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35KV变电站完整设计报告.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.06M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    35k V 艳山红变电站设计说明书 第一章概述 一、 设计依据 根据设计任务书给出的条件。 二、 设计原则 1、 要遵守国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设 程序，特别是应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。 2、 要根据国家规范、标准与有关规定，结合工程的不同性质不同要求，要实行 资源的综合利用，要节约能源、水源，要保护环境，要节约用地并合理使用劳动 力，要立足于自力更生。 三、 变电站建设的必要性及规模 1、 变电站建设的必要性 为了加强我局供电可靠性，减少线路损耗，适应日益增长的负荷发展需要，35KV 艳山红变的选址于白云区艳山红开发区，并近邻市区，其主要供电对象是白云区 居民用电、艳山红开发区工业用电建设将大大提高整体供电能力和供电可靠性， 减小供电半径，供电线损大幅下降，供电量增加，适应我市现代化建设与发展的 需要，满足国民经济增长和人民生活质量提高对电力的需求。 2、 本工程建设规模 2.1、艳山红变电站为 35kV/10kv 降压变电站，该变电站为无人职守的综合自动 化站，容量为 2*6300 千伏安，艳山红变电站安装两台 S7-6300/35 主变压器，35kV 为单母线接线，采用室外布置，一回至白云变电站电源进线,一台 S7-50/35 站用 变.10kV 配电装置采用单母线分段接线，共有 2*6 回出 线， 10kV 每段母线上各接两 组 TBB11/√3 3000KVAR 补偿电容装置 2.2、艳山红变电站选址在白云分局附近地区地势平缓，海拔高度 1000m，气象 条件：历史最高温度为 37 度，最低为-7 度，最高月平均温度为 27 度。 10kV 采用屋内配电装置，架空出线,10kV 电空器室外布置。 主接线的设计原则 第二章 主接线方案及主变台数、容量的选择 第一节 一、主接线的设计依据 1、负荷大小的重要性 2、系统备用容量大小
    2.1 运行备用容量不宜少于 8-10%，以适应负荷突变，机组检修和事故停运等 情况的调频需要。 2.2 装有两台及以上的变压器的变电所，当其中一台事故断开时，其余主变压 器的容量应保证该变电所 70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内， 应保证用户的一、二级负荷供电。 二、主接线的基本要求 1、可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求。 1.1 断路器检修时，不宜影响供电。 1.2 线路、断路器或母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线回数及停运 时间，并能保证对一级负荷及全部及大部分二级负荷的供电。 1.3 尽量避免发电厂，变电所全部停运的可能性。 1.4 大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。 2、灵活性 主接线应满足在调度，检修及扩建时的灵活性 2.1 调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷， 满足系统在事故运行方式，检修运行方式以及特殊运行方式以及特殊运行方式下 的系统调度要求。 2.2 检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而 不致影响电力网的运行和对用户的供电。 2.3 扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停运 时间最短的情况下，投入新装机组，变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和 二次部分的改建工作最少。 3、经济性 主接线满足可靠，灵活性要求的前提下做到经济合理。 3.1 主接线应力求简单，经节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器 等一次设备。 3.2 要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。 3.3 要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。 3.4 如能满足系统的安全运行及继电保护要求，35kV 及其以下终端或分支变电 所可采用简易电器。 3.5 占地面积少：主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。 3.6 电能损失少：经济合理地选择主变压器的种类（双绕 组、三绕组或自耦变 压器）、容量、数量，要避免因两次变压而增加的电能损失。 第二节 35kV 侧主接线的设计和论证 依据变电站的性质只可选择单母线接线一种主接线方案，下面论证其接 线的得弊。 单母线接线 优点： 1、接线简单清晰、设备少、操作方便。 2、便于扩建和采用成套配电装置 缺点：
    1、 不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修均需使整个 配电装置停电。 2、 单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需停电，在用 隔离开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段的供电。 适用范围； 1、 6-10kV 配电装置的出线回路数不超过 5 回。 2、 35-63KV 配电装置的出线回路数不超过 2 回。 综合分析比较一览表 接线方式优缺点: 单母线接线简单清晰，设备少、投资小运行操作方便，利于扩建。但可靠性和灵 活性较差。 根据具体情况，通过分析比较，接线方式采用单母线，其一次性投入少，且尚能 保证变电站的安全稳定运行，利于今后负荷增长时的扩建。因此，35kV 侧选择 单母线的接线方式。 10kV 侧主接线的设计和论证 第三节 依据变电站的性质可选择单母线接线、单母线分段接线、外桥型接线、内桥型接 线、四种主接线方案，下面逐一论证其接线的得弊。 一、单母线接线 优点： 1、接线简单清晰、设备少、操作方便。 2、便于扩建和采用成套配电装置 缺点： 1、 不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修均需使整个 配电装置停电。 2、 单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需停电，在用 隔离开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段的供电。 适用范围； 1、 6-10kV 配电装置的出线回路数不超过 5 回。 二、单母线分段接线 1、用隔离开关分段的单母线接线 这种界限实际上仍属不分段的单母线接线，只是将单母线截成两个分段，其间用 分段隔离开关连接起来。这样做的好处是两段母线可以轮流检修，缩小了检修母 线时的停电范围，即检修任一段母线时，只需断开与该段母线连接的引出线和电 源回路拉开分段隔离开关，另一段母线仍可继续运行。但是，若两个电源取并列 运行方式，则当某段母线故障时，所有电源开关都将自动跳闸，全部装置仍需短 时停电，需待用分段隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线段的供 电。可见，采用隔离开关分段的单母线接线较之不分段的单母线，可以缩小母线 检修或故障时的停电范围。 2、用断路器分段的单母线接线 用隔离开关奋斗的单母线接线，虽然可以缩小母线检修或故障时的停电范围，但 当母线故障时，仍会短时全停电，需待分段隔离开关拉开后，才能恢复非故障母
    线段的运行，这对于重要用户而言是不允许的。如采用断路器分段的单母线接线， 并将重要用户采用分别接于不同母线段的双回路供电，着可克服上诉缺点。 对用断路器分段的单母线的评价为: （1）、优点 a.具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。 b.较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时的停电 范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔离开关短 路时，非故障母线段可以实现完全不停电，而后者则需短时停电。 c.运行比较灵活。分段断路器可以接通运行，也可断开运行。 d.可采用双回线路对重要用户供电。方法是将双回路分别接引在不同分段母线 上。 （2）、缺点 a.任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段母线上的所有进出 回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路数较多的配电装置仍是严重的缺点。 b.检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。这对于电压等级高的配电装 置也是严要缺点。因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响甚大。 3、单母线分段带旁路母线的接线 为了在检修线路断路器时，不中断对该线路的供电，可以增设旁路设施，包括旁 路开关电器和旁路母线。这种接线不宜用于进出线回路多的情况下使用。 单母线分段接线，虽然缩小了母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围，在 一定程度上提高了供电可靠性，但在母线或母线隔离开关检修期间，连接在该段 母线上的所有回路都将长时间停电，这一缺点，对于重要的变电站和用户是不允 许的。 三、双母线接线 为了克服上述单母线分段接线的缺点，发展了双母线接线。按每一回路 所连接的断路器数目不同，双母线接线有单断路器双母线接线、双断路器双母线 接线、一台半断路器接线（因两个回路共用三台断路器，又称二分之三接线）三 种基本形式。后两种又称双重连接的接线，意即一个回路与两台断路器相连接， 在超高压配电装置中被日益广泛地采用。 1、单断路器双母线接线： 单断路器双母线接线器是双母线接线中最基本的接线形式。它具有两组 结构相同的母线，每一回路都经一台断路器、两组隔离开关分别连接到两组母线 上，两组母线之间通过母联断路器来实现联络。 双母线接线有两种运行方式，一种运行方式是一组母线工作，一组母线 备用，母联断路器在正常运行时是断开的；另一种运行方式是两组母线同时工作， 母联断路器在正常运行时是接通的，这时每一回路都固定连接于某一组母线上运 行，故亦称固定连接运行方式。这两种运行方式在供电可靠性方面有所差异，当 母线短路时，前者将短时全部停电；后者母线继电保护动作，只断开故障母线上 电源回路的断路器和母联断路器，并不会使另一组母线中断工作。 单断路器双母线接线具有以下优缺点: （1）、单断路器双母线接线的优点： 双母线接线有更高的可靠性，表现在以下几方面: a.检修任一段母线时，可不中断供电，即通过倒闸操作将进出线回路都
    切换至其中一组母线上工作，便可检修另一组母线。 b.检修任一母线隔离开关时，只需停运该回路。 c.母线发生故障后，能迅速恢复供电。 d.线路断路器"拒动"时或不允许操作时，可经一定的操作顺序使母联断 路器串入该线路代替线路断路器工作，而后用母联断路器切除核线路。 e.检修任一回路断路时，可用装接“跨条”的方法，避免该线路长期停 电。 f.便于试验。在个别回路需要单独进行试验时，可将谅回路单独接至一 组母线上隔离起来进行。 g.调度灵活。各个电源和出线可以任意分配到某一组母线上，因而可以 灵活地适应系统中各种运行方式的调度和潮流变化。 h.扩建方便，且在扩建施工时不需停电。 由于双母线具有上述优点，被广泛用于 10 一 220kV 出线回路较多且有重 要负荷的配电装置中。 （2）、单断路器双母线接线的缺点： a.接线较复杂，且在倒母线过程中把隔离开关当作操作电器使用，容易 发生误操作事故。 b.工作母线短路时，在切换母线的过程中仍要短时停电。 c 检修线路断路器时要中断对用户的供电，这对重要用户来说是不允许的。 d.于单母线接线相比，双母线接线的母线长，隔离开关数目倍增，这将使配电装 置结构复杂，占地面积增大，投资明显增加。 双母线接线比单母线分段接线的供电可靠性高、运行灵活，但投资也明显增大， 因此，只有当进出线回路数较多、母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线 故障后要求尽快恢复送电、母线和母线隔离开关检修时不允许影响对用户的供 电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求等情况下，才采用双母线接线方式。 2、双断路器双母线接线 双断路器双母线这种接线，每回路内接有两台断路器，采取双母线同时 运行的方式。 双断路器双母线接线的优点是: a.任何一组母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时都不会造成停电。 b.任何一台断路器检修时都不需停电。 c.任一电源或出线可方便地在母线上配置，运行灵活，能很好地适应调度要求， 有利于系统潮流的合理分布和电力系统运行的稳定。 d.隔离开关只用于检修时隔离电源，不作为操作电器，因而减少了误操作的可能 性。 双断路器双母线接线的主要缺点是投入使用的断路器大多，设备投资大，配电装 置占地面积和维护工作量都相应地增大了许多，故在 220KV 及以下配电装置中很 少采用。但随着电力系统容量的增大，输电距离的增加，出于对系统运行稳定性 的考虑，这种接线在 330KV 及以上超高压变电站中的应用将日益广泛。 3、“一台半”断路器接线 “一台半”断路器这种接线的特点是在两组母线之间串联装设三台断路 器，于两台断路器间引接一个回路，由于回路数与断路器台数之比为 2：3，固 称为一台半断路器接线或二分之三接线。这种接线的正常运行方式是所有断路器 都接通，双母线同时工作。
    "一台半"断路器接线的优点是： a. 检修任一台断路器时，都不会造成任何回路停电，也不需进行切换操。 b. 线路发生故障时，只是该回路被切除，装置的其他元件仍继续工作。 c. 当一组母线停电检修时，只需断开与其连接的断路器及隔离开关即可，任何 回路都不需作切换操作。 d. 母线发生故障时，只跳开与此母线相连的断路器，任何回路都不会停电。 e.探作方便、安全。隔离开关仅作隔离电源用，不易产生误操作。断路器检修时， 倒闸操作的工作量少，不必像双母线带旁路接线那样要进行复杂的操作，而是够 断开待检修的断路器及其两侧隔离开关就可以了，也不需要调整更改继电保护整 定值。 f.正常时两组母线和全部断路器都投入工作，每串断路器互相连接形成多环状接 线供电，所以，运行调度非常灵活。 g.与双母线带旁路母线接线和双断路器双母线接线相比，"一台半"断路器接线所 需的开关电器数量少，配电装置结构简单，占地面积小，投资也相应减少。 缺点就是成本高。 通过分析比较，三种接线方式中采用单母线分段较之其它两种为好，其 中又以用断路器分段的单母线分段接线为最好，虽一次性地多投入，但其可靠性、 灵活性比较高，能保证变电站的安全稳定运行。 由于本次设计为 35kV 变电站，考虑到供电可靠性和负荷增长的需要，在 10kV 侧采用单母线分段的接线方式。 主变台数和容量的确定 第三章 主变台数和容量的选择 第一节 一、主变台数的确定两台 二、主变容量的确定 1、 主变压器容量一般按变电所建成后 5-10 年的规划负荷选择，并适当考虑到 远期 10-20 年的负荷发展。 2、 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变器的容量。对于有重要负 荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力 后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般变电所，当一台主变压 器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70-80%。 3、 同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列 化、标准化。 主变容量 SA = 6300KVA 选择主变压器的型号及容量为 S7-6300/35，其技术参数如下： 型 号 容量 UN 损耗 阻 抗 电 压 空 载 电 流 连 接组 别 高 低 △P0 △PS S7-6300/35 Ud=7% 35±2×2.5%/10.5kV Y/△-11
    站用变台数和容量及接线的确定 第二节 一、站用变台数的确定 选择 1 台接入 35kV，另一台由外来引入备用。 二、站用变容量及接线的确定 1、 原则 选择站用变压器的型号及容量为：S7-50/35 其技术参数如下： S9-50/35 35/0.4kV Y/y0-12 第四章 短路电流计算 第一节 概 述 一、短路电流计算的目的 短路问题是电力技术的基本问题之一。短路电流及其电动力效应和分效应，短路 时的电力的降低，是电气结线方案比较，电气设备和载流导线选择、接地计算以 及继电保护选择和整定等的基础。 在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其短路 电流计算的目的有以下几点： 1、 电气主接线的比选 2、 选择导体和电器 3、 确定中性点接地方式 4、 计算软导线的短路摇摆 5、 确定分裂导线间隔棒的间距 6、 验算接地装置的接触电压和跨步电压 7、 选择继电保护装置和进行整定计算 二、一般规定 1、 验算导体和电器动稳定热稳定及电器开断电流，应按本规程的设计规划容量 计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后 5-10 年）。 确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切 换过程中可能并列运行的接线方式。 2、 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用 的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。 3、 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式 时短路电流为最大的地点对带电抗器的 6-10kV 出线与厂用分支线回路，除其母 线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点，应选择在电抗器前 外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。 4、 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。 若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统中及自耦变压器回路中的单相、 两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。
    三、短路点设置 短路点均设置在 35kV 和 10kV 母线上。 第二节 短路电流计算 一、 等值电路 441 2219 110kv 10kv k(3) 0.0441 0.0 0.2219 0. k(3) 110kv 母线发生三相短路时容量为：2266MVA，短路电流为：11375A。 10kv 母线发生三相短路时容量为：450.6MVA，短路电流为：24784A。 一、d1 点短路时： 35KV 母线即 a 点三相短路时 Uj =37KV 35KV 母线即 a 点三相短路时，最大短路电流： Idmax =1/X3 *I j=1/1.4849*100/1.732*37=1.0508KA 二、d2 点短路时： 10KV 母线即 b 点三相短路时 U =10.5 KV 10KV 母线即 b 点三相短路时，最大短路电流： Idmax =1/X4 *Ij =1/2.45*100/1.732*10.5=2.245KA 第五章、母线和电器设备的选择 第一节 母线的选择 一、一般原则 1、 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并应考虑远景发展 2、 应按当地环境条件校核； 3、 应与整个工程的建设标准协调一致，尽量使新老电器型号一致； 4、 选择导线时应尽量减少品种； 5、 选用新产品应积极慎重。
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