35kv变电所电气部分设计—课程设计

课程设计(论文)题目:35KV变电所的电气部分.学院名称:电气工程学院.指导教师:.职称:.班级:.学号:.学生姓名:.2013年6月14日南华大学电气工程学院课程设计第i页目录摘要…………………………………………………………………………………………iiiAbstract………………………………………………………………………………………iV引言……………………………………………………………………………………………11．变压器的选择………………………………………………………………………………21.1主变压器形式的选择…………………………………………………………………21.2主变台数的确定………………………………………………………………………21.3主变容量的确定………………………………………………………………………21.4主变型号的选择………………………………………………………………………31.5所变压器台数的确定…………………………………………………………………31.6所变压器容量的确定…………………………………………………………………31.7所变压器型号的选择…………………………………………………………………42．电气主接线的设计…………………………………………………………………………42.1电气主接线概述………………………………………………………………………42.2主接线的设计原则……………………………………………………………………42.3主接线设计的基本要求………………………………………………………………42.4主接线设计及方案论证………………………………………………………………52.5所接线的设计…………………………………………………………………………63.短路电流的计算………………………………………………………………………………73.1概述……………………………………………………………………………………73.2短路电流计算的方法………………………………………………………………83.3短路电流的计算………………………………………………………………………83.4三相短路电路计算结果表……………………………………………………………104．电气设备的选择……………………………………………………………………………104.1电气设备选择的一般原则……………………………………………………………104.2高压断路器的参数……………………………………………………………………114.3电气设备选择的技术条件……………………………………………………………124.4断路器和隔离开关的选择……………………………………………………………134.5选择的断路器和隔离开关型号表……………………………………………………17参考文献…………………………………………………………………………………18南华大学电气工程学院课程设计第ii页附录………………………………………………………………………………………19南华大学电气工程学院课程设计第iii页摘要：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。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本论文设计了一个35kV降压变电站,此变电站有三个电压等级，一个是35kV，一个是10kV以及一个0.38KV。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择四台主变压器，其他设备如断路器，隔离开关，关键词：35kV变电所设计南华大学电气工程学院课程设计第iv页Abstract：Alongwiththecontinuousdevelopmentofelectricindustry,peoplerequireincreasinglydemandofpowersupply,especiallythestability,reliabilityandcontinuityofit.Whilethestability,reliabilityandcontinuityofpowergridisdeterminedbytherationaldesignandconfigurationofsubstation.Atypicalsubstationneedsthereliableandflexibleoperation,theeconomicrationalityandfreeexpansionoftheequipments.Fortheconsiderationoftheseaspects,thepaperdesignsatransformersubstationof35kVwhichhastowlevelofvoltage,oneis35kV,andtheotheris10kV.Atthesametime,choosetherationalselectionastothemainequipmentsinsubstation.Keywords:35kVsubstationdesign南华大学电气工程学院课程设计第1页，共19页引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。变电所作为变电站作为电力系统的重要组成部分，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。对其进行设计势在必行，合理的变电所不仅能充分地满足当地的供电需求，还能有效地减少投资和资源浪费。本次设计根据一般变电所设计的步骤进行设计，包括负荷统计，主变选择，主接线选择，短路电流计算，设备选择和校验，继电保护，防雷措施等几大块。并依据相关规定和章程设计其中个个步骤，所以能满足一般变电所的需求。南华大学电气工程学院课程设计第2页，共19页1变压器的选择1.1主变压器形式的选择变电所的电气主接线同样会受到变压器型式的影响1.1.1相数的确定变压器按相数不同可分为单项和三相两种。在330KV及以下的电力系统中，一般都采用三相变压器。因此对于设计的这个35KV的变电所来说，变压器宜采用三相。1.1.2绕组数的确定根据需要，我们本次设计选择绕组为双绕组1.1.3绕组连接组别的确定根据所选的变压器的型号，我们可以随之确定绕组的连接组别。我国电力系统的连接方式有星型“Ｙ”和三角形“Δ”两种。35KV多采用中性点经消弧线圈接地的“Ｙ”连接；35KV及以下电压等级常采用“Δ”连接。1.2主变台数的确定为保证供电的可靠性，对于一般建议接线的变电所一般应装设一台或者两台主变。对大型枢纽变电所，根据工程的具体情况，应安装2~4台主变。对对于本设计来说一、二级负荷容量的额定容量为8472KVA，考虑到5-10年的电网的发展，则应取额定容量的70%—90%为8472KVA,因此选取两台容量分别为6.3MVA的变压器来做主变。另外所用电380V的电压等级，容量为160KVA，应采用一般的电力变压器，故需要一台。总共需要四台变压器。1.3主变容量的确定考虑到变电站投资的经济性及其建设周期，变电所主变容量要以变电所设计时5~10年的规划负荷为依据进行选择。每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的60~75%。根据任务书表1-1可知一类负荷和二类负荷的总容量为SN=[（1789+5817）2+（898+2834）2]0.5≈8472KVA。故每个变压器的额定容量应为(SN/0.7)/2≈6.3MVA。南华大学电气工程学院课程设计第3页，共19页1.4主变型号的选择表1.1主变压器的技术参数型号S6-6300/35额定容量(kVA)6300额定电压(kV)高压35低压10.5损耗(KW)空载7.4短路3.5短路电压(%)8空载电流(%)11.5所变压器台数的确定与同容量的发电厂厂用电系统相比，变电所的所用负荷较小。在有人值班的中小型变电所中，所用负荷较小主要为变压器冷却、风扇、硅整流设备，取暖通风、断路器冷却装置（包括风扇、油泵、水泵）、蓄电池充放电设备、油处理设备、采暖通风、照明检修等用电。大中型区域性变电所为保证所用电负荷供电，应设两台变压器经两独立电源对所用电系统供电；小型变电所往往只需采用一台变压器进行供电。并根据所用电负荷的大小及重要程度，以低压成套配电装置供电。对于本设计来说其电压等级为35KV，额定容量为8472KVA，故应采用一台变压器对多用点系统进行供电。1.6所变压器容量的确定由任务书中表1-2可知SN‘=20/0.88+5.8/0.85+(11*2)/0.79+10.5/0.5+14.6/0.8+14+11=112.2KVA。考虑到5-10年的规划以及用电系统安全稳定的运行，我们取额定容量为SN=S’N/0.7≈160KVA南华大学电气工程学院课程设计第4页，共19页1.7所变型号的选择表2.1所用电变压器技术参数型号S7-1600/35额定容量(kVA)1600额定电压(kV)高压35低压0.4损耗(KW)空载2.65短路19.5短路电压(%)6.5空载电流(%)1.42电气主接线的设计2.1电气主接线概述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。主接线的确定，对电力系统得安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会长生直接的影响。.2.2主接线的设计原则○1发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用；○2发电厂、变电所的分期和最终建设规模；○3负荷大小和重要性；○4系统备用容量大小；○5系统专业对电气主接线提供的具体资料。2.3主接线设计的基本要求南华大学电气工程学院课程设计第5页，共19页○1可靠性；○2灵活性；○3经济性。○4主接线设计电气主接线的基本形式就是主要电气设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为主体。大致分为有汇流母线和无汇流母线两大类。其中有汇流母线的接线形式可概括地分为单母线接线和双母线接线两大类；无汇流母线的接线形式主要有桥形接线、角形接线和单元接线。2.4主接线设计及方案论证2.4.135KV侧主接线的设计由任务书可知，35KV侧的连线方式是单母线双回路。故进线两回，出线两回。2.4.210kV侧主接线设计10kV侧进线两回，出线八回；所用电负荷进线两回，出线七回。主接线方案的比较选择此变电所主接线的接线有两种方案。方案一图：图2.1电气主接线方案一南华大学电气工程学院课程设计第6页，共19页方案一35kV侧采用的单母线接线，接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。10kV一类负荷、二类负荷均匀分布。一类负荷采用双回线接线，有效的保证了一类负荷的不断电检修以及正常运行，大大降低了事故停电的可能性。突出了一类负荷对电网要求较高的特点。二类负荷采用单母线直接出线，由于采用了SF6断路器，一般情况下不会涉及检修，对于二类符合来讲一般可以满足需求。总的接线采用单母线分段接线，一二类负荷分别在两条出现上同时供电，选择当任一祖母线故障或检修时，重要用户仍可通过完好段母线继续供电，而两段母线同时故障的几率太小了。大大提高了对重要用户供电的连续性。所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。方案二图：进线进线#1#2#1进线#2进线图2.2电器主接线方案二方案二35kV侧采用的单母线接线，接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。10kV采用单母线分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线