66kV变电站设计

66kV变电站设计摘要电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电所的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。由于变电所的设计内容多、范围广、逻辑性强，因此要求要有较高的专业水平，并熟悉各种设计规程和设计原理，设计过程中要针对变电所的规模和形式，具体问题具体分析。本文是对大北60kv/10kv二次降压变电所提供的设计方案，设计分为两部分。第一部分说明书中包括了对原始设计条件的分析，导线的选择，无功补偿静电电容器的选择，主变压器的选择，电气主接线的确定，短路计算，各种电气设备的选择与校验，高压配电装置的规划设计，防雷保护的规划设计。在设计和选择设备中都充分考虑到了可靠性，灵活性和经济性。另外，各种断路器、隔离开关、电流互感器型号的选择要与高压配电装置的布置联系在一起考虑。计算书部分包括了计算变电所的最大负荷容量，无功补偿的计算，计算主变压器的容量，化简短路阻抗和计算短路电流，电气设备的校验，和防雷保护保护范围的计算。本设计是有文字说明和图表解释的比较完整的二次降压变电所的设计方案。关键词电力系统，电气设备，变压器，继电保护AbstractTheelectricalpowersystemisthenationaleconomyimportantenergydepartment,butthetransformersubstationdesignisintheelectricpowerindustryconstructionanessentialproject.Becausetransformersubstationdesigncontentmany,scopebroad,logical,thereforerequeststohavetohavethehighspecializedlevel,andthefamiliareachdesignregulationsandtheprincipleofdesign,inthedesignprocessmustaimatthetransformersubstationthescaleandtheform,concretequestionconcreteanalysis.Thecontentquitearemany,thescopeisbroad,differentvoltagerank,differenttype,whenheterogeneityloadtransformersubstationdesignstressestheaspectisdissimilar.Thisbookisaboutmishan60/10KVTransformerStationDesignofElectricPortion.Thedesignisdividedintotwoparts.Thefirstpartdescriptionincludeddesignedconditionalanalysistotheoriginality,thechoiceoftransmissionline,staticcapacitorandmaintransformer,keydiagramfinalized,ect.highpressureintransformersubstain,Inallofthedesigntheequipmentschoiceinconsiderationofreliability,flexibilityandeconomy.Moreover,allofthecircuitbreaker,disconnectingswitch,electriccurrentthechoiceoffeelingmachinemodelnumberwanttogotogetherwiththedecorationofgivingorgettinganelectricshockthedevicewithhighpressuretocontacttotogetherconsiderwitheachother.Calculationsincludethecalculationofthemaximumloadcapacityofsubstations,reactivepowercompensation,thecalculationofmaintransformercapacity,ashortwayofcalculatingtheimpedanceandshort-circuitcurrent,electricalequipmentcheck,andthescopeofprotectionlightningprotectioncalculations.Thedesignisatextdescriptionandacharttoexplaintherelativelycompletesecondarystep-downsubstationdesign.Keywordselectricalpowersystem,electricalequipment,transformer,relayprotection第一篇设计说明书1变电所设计原则变电所的设计必须贯彻执行党的有关方针、政策。设计中应不断总结实践经验，在保证安全运行、经济合理的条件下，力求接线简化、布置紧凑和逐步提高自动化水平，并积极慎重地采用新技术。变电所设计规程规定电压为35～330KV，每台变压器容量为5000KA及以上新建变电所的设计，扩建工程的设计可参照行。变电所应根据5～10年电力系统发展规划进行设计。1.1所址选择和所区规划变电所的所址应符合下列要求：接近负荷中心；不占或少占农田；便于各级电压线路的引入和引出。架空线路走廊应与所址同时确定；交通运输方便；具有适宜的地质条件；尽量不设在空气污秽地区，否则应采取防污设施或设在污源的上风侧；所址不应为积水淹浸，山区变电所的防洪设施应满足泄洪要求；具有生产和生活用水的可靠水源；适当考虑职工生活上的方便；确定所址时，应考虑邻近设施的影响。所区内建筑物、构筑物的布置应紧凑合理，充分利用地形并考虑便于扩建。为了减少所区占地面积或当所区面积受到限制时，配电装置中应尽量采用减少占地的电器，或在布置上采用高型或半高型方式等。1.2电气部分设计原则1.2.1主变压器变电所中一般装设两台主变压器。如只有一个电源或变电所可由中、低压侧电力网取得备用电源，可装设一台主变压器。变电所中主变压器一般采用三相式变压器，其容量应根据电力系统装5～10年的发展规划进行选择。装有两台及以上主变压器的变电所，当一台断开时，其余主变压器的容量一般保证70%的全部负荷，但应保证用户的一级和大部分二级负荷。1.2.2主接线变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负载性质等条件确定，并应满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求。当能满足运行要求时，变电所高压侧应尽量采用断路器较少的或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等。当满足电力系统继电保护的要求时，也可采用线路分支接线。如有扩建的需要，在布置上应为过渡到最终接线准备条件。35～60KV配电装置中，当出线为两回时，一般采用桥形接线，当出线为两回以上时，一般采用分段单母线或单母线接线。出线回路数较多、连接的电源较多，负荷大或污秽环境中的35～60KV屋外配电装置，可采用双母线接线。6KV和10KV的配电装置中，一般采用分段单母线或单母线接线。配电装置中旁路设施或专用的旁路断路器，应按下列条件设置：35～60KV配电装置中，一般不设旁路母线；如线路断路器不允许停电检修，可设置其他旁路设施。当地区电力网或用户不允许停电检修线路断路器时，采用单母线或分段单母线的6KV和10KV配电装置中，可设置旁路母线。210KV线路导线的选择导线是架空线路的主要元件之一，在架空线路建设投资中占很大比重。铜导线虽然导电性能好，机械强度高，在抗氧化、抗腐蚀能力。但价格较为昂贵，经济性较差，所以不宜采用铜导线。铝导线虽具有很好的导电性，价格低廉，但由于机械强度较差，大约为铜的一半，此外铝易氧化，抗腐蚀性差，因此也不宜采用。架空线路要求有较高的机械性能，耐腐蚀和耐震性能，同时要考虑经济性，符合国家电线产品的标准。因此本变电所的架空线路采用钢芯铝绞线，符号：LGJ—**，其中**为导线的标称截面（mm2）。导线截面选择过大，会增加线路的投资，导线截面过小，会增加导线运行中电压和电能损耗，使电能传输质量和运行的经济性变差，所以要选择合适的导线截面。2.1按经济电流密度选择导线经济截面积使年综合费用最小时所对应的母线的经济截面，对应的电流密度称为经济电流密度。按经济电流密度选择导线截面，可使用全年综合费用（包括年电能损耗费、导体投资和折旧费、利息等）最低。对于电压较高、线路较长、最大负荷利用小时数较多的线路首选此方法。此外，从经济性的角度，可使网络处于最佳经济运行状态，故本次设计按经济电流密度选择导线。其计算公式如下。JIS/max（2-1）式中S——导线经济截面（mm2）；maxI——线路正常运行时的最大负荷电流（A）；J——经济电流密度（A/mm2），可根据经济电流密度曲线查取。2.2选择导线截面积的步骤选择导线截面积的一般方法：先按经济电流密度初选导线标称截面积，然后作热稳定、电压损失、机械强度、电晕电压等技术条件的校验，最后确定导线的截面积及型号。2.2.110KV线路导线经济截面积计算○1计算线路的最大长期工作电流：cos305.1maxNUPI（2-2）式中NU——线路额定电压（kV）；cos——功率因数；P——远期最大负荷（kw），对于双回路P=60%maxP；对于单回路P=maxP。○2根据《电力工程电气设计手册》377页，图8-30软导线经济电流密度查找不同负荷的最大负荷小时数maxT时的经济电流密度J按下式计算。JIS/max2.2.2按电压损失校验导线截面按电压损失校验导线截面，并不是单纯地为了增大其截面积。对于线路来说，采用增大导线截面积的方法可降低电压损失，虽然增加了投资和金属的消耗量。但这要比提高功率因数、采用有载调压变压器以及改变电网规划方案来满足电压损失来讲，其经济性要好得多。本次设计任务中已明确要求电压损失不超过9%。其电压损失校验可用下式来校验，即：)tan(2XRUPLUN（2-3）式中P--有功负荷（KW），对于双回路P=60%maxP；对于单回路P=maxP；L—线路长度（km）；UN--线路额定电压（KV）；R--线路最高温度（+380C）时的电阻；X--线路电抗（Ω）。其中由《供用电工程》附录A查得+200C时的直流电阻，修正到其实际工作温度时的电阻值，按下式进行修正：)20(120trRt（2-4）式中--电阻的温度系数。对于铜=0.00382；对于铝=0.0036；20r--导线+200C时的电阻（Ω/km）；t--导线的实际工作温度。当%10时满足电压损失校。当%10时，应选下一等级截面的导线，再进行电压损失校验，直到%10为止，此时的导线即被选择。2.2.3按载流量校验导线截面积允许载流量是根据热平衡条件确定的导线长期允许通过的电流。因此所有线路都必须根据可能出现的长期运行情况作载流量的校验。线路的最大长期工作电流应不大于导体长期发热的允许电流，即：maxIKIal。式中alI--导线允许温度和标准环境条件下导体长期允许电流；K--温度修正系数；maxI--线路可能通过的最大电流（A）。按照上述方法选择架空线型号见下表表2-110KV架空线型号表序号负荷名称导线型号导线阻抗)(maxAI070.calI(A)(%)r(Ω/km)X(Ω/km)1机械制造厂LGJ-120/70.24220.4138.384172.72针织器材厂LGJ—120/70.24220.4126.884173.573织布厂LGJ—120/70.24220.4142.644175.14标准件厂LGJ—50/80.59460.4