35KV降压变电所

1.原始资料分析1.1变电站的建设规模（1）变电站类型：35KV厂用降压变电所。（2）电压等级：35KV/10KV（3）设计规划容量：根据电力系统的规划需要安装两台容量为8000kVA、电压为35kV/10kV的主变压器。1.2电力系统与本变电所的连接情况距离待设计变电站6KM处有一系统变电站，用35KV双回架空线路向该变电所供电，以10KV电缆给各车间供电。该变电所的高压部分为二进二出回路，低压部分为二进八出回路，同时考虑以后装设两组电容器要预留两个出线间隔，故10KV回路应至少设有10回出线。待设计变电站10KV侧无电源。1.3电力系统情况（1）35kv侧基准值：SB=100MVAUB1=37KVΩ====×==69.131003756.1373100322221111BBBBBBSUZKAUSI（2）10kV侧基准值：SB=100MVAUB2=10.5KVΩ====×==1025.11005.105.55.103100322222122BBBBBBSUZKAUSI（3）线路参数：35kv线路为LGJ-120，其参数为r1=0.236Ω/kmX1=0.348Ω/km436.0348.0236.02221211=+=+=xrzΩ/kmZ=z1*l=0.436*6=2.616Ω318.069.1336.41*===BZZZ1.4电力负荷水平（1）10kV母线允许最低的功率因数不低于0.9。（2）在最大运行方式下，待设计变电站高压母线上的短路功率为1000MVA。（3）LGJ—120线路的电抗为0.191Ω/km（4）最大负荷利用小时数Tmax=4000h1.5环境条件当地海拔高度507.4m，年雷电日36.9个，空气质量优良，无污染，历年平均最高气温29.9℃，土壤电阻率ρ≤500Ω•m。2.主变压器的选择2.1计算负荷)(3910700530320300500580500480)(7740950750140095010008507401100KWQKWP)(8671391077402222KVAQPS2.2变电站变压器台数的选择原则（1）对于只供给二类、三类负荷的变电站，原则上只装设一台变压器。（2）对于供电负荷较大的城市变电站或有一类负荷的重要变电站，应选用两台两台相同容量的主变压器，每台变压器的容量应满足一台变压器停运后，另一台变压器能供给全部一类负荷；在无法确定一类负荷所占比重时，每台变压器的容量可按计算负荷的70%～75%选择。（3）对大城市郊区的一次变电站，如果中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台为宜；对地区性孤立的一次变电站，在设计时应考虑装设三台主变的可能性；对于规划只装两台主变的变电站，其变压器的基础宜按大于变压器容量的1～2级设计。2.3变压器台数的选择该变电所的一车间和二车间为Ⅰ类负荷，其余的为Ⅱ类负荷。Ⅰ类负荷要求有很高的供电可靠性，对于Ⅰ类用户通常应设置两路以上相互独立的电源供电，同时Ⅱ类负荷也要求有较高的供电可靠性，由选择原则的第2点结合待设计变电站的实际情况，为提高对用户的供电可靠性，确定该变电站选用两台相同容量的主变压器互为备用。2.4主变压器容量的确定按照要求，对该变电所，应考虑一台主要变压器停运后，其余变压器应能满足全部供电负荷的70%～75%，并能供电两个小时。每台变压器的容量按计算负荷的75%选择。ST=75%×S=8671×75%=6503.25（KVA）经查表选择变压器的型号为SFZ7-8000/35，即额定容量为8000KVA，因为%92%10086718000SSN＞75%，即选择变压器的容量满足要求。2.5主变压器绕组数的确定国内电力系统中采用的变压器按其绕组数分有双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂式等变压器，待设计变电所有35KV、10KV两个电压等级且是一座降压变电所，宜选用双绕组普通式变压器。2.6主变压器相数的确定在330KV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对来说投资大、占地多、运行规模也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量，待设计变电所谓35KV降压变电所，在满足供电可靠性的前提下，为减少投资，故选用三相变压器。2.7主变压器绕组连接组别的确定变压器的连接组别必须和系统电压相位一致，否则，不能并列运行，电力系统采用的绕组连接方式只有星形和三角形两种，因此对于三相双绕组变压器的高压侧，110KV及以上电压等级，三相绕组都采用“YN”连接，35KV及以下采用“Y”连接；对于三相双绕组变压器的低压侧，三相绕组采用“d”连接，若低电压侧电压等级为380/220V，则三相绕组采用“yn”连接，在变电所中，为了限制三次谐波，我们选用“Ynd11”常规连接的变压器连接组别。2.8主变压器调压方式的确定为了确保变电所供电量，电压必须维持在允许范围内，通过变压器的分接头开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调整范围通常在22.5%以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%，但其结构较复杂，价格较贵，由于待设计变电所的符合均为Ⅰ、Ⅱ类重要负荷，为确保供电质量，有较大的调整范围，我们选用有载调压方式。2.9主变压器冷却方式的选择电力变压器的冷却方式，随其型号和容量不同而异，一般有以下几种类型：（1）自然风冷却：一般适用于7500KVR一下小容量变压器，为使热量散发到空气中，装有片状或管型辐射式冷却器，以增大油箱冷却面积。（2）强迫油循环水冷却：对于大容量变压器，单方面加强表面冷却还打不到预期的冷却效果。故采用潜油泵强迫油循环，让水对油管道进行冷却，把变压器中热量带走。在水源充足的条件下，采用这种冷却方式极为有利散热效率高、节省材料、减少变压器本体尺寸，但要一套水冷却系统和有关附件且对冷却器的密封性能要求较高。即使只有极微量的水渗入油中，也会严重地影响油的绝缘性能。故油压应高于水压0.1～0.15Mpa，以免水渗入油中。（3）强迫空气冷却：又简称风冷式。容量大于等于8000KVA的变压器，在绝缘允许的油箱尺寸下，即使有辐射器的散热装置仍达不到要求时，常采用人工风冷。在辐射器管间加装数台电动风扇，用风吹冷却器，使油迅速冷却，加速热量散出，风扇的启停可以自动控制，亦可人工操作。（4）强迫油循环导向风冷却：近年来大型变压器都采用这种冷却方式。它是利用潜油泵将冷油压入线圈之间、线饼之间和铁芯的油管中，使铁芯和绕组中的热量直接由具有一定流速的油带走，二变压器上层热油用潜油泵抽出，经过水冷却器冷却后，再由潜油泵注入变压器油箱底部，构成变压器的油循环。（5）强迫油循环风冷却：其原理与强迫油循环水冷相同。（6）水内冷变压器：变压器绕组用空心导体制成，在运行中将纯水注入空心绕组中，借助水的不断循环将变压器中热量带走，但水系统比较复杂且变压器价格比较高。待设计变电所主变的容量为8000KVA,为使主变的冷却方式既能达到预期的冷却效果，有简单、经济，我们选用强迫空气冷却，简称风冷却。综上得该变电所的主变型号及相关参数如下表2-1所示：表2-1变压器型号额定容量额定电压（KV）连损耗（KW）阻抗电空载电（KVA）高压低压接组标号空载负载压（％）流（％）SFZ7-8000/3580003510.5Yn，d1112.347.51.17.53.电气主接线的选择3.1电气主接线的选择原则电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。主接线方案的确定与电力系统及变电站运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电站主接线的最佳方案。3.2变电站主接线设计的基本要求（1)可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线的设计必须满足这个要求。因为电能的发送及使用必须在同一时间进行，所以电力系统中任何一个环节故障，都将影响到整体。供电可靠性的客观衡量标准是运行实践，评估某个主接线图的可靠性时，应充分考虑长期运行经验。我国现行设计规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结，设计时应该予以遵循。（2)灵活性电气主接线不但在正常运行情况下能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，能尽快的退出设备、切除故障，使停电时间最短、影响范围最小，并在检修设备时能保证检修人员的安全。（3)操作应尽可能简单、方便电气主接线应简单清晰、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)经济性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最小，占地面积最少，使变电站尽快的发挥经济效益。（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，应考虑到有扩建的可能性。3.3变电所各侧主接线35KV高压部分采用内桥接线，10KV低压部分采用单母分段接线方式。如下图3-1所示图3-14补偿装置4.1并联电容器容量的计算考虑在10kV母线上利用并联电容器改善功率因数cfoffcQppQmax2212max1cos11cos1式中cQ—负荷所需补偿的最大容性无功量，kvarmaxfp—母线上的最大有功负荷，kW1—补偿前的最大功率因数角2—补偿后的最小功率因数角cfoQ—由1cos补偿到2cos时，每千瓦有功负荷所需补偿的容性无功值，kvar/kW89.086717740cos1SP查10kV母线允许最低的功率因数不低于0.9，而89.0cos1不符合要求，在10kV母线上的最大有功负荷kwpf1340max。因此为提高功率因数，在10kV母线并联电容器装置。则当提高功率因数至0.95时所需的电容器容量为：var243195.01189.01136022kQc经计算得并联电容器的最小容量为243vark。4.2并联电容器装置容量选择和主要要求。（1）并联电容器的补偿容量，应安负荷或主变压器需补偿的满足功率因数要求的最大容性无功功率或满足某点符合电压变化范围要求的容量，容量宜分别为主变压器容量的%30以下。（2）电容器组的分组容量应满足以下要求：1）分组装置在不同组合方式中投切时，不会引起高次谐波谐振和有危害的谐波放大。2）投切一组补偿设备所引起的变压器中压侧的线电压变化值不超过额定电压的%5.2。3）与断路器投切电容器的能力相适应。4）不超过单台电容器的爆破容量和熔断器的耐爆容量。参考文献1.常美生.高电压技术.2版.北京：中国电力出版社，2007.2.孙成普.变电所及电力网设计与应用.2版.北京：中国电力出版社，2008.3.吴靓，谢珍贵.发电厂及变电站电气设备.北京：中国水利水电出版社，2004.4.戈东方.电力工程电气设计手册第一册；电气一次部分.北京：中国电力出版社，1989.5.陈光会，王敏.电力系统基础.北京：中国水利水电出版社，2004.6.陈利.发电厂及变电所二次回路.北京：中国电力出版社，2007.7.沈诗佳.电力系统继电保护及二次回路.北京：中国电力出版社，2007.8.李仕凤，段传宗.35～110Kv小型化无人值班变电站标准工程图集.北京：中国水利水电出版社，20009.李金英.继电保护.北京：中国电力出版社，200810.朱军.35kv及以上工程（下）.北京：中国电力出版社，2002.11.尧有平，李晓华.电力系统工程CAD设计与实训.北京：北京理工大学出版社，2008.