第一章变电所位置及供电电源的确定

1第1章变电所位置及供电电源的确定1.1变电所位置的确定本工厂总将压变电所设在工厂东北部（附图1）1.1.1变电所具体位置与选址原则(1)靠电源进线侧，接近负荷中心。(2)进出线方便，远离工厂中心区，不影响工厂厂区面积的利用。(3)靠近铁路专线，便于变、配电设备运输。(4)位于煤气站、锅炉房等空气污染源的上风侧、环境洁净。(5)与锻工车间保持足够距离以免受震动影响。（6）远离人员集中区，有利于安全且便于保卫。1.1.2对总将压变电所的要求1.因工厂距地区变电所较远，联系不便，为便于检修、维护、管理、控制，进线处应设置油断路器；2.根据规定，备用电源只有在主电源线路解列及主变压器故障或检修时才允许投入，因此备用电源进线开关在正常工作时必须断开；3.变压器二次侧设油断路器，与备用电源进线断路器组成备用电源自动投入装置（BZT），当工作母线段失去电压时，BZT工作使备用电源自动投入；4.根据3项，10KV母线应分段，母线联络开关正常工作时投入，重要二级负荷可接在第段母线分段上，期使主电源停止供电时，不使重要负荷的供电受到影响；5.当主电源发生故障时，本变电所的操作电源来自备用电源断路器前的所用变压器。根据以上要求设计总降压变电所主接线图（附图2）1.2供电电源的确定工厂东北方向6公里处又新建地区降压变电所，110/35/10KV,1*25MVA变压器一台作为工厂的主电源。此外，有正北方向其他工厂引入10KV电缆作为备用电源。第2章变电所的负荷统计与主变压器的选择2.1全厂计算负荷的确定利用法求得全厂计算负荷，见“工矿企业负荷计算表”2.1.1‘ABC’法我国工厂设计工作者提出‘ABC’法求计算负荷，其特点是：1.运用概率论的基本原理找出计算负荷与设备容量之间的关系；2.利用单元功率的概念和‘AB’列表法，将繁杂的功率运算简化为台数的运算，使运算简单准确，适宜于工厂设计利用。2.1.2利用‘ABC’法求计算负荷的公式2)2(BACADKPLjs式中D——单台等值功率（KW），D可取任意值，一般取D=3KW；KL——该组用电设备的利用系数；KnimiiA1式中pei——该组用电设备中某一单台设备额定功率（KW）；ni——对应于该功率设备的台数。miiiimiiiKKnKKB11211121nnKimii11321115.1KLC2.2主变压器的选择据设计方案的选择结果，本期只设计1台主变压器即可满足需要，如图4-1所示：型号SJL1-6300/35联接组标号Y，d11空载电流%1.0额定电压(KV)高压低压35;38.510.5;6.3;3.15阻抗电压％高－中7.5图2-1型号中个符号表示意义：S：三相J：油浸自冷式了L1：铝线7：性能水平号6300：3额定容量35：电压等级第3章变电所供电系统的拟定由于地区变电所只能提供35KV或10KV中的一种电压，所以将两种电压的优缺点进行扼要分析3.135KV电压供电优点1）cos要求值低，可以减少提高功率因数的补偿设备投资；2）线路能耗小年运行费用较节省；3)电压损失小。调压问题容易解决；4)如建设总降压变电设总降压变电所，工厂便于集中控制管理，易于实现自动化；5)有利于工厂的进一步扩展。3.210KV电压供电优点1）不需要投资建设工厂总降压变电所；2）占用工厂建设面积较少；3）根据工厂年用电量为2175万度计算，由于二部电价制，每月电费差价计算如下：设工厂有效生产时间为10个月，则每月电费差价为55.0102175000058.0102175000063001422950故以10KV供电可以减少产品成本；4)减轻维护工作量，减少工作人员。3.335KV电压供电具体核算从计算负荷值并考虑到工厂的扩展，需选择35/10KV、6300KVA变压器一台，建设工厂总降压变电所，因此，由供电系统供给工厂的容量，必须在原有计算负荷的基础上加该变压器的功率损耗。即PsebPsjsPtebPobPpjs25428'5488630056002522.85428KWPsebPsjsPsebUdPsebiPqjs2100%100%01378'=2260KVAR35KV侧电流为4APPjsjsqIjs983532260254882353'2'.2'924.05935548822605488225488cos'考虑到本厂负荷增长是逐渐的，为了节约有色金属消耗量，根据允许发热条件选择导线截面，而为采用电流经济密度选择导线截面，于是可选择导线LGJ-35，并查得本方案投资项目说明单价数量费用（万元）线路综合投资LGJ-3516变压器综合投资SJL-35/106300KVA变压器进线SW2-25/1000A1000MVA避雷器及电压互感器JDJJ-35+FZ-35功率损失引起发电厂附加投资1000元/KW217KW共计3.410KV电压供电具体核算第4章短路电流的计算MVASd580maxMVASd265minkmL5kmXO/4.0MVASN105.7%Vs设基准容量MVASB1005基准电压kVVavVB3711kVVavVB5.10225.1.2计算电抗将所有电抗归算到35kV侧：系统电抗X1*=Xsmax*=SB/Sdmax=100/580=0.172（最大运行方式下）X1*=Xsmin*=SB/Sdmin=100/265=0.377（最小运行方式下）架空线路电抗X2*=XL*=XOL（SB/VB12）=0.4×5×100/372=0.146变压器电抗X3*=XT1*=（SS%/100）×（SB/ST1）=(7.5/100)×(100/10)=0.755.2最大运行方式下的短路点计算5.2.1d1点的短路电流计算10kV母线侧没有电源，无法向35kV侧提供短路电流，即可略去不计，则d1点短路电流标幺值为：Id1*〞＝*2*11XX=146.0172.01=3.145换算到35kV侧0秒钟短路电流有名值I″=Id1*〞×BBUS3=3.145×373100=4.908kA根据《电力工程电气设计手册》的相关规定，远离发电厂的地点（变电所）取电流冲击系数Kch=1.8，当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值Ich=2)1(21Kch×I″=2)18.1(21×4.908=7.41kA当不计周期分量衰减时，短路电流冲击电流ich=2Kch×I″=2×1.87×I″=2.55×I″=2.55×4.908=12.515kA短路容量S=3UB×I″=3×37×4.908=314.52MVA5.2.2d2点的短路电流计算10kV母线侧没有电源，无法向35kV侧提供短路电流，即可略去不计，则d2点短路电流标幺值为：6Id1*〞＝*3*2*11XXX=75.0146.0172.01=0.936换算到10kV侧0秒钟短路电流有名值I″=Id1*〞×BBUS3=0.936×5.103100=5.15kA根据《电力工程电气设计手册》的相关规定，远离发电厂的地点（变电所）取电流冲击系数Kch=1.8，当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值Ich=2)1(21Kch×I″=2)18.1(21×5.15=7.78kA当不计周期分量衰减时，短路电流冲击电流ich=2Kch×I″=2×1.87×I″=2.55×I″=2.55×5.15=13.133kA短路容量S=3UB×I″=3×10.5×5.15=93.66MVA5.3最小运行方式下的短路点计算5.3.1d1点的短路电流计算同上所得，则d1点短路电流标幺值为：Id1*〞＝*2*11XX=146.0377.01=1.912换算到35kV侧0秒钟短路电流有名值I″=Id1*〞×BBUS3=1.912×373100=2.983KA根据《电力工程电气设计手册》的相关规定，远离发电厂的地点（变电所）取电流冲击系数Kch=1.8，当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值Ich=2)1(21Kch×I″=2)18.1(21×2.983=4.505kA当不计周期分量衰减时，短路电流冲击电流ich=2Kch×I″=2×1.87×I″=2.55×I″=2.55×2.983=7.61kA短路容量S=3UB×I″=3×37×2.983=191.16MVA75.3.2d2点的短路电流计算10kV母线侧没有电源，无法向35kV侧提供短路电流，即可略去不计，则d2点短路电流标幺值为：Id1*〞＝*3*2*11XXX=75.0146.0377.01=0.785换算到10kV侧0秒钟短路电流有名值I″=Id1*〞×BBUS3=0.785×5.103100=4.317KA根据《电力工程电气设计手册》的相关规定，远离发电厂的地点（变电所）取电流冲击系数Kch=1.8，当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值Ich=2)1(21Kch×I″=2)18.1(21×4.317=6.519kA当不计周期分量衰减时，短路电流冲击电流ich=2Kch×I″=2×1.87×I″=2.55×I″=2.55×4.317=11.008kA短路容量S=3UB×I″=3×10.5×4.317=78.51MVA以上计算结果如图5-2所示运行方式短路点Id/kAich/kAIch/kASd/MVA最大运行方式D14.90812.5157.41314.52D25.1513.1337.7893.66最小运行方式D12.9837.614.505191.16D24.31711.0086.51978.51第5章电气设备的的选择按照设计任务书要求，本所计量在35kV侧，因此二次绕组准确度选择：计量、测量绕组0.5级，保护绕组10P级，单相接地监测绕组10P级。86.6.1.6型号、参数选择根据上述选择，最终35kV电压互感器型号及参数为：户外油浸式JDJJ2-35kV34.5/3：0.1/3：0.1/3：0.1kV0.530VA/10P30VA/10P30VA。6.6.210kV电压互感器的参数计算与选择6.6.2.110kV电压互感器的配置原则：1）为监视线路电压和满足计量、保护装置的需要，在10kV的I、II段母线侧装设三相电压互感器。本站10kV配电装置为户外式，因此电压互感器也为户内干式。2）根据10kV保护和测量、计费的需要，电压互感器二次绕组应分别配置计量、测量、保护三种绕组，对应的组别分别为：一次侧星形，二次侧计量测量、保护为星形，单相接地监测为开口三角。6.6.2.2一次额定电压选择一次额定电压为Un=10kV，允许一次电压波动范围为U=10kV±10%。6.6.2.3二次额定电压选择根据一次绕组接入方式为接入相电压上，电压互感器测量、计量和保护绕组二次额定电压为Un=0.1/3kV，单相接地绕组二次额定电压为Un=0.1kV。6.6.2.4额定容量选择为保证互感器的准确级，其二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量Se2。即：Se2≥S2=Ie22z2fz2f=Vy+Vj+Vd+Vc（Ω）Vy—测量仪表电流线圈电阻Vj—继电器电阻Vd—连接导线电阻Vc—接触电阻一般取0.1Ω按照常规设计，一般二次绕组额定容量为：计量、测量75VA，保护、接地监测30VA。96.6.2.5准确度选择根据惯例，二次绕组准确度选择：计量、测量绕组0.5级，保护绕组10P级，单相接地监测绕组10P级。6.6.2.6型号、参数选择根据上述选择，最终10kV电压互感器型号及参数为：户内干式JDZJ1-10kV10/3：0.1/3：0.1/3：0.1kV0.575VA/10P30VA/10P30VA。6.710kV高压柜的选择根据上文所述：10kV采用户内高压开关柜，选择型号为KYN28A-12的手车式开关柜，高压断路器等主要电气设备安装手车上，高压断路器等设备需要检修时，可随时拉出手