【正文】 1 廣西電力職業(yè)技術學院 高職畢業(yè)設計 題 目 35KV 企業(yè)變電所電氣一次設計 教學系部 電力工程系 專 業(yè) 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 2021 年 4 月 10日 2 目 錄 原始資料分析 6/75 第一章 主接線的選擇 7 11 主接線的設計原則和要求 8 12 主接線的擬定 9 13 主接線的比較與選定 13 131 技術比較 13 132 經濟比較 16 14 所用電的設計 19 141 所用電設的要求 設 計 19 第二章 變壓器的選 擇 21 21 主變的選擇 21 211 變電站變壓器臺數的選擇原則 21 212 變電站主變壓器臺數的確定 22 213 變電所主變壓器容量的確定原則 22 214 待設計變電所主變壓器容量的計算和確定 23 215 主變壓器繞組數的確定 23 216 主變壓器相數的確定 24 217 主變壓器調壓方式的確定 24 218 主變壓器繞組連接組別的確定 24 219 主變壓器冷卻方式的選擇 25 22 所用變的選擇 27 3 221 所用變臺數的選擇 27 222 所用變容量的選擇 27 第三章 短路電流的計算 29 31 短路的基本知識 29 32 計算短路電流的目的 30 33 短路電流實用計算的基本假設 32 34 短路電流的計算步驟 33 第四章 設備的選擇與校驗 38 41 電氣選擇的一般條件 38 411 按正常工作條件選擇導體和電器 38 412 按短路情況校驗 41 42 高壓斷路器的選擇及校驗 42 421 對高壓斷路器的基本要求 42 422 額定電流的計算 43 423 高壓斷路器的選擇結果及校驗 44 424 高壓熔斷器的選擇及校驗 51 43 進線與出線的選擇與校驗 56 431 35 kV 架空線路的選擇與校驗 58 432 10 kV 電纜的選擇與校驗 60 44 互感器的選擇與配置 61 441 電流互感器的選擇 61 442 電壓互感器的選擇 63 4 443 互感器的配置 64 第五章 補償裝置 65 51 補償裝置的種類和作用 65 52 并聯電容器容量的計算 68 53 并聯電容器裝置容量選擇和主要要求。 69 第六章 變電站接地與防雷的設計 70 61 防雷保護的必要 70 62 變電所中可能出現大氣過電壓的種類 70 64 避雷針高度的確定 72 65 變電所入侵波的保護 74 66 接地體和接地網的設計 77 第七章 繼電保護的配置 78 71 繼電保護的基本知識 78 72 輸電線路的保護配置 80 721 相間短 路保護的配置 81 722 過負荷保護的配置 82 723 單相接地保護 82 724 輸電線路的保護配置結果 83 73 變壓器的保護 83 74 母線保護 86 751 備用電源自動投入裝置的含義和作用 87 752 自動重合閘裝置 88 5 參考文獻 錯誤 !未定義書簽。 致謝 91 附 圖：主接線圖 92 平面圖 93 斷面圖 94 原始資料分析 6 一、設計 任務 35KV 企業(yè)變電所電氣一次設計 二、待建變電所基本資料 某企業(yè)為保證供電需要，要求設計一座 35KV 降壓變電所，以 10KV電纜給各車間供電，一次設計并建成。 距離本變電所 6KM 處有一系統(tǒng)變電所，用 35KV 雙回架空線路向待設計的變電所供電。在最大運行方式下，待設計變電所高壓母線上的短路功率為 1000MVA。 待設計變電所 10KV 側無電源，考慮以后裝設兩組電容器，提高功率因數，故要求預留兩個間隔。 本變電所 10KV 母線到各車間均用電纜供電，其中一車間和二車間為 Ⅰ 類負荷，其余為 Ⅱ 類負荷， Tmax=4000h。各饋線負荷如下表所示： 序號 車間名稱 有功功率（ KW） 無功功率（ KVAR） 1 一車間 1040 470 2 二車間 740 490 3 機加工車間 818 560 4 裝配車間 1000 495 7 5 鍛工車間 925 280 6 高壓站 1360 310 7 高壓泵房 730 504 8 其他 935 680 所用電的主要負荷如下表所示： 序號 設備名稱 額定容量（ KW） 功率因數 臺數 1 主充電機 19 1 2 浮充電機 1 3 蓄電池室通風 1 4 屋內配電裝置通風 2 5 交流電焊機 10 1 6 檢修試驗用電 1 7 載波 1 8 照明負荷 14． 5 9 生活用電 11 環(huán)境條件 當地海拔高度 ，年雷電日 個，空氣質量優(yōu)良，無污染，歷年平均最高氣溫 ℃ ，土壤電阻率ρ≤ 500Ω? m。 第一章 主接線的選擇 8 11 主接線的設計原則和要求 發(fā)電廠和變電所的電氣主接線 是保證電網安全可靠、經濟運行的關鍵，是電氣設備布置、選擇、自動化水平和二次回路設計的原則和基礎。 電氣主接線的設計原則： 應根據發(fā)電廠和變電所所在電力系統(tǒng)的地位和作用。首先應滿足電力系統(tǒng)的可靠運行和經濟調度的要求，根據規(guī)則容量，本期建設規(guī)模、輸送電壓等級、進出線回路數、供電負荷的重要性，保證供需平衡，電力系統(tǒng)線路容量、電氣設備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)則與要求等條件確定，應滿足可靠性、靈活性和經濟型的要求。 電氣主接線的主要要求： 可靠性：可靠性的客觀衡量標準時運行實踐主接線的可靠性是其組合元件 （包括一次不分和二次部分）在運行中可靠性的綜合，因此要考慮一次設備和二次部分的故障及其對供電的影響，衡量電氣主接線運行可靠性的一般準則是： （ 1） 斷路器檢修時，是否影響供電、停電的范圍和時間 （ 2） 線路、斷路器或母線故障以及母線檢修時，停電出線回路數的多少和停電時間長短，能否保證對重要用戶的不間斷供電。 （ 3） 發(fā)電廠、變電所全部停電的可能性。、 9 靈活性：投切發(fā)電機、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便，調度靈活，電氣主接線的靈活性要求有以下幾方面： （ 1） 調度靈活、操作方便，應能靈活地投切某些元件，調配電源和負荷能滿足系統(tǒng)在事故、檢 修及特殊運行方式下的調整要求。 （ 2） 檢修安全，應能容易地從初期過渡到最終接線，并在擴建過渡時使一次和二次設備等所需的改造最少。 控制、保護方式不過于復雜，以利于運行并節(jié)約二次設備和電纜投資，要適當限制經濟型：通過優(yōu)化比選，應盡力做到投資省、占地面積小、電能損耗少，在滿足技術要求的前提下，要做到經濟合理。 （ 1） 投資省，電氣主接線應簡單清晰，以節(jié)省斷路器、隔離開關等一次設備投資，要使短路電流，一邊選擇價格合理的電氣設備。 （ 2） 占地面積小，電氣主接線的設計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約地和節(jié)省架構、導線、絕緣小及安裝費 用，在運輸調節(jié)許可的地方都應采用三相變壓器。 （ 3） 電能損耗少，經濟合理的選擇變壓器的型式、容量和臺數，避免因兩次變壓而增加投資。 12 主接線的擬定 待設計變壓所為一座 35KV 降壓變電所，以 10KV 電纜線各車間供電，距改變電所 6KM 處有一系統(tǒng)變電所，用 35KV 雙回架空線向待 10 設計的變電所供電，在最大運行方式下，待設計變電所高壓母線上的短路功率為 1000MVA，待設計變電所的高壓部分為二進二出回路，為減少斷路器數量及縮小占地面積，可采用內橋接線和外橋接線，變電所的低壓部分為二進八處回路，同時考慮以后裝設兩 組電容量要預留兩個出線間隔，故 10KV 回路應至少設有 10 回出線，其中，一車間和二車間為Ⅰ類負荷，其余為Ⅱ類負荷，其主接線可采用單母不分段接線，單母分段接線和單母分段帶旁路接線，綜上所述，該變電所的主接線形式初步擬定為 6 種，如下圖 21 所示 圖 21（ a）方案一 11 圖 21（ b）方案二 12 圖 21（ c）方案三 圖 21（ d）方案四 13 圖 21（ e）方案五 圖 21（ f）方案六 13 主接線的比較與選定 131 技術比較 內橋線路的特點： （ 1）線路操作方便 （ 2）正常運行時變壓器操作復雜 （ 3）橋回路故障或檢修時全廠分列為兩部分，使兩個單元間失去聯 14 系 內橋接線試用于兩回進線兩回出線且線路較長，故障可能性較大和變壓器不需要經常切換運行方式的發(fā)電廠和變電站中。 外橋接線的特點： (1)變壓器操作方便 （ 2）線路投入與切除時，操作復雜 （ 3）橋回路故障或檢修時全廠分列為兩部分，使兩個單元之間失去聯系。 外橋接線適用于兩回進線兩回出線且線路較短故障可能性小和變壓器需要經常切換，且線路有穿越功率通過的發(fā)電廠和變電站中。待設變電所 35KV 回路進線為 6KM，進線較長，且沒 有穿越功率通過，正常運行時兩臺變壓器不需要經常切換，經比較，內橋接線的線路投入與切除操作方便，故以上 6 種設計方案中，方案一、方案二和方案三為優(yōu)。 單母線不分段接線的特點： 接線簡單、清晰、設備少、操作方便、投資少、便于擴建，但其不夠靈活可靠，接到母線上任一元件故障時，均使整個配電裝置停電。 單母線分段接線的特點： 15 單母線分段接線也比較簡單、清晰，當母線發(fā)生故障時，僅故障母線段停止工作，另一段母線仍繼續(xù)工作，兩段母線可看成是兩個獨立的電源，挺高了供電可靠性，可對重要用戶供電，當一段母線故障或檢修時， 必須斷開接在該段母線上的所有支路，使之停止工作，任一支斷路器檢修時，該支路必須停止工作。 單母線分段帶旁路接線的特點： 在母線引出各元件的斷路器，保護裝置需停電檢修時，通過旁路木母線由旁路斷路器及其保護代替，而引出元件可不停電，加旁路母線雖然解決了斷路器和保護裝置檢修不停電的問題，提高了供電的可靠性，但也帶來了一些負面影響。 a) 旁路母線、旁路斷路器及在各回路的旁路隔離開關，增加了配電裝置的設備，增加了占地，也增加了工程投資。 b) 旁路斷路器代替各回路斷路器的倒閘操作復雜，容易產生誤操作，釀成事故。 c) 保護及二次 回路接線復雜。 d) 用旁路代替?zhèn)€回路斷路器的倒閘操作，需要人來完成，因此帶旁路母線的界限不利于實現變電所的無人值班。 方案一種采用單母線不分段接線，雖然簡單靈活，但其可靠性不高，當接到母線上任一元件公章時，均使整個配電裝置停電，且?guī)гO變電所的符合均為Ⅰ類、Ⅱ類中藥符合，因此方案一種的單母線不分 16 段接線不能滿足Ⅰ類、Ⅱ類負荷供電可靠性的要求。 方案二與方案三中采用單母線分段接線的兩段母線可看成是兩個獨立的電源，提高了供電的可靠性，為了確保當任何一路電源發(fā)生故障或檢修時，都不回中斷對重要用戶Ⅰ類負荷的用電，可