變電所電氣部分設(shè)計

=0.89=120.2（A）其中：P30——三相線路最大負(fù)荷功率，kw；UN——線路額定電壓，v；Cosφ——負(fù)荷的功率因數(shù)。已知Hmax=4000h根據(jù)我國規(guī)定的導(dǎo)線和電纜經(jīng)濟(jì)電流密度jec查得鋁合金架空線jec=1.15(mm2)則得出經(jīng)濟(jì)截面:Aec==104.5(mm2)查表得標(biāo)準(zhǔn)截面為120mm2。由于是在本電站是設(shè)計在有一定海拔，雷電日較多的黃土上，根據(jù)輸配電設(shè)備手冊應(yīng)該選用LGJ型鋼芯鋁絞線。LGJ-120型鋼芯鋁絞線在30℃時的允許載流量Ial=357(A)>I30=120.2A,因此滿足發(fā)熱條件。再查架空線裸導(dǎo)線的最小截面積參數(shù)表可以得知35kv鋁及鋁合金的最小截面積Amax=35mm2，鋼芯鋁線的最小截面積Amax=25mm2查表得到參數(shù)：r1=0.27Ω/kmX1=0.40Ω/km=0.4825Ω/kmZ=z1?l=0.4825ⅹ7ⅹ2=6.756Ω=0.48410kv母線選擇10kV母線長期工作電流==727.48A選用LMY—12010型立放矩形鋁母線，，長期允許電流為1680A,母線平放時乘以0.95,則允許電流為1596A，滿足要求。動穩(wěn)定校驗10kV母線固定間距取l=2000mm，相間距取a=300mm，母線短路沖擊電流=10.45kA，計算母線受到的電動力，即=135.87kgf1332.88N（1kgf=9.81N）計算母線受的彎曲力矩，母線水平放置，截面為1006mm2，則b=6mm，h=100mm，計算截面系數(shù)，即。熱穩(wěn)定要求最小截面，選擇的LMY—120型矩形母線截面大于熱穩(wěn)定最小截面要求35.75mm2，故滿足要求.結(jié)論：35kv側(cè)架空線選擇LGJ-120型鋼芯鋁絞線10kv母線選擇LGJ-185型鋼芯鋁絞線10kv側(cè)電纜選擇YLV-185型電纜中性線（N線）截面的選擇：按A0≥0.5Aφ,選擇70mm2,95mm2(Aφ=Aec)保護(hù)線（PE線）截面的選擇：Ape≥Aφ,故選擇120mm2,185mm2,6.5配電裝置的選擇配電裝置是變電所的重要組成部分，配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量電器，母線和必要的輔助設(shè)備組建成的總體裝置。其作用是正常運(yùn)行情況下，用來接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時，迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。為此，配電裝置應(yīng)滿足下述基本要求。1保證運(yùn)行可靠；2便于操作、巡視和檢修；3保證工作人員的安全；4力求提高經(jīng)濟(jì)性；5具有擴(kuò)建的可能。配電裝置按電氣設(shè)備的裝設(shè)地點(diǎn)不同，可以分為屋內(nèi)和屋外配電裝置；按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式。6.5.135kV屋外配電裝置本設(shè)計的35kV配電裝置采用戶外半高型布置，變壓器戶外布置。屋外配電裝置將所有電氣設(shè)備和母線都裝設(shè)在露天的基礎(chǔ)、支架或構(gòu)架上。屋外配電裝置的結(jié)構(gòu)形式，除與電氣主接線、電壓等級和電氣設(shè)備類型有密切關(guān)系外，還與地形地勢有關(guān)。根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可分為中型配電裝置、高型配電裝置和半高型配電裝置。半高型配電裝置是將母線置于高一層的水平面上，與斷路器、電流互感器、隔離開關(guān)上下重疊布置，其占地面積比普通中型較少30%。半高型配電裝置介于高型和中型之間，具有兩者的優(yōu)點(diǎn)，除母線隔離開關(guān)外，其余部分與中型布置基本相同，運(yùn)行維護(hù)仍較方便。6.5.210kV高壓開關(guān)柜本設(shè)計10kV側(cè)采用高壓開關(guān)柜的配電裝置。按照電氣主接線的標(biāo)準(zhǔn)配置或用戶的具體要求，將同一功能回路的開關(guān)電器、測量儀表、保護(hù)電器和輔助設(shè)備都組裝在全封閉或半封閉的金屬殼（柜）體內(nèi)，形成標(biāo)準(zhǔn)模塊，由制造廠按主接線成套供應(yīng)，各模塊現(xiàn)場裝配而成的配電裝置稱為成套配電裝置。成套配電裝置分為低壓配電屏（或開關(guān)柜）、高壓開關(guān)柜和SF6全封閉組合電器三類。選用XGN2—10型固定式開關(guān)柜，該型開關(guān)柜用于3kV、6kV、10kV三相交流50Hz系統(tǒng)中作為接受和分配電能之用，特別適用于頻繁操作的場合。開關(guān)柜符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB3906—1991《3—35kV交流金屬封閉式開關(guān)設(shè)備》及國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC298的要求，并且有“五防”閉鎖功能—防止誤分、誤合斷路器，防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)，防止帶電掛地線，防止帶地線合閘、防止誤入帶電間隔。表7.9XGN2—10型固定式開關(guān)柜的技術(shù)參數(shù)XGN2—10系統(tǒng)額定電壓10kV電壓10kV最高工作電壓11.5kV額定電流2000—3150A長期工作電流363.74額定開斷電流40kA短路電流周期分量6.92kA額定動穩(wěn)定電流100kA短路沖擊電流最大值12.73kA額定熱穩(wěn)定電流40kA熱穩(wěn)定30.34[（kA）2S]熱穩(wěn)定時間4S操作方式電磁式、彈簧儲能式——7無功補(bǔ)償(1)無功補(bǔ)償概述電力系統(tǒng)中有許多根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，如變壓器、電動機(jī)、感應(yīng)爐等。都是依靠磁場來傳送和轉(zhuǎn)換電能的電感性負(fù)載，在電力系統(tǒng)中感應(yīng)電動機(jī)約占全部負(fù)荷的50%以上。電力系統(tǒng)中的無功功率很大，必須有足夠的無功電源，才能維持一定的電壓水平，滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。電力系統(tǒng)中的無功電源由三部分組成：1發(fā)電機(jī)可能發(fā)出的無功功率（一般為有功功率的40%~50%）。2無功功率補(bǔ)償裝置（并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機(jī)）輸出無功功率。3110kV及以上電壓線路的充電功率。電力系統(tǒng)中如無功功率小，將引起供電電網(wǎng)的電壓降低。電壓低于額定電壓值時，將使發(fā)電、送電、變電設(shè)備均不能達(dá)到正常的出力，電網(wǎng)的電能損失增大，并容易導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩而解列，造成大面積停電，產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和政治影響。電壓下降到額定電壓值的60%~70%時，用戶的電動機(jī)將不能啟動甚至造成燒毀。所以進(jìn)行無功補(bǔ)償是非常有必要的。(2)無功補(bǔ)償?shù)挠嬎阊a(bǔ)償前cos=0.86，求補(bǔ)償后達(dá)到0.9。因此可以如下計算：設(shè)需要補(bǔ)償XMva的無功則cos=（3-2）==0.9解得X=48.25MVar(3)無功補(bǔ)償裝置無功補(bǔ)償裝置分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置兩大類。并聯(lián)補(bǔ)償裝置又可分為同期調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、靜補(bǔ)裝置等幾大類。同期調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動機(jī)在過勵磁時運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供可無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無功，維持電網(wǎng)電壓，并可以強(qiáng)勵補(bǔ)償容性無功，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在我國經(jīng)常在樞紐變電所安裝同步調(diào)相機(jī)，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。靜止補(bǔ)償器有電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據(jù)電壓需要，向電網(wǎng)提供快速無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性的無功，降低電壓波動和波形畸變率，全面提高電壓質(zhì)量，并兼有減少有功損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低工頻過電壓的功能。其運(yùn)行維護(hù)簡單，功耗小，能做到分相補(bǔ)償，對沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但設(shè)備造價太高，本設(shè)計中不宜采用。電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功功率，運(yùn)行時功率損耗亦較小。綜合比較以上三種無功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置，并且采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞健?4)并聯(lián)電容器裝置的分組1分組原則①對于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_設(shè)備，例如電動機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與該設(shè)備相連接，并與該設(shè)備同時投切。②配電所裝設(shè)的并聯(lián)電容器裝置的主要目的是為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。此時，為保證一定的功率因數(shù)，各組應(yīng)能隨負(fù)荷的變化實(shí)行自動投切。負(fù)荷變化不大時，可按主變壓器臺數(shù)分組，手動投切。③終端變電所的并聯(lián)電容器裝置，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償主變壓器的無功損耗。此時，各組應(yīng)能隨電壓波動實(shí)行自動投切。投切任一組電容器時引起的電壓波動不應(yīng)超過2.5%。2分組方式并聯(lián)電容器的分組方式主要有等容量分組、等差級數(shù)容量分組、帶總斷路器的等容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。這幾種方式中等容量分組方式，分組斷路器不僅要滿足頻繁切合并聯(lián)電容器的要求，而且還要滿足開斷短路的要求，這種分組方式應(yīng)用較多，因此采用等容量分組方式。并聯(lián)電容器裝置的接線并聯(lián)電容器裝置的接線基本形式有星形和三角形兩種。經(jīng)常采用的還有由星形派生出的雙星形，在某種場合下，也有采用由三角形派生出的雙三角形。從《電力工程電氣設(shè)計手冊》（一次部分）502頁表9—17可比較得出，應(yīng)采用Y形接線，因為這種接線適用于6kV及以上的并聯(lián)電容器組，并且容易布置，布置清晰。并聯(lián)電容器組裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無功功率，為了在發(fā)生單相接地故障時不產(chǎn)生零序電流，所以采用中性點(diǎn)不接地方式。選用BFM11—500—3型號的高壓并聯(lián)電容器2臺額定電壓11kV。額定容量500kVar。8防雷保護(hù)的規(guī)劃在電力系統(tǒng)中除了內(nèi)部過電壓影響系統(tǒng)的供電可靠性,還有大氣過電壓,就是所說的雷擊過電壓。雷擊過電壓會使電氣設(shè)備發(fā)生損壞，造成停電事故。為保證電力系統(tǒng)的正常安全可靠運(yùn)行，必須做好電力系統(tǒng)的大氣過電壓保護(hù)。（1）型式選擇根據(jù)設(shè)計規(guī)定選用FCZ系列磁吹閥式避雷器。（2）額定電壓的選擇：Un=Uns=35kv因此選FZ-35避雷器，其參數(shù)如下表6-1：避雷器參數(shù)型號額定電壓（kv）滅弧電壓有效值（kv）工頻放電電壓有效值（KV）沖擊放電電峰值（1.5/20）不大于（KV）沖擊殘壓不大于（KV）不小于不大于FCZ-220413438298168134表6-1（3）滅弧電壓校驗：最高工作允許電壓：KV直接接地：KV，滿足要求。（4）工頻放電電壓校驗：下限值：KV上限值：KV＜98KV上、下限值均滿足要求。（5）殘壓校驗：KV＜134KV滿足要求。（6）沖擊放電電壓校驗：=107KV＜168KV，滿足要求。所以，所選FZ-35型避雷器滿足要求。10KV側(cè)避雷器的選擇和校驗（1）型式選擇根據(jù)設(shè)計規(guī)定選用FCZ系列磁吹閥式避雷器。（2）額定電壓的選擇：Un=Uns=10kv因此選FS8-10避雷器，其參數(shù)如下表6-2：避雷器參數(shù)型號額定電壓（kv）滅弧電壓有效值（kv）工頻放電電壓有效值（KV）沖擊放電電峰值（1.5/20）不大于（KV）沖擊殘壓不大于（KV）不小于不大于FS8-1012.7106263162.550表6-2（3）滅弧電壓校驗：最高工作允許電壓：KV直接接地：KV，滿足要求。（4）工頻放電電壓校驗：下限值：KV上限值：KV＜31KV上、下限值均滿足要求。（5）殘壓校驗：KV＜50KV滿足要求。（6）沖擊放電電壓校驗：=30.57KV＜62.5KV，滿足要求。所以，所選FS8-10型避雷器滿足要求。第三篇計算書一、主變?nèi)萘康挠嬎?、根據(jù)任務(wù)書提供的資料，主變?nèi)萘康挠嬎闳缦拢骸芇i=1789+5817=7606(kw)∑Qi=898+2834=3732(kvar)==8472.25kVAS所用=∑=20/0.88+5.8/0.85+2·(11/0.79)+10.5/0.5+14.6/0.8+14+11==121.64(kVA)S總=8472.25+121.64=8593.89（kVA）SN=70%S總=6015.723(kvA)根據(jù)計算結(jié)果應(yīng)選擇SZ9-6300/35型變壓器。二．所用變?nèi)萘縎所=121.64kVASN所=70%S所=85.148kVA根據(jù)計算結(jié)果應(yīng)選擇S9-100/10型變壓器3、所選變壓器的型號及技術(shù)數(shù)據(jù)見下表：變壓器型號額定容量KVA額定高電壓KV額定低電壓KV空載損耗KW負(fù)載損耗KW阻抗電壓%空載電流%連接組別SZ9-6300/3563003510.57.9034.57.50.7Y/d11S9-100/10100100.40.291.504.01.6Y/yn0三、短路電流的計算確定基準(zhǔn)值設(shè)系統(tǒng)為無限大容量Se=∞，選取SB=100MVA,已知SK則基準(zhǔn)電流：IB1=SIB2=各主要元件的電抗標(biāo)幺值：電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：Xe*=s架空線路的電抗標(biāo)幺值：XL*=12×ρ×L×SBUB變壓器的電抗標(biāo)幺值：X3*1、求K1點(diǎn)短路時QUOTE1、求f1點(diǎn)短路時：選取U總電抗標(biāo)幺值：X∑f1*=三相短路電流周期分量有效值：If1（3）三相次暫態(tài)短路電流和短路穩(wěn)態(tài)電流：I''(3)三相短路最大瞬時值（沖擊電流）：ish（3）三相短路最大電流有效值(第一個短路全電流有效值)：I三相短路容量S1（3）的計算：S1（3）=UI=×37×7.8=499.87（MVA）2、K2QUOTEf2點(diǎn)短路時：選取UB2=10.5KV總電抗標(biāo)幺值：X∑f2*三相短路電流周期分量有效值：If2（3）三相次暫態(tài)短路電流和短路穩(wěn)態(tài)電流：I''(3)三相短路最大瞬時值（沖擊電流）：ish（3）三相短路最大電流有效值(第一個短路全電流有效值)：I三相短路容量Sd的計算：S=UI=×10.5×6.92=125.85（MVA）三相短路電流計算結(jié)果短路計算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAK-17.87.87.819.8911.78500K-26.926.926.9212.7310.45125.79結(jié)論在老師的指導(dǎo)下,經(jīng)過近幾個多星期的努力35KV企業(yè)變電所電氣部分初步設(shè)計終于完成了，在此我對老師給予我們的幫助表示衷心的感謝,并且感謝曾給予我?guī)椭耐瑢W(xué)。在課程設(shè)計過程中，老師在百忙之中對我的設(shè)計給予了細(xì)致的指導(dǎo)和建議,對我的輔導(dǎo)耐心認(rèn)真，并給我們提供了大量有關(guān)資料和文獻(xiàn)，使我的這次設(shè)計能順利完成。通過這次課程設(shè)計使我對以前學(xué)習(xí)的知識得