35kV设计[1]

四川大学网络教育学院本科生毕业设计题目：35KV企业变电所电气部分设计办学学院：教学部（校内/校外）校外专业：电气工程及其自动化年级：2001级指导教师：学生姓名：学号：二OO四年七月二十八日四川大学网络教育学院课程设计1目录前言第一章总论一、设计依据二、原始资料分析第二章电气主接线的设计一、基本设计原则二、设计方案技术经济比较三、变电站计算负荷的确定四、无功补偿的确定五、主变压器的选择第三章短路电流计算一、短路电流计算的目的二、计算的理论依据三、短路电流计算接线图绘制及其计算过程第四章高压电气设备的选择校验一、10KV母线选择校验二、35KV母线选择校验三、10KV出线电缆选择校验四、断路器的选择校验五、隔离开关选择六、电压互感器的选择七、电流互感器的选择八、各类设备选型结果表结束语参考文献附图1电气主接线图方案一一张附图2电气主接线图方案二一张附图3电气主接线图一张附图4短路电流计算接线图和正序阻抗图一张四川大学网络教育学院课程设计2前言一、本次毕业设计的内容是：（1）对原始资料的分析：包括本工程情况、电力系统情况、负荷情况及环境条件等。（2）电气主接线的设计：包括各级电压接线方式、主变压器的选择;不同可行方案的技术经济比较及最终方案的确定。（3）短路电流的计算：在确定的主接线方案中，按电气设备选择的需要选定短路点，计算各个支路I0、I0.1（35KV及以上电压等级处短路点）、I0.2(6～10KV电压等级处短路点)、I∞及ish的短路电流值。（4）主要电气设备的选择：包括全厂的主变压器、断路器、隔离开关、电抗器、母线、电缆、电压互感器、电流互感器、绝缘子、熔断器。选择电器时，应参考最近的产品目录，选出我国目前生产的设备。二、根据上述毕业设计的内容及要求，本人自行拟定一课程设计任务书如下：课程设计任务书1、设计题目35KV企业变电所电气部分设计2、原始资料（1）、某企业为保证供电需要，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给各车间供电。一次设计建成。（2）、距本厂变电所10Km处有一系统变电所，由该变电站所用35KV双回架空线路向待设计的变电站所，在最大运行方式下，待设计的变电所高压母线上短路功率为1100MVA。（3）、待设计的变电所10KV无电源，考虑装设两组电容器，提高功率因数。故要求预留两个间隔。（4）、本变电所10KV母线至各车间均用电缆供电，其中一车间、二车间和通风车间为I类负荷，其余为II类负荷,Tmax=4000h，各馈线负荷如下表：四川大学网络教育学院课程设计3变电所10kV负荷序号车间名称额定容量（KW）需用系数（KX）功率因数（COSφ）负荷同时率1一车间30000.80.850.722二车间25000.850.80.83机加工车间18500.250.60.654装配车间18500.150.50.755锻工车间22000.250.60.86高压站20000.50.70.757高压水泵房20000.450.750.78冷加工车间18000.20.50.859通风车间7500.80.850.7510所用电15000.60.850.753、设计任务（1）、设计本变电所主电路，论证设计的电气主接线是最佳方案，并选择主变压器的容量和台数。（2）、计算短路电流。（3）、选择导体和主要电气设备。4、设计成果（1）、设计说明书和计算书1份（2）、电气主接线图1张三、本次毕业设计的目的是把课堂讲授的理论知识，通过一个具体的设计项目将其综合应用。并在分析、计算和解决实际工程能力等方面得到训练，为以后从事设计，运行和科研工作，奠定必需的理论基础。由于本人水平有限，难免会出现各种错误，敬请各位老师批评指正。四川大学网络教育学院课程设计4第一章总论一、设计依据：1、“电气设备”课程设计任务及指导书中的技术要求。2、国家现行的有关政策和已颁布的设计技术规程、规范。3、自行拟定的设计任务书中的技术要求和设计范围。二、原始资料分析：1、由设计任务书可知：待设计的降压变电所的电压等级为35kV和10kV。35kV部分的电源已明确从系统变电所用双回架空线路引来，无其它电源。该降压变电所主要为企业设计，其35kV母线接线方式可按终端变电所考虑。2、10kV部分：设计任务书中I类负荷有三个车间，其余为II类负荷，并明确10kV无电源。根据负荷的大小和重要性，供电方式应具备以下条件：（1）、对于I类负荷必须有两个独立电源供电，以能保证连续不断的供电。（2）、对于II类负荷应有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对大部分二类负荷供电。有困难时，可以采用一专用线供电并配以ZCH装置提高供电可靠性。（3）、对于III类负荷一般只需要一个电源供电。3、主变压器的容量和台数未知，需根据已知负荷经过计算求得。4、为了提高功率因数，保证电压质量，需进行无功功率补偿，其补偿容量按功率因数补偿至0.9考虑。5、其它各设备的参数的确定，需进行短路电流计算，经过动热稳定校验才能确定。6、本次设计如“电气设备”课程设计任务及指导书所说：大体只相当于实际工程电气一次部分初步设计的内容，故本设计不考虑电气二次部分（即二次微机综合自动化保护部分）。四川大学网络教育学院课程设计5第二章电气主接线的设计一、基本设计原则1、接线中的元件，如线路、断路器或母线等检修或故障时，应尽量减少停电范围，尽量缩短停电时间，并尽快恢复供电，以满足重要的I、II类负荷对供电的要求。2、主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在检修，事故等特殊状态下操作方便，调度灵活，检修安全，扩建发展方便。3、主接线的可靠性与经济性应综合考虑，辨证统一在满足技术要求的前提下，尽可能投资少，占地少，电能损耗少，年费用小，停电损失小。二、设计方案技术经济比较1、根据以上原则，拟定两个方案，如附图1、2简易接线图所示：方案一：35kV母线接线方式采用外桥接线，终期进出线两回，本期上两回。配置两台主变压器。10kV母线接线方式采用单母线分段接线，终期出线12回，本期上12回。方案二：35kV母线接线方式采用单母线分段接线，终期进出线两回，本期上两回。配置两台主变压器。10kV母线接线方式采用单母线分段接线，终期出线12回，本期上12回。为防止35kV线路上感应雷过电压入侵和操作过电压或两回线路有可能热备用时，在两回35kV线路上变电站进线侧加装氧化锌避雷器各一组。在35kV、10kV母线两侧设两个PT间隔以保护主变及其他设备。在主变10kV侧装一组避雷器保护内过电压。在10kV出线上各设一组避雷器均起到保护内过电压的作用。2、上述两个方案的不同之处是35kV母线接线方式。该35kV变电所主要为企业服务，从系统引两回电源后，和系统不再有其它联系，纯负荷用电，可按终端变电所考虑。四川大学网络教育学院课程设计6方案一：选取相对经济、可靠的外桥接线作为35KV一次主接线。配电装置采用户外布置，当线路有穿越功率时，该接线方式也适用。其缺点为：不便于将来扩建。其10kV负荷性质主要为I类和II类，对用电可靠性要求很高，故考虑配置两台主变压器供电，当最大容量的变压器因故退出运行时，另一台变压器应能承担起全部负荷的70%。10kV部分本着方便、灵活、经济、可靠的原则选取单母线分段运行方式，配电装置采用户内布置。并针对I类负荷采用两回出线至各车间，当任一回路故障时，单回线路均能100%地保证对其供电。因目前采用先进的电气设备，同时又户内布置，其故障机率极小，故对于II类负荷，采用单回线路供电，装设自动重合闸来提高供电可靠性。方案二：35kV母线接线方式采用单母线分段接线，该接线较方案一灵活可靠，也便于扩建。但设备投资增加，年运行费用、设备维护费用增大，占地面积增加，由于该变电所已按终期最大容量考虑，其发展、扩建的机会不大，故采用方案一的接线方式比较经济。其它部分相同不再详述。3、综上所述，确定最佳方案为方案一。电气主接线图请详见附图3。三、变电站计算负荷的确定序号车间名称额定容量（KW）需用系数（KX）功率因数（COSφ）负荷同时率1一车间30000.80.850.722二车间25000.850.80.83机加工车间18500.250.60.654装配车间18500.150.50.755锻工车间22000.250.60.86高压站20000.50.70.757高压水泵房20000.450.750.78冷加工车间18000.20.50.859通风车间7500.80.850.7510所用电15000.60.850.751、各车间计算负荷的分别确定(1)、一车间：P1=Kx∑Pe=0.8×3000=2400KW;∵COSφ=0.85,∴tgφ=0.62;四川大学网络教育学院课程设计7Q1=P1tgφ=0.62×2400=1488kvar;S1=2121QP=2214882400=2823.85KVA.变压器损耗计算:△Pb1=αS1=0.02×2823.85=56.48KW;△Qb1=βS1=0.1×2823.85=282.39Kvar;Pj1=KP1∑(P1+△Pb1)=0.72×(2400+56.48)=1768.67KW;Qj1=KQ1∑(Q1+△Qb1)=0.72×(1488+282.29)=1274.61Kvar;Sj1=2121jjQP=2261.127467.1768=2180.09KVA.(2)、二车间：P2=Kx∑Pe=0.85×2500=2125KW;∵COSφ=0.8,∴tgφ=0.75;Q2=P2tgφ=0.75×2125=1593.75kvar;S2=2222QP=2275.15932125=2656.25KVA.变压器损耗计算:△Pb2=αS2=0.02×2656.25=53.13KW;△Qb2=βS2=0.1×2656.25=265.63Kvar;Pj2=KP2∑(P2+△Pb2)=0.8×(2125+53.13)=1742.5KW;Qj2=KQ2∑(Q2+△Qb2)=0.8×(1593.75+265.63)=1748.5Kvar;Sj2=2222jjQP=225.17485.1742=2291.07KVA.(3)、机加工车间：P3=Kx∑Pe=0.25×1850=462.5KW;∵COSφ=0.6,∴tgφ=1.33;Q3=P3tgφ=1.33×462.5=615.13kvar;S3=2323QP=2213.6155.462=769.6KVA.变压器损耗计算:△Pb3=αS3=0.02×769.6=15.39KW;△Qb3=βS3=0.1×769.6=76.96Kvar;Pj3=KP3∑(P3+△Pb3)=0.65×(462.5+15.39)=310.63KW;Qj3=KQ3∑(Q3+△Qb3)=0.65×(615.13+76.96)=449.86Kvar;Sj3=2323jjQP=2286.44963.310=546.68KVA.四川大学网络教育学院课程设计8(4)、装配车间：P4=Kx∑Pe=0.15×1850=277.5KW;∵COSφ=0.5,∴tgφ=1.73Q4=P4tgφ=1.73×277.5=480.64kvar;S4=2424QP=2264.4805.277=554.99KVA.变压器损耗计算△Pb4=αS4=0.02×554.99=11.1KW;△Qb4=βS4=0.1×554.99=55.5Kvar;Pj4=KP4∑(P4+△Pb4)=0.75×(277.5+11.1)=216.45KW;Qj4=KQ4∑(Q4+△Qb4)=0.75×(480.64+55.5)=402.11Kvar;Sj4=2424jjQP=2211.40245.216=456.66KVA.(5)、锻工车间：P5=Kx∑Pe=0.25×2200=550KW;∵COSφ=0.6,∴tgφ=1.33Q5=P5tgφ=1.33×550=731.5kvar;S5=2525QP=225.731550=915.2KVA.变压器损耗计算△Pb5=