某用户35kV变配电所一次部分设计.doc
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1、 某用户35kV变配电所一次设计 XXXXXXXXX学校 毕业设计(论文)题目 某用户35kV变配电所一次部分设计系 别 专 业 风能与动力技术 班 级 姓 名 学 号 指导教师(职称) 日 期 35kV变配电所一次设计摘 要本设计参考类似工程而做,共分三个部分。第一部分为设计任务书,主要介绍新建变电所的基本资料、35kV和10kV用户负荷统计资料、主电路的设计,待建变电所与电力系统的连接情况、设计任务及要求。第二部分为变电所计算部分,包括负荷计算、无功补偿计算、主变容量选择计算、所用电容量选择计算、短路电流计算;以及新建变电所主方案的确定、主要设备选择过程及结果等。第三部分包括图纸和参考文献
2、。关键词:变电所设计 设计说明书 短路电流计算 设备选择与设计AbstractThis reference design similar projects to do, is divided into three parts. The first part of the design task, introduces the basic information of the new substation, 35kV and 10kV user load statistics, the main circuit design, to be built substation and power s
3、ystem connection, the design tasks and requirements. Substation computing part of the second part, including load calculations, reactive power compensation calculation, select the computing capacity of the main transformer, the power capacity you choose to calculate short-circuit current calculation
4、; new substation program, major equipment selection process and the results. The third section includes drawings and references.Keywords: substation design design specification short circuit current computing equipment selection and design目 录第1章 绪论11.1 选题背景11.2 选题意义11.3 变电所发展概况11.4 设计内容21.5 原始资料2第2章
5、 主接线的选择32.1 主接线的设计原则和要求32.2 电气主接线的主要要求32.3 主接线的拟定32.3.1 内桥线路的特点:32.3.2 外桥接线的特点:42.3.3 单母线分段带旁路接线的特点:52.3.4 单母线不分段接线的特点:52.3.5 单母线分段接线的特点:62.4 主接线的比较与选定62.5 所用电的设计6第3章 变压器的选择93.1 主变的选择93.1.1 主变压器的选择原则93.1.2 主变压器的选择93.2 所用变的选择11第4章 短路电流的计算124.1 短路的基本知识124.1.1 计算短路电流的目的124.1.2 短路电流实用计算的基本假设134.2 短路电流的计
6、算13第5章 设备的选择与校验185.1 电气选择的一般条件185.1.1 按正常工作条件选择导体和电器185.1.2 按短路情况校验185.2 高压断路器的选择及校验195.2.1 对高压断路器的基本要求195.2.2 额定电流的计算195.2.3 高压断路器的选择结果及校验205.3 高压隔离开关的选择与校验225.3.1 主变一次侧隔离开关选择与校验225.3.2 主变二次侧隔离开关选择与校验235.4 高压熔断器的选择及校验245.4.1 参数的选择245.4.2 熔体的选择255.4.3 高压熔断器选择结果表255.4.4 高压熔断器的校验265.5 互感器的选择与配置275.5.1
7、 电流互感器的选择275.5.2 电压互感器的选择285.6 导体的选择与校验295.6.1 母线及电缆的选择原则295.6.2 敞母线及电缆的选型295.6.3 母线及电缆截面的选择29第6章 补偿装置326.1 补偿装置的分类326.1.1 串联补偿装置326.1.2 并联补偿装置326.2 并联电容器装置容量选择和主要要求。336.3 并联电容器容量的计算33第7章 变电站防雷与接地的设计357.1 防雷保护357.1.1 防雷保护的必要性357.1.2 变电所中可能出现大气过电压的种类357.1.3 雷电波的危害357.1.4 变电所的直击雷保护357.1.5 变电所入侵波的保护377
8、.1.6 变电站的进线段保护377.2 接地体和接地网的设计387.2.1 接地体的设计387.2.2 接地网的设计38附录40致谢41参考文献42毕业设计(论文)评语43 41第1章 绪论1.1 选题背景电力已成为人类历史发展的主要动力资源,要科学合理的使用及分配电力,必须从工程的设计来提高电力系统的可靠性、灵活性和经济运行效率,从而达到降低成本,提高经济效益的目的。变电所是电力系统配电传输不可缺少的重要组成部分,它直接影响整个电力网络的安全和电力运行的经济成本,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电气部分的主体,电气主接线的拟定直接关系着全厂(所
9、)电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置方式的确定,对电力系统的可靠、灵活、经济运行起着决定的作用。目前,35kV常规变电所在城农网中仍占有较大的比重,其一次、二次设备都比较落后,继电保护装置多为电磁式继电器组合而成,一般只具有当地控制功能,多为有人值班运行方式。随着电网运行自动化系统的提高,变电所综合自动化系统发挥着越来越强大的作用,少人或无人值守变电所将成为今后变电运行的主流方式,对原有电站及新建电站实现无人值守势在必行。对设计人员来讲,我们只有不断提高自身素质,才能跟得上电力系统的飞速发展,为电力事业的兴盛尽一点微薄之力。1.2 选题意义变电所是电力系统中变换电压、接受和分配
10、电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施,它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电所起变换电压作用的设备是变压器,除此之外,变电所的设备还有开闭电路的开关设备,汇集电流的母线,计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等,有的变电所还有无功补偿设备。本设计针对变电所进行设计,设计内容包括:变压器台数和容量的选择、主接线的选择、短路电流的计算、主要电器设备的选择和校验、继电保护及变电所防雷等。通过对变电所电气部分的设计,使我明白其目的在于使我们通过这次毕业设计,能够得到各方面的充分训练,结合毕业设计任务加深了对所学知识内在联系的理解,并能灵活的运用。1.3 变电所发展
11、概况随着计算机技术的飞速发展,微型计算机技术在电力系统中得到了越来越广泛的应用,它集变电所中的控制、保护、测量、中央信号、故障录波等功能于一身,替代了原常规的突出式和插件式电磁保护、晶体管保护、集成电路保护。常规控制、保护装置已逐步从电力系统中退出,取而代之的则是这种新型的微机监控方式,它运用了自动控制技术、微机及网络通信技术,经过功能的重新组合和优化设计,组成计算机的软硬件设备代替人工,利用变电所中的远动终端设备来完成对站中设备的遥信、遥测、遥调、遥控即四遥功能。这就为实现变电所无人值守提供了前提条件。变电所、所综合自动化和无人值守是当今电网调度自动化领域中热门的话题,在当今城、农网建设改造
12、中正被广泛采用。1.4 设计内容本次设计的题目是某用户35kV配变电所一次部分设计。根据设计的要求,在设计的过程中,根据变电站的地理环境,容量和各回路数确定变电站电气主接线和站用电接线并选择各变压器的型号、进行参数计算、画等值网络图、并计算各电压等级侧的短路电流、列出短路电流结果表、计算回路持续工作电流、选择各种高压电气设备、并根据相关技术条件和短路电流计算结果表校验各高压设备。1.5 原始资料表1-1 35kV用户负荷统计资料用户名称最大负荷(kW)功率因数回路数重要负荷(%)炼钢厂420000.95265表1-2 10kV用户负荷统计资料序号用户名称最大负荷(kW)功率因数回路数重要负荷(
13、%)1用户118000.952622用户290023用户3210024用户4240025用户5200026用户66002第2章 主接线的选择2.1 主接线的设计原则和要求发电厂和变电所的电气主接线是保证电网安全可靠、经济运行的关键,是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。电气主接线的设计原则:应根据发电厂和变电所所在电力系统的地位和作用。首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求,根据规则容量,本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性,保证供需平衡,电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规则与要求等条件确定,应满足可靠性、灵活性和经济型的要求。
14、2.1 电气主接线的主要要求可靠性:可靠性的客观衡量标准时运行实践主接线的可靠性是其组合元件(包括一次不分和二次部分)在运行中可靠性的综合,因此要考虑一次设备和二次部分的故障及其对供电的影响,衡量电气主接线运行可靠性的一般准则是:断路器检修时,是否影响供电、停电的范围和时间线路、断路器或母线故障以及母线检修时,停电出线回路数的多少和停电时间长短,能否保证对重要用户的不间断供电。发电厂、变电所全部停电的可能性。灵活性:投切发电机、变压器、线路断路器的操作要可靠方便,调度灵活,电气主接线的灵活性要求有以下几方面:调度灵活、操作方便,应能灵活地投切某些元件,调配电源和负荷能满足系统在事故、检修及特殊
15、运行方式下的调整要求。检修安全,应能容易地从初期过渡到最终接线,并在扩建过渡时使一次和二次设备等所需的改造最少。控制、保护方式不过于复杂,以利于运行并节约二次设备和电缆投资,要适当限制。经济型:通过优化比选,应尽力做到投资省、占地面积小、电能损耗少,在满足技术要求的前提下,要做到经济合理。投资省,电气主接线应简单清晰,以节省断路器、隔离开关等一次设备投资,要使短路电流,一边选择价格合理的电气设备。占地面积小,电气主接线的设计要为配电装置的布置创造条件,以便节约地和节省架构、导线、绝缘小及安装费用,在运输调节许可的地方都应采用三相变压器。电能损耗少,经济合理的选择变压器的型式、容量和台数,避免因
16、两次变压而增加投资。2.1 主接线的拟定2.3.1 内桥线路的特点:1.线路操作方便。2.正常运行时变压器操作复杂。3.桥回路故障或检修时全厂分列为两部分,使两个单元间失去联系。内桥接线试用于两回进线两回出线且线路较长,故障可能性较大和变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中。其内桥接线图如图2-1所示。2-1 内桥接线图2.3.1 外桥接线的特点:1.变压器操作方便。2.线路投入与切除时,操作复杂。3.桥回路故障或检修时全厂分列为两部分,使两个单元之间失去联系。外桥接线适用于两回进线两回出线且线路较短故障可能性小和变压器需要经常切换,且线路有穿越功率通过的发电厂和变电站中。其外桥接线图
17、如图2-2所示。图2-2 外桥接线图2.3.1 单母线分段带旁路接线的特点:在母线引出各元件的断路器,保护装置需停电检修时,通过旁路木母线由旁路断路器及其保护代替,而引出元件可不停电,加旁路母线虽然解决了断路器和保护装置检修不停电的问题,提高了供电的可靠性,但也带来了一些负面影响。旁路母线、旁路断路器及在各回路的旁路隔离开关,增加了配电装置的设备,增加了占地,也增加了工程投资。旁路断路器代替各回路断路器的倒闸操作复杂,容易产生误操作,酿成事故。单母线分段带旁路接线如图2-3所示。图2-3 单母线带旁路接线图2.3.1 单母线不分段接线的特点:接线简单、清晰、设备少、操作方便、投资少、便于扩建,
18、但其不够灵活可靠,接到母线上任一元件故障时,均使整个配电装置停电。单母线不分段接线图如图2-4所示。图2-4 单母线不分段接线图2.3.1 单母线分段接线的特点:单母线分段接线也比较简单、清晰,当母线发生故障时,仅故障母线段停止工作,另一段母线仍继续工作,两段母线可看成是两个独立的电源,挺高了供电可靠性,可对重要用户供电,当一段母线故障或检修时,必须断开接在该段母线上的所有支路,使之停止工作,任一支断路器检修时,该支路必须停止工作。2.1 主接线的比较与选定首先,内桥接线图和外桥接线图线简单,但是操作复杂,易出现误操作的,所以方案一和方案二被否定,将不采用。单母线分段带旁路接线图结杂,虽然可靠
19、性好,但是对于35KV线路来说建造成本太过庞大,不经济所以方案三被否定。单母线不分段接线图和单母线分段都比较符合建造条件,但是相对来说,方案五较方案四可靠性更好,所以最终主接线将采用单母线分段,即选择单母线分段接线图。如图2-5所示。图2-5 单母线分段接线图2.1 所用电的设计变电所用电系统设计和设备选择,直接关系到变电所的安全运行和设备的可靠。 最近几年设计的变电所大都不采用蓄电池作为直流电源,而是广泛采用晶闸管整流或复式整流装置取得直流电源,这就要求交流所用电源可靠连续、电压稳定,因此要求有两个电源。其电源的引入方式有内接和外接两种。其接入方式有三种,如下图2-6所示。图2-6(a)接线
20、方式1图2-7 接线方式2图2-8 接线方式3其中图2-6两台所用变均从外部电源引进,其供电可靠性最高,但由于接入电源电压较高(35kV),投资成本也较大;图2-7的所用变投资成本最低但其可靠性较低;图2-8的所用电源接入形式,当该变电站的两台主变压器都发生故障时,一号所用变又外不电源接入,可以保证变电所的所用电正常。其成本投资低于图2-6,是在保证了可靠性的前提下最优经济方案。因此本变电所的所用变接线形式如图2-7所示。第2章 变压器的选择3.1 主变的选择3.1.1 主变压器的选择原则1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
21、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%80%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12级设计。3.1.1 主变压器的选择1. 变电站主变压器台数的确定根据用电用户是炼钢厂考虑到供电可靠性保证炼钢厂正常的工作避免给工厂造成损失,确定该变电站
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- 用户 35 kV 配电 一次 部分 设计