畢業設計-35kv變電所的電氣部分設計-資料下載頁

【導讀】性、可靠性和持續性。然而電網的穩固性、可靠性和持續性往往取決于變電所的合理設。變電所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。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。一個典型的變電站要求變電設備運行可靠、操作靈活、經濟合理、擴建方便。是35kV，一個是10kV。同時對于變電站內的主設備進行合理的選型。合實際，更具現實意義。電，一次設計并建成。的變電所供電，在最大運行方式下，待設計的變電所高壓母線上的短路功率為1080MVA。平均°c，電纜出線凈距100mm。雷暴日數/年：無空氣污染，變電所地處在P≤500m·Ω。3陳化鋼主編企業供配電[M].北京:中國水利水電出版社,

　　

【正文】 Q30 =∑ Qi178。 Kq =354504(kvar) (KP=,Kq=) S30 =S=（ KVA） 37 COSφ =3030SP = ?CO SUPUSINN 33303030 ?? =（ A） 其中： P30 —— 三相線路最大負荷功率， kw； UN —— 線路額定電壓， v； Cosφ —— 負荷的功率因數。 已知 Hmax =4000h 根據我國規定的導線和電纜經濟電流密度 jec 查得鋁合金架空線 jec =(mm2 ) 則得出經濟截面 : Aec =ecjI30 =(mm2) 查表得標準截面為 120mm2 。 由于是在本電站是設計在有一定海拔，雷電日較多的黃土上，根據輸配電設備手冊應該選用 LGJ 型鋼芯鋁絞線。 LGJ120 型鋼芯鋁絞線在 30℃時的允許載流量 Ial =357(A)I30 =,因此滿足發熱條件。再查架空線裸導線的最小截面積參數表可以得知 35kv 鋁及鋁合金的最小截面積 Amax =35mm2 ，鋼芯鋁線的最小截面積 Amax =25mm2 。因此，所選的 LGJ120 型鋼芯鋁絞線也滿足機械強度要求。 查表得到參數： r1= /km X1= /km 2221211 ???? xrz = /km Z=z1?l=ⅹ 7ⅹ 2= * ?? BZZZ= 10kv 母線選擇 10kV 母線長期工作電流 NN USI 3/)2(max ?? = ）（ 103/63002 ?? = 選用 LMY— 120? 10 型立放矩形鋁母線，長期允許電流為 1680A,母線平放時乘以,則允許電流為 1596A，滿足要求。 動穩定校驗 10kV母線固定間距取 l=2021mm，相間距取 a=300mm，母線短路沖擊電流 shi =， 38 計算母線受到的電動力，即 22 ???aliF sh 22 ?????=? （ 1kgf=） 計算母線受的彎曲力矩， 10FlM? cmk gf ???? 母線水平放置，截面為 100? 6mm2，則 b=6mm， h=100mm，計算截面系數，即 ??W 6 2 ???? 計算母線最大應力，即 WM?? 4 P??? 4 P?? 小于規定的鋁母線極限應力 6860 410? ，滿足動穩定要求。 熱穩定要求最小截面 3min 10?? ? atCIS 23 mm??? 。 熱穩定要求最小截面 2min mmS ? ，選 擇的 LMY— 120 10? 型矩形母線截面大于熱穩定最小截面要求 ，故滿足要求 . 結論： 35kv 側架空線選擇 LGJ120 型鋼芯鋁絞線 10kv 母線選擇 LGJ185 型鋼芯鋁絞線 10kv 側電纜選擇 YLV185型電纜 中性線（ N線）截面的選擇：按 A0≥ ,選擇 70mm2, 95mm2 (Aφ =Aec) 保護線（ PE線）截面的選擇： Ape≥ Aφ ,故選擇 120mm2,185mm2, 配電裝置的選擇 配電裝置是變電所的重要組成部分， 配電裝置是根據電氣主接線的連接方式，由開關電器、保護和測量電器，母線和必要的輔助設備組建成的總體裝置。其作用是正常運行情況下，用來接受和分配電能，而在系統發生故障時，迅速切斷故障部分，維持系統正常運行。為此，配電裝置應滿足下述基本要求。 1 保證運行可靠； 2 便于操作、巡視和檢修； 3 保證工作人員的安全； 4 力求提高cmk gf / 17 ?? 39 經濟性； 5 具有擴建的可能。 配電裝置按電氣設備的裝設地點不同，可以分為屋內和屋外配電裝置；按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式。 35kV 屋外配電裝置 本設計的 35kV 配電裝置采 用戶外半高型布置，變壓器戶外布置。 屋外配電裝置將所有電氣設備和母線都裝設在露天的基礎、支架或構架上。屋外配電裝置的結構形式，除與電氣主接線、電壓等級和電氣設備類型有密切關系外，還與地形地勢有關。根據電氣設備和母線布置的高度，屋外配電裝置可分為中型配電裝置、高型配電裝置和半高型配電裝置。 半高型配電裝置是將母線置于高一層的水平面上，與斷路器、電流互感器、隔離開關上下重疊布置，其占地面積比普通中型較少 30%。半高型配電裝置介于高型和中型之間，具有兩者的優點，除母線隔離開關外，其余部分與中型布置基本相同，運行維 護仍較方便。 10kV 高壓開關柜 本設計 10kV 側采用高壓開關柜的配電裝置。 按照電氣主接線的標準配置或用戶的具體要求，將同一功能回路的開關電器、測量儀表、保護電器和輔助設備都組裝在全封閉或半封閉的金屬殼（柜）體內，形成標準模塊，由制造廠按主接線成套供應，各模塊現場裝配而成的配電裝置稱為成套配電裝置。 成套配電裝置分為低壓配電屏（或開關柜）、高壓開關柜和 SF6全封閉組合電器三類。 選用 XGN2— 10 型固定式開關柜，該型開關柜用于 3kV、 6kV、 10kV 三相交流 50Hz系統中作為接受和分配電能之 用，特別適用于頻繁操作的場合。開關柜符合國家標準 GB 3906— 1991《 3— 35kV 交流金屬封閉式開關設備》及國際電工委員會標準 IEC 298 的要求，并且有“五防”閉鎖功能 — 防止誤分、誤合斷路器，防止帶負荷分、合隔離開關，防止帶電掛地線，防止帶地線合閘、防止誤入帶電間隔。 表 XGN2— 10型固定式開關柜的技術參數 XGN2— 10 系統 額定電壓 10kV 電壓 10kV 40 最高工作電壓 額定電流 2021— 3150A 長期工作電流 額定開斷電流 40kA 短路電流周期分量 額定動穩定電流 100kA 短路沖擊電流最大值 額定熱穩定電流 40kA 熱穩定 [（ kA）2S] 熱穩定時間 4S 操作方式 電磁式、彈簧儲能式 — — 7 無功補償 (1) 無功補償概述 電力系統中有許多根據電磁感應原理工作的電氣設備，如變壓器、電動機、感應爐等。都是依靠磁場來傳送和轉換電能的電感性負載，在電力系統中感應電動機約占全部負荷的 50%以上。電力系統中的無功功率很大，必須有足夠的無功電源，才能維持一定的電壓水平，滿 足系統安全穩定運行的要求。 電力系統中的無功電源由三部分組成： 1 發電機可能發出的無功功率（一般為有功功率的 40%~50%）。 2 無功功率補償裝置（并聯電容器和同步調相機）輸出無功功率。 3 110kV 及以上電壓線路的充電功率。 電力系統中如無功功率小，將引起供電電網的電壓降低。電壓低于額定電壓值時，將使發電、送電、變電設備均不能達到正常的出力，電網的電能損失增大，并容易導致電網震蕩而解列，造成大面積停電，產生嚴重的經濟損失和政治影響。電壓下降到額定電壓值的 60%~70%時，用戶的電動機將不能啟動甚 至造成燒毀。所以進行無功補償是非常有必要的。 (2)無功補償的計算 補償前 cos 1? =，求補償后達到 。因此可以如下計算： 41 設需要補償 XMva 的無功 則 cos 2? =??39。39。SP （ 32） =22 3 7 3 27 6 0 67 6 0 6 ）（ X?? = 解得 X= (3)無功補償裝置 無功補償裝置分為串聯補償裝置和并聯補償裝置兩大類。并聯補償裝置又可分為同期調相機、并聯電容補償裝置、靜補裝置等幾大類。 同期調相機相當于空載運行的同步電動機在過勵磁時運行，它向系統提供可無級連續調節的容性和感性無功，維持電網電壓，并可以強勵補償容性無功，提高電網的穩定性。在我國經常在樞紐變電所安裝同步調相機，以便平滑調節電壓和提高系統穩定性。 靜止補償器有電力電容器與可調電抗并聯組成。電容器可發出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據電壓需要，向電網提供快速無級連續調節的容性和感性的無 功，降低電壓波動和波形畸變率，全面提高電壓質量，并兼有減少有功損耗，提高系統穩定性，降低工頻過電壓的功能。其運行維護簡單，功耗小，能做到分相補償，對沖擊負荷也有較強的適應性，因此在電力系統中得到越來越廣泛的應用。但設備造價太高，本設計中不宜采用。 電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。既可集中安裝，又可分散裝設來接地供應無功功率，運行時功率損耗亦較小。 綜合比較以上三種無功補償裝置后，選擇并聯電容器作為無功補償裝置，并且采用集中補償的方式。 (4)并聯電容器裝置的分組 1 分組原則 ① 對于單獨 補償的某臺設備，例如電動機、小容量變壓器等用的并聯電容器裝置，不必分組，可直接與該設備相連接，并與該設備同時投切。 ② 配電所裝設的并聯電容器裝置的主要目的是為了改善電網的功率因數。此時，為保證一定的功率因數，各組應能隨負荷的變化實行自動投切。負荷變化不大時，可按主變壓器臺數分組，手動投切。 ③ 終端變電所的并聯電容器裝置，主要是為了提高電壓和補償主變壓器的無功損耗。此時，各組應能隨電壓波動實行自動投切。投切任一組電容器時引起的電壓波動不應超過 %。 2 分組方式 42 并聯電容器的分組方式主要有等容量分組、等 差級數容量分組、帶總斷路器的等容量分組、帶總斷路器的等差級數容量分組。這幾種方式中等容量分組方式，分組斷路器不僅要滿足頻繁切合并聯電容器的要求，而且還要滿足開斷短路的要求，這種分組方式應用較多，因此采用等容量分組方式。 并聯電容器裝置的接線 并聯電容器裝置的接線基本形式有星形和三角形兩種。經常采用的還有由星形派生出的雙星形，在某種場合下，也有采用由三角形派生出的雙三角形。 從《電力工程電氣設計手冊》（一次部分） 502 頁表 9— 17 可比較得出，應采用 Y形接線，因為這種接線適用于 6kV 及以上的并聯電容器組，并且容 易布置，布置清晰。 并聯電容器組裝設在變電所低壓側，主要是補償主變和負荷的無功功率，為了在發生單相接地故障時不產生零序電流，所以采用中性點不接地方式。 選用 BFM11— 500— 3型號的高壓并聯電容器 2臺額定電壓 11kV。額定容量 500kVar。 8 防雷保護的規劃 在電力系統中除了內部過電壓影響系統的供電可靠性 ,還有大氣過電壓 ,就是所說的雷擊過電壓。雷擊過電壓會使電氣設備發生損壞，造成停電事故。為保證電力系統的正常安全可靠運行，必須做好電力系統的大氣過電壓保護。 （ 1）型式選擇 根據設 計規定選用 FCZ系列磁吹閥式避雷器。 （ 2）額定電壓的選擇： Un=Uns=35kv 因此選 FZ35 避雷器，其參數如下表 61： 避雷器參數 型號 額定電壓（ kv） 滅弧電壓有效值（ kv） 工頻放電電壓有效值（ KV） 沖擊放電電峰值（ ? ）s?20/8 沖擊殘壓不大于（ KV） 不小于 不大于 43 不大于（ KV） FCZ220 41 343 82 98 168 134 表 61 （ 3）滅弧 電壓校驗： 最高工作允許電壓： ???? Nm UU KV 直接接地： . ???? mdmh UCU KV，滿足要求。 （ 4）工頻放電電壓校驗： 下限值： 3 ???? xgg fx UkUKV 上限值： ???? g fxg fs UU KV＜ 98KV 上、下限值均滿足要求。 （ 5）殘壓校驗： ????? mhbhbc UkU KV＜ 134KV 滿足要求。 （ 6）沖擊放電電壓校驗： =107KV＜ 168KV，滿足要求。 所以，所選 FZ35 型避雷器滿足要求。 10KV 側避雷器的選擇和校驗 （ 1）型式選擇 根據設計規定選用 FCZ系列磁吹閥式避雷器。 （ 2）額定電壓的選擇： Un=Uns=10kv 因此選 FS810避雷器，其參數如下表 62： 避雷器參數 型號 額定電 滅弧電壓 工頻放電電壓有效 沖擊放電電 s?20/8 沖 44 壓（ kv） 有效值（ kv） 值（ KV） 峰值（ ? ）不大于（ KV） 擊 殘壓不大于（ KV） 不小于 不大于 FS810 106 26 31 50 表 62 （ 3）滅弧電壓校驗： 最高工作允許電壓： . ???? Nm UU KV 直接接地： ???? mdmh UCU KV，滿足要求。