35kv變電所電氣部分設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)

【導(dǎo)讀】性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電所的。為此，本次對(duì)35kV變電所的電氣部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。此變電所有兩個(gè)電。壓等級(jí)，一次側(cè)為35kV，二次側(cè)為10kV。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，包括負(fù)荷計(jì)算、變。壓器選擇、主接線(xiàn)設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、設(shè)備選擇以及變電所的保護(hù)等。可能的按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)程規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，做到運(yùn)行安全可靠，操作簡(jiǎn)單方便，經(jīng)濟(jì)合理，具有擴(kuò)建的可能性和靈活的改變運(yùn)行方式。使其成為滿(mǎn)足供電負(fù)荷需

　　

【正文】 短路電流周期分量的有效值： )3(kI = )*3(kI BI 沖擊電流：取沖擊系數(shù) impK =， shi = 2 )3(kI 短路電流的最大有效值為： shI = )3(kI 短路容量： )3(kS = )*3(kI BS 最小運(yùn)行方式 ① 確定基準(zhǔn)值 1） 基準(zhǔn)容量： BS =100MV A 2） 基準(zhǔn)電壓： 35kV 側(cè)取 1BU =37kV， 10kV 側(cè)取 2BU = 3） 基 準(zhǔn)電流： 35kV 側(cè)為 1BI = BS / 3 1BU =,10kV 側(cè) 2BI = BS / 3 2BU = ② 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值 1） 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 根據(jù)原始資料可知 *sX = 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 短路電流計(jì)算 18 2） 架空線(xiàn)路的電抗標(biāo)幺值 線(xiàn)路單位電抗 0x = /km，架空線(xiàn)路長(zhǎng)度 l=45km *lX = 0x l* 21/ BB US = /km 45km 100MV A/(37kV)2 = 3） 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 *TX = (%)kU BS /( TNS．100 )= ）／（ 410047 ?? = 繪制短路等效電路圖如圖 所示 圖 短路等效電路圖 ③ 計(jì)算 k1點(diǎn)的短路電路總電抗、三相短路電流和三相短路容量 1）總電抗標(biāo)幺值 )1* ??kX（ = *sX + *lX =+= 2）三相短路電流周期分量有效值 1)3( ?kI = 1BI / )1* ??kX（ =3）其他三相短路電流 )3(I? = ）（ 3?I = 1)3( ?kI = )3(shi = = )3(shI = ＝ 4）三相短路容量 )3(1?kS = BS / )1* ??kX（ =100MV A/= A ④ 計(jì)算 k2點(diǎn)的短路電路總電抗、三相短路電流和三相短路容量 1）總電抗標(biāo)幺值 )2(* ??kX = *sX + *lX + *TX =++= 2）三相短路電流周期分量有效值 2)3( ?kI = 2BI / )2(* ??kX =3）其他三相短路電流 )3(I? = ）（ 3?I = 2)3( ?kI = )3(shi = ＝ )3(shI = ＝ 4）三相短路容量 )3(2?kS = BS / )2(* ??kX =100MV A/＝ A 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 短路電流計(jì)算 19 最大運(yùn)行方式 繪制短路等效圖如圖 所示。 圖 最大運(yùn)行方式等效電路圖 ① 計(jì)算 k1點(diǎn)的短路電路總電抗、三相短路電流和三相短路容量 1）總電抗標(biāo)幺值 )1* ??kX（ = *sX + *lX =+ = 2）三相短路電流周期分量有效值 1)3( ?kI = 1BI / )1* ??kX（ =3）其他三相短路電流 )3(I? = ）（ 3?I = 1)3( ?kI = )3(shi = = )3(shI = ＝ 4）三相短路容量 )3(1?kS = BS / )1* ??kX（ =100MV A/= A ② 計(jì)算 k2點(diǎn)的短路電路總電抗、三相短路電流和三相短路容量 1）總電抗標(biāo)幺值 )2(* ??kX = *sX + *lX + *TX =+ + = 2）三相短路電流周期分量有效值 2)3( ?kI = 2BI / )2(* ??kX =3）其他三相短路電流 )3(I? = ）（ 3?I = 2)3( ?kI = )3(shi = ＝ )3(shI = ＝ 4) 三相短路容量 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 短路電流計(jì)算 20 )3(2?kS = BS / )2(* ??kX =100MV A/＝ A 短路電流計(jì)算情況 表 最小運(yùn)行方式 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 /kA 三相短路容量 /MV A kI)3( ）（ 3?I )3(I? )3(shi )3(shI )3(kS K1點(diǎn) K2點(diǎn) 表 最大運(yùn)行方式 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 /kA 三相短路容量 /MV A kI)3( ）（ 3?I )3(I? )3(shi )3(shI )3(kS K1點(diǎn) K2點(diǎn) 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 電氣設(shè)備與導(dǎo)體的選擇 21 7 電氣設(shè)備與導(dǎo)體的選擇 電氣設(shè)備選擇的條件 電氣設(shè)備首先得滿(mǎn)足在正 常工作下的額定電壓和額定電流的要求，其次是滿(mǎn)足在短路故障條件下的工作要求，最后還必須對(duì)在最大可能的短路故障時(shí)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。具體校驗(yàn)如表 。 表 高壓設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和條件 電氣設(shè)備名稱(chēng) 電壓 /kV 電流 /kA 斷流能力/kA 短路電流校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 斷路器 ? ? ? ? ? 負(fù)荷開(kāi)關(guān) ? ? ? ? ? 隔離開(kāi)關(guān) ? ? ? ? 熔斷器 ? ? ? 電容器 ? 電流互感器 ? ? ? ? 電壓互感器 ? ? 母線(xiàn) ? ? ? 表中 ?為應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)的項(xiàng)目 35kV 側(cè)電氣設(shè)備與導(dǎo)體的選擇及校驗(yàn) 最大負(fù)荷電流的計(jì)算 已知：變壓器型號(hào)為 S94000/35， TNS． =4000kV A 空載損耗 0P =,短路損耗 kP =27kW，阻抗電壓 (%)kU =7，空載電流 (%)0I =。 10kV 側(cè)電壓母線(xiàn)側(cè)補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷為 30S =(+)MV A ZTP? = kP /1000=27kW/1000= ZTQ? = (%)kU * TNS． /100=7 4/100= yTP? = 0P /1000=yTQ? = (%)0I * TNS． /100= 4/100= 兩臺(tái)變壓器損耗為 TS? = ZTS? + yTS? =2( yTP? +j yTQ? )+2[( 30S /2)2 / TNS． * ZTP? +j( 30S /2)2 / TNS． * ZTQ? ] =2(+)+[( 22 ? )/(4 42 )*+j( 22 ? )/(442 ) 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 電氣設(shè)備與導(dǎo)體的選擇 22 =(+)MV A 所以總的計(jì)算負(fù)荷為 30S? = 30S + TS? =+= A 最大負(fù)荷電流 max30I =2 30S? / 3 NU =2 310 /35 3 = 斷路器的選擇 高壓斷路器在變電所電氣主系統(tǒng)中是一種最復(fù)雜、最重要的電器，在規(guī)定的使用條件下，不僅能通斷正常運(yùn)行下的負(fù)荷電流，而且能接通和承 接一定時(shí)間的電路電流，若出現(xiàn)短路故障，在繼電保護(hù)裝置的作用下，自動(dòng)跳閘，切斷短路故障。在高壓供配電系統(tǒng)，切斷短路電流時(shí)，要產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧，所以高壓斷路器具有可靠的滅弧裝置。高壓斷路器是一種能夠?qū)崿F(xiàn)控制與保護(hù)雙重作用的電器。 高壓斷路器選擇的合適與否，不但直接影響變電所的正常工作，而且也決定了在故障條件下是否能可靠地切除故障。 高壓斷路器選擇的合適與否，不但直接影響變電所的正常工作，而且也決定了在故障條件下是否能可靠地切除故障。高壓斷路器的選擇，主要包括型式選擇、參數(shù)和性能的選擇。本次設(shè)計(jì)選擇 ZN35/630 型真空斷路器，校驗(yàn)如下： ① 電壓：斷路器額定電壓 NU =35kV≥ maxU ，滿(mǎn)足要求。 ② 電流：斷路器額定電流 NI =630A≥ max30I =,滿(mǎn)足要求。 ③ 斷流能力：斷路器開(kāi)斷 電流 ocI =8kA≥ )3(kI =，滿(mǎn)足要求。 ④ 動(dòng)穩(wěn)定度：斷路器動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 maxi =20kA≥ )3(shi =，滿(mǎn)足要求。 ⑤ 熱穩(wěn)定度：根據(jù)原始資料取 imat =2 秒，則 2)3(?I imat = 2＝ ，而斷路器的 tIt2 = 28 4=256，所以 tIt2 ≥ 2)3(?I imat ，滿(mǎn)足要求。 表 ZN35/630型真空斷路器選擇校驗(yàn)表 序號(hào) 裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件 ZN35/630型真空斷路器 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 結(jié)論 1 maxU 35kV NU 35kV 合格 2 max30I NI 630A 合格 3 )3(kI ocI 8kA 合格 4 )3(shi maxi 20kA 合格 5 2)3(?I imat tIt2 256 合格 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 高壓隔離開(kāi)關(guān)的作用是在檢修高壓設(shè)備時(shí)，能夠隔離高壓電源，斷開(kāi)后有明顯可見(jiàn)的斷開(kāi)間隙，而且斷開(kāi)間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保證設(shè)備檢修的人身安全。高壓隔離開(kāi)關(guān)無(wú)專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置，不能用來(lái)切、合負(fù)荷攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 電氣設(shè)備與導(dǎo)體的選擇 23 電流或故障電流；如果誤操作，即用來(lái)切斷負(fù)荷電流或故障電流，不僅使高壓隔離開(kāi)關(guān)損壞，還容易發(fā)生弧光短路造成設(shè)備損壞、人身傷亡的嚴(yán)重后果。隔離開(kāi)關(guān)的型式較多，按安裝地點(diǎn)不同，可分為戶(hù)內(nèi)式和戶(hù)外式；按絕緣支柱數(shù)又可分為單柱式、雙柱式和三柱式。 本次設(shè)計(jì)選擇 GN1335/400型隔離開(kāi)關(guān)，校驗(yàn)如下 ① 電壓：隔離開(kāi)關(guān)額定電壓 NU =35kV≥ maxU ，滿(mǎn)足要求。 ② 電流：隔離開(kāi)關(guān)額定電流 NI =400A≥ max30I =,滿(mǎn)足要求。 ③ 動(dòng)穩(wěn)定度： 隔離開(kāi)關(guān) 動(dòng)穩(wěn)定電 流峰值 maxi =52kA≥ )3(shi =，滿(mǎn)足要求。 ④ 熱穩(wěn)定度：根據(jù)原始資料取 imat =2 秒，則 2)3(?I imat = 2＝ ，而 隔離開(kāi)關(guān) 的 tIt2 =142 4=784，所以 tIt2 ≥ 2)3(?I imat ，滿(mǎn)足要求。 表 GN1335/400型隔離開(kāi)關(guān) 選擇校驗(yàn)表 序號(hào) 裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件 GN1335/400型隔離開(kāi)關(guān) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 結(jié)論 1 maxU 35kV NU 35kV 合格 2 max30I NI 400A 合格 3 )3(shi maxi 52kA 合格 4 2)3(?I imat tIt2 784 合格 電流互感器的選擇 電流互感器的選擇應(yīng)滿(mǎn)足變電所中電氣設(shè)備的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表及電能計(jì)量的要求。本次設(shè)計(jì)選擇 LB635 型電流互感器， TA1 側(cè)為 200A,TA2側(cè)為 5A,具體校驗(yàn)如下： ① 電壓：隔離開(kāi)關(guān)額定電壓 NU =35kV≥ maxU ，滿(mǎn)足要求。 ② 電流：隔離開(kāi)關(guān)額定電流 NI =200A≥ max30I =,滿(mǎn)足要求。 ③ 動(dòng)穩(wěn)定度： 隔離開(kāi)關(guān) 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 maxi =51kA≥ )3(shi =，滿(mǎn)足要求。 ④ 熱穩(wěn)定度：根據(jù)原始資料取 imat =2 秒，則 2)3(?I imat = 2＝ ，而 隔離開(kāi)關(guān) 的 tIt2 ＝ 220 1=400，所以 tIt2 ≥ 2)3(?I imat ，滿(mǎn)足要求。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 電氣設(shè)備與導(dǎo)體的選擇 24 表 LB635型電流互感器選擇校驗(yàn)表 序號(hào) 裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件 LB635型電流互感器 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 結(jié)論 1 maxU 35kV NU 35kV 合格 2 max30I NI 300A 合格 3 )3(shi maxi 51kA 合格 4 2)3(?I imat tIt2 400 合格 電壓互感器的選擇 電壓互感器按相數(shù)來(lái)分，有三相和單相兩類(lèi)。按冷卻方式及絕緣來(lái)分，有干式和油浸式兩類(lèi)。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)一次部分》所述， 35kV100kV 一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式互感器。而且電壓互感器應(yīng)該按裝設(shè)地點(diǎn)的條件和一、二次電壓以及準(zhǔn)確度級(jí)等條件進(jìn)行選擇。由于電壓互感器的一、二次側(cè)都有熔斷器保護(hù)，所以不需要進(jìn)行穩(wěn)定度的校驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)選用 JDJ35 型電壓互感器，該型號(hào)可用于單相及三相，在三相線(xiàn)路時(shí)可用兩臺(tái)互感器接成 V型。一次線(xiàn)圈接于高壓線(xiàn)路，二次線(xiàn)圈接電壓表、儀表、功率表或斷路器。作電壓測(cè)量及繼電保護(hù)用。 母線(xiàn)的選擇 ① 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線(xiàn)截面 由前面計(jì)算可知：母線(xiàn)最大持續(xù)電流為 max30I =，采用鋁母線(xiàn)，由《發(fā)電廠(chǎng)電氣部分》圖 ecj = 2/mmA ，則 jS = max30I / ecj =查《發(fā)電廠(chǎng)電氣部分》附錄表 ，選用每相一條 LMY40mm 5mm 矩形鋁導(dǎo)體，平放時(shí) NI =515A。當(dāng)θ = C?38 時(shí)允許電流為 alI = 3870? 515=＞ ,滿(mǎn)足長(zhǎng)期允許發(fā)熱條件。 ② 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 母線(xiàn)實(shí)際截面應(yīng)該大于所允許的最小截面面積，母線(xiàn)在三相短路電流作用下允許的最小截面面積為： minA = )3(?I imat /C 其中 imat =2s,查《工廠(chǎng)供電》附錄表 7 得 C=87A 2/mms ，則 minA = 310 2／ 87= 2mm ＜ 200 2mm ，因此該母線(xiàn)滿(mǎn)足短路熱穩(wěn)定度要求。 ③ 動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn) 母線(xiàn)單位質(zhì)量為 m=2hb wρ =2 2700＝ 查《發(fā)電廠(chǎng)電氣部分》表 可知： 矩形導(dǎo)體截面二次矩 J= 12/3bh = /12= 810? 4m 取頻率系數(shù) fN =， 1f =160HZ,E=7 1010 Pa,則 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 電氣設(shè)備與導(dǎo)體的選擇 25 maxL = mEJfN f /*/ 1 =,選取 L=900mm＜ maxL 因此母線(xiàn)在三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為 )3(F = 3 2)3(shi L/α 710? = 3 23)( ? 710? =母線(xiàn)在 )3(F 作用時(shí)的彎曲力矩為 M= )3(F L/10= m 母線(xiàn)的截面系數(shù)為 W= 6/2bh = /6= 610? 3m 所以母線(xiàn)在三相短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為 c? =M/W= m/( 610? 3m )= aMP 而硬鋁母線(xiàn)的允許應(yīng)力為 al? =70 aMP ＞ aMP 由此可看出該母線(xiàn)滿(mǎn)足短路動(dòng)穩(wěn)定度的要求。 10kV 側(cè)電氣設(shè)備與導(dǎo)體的選擇及校驗(yàn) 最 大負(fù)荷電流 max30I = 30S / 3 NU = 310 /10 3 =250A 斷路器的選擇 此側(cè)與 35KV 側(cè)斷路器選擇考慮因素相同，故不再做分析 .所選擇斷路器型號(hào)為 ZN2810/630,具體校驗(yàn)如下： ① 電壓：額定電壓 NU =10kV≥ maxU ，滿(mǎn)足要求。 ② 電流：額定電流 NI =630A≥ max30I =250A,滿(mǎn)足要求。 ③ 斷流能力：開(kāi)斷電流 ocI =≥ )3(kI =，滿(mǎn)足要求。 ④ 動(dòng)穩(wěn)定度：動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 maxi =≥ )3(shi =，滿(mǎn)足要求。 ⑤ 熱穩(wěn)定度： 2)3(?I imat = 2＝ ，而斷路器的 tIt2 = 4=625，所以 tIt2≥ 2)3(?I imat ，滿(mǎn)足要求。 表 ZN2810/630型真空斷路器選擇校驗(yàn)表 序號(hào) 裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件 ZN2810/630型真空斷路器 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 結(jié)論 1 maxU 10kV NU 10kV 合格 2 max30I 250A NI 630A 合格 3 )3(kI ocI 合格 4 )3(shi maxi 合格 5 2)3(?I imat tIt2 625 合格 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 電氣設(shè)備與導(dǎo)體的選擇 26 所選擇的隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為 GN1910/630，具體校驗(yàn)如下： ① 電壓：額定電壓 NU =10kV≥ maxU ，滿(mǎn)足要求。 ② 電流：額定電流 NI =630A≥ max30I =250A,滿(mǎn)足要求。 ③ 動(dòng)穩(wěn)定度：動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 maxi =50kA≥ )3(shi =，滿(mǎn)足要求。 ④ 熱穩(wěn)定度： 2)3(?I imat = 2＝ ，而隔離開(kāi)關(guān)的 tIt2 = 220 4=1600，所以 tIt2 ≥ 2)3(?I imat ，滿(mǎn)足要求。 表 GN1910/630隔離開(kāi)關(guān)選擇校驗(yàn)表 序號(hào) 裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件 GN1910/630隔離開(kāi)關(guān) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 結(jié)論 1 maxU 10kV NU 10kV 合格 2 max30I 250A NI 630A 合格 3 )3(shi maxi 50kA 合格 4 2)3(?I imat tIt2 1600 合格 電流互感器的選擇 所選的電流互感器型號(hào)為 LZW10，額定電流為 400A,校驗(yàn)如下 : ① 電壓：額定電壓 NU =10kV≥ maxU ，滿(mǎn)足要求。 ② 電流：額定電流 NI =400A≥ max30I =250A,滿(mǎn)足要求。 ③ 動(dòng)穩(wěn)定度：動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 maxi =130kA≥ )3(shi =，滿(mǎn)足要求。 ④ 熱穩(wěn)定度： 2)3(?I imat = 2＝ ，而隔離開(kāi)關(guān)的 tIt2 = 260 1=3600，所以 tIt2 ≥ 2)3(?I imat ，滿(mǎn)足要求。 表 LZW10 型電流互感器選擇校驗(yàn)表 序號(hào) 裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件 LZW10 型電流互感器 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 結(jié)論 1 maxU 10kV NU 10kV 合格 2 max30I 250A NI 630A 合格 3 )3(shi maxi 130kA 合格 4 2)3(?I imat tIt2 3600 合格 電壓互感器的選擇 所選擇的電壓互感器型號(hào)為 JDZ1010A,一次側(cè)為 10kV，滿(mǎn)足校驗(yàn)條件，二次側(cè)為 100V。為單相雙繞組結(jié)構(gòu)。 母線(xiàn)的選擇 ① 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線(xiàn)截面 由前面計(jì)算可知：母線(xiàn)最大持續(xù)電流為 max30I =250A，采用鋁母線(xiàn)，由《發(fā)電攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 電氣設(shè)備與導(dǎo)體的選擇 27 廠(chǎng)電氣部分》圖 查得 ecj = 2/mmA ，則 jS = max30I / ecj =250A/= 2mm 查《發(fā)電廠(chǎng)電氣部分》附錄表 ，選用每 相一條 LMY63mm 8mm 矩形鋁導(dǎo)體，平放時(shí) NI =995A。當(dāng)θ = C?38 時(shí)允許電流為 alI = 3870? 995=＞ 250A,滿(mǎn)足長(zhǎng)期允許發(fā)熱條件。 ② 熱