新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计说明书35KV降压变电所课程设计专业班级:电气自动化08-37(4)班学生姓名:陈卓指导教师:何颖完成日期:2010年12月10日新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计任务书10/11学年第1学期2010年12月10日专业电气自动化班级08-37(4)课程名称供配电课程设计设计题目35KV降压变电所课程设计指导教师何颖起止时间12.1—12.10周数1设计地点仓校设计目的:通过课程设计巩固本课程理论知识,掌握工厂配电设计的基本方法,通过解决各种实际问题,培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力,同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解,在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练,为今后的工作奠定基础。
设计任务或主要技术指标:掌握负荷计算和无功功率计算及补偿;变电所位置和形式的选择;变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择;短路电流的计算;变电所一次设备的选择与校验;变电所高、低压线路的选择;变电所二次回路方案选择及继电保护的整定;防雷和接地装置的确定。
设计进度与要求:要设计出接地和防雷措施。
主要参考书及参考资料:1电气工程设计手册2黄纯华编.发电厂电气部分课程设计参考资料,天津大学出版社.3西北电力设计院编著.发电厂变电所电气接线和布置教研室主任(签名)系(部)主任(签名)年月日新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计评定意见设计题目:35千伏降压变电所课程设计学生姓名:陈卓班级08-37(4)评定意见:评定成绩:指导教师(签名):年月日评定意见参考提纲:1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2.学生的勤勉态度。
3.设计或说明书的优缺点,包括:学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
摘要本次设计以10KV站为主要设计对象,分为任务书、计算说明书二部分,同时附有1张电气主接线图加以说明。
该变电站设有2台主变压器,站内主接线分为35kV、和10kV两个电压等级。
两个电压等级均单母线分段带旁路母线的接线方式。
本次设计中进行了电气主接线图形式的论证、短路电流计算、主要电气设备选择及校验(包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器)。
关键词:变电所;短路电流;电气主接线目录1.分析原始资料 (1)2.主变压器容量、型号和台数的选择 (3)2.1主变压器的选择 (3)2.2主变台数选择 (3)2.3主变型号选择 (3)2.4主变压器参数计算 (3)3.主接线形式设计 (5)3.110kV出线接线方式设计 (5)3.235kV进线方式设计 (5)3.3总主接线设计图 (6)4.短路电流计算 (7)4.1短路计算的目的 (7)4.2变压器等值电抗计算 (7)4.3短路点的确定 (8)4.4各短路点三相短路电流计算 (9)4.5短路电流汇总表 (10)5.电气一次设备的选择 (11)5.1高压电气设备选择的一般标准 (11)5.2高压断路器及隔离开关的选择 (12)5.3导体的选择 (16)5.4电流互感器的选择 (17)5.5电压互感器的选择 (18)6.防雷 (21)6.1防雷设备 (21)6.2防雷措施 (21)6.3变配电所的防雷措施 (22)7.接地 (23)7.1接地与接地装置 (23)7.2确定此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢 (23)总结 (25)致谢 (26)参考文献 (27)1.分析原始资料1、变电站类型:35kv 地方降压变电站2、电压等级:35kV/10kV3、负荷情况35kV :最大负荷12.6MVA10kV :最大负荷8.8MVA4、进,出线情况:35kV 侧2回进线10kV 侧6回出线5、系统情况:(1)35kv 侧基准值:S B =100MVA U B1=37KV Ω====×==69.131003756.1373100322221111B B B B B B S U Z KA U S I (2)10kV 侧基准值:S B =100MVAU B2=10.5KV Ω====×==1025.11005.105.55.103100322222122B B B B B B S U Z KA U S I (3)线路参数:35kv 线路为LGJ-120,其参数为r 1=0.236Ω/kmX 1=0.348Ω/km436.0348.0236.02221211=+=+=x r z Ω/kmZ=z 1*l=0.436*10=4.36Ω318.069.1336.41*===B Z Z Z 6、气象条件:最热月平均气温30℃变电站是电力系统的需要环节,它在整个电网中起着输配电的重要作用。
本期设计的35kV 降压变为10kV 地方变电站,其主要任务是向县城和乡镇用户供电,为保证可靠的供电及电网发展的要求,在选取设备时,应尽量选择动作可靠性高,维护周期长的设备。
根据设计任务书的要求,设计规模为10kV 出线6回,35Kv 进线2回;负荷状况为35kV 最大12.6MVA,10kV 最大8.8MVA。
本期设计要严格按《电力工程手册》、《发电厂电气部分》等参考资料进行主接线的选择,要与所选设备的性能结合起来考虑,最后确定一个技术合理,经济可靠的最佳方案。
2.主变压器容量、型号和台数的选择2.1主变压器的选择变电所主变压器的容量一般按照变电所建成后5-10年的规划负荷考虑,并应按照其中一台停用时其它变压器能满足变电所最大负荷S max的60%或全部重要负荷选择,即:S N=0.6Smax/(N-1)(MVA)式中N为变电所主变压器台数,本题目中N=2。
注:本变电所输出总容量为,S=3P/cosΦ+3S1=8800KVA2.2主变台数选择根据题目条件可知,主变台数为两台。
2.3主变型号选择本变电所有35kV、10kV两个电压等级,根据设计规程规定,“具有两个电压等级的变电所中,首先考虑双绕组变压器。
根据以上条件,选择S9-6300/35变压器。
2.4主变压器参数计算额定电压高压侧35±2×2.5%,低压侧10.5kV,连接组别为YN,d,11阻抗电压百分数Uk%=7.5%,Pk=34.50KW.Ω=+=+=Ω=××=××=Ω=××=××=62.1458.14065.158.143.6100355.7100065.13.610003550.3410002222222222T T T N N K T N N K T X R Z S U U X S U P R3.主接线形式设计根据设计任务书的要求和设计规模。
在分析原始资料的基础上,参照电气主接线设计参考资料。
依据对主接线的基本要求和适用范围,确定一个技术合理,经济可靠的主接线最佳方案。
3.110kV出线接线方式设计对于10KV有六回出线,可选母线连接方式有分段的单母线接线,单母线带旁路母线接线,双母线接线及分段的双母线接线。
根据要求,单母线带旁路母线接线方式满足“不进行停电检修”和经济性的要求,因此10KV母线端选择单母线带旁路母线接线方式。
3.235kV进线方式设计本题目中有两台变压器和两回输电线路,故需采用桥形接线,可使断路最少。
可采用的桥式接线种类有内桥接线和外桥接线。
外桥形接线的特点为:①供电线路的切入和投入较复杂,需动作两台断路器并有一台变压器停运。
②桥连断路器检修时,两个回路需并列运行,③变压器检修时,变压器需较长时间停运。
内桥形接线的特点为:①变压器的投入和切除较为复杂,需动作两台断器,影响一回线路的暂时供电②桥连断路器检修时,两个回路需并列运行,③出线断路器检修时,线路需较长时间停运。
其中外桥形接线满足本题目中“输电线路较短,两变压器需要切换运行”的要求,因此选择外桥接线。
3.3总主接线设计图图3-1主接线设计4.短路电流计算4.1短路计算的目的(1)选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备。
(2)为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确确定其参数,必须对电力网发生的各种短路进行计算和分析(3)在设计和选择电力系统和电气主接线时,为了比较各种不同的方案的接线图,确定是否采用限制短路电流的措施等,都要进行必要的短路计算。
(4)进行电力系统暂态稳定计算,研究短路时用电客户工作的影响等。
也包含一部分短路计算。
4.2变压器等值电抗计算(1)35KV 侧基准值,标幺值计算取S B =100MVAU B1=37KV(规定)(B 表示基准值、N 表示额定值)068.169.1362.14*946.03735*69.1356.1*337356.137*310031111111111======Ω======B T T B N B B B B B B Z Z Z U U U I U Z KA U S I (2)10KV 侧基准值,标幺值计算取S B =100MVAU B =10.5KV(规定)952.05.1010*1025.15.5*35.1035.55.10*3100322222222===Ω======B N B B B B B B U U U I U Z KA U S I4.3短路点的确定在正常接线方式下,通过电器设备的短路电流为最大的地点称为短路计算点,比较断路器的前后短路点的计算值,比较选取计算值最大处为实际每段线路上短路点。
基于该原则选取短路点如下:35KV线路上短路点为F3,F410KV线路上短路点为F1,F2图4-1短路点标示图4.4各短路点三相短路电流计算(1)F1点短路三相电流IF1计算等值电路如下左图示Ω=++==×=×=Σ93.02068.12318.0237.06.593.0946.05.5*11111Z KA Z U I I B F 图4-2短路点标示图(2)F2点短路三相电流IF2计算等值电路如上右图示Ω=++==×=×=Σ464.1068.12318.0237.055.3464.1946.05.5*22112Z KA Z U I I B F (3)F3点短路三相电流IF3计算等值电路如下左图示Ω=+==×=×=Σ396.02318.0237.0727.3396,0946.056.1*331 23 ZKA ZUIIBF(4)F4点短路三相电流IF4计算等值电路如上右图示Ω=+==×=×=Σ555.02318.0237.066.2555.0946.056.1*44124 ZKA ZUIIBF4.5短路电流汇总表表4-1短路电流汇总:短路点F1F2F3F4短路电流5.6 3.55 3.737 2.665.电气一次设备的选择5.1高压电气设备选择的一般标准导体和电器的选择设计、必须执行国家的有关技术、经济的政策,并应做到技术先进、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地,以满足电力系统安全经济运行的需求。