畢業(yè)設計-35kv變電所及配電線路設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 （ ） 式中： S30— 為該變電所承擔的全部計算負荷（無功補償后的計算負荷）。 2） 裝有兩臺主變壓器的變電所，每臺主變壓器容量不應小于總的計算負荷的 60%，最好為總計算負荷的 70%左右，同時每臺主變壓器的 容量不應小于全部一、二級負荷之和 ,即 : SNT≈( ～ )S30 （ ） 根據(jù)上面變電所的選擇要求﹑此變電所的設計要求以及負荷計算的結果 ,又考慮到今后的發(fā)展，可查參考資料 1 附錄表 4 選出各車間所適合的變壓器﹑總變電所的主變壓器 .其選擇如下表所示 : 表 變壓器形式、容量選擇 車間變電所代號 變壓器型號 變壓器臺數(shù) S9800/ 2 S9400/ 2 S9400/ 1 S9500/ 1 S9315/ 1 主變壓器 SL76300/35 2 變電所主接線方案的設計 變電所的主接線 ,應根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位﹑進出線回路﹑設備特點及負荷性質等條件來確定 .其主結線方案的設計原則與一般要求為：安全性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟性。必須注意幾點： 安全性 在高壓斷路器的電源側及可能反饋電能的另一側，必須裝設高壓隔離開關。 在低壓短路器的電源側及可能反饋電能的另一側，必須裝低壓刀開關。 在裝設高壓熔斷器和 負荷開關的出線柜母線側，必須裝設高壓隔離開關。 35KV 及以上的線路末端 ,應裝上與隔離開關聯(lián)鎖的接地鍘刀。 35KV變電所及配電線路設計 15 可靠性 1﹑ 變電所的主結線方案，必須與其負荷級別相適應。對一級負荷，應由兩個電源供電，對二級負荷，應由兩回路或者一回 6kv 及以上專用架空線或電纜供電。 其中采用電纜供電時 ,應采用兩根電纜組成的線路 ,且每根電纜應承受 100% 的二級負荷。 2﹑ 變電所低壓側的總開關，宜采用低壓斷路器，當有繼電器保護或自動切換電源要求時，低壓側總開關和低壓側母線分段開關，均應采用低壓斷路器。 3﹑ 變電所的非專用電源進 線側 ,應裝設帶短路保護的斷路器或負荷開關 .當雙電源供多個變電所時 ,宜采用環(huán)網(wǎng)供電方式。 4﹑ 對一般生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜工廠總變電采放射高壓配電，以 1 確保供電可靠，但輔助生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)的變電所，可采用樹干式。 靈活性 變配電所的高低壓母線，一般采用母線或單母線分段結構。 35KV 及以電源進線為雙母線時，宜采用橋型接線或線路變壓器組接線。 需帶負荷切換主變壓器的變電所，高壓側應裝設高壓斷路電器高壓負荷開關。 主接線方案應與變壓器經(jīng)濟運行的要求適應。 經(jīng)濟性 主結線方案應力求簡單，采用的一次設備特別是高壓斷路 器應較少或不用斷路器的接線 變配電所的電器設備應選用技術先進、經(jīng)濟適用的節(jié)能產(chǎn)品，不得選用國家明令淘汰的產(chǎn)品 中小工廠變電所一般采用高壓少油斷路器；在需要頻繁操做的場合，則采用真空斷路器或 SF6 斷路器 工廠的電源進線上應裝設專用的計量柜，其中的電流、電壓互感器只供計費的電度表用 主接線方案應與變壓器經(jīng)濟運行的要求相適應，還要考慮到今后的發(fā)展。負荷切換主變壓器的變電所高壓側還應裝設高壓斷路器和高壓負荷開關。 幾種常用的高壓電器有如下功能和特點： 35KV變電所及配電線路設計 16 高壓隔離開關的功能主要是：隔離高壓電源，以保證其它設備和線路的安 全檢修。結構特點：即斷開有明顯可見的斷開間隙，而斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的。它能夠保證人身和設備的安全。因為隔離開關沒有專門的滅弧裝置，因此不允許帶負荷操作。 高壓斷路器的功能是：不僅能通斷正常電流，而且能接同和承受一定時間的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。 高壓熔斷器是：一種當所在電路的電流超過規(guī)定值并經(jīng)一定時間后，使其熔體熔化而分斷斷開電路的一種保護電器。熔斷器的功能主要是對電路及電路設備進行短路保護，但也具有過負荷保護的功能。 本設計主變壓器的主進電源線引自電網(wǎng)的 35KV 高壓供電線路。供電系統(tǒng)在實際設計中一般都在總降壓變壓器的一次側和二次側設有隔離開關、斷路器、電流互感器和電壓互感器。當總降壓變壓器的一次側附有電流互感器時，則可裝設三只電流表。通過電流表監(jiān)測負荷是否均勻，并可判斷某一相線是否缺相要求在 35KV 電源側進行電能測量，所以要裝設電度表、功率表和功率因數(shù)表，以便對其電能、功率因數(shù)進行測量和補償。這時必須在總降壓變壓器的一次側附設電壓互感器和電流互感器。 在總降壓變電所供電引向各車間變電所時，在總降壓變電所或配電所的高壓開關柜內，僅裝設電流表和電度表即可，電流表 可裝一只，電度表裝一只，如果有必要可裝設計量無功電能的儀表和有功電度表。 短路電流和容量的計算 所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。 造成短路的主要原因，是電氣設備載流部分的絕緣損壞，誤操作、雷擊或過電壓擊穿等。由于誤操作產(chǎn)生的故障約占全部故障的 70%。短路電流數(shù)值通常是工作電流值的十幾倍或幾十倍。它通過電氣設備時，設備溫度急劇上升，過熱會使絕緣自然老化或損害，同時產(chǎn)生大的電動力，使設備的載流部分變形損壞，同時短路電流會在線上產(chǎn)生很大的壓降，離短路點越近 的母線，電壓下降越厲害，從而影響與母線連接的電動機或其他的設備的正常的運行。另外：由于設備本身不合格、絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿，或設備絕緣35KV變電所及配電線路設計 17 正常而被過電壓擊穿，或者是設備絕緣受外力損傷而造成短路；工作人員由于未遵守安全操作規(guī)則而發(fā)生誤操作，也可造成短路。 供電系統(tǒng)要求正常的不斷的可靠供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進行。但是供電系統(tǒng)的正常運行常常因為發(fā)生短路而受到破壞，所以，我們一定要避免電力系統(tǒng)短路以免造成重大的損害。在選用設備時要考慮它們對短路電流的穩(wěn)定性。由此可見，短路的后果是非常嚴重的，因此必須盡 力設法消除可能引起短路的一切因素；同時需要進行短路計算，目的就是為了正確的選擇電氣設備，使設備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞。為了切除短路故障的開關電器、整定短路保護的繼電器保護裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也需要計算短路電流。 供電系統(tǒng)中短路的類型與其電源的中性點是否接地有關，可分為三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路，為了選折和校驗電氣設備、載流導體和整定供電系統(tǒng)的繼電保護裝置，所以要計算三相短路電流。在校驗繼電保護裝置的靈敏度是要計算不對稱 短路的短路電流值。校驗電氣設備及載流導體的力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，要用到短路沖擊電流、穩(wěn)態(tài)短路電流、短路容量。但對瞬時動作的低壓自動空氣開關，則需要用沖擊電流有效值來進行起動穩(wěn)定性。 供電系統(tǒng)的短路電流的大小與系統(tǒng)運行的方式有關，系統(tǒng)的運行方式可以分為最大和最小運行方式。最大運行方式下發(fā)電機組投入多、雙回輸電線路及并聯(lián)變壓器均全部運行。此時，整個系統(tǒng)短路阻抗最小，短路電流最大。如果在最小運行方式下，則短路阻抗最大，短路電流相應的減小。在工廠供電系統(tǒng)中用最小方式求 IZ（ 3），供校驗繼電保護用。 對一般工廠來說，電源方 向的電力系統(tǒng)可看作無限大容量的系統(tǒng)。無限大容統(tǒng)的特點是其母線電壓總維持不變 短路電流計算： 35KV變電所及配電線路設計 18 圖 短路計算電路圖 ：設 Sd=100MVA， Ud=UC 即高壓側 Ud1=，低壓側 Ud2=，Ud3=，則 Id1=Sd/ Ud1=100/= Id2=Sd/ Ud2=100/= Id3=Sd/ Ud3=100/= 1）電力系統(tǒng) : X1M*=100MVA/200MVA= X1m*=100MVA/170MVA= 2)架空線路 : 查表得 LGJ240 的Ｘ 0= /KM，而線路長 8KM,故 X2*=(8) Ω100MVA/() 2= 3)電力變壓器：查表知 UK%=、 %、 % X3* = X4*=100MVA/5000KVA= X15*= X16*=100MVA/5000KVA = X27*= X28*=100MVA/5000KVA= 由已知條件可以知道： X27*=X28*=X39*=X410*=X511* ，如下： 35KV變電所及配電線路設計 19 圖 等效電路圖 k1 點 ( 側 )的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 最大運行方式： 1) 總電抗標幺值 X∑(k 1)*=X1*+X2*=+= 2) 短路 三相電流周期分量有效值 IK1(3)=Id1/XΣ(K 1)*=3) 其他短路電流 I(3)=I∞ (3)=IK1(3)= ish=I (3)= = Ish（ 3） =I (3)== 4) 三相短路容量 SK1(3)=Sd/X*∑(k 1)=100MVA/= 最小運行方式： 5) 總電抗標幺值 X∑(k 1)*=X1*+X2*=+= 6) 短路三相電流周期分量有效值 IK1(3)=Id1/XΣ(K 1)*=7) 其他短路電流 I(3)=I∞ (3)=IK1(3)= 35KV變電所及配電線路設計 20 ish=I (3)= = Ish（ 3） =I (3)== 8) 三相短路容量 SK1(3)=Sd/X*∑(k 1)=100MVA/= 6. 計算 k2 點 ( 側 )的短路電路總電抗及三相短路 電流和短路容量 最大運行方式： 1) 總電抗標幺值 X∑(k 2)*=X1*+X2*+X３ *＝ ++＝ 2) 三相短路電流周期分量有效值 IK2(3)=Id2/ XΣ （ K2） *＝ ／ ＝ 3) 其它短路電流 I(3)=I∞ (3)=IK2=(3) ish(3)= I(3)== Ish(3)=(3)==4 .53kA 4). 三相短路容量 SK2(3)=Sd/X∑(k 2)*=100MVA/= 最小運行方式： 1)總電抗標幺值 X∑(k 2)*=X1*+X2*+X３ *＝ ++＝ 2)三相短路電流周期分量有效值 IK2(3)=Id2/ XΣ （ K2） *＝ ／ ＝ 3)其它短路電流 I(3)=I∞ (3)=IK2=(3) ish(3)= I(3)= A= Ish(3)=(3)== 4)三相短路容量 SK2(3)=Sd/X∑(k 2)*=100MVA/= 7. 計算 k13 點 ( 側 )的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 最大運行方式： 1）總電抗標幺值 35KV變電所及配電線路設計 21 X∑(k 13)*=X1*+X2*+X３ *+X15*//X16*＝ +++＝ 2)三相短路電流周期分量有效值 IK2(3)=Id2/ XΣ （ K13） *＝ ／ ＝ 3)其它短路電流 I(3)=I∞ (3)=IK13=(3) ish(3)= I(3)== Ish(3)=(3)== 4)三相短路容量 SK2(3)=Sd/X∑(k 13)*=100MVA/= 最小運行方式： 1）總電抗標幺值 X∑(k 13)*=X1*+X2*+X３ *+X15*//X16*＝ +++＝ 2)三相短路電流周期分量有效值 IK2(3)=Id2/ XΣ （ K13） *＝ ／ ＝ 3)其它短路電流 I(3)=I∞ (3)=IK13=(3) ish(3)= I(3)== Ish(3)=(3)== 4)三相短路容量 SK2(3)=Sd/X∑(k 2)*=100MVA/= 8. 計算 k24 點 ( 側 )的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 最大運行方式： 1）總電抗標幺值 X∑(k 24)*=X1*+X2*+X３ *+X27*//X28*＝ +++＝ 2)三相短路電流周期分量有效值 IK24(3)=Id3/ XΣ （ K24） *＝ ／ ＝ 3)其它短路電流 I(3)=I∞ (3)=IK24=(3) ish(3)= I(3)== Ish(3)=(3)== 35KV變電所及配電線路設計 22 4)三相短路容量 SK24(3)=Sd/X∑(k 24)*=100MVA/= 最小運行方式： 1)總電抗標幺值 X∑(k 24)*=X1*+X2*+X３ *+X27*//X28*＝ +++＝ 2)三相短路電流周期分量有效值 IK24(3)=Id3/ XΣ （ K24） *＝ ／ ＝ 3)其它短路電流 I(3)=I∞ (3)=IK24=(3) ish(3)= I(3)== Ish(3)=(3)== 4)三相短路容量 SK24(3)=Sd/X∑(k 24)*=100MVA/= 9. 計算 k35 點 ( 側 )的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 最大運行方式： 1）總電抗 標幺值 X∑(k 35)*=X1*