1、3563kV变电所电气初设计发电厂电气部分课程设计课程设计任务书题 目35/6.3kV变电所电气初设计学生姓名学号专业班级设计内容与要求1.设计要求:1)分析原始资料2)设计主接线3)计算短路电流4)电气设备选择2.设计 内容1、建设规模小型终端变电所。容量35/6.3kV变压器2台,年利用小时数=6000小时2、系统连接情况变电所联入系统的电压等级35kV,电源进线为双回路,距离地区变电所8km,阻抗值0.4/km.电力系统在地区变电所35kV母线上的短路容量Sd=1000kVA3、负荷情况变压器低压侧负荷:最大5.8MW, =0.8, =5000小时,一、二级负荷占70%,6kV馈电线路8
2、回,要求6kV母线上的功率因数补偿到0.9,所用电负荷50kW。4、环境条件(1)当地年最高温度38,最热月平均温度28(2)海拔不超过1000m。起止时间2011年 6 月 21 日 至 2011年6月 25日指导教师签名2011 年 月 日系(教研室)主任签名 2011年 月 日学生签名2011年 月 日1.前言3 1.1变电站设计原则3 1.2对电气主接线的基本要求4 1.3主接线的设计依据4 1.4设计题目4 1.5设计内容52原始资料分析53.主接线方案的拟定64. 所用电的设计105. 变压器的选择10 5.1主变压器台数的选择10 5.2主变容量的确定11 5.3主变压器接线形式
3、的选择126短路电流计算127.主要电气设备的选择 138.设计总结 159参考文献1510.附录A1611.附录B1812.附录C26一、前言变电所是接受电能、变换电压、分配电能的环节,是供配电系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电力系统是由发电机,变压器,输电线路,用电设备(负荷)组成的网络,它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类,一类是电力元件,它们对电能进行生产(发电机),变换(变压器,整流器,逆变器),输送和分配(电力传输线,配电网),消费(负荷);另一类是控制元件,它们改变系统的运行状态,如同步发电机的励磁调节
4、器,调速器以及继电器等。电气主接线是发电厂变电所的主要环节,电气主接线的拟定直接关系着全厂(所)电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,是变电站电气部分投资大小的决定性因素。随着国民经济的快速稳定发展,电能需求迅速增长,我国电网的规模日益扩大。做好供配电工作,对促进工业生产、降低产品成本、实现生产自动化和工业现代化有着十分重要的意义,供配电系统的安全运行。供电的中断将使生产停顿,生活混乱,甚至危及人身和设备安全,形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此,电力系统运行首先要满足可靠,持续供电的要求。一、变电站设计原则:1、 必须严格遵守国家的
5、法律、法规、标准和规范,执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序,特别是应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。2、必须从全局出发,按照负荷的等级、用电容量、工程特点和地区供电规划统筹规划,合理确定整体设计方案。3、应做到供电可靠、保证人身和设备安全。要求供电电能质量合格、优质、技术先进和经济合理。设计应采用符合国家现行标准的效率高、能耗低、性能先进的设备。4、应根据整体工程的特点、规模和发展规划,正确处理工程的近、远期的建设发展关系,以近期为主,远、近结合,适当考虑扩建的可能性。二、 对电气主接线的基本要求 变电站的电气主接线应满足供电可靠、调度灵活、运行,检修方便且具有经济性和扩
6、建的可能性等基本要求。(1)供电可靠性:如何保证可靠地(不断地)向用户供给符合质量的电能是发电厂和变电站的首要任务,尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。防止系统因为某设备出现故障而导致系统解裂,这是第一个基本要求。(2)灵活性:其含义是电气主接线能适应各种运行方式(包括正常、事故和检修运行方式)并能方便地通过操作实现运行方式的变换而且在基本一回路检修时,不影响其他回路继续运行,灵活性还应包括将来扩建的可能性。(3)操作方便、安全:主接线还应简明清晰、运行维护方便、使设备切换所需的操作步骤少,尽量避免用隔离开关操作电源。(4)经济性:即在满足可靠性、灵活性、操作方便安全这三个基本要求的前提下
7、,应力求投资节省、占地面积小、电能损失少、运行维护费用低、电器数量少、选用轻型电器是节约投资的重要措施。根据以上的基本要求对主接线进行选择。三、主接线的设计依据 1、负荷大小的重要性2、系统备用容量大小(1) 运行备用容量不宜少于8-10%,以适应负荷突变,机组检修和事故停运等情况的调频需要。 (2) 装有两台及以上的变压器的变电所,当其中一台事故断开时,其余主变压器的容量应保证该变电所60%70%的全部负荷,在计及过负荷能力后的允许时间内,应保证负荷的一、二级负荷供电。四、设计题目:35/6.3kV变电所电气初设计五、设计内容1、建设规模小型终端变电所。容量35/6.3kV变压器2台,年利用
8、小时数=6000小时2、系统连接情况变电所联入系统的电压等级35kV,电源进线为双回路,距离地区变电所8km,阻抗值0.4/km.电力系统在地区变电所35kV母线上的短路容量=1000KVA3、负荷情况变压器低压侧负荷:最大5.8MW, =0.8, =5000小时,一、二级负荷占70%,6kv馈电线路8回,要求6kv母线上的功率因数补偿到0.9,所用电负荷50kw。4、环境条件(1)当地年最高温度38,最热月平均温度28(2)海拔不超过1000m。二、原始资料分析设计此课程,由于主变为35/6.3kv,且为小型终端变电所,其主要起到变换和分配电能的作用,且、类负荷占70%,年利用小时数达到60
9、00小时,因此必须采用供电较为可靠的接线形式,且保证有两路电源供电。以避免万一其中一组电源故障而引起负荷停电。由于只有35kv、6.3kv两个电压等级, 35kv接电源双回路,6.3kv有8回馈线同时接所用电变压器,为保证检修出线断路器时不致该回路停电,为使其具有较高的可靠性,出线端应采取双母分段接线;35kv端得进线为保证可靠,同时降低资金投入,应采取单母分段。当地年最高温度38,最热月平均温度28,海拔不超过1000m。环境条件正常,因此可采用屋外配电装置。由于本期建设的变电所为小型终端变电所,因此不具有前景规划价值。三、主接线方案的拟定 变换和分配电能的可靠性是本变电所的首要问题,主接线
10、的设计,应考虑以下几方面问题:1、 断路器检修时,是否影响连续供电;2、 线路、断路器或母线故障,以及在母线检修的时候,造成馈线停电的回路多少和停电时间长短,能否满足重要的、类负荷对供电的要求;主接线应具有灵活性,能适用多种运行方式的变化,且在检修、故障等特殊状态下操作方便,调度灵活。35kv通过变压器向6.3kv母线供电,为保证其供电可靠性,采用单母分段带旁路、双目带旁路等方式,而6.3kv由于提供地方供电,且一、二级负荷占70%,因此必须采用双母分段接线。根据以上分析,筛选,组合,可保留两种可能的接线方案。方案一:35kv侧采用单母接线,6.3kv侧采用双母分段接线。方案二:35kv侧采用
11、单母接线,6.3kv侧采用单母分段接线。 图2.1方案一:双母分段接线 图2.2方案二:单母分段接线对图2.1及图2.2所示方案、综合比较,见表2-1。项目 方案 方案方案可靠性可靠性高,检修任一段母线时,可不中断供电,即通过倒闸操作将进出线回路都切换至其中一组母线上工作,便可检修另一组母线。母线发生故障后,能迅速恢复供电。 检修任一母线隔离开关时,只需停运该回路。1 简单清晰、操作方便易于发展运行方式灵活2 6.3kv侧为单母分段,可靠性不高 倒闸操作复杂,容易误操作灵活性35kv、6.3kv均多种运行方式,运行灵活,保护装置多方式相对简单,各级电压级接线都便于扩建经济性占地大、设备多、投资
12、大用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资设备少、投资小母联断路器兼作旁路断路器节省投资四、所用电的设计 一般有重要负荷的大型变电所,380220V系统采用单母线分段接线,两台所用变压器各接一段母线,正常运行情况下可分列运行,分段开关设有自动投入装置。每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电,在另一台所用变压器故障或检修停电时,工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷,以保证变电所正常运行。一、用电电源和引接原则如下(1)当变电所有低压母线时;(2)优先考虑由低压母线引接所用电源;(3)所用外电源满足可靠性的要求;(4) 即保持相对独立;(5)当本所一次系统发生故障时;(6)不受波及;(
13、7)由主变压器低绕组引接所用电源时;(8)起引接线应十分可靠;(9)避免发生短路使低压绕组承受极大的机械应力;二、所用变接线一般原则(1)一般采用一台工作变压器接一段母线;(2)除去只要求一个所用电源的一般变电所外;(3)其他变电所均要求安装两台以上所用工作变压器;(4)低压6.3KV母线可采用分段母线分别向两台所用变压器提供电源;(5)以获得较高的可靠性;故所用变设在10KV侧,所用变选择两台S9100/10型所用变压器。五、变压器的选择电力变压器(power transformation文字符号T或TM),是变电所中最关键的一次设备,其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低,以利于电能的合理输送,分配和和适用。一、主变压器台数的选择 正确选择变压器的台数,对实现系统安全经济和合理供电具有重要意义。选择主变压器台数时应考虑原则是:(1)应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一二级负荷的变电所,应采用两台变压器,以便一台变压器发生故障或检修时,另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所,也可以只采用一台变压器,但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联
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