10KV变电站主接线方案设计和主要电气设备的选择
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计摘要:从负荷计算、无功补偿、站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自动化等方面论述了10kV变电站设计的主要内容和设计程序.关键词: 10kV变电站; 设计; 负荷计算; 无功补偿10kV配电网属中压配电网,它延伸至用电负荷的中心或居民小区内,直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要,起着承上启下确保用户供电的作用,因此10kV配电网所处的地位十分重要. 在配电工程中,能否保证系统安全、经济、可靠地运行,工程的设计质量是一个重要条件. 本文就10kV变电站的设计思路进行探讨.1 负荷计算及负荷分级计算负荷是确定供电系统,选择主变容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据. 因此,正确进行负荷计算及负荷分类是设计的前题,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段. 此阶段需要的原始资料有: ①供电区域的总平面图; ②供电区域逐年及最终规模的最大负荷、年耗电量、功率因数值及项目投产日期; ③每回出线的名称、负荷值、各负荷的性质及对供电可靠性或其它方面的特殊要求; ④供电部门对电源电压、供电方式、电源路数及继电保护、自动装置等方面的相关意见; ⑤用户对变电站设置方面的数量、容量、位置等的设想及资金准备情况等.计算负荷的方法多种多样,如需用系数法、二项式法、利用系数法等. 目前多数采用需用系数法与二项式法相结合的方法,部分采用利用系数法. 但是由于利用系数法其理论依据是概率论和数理统计,计算结果比较接近实际,因此也适用于各类的负荷,在以后的负荷计算工作中将占主导地位.负荷根据其对供电可靠性的要求可划分为一、二、三级负荷. 对于一级负荷,如医院的手术室等必须有两个独立的电源供电,如同时具备两个条件的发电厂或变电所的不同母线段等,且当两个独立电源中任一电源失去后,另一电源能保证对全部一级负荷的不间断供电. 对于一级负荷中的特别重要负荷,也称保安负荷. 如用于银行主要业务的电子计算机及其外部设备、防盗信号等必须备有应急电源,应由两个独立的电源点供电. 如两个发电厂、一个发电厂和一个地区电网或一个电力系统中的两个区域性变电所等. 独立于正常电源的发电机同样可作为应急电源,实行先断后通. 对于二级负荷一般需有两个独立电源供电,且当任一电源失去后,另一电源能保证对全部或部分的二级负荷供电. 对于三级负荷,通常只需一个电源供电. 在各类负荷中,除了保安负荷外,都不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计.2 无功补偿的确定在电力系统中,存在着广泛的、大量的感性负荷,在系统运行中消耗大量的无功功率,降低了系统的功率因数,增大了线路的电压损失,电能损耗也增高. 因此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率的基础上设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,防止无功倒送. 目前广泛采用并联电容器作为无功补偿装置,分集中补偿和分散补偿两种. 在确定无功补偿方案时应注意如下问题:2. 1 补偿方式问题目前无功补偿的出发点还放在用户侧,只注意补偿用户的功率因数,而不是立足于降低电力网的损耗. 如为提高某电力负荷的功率因数,增设1台补偿箱,对降损有所帮助,但要实现最有效的降损,可通过计算无功潮流来确定各点的最优补偿量及补偿方式,使有限的资金发挥出最大的效益.2. 2 谐波问题电容器具备一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏,且电容器对谐波有放大作用,因此使系统的谐波干扰更严重. 动态无功补偿的控制容易受谐波干扰的影响,造成控制失灵. 因而在有较大谐波干扰的地方补偿无功,还应考虑添加滤波装置.2. 3 无功倒送问题无功倒送会增加线路及变压器的损耗,加重线路的负担,因此是电力系统所不允许的.2. 4 电容器容量的选择(1) 集中补偿容量( kvar) :QC = P ( tanψ1 - tanψ2) . P为最大负荷月的平均有功功率, kW; tgψ1为补偿前功率因数的正切值; tgψ2为补偿后功率因数的正切值;(2) 单个电动机随机补偿容量( kvar) :QC = 3 I0Un. Un 为电动机的额定电压, kV; I 0为电动机的空载电流, A.(3) 按配电变压器容量确定补偿容量( kvar) . 在配电变压器低压侧安装电容器时, 应考虑在轻负荷时防止向10kV配电网倒送无功,以取得最大的节能效果. QC = (0. 10 ~0. 15) Sn. Sn 为配变容量, kV A.3 变电站位置的确定变电站位置应避开大气污秽、盐雾、与邻近设施有相互影响的地区(如军事设施、通信电台、飞机场等) 、滑坡、滚石、明暗河塘等,靠近负荷中心出线条件好,交通运输方便. 当前,在一些居民区变电站的建设中,有部分居民对实际情况不了解或看到一些报刊杂志上的片面宣传资料,对配电设备的环境影响产生了误解或恐惧心理,引发“要用电,但拒绝供电设备”的矛盾. 根据上海市辐射环境监理所对上海市内不同类型的已投运的100余座10kV变电站历时两年多的实测和调研,结果如下:(1) 具有独立建筑物的10kV变电站: ①变电站产生的电场经过实心墙体的屏蔽,得到有效的衰减,基本无法穿出. 在距铁门、百叶窗等非实心墙体外3~4米处,电场强度已衰减至环境背景值的水平. ②磁感应强度对实心墙体的穿透力较强,其垂直分量大于水平分量,随着空间距离的增长有明显的衰减. ③实际测得的最大电场与磁场强度值远低于我国环境标准所规定的居民区电场与磁场参考限值.(2) 置于大楼内的10kV变电站: ①电磁场在户内所测得的数值相对比户外的数值要高. ②无论户内或户外,实际测得的最大电场与磁场强度值均比我国环境标准所规定的参考限值有较大的裕度.(3) 10kV预装式变电站: ①10kV预装式变电站附近的电场强度与上述具有独立建筑物变电站的情况相当,磁感应强度在总体上偏小. ②电场与磁场实测最大强度值均远低于我国环境标准所规定的参考限值.在《浙江省农村低压电力设施装置标准》中也要求变电站离其它建筑物宜大于5米. 在设计中,还应考虑到变电站的噪声对周围环境的影响,必要时采用控制和降低噪声的措施.4 主变压器选择在10kV变电站中,要选用性能优越、节能低损耗和环保型的变压器. 变压器的台数及容量要根据负荷计算和负荷分级的结果并结合经济运行进行选择. 当有大量的一、二级负荷,或季节负荷变化较大,或集中负荷较大时,宜装设两台及以上的变压器. 当其中任一台变压器断开时,其余变压器应满足一级负荷及大部分二级负荷的用电需要. 定变压器容量时还要综合考虑环境温度、通风散热条件等相关因素. 对冲击性较大的负荷、季节性容量较大的负荷、小区或高层建筑的消防和电梯等需备用电源的负荷等可设专用变压器,此方法既保障了电能的质量及供电的可靠性,又结合了电费电价政策,做到经济运行.为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次谐波影响,宜选用的变压器接线组别为D, yn11. D, yn11接线的变压器低压侧单相接地短路时的短路电流大,也有利于低压侧单相接地故障的切除. 在改、扩建工程中,为了满足变压器并列运行条件,选用的变压器接线组别与原有的保持一致,短路阻抗百分比接近,容量比不超过1∶3. 如我县某企业,其设备的用电规格与我国不相一致,根据用户的意见,我们将容量为630kV A的主变接线组别定为D, dn,并要求变压器设单独的接地系统,以此满足用户的供电要求. 设在高层建筑内部的变电站,主变采用干式变压器. 设在周围大气环境较差的变电站,应选用密闭型或防腐型变压器. 为了不降低配电运行的电压, 10kV变电站的主变分接头宜放在10. 5kV上,分接范围油浸变为±5% ,干式变为±2 ×2. 5%.5 电气主接线的选择变电站的主接线对变电站内电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系,是变电站设计中的重要环节. 主接线的形式多种多样,在10kV变电站的设计中常用的有单母接线、单母分段接线、线路—变压器组接线、桥式接线等,每种接线均有各自的优缺点. 通过对几种能满足负荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较,选择最合理的方案.技术指标包括: ①供电的可靠性与灵活性; ②供电电能质量; ③运行管理、维护检修条件; ④交通运输及施工条件; ⑤分期建设的可能性与灵活性; ⑥可发展性.经济指标包括: ①基建投资费用. ②年运行费.我县西部的甲乙两企业,以前均由长广的6kV线路供电,现都要求改为电网10kV供电. 在甲企业中,由于其预计运行的时间只有3年左右,且周围均为10kV电网供电,经过技术及经济比较,采用了保留原有供电设备,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器来满足用电要求的方案,节省了投资,节约了时间.在乙企业中,其新增设备的额定电压为10kV,在企业周围还有部分采用6kV电压等级供电的负荷,如同样采用甲企业的方法,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器,则该企业有可能成为一个新的6kV电压等级供电点,对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响. 经技术及经济比较,向用户列举了10kV供电的诸多优点,动员用户对原有供电设备进行了改造. 此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想的选择.6 短路电流计算在供电系统中危害最大的故障是短路,为了正确选择和校验电气设备,须计算短路电流.在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点. 为了简化短路电流计算方法,在保证计算精度的情况下,可忽略一些次要因素的影响. 其规定有:(1) 所有电源的电动势相位角相同,电流的频率相同,短路前电力系统的电势和电流是对称的.(2) 认为变压器为理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流大小发生变化.(3) 输电线路的分布电容略去不计.(4) 每一个电压级均采用平均额定电压,只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压.(5) 一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗.(6) 在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并.参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法分别得出:(1)次暂态短路电流( I ”) ,用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量.(2) 三相短路冲击电流( Ish ) ,用来校验电器和母线的动稳定.(3) 三相短路电流稳态有效值( I ∞) ,用来校验电器和载流导体的热稳定.(4) 次暂态三相短路容量( S ”) ,用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据.7 设备的选择及校验在进行电气设备选择时,应根据工程的实际情况,在保证安全、可靠的前题下,积极而稳妥地采用新技术,注意节约投资.7. 1 10kV开关柜的选择容量为500kV A及以上的变压器一般均配有10kV开关柜. 10kV开关柜可分为固定式和手车式开关柜.就绝缘介质而言,目前10kV开关柜的主流产品又可分为SF6气体绝缘和真空绝缘. SF6气体绝缘的开关柜体积小,一般20年内免维护,但价格高,其气体的泄露还会造成环境污染. 真空绝缘的开关柜体积适中,相对同等档次的SF6气体绝缘的开关柜来说价格略低,使用过程中不会造成环境污染,但每二年就需做一次试验,增大了运行维护的工作量. 因此开关柜的选择除按正常工作条件选择和按短路状态校验外,还应考虑开关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件. 如我县某工程,其预留的10kV变电站位置在地下室,该工程在建筑上并没有考虑变电站的通风问题,且在建筑施工时设置的变电站大门只有2. 05米净高,用电可靠性要求较高. 在这里,选用SF6气体绝缘的开关柜显然违背了《国家电网公司电力安全工作规程》中在SF6电气设备上的工作这一节的相关条款. 但一般的真空开关柜高度均在2. 2米以上,通过对一些开关柜制造厂家的咨询,最后采用了高度为1. 9米的非标型真空开关柜. 7. 2 10kV负荷开关和熔断器组合的选择在10kV变电站的设计中,对主变容量在400kV A及以下的变电站,高配部分通常采用负荷开关加熔丝的组合,其接线简单. 为提高工作效率,笔者综合了各部门对400kV A及以下变电站建设的意见和建议,制作了一套400kV A及以下变电站设计的标准图,取得了良好的效果.在10kV负荷开关和熔断器组合的选择方面, 10kV负荷开关按正常工作条件选择和按短路状态校验. 熔断器的熔体额定电流按Ie = k I1. max进行选择,其中k为可靠系数,当不计电动机自起动时取1. 1~1. 3,考虑电动机自起动时取1. 5~2. 0; I 1. max为电力变压器回路的最大工作电流. 熔管的额定电流≥熔体的额定电流. 选择熔断器时,还应保证前后两级熔断器之间(多见于美式箱变) 、熔断器与电源侧的继电保护之间、熔断器与负荷侧的继电保护之间的动作选择性. 当本段保护范围内发生短路故障时,应在最短的时间内切除故障. 当电网接有其它接地保护时,回路中的最大接地电流与负荷电流之和应小于最小熔断电流.7. 3 0. 4kV开关柜的选择0. 4kV开关柜的主流产品目前有GGD、GCK、GCS等. 按正常工作条件选择,按短路状态校验. 一般对于接线简单、出线回路少的场合采用GGD型. 对于出线多、供电可靠性较高、供电设备较美观的场合采用GCK或GCS型. 无论采用何种柜型,其所配置的开关都应根据负荷的用电要求及用户的资金准备情况加以合理选择,使其具有较高的性价比.7. 4 电力电缆的选择(1) 首先应根据用途、敷设方式和使用条件来选择电力电缆的类型. YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆是目前工程建设中普遍选用的两种电缆. YJV型电缆与VV型电缆相比, YJV型电缆虽然价格略高,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点( YJV型电缆寿命可长达40年, VV型电缆寿命仅为20年) ,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆.(2) 电缆的额定电压UN ≥所在电网的额定电压.(3) 按长期发热允许电流选择电缆的截面. 但当电缆的最大负荷利用小时数T max > 5000h,且长度超过20米时,则应按经济电流密度来选择.(4) 允许电压降的校验. 对供电距离较远、容量较大的电缆线路,应满足:ΔU % = 173 ImaxL ( r cosψ+xsinψ) / U ≤5% , U、L为线路工作电压(线电压)和长度; cosψ为功率因数; r、x 为电缆单位长度的电阻和电抗.(5) 热稳定的校验电缆应满足的条件为:所选电缆截面S ≥Q d /C X 100 (mm2 ). Qd为短路电流的热效应, (A2 S) ; C为热稳定系数. 如我县某企业的供电电源是从紧邻的一座110kV变电所的10kV侧专线接入的,由于该企业的用电负荷不是很大,若按长期发热允许电流选择的电缆截面,或按经济电流密度来选择的电缆截面均在95 mm2以下,但在热稳定校验时,所选电缆截面S ≤Q d /C X 100 (mm2 ) ,电缆截面至少需在120 mm2及以上.8 继电保护的配置当变压器故障时,在保护的配置上一般有两种途径:如选用断路器或开关来开断短路电流,则配以各类的微机保护. 如一次设备选用的是负荷开关,则选用熔断器来保护. 两者比较如下.(1) 断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能,价格较昂贵. 负荷开关只能分合额定负荷电流,不能开断短路电流,需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流,价格较便宜.(2) 在切空载变压器时,断路器或开关会产生截流过电压. 负荷开关则没有此种现象.(3) 对变压器的保护,断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和,一般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间. 限流熔断器具有速断功能,但必须防止熔断器单相熔断时设备的非全相运行,应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣,完成三相电路的开断.(4) 由于高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间,且限流熔断器的时间特性曲线为反时限曲线,短路发生后,可在短时内熔断来切除故障,所以可对其后所接设备如CT、电缆等提供保护. 使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求. 但就限制线性谐振过电压方面来说,在变压器的高压侧应避免使用熔断器.9 防雷与接地(1) 10kV变电站在建设过程中,可利用钢筋混凝土结构的屋顶,将其钢筋焊接成网并接地来防护直击雷.(2) 在变电站内的高压侧、低压侧及进线段安装避雷器,以防护侵入雷电波、操作过电压及暂时过电压.(3) 10kV变电站中的接地网一般由扁钢及角钢组成,也可利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋体作接地网,但各钢筋体之间必须连成电气通路并保证其电气连续性符合要求. 接地电阻值要求不大于4Ω. 变压器、高低压配电装置、墙上的设备预埋件等都需用扁钢等与接地网作可靠焊接进行接地. 发电机的接地系统需另行设置,不得与变电站的接地网连接.(4) 低压配电系统按接地方式的不同可分为三类:即TT、TN和IT系统. TT方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称作保护接地系统. TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统. 在TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开又可分为: TN C和TN S方式供电系统. TN C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,适用于三相负载基本平衡的情况. TN S方式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开,当N线断开,如三相负荷不平衡,中性点电位升高,但外壳、PE线电位. TN S方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统. 此外,在一些由用户提供的图纸中,我们还可看到TN C S方式的供电系统,此系统的前部分是TN C方式供电,系统的后部分出PE线,且与N线不再合并. TN C S供电系统是在TN C系统上的临时变通作法,适用于工业企业. 但当负荷端装设RCD (漏电开关) 、干线末端装有断零保护时也可用于住宅小区的低压供电系统. IT方式供电系统表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地,负载侧电气设备进行接地保护. IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好,一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格的连续供电的地方.10 照明10kV变电站内的照明电源从低压开关柜内引出,管线选用BV 500铜芯塑料线穿管后沿墙或顶暗敷,电线的管径按规定配置,所配灯具应具有足够的照度,在安装位置上不应装设在变压器和高、低压配电装置上,应安装在墙上设备的上方或周围,要留有一定的距离来保证人身及设备的安全,同时应避免造成照明死区. 灯具安装高度应高于视平线以避免耀眼,还要避免与电气设备或运行人员的碰撞.11 配网自动化配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机地融合在一起,改进供电质量,与用户建立更密切、更负责的关系,以合理的价格满足用户要求的多样性需要,力求供电经济性最好,企业管理更为有效. 配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的. 目前配电自动化主要考虑的功能有: ①变电站综合自动化; ②馈线自动化; ③负荷管理与控制; ④用户抄表自动化.就国情而言,配网自动化系统目前还处于试点建设阶段,缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础,但配网自动化是今后发展的方向. 因此,在进行站内设计时,要结合配网自动化规划,给未来的实施自动化技术改造(包括信息采集、控制、通信等提供接口和空间等方面)留有余地. 在技术上实现配电自动化的前提条件是: ①一次网络规划合理,接线方式简单,具有足够的负荷转移能力; ②变配电设备自身可靠,有一定的容量裕度,并具有遥控和智能功能. 除此之外,还可考虑通过实现配电半自动化方式来提高供电可靠性水平,因为可自动操作的一次开关价格昂贵,而二次设备相对便宜,故实现配电半自动化的具体方法可考虑采用故障自动量测和定位、人工操作开关、隔离故障和转移负荷的方式. 如在目前的设计中,采用了短路故障指示器,能准确、迅速地确定故障区段,站内都备有通信、集抄装置的位置等. 对重要用户多、负荷密度高、线路走廊资源紧张、用户对供电可靠性较为敏感的区域的用户进行设计时,尽可能选用可靠的一次智能化开关. 配网自动化系统因投资大、见效慢,应统一规划,分步实施. 因此,在10kV变电站的设计中,我们要结合配网自动化的进程,及时用先进、科学的方法来完善我们的设计,完善我们的电网.参考文献:[ 1 ] 芮静康. 现代工业与民用供配电设计手册[ S]. 北京:中国水利水电出版社, 2004.[ 2 ] 蓝毓俊,戴继伟. 各类10KV配电站对环境影响的测量与分析[ J ]. 上海电力, 2003, (4).[ 3 ] 吴致尧,何志伟. 10KV配电系统无功补偿的研究进展[ J ]. 电机电器技术, 2004, (5).。
10kV变电站主接线的设计
10kV变电站主接线的设计摘要在当今社会,电力行业占据主导地位,容易运输,容易转换,无污染。
它是现代工业生产的主要能源和动力。
已广泛地应用到一切生产部门和日常生活领域,成为社会发展不可缺少的动力。
发电厂和用户间是经过变电站作连接桥梁的,在电力能源的改革和分派中起着独一无二的作用,电力体系的重要组成部分是由变电站组成的,影响着电力体制的安全保障和经济运行。
电气主接线是电力体系的重要结构,高电流、高电压的变电站,是电力系统不可缺少的组成部分,同时是变电站电力系统运行与策划的主要内容。
变电站是电压、控制和电能的转换的场所。
变电站是发电厂和用户间的中间传输转换过程,在变电和配电中起着首当其冲的作用,直接关乎到着电力系统的安全保障和经济运转。
通过对10kV变电站电气主接线的规划和分析,负载和用户进行了分析,并对用户的无功补偿装置是通过负荷计算确定。
同时,选取各类变压器,剖析母线的各种接线方法从而选定了变电站的主接线方式,继而计算短路电流,选择导线,选择高压电气配置等。
变电站在电力体系中占领主导地位,其电气主接线保障其可靠性。
选择电气主接线设计对本专业知识进行巩固。
关键词:母线;无功补偿;电气一次部分;继电保护;The main wiring design of 10kV substationAbstractIn today's society, the electric power industry occupies the leading position, the transportation is convenient, easy to switch, no pollution. It is the main energy and power of modern industrial production. Has been widely used in various industries of production and daily life, become an indispensable driving force for social development. The first bridge of the power plant and the user is a substation, which plays an important role in the transformation and distribution of electric power. The main component of the power system is composed of the substation, which affects the safety and economic operation of the power system. Electrical main wiring is the main structure of the power system, high current, high voltage substation, is the main component of the power system, is the main content of the substation power system operation and design.The substation is the place where the voltage, the control and the electric energy conversion. The substation is the intermediate transmission and transformation between the power plant and the user, which plays an important role in the substation and distribution. It is directly related to the safety and economic operation of the power system. Through the planning and analysis of the main electrical wiring of the 10kV substation, the load and the user are analyzed, and the reactive power compensation device for the user is determined by the load calculation. At the same time, choose a variety of transformers, analysis of different types of bus wiring, select the main connection mode of the transformer substation, and then calculate the short-circuit current, select the wire, select high voltage electrical equipment, etc..The Status substation in the power system is very important,and its main electrical circuit should have high reliability. Select the main electrical wiring design to consolidate the professional knowledge.Key words: bus; reactive power compensation; electrical part; relay protection;目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 变电所发展历史与现状 (1)1.2 电力系统主要构成原理 (1)1.3 变电所的设计原则 (2)1.4 课题来源及设计背景 (2)第2章变电站主接线 (3)2.1 对电气主接线的基本要求 (3)2.2 电气主接线方式 (3)2.3 电气主接线设计原则 (3)2.4 主接线方案的分析 (4)2.4.1 单母线接线方式 (4)2.4.2 单母线分段主接线 (6)2.4.3 双母线接线 (6)2.4.4 双母线分段接线 (7)2.4.5 增设旁路母线的接线 (7)2.4.6 单元接线方式 (8)2.4.7 桥形接线 (8)第3章变电所负荷计算和无功补偿的计算 (11)3.1 变电站的负荷计算 (11)3.1.1 负荷计算 (11)3.2 无功补偿的目的和方案 (13)3.3 无功补偿的计算及设备选择 (13)第4章主变压器的选型 (15)4.1 变压器选取原则 (15)4.2 选择变压器的类型 (15)4.3 变压器台数的选择 (15)4.4 变压器容量的选择 (16)第5章短路电流的计算 (17)5.1 概述 (17)5.2 短路电流计算的原因与目的 (17)5.3 短路的种类 (17)5.4 三相短路电流的计算 (19)5.5 尖峰电流的计算 (22)5.5.1 单台用电设备供电的支线尖峰电流计算 (22)5.5.2 多台用电设备供电的线干尖峰电流计算 (22)第6章变电所的一次系统设计 (22)6.1 主要电气设备的选择 (22)6.1.1 高压断路器的选择 (22)6.1.2 高压隔离开关的选择 (23)6.1.3 高压熔断器的选择 (24)6.1.4 电流互感器的选择 (24)6.1.5 电压互感器的选择 (24)6.1.6 高压开关柜的选择 (25)6.1.7 电抗器的选择 (25)6.2 高压进线的选择与校验 (26)6.2.1 架空线的选择 (26)6.2.2 电缆进线的选择 (26)6.3 低压出线的选择 (27)第7章保护系统的设计 (27)7.1 继电保护的重要性 (27)7.2 继电保护配置原则 (28)7.3 变压器继电保护的配置 (28)7.4 自动装置配置 (30)7.5 继电保护的整定 (30)7.5.1 主变压器保护整定 (30)7.5.2 过电流保护 (32)7.5.3 过负荷保护 (33)7.6 10kV线路保护整定 (33)7.6.1 电流速断保护 (33)7.6.2 定时限过电流保护 (33)第8章测量及计量系统的设计 (34)8.1电测量仪表 (34)8.1.1 常用电测量仪表的要求 (35)8.1.2 电能计量仪表的要求 (35)8.1.3 10KV变配电装置中各部分仪表的配置要求 (35)8.2 绝缘监视装置 (36)第9章变电站防雷保护与接地装置的设计 (36)9.1 变电站直击雷过电压保护 (36)9.1.1 防雷等级 (37)9.1.2 保护措施 (37)9.1.3 避雷带保护的技术要求 (37)9.2 雷电侵入波过电压保护 (38)9.2.1 保护措施 (38)9.2.2 变电所内过电压保护 (38)9.2.3 防雷接地 (39)总结与展望 (39)1总结 (39)2展望 (40)致谢 (41)参考文献: (42)附录一 (44)附录二 (45)第1章绪论1.1 变电所发展历史与现状在经济的迅速发展和电力工业的不断创新,供电系统的设计愈来愈变得更加完美更加合理经济,在消耗、电能质量、技术经济条件下,供电的可靠性有了很大提高,因此对功率的设计也有了更高的要求。
10kV变电站电气主接线方案选择
10kV变电站电气主接线方案选择作者:张烈金葛树国来源:《中国新技术新产品》2013年第22期摘要:本文对110kV变电站电气主接线的方案进行了对比选择,包括了经济性比较、运行灵活性分析和比较、可靠性分析和比较,最后确定了电气主接线的方案。
关键词:110kV变电站;主接线方式;方案选择;经济性;灵活性;可靠性中图分类号:TM63 文献标识码:B1 主接线方式初步选择方法典型110kV变电站主变压器的远景规模与本期规模分别为3×63MVA、2×63MVA,主要由3台主变压器及3条进线组成,远景规划与进线本期分别为3回、2回,变电站接入口为220kV,共有3座。
南方电网主要采用线路加内桥接线的方式进线变压器组,是110kV变电站的一种设计方法,接线形式为远期加本期建设方式。
以下进一步对内桥、线路-变压器组、T 型等接线方式进行分析,以此介绍选择典型110kV变电站接线方法。
(1)内桥接线:采用该接线方式时,会将断路器设置在线路侧,若送电线路出现问题时,可断开送电线路断路器,解决故障问题,不会对其他线路运行造成影响,线路切除与安装操作较简便。
110kV变电站主要采用内桥接线方式,该方式可分为普通内桥接线与扩大内桥接线两种。
在普通内桥接线运行中,主变压器及进线数量都为2,由于该接线方式断路器较少,布线简洁,解决线路故障时操作简单、方便快捷,已成为终端变电站主要采用内桥接线方式。
变电站处于正常运行状态时,打开断路器,可见每条进线配备一台主变压器。
扩大内桥接线运行方式为主变压器3台、进线3条,二次回路与布线都较为复杂。
(2)线路一变压器组所采用的是110kV变电站例最简单的接线方法,设备单元为3个,所占面积较小,且接线操作简便,布线清晰,当送电线路出现问题时,可通过断开断路器解决。
当处于正常运行状态时,装置为主变压器1台以及进线1条,接线十分简单,且具有运行经济、可靠性高等优点,对于变电站智能化、自动化操作具有一定促进作用。
10KV变电站一次部分设计
摘要在电力系统中非常重要的一个组成部分就是变电站,电力系统能否安全运行,很大程度取决于变电站的运行情况,因此,变电站的设计性能是非常重要的。
本文简要阐述10 kV变电站电气部分的设计要点,内容包括主接线的介绍、设备的优劣分析及选择(母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器)、电流计算方法、继电保护规划设计;防雷保护设计等。
在设计中,通过对电流的计算及设备的选择,综合考虑变电站电气部分的经济、安全及可靠性,通过分析,对民用变电站的科学设计达到最佳效果。
关键词:变电所设计;负荷计算;防雷保护目录第1章变电所电气主接线设计 (5)1.1变配电所主接线方案的设计原则与要求 (5)1.2电气主接线接线方式 (6)1.2.1单母线接线 (6)1.2.2 单母线分段接线 (5)1.2.3 单母分段带旁路母线 (7)1.2.4 桥型接线 (7)1.2.5 双母线接线 (7)1.2.6 双母线分段接线 (8)1.3主接线设计 (8)第2章主变压器的选择 (10)2.1变电所变压器容量、台数、型号选择 (10)2.1.1变压器容量 (10)2.1.2负荷计算 (10)2.2 主变台数和型号的选择 (9)2.3 主变压器容量的选择 (11)第3章短路电流的计算 (13)第4章电气设备选择与校验 (16)4.1 电气设备选择与校验 (16)4.2 高压断路器选择与校验 (16)4.2.1 高压断路器的选择 (16)4.2.2 高压断路器的校验 (17)4.3 隔离开关选择与校验 (18)4.3.1 隔离开关原理与类型 (18)4.3.2 隔离开关运行与维护 (18)4.3.3 隔离开关的校验 (17)4.4 互感器选择与校验 (19)4.4.1 互感器应用 (18)4.4.2 电流互感器原理与结构 (20)4.4.3 电流互感器校验 (20)4.5 电压互感器 (20)4.5.1 电压互感器原理 (20)4.6 母线选择与校验 (22)4.6.1 母线的选择 (22)4.6.2 母线校验 (22)第5章继电保护装置 (24)5.1 继电保护 (24)5.1.1 对继电保护的基本要求 (24)5.1.2 继电保护原理 (24)5.2 过电流与速断保护整定值的计算 (25)5.2.1 过电流整定值计算 (25)5.2.2 速断保护整定值计算 (27)第6章防雷保护设计 (29)6.1 雷电过电压 (29)6.2 雷电的危害 (29)6.3 防雷保护装置 (29)6.4 防雷设计 (30)6.5 防雷保护计算 (30)结束语 (35)参考文献 (36)第1章变电所电气主接线设计1.1 变配电所主接线方案的设计原则与要求变配电所的主接线,应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等因素综合分析确定,并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。
10KV变电所及其配电系统的设计 --优秀毕业论文
10KV变电所及低压配电系统的设计摘要:变电所是电力系统的一个重要组成部分,由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成,他从电力系统取得电能,通过其变换、分配、输送与保护等功能,然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。
变电所涉及方面很多,需要考虑的问题多,分析变电所担负的任务及用户负荷等情况,选择所址,利用用户数据进行负荷计算,确定用户无功功率补偿装置。
同时进行各种变压器的选择,从而确定变电站的接线方式,再进行短路电流计算,选择送配电网络及导线,进行短路电流计算。
选择变电所高低压电气设备,为变电所平面及剖面图提供依据。
本变电所的初步设计包括了:(1)总体方案的确定(2)负荷分析(3)短路电流的计算(4)配电系统设计与系统接线方案选择(5)继电保护的选择与整定等容。
关键词:变电所;负荷;输电系统;配电系统The Design Of 10KV Substation And Power DistributionSystemAbstract:The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. The region of factory effect many fields and should consider many problems.Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, make good use of customer data proceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. This first step of design included:(1) ascertain the total project (2) load analysis(3) the calculation of the short-circuit electric current (4) the design of an electric shock the system design to connect with system and the choice of line project (5) the choice and the settle of the protective facility (6) the contents to defend the thunder and protection of connect the earth.Keywords:substation;load;transmission system;power distribution system目录第1章绪论 (1)1.1工厂变配电所的设计 (1)1.1.1用户供电系统 (1)1.1.2工厂变配电所的设计原则 (1)1.2课题来源及设计背景 (2)1.2.1课题来源 (2)1.2.2设计背景 (2)第2章变电所负荷计算和无功补偿的计算 (3)2.1变电站的负荷计算 (3)2.1.1负荷统计全厂的用电设备统计如下表 (3)2.1.2负荷计算 (3)2.2无功补偿的目的和方案 (5)2.3无功补偿的计算及设备选择 (6)第3章变电所变压器台数和容量的选择 (8)3.1变压器的选择原则 (8)3.3变压器台数的选择 (8)3.4变压器容量的选择 (9)第4章主接线方案的确定 (11)4.1主接线的基本要求 (11)4.1.1安全性 (11)4.1.2可靠性 (11)4.1.3灵活性 (11)4.1.4经济性 (11)4.2主接线的方案与分析 (11)4.3电气主接线的确定 (13)第5章短路电流的计算 (14)5.1短路电流及其计算 (14)5.2三相短路电流的计算 (14)第6章变电所高压进线、一次设备和低压出线的选择 (18)6.1用电单位总计算负荷 (18)6.2高压进线的选择与校验 (18)6.2.1架空线的选择 (18)6.2.2电缆进线的选择 (18)6.3变电所一次设备的选择 (19)6.3.1高压断路器的选择 (19)6.3.2高压隔离开关的选择 (20)6.3.4电流互感器的选择 (22)6.3.5电压互感器的选择 (24)6.3.6高压开关柜的选择 (25)6.4低压出线的选择 (26)6.4.1低压母线桥的选择 (26)6.4.2低压母线的选择 (26)第7章变电所二次回路方案 (28)7.1继电保护的选择与整定 (28)7.1.1继电保护的选择要求 (28)7.1.2继电保护的装置选择与整定 (29)结论 (34)参考文献 (35)辞 (36)开题报告 (37)结题报告 (38)答辩报告 (39)第1章绪论1.1工厂变配电所的设计1.1.1用户供电系统电力用户供电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。
35/10kV变电所负荷分析及设备\导线的选型
35/10kV变电所负荷分析及设备\导线的选型摘要针对国电铜陵电厂一期2×600MW工程施工用电问题,依据《国家电网公司输变电工程典型设计(35kV变电站分册)》,立足施工专用供电的角度,从负荷分析入手,通过一系列论证和选择设备的设置,力求体现施工专用变电所达到经济、实用、可靠的目的。
关键词火电施工;变电所;设计1国电铜陵电厂概述国电铜陵电厂规划容量为2×600MW+2×1000MW机组,并留有扩建4×1000MW机组的余地,其中一期建设2×600MW超临界燃煤机组。
厂址位于铜陵市东北的铜陵县东联乡(原永丰乡)境内,距市区40公里,距市区边界约20公里。
厂址北靠长江,西近顺安河,东北临皇公庙。
本工程为典型的新建火力发电站项目工程,施工期间的用电负荷约为5000kW。
2国电铜陵电厂工程施工用电的方案选择由于国电铜陵电厂一期工程属新建工程,距市区40公里,周边方圆30公里左右均是没有开发的农村和农田,有一条10kV供电线路经10kV/0.4kV变压到施工现场周边2公里的村庄,供应农村的照明和灌溉。
由于容量小,不能作为施工用电使用。
而离现场17.6千米的新江变电所具备可利用条件,加之拟设计的专用变电所只是对新建的火力发电站项目施工供电,使用周期短、供电区域单一,且该变电所的用地在拟建的火力发电站规划用地范围,场地为长江漫滩中典型的淤泥质粉质粘土,承载力约为15吨/平方米,可以直接建造设备和构架基础。
从以上几种方案的比较中,不难看出,建造专用变电所的方案是可行的。
应采用D类方案。
理由如下:1)新江变电所的回线有:2条220kV、2条110kV,分别引自铜芜线和铜繁线;出线有4回35KV,分别供应顺安镇和狮子山区域的铁矿等用电。
变电所的两台主变是220/110/35kV三线圈变压器,变电所采用双母线分段设计,双母线各有2个备用间隔。
根据这种实际情况,拟设计的施工专用变从新江变电所的35kVI段引出一条架空线路,作为专用变电所的进线,降压至10kV输送到各个用户。
10kv变电所及低压配电系统的设计
10kv变电所及低压配电系统的设计LT1引言1.1 用户供电系统电力用户供电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。
按供电容量的不同,电力用户可分为大型(10000kV·A以上)、中型(1000-10000kV·A)、小型(1000kV·A及以下)1.大型电力用户供电系统大型电力用户的用户供电系统,采用的外部电源进线供电电压等级为35kV 及以上,一般需要经用户总降压变电所和车间变电所两级变压。
总降压变电所将进线电压降为6-10kV的内部高压配电电压,然后经高压配电线路引至各个车间变电所,车间变电所再将电压变为220/380V的低电压供用电设备使用。
某些厂区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采用所谓“高压深入负荷中心”的供电方式,即35kV的进线电压直接一次降为220/380V的低压配电电压。
2.中型电力用户供电系统一般采用10kV的外部电源进线供电电压,经高压配电所和10kV用户内部高压配电线路馈电给各车间变电所,车间变电所再将电压变换成220/380V的低电压供用电设备使用。
高压配电所通常与某个车间变电所合建。
3.小型电力用户供电系统一般小型电力用户也用10kV外部电源进线电压,通常只设有一个相当于车间变电所的降压变电所,容量特别小的小型电力用户可不设变电所,采用低压220/380V直接进线。
2. 变电所负荷计算和无功补偿的计算2.1 负荷情况本厂多数车间为三班制,最大负荷利用小时h=,除1#、2#、3#T5000max车间部分设备属二级负荷外,其它均属三级负荷。
低压动力设备均为三相,额定电压为380V。
电气照明设备为单相,额定电压为220V。
本厂的负荷统计参见ϕ≥。
下表1-1。
供电部门对功率因数的要求值:10kV供电时,cos0.9变电所位置已选定,每个车间距离变电所的距离为:1#车间:110m ; 2#车间:80m ;3#车间:100m ; 4#车间:90m 。
电气主接线的确定
电气主接线的确定1.1 引言变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分,它表明变电所内的变压器、各等级的输电线路、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接,同时也表明在变电所内各种电气设备的连接方式,从而完成输配电任务。
主接线的确定,对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。
1.1.1 主接线的设计原则1、考虑变电所在电力系统中的地位和作用。
变电所在电力系统中的地位和作用事决定主接线的主要因素。
变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所,由于它们在电力系统中的地位和作用不同,对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
2、考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据5~10年电力系统发展规划进行。
应根据负荷的大小和分布,负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布,并分析各种可能的运行方式,来确定主接线的形式以及所连接电源和出线回数。
3、考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级负荷,必须有两个独立电源供电,且当一个电源失去后,应保证全部一级负荷不间断供电;对二级负荷,一般要有两个电源供电,且当一个电源失去后,能保证大部分二级负荷供电。
三级负荷一般只需一个电源供电。
4、考虑主变压器台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数,对变电所主接线的选择将产生直接的影响。
通常对大型变电所,由于其传输容量大,对供电可靠性要求高,因此,其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。
而容量小的变电所,其传输容量小,对主接线的可靠性、灵活性要求低。
5、考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电,适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。
电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同,例如,当断路器或母线检修时,是否允许线路、变压器停运;当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等,都直接影响主接线的形式。
10kV变电站电气部分设计
10kV变电站电气部分设计概述:本文档旨在介绍10kV变电站电气部分的设计要点和流程。
设计要点:1. 变电站布置:根据实际需求和空地情况,确定变电站的布置方案,包括输电、配电、控制等设备的位置和排布方式。
2. 主变压器选型:根据负荷需求和功率因数等因素,选择适当容量和额定电压的主变压器,并进行设计计算。
3. 母线系统设计:设计合理的母线系统,包括输入、输出和联络开关的安装和连接方式。
4. 单元电源设计:根据设备需求,设计稳定可靠的单元电源系统,包括电池组、充电设备和监控系统等。
5. 自动化系统:设计自动化系统,实现对电力设备的监控、测量和保护,包括远动、遥控、遥信等功能。
6. 输电线路设计:根据负荷需求和供电线路条件,设计输电线路的参数和排布。
7. 配电系统设计:根据负荷需求和供电条件,设计配电系统的参数和布置,包括开关设备、保护设备和配电盘等。
8. 接地系统设计:设计合理的接地系统,确保安全可靠的接地电阻。
设计流程:1. 方案设计:根据需求和规范要求,确定变电站的整体设计方案。
2. 详细设计:对各项电气设备进行详细设计,包括选型、布置和接线等。
3. 设备采购:根据设计要求,进行电气设备的采购和交付。
4. 设备安装:按照设计要求,进行电气设备的安装和调试。
5. 系统调试:对整个电气系统进行综合测试和调试,确保各项功能正常。
6. 运行维护:定期进行设备巡检、维护和保养,确保设备的安全可靠运行。
总结:本文档介绍了10kV变电站电气部分设计的要点和流程,包括布置、选型、接线、安装、调试和维护等方面。
通过合理的设计和严格的实施,可以确保变电站的电气系统安全、稳定和可靠运行。
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计摘要:从负荷计算、无功补偿、站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自动化等方面论述了10kV变电站设计的主要内容和设计程序.关键词: 10kV变电站; 设计; 负荷计算; 无功补偿10kV配电网属中压配电网,它延伸至用电负荷的中心或居民小区内,直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要,起着承上启下确保用户供电的作用,因此10kV配电网所处的地位十分重要. 在配电工程中,能否保证系统安全、经济、可靠地运行,工程的设计质量是一个重要条件. 本文就10kV变电站的设计思路进行探讨.1 负荷计算及负荷分级计算负荷是确定供电系统,选择主变容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据. 因此,正确进行负荷计算及负荷分类是设计的前题,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段. 此阶段需要的原始资料有: ①供电区域的总平面图; ②供电区域逐年及最终规模的最大负荷、年耗电量、功率因数值及项目投产日期; ③每回出线的名称、负荷值、各负荷的性质及对供电可靠性或其它方面的特殊要求; ④供电部门对电源电压、供电方式、电源路数及继电保护、自动装置等方面的相关意见; ⑤用户对变电站设置方面的数量、容量、位置等的设想及资金准备情况等.计算负荷的方法多种多样,如需用系数法、二项式法、利用系数法等. 目前多数采用需用系数法与二项式法相结合的方法,部分采用利用系数法. 但是由于利用系数法其理论依据是概率论和数理统计,计算结果比较接近实际,因此也适用于各类的负荷,在以后的负荷计算工作中将占主导地位.负荷根据其对供电可靠性的要求可划分为一、二、三级负荷. 对于一级负荷,如医院的手术室等必须有两个独立的电源供电,如同时具备两个条件的发电厂或变电所的不同母线段等,且当两个独立电源中任一电源失去后,另一电源能保证对全部一级负荷的不间断供电. 对于一级负荷中的特别重要负荷,也称保安负荷. 如用于银行主要业务的电子计算机及其外部设备、防盗信号等必须备有应急电源,应由两个独立的电源点供电. 如两个发电厂、一个发电厂和一个地区电网或一个电力系统中的两个区域性变电所等. 独立于正常电源的发电机同样可作为应急电源,实行先断后通. 对于二级负荷一般需有两个独立电源供电,且当任一电源失去后,另一电源能保证对全部或部分的二级负荷供电. 对于三级负荷,通常只需一个电源供电. 在各类负荷中,除了保安负荷外,都不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计.2 无功补偿的确定在电力系统中,存在着广泛的、大量的感性负荷,在系统运行中消耗大量的无功功率,降低了系统的功率因数,增大了线路的电压损失,电能损耗也增高. 因此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率的基础上设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,防止无功倒送. 目前广泛采用并联电容器作为无功补偿装置,分集中补偿和分散补偿两种. 在确定无功补偿方案时应注意如下问题:2. 1 补偿方式问题目前无功补偿的出发点还放在用户侧,只注意补偿用户的功率因数,而不是立足于降低电力网的损耗. 如为提高某电力负荷的功率因数,增设1台补偿箱,对降损有所帮助,但要实现最有效的降损,可通过计算无功潮流来确定各点的最优补偿量及补偿方式,使有限的资金发挥出最大的效益.2. 2 谐波问题电容器具备一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏,且电容器对谐波有放大作用,因此使系统的谐波干扰更严重. 动态无功补偿的控制容易受谐波干扰的影响,造成控制失灵. 因而在有较大谐波干扰的地方补偿无功,还应考虑添加滤波装置.2. 3 无功倒送问题无功倒送会增加线路及变压器的损耗,加重线路的负担,因此是电力系统所不允许的.2. 4 电容器容量的选择(1) 集中补偿容量( kvar) :QC = P ( tanψ1 - tanψ2) . P为最大负荷月的平均有功功率, kW; tgψ1为补偿前功率因数的正切值; tgψ2为补偿后功率因数的正切值;(2) 单个电动机随机补偿容量( kvar) :QC = 3 I0Un. Un 为电动机的额定电压, kV; I 0为电动机的空载电流, A.(3) 按配电变压器容量确定补偿容量( kvar) . 在配电变压器低压侧安装电容器时, 应考虑在轻负荷时防止向10kV配电网倒送无功,以取得最大的节能效果. QC = (0. 10 ~0. 15) Sn. Sn 为配变容量, kV A.3 变电站位置的确定变电站位置应避开大气污秽、盐雾、与邻近设施有相互影响的地区(如军事设施、通信电台、飞机场等) 、滑坡、滚石、明暗河塘等,靠近负荷中心出线条件好,交通运输方便. 当前,在一些居民区变电站的建设中,有部分居民对实际情况不了解或看到一些报刊杂志上的片面宣传资料,对配电设备的环境影响产生了误解或恐惧心理,引发“要用电,但拒绝供电设备”的矛盾. 根据上海市辐射环境监理所对上海市内不同类型的已投运的100余座10kV变电站历时两年多的实测和调研,结果如下:(1) 具有独立建筑物的10kV变电站: ①变电站产生的电场经过实心墙体的屏蔽,得到有效的衰减,基本无法穿出. 在距铁门、百叶窗等非实心墙体外3~4米处,电场强度已衰减至环境背景值的水平. ②磁感应强度对实心墙体的穿透力较强,其垂直分量大于水平分量,随着空间距离的增长有明显的衰减. ③实际测得的最大电场与磁场强度值远低于我国环境标准所规定的居民区电场与磁场参考限值.(2) 置于大楼内的10kV变电站: ①电磁场在户内所测得的数值相对比户外的数值要高. ②无论户内或户外,实际测得的最大电场与磁场强度值均比我国环境标准所规定的参考限值有较大的裕度.(3) 10kV预装式变电站: ①10kV预装式变电站附近的电场强度与上述具有独立建筑物变电站的情况相当,磁感应强度在总体上偏小. ②电场与磁场实测最大强度值均远低于我国环境标准所规定的参考限值.在《浙江省农村低压电力设施装置标准》中也要求变电站离其它建筑物宜大于5米. 在设计中,还应考虑到变电站的噪声对周围环境的影响,必要时采用控制和降低噪声的措施.4 主变压器选择在10kV变电站中,要选用性能优越、节能低损耗和环保型的变压器. 变压器的台数及容量要根据负荷计算和负荷分级的结果并结合经济运行进行选择. 当有大量的一、二级负荷,或季节负荷变化较大,或集中负荷较大时,宜装设两台及以上的变压器. 当其中任一台变压器断开时,其余变压器应满足一级负荷及大部分二级负荷的用电需要. 定变压器容量时还要综合考虑环境温度、通风散热条件等相关因素. 对冲击性较大的负荷、季节性容量较大的负荷、小区或高层建筑的消防和电梯等需备用电源的负荷等可设专用变压器,此方法既保障了电能的质量及供电的可靠性,又结合了电费电价政策,做到经济运行.为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次谐波影响,宜选用的变压器接线组别为D, yn11. D, yn11接线的变压器低压侧单相接地短路时的短路电流大,也有利于低压侧单相接地故障的切除. 在改、扩建工程中,为了满足变压器并列运行条件,选用的变压器接线组别与原有的保持一致,短路阻抗百分比接近,容量比不超过1∶3. 如我县某企业,其设备的用电规格与我国不相一致,根据用户的意见,我们将容量为630kV A的主变接线组别定为D, dn,并要求变压器设单独的接地系统,以此满足用户的供电要求. 设在高层建筑内部的变电站,主变采用干式变压器. 设在周围大气环境较差的变电站,应选用密闭型或防腐型变压器. 为了不降低配电运行的电压, 10kV变电站的主变分接头宜放在10. 5kV上,分接范围油浸变为±5% ,干式变为±2 ×2. 5%.5 电气主接线的选择变电站的主接线对变电站内电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系,是变电站设计中的重要环节. 主接线的形式多种多样,在10kV变电站的设计中常用的有单母接线、单母分段接线、线路—变压器组接线、桥式接线等,每种接线均有各自的优缺点. 通过对几种能满足负荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较,选择最合理的方案.技术指标包括: ①供电的可靠性与灵活性; ②供电电能质量; ③运行管理、维护检修条件; ④交通运输及施工条件; ⑤分期建设的可能性与灵活性; ⑥可发展性.经济指标包括: ①基建投资费用. ②年运行费.我县西部的甲乙两企业,以前均由长广的6kV线路供电,现都要求改为电网10kV供电. 在甲企业中,由于其预计运行的时间只有3年左右,且周围均为10kV电网供电,经过技术及经济比较,采用了保留原有供电设备,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器来满足用电要求的方案,节省了投资,节约了时间.在乙企业中,其新增设备的额定电压为10kV,在企业周围还有部分采用6kV电压等级供电的负荷,如同样采用甲企业的方法,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器,则该企业有可能成为一个新的6kV电压等级供电点,对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响. 经技术及经济比较,向用户列举了10kV供电的诸多优点,动员用户对原有供电设备进行了改造. 此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想的选择.6 短路电流计算在供电系统中危害最大的故障是短路,为了正确选择和校验电气设备,须计算短路电流.在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点. 为了简化短路电流计算方法,在保证计算精度的情况下,可忽略一些次要因素的影响. 其规定有:(1) 所有电源的电动势相位角相同,电流的频率相同,短路前电力系统的电势和电流是对称的.(2) 认为变压器为理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流大小发生变化.(3) 输电线路的分布电容略去不计.(4) 每一个电压级均采用平均额定电压,只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压.(5) 一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗.(6) 在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并.参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法分别得出:(1)次暂态短路电流( I ”) ,用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量.(2) 三相短路冲击电流( Ish ) ,用来校验电器和母线的动稳定.(3) 三相短路电流稳态有效值( I ∞) ,用来校验电器和载流导体的热稳定.(4) 次暂态三相短路容量( S ”) ,用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据.7 设备的选择及校验在进行电气设备选择时,应根据工程的实际情况,在保证安全、可靠的前题下,积极而稳妥地采用新技术,注意节约投资.7. 1 10kV开关柜的选择容量为500kV A及以上的变压器一般均配有10kV开关柜. 10kV开关柜可分为固定式和手车式开关柜.就绝缘介质而言,目前10kV开关柜的主流产品又可分为SF6气体绝缘和真空绝缘. SF6气体绝缘的开关柜体积小,一般20年内免维护,但价格高,其气体的泄露还会造成环境污染. 真空绝缘的开关柜体积适中,相对同等档次的SF6气体绝缘的开关柜来说价格略低,使用过程中不会造成环境污染,但每二年就需做一次试验,增大了运行维护的工作量. 因此开关柜的选择除按正常工作条件选择和按短路状态校验外,还应考虑开关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件. 如我县某工程,其预留的10kV变电站位置在地下室,该工程在建筑上并没有考虑变电站的通风问题,且在建筑施工时设置的变电站大门只有2. 05米净高,用电可靠性要求较高. 在这里,选用SF6气体绝缘的开关柜显然违背了《国家电网公司电力安全工作规程》中在SF6电气设备上的工作这一节的相关条款. 但一般的真空开关柜高度均在2. 2米以上,通过对一些开关柜制造厂家的咨询,最后采用了高度为1. 9米的非标型真空开关柜. 7. 2 10kV负荷开关和熔断器组合的选择在10kV变电站的设计中,对主变容量在400kV A及以下的变电站,高配部分通常采用负荷开关加熔丝的组合,其接线简单. 为提高工作效率,笔者综合了各部门对400kV A及以下变电站建设的意见和建议,制作了一套400kV A及以下变电站设计的标准图,取得了良好的效果.在10kV负荷开关和熔断器组合的选择方面, 10kV负荷开关按正常工作条件选择和按短路状态校验. 熔断器的熔体额定电流按Ie = k I1. max进行选择,其中k为可靠系数,当不计电动机自起动时取1. 1~1. 3,考虑电动机自起动时取1. 5~2. 0; I 1. max为电力变压器回路的最大工作电流. 熔管的额定电流≥熔体的额定电流. 选择熔断器时,还应保证前后两级熔断器之间(多见于美式箱变) 、熔断器与电源侧的继电保护之间、熔断器与负荷侧的继电保护之间的动作选择性. 当本段保护范围内发生短路故障时,应在最短的时间内切除故障. 当电网接有其它接地保护时,回路中的最大接地电流与负荷电流之和应小于最小熔断电流.7. 3 0. 4kV开关柜的选择0. 4kV开关柜的主流产品目前有GGD、GCK、GCS等. 按正常工作条件选择,按短路状态校验. 一般对于接线简单、出线回路少的场合采用GGD型. 对于出线多、供电可靠性较高、供电设备较美观的场合采用GCK或GCS型. 无论采用何种柜型,其所配置的开关都应根据负荷的用电要求及用户的资金准备情况加以合理选择,使其具有较高的性价比.7. 4 电力电缆的选择(1) 首先应根据用途、敷设方式和使用条件来选择电力电缆的类型. YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆是目前工程建设中普遍选用的两种电缆. YJV型电缆与VV型电缆相比, YJV型电缆虽然价格略高,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点( YJV型电缆寿命可长达40年, VV型电缆寿命仅为20年) ,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆.(2) 电缆的额定电压UN ≥所在电网的额定电压.(3) 按长期发热允许电流选择电缆的截面. 但当电缆的最大负荷利用小时数T max > 5000h,且长度超过20米时,则应按经济电流密度来选择.(4) 允许电压降的校验. 对供电距离较远、容量较大的电缆线路,应满足:ΔU % = 173 ImaxL ( r cosψ+xsinψ) / U ≤5% , U、L为线路工作电压(线电压)和长度; cosψ为功率因数; r、x 为电缆单位长度的电阻和电抗.(5) 热稳定的校验电缆应满足的条件为:所选电缆截面S ≥Q d /C X 100 (mm2 ). Qd为短路电流的热效应, (A2 S) ; C为热稳定系数. 如我县某企业的供电电源是从紧邻的一座110kV变电所的10kV侧专线接入的,由于该企业的用电负荷不是很大,若按长期发热允许电流选择的电缆截面,或按经济电流密度来选择的电缆截面均在95 mm2以下,但在热稳定校验时,所选电缆截面S ≤Q d /C X 100 (mm2 ) ,电缆截面至少需在120 mm2及以上.8 继电保护的配置当变压器故障时,在保护的配置上一般有两种途径:如选用断路器或开关来开断短路电流,则配以各类的微机保护. 如一次设备选用的是负荷开关,则选用熔断器来保护. 两者比较如下.(1) 断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能,价格较昂贵. 负荷开关只能分合额定负荷电流,不能开断短路电流,需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流,价格较便宜.(2) 在切空载变压器时,断路器或开关会产生截流过电压. 负荷开关则没有此种现象.(3) 对变压器的保护,断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和,一般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间. 限流熔断器具有速断功能,但必须防止熔断器单相熔断时设备的非全相运行,应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣,完成三相电路的开断.(4) 由于高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间,且限流熔断器的时间特性曲线为反时限曲线,短路发生后,可在短时内熔断来切除故障,所以可对其后所接设备如CT、电缆等提供保护. 使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求. 但就限制线性谐振过电压方面来说,在变压器的高压侧应避免使用熔断器.9 防雷与接地(1) 10kV变电站在建设过程中,可利用钢筋混凝土结构的屋顶,将其钢筋焊接成网并接地来防护直击雷.(2) 在变电站内的高压侧、低压侧及进线段安装避雷器,以防护侵入雷电波、操作过电压及暂时过电压.(3) 10kV变电站中的接地网一般由扁钢及角钢组成,也可利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋体作接地网,但各钢筋体之间必须连成电气通路并保证其电气连续性符合要求. 接地电阻值要求不大于4Ω. 变压器、高低压配电装置、墙上的设备预埋件等都需用扁钢等与接地网作可靠焊接进行接地. 发电机的接地系统需另行设置,不得与变电站的接地网连接.(4) 低压配电系统按接地方式的不同可分为三类:即TT、TN和IT系统. TT方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称作保护接地系统. TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统. 在TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开又可分为: TN C和TN S方式供电系统. TN C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,适用于三相负载基本平衡的情况. TN S方式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开,当N线断开,如三相负荷不平衡,中性点电位升高,但外壳、PE线电位. TN S方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统. 此外,在一些由用户提供的图纸中,我们还可看到TN C S方式的供电系统,此系统的前部分是TN C方式供电,系统的后部分出PE线,且与N线不再合并. TN C S供电系统是在TN C系统上的临时变通作法,适用于工业企业. 但当负荷端装设RCD (漏电开关) 、干线末端装有断零保护时也可用于住宅小区的低压供电系统. IT方式供电系统表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地,负载侧电气设备进行接地保护. IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好,一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格的连续供电的地方.10 照明10kV变电站内的照明电源从低压开关柜内引出,管线选用BV 500铜芯塑料线穿管后沿墙或顶暗敷,电线的管径按规定配置,所配灯具应具有足够的照度,在安装位置上不应装设在变压器和高、低压配电装置上,应安装在墙上设备的上方或周围,要留有一定的距离来保证人身及设备的安全,同时应避免造成照明死区. 灯具安装高度应高于视平线以避免耀眼,还要避免与电气设备或运行人员的碰撞.11 配网自动化配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机地融合在一起,改进供电质量,与用户建立更密切、更负责的关系,以合理的价格满足用户要求的多样性需要,力求供电经济性最好,企业管理更为有效. 配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的. 目前配电自动化主要考虑的功能有: ①变电站综合自动化; ②馈线自动化; ③负荷管理与控制; ④用户抄表自动化.就国情而言,配网自动化系统目前还处于试点建设阶段,缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础,但配网自动化是今后发展的方向. 因此,在进行站内设计时,要结合配网自动化规划,给未来的实施自动化技术改造(包括信息采集、控制、通信等提供接口和空间等方面)留有余地. 在技术上实现配电自动化的前提条件是: ①一次网络规划合理,接线方式简单,具有足够的负荷转移能力; ②变配电设备自身可靠,有一定的容量裕度,并具有遥控和智能功能. 除此之外,还可考虑通过实现配电半自动化方式来提高供电可靠性水平,因为可自动操作的一次开关价格昂贵,而二次设备相对便宜,故实现配电半自动化的具体方法可考虑采用故障自动量测和定位、人工操作开关、隔离故障和转移负荷的方式. 如在目前的设计中,采用了短路故障指示器,能准确、迅速地确定故障区段,站内都备有通信、集抄装置的位置等. 对重要用户多、负荷密度高、线路走廊资源紧张、用户对供电可靠性较为敏感的区域的用户进行设计时,尽可能选用可靠的一次智能化开关. 配网自动化系统因投资大、见效慢,应统一规划,分步实施. 因此,在10kV变电站的设计中,我们要结合配网自动化的进程,及时用先进、科学的方法来完善我们的设计,完善我们的电网.参考文献:[ 1 ] 芮静康. 现代工业与民用供配电设计手册[ S]. 北京:中国水利水电出版社, 2004.[ 2 ] 蓝毓俊,戴继伟. 各类10KV配电站对环境影响的测量与分析[ J ]. 上海电力, 2003, (4).[ 3 ] 吴致尧,何志伟. 10KV配电系统无功补偿的研究进展[ J ]. 电机电器技术, 2004, (5).。
10kV变电站电气一次部分设计
10kV变电站电气一次部分设计摘要:在电力系统中非常重要的一个组成部分就是变电站,电力系统能否安全运行,很大程度取决于变电站的运行情况,因此,变电站的设计性能是非常重要的。
本文简要阐述10kV变电站电气部分的设计要点,内容包括主接线的介绍、设备的优劣分析及选择、电流计算方法。
在设计中,通过对电流的计算及设备的选择,综合考虑变电站电气部分的经济、安全及可靠性,通过分析,对民用变电站的科学设计达到最佳效果。
关键词:变电站电气设计一、变电站的主要设备介绍变电站是电力分配、汇集及电压控制的关键,起到发电厂与客户端的中介作用,变电站的使用一般分为升压变电站和降压变电站,升压变电站一般在靠近发电厂一端,而降压变电站一般在降压一端,也就是靠近客户一端,本文主要分析降压变电站的设计,因此根据降压变电站的设计基本要求,主要设备为高压配电、变压器、低压配电组成。
变电站的主要任务是对机组进行启停,对电压进行调整、对设备和相关线路进行自动切换以及对相关设备进行监控,由于电气设备的作用不同,一般可分为一次设备和二次设备。
一次设备通常是电压变换、电力输送、电流分配和电能使用的设备。
主要包括:1、发电机,它是电能生产的主要设备;2、断路器、隔离开关、负荷开关,熔断器、接触器等,是接通或断开电路的开关设备;3、电抗器和避雷器,是保护电器,限制故障电流和防御电压用的;4、裸导线和电缆,是用来载流导体;5、接地装置。
二次设备就是对一次设备和运行系统进行监测和保护的设备。
主要包括:1、电压互感器和电流互感器,它们称为仪用互感器;2、电压表、电流表、电能表等用来测量的,统称为测量表计;3、继电自动保护装置;4、直流电源设备;5、操作电器、信号设备及控制电缆。
本文主要阐述的是变电站一次部分的设计,就是一次设备。
二、变电站的电气主接线介绍变电站电气主接线是指高压电气设备通过连线组成的接收或者分配电能的电路,它是变电站接收、汇集和分配电能的电路器具,由变压器、开关电器、避雷器、母线和载流导体连接组成。
10kv配电所主接线、二次回路设计概述
第一章供配电系统电力工业是国民经济的重要部门之一.它为工业、农业、商业、交通运输和社会生活提供能源。
由于电能能够方便而经济地从其他形式的能量中转换而得,并且方便而经济地传输,以及简便地转换成其他形式的能量(如变换为机械能、光能、热能、化学能等),以广泛应用于社会生产的各个领域和社会生活的各个方面。
电力工业也因之而成为国民经济和人们生活现代化的基础。
1.1 电力系统电力系统是由发电厂、变电站、电力线路和用电设备联系在一起组成的统一整体,各组成部分分别起到生产、转换、分配、输送和使用电能的作用。
(1)发电厂它是生产电能的工厂,它将其他的天然能源转换成电能。
发电厂的种类很多,根据所利用能源的不同,分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂等。
(2)变电所它是电压变换以及电能接受和分配的场所。
由于发电厂一般建立在一次能源产地附近,而电能用户一般又是远离发电厂的,这样就必须将发电厂生产的电能用高电压输送给电能用户。
而发电机发出的电压由于绝缘材料、制造成本等原因,一般为6KV、10KV或15KV,这样就必须将发电厂生产的上述几种电压的电能用变压器升高为35KV、110KV、220KV或500KV的高压电能,输送到电能用户区。
所以,在发电厂就必须建立升压变电所。
由于我国电能用户的用电设备的额定电压一般为380/220V、3KV或6KV,这样,在电能用户区就需要建立降压变电所,将高压电源降低为用电设备所要求的低电压电源。
变电所由电力变压器和配电装置组成。
而对于仅装有受、配电设备,没有电力变压器的,则称为配电所。
(3)电力线路它是输送、变换和分配电能的装备,是联系发电厂和用户的中间环节。
它的任务是将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户。
由变电所和各种不同电压等级的电力线路所组成。
(4)电力用户将电能转换成人们所需要的能量的用电设备(又称负载),统称为电能用户。
在电力系统中除去发电厂和用电设备以外的部分称为电力网络,简称电网。
110kv,35kv,10kv电气主接线设计及变压器容量的选择
110KV,35KV,10KV电气主接线设计及变压器容量的选择2021-03-16 08:54:50| 分类:高压电气资料| 标签:110kv 35kv 10kv 变压器容量|举报|字号大中小订阅目录第一章电气主接线设计及变压器容量的选择第1.1节主变台数和容量的选择〔1〕第1.2节主变压器形式的选择〔1〕第1.3节主接线方案的技术比较〔2〕第1.4节站用变压器选择〔6〕第1.5节10KV电缆出线电抗器的选择〔6〕第二章短路电流计算书第2.1节短路电流计算的目的〔7〕第2.2节短路电流计算的一般规定〔7〕第2.3节短路电流计算步骤〔8〕第2.4节变压器及电抗的参数选择〔9〕第三章电气设备选型及校验第3.1节变电站网络化解〔15〕第3.2节断路器的选择及校验〔20〕第3.3节隔分开关的选择及校验〔23〕第3.4节熔断器的选择及校验〔24〕第3.5节电流互感器的选择及校验〔29〕第3.6节电压互感器的选择及校验〔29〕第3.7节避雷器的选择及校验〔31〕第3.8节母线和电缆〔33〕设备选择表〔38〕参考文献〔39〕第一章电气主接线设计及主变压器容量选择第1.1节台数和容量的选择〔1〕主变压器的台数和容量,应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定。
〔2〕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,并适当考虑到远期的负荷开展。
对于城网变电所,主变压器容量应与城市规划相结合。
〔3〕在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器,当技术经济比较合理时,可装设两台以上主变压器。
如变电所可由中、低压侧电力网获得跔容量的备用电源时,可装设一台主变压器。
〔4〕装有两台及以上主变压器的变电所,当断开一台时,其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷,并应保证用户的一、二级负荷。
第1.2节主变压器型式的选择〔1〕110kV及10kV主变压器一般均应选用三相双绕组变压器。
〔2〕具有三种电压的变电所,如通过主变压器各侧绕组的功率均到达该变压器容量的15%以上,主变压器宜采用三相三绕组变压器。
10kV变电所供配电系统的设计探讨
10kV变电所供配电系统的设计探讨摘要:随着我国经济的快速发展,工业化生产规模也在进一步扩大,与此同时人们的生活质量也得到了显著提升。
在这一时代背景下,人们对变电所的供电质量和效率也有了全新要求。
目前,在人们日常生活和工作当中,10kV变电所具有着十分重要的作用,其可有效转化发电厂电能,从而使人们的用电安全得到保障。
而为了保证10kV变电所作用的充分发挥,需要合理设计变电所的供配电系统,从而高效转化电能。
本文针对10kV变电所供配电系统设计进行分析,介绍了10kV变电所供电设计要求,并提出具体的设计要点,希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。
关键词:10kV变电所;供配电系统;设计;要求;要点在电力系统当中,10kV配电网具有重要作用,而10千伏变电所则是其核心部分,需要有效完成相关供配电任务,因此对电网的运行安全性、稳定性和经济性具有重要影响。
在以往10kV变电站的实际运行过程当中,由于受到相关因素影响,进而导致变电站出现噪声污染强、占地面积大、供电质量低以及抗干扰能力弱等相关问题。
对此,为了全面优化10kV变电所的供配电能力,需要对供配电系统展开合理设计,在明确其设计要求的基础上,合理采取设计对策,以此来全面提升供配电系统设计水平,保障10kV变电所的安全稳定运行。
一、10kV变电所的供电设计要求在10kV变电所供电设计工作开展前,相关设计人员需要科学合理的设计整条供电线路,并在对各种设计准则和标准充分发挥的前提下,使设计工作质量得到有效提升,具体来说可以从以下几个方面进行入手。
首先,在实际开展系统设计工作前,相关设计人员需要结合上级电源设计要求以及未来发展规划有效落实调查研究工作,从而为后期配电工作开展打好基础,确保能够使上级电源需求得到有效满足。
与此同时,还需要结合系统设计要求对上级电源进行确定,有效结合二者优势使变配电所的实际用电需求得到满足[1]。
其次,相关设计人员需要对供电系统容量进行充分考虑,明确其对工作所具有的影响。
某学校10kv变电所及配电系统设计
目录1课程设计原始数据 (4)1.1设计题目 (4)1.2设计要求 (4)1.3设计依据 (5)1.4设计任务 (6)2负荷计算及功率补偿 (6)2.1负荷计算的方法 (6)2.2无功功率补偿 (8)3变电所位置和型式的选择 (9)3.1根据变配电所位置选择一般原则: (9)3.2变电所的型式与方案: (9)4变电所变压器和主接线方案的选择 (10)4.1主变压器的选择 (10)4.2装设一台主变压器的主接线方案 (10)5 短路电流的计算 (11)5.1绘制计算电路 (11)5.2确定短路计算基准值 (11)5.3计算短路电路中个元件的电抗标幺值 (11)5.4 K-1点(10.5K V侧)的相关计算 (12)5.5 K-2点(0.4K V侧)的相关计算 (12)6变电所一次设备的选择校验 (14)6.1选择校验条件 (14)6.210KV侧一次设备的选择校验 (15)6.30.4KV侧一次设备的选择校验 (16)7变压所进出线与邻近单位联络线的选择 (17)7.110KV高压出线的选择: (17)7.2变电所及邻近单位焦点路线的选择 (17)7.30.4KV低压出线选择 (17)7.4按发热条件选择 (18)7.5校验电压损耗 (18)7.6短路热稳定校验 (19)设计总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附图 (23)***学校课程设计某学校10kv变电所及配电系统设计系部:机械工程系班级:机电10-12(1)班学生姓名: ***学号: ***指导教师:何颖完成日期: 2012年6月15日新疆工业高等专科学校课程设计评定意见设计题目:某学校10kv变电所及配电系统设计学生姓名:*** 专业机电一体化班级机电10-12(1)班评定意见:评定成绩:指导教师(签名):年月日评定意见参考提纲:1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2.学生的勤勉态度。
3.设计或说明书的优缺点,包括:学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
变电站主变压器与所用变的选择
目录1 绪论 (2)2 变电站主变压器及所用变的选择 (4)2.1 主变压器的选择 (4)2.1.1 主变压器台数的选择 (4)2.1.2 主变压器容量的选择 (5)2.1.3主变相数及接线组别的选择 (5)2.1.4结论 (6)3 电气主接线的设计 (6)3.1主接线的设计原则和要求 (6)3.2本所主接线的设计 (7)3.2.1 设计步骤 (7)3.2.2 初步方案设计 (7)3.2.3.本变电所主接线方案的确定 (8)3.2.4选择结果 (9)4 短路电流的计算 (10)4.1短路电流 (10)4.1.1短路电流计算的目的 (10)4.1.2短路电流计算的一般规定 (10)5 母线的选择与校验 (15)5.1母线的选择 (15)5.2母线热稳定校验 (16)5.3母线动稳定性 (16)6 断路器的选择与校验 (17)6.1初选断路器型号 (17)6.2确定短路计算点及相应短路电流 (18)6.3校验开断能力 (18)6.4校验动稳定 (18)6.5校验热稳定 (18)7 隔离开关的选择 (19)8 绝缘子的选择与校验 (19)结束语 (20)参考文献 (21)附录 (21)1绪论变电所是电力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,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。
现在,我国电力工业已经进入了大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化、信息化发展的新时期。
随着我国经济的蓬勃发展,电网的规模越来越大,电压越来越高,电网调度、安全可靠供电要求以及经济运行和管理水平都形成了一种新的格局。
利用微机实施监控取代常规的控制保护方式,实现变电所的综合自动化,进而施行无人值班,已成为各级电力部门的共识。
在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电所采用了自动化技术实现无人值班,而且在110kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了电站建设的总造价,这已经成为不争的事实,也是目前变电所建设的主要模式。
10KV变电站主接线方案设计和主要电气设备的选择
10KV变电站主接线方案设计和主要电气设备的选择
1.变电站负荷需求:根据变电站所供电的负载类型和负荷需求,确定
变电站的规模和容量。
同时需要考虑未来的负荷增长率,确保变电站的可
扩展性。
2.变电站的电力接入点:选择电力接入点时,要考虑到电力供应的可
靠性和经济性。
一般情况下,变电站的电力接入点选择在电力主干网上,
以确保供电的稳定性。
3.变电站的主要电气设备选择:变电站的主要电气设备包括变压器、
断路器、电容器等。
在选择这些设备时,需要考虑其额定电压、功率因数、断路能力等参数,并确保其符合国家和行业标准。
4.接线方案设计:接线方案设计是变电站的关键环节,其目的是合理
布置各种设备,保证电力的正常输送和分配。
在设计接线方案时,应根据
变电站的负荷需求、设备的位置和布局等因素进行综合考虑,并确保各个
设备之间的相对布置合理。
5.安全性考虑:在进行主接线方案设计和设备选择时,要注重变电站
的安全性。
特别是在选择断路器等关键设备时,要考虑其过载和短路能力,以及操作的便捷性和安全性。
总之,设计10KV变电站主接线方案和选择主要电气设备需要综合考
虑多个因素,包括负荷需求、可靠性、经济性、安全性等。
只有在这些方
面进行综合平衡和考虑,才能设计出功能完善、安全可靠的变电站。
10KV变配电室高低压开关及电气设备选择
10KV变配电室高低压开关及电气设备选择摘要:10KV变配电室高低压开关和设备的选择是供配电体系中关键的构成内容,在电网中同时发挥着中转站的作用。
可以说,整体电力系统同配电室的质量之间存在密切的关联。
其中,高低压开关的选取工作及其配电室内电气设备又是十分重要的事情,应对相关工作人员进行深入研究。
本文简要探讨了高低压开关的选取内容,目的在于进一步提高配电室的工作质量及效率,为民众提供稳定、安全的电能.关键词:配电室;高低压开关;电器设备;选择作为10kV配电系统配电房中最为主要的设备之一,高低压开关的选用具有重要意义,但是,对于高低压开关不仅仅在选择上存在很多问题,同时在对其保护方面也存在很多有待改进的方面,已经为现实的管理工作带来很大困难,随着中国经济的持续增长,国家城乡电网建设工作的继续深入以及人们生活、工商业用电的要求增高,对配电系统的技术设计以及相关设备的选择更为苛刻,本文将就配电房中高低压开关的选择与保护方面存在的问题以及解决措施做深入剖析。
一、电气设备选择的原则工业企业内部供配电系统中很重要的一个组成部分就是10kV变配电所,它是指将两路或一路10kV电源进行分配,使其成为多路高压线路然后再配送至各建筑物变电所,从而供给用电设备。
电气设备的正确选择对于变配电所来说是变配电所电气设备可靠、正常运行基础的保障,同时也是保障变配电所工作开展顺利的重要前提,电气设备选择是变配电所设计工作中的一项重要内容,同时也是变配电所设计中的一个重要环节。
在对电气设备进行选择时应该重点考虑其是否便于安装维修;是否适应设备所处环境并能在其所处环境下正常、稳定运行。
是否能够满足短路、过电压状态,10kV变配电所电气设备的选择应该严格遵循以下几项原则:按照变配电所正常工作和运行的条件以及要求来选择额定电压、额定电流按照电路短路要求,并根据短路情况来对电气设备的进行严格的校验,按照电气设备实际装置地点来进行高压断路器分断容量的校验.二、高压开关(一)负荷开关负荷开关只能开断及额定工作电流,国内早已开始使用,起初多为压气式和产气式两种,进入20世纪90年代后,开始使用真空负荷开关及SF6,目前主要以真空负荷开关和SF6负荷开关为主,因其成本低、可靠性高、免维护,越来越受到广大用户的欢迎。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
摘要课程设计是教学过程中的一个重要环节,通过课程设计可以巩固本课程理论知识,掌握供配电设计的基本方法,通过解决各种实际问题,培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力,同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解,在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练,为今后的工作奠定基础。
本设计可分为九部分:负荷计算和无功功率计算及补偿;变电所位置和形式的选择;变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择;短路电流的计算;变电所一次设备的选择与校验;变电所高、低压线路的选择;变电所二次回路方案选择及继电保护的整定;防雷和接地装置的确定;心得和体会;附参考文献。
另外有设计图纸4张(以附图的形式给出),分别是:附图一《厂区供电线缆规划图》;附图二《变电所平面布置图》;附图三《变电所高压电气主接线图》;附图四《变电所低压电气主接线图》。
由于设计者知识掌握的深度和广度有限,本设计尚有不完善的地方,敬请老师、同学批评指正!关键词:各种计算;变电所的设置;防雷10KV transformer substation host wiring project design andmain electrical equipment choiceAbstractThe curriculum design is in a teaching process important link, designs through the curriculum may consolidate this curriculum theory knowledge, grasps for the power distribution design essential method, through solves each kind of actual problem, raises the independent analysis and solution actual project technical question ability, simultaneously to the electric power industry related policy, the policy, the technical regulations has certain understanding, in aspects and so on computation, cartography, design instruction booklet is under the training, will lay the foundation for the next work. This design may divide into nine parts: Load computation and reactive power computation and compensation; Transformer substation position and form choice; Transformer substation main transformer Taiwan number and capacity and host wiring plan choice; Short-circuit current computation; A transformer substation equipment choice and verification; Transformer substation high pressure, low pressure line choice; Short-circuit current computation; A transformer substation equipment choice and verification; Transformer substation high pressure, low pressure line choice; Transformer substation secondary circuit plan choice and relay protection installation; Anti-radar and grounding determination; Attainment and experience; Attaches the reference. Moreover has design paper 4 (to give by attached figure form), respectively is: The attached figure one "Factory district Supplies Electric wire Cable Planning drawing"; Attached figure two "Transformer substation Floor-plan"; Attached figure three "Transformer substation High pressure Electricity Main Wiring diagram"; Attached figure four "Transformer substation Lowpressure Electricity Main Wiring diagram". Because the designer knowledge grasping depth and the breadth are limited, this design Shang You the imperfect place, asked respectfully teacher, schoolmate to criticize points out mistakes!目录前言 (2)一、负荷计算和无功功率计算及补偿 (3)二、变电所位置和形式的选择 (6)三、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 (7)四、短路电流的计算 (8)五、变电所一次设备的选择与校验 (10)六、变电所高、低压线路的选择 (13)七、变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 (15)八、防雷和接地装置的确定 (18)九、心得和体会 (19)十、附录参考文献 (20)十一、附图 (20)一 负荷计算和无功功率计算及补偿泰山机械厂负荷统计资料(一) 负荷计算和无功功率计算在负荷计算时,采用需要系数法对各个车间进行计算,并将照明和动力部分分开计算,照明部分最后和宿舍区照明一起计算。
具体步骤如下。
1. 仓库:动力部分 ,30(11)880.2522P kW kW =⨯=;30(11)22 1.1725.74var Q kW k =⨯=30(11)33.86S k VA == ; 30(11)33.8651.451.7320.38k VAI A kV==⨯照明部分,30(12)20.81.6P kW kW =⨯=;30(11)0Q = 2. 铸造车间:动力部分,30(21)3380.35118.3P kW kW =⨯=;30(21)118.3 1.02120.666var Q kW k =⨯=30(21)168.98S k VA == 30(21)168.98256.751.7320.38k VAI A kV==⨯照明部分,30(22)100.88P kW kW =⨯=;30(22)0Q = 3. 锻压车间:动力部分,30(31)3380.2584.5P kW kW =⨯=;30(31)84.5 1.1798.865var Q kW k =⨯=30(31)130.06S k VA == 30(31)130.06197.611.7320.38k V AI A kV ==⨯照明部分,30(32)100.88P kW kW =⨯=;30(32)0Q = 4. 金工车间:动力部分,30(41)3380.2584.5P kW kW =⨯=;30(41)84.5 1.33112.385var Q kW k =⨯=30(41)140.61S k VA == 30(41)140.61213.641.7320.38k VAI A kV==⨯照明部分,30(42)100.88P kW kW =⨯=;30(42)0Q =5. 工具车间:动力部分,30(51)3380.2584.5P kW kW =⨯=;30(51)84.5 1.1798.865var Q kW k =⨯=30(51)130.06S k VA == 30(51)130.06197.611.7320.38k V AI A kV ==⨯照明部分,30(52)100.88P kW kW =⨯=;30(52)0Q = 6. 电镀车间:动力部分,30(61)3380.5169P kW kW =⨯=;30(61)1690.88148.72var Q kW k =⨯=30(61)225.12S k VA == 30(61)225.12342.041.7320.38k V AI A kV ==⨯照明部分,30(62)100.88P kW kW =⨯=;30(62)0Q = 7. 热处理车间:动力部分,30(71)1380.569P kW kW =⨯=;30(71)69 1.3391.77var Q kW k =⨯=30(71)114.82S k VA == 30(71)114.82174.461.7320.38k VAI A kV==⨯照明部分,30(72)100.88P kW kW =⨯=;30(72)0Q =8. 装配车间:动力部分,30(81)1380.3548.3P kW kW =⨯=;30(81)48.3 1.0249.266var Q kW k =⨯=30(81)68.99S k VA == 30(81)68.99104.821.7320.38k VAI A kV==⨯照明部分,30(82)100.88P kW kW =⨯=;30(82)0Q = 9. 机修车间:动力部分,30(91)1380.2534.5P kW kW =⨯=;30(91)34.5 1.1740.365var Q kW k =⨯=30(91)53.10S k VA == 30(91)53.1080.681.7320.38k VAI A kV==⨯照明部分,30(92)50.84P kW kW =⨯=;30(92)0Q =10. 锅炉房:动力部分,30(101)1380.569P kW kW =⨯=;30(101)69 1.1780.73var Q kW k =⨯=30(101)106.2S k VA == 30(101)106.2161.361.7320.38k VA I A kV==⨯ 照明部分,30(102)20.8 1.6P kW kW =⨯=;30(102)0Q = 11.宿舍区照明,30(11)4000.7280P kW kW =⨯=。