35kV63kV变电所设计方案.docx
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35kV63kV变电所设计方案
学校代码：
1605
毕业设计编号：
应天职业技术学院
机电工程系
毕业设计报告
课题名称
作者陈星
专业电力系统自动化技术
班级学号0873238
指导教师郑田娟
2010年12月
陈星
纲要：
变电所是电力系统的重要构成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运转，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分派的作用。
此次设计以35/6.3kV变电所设计为主要设计对象，剖析变电站的资料确立变电所的主接线；经过负荷计算确立主变压器台数、容量及型号。
依据短路计算的结果，对变电所的一次设施进行了选择和校验。
同时达成配电装置的部署、防雷保护及接地装置方案的设计。
重点词：
变电所电气主接线短路计算点一次设施选择防雷保护
第一章绪论
1．1．概括
跟着时代的进步，电力系统与人类的关系愈来愈亲密，人们的生产，生活都离不开电的应用，怎样控制电能，使他更好的为人们服务，就需要对电力进行控制，防止电能的消耗和浪费，需要对变电站的电能进行降压，进而知足人们对电的需求，控制电能的消耗。
提升电能的应用效率。
变电站是电力系统的重要构成部分，它直接影响整个电力系统的安全和经济运转，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分派电能的作用。
设计工作是工程建设的重点环节。
做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资花费和建成投产后得运转安全靠谱性和生产的综合经济效益起着决定性得作用。
因此，优秀的变电站设计方案是对电力工业得健康可连续发展提出了愈来愈高的要求的保证。
1．2．变电站设计整体方案
变电所是电力系统的重要构成部分。
在电力系统中，它担负着变换和分派电能的作用。
关于扩大35/6.3kV总降压变电所的设计，不单要知足整个地区供电的需求，还要合理的选择各样电气设施，来知足供电的靠谱性和经济性。
本毕业设计依据任务书上所给系统与路线及所有负荷的参数，剖析负荷发展
趋向。
第一对负荷资料进行剖析、计算，确立了主变压器的容量、台数及型号；并且确立用何种方式进行对变压器得无功赔偿及方案。
经过方案比较，依据任务书上低压侧为八回出口线路得要求，确立站内主接线方式最后经过对各样状况得短路电流计算结果选择高低压电气设施并进行了相应的校验，使所选的电气设施能知足供电的靠谱性和经济性。
在本次课程设计中力争做到运转靠谱，操作简单、方便，经济合理，拥有扩建的可能性和改变运转方式时的灵巧性。
使其更为贴合实质，更具现实意义。
1．3．变电所主接线方案设计
（1）主接线设计的基本要求
1）：
靠谱性；2）：
灵巧性；3）：
经济性。
能保证所有或大多数二级负荷供电。
（2）负荷对供电的要求
（1）关于一级负荷一定有两个独立电源供应，当任何一个电源失掉后，能保证对所有一级负荷不中断供电。
（2）关于二级负荷一般要有两个独立电源供应，且当任何一个电源失掉后，
（3）关于三级负荷一般只需一个电源供应。
（3）由任务要求可得该变电站用户百分之五十为二级负荷，其他为三级负荷。
并且其出口线路为八回。
可依据此要求采纳变电站的主接线有两种方案并进行比较
方案一：
35kV侧采纳单母线分线段的连结方式，6kV侧采纳单母线分段连结
方案二：
35kV侧采纳双母线连结方式，6kV侧采纳单母线分段连结
此两种方案的比较
方案一35kV侧采纳单母线分线段的连结方式，供电靠谱、调动灵巧、扩建方便，6kV侧采纳单母线分段连结，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一
段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不中断，因此
此方案同时兼备了靠谱性，灵巧性，经济性的要求。
方案二虽供电更靠谱，调动更灵巧，但与方案一对比较，设施增加，配电装置部署复杂，投资和占地面积增大，并且，当母线故障或检修时，隔走开关作为操作电气使用，简单误操作。
由以上可知，在本设计中采纳第一种接线，即采纳单母线分段的连结方式。
1．4．主变压器选择
变压器空载运转时需用较大的无功功率，这些无功功率需由供电系统供应，变压器容量如选的过大，不只增添投资，并且使变压器长久处于轻载运转，出现“大马拉小车”现象，使空载的消耗增添，功率因数降低，网络消耗增添。
若容量选的小，会使变压器长久过负荷，易破坏设施。
变压器的最正确负载率在40%-70%之间，负载过高，消耗显然增添，改换大容量的变压器，必然增添投资，且影响供电。
总之选择变压器的容量，要以现有的负荷为依照。
变压器的台数应依据负荷的特色和经济运转选择，要由负荷大小，对供电的靠谱性和电能质量的要求来决定，并兼备节俭电能、降低运转造价、保护设施等要素，确立变压器台数应综合考虑，进行仔细的技术经济比较。
按负荷的等级和大小来说，关于一、二级负荷的变电所，当一、二级负荷许多时，应选两台或两台以上变压器，如只有少许的一、二级负荷并能从相邻的变电所获得低压备用电源，能够只采纳一台变压器。
关于像本任务要求来说主要负荷是二、三类负荷。
主变压器的型号选择主要考虑以下要素：
1）变电所的所址选择；2）建筑物的防火等级；3）建筑物的使用功能；4）主要用电设施对供电的要求；5）当地供电部门对变电所的管理体系等。
为了保证供电的靠谱性，变电站一般装设两台主变压器。
当只有一个电源或变电站可由低侧电网获得备用电源给重要负荷供电时，可设一台关于大型枢纽变电站，依据工程详细状况，当技术经济比较合理时可装设两台以上压器。
依据变电所所带负荷的性质网构造来确立主变压器的容量。
关于有重要负荷的变电所，压器停运时，其他变压器容量在计及过负荷能力后的同意时间内，应保护用户二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其他变压器容量应能保证所有负荷的60%-70%。
此变电所是一般性变电所。
因此应选两台容量为10MVA的变压器
第二章短路点的计算
在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是此中的一个重要环节，其计算的目的是在选择电气主接线时，为了比较各样接线方案，或确立某一接线能否需要采纳限制短路电流的举措等，均需进行必需的短路电流计算。
以及选择电气设施时，为了保证设施在正常运转和故障状况下都能安全、靠谱地工作，同时又力争节俭资本，这就需要进行全面的短路电流计算。
变压器短路电压
%=5。
供电局母线短路容量为
=800MVA设基准容量Si=100MVA基准电压取短路点均匀额定电压K-1点为37kV，K-2点为6.3kV。
计算电路图
Ｌ＝４公里
S=10000kVA
=5%
37kV
图二
图三
按无穷大容量系统计算短路电流，基准容量选用100MVA，则系统阻抗Xs为
第三章电气设施的选择
电气选择是发电厂和变电站电气设计的主要内容之一。
正确的选择电气是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运转的重要条件。
在进行电气选择时，应依据工程实质状况，在保证安全、靠谱的前提下，踊跃而安妥地采纳新技术，并注意节俭投资，选择适合的电气。
只管电力系统中各样电气的作用和工作条件其实不同样，详细选择方法也不完整同样，但对他们的基本要求是一致的。
电气要能靠谱的工作，一定按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳固和动稳固。
断路器的主要功能是：
正常行时，用它来倒换运转方式，把设施或线路接入电路或退出运转，起着控制作用；当设施或线路发生故障时，能迅速切除故障回路、保证无故障部分正常运转，能起保护作用。
35kV侧断路器是开关电气中最为完美的一种设施。
其最大特色是能断开电路中负荷电流和短路电流。
3．1．35kV断路器选择
查《BA1样本》及发电厂电气部分中的选择条件，采纳ZW7-40.5型户外真空断路器，详细参数以下：
断路器的选择条件：
额定电压,额定电流,热稳固电流，动稳固电流，开断电流。
样本中ZW7-40.5型户外真空断路器的额定参数：
（主变额定电流：
10000/
35=165A）进线开关按两台主变额定电流选。
表一
型号
额定电压（kV）
额定电流（A）
额定开断电流（kA）
额定关合电流（kA）
额定短时耐受电流（kA）
额定峰值耐受电流（kA）
2000
80
80
额定电压
合格
额定电流
合格
额定开断电流
合格
动稳固校验
合格
热稳固校验
合格
表二
设施表
计算参数
35kV
330A
额定参数
2000A
80kA
对照计算参数与额定参数可知选用合格。
3．2．6kV进线断路器选择
查《ZN21-12样本》主变6KV额定电流=10000/
表三
型号
额定电压（kV）
额定电流（A）
额定开断电流（kA）
额定关合电流（kA）
额定短时耐受电流（kA）
额定峰值耐受电流（kA）
ZN21-12
12
1600
80
80
额定电压
合格
额定电流
合格
额定开断电流
合格
动稳固校验
合格
热稳固校验
合格
表四
Un
In
I2
I"
计算参数
6kV
1191A
额定参数
12kV
1600A
80kA
31.5kA
计算参数与额定参数对照可知所采纳ZN21-12能用。
3．3．35kV电缆选择
35kV电缆，由35kV开关柜到主变,选择条件：
额定电压，额定电流，热稳固校验）
依据变电所要求采纳交联聚乙烯电缆。
YJV22-35-3X70。
南京地域Ө
查《发电厂电气部分》选择S=70
电缆。
=25℃时In=165A
=90℃
修正公式：
查《发电厂电气部分》得土壤热阻修正参数K3=1.0两根并列敷设系数K4
不知足长久发热要求。
热稳效验
，
C值查设计手册为135C为热稳固系数。
不知足要求故改选为120mm2。
最后35kV电缆为YJV22-35-3X120温度35度时同意电流为
=451A
3．4．6kV出线电缆的选择
选择条件：
额定电压，额定电流，热稳固校验。
热稳固最小切面：
SMIN=I∞
/C=10130
/135=105
C为热稳固系数，T=2秒，为主变过流保护动作时间。
采纳YJV22-6-（3
120）35度时同意电流为285A
3．5．主母线选择
35kV母线由开关柜供应，额定电流，动热稳固校验与断路器相当。
6kV母线是由主变6kV出线到6kV开关柜。
予选TMY-3（80
8）。
载流量
时平放电流为1361A
热稳固校验：
实质面积：
热稳固合格
动稳固校验：
TMY母线同意应力
三相母线平放，相间距取25cm
母线抗弯距
单位长度母线电动力
只需跨距<36.36m,动稳固合格
3．6．互感器的选择
互感器（包含电流互感器TA和电压互感器TV）是一次系统和二次系统间的联系元件，用以分别向丈量仪表、继电气的电流线圈和电压线圈供电，正确反应电气设施的正常运转和故障状况。
互感器的作用是：
将一次回路的高电压和大电流变成二次回路标准的低电压（100）和小电流（5A或1A），使丈量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其构造小巧、价钱廉价和便于屏内安装。
使二次设施与高压部分开绝，且互感器二次侧均接地，进而保证了设施和人生的安全。
3.6.1．6kV侧PT
选择条件为额定电压与变比。
选用三只单相PT型号为JDZJ-6/
:
0.1/3。
一副线圈接成Y/Y0另一副线圈（变比0.1/3）接成张口三角形。
PT原边中点接消谐器RXQ防备PT铁磁谐振过电压。
3.6.2．6kVCT选择
按开关柜所带CT型号LZZBJ-100.5/B级铁芯，计量与保护用，变比按电流选择，容量，动稳，热稳待施工设计时计算。
3.6.3．35kVCT选择
按开关柜所带型号AKB40.5-0.5/5P10级铁芯,计量与保护用。
5P10的意义为5倍额定电流时偏差不大于10%。
3.6.4．35kV计量PT选择
电压互感器是电力系列中重要的电气设施之一，用来变换电压，目的在于传达电能，而互感器变换电压或电流的目的，在于丈量和监督线路的电压或电流等。
3．7．避雷器选择
6kV避雷器选用Y5C-7.6/27氧化锌避雷器，带空隙，5KA残压27kV。
35kV避雷器MWF-35-41/122氧化锌避雷器，无空隙，残压122kV。
3．8．熔断器选择
保护PT的熔断器有专用型号为RN2-6/0.5。
屋内额定电压6kV，熔丝电流0.5A。
保护所用变的熔断器RN-35/2A熔丝电流2A。
380伏熔断器用于保护所用变低压部分，选用RL1-100A。
50kVA额定电流为
。
熔丝电流选100A。
第四章电气二次部分
4．1．继电保护配置
据当前对变电所综合自动化要求保护采纳微机保护，据国电南自样本主变用WBZ-02，6kV引出线用WBX，小电流接地检测用MLA98-1微机接地选线装置。
据主变容量及保护规程规定：
主变保护种类有：
纵差，过流，瓦斯，温度，过负荷等。
过流为复合电压闭锁的过流保护。
纵差为变压器主保护，保护范围是构成纵差的三只CT之间。
过流为纵差的后备保护及差动不保护区的主保护。
为提升过电流保护的敏捷度，过流选择复合电压闭锁的过电流。
纵差及过流动作于跳间，跳主变双侧三台断路器。
瓦斯保护是主变内部保护：
重瓦斯动作于跳闸轻瓦斯动作于信号。
温度与过负荷保护动作于信号。
6kV引出线采纳WBX过流及速断保护，动作于相应断路器的跳闸，系统的6kV单相接地采纳MLA98-1型微机选线装置。
6kV母联设速断保护，BZT动作，若因6kV母线短路惹起，速断保护立刻跳开。
因为主变过流时间限不可以超出2秒。
35kV进线有低电压保护，当35kV线路失压时跳35kV进线断路器防备6kV侧BZT动作倒送电以保安全。
6kV出线保护采纳散布式即继电气装在开关柜上，节俭CT二次电缆。
主变保护继电气按装在主控制室内。
电度表柜，直流柜，沟通所用柜监控柜等安装在主控制室内。
4．2．一次接线及运转方式
为了厂区雅观,进线由燕变引两路35kV架空线到本所后转电缆引入变电所，本所采纳35/6.3kV，S9-10000kVA自冷式无载调压节能变压器两台，因为6kV负荷安稳,变压器不需常常切换,因此35kV侧为内桥接线，其长处是35KV线路切换方便。
6kV单母线分段，母联设BZT装置,6kV共有八路引出线，此中两路备用。
为赔偿6kV系统接地电容电流，6kV每段母线接一台波折变压器,内有赔偿接地电容电流的消弧装置（因为主变成Y/△接线，6kV无中性点可引出）。
正常状况下两线两变分裂运转，6kV母线分段开关翻开,以减少6kV侧的短路电流。
当一台变压器故障时，6kV母线分段开关由母联BZT装置自动投入，由一台变压器供应两段6kV母线的重要负荷;当35kV一回线停电时，35kV母线桥断路器合上，由另一回35kV线路供两台主变运转。
6kV两进线断路器及6kV母联断路器平常只好有两台在合闸地点，供电局同意35kV两进线短时并列进行。
4．3．配电装置
依据已有产品样本35kV采纳华通开关厂产的BAI金属铠装式开关柜，柜内采纳HB35，1600Azw7-40.5断路器,断路器配弹簧机构，直流220伏电源,柜内母线为双D园母线。
6kV采纳福州开关厂产KYN4A成套开关柜，柜内采纳ZN21-10真空断路器，断路器配弹簧机构，直流220伏电源。
6kV开关柜部署在一楼，单列部署，35kV开关柜部署在三层，单列部署，二层为电缆夹层，电缆敷设在桥架上，主控室部署在一层东侧，主变安装在屋内，与6kV开关室分开以防火，两台主变间也有隔绝墙。
6kV自动追踪消弧线圈（波折变）独自部署在一层屋内。
目的也是防火。
采纳ZW7-40.5少油断路器及ZN21-12真空断路器原因是变电所无油化的要求。
主变压器采纳S9-10000/3535kV+2X2.5%无励磁调压变压器。
35kV开关柜到主变采纳三芯电缆联接。
据要求主变一期工程一台，二期上另一台，一期时将二台主变的地点留好。
一层为6kV配电室，高度5m，二层为电缆夹层高2m，三层为35kV配电室，高5m。
4．4．无功赔偿
因为6kV各分变，配电所分别设有无功集中赔偿与个别赔偿举措，且要求赔偿后的功率因数大于0.9知足要求，故在本变电所6kV母线上不另设赔偿装置。
结束语
紧张而有序的毕业设计已靠近结尾，回头想一想过去的七周让我领会颇多：
有喜有悲有感触也有遗憾！
经过本次设计，我得益非浅。
当老师给我题目时，我当时一片茫然。
面对题目时，我无从下手。
经过和老师的多次沟通，我对设计的过程有了初步的认识。
在此后的日子里，跟着设计的不停深入，我的知识面不停的扩展，认识问题的方法与方式也在逐渐的成熟。
最重要的是，我经过本次设计，我学会了怎样面对问题，怎样依据提出的问题去查阅资料，怎样把理论与实质互相联合起来。
本次设计在老师的指导下就要结束了，对我来说，这不不过是对我所学过的知识的一次观察和整理，并且是对我们马上走向社会的所有毕业生的一次考验，那就是能否能够做到学致使用。
学习理论知识的目的就在于我们怎样将其用到实质工作中去，去实现知识的实质运用价值。
不然，知识不过书籍上的文字而已。
最后，我对在本次设计中赐予我尽心指导的郑老师表示由衷的感谢！
参照文件
[1]于永源、杨绮雯.电力系统剖析.中国电力第一版社.2007年8月第三版
[2]胡国根、王战铎.高电压技术.重庆大学第一版社.1996年1月初版
[3]马永翔、蓝蔚.电力系统继电保护.重庆大学第一版社.2004年4月初版
[4]冯金光、王士政.发电厂电气部分.中国水利水电第一版社.2002年11月第三版
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