某工厂35KV总降圧变电所设计

昆明理工大学成人高等教育毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：某工厂35kV总降压变电所设计学生姓名：学号：专业年级：学习形式：函授□夜大□脱产□函授站：毕业设计（论文）内容：一、高压供电系统设计（根据供电部门提供的资料，选择本厂最优供电电压等级）二、总降压变电所设计1、主接线设计2、短路电流计算3、主要电器设备选择4、主要设备（主变压器）继电保护设计5、配电装置设计6、防雷接地设计（只要求方案）三、设计成果1、设计说明书2、设计图纸二张（1）总降压变电站电气主接线图（2）主变压器继电保护展开图专题（子课题）题目：主变的微机保护设计（选做）内容：1、方案选择与论证2、保护原理分析3、设备选型及整定计算设计（论文）指导教师：（签字）主管教学院长：（签字）年月日设计资料某××厂总降压变电所及配电系统设计一、基础资料1、全厂用电设备情况〈1〉负荷大小用电设备总安装容量：6630kW计算负荷（10kV侧）有功：4522 kW无功：1405kVar各车间负荷统计见表8—1〈2〉负荷类型本厂绝大部分用电设备均属长期连续负荷，要求不间断供电。

停电时间超过两分钟将造成产品报废；停电时间超过半小时，主要设备池，炉将会损坏；全厂停电将造成严重经济损失，故主要车间及辅助设施均为I类负荷。

〈3〉本厂为三班工作制，全年工作时数8760小时，最大负荷利用小时数5600小时。

〈4〉全厂负荷分布，见厂区平面布置图。

（图8—1）表8—1 全厂各车间负荷统计表2、电源情况〈1〉工作电源本厂拟由距其5公里处的A变电站接一回架空线路供电，A变电站110kV母线短路容量为1918MVA，基准容量为1000 MVA，A变电站安装两台SFSLZ1—31500kVA ／110kV三圈变压器，其短路电压u高—中=10.5%，u高—低17，u低—中=6%。

详见电力系统与本厂联接图（图8—2）。

图8—1 厂区平面布置示意图 8—2 电力系统与本厂联接示意图供电电压等级，由用户选用35kV或10kV的一种电压供电。

最大运行方式：按A变电站两台变压器并列运行考虑。

最小运行方式：按A变电站两台变压器分列运行考虑。

〈2〉备用电源拟由B变电站接一回架空线作为备用电源。

系统要求，只有在工作电源停电时，才允许备用电源供电。

〈3〉功率因数供电部门对本厂功率因数要求值为：当以35kV供电时，cosφ=0.9当以10kV供电时，cosφ=0.95〈4〉电价供电局实行两部电价。

基本电价：按变压器安装容量每1千伏安每月4元计费。

电度电价：35kV β=0.05元／kWh10kV β=0.06元／kWh〈5〉线路的功率损失在发电厂引起的附加投资按每千瓦1000元。

第一部分：高压供电系统设计第一节供电方案的论证及确定该所电源进线可分为35KV和10KV两路，按照要求正常情况下一路运行，一路备用；配电母线为10KV，负荷出线有9回，且主要用电设备均要求不间断供电，停电时间超过两分钟就会造成产品报废，对供电可靠性要求较高，因此考虑配电母线采用单母线分段接线，为了提高供电可靠性，10KV拟采用成套开关柜单层布置。

而对于电源进线，则可取两路35KV，两路10KV或一路35KV、一路10KV三种不同的供电方案。

一、方案一：工作电源与备用电源均采用35KV电压供电。

在这个方案中，总降压变电所内装设两台主变压器。

工厂总降压变电所的高压侧接线方式可采用单母线分段接线、内桥和外桥接线三种方式。

单母线分段接线（a）内桥接线（b)外桥接线单母线分段接线可靠性和灵活性高，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保护正常段母线不间断供电，不致使总要用户停电；而两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。

当只有两台变压器和两条线路时，宜采用桥形接线。

内桥接线在线路故障或切除、投入时，不影响其余回路工作，并且操作简单；而在变压器故障或切除、投入时，要使相应线路短时停电且操作复杂。

因而该接线一般适用于线路较长的情况。

外桥接线在运行中的特点与内桥接线相反，适用于线路较短和变压器需要经常切换的情况。

当系统中有穿越功率通过主接线为桥形接线的发电厂或变电站高压侧，或者桥形接线的2条线路接入环形电网时，通常宜采用外桥接线。

二、方案二：工作电源与备用电源均10KV电源供电，两路电源进线均采用断路器分别接在10KVⅠ、Ⅱ段母线上。

三、方案三：工作电源采用35KV电源供电，备用电源采用10KV电源供电。

35KV线路经架空线引入总降压变电所，装设一台主变压器，高低压侧各装设一台断路器，接在100KVⅠ段母线上，10KV备用电源经一台断路器接在10KVⅡ段母线上。

第二节供电系统方案的论证工厂供电设计不仅要满足生产工艺提出的各项具体要求，保证安全可靠供电，而且应力求经济合理，投资少，运行维护费用低。

对此，需要对上述三个方案进行技术和经济比较，选择一个经济合理的最佳方案。

技术经济比较一般包括技术指标、经济计算和有色金属消耗量三个方面。

一、方案的优缺点分析1、方案一：工作电源与备用电源均采用35KV电压供电。

优点：供电电压高，线路功率损耗少，电压损失小，调压易解决，要求的功率因数值低，所需补偿容量小，可减少投资，供电安全可靠性高。

缺点：工厂内要设总降压变电所，占用的土地面积大，总降压变电所要装设两台主变压器，投资及运行维护费用高。

2、方案二：工作电源与备用电源均10KV电源供电。

优点：工厂内不设主变压器，可以简化接线，降低了投资及运行维护费用。

工厂内不设总降压变电所，可以减少占地面积，减少管理人员及维护工程量。

缺点；供电电压低，线路的功率损耗大，电压损失也大，要求的功率因数值高，需增加补偿装置及相关投资，工厂内设总配电所，供电的安全可靠性不如35KV电源。

3、方案三：工作电源采用35KV电源供电，备用电源采用10KV电源供电。

本方案的技术经济指标介于方案一和方案二之间，但是由于原始资料要求两路电源正常时用35KV电源供电，35KV电源停运时采用10KV备用电源供电，10KV备用电源供电时间较少，因此该方案既能满足供电可靠性的要求，而投资也相对较少。

二、技术指标计算1、方案一 工作电源与备用电源均采用35kv 电压供电根据全场计算复核4735.24KVA ，考虑原始资料要求两路电源正常时只用一路供电，工作电源停运时才用备用电源供电，本方案选用5000KVA 的变压器两台，型号为S11-5000/35，电压为35/10KV ，查表得到变压器的主要技术数据如下：空载短路损耗：KW P 32.40=Δ，负载短路损耗48.0%,7%38.310k ===I U KW P K 空载电流，阻抗电压Δ。

变压器的有功功率损耗2b )/(1n be js k S S P nPo P ΔΔΔ+=已知：n=2，n 为变压器台数，S js =4735.24KVA ，S be =5000KVA 。

所以，.23)500024.4735(38.312132.422b KW P =÷⨯⨯+⨯=Δ 变压器的无功功率损耗KVAS S S U n Q be js be k 205500024.47355000100721500010048.02)/()100/%(1%/100)S I n 22be 0b =÷⨯⨯÷⨯+⨯÷⨯=+=）（）（）（（Δ35KV 线路的功率KVA Q P S Q Q KW P P P 482216104545'''1610KW 2051405Q ',4545234522'222js 2js js b js js b js js =+=+==+=+==+=+=，ΔΔ35KV 线路的功率因数：，合格。

＞φφ9.094.0cos 94.04822/4545'/js'cos ====Sjs P导线在运行中，因其中有电流流过，将使导线温度升高，温度升高将会降低导线的机械强度，加大导线接头处的接触电阻，增大导线的弧垂。

为保证导线在运行中不致过热，要求导线的最大负荷电流必须小于导线的允许载流量，即I js '＜I yx 。

按照国家电线产品技术标准规定，经过查表，35KV 线路选用LGJ-35钢芯铝绞线架设，几何均距确定为2.5m 。

查表得：r 0=0.85Ω/km,x0=0.417Ω/km 。

电压损失：电压损失合格。

＜Δ）（Δ,75.1%53565.035/)51672417.05455685.0()5(/js'0js'0r KV U KVkm L Ue L Q x L P U =⨯=⨯⨯+⨯⨯==⨯⨯+⨯⨯=2、方案二 工作电源与备用电源均10KV 电源供电。

根据全厂计算负荷S js =4735.24KVA ，可以计算出10KV 线路的负荷电流。

，合格φ功率因数：95.024.4735/4522/cos 273)103/(24.47353/js js js js ====⨯==S P AU S I e根据导体的发热条件，10KV 线路选用LGJ-70钢芯铝绞线架设，几何均距确定为1.5米。

查表得：r 0=0.46Ω/km ，x 0=0.365Ω/km 。

电压损失：电压损失不合格。

＞Δ）（Δ,5.0%103.110/)51405365.05452246.0()5(/js x0js 0r KV U kvkm L Ue L Q L P U =⨯=⨯⨯+⨯⨯==⨯⨯+⨯⨯=5电压损失过大，为了降低电压损失，10kv 线路考虑选用LGJ-120钢芯铝绞线架设，几何均距确定为 1.5m 。

查表得：r 0=0.27Ω/km ，x 0=0.335Ω/km 。

电压损失：电压损耗仍然偏高。

＞Δ）（Δ,5.0%1085.010/)51405335.05452227.0()5(/x r js 0js 0KV U kv km L Ue L Q L P U =⨯=⨯⨯+⨯⨯==⨯⨯+⨯⨯=53、方案三 工作电源采用35kv 电源供电，备用电源采用10kv 电源供电。

1）35kv 电源供电时：根据全厂计算负荷为4735.24KVA ，厂内总降压变电所设一台容量为5000KVA 的主变压器，型号为S11-5000/35，查表得到变压器的主要技术数据如下：空载损耗ΔP 0=4.32KW ，短路损耗ΔP k =31.38KW ，阻抗电压U k %=7，空载电流I 0%=0.48。

变压器的有功功率损耗2be js k 0b /n1n ）（ΔΔΔS S P P P += 已知：n=1，n 为变压器台数，S js =4735.24KVA ，S be =5000KVA 。

所以，。

）（ΔKW P 325000/24.473538.31132.412b =⨯⨯+⨯=变压器的无功功率损耗KVAS S S U nQ be js be k 338500024.4735500010071500010048.01)/()100/%(1%/100)S I n 22be 0b =÷⨯⨯÷⨯+⨯÷⨯=+=）（）（）（（Δ 35KV 线路的功率KVA Q P S Q Q KW P P P 487617434554'''1743KW 3831405Q ',4554324522'222js 2js js b js js b js js =+=+==+=+==+=+=，ΔΔ35KV 线路的功率因数：，合格。