《负荷变电站电气设计指导书(学生).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《负荷变电站电气设计指导书(学生).docx（23页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、河北能源职业技术学院 负荷变电站电气设计 第一章 总体部分系统接线示意图甲变新设计变电所B乙变7KM10KM本所地址在唐山市古冶区，该建所地区绝大部分负荷处于电力系统的末端，供电电压35KV。由于中小企业的发展，使所需用电负荷大大增加，现有变电所乙接近满载。为了满足今后该地区经济建设和人民生活对电力的需要，变电所B的建设势在必行。本所在选取所址时，贯彻了不占良田和少占良田的原则，缩小了占地面积。本所位于交通方便的地带，接近负荷中心，便于线路的引入和引出。所设计变电所，从甲变电所经7KM架空线路取得第一电源 ，从乙变电所经10KM架空线路取得第二电源。负荷变电所B处于市郊，该所向密度不大的小企业
2、供电 ，变电所的低压母线为10KV，全部采用架空线路供电。相关数据资料负荷名称最大负荷平均功率因数供电回路组线路长度需用系数化工厂1.2MVA0.8529KM0.7机械厂1.2MVA0.85210KM0.7棉纺厂0.8MVA0.85211KM0.7机修厂0.5MVA0.65113KM0.8工具制造厂0.3MVA0.5115KM0.8综合负荷10.5MVA0.8114KM0.65综合负荷20.5MVA0.8115KM0.65综合负荷30.5MVA0.8115KM0.65第二章 主线及主接线的确定第一节 主变压器的确定正确的选择主变压器的台数和容量，对供电的可靠性和经济性都有重要意义，对具有一、二
3、类负荷的变电所，主变压器的台数应在两台以上，当选择两台时，要保证变压器的容量大于最大负荷的计算容量。另外，当一台变压器检修或故障时，另一台应能保证重要的负荷用电。变压器容量； （此式根据工矿企业供电P40） Ktp :事故保障系数一般取0.7以上：变电所总的有功计算负荷，kw：变电所人工补偿后的功率因数当考虑发展远景时，可将每台变压器的容量选择大于或等于总的计算容量，在供电中可采用1台主变工作，另一台备用的工作方式，当选取3台变压器时，一般采用2台工作，1台备用的工作方式，每台容量大于50的计算容量，这种接线方案，设备多，占地面积大，系统复杂一般很少采用。考虑到变压器建成后，其供电的可靠性和经
4、济性，选择2台变压器。变电所大的计算负荷： 工矿企业供电其中：有功最大负荷同时系数取0.7：各组用电设备的有功计算负荷之和求出总的计算负荷：加权平均功率因数cos=0.81第二节无功功率补偿无功补偿，就是无功功率人工补偿，以提高供配电系统的功率因数。用户应在提高用电自然功率因数的基础上，按有关标准设计和安装无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或者切除，防止无功电力倒送，供电企业应帮助和督促用户采取措施，提高功率因数。提高功率因数得意义：(一)可以提高电力系统的供电能力。(二)降低网络中的功率损耗。(三)减少网络中的电压损失，提高供电质量。（四）降低电能成本。确定并联电容器人工补偿的方
5、式，设置在10kv母线上进行集中补偿，采用三角形接线。补偿电容器容量计算公式： =（-） 工厂供电公式2-59电容器的电容量变电所的总的有功计算负荷补偿前的无功功率因数补偿后的无功功率因数本设计中： =电容器的个数: N=其中qNc是单个电容器容量 取50N=查表工厂供电，取BWF10.5-50-3型电容器 其中：B：并联电容器 W：十二烷集苯 F:纸，薄膜复合 10.5：额定电压 kv 50：额定容量 kvar 1: 单相=2150=1050kvar补偿后总的无功容量：Q=补偿后的功率因数：变压器的额定视在功率：选两台其中：S：三相L：绕组导线材质（铝）7：设计序号4000：额定容量 kva
6、r35:高压绕组电压等级 kv变压器技术数据型号额定容量（KVA）额定电压KV损耗KW短路电压%空载电流%连接组别高压低压空载短路40003510.55.653206.51.0Y，第三节电气主接线的确定一、电气主接线确定的原则地方变电所由电力系统的地方电网或配电网供电，它供给城市或农业区用电。高压侧一般为35110KV，低压610KV，（选择降压变电所主接线应根据变电所在电力系统中的地位及作用，负荷对供电可靠性的要求等因素确定）变电所主接线是由电力变压器、高压断路器、隔离开关、母线、电流互感器等主要电气设备及连接导线所组成的电路，由于接受和分配电能变电所主接线的方案不同，对变电所电气设备选择及
7、变电所运行的可靠性，灵活性，安全性与经济性有着密切联系。二、主接线方案的确定变压器一次侧采用全桥接线方式，二次侧母线采用单母线分段方式。第三章 短路电流计算第一节 概述一、短路的原因短路是指不同电位的导体之间的电气短接，这是电力系统中最常见的一种故障，也是最严重的一种故障。电力系统出现短路故障，究其原因，主要有以下三个方面：(一) 电气绝缘损坏 这可能是由于电气设备长期运行，其绝缘自然老化而损坏；也可能是由于设备本身质量不好，绝缘强度不够，而被正常电压击穿；也可能是设备绝缘受到外力损伤而导致短路。（二）误操作 例如带负荷误拉高压隔离开关，很可能导致三相弧光短路。又如误将较低电压的设备投入较高电
8、压的电路中而造成设备的击穿短路。（三）鸟兽害 鸟类及蛇鼠等小动物跨越在裸露的不同电位的导体之间，或者被鼠类咬坏设备或导体的绝缘，都会引起短路故障。二、短路电流的危害在供电系统中，最为常见而且危害性最大的故障是各种短路，所谓短路是指供电系统中，不等电位的导体在电气上被短接，由于系统中总阻抗大大减小，因而短路电流很大，强大的短路电流所产生的热效应和电动力效应会使电器设备受到损坏。三、短路种类在三相系统中，可能发生三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。四、计算短路电流的目的短路的后果是十分严重的，必须尽力消除可能引起短路的一切因素，进行短路电流计算，以便正确选择电器设备，使设备具有足够的动稳定
9、性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。为了选择切除短路故障的开关电器，整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件（如电抗器等）也必须算短路电流。第二节 系统接线及电气元件的标么值计算已知：引自甲变电所35KV输电线路L甲=7km系统归算到甲变电所35KV母线最大短路容量S甲=1100MVA,35KV母线最小短路容量S甲min=710MVA,引自乙变电所35KV输电线路L乙=10KM系统归算到乙变电所35KV母线最大短路容量S乙max=700MVA，35KV最小短路容量S乙min=500MVA因电力系统到变电所比较远，可认为是无限大容量系统. 标么值计算：35KV变电
10、站d1 d1 d2 点各种情况下的短路电流值，选取基准容量Sd=1000MVA,基准电压Ud1=37KV，Ud2=10.5KV系统折算到35KV母线的标么电抗值XS= 工厂用电公式3-31其中Soc：极限短路容量系统折算到乙变电所35KV母线的标么电抗值35KV输电线路L甲的标么电抗值Xwl=Xol 工厂用电公式3-33其中：Xo:导线电缆单位长度电抗 L：导线长度 Uc:短路点的计算电压Xo查工厂用电附表3 XO取0.435KV输电线路L乙的电抗标么值每台变压器电抗标么值 XT=其中：Uk%：变压器的短路电压百分值SN:变压器的额定容量Uk%查工厂用电附录表4取6.5第三节d1 d1 点短路
11、电流计算一、甲变电站供电系统d1点短路时相对基准电抗（一）最大运行方式时，d1相对基准电抗三相最大短路电流：I(3)= 工厂供电公式3-35其中：Id基准电流Id= 工厂供电公式3-29I(3)= =三相最大短路容量 Sk(3)= 工厂供电公式3-36（二）最小运行方式下，d1点相对基准电抗两相最小短路短电流IK(2)= 工厂供电公式3-39二、乙变电站供电系统d1点短路时，总相对基准电抗（一）最大运行方式下，d1点相对基准电抗三相短路电流三相最大短路容量（二）最小运行方式下.d1点的相对基准电抗两相最小短路电流第四节d2点短路电流计算一、甲系统最大运行方式下两台主变压器并列运行，最大短路电流
12、计算三相短路电流每台变压器的分流折算到高压侧分流二、乙系统最运行方式下两台主变压器并列运行最大短路电流计算总电抗标幺值三相最大短路电流每台变压器的分流KA折算到高压侧分流三、甲系统最大运行方式两台主变压器分列运行最大短路电流计算三相最大短路电流KA变压器的分流折算到高压侧分流四、乙系统最大运行方式下，两台主变压器分列运行最大短路电流计算折算到高压侧分流五、甲系统最小运行方式下两台主变压器并列运行最小短路电流计算每台变压器的分流折算到高压侧分流六、乙系统最小运行方式下两台主变压器并列运行最小短路电流计算短路电流每台变压器的分流折算到高压侧电流七、甲系统最小运行方式下，两台主变压器分别运行最小短路
13、电流计算总的电抗标幺值短路电流每台变压器的分流折算到高压侧分流八、乙系统最小运行方式下两台主变压器分列运行最小短路电流计算总的电抗标幺值短路电流每台变压器的分流折算到高压侧分流 折算值最大短路电流5.284.961.49最小短路电流2.74562.2490.675变压器支路分流最大值KA2.8630.859变压器支路分流最小值KA1.8240.5472第四章 10KV馈出线保护配置及整定计算10KV馈出线保护配置采用不完全星型接线，这种接线形式简单、经济、广泛采用。它作为相间短路保护的接线在AC两相上装有电流速断保护和过流保护。第一节 电流速断保护速断保护的动作电流按躲过被保护线路末端发生短路
14、是流过保护装置时的最大短路电流来整定：其中IDMAX(3)最大短路电流第一回路化工厂10KV输电线路电抗么值Xwl=X0l1 工厂用电公式3-33其中: X0:电缆单位长度的电抗 查工厂用电附录3 X0取0.4Km L1:线路长度 Sd:基准容量 Ud2:基准电压 每公里电抗系统最大运行方式下，两台变压器并列运行时，线路末端发生短路时，总阻抗标么值： =43.74末端最大短路电流： 一次动作电流 电力系统继电保护式2-12其中： Kk取1.2IOP =1.21.257 =1.5084KA继电器动作电流按系统最小运行方式下，每台变压器分列运行，最小短路电流进行校验（）。 满足要求第二回路机械厂第
15、三回路棉纺厂第四回路机修厂第五回路工具制造厂第六回路综合负荷1第七回路 综合负荷2第八回路 综合负荷3第二节 过流保护过流保护动作电流按跺过最大负荷电流来整定 电力系统继电保护P222第一回路 化工厂一、10KV最大负荷电流：其中： S1：最大负荷 U2：二次电压二、10KV最小运行方式下，短路电流计算：三、过流保护应分别校验本线路近后备的灵敏度及下一线路远后备的灵敏度，作本线路近后备的定值：所以满足灵敏度要求，作下一线路远后备保护省略。第二回路 机械厂一、10KV最大负荷电流：二、10KV最小运行方式下，短路电流计算：三、灵敏度校验：第三回路 棉纺厂一、10KV最大负荷电流：二、10KV最小
16、运行方式下短路电流计算：三、灵敏度校验：第四回路 机修厂一、10KV最大负荷电流： 二、10KV最小运行方式下短路电流计算：三、过流保护应分别校验本线路近后备的灵敏度及下一线路远后备的灵敏度，作本线路近后备的定值：第五回路 工具制造厂一、10KV最大负荷电流：其动作电流：二、10KV最小运行方式下短路电流计算：三、过流保护应分别校验本线路近后备的灵敏度及下一线路远后备的灵敏度，作本线路近后备的定值：第六回路 综合负荷1一、10KV最大负荷电流：其动作电流：二、10KV最小运行方式下短路电流计算：总电抗标幺值三、过流保护应分别校验本线路近后备的灵敏度及下一线路远后备的灵敏度，作本线路近后备的定值
17、：所以满足灵敏度要求，作下一线路远后备保护省略。第七回路 综合负荷2一、10KV最大负荷电流：其动作电流：二、10KV最小运行方式下短路电流计算：三、过流保护应分别校验本线路近后备的灵敏度及下一线路远后备的灵敏度，作本线路近后备的定值：所以满足灵敏度要求，作下一线路远后备保护省略。第八回路 综合负荷3一、10KV最大负荷电流：其动作电流：二、10KV最小运行方式下短路电流计算：三、过流保护应分别校验本线路近后备的灵敏度及下一线路远后备的灵敏度，作本线路近后备的定值：10KV线控制、测量、信号、保护图工作原理、当线路出现短路时，流过电流继电器的电流达到其动作值，则在速度按保护范围内，则保护出口继
18、电器KM线圈带电，接点KM闭合，QF跳闸，信号继电器KS1带电触电逼和给出速断保护动作信号；当在过流保护范围内（或速断保护范围，但速断保护拒绝动作时）经过延时接点KT闭合，跳闸,KS2信号继电器得电，接点KS2闭合流出过流信号。合闸回路：当转换开关SA合闸时，接通器得电，接点KO闭合，合闸线圈YO得电，合闸。跳闸位置回路断路器跳闸KM2掉位继电器带电，KM2触电闭合(在合闸后13，1917通)由WAS母线给出信号。控制回路断线因KM1及KM2总有一个触点打开，一个触点闭合，当2个触点都闭合时说明控制回路有断线故障重合闸回路合闸后，2123接通，线路发生短路故障时，跳路器跳闸KM2接点闭合KT时
19、间继电器带电（不对应原则，SA的2123在合闸后位置而断跳器跳了）经过t时间，KT（1）闭合，KM电压线圈带电，KM(1)和KM(2)闭合，KM3带电自保，经KS，KM3(2) QF触点接通KO重新合闸(只进行一次重合闸) ZPJH 自动频率减载装置负荷重时，频率下降，当线路过负荷使频率下降到允许范围以下（0.5HZ）断路器跳闸，不允许重新合闸，断路器合闸后ZPJH中的出口继电器接点闭合把24短接，（放电不再经过KM所以不会启动合闸回路）防跳：在合闸瞬间58通KO带电合闸。同时KM3防跳闸继电器电流线圈带电，KM3(1)闭合KM3电压线圈带电自保，KM3(2)KM3(3)断开，KO不带电起到防跳作用。参考文献1 刘介才编著.供配电技术（第2版）.比京：机械工业出版社,20052 施怀谨主编.电力系统继电保护（第2版）.重庆：大学出版社，20053 阎晓霞 苏小林编变配电所二次系统（第2版）.北京：中国电力出版社20074 赵明 许谬编著.工厂电气控制设备（第2版）.北京：机械工业出版社，19965 于永源 杨绮雯编著.电力系统分析（第2版）.北京：中国电力出版社，2004结束语经过一个多月的毕业设计，在*老师的悉心指导下，同学们的协作及自己的努力下，我成功地完成了设计任务。23
