AY鐵礦35kV變電站畢業(yè)設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠程教育畢 業(yè) 設(shè) 計題 目： AY鐵礦35KV變電站設(shè)計入 學(xué) 年 月 2013春 姓 名_ _ 學(xué) 號_ _ 專 業(yè) 電力系統(tǒng)繼電保護與自動聯(lián) 系 方 式 學(xué) 習(xí) 中 心 指 導(dǎo) 教 師_ _ 完成時間2015年03月24日AY鐵礦35變電工程設(shè)計總說明目錄1.工程概述1.1 設(shè)計依據(jù)1.2本期工程概述1.3站址所在地理位置1.4設(shè)計范圍2.電力系統(tǒng)概況2.1接入系統(tǒng)方式3工程設(shè)想3.1電氣一次部分工程設(shè)想3.2 電氣二次部分工程設(shè)想3.3 通信部分工程設(shè)想4.圖紙4.1電氣一次部分4.1.1 電氣主接線圖(#3圖)；4.1.2 電氣總平面布置圖(#3

2、圖)； 4.1.3 35kV配電裝置進出線間隔斷面圖(#3圖)；4.2 電氣控制部分4.1.1變壓器控制與信號圖(#3圖)；1）繼電保護系統(tǒng)配置圖2）主編保護測控交直流回路圖3）主變溫控儀原理及接線圖4)主變檔位采集回路圖5）主變低后備保護測控裝置操作回路原理圖6）主變測控裝置網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系圖7）主變差動電流、計量回路原理圖8）主變交流保護、測量回路原理圖9）主變高后備保護測控操作賄賂原理圖專心-專注-專業(yè)1.工程概述1.1設(shè)計依據(jù)1.1.1AY鋼鐵企業(yè)的設(shè)計委托書。1.1.2供電公司文件供電發(fā)展【2015】1號關(guān)于AY鋼鐵企業(yè)35千伏供電方案的批復(fù)。1.1.3電力系統(tǒng)有關(guān)設(shè)計的規(guī)程、規(guī)范。1.1.

3、4AY鋼鐵企業(yè)提供的其他相關(guān)設(shè)計資料及現(xiàn)場踏勘情況的有關(guān)資1.2本期工程概述根據(jù)AY鋼鐵企業(yè)負荷預(yù)測分析及發(fā)展規(guī)劃，擬定該站建設(shè)規(guī)模如下：1.2.1 主變二臺，容量為2×10MVA，電壓等級35/10kV；1.2.2 35kV進線2回；10kV出線6回，備用2回，單母分段接線。1.2.3 無功補償裝置2組：容量2×1000+2×1000kvar。1.2.4 本站按綜合自動化變電站考慮。1.2.5 站用變：35kV站變1臺，容量50kVA；35kV站用變安裝在35kV線路側(cè)，本期建設(shè)。10kV站變1臺，容量50kVA；10kV站用變安裝在10kV母線側(cè)，本期建設(shè)。1

4、.3站址所在地理位置 本變電站位于AY鋼鐵企業(yè)廠區(qū)內(nèi),以10kV電壓線路向鐵礦區(qū)的4個分礦、選礦區(qū)、辦公區(qū)和生活區(qū)等負荷供電，為新建變電站。變電站所址地理位置位于10kV負荷中心附近，出線走廊比較開闊。站址地區(qū)海拔高度500m，地震烈度6度，站址地勢平坦。年最高氣溫40，年最低氣溫-20，最熱月平均最高溫度+30，最大復(fù)冰厚度10mm，最大風(fēng)速為25m/s，主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)；土壤熱阻率t=100cm/W，土壤溫度20，地下水位很低，水質(zhì)良好，無腐蝕性。1.4設(shè)計范圍 電氣一次部分 1) 電氣主接線圖(#3圖)； 2) 電氣總平面布置圖(#3圖)； 3) 35kV配電裝置進出線間隔斷面圖(#3圖

5、)； 電氣控制部分 1) 變壓器控制與信號圖(#3圖)；2.電力系統(tǒng)概況2.1 南召縣電網(wǎng)概況本變電站位于AY鋼鐵企業(yè)廠區(qū)內(nèi),以10kV電壓線路向鐵礦區(qū)的4個分礦、選礦區(qū)、辦公區(qū)和生活區(qū)等負荷供電，為新建變電站。 AY鋼鐵企業(yè)建設(shè)后最大負荷21兆瓦，現(xiàn)在正處于新礦區(qū)建設(shè)階段，原來用電為10kV電源，由于10kV線路線徑較細，供電距離較遠,不僅電壓質(zhì)量不能滿足要求，而且供電能力，安全方面更無從談起。AY鋼鐵企業(yè)從發(fā)展規(guī)劃和附近電網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展情況看， AY鋼鐵企業(yè)規(guī)劃建設(shè)AY鐵礦變電站35kV變電站完全有必要的。 鑒于以上說明，AY鐵礦變電站35kV變電站是完全有必要和可行的，作為為地方服務(wù)的供電

6、部門，應(yīng)該著實考慮企業(yè)發(fā)展所面臨的諸多問題，盡快解決企業(yè)面臨的用電問題，為企業(yè)安全生產(chǎn)用電提供有力保障。2.1接入系統(tǒng)方式2.1.1接入系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃，擬建的AY鐵礦變電站電源接入系統(tǒng)新建35KV輸電線路兩條每條20KM，導(dǎo)線型號為LGJ-185，做為AY鐵礦變電站的電源進線。2.站址選擇我單位各相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員會同電業(yè)局相關(guān)人員對AY鐵礦變電站站址進行了現(xiàn)場勘察，經(jīng)與當?shù)匾?guī)劃部門協(xié)商并考慮該區(qū)域負荷的分布、規(guī)劃及自然狀況和交通及線路進出線情況最終確定站址位于AY鋼鐵企業(yè)廠區(qū)內(nèi),以10kV電壓線路向鐵礦區(qū)的4個分礦、選礦區(qū)、辦公區(qū)和生活區(qū)等負荷供電，該站址所在地為一片荒地，土地性質(zhì)屬于規(guī)劃工

7、業(yè)用地，已與當?shù)赝恋睾鸵?guī)劃部門達成協(xié)議，允許建站。站址照片如下：該站具有以下優(yōu)點：1）按該處地形及接入系統(tǒng)位置，進出線方向為東西方向，35kV 線路東進，10kV線路西出，該處地形開闊，進出線不受地形及建筑物限制。2）交通運輸方便。3）該處地質(zhì)條件較好，場地穩(wěn)定，地表土質(zhì)以黃土狀亞粘土為主，該處地下水為穩(wěn)定潛水，深度50-80米。地震基本烈度：6度。4）根據(jù)水利局證實，該處50年來未出現(xiàn)過任何洪水災(zāi)害。站區(qū)應(yīng)采取可靠的防洪措施或與地區(qū)的防洪標準一致。5）該站址周圍沒有嚴重的污染源，按照河南省電力系統(tǒng)污區(qū)分布圖屬于d級污穢區(qū)。6)基建電源：站址西側(cè)約100米有10kV架空線路。3工程設(shè)想3.1電

8、氣一次部分工程設(shè)想3.1.1變電站建設(shè)及設(shè)備選擇原則AY鐵礦變電站位于AY鋼鐵企業(yè)廠區(qū)，根據(jù)供電區(qū)污穢等級分布圖顯示，該地區(qū)污穢等級d級，變電站宜按戶外式站建設(shè)。變電站應(yīng)以占地少、設(shè)備可靠性高、操作維護簡單的原則建設(shè)。變電站一次主接線宜盡量簡化，主要電氣設(shè)備盡量選用少維護或檢修周期長、運行安全穩(wěn)定的設(shè)備。變電站套用國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計35KV變電站分冊A3型典型設(shè)計。3.1.2 建設(shè)規(guī)模及技術(shù)方案論證3.1.2.1 主變?nèi)萘考俺鼍€規(guī)模根據(jù)供電區(qū)電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃本期建設(shè)規(guī)模為：主變2×10.0MVA，35kV電源進線2回, 線路-變壓器組接線。10kV出線6回，單母線分段接線，電

9、纜出線。 3.1.2.2 無功補償容量根據(jù)電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則及并聯(lián)電容器裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程要求，電容器安裝容量可按主變壓器容量的10%-30%確定，補償容量按主變壓器容量的20%設(shè)計，本期裝設(shè)并聯(lián)無功補償電容器的容量為2×1000+2×1000kvar，電容器室外布置。3.1.2.3系統(tǒng)中性點運行方式根據(jù)國家電力行業(yè)標準交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合(DL/T 620-1997)要求，該站35kV系統(tǒng)、10kV系統(tǒng)中性點采用不接地運行方式。3.1.2.4 過電壓保護作為防直擊雷保護裝置，在站內(nèi)裝設(shè)35米高獨立避雷針1支；在控制室和輔助間房頂裝設(shè)避雷帶，作為防雷

10、電侵入波及操作過電壓保護裝置；在35kV母線側(cè)和母線PT側(cè)裝設(shè)YH5WZ-51/134W型避雷器。3.1.3 電氣主接線及電氣布置3.1.3.1 電氣主接線根據(jù)AY鐵礦供電區(qū)負荷預(yù)測情況，35kVAY鐵礦變電站目前擬建規(guī)模如下： 35kV主接線：采用內(nèi)橋接線，最終進出線2回，本期2回，為線路變壓器組接線。 10kV主接線：采用單母線分段接線，最終規(guī)模8回，均電纜出線，本期6回、備用兩回，本期采用單母線接線。3.1.3.2 電氣平面布置根據(jù)變電站地理位置、周圍環(huán)境特點、進出線方式及走向等因素，并本著節(jié)省投資與節(jié)約土地相結(jié)合的原則，變電站配電裝置采用半戶外布置方式。變電站35kV線路為架空西進；1

11、0kV出線以電纜方式向東引出。變電站東西長36.1米，南北寬40米，圍墻內(nèi)占地面積1444平方米。變電站建筑面積178.55方米。含圍墻外1.0米占地面積為1600平方米，合2.4畝；站外3.5米道路20米，進站道路126.5平方米。變電站總占地面積1770.7平方米，合2.656畝。具體布置為：35kV配電裝置以普通中型方式布置在站內(nèi)西側(cè)，10kV配電裝置布置位于站內(nèi)東側(cè)，主變壓器布置位于站區(qū)中央；10kV無功補償裝置布置在站區(qū)北側(cè)適當位置，控制室和輔助間在站內(nèi)南側(cè)。在主變壓器和35kV設(shè)備區(qū)之間設(shè)有站內(nèi)道路和運輸通道，以便于設(shè)備運輸。變電站進站道路設(shè)在站區(qū)東側(cè)。3.1.4 短路電流計算及主

12、要設(shè)備選型3.1.4.1 短路電流計算由于AY鐵礦變建成后，考慮1#、2#主變帶10kV母線負荷運行情況下，阻抗已歸算為基準容量為100MVA的標幺值。短路電流計算結(jié)果見表短路電流計算結(jié)果表短路點位置短路點平均工作電壓（kV）短路電流起始值（kA）短路電流沖擊值（kA）35kV母線373.0237.70710kV分列運行10.54.3411.0710kV并列運行10.56.17215.73考慮到電力規(guī)劃，參考各電壓等級的短路電流，AY鐵礦變設(shè)備開斷能力選擇如下：35kV 母線： 31.5kA10kV 母線： 25kA3.1.4.2 主要設(shè)備選型(1)主變壓器選型根據(jù)變電站的具體位置、主變壓器布

13、置方式、用電負荷性質(zhì)及變電站周圍環(huán)境特點，主變壓器應(yīng)選用低損耗、全密封、免維護的自冷式、有載調(diào)壓變壓器。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，選用SZ11-10000/35，額定電壓為35±3×2.5%/10.5kV，接線組別為：Yn，d11。(2)35kV配電裝置選型 35kV配電裝置選用可靠性高、操作簡便、檢修周期長的ZW30-40.5/1250型真空斷路器，內(nèi)附套管CT，電流比為200300400/5，級次組合為0.2S/0.5/5P20/5P20，配用彈簧機構(gòu)和XW1-1G型端子箱；隔離開關(guān)選用GW4-40.5DW/2500、GW4-40.5W/2500型；電壓互感器選用JDZXW-35

14、型,額定電壓比：35/3 / 0.1/3 / 0.1/3 / 0.1/3kV精度級次組合：0.2/0.5/3P，配一只LXQ-35型消諧器，配用XW1-1G型端子箱；避雷器選用YH5WZ-51/134W型, 配在線監(jiān)測型計數(shù)器。站用變采用S11-50/35型，本期工程所選用設(shè)備的外絕緣泄露比距要求不小于3.1cm/kV。(3)10kV配電裝置選型10kV配電裝置選用KYN28-12型小車式開關(guān)柜，電流互感器選用LZZBJ9-10型，電壓互感器選用JDZX10-10型，避雷器選用YH5W-17/45型。(4)無功補償裝置選型無功補償裝置選用體積小、占地少、安裝維護方便、具有遠方操作調(diào)容功能的TB

15、B10-334-AK密集型并聯(lián)電容器。并聯(lián)電容器裝置采用中性點不接地的星形接線方式。3.1.5 站用電站用電源一：本期在35kV進線線路側(cè)接站用變一臺、采用油浸變壓器：S11-50kVA 35/0.4kV。站用電源二：由10 kV臨時基建電改為正式站用備用電源。3.1.6防雷及接地本變電所采用1支35米獨立避雷針對直擊雷進行保護。為防止雷電侵入波及操作過電壓對電氣絕緣的危害，在35kV母線、PT側(cè)分別裝設(shè)避雷器。本變電所的接地采用以水平敷設(shè)扁鋼接地帶為主，輔以角鋼接地極的混合接地網(wǎng)。避雷針設(shè)單獨接地裝置，變電所大門與人行道相鄰處設(shè)與主接地網(wǎng)連接的均壓帶。主控室敷設(shè)銅接地網(wǎng)，以一點與主接地網(wǎng)相連

16、接。3.1.7 全站照明照明電壓為220伏。事故照明負荷在正常電壓消失時由蓄電池通過逆變器供電。主控室照明采用嵌入式格柵熒光燈，其它室內(nèi)采用一般熒光燈和白熾燈照明。室外照明在設(shè)備區(qū)采用旋轉(zhuǎn)投光燈，在庭院內(nèi)采用庭院燈照明。主控室、10千伏配電室及主要通道均裝設(shè)事故照明。3.1.8 電纜敷設(shè)與防火所內(nèi)采用電纜溝及埋管暗敷方式。10kV出線采用電纜時，電纜經(jīng)電纜溝至配電室外，直埋至電纜終端桿。微機監(jiān)控和微機保護的電流、電壓、信號接入點引入線均采用屏蔽電纜。電纜防火阻止延燃措施按國標GB50217-94電力工程電纜設(shè)計規(guī)范中電纜防火與阻止延燃措施進行設(shè)計。3.2 電氣二次部分工程設(shè)想3.2.1 簡述本

17、工程按綜合自動化進行配置，按無人值班，有人值守站設(shè)計。根據(jù)當前國內(nèi)變電站綜合自動化的發(fā)展趨勢，以及變電站工作管理機制的要求，本變電站擬采用綜合自動化的控制方式。其綜合自動化設(shè)備采用保護測控一體化的形式裝置。它通過標準通信接口與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)進行信息交流，完成對設(shè)備保護、監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)等功能，并能與調(diào)度通訊實現(xiàn)五遙。3.2.2 系統(tǒng)繼電保護方案AY鐵礦變電站主變壓器、10kV線路、10kV電容器均采用微機保護。主控室，共12個屏位，本期綜自與交直流設(shè)備、主變電度表組屏9面，視頻監(jiān)控柜1面，通信柜1面，預(yù)留1面屏。屏體尺寸2260×800×600mm，色調(diào)一致，采用柜后加門結(jié)構(gòu)形式

18、。組屏原則：1#、2#主變壓器單獨組2面屏； 10千伏配電裝置采用保護測控一體化微機保護裝置，就地安裝于開關(guān)柜。3.2.3 二次回路技術(shù)參數(shù)直流電壓220V，交流電壓380V/220V。電流互感器二次電流5A，電壓互感器二次電壓100V。3.2.4 防誤操作系統(tǒng)1本站配置微機五防系統(tǒng)一套五防閉鎖，由綜合自動化裝置的五防子系統(tǒng)完成。3.2.5 電能計量表計的配置計量裝置采用全電子式多功能電子表，并通過監(jiān)控系統(tǒng)向遠方傳送，準確度0.5s級。3.2.6 變電站綜合自動化系統(tǒng)3.2.6.1 數(shù)據(jù)實時采集變電站綜合自動化系統(tǒng)實時采集包括模擬量、狀態(tài)量、脈沖量。1.模擬量主要采集： 10kV 母線電壓；線

19、路、主變、電容器組的電流和功率；變壓器的油溫；直流系統(tǒng)及交流系統(tǒng)的電壓、電流等數(shù)據(jù)。2.狀態(tài)量主要采集：斷路器、隔離刀閘狀態(tài)；有載調(diào)壓分接頭開關(guān)位置；各種保護異常或動作狀態(tài)；各種自動化設(shè)備的異?；騽幼鳡顟B(tài)。3.脈沖量，由電度表輸出脈沖信號，采集后累計或峰、平、谷時段分段累計。3.2.6.2 保護管理功能變電站自動化系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)與微機型的繼電保護、其他自動化裝置、智能直流系統(tǒng)進行信息交換。并可查詢保護定值，授權(quán)修改保護定值，能夠在遠方復(fù)歸保護及自動裝置。3.2.6.4 自診斷和管理功能變電站自動化系統(tǒng)在線運行時，能對系統(tǒng)內(nèi)的軟硬件定時進行自診斷，在診斷出故障時應(yīng)能夠自動閉鎖或退出故障單元，并發(fā)

20、出告警信號，并能進行歷史數(shù)據(jù)、事件報告的存儲及輸出。3.2.6.5 當?shù)毓δ茏冸娬井數(shù)睾笈_系統(tǒng)不但能夠監(jiān)控全站所有設(shè)備，還應(yīng)滿足以下要求：友好的人機界面，便于運行人員掌握和操作，實現(xiàn)畫面、數(shù)據(jù)顯示，并根據(jù)運行需要打印各種信息和報表。能對保護及其它裝置動作記錄和變電站運行的各種電氣參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)進行存儲、統(tǒng)計、處理。建立完整的運行操作、設(shè)備管理檔案。當電力系統(tǒng)和運行設(shè)備發(fā)生故障，能自動順序記錄；當設(shè)備運行異常，測量值越限時，能自動報警。編輯、制作、打印操作票。3.2.7 保護配置(1)主變保護a.差動速斷保護；b.比率差動保護；c.重瓦斯跳閘與發(fā)信；d.有載調(diào)壓開關(guān)瓦斯跳閘與發(fā)信；e.油溫過高；

21、f壓力釋放閥動作。(2)主變后備保護（3）35kV側(cè)后備保護：a. 電流保護，一段定值，一段時限；b. b.過負荷報警；c.PT斷線告警或閉鎖保護；d.過負荷閉鎖有載調(diào)壓。 （4）10kV側(cè)后備保護a.電流保護，兩段定值，兩段時限，一段定值跳10kV 分段，二段定值時限跳本側(cè)開關(guān)；b.過負荷報警；c.PT斷線告警或閉鎖保護；d.過負荷閉鎖有載調(diào)壓。 (5) 10kV線路保護a. 三段式電流保護；b.三相一次重合閘；c.后加速過電流；d.低周減載。(6)10kV電容器保護a. 電流速斷；b.過流保護；c.過壓、欠壓保護；d.電容器三相電壓不平衡電壓保護。3.2.8 交、直流一體化電源部分本站采用

22、交直流一體化電源系統(tǒng)，站內(nèi)交流、直流、UPS（逆變）、通信DC/DC等電源采用一體化設(shè)計、一體化配置、一體化監(jiān)控，其運行工況和信息數(shù)據(jù)通過一體化電源總監(jiān)控裝置進行集中監(jiān)控，并通過以太網(wǎng)通信接口以DL/T860標準數(shù)據(jù)格式接入站內(nèi)計算機監(jiān)控系統(tǒng)后臺，實現(xiàn)對一體化電源系統(tǒng)的遠程監(jiān)控維護管理。變電所自動化系統(tǒng)要求配置安全可靠的交、直流電源，本工程直流操作系統(tǒng)采用單母線接線，直流母線系統(tǒng)電壓220伏，單充單蓄配置；高頻開關(guān)電源模塊：3×10安。蓄電池選用閥控式密閉鉛酸蓄電池：100安時、12伏、18只。智能型高頻開關(guān)電源柜對蓄電池、直流系統(tǒng)實現(xiàn)實時管理，并可與變電站監(jiān)控系統(tǒng)接口。變電站不再設(shè)

23、置專用通信電源，采用兩套DC220/DC48模塊裝置給通信裝置提供電源，充電模塊容量為20安。交流380V電源采用單母線接線，本期交流電源引接自2臺站用變低壓側(cè)。兩路交流電源輸入，可實現(xiàn)手動和自動切換，交流系統(tǒng)設(shè)置380V交流電源柜1面，布置在二次設(shè)備室。全站設(shè)一套交流不間斷電源逆變系統(tǒng)（UPS），采用模塊化結(jié)構(gòu)，容量2kVA，不自帶電池。輸出交流電壓220V，50Hz，直流電源取自站內(nèi)直流系統(tǒng)，滿負荷放電時間2小時。除滿足全站計算機監(jiān)控系統(tǒng)主機、各工作站、打印機等設(shè)備的供電要求外，同時作為火災(zāi)報警、電量計費等裝置的交流不停電電源。UPS裝置裝于交流屏內(nèi)。3.2.9火災(zāi)報警系統(tǒng)本站裝設(shè)一套火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，由火災(zāi)報警控制器、感溫感煙探測器、感溫電纜、聲光報警器、手動報警按鈕等設(shè)備組成?；馂?zāi)報警控制器裝設(shè)在控制室入口處。聲光報警器、手動報警按鈕裝設(shè)在控制室及高壓室的主要通道或出入口處明顯部位。感溫感煙探測器均布在控制室、資料室及配電室；感溫電纜布在控制室地板下及電纜溝內(nèi)電纜密集部