35kv企業變電所電氣一次設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 2070341 卓福春 15 變電所用電系統設計和設備選擇，直接關系到變電所的安全運行和設備的可靠。 最近幾年設計的變電所大都不采用蓄電池作為直流電源，而是廣泛采用晶閘管整流或復式整流裝置取得直流電源，這就要求交流所用電源可靠連續、電壓穩定，因此要求有兩個電源。其電源的引入方式有內接和外接兩種。其接入方式有三種，如下圖 23所示： 圖 23（ a） 圖 23（ b） 202070341 卓福春 16 圖 23（ c） 其中 圖 23（ a）兩臺所用變均從外部電源引進，其供電可靠性最高，但由于接入電源電壓較高（ 35KV） ,投資成本也較大；圖 23（ c）的所用變投資成本最低但其可靠性較低； 圖 23（ b）的所用電源接入形式，當該變電 站的兩臺主變壓器都發生故障時，一號所用變又外不電源接入，可以保證變電所的所用電正常。其成本投資低于 圖 23（ a），是在保證了可靠性的前提下最優經濟方案。因此本變電所的所用變接線形式如 圖 23（ b）所示。 第 二 章 變壓器的選擇 21 主變的選擇 211 變電站變壓器臺數的選擇原則 （ 1）對于只供給二類、三類負荷的變電站，原則上只裝設一臺變壓器。 （ 2）對于供電負荷較大的城市變電站或有一類負荷的重要變電站，應選用兩臺兩臺相同容量的主變壓器，每臺變壓器的容量應滿足 一臺變壓器停運后，另一臺變壓器能供給全部一類負荷；在無法確定一類負荷所占比重時，每臺變壓器的容量可按計算負荷的 70%～202070341 卓福春 17 80%選擇。 （ 3）對大城市郊區的一次變電站，如果中、低壓側已構成環網的情況下，變電站以裝設兩臺為宜；對地區性孤立的一次變電站，在設計時應考慮裝設三臺主變的可能性；對于規劃只裝兩臺主變的變電站，其變壓器的基礎宜按大于變壓器容量的 1～ 2級設計。 212 變電站主變壓器臺數的確定 待設計變電站由 6KM 處的系統變電所用 35KV 雙回架空 線路供電，以 10KV 電纜供各車間供電。該變電所的一車間和二車 間為Ⅰ類負荷，其余的為Ⅱ類負荷。Ⅰ類負荷要求有很高的供電可靠性，對于Ⅰ類用戶通常應設置兩路以上相互獨立的電源供電，同時Ⅱ類負荷也要求有較高的供電可靠性，由選擇 原則的第 2 點結合待設計變電站的實際情況，為提高對用戶的供電可靠性，確定該變電站選用兩臺相同容量的主變壓器。 213 變電所主變壓器容量的確定原則 （ 1）按變電所建成后 5～ 10年的規劃負荷選擇，并適當考慮 10～ 20 年的負荷發展。 （ 2）對重要變電所，應考慮一臺主要變壓器停運后，其余變壓器在計算過負荷能力及允許時間內，滿足Ⅰ、Ⅱ類負荷的供電；對一般性變 電所，一臺主變壓器停運 后，其余變壓器應能滿足全部供電負荷的 70%～ 80%。 214 待設計變電所主變壓器容量的計算和確定 變電所主變的容量是由供電負荷（綜合最大負荷） 決定的。 ?? ????????? ????????? )(3910700530320300500580500480 )(7740950750140095010008507401100 KWQ KWP )(867139107740 2222 KV AQPS ????? ?? 每臺變壓器的容量 按計算負荷的 80%選擇。 6 9 3 7%808 6 7 1*%80 ???? SS T （ KVA） 202070341 卓福春 18 經查表選擇變壓器的型號為 SZ98000/35 ，即額定容量為 8000 KVA ， 因為%92%10086718000 ???SS N ＞ %80 ，即選擇變壓器的容量滿足要求。 215 主變壓器繞組數的確定 國內電力系統中采用的變壓器按其繞組數分有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等變壓器，待設計變電所有 35KV、 10KV 兩個電壓等級且是一座降壓變電所，宜選用雙繞組普通式變壓器。 216 主變壓器相數的確定 在 330KV 及以下電力系統中，一般都應選用三相變壓器。因為單相變壓器組相對來說投資大、占地多、運行規模也較大，同時配電裝置結構復雜，也增加了維修工作 量，待設計變電所謂 35KV 降壓變電所，在滿足供電可靠性的前提下，為減少投資，故選用三項變壓器。 217 主變壓器調壓方式的確定 為了確保變電所供電量，電壓必須維持在允許范圍內，通過變壓器的分接頭開關切換，改變變壓器高壓側繞組匝數，從而改變其變比，實現電壓調整。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵磁調壓，調整范圍通常在 ? 2? %以內；另一種是帶負荷切換，稱為有載調壓，調整范圍可達 30%，但其結構較復雜，價格較貴，由于 待設計變電所的符合均為Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，為確保供電質量，有較大的調整范圍，我們選用有 載 調壓方式。 218 主變壓器繞組連接組別的確定 變壓器的連接組別必須和系統電壓相位一致，否則，不能并列運行，電力系統采用的繞組連接方式只有星形和三角形兩種，因此對于三相雙繞組變壓器的高壓側， 110KV及以上電壓等級，三相繞組都采用“ YN”連接， 35KV 及以下采用“ Y”連接；對于三相雙繞組變壓器的低壓側，三相繞組采用“ d” 連接，若低電壓側電壓等級為 380/220V，則三相繞組采用“ yn”連接，在變電所中，為了限制三次諧波， 我們選用“ Ynd11” 常規連接的變壓器連接組別。 202070341 卓福春 19 219 主變壓器 冷卻方式的選擇 電力變壓器的冷卻方式，隨其型號和容量不同而異，一般有以下幾種類型： （ 1） 自然風冷卻：一般適用于 7500KVR 一下小容量變壓器，為使熱量散發到空氣中，裝有片狀或管型輻射式冷卻器，以增大油箱冷卻面積。 （ 2） 強迫油循環水冷卻：對于大容量變壓器，單方面加強表面冷卻還打不到預期的冷卻效果。故采用潛油泵強迫油循環，讓水對油管道進行冷卻，把變壓器中熱量帶走。在水源充足的條件下，采用這種冷卻方式極為有利散熱效率高、節省材料、減少變壓器本體尺寸，但 要一套水冷卻系統和有關附件且對冷卻器的密封性能要求較高。即使只有極微量的水滲入油中，也會嚴重地影響油的絕緣性能。故油壓應高于水壓 ～ ，以免水滲入油中。 （ 3） 強迫空氣冷卻：又簡稱風冷式。容量大于等于 8000KVA 的變壓器，在絕緣允許的油箱尺寸下，即使 有輻射器的散熱裝置仍達不到要求時，常采用人工風冷。在輻射器管間加裝數臺電動風扇，用風吹冷卻器，使油迅速冷卻，加速熱量散出，風扇的啟停可以自動控制，亦可人工操作。 （ 4） 強迫油循環導向風冷卻：近年來大型變壓器都采用這種冷卻方式。它是利用潛油泵將冷油壓入線圈之 間、線餅之間和鐵芯的油管中，使鐵芯和繞組中的熱量直接由具有一定流速的油帶走，二變壓器上層熱油用潛油泵抽出，經過水冷卻器冷卻后，再由潛油泵注入變壓器油箱底部，構成變壓器的油循環。 （ 5） 強迫油循環風冷卻：其原理與強迫油循環水冷相同。 （ 6） 水內冷變壓器：變壓器繞組用空心導體制成，在運行中將純水注入空心繞組中，借助水的不斷循環將變壓器中熱量帶走，但水系統比較復雜且變壓器價格比較高。 待設計變電所主變的容量為 8000KVA,為使主變的冷卻方式既能達到預期的冷卻效果，有簡單、經濟，我們選用強迫空氣 冷卻，簡稱風冷卻。 綜上得該變 電所的主變型號及相關參數如下表 11所示： 表 21 變壓器型號 額定容量（ KVA） 額定電壓（ KV） 連 接組 標號 損耗 （ KW） 阻抗電壓（％） 空載電流（％） 高壓 低壓 空載 負載 SZ98000/35 8000 35 Ynd11 202070341 卓福春 20 22 所用變的選擇 目前可供選 擇的所用變壓器的型式有油浸式和干式兩種，后者又分為普通干式和 環氧樹脂澆注式等。三種變壓器作為自用變各具有特點。油浸式的特點是過載能 力強，屋內外均可布置，維修簡便，價格便宜，但由于采用油為絕緣和冷卻介質，屋內外必須要有防火防爆小間，同時檢修、維護復雜；干式變壓器的特點是無油，防火性能較好，布置簡單，可就近布置在中壓開關柜附近，縮短了電纜長度并提高供電可靠性，還可節省間隔及土建費用，但過載能力低，絕緣余度小，在有架空線路直接連接的場合不宜使用，一面遭受感應雷過電壓；環氧樹脂澆注式的特點是具有一定的防塵耐潮和難燃的優點，比普通干式變更佳，但價格相對昂貴。隨著干式變壓器生產技術的不斷進步，已能生產出散熱性能更好、體積小、過載能力大的干式變壓器 。 由于油浸式變壓器屋內布置需要防火防爆小間，且要考慮通風散熱以及事故排油設施，因此，待設計變電所采用干式變壓器。 221 所用變 臺數的選擇 待設計的變電所中采用 2 臺所用變。且分別接在兩個獨立引接點。正常運行時各分擔一半的自用負荷；當其中一個電源停電或發生故障時，由另一臺所用變 擔負全部自用負荷。 222 所用變 容量的選擇 所用變壓器負荷計算采用換算系數法，不經常 短時及不經常斷續運行的負荷均可不列入計算負荷。當有備用所用變壓器時，其容量應與工作變壓器相同。 所用變壓器容量按下式計算： S≥ K1∑ P1+∑ P2 式中 S—— 所用變壓器容量（ KVA） 。 ∑ P1—— 所用動力負荷之和（ KW） 。 K1—— 所用動力負荷換算系數，一般取 K1=； 202070341 卓福春 21 ∑ P2—— 電熱及照明負荷之和（ KW） 。 經分析，我們把 所用電的主要負荷中： 主充電機、浮充電機、 蓄電池室通風、屋內配電裝置通風歸為動力負荷，把交流電焊機、檢修實驗用電、載波、照明負荷和生活用電歸為電熱及照明負荷。則： )( KWP ??????? )( KWP ??????? ?????? ?? PPKS （ KVA） 由以上數據 查表 得選擇所用變的型號及相關參數如下表 12 所示： 表 22 型號 額定電壓 (kV) 額定容量（ KVA） 連接 組別 損耗（ KW） 阻抗電壓 空載電流 高壓 低壓 空載 負載 S9100/35 %535? 100 Yyn0 % % S9 80 Yyn0 % % 第三章 短路電流的計算 31 短路的基本知識 電力系統正常運 行方式的破壞多數是由于短路故障引起的，系統中將出現比正常運行時的額定電流大許多倍的短路電流，其數值可達幾萬甚至幾十萬安。因此，在變電所設計中必須全面地考慮短路故障各種影響。 變電所中各種電器設備必須能承受短路電流的作用，不致因過熱或電動力的影響而損壞。例如，斷路器必須能斷開可能通過的最大短路電流；電流互感器應有足夠的過電流倍數；母線效驗短路時要承受最大應力；接地裝置的選擇也與短路電流的大小有關等。 短路電流的大小也是比較主接線方案、分析運行方式時必須考慮的因素。系統短路202070341 卓福春 22 時還會出現電壓降低，靠近短路點處尤為嚴 重，這將直接危害用戶供電的安全性及可靠性。為限制故障范圍，保護設備安全，繼電保護裝置必須整定在主回路通過短路電流的準確動作。 由于上述原因，短路電流計算稱謂變電所電氣部分設計的基礎。選擇電氣設備時通常用三相短路電流，效驗繼電保護動作靈敏度時用兩相短路、單相短路電流或單相接地電流。工程設計主要計算三相短路電流。 32 計算短路電流的目的 短路故障對電力系統的正常運行影響很大，所造成的后果也十分嚴重，因此在系統的設計，設備的選擇以及系統運行中，都應該著眼于防止短路故障的發生，以及在短路故障發生后腰盡量限制所影響 的范圍。短路的問題一直是電力技術的基本問題之一，無論從設計、制造、安裝、運行和維護檢修等各方面來說，都必須了解短路電流的產生和變化規律，掌握分析計算短路電流的方法。 短路電流計算具體目的是； （ 1） 選擇電氣設備。電氣設備，如開關電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動力穩定性和熱穩定性，而電氣設備的電動力穩定性和熱穩定性的效驗是以短路電流計算結果為依據的。 （ 2） 繼電保護的配置和整定。系統中影配置哪些繼電保護以及繼電保護裝置的參數整定，都必須對電力系統各種短路故障進行計算和分析，而且不僅要計算短路點的短路電流，還 要計算短路電流在網絡各支路中的分布，并要作多種運行方式的短路計算。 （ 3） 電氣主接線方案的比較和選擇。在發電廠和變電所的主接線設計中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電氣設備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當改變接線或采取限制短路電流的措施就可能得到即可靠又經濟的方案，因此，在比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內容。 （ 4） 通信干擾。在設計 1