35—6.3kV变电所电气初设计

《发电厂电气部分课程设计》课程设计任务书目录1.前言 (3)１.1变电站设计原则 (3)1.2对电气主接线的基本要求……………………………………………………４1.３主接线的设计依据 (4)1.4设计题目………………………………………………………………………４1．５设计内容………………………………………………………………………５2．原始资料分析 (5)3.主接线方案的拟定…………………………………………………………………６4．所用电的设计 (10)5．变压器的选择……………………………………………………………………１05．1主变压器台数的选择………………………………………………………10５.2主变容量的确定……………………………………………………………115.3主变压器接线形式的选择 (12)6．短路电流计算 (12)7.主要电气设备的选择 (1)３8.设计总结 (1)５9.参考文献 (15)１0.附录A (16)１1.附录B……………………………………………………………………………１81２.附录C……………………………………………………………………………２6一、前言变电所是接受电能、变换电压、分配电能的环节，是供配电系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。

电力系统是由发电机，变压器,输电线路,用电设备(负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。

电力系统中的这些互联元件可以分为两类,一类是电力元件,它们对电能进行生产（发电机）,变换(变压器,整流器,逆变器）,输送和分配(电力传输线,配电网）,消费(负荷);另一类是控制元件,它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器,调速器以及继电器等。

电气主接线是发电厂变电所的主要环节,电气主接线的拟定直接关系着全厂(所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。

随着国民经济的快速稳定发展,电能需求迅速增长，我国电网的规模日益扩大。

做好供配电工作，对促进工业生产、降低产品成本、实现生产自动化和工业现代化有着十分重要的意义，供配电系统的安全运行。

供电的中断将使生产停顿，生活混乱,甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。

停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。

因此，电力系统运行首先要满足可靠,持续供电的要求。

一、变电站设计原则:１、必须严格遵守国家的法律、法规、标准和规范,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、必须从全局出发，按照负荷的等级、用电容量、工程特点和地区供电规划统筹规划,合理确定整体设计方案。

3、应做到供电可靠、保证人身和设备安全。

要求供电电能质量合格、优质、技术先进和经济合理。

设计应采用符合国家现行标准的效率高、能耗低、性能先进的设备。

4、应根据整体工程的特点、规模和发展规划,正确处理工程的近、远期的建设发展关系，以近期为主,远、近结合,适当考虑扩建的可能性。

二、对电气主接线的基本要求变电站的电气主接线应满足供电可靠、调度灵活、运行，检修方便且具有经济性和扩建的可能性等基本要求。

(1）供电可靠性:如何保证可靠地(不断地）向用户供给符合质量的电能是发电厂和变电站的首要任务,尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。

防止系统因为某设备出现故障而导致系统解裂,这是第一个基本要求。

(2)灵活性：其含义是电气主接线能适应各种运行方式（包括正常、事故和检修运行方式）并能方便地通过操作实现运行方式的变换而且在基本一回路检修时，不影响其他回路继续运行，灵活性还应包括将来扩建的可能性。

（3)操作方便、安全：主接线还应简明清晰、运行维护方便、使设备切换所需的操作步骤少，尽量避免用隔离开关操作电源。

（4)经济性:即在满足可靠性、灵活性、操作方便安全这三个基本要求的前提下,应力求投资节省、占地面积小、电能损失少、运行维护费用低、电器数量少、选用轻型电器是节约投资的重要措施。

根据以上的基本要求对主接线进行选择。

三、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(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）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60％~70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内,应保证负荷的一、二级负荷供电。

四、设计题目：35/６.3kV变电所电气初设计五、设计内容1、建设规模小型终端变电所。

容量3５／６.３ｋＶ变压器2台,年利用小时数T=600０小时max2、系统连接情况变电所联入系统的电压等级3５kV，电源进线为双回路，距离地区变电所8km，阻抗值0.4Ω／km．电力系统在地区变电所35kＶ母线上的短路容量S=１0００ＫVＡd3、负荷情况T=５000小时，一、二变压器低压侧负荷:最大5.8MW,cos =０.8,max级负荷占７0%,6ｋv馈电线路8回，要求6ｋv母线上的功率因数补偿到0.９,所用电负荷50kw。

４、环境条件（1)当地年最高温度38℃，最热月平均温度２８℃(2)海拔不超过1０00m。

二、原始资料分析设计此课程,由于主变为35/６.3kv，且为小型终端变电所,其主要起到变换和分配电能的作用，且Ⅰ、Ⅱ类负荷占70%，年利用小时数达到６000小时，因此必须采用供电较为可靠的接线形式，且保证有两路电源供电。

以避免万一其中一组电源故障而引起负荷停电。

由于只有3５ｋv、６.3kv两个电压等级, 35ｋv接电源双回路,６.3kv有8回馈线同时接所用电变压器,为保证检修出线断路器时不致该回路停电,为使其具有较高的可靠性，出线端应采取双母分段接线；３5kv端得进线为保证可靠，同时降低资金投入,应采取单母分段。

当地年最高温度38℃,最热月平均温度28℃,海拔不超过１000m。

环境条件正常，因此可采用屋外配电装置。

由于本期建设的变电所为小型终端变电所,因此不具有前景规划价值。

三、主接线方案的拟定变换和分配电能的可靠性是本变电所的首要问题，主接线的设计,应考虑以下几方面问题：１、断路器检修时,是否影响连续供电；２、线路、断路器或母线故障，以及在母线检修的时候,造成馈线停电的回路多少和停电时间长短,能否满足重要的Ⅰ、Ⅱ类负荷对供电的要求;主接线应具有灵活性,能适用多种运行方式的变化，且在检修、故障等特殊状态下操作方便，调度灵活。

35kv通过变压器向6.3kv母线供电,为保证其供电可靠性,采用单母分段带旁路、双目带旁路等方式，而6.3kv由于提供地方供电,且一、二级负荷占70%，因此必须采用双母分段接线。

根据以上分析，筛选，组合,可保留两种可能的接线方案。

方案一:35ｋv侧采用单母接线，6.３kｖ侧采用双母分段接线。

方案二:35ｋv侧采用单母接线,６.3kｖ侧采用单母分段接线。

对图2．1及图2.2所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表２-1。

四、所用电的设计一般有重要负荷的大型变电所，3８0／2２0V系统采用单母线分段接线,两台所用变压器各接一段母线,正常运行情况下可分列运行,分段开关设有自动投入装置。

每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电,在另一台所用变压器故障或检修停电时,工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷，以保证变电所正常运行。

一、用电电源和引接原则如下（１)当变电所有低压母线时;(2）优先考虑由低压母线引接所用电源;(3）所用外电源满足可靠性的要求;(4) 即保持相对独立;（5）当本所一次系统发生故障时;(6)不受波及；（7)由主变压器低绕组引接所用电源时;(8)起引接线应十分可靠；(9）避免发生短路使低压绕组承受极大的机械应力;二、所用变接线一般原则（1)一般采用一台工作变压器接一段母线;(２）除去只要求一个所用电源的一般变电所外;（3)其他变电所均要求安装两台以上所用工作变压器；(4)低压6.3KＶ母线可采用分段母线分别向两台所用变压器提供电源;(５)以获得较高的可靠性;故所用变设在１0KV侧，所用变选择两台S9—100／10型所用变压器。

五、变压器的选择电力变压器（pｏwer transformatｉｏn文字符号T或TM）,是变电所中最关键的一次设备,其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送,分配和和适用。

一、主变压器台数的选择正确选择变压器的台数,对实现系统安全经济和合理供电具有重要意义。

选择主变压器台数时应考虑原则是：(1)应满足用电负荷对供电可靠性的要求。

对供有大量一二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。

对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源，或另有自备电源。

（2)对季节性负荷或负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所,可以考虑采用两台变压器。

(3）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展,留有一定的余地。

(4)按照题给要求和考虑原则，采用两台变压器。

二、主变容量的确定（一)确定原则：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供电，保证供电可靠性。

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。

（二）确定：原始资料中已知:变压器低压侧最大的负荷为 5.８MW,功率因素为cos 0.9φ=。

由已知条件可求得每台主变压器容量ＳT ，即:S T =max 70%cos S ϕ⨯⨯ =5.870%0.9⨯⨯ＭＶA =3６５４KV Ａ考虑到两台变压器容量都必须大于S T 、再分析经济问题，查表得所选择变压器容量S Ｂ＝ 4０00ＫVA三、主变压器接线形式的选择1、变压器绕组的连接方式变压器采用绕组连接方式有D和Y,我国35ＫV采用Y连接,35KV以下电压的变压器有国标Y/d1１、Y／Ｙ０等变电所选用主变的连接组别为Y/d１１连接方式。

故本次设计的变电所选用主变的连接组别为ＹN／d11型。

2、冷却方式的选择主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。

本次设计选择的是小容量变压器，故采用自然风冷却。

３、结论综合以上分析,结合技术分析对比及经济可靠性分析对比,本所宜采用SLＪ—4０00／3５型三相双绕组有载调压变压器，其容量以及技术参数如下:S= ４000ＫVA主变容量：N型号：三相双绕组有载调压降压变压器阻抗电压：７.0%联接组别： Y/△-1１空载电流：0.9％台数: 两台六、短路电流计算表七、主要电气设备选择电气设备明细表一、35ＫV侧断路器选择:选SW2—３5/６０0型少油断路器,主要数据如下：表7－1隔离开关的选择:选GN1—３5/400型隔离开关，主要数据如下故应选用６３ 8平放导线二、６．3KV侧断路器选择:选ＳＮ3-10 /2000 少油断路器，主要数据如下:隔离开关的选择：ﻩ选GN1—６/600型隔离开关，其主要技术数据如下：出线断路器的选择:选ＳN１-1０/４００少油断路器,主要数据如下:出线隔离开关的选择：选GN1—6 ／2０0型隔离开关，其主要技术数据如下：八、设计总结这次课程设计是对我们这一学期学习的发电厂知识的一次系统性的总结和归纳。