35kv降壓變壓所畢業設計(一)

目         錄

 一：   摘   要
 二：   前   言
 三：   正   文
 1:設計任務書                             6
 2:設計說明書                         
 （1） 原始資料分析                         9
 （2） 主變壓器及所用變選擇                 9
 （3） 所用變壓器的選擇                     11
 （4） 電氣主接線選擇                       12
 （5） 短路電流計算                         19
 （6） 主要電氣設備選擇                     25
 （8） 防雷保護                             44
 （9） 電氣設備（10） 一覽表                47
四： 參考文獻
五：謝辭
六：小結
附錄1：變電站主接線圖
 摘       要
  變電站是電力系統的重要組成部分，它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，是聯系發電廠和用戶的中間環節，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發電廠變電所的主要環節，電氣主接線的擬定直接關系著全廠（所）電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。
  本次設計建設一座35KV降壓變電站，首先，根據主接線的經濟可靠、運行靈活的要求選擇各個電壓等級的接線方式，在技術方面和經濟方面進行比較，選取靈活的最優接線方式。
  其次進行短路電流計算，根據各短路點計算出各點短路穩態電流和短路沖擊電流，從三相短路計算中得到當短路發生在各電壓等級的工作母線時，其短路穩態電流和沖擊電流的值。
    最后，根據各電壓等級的額定電壓和最大持續工作電流進行設備選擇，然后進行校驗并對二次改造部分進行概預算編制。
   Abstract: Theknow-why the learns , real circumstances of this engineering of combination are used , the analysis conscientiously careful by way of to the primary sources , as well as short circuit calculation  to decides on the scheme . The selection of the electric owner grasping the transformer substation  wiring scheme , the mould selecting of major electric installation , the selection of main transformer platform number , capacity and model , as well as the various protections are surely calmly . Define finally this 110KV transformer substation electric owner's wiring diagram , and accomplishes  the preliminary design to the 110KV transformer substation . Designing by way of this , I have had a more overall understanding to the design of transformer substation , and makes me learn , not only the reliability will fully be thought over in the engineering designation and the flexibility , and still more will give consideration to many things economy , long-range nature and technical .
 前    言
 經過三年的系理論知識的學習，及各種實習操作，還有老師 精心培育下，對電力系統各部分有了初步的認識與了解。
 在認真閱讀原始材料，分析材料，參考閱讀《發電廠電氣部分課程設計參考資料》、《電力網及電力系統》、《發電廠一次接線》和《電氣設備》以及《高電壓技術》等參考書籍，在指導老師的指導下，經過周密的計算，完成了此次畢業設計。
 設計內容由以下：
 第一部分：設計任務書；
 第二部分： 35/10KV降壓變壓所初步設計說明書（主接線部分）；
 第三部分： 35/10KV降壓變電所的計算書；
 第四部分：變電所主接線圖；
 四周的畢業設計，使我了解設計的要求，及設計內容，更加深刻了解課本中的內容，使知識與理論相結合，使基礎知識與實際操作緊密聯系。尤其對主接線，電氣設備以及導本選擇方法進一步掌握。
 由于水平所限，設計書中難免出現錯誤和不妥之處，希望指正。
設計任務書
    一、原始資料：
    根據系統規律，需要建成一座35KV降壓變電站，設計條件如下：
 1          電壓等級： 35/10KV
 2          主變壓器兩臺，每臺容量為31.5MVA，本期一次設計建成。
    3、進出回數：
    （1）35KV出線共四回，其中兩回送電容量為8MVA，另外兩回出線，送電容量為7MVA、6MVA。
    （2）10KV出線共10回，其中六回架空出線，每回輸電容量為2MVA，四回電纜線路，每回輸電容量為1.8MVA。
    （3）10KV另有兩面三組并聯電容器，每組電容器容量為5Mvar。
 4、系統情況：
 本變電站為一次降壓變電站，在系統中的地位比較重要。系
 統阻抗如下（基準容量為100MVA）：
 5、地理環境：
 變電站海拔高度為800m，附近無污染區，戶外最拭熱平均氣溫為35℃。
 6、線路長度：50km
   7、所用電主要負荷表：
序號 名稱 額定容量(KW) 功率因數 安裝臺數 工作臺數 備注
1 充電機 30 0.88 1 1 周期性
2 浮充電機 6.5 0.85 1 1 經常性
3 主變通風 0.15 0.73 32 32 經常性
4 蓄電池及裝置通風 2.7 0.82 3 3 周期性
5 交流焊機 10.5 0.5 1 1 周期性
6 檢修間實驗 13 0.8 1 1 經常性
7 載波遠動 0.96 0.69 1 1 經常性
8 照明 20    經常性
9 生活水泵 8    經常性
10 采暖及其他 16    周期性
二、設計任務：
    1、設計變電站主接線，論證所設計的主接線是最佳方案。
    2、計算短路電流。
    3、選擇導體及主要電氣設備。
 三、設計成果：
 1、設計說明書及計算書一份。
    2、變電所主接線圖一張。
設計說明書
 根據設計任務書的要求，依據《電力工程電氣設計手冊》中有關內容，遵照《變電所設計技術規程》中有關規定，現對35KV變電所進行設計，其設計的方法和步驟如下：
 一、原始資料分析：
    1、分析本變電站在電力系統中的作用：
    本變電所的電壓等級為35KV，屬于地區一般變電所。
    2、建設規模：
    1、35KV出線共四回，其中兩回出線每回送電容量為8MVA，另外兩回出線，送電容量為7MVA、6MVA。
    2、10KV出線共十回，其中六回架空出線，每回輸電容量為2MVA，四回電纜線路，每回輸電容量為1.8MVA。
 二、主變壓器的選擇：
    變壓器是變電站的重要設備，其容量、臺數直接影響主接線的形式和配電裝置的結構，如選用適當不僅可減少投資，減少占地面積，同時也可減少運行電能損耗，提高運行效率和可靠性，改善電網穩定性能。
    1、主變壓器臺數：
    為保證供電可靠性，變電所一般設有兩臺主變壓器。
    2、變壓器容量：
    裝有兩臺變壓器的變電站，采用暗備用方式，當其中一臺主變因事故斷開，另一臺主變的容量應滿足全部負荷的70%，考慮變壓器的事故過負荷能力為40%，則可保證80%負荷供電。
    3、繞組數和接線組別的確定：
    該變電所有二個電壓等級，所以選用雙繞組變壓器，連接方式必須和系統電壓相位一致，否則不能并列運行，35KV采用Y形連接，10KV采用Δ連接。
 4、調壓方式的選擇：
 普通型的變壓器調壓范圍小，僅為±5%，而且當調壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調壓）時，僅靠調整普通變壓器的分接頭方法就無法滿足要求。另外，普通變壓器的調整很不方便，而有載調壓變壓器可以解決這些問題。它的調壓范圍較大，一般在15%以上，而且要向系統傳輸功率，又可能從系統反送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質量情況下，有載調壓變壓器，可以實現，特別是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時，有載調壓可解決，因此選用有載調壓變壓器。
5、冷卻方式的選擇：
 主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風冷、強迫油循環風冷、強迫油循環水冷、強迫導向油循環冷卻。考慮到冷卻系統的供電可靠性，要求及維護工作量，首選自然風冷冷卻方式。
 所以用兩臺SFSZ7—31500/110型有載調壓變壓器，采用暗備用方式，查變壓器的參數如下：
 額定電壓：110±8×1.25%／35±4×1.25%／10.5KV
 阻抗電壓:U1-2%=10.5   U1-3%=17.8  U2-3%=6.5
 聯接組別號：YN、yno、dn
 
三、所用電接線設計和所用變壓器的選擇
 變電所的所用電是變電所的重要負荷，因此，在所用電設計時應按照運行可靠、檢修和維護方便的要求，考慮變電所發展規劃，妥善解決分期建設引起的問題，積極慎重地采用經過鑒定的新技術和新設備，使設計達到經濟合理，技術先進，保證變電所安全，經濟的運行。
 所用變臺數的確定：
 一般變電所裝設一臺所用變壓器，對于樞紐變電所、裝有兩臺以上主變壓器的變電所中應裝設兩臺容量相等的所用變壓器，互為備用，如果能從變電所外引入一個可靠的低壓備用電源時，也可裝設一臺所用變壓器。根據如上規定，本變電所選用兩臺容量相等的所用變壓器。
 所用變壓器的容量應按所用負荷選擇。計算負荷可按照下列公式近似計算：
     S＝照明負荷+其余負荷×0.85(kVA)
 所用變壓器的容量：Se≥S＝0.85∑P十P照明(kVA)
 根據任務書給出的所用負荷計算：
 S＝0.85(30+6.5+0.15×32+2.7×3+10.5+l 3+0.96+8)+20+l6
 ＝105.58l (kVA)
 根據容量選擇所用電變壓器如下：
 型號：SL7—125／l0；容量為：125(kVA)
 連接組別號：Yn，yn0   調壓范圍為：高壓：±5％
    阻抗電壓為(%)：4
所用電接線方式：
 一般有重要負荷的大型變電所，380／220V系統采用單母線分段接線，兩臺所用變壓器各接一段母線，正常運行情況下可分列運行，分段開關設有自動投入裝置。每臺所用變壓器應能擔負本段負荷的正常供電，在另一臺所用變壓器故障或檢修停電時，工作著的所用變壓器還能擔負另一段母線上的重要負荷，以保證變電所正常運行。
四、電氣主接線的選擇：
    電氣主接線的確定對電力系統整體及發電廠，變電所本身運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關，并且對電氣設備的選擇配電裝置選擇，繼電保護和控制方式的擬定有較大影響，因此，必須正確外理為各方面的關系，全面分析有關影響因素，通過技術經濟比較，合理確定主接線方案。
 （一）設計的基本要求為：
    1、滿足對用戶供電必要的可靠性和保證電能質量。
    2、接線應簡單，清晰且操作方便。
    3、運行上要具有一定的靈活性和檢修方便。
    4、具有經濟性，投資少，運行維護費用低。
    5、具有擴建和可能性。
 （二）設計主接線的原則：
    35—6KV配電裝置中，一般不設旁路母線，因為重要用戶多系雙回路供電，且斷路器檢修時間短，平均每年約2-3天。如線路斷路器不允許停電檢修時，可設置其它旁路設施。6—10KV配電裝置，可不設旁路母線，對于初線回路數多或多數線路向用戶單獨供電，以及不允許停電的單母線，分段單母線的配電裝置，可設置旁路母線，采用雙母線6—10KV配電裝置多不設旁路母線。
    對于變電站的電氣接線，當能滿足運行要求時，其高壓側應盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線，如線路—變壓器組或橋形接線等。若能滿足繼電保護要求時，也可采用線路分支接線。
擬定可行的主接線方案2—3 種，內容包括主變的形式，臺數以及各級電壓配電裝置的接線方式等，并依據對主接線的基本要求，從技術上論證各方案的優缺點，淘汰差的方案，保留一種較好的方案。
（三）方案的比較：
    35KV側的接線：
    所設計的變電所35KV出線，最終四回，本期工程一次完成，在考慮主接線方案時，應首先滿足運行可靠，操作靈活，節省投資。
 方案一：
 單母線接線方式：
 接線簡單、清晰。操作方便，投資少便于擴建；母線或隔離開關檢修或故障時連接在母線上的所有回路必須停止工作；檢修任一電源或線路的斷路器時，該回路必須停電；當母線或母線上的隔離開關上發生短路以及斷路器在繼電保護作用下都自動斷開，因而造成全部停電。
 方案二：
 單母分段接線方式：
 當一段母線發生故障時，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電，可提高供電可靠性和靈活性。當一段母線發生故障時，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電，可提高供電可靠性和靈活性。
 以上兩種方案比較，在供電可靠性方面，方案一較差，故35KV側應采用單母分段接線
 10KV側的接線
  方案一：
  單母線接線：
 具有接線簡單清晰，操作方便，所用設備比較少，投資少等優點，但當母線或母側隔離開關檢修故障時，連接在母線上的所有回路都將停止工作，當母線發生短路時，所有電源回路的斷路器在繼電保護作用中自動跳閘，因而造成母線電壓失壓全部停電，檢修任一電源或線路的斷路器時，該回路必須停電。
 方案二：
 單母分段接線：    接線簡單清晰，設備少，且操作方便，可提高供電可靠性和靈活性，不僅便于檢修母線而減少母線故障影響范圍，對于重要用戶可以從不同段引兩個回路，而使重要用戶有兩個電源供電，在這種情況下，當一段母線發生故障，由于分段斷路器在繼電保護裝置的作用下，能自動將故障段切除，因而保證了正常段母線不間斷供電。
 綜上所述，單母分段接線的可靠性較高，而且比較經濟，故10KV側接線應選方案二，單母分段接線。
 五、短路電流計算：
  短路電流計算的目的：
    （1）電氣主接線比選；（2）選擇導體和電器；（3）確定中性點接地方式; （4）計算軟導線的短路搖擺；（5）確定分裂導線間隔棒的間距；（6）驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；（7）選繼電保護裝置，進行整定。
㈠、系統負荷情況計算
    1、35KV最終四回出線，負荷同時率按0.6考慮，負荷增長率為4%。     
 
 35KV總負荷為：（8／0.8+8／0.8+7／0.8+6／0.8）×0.6×（1+4%）5=26.46MVA
 2、10KV最終十回出線，負荷同時率按0.6考慮，負荷增長率為4%。
 10KV負荷為：（6×2／0.8+4×1.8／0.8）×0.6×(1+4%)5=17.52MVA
所以變電站考慮擴建后送出的總負荷為：S總= S35+S10=43.98MVA
㈡短路電流的計算：
    1、變壓器阻抗計算：
 系統參數：
 阻抗電壓：UK(1—2)%=10.5；UK(1—3)%=17.8；UK(2—3)%=6.5
    X10=0.102；Sj=100MVA；Uj= Upj
 所選出的SFSZ7—31500/110型變壓器參數：
  U1—2%=10.5 ；U1—3%=17.8；U2—3%=6.5

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