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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要本次设计根据原始资料简述了35kV/10kV变电站电气主接线设计选择的原则与特点，对电气主接线的设计过程进行了分析，并从可靠性、经济性等方面来考虑，选择最优方案。设计中还进行了短路计算和对主要高压电器设备进行了选择与计算，如断路器、隔离开关等。课程设计共分为五章，主要对变电站进行了主接线设计、短路电流的计算和高压电气设备的选择。关键词：变电站 电气主接线 设计选择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目录专心-专注-专业第一章 原始资料1. 系统阻抗 X=1.02 （Sj=100MVA,Uj=Uav）
4、2. 本变电所采用二级电压，电压等级为35/11kV，主变压器容量为24000kVA，35kV出线2回；10kV出线12回（近期10回，预留2回）。3. 负荷情况： 10kV侧：最大1MW，最小0.8MW，Tmax=6000h， 负荷性质：工农业生产及城乡生活用电4. 环境条件：年最高温度：C ；年最低温度：-C；海拔高度：200m ；土质：粘土、土壤电阻率250欧姆米。第二章 变电站主变压器的选择2.1 主变压器的容量的选择变电所主变压器的容量一般按照变电所建成后510年的规划负荷考虑，并按照装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用
5、户的一、二级负荷。即：根据题目条件给出：2.2 主变台数的选择根据题目条件可知，主变台数为两台。2.3 主变型号的选择本变电所有35kV、10kV两个电压等级，根据设计规程规定“具有两个电压等级的变电所中，首先考虑双绕组变压器”。根据以上条件，选择S9-4000/35变压器。2.4 主变压器参数的计算额定电压高压侧，低压侧10.5kV，连接组别Yd11，阻抗电压百分数，。第三章 主接线形式设计根据设计任务书的要求和设计规模。在分析原始资料的基础上，参照电气主接线设计参考资料。依据对主接线的基本要求和适用范围，确定一个技术合理，经济可靠的主接线最佳方案。 3.1 35kV侧接线型式的设计按照变电
6、站设计技术规程的第23条规定：“3560kV配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线为2回及以上时，一般采用单母分段或单母线接线。出线回路数较多、连接的电源较多、负荷大或污秽环境中的3560kV室外配电装置，可采用双母线接线”。本变电站35kV侧可考虑以下2种方案，并进行经济和技术分析。方案1：采用单母线接线，如图3.1所示。如图3.1 单母线接线优点：接线简单清晰，设备少，经济性好，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。缺点：可靠性差。母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止运行，造成全厂长期停电。适用范围：610kV配电装置出线回路数不超过5回；3560kV配电装置出线
7、回路数不超过3回；110220kV配电装置出线回路数不超过3回。方案2：采用单母线分段接线，如图3.2所示。优点：重要的用户可以从不同母线分段引出双回线供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电，保证重要用户不断电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。如图3.2 单母线分段接线适用范围：610kV配电装置出线回路数位6回及以上时；3560kV配电装置出线回路数为48回；110220kV配电装置出线回路数为34回时。以上2个方案，所需35kV断路器和隔离开关数量如表1所示。表1 35kV断路器和隔离开关数量表方案比较单
8、母线接线单母线分段接线断路器台数45隔离开关总数68对以上两种方案分析比较：从经济性来看：由于2种方案所选变压器型号和容量相同，占地面积基本相同，所以只比较设备，方案2所用设备做多，造价最高，故最不经济；方案1相对方案1较经济。从可靠性来看：方案1中，任一元件（母线及隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电，不满足一、二类用户负荷的要求。方案2中，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电，可以满足生产负荷的要求，可靠性高。因此方案1可靠性不如方案2。从改变运行方式的灵活性来看：方案1因接线简单，所以投切变压器，倒闸操作最简便。通过以上比较
9、，发现方案1设备少，较经济，倒闸操作简便为主要优点；方案2以供电可靠性高为优点。根据本变电站的负荷的要求，所以最终选择方案1单母线接线为本变电站的35kV侧主接线。3.2 10kV侧接线型式的设计变电站10kV母线侧的馈线较多，在保证供电可靠性的情况下，可考虑以下两种接线方式：1) 双母线接线型式：双母线接线方式如图3.3所示。该接线方式具有供电可靠、检修方便、调度灵活或便于扩建等优点。但这种接线所用设备多、配电装置复杂、经济性较差，不能满足灵活性。如图3.3 双母线接线2) 单母线分段接线型式：单母线分段接线如图3.4所示。在母线检修故障或检修时，不致对所有出线全部停电，对重要的二类负荷出线
10、，采用双回路送电，分别接在10kV的段和段，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电，保证重要负荷不停电。如图3.4 单母线分段接线综合以上，对重要的负荷出线，在满足可靠性和灵活性的前提下，采用单母线分段接线方式比双母线接线经济。故本变电站10kV侧出线采用单母线分段接线的方式。3.3 总主接线图第四章 短路电流计算4.1 短路计算的目的（1） 选择有足够电动力稳定性和热稳定性的电气设备，如选择断路器、互感器等电气设备，必须以短路电流计算为依据。例如，计算冲击电流以校验设备的电动力稳定性；计算短路电流周期分量以校验设备的热稳定性等。（2） 合理的配置继电保护及自动
11、装置，并正确整定气参数，必须对对电力系统各种短路故障进行分析计算。（3） 比较和评价电气主接线方案时，可以依据短路计算的结果，确定是否采取限制短路电流的措施，并对设备的造价进行评估，选择最佳的主接线方案。4.2 短路点的确定在正常的接线方式下，通过电气设备的短路电流为最大的地点称为短路计算点。35kV、10kV侧各选取三相短路最严重的一个点进行短路电流计算。本变电站的短路点如下：35kV线路上短路点为F1，10kV线路上短路点为F2。如图4.1所示：图4.1 短路点4.3 短路点计算（1） F1点短路计算等值电路如图4.2所示：短路电流：冲击电流：（2） F2点短路计算等值电路如图4.3所示：
12、短路电流：冲击电流：4.4 短路电流计算表短路电流计算表短路点F1F2短路电流（kA）1.535.33冲击电流（kA）3.8913.57第五章 电气一次设备的选择变电站的高压电器对电能起着接收、分配、控制与保护的作用，主要有断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、电抗器、互感器、母线装置及成套配电设备等。电器的选择是根据环境条件和供电要求确定其型式和参数，保证电器正常运行时安全可靠，故障时不致损坏，并在技术合理的情况下注意节约。还应根据产品生产情况与供应能力统筹兼顾，条件允许时优先选用先进设备。5.1 电气设备选择的一般条件电气设备要可能地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定
13、和动稳定。以满足电力系统安全经济运行的需求。5.1.1 按正常工作条件选择电气设备1. 额定电压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压，故所选电气设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。一般可按照电气设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择，即：2. 额定电流电气设备的额定电流应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即：3. 环境条件对电气设备选择的影响当电气设备安装地点的环境条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。5.1.2 按短路状态校验1. 短路热稳定校
14、验短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度应不超过允许值。满足热稳定的条件为式中:为短路电流产生的热效应；、t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间。2. 电动力稳定校验电动力稳定是电气设备承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为或式中：、分别为短路冲击电流幅值及其有效值；、分别为电气设备允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。5.2 断路器及隔离开关的选择5.2.1 35kV侧断路器及隔离开关的选择根据变压器的、及断路器安装在屋外的要求，查附表6，可选SW2-35/600，其参数如表5.1所示：表5.1 SW2-35/600基本参数型号额定电压（kV）额定电流（A）额定开
15、断电流（kA）4s热稳定电流（A）固有分闸时间（S）合闸时间 （S）SW2-35/600356006.66.60.060.12查电气设计手册变压器主保护的动作时间0.5S，燃弧时间0.02S。短路热稳定计算时间为：s短路电流的热效应：表5.2列出断路器、隔离开关的有关参数，并与计算数据进行比较。由表5.2可见，所选SW2-35/600断路器、GN2-35T/400-52隔离开关合格。表5.2 断路器、隔离开关选择结果计算数据SW2-35/600断路器GN2-35/400-52隔离开关 35kV35kV35kV 69.23A600A400A 3.89kA17kA52kA 174.249805.2
16、.2 10侧断路器及隔离开关的选择根据变压器的、及断路器安装在屋外的要求，查附表6，可选ZN5-10/630，其参数如表5.3所示：表5.3 ZN5-10/630断路器的基本参数型号额定电压（kV）额定电流（A）额定开断电流（kA）4s热稳定电流（A）固有分闸时间（s）合闸时间 （s）ZN5-10/6301063020200.050.1查电气设计手册变压器主保护的动作时间0.5S，燃弧时间0.02S。短路热稳定计算时间为：s短路电流的热效应：表5.4列出断路器、隔离开关的有关参数，并与计算数据进行比较。由表5.4可见，所选ZN5-10/630断路器、GN6-10T/600-52隔离开关合格。表
17、5.4 断路器、隔离开关选择结果计算数据ZN5-10/630断路器GN6-10/600-52隔离开关 10kV10kV10kV 242.49A630A600A 13.57kA50kA52kA 16001600总结经过两个个多礼拜的用心钻研和大量的查阅相关资料，我的课程设计已接近尾声。本人对电力系统的基本知识以及相关课程有了更深一步的了解，在此基础上进行本次课程设计。通过专业学习和老师的悉心教导，再结合自己的实际工作，使自己的专业技术水平得到了提高。通过对该变电站的设计，加深了对发电厂电气部分、电力系统分析等课程全面的了解和认识，并把书面知识和和实际变电站运行进行了一次有机且印象深刻的结合，提高了查阅各种资料及处理某些问题的能力，受益匪浅。参考文献1 熊信银.发电厂电气部分M.第四版.北京：中国电力出版社，2009.2 雷振山. 中小型变电所实用设计手册. 北京: 中国水利水电出版社，2000.3 江苏省电力设计院. 35110kV无人值班变电所典型方案设计. 北京: 中国电力出版社，2002.4 周武仲.中低压配电设备选型与使用200例. 北京: 中国电力出版社，2006.5 河北省电力公司. 35kV小型化无人值班变电站标准设计. 北京: 中国电力出版社，2002.6 谭德亭. 厂用35kV/10kV变电站电气主接线设计选择A. 期刊论文.电气技术.2010.