量减少停电时间。 显然 ,这些都会导致费用的增加 ,与经济性的要求发生矛盾。 所以 ,应根据具体情况进行技术经济比较 ,保证必要的可靠性 ,不可片面地追求高的可靠性。 （ 2） 灵活性 ① 满足调度时的灵活性要求。 根据安全、优质、经济的目标，灵活地投入和切换电源、变压器和线路，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。 ② 满足检修时的灵活性要求。 在某一设备需要检修时，应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电，并使该设备与带电运行部分有可靠的安全隔离，保证检修人员检修时的方便和安全。 ③ 满足扩建时的灵活性要求。 大的电力工程往往要分期建设。 从初期的主接线到最终方案的确定，每次过渡都应比较方便，对已运行部分影响小，不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。 绵阳师范 学院 2020 届本科毕业设计 (论文 ) 6 （ 3） 经济性 在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。 欲使主接线可靠、灵活，必然要选用高质量的设备和现代化的自动装置，从而导致投资费用的增加。 因此，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下作到经济合理。 一般应当从以下几方面考虑。 ① 节省一次投资。 主接线应简单清晰，并要适当采取 限制短路电流的措施，以节省开关电器的数量、选用价廉的电器或轻型电器，以便降低投资。 ② 电能损耗少，经济合理地选择主变压器的形式、容量和台数，避免两次压降而增加电能损失。 ③ 占地面小。 主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积少；同时，要注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。 对大容量电厂或变电站，在可能和允许的条件下，应采取一次设计，分期投资建设，尽快发挥经济效益。 主接线概述 主接线图或者叫主电路图，表示在供电系统中电能的输送和分配路线的电路，也叫一次电路图。 对于接线方案的选 择必须同时考虑电气主接线的可靠性、灵活性、经济性。 （ 1）可靠性是变电站的首要问题。 主接线的设计，应保证供电的连续性，并尽可能减少传输中的能量损失。 为此，变电站的主接线的可靠性，应从以下几方面考虑： 1）当对断路器进行检修时，不宜影响到对系统的供电。 2）当断路器或母线发生故障以及当对母线检修时，应尽可能减少停运的回路数以及停运时间，并且要能够保证对一级负荷和全部或大部分二级负荷的供电。 3）要尽量避免变电站全部停运的可能性。 （ 2）主接线还应满足在检修、调度和扩建时的灵活性。 在检修时，可比较方便地停止运 行断路器、母线和继电保护设备，进行安全检修而不致影响电网的运行和对用户的供电。 在调度时，应可较灵活地投入和切除掉变压器和线路，调配系统电源及负荷。 在扩建时，可较方便地从初期的接线逐渐过渡到最终的接线。 当出现不直接影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的扩建工作量最少。 （ 3）在满足可靠性、灵活性的前提下，也要满足经济性，尽可能使投资省、占地面积小、电能损失少。 变电所主变压器选择的优化 根据学校的负荷性质和电源情况，得知该学校变电所的原有的供配电设 计是靠装有一台主变压器（ S91600/10）的变电所。 由于此种方案造成能量大量损耗运营成本较高，所以在此基础上设计采用两绵阳师范 学院 2020 届本科毕业设计 (论文 ) 7 台变压器的主接线图，这样可以大大减少能量的损耗，长期投入运营更节省投资，提高变压器的运行效率。 分散投资一个以上的主变压器比直接用一个大型变压器更经济可靠。 由于装有两台主变压器的变电所其中每台主变压器容量 .NTS 应小于总的计算负荷 30S 的 60%，最好是总的计算负荷 30S 的 70%左右，即 .NTS ≈ （ ～ ） 30S 同时每台主变压器容量 .NTS 不应小于全部一﹑二级负荷之和 30S （Ⅰ +Ⅱ），即 .NTS ≥ 30S （Ⅰ +Ⅱ） 主变容量的确定应根据电力系统 5~10 年 发展规划进行。 当变电所装设两台及以上主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的 60~75%。 由系统分析计算得知 380V侧的负荷总量为。 考虑  5%的年负荷增长率， 5 年规划年限内计算负荷可表示为： iiiiSSnn  1 )1()1( ]1)1[(1c  （ 31） 式中 1S — 第一年的负荷； — 年负荷增长率； n— 规划年数； i— 年利率。 带入 i=， n=5， =5%， 1S = 得 cS =。 再考虑同时系数时，可按下式算： cSKS 039。  （ 32） 式中 0K — 负荷同时系数 带入 0K = 得 39。 S =。 对于两台变压器的变电所，其变压器的额定容量可按下式确定： AMVSS e   39。 （ 33） 总安装容量为 2（ 39。 S ） =39。 S 所以采用两台 S91250/10 型变压器。 对于变压器的联结组别， 6～ 10kV 配电变压器有 Yyn0 和 Dyn11 两种联结组。 在我国目前阶段，大多选用 Dyn11（即  /0Y 11）联结组。 所以本次优化设计改造也采用 Dyn11 联结组。 （图见附录） 4 短路电流计算 标 么值法计算短路电流 相对值就是实际有名值与选定的基准值间的比值，即 标么值＝)( )(同实际值单位基准值 任意单位实际值 我们一般先选定基准容量 Sd 和基准电压 Ud。 根据三相交流电路中的基本关绵阳师范 学院 2020 届本科毕业设计 (论文 ) 8 系，推得基准电流 Id和基准电抗值分别为 dddSI U 3 （ 41） dddddUUX SI23 （ 42） 据此，可以直接写出以下标么值表示 式 容量标么值 *dSS S (43） 电压标么值 *dUU U (44） 电流标么值 * dd dI III SI 3 (45） 电抗标么值 * dd dX SXX UX 2 (46） 在进行短路计算时，为方便起见通常选择基准值 Sd＝ 100MVA，基准电压（ Ud）为线路平均额定电压（ Uc）。 短路电流的计算 结果 为了选择高压电气设备，整定断电保护，需计算配电系统 380v 侧、 10kv 侧配电线路末端的短路电流，因此选取二个短路点，分别为 a、 b 点。 变电所为两台 S91250/10 双绕组变压器，其短路阻抗电压是 5%.采用的是分段单母线接线。 10kV侧： kAkVAMVUSI JJd   （ 47）  )(22AMVkVSUX JJJ （ 48） 380V侧： kAkVAMVUSI JJd   （ 49）  0. 0016100 )(22AMVkVSUX JJJ （ 410） 绵阳师范 学院 2020 届本科毕业设计 (论文 ) 9 表 41 电压，电流，电抗基准 值（ SJ＝ 100MVA） 基准电压 （ kV） 基准电流 (kA) 基准电抗 (Ω ) 144 表 42 三相短路电流计算结果表 短路点编号 短路点额定电压 平均工作电压 短路电流周期分量有效值 短路点冲击电流 短路容量 有效值 最大值 UN /kV Uav /kV I )3(K /kA I /kA shI /kA shi /kA SK /MVA a b 10 5 主要电气设备的选择与校验 电气设备选择的一般原则 （ 1） 安全、经济、合理是选择电气设备的基本要求。 （ 2） 应满足正常运行、短路和过电压等情况下的要求，并考虑长远发展。 （ 3） 应保证技术先进和经济合理并重； （ 4） 应按照变电站所在地环境条件进行校核； （ 5） 如果是同类设备，应尽可能减少品种； 电气设备选择的技术条件 当选择高压电器时，应保证其在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下正常运行。 1 长期工作条件 （ 1）电压 选用的电器允许最高工作电压 Umax不得低于该回路的最高运行电压 Ug，即 Umax Ug （ 2）电流 选用的电器额定电流 Ie 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 Ie Ig 由于变压器短时过载能力想当大，双回路出线的工作电流变化幅度也很大，绵阳师范 学院 2020 届本科毕业设计 (论文 ) 10 所以应根据实际的需要确定其计算工作电流。 因为高压电器没有明确的过载能力，故当选择其额定电流时，应保证各种可能运行方式下回路持续工作电流满足要求。 （ 3）机械荷载 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。 2 短路稳定条件 （ 1）校验的一般原则 ① 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严重时，应按严重情况校验。 ② 用熔断器保护的电器可不验算热稳定。 当熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。 （ 2）短路的热稳定条件 kt QtI 2 （ 51） 式中 kQ — 在计算时间。