35KV变电站初步设计

设计说明书课题名称：35kv变电站初步设计姓名：专业：班级：起止日期：2010/2011第一学期指导教师：2广西工业职业技术学院设计说明书（学生填写）题目：35KV变电站初步设计3前言电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量储存的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界电力工业发展规律，因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。随着电力行业的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电所的合理设计和配置。它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。经过两年的系统理论知识的学习，及各种实习操作，还有老师精心培育下，我们对电力系统各部分有了初步的认识与了解。在认真阅读原始材料，分析材料，参考阅读《中小型变电所实用设计手册》、《电力工程电气设计手册电气一次部分》、《发电厂变电站电气设备》和《电力系统继电保护》以及《电力系统分析》等参考书籍，在指导老师的指导下，经过周密的计算，完成了此次课程设计。设计内容由以下：第一部分：设计任务书；第二部分：35/10KV降压变压所初步设计说明书（主接线部分）；第三部分：35/10KV降压变电所的计算书；第四部分：变电所电气主接线图和所用电路图；4目录前言第一篇任务要求………………………………………………………………（5）第二篇设计说明书……………………………………………………………（7）第一章概述………………………………………………………………（7）第二章电气主接线设计方案……………………………………………（8）第一节主接线的设计原则…………………………………………（8）第二节主接线的设计和论证……………………………………（10）第三章主变台数和容量的选择…………………………………………（18）第四章所用变的选择和所用电的设计…………………………………（21）第五章短路电流计算……………………………………………………（22）第六章电气设备的选择…………………………………………………（25）第七章变电所的防雷保护………………………………………………（29）第三篇计算书…………………………………………………………………（32）致谢………………………………………………………………………（35）参考资料………………………………………………………………………（35）附录电气主接线图………………………………………………………………………第一篇任务要求5Ⅰ、设计要求1、建立工程设计的正确观点，掌握电力系统设计基本原则和方法；2、培养独立思考、解决问题的能力；3、学习使用工程设计手册和其他参考书的能力；学习撰写工程设计说明书。Ⅱ、原始资料1、某企业为保证供电需求，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给各车间供电，一次设计并建成。2、距本变电所6Km处有一系统变电所，由该变电所用35KV双回路架空线路向待定设计的变电所供电，在最大运行方式下，待设计的变电所高压母线上的短路功率为1000MVA。3、待设计的变电所10KV无电源，考虑以后装设的组电容器，提高功率因素，故要求预留两个间隔。4、本变电所10KV母线到各个车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为一类负荷，其余为三类负荷，Tmax=400h，各馈线负荷如表1—1序号车间名称计算用有功功率（kw）计算用无功功率（kvar）1一车间10464712二车间7354873机械车间8085724装配车间10004915锻工车间9202766高压站13502977高压泵房7374968其他931675（表1—1）5、所用电的主要负荷见表1—26序号名称额定容量（KW）功率因数（cosφ）安装台数工作台数备注1主充电机200.8811周期性负荷2浮充电机4.50.8511经常性负荷3蓄电池室通风2.70.8811经常性负荷4室内配电装置通风1.10.7922周期性负荷5交流焊机10.50.511周期性负荷6检修试验用电130.811经常性负荷7载波远动0.960.6911经常性负荷8照明负荷14经常性负荷9生活水泵等用电10经常性负荷（表1—2）6、环境条件当地海拔高度507.4m。雷暴日数36.9日/年：空气质量优良，无污染，历年最高平均最高气温29.9℃，土地电阻率P≤500m·Ωm。Ⅲ、设计任务1、设计本变电所的主电路，论证设计方案是最佳方案，选择主变压器的容量和台数；2、设计本变电所的自用电路，选择自用变压器的容量和台数；3、计算短路电流；4、选择断路器和隔离开关；Ⅳ、设计成果1、设计说明书和计算书各一份2、主电路和所用电路图各一份7第二篇设计说明书第一章概述Ⅰ、设计依据根据设计任务书给出的条件。Ⅱ、设计原则1、要遵守国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序，特别是应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。2、要根据国家规范、标准与有关规定，结合工程的不同性质不同要求，要实行资源的综合利用，要节约能源、水源，要保护环境，要节约用地并合理使用劳动力，要立足于自力更生。Ⅲ、变电站建设的必要性及规模1、变电站建设的必要性为了加强企业供电可靠性，减少线路损耗，适应日益增长的负荷发展需要，35KV变电所的选址于距离一电力系统变电所6KV处，其近邻工厂，其主要供电对象是企业的各个车间，这样设计减小了供电半径，供电线损大幅下降，供电量增加，适应现代化建设与发展的需要，有利于企业的经济发展。2、本工程建设规模（1）企业变电站为35kV/10kv降压变电站，该类变电站一般为无人职守的综合自动化站，容量为2*6300千伏安，企业变电站安装两台S7-6300/35主变压器，35kV为单母线接线。（2）企业变电站选址在企业附近，地势平缓，海拔高度507.4m，气象条件见《任务书》的环境条件。10kV采用屋内配电装置，电缆出线,10kV电空器室外布置。8第二章电气主接线设计方案电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起来。把变电站、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装备的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用户是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。第一节主接线的设计原则电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。Ⅰ、主接线的设计依据1、负荷大小的重要性2、系统备用容量大小（1）运行备用容量不宜少于8-10%，以适应负荷突变，机组检修和事故停运9等情况的调频需要。（2）装有两台及以上的变压器的变电所，当其中一台事故断开时，其余主变压器的容量应保证该变电所60%~70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证车间的一、二级负荷供电。Ⅱ、主接线的基本要求根据我国能源部关于《220~500kV变电所设计技术规程》SDJ2-88规定：“变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。”因此对主接线的设计要求可以归纳为以下五点。其具体要求如下：1、运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。2、具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。3、操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。4、经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。5、应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。10第二节主接线的设计和论证依据变电站的性质可选择单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、外桥型接线、内桥型接线、五种主接线方案，下面逐一论证其接线的利弊。Ⅰ、单母线接线单母线接线的特点是每一回线路均经过一台断路器和隔离开关接于一组母线上。1、优点：（1）接线简单清晰、设备少、操作方便。（2）投资少，便于扩建和采用成套配电装置2、缺点：(1)可靠性和灵活性较差。任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修均需使整个配电装置停电。(2)单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需停电，在用隔离开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：单母线接线不能满足对不允许停电的重要用户的供电要求，一般用于6-220kV系统中，出线回路较少，对供电可靠性要求不高的中、小型发电厂与变电站中。Ⅱ、单母线分段接线1、用隔离开关分段的单母线接线这种界限实际上仍属不分段的单母线接线，只是将单母线截成两个分段，其间用分段隔离开关连接起来。这样做的好处是两段母线可以轮流检修，缩小了检修母线时的停电范围，即检修任一段母线时，只需断开与该段母线连接的引出线和电源回路拉开分段隔离开关，另一段母线仍可继续运行。但是，若两个电源取并列运行方式，则当某段母线故障时，所有电源开关都将自动跳闸，全部装置仍需短时停电，需待用分段隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线段的供电。可见，采用隔离开关分段的单母线接线较之不分段的单母线，可以缩小母线检修或故障时的停电11范围。2、用断路器分段的单母线接线用隔离开关奋斗的单母线接线，虽然可以缩小母线检修或故障时的停电范围，但当母线故障时，仍会短时全停电，需待分段隔离开关拉开后，才能恢复非故障母线段的运行，这对于重要用户而言是不允许的。如采用断路器分段的单母线接线，并将重要用户采用分别接于不同母线段的双回路供电，足可以克服上诉缺点。对用断路器分段的单母线的评价为:1、优点：⑴具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。⑵较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔离开关短路时，非故障母