35kv变电站设计

1、项目设计报告项目名称：35KV电源进线的总降变配电设计专业：电气自动化技术班级：姓名：学号：指导老师：成绩评定2016年7月13日目录前言2一：原始资料分析31.1 负荷资料31.2 各车间和生活变电所的地理位置图31.3 电源资料41.4 气象及水文地质资料4二、负荷计算42.1 负荷计算所需公式、材料依据42.2 各车间的方t算负荷52.3 总降的负荷计算62.4 导线选择72.5 所选变压器型号表8三、主接线方案的选定8四、短路电流的计算94.1 计算方法的选择94.2 标幺值计算10五、电气设备的选择和校验145.1 高压设备选择和校验的项目145.2 高压设备的选择及其校验145.3

2、 10KV一次设备选择15六、二次保护166.1 二次保护原理图及其展开图166.2 二次保护的整定及其灵敏度校验17七、变电所选址及防雷保护197.1 变电所选址197.2 防雷保护资料分析207.3 避雷针的选择207.5 对雷电侵入波过电压的保护21、儿、,刖百随着人们生活质量的日益提高，用电水平的不断上升，对电能质量的要求也日益增长。而在工厂、企业中，通过对配电系统的建立，就可以对自身整体的电能使用情况和设备运行状态做到全面了解和控制，对今后生产的调整进行有效的电力匹配，减少和杜绝电力运行中的安全隐患，提高设备运行效率，提供基础的数据依据，使整个工厂电力系统更经济、安全、可控。供电技术

3、是分配和合理使用电能的重要环节，本着对供电的四点要求即：安全，应按照规范能充分保证人身和设备的安全；优质，能保证供电电压和频率满足用户需求；灵活，能满足供电系统的各种运行方式，有改扩建的可能性；经济，尽量使主接线简单、投资少、节约电能和有色金属消耗量。我们在掌握理论知识的基础上，来设计该工厂分级供电的系统设计和规划。在设计过程中，参照工厂的原始设备资料进行负荷计算，由此得出的结果来选择确定车间的负荷级别，然后根据车间负荷及负荷级别来确定变压器台数和变压器容量，由此选择主接线方案。再通过短路电流的计算来选择高低压电器设备和电力导线等。考虑并设计防雷和接地装置。二原始资料分析1.1负荷资料7车间项

4、目车间变电所1234生活区负荷（KW）30010045042080功率因数（cos4）0.850.750.900.801负荷类别三一三一三二次侧电压（V）380380380380380最大负荷利用小时数20004500220040001800负荷计算的目的：通过对负荷资料对各负荷进行分析和计算，为之后选择变电所供电线路的截面积、变压器容量、开关电源及互感器等额定参数提供依据。确保合理选择配电系统的设备和元件注释：一公分（一格）=200米位置图作用：通过地理位置图，可以选择出负荷中心（对变电所进行选址）1.3 电源资料总降变电所从4.5KM处的区域变电所和17km的火电厂分别引出35kv的电源电

5、源资料作用：用于短路及防雷保护时1.4 气象及水文地质资料该厂位于海拔1000M处，最热月的平均温度为28C,最热月的最高温度为35C,最热温度为39C,最低温度为-3C,最热月地下0.8M处平均温度25C,雷暴日数52.2（日/年）：气象资料：用于导线及防雷选择时的依据当地为多石土壤，3M以下为砂岩，地下水走2M以下，土壤没有腐蚀性。水文资料：为接地电阻的选址、土壤电阻率提供依据二、负荷计算2.1 负荷计算所需公式、材料依据一年按365天计算：T=36524=8760hpe=pNvN=,N为与铭牌容量对应的负荷持续率。（N=t/T）负荷持续率：一个工作周期内工作时间t与工作周期T的百分比值。

6、有功计算负荷：P30=KdPnt/T30无功计算负荷：Qo=P30tan视在计算负荷：S30=P30/cos计算电流：LoSoYU并联电容容量：QC=P30（tanarccos-tanarccos）2.2 各车间的计算负荷1号车间：kw有功计算负荷：D.n=0.8300.2000/8760114.73U无功计算负荷：Q0114.70.7586kvar视在计算负荷：Sm114.70.8143.4KV-A330计算电流：I.=143.4/30.38217.87A302号车间：有功计算负荷：P30=0.7100.4500/8760=50.2KW无功计算负荷：Q30=50.20.88=44.2kvar

7、视在计算负荷：S30=P3o/cos（|）=66.9KV,A计算电流：I30=S3o/Un*，3=66.9/30.38=186.86A3号车间：有功计算负荷：P30=0.7X450X2206/8760=157.9KW无功计算负荷：Q3o=157.9x0.48=75.8kvar视在计算负荷：S3o=157.9/0.9=175.4KV?A计算电流：130=面诲=266.6人4号车间：有功计算负荷：P30=0.8X420x4000/8760=227KW无功计算负荷：Q30=227x0.75=170kvar视在计算负荷：S30=227/0.8=283.7KV?A283.7I计算电流：I30=.；：=4

8、31.2A生活区：有功计算负荷：P30=0.8X80xbl8OO/876()=29KW无功计算负荷：Q30=0kvar视在计算负荷：S30=29/1=29KV?A计算电流：I30=44.1A2.3 总降的负荷计算由步骤二的负荷计算可求得总的计算负荷:p=0.95(114.7+50.2+157.9+227+29)=550kwQ=0.97(86+44.2+75.8+170+0)=365kvar$总=55廿+365二=660KV-A=38.1AI总=总降补偿:cos(|)=P30/S30=0.83Qc=550x(tanarccos0.83-tanarccos0.92)=135.3kvar取Qc=14

9、0kvarQ30总=365-140=225kvarS30总=U隔+Q*i=594KV.A比补偿前减少66KVAP1=0.01S3o总=5.94KW。乜=0.05S3o总=29.7kvarP1=555.94KWQso=225+29.7=254.7kvar也J=了5,二1一；/=611.5KvPIa呜cos小度0.909N0.9符合功率因数要求！车间及总降负荷表:1号车间2号车间3号车间4号车间生活区总降P30114.786157.922729550Q308644.275.81700365员143.466.9175.4283.7296601邮217.87101.7266.6431.244.138.

10、1注用0.95，跖”=0.97主接线拟定：选择两台变压器，双回路双电源35KV进线，采用内桥式单母线分段与外桥式单母线分段两种主接线方式，其中2.4号车间为2级负荷，但无一级负荷，因此选择一台变压器。由GB50059-201135kv变电站设计规范一一选择主变压器台数为两台根据工厂供电要求，当变电所装有两台变压器的变电所每台主变压器的容量Sy不NT应小于总负荷的60%70%,Sy(0.60.7)S30,同时每台主变压器的容量Snt不应小TINIJ30/于全部一、二级负荷之和S30。即有:Snt(0.60.7)S30=(0.60.7)X660=415.8KV：AS30=350.6初步取两台主变压

11、器的容量为500KVA并联运行时可以满足要求2.4导线选择35/10KV:1为=38.1A480A选择LMY型矩形硬铝母线，尺寸为40mmX4mm车间线路：1号车间：I=217.87A265A,选择LJ型7Qum22号车间：L=101.7A105A,选择LJ型16imF3号车间：bo=266.6A325A,选择LJ型95mm?4号车间：1翎=431.2A440A,选择LJ型150nm2生活区：Im=44.1A75A,选择LJ型1Q】m2.5所选变压器型号表表3-1变压器型号及容量数据型号额定容量KV?A台数额定电压补偿容量Kvar功率因数cos小联结组别阻抗电压压低压T1,T2#变压器S9-5

12、00/10(6)500235101400.909Yd114.51#变压器S9-160/10(6)1601100.38-0.9Dyn1142#变压器S9-80/10(6)801-0.943#变压器S9-200/10(6)2001-0.94生活区#变压器S9-30/10(6)301-14说明：T1,T2是两台主变压器，1#、2#、3#、4#、5#变压器分别装设在车间变电所1、车间变电所2、车间变电所3、车间变电所4和生活区。cos为补偿后工厂的功率因数。三、主接线方案的选定根据国家标准：GB50059201135kv110kv变电站设计规范对35kv110kv变电站的电气接线设计规定(1)35kv

13、110kv线路出线回路超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或单母线分段接线。(2)由上述规定，初拟以下两种主接线方案TJru-.T:r*电力系统的电抗标么值：X1=100KVA/1000KVA=0.1架空线路的电抗标么值，查表的到，X00.4Q/Km*.2X2X0L0.41710036.75=0.5*电力变压器的电抗标么值：XTuK%Sd/100SN*Uk%=5,X35100MVA/=6.25100800KVA1)当K-1点发生短路时*抗X(K-1)=0.1+0.5=0.6三相短路电流周期分量有效值：(3)1Kl|d1/0.233=1.57KA/0.6=2.617KA其他三相短路电流I(3)i：

14、2.55I:2.55shk-1I(3)I：i=2.617KA2.617=2.617KA(3)(3)Ish1.51Ik-14.036KA三相短路容量S(K3)1Sd/X*(K1)=100/0.6=166.7MVA2）当k-2点发生短路时总电抗X*（k-1）=0.1+0.5+6.25/2=3.725三相短路电流周期分量有效值：(3),_1KlId1/3.725=5.5KA/3.725=1.48KA其他三相短路电流I(3)(3)(3)ih2.55I-2.55shk-1I(3)I：1=1.48KA1.48=4.18KA(3) (3)Ish1.51Ik-12.23KA三相短路容量s(k3)1Sd/X*(

15、K1)=100/3.725=26.85MVA短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVA馥檄廊唳K-12.6172.6172.6176.6734.036166.7K-21.481.481.483.772.2326.85五、电气设备的选择和校验3.1 高压设备选择和校验的项目设备名称选择项目校验项目额定电压KV额定电流KV装置类型户内户夕卜准确度级电抗百分数X%短路电流动稳定二次容量剩余电压热稳定动稳高压短路器XXXVVV负荷开关XXXVVV隔离开关XXXVV熔断器XXXV电流互感器XXXXVVV电压互感器XXXV母线XXVVV电缆XXVVV说明：X一需要选择的项目，一需要校验的项目3.2

16、高压设备的选择及其校验WL1回路：QF11、QF10、QF20、QF21均属于等电位，因此只需要选择校验QF11即可。选择：线路计算电流E=38.1A,选才?SW2-35/1100型号高压断路器，其动稳定度63.41KA,热稳定值24.8KA.动稳定校验：混=17.16KA67.9合格！WL2回路：QF12、QF22均属于等电位，因此只需要选择校验QF12即可。选才?SW2-35/1100型号高压断路器，其动稳定度63.41KA,热稳定值24.8KA.动稳定校验：6.67310.14合格！选择检验项目电压电流断流能力动稳定热稳定条件参数区陋您蠹数据35155.36.87317.18297.33

17、高压隔离开关GN19-35XT35630-50640高压断路器SW2-35/110035100016.54516.53.3 10KV一次设备选择由U也一断路器安装地点电网的额定电压为10KV:上=1=2.46I卜=24KA同理：满足热稳定要求。10KV断路器参数：型号额定电压额定电流极限峰值电流有效值10S热稳定值合闸时间分闸时间SNZ-10T/20010KV2000A5585KA36KA0.06S0.1S满足动稳定要求，10KV进线上断路器的选择与10KV侧选择相同六、二次保护6.1 二次保护原理图及其展开图6-10KV原理图:出寸限过电流保护电流速断保护过负荷保护展开图:交流:|”TA1A

18、TA2crrKS3YR畀一过浅跳闸信号署一速断跳闸信号合L*过负荷信号6.2 二次保护的整定及其灵敏度校验1.电力变压器保护整定1）过电流保护动作电流的整定：取Krel=1.3,Kw=1,Kre=0.8,Ki=100/5=20tn乎Iln=2h1=2X7T0=57.7A故其动作电流为：71IKJn-=4.68A取5A2）过电流保护的动作时限整定考虑到变电所为总降变电所，因此其过电流保护的10倍动作电流的动作时间为0.5S3）电流速断保护的整定取Krel=1.5,而1l-wk=6.73X0.38/10=0.25KA=250A故其速断电流：-1L九1Ljb=-X250=18.75A倍数为:型号额定

19、电流动作电流10倍动作时间速断电流倍数返回系数GL-15/55A5A0.5S40.8所选设备符合条件。灵敏度校验：在最小系统运行方式下1K=1.2KAIkm产0.866XIk2=1039Ap=10.391.5该设备负荷要求！2.电力线路保护整定1）过电流保护10KV侧的动作电流整定：1 .，“=21包=76.2AIKit.cAHCIcu=k长.h,m八=6.19A取6A根据GL-15/10型，动作电流整定为6A动作电流倍数：h.中j33.tin=5.6查GL-15型的动作特性曲线得，1.6S因此KA2实际动作时间为=-.=1.6-0.7=0.9S3）灵敏度校验4） Il=0.866xK%=10

20、39AYKT=8.62s该设备满足条件。七、变电所选址及防雷保护4.1 变电所选址利用负荷功率距法确定负荷中心：在工厂平面图的下方和左侧，分别作为一直角坐标的X轴和Y轴，然后测出个车间(建筑)和生活区负荷点的坐标位置，例如P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),P4(x4,y4),P5(x5,y5)。而工厂的负荷中心假设为P(x,y),其中P=P1+P2+P3+P4+P5;仿照力学中计算重心力矩方程，可得负荷中心的坐标。比例：1公分(格)=200米。以此图建立x,y轴坐标：以左下表格边间为坐标原点，可以得出各点坐标大概数字如下：P1(2600,1200)P2(1600,60

21、0)P3(600,1200)P4(2800,200)P5(1200,1800)114.7+43+202.5+227+29=616.2所以负荷中心的坐标为：P(P11P22P33P44P55pyp2y2P3y3P4y4P5y5)PiPi代入数值得：P(1881,818)P在表中占得格子数为：X=9.4格,Y=4.1格。图例：下问变电所生活变电所O应陛变空比4.2 防雷保护资料分析由气象资料可知：该地区为多石土壤，3m以下为砂岩，地下水位于2m以下，土壤无腐蚀性。查附录表可知：土壤电阻率p=400Q.m由DL/T6201997条文7.1.8规定，当土壤电阻率p350Q.m时，不允许装设避雷针、避雷

22、线。为了解决这一问题，我们向土壤中倾倒岛碎的木炭，使其电阻率降低到40左右。雷暴日为52.2日/年一该地区为多雷区。4.3 避雷针的选择由DL/T62019977.1.7规定，避雷针及其接地装置与道路或出入口相等的距离不宜小于三米，我们选定为5m。1）在此我们选择单支避雷针进行保护，设我们变电所的总面积为100mm/建筑物高度为4米。2）根据r=1.5hp;代入数据算得h=6.7m;又由避雷针的实际保护高度公式进行计算，发现在4m水平面上面的保护半径为6m,易知该避雷针高度不符合要求。所以将保护半径为10m带入公式进行计算可得H=15M为避雷针的高度。3）由DLT62019977.1.1知：避雷针与主接地网的地下连接点至35kv到以下设备与主接地网的地下连接点之间，确定接地点的长度不小于15m7.5对雷电侵入波过电压的保护1）未沿全线架设避雷线的35KV架空线路，应在该总降压变电所12KM的进线段架设避雷线（避雷线保护角