35kv降压变电站设计方案

'35kV降压变电站设计方案第一节变电站总体说明1.1工程名称及地址工程名称：35KV降压变电站设计。工程所址：陈边村东1KM处左右。1.2自然情况该站建在106国道西边2KM处，该村有3000多户，本村主要以农业为主，但也有部分企业及加工厂，目前这一地区以水泥、造纸、砖瓦生产为主，现状的用电设备为12000KW，其中水泥厂两个，装机容量为4000KW。造纸厂两个，装机容量为3000KW，饲料加工厂35处，装机容量为1500KW。脱谷用电150处，装机容量为2000KW。照明用电及家用电器用电1500KM。1.3建站的必要性1）供电电压低，严重影响用电设备的运行。2）地区电网的弊病和改造的要求，有管理不善的现象。3）近几年仍会有企业加工厂在增加，为更好的满足当地的用电需要。1.4自然条件该地区地势平坦，交通方便有公路，最高气温40℃，最低气温-15℃，年平均气温25℃，最大风速20M/S。覆冰厚度10MM,土壤电阻率6×103Ω*COM,雷电日30d。第二节电器主接线设计方案2.1电气一次部分2.1.1电气一次部分主接线：43 采用35KV进线，主变压器两台，35KV母线采用采用单母线接线方式，35KV主变压器侧采用隔离开关和断路器配合作控制器保护，10KV母线采用单母线分段母线接线方式，出线为6回路。2.1.2平面设置本方案构架采用高层或半高层布置，站内所有一次设备均布置户外，二次设备集中布置于控制室内。2.2主变压器容量的确定根据当地的负荷资料和将来的发展，最大负荷可达到8000KW，考虑出线损耗为10%,平均功率因数为0.8，几年后满足最大负荷的变压器容量为：主变压器的台数为两台，根据当地的负荷情况表明，本变电站的用电设备主要是农业提水、排灌和工业。提水和排灌是季节性较小的季节可以也以用一台运行，负荷较大的季节用两台主变压器的型号如图表2-1所示，表中给出了不同的参数，在表中选择两台变压器应满足最大负荷的条件下，根据年负荷曲线年运行费用最低的原则，经计算确定，如图表所示2-1为变压器的技术参数。图2-1主变压器型号型号额定电压（KV）损耗（KW）短路电压%空载电流%连接组别高压低压高压低压SJL-4000/3535/38.510/10.55.93971.1Ｙ/△-11SJL-500/3535/38.510/10.56.94571.1Ｙ/△-11SJL-63/3535/38.510/10.58.2527.51.0Ｙ/△-11SJL-75/3535/38.510/10.59.6577.50.9Ｙ/△-1111587.51.5Ｙ/△-1143 SFL-8000/3535/38.510/10.5注:SJL-三相油侵自冷式铝线变压器SFJ-三相油侵风冷式铝线变压器根据地区的负荷运行资料统计，年负荷曲线如图表2-2=1800=4500=80003500=2000h2260h图2-2年负荷运行曲线由于本变电站为10KV设有并联电容器，补偿了变压器的部分无功损耗，使输电线传输系统的无功很小，所以在变压器电能损耗计算过程当中，不考虑传输无功所消耗的有功损耗分量。由于年运行曲线可知，最小负荷为1800KW，最大负荷8000KW。考虑本变电站无功补偿以后平均功率因数为0.9以上，故各段负荷与运行时间为：变压器容量应满足最大负要求，选择两台变压器有以下几种组合：两台5000KVA，4000KVA与6300KVA各一台，4000KVA与7500KVA各一台。43 下面分别计算它们的电能损耗（1）两台5000KVA的变压器=5000×=2768.87KVA变压器运行方式有两种：当负荷小于2768.87KVA时，一台变压器运行超过2768.87KVA时，两台变压器并列运行。年电能损耗计算如下△A==[6.9×45×]×2＋[2×6.9＋]×3000＋[2×6.9+]×2260＝35.0149万KW·h(2)4000KVA与6300KVA变压器从4000KVA改变到6300KVA电能损耗最小的临界负荷容量为:=6300×－=1428.35KVA43 =6300×=2085.85KVA由年负荷曲线可知，最小负荷为2000KVA，而SJ1为1428.35KVA，小于最小负荷。刚开始时投入6300KVA变压器。当增加到2085.85KVA以上时，两台变压器并列运行。年电能损耗计算如下：△A==24.33万KW·h（3）4000KVA与7500KVA变压器=7500×－=1612.9KVA43 =7500×=4554.35KVA由以上可知：变压器的运行方式：由年负荷曲线可知，最小负荷为2000KVA，而SJ1为1612.9KVA。变压器开始时7500KVA变压器投入。当负荷增加到SJ2时，两台器并列运行。年电能损耗的计算如下：△A==21.03万KW·h通过以上分析可得以下结论：针对已知的年负荷曲线，主变压器选为4000KVA与7500KVA各一台最为合适，不仅年运行损耗最小，而且随负荷的变化可实现两种运行方式。43 第三节短路电流的计算3.1画出等效电路图~ⅠⅡⅢⅣⅤⅥf8f7f1f3f2f4f6f5图3-1系统等效电路图3.2求出各元件的等效电抗选取基准容量为SJ=100MVA，基准电压为各段的平均电压UJ=UAV,输电线路单位电抗为0.4Ω/KM.已知上级系统至变电站线路长度为5KM。10KV出线长度：Ⅰ区为10KM，为Ⅱ区为14KM，Ⅲ区为7MK，Ⅳ区为9KM，Ⅴ区为11KM，Ⅵ区为12KM。假设上级为无穷大电源，最大运行方式=0.2129，最小运行方式=0.5261Ⅰ区：43 Ⅱ区：Ⅲ区：Ⅳ区：Ⅴ区：Ⅵ区：3.3各点的短路电流3.3.1系统在最大运行方式下的各点短路电流处短路时处短路时处短路时处短路时处短路时43 处短路时处短路时处短路时将标么值转化为有名值43 3.3.2最小运行方式下各点的短路电流将标么值改写成有名值43 各点发生短路的最大冲击电流：3.3.3冲击电流瞬时值：取1.83.3.4冲击电流有效值43 将上述所有数据列于表中，各点的最大短路电流应用于设备热稳定性校验，开关电器开断电流及继电保护整定，冲击电流用于设备动稳，最小短路电流作为继电保护灵敏度校验，如图表3-2为短路电流数据表。图表3-2短路电流数据表运行方式短路计算点基准容量（MVA）基准电压(KV)短路电流标么值短路电流（KA）冲击电流有效值(KA)冲击电流瞬时值(KA)最大运行方f110010.50.21.1001.6722.80543 式f210010.50.1640.9051.3762.308f310010.50.2831.5552.3643.965f410010.50.2351.2911.9623.292f510010.50.2011.1031.6772.813f610010.50.1871.0281.5632.621f710010.51.0055.5268.40014.091f8100372.7864.3466.00611.08最小运行方式f110010.50.1650.907f210010.50.1460.805f310010.50.2021.108f410010.50.1760.967f510010.50.1560.857f610010.50.1480.811f710010.50.4132.271f8100371.4882.321第四节电气设备的选择4.1断路器的选择该设备的选择应该以最大运行方式下的短路电流为依据，由于设计中把系统容量是为无穷大电源，故短路电流周期分量不衰减，故,其短路电流周期分量衰减系数β"=14.1.135KV侧高压侧断路器的选择35KV侧高压侧的最大长期电流控制4000KV变压器的断路器控制7500KV变压器的断路器43 根据以上最大长期工作电流，选择ZW8-35/1000的断路器参数列表如图4-14-1图表ZW8-35/1000的断路器参数列表型号额定电压额定电流额定开断电流额定开断容量极限通过电流热稳定电流KV固有分闸时间合闸时间ZW-35/1000KVAKAMVA有效值峰值1S4S<0.6<0.13510002520004255532535KV侧继电保护动作时间为0.5S，燃烧时间为0.03S由于β”=1查由t=0.59S查得图4-235KV计算列表与zw8-35/1000参数对照表计算结果比较zw8-35/100035KV≤U35KV214.28A≤1000A2.322KA≤25KA11.08KA≤53KA*0.6≤43 4.1.210KV侧断路器的选择控制4000KV变压器的断路器控制7500KV变压器的断路器由于β”=1查由t=0.58S查得ZW10-10/630参数表，ZW10-10/630与计算数据对照表，如图表4-3，4-4图表4-3ZW10-10/630参数表型号额定电压额定电流额定开断电流额定开断容量极限通过电流热稳定电流KV固有分闸时间合闸时间Zw10-10/630KVAKAMVA有效值峰值1S4S<0.6<0.11063016100032401637图表4-4ZW10-10/630与计算数据对照表计算结果比较zw8-35/100010KV≤U10KV454.68A≤630A4.009KA≤16KA43 14.097KA≤40KA≤4.2隔离开关的选择隔离开关的选择和断路器起的选择大致相似，如图所示4.2.135KV侧隔离开关选择图表4-5GW5-35/630与计算数据的对照表计算结果比较GW5-35/63035KV≤U35KV214.28A≤630A11.08KA≤50KA14.097KA≤GW5-35/630满足上述要求4.2.210KV侧隔离开关选择图表4-6GW4-10/600与计算数据的对照表计算结果比较GW4-10/60010KV≤U10KV454.68A≤630A4.009KA≤16KA14.097KA≤40KAGW5-10/600满足上述要求母线的选择43 4.3母线的选择4.3.135KV侧母线的选择=+=69.28+214.28=283.56A选择LGJ-120型D=热稳定校验：查表C=89*热稳定校验：满足热稳定要求4.3.210KV侧母线的选择7500KVA变压器的最大长期工作电流为454.68A选择LGJ-240型D=热稳定校验：满足热稳定要求动稳定校验：43 已知绝缘子宽度L=1.2,相间距离为0.25mF=母线所受最大弯矩：N·M母线采用水平放置，截面系数：母线最大计算应力：Pa查手册铝硬母线的允许应力：故满足动稳定要求则4000KVA变压器的回路和主母线也选用LGJ-240的母线。4.4穿墙套管的选择根据7500KVA和4000KVA变压器的最大长期工作电流及额定电压，选择CWLB-10/600型号的穿墙套管图表4-7CWLB-10/600穿墙套管与计算数据的对照表计算结果比较CWLB-10/60010KV≤U10KV454.68A≤600A≤F90.41N≤动稳定校验;已知a=0.25m,绝缘子跨距为，穿墙套管本身长度F=43 F<0.6=750*0.6满足动稳定要求满足热稳定要求4.535KV悬式绝缘子的选择选用XP-7,泄漏距离为1.7cm/KV应该选用n=考虑出现一片故障情况应加1个取个4.6电压互感器的选择根据额定电压、装置种类、构造形式、准确等级，初步选择如下4-8图表电压互感器参数表型号额定电压二次额定容量（VA）最大容量一次绕组二次绕组0.5级1级3级JDJ-35350.11502506001200JDJW-10100.112020048096004.7电流互感器的选择根据电压等级和安装处的最大长期工作电流，选择电流互感器4.7.135KV电流互感器的选择已知：图表4-935KV电流互感器表参数表型号额定电流比级次组合额定二次阻抗一秒热稳定倍数动稳定倍数0.51343 LCWD-35150/50.5/31.23365150LCWD-35电流互感器安装于7500KV动稳定校验：热稳定校验：<故动稳定热稳定满足要求图表4-1035KV电流互感器表参数表型号额定电流比级次组合额定二次阻抗一秒热稳定倍数动稳定倍数0.513LCWD-35300/50.5/31.23365150该LCWD-35安装于4000KVA变压器动稳定校验：热稳定校验：<故动稳定热稳定满足要求43 4.7.210KV侧电流互感器的选择图表4-1110KV电流互感器表参数表型号额定电流比级次组合额定二次阻抗一秒热稳定倍数动稳定倍数0.513LA-10300/50.5/30.40.40.675135LA-10300/51/30.40.40.65090LF21-10600/50.5/10.40.40.690160LA-10的电流互感器安装于4000KVA变压器回路中LA-10的电流互感器安装于4000KVA变压器回路中LF21-10电流互感器安装于10KV不同馈线处动稳定校验：LA-10LA-10LF21-10热稳定校验：LA-10型300/5