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摘要:本变电所为终端降压变电所,主要为生活用电和工业用电所设计的,以三类负荷为主,有少量的二类负荷。35kV 侧采用一回进线、主变压器采用两台等容量的SZ9-4000/35 型有载调压变压器;35kV 母线采用单母线接线方式;主变压器35kV 侧采用LW16-35型SF6 断路器配合GW4-35D 型隔离开关作为保护和控制;10kV 侧采用单母线简易分段接线;出线6 回;10kV 主进线采用ZMD-10/63型真空断路器、出线采用断路器与保护控制器配合作为控制和保护等。中央信号装置采用ZC-23 型冲击继电器中央复归重复动作的事故信号装置和ZC-23 型冲击继电器瞬时预告信号装置,断路器控制与信号采用具有防跳装置的灯光监视控制回路;本方案架构采用高层布置。
关键词:35kV;变电所;设计
1前言
发展国民经济必不可少的宝贵能源就是电力,已经被广泛的应用在人们的日常生活、现代的工农业生产以及其他的各个领域。在科学技术突飞猛进的今天,电力事业的发展也蒸蒸日上,在促进农业,乡镇工业的经济建设和提高人们的生活水平上电力的建设起到了至关重要的作用。我国由于在电力市场的供求上发生了一些状况,致使在现在的电力体制上出现了一些对社会主义市场经济体制要求不利的因素。由于改革开放,涌现出大量的乡镇工业,用电结构发生了根本变化,用电发展速度高于城市,而我国的大部分电网薄弱,终端变电所数量少,供电半径长,线路损耗大,使线路末梢的用户电压过低,电能质量差,影响了人们正常的生活和生产,导致电价过高,严重束缚了我国电力事业的发展。为了提高电力网的供电可靠性、降低线路损耗、改电压质量、增加电力企业的经济效益、促进电力工业的发展、提高国民经济的整体竞争能力,必须加快深化电力体制改革的进程。
2 负荷统计和计算
2.1负荷统计
生活用电和工业建设用电是本变电所主要负荷的,有一处二类负荷、单进线,10kV 侧采用单母线分段接线、6 回出线。
2.2负荷计算
该所负荷计算采用需用系数法,由于各供电区域,供电性质相差不大,考虑功率因数相同,视在功率可表示为有功功率。
3 主接线的设计方案
3.1主变电压台数的确定以及容量的选择
电力负荷没有很强的季节性,且变电所大多为三类负荷,只有一处二类负荷。变压器在工作的过程中电源测受电电压会很容易偏离额定值,这时变压器二次侧的负载所承受的电压有可能偏离或偏低,这对用电设备的正常工作十分不利。所以采用两台有载调压变压器,以便尽可能将变压器调压后不仅可稳定供电电压,还可控制电力潮流调节负荷分配。当一台主变压器运行时,可保证60%的负荷供电,考虑变压器的事故负荷能力为40%,所以供电的保证率为85%,在事故运行下可切除其余的三类负荷,保证对重要负荷的供电。为简化电压等级或减少重复降压采用双绕组变压器。由于变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致,否则不能并列进行,所以变压器绕组的连线方式选Yd11 型连接。
3.2主接線设计方案的确定
35kV 侧运用单元接线,对变压器的过负荷和短路保护可以使用断路器和隔离开关,也可采用熔断器来保护主变。虽断路器造价高,但考虑到有二类负荷,为满足可靠性采用断路器和隔离开关配合,采用单母线分段接线方式,当母线故障或检修时,停电局限在一段母线上,非故障段母线可以保证正常供电;当任意一段母线故障或检修时,对重要用户不停止供电,这种接线方式本身简单、经济、方便,同时
又克服了一些缺点,使可靠性和灵活性有所提高。
4短路计算
(1)电器设备的选择要求必须有足够的机械稳定度和热稳定度,设备例如:互感器、母线、断路器等,计算依据要以短路计算为准。
(2)要正确整定合理配置的各种继电保护和自动装置的参数,必须及时的分析和计算电网中发生的各短路。
(3)在设计和选择发电厂和电力系统主接线时,为了比较不同方案的接线图,要进行必要的短路计算。
(4)进行电力系统暂态稳定计算,研究短路对用户工作的影响,也包含有部分短路计算的内容。
5母线的选择和效验
母线的材料有铜、铝和钢。目前,发电厂和变电站以及大、中型发电厂、变电站配电装置中的母线广泛采用铝母线,这是因为铜贵重,我国储量又少;而铝储量较多,具有价格低、重量轻、加工方便等特点,因此,选用铝母线要比铜母线经济。
6继电保护
合理的运行方式和故障类型是继电保护设计应遵循的依据,而速动性、选择性、可靠性和灵敏性是在设计时应满足的基本四项要求。
本所主要对变压器、线路、电力电容器进行保护,同时也对其它设备进行保护。
7二次接线部分
我们会装设像监察测量仪表、控制及信号器具、继电保护装置、自动装置、远动装置等的一系列的电气辅助设备,以便保证变电所的经济、安全运行和操作管理,这些设备通常由电流互感器、电压互感器、蓄电池组或所用低压电源供电,表明它们互相连接关系的电路称为二次接线。本部分设计主要针对断路器的控制和信号回路、中央信号装置及直流系统和直流系统的绝缘监察装置的设计。
8保护接地装置
在电气设备完好无损正常工作的情况下,像电器或电机的外壳、配电装置的构架等这些部分都是不带电的,但是如果设备受到破坏或发生故障时就会带电,而且极有可能会灼伤或者电击到人以至发生人生事故,严重的灼伤和电击都有致命的危险,其中电击危险性最大,一般死亡事故多数是由电击造成的。为了限制电气设备故障时作用人体的电压,从而达到限制流过人体的电流保护人员安全的目的,工程上将这些正常工作时不带电而绝缘损坏时有可能带电的部位与大地做良好的电气连接。所以应当接地的部分:
(1)变压器、电器、照明设备的底座和外壳;
(2)电气设备传动装置;
(3)互感器的二次绕组,但继电保护方面另有定的除外;
(4)配电屏与控制台框架;
(5)屋外配电装置的金属、钢筋混凝土架构以及带电部分的金属遮拦。
9 防雷保护
变电所对雷电是很敏感的,所以也就成了电力系统防雷的重要保护的位置,变电站必须要装置防雷保护措施,因为一旦发生雷击现象,将会出现大面积的停电,而且防雷保护措施的安装必须要可靠。雷电所引起的大气过电压将会对电气设备和变电所的建筑物产生严重的危害,在变电所和高压输电线路中,必须采取有效的防雷措施,以保证电气设备的安全。
10 结语
为了保障经济的正常及健康的运行,供电必须要安全可靠,在经过对基本资料的研究和了解之后,根据变电所本身的现状和发展规划的要求,采用两台主变电器和一台所用变电器。35kV 侧采用单母线接线,10kV 侧采用单母线分段接线,基本上做到了供电安全可靠、经济运行及变电所后期扩建的要求;经过效验电气设备都满足要求,也达到了适应地方电力系统自动化的安全可靠性的要求;接地装置和防雷保护也非常安全的保护了变电所,而对于避免闪电和雷电波的冲击,避雷针、避雷器和接地装置都做到了安全有效的联合保护,更能保证变电所能安全有效的可靠运行。
参考文献:
[2]王明东,禹丽爽.基于灰色局势决策的变电所电气主接线方案选择[J].电力系统保护与控制,2011,39(7):79-82,88.
[3]王磊,黄文.油田35kV变电所单台主变压器特性及故障分析[J].油气田地面工程,2012,31(12):64-65.
[4]钱继学.基于PLC的井下变电所自动控制系统应用[J].煤矿机械,2011,(6):231-233.
关键词:35kV;变电所;设计
1前言
发展国民经济必不可少的宝贵能源就是电力,已经被广泛的应用在人们的日常生活、现代的工农业生产以及其他的各个领域。在科学技术突飞猛进的今天,电力事业的发展也蒸蒸日上,在促进农业,乡镇工业的经济建设和提高人们的生活水平上电力的建设起到了至关重要的作用。我国由于在电力市场的供求上发生了一些状况,致使在现在的电力体制上出现了一些对社会主义市场经济体制要求不利的因素。由于改革开放,涌现出大量的乡镇工业,用电结构发生了根本变化,用电发展速度高于城市,而我国的大部分电网薄弱,终端变电所数量少,供电半径长,线路损耗大,使线路末梢的用户电压过低,电能质量差,影响了人们正常的生活和生产,导致电价过高,严重束缚了我国电力事业的发展。为了提高电力网的供电可靠性、降低线路损耗、改电压质量、增加电力企业的经济效益、促进电力工业的发展、提高国民经济的整体竞争能力,必须加快深化电力体制改革的进程。
2 负荷统计和计算
2.1负荷统计
生活用电和工业建设用电是本变电所主要负荷的,有一处二类负荷、单进线,10kV 侧采用单母线分段接线、6 回出线。
2.2负荷计算
该所负荷计算采用需用系数法,由于各供电区域,供电性质相差不大,考虑功率因数相同,视在功率可表示为有功功率。
3 主接线的设计方案
3.1主变电压台数的确定以及容量的选择
电力负荷没有很强的季节性,且变电所大多为三类负荷,只有一处二类负荷。变压器在工作的过程中电源测受电电压会很容易偏离额定值,这时变压器二次侧的负载所承受的电压有可能偏离或偏低,这对用电设备的正常工作十分不利。所以采用两台有载调压变压器,以便尽可能将变压器调压后不仅可稳定供电电压,还可控制电力潮流调节负荷分配。当一台主变压器运行时,可保证60%的负荷供电,考虑变压器的事故负荷能力为40%,所以供电的保证率为85%,在事故运行下可切除其余的三类负荷,保证对重要负荷的供电。为简化电压等级或减少重复降压采用双绕组变压器。由于变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致,否则不能并列进行,所以变压器绕组的连线方式选Yd11 型连接。
3.2主接線设计方案的确定
35kV 侧运用单元接线,对变压器的过负荷和短路保护可以使用断路器和隔离开关,也可采用熔断器来保护主变。虽断路器造价高,但考虑到有二类负荷,为满足可靠性采用断路器和隔离开关配合,采用单母线分段接线方式,当母线故障或检修时,停电局限在一段母线上,非故障段母线可以保证正常供电;当任意一段母线故障或检修时,对重要用户不停止供电,这种接线方式本身简单、经济、方便,同时
又克服了一些缺点,使可靠性和灵活性有所提高。
4短路计算
(1)电器设备的选择要求必须有足够的机械稳定度和热稳定度,设备例如:互感器、母线、断路器等,计算依据要以短路计算为准。
(2)要正确整定合理配置的各种继电保护和自动装置的参数,必须及时的分析和计算电网中发生的各短路。
(3)在设计和选择发电厂和电力系统主接线时,为了比较不同方案的接线图,要进行必要的短路计算。
(4)进行电力系统暂态稳定计算,研究短路对用户工作的影响,也包含有部分短路计算的内容。
5母线的选择和效验
母线的材料有铜、铝和钢。目前,发电厂和变电站以及大、中型发电厂、变电站配电装置中的母线广泛采用铝母线,这是因为铜贵重,我国储量又少;而铝储量较多,具有价格低、重量轻、加工方便等特点,因此,选用铝母线要比铜母线经济。
6继电保护
合理的运行方式和故障类型是继电保护设计应遵循的依据,而速动性、选择性、可靠性和灵敏性是在设计时应满足的基本四项要求。
本所主要对变压器、线路、电力电容器进行保护,同时也对其它设备进行保护。
7二次接线部分
我们会装设像监察测量仪表、控制及信号器具、继电保护装置、自动装置、远动装置等的一系列的电气辅助设备,以便保证变电所的经济、安全运行和操作管理,这些设备通常由电流互感器、电压互感器、蓄电池组或所用低压电源供电,表明它们互相连接关系的电路称为二次接线。本部分设计主要针对断路器的控制和信号回路、中央信号装置及直流系统和直流系统的绝缘监察装置的设计。
8保护接地装置
在电气设备完好无损正常工作的情况下,像电器或电机的外壳、配电装置的构架等这些部分都是不带电的,但是如果设备受到破坏或发生故障时就会带电,而且极有可能会灼伤或者电击到人以至发生人生事故,严重的灼伤和电击都有致命的危险,其中电击危险性最大,一般死亡事故多数是由电击造成的。为了限制电气设备故障时作用人体的电压,从而达到限制流过人体的电流保护人员安全的目的,工程上将这些正常工作时不带电而绝缘损坏时有可能带电的部位与大地做良好的电气连接。所以应当接地的部分:
(1)变压器、电器、照明设备的底座和外壳;
(2)电气设备传动装置;
(3)互感器的二次绕组,但继电保护方面另有定的除外;
(4)配电屏与控制台框架;
(5)屋外配电装置的金属、钢筋混凝土架构以及带电部分的金属遮拦。
9 防雷保护
变电所对雷电是很敏感的,所以也就成了电力系统防雷的重要保护的位置,变电站必须要装置防雷保护措施,因为一旦发生雷击现象,将会出现大面积的停电,而且防雷保护措施的安装必须要可靠。雷电所引起的大气过电压将会对电气设备和变电所的建筑物产生严重的危害,在变电所和高压输电线路中,必须采取有效的防雷措施,以保证电气设备的安全。
10 结语
为了保障经济的正常及健康的运行,供电必须要安全可靠,在经过对基本资料的研究和了解之后,根据变电所本身的现状和发展规划的要求,采用两台主变电器和一台所用变电器。35kV 侧采用单母线接线,10kV 侧采用单母线分段接线,基本上做到了供电安全可靠、经济运行及变电所后期扩建的要求;经过效验电气设备都满足要求,也达到了适应地方电力系统自动化的安全可靠性的要求;接地装置和防雷保护也非常安全的保护了变电所,而对于避免闪电和雷电波的冲击,避雷针、避雷器和接地装置都做到了安全有效的联合保护,更能保证变电所能安全有效的可靠运行。
参考文献:
[2]王明东,禹丽爽.基于灰色局势决策的变电所电气主接线方案选择[J].电力系统保护与控制,2011,39(7):79-82,88.
[3]王磊,黄文.油田35kV变电所单台主变压器特性及故障分析[J].油气田地面工程,2012,31(12):64-65.
[4]钱继学.基于PLC的井下变电所自动控制系统应用[J].煤矿机械,2011,(6):231-233.