变电所电气部分设计

目录引言…………3第一篇任务说明书…………4第二篇设计说明书…………61.概述………………………62.电气主接线设计………………………72.1电气主接线概述……………………72.2主接线设计…………72.4.135KV侧主接线设计………72.4.210KV侧主接线设计………113.主变压器数量、台数和型号的选择……………………124．所用变的选择与设计…………………145．短路电流的计算………………………15……………(LGJ型钢芯铝绞线。LGJ-120型钢芯铝绞线在30℃时的允许载流量Ial=357(A)>I30=120.2A,因此满足发热条件。再查架空线裸导线的最小截面积参数表可以得知35kv铝及铝合金的最小截面积Amax=35mm2，钢芯铝线的最小截面积Amax=25mm2。因此，所选的LGJ-120型钢芯铝绞线也满足机械强度要求。查表得到参数：r1=0.27Ω/kmX1=0.40Ω/km=0.4825Ω/kmZ=z1•l=0.4825ⅹ7ⅹ2=6.756Ω=0.48410kv母线选择10kV母线长期工作电流==727.48A选用LMY—12010型立放矩形铝母线，，长期允许电流为1680A,母线平放时乘以0.95,则允许电流为1596A，满足要求。动稳定校验10kV母线固定间距取l=2000mm，相间距取a=300mm，母线短路冲击电流=10.45kA，计算母线受到的电动力，即=135.87kgf1332.88N（1kgf=9.81N）计算母线受的弯曲力矩，母线水平放置，截面为1006mm2，则b=6mm，h=100mm，计算截面系数，即。热稳定要求最小截面，选择的LMY—120型矩形母线截面大于热稳定最小截面要求35.75mm2，故满足要求.结论：35kv侧架空线选择LGJ-120型钢芯铝绞线10kv母线选择LGJ-185型钢芯铝绞线10kv侧电缆选择YLV-185型电缆中性线（N线）截面的选择：按A0≥0.5Amm2,95mm2(A)保护线（PE线）截面的选择：Ape≥Amm2,mm2,6.5配电装置的选择配电装置是变电所的重要组成部分，配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建成的总体装置。其作用是正常运行情况下，用来接受和分配电能，而在系统发生故障时，迅速切断故障部分，维持系统正常运行。为此，配电装置应满足下述基本要求。1保证运行可靠；2便于操作、巡视和检修；3保证工作人员的安全；4力求提高经济性；5具有扩建的可能。配电装置按电气设备的装设地点不同，可以分为屋内和屋外配电装置；按其组装方式，又可分为装配式和成套式。6.5.135kV屋外配电装置本设计的35kV配电装置采用户外半高型布置，变压器户外布置。屋外配电装置将所有电气设备和母线都装设在露天的基础、支架或构架上。屋外配电装置的结构形式，除与电气主接线、电压等级和电气设备类型有密切关系外，还与地形地势有关。根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型配电装置、高型配电装置和半高型配电装置。半高型配电装置是将母线置于高一层的水平面上，与断路器、电流互感器、隔离开关上下重叠布置，其占地面积比普通中型较少30%。半高型配电装置介于高型和中型之间，具有两者的优点，除母线隔离开关外，其余部分与中型布置基本相同，运行维护仍较方便。10kV高压开关柜本设计10kV侧采用高压开关柜的配电装置。按照电气主接线的标准配置或用户的具体要求，将同一功能回路的开关电器、测量仪表、保护电器和辅助设备都组装在全封闭或半封闭的金属壳（柜）体内，形成标准模块，由制造厂按主接线成套供应，各模块现场装配而成的配电装置称为成套配电装置。成套配电装置分为低压配电屏（或开关柜）、高压开关柜和SF6全封闭组合电器三类。选用XGN2—10型固定式开关柜，该型开关柜用于3kV、6kV、10kV三相交流50Hz系统中作为接受和分配电能之用，特别适用于频繁操作的场合。开关柜符合国家标准GB3906—1991《3—35kV交流金属封闭式开关设备》及国际电工委员会标准IEC298的要求，并且有“五防”闭锁功能—防止误分、误合断路器，防止带负荷分、合隔离开关，防止带电挂地线，防止带地线合闸、防止误入带电间隔。表7.9XGN2—10型固定式开关柜的技术参数XGN2—10系统额定电压10kV电压10kV最高工作电压11.5kV额定电流2000—3150A长期工作电流363.74额定开断电流40kA短路电流周期分量6.92kA额定动稳定电流100kA短路冲击电流最大值12.73kA额定热稳定电流40kA热稳定30.34[（kA）2S]热稳定时间4S操作方式电磁式、弹簧储能式——7无功补偿(1)无功补偿概述电力系统中有许多根据电磁感应原理工作的电气设备，如变压器、电动机、感应炉等。都是依靠磁场来传送和转换电能的电感性负载，在电力系统中感应电动机约占全部负荷的50%以上。电力系统中的无功功率很大，必须有足够的无功电源，才能维持一定的电压水平，满足系统安全稳定运行的要求。电力系统中的无功电源由三部分组成：1发电机可能发出的无功功率（一般为有功功率的40%~50%）。2无功功率补偿装置（并联电容器和同步调相机）输出无功功率。3110kV及以上电压线路的充电功率。电力系统中如无功功率小，将引起供电电网的电压降低。电压低于额定电压值时，将使发电、送电、变电设备均不能达到正常的出力，电网的电能损失增大，并容易导致电网震荡而解列，造成大面积停电，产生严重的经济损失和政治影响。电压下降到额定电压值的60%~70%时，用户的电动机将不能启动甚至造成烧毁。所以进行无功补偿是非常有必要的。(2)无功补偿的计算补偿前cos=0.86，求补偿后达到0.9。因此可以如下计算：设需要补偿XMva的无功则cos=（3-2）==0.9解得X=48.25MVar(3)无功补偿装置无功补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两大类。并联补偿装置又可分为同期调相机、并联电容补偿装置、静补装置等几大类。同期调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供可无级连续调节的容性和感性无功，维持电网电压，并可以强励补偿容性无功，提高电网的稳定性。在我国经常在枢纽变电所安装同步调相机，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。静止补偿器有电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据电压需要，向电网提供快速无级连续调节的容性和感性的无功，降低电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并兼有减少有功损耗，提高系统稳定性，降低工频过电压的功能。其运行维护简单，功耗小，能做到分相补偿，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统中得到越来越广泛的应用。但设备造价太高，本设计中不宜采用。电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功功率，运行时功率损耗亦较小。综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置，并且采用集中补偿的方式。(4)并联电容器装置的分组1分组原则①对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与该设备相连接，并与该设备同时投切。②配电所装设的并联电容器装置的主要目的是为了改善电网的功率因数。此时，为保证一定的功率因数，各组应能随负荷的变化实行自动投切。负荷变化不大时，可按主变压器台数分组，手动投切。③终端变电所的并联电容器装置，主要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的电压波动不应超过2.5%。2分组方式并联电容器的分组方式主要有等容量分组、等差级数容量分组、带总断路器的等容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。这几种方式中等容量分组方式，分组断路器不仅要满足频繁切合并联电容器的要求，而且还要满足开断短路的要求，这种分组方式应用较多，因此采用等容量分组方式。并联电容器装置的接线并联电容器装置的接线基本形式有星形和三角形两种。经常采用的还有由星形派生出的双星形，在某种场合下，也有采用由三角形派生出的双三角形。从《电力工程电气设计手册》（一次部分）502页表9—17可比较得出，应采用Y形接线，因为这种接线适用于6kV及以上的并联电容器组，并且容易布置，布置清晰。并联电容器组装设在变电所低压侧，主要是补偿主变和负荷的无功功率，为了在发生单相接地故障时不产生零序电流，所以采用中性点不接地方式。选用BFM11—500—3型号的高压并联电容器2台额定电压11kV。额定容量500kVar。8防雷保护的规划在电力系统中除了内部过电压影响系统的供电可靠性,还有大气过电压,就是所说的雷击过电压。雷击过电压会使电气设备发生损坏，造成停电事故。为保证电力系统的正常安全可靠运行，必须做好电力系统的大气过电压保护。（1）型式选择根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。（2）额定电压的选择：Un=Uns=35kv因此选FZ-35避雷器，其参数如下表6-1：避雷器参数型号额定电压（kv）灭弧电压有效值（kv）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电峰值（1.5/20）不大于（KV）冲击残压不大于（KV）不小于不大于FCZ-220413438298168134表6-1（3）灭弧电压校验：最高工作允许电压：KV直接接地：KV，满足要求。（4）工频放电电压校验：下限值：KV上限值：KV＜98KV上、下限值均满足要求。（5）残压校验：KV＜134KV满足要求。（6）冲击放电电压校验：=107KV＜168KV，满足要求。所以，所选FZ-35型避雷器满足要求。10KV侧避雷器的选择和校验（1）型式选择根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。（2）额定电压的选择：Un=Uns=10kv因此选FS8-10避雷器，其参数如下表6-2：避雷器参数型号额定电压（kv）灭弧电压有效值（kv）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电峰值（1.5/20）不大于（KV）冲击残压不大于（KV）不小于不大于FS8-1012.7106263162.550表6-2（3）灭弧电压校验：最高工作允许电压：KV直接接地：KV，满足要求。（4）工频放电电压校验：下限值：KV上限值：KV＜31KV上、下限值均满足要求。（5）残压校验：KV＜50KV满足要求。（6）冲击放电电压校验：=30.57KV＜62.5KV，满足要求。所以，所选FS8-10型避雷器满足要求。第三篇计算书一、主变容量的计算1、根据任务书提供的资料，主变容量的计算如下：∑Pi=1789+5817=7606(kw)∑Qi=898+2834=3732(kvar)==8472.25kVAS所用=QUOTE=20/0.88+5.8/0.85+2·(11/0.79)+10.5/0.5+14.6/0.8+14+11==121.64(kVA)S总=8472.25+121.64=8593.89（kVA）SN=70%S总=6015.723(kvA)根据计算结果应选择SZ9-6300/35型变压器。变压器型号额定容量KVA额定高电压KV额定低电压KV空载损耗KW负载损耗KW阻抗电压%空载电流%连接组别SZ9-6300/3563003510.57.9034.57.50.7Y/d11S9-100/10100100.40.291.504.01.6Y/yn0三、短路电流的计算设系统为无限大容量Se=∞，QUOTE基准电流：QUOTE=QUOTE=1.56（KA）QUOTE=QUOTE=5.50（KA）电力系统的电抗标幺值：QUOTE=QUOTE=0.093架空线路的电抗标幺值：QUOTE×QUOTE=QUOTE×0.42×7×QUOTE=0.107变压器的电抗标幺值：QUOTEQUOTE1、求K1点短路时QUOTE：选取U总电抗标幺值：QUOTE=QUOTE=0.107+0.093=0.200三相短路电流周期分量有效值：QUOTE=QUOTE=QUOTE=7.8（KA）三相次暂态短路电流和短路稳态电流：QUOTE=7.8(KA)三相短路最大瞬时值（冲击电流）：QUOTE2.55×7.8=19.89(KA)三相短路最大电流有效值(第一个短路全电流有效值)：三相短路容量S1（3）的计算：S1（3）=UI=×37×7.8=499.87（MVA）2、K2QUOTE点短路时：选取U总电抗标幺值：QUOTE=QUOTE=0.107+0.093+1.19/2=0.795三相短路电流周期分量有效值：QUOTE=QUOTE=QUOTE=6.92（KA）三相次暂态短路电流和短路稳态电流：QUOTE=6.92(KA)三相短路最大瞬时值（冲击电流）：QUOTE1.84×6.92=12.73(KA)三相短路最大电流有效值(第一个短路全电流有效值)：三相短路容量Sd的计算：S=UI=×10.5×6.92=125.85（MVA）三相短路电流计算结果短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAK-17.87.87.819.8911.78500K-26.926.926.9212.7310.45125.79结论在老师的指导下,经过近几个多星期的努力35KV企业变电所电气部分初步设计终于完成了，在此我对老师给予我们的帮助表示衷心的感谢,并且感谢曾给予我帮助的同学。在课程设计过程中，老师在百忙之中对我的设计给予了细致的指导和建议,对我的辅导耐心认真，并给我们提