615——2008供用电专业设计(赵志英)

35kV降压站及配电系统设计第1页共21页南昌工程学院毕业设计（论文）任务书一、毕业设计(论文)题目：35kV降压站及配电系统设计二、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：（一）毕业设计使用的原始资料1.全厂用电设备情况（1）负载大小用电设备总安装容量：6630KW计算负荷（10KV侧）有功：4522KW无功：1405KVAR各车间负荷统计见表1。表1全厂各车间负荷统计表序号车间名称负荷类型计算负荷Pjs（KW）Qjs(KVAR)Sjs（KVA）123456789空气压缩车间熔制成型（模具）车间熔制成型（熔制）车间后加工（磨抛）车间后加工（封接）车间配料车间锅炉房厂区其他负荷（一）厂区其他负荷（二）ⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅡ～ⅢⅡ～Ⅲ780560590650560360420400440180150170220150100110168200800580614686580374434434483共计同时系数全厂计算负荷47600.95452214480.9714054735.24（2）负荷类型本厂绝大部分用电设备均属于长期连续负荷，要求不间断供电。停电时间超过两分钟将造成产品报废；停电时间超过半小时，主要设备池，炉将会损坏；全厂停电将造成严重经济损失，故主要车间及辅助设施均为Ⅰ类负荷。35kV降压站及配电系统设计第2页共21页（3）本厂为三班工作制，全年工作时数8760小时，最大负荷利用小时数5600小时。（4）全厂负荷分布：见厂区平面示意图（图1）53864271电源9图1厂区平面示意图2.电源情况（1）工作电源本厂拟由距其5公里处A变电站接一回架空线路供电，A变电站110KV母线短路容量为1918MVA，基准容量为1000MVA，A变电站安装两台SFSLZ1—31500KVA/110KV三卷变压器，其短路电压u高—中=10.5%，u高—低=17%，u低—中=6%，详见电力系统与本厂联接示意图（图2）。供电电压等级：由用户选用35KV或10KV的一种电压供电。最大运行方式：按A变电站两台变压器并列运行考虑。最小运行方式：按A变电站两台变压器分列运行考虑。（2）备用电源拟由B变电站接一回架空线路作为备用电源。系统要求，只有在工作电源停电时才允许备用电源供电。（3）功率因数供电部门对本厂功率因数要求值为：以35KV供电时，cosφ=0.9以10KV供电时，cosφ=0.95（4）电价供电局实行两部电价基本电价：按变压器安装容量每1千伏安每月10元计费。电度电价：35KVβ=0.40元/kwh10KVβ=0.41元/kwh35kV降压站及配电系统设计第3页共21页（5）线路的功率损失在发电厂引起的附加投资按每千瓦3000元计算。三、设计任务及设计大纲1.高压供电系统设计根据供电部门提供的资料，选择本厂最优供电电压等级。2.总降压变电站设计（1）主接线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术可能实现的多个方案，经概略分析比较，留下2～3个较优方案，对较优方案进行详细计算和分析比较（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标），确定最优方案。（2）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算短路电流，计算结果列出汇总表。（3）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子的设备的选择和校验。选用的设备型号、数量汇成设备一览表。（4）主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。3.车间变电所设计根据负荷情况，选择车间变压器的台数、容量以及变电所位置的原则考虑。4.厂区10KV配电系统设计根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。35KV10KV110KV工作电源5KMBASd备用电源7KM35kV降压站及配电系统设计第4页共21页图2电力系统与本厂联接示意图四、设计成果1.设计说明书：包括对各种设计方案比较的扼要叙述，并附必要的计算和表格。2.设计图纸（1）总降压变电所电气主接线图（A2）1张（2）高压开关柜订货图（A2）1张（3）主变压器控制回路接线全图（A2）1张（4）主变压器保护回路接线全图（A2）1张（5）10KV线路控制、保护回路接线全图（A2）1张五、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：2008年4月30日—2008年6月15日1.高压供电系统设计4月30日—5月6日2.总降压变电站设计5月7日—5月25日3.车间变电所设计5月26日—6月8日4.厂区10KV配电系统设计6月9日—6月15日六、、主要参考资料：1.《工厂常用电气设备手册》（上册、下册、补充本）水利电力出版社2.《工厂供电》陕西机械学院苏文成主编机械工业出版社3.《工厂供电设计》李宗纲等编著吉林科学技术出版社4.《发电厂电气部分》华中工学院范锡普主编水利电力出版社5.《工厂配电设计手册》航空工业部第四规划设计研究院等编水利电力出版社6.《常用供配电设备选择手册》第五分册[组合（箱式）变电站、变压器及附录]王子午徐泽植主编煤炭工业出版社7.《电力系统继电保护》天津大学编水利电力出版社电气与电子工程系供用电技术专业班学生：日期：自08年4月30日至08年6月15日指导教师：赵志英助理指导教师(并指出所负责的部分)：教研室：教研室主任：35kV降压站及配电系统设计第5页共21页第一部分高压供电系统设计1.1供电电压的选择根据系统电源情况，供电电压有三个方案：方案一：工作电源与备用电源均用35千伏电压，在这个方案中，工厂总降压变电所的高压侧结线方式可用的有两种：1、单母线分段结线；2、内桥型结线。经技术经济比较，显然内桥型结线优于单母分段，因此采用内桥型结线作为本方案的结线方式，总降压变电所内装两台主变压器。方案二:工作电源和备用电源均采用10千伏电压，总降压变电所内的10千伏母线采用单母分段，电源进线均用断路器控制。方案三:工作电源采用35千伏，用架空线路引入，厂内总降压变电所中装设一台主变压器，变压器高压侧装设断路器，备用电源为10千伏，接在总降压变电所内的10千伏母线的一个分段上。1.2供电方案的技术经济比较1.2.1首先对三个方案的优缺点扼要分析如下：方案一：工作电源与备用电源均为35kV（如附图一）优点：1、供电电压高，线路功率损耗及电能损耗少。2、电压损失小，调压问题易解决。3、要求的cosΦ值低补偿容量小，可减少补偿设备及其投资。4、要建总降压变电所，对供电设备便于集中管理，易于实现自动化。5、根据运行经验的统计数据，35kV的架空线路的故障率比10kV的架空线路的故障率低一半，因而供电可靠性高。缺点：1、厂内要设总降压变电所，需占一定的土地面积。2、要装设两台主变压器，投资及运行费均增加。方案二:工作电源及备用电源均为10kV（如附图一）优点：1、工厂内不装主变压器，可简化结线，降低投资及运行费用。2、厂内不设总降压变电所，可少占土地面积，减少管理人员及维护工作量。缺点：1、供电电压低，会增加线路的功率损耗和电能损耗，线路的电压损失也大。2、要求的cosΦ值高，要增加补偿容量及投资。3、要设总配电所。4、线路的故障率要比35kV的高，所以供电可靠性不如35kV。方案三:工作电源是35kV，备用电源为10kV，这个方案的技术经济指标介于上述二个方案之间（如附图一）35kV降压站及配电系统设计第6页共21页1.3主变和10kV母线的选择对于方案三，根据计算负荷情况，厂内总降压变压的容量我们可先用5000kVA的变压器，型号为S9—5000/35型，电压为35/10kV△P0=6.9kW，△Pd=45kW，ud%=7，I0%=1.1变压器功率损耗kWSSPPPNKT47500024.4735459.622300var92.358500024.47355000100750001001.1100%100%22300kSSSUSIQNNKNT35kV线路功率P´js=4522+47=4569kWQ´js=1405+358.92=1763.92kVarS´js=2292.17634569=4901.28kVAcosφ=0.920.90满足要求AUSINNg9.81373500005.1305.1max按照条件选用导线LGJ—35，允许电流170A81.9A满足要求。由《电力系统基础》陈光会王敏主编中国水利水电出版社一书中的第282页附表1-3查得：kmxkmr/4.0/85.000则有，线路电压损耗：%10%7.1%1001037632%1006323754.012.1804585.05.4654var12.18042.4092.17635.46545.854569var2.4054.09.813335.85585.09.813333''22max23022max230NNLjsLjsgLgLUUUUXQRPUkQQQkWPPPkXIXIQkWRIRIP此型号线路合格。10kV母线的选择：AUSINNg2885.103500005.1305.1max由《工厂供电设计指导》刘介才主编机械工业出版社一书中的第88页，表5-25得知，一般地：10kV母线可先截面积为440的，即型号为LMY-440型的。35kV降压站及配电系统设计第7页共21页第二部分总降压变电所设计2.1总降压变电所的电气主接线设计电气主接线是变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响；通过技术经济比较，合理确定主接线。在选择电气主接线时，应以下列各点作为设计依据；变电所在电力系统中的地位和作用，负荷大小和重要性等条件确定，并且满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。2.1.1电气主接线的基本要求，概括说包括可靠性、灵活性和经济性等方面。一、可靠性可靠性是电力生产和分配的首要要求。主接线首先应满足这个要求，主接线可靠性的具体要求：1、断路器检修时，不宜影响对系统的供电。2、断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或部分二级负荷的供电。3、尽量避免发电厂，变电所全部停运。二、灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。1、调度时，应可以灵活地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。2、检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。3、扩建时，可以容易地从初期接线过度到最终接线，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下投入新设备并且对一次和二次部分的改建工作量最少。35kV降压站及配电系统设计第8页共21页三、经济性1、投资省1)主接线应力求简单，以节省断路器、隔离器开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备2)要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备控制。3)要能限制短路电流、以便与选择价廉的电气设备或轻型电缆。4)如能满足系统安全运行及继电保护要求，110KV及以下终端或分支变电所可采用简单电器。2、占地面积小，主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。3、电能损失少，经济合理地选择主变压器的种类（比如绕组、三绕组、子偶变压器），容量、数量，要避免两次变压而增大电能损失。4、年运行费少，应合理选择主变的形式，容量，台数及避免两次变压而增加的电能损失。5、在可能情况下，应采取一次设计，分期投资，投产，尽快发挥经济效益。2.1.2主接线接线方式电气主接线是根据电力系统和变电站具体条件确定的，主接线以电源和出线为主体，在进出线较多（一