35KV變電所設(shè)計(jì)說(shuō)明書

.../...山東工商學(xué)院SHANDONGINSTITUTEOFBUSINESSANDTECHNOLOGY畢業(yè)論文<設(shè)計(jì)>GRADUATIONTHESIS〔DESIGN論文〔設(shè)計(jì)題目TitleOfThesis〔Design勝利分院〔系別Department信息與電子工程學(xué)院專業(yè)Speciality電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)Class電氣111班論文〔設(shè)計(jì)作者AuthorofThesis〔Design論文完成日期Date2015年05月論文〔設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師Advisor指導(dǎo)教師職稱TheTitleofAdvisor教授勝利煤礦35KV/6KV變電所設(shè)計(jì)35KV/6KVSubstationDesignofShengLiCoalMine張有利ZhangYouli2015年5月May2015指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)論文〔設(shè)計(jì)的評(píng)語(yǔ)Advisor’sCommentsonGraduationThesis<Design>評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師〔簽章SignatureofAdvisor日期Date評(píng)閱人意見評(píng)閱人姓名：職稱：選項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：A很同意B同意C基本同意D不同意分項(xiàng)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)項(xiàng)目ABCD選題質(zhì)量1選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),體現(xiàn)綜合訓(xùn)練基本要求2題目難易適度3題目工作量適當(dāng)4有理論意義或?qū)嶋H價(jià)值能力水平5查閱文獻(xiàn)資料能力強(qiáng)6綜合運(yùn)用知識(shí)能力強(qiáng)7研究方案的設(shè)計(jì)能力強(qiáng)8研究方法和手段的運(yùn)用能力強(qiáng)9外文應(yīng)用能力強(qiáng)成果質(zhì)量10文題相符11寫作水平高12寫作規(guī)范13篇幅適度14成果有理論或?qū)嶋H價(jià)值總體評(píng)價(jià)：優(yōu)□良□中□及格□不及格□評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)評(píng)閱人簽字：年月日答辯〔評(píng)審委員會(huì)意見AppraisalofDefenceCommission答辯〔評(píng)審成績(jī)MarkofDefence鑒定意見Appraisal&Comments主任〔簽章SignatureofDean日期Date...勝利煤礦35kV/6kV變電所設(shè)計(jì)[摘要]根據(jù)35kV/6kV變電所在國(guó)內(nèi)變配電系統(tǒng)中所占有的重要地位以及本次設(shè)計(jì)對(duì)象的需要,本文為勝利煤礦設(shè)計(jì)一座35KV/6KV變電所,為勝利煤礦提供基本的電能供應(yīng),根據(jù)目前所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)相關(guān)的母線選擇、變壓器選擇、進(jìn)線出線、結(jié)構(gòu)布局,并且介紹相關(guān)的接線設(shè)計(jì)和設(shè)備布局。采用常規(guī)方法分析資料,得到計(jì)算結(jié)果,并依據(jù)結(jié)果選擇合適的電氣設(shè)備,同時(shí)測(cè)定主接線系統(tǒng)和運(yùn)行模式,依據(jù)變電站設(shè)備和線路保護(hù)的短路電流計(jì)算,根據(jù)變電所設(shè)置的過(guò)電流保護(hù)的一般要求用繼電保護(hù)整定等并選擇符合要求的熔斷器等保護(hù)設(shè)備,設(shè)置過(guò)電壓與防雷等措施保護(hù)變電所的正常運(yùn)行。[關(guān)鍵詞]變電所35KV/6KV繼電保護(hù)短路電流35KV/6KVSubstationDesignofShengLiCoalMine[Abstract]Accordingtosomeoftheimportantpositionoccupiedneedsanddesignobjectsofthis35KV/6KVsubstationpowerdistributionsysteminthecountry,itdesignsa35KV/6KVsubstationforshenglicoalmine,andprovideelectricalsupply,basedoncurrentschoolbusselecttherelevantknowledgeofthedesign,therelevantselection,theline,structurelayout,Needingintroducetherelevantwiringdesignandequipmentlayout.Analyzedatausingconventionalmethodstoobtaintheresults,andbasedontheresultsselecttheappropriateelectricalequipment,simultaneousdeterminationofmainwiringsystemandoperatingmodes.Bytheneedtocalculatethecorrelationcoefficientmethodofpowerloadandshort-circuitcurrent,etc.,andselecttherelevantDevicesaccordingtotheresults,determinethesystemoperationmodewhilethemainconnectionandshortcircuitcurrentcalculationbasedontheresultsofrelatedequipmentforthesubstationbasedonrawdataandlineforprotection,accordingtothegeneralrequirementssetsubstationovercurrentprotectionrelaysettingandselectfusesandotherprotectivedevicestomeettherequirements,andothersettingsoverthenormaloperatingvoltageandlightningprotectionmeasurestoprotectthesubstation.[KeyWords]Substation35KV/6KVProtectionShortcircuitcurrent目錄引言IX第一章緒論11.1基本資料1第二章電力負(fù)荷的相關(guān)計(jì)算42.1確定相關(guān)計(jì)算負(fù)荷42.1.1計(jì)算負(fù)荷的基本知識(shí)42.1.2用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷42.2功率因數(shù)補(bǔ)償62.3變壓器的選擇7第三章接線方案的選擇83.1電氣主接線概述83.2主接線的設(shè)計(jì)原則83.3主接線設(shè)計(jì)的基本要求83.4主接線的擬定和運(yùn)行方式83.5主接線的比較與選定93.5.1技術(shù)比較93.5.2經(jīng)濟(jì)比較9第四章短路電流的相關(guān)計(jì)算114.1最大運(yùn)行方式短路電流計(jì)算114.2最小運(yùn)行方式短路電流計(jì)算13第五章電氣設(shè)備的選擇165.1電氣設(shè)備選擇的一般條件和原則165.2斷路器隔離開關(guān)的選擇165.2.135kV側(cè)進(jìn)線斷路器、隔離開關(guān)的選擇165.2.235kV主變壓器側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇175.2.36kV側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇185.3母線的選擇及校驗(yàn)185.3.1母線導(dǎo)體選擇的一般要求185.3.235kV母線的選擇195.3.36kV母線的選擇205.4互感器的選擇205.4.1電流互感器的選擇205.4.2電壓互感器的選擇20第六章變電所相關(guān)保護(hù)226.135kV側(cè)的繼電保護(hù)226.1.1進(jìn)線開關(guān)的保護(hù)整定226.1.235kV母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)保護(hù)整定236.2變壓器的繼電保護(hù)整定236.3接地與接地裝置26結(jié)論27致謝語(yǔ)28參考文獻(xiàn)29附錄:30引言35KV/6KV變電所在國(guó)內(nèi)變配電系統(tǒng)中占有十分重要的地位,目前多數(shù)企業(yè)都自行建設(shè)和管理35KV的變配電設(shè)施。本文設(shè)計(jì)某煤礦35kV變電所的任務(wù)是向工業(yè)廣場(chǎng)礦井廣場(chǎng)生活住所及其他方面的用電設(shè)施供電。該變電站設(shè)計(jì)的合理性,不僅關(guān)系到投資和經(jīng)營(yíng)水平的成本,而對(duì)正常生產(chǎn)和煤礦工人的安全的重大影響。因此,煤礦35kV變電所設(shè)計(jì)在礦井供電設(shè)計(jì)中占有重要的地位。本次設(shè)計(jì)是依照常規(guī)設(shè)計(jì)的步驟和規(guī)范進(jìn)行的,包含負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)模塊,主要變壓器的選擇模塊,接線模塊,短路相關(guān)計(jì)算模塊,繼電保護(hù)模塊,防雷措施模塊等幾大塊。并根據(jù)在每一步設(shè)計(jì)的相關(guān)法規(guī),所以它可以滿足變電站的總體要求。根據(jù)我國(guó)電力狀況以及未來(lái)的發(fā)展,應(yīng)選用節(jié)能環(huán)保,性能優(yōu)良的電力變壓器斷路器。因?yàn)闀r(shí)間上和自身認(rèn)知上的局限性,總會(huì)有一些的缺漏,望請(qǐng)?jiān)?。第一章緒論1.1基本資料勝利煤礦為180萬(wàn)噸/年的大型煤礦,該礦地處高原山地,海拔1000米,屬于干燥大陸性氣候。冷熱多變。6-7月份最熱,最高氣溫可達(dá)36攝氏度。一月份最冷,最低溫度為-19.6攝氏度,土壤凍結(jié)深度為0.75米,七、八、九月份為雨季,井下含水量為中等,礦區(qū)主要風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng),最大風(fēng)速為14~16米/秒,礦區(qū)地震裂度為六級(jí)。電源系統(tǒng)：1勝利煤礦35kV/kV地面變電所擬定建在礦山的風(fēng)井廣場(chǎng),電源取自常莊變電站和李莊變電站,距勝利煤礦的工業(yè)廣場(chǎng)1kM,示意圖如下圖1.1電源系統(tǒng)Fig1.1PowerSystem2常莊區(qū)域變電站裝設(shè)兩臺(tái)SFSL-31500三卷變壓器,整個(gè)系統(tǒng)分裂運(yùn)行,最大運(yùn)行方式,35kV母線,,最小運(yùn)行方式QUOTE,。3李莊煤礦35kV/6kV變電站裝設(shè)兩臺(tái)SFL-8000/35KV二卷變壓器,該變電站不為終端式,有兩趟35kV架空轉(zhuǎn)供線路,最大運(yùn)行下35KV母線上QUOTE,,最小運(yùn)行方式下QUOTE。4供電部門要求勝利煤礦變電所繼電保護(hù)最大整定時(shí)間不大于2.5秒。5供電部門要求勝利煤礦變電所在35kV側(cè)進(jìn)行計(jì)量。6功率因數(shù)值應(yīng)在0.9以上〔35kV側(cè)。礦井負(fù)荷見負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表。表1.1負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表Table1.1LoadStatistics序號(hào)負(fù)荷名稱設(shè)備總?cè)萘縦w工作總?cè)萘縦w計(jì)算功率備注P〔kwQ〔kvarS〔kva一工業(yè)廣場(chǎng)動(dòng)力〔1主井皮帶提升1主皮帶120010006kV繞線電機(jī)2控制10103檢修絞車5555小計(jì)12651065〔2機(jī)廠鍋爐房1機(jī)修廠105510552支柱加工房57573礦燈房51514材料房14.7514.755浴室1286龍門吊車41.541.57食堂冷凍機(jī)98.7555.758空氣加熱器399.7245.79鍋爐2143.22045.7小計(jì)3872.93573.9〔3壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)1壓風(fēng)機(jī)4*5503*5506kV同步電機(jī)2冷卻泵及158113小計(jì)23581763二水源系統(tǒng)705490三廣場(chǎng)建筑照明1室內(nèi)3003002室外5050小計(jì)350350四風(fēng)井廣場(chǎng)〔1馬溝風(fēng)井1風(fēng)機(jī)8004002低壓動(dòng)力6421〔2南崗風(fēng)井1風(fēng)機(jī)8004002低壓動(dòng)力64213鍋爐房91.876.84空氣加熱室27.527.5〔3瓦留風(fēng)井1風(fēng)機(jī)8004002低壓動(dòng)力64213各風(fēng)井照明2020小計(jì)2811.31387.3五矸石系統(tǒng)1矸石絞手2*3102*3102低壓動(dòng)力94.53退翻車機(jī)27.527.54鍋爐房91.876.85空氣加熱室12126照明1515小計(jì)775.3755.3六工人村1鍋爐5023802室內(nèi)照明5005003室外照明7575小計(jì)1077955七井下負(fù)荷1南翼采區(qū)5250.95195.62北翼采區(qū)5250.94838.43井底車場(chǎng)438.5404.54大巷運(yùn)輸12339825照明1010小計(jì)12600.311430.5八副井絞車1絞車8008002低壓動(dòng)力10080九井下排水1主排水泵277013802其它負(fù)荷21.418.4小計(jì)3691.42278.4全礦合計(jì)28801.423559.4第二章電力負(fù)荷的相關(guān)計(jì)算2.1確定相關(guān)計(jì)算負(fù)荷2.1.1計(jì)算負(fù)荷的基本知識(shí)計(jì)算負(fù)荷對(duì)供電設(shè)計(jì),變壓器參數(shù)、相關(guān)設(shè)備器材以及保護(hù)整定都有重要的參照作用。所以計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算合理與否,將對(duì)電器和導(dǎo)線電纜的經(jīng)濟(jì)合理性造成直接影響。如果計(jì)算負(fù)荷比正常計(jì)算高,這時(shí)選擇相關(guān)設(shè)備會(huì)造成浪費(fèi)。如果計(jì)算負(fù)荷小,電器和導(dǎo)線承受運(yùn)行負(fù)荷的壓力大,使電網(wǎng)損耗增加,線路發(fā)熱過(guò)多從而對(duì)線路產(chǎn)生危害,造成事故還造成經(jīng)濟(jì)損失。因此,需要認(rèn)真對(duì)待計(jì)算負(fù)荷。用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷根據(jù)各負(fù)荷的計(jì)算公式〔2.1〔2.2和〔2.3顯示：有功功率：<2.1>無(wú)功功率：<2.2>視在功率：<2.3>三式中：：每個(gè)設(shè)備容量,單位是千瓦；：需要系數(shù)；:用電設(shè)備平均功率因數(shù)；：對(duì)應(yīng)正切值。1.工業(yè)廣場(chǎng)動(dòng)力：查附錄表1=0.16-0.2〔用0.2=0.5=1.73有功負(fù)荷：無(wú)功負(fù)荷：視在功率：有上式同樣可得水源系統(tǒng)、排水絞車、風(fēng)井廣場(chǎng)、矸石系統(tǒng)、工人村、廠區(qū)照明的有功無(wú)功和視在功率。1對(duì)主干線路的總負(fù)荷計(jì)算：〔取=0.95,=0.971、有功功率：2、無(wú)功功率：3、視在功率：2計(jì)算低壓母線總負(fù)荷：〔取=0.90,=0.951、有功功率：2、無(wú)功功率：3、視在功率：負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下表2.1所示。表2.1負(fù)荷統(tǒng)計(jì)Table2.1LoadStatistics設(shè)備組/kW/kvar/kV·A工業(yè)廣場(chǎng)動(dòng)力0.20.51.731499.182593.582995.70水源系統(tǒng)0.80.80.75246.75185.06308.43排水絞車0.70.80.82583.982067.183309.11風(fēng)井廣場(chǎng)0.80.80.752249.041799.232880.18矸石系統(tǒng)0.60.750.88465.18409.36619.66工人村0.810861.60861.6廠區(qū)照明1109250925總計(jì)8830.737054.41對(duì)干線取8389.196842.7810748.68對(duì)低壓母線取7947.666701.6910396.052.2功率因數(shù)補(bǔ)償一般來(lái)說(shuō),大量的用戶使用電機(jī)類的感性負(fù)載,在這種情況下功率因數(shù)達(dá)不到0.9,這樣會(huì)增加損耗造成浪費(fèi),因此有必要采取提高無(wú)功補(bǔ)償措施。提高功率因數(shù)可以降低能耗節(jié)約能源損耗節(jié)約資源對(duì)我們的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有很大的好處,可以選擇小容量變壓器和其它電氣設(shè)備,減少投資和節(jié)約金屬資源用來(lái)做長(zhǎng)期投資。因此需提高功率因數(shù)。最大負(fù)荷無(wú)功補(bǔ)償量應(yīng)為：<2.4>此時(shí)的計(jì)算容量為最大負(fù)荷時(shí)所需的容量,而且補(bǔ)償容量應(yīng)該隨負(fù)荷變化而變化。因此,安裝自動(dòng)控制器可以補(bǔ)償無(wú)功功率,達(dá)到功率因數(shù),根據(jù)負(fù)載的變化及相應(yīng)的輸入電容的大小,使瞬時(shí)功率因數(shù)可達(dá)到設(shè)定值。自動(dòng)補(bǔ)償裝置與相關(guān)成套的設(shè)備可以一起使用,并且根據(jù)環(huán)境變化投入相應(yīng)的電容組。用公式確定總的補(bǔ)償電容量,就就可以根據(jù)公式確定電容器組數(shù)：<2.5>無(wú)功補(bǔ)償裝置以低壓集中補(bǔ)償?shù)男问桨惭b。以下是計(jì)算過(guò)程：從低壓側(cè)母線負(fù)荷計(jì)算,增加到0.92。=7947.66*[tan<arccos0.76>-tan<arccos0.92>]=3410〔kvar選擇<MKP>-280-15-1電容器,。電容器組數(shù)：3410kvar/30kvar=113所以電容器組數(shù)選擇113組。補(bǔ)償后的視在功率計(jì)算負(fù)荷：補(bǔ)償后的計(jì)算電流：2.3變壓器的選擇1、選擇變壓器臺(tái)數(shù)的要求：1可靠性要高,有些負(fù)載很重要是不能斷電的,這樣要有備用的電源,這樣可用兩臺(tái)變壓器,當(dāng)負(fù)荷不是很重要時(shí)那么變壓器就可以只用一個(gè),不過(guò)最好是有備用電源。2在負(fù)荷變化大或者應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)狀況也可采用兩變壓器。3一般情況下一臺(tái)變壓器就可以滿足要求。但是在容量比較大的情況下應(yīng)該采用兩個(gè)變壓器。4在確定主變臺(tái)數(shù)后應(yīng)該留有一定的余地。在本次設(shè)計(jì)中,工業(yè)廣場(chǎng)、水源系統(tǒng)、風(fēng)井廣場(chǎng)、矸石系統(tǒng)等為一級(jí)負(fù)荷,所以采用兩臺(tái)變壓器。2、所主電壓器容量的選擇和條件：1單變壓器能提供總電能的70%。2單變壓器應(yīng)滿足一級(jí)負(fù)載。由上可選的變壓器兩臺(tái),其性能參數(shù)如下表所示。表2.2變壓器的技術(shù)參數(shù)Table2.2Technicalparametersofthetransformer型號(hào)額定容量KV·A額定電壓KV阻抗電壓百分?jǐn)?shù)聯(lián)結(jié)組損耗KW空載電流百分?jǐn)?shù)高壓低壓空載短路12500376.37.512.856.70.55第三章接線方案的選擇3.1電氣主接線概述電氣主接線是指系統(tǒng)在變電站的發(fā)電廠和高壓電氣設(shè)備及相關(guān)的高壓電纜和母線組合成的。其功能是匯集和分配電能。所以電氣主接線在電力系統(tǒng)中占有很重要的地位。由于其在電力系統(tǒng)中所起到的關(guān)鍵性作用,所以會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性靈活性以及經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)生重要影響。除此之外,它還對(duì)一些硬件設(shè)施以及軟件設(shè)備等其他方面產(chǎn)生重要的影響,因此電氣主接線在本設(shè)計(jì)中是很重要的。3.2主接線的設(shè)計(jì)原則1、變電所的地位和作用；2、變電所的分期和最終的建設(shè)規(guī)模；3、負(fù)荷大小和重要性；4、系統(tǒng)備用容量大??；5、提供的具體資料。3.3主接線設(shè)計(jì)的基本要求我國(guó)能源部有相關(guān)的規(guī)定,變電所主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)根據(jù)一些要求來(lái)設(shè)置,其中包含變電所在電力系統(tǒng)的地位,以及變電所本身的容量,相關(guān)負(fù)荷所具有的性質(zhì),相關(guān)的電氣元器件的連接等方面的參數(shù)和要求。因此可概括為以下幾點(diǎn)：1、可靠性；2、靈活性；3、經(jīng)濟(jì)性。3.4主接線的擬定和運(yùn)行方式因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是是35KV變電所,以6kV電纜線向用電設(shè)備供電,變電所電源來(lái)自上級(jí)常莊110kV變電所和李莊110kV變電所的二次35kV側(cè),由雙回架空線供電?？紤]到煤礦重要性,留有一臺(tái)變壓器當(dāng)做緊急備用電源。勝利變電所正常情況下,由李莊變電所供電,當(dāng)接收李莊變電所供應(yīng)電能的變壓器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),使用備用變壓器接收來(lái)自常莊的電能進(jìn)行供電,考慮到以后的發(fā)展,兩臺(tái)變壓器可分別運(yùn)行。待設(shè)計(jì)變電所的高壓部分一般可以采用內(nèi)外橋接線,低壓根據(jù)用電設(shè)備組分為二進(jìn)十出接線方式,同時(shí)幾個(gè)出線間隔給其他設(shè)備,故6kV側(cè)應(yīng)設(shè)11回出線,其主接線初擬6種方案,方案一：內(nèi)橋接線單母線不分段；方案二：內(nèi)橋接線單母線分段；方案三：內(nèi)橋接線單母線旁路接線；方案四：外橋接線單母線不分段；方案五：外橋接線單母線分段；方案六：外橋接線單母線旁路接線。3.5主接線的比較與選定3.5.1技術(shù)比較1、內(nèi)橋線路的特點(diǎn)：1線路操作方便。2操作復(fù)雜。3檢修時(shí)會(huì)被分開。內(nèi)橋適用線路較長(zhǎng),故障可能大和不需經(jīng)常改變運(yùn)行狀態(tài)的變電所。2、外橋接線的特點(diǎn)：1變壓器操作方便2線路輸入和處理,操作復(fù)雜3橋式電路故障或維修分成兩部分,兩臺(tái)失去聯(lián)系。外橋接線適用線短不經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題和頻繁改變運(yùn)行狀態(tài)的變電所?？紤]到本次設(shè)計(jì)的資料以及實(shí)際情況可以選擇內(nèi)橋式接線,因此,方案一、方案二和方案三為優(yōu)。3、單母線不分段接線的特點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便經(jīng)濟(jì)但不夠靈活可靠,發(fā)生任一元件故障,均導(dǎo)致停電。4、單母線分段接線的特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、清晰、靈活,兩段母線都可以自己?jiǎn)为?dú)給設(shè)備供電,不會(huì)被彼此影響,因此供電可靠。5、單母線分段帶旁路接線的特點(diǎn)：保護(hù)裝置檢修時(shí),旁路母線被代替,引出元件可不停電,這雖然提高了供電的可靠性,但也有負(fù)面影響。會(huì)占用更多的空間耗費(fèi)更多的經(jīng)濟(jì)投資和資源,除此之外,由于設(shè)備的增多以及其帶來(lái)的一系列影響會(huì)增加事故出現(xiàn)的概率。且不利于無(wú)人值班。綜合比較后選擇單母線分段方案二三,下面繼續(xù)比較。經(jīng)濟(jì)比較綜合投資比較：方案三比方案二多用了母線等設(shè)備。故方案二的綜合投資小于方案三。運(yùn)行年費(fèi)比較：方案二和方案三的線路損耗相同,但是能量損耗方面,根據(jù)綜合比較得出單母線分段接線更加適合本次設(shè)計(jì)。因此內(nèi)橋式單母線分段接線也就是方案二更加適合勝利變電所。圖3.1內(nèi)橋單母線分段接線Fig3.1InnerbridgeAndSingleBusTerminal第四章短路電流的相關(guān)計(jì)算4.1最大運(yùn)行方式短路電流計(jì)算勝利變電所最大運(yùn)行方式下為李莊變電所并且李莊變電所為最大運(yùn)行方式,兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行。短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖如下：圖4.1短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖Fig4.1Theshort-circuitcurrentcalculationsystemofFIG.使用標(biāo)幺值法來(lái)計(jì)算。取基準(zhǔn)容量為100MW,一次側(cè)基準(zhǔn)電壓37kV,二次側(cè)基準(zhǔn)電壓6.3kV。由公式<4.1>高低壓側(cè)短路電流分別為1.56kA和9.18kA。計(jì)算短路回路中電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)資料,,則變壓器取35kV架空線路：由資料可知：,則電阻可忽略。電力變壓器：有資料得：,則等值電路圖如下：圖4.2等值電路圖Fig4.2Equivalentcircuitdiagram求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量點(diǎn)短路電抗：在發(fā)生短路的情況下三相電在每一周期產(chǎn)生的電流有效值：三相短路沖擊電流最大值：短路沖擊電流有效值：三相短路容量：求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量點(diǎn)短路電抗：相關(guān)參數(shù)計(jì)算方式與點(diǎn)相同三相短路電流周期分量有效值：三相短路沖擊電流最大值：短路沖擊電流有效值：三相短路容量表4.1三相短路電流計(jì)算結(jié)果表Table4.1Thetableofthree-phaseshort-circuitcurrentcalculationresults短路點(diǎn)編號(hào)額定電壓平均電壓短路電流的周期分量有效值短路點(diǎn)的沖擊電流短路容量有效值最大值QUOTEd135372.6442.6443.99246.7422169.4381d266.36.856.8510.343517.467574.74454.2最小運(yùn)行方式短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖如下：圖4.3短路電流系統(tǒng)圖Fig4.3Short-circuitcurrentsystemofFIG.各參數(shù)計(jì)算方式同上電源系統(tǒng)電抗：取0.23電力系統(tǒng)變壓器35KV架空線路由資料可知：,則電阻可忽略電力變壓器取6KV側(cè)綜合計(jì)算得：使等效電路圖簡(jiǎn)化,計(jì)算短路點(diǎn)的短路阻抗標(biāo)幺值,從而為下文提供參考依據(jù),方便選擇相關(guān)設(shè)備。等效電路圖如下：圖4.4等值電路圖Fig4.4Equivalentcircuitdiagram求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量點(diǎn)短路電抗：在發(fā)生短路的情況下三相電在每一周期產(chǎn)生的電流有效值：三相短路沖擊電流最大值：短路沖擊電流有效值：三相短路容量：求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量點(diǎn)短路電抗：相關(guān)參數(shù)計(jì)算方式與點(diǎn)相同三相短路電流周期分量有效值：三相短路沖擊電流最大值：短路沖擊電流有效值：三相短路容量：表4.2三相短路電流計(jì)算結(jié)果表Table4.2Thetableofthree-phaseshort-circuitcurrentcalculation短路點(diǎn)編號(hào)額定電壓平均電壓短路電流周期分量有效值短路點(diǎn)沖擊電流短路容量有效值最大值QUOTEd135372.51612.51613.79936.4161161.2418d266.36.70076.700710.118117.086873.1154第五章電氣設(shè)備的選擇5.1電氣設(shè)備選擇的一般條件和原則1滿足正常運(yùn)行和操作要求。2按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3注意相關(guān)性價(jià)比。4根據(jù)實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)。5型號(hào)不要太繁雜。6考慮到到過(guò)電壓過(guò)電流等各種情況,保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定性,和絕緣性。高壓設(shè)備選擇校驗(yàn)表如下表5.1高壓設(shè)備選擇校驗(yàn)表Table5.1Theselectionchecklistofhighvoltageequipment項(xiàng)目電壓電流斷流容量短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器隔離開關(guān)電流互感器電壓互感器母線表中為應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)的項(xiàng)目5.2斷路器隔離開關(guān)的選擇5.2.135kV側(cè)進(jìn)線斷路器、隔離開關(guān)的選擇最大持續(xù)工作電流：=額定電壓選擇：35kV額定電流選擇：開斷電流選擇：Qk==[〔kA2S]本設(shè)計(jì)中35kV側(cè)采用型戶外高壓斷路器。通過(guò)對(duì)斷路器的額定電壓電流以及動(dòng)熱穩(wěn)定性校驗(yàn)得出下表。表5.2具體參數(shù)比較表Table5.2Thecomparisontableofspecifications計(jì)算數(shù)據(jù)LW8—35A35kV35kV412.39A1600A2.644kA31.5kA6.7422kA80kA4.1944[〔kA2S]3969[〔kA2S]因此型斷路器滿足要求。隔離開關(guān)選擇,其電壓和電流滿足要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：=6.7422kA<=40kA滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)=4.1944[〔kA2S]設(shè)備=162=1024[〔kA2S]滿足要求。對(duì)比結(jié)果如下表表5.3參數(shù)表Table5.3ThetableofParametersabout計(jì)算數(shù)據(jù)35kV35kV412.39A630A6.7422kA40kA4.1944[〔kA2S]1024[〔kA2S]5.2.235kV主變壓器側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇最大持續(xù)工作電流：==216.5A額定電壓選擇：35kV額定電流選擇：開斷電流選擇：由上面表格知斷路器和隔離開關(guān)可選擇同樣的型號(hào)。滿足選擇設(shè)備同類設(shè)備盡量少品種的原則。5.2.36kV側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇最大持續(xù)工作電流：==2405.62A額定電壓選擇：6kV額定電流選擇：開斷電流選擇：6kV側(cè)選用型真空斷路器。選用斷路器電壓滿足要求同時(shí)額定電流短路開斷電流也符合條件。動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)同上滿足條件得到結(jié)果如下表。表5.4具體參數(shù)比較表Table5.4Thetableofspecificparameterabout計(jì)算數(shù)據(jù)ZN28—106kV10kV866.03A1600A6.85kA20kA17.4675kA50kA29.56[〔kA2S]1600[〔kA2S]隔離開關(guān)用。選用的隔離開關(guān)額定電壓額定電流符合要求,動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算同上滿足要求。表5.5具體參數(shù)比較表Table5.5Thecomparisontableofspecificationsabout計(jì)算數(shù)據(jù)GN25—106kV10kV866.03A2000A17.4675kA100kA29.56[〔kA2S]6400[〔kA2S]5.3母線的選擇及校驗(yàn)5.3.1母線導(dǎo)體選擇的一般要求1、一般要求：裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇或校驗(yàn)：1工作電流；2經(jīng)濟(jì)電流密度；3電暈；4動(dòng)穩(wěn)定或機(jī)械強(qiáng)度；5熱穩(wěn)定；6環(huán)境溫度、日照、風(fēng)速、海拔高度。2、按回路持續(xù)工作電流：導(dǎo)體持續(xù)工作電流,單位A；導(dǎo)體在對(duì)應(yīng)條件下長(zhǎng)期過(guò)載的電流,單位A。3、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：<5.1>經(jīng)濟(jì)截面,單位為mm2；在線路中能一直正常運(yùn)行的電流,單位A；電流的密集程度,單位A/mm2。5.3.235kV母線的選擇35kV的長(zhǎng)期工作持續(xù)電流：==412.38A經(jīng)比較矩形鋁母線是比較合適的選擇,滿足高壓側(cè)母線持續(xù)電流的要求。主母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：35kV母線取校驗(yàn)取相關(guān)參數(shù)如下式,此外沖擊電流=34.0291kA,計(jì)算電動(dòng)力,即：<5.2>=5.33kgf52.29N〔1kgf=9.81N計(jì)算母線受的彎曲力矩：計(jì)算截面系數(shù)：<5.3>計(jì)算母線最大應(yīng)力：小于選擇母線的極限應(yīng)力,滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。熱穩(wěn)定要求最小截面：母線經(jīng)校驗(yàn)后參數(shù)比較適合其截面大于Smin所以選擇它。經(jīng)過(guò)參數(shù)比較后高壓側(cè)主變進(jìn)線選擇,其相關(guān)參數(shù)符合要求。查表可知輸送電流和容量滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。5.3.36kV母線的選擇6kV母線長(zhǎng)期工作電流==2405.6A根據(jù)相關(guān)參數(shù)兩條型為3192A,比較適合設(shè)計(jì)的變電所線路。同35kV母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)滿足要求。5.4互感器的選擇5.4.1電流互感器的選擇1、電流互感器選擇的原則和要求1電流互感器最高電壓大于等于系統(tǒng)標(biāo)稱電壓；2電流互感器最大動(dòng)穩(wěn)定電流大于等于系統(tǒng)短路沖擊電流；3電流互感器短熱穩(wěn)定大于或等于系統(tǒng)短時(shí)熱穩(wěn)定電流。2、35kV側(cè)電流互感器的選擇35kV電流互感器分為室外和室內(nèi)。戶外電流互感器選用作為保護(hù)、測(cè)量、計(jì)算之用。額定電壓額定電流與系統(tǒng)標(biāo)稱值和主變電流相比均符合要求。熱動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)同上,滿足要求。3、6kV側(cè)電流互感器的選擇6kV進(jìn)線選用型電流互感器。額定電壓額定電流動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)均符合要求。5.4.2電壓互感器的選擇1、35kV側(cè)電壓互感器的選擇選擇,該系列封閉性絕緣性好。適用于35KV的電壓同時(shí)負(fù)荷也滿足要求,精度方面也比較合適,適于做電壓、電能測(cè)量及繼電保護(hù)用。2、6kV側(cè)電壓互感器選擇,該系列封閉性絕緣性好,輕巧方便,適用于市電頻率額定電壓也合乎本次設(shè)計(jì)的低壓側(cè)要求,因此選擇其作為測(cè)量所需。第六章變電所相關(guān)保護(hù)6.135kV側(cè)的繼電保護(hù)在供電系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種不正常的工作狀態(tài),例如線路間經(jīng)常出現(xiàn)的各種短路現(xiàn)象,在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)上也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種短路現(xiàn)象,不正常工作狀態(tài)發(fā)生時(shí)一般是單相短路經(jīng)負(fù)荷或接地流經(jīng)短路電流系統(tǒng)。在設(shè)備和線路上安裝繼電保護(hù)設(shè)備的主要目的是為了保護(hù)相關(guān)的用電設(shè)備,這樣可以盡量減小發(fā)生各種故障所造成的經(jīng)濟(jì)損失。6.1.1進(jìn)線開關(guān)的保護(hù)整定35kV進(jìn)線的定時(shí)限過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算動(dòng)作電流是指能躲開被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流同時(shí)能自動(dòng)返回保護(hù)的整定電流。最大工作電流返回系數(shù),0.85；可靠系數(shù),1.2；自啟動(dòng)系數(shù),1.5；電流互感器的變比；接線系數(shù)為1。電流繼電器可選,其電流和動(dòng)作時(shí)限相關(guān)參數(shù)以及其他方面的參數(shù)都比較適合這次設(shè)計(jì)的設(shè)備要求,因此選用為0.5～5s型時(shí)間繼電器,滿足系統(tǒng)要求2.5s。靈敏度校驗(yàn)：對(duì)本線路和相關(guān)線路都有反應(yīng)滿足要求。限時(shí)電流速斷保護(hù)整定計(jì)算<1>本次動(dòng)作電流的相關(guān)數(shù)據(jù)要按低壓側(cè)電流來(lái)整定：計(jì)算得=6.11kA,折算到35kV側(cè)為：則動(dòng)作電流為：電流繼電器選擇,其整定范圍和動(dòng)作時(shí)間都比較適合本次設(shè)計(jì)的設(shè)備選擇要求,選擇為0.125～1.25s,在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)置為0.5s。<2>35KV側(cè)靈敏度的校驗(yàn)：滿足要求。6.1.235kV母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)保護(hù)整定只設(shè)瞬時(shí)速斷保護(hù)1低壓側(cè)動(dòng)作電流：2靈敏度校驗(yàn)：符合要求。因此選用型電流繼電器,其整定范圍是12.5~50A6.2變壓器的繼電保護(hù)整定變壓器差動(dòng)保護(hù),采用三個(gè)保護(hù),接線圖如圖6.1。圖6.1變壓器差動(dòng)保護(hù)Fig6.1Thedifferentialprotectionoftransformer表6.1差動(dòng)保護(hù)參數(shù)Table6.1Differentialprotectionparameters參數(shù)名稱各側(cè)數(shù)值額定電