KV工厂总降压变电所设计Word文档下载推荐.docx
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四.车间变电所设计
五.厂区10kv配电系统设计
六.附图：
1.短路电流计算结果及设备选校表
2.总降压变电所电气主接线图
3.高压开关柜订货图
4.主变压器控制回路接线图
5.主变压器保护回路接线图
6.10kv线路控制、保护回路接线图
一、概述
1.1电力系统概况
本厂主要通过一条长为5公里的架空电力线路与110kvA变电站连接。
A变电站装设有两台SFSLZ1-31500/110的三圈变压器，A变电站110kv母线短路容量为1918MVA。
另外本厂还从B变电站接有一回长为7公里的架空线路作为备用电源。
且根据系统要求，只有在工作电源也即本厂至A变电站供电线路停电时才允许备用电源供电。
1.2全厂用电负荷情况
根据提供的资料，全厂用电设备总安装容量为6630KW，10kv侧计算负荷为有功4522KW，无功1405KW。
负荷类型1~7车间为I类负荷，8~9车间为II类或III类负荷。
停电时间超过两分钟将造成产品报废，停电时间超过30分钟将造成主要设备池、炉损坏，全厂停电将造成严重经济损失。
全厂为三班工作制，最大负荷利用小时为5600小时。
二、供电方式的选择
2.1供电电压的选择
选择最佳的供电电压等级对于工厂节约电费开支，降低经营成本具有非常大的作用。
根据设计任务书所提供的基础资料，供电部门要求功率因数以35kv供电时为0.9，以10kv供电时为0.95。
同时以35kv和10kv供电时电度电价分别为0.40元/kwh及0.41元/kwh。
根据供电部门提供的资料，我们对该厂分别采用10kv及35kv供电时每年所需支出的电费进行比较，比较结果如下表所示：
35kv、10kv供电年电费比较表
项目
35kv
10kv
最大供电负荷
4735.24KVA
主变容量
2*4000KVA
年最大负荷利用小时
5600h
考核功率因数
0.9
0.95
年平均用电量
23865609.6KW
25191476.8KW
电度电价
0.40元/kwh
0.41元/kwh
基本电价
10元/月.KVA
电度电费
9546243.84元
10328505.49元
基本电费
960000
附加投资
3000元/KW
年电费合计
10506243.84元
11288505.49元
从以上比较结果可知，选择10kv供电比35kv供电每年需多支出电费11288505.49-10506243.84=782261.65元。
因此，本厂最优的供电电压等级为采用35kv供电。
2.2主变容量及型号的选择
根据35~110kv变电所设计规范（GB50059-92）第3.1.1条、第3.1.2条、第3.1.3条的要求，主变压器的台数和容量应根据供电条件、负荷性质和运行方式等条件综合考虑确定。
在有一、二类负荷的变电所中宜装设两台主变压器，主变压器容量应满足当一台变压器断开时，另一台变压器的容量不应小于70%的全部负荷并应保证用户的一、二级负荷。
该厂1~7车间为I类负荷，考虑同时系数后有功负荷为3724KW，无功负荷为1047.6KVAR。
因此该厂总降压变电所主变压器选择两台容量为4000KVA的变压器。
主变参数如下：
型号：
SZ9-4000/35±
3*2.5%/10.5kv
相数:
三相
额定频率:
50Hz
额定容量:
4000kVA
额定电压（高压绕组/低压绕组）：
35/10.5KV
调压方式：
有载调压。
分接范围：
35±
3*2.5%
联接组标号:
Yd11
短路阻抗（高压-低压）：
7%
三、总降压变电所的设计
3.1电气主接线
电气主接线的设计应满足可靠性、灵活性及经济性的要求。
本厂总降压变电所主变为2台，35kv线路为两回，适宜采用的电气主接线方式有桥形接线（内桥或外桥）、线路变压器组接线及单母线接线三种方式。
以下我们分别对桥形接线、线路变压接线、单母线接线进行比较，结果如下：
三种主接线比较表
可靠性
经济性
灵活性
线路变压器接线
差
2台主变、2条线路共2台断路器，主变保护兼线路保护，经济性好
不灵活
桥形接线
较好
共3台断路器，经济性次之
线路或变压器的投切需动作2台断路器，影响一条线路或一台变压器的暂时停运
单母线接线
好
共4台断路器，经济性差
任意1条线路或1台主变停运均不影响供电
从比较结果可知，采用桥形接线时，由于线路或变压器的切除和投入需动作两台断路器，并且影响一条线路（内桥接线）或一台变压器（外桥接线）的暂时停运，采用线路变压器组单元接线时，由于1条线路带1台主变运行，运行方式极不灵活，难以满足本厂对供电连续性和可靠性的严格要求。
由于本厂负荷绝大部分为I类负荷，因此本厂总降压变电所电气主接线宜采用单母线接线方式，其优点是接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建。
10kv电气主接线采用单母线分段接线。
3.2短路电流计算
根据电气设备选择和继电保护的需要，选择总降压变电所35kv、10kv母线作为短路电流计算点。
根据本厂总降压变电站与系统的联接情况，取基准容量为Sj=1000MVA，基准电压为平均电压Uj=Ucp。
计算结果如下表：
（详细计算过程见附件：
短路电流计算书）
短路电流计算结果
短路计算点
基准容量
MVA
基准电压
KV
等值电抗
X
短路电流
KA
冲击电流
有效值KA
瞬时值KV
短路容量
35KV母线
1000
37
3.646
4.280
6.463
10.895
274.27
10KV母线
10.5
12.396
4.436
6.698
11.292
80.67
3.3主要电气设备选择
35kv断路器选用LW16-40.5/1600（附CT-10弹簧储能操作机构）型六氟化硫断路器；
35kv隔离开关采用GW5-35（ID、IID）/630型（附CS-17G手动操作机构）隔离开关；
35kv母线电压互感器选用JSXNF-35电磁型抗谐振电压互感器；
35kv线路电压互感器选用TYD-35电容式电压互感器；
35kv电流互感器选用LB6-35电磁型电流互感器；
35kv母线根据经济电流密度选择LGJ-95/15型钢芯铝绞线，10kv母线选择LMY-80*8型铝排，经动、热稳定校验均满足要求。
10kv出线设备选用XGN2-10型箱型封闭式高压开关柜并配ZN28-10/1250-25KA真空开关。
具体电气设备选择及校验详见附
《短路电流计算结果及设备选校表》。
本厂总降压变电站设备型号、数量如下表所示：
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
厂家
备注
1
主变压器
SZ9-4000/35
台
2
浙江江山变压器有限公司
35kv断路器
LW16-40.5/1600
4
泰安高压开关厂
3
35kv隔离开关
GW5-35D/630
组
9
35kv电压互感器
JSXNF-35
大连北方互感器
5
TYD-35
6
35kv电流互感器
LB6-35
12
7
35kv避雷器
HY5W1-51/134
天津市江联电瓷电器有限公司
8
10kv高压开关柜
XGN2-10-08
面
山东鲁亿通电气设备有限公司
主变进线柜
XGN2-10-41
分段柜
10
XGN2-10-33
11
XGN2-10-65
PT柜
XGN2-10-67
所用电柜
13
XGN2-10-07
出线柜
z3.4所用电源和操作电源
变电站所用电分别由接在10KVⅠ、Ⅱ段母线上的两台所用变提供，两台所用变互为备用，其低压侧采用单母接线方式。
两台干式所用变分别置于#1、#2所用变柜内，型号均为SC9-10/30，低压所用电屏由一块GGD低压交流屏组成，布置在主控制室内。
所用电源分别供站用照明、开关电源、主变电源、空调、检修电源、直流电源、通讯电源等。
变电站保护、操作电源采用一套220V、微机控制高频开关直流电源配100AH全封闭免维护铅酸蓄电池组的直流系统。
该套系统由充电柜、馈电柜和电池柜三部分组成，充电机控制部分采用单板机控制，充电回路采用智能高频开关电源。
可以根据蓄电池的亏容状况自动进行主充、浮充和均充。
电源模块采用自然冷却方式，交流两路输入，自动投切，并可以任选一路为主工作电源，该种模块具有DC220V/AC220V（2A，供后台用）及DC220V/DC48V（10A，供通讯用）转换装置，产品具有完善的保护，绝缘监察及音响灯光报警信号，提供标准微机通信接口RS485并通过此接口向后台发送信号。
同时，直流电源还可供应变电站事故照明用。
3.5主要设备继电保护设计
3.5.1主变压器保护（2台主变）
变电站主变压器保护采用微机型保护，保护的方式有：
（1）差动保护（主保护）
（2）复合电压闭锁方向过流保护
（3）零序电压方向过流
（4）变压器具有过负荷、启动通风、轻重瓦斯、油温过高等保护
3.5.235kv线路保护（2回35kv线路）
变电站35kv线路保护也采用微机保护，保护方式有：
（1）带方向的电流电压保护
（2）三相一次重合闸
（3）过负荷跳闸（报警），小电流接地指示
（4）具有自投功能，当工作电源也即A110kv变电站至厂降压变电站线路停电时自动投入备用电源。
3.5.310kv线路保护（4回10kv线路）
10kv线路保护也采用微机保护，保护方式有：
（1）两段式电流电压保护
（4）具有网络接口，适合下放在开关柜上
四、车间变电所设计
根据设计任务书提供的全厂负荷分布情况，厂内1~7车间为I类负荷，8、9车间为II~III类负荷，结合厂区平面示意图以及情况，分别在3车间（I车间变电所）及7车间（II车间变电所）设置2座车间变电所，I车间变电所分别供2、3、5、6、8车间用电，其中2、6、8车间共用2台配电变压器，每台配电变压器容量按不小于2、6、8车间总负荷的70%设置，选择2台S9-1000KVA配电变压器；
3、5车间共用2台配电变压器，每台配电变压器容量按不小于3、5车间总负荷的7
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