以副边电压保持一定范围时,有载调压可解决,因此选用有载调压变压器。故本次设计选用主变的调压方式为有载调压。
第五节 主变容量的确定
主变容量选择一般按变电所建成以后5~10年的规划负荷选择,并适当考虑到远期10~20年发展。
装有两台主变压器的变电站,每台主变压器容量ST应同时满足以下两个条件: (1)任意一台变压器单独运行时,宜满足总计算负荷S30的60%~70%的需要,即 ST=(0.6~0.7) S30
(2)任意一台变压器单独运行时,应满足全部一、二级负荷 S30(I?II)的需要,即 ST≥S30(I?II) 即:
SN=0.6Smax/(N-1) (MVA)
式中N为变电所主变压器台数,本题目中N=2。 注:本变电所输出总容量为,
S=3P/cosΦ+3S1=8800KVA
根据公式得:
SN=6300 KVA
根据以上条件,选择S9-6300/35变压器。
第六节 主变压器参数计算
额定电压高压侧35±2×2.5%,低压侧10.5kV,连接组别为YN,d11,阻抗电压百分数Uk%=7.5%,Pk=34.50KW.
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RT=PK×UN221000×SN34.50×352==1.065Ω1000×6.32UK×UN7.5×352==14.58Ω XT=100×SN100×6.3ZT=RT+XT=1.0652+14.582=14.62Ω222
第四章 电气主接线的设计
为满足生产需要,变电站中安装有各种电气设备,并依照相应的技术要求连接起来。把变电站、断路器等按预期生产流程连成的电路,称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线,按其功能要求组成接受和分配电能的电路,成为传输强电流、高电压的网络,故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列,详细地表示电气设备或成套装备的全部基本组成和连接关系的单线接线图,称为主接线电路图。
第一节 主接线设计原则
电气主接线设计应满足安全性、可靠性、灵活性、经济性四项基本要求,其具体要求如下:
一、安全性 应符合国家标准和有关技术规范的要求,能充分保证人身和设备的安全。
(1)在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的负荷侧,必须装设高压隔离开关; (2)在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的负荷侧,必须装设低压隔离开关(刀开关);
(3)在装设高压熔断器、负荷开关的出线柜母线侧,必须装设高压隔离隔离开关; (4)35KV及以上的线路末端,应装设与隔离开关连锁的接地刀闸。
(5)变配电所高压母线上及架空线路末端,必须装设避雷器。装于母线上的避雷器,宜与电压互感器共用一组隔离开关;接与变压器引出的避雷器,不宜装设隔离开关。
二、可靠性 研究可靠性应该重视国内外长期运行的实践经验和定性分析,要考虑发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用、所采用的设备的可靠性以及结合一次
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设备和相应的二次部分在运行中的可靠性进行综合分析。其具体要求如下:
(1) 断路器检修时不应影响供电。系统有重要负荷,应能保证安全、可靠的供电。 (2)断路器或母线故障以及母线检修时,尽量减少停运出线回数及停电时间,并且要保证全部一级负荷和部分二级负荷的供电。
(3) 尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。防止系统因为某设备出现故障而导致系统解裂。
(4) 大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。
三、灵活性 应能适应供电系统所需要的各种运行方式,便于操作维护,并能适应负荷的发展,有扩充改建的可能性。其具体要求如下:
(1)变配电所的高低压母线,一般采用单母线或单母线分段接线;
(2)35KV及以上电源进线为双2网络时,宜采用桥型接线或线路变压器组接线; (3)电气主接线方案应与主变压器经济运行的要求相适应;
(4)需带负荷切换主变压器的变电所,高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关; (5)调度时应该可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路,调配电源和负荷,满足系统在事故运行方式,检修运行方式以及特殊运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。
(6) 检修时可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修而不致影响电力网的运行和对车间的供电。
(7) 扩建时可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停运时间最短的情况下,投入新装机组,变压器或线路而不互相干扰,并且对一次和二次部分的改建工作最少。
4、经济性 在满足上述要求的前提下,应尽量使主接线简单,投资少,运行费用低,并节约电能和有色金属消耗量,应尽可能选用技术先进又经济适用的节能产品。其具体要求如下:
(1) 主接线应力求简单,经节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。
(2) 要能使继电保护和二次回路不过于复杂,以节省二次设备和控制电缆。 (3) 要能限制短路电流,以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。
(4) 如能满足系统的安全运行及继电保护要求,35kV及其以下终端或分支变电所可采用简易电器。
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(5) 占地面积少:主接线设计要为配电装置布置创造条件,尽量使占地面积减少。
(6) 电能损失少:经济合理地选择主变压器的种类(双绕组、三绕组或自耦变压器)、容量、数量,要避免因两次变压而增加的电能损失。
(7)中、小型工厂变配电所一般采用高压少油断路器,在需要频繁操作场合,应采用真空断路器或SF6断路器。
第二节 电气主接线的基本要求
主接线设计的基本要求:
一、可靠性:
1.断路器检修时不应影响对重要负荷供电;
2.断路器或母线故障及母线检修时,尽量减少停运的回路数和停运时间,并要保证对一类负荷和大部分二类负荷的供电;
3.尽量避免变电站全部停电的可能。 二、灵活性:
1.主接线应满足调度、检修及扩建时的灵活性;
2.调度时可以灵活的切除和投入变压器和线路,调配电源和负荷,满足系统在事故运行方式、检修运行方式及特殊运行方式下的调度要求。
3.检修时,可以方便地停运断路器、母线及继电保护设备,进行安全检修而不影响电网的运行和对用户的供电。
4.扩建时可以容易的从初期接线过渡到最终接线,在不影响连续供电或停电时间最短的情况下,投入新装机组变压器或线路而不互相干扰,并且对一次和二次部分改建的工作量最少。 三、 经济性:
1.主接线应力求简单,以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备;
2.继电保护和二次回路不过于复杂 ,以节省二次设备和控制电缆; 3.能够限制短路电流,以便选择廉价的电气设备或轻型设备; 4.能满足系统安全和继电保护的要求。
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第三节 主接线的设计和论证
几种常用的主接线方案,下面逐一论证其接线的利弊。
一、 单母线接线
单母线接线的特点是每一回线路均经过一台断路器和隔离开关接于一组母线上。 优点:(1)、接线简单清晰、设备少、操作方便。
(2)、投资少,便于扩建和采用成套配电装置
缺点:(1)、 可靠性和灵活性较差。任一元件(母线及母线隔离开关等)故障或检修均需使整个配电装置停电。
(2)、 单母线可用隔离开关分段,但当一段母线故障时,全部回路仍需停
电,在用隔离开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段的供电。
适用范围:
单母线接线不能满足对不允许停电的重要用户的供电要求,一般用于6-220kV系统中,出线回路较少,对供电可靠性要求不高的中、小型发电厂与变电站中。
二、 单母线分段接线
1、用隔离开关分段的单母线接线
这种界限实际上仍属不分段的单母线接线,只是将单母线截成两个分段,其间用分段隔离开关连接起来。这样做的好处是两段母线可以轮流检修,缩小了检修母线时的停电范围,即检修任一段母线时,只需断开与该段母线连接的引出线和电源回路拉开分段隔离开关,另一段母线仍可继续运行。但是,若两个电源取并列运行方式,则当某段母线故障时,所有电源开关都将自动跳闸,全部装置仍需短时停电,需待用分段隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线段的供电。可见,采用隔离开关分段的单母线接线较之不分段的单母线,可以缩小母线检修或故障时的停电范围。 2、 用断路器分段的单母线接线
用隔离开关奋斗的单母线接线,虽然可以缩小母线检修或故障时的停电范围,但当母线故障时,仍会短时全停电,需待分段隔离开关拉开后,才能恢复非故障母线段的运行,这对于重要用户而言是不允许的。如采用断路器分段的单母线接线,并将重要用户
采用分别接于不同母线段的双回路供电,足可以克服上诉缺点。 优点:
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