大阪66KV变电所设计说明书.doc

资源描述

大阪66KV变电所设计说明书.doc

《大阪66KV变电所设计说明书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大阪66KV变电所设计说明书.doc（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

大阪66KV变电所设计说明书.doc

前言—————————————————————————————2

一、设计说明书——————————————————3～6

二、设计计算书——————————————————7～18

1、短路电流计算—————————————————8

2、电气设备的设备选择——————————————9

3、补偿电容器的计算———————————————17

4、避雷针保护的计算———————————————18

三、附设计任务书———————————————————19

四、附参考文献一览表————————————————20

五、附设计图纸：

1、电气主接线图

2、总平面布置图

3、主变保护原理展开图

4、进线断面及避雷针保护范围图

前言

毕业设计是完成全部学业的最后一课，也是至关重要的一课。

通过毕业设计可以检验学员对基础理论和专业知识掌握的程度；检验学员理论结合实际的能力和技巧；检验学员毕业实习的效果和综合工作的能力。

毕业设计不但需要学员掌握十几门基础和专业课程的知识，同时还需要学员具有一定的实践经验和综合协调能力。

所以说，毕业设计是学员四年大学学习成果的全面体现。

为此，本学员高度重视、认真对待。

遵照学校和指导教师的安排，按照毕业设计任务书所要求的内容、范围和规定，在指导教师的指导下，用了两个多月的时间，完成了设计任务。

在此期间，本学员翻阅查看了大量教材、资料和图纸，在指导教师的指导下，学习了有关变电站设计方面的专业知识。

这些，无疑对提高设计水平、完成设计任务，起到了很大作用。

四年的大学函授学习已接近尾声，在这期间，本学员在学校各位领导和老师的培养教育下，学习并掌握了较为扎实的基础理论知识，学习并掌握了多门用于生产（工作）的专业知识和技能。

掌握这些知识和技能无疑将大大提高自身的专业素质，并会在今后的生产（工作）中得到应用和发挥。

在即将毕业之际，本学员向辛勤培养教育我多年的学校领导、各位老师们表示衷心感谢！

同时对给予我大力支持和帮助的指导教师表示深深的谢意！

设计说明书

一、任务书分析

1、变电所电气（部分）设计任务：

新建大阪镇66/10KV二次变设计。

2、电压等级：

一次进线为66KV ；二次出线为10.5KV。

3、10KV出线：

设计共有10KV出线6回。

其中：

Ⅱ类负荷3回、Ⅲ类负荷

3回。

4、进线方式：

66KV电源由变电所东侧架空引入。

5、负荷情况：

（1）、大街线为Ⅱ类负荷，近期最大负荷1500KW，远期最大负荷3000KW。

（2）、水泥线为Ⅱ类负荷，近期最大负荷1500KW，远期最大负荷3000KW。

（3）、大热线为Ⅱ类负荷，近期最大负荷1000KW，远期最大负荷2000KW。

（4）白音塔拉线、白音汉线、白音尔登线均为Ⅲ类负荷。

近期最大负荷500KW，远期最大负荷1000KW。

6、气候：

年最高气温为35℃，最低气温为－32℃。

7、地理状况：

该变电所位于巴林右旗大阪镇东郊，地势平坦、交通方便，出线走廊宽阔，海拔450m，大气无污染。

8、同时率KT=0.8；线损率为4.5％。

二、主变选择及站用变的选择

1、主变台数的选择：

该变电所为城镇供电，且有Ⅱ类负荷3回，故应选

择安装2台主变为宜。

2、变压器形式的选择：

根据供电条件，该变电所应选择无载调压、自然风

冷形式的主变为宜。

3、变压器容量的选择：

原则：

（1）应能满足5－10年负荷的发展，并考

虑10－20年的负荷远期规划。

（2）、当一台主变停运时，其余变压器的容量应能够保证全部负荷70％的用户供电。

按照远期负荷规划，应选择2台8000KVA的变压器。

4、额定电压的选择：

选择高压侧的额定电压为66±2×2.5％KV，其分接头电压在66×95％＝62.7KV到66×1.05＝69.3之间，能够覆盖可能出现的最高或最低运行电压。

低压侧选择额定电压为10.5KV。

选择变压器型号为SFL7-8000/66，选择Y/Δ-11接线组别。

经查资料得知，阻抗电压Ud%=9%。

5、用变压器为变电所提供保护、控制和生活电源，其高压侧选择10

±5％KV；低压侧电压选择0.4/.023KV。

其型号为SJ9－10/0.4，接线为Y/Y0－12组别。

三、变电所的主接线的选择

（一）、选择变电所主接线的原则

应能满足可靠性、灵活性和经济性这三项基本原则。

1、可靠性：

断路器检修或母线故障以及母线检修时，应尽量减少停运的回

数和停运的时间，并要保证对部分Ⅱ类负荷供电，尽量避免变电所全部停运的可能性。

2、灵活性：

主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。

A、调度时，应可以灵活的投入或切除变压器和线路，调配电源或负荷，满足系统在事故时的运行方式、检修时的运行方式以及特殊运行方式时的调度要求。

B、检修时，可以方便的停运断路器、母线以及继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。

C、扩建时，可以容易的从初期接线方式过渡到最终接线方式。

在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路以及其它设备，而互不干扰。

3、经济性：

主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下，要求做到经济合理。

A、接线方式应力求简单，以节省断路器、隔离开关等一次设备。

B、要使继电保护和二次设备不过于复杂。

C、要限制短路电流，便于选择轻型的电气设备。

D、主接线设计应为配电装置的布置创造条件，尽量减少占地面积。

（二）、变电所主接线的确定

1、66KV主接线方式的确定：

由于66KV只有一条进线，因此66KV侧只能设计成单母线（不分段）。

66KV进线通过隔离开关接入母线，因无其它出线，而且2台主变可以互为备用，所以66KV侧不设旁路母线。

2、10KV主接线方式的确定

根据《变电所设计规程》的规定，当出线为2回及以上时，一般采用单母线或单母线分段的接线方式。

又根据《电力工程电气设计手册》的规定，为了保证在进出线开关检修时，不间断对部分Ⅱ类负荷供电，可增设旁路母线或旁路开关的规定，下面选择两种方案进行比较。

（1）、主接线图：

单母线分段单母线分段带旁母

（2）、技术比较：

A、单母线分段。

优点：

接线简单清晰，使用设备少，操作方便，便于扩建。

缺点：

调度、操作时不够灵活可靠。

当进出线断路器检修时，会影响供电。

B、单母线分段带旁母。

优点：

供电可靠率高，事故或检修时可通过旁路母线向用户供电。

调度、操作较灵活方便。

缺点：

投资较大，占地面积较大。

通过简单的技术比较，确定选择单母线分段带旁母的主接线方式。

四、短路电流计算

1、短路点的选择：

按最大运行方式时（即：

2台主变正常运行、母联开关闭合时的运行方式），66KV短路点选择在66KV母线上；10KV短路点分别选择在10KV母线和10KV出线上。

2、计算短路电流的目的：

A、进行变电所主接线方式的选择。

B、进行电气设备选择。

C、进行电气设备热、动稳定的校验。

D、选择继电保护装置和进行保护定值计算。

五、电气设备的选择

（一）、选择电气设备的一般原则：

1、应满足正常运行、检修、短路故障及过电压时的要求，并考虑发展远景。

2、按当地环境条件进行校验。

3、力求技术先进和经济合理。

4、应与整个工程的建设标准协调一致。

5、同类设备应尽量减少品种。

6、选择新产品，均应具有可靠的试验数据，并要确保运行安全。

（二）、选择电气设备的技术条件：

应能在长期工作条件下和故障时保证设备安全可靠；校验设备热、动稳定时，应按短路条件进行校验。

（三）、66KV侧电气设备选择

1、母线：

LGJ－185

2、断路器：

SW2－63

3、隔离开关：

GW5－60Ⅰ

4、电流互感器：

LCW－60

5、电压互感器：

JCC5－60

（四）、10KV侧电气设备选择

1、进线、分段、旁路断路器：

SN2－10Ⅱ

2、主变进线、分段、旁路隔离开关：

GN5－10/1000

3、出线断路器：

SN2－10Ⅰ

4、出线隔离开关：

GN1－10/400

5、电压互感器：

JDZJ－10

6、主变进线、分段、旁路电流互感器：

LDZ1－10

7、出线电流互感器：

LFC－10

8、母线：

80×8mm2矩形母线

六、继电保护规划设计

1、66KV侧：

由于是单母线进线，且为终端变电所，故可不设保护。

2、10KV侧：

1、出线和分段设过流保护及电流速断保护。

2、设自动重合闸（ZCH）装置。

3、主变保护：

（1）、设瓦斯保护（重瓦斯作用于跳开主变两侧断路器，轻瓦斯作用于发出信号。

（2）、设纵差保护。

（3）、设复合电压闭锁过流保护。

（4）、设过负荷保护，该保护作用于发出信号。

七、66KV高压配电装置的布置

1、规划设计的总原则：

（1）、节约用地。

（2）、要保证运行安全及操作巡视方便。

（3）、便于安装和检修。

2、户外配电装置的布置：

户外配电装置就是将所有电气设备都安装在户外露天的基础、支架或构架上的一种装配方式，适用于6－750KV各级电压等级。

户外配电装置的布置和结构形式，除了与主接线、电压等级和电气设备的类型有关，还与地形地貌有关。

户外配电装置的布置分：

低型、中型、半高型和高型这四种类型。

（1）、该变电所的主变和避雷器采用低型布置；断路器、隔离开关、电压互感器和电流互感器采用中型布置；10KV母线采用半高型布置；66KV母线采用高型布置。

（2）、配电装置采用等径钢筋混凝土杆的安装结构。

（3）、为了运输主变和其它重型设备、便于巡视维护，应设置运输及巡视道路。

（4）、与控制室连接的控制电缆，应敷设在电缆沟内，沟上面覆盖水泥盖板。

电缆沟一般布置在隔离开关和断路器之间。

八、电容器补偿规划设计

1、补偿方式：

电容器补偿分为串连补偿和并联补偿两种方式。

串连补偿主要为了提母线电压，改善电压质量。

并联补偿主要为了分级的向电网提供容性无功功率，以补偿电网的感性无功功率，减少电网的有功损耗。

该变电所为降压变电所，应以改善功率因数为主，所以选择在10KV母线上安装并联补偿电容器。

2、并联电容器采用并联Y形接线方式。

如下图：

10KV母线

九、直击雷保护规划设计

1、直击雷的保护范围：

（1）、室外配电装置，包括组合母线和母线廊道。

（2）、变电所主控室和配电室。

2、直击雷的保护措施：

（1）、在室外设计安装避雷针、避雷器。

（2）、在一次进线端架设避雷线。

（3）、在66KV侧母线端装设避雷器。

（4）、在10KV侧出线端装设避雷器。

3、避雷针的规划设计：

本设计选择安装4支高度为18m的避雷针，用于保护全所的电气设备。

设计计算书

一、短路电流计算

（一）、目的：

电力系统的设计和计算，都必须考虑到可能发生的故障和不正常运行情况。

因为它们会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作，而这些故障多数是由短路引进起的。

发生短路时，由于网络的总阻抗减少，短路回路中的短路电流可能超过该回路正常工作电流的许多倍。

短路电流通过导体时，会使导体大量发热，绝缘被损坏；同时导体也受到很大的电动力作用，致使导体发生变形，甚至损坏。

所以短路电流计算的目的，就是为了在下一步电气设备选择过程中，根据所计算的短路参数和短路电流，合理选择电气设备；合理选择限制短路电流的方法；合理设计选择继电保护装置；准确计算保护的定值。

（二）、画出等值电路图、确定短路点：

在进行短路电流计算时，首先应作出等值电路图，而后确定各短路点。

当短路点距离系统的电源很远时，短路对系统母线电压影响很少，常把这样的系统认为是一个无限大容量的电力系统。

这个系统的母线电压不随短路电流而发生变化。

同时短路周期分量也不衰减。



X1X2X3X4

X2X4

（等值电路图及短路点设定）

d1短路点：

选择在66KV侧进线母线。

通过该点计算出短路电流，选择66KV侧断路器、隔离开关、电流互感器，校验动稳定和热稳定。

d2短路点：

选择在10KV侧进线母线。

通过该点计算出短路电流，选择10KV进线、母联和旁路的断路器、隔离开关、电流互感器，校验动稳定和热稳定。

d3短路点：

选择在10KV侧出线端。

通过该点计算出短路电流，选择10KV出线的断路器、隔离开关、电流互感器，校验动稳定和热稳定。

（三）、选定基准值：

基准容量：

Sj＝100（MVA）；基准电压：

Uj1＝220KV；

Uj2＝66KV；Uj3＝10.5KV

则：

X1＝0.4×176×（Sj/Uj12）＝0.4×176×（100/2202）＝0.145

X2＝（Ud%/100）×（Sj/Se1）＝（10.5/100）×（100/63）＝0.0167

X3＝0.4×2×（Sj/Uj22）＝0.4×2×（100/662）＝0.0184

X4＝（Ud%/100）×（Sj/Se2）＝（9/100）×（100/8）＝1.125

（四）、短路电流计算

1、当d1点短路时：

∑Xd1＝X1+X2/2+X3＝0.145+0.0167/2+0.0184＝0.247

I∞1//（3）＝I∞1（3）

＝1/∑Xd1×Ij＝（1/0.247）×（（100/（√3×66））＝3.5（KA）

冲击电流：

ich1（3）＝2.55I∞1（3）＝2.55×3.5＝8.93（KV）

短路容量Sd1（3）＝√3×I∞1（3）×Uj2＝√3×3.5×66＝400（MVA）

2、当d2点短路时：

∑Xd2＝X1+X2/2+X3+X4/2＝0.145+0.0167/2+0.0184+1.125/2＝0.81

I∞2//（3）＝I∞2（3）

＝1/∑Xd2×Ij＝（1/0.81）×（（100/（√3×10.5））＝6.87（KA）

冲击电流：

ich2（3）＝2.55I∞2（3）＝2.55×6.87＝17.52（KV）

短路容量Sd2（3）＝√3×I∞2（3）×Uj3＝√3×6.87×10.5＝125（MVA）

3、当d3点短路时：

∑Xd3＝X1+X2/2+X3+X4＝0.145+0.0167/2+0.0184+1.125＝1.372

I∞3//（3）＝I∞3（3）

＝1/∑Xd3×Ij＝（1/1.372）×（（100/（√3×10.5））＝4（KA）

冲击电流：

ich3（3）＝2.55I∞3（3）＝2.55×4＝10.2（KV）

短路容量Sd3（3）＝√3×I∞3（3）×Uj3＝√3×4×10.5＝72.7（MVA）

二、电气设备的选择

电气设备的选择条件

1、电气设备选择是按其额定电压、额定电流和其他额定条件来确定，按短路条件和短路参数进行热稳定和动稳定校验。

下面将分别按照d1点、d2点和d3点计算出的短路电流及参数进行选择和校验。

2、所选设备的额定电压应大于或等于安装点的系统电压。

3、所选设备的额定电流应大于或等于流过所选设备的长期最大

工作电流。

4、所选设备的允许开断容量应大于或等于流过所选设备的最大

三相短路电流周期分量的有效值。

5、所选设备在允许时间t秒钟内热稳定电流It2t应大于等于流过该设备的I∞（3）2（tjz+tjfz）。

（一）、66KV侧断路器的选择：

最大工作电流Igmax＝1.05Ie＝（1.05×8000）/（√3×66）

＝74.5（A）

选择SW2－60G型户外少油断路器。

其参数如下：

额定电流

额定电压

（KV）

额定断开电流（KA）

断流容量

（MVA）

极限通过电流（KA）

5（S）热稳定电流KA

峰值

有效值

1600（A）

2500

设备参数

对比

计算值

Ie＝1600（A）

＞

Igmax＝74.5（A）

I开断=25（KA）

＞

I∞（3）＝3.5（KA）

I动稳＝67（KA）

＞

ich1（3）＝8.93（KA）

Se＝2500（MVA）

＞

Sd1（3）＝400（MVA）

热稳定校验：

因为电源是无穷大系统，故I∞（3）＞I∞

（2）。

保护动作

时间为0.5（S），断路器分闸时间为0.1（S），则短路电流持续时间：

t＝0.5+0.1＝0.6（S）。

查表得知：

短路电流周期分量假设时间为：

0.5（S），故确定tjz＝0.6（S）；非周期分量的时间tjfz＝0.05（S）。

tz＝tjz+tjfz＝0.6+0.05＝0.65（S）

I∞（3）2（tjz+tjfz）＝3.52×0.65＝7.9（KA·S）

It2t＝252×5＝3125（KA·S）

3125（KA·S）＞7.9（KA·S）校验合格。

（二）、10KV侧主变、母联、旁路断路器的选择：

最大工作电流Igmax＝1.05Ie＝（1.05×8000）/（√3×10.5）

＝462（A）

选择SN10－10型户外少油断路器。

其参数如下：

额定电流

额定电压

（KV）

额定断开电流量（KA）

动稳定电流（KA）

5（S）热稳定电流（KA）

1000A

31.5

设备参数

对比

计算值

Ie＝1000（A）

＞

Igmax＝462（A）

I开断＝31.5（KA）

＞

I∞（3）＝6.87（KA）

I动稳定＝80（KA）

＞

ich1（3）＝17.52（KA）

热稳定校验：

查表得知：

tjz＝1.8＞1（S）；故不考虑周期分量，

则：

I∞（3）2tjz＝6.87×1.8＝85（KA·S）

It2t＝31.52×2＝1985（KA·S）

1985（KA·S）＞85（KA·S）校验合格。

（三）、10KV出线断路器的选择：

按所有出线中负荷最大的一条出线计算最大工作电流:

Igmax＝1.05Ie＝（1.05×3000）/（√3×10.5×0.95）＝182（A）

选择SN10－10Ⅰ型户内少油断路器。

其参数如下：

额定电流

额定电压

（KV）

额定断开电流量（KA）

动稳定电流（KA）

5（S）热稳定电流（KA）

630（A）

设备参数

对比

计算值

Ie＝630（A）

＞

Igmax＝182（A）

I开断＝16（KA）

＞

I∞（3）＝4（KA）

I动稳定＝40（KA）

＞

ich1（3）＝10.2（KA）

热稳定校验：

保护动作时间为0.5（S）；断路器断开时间为0.2（S）；tjz＝0.5+0.2＝0.7（S）；tjfz＝0.05（S）

I∞（3）2（tjz+tjfz）＝42×（0.7+0.05）＝12（KA·S）

It2t＝162×2＝512（KA·S）

512（KA·S）＞12（KA·S）校验合格。

（四）、66KV隔离开关的选择：

通过前面的计算已知最大负荷电流为：

74.5（A）。

选择GW5－60GD型户隔离开关。

其参数如下：

额定电流

额定电压

极限通过电流（KA）

4（S）热稳定电流KA

峰值

有效值

600A

设备参数

对比

计算值

Ie＝600（A）

＞

Igmax＝74.5（A）

I动稳定＝50（KA）

＞

ich1（3）＝74.5KA

热稳定校验：

短路电流持续时间为t＝0.5+0.1＝0.6（S）。

查表得知：

tjfz＝0.05（S）。

I∞（3）2（tjz+tjfz）＝3.52×0.65＝7.9（KA·S）

It2t＝162×4＝1024（KA·S）

1024（KA·S）＞7.9（KA·S）校验合格。

（五）、10KV侧进线、母联、旁路隔离开关的选择：

通过前面的计算已知最大工作电流为462（A）。

选择GN5－10/1000型户内隔离开关。

其参数如下：

额定电流

极限通过电流（KA）

峰值

有效值

600A

额定电流

额定电压

（KV）

通过极限电流（KA）

5（S）热稳定电流（KA）

峰值

有效值

1000（A）

设备参数

对比

计算值

Ie＝1000（A）

＞

Igmax＝462（A）

I动稳定＝75（KA）

＞

ich1（3）＝17.52KA

热稳定校验：

通过前面的计算已知：

I∞（3）2tjz＝6.872×1.8＝85（KA·S）

It2t＝302×5＝4500（KA·S）

4500（KA·S）＞85（KA·S）校验合格。

（六）、10KV侧出线隔离开关的选择：

通过前面的计算已知最大工作电流为192（A）。

选择GN1－10/400型户内隔离开关。

其参数如下：

额定电流

额定电压

（KV）

通过极限电流（KA）

5（S）热稳定电流（KA）

峰值

有效值

400（A）

设备参数

对比

计算值

Ie＝400（A）

＞

Igmax＝192（A）

I动稳定＝50（KA）

＞

ich1（3）＝10.2KA

热稳定校验：

通过前面的计算已知：

I∞（3）2tjz＝42×（0.7+0.05）＝12（KA·S）

It2t＝142×5＝980（KA·S）

980（KA·S）＞12（KA·S）校验合格。

（七）、66KV电流互感器的选择

原则：

（1）、电流互感器的额定电压应大于或等于安装地点的电

网额定电压。

（2）、电流互感器的额定电流应大于或等于通过电流互感器的长期最大工作电流。

（3）、动稳定可按：

ich（3）/√2I1e≤Kd进行校验。

（4）、热稳定可按：

（I1ekt）2≥I∞（3）2（tjz+tjfz）进行校验。

66KV侧电流互感器的最大负荷电流

Igmax＝1.05Ie＝（1.05×8000）/（√3×66）＝74.5（A）

选择LCWD－60型电流互感器。

其参数如下：

型号

额定电流比

级次组合

准确级

二次负荷Ω

1（S）热稳定倍数

动稳定倍数

0.5级

D级

LCWD-60

200/5

0.5/D

0.5

0.8

1.2

150

动稳定校验

ich（3）/√2I1e＝8.93/（√2×0.2）＝31.5（KA·S）

31.5（KA·S）＜150（KA·S）校验合格。

热稳定校验：

保护动作时间为1（S）,断路器分闸时间为0.1（S）.

则短路电流持续时间：

t＝1+0.1＝1.1（S）.故

展开阅读全文