10KV变电所毕业设计(论文)定稿

-1-PG新校区10kV变电所设计1变电所总体设计及供配电系统分析1.1变电所设计原则进行变电所设计时须遵照变电所设计规范所规定的原则。根据《35—10kV变电所设计规范》要求：第1.0.3条变电所的设计应根据工程的5—10年发展规划进行，做到远近结合、以近为主，正确处理近期建设与远景发展的关系，适当考虑扩建的可能性。第1.0.4条变电所的设计必须从全局出发、统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案。第1.0.5条变电所的设计，必须节约用地的原则。1.2变电所设计目的与任务毕业设计是本专业教学计划中的重要环节。此次毕业设计的目的是通过变电所设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国电力工业有关方针政策，理论联系实践，锻炼独立分析和解决电力工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。1.3PG新校区供电需求分析PG新校区10KV变电所为位于PG新校的变电所，由系统S1、系统S2向PG新校区供电，来供给该校教学、实验、施工及生活用电，PG新校区变电所的建立可保障新校区的正常用电，提高供电质量和供电可靠性。PG新校区变电所变电压等级为10/0.4KV，是以向终端用户供电为主的变电所,全所停电后将对该校中断供电。1.4变电所总体分析1.4.1建站必要性与建站规模1建站必要性PG新校区10KV变电所为终端变电所，在系统中主要起变配电作用，全所停电将造成全校停电，它供给该校教学、实验、施工及生活用电。故为满足该校用电要求决定建设本变电站。-2-2建站规模PG新校区10KV变电所电压等级为10/0.4KV线路回路数：近期6回，远期2回；近期最大负荷4627KW。1.4.2所址概况与所址条件1所址概况PG新校区10KV变电所位于该校图书馆周围，西部电源和东部电源进线先通过10kV变电所高压侧开关站进行电能分配，然后馈出六回线分配给两个独立变电所和四个箱式变电站，独立变电所和箱式变电站经过变压后供给其所带负荷用电。2所址条件依据《10kV及以下变电所设计规范》GB50053－94第2.0.1条，变电站所址的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定：一、接近负荷中心；二、进出线方便；三、接近电源侧；四、设备运输方便；五、不应设在有剧烈振动或高温的场所；六、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧；七、不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；八、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定；九、不应设在地势低洼和可能积水的场所。PG新校区10KV变电所建在该校内部，为节约用地、接近负荷中心、进出线方便，故采用建立两个独立变电所和四个箱式变电站的方针。1.5负荷分析1.5.1负荷的分类与重要性1一级负荷:对供电要求最高，要求不断电或可极短时间断电。必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源断开后，能保证对全部一级负荷不间断供电；-3-2二级负荷:对供电要求较高，要求基本不断电或可短时间断电。一般要有两个独立的电源供电，且当任何一个电源断开后，能保证全部或大部分二级负荷不间断供电；3三级负荷:对供电要求相对较低，可为一、二级负荷的紧急用电让路。对三级负荷一般只需要一个电源供电。1.5.2负荷资料负荷统计与计算详见附录一由附录二知：该校有二级负荷和三级负荷，二级负荷包括行政楼和图书馆中的二级负荷部分（图书馆消防负荷），其余为三级负荷。二级负荷，近期有2回出线、远景1回出线；三级负荷近期有4回出线、远景1回出线。-4-2主变选择与主结线设计2.1主变的选择依据《电力工程电气设计手册1》第五章，《发电厂电气部分》第二章第3节，《10kV及以下变电所设计规范》第三章第3节，《电力技术设计规范》第三章等进行技术选择。2.1.1主变容量和台数的选择1容量选择原则(1)主变容量选择一般按变电所建成以后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10～20年发展。(2)根据变电所带负荷性质及电网结构决定主变容量。对有重要负荷变电所考虑一台主变停运时，其余主变容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的一、二级负荷；对一般性变电所当一台主变停运时，其余主变应能保证其余负荷的60%。(3)同级电压的单台降压容量的级别不易太多，应从全网出发，推行标准化、系列化（主要考虑备品、备件和检修方便）。2台数选择原则结合PG新校区全部负荷统计后容量的确定(详见附录一)和10KV变电所主结线方案的选择来选择变压器台数。3容量选择计算详见附录一主变容量ST的选择必须符合以下三个条件：ST≥ScaST—主变压器容量Sca—本回路全部用电设备总计算负荷2.1.2主变型号的选择查《电气设备实用手册》上册P497综合后选择变压器型号为1独立变电所变压器选用9S系列三相油浸自冷双绕组铜线无载调压变压器。2箱式变电站选用1ZBW系列，其内部变压器也选用9S系列变压器。变压器具体选择详见附录二-5-2.2电气主结线设计的基本要求电气主结线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统网络结构的主要组成部分，它直接影响运行的可靠性和灵活性，并对电器选择，配电装置布置，继电保护，自动装置和控制方式的拟定，都有决定性的关系，对电气主结线设计的基本要求，应包括可靠性，灵活性和经济性，以及扩建的可能性，保证供电可靠性是电气主结线最基本的要求，电气主结线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换，主结线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理，应从以下几个方面考虑：a.投资省b.占地面积小c.电能损耗小。1电气主结线设计的基本要求电气主结线应满足安全性、可靠性、灵活性、经济性、扩建可能性，考虑国家的方针政策，少占良田，尽可能用过关的国内设备。根据《10kV及以下变电所设计规范》GB50053－94规定：第3.2.1条配电所、变电所的高压及低压母线宜采用单母线或分段单母线接线。当供电连续性要求很高时，高压母线可采用分段单母线带旁路母线或双母线的接线。第3.2.2条配电所专用电源线的进线开关宜采用断路器或带熔断器的负荷开关。当无继电保护和自动装置要求，且出线回路少无需带负荷操作时，可采用隔离开关或隔离触头。第3.2.3条从总配电所以放射式向分配电所供电时，该分配电所的电源进线开关宜采用隔离开关或隔离触头。当分配电所需要带负荷操作或继电保护、自动装置有要求时，应采用断路器。第3.2.4条配电所的10kV或6kV非专用电源线的进线侧，应装设带保护的开关设备。第3.2.5条10kV或6kV母线的分段处宜装设断路器，当不需带负荷操作且无继电保护和自动装置要求时，可装设隔离开关或隔离触头。第3.2.6条两配电所之间的联络线，应在供电侧的配电所装设断路器，另一侧装设隔离开关或负荷开关；当两侧的供电可能性相同时，应在两侧均装设断路器。第3.2.7条配电所的引出线宜装设断路器。当满足继电保护和操作要求时，可装设带熔断器的负荷开关。第3.2.8条向频繁操作的高压用电设备供电的出线开关兼做操作开关时，应采用具有频繁操作性能的断路器。第3.2.9条10kV或6kV固定式配电装置的出线侧，在架空出线回路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。-6-第3.2.10条采用10kV或6kV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。第3.2.11条接在母线上的避雷器和电压互感器,宜合用一组隔离开关。配电所、变电所架空进、出线上的避雷器回路中，可不装设隔离开关。第3.2.12条由地区电网供电的配电所电源进线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器。第3.2.13条变压器一次侧开关的装设，应符合下列规定：一、以树干式供电时，应装设带保护的开关设备或跌落式熔断器；二、以放射式供电时，宜装设隔离开关或负荷开关。当变压器在本配电所内时，可不装设开关。第3.2.14条变压器二次侧电压为6kV或3kV的总开关，可采用隔离开关或隔离触头。当属下列情况之一时，应采用断路器：一、出线回路较多；二、有并列运行要求；三、有继电保护和自动装置要求。第3.2.15条变压器低压侧电压为0.4kV的总开关，宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。第3.2.16条当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时,在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。2电气主结线中考虑的基本问题：(1)变电所在系统中的地位和作用变电所是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统相适应。PG新校区10KV变电所由系统S1、系统S2向PG新校区供电，PG新校区变电所的建立可保障新校区的正常用电，提高供电质量和供电可靠性。(2)分期和最终的建设规模根据电力系统发展的需要，PG新校区变电所远景规划有扩建的可能，所以在设计主结线时应留出发展扩建的余地，本设计采用一次设计，分期投资，扩建，尽快发挥经济效益。(3)电压等级和出线回路数近期6回，远期2回：二级负荷，近期有2回出线、远景1回出线；三级负荷近期有4回出线、远景1回出线。-7-2.3各电压级主结线型式的选择根据《10kV及以下变电所设计规范》GB50053－94规定，详见3.2中内容。可列出下表：10KV侧主接线方案比较表2.110kV主接线方案比较表方案项目方案1单母线分段方案2单母线分段带旁母可靠性用分段断路器进行分段，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。通过两组母线隔离开关的倒闸操作，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。灵活性灵活性差，各电压等级便于扩建和发展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，费用大由于学校用电大多为三级负荷，只有行政楼和图书馆消防为二级负荷，对供电可靠性和灵活性要求不是太高，只需满足经济性要求就可以了，故选用方案1（单母线分段）。依据《电力工程设计手册》第10-2节“6~35KV配电装置”所述，6~10KV配电装置一般均为屋内布置，当出线不带电抗器，一般采用成套开关柜单层布置。鉴于10KV侧负荷性质对供电可靠性要求，可选用备用小车屋内配电装置。2.4中性点接地方式的选择1中性点接地方式的原则根据《电气设计手册I》第2—7节中关于“主变压器中性点接地方式”的规定，电力网中性点的接地方式，决定了主变压器的中性点的接地方式。(1)变压器中性点接地点的数量应使电网所有短路点的综合零序电抗与综合正序电抗之比X0/X13，以使单相接地时全相上工频电压不超过阀型避雷器的灭弧电压；X0/X11.5以使单相接地时短路电流不超过三相短路电流.(2)所有普通变压器的中性点都经隔离开关接地,以使运行调度灵活选择接地点.(3)选择接地点时应保证任何故障形式都不应使电网解列成中性点不接地的系统.2主变压器6～63KV多用中性点不接地或经消弧线圈接地方式6~63KV电网多采用中性点不接地方式,但当单相接地故障电流大于-8-30A(6~10KV电网)或10A(20~63KV电网)时,中性点应经消弧线圈接地,用消弧线圈接地时应注意:(1)消弧线圈应由系统统筹规划,分散布置,应避免整个电网中只装一台消弧线圈,也应避免在一个变电所中装设多台消弧线圈,在任何运行方式下,电网不得失去消弧线圈的补偿。(2)在变电所中,消弧线圈一般装在变压器中性点上6~10KV消弧线圈也可装在调相机的中性点上.(3)当两台主变压器合用一台消弧线圈时,应分别经隔离开关与变压器中性点。依据上述原则，PG新校区10kV变电所的主变压器均采用中性点不接地方式。2.5无功补偿1无功补偿的重要意义电站装设的并联电容器装置的主要目的是为了改善电网的功率因数，并联电容器装