35KV工廠總降壓變電所設(shè)計

1、某工廠總降壓變電所工程設(shè)計說明書姓名 學(xué)號 037214103066指導(dǎo)老師 趙 志 英目 錄一. 概述 1.1. 電力系統(tǒng)概況1.2. 全廠供電負(fù)荷情況二. 供電方式的選擇2.1. 供電電壓選擇2.2. 主變?nèi)萘考靶吞栠x擇三. 總降壓變電所的設(shè)計3.1. 電氣主接線3.2. 短路電流計算3.3. 主要電氣設(shè)備選擇3.4. 所用電源及操作電源3.5. 主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計3.5.1. 主變壓器保護(hù)3.5.2. 35kv線路保護(hù)3.5.3. 10kv線路四. 車間變電所設(shè)計五. 廠區(qū)10kv配電系統(tǒng)設(shè)計六. 附圖：1. 短路電流計算結(jié)果及設(shè)備選校表 2. 總降壓變電所電氣主接線圖 3. 高壓開關(guān)

2、柜訂貨圖 4. 主變壓器控制回路接線圖 5. 主變壓器保護(hù)回路接線圖 6. 10kv線路控制、保護(hù)回路接線圖 一、 概 述1.1 電力系統(tǒng)概況本廠主要通過一條長為5公里的架空電力線路與110kvA變電站連接。A變電站裝設(shè)有兩臺SFSLZ1-31500/110的三圈變壓器，A變電站110kv母線短路容量為1918MVA。另外本廠還從B變電站接有一回長為7公里的架空線路作為備用電源。且根據(jù)系統(tǒng)要求，只有在工作電源也即本廠至A變電站供電線路停電時才允許備用電源供電。1.2 全廠用電負(fù)荷情況根據(jù)提供的資料，全廠用電設(shè)備總安裝容量為6630KW，10kv側(cè)計算負(fù)荷為有功4522KW，無功1405KW。負(fù)

3、荷類型17車間為I類負(fù)荷，89車間為II類或III類負(fù)荷。停電時間超過兩分鐘將造成產(chǎn)品報廢，停電時間超過30分鐘將造成主要設(shè)備池、爐損壞，全廠停電將造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。全廠為三班工作制，最大負(fù)荷利用小時為5600小時。二 、供電方式的選擇2.1 供電電壓的選擇選擇最佳的供電電壓等級對于工廠節(jié)約電費開支，降低經(jīng)營成本具有非常大的作用。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書所提供的基礎(chǔ)資料，供電部門要求功率因數(shù)以35kv供電時為0.9，以10kv供電時為0.95。同時以35kv和10kv供電時電度電價分別為0.40元/kwh及0.41元/kwh。根據(jù)供電部門提供的資料，我們對該廠分別采用10kv及35kv供電時每年所需支出

4、的電費進(jìn)行比較，比較結(jié)果如下表所示：35kv、10kv供電年電費比較表項目35kv10kv最大供電負(fù)荷4735.24KVA4735.24KVA主變?nèi)萘?*4000KVA2*4000KVA年最大負(fù)荷利用小時5600h5600h考核功率因數(shù)0.90.95年平均用電量23865609.6KW25191476.8KW電度電價0.40元/kwh0.41元/kwh基本電價10元/月.KVA10元/月.KVA電度電費9546243.84元10328505.49元基本電費960000960000附加投資3000元/KW3000元/KW年電費合計10506243.84元11288505.49元從以上比較結(jié)果可知

5、，選擇10kv供電比35kv供電每年需多支出電費11288505.49-10506243.84=782261.65元。因此，本廠最優(yōu)的供電電壓等級為采用35kv供電。2.2 主變?nèi)萘考靶吞柕倪x擇根據(jù)35110kv變電所設(shè)計規(guī)范（GB50059-92）第3.1.1條、第3.1.2條、第3.1.3條的要求，主變壓器的臺數(shù)和容量應(yīng)根據(jù)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)和運行方式等條件綜合考慮確定。在有一、二類負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺主變壓器，主變壓器容量應(yīng)滿足當(dāng)一臺變壓器斷開時，另一臺變壓器的容量不應(yīng)小于70%的全部負(fù)荷并應(yīng)保證用戶的一、二級負(fù)荷。該廠17車間為I類負(fù)荷，考慮同時系數(shù)后有功負(fù)荷為3724KW，無功負(fù)

6、荷為1047.6KVAR。因此該廠總降壓變電所主變壓器選擇兩臺容量為4000KVA的變壓器。主變參數(shù)如下：型號：SZ9-4000/35±3*2.5%/10.5kv相數(shù):三相額定頻率:50Hz額定容量:4000 kVA額定電壓（高壓繞組/低壓繞組）： 35 /10.5 KV調(diào)壓方式： 有載調(diào)壓 。分接范圍： 35±3*2.5% 聯(lián)接組標(biāo)號:Yd11短路阻抗（高壓-低壓）：7%三 、總降壓變電所的設(shè)計3.1 電氣主接線電氣主接線的設(shè)計應(yīng)滿足可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性的要求。本廠總降壓變電所主變?yōu)?臺，35kv線路為兩回，適宜采用的電氣主接線方式有橋形接線（內(nèi)橋或外橋）、線路變壓器組

7、接線及單母線接線三種方式。以下我們分別對橋形接線、線路變壓接線、單母線接線進(jìn)行比較，結(jié)果如下：三種主接線比較表可靠性經(jīng)濟(jì)性靈活性線路變壓器接線差2臺主變、2條線路共2臺斷路器，主變保護(hù)兼線路保護(hù)，經(jīng)濟(jì)性好不靈活橋形接線較好共3臺斷路器，經(jīng)濟(jì)性次之線路或變壓器的投切需動作2臺斷路器，影響一條線路或一臺變壓器的暫時停運單母線接線好共4臺斷路器，經(jīng)濟(jì)性差任意1條線路或1臺主變停運均不影響供電從比較結(jié)果可知，采用橋形接線時，由于線路或變壓器的切除和投入需動作兩臺斷路器，并且影響一條線路（內(nèi)橋接線）或一臺變壓器（外橋接線）的暫時停運，采用線路變壓器組單元接線時，由于1條線路帶1臺主變運行，運行方式極不靈

8、活，難以滿足本廠對供電連續(xù)性和可靠性的嚴(yán)格要求。由于本廠負(fù)荷絕大部分為I類負(fù)荷，因此本廠總降壓變電所電氣主接線宜采用單母線接線方式，其優(yōu)點是接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建。10kv電氣主接線采用單母線分段接線。3.2 短路電流計算根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，選擇總降壓變電所35kv、10kv母線作為短路電流計算點。根據(jù)本廠總降壓變電站與系統(tǒng)的聯(lián)接情況，取基準(zhǔn)容量為Sj=1000MVA，基準(zhǔn)電壓為平均電壓Uj=Ucp。計算結(jié)果如下表：（詳細(xì)計算過程見附件：短路電流計算書）短路電流計算結(jié)果短路計算點基準(zhǔn)容量MVA基準(zhǔn)電壓KV等值電抗X短路電流KA沖擊電流有效值KA沖擊電流瞬時值KV

9、短路容量MVA35KV母線1000373.6464.2806.46310.895274.2710KV母線100010.512.3964.4366.69811.29280.673.3 主要電氣設(shè)備選擇35kv斷路器選用LW16-40.5/1600（附CT-10彈簧儲能操作機(jī)構(gòu)）型六氟化硫斷路器；35kv隔離開關(guān)采用GW5-35（ID、IID）/630型（附CS-17G手動操作機(jī)構(gòu)）隔離開關(guān)；35kv母線電壓互感器選用JSXNF-35電磁型抗諧振電壓互感器；35kv線路電壓互感器選用TYD-35電容式電壓互感器；35kv電流互感器選用LB6-35電磁型電流互感器；35kv母線根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇L

10、GJ-95/15型鋼芯鋁絞線，10kv母線選擇LMY-80*8型鋁排，經(jīng)動、熱穩(wěn)定校驗均滿足要求。10kv出線設(shè)備選用XGN2-10型箱型封閉式高壓開關(guān)柜并配ZN28-10/1250-25KA真空開關(guān)。具體電氣設(shè)備選擇及校驗詳見附短路電流計算結(jié)果及設(shè)備選校表。本廠總降壓變電站設(shè)備型號、數(shù)量如下表所示：序號設(shè)備名稱型號規(guī)格單位數(shù)量廠家備 注1主變壓器SZ9-4000/35臺2浙江江山變壓器有限公司235kv斷路器LW16-40.5/1600臺4泰安高壓開關(guān)廠335kv隔離開關(guān)GW5-35D/630組9泰安高壓開關(guān)廠435kv電壓互感器JSXNF-35臺1大連北方互感器535kv電壓互感器TYD-

11、35臺2大連北方互感器635kv電流互感器LB6-35臺12大連北方互感器735kv避雷器HY5W1-51/134組1天津市江聯(lián)電瓷電器有限公司810kv高壓開關(guān)柜XGN2-10-08面2山東魯億通電氣設(shè)備有限公司主變進(jìn)線柜910kv高壓開關(guān)柜XGN2-10-41面1山東魯億通電氣設(shè)備有限公司分段柜1010kv高壓開關(guān)柜XGN2-10-33面1山東魯億通電氣設(shè)備有限公司分段柜1110kv高壓開關(guān)柜XGN2-10-65面2山東魯億通電氣設(shè)備有限公司PT柜1210kv高壓開關(guān)柜XGN2-10-67面2山東魯億通電氣設(shè)備有限公司所用電柜1310kv高壓開關(guān)柜XGN2-10-07面山東魯億通電氣設(shè)備有

12、限公司出線柜z3.4 所用電源和操作電源變電站所用電分別由接在10KV、段母線上的兩臺所用變提供，兩臺所用變互為備用，其低壓側(cè)采用單母接線方式。兩臺干式所用變分別置于#1、#2所用變柜內(nèi)，型號均為SC9-10/30，低壓所用電屏由一塊GGD低壓交流屏組成，布置在主控制室內(nèi)。所用電源分別供站用照明、開關(guān)電源、主變電源、空調(diào)、檢修電源、直流電源、通訊電源等。變電站保護(hù)、操作電源采用一套220V、微機(jī)控制高頻開關(guān)直流電源配100AH全封閉免維護(hù)鉛酸蓄電池組的直流系統(tǒng)。該套系統(tǒng)由充電柜、饋電柜和電池柜三部分組成，充電機(jī)控制部分采用單板機(jī)控制，充電回路采用智能高頻開關(guān)電源?？梢愿鶕?jù)蓄電池的虧容狀況自動進(jìn)

13、行主充、浮充和均充。電源模塊采用自然冷卻方式，交流兩路輸入，自動投切，并可以任選一路為主工作電源，該種模塊具有DC220V/AC220V（2A，供后臺用）及DC220V/DC48V（10A，供通訊用）轉(zhuǎn)換裝置，產(chǎn)品具有完善的保護(hù)，絕緣監(jiān)察及音響燈光報警信號，提供標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)通信接口RS485并通過此接口向后臺發(fā)送信號。同時，直流電源還可供應(yīng)變電站事故照明用。3.5 主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計3.5.1 主變壓器保護(hù)（2臺主變）變電站主變壓器保護(hù)采用微機(jī)型保護(hù)，保護(hù)的方式有：（1） 差動保護(hù)（主保護(hù)）（2） 復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護(hù)（3） 零序電壓方向過流（4） 變壓器具有過負(fù)荷、啟動通風(fēng)、輕重瓦斯、油溫

14、過高等保護(hù)3.5.2 35kv線路保護(hù)（2回35kv線路）變電站35kv線路保護(hù)也采用微機(jī)保護(hù)，保護(hù)方式有：（1） 帶方向的電流電壓保護(hù)（2） 三相一次重合閘（3） 過負(fù)荷跳閘（報警），小電流接地指示（4） 具有自投功能，當(dāng)工作電源也即A110kv變電站至廠降壓變電站線路停電時自動投入備用電源。3.5.3 10kv線路保護(hù)（4回10kv線路）10kv線路保護(hù)也采用微機(jī)保護(hù)，保護(hù)方式有：（1） 兩段式電流電壓保護(hù)（2） 三相一次重合閘（3） 過負(fù)荷跳閘（報警），小電流接地指示（4） 具有網(wǎng)絡(luò)接口，適合下放在開關(guān)柜上四 、車間變電所設(shè)計根據(jù)設(shè)計任務(wù)書提供的全廠負(fù)荷分布情況，廠內(nèi)17車間為I類負(fù)荷，8、9車間為IIIII類負(fù)荷，結(jié)合廠區(qū)平面示意圖以及情況，分別在3車間（I車間變電所）及7車間（II車間變電所）設(shè)置2座車間變電所，I車間變電所分別供2、3、5、6、8車間用電，其中2、6、8車間共用2臺配電變壓器，每臺配電變壓器容量按不小于2、6、8車間總負(fù)荷的70%設(shè)置，選擇2臺S9-1000KVA配電變壓器；3、5車間共用2臺配電變壓器，每臺配電變壓器容量按不小于3、5車間總負(fù)荷的70%設(shè)置，選擇2臺S9-100