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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘 要本次設(shè)計(jì)根據(jù)原始資料簡述了35kV/10kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)選擇的原則與特點(diǎn)，對電氣主接線的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了分析，并從可靠性、經(jīng)濟(jì)性等方面來考慮，選擇最優(yōu)方案。設(shè)計(jì)中還進(jìn)行了短路計(jì)算和對主要高壓電器設(shè)備進(jìn)行了選擇與計(jì)算，如斷路器、隔離開關(guān)等。課程設(shè)計(jì)共分為五章，主要對變電站進(jìn)行了主接線設(shè)計(jì)、短路電流的計(jì)算和高壓電氣設(shè)備的選擇。關(guān)鍵詞：變電站 電氣主接線 設(shè)計(jì)選擇AbstractThe design brief based on the raw data 35kV/10kV substation main electrical wiring design pri

2、nciples and main electrical wiring design process, and reliability, economy and other aspects to consider, choose the best program. The design also short circuit calculation and selection and calculation of the main high-voltage electrical equipment, such as circuit breakers, disconnectors. The curr

3、iculum is divided into five chapters, the main choice of main wiring design, the calculation of the short-circuit current and high-voltage electrical equipment of the substation.Keywords: Transformer substation； Main elctrical wiring； Design choices目錄專心-專注-專業(yè)第一章 原始資料1. 系統(tǒng)阻抗 X=1.02 （Sj=100MVA,Uj=Uav）

4、2. 本變電所采用二級電壓，電壓等級為35/11kV，主變壓器容量為24000kVA，35kV出線2回；10kV出線12回（近期10回，預(yù)留2回）。3. 負(fù)荷情況： 10kV側(cè)：最大1MW，最小0.8MW，Tmax=6000h， 負(fù)荷性質(zhì)：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電4. 環(huán)境條件：年最高溫度：C ；年最低溫度：-C；海拔高度：200m ；土質(zhì)：粘土、土壤電阻率250歐姆米。第二章 變電站主變壓器的選擇2.1 主變壓器的容量的選擇變電所主變壓器的容量一般按照變電所建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷考慮，并按照裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用

5、戶的一、二級負(fù)荷。即：根據(jù)題目條件給出：2.2 主變臺數(shù)的選擇根據(jù)題目條件可知，主變臺數(shù)為兩臺。2.3 主變型號的選擇本變電所有35kV、10kV兩個(gè)電壓等級，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定“具有兩個(gè)電壓等級的變電所中，首先考慮雙繞組變壓器”。根據(jù)以上條件，選擇S9-4000/35變壓器。2.4 主變壓器參數(shù)的計(jì)算額定電壓高壓側(cè)，低壓側(cè)10.5kV，連接組別Yd11，阻抗電壓百分?jǐn)?shù)，。第三章 主接線形式設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求和設(shè)計(jì)規(guī)模。在分析原始資料的基礎(chǔ)上，參照電氣主接線設(shè)計(jì)參考資料。依據(jù)對主接線的基本要求和適用范圍，確定一個(gè)技術(shù)合理，經(jīng)濟(jì)可靠的主接線最佳方案。 3.1 35kV側(cè)接線型式的設(shè)計(jì)按照變電

6、站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的第23條規(guī)定：“3560kV配電裝置中，當(dāng)出線為2回時(shí)，一般采用橋形接線；當(dāng)出線為2回及以上時(shí)，一般采用單母分段或單母線接線。出線回路數(shù)較多、連接的電源較多、負(fù)荷大或污穢環(huán)境中的3560kV室外配電裝置，可采用雙母線接線”。本變電站35kV側(cè)可考慮以下2種方案，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)分析。方案1：采用單母線接線，如圖3.1所示。如圖3.1 單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰，設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性好，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)：可靠性差。母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停止運(yùn)行，造成全廠長期停電。適用范圍：610kV配電裝置出線回路數(shù)不超過5回；3560kV配電裝置出線

7、回路數(shù)不超過3回；110220kV配電裝置出線回路數(shù)不超過3回。方案2：采用單母線分段接線，如圖3.2所示。優(yōu)點(diǎn)：重要的用戶可以從不同母線分段引出雙回線供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電，保證重要用戶不斷電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。如圖3.2 單母線分段接線適用范圍：610kV配電裝置出線回路數(shù)位6回及以上時(shí)；3560kV配電裝置出線回路數(shù)為48回；110220kV配電裝置出線回路數(shù)為34回時(shí)。以上2個(gè)方案，所需35kV斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量如表1所示。表1 35kV斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量表方案比較單

8、母線接線單母線分段接線斷路器臺數(shù)45隔離開關(guān)總數(shù)68對以上兩種方案分析比較：從經(jīng)濟(jì)性來看：由于2種方案所選變壓器型號和容量相同，占地面積基本相同，所以只比較設(shè)備，方案2所用設(shè)備做多，造價(jià)最高，故最不經(jīng)濟(jì)；方案1相對方案1較經(jīng)濟(jì)。從可靠性來看：方案1中，任一元件（母線及隔離開關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，不滿足一、二類用戶負(fù)荷的要求。方案2中，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電，可以滿足生產(chǎn)負(fù)荷的要求，可靠性高。因此方案1可靠性不如方案2。從改變運(yùn)行方式的靈活性來看：方案1因接線簡單，所以投切變壓器，倒閘操作最簡便。通過以上比較

9、，發(fā)現(xiàn)方案1設(shè)備少，較經(jīng)濟(jì)，倒閘操作簡便為主要優(yōu)點(diǎn)；方案2以供電可靠性高為優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本變電站的負(fù)荷的要求，所以最終選擇方案1單母線接線為本變電站的35kV側(cè)主接線。3.2 10kV側(cè)接線型式的設(shè)計(jì)變電站10kV母線側(cè)的饋線較多，在保證供電可靠性的情況下，可考慮以下兩種接線方式：1) 雙母線接線型式：雙母線接線方式如圖3.3所示。該接線方式具有供電可靠、檢修方便、調(diào)度靈活或便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)。但這種接線所用設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)性較差，不能滿足靈活性。如圖3.3 雙母線接線2) 單母線分段接線型式：單母線分段接線如圖3.4所示。在母線檢修故障或檢修時(shí)，不致對所有出線全部停電，對重要的二類負(fù)荷出線

10、，采用雙回路送電，分別接在10kV的段和段，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電，保證重要負(fù)荷不停電。如圖3.4 單母線分段接線綜合以上，對重要的負(fù)荷出線，在滿足可靠性和靈活性的前提下，采用單母線分段接線方式比雙母線接線經(jīng)濟(jì)。故本變電站10kV側(cè)出線采用單母線分段接線的方式。3.3 總主接線圖第四章 短路電流計(jì)算4.1 短路計(jì)算的目的（1） 選擇有足夠電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備，如選擇斷路器、互感器等電氣設(shè)備，必須以短路電流計(jì)算為依據(jù)。例如，計(jì)算沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定性；計(jì)算短路電流周期分量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定性等。（2） 合理的配置繼電保護(hù)及自動(dòng)

11、裝置，并正確整定氣參數(shù)，必須對對電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行分析計(jì)算。（3） 比較和評價(jià)電氣主接線方案時(shí)，可以依據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果，確定是否采取限制短路電流的措施，并對設(shè)備的造價(jià)進(jìn)行評估，選擇最佳的主接線方案。4.2 短路點(diǎn)的確定在正常的接線方式下，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)稱為短路計(jì)算點(diǎn)。35kV、10kV側(cè)各選取三相短路最嚴(yán)重的一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行短路電流計(jì)算。本變電站的短路點(diǎn)如下：35kV線路上短路點(diǎn)為F1，10kV線路上短路點(diǎn)為F2。如圖4.1所示：圖4.1 短路點(diǎn)4.3 短路點(diǎn)計(jì)算（1） F1點(diǎn)短路計(jì)算等值電路如圖4.2所示：短路電流：沖擊電流：（2） F2點(diǎn)短路計(jì)算等值電路如圖4.3所示：

12、短路電流：沖擊電流：4.4 短路電流計(jì)算表短路電流計(jì)算表短路點(diǎn)F1F2短路電流（kA）1.535.33沖擊電流（kA）3.8913.57第五章 電氣一次設(shè)備的選擇變電站的高壓電器對電能起著接收、分配、控制與保護(hù)的作用，主要有斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、電抗器、互感器、母線裝置及成套配電設(shè)備等。電器的選擇是根據(jù)環(huán)境條件和供電要求確定其型式和參數(shù)，保證電器正常運(yùn)行時(shí)安全可靠，故障時(shí)不致?lián)p壞，并在技術(shù)合理的情況下注意節(jié)約。還應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)情況與供應(yīng)能力統(tǒng)籌兼顧，條件允許時(shí)優(yōu)先選用先進(jìn)設(shè)備。5.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件電氣設(shè)備要可能地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定

13、和動(dòng)穩(wěn)定。以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需求。5.1.1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備1. 額定電壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，有時(shí)會高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即：2. 額定電流電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，即：3. 環(huán)境條件對電氣設(shè)備選擇的影響當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件如溫度、風(fēng)速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。5.1.2 按短路狀態(tài)校驗(yàn)1. 短路熱穩(wěn)定校

14、驗(yàn)短路電流通過電氣設(shè)備時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為式中:為短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；、t分別為電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間。2. 電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為或式中：、分別為短路沖擊電流幅值及其有效值；、分別為電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。5.2 斷路器及隔離開關(guān)的選擇5.2.1 35kV側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇根據(jù)變壓器的、及斷路器安裝在屋外的要求，查附表6，可選SW2-35/600，其參數(shù)如表5.1所示：表5.1 SW2-35/600基本參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）4s熱穩(wěn)定電流（A）固有分閘時(shí)間（S）合閘時(shí)間 （S）SW2-35/600356006.66.60.060.12查電氣設(shè)計(jì)手冊變壓器主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間0.5S，燃弧時(shí)間0.02S。短路熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間為：s短路電流的熱效應(yīng)：表5.2列出斷路器、隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)，并與計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。由表5.2可見，所選SW2-35/600斷路器、GN2-35T/400-52隔離開關(guān)合格。表5.2 斷路器、隔離開關(guān)選擇結(jié)果計(jì)算數(shù)據(jù)SW2-35/600斷路器