中鼎动力35kV户外变电站方案0424.docx
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中鼎动力35kV户外变电站方案0424
安徽中鼎动力有限公司
非道路移动机械用燃油发动机生产一期项目
方案设计
第三卷土建公用部分
第五册电气工程
35kV变电站
设计总负责人：
刘小龙叶继宏侯卫华
审核：
李迎春
校对：
千素兰
设计负责人：
计孝奎
设计：
计孝奎
目录
1、电气负荷计算
2、电源和电压
3、电气一次部分
4、短路电流计算、主要设备选择、继电保护方式
5、绝缘配合及过电压保护
6、电气设备布置和配电装置
7、电气二次部分
8、站用电及站内配电照明
9、35kV侧电气负荷计算表
10、存在问题及建议
附表：
1、附表A：
一期工程35kV侧负荷汇总表
附图：
1、电气总平面布置图图号：
3135A44313A-01
2、10kV配电系统图图号：
3135A44313A-02
3、电气主接线图图号：
3135A44313A-03
4、35kV出线及主变压器进线间隔断面图
图号：
3135A44313A-04
1、电气负荷计算
全厂一期工程工艺及公用设施设备安装容量34949kW（所有短时工作负荷均已统一折算至负载率为100%下的有功功率，kVA单位也已折算至kW单位）。
其中铸造车间融化工部的桥式起重机、电炉倾炉机构、浇注机共285kW及消防负荷60kW负荷等级为二级，其他用电设备负荷等级均为三级，二级负荷由市电和柴油发电机供电。
电力负荷计算采用需要系数法,照明负荷计算采用单位面积估算法。
35kV侧负荷负荷计算结果如下：
总安装容量Pe=34949kW
有功负荷：
Pjs=15620kW
无功负荷：
Qjs=5101kVar（补后）
视在容量：
Sjs=16432kVA
需要系数Kx=0.45
功率因数:
0.95/0.65（补偿后/补偿前）
全厂35KV主变压器总安装容量为20000kVA，全厂10KV变压器总安装容量为26930kVA。
35kV侧电气负荷汇总见附表A。
2、电源和电压
本工程电源电压35kV，单电源供电，引自莲塘220kV降压站，引入厂区35kV/10kV变电站。
3、电气一次部分
3.135kV变电站位置和供电方案说明
在厂区内3号地块新建一座独立式35kV变电站，为末端负荷站，没有穿越功率，为全厂用电设备供电。
变电站35kV、主变压器采用户外室内布置型式，10kV采用户内室内布置型式。
电压等级35kV/10.5kV，35kV单电源架空供电，35kV侧采用内桥接线方式，10kV侧采用单母接线方式。
3.2变电站设计规模
本期安装1台容量为16MVA主变压器，远期再安装1台主变压器，最终设计规模为2台主变压器，共40MVA，一期为1号主变1×16MVA，二期为2号主变1×20MVA（预留主变压器台位），一次建成。
3.335kV系统主接线
35kV最终进线2回，采用内桥接线方式。
设电源进线隔离柜1面，电源进线开关柜1面，主进线开关柜1面，PT柜1面，计量柜1面，一次建成。
3.410kV系统主接线
10kV最终电缆出线34回，本期出线15回，采用单母分段接线方式，每段母线各设置一面PT消谐柜及10kV电容器组；Ⅰ段母线设母联开关柜1面，Ⅱ段母线设母联隔离柜1面。
3.5中性电接地方式
35kV及10kV侧均采用中性点不接地方式。
3.5无功功率补偿
一期工程设计计算总的平均功率因数（补偿后/补偿前）为：
0.95/0.65。
1号主变压器在10kV侧设置1组容量为4500kvar的电容器补偿装置，电容器组采用单星型接线，电容器后串6％电抗器。
4、短路电流计算、主要设备选择、继电保护方式
35kV侧配电装置的耐受短路水平不低于25kA。
10kV侧配电装置的耐受短路水平不低于25kA。
主变压器，选用三相两绕组油浸式变压器S10-16/35kV，电压比：
35±2×2.5%/10.5kV，短路阻抗电压8.0%，联结组标号Y,Nd11。
35kV断路器选用LW8-35型户外SF6断路器，佩弹簧操动机构；隔离开关选用双柱水平开启式隔离开关GW5-35DW，线路侧带接地开关；电压互感器选用JDX7-35干式电压互感器；过电压保护器为硅橡胶绝缘无间隙金属氧化锌避雷器YH5WZ-51/134。
站用变压器采用油浸式，容量为50kVA。
10kV电气设备，选用KYN28-12A型户内铠装式金属封闭开关柜，柜内配移开式真空断路器；柜内电流互感器、电压互感器均为环氧树脂绝缘，过电压保护器为硅橡胶绝缘。
壳体防护等级为IP4X。
10kV电容器组，选用成套装置，带内熔丝。
选用干式铁芯电抗器。
导体按计算电流计算后选取，按系统短路参数校验。
4.5计算机监控系统
本站按有人值班变电站设计，采用分层分布式综合自动化系统实现控制、保护、测量及数据采集功能。
5、绝缘配合及过电压保护
5.1、设备的绝缘配合
根据DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的原则进行设计，分别在35kV进线、35kV母线及出线、10kV母线、10kV电容器组进线端及10kV电缆出线线路端各设一组氧化锌过电压保护器，作为对设备的防直击雷过电压的保护。
过电压保护器标称放电电流按5kA设计。
站用过电压保护器方波通流：
35kV及10kV电容器组侧大于或等于400A；10kV电缆出线侧大于或等于300A；绝缘配合因数大于或等于1.4。
5.2、设备的直击雷保护
该站为全室内配电装置，为防止直击雷对室内外配电装置的影响，该建筑采用接闪针做防直击雷保护。
5.3、接地
电气设备接地、建筑防雷接地、10kV电力变压器中性点接地采用综合接地，除利用建筑物基础和地梁内钢筋做接地体外，设人工接地装置一套，接地体布置为闭合网状式，由水平接地体和垂直接地极组成，接地电阻不大于1欧姆。
控制室内设置目字型等电位接地网。
6、电气设备布置和配电装置
6.1、布置方式
新建35kV变电站采用全室内布置型式，长48.3米，宽45.8米，详见图3135A44313A-01。
站内设值班室，按有人值班设计。
35kV配电装置采用户外软母线中型双列布置，10kV配电装置采用室内双列对面布置型式，采用电缆出线。
6.2、站区环境对电气设备影响
变电站位于Ⅰ级污秽等级地区，户内电气设备污秽等级按Ⅰ级考虑。
6.3、电气设备外绝缘爬电比距选择
主变压器35kV外绝缘爬电比距按3.1cm/kV（取系统最高电压）。
其他户内电气设备外绝缘爬电比距按3.1cm/kV（取系统最高电压）。
6.4、电缆沟道
10kV配电室、电容器室、二次设备室设地下电缆沟。
7、电气二次部分
7.1、计算机监控系统
本站按有人值班变电站设计，采用分层分布式网络结构，实现电力参数的数据采集、监测、计量、统计、报表等功能。
7.2、操作控制方式：
采用开关柜就地控制方式。
7.3、元件保护及自动装置配置
主变采用微机差动保护作为主保护，高压侧设一套复合电压启动过电流保护、过负荷保护、一套零序保护为后备并自带故障录波功能。
10kV变压器采用设置速断、过流、零序电流保护及温度保护，高温动作于信号，超高温动作于跳闸。
10kV电容器采用设置速断、过流、过负荷、过电压、低电压、单相接地保护。
10kV母线PT设置PT切换及并联装置一套。
为所有10kV出线及电容器柜设置一套小电流接地选线装置。
断路器储能采用直流电源。
7.4、计算机监测系统电测量遥信范围
□全站总事故信号；
□所有中压断路器位置信号；
□主变压器保护动作信号；
□各电压等级线路、母联保护动作信号；
□所有断路器手车位置信号；
□所有隔离开关、接地开关位置信号；
□断路器弹簧未储能、闭锁、故障信号；
□断路器控制回路断线信号；
□主变超温信号；
□主变过负荷信号；
□通信系统电源中断信号；
□电容器组刀闸位置信号；
□继电保护及自动装置电源中断信号；
□直流电源系统故障信号；
□PT断线信号、位置信号；
□所用变电源故障、馈线开关跳闸；
7.5、计算机监测系统电测量采集遥测范围
□35kV进线；有功功率、无功功率、三相电流、功率因数、有功电度、无功电度；
□主变35kV侧：
有功功率、无功功率、三相电流、功率因数、有功电度、无功电度；
□主变10kV侧：
有功功率、无功功率、三相电流、功率因数、有功电度、无功电度；
□35kV母线电压：
Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc；
□10kV出线：
有功功率、三相电流、有功电度、无功电度；
□10kV分段：
三相电流；
□10kV电容器：
无功功率、三相电流、功率因数、无功电度；
□直流系统母线电压、充电电流、输出电流；
□所用变低压出线电压、电流、功率；
□主变温度。
7.6、直流系统
直流系统按2组充电装置、1组蓄电池配置，充电装置采用高频开关电源，直流系统电压110V。
蓄电池采用阀控式密封铅酸蓄电池，额定放电容量为200Ah，事故放电时间8小时。
直流母线采取单母线分段接线。
直流系统设置在线监测装置。
检测直流系统的电压、绝缘状况、电池状态及直流系统接地故障等。
7.7、计量
本站采用高供高计方式，设置计量专用柜。
所用变低压侧设分计量。
7.8、通信
设置若干部电话作为生产、调度用。
8、站用电及站内配电照明
本站设1台所用变，接于10kV母线处，容量100kVA，10/0.4kV，作为全站照明、电力、蓄电池充电等交流电源，TN-S接地系统。
照明照度选取：
配电室按200LX，变压器室按100LX，控制室按300LX考虑，其他房间照度按“建筑照明设计标准”GB50034-2004执行。
选用节能灯具，以节能荧光灯为主。
变电站设置正常照明和应急照明，正常照明由所用变供电。
应急电源由EPS供电，连续供电时间不小于180分钟。
在主要出入口设置安全出口灯、疏散指示灯。
照明灯具分散就地控制。
照明线路为穿钢管暗敷设。
采用施工临时用电作为本站地启动电源。
开关柜柜底、电缆沟过墙及分支处、电缆出线孔洞等均应做防火封堵。
9、35kV侧电气负荷计算表
详见附表A。
10、存在问题及建议
需要供电部门提供系统最大最小短路容量、供电端的继电保护方式、对用户的继电保护设置和时限配合的要求；35kV系统是否需要载波通信。
请业主决定是否需要图像监视和安全警卫系统。
附表A：
一期工程35kV侧电气负荷汇总表
序号
用电设备组名称
设备功率Pe（kW）
短时负荷为折算后功率
需要系数Kx
功率因数cosf
计算负荷
变压器容量（kVA）
Pjs（kW）
Qjs（kVar）
Sjs（kVA）
1
铸造车间T1
4250.0
0.85
0.80
3613.0
2709.0
4515.8
5100.0
2
铸造车间T2
4250.0
0.85
0.80
3613.0
2709.0
4515.8
5100.0
3
铸造车间T3
1263.0
0.48
0.94
608.0
229.0
649.7
1000.0
4
铸造车间T4
2520.0
0.57
0.93
1426.0
553.0
1529.5
2000.0
5
铸造车间T5
1321.0
0.63
0.96
833.0
234.0
865.2
1250.0
6
铸造车间T6
1490.0
0.62
0.95
930.0
308.0
979.7
1250.0
7
铸造清理车间T7
1824.0
0.45
0.95
822.0
276.0
867.1
1250.0
8
机加工车间T8
1864.0
0.67
0.96
1250.0
385.0
1307.9
2000.0
9
机加工车间T9
7222.0
0.28
0.96
2042.0
572.0
2120.6
2500.0
10
机加工车间T10
2572.0
0.63
0.96
1623.0
479.0
1692.2
2000.0
11
办公楼T11
733.0
449.0
216.0
498.3
630.0
12
机加工公司T12、T13
5640.0
2115.0
791.0
2258.1
2850.0
10kV侧补偿前小计
34949.0
19324.0
9461.0
21515.7
26930.0
乘同期系数Kp
0.80
15459.2
乘同期系数Kq
0.93
8798.7
10kV侧合计
34949.0
0.44
0.87
15459.2
8798.7
17787.8
10kV电容器补偿容量
4500.0
10kV侧高低压补偿后合计
34949.0
0.44
0.96
15459.2
4298.7
16045.7
35kV主变压器损耗
ΔPb=0.01Sjs
160.5
ΔQb=0.05Sjs
802.3
35kV侧总计
34949.0
0.45
0.95
15619.7
5101.0
16431.5
1*20000
10kV变压器总安装容量
26930
低压电容器补偿总容量
9510
10kV电容器补偿总容量
4500
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