电气工程及其自动化毕业设计_35kv降压变电站初步设计

电气工程及其自动化毕业设计_35kv降压变电站初步设计内容摘要：

确定 原则： 1. 对于大城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。 2. 对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。 3. 对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。 表 单台与两台主变压器相关参数比较 比 较 单台变压器 两台变压器 技 术 指 标 供电安全比 满足要求 满足要求 供电可靠性 基本满足要求 满足要求 供电质量 电压损耗略大 电压损耗略小 灵活方便性 灵活性差 灵活性好 扩建适用性 稍差 好 经济指标 电力变压器的综合投资 跟两台变压器相比所需要的 花费投资比较多 太原科技大学毕业设计（论文） Opinos adugethry39。 mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()7 由前设计任务书可知、正常运行时，变电站负荷由 35kV 系统供电，为提高负荷供电可靠性，并考虑到现今社会用户需要的供电可靠性的要求更高，应采用两台容量相同的变压器并联运行。 变压器容量和型号确定 主变压器容量一般按变电所建成后 510 年规划负荷选择，并适当考虑到远期 1020 年的负荷发展，对于城市郊区变电所，主变压器应与城市规划相结合。 变 电所主变压器的选择原则有以下几点： 1. 在变电所中，一般装设两台主变压器；终端或分支变电所，如只有一个电源进线，可只装设一台主变压器；对于 2 550KV 变电所，若技术和经济合理时，可装设 34 台主变压器。 2. 对于 330 KV 及以下的变电所，在设备运输不受条件限制时，均采用三相变压器。 35 KV 变电所，应经技术经济论证后，确定是采用三相变压器，还是单相变压器组，以及是否设立备用的单相变压器。 3. 装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的 60%以上， 并应保证用户的一级和全部二级负荷的供电。 4. 具有二种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的 15%以上，或低压侧虽无负荷，但需装设无功补偿设备时，主变压器一般先用三绕组变压器。 （ 1）与两种 35 KV 及以上中性点直接接地系统连接的变压器，一般优先选用自耦变压器，当自耦变压器的第三绕组接有无功补偿设备时，应根据无功功率的潮流情况，校验公共绕组容量，以免在某种运行方式下，限制自耦变压器输出功率。 （ 2） 500 KV 变电所可选用自耦强迫油循环风冷式变压器。 主变压器的阻抗电压 (即短路电压 )，应根据 电网情况、断路器断流能力以及变压器结构选定。 （ 3）对于深入负荷中心的变电所，为简化电压等级和避免重复容量，可采用双绕组变压器。 确定： 1) 变电所的一台变压器停止运行时，另一台变压器能保证全部负荷的 60%，即 /BS =S 60% = 60%＝ (MVA) 2) 综合考虑到两台容量之和必须大于 S 、再分析经济问题，查表得所选择变压器容量 SB= Opinos adugethry39。 mlcAv,fPb20*jZTxMI:Ewi YB() 查 35kV 三相三绕组电力变压器技术数据表，选择变压器的型号为 SZ1112500/35，其参数如下表 22所示： 表 变压器技术参数 绕组连接方式的确定 原则：我国 3～ 66kv 系统特别是 3～ 10kv 系统，一般采用中性点不接地的运行方式。 如果其单相接地电流大于一定数值时（ 3～ 10kv 系统中接地电流大于 30A， 20kv 及以上系统中的接地电流 大于 10A时），则应采取中性点经消弧线圈接地的运行方式； 35kV 采用 Y 连接，其应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式、 35kV 以下电压变压器绕组都采用△连接，一般采用中性点不接地的运行方式。 根据选择原则可确定所选择变压器绕组接线方式为 Y／△接线。 型 号 额定容量 高压侧电压（ kV） 低压侧电压（ kV） 阻抗电压（ %） 空载 电流 （ %） 高低 SZ1112500/35 12500 35177。 2 % 8 太原科技大学毕业设计（论文） Opinos adugethry39。 mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB() 第 3 章 主接线的选择 对电气主接线的基本要求 电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。 变电所的电气 主接线是电力系统接线的重要部分，它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路 、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。 电气主接线的设计与所在电力系统及所采用的设备密切相关。 随着电力系统的不断发展、新技术的采用、电气设备的可靠性不断提高 ，设计主接线的观念也应与时俱进、不断创新。 变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。 变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分。 它表明变电所 内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。 一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线。 因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。 变电所主接线选择的主要原则有以下几点： 1. 供电可靠性：如何保证可靠地（不断地）向用户供给符合质量的电能是发电厂和变电站的首要任务，这是第一个基本要求。 2. 灵活性：其含义是电气主接线能适应各种运行方式（包括正常、事故和检修运行方式）并能方便地通过操作实现 运行方式的变换而且在基本一回路检修时，不影响其他回路继续运行，灵活性还应包括将来扩建的可能性。 3. 操作方便、安全：主接线还应简明清晰、运行维护方便、使设备切换所需的操作步骤少，尽量避免用隔离开关操作电源。 4. 经济性：即在满足可靠性、灵活性、操作方便安全这三个基本要求的前提下，应力求投资节省、占地面积小、电能损失少、运行维护费用低、电器数量少、选用轻型电器是节约投资的重要措施。 根据《 35~220KV 变电所设计规程》规定： 第 条 变电站主接线应根据变电站在电网中的地位，出线回路数，设备特点 及 Opinos adugethry39。 mlcAv,fPb20*jZTxMI:Ewi YB()10 负荷性质等条件确定，并应满足供电可靠性，运行灵活，操作检修方便，节约投资和便于扩建等需要。 第 条 当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不 用断路器的接线。 第 条 35— 110KV 线路超过两回时，宜采用扩大桥形，单母线或分 段单母线的接线。 35— 63kv 线路为 8回及以上时，亦可采用双母线接线。 在采用单母线、分段单母线或双母线的 35— 110KV 主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。 当有旁路 母线时，首先宜采用分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线，主变压器 35— 110KV 回路中的断路器，有条件时亦可接入旁路母线，采用 SF6 断路器的主接线不宜设旁路设施。 第 条 当变电所装有两台主变压器时， 6— 10KV 侧宜采用分段单母线，线路为12 回及以上时，亦可采用双母线，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。 当 6— 35KV 配电装置采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。 第 条 当需要限制变电所 6— 10KV 线路的短路电流时，可采用以下措施： 1) 变压器分列运行； 2) 采用 高阻抗变压器； 3) 在变压器回路中装电抗器。 第 条 接在母线上的避雷器和电压互感器，可合用一组隔离开关，对接在变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。 35KV 侧主接线方式的选择 表 35KV主接线方案比较表 方案 项目 方案 I 单母线分段接线 方案 II 双母线接线 可靠性 用分段 QF进行分段，可以提高供电可靠性，对重要用户不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电。 通过两组母线 QS 的倒闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断。 一组母线故障后，能迅速恢复供电。 双回路供 电，可以顺序连接于不同母线上。 太原科技大学毕业设计（论文） Opinos adugethry39。 mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()11 灵活性 具有足够的灵活性，易于扩建 向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷的自由分配，能灵活地适应电力系统的各种运行方式 经济性 运行设备少，投资少，占地面积小 投资多，设备多，费用大 通过定性分析，进行技术比较，考虑负荷可靠性的要求 , 35KV 应选用单母线分段接线。 10KV 侧接线方式选择 表 10KV主接线方案比较表 方案项目 方案 I 单母线分段带旁母 方案 II 单母线分段 可靠性 由于使用了旁路母线，当检修断路器不会对用户停电。 使用的 SF6 断路器使供电可靠性很高 用分段 QF 进行分段，可以提高供电可靠性，对重要用户不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电 . 灵活性 接线相对复杂，调度灵活。 具有足够的灵活性，易于扩建 经济性 占地面积较大，土建投资大，所用的隔离开关多，较单母分段投资较高 运行设备少，投资少，占地面积小 通过定性分析，进行技术比较，单母线分段接线既能满足负荷供电要求又能节省大量资金，是一种较理想的接线方式。 Opinos adugethry39。 mlcAv,fPb20*jZTxMI:Ewi YB()12 第 4 章 短路电流计算 短路计算 的目的 短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。 短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。 因此，在发电厂、变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。 短路电流计算的目的是为了选择导体和电器，并进行有关的校验。 按三相短路进行短路电流计算。 可能发生最大短路电流的短路电流计算点有 2 个， 35kV 母线短路（ K1）点，10KV 母线短路（ K2 点）。 最常见的是单相接地短路，约占故障总数的 60%，两相短路约占15%,两相接地短路 约占 20%，三相短路约占 5%。 三相短路虽少，但不能不考虑，因为它毕竟是有可能发生的，并且对系统的稳定运行有着十分不利的影响。 这就使全部电气设备可以只根据三相或两相短路电流来选择，况且三相短路又是不对称的短路的计算基础。 短路的种类 电力系统在运行中 ，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。 其值可远远大于额定电流 ，并 取决于短 路点距电源的电气距离。 例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的 10～ 15倍。 大容量电力系统中，短路电流可达数万 安。 这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。 其次，强化维修管理，尽量减少人为因素，经常用仪表测量电线的绝缘程度。 第三要选用合适的安全保护装置。 当采用熔断器保护时，熔体的额定电流不应大于线路长期允许负载电流的 ； 电气线路上，由于种种原因相接或相碰，产生电流忽然增大的现象称短路。 相线之间相碰叫相同短路；相线与地线、与接地导体或与大地直接相碰叫对地短路。 在短路电流忽然增大时，其瞬间放热量很大，大大超过线路正常工作时的发热量，不仅能使绝缘烧毁，而且能使金属熔化，引起可燃物燃烧发生火灾。 电力系统 中短路的类型 单相短路和单相接地短路不完全一样，后者电阻大，危害较小。 如果接地线是按要求（良好导线埋 80厘米以下的深度）危害会大一些。 太原科技大学毕业设计（论文） Opinos adugethry39。 mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()13 三相的短路类型：相线与相线、相线与零线、相线与地。 (接地肯定是短路 )。 相线接地和工作接地不是一回事 ， 工作接地时是零线接地，不属于短路。 电气线路上，由于种种原因相接或相碰，产生电流忽然增大的现象称短路。 相线之间相碰叫相同短路；相线与地线、与接地导体或与大地直接相碰叫对地短路。 在短路电流忽然增大时，其瞬间放热量很大，大大超过线路正常工作时的发热量，不仅能使绝缘烧毁 ，而且能使金属熔化，引起可燃物燃烧发生火灾。 造成短路的主要原因有： 线路老化，绝缘破坏而造成短。