变电站课程设计报告书
前言
随着工业化社会的进步和发展,电力系统承担着越来越重要的角色。变电站(Substation)是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压,在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点。,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。电气主接线是发电厂变电站的主要环节。它决定着变电站的运行质量,功能,建设投产,维护条件,和供电可靠性。
经过两年的系统理论知识的学习,及各种实习操作,还有老师精心培育下,我们对电力系统各部分有了初步的认识与了解。在认真阅读原始材料,分析材料,参考阅读《发电厂电气部分》《电力系统分析》和《中小型变电站设计手册》及《电力工程电气设计手册电气一次部分》等参考书籍,在指导老师的指导下,经过周密的计算,完成了此次课程设计。
限于设计者的水平,设计书中难免有错误和不足之处,热诚希望指导老师们提出宝贵的意见。
设计容有以下:
第一部分:设计任务书;
第二部分:35/10KV电气主接线的设计;
第三部分:35/10KV变电站短路电流的计算;
第四部分:35/10KV变电站电器设备的选择;
十几天的课程设计,使我了解设计的要求极其设计的容,更加深刻了解课本的容,是知识与理论相结合,使基础知识与实际操作联系。尤其对主接线,电气设备以及电力系统的选择方法进一步掌握。
目录
前言
第一篇:设计任务书 (3)
第一章:电气主接线设计方案 (4)
第一节:电气主接线设计的原则和步骤 (4)
第二节:主接线方案的拟定 (4)
第三节:主接线方案的经济比较 (6)
第四节:主接线方案的确定 (6)
第二章:短路电流的计算 (6)
第一节:计算短路电流的目的 (6)
第二节:计算原则 (6)
第三节:计算方法 (7)
第四节:计算短路电流 (7)
第三章:电器设备的选择 (8)
第一节:10KV电压等级上断路器和隔离开关的选择 (8)
第二节:35KV变电站主变压器的选择 (9)
第三节:35KV变电站10KV母线的选择 (10)
第四章:设计结果 (11)
第五章:答辩 (11)
第一篇任务书
本设计是受镇巴县泾阳镇桃园居民小区委托,为其设计一个35KV变电站电气主接线。其目的是把35KV的高压电通过变电和配电供城关居民生产、生活用电,在设计过严格计算,选取合适的电气设备,力争节约投资,降低能耗,从技术上保证用电安全、使用放心、供电可靠。
一、原始资料
1、建站的必要性
乾佑镇有20于万人口,各类工厂10多个,比较大型的工厂有水泥厂,这些人生活生产的急需供电,供热,所以建站是当务之急。
2、该电站属于地方型
3、电站等级:10KV、35KV
4、出线回路数:10KV侧有8回出线向用户供电。35KV侧有两回线路。一回与电力系统连接,另一回路给县水泥厂供电
5、负荷情况
据了解该电站在5~10年10KV电压级上最大的负荷为10MW(其中ⅠⅡ级负荷占75%)最小负荷7MW,其中水泥厂最大负荷为3000KW,最小负荷2000KW.
二、电力系统与本站的连接情况
a、电力系统通过35KV与本站连接
b、电力系统的短路容量为1MV·A
三、负荷分析
1、功率因数cosΨ=0.9
2、利用小时数Tmax=4000h
3、架空线长度50km
四、环境条件
1、海拔高度507.4m
2、最高温度37℃,最低-6℃,平均25.8℃
3、雷暴日26.9天/年
4、土壤温度24℃
5、土壤电阻率3×102Ω·m
6、交通方便。
第一章电气主接线设计
第一节:电气主接线设计的原则和步骤
A原则
1、以任务书为依据,因为任务书从宏观角度论证建厂后的必要性,可靠性,和经济行
2、以国家经济建设的方针,政策,技术规,和标准为准则
3、要与具体情况相结合
4、要提出处理突发事故的方案
5、要有近期、远期的规划
B、对电气主接线的要求
可靠性、灵活性、经济性、
C、电气主接线的设计程序
1、对原始资料的分析,甲:工程情况,乙:电力系统情况,丙:负荷情况
2、拟定至少连个主接线方案
3、技术经济比较
第二节:主接线方案的拟定
根据任务书的要求,在对原始资料的分析的基础上,根据对电源和出线回路数,主变压器的台数、容量、形式、电压等级、和母线结构的不同考虑、可以拟定至少两个可靠性的主接线方案。(近、远景)再进行经济比较,最后选出一个在技术、经济都合理的方案。
1、确定变电站最高最低电压等级,考虑任务书要求,最大负荷为10MW,所以我们选高压35KV,低压10KV的电压等级。
2、方案的初步拟定
a、因为35KV有两回线路,一回路与电力系统连接,另一回路接电能送往县水泥厂,35KV电流侧,可采用单母线接线。
b、因为10KV电压等级中,ⅠⅡ类负荷比较大,所以可考虑单母线分段的接线方式,该接线方式可满足不停电检修和经济性好的要求。在我国10KV成套配电装置已被广泛采用,所以10KV接线亦能够成套开关布置(例ZBW-12型)。如果这样有简单、经济性、可靠性能满足要求的优点。
C、有上述可知,我们可以初步拟定出两个可供选择的方案:
方案一:35KV为单母线接线,10KV为单母线分段接线方案二:35KV电压级采用外桥接线,10KV电压级与方案一相同。
外桥接线优点:1、输送距离小2、容量小3、母线相连
第三节:主接线方案的经济比较
经济计算是从我国国民经济整体利益出发,计算主接线各个被比较方案 的费用和效益为选择经济上最优方案提供依据,比较时,主要对方案的综合投资I 和运行费用C`两大项进行综合效益比较,比较时一般只需计算各个方案中不相同部分的综合投资I 和运行费用C`即可。
1、综合投资的计算式:I=I ?(1+a /100)其中I ?为主体设备的综合投资,包括变压器、开关设备、母线、配电装置及明显的增修桥梁、公路和拆迁费用;a 为不明显的附加费用比列系数,如基础加工,电缆沟道开挖费等,220KV 取70,110KV 取90.
2、运行费用C ′主要包括一年中变压器的损耗电能及其检修费用、折旧费用,按投资百分率计算,计算式为
C ′=a ΔA+a 1I+a 2I(元)
其中:a 1为检修维护费率。取0.022~0.042;a 2为折旧费率,取为0.005~0.058;为损耗电能的电价[元∕(KW ?h)];Δ为变压器年损耗电能(KW ?h).
3、比较时间可采用限低补偿法即Ta=2
112C C I I -- 第四节;主接线方案的确定经济技术的比较后,综合起来看,我们选方案一为最后确定方案,所以上述的两个方案的不同点仅在35KV 侧,我们知道若35KV 侧采用外桥接线时要用三台断路器,比单母线接线时采用4台断路器时减少一台QF ,若从继电保护和负荷计算等综合考虑,仍以单母线接线方案更为优先。再者外桥接线时,若发生故障影响主变压器的供电,何况35KV 的QF 的价位不高,所以最后决定采用方案一为最终方案。
第二章 短路电流的计算
3.1、计算短路电流的目的
1、为主接线方案提供依据,若短路电流太大就可以考虑在主接线中加装限流电抗器
2、选用电气设备提供依据
3、为效验热稳定、动稳定、灭弧能力
3.2、计算原则
1、以三相短路为主
2、按最大运行方式为主
3.3、计算方法
1、简化计算法
2、传统计算法
在我们的设计中,按传统计算即按运算曲线法计算
3.4、计算短路电流
1、画出计算电路图由图------可画出如下短路电流的计算
2、设系统短路容量S=1MW ? A
3、基准值为S B =100MV ? A V AV1=10.5KV V av2=37KV
4、短路电流为K 1 、K 2
5、本设计按图——计算电路图变化法计算 短路电流
6、计算K1点短路时的周期分量值.
a 、电力系统的短路电流电抗标幺值X a*=S
b /S n =MAV MVA
1000100=0.1及X 4*=0.1
b 、架空线电抗标幺值X 3*=1.461,可设架空线每公里电抗值为0.4Ω/km. L=50km,所以X 3*=0.08×5=0.4,变压器电抗标幺值X 1*=X 2*=0.4
7、画二的等效电路