企业变电站设计说明书.docx
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企业变电站设计说明书.docx
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企业变电站设计说明书
第一篇设计说明书
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。
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。
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SZ9-6300/35主变压器,35kV为内桥接线。
(2)、企业变电站选址在企业附近,海拔1000m,气象条件见《任务书》的环境件。
10kV采用屋内配电装置,电缆出线,10kV电空器室外布置。
一、电气主接线方案论证
发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路,称为电气主接线,也成主电路。
它把各电源送来的电能汇集起来,并分给各用户。
它表明各种一次设备的数量和作用,设备间的连接方式,以及与电力系统的连接情况。
所以电气主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。
变电所主接线要满足安全、可靠、灵活、经济的基本要求。
其中,安全包括设备安全及人身安全;可靠应满足一次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求;灵活即用最少的切换来适应各种不同的运行方式,检修时操作简便,另外,还应能适应负荷的发展,便于扩建。
;经济尽量做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。
根据《变电所设计技术规程》规定:
“35—66KV配电装置中,当出线为2回时,一般采用桥形接线;当出线为2回以上时,一般采用单母线分段或单母线接线。
出线回路较多,连接的电源较多,负荷大或污秽的环境中的35—66KV室外配电装置,可采用双母线接线。
”本企业变电所可考虑以下几个方案,并进行比较。
方案一采用单母线分段接线
优缺点:
1)对重要用户,可采用从不同母线分段引出双回路供电源;2)当母线发生故障或检修时,仅断开该段电源和变压器,非故障段仍可继续工作,但需限制一部分用户的供电;3)单母线分段任一回路断路器检修时,该回路必须停止工作;4)单母线分段便于过度为双母线接线。
方案二采用内桥接线
优缺点:
1)两台断路器接在引线上,线路的切除和投入是比较方便的;2)当线路发生故障时,仅故障线路的断路器断开,其他回路仍可继续工作;3)当变压器故障时与变压器的切除和投入,操作较复杂。
方案三采用外侨接线
优缺点:
1)当变压器发生故障或运行中需要切除时,只断开本回路断路器即可;2)当线路故障时,与35KV引出线的两台断路器都将断开,因而与其连接的变压器也被切除。
外桥接线适用于线路较短、变压器按经济运行需要经常切换且有穿越功率经过的变电所。
以上三个方案,所需35KV断路器和隔离开关的数量:
方案比较
单母线分段
内桥
外侨
断路器台数
5
3
3
隔离开关台数
8
8
6
经以上三种方案的分析比较,方案一所用的设备多、不经济,且当任一回路的断路器检修时,该回路全部停电,所以此方案不符合35KV进线设计要求。
桥式接线具有工作可靠、灵活使用电器最少,且装置简单和建设费用低等优点。
因此,为了节省投资,引出线数不多时,宜采用桥形接线。
考虑该企业变电所为了经济运行变压器需要经常切换,35KV线路只有6km,发生故障的机会少,所以选择方案三为最佳接线。
变电所10KV母线侧的馈线多,为了提高单母线接线的可靠性和灵活性,在母线故障或检修时,不致对所有车间全部停电,宜采用单母线分段的接线,对重要的一、二车间,可采用双回路送电,分别接在10KV的1段和2段,正常运行时,分段断路器是处于接通状态。
经过经济技术的比较,淘汰了设备多投资大、运行操作不便的双母线接线和单母线分段带旁路母线的接线。
二、主变压器的选择
《35~110KV变电所设计规范》规定,主变压器的台数和容量,应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。
正确选择变压器的台数,对实现系统安全经济和合理供电具有重要意义。
目前一般的选择原则是:
一般用户装设1—2台变压器;为了提高供电可靠性,对于Ⅰ、Ⅱ级用户,可设置两台变压器,防止一台主变故障或检修时影响整个变电所的供电,所以本所选用两台主变,互为备用,当一台变压器故障检修时由另一台主变压器承担全部负荷的70%—80%,保证了正常供电。
1、主变压器容量的确定
根据设计任务数统计各馈线的负荷:
∑P=7527kW∑Q=3765kVar
为保证重要车间的供电,待设计的变电所宜选择两台主变压器,以减少单台变压器的容量,为了提高主变压器运行的灵活性、经济性,要求每台主变压器带全部负荷的70%-80%计算:
2、主变压器形式的选择
改变电所涉及35kV与10kV两个电压等级,故选择双绕组油浸自冷式变压器。
变
压
器
S
型号
额定容量KVA
额定高电压KV
额定低电压KV
空载损耗KW
负载损耗KW
阻抗电压%
空载电流%
连接组别
SZ9-6300/35
6300
35
10.5
7.04
38.7
7.0
0.9
Y/d11
三、所用变压器形式的选择
所用变的设计应以设计任务书为依据,结合工程具体的特点设计所用变的接线方式,因变电站在电力系统中所处的地位,设备复杂程度(电压等级和级次,主变压器形式、容量及补偿设备有无等)以及电网特性而定。
而所用变压器和所用配电装置的布置,则常结合变电站重要电工构建物的布置来确定。
一般有重要负荷的大型变电所,380/220V系统采用单母线分段接线,两台所用变压器各接一段母线,正常运行情况下可分列运行,分段开关设有自动投入装置。
每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电,在另一台所用变压器故障或检修停电时,工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷,以保证变电所正常运行。
一、用电电源和引接原则如下
(1)当变电所有低压母线时;
(2)优先考虑由低压母线引接所用电源;
(3)所用外电源满足可靠性的要求;
(4)即保持相对独立;
(5)当本所一次系统发生故障时;
(6)不受波及;
(7)由主变压器低绕组引接所用电源时;
(8)起引接线应十分可靠;
(9)避免发生短路使低压绕组承受极大的机械应力;
二、所用变接线一般原则
(1)一般采用一台工作变压器接一段母线;
(2)除去只要求一个所用电源的一般变电所外;
(3)其他变电所均要求安装两台以上所用工作变压器;
(4)低压10KV母线可采用分段母线分别向两台所用变压器提供电源;
(5)以获得较高的可靠性;
所用变设在10kv侧,由于需要安装两台工作变压器,其中一台采用备用方式,当其中一台主变因事故断开,另一台主变的容量应满足全部负荷的70%。
通过计算所用变压器容量为:
S=86.61(KVA)
一般要求所用变压器容量应大于或等于变压器计算容量,故选择一台S9-100/10型,双绕组油浸自冷式变压器。
四、导体和电气设备的选择
电气主接线的配电装置是由各种电气设备连接而成,正确地选择电气设备是保证电网安全、经济运行地重要条件。
在选择电气设备时,应根据工程实际情况,满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展,在保证安全、可靠的前提下,尽量采用新技术、并注意节约投资,选择合适的电气设备。
电气设备要能可靠的工作,必须按正常工作条件下工作电流进行选择,并按最大运行方式短路条件进行效验其热稳定和动稳定,按电器的装置地点,使用条件、检修和运行等要求,选择导体和型式,并按环境条件校核电器的基本使用条件。
1、导体的选择
母线的选择一般按材料、类型和布置方式、导体截面、热稳定、动稳定共振频率等项进行选择效验。
电力电缆是根据其结构类型,电压等级和经济电流密度来选择,必须以其最大长期工作电流、正常运行情况下的电压损失以及短路时的热稳定进行效验。
动稳定不必效验。
裸导体尚应按下列使用环境条件校验:
(1)环境温度;
(2)日照;(3)风速;(4)海拔高度。
架空导线的选择于母线选择大致相同,但也有其特殊之处:
1)按经济电流密度和最大长期工作电流选择架空导线的截面;
2)导线截面应保证一定的机械强度;
3)热稳定效验。
按回路持续工作电流
—导体回路持续工作电流,单位为A;
—相应于导体在某一运行温度、环境条件及安装方式下长期允许的载流量,单位为A。
按经济电流密度选择
一般母线较长,负荷较大,在综合考虑减少母线的电能损耗。
减少投资和节约有色金属的情况下,应以经济电流密度选择母线截面。
可按下式计算,即
(7-6)
其中
—经济截面,单位为mm2;
—回路持续工作电流,单位为A;
—经济电流密度,单位为A/mm2。
根据短路电流计算结果(详见计算说明书),选择35KV及10KV导线,如下:
电压等级
导线位置
导体材料
线径(mm2)
10KV
10KV母线
矩形铝母线
40×4
10KV出线
YJV-10
3×95
2、高压断路器的选择
高压断路器应根据断路器安装地点,环境和使用技术条件等要求选择其种类和形式。
3-220KV一般采用少油断路器,真空断路器,SF6断路器。
真空断路器的特点是:
1)结构轻巧,操作功率体积小、重量轻;2)燃弧时间短;3)熄弧后触头间隙介质恢复速度快;4)触头寿命长因而断路器的寿命也长;5)维修工作量少,能防火防爆。
SF6断路器的特点:
1)断口耐压高,断口数少,结构简单;2)允许开断次数多,检修周期长;3)开断能力强,灭弧时间短;4)占地面积小。
少油断路器的特点:
1)体积小、质量轻、占地面积小;2)防爆防火;3)不适宜于多次重合闸;4)不适宜于严寒地区;5)附装电流互感器比较困难。
根据短路电流计算结果,选择断路器如下:
电压等级
型号
产品型号
UN(kV)
IN(A)
imax(kA)
It(kA.s)
10KV
ZW-12/630-16
12
630
50
20.4
3、隔离开关的选择、
隔离开关应根据配电装置布置特点和使用要求等因素,进行综合技术经济比较来选择。
根据短路电流计算结果,选择隔离开关如下:
电压等级
型号
产品型号
UN(kV)
IN(A)
imax(kA)
It(kA.s)
10KV
GW4-10/630
11.5
630
50
20.4
4、电压互感器的配置
电压互感器按一次回路电压、二次回路电压,安装地点和使用条件、二次负荷及准确级等要求进行选择。
电压等级
型号
额定电压(V)
额定容量(VA)cosФ=0.8
最大容量
一次线圈
二次线圈
辅助线圈
0.5级
1级
3级
10KV
JSJW-10
10000/
100/
100/3
120
200
480
960
5、电流互感器的配置
电流互感器按一次回路额定电压和电流、形式、准确级、额定容量及安装地点和使用条件等要求进行选择。
电压等级
型号
一次电流等级(A)
额定二次负荷
准确级次
1秒热稳定倍数
动稳定倍数
0.5级
3级
D级
B级
10KV
LAJ-10
20-800
20
20
6、其它设备配置
1)35KV避雷器:
Y5W3-41/134
2)10KV避雷器:
Y5W2-12.7/45
五、变电所的防雷设计及避雷针布置
1、直击雷过电压保护
为防止雷电直击变电所设备及其架构、电工建筑物等,变电所需装设独立避雷针,其冲击接地电阻不宜超过10Ω。
为防止避雷针落雷引起的反击事故,独立避雷针与配电装置架构之间的空气距离不宜小于5m,独立避雷针的拦地装置与接地网之间的地中距离就大于3m。
2、雷电侵入波的电压保护
为防止雷电侵入波损坏电气设备,应从两方面采取保护措施:
1)在变电所母线上安装氧化锌避雷器;
2)在距变电所1-2km内装设可靠的进线保护。
3、防雷接地
变电所接地采用环形接地网。
采用水平(4×40)扁钢,垂直体(<50×5×2500)角钢作接地体,埋深1m,保证接地电阻不大于4Ω。
为保护变电所安全运行,可将独立避雷针的集中接地装置在地中与变电所的共用接地网连接,但为避免雷击避雷针时主接地多电位升高太多造成反击,应保护连接点至35KV及以下设备的接地线的入地点沿地的地中距离应大于15m.
毕业设计报告
课题名称:
35KV企业变电所电气部分设计
学院:
机电工程学院
班级:
08级电气工程及其自动化一班
姓名:
王鹏
学号:
指导老师:
吴利斌
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- 企业 变电站 设计 说明书
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