电气工程毕业设计论文 35kV箱式变电站设计毕业论文.doc

摘要毕业设计论文说明书题目姓名编号年月日摘要35kV箱式变电站设计摘要箱式变电站又称户外成套变电站也有称做组合式变电站它是发展于20世纪60年代至70年代欧美等西方发达国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备由于它具有组合灵活便于运输迁移安装方便施工周期短运行费用低无污染免维护等优点受到世界各国电力工作者的重视进入20世纪90年代中期国内开始出现简易箱式变电站并得到了迅速发展本课题的主要内容包括箱式变电站的发展应用箱式变电站的结构分类以及箱式变电站一次系统设计极其设备选型二次系统设计以及箱式变电站的智能监控系统35kV箱式变电站的设计高压侧额定电压为35kV低压侧额定电压为10kV主变压器容量为5000kVA主接线采用单母线分段接线关键词箱式变电站结构一次系统二次系统摘要目录目录35kV箱式变电站设计Designof35kVboxtypetransformersubstations第1章绪论1供配电技术的发展箱式变电站的类型结构与技术特点箱式变电站的类型箱式变电站的结构箱式变电站的技术特点箱式变电站与常规变电站的对比分析箱式变电站的技术要求与设计规范额定值设计和结构使用条件箱体要求箱式变电站内部电器设备本课题的主要任务第2章35kV箱式变电站的总体结构设计10电气主接线的确定主接线的基本形式箱式变电站对主接线的基本要求主接线的比较与选择高压接线方式箱式变电站箱体的确定箱体结构的确定合理配置变压器变压器容量接线组别的确定变压器的散热处理采用负荷开关熔断器组合电器保护变压器箱式变电站总体布置第3章35KV箱式变电站一次系统设计17箱式变电站一次系统设计概述一次系统设计原则目录一次系统设计箱式变电站设备选型应注意的方面第4章35KV箱式变电站二次系统设计19电气二次系统设计二次系统的定义及分类电气测量仪表及测量回路二次系统设计二次系统总体方案断路器控制与信号回路概述控制回路设计信号回路设计电气测量与信号系统第5章短路电流的计算24计算的目的和内容计算的假设条件53短路电流的计算步骤第六章主要电气设备的选择266断路器62隔离开关选择结果如下63高压开关柜的选择64电流互感器的选择65电压互感器的选择66高压熔断器的选择第7章箱式变电站智能监控功能设计28箱式变电站的监控内容电参量监测与保护防凝露保护变压器室温度保护参数在线数字化显示和设定系统组网与集中化管理配电网自动化的功能结束语31参考文献致谢目录英文文献Englishscientificliterature河北工程大学毕业设计论文第1章绪论供配电技术的发展随着市场经济的发展国家在城乡电网建设和改造中要求高压直接进入负荷中心形成高压受电变压器降压低压配电的供电格局所以供配电要向节地节电紧凑型小型化无人值守的方向发展箱式变电站简称箱变正是具有这些特点的最佳产品因而在城乡电网中得到广泛应用其次随着社会发展和城市化进程的加快负荷密度越来越高城市用地越来越紧张城市配电网逐步由架空向电缆过渡架杆方式安装的配电变压器越来越不适应人们的要求因此预装式变电站成为主要的配电设备之一再次人们对供电质量尤其是供电的可靠性要求越来越高而采用高压环网或双电源供电低压网自动投切等先进技术的预装式变电站成为首选的配电设备与此同时由于信息化网络化和智能化住宅小区发展因此不仅要求箱变安全可靠同时要求具有四遥遥测遥讯遥调遥控的智能化功能这种智能箱式变电站简称智能箱变环网供电时在特定自主软件配合下能完成故障区段自动定位故障切除负荷转带网络重构等功能从而保证在一分钟左右恢复送电1箱式变电站的类型结构与技术特点箱式变电站的类型箱式变电站有美式箱式变电站和欧式箱式变电站美式预装式变电站在我国叫做预装式变电站或美式箱变一区别欧式预装式变电站它将变压器器身高压负荷开关熔断器及高低连线置于一个共同的封闭油箱内构成一体式布置用变压器油作为带电部分相间及对地的绝缘介质同时安装有齐全的运行检视仪器仪表如压力计压力释放阀油位计油温表等欧式预装式变电站以前在我国习惯称为组合式变电站它是将高压开关设备配电变压器和低压配电装置布置在三个不同的隔室内通过电缆或母线来实现电气连接河北工程大学毕业设计论文箱式变电站的结构美式预装式变电站的结构型式大致有三种1变压器和负荷开关熔断器共用一个油箱2变压器和负荷开关熔断器分别装在上下两个不同的油箱内3变压器和负荷开关熔断器分别装在左右两个不同的油箱内其中1型为美式箱变的原结构它的特点是结构紧缩简洁体积小重量轻2型和3型为1的变形这种变型的理论根据是开关操作和熔断器的动作造成的游离碳会影响整个箱变的寿命由于采用普通油和难燃油作为绝燃介质使之既可用于户外又可用于户内适用于住宅小区共矿企业及各种公共场所如机场车站码头港口高速公路地铁等欧式预装式变电站的总体结构包括三个主要部分高压开关柜变压器及低压配套装置其总体结构主要有两种形式一种为组合式另一种为一体式组合式布置是高压开关设备变压器和低压配电装置三部分个为一室即由高压室变压器室和低压室三个隔室组成可按目字型或品字型布置如图11所示目字型布置与品字型布置相比目字型接线较为方便故大多采用目字型布置但品字型布置结构较为紧凑特别是当变压器室排布多台变压器时品字型布置较为有利目字型布置品字型布置图欧式预装式变电站的整体布置形式高压室低压室变压器室操作走廊河北工程大学毕业设计论文箱式变电站的技术特点箱式变电站的高压室一般是由高压负荷开关高压熔断器和避雷器等组成的可以进行停送电操作并且有过负荷和短路保护低压室由低压空气开关电流互感器电流表电压表等组成的变压器一般采用S9或干式的等箱式变中的电器设备元件均选用定型产品元器件的技术性能均满足相应的标准要求为了可靠实现五防要求各电器元件之间采用了机械联锁各电器元件都安装在有足够强度和刚度的结构上以便于导线的连接操作采用电动方式不需另配电源由TV引出即可另外箱式变还都具有电能检测显示计量的功能并能实现相应的保护功能还设有专用的接地导件并有明显的接地标志此外为适应户外工作环境箱式变电站的壳顶一般都采用隔层结构内装有隔热材料箱体底部和各室之间都有冷却进出风口采用自然风冷和自动控制的强迫风冷等多种形式以保证电气设备的正常散热具有防雨防尘防止小动物进入等措施目前国内生产的箱式变的电压等级高压侧为335kV低压侧为0410kV变压器的容量当额定电压比为3510604kV时可从几百kV上万kV当额定电压比为10604kV时可从几十kV几千kV箱式变电站有如下特点技术先进安全可靠箱体部分采用目前国内领先技术及工艺外壳一般采用镀铝锌钢板框架采用标准集装箱材料及制作工艺有良好的防腐性能保证20年不锈蚀内封板采用铝合金扣板夹层采用防火保温材料箱体内安装空调及除湿装置设备运行不受自然气候环境及外界污染影响可保证在4040的恶劣环境下正常运行箱体内一次设备采用单元真空开关柜干式变压器干式互感器真空断路器弹簧操作机构等国内技术领先设备产品无裸露带电部分为全绝缘结构完全能达到零触电事故全站可实现无油化运行安全性高二次采用微机综合自动化系统可实现无人值守自动化程度高全站智能化设计保护系统采用变电所微机综合自动化装置分散安装可实现四遥即遥测遥信遥控遥调每个单元均具有独立运行功能继电保护功能齐全可对运行参数进行远方设置对箱体内湿度温度进行控制满足无人值班的要求工厂预制化设计时只要设计人员根据变电站的实际要求作出一次主接线图和箱外设备的设计就可以选择由厂家提供的箱变规格和型号所有设备在工厂一次安装调试合格真正实现变电所建设工厂化缩短了设计制造周期现场安装仅需箱河北工程大学毕业设计论文体定位箱体间电缆联络出线电缆连接保护定值校验传动试验及其它需调试的工作整个变电站从安装到投运大约只需58天的时间大大缩短了建设工期组合方式灵活箱式变电站由于结构比较紧凑每个箱体均构成一个独立系统这就使得组合方式灵活多变我们可以全部采用箱式即35kV及10kV设备全部箱内安装组成全箱式变电所也可以采用35kV设备室外安装10kV设备及控保系统箱内安装这种组合方式特别适用于农网改造中的旧所改造即原有35kV设备不动仅安装一个10kV开关箱即可达到无人值守的要求投资省见效快箱式变电站35kV设备户外布置10kV设备箱内安装较同规模综自变电站35kV设备户外布置10kV设备布置于户内高压开关室及中控室减少投资4050占地面积小箱式变电站与常规变电站的对比分析箱式变电站在IEC及欧洲称为高压低压预装式变电站是一种集成化程度高工厂预安装节能节地的发展中设备与常规变电站相比占地为120工期为17投资为12在国外应用极度为广泛在西欧占变电站总数的70以上美国为90在我国应用为10是一种方兴未艾的装备三种类型的箱式变电站的特点如下1欧洲式特点是防护性好多了一个外壳变压器散热不易要降低容量运行2美国式特点是变压器保持户外设备本质散热好结构紧凑但是在我国10kV电网系中性不接地系统因此一相熔丝熔断时不能跳开三相负荷开关造成非全相运行危及变压器及用电设备并且不易实现配电自动化3中国式从欧洲式派生而来结合中国用户需要改进而成但是符合中国电力部门各种法规标准要求可铅封电能计量箱无功补偿一应俱全箱式变电站与常规变电站性能比较见表11预装式变电站是输变电设备发展方向由前所述我国应用仅10左右而国外已达到的7090所以预装式变电站其社会效益显著市场前景广阔表箱式变电站与常规变电站性能对比表河北工程大学毕业设计论文序号对比项目常规变站组合式箱变变电站设计工作需要土建电气二方面设计工作量较大土建工作仅一个安装基础箱变本身有典型设计只须根据用户要求作一些调整设计工作也大为减少基建时间个月以上预先基础做好以后只需小时就可以安装完毕送电占地面积为例一般箱变安装地点和负荷中心距离不能十分接近负荷中心供电线路半径较长电压降落及电能损失较高能贴近负荷中心甚至直接置于建筑物处供电线路半径可以很短电压降落及电能损失较少提高了供电质量生产方式土建施工后现场装配大规模工作化生产质量容量得到保证生产周期投资费用和环境协调性和环境不协调和环境协调一致高度米不挡视线美化环境箱式变电站的技术要求与设计规范根据国家标准高压低压预装式变电站GBT124671998箱式变电站的技术要求与设计规范如下额定值1额定电压对高压开关设备和控制设备按GBT11022对低压开关设备和控制开关设备按GBT140481和GB725112额定绝缘水平对高压开关设备和控制设备按GBT11022对低压开关设备和控制设备按GBT140481和GB72511低压开关设备和控制设备的最低额定冲击耐受电压至少应为GBT1693511997的表1中IV类过电压的给定值3额定频率和相数按GBT11022GBT140481和GB725114额定电流和温升额定电流按GBT11022和GB72511高压开关设备和控制开关设备的温升按GBT11022低压开关设备和控制设备的温升按GB河北工程大学毕业设计论文725115额定短时耐受电流对于高压开关设备和控制开关设备按GBT11022对低压开关设备和控制开关设备按GB72511对变压器按IEC765和GB64506额定短路持续时间对高压开关设备和控制设备按GBT11022对低压开关设备和控制设备按GB725117操动机构和辅助回路的额定电源电压对高压开关设备和控制开关设备按GBT11022对低压开关设备的控制设备按GB725118操动机构和辅助回路的额定电源频率对高压开关设备和控制设备按GBT11022对低压开关设备的控制设备按GB725119预装式变电站的额定最大容量预装式变电站的额定最大容量是设计变电站时指定的变压器的最大额定值设计和结构预装式变电站应设计成能够安全进行正常使用检查和维护1接地除按GBT11022还应符合以下规定应提供一条连接预装式变电站的每个元件的接地导体接地导体的电流密度如用铜导体当额定短路持续时间为1s时不应超过200Amm2当额定短路持续时间为3s时不应超过125Amm2但其截面积不应小于30mm2它的端部应有合适的接线端子以便和装置的接地系统连接2辅助设备对于预装式变电站内的低压装置例如照明辅助电源等适用时按GBT148211或GB72511防护等级防止人员触及危险部件并防止外来物体进入和水分浸入设备的保护是必需的3主接线设计与一次设备选型预装式变电站外壳的防护等级应不低于GB42081993中的IP23D更高的防护等级可以按GB4208予以规定4操作通道预装式变电站内部的操作通道的宽度应适应于进行任何操作和维护该通道的宽度应为800mm或更大些预装式变电站内部的快关设备和控制设备的门应朝出口方向关闭或者是转动的这样不致减少通道的宽度门在任一开启位置或开关设备和控制设备突出的机械传动装置不应将通道的宽度减少到500mm5预装式变电站的选用导则对于给定的运行方式选用预装式变电站时要按正常负荷条件和故障情况的要求来选择各元件的额定值外壳级别的选择取决于周围温度和变压器的负荷系数对某一额定外壳等级变压器的负荷系数取决于变电站安装处的周围温度对变动的负荷可按GBT17211采用一个修正系数可以用本标准的附录D来确定外壳级别和变压器的负荷系数河北工程大学毕业设计论文6主变压器与箱体之间应满足最小防火净距35110kV变电站设计规范中规定耐火等级为二级的建筑物与变压器油浸之间最小防火净距为10m其面对变压器可燃介质电容器等电器设备的外墙符合防火墙要求在设备总高加3m及两侧各3m的范围内不设门窗不开孔洞时则该墙与设备之间的防火净距可不受限制如在上述范围内虽不开一般门窗但设有防火门时则该墙与设备之间的防火净距应等于或大于5m配电装置的最低耐火等级为二级箱式配电站箱体内部一次系统采用单元真空开关柜结构每个单元均采用特制铝型材装饰的大门结构每个间隔后部均设有双层防护板即可打开的外门我们在设计工作中主变与箱体之间最小防火净距建议采用10m以确保变电所安全运行710kV电缆出线应穿钢管敷设为求美观变电所内10kV箱式配电站箱体四围一般均设计为水泥路面10kV线路终端杆一般在变电所围墙外10m处如果将电缆直埋引至线路终端杆将给检修带来很大不便因此10kV电缆出线应穿钢管敷设以方便用户维护检修如10kV线路终端杆距离变电所较远则箱体至变电所围墙段的10kV电缆出线必须穿钢管敷设在电缆出线末端的线路终端杆上装设新型过电压保护器以防止过电压8操作通道预装式变电站内部的操作通道的宽度应适于进行任何操作和维护该通道的宽度应为800mm或更大些预装式变电站内部的开关设备和控制设备的门应朝出口方向或者是转动的这样不致减小通道的宽度门在任一开启位置或开关设备突出的机械传动装置不应将通道的宽度减小到500mm使用条件1正常使用条件外壳预装式变电站应设计成能在按GBT11022规定的正常户外使用条件下使用高压开关设备和控制设备在外壳内部按GB72511规定的正常户外使用条件变压器外壳内的变压器在额定电流下其温升比无外壳条件下的要求高会超过GB10942或GB6450规定的温度极限变压器的使用条件应按安装地点外部的使用条件和外壳级别来确定变压器的制造厂或用户能够据此计算降低变压器的使用容量2特殊使用条件高压开关设备和低压开关设备和控制设备在海拔超过1000m的地区按GBT11022的规定低压开关设备和控制设备在海拔超过2000m的地区按GBT72511的规河北工程大学毕业设计论文定变压器在海拔超过1000m的地区按GB10942或GB6450的规定11箱体要求1箱体内照明通风防沙散热应满足正常运行维护要求并应加装温度湿度测量表计凝露器烟雾报警装置并将温度湿度凝露烟雾报警探头信号接入综合自动化系统要考虑安装通讯设备的位置2箱顶应考虑自然排水功能3要抗紫外线辐射抗暴晒性能好不易导热可避免因外部温度过高而引起箱体温度升高4防潮性能好不会因冷热突变而产生凝露5防腐防裂阻燃防冻性能好6要机械强度高耐压抗张抗冲击7对环境有良好的协调性能美化环境可适应各种气候条件外形美观结构紧凑箱体占地面积少节约土地箱式变电站内部电器设备1箱式变电站高压配电装置接线应尽量简单既有终端变电站接线也应有适应环网供电的接线高压配电装置宜采用符合开关加熔断器组合结构油浸式变压器容量在800kVA及以上时应采用能切断电源的装置与变压器瓦斯保护相配合高压配电装置应具有防止误拉合开关设备带负荷拉合刀闸带电挂地线带地线合闸和工作人员误入带电间隔的五防措施负荷开关和熔断器之间也应有可靠的连锁箱体门内侧应附有主回路线路图控制线路图操作程序及注意事项母线宜采用绝缘导线或绝缘母线高压进出线应考虑电缆的安装位置和便于进行试验2变压器应采用损耗低体积小适合箱体内安装的结构根据不同的用户要求可以采用油浸式干式或气体绝缘式无载调压式或有载调压式变压器如有油枕其油标应便于监视变压器的铭牌应面向箱门一侧容量315kVA及以上变压器宜装设电接点温度计以监测变压器上层油温或气体温度和启动通风冷却装置本课题的主要任务135KV箱式变电站的总体结构设计2箱式变电站主接线设计于一次设备选型3二次系统设计4箱式变电站智能监控功能设计河北工程大学毕业设计论文第章箱式变电站的总体结构设计河北工程大学毕业设计论文电气主接线的确定主接线的基本形式主接线的基本形式就是主要电气设备常用的几种连接方式概括为有母线的接线形式和无母线的接线形式两大类1具有母线的电气主接线单母线接线单母线接线是一种最原最简单的接线方式单母线分段接线双母线及双母线分段接线旁路母线接线方式2无母线的电气主接线桥形接线当具有两台变压器和两条线路时在变压器线路接线的基础上在其中间架一连接桥则称为桥形接线单元接线发电机与变压器直接连接成一个单元组成发电机箱式变电站对主接线的基本要求概况地说对主接线的基本要求包括安全可靠灵活经济四个方面安全包括设备安全及人身安全要满足这一点必须按照国家标准和规范的规定正确选择电气设备及正常情况下的监视系统和故障情况下的保护系统考虑各种人身安全的技术措施可靠就是主接线应满足对不同负荷的不中断供电且保护装置在正常运行时不误动发生事故时不拒动能尽可能的缩下停电范围为了满足可靠性要求主接线应力求简单清晰电器是电力系统中最薄弱的元件所以不应当不适当地增加电器的数目以免发生事故灵活是用最少的切换能适应不同的运行方式适应调度的要求并能灵活简便迅速地倒换运行方式使发生故障时停电时间最短影响范围最小因此电气主接线必须满足调度灵活操作方便的基本要求经济是指在满足了以上要求的条件下保证需要的设计投资最少在主接线设计时主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间欲使主接线灵活可靠必须要选用高质量的设备和现代化的自动装置从而导致投资费用的增加因此主接线的设计应满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理主要应从投资声占地面积少电能损耗小等几个方面综合考虑主接线的比较与选择单母线接线是一种原始最简单的接线所有电源及出线均接在同一母线上其河北工程大学毕业设计论文优点是简单明显采用设备少操作简便便于扩建造价低缺点是供电可靠性低母线及母线隔离开关等任一元件发生故障或检修时均需使整个配电装置停电因此单母线接线方式一般只在发电厂或变电所建设初期无重要用户或出线回路数不多的单电源小容量的厂中采用在主接线中断路器是电力系统的主开关隔离开关的功能主要是隔离高压电源以保证其他设备和线路的安全检修例如固定式开关柜中的断路器工作一段时间需要检修时在断路器断开电路的情况下拉开隔离开关恢复供电时应先合隔离开关然后和断路器这就是隔离开关与断路器配合操作的原则由于隔离开关无灭弧装置断流能力差所以不能带负荷操作单母线分段接线是采用断路器或隔离开关将母线分段通常是分成两段母线分段后可进行分段检修对于重要用户可以从不同段引出两个回路当一段母线发生故障时由于分段断路器在继电保护作用下自动将故障段迅速切除从而保证了正常母线不间断供电和不致使重要用户停电两段母线自动同时故障的机遇很小可以不予考虑在供电可靠性要求不高时亦可用隔离开关分段任一段母线发生故障时将造成两断母线同时停电在判断故障后拉开分段隔离开关完好段即可恢复供电单母线分段接线既具有单母线接线简单明显方便经济的优点又在一定程度上提高了供电可靠性但它的缺点是当一段母线隔离开关发生故障或检修时该段母线上的所有回路到要长时间停电单母线分段接线连接的回路数一般可比单母线增加一倍双母线分段接线有如下优点可轮换检修母线或母线隔离开关而不致供电中断检修任一回路的母线隔离开关时只停该回路母线发生故障后能迅速恢复供电各电源和回路的负荷可任意分配到某一组母线上可灵活调度以适应系统各种运行方式和潮流变化便于向母线左右任意一个方向顺延扩建但双母线也有如下的缺点造价高当母线发生故障或检修时隔离开关作为倒换操作电器容易误动作但可加装断路器的连锁装置或防误操作装置加以克服当进线回路数或母线上电源较多时输送和穿越功率较大母线发生事故后要求尽快恢复供电母线和母线设备检修时不允许影响对用户的供电系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用双母线接线综上可知单母线接线造价低而供电稳定性低双母线供电稳定性高但其造价高且接线线路复杂而单母线分段接线一方面线路简单造价低另一方面其供电稳定性也能在一定程度上能够得以保证所以35kV母线选用单母线接线方式10kV采用单母线分段接线河北工程大学毕业设计论文高压接线方式高压侧采用负荷开关限流熔断器作为就压器的主保护一般有环网双电源和终端三种供电方式有两组插入式熔断器和后备保护熔断器串联进行分段范围保护限流熔断器一相熔断时必须能联动跳开三相负荷开关不发生缺相运行线路侧负荷开关必须配有直流电源电动操作机构可实现无外来交流电源状态下自启动环网回路必需配置检测故障电流用的电流互感器或传感器高压开关选用可靠性高和具有自动化装置及智能化接口的先进的产品如6负荷开关压气式负荷开关真空负荷开关等环网供电单元一般至少由三个间隔组成即二个环缆进出间隔和一个变压器回路间隔其中负荷开关和在隔离故障线段时能及时恢复回路的连续供电同负荷开关相连的熔断器在中压低压变器发生内部故障时起保护作用对溶断器和变压器还起隔离和接地作用箱式变电站箱体的确定箱体结构的确定箱式变电站按结构主要有美式箱变和欧式箱变欧式箱变造价低而美式箱变体积小约为同容量欧式箱变的1315常规土建变电站占地面积最大欧式箱变次之美式箱变常规土建变电站建造周期最长欧式箱变次之综合考虑一般35kV箱式变电站的箱体选择欧式箱变合理配置根据实际情况可以采用不同的箱变配置方案一般将主变压器和电容器等充油设备放置在箱体外设置两个箱体一个35kV箱体一个10kV箱体其中一个箱体预留保护装置的位置考虑节省资金也可以将35kV断路器等设备放于户外只设置10kV箱体箱体的底座和骨架一般采用槽钢和角钢焊接而成顶盖和四壁采用金属板内衬阻燃材料压制而成能起到隔热的作用根据当地实际情况可在订货时对主体结构提出相应的要求我县地处盐碱地带对设备的抗腐蚀性能要求较高因此除主体框架采取了防腐工艺加工外箱体的整体外层衬板采用了05mm厚的不锈钢板维护走廊是箱变正常运行和检修中的重要环节箱变的一个缺陷就是空间狭小厂家从成本和设备紧凑性考虑维护走廊一般都尽量压缩在选型时应该将维护走廊作为一项指标来考虑不然会给将来的运行和维护造成很大麻烦箱体的密封和防尘是一个重要方面特别是保护装置对防尘等指标要求较高应河北工程大学毕业设计论文引起重视箱体的底板下面一般作为电缆室在考虑箱体基础的设计时应顾及到电缆的安装和维护方便应考虑人员出入通风以及照明等方面的要求变压器变压器容量接线组别的确定箱变用变压器为降压变压器一般将10降至380220变压器容量一般为1601600最常用的容量为315630其器身为三相三柱或三相五柱结构11或12联结熔断器连接在外部三相五柱式11变压器的优点是带三相不对称负荷能力强不会因三相负载不对称造成中性点电压偏移负载电压质量可得到保证这种变压器具有很好的耐雷特性变压器应具有齐全的运行检视仪器仪表如油位表和上层油温表及反映顶部气压强度的真空压力表等变压器选用911全密封免维护低噪音性价比高的油浸式变压器噪音50或新型干式变压器噪音55等采用干式变压器时变压器室必须配散热系统目前国内大多采用新9或11系列配电变压器有的也采用了非晶合金变压器其优点是空载损耗很小只有1413但其价格高出1316倍但随着制造技术的提高一旦价格下来非晶合金变压器会占据市场主导地位综合考虑35kV箱式变电站变压器的容量确定为5000kVA因为三相五拄Dyn11连接变压器带三相不对称负载能力强不会因三相负载不对称造成中性点电压偏移负载电压质量可得到保证此外这种变压器还具有很好的耐雷特性因此变压器的连接组别为三相五柱Dyn11阻抗电压为U70采用油浸式变压器由于三相五拄Dyn11联结如果熔断器一相熔断后会造成低压侧两相电压不正常为额定电压的12会使负载欠压运行因此将熔断器连接在内部因为这样如果熔断器一相熔断后不会造成低压侧两相电压不正常熔断器所对应的低压侧相电压几乎为零其它两相电压正常而站用变压器容量确定为50kVA连接组别采用Dyn11接在35kV母线上将35kV电压降低为04kV供箱式变电站本身使用变压器的散热处理变压器设置有二种方式一种将变压器外露另一种将就压器安装在封闭隔室内35kV箱式变电站变压器采用第二种接线方式将变压器安装在封闭的变压器隔室内为防日照辐射使室温升高采用四周壁添加隔热材料双层夹板结构河北工程大学毕业设计论文顶盖设计成带空气垫或隔热材料的气楼结构内设通风道装有自动强迫排气通风装置轴流风机或幅面风机装置的开启和停止由变压器室的温度监控装置自控其温度的整定值按允许温度的8090设定室内正常温度下靠自然通风来散热为了通风变压器室的箱体上设置百叶窗百叶窗结构使气流能进去而灰尘被分离有为防止灰尘对绝缘的影响在变压器连接处加上绝缘防护罩室内温度不正常的情况下采用机械强迫通风以变压器油温不超过95作为动作整定值机械强迫通风用幅面风机而不用轴流风机因轴流风机对变压器散热片内外侧散热不均往往外侧散热好内侧散热差些而幅面风机的排风口均匀吹拂内外侧通风散热效果较好采用负荷开关熔断器组合电器保护变压器负荷开关是用来开合负载电流的开关装置它一般具有关合短路电流能力但是它不能开断短路电流负荷开关可以单独使用在远离电源中心且容量较小的终端变电站用于投切无功补偿回路并联电抗器及电动机等熔断器结构简单价格便宜维护方便仍然具有发展前途熔断体是熔断器的主要元件当熔断体通过的电流超过一定值时熔断体本身产生的焦耳热使本身温度升高在达到熔断体熔点时熔断体自行熔断切断过载电流或短路电流限流熔断器切断短路电流的电流波形如图21所示河北工程大学毕业设计论文时间燃弧时间图限流熔断器切断短路电流时电流波形切断前电流波形切断过程中电流波形截止电流动作时间负荷开关熔断器组合电器中使用限流型高压熔断器这种熔断器是依靠填充在熔体周围的石英砂冷却电弧达到有效熄灭电弧用于在强力冷却熄弧过程中建立起高于工作电压的电弧电压因而具有很强限流能力图1由曲线可见到短路开始后电流上升熔体发热温度上升电流升到a点熔体熔化由于熔断器的限流作用电流上升停止开始沿a线段下降在b点电流下降到零此时完成熄弧这种熔断器的整个动作过程发生在密封的瓷管中在熄灭电弧时巨大气流不会冲出管外熔断器的限流特性它是指熔断器的开断电路时最大截止电流和预期电流稳态方均根的关系可以从限流特性的截止电流值可估算出被限流熔断器所保护的电器设备内发生短路故障时产生的机械和热效应负荷开关与熔断器配合使用于箱变可替代断路器作为变压器的保护开关设备当变压器内部发生故障为使油箱不爆炸故障切除时间必须限在20ms内采用断路器保护的话断路器最快全开断时间继电保护动作时间断路器固有动作时间燃弧时间一般需要23个周波40ms60ms左右而限流熔断器则可保证在10ms以内切除故障由于同电压等级负荷开关的价格大约是断路器的价格的1415而负荷开关熔断器的价格仅仅是断路器的价格的13因此采用负荷开关熔断器有较大经济性由于断路器是用于开断短路故障电流大负荷电流容性电流等通用的开关设备因此体积大笨重结构也复杂相比之下负荷开关体积小简单易开发箱式变电站总体布置河北工程大学毕业设计论文35kV箱式变电站高压室额定电压35kV低压室额定电压10kV主变压器额定容量为5000kVA站用变压器额定容量为50kVA接在35kV母线上采用电缆或架空进出线在结构设计上具有防压防雨和防小动物等措施及占地面积小操作方便安全可靠可以移动等特点箱式变电站主要包括4部分分别为框架高压室低压室变压器室1框架基本结构是由槽钢角钢和钢板焊接而成外股门和顶盖用新材料色彩钢板制作2高压室装备真空断路器包括三工位负荷开关熔断器互感器避雷器等3低压室装备全国统一设计的GGD型固定式低压配电屏包括主开关柜计量柜多路出线柜耦合电容器4变压器室配备5000kVA油浸式变压器室顶装有温度监控仪启动的轴流风扇第章箱式变电站一次系统设计河北工程大学毕业设计论文箱式变电站一次系统设计概述电气主接线是由各种主要电气设备如发电机变压器开关电器互感器电抗器及连接线路等设备按一定顺序连接而成的一个接受和分配电能的总电路由于交流供电系统通常三相是对称的故在主接线图中一般用一根线来表示三相电路仅在个别三相设备不对称或需要进一步说明的地方部分地用三条线表示这样就将三相电路图绘成了单线图主接线代表了发电厂和变电站电气部分主结构是电力系统网络结构的重要组成部分一次系统设计原则1变配电站采用计算机监测与控制后对一次系统接线没有影响一次系统接线方式及供电方案仍按有关要求与规定进行设计2变配电站采用计算机监测与控制后应发挥计算机的图形显示功能模拟盘可以简化或取消3变配电站采用计算机监测与控制后可以实现元人或少人值班值班室面积可以减小分散值班可以集中于一处值班313一次系统设计35kV母线采用单母线接线10kV侧母线采用单母线分段接线箱体采用了双层密封双层铁板间充入高强度聚胺脂具有隔温防潮等特点外层采用不锈钢体底盘钢架采用金属喷锌技术有良好的防腐性能内层采用铝合金扣板箱体内安装空调及除湿装置从而是设备运行不受自然环境及外界污染的影响可保证设备在4040之间运行内部一次系统采用单元真空开关柜结构开关柜内设有上下隔离刀闸ZN2335型真空断路器选用干式高精度的电流互感器和电压互感器电容器采用高质量并联电容器并装有放电PT站变选用SC9型干式站变站内装有多组氧化锌避雷器一次系统连接采用封闭母线结构在每个单元柜装有五防锁保证了人身与设备的安全箱式变电站设备选型应注意的方面1箱变的一次设备河北工程大学毕业设计论文箱变内的一次设备应以无油免维护或少维护设备为宜断路器可采用真空断路器电流互感器电压互感器和站用变应选用干式设备因箱变内空间狭小实际运行中挂拆接地线很不方便所以许多箱变在开关柜单元装设了接地开关但受空间限制一些箱变厂家将接地开关与隔离开关采用了连动的形式拉开隔离开关则接地开关闭合合上隔离开关则接地开关拉开在实际运行中这种操作方式在执行现有规程时会带来许多麻烦设备的运行方式界定不清如果可能的话加装独立的接地开关运行起来会更灵活方便箱变中的五防闭锁是一个重要方面在选型时要考虑隔离开关之间的机械闭锁以及电气闭锁看是否能满足需要以及可靠性是否能达到要求箱变内的开关柜应留有适当的观察窗以便于观察运行设备的状况考虑到实际运行的需要在选型时对此也应提出要求以免日后运行带来不便2箱变的一次进线和出线箱变的一次进线和出线可采用架空方式或电缆方式采用电缆方式可有效地节省空间选型时一定要结合实际情况考虑进出线的接线方式否则不利于日后的安装因箱变内空间有限电缆头一般要做到箱体的底板下面通过箱体底板上的孔引入而按规程要求金属底板上的三个引入孔彼此之间应该是连通的避免电缆运行过程中在金属底板上产生涡流对设备造成损害有些箱变在设计时对这方面的要求考虑不足会影响电缆的安装和运行对于10kV馈线的电缆安装若电缆头做在箱体底板的下面零序互感器的位置也要加以考虑如果零序互感器装设在电缆头上面电缆的接地线就不要再穿过零序互感器这与常规做法中零序互感器在电缆头下面的接法不同3箱变中的保护装置箱变中一般采用综合自动化装置作为保护有些箱变厂家同时生产综合自动化装置若选择这样的箱变和保护一体化的产品会给设计施工和调试带来方便免去了许多中间环节若箱变厂家的实力允许也能满足我们的需要这不失为一种较理想的选择综合自动化装置的选择要考虑箱变的特点力求接线简洁功能完备第章箱式变电站二次系统设计河北工程大学毕业设计论文电气二次系统设计二次系统的定义及分类箱式变电站的设备通常可分为一次设备和二次设备两大类主接线所连接的都是一次设备而二次设备是指测量表计控制及信号设备继电保护设备自动装置和运动装置等根据测量控制保护和信号显示的要求表示二次设备相互连接关系的电路称为二次接线或二次回路按二次接线电源性质分有交流回路按二次接线的用途来分有操作电源回路测量表计回路断路器控制和信号回路中央信号回路继电保护和自动装置回路等电气测量仪表及测量回路电气测量仪表及测量回路为了保证供电系统的安全运行和用户的安全用电使一次设备安全可靠经济地运行必须在变配电站中装设电气测量仪表以监视其运行状况为电气测量仪表要保证其测量范围和准确度满足变配电设备运行监视和计量的要求并力求外形美观便于观测经济耐用等具体要求如下1准确度高误差小其数值应符合所属等级准确度的要求2误差不应随时间温度湿度和外磁场等外界条件的影响而变化3仪表本身消耗的功率应越小越好4仪表应有足够的绝缘强度耐压和短时过载能力以保证安全运行5应有良好的读书装置6构造坚固使用维护都要方便二次系统设计全站智能化设计保护系统采用变电站微机自动化保护装置该系统做为分层分布式多CPU的综合自动化系统包括了变电站所需的各种继电保护如变压器保护35kV10kV线路保护低周减载电容器保护等具有变电站的测量实时数据采集运行工况监视控制操作自动控制与调节及全部远动功能系统采用分布式控制系统配置扩展组态灵活控制管理集中功能分散数据处理实时性强传输安全可靠操作灵活方便对于变电站的整个保护系统主要采用以下几个装置它们都具有以下特点装置有抗系统谐波的能力装置有自检功能自检出错报警及闭锁保护装置出口及动作回路可设投切压板装置保护动作出口与监控动作出口各自独立河北工程大学毕业设计论文装置集测量计量保护控制功能于一体变压器保护变压器保护主要采用主变主保护装置主变高压侧保护监控装置主变低压侧监控装置等三个装置主要实现比率差动保护差动速断保护重瓦斯保护两段式复合电压闭锁过流保护210kV线路保护监控装置主要实现三段式三相过流保护保护由无时限速断定时限速断定时限过流组成三相一次重合闸低周减载310kV电容器保护监控装置主要实现定时限电流保护电压保护4备用电源自投装置适用于母线联络开关由监控和保护两套完全独立的系统组成实现备用电源自动投入功能及母联速断过流保护5PT监控装置适用于母线电压互感器由监控和保护两套完全独立的系统组成可实现PT自动切换功能及单相接地保护及低电压保护6中央信号监控装置与其它装置相配合完成全站事故信号及预告信号报警输出主变油温及环境温度二次系统总体方案1开关柜内的继电保护计量信号与控制回路设计不变值班室的继电保护屏与中央信号系统信号屏计量屏与控制屏保持原设计不变再设计一套重复的计量信号与控制回路进入计算机监测与控制系统2开关柜内的继电保护计量信号与控制回路设计不变值班室的中央信号系统信号屏计量屏与控制量取消集中保护的继电保护屏应保留再将计量信号与控制回路进入计算机监测与控制系统河北工程大学毕业设计论文3开关柜内的继电保护计量信号与控制回路设计不变值班室的中央信号系统信号屏计量屏与控制屏只包括电源进线与母线联络开关柜所有出线开关柜均不进入中央信号系统电源进线母线联络开关柜及所有出线开关柜的中央信号系统信号计量与控制全部进入计算机监测与控制系统断路器控制与信号回路概述断路器控制按控制地点可分为集中控制与就地控制所谓集中控制就是集中在控制室内进行控制就地控制就是在断路器安装地点进行控制在控制室内对配电装置中的断路器进行控制称为距离控制这种控制主要由控制开关控制电缆和操作机构等组成在箱式变电站运行的各种电气设备随时都可能发生不正常运行的工作状态中央信号主要用来示警和显示电气设备的工作状态以便于运行人员及时了解采取措施断路器控制回路的基本要求有1能进行手动跳闸合闸也能完成自动跳闸断路器跳闸合闸过程完成后能自动切断跳闸合闸线圈回路电流防止线圈长时间通电而烧毁2有防止断路器连续多次跳闸或合闸操作的位置信号3有反映断路器完成跳闸或合闸的防跳回路4有断路器自动跳闸或合闸的位置信号5有控制回路完好性监视信号6在满足要求的前提下力求简单可靠中央控制信号装置按形式分有灯光信号和音响信号灯光信号表明不正常工作状态的性质地点而音响信号在于引起运行人员的注意灯光信号通过装设在个控制屏上的信号灯光和光字牌表明各种电气设备的情况音响信号则通过蜂鸣器和警铃的声响来实现设置在控制室内由全所共用的音响信号称为中央音响信号装置中央信号装置按用途分有事故信号预告信号和位置信号控制回路设计1计算机监测与控制系统都有合闸与分闸继电器输出接点一般接点容量为A050V3A将其并连接到开关柜的合分闸开关或按钮上就可以进行远方合分闸操作2计算机监测与控制系统的合分闸继电器接点与开关柜上合分闸开关或按钮河北工程大学毕业设计论文之间应设计手动与远方自动转换开关310KV及以上的供配电系统需要计算机监测与控制系统进行远方合分闸操作时其控制开关应取消不对应接线可以选用自复位式转换开关也可选用控制按钮4所有进入计算机监测与控制系统的远方操作开关的手动分闸操作开关或按钮应有一对独立的常开接点引到计算机监测与控制系统以便在人工手动分闸时给计算机监测与控制系统一个开关量输入信号以防止人工就地手动分闸时出现误报信号信号回路设计1所有需要计算机监测与控制系统进行监视的开关状态均应有一对常开接点引到计算机监测与控制系统所有常开接点可以共用一个信号地线但不能与交流系统地线相连接2所有信号继电器均应有一对单独的常开接点引到计算机监测与控制系统有中央信号系统时信号继电器应再有一对常开接点引到中央信号系统以下两种常开接点应分开由于电压等级不同不能共用地线电气测量与信号系统1需要进入计算机监测与控制系统的测量参数由设计者根据有关规定与用户实际需要来确定2需要进入计算机监测与控制系统的各种测量参数首先经过电流互感器与电压互感器变为统一的交流一5A电流与交流一100V电压220380V系统直接利用交流守220V或380V电压然后再经各种电量变送器将交流参数变为直流一5V10mA4一20mA或10V信号给计算机监测与控制系统进行测量3电量变送器的种类与电工测量仪表完全对应有什么类型的电工测量仪表就有什么样类型的电量变送器即有电流变送器单相与三相电压变送器单相与三相有功功率变送器三相三线制与三相四线制无功功率变送器三相三线制与三相四线制有功无功功率变送器功率因数变送器三相三线制与三相四线制有功电度变送器三相三线制与三相四线制无功电度变送器三相三线制与三相四线制0频率变送器器等4电量变送器的一次接线与电工测量仪表完全相同电流回路串联在电流互感器回路中电压回路并联在电压互感器电压回路中设计时应将电量变送器器统一布置于电流互感器电流回路的最末端避免与电工测量仪表相互交叉布置5电压变送器的测量输入电压最大值应提高20高压选交流120V低压选交河北工程大学毕业设计论文流250V或420V各种电量变送器的输出一般选直流05V或420mA6采用变配电站综合自动化系统之后其监控单元均为交流采样直接从电流或电压互感器取5A或0100V测量信号低压直接取220V或380V信号不再需要各种电量变送器开关柜上各种测量仪表可以取消电度计量应选用带脉冲输出的电度表其型号及一次接线与原电度表相同只在备注中说明带脉冲输出并注明与计算机监测与控制系统相匹配的直流电源电压设计时应优先选用自带供电电源的有源型输出为隔离型的脉冲电度表计量柜电度表一般不进入计算机监测与控制系统所以应在进线开关柜内增加有功与无功脉冲电度表各一块作为内部统计用电量使用第章短路电流的计算河北工程大学毕业设计论文计算的目的和内容为了选择断路器等电器设备或对这些设备提出技术要求评价并确定网络方案研究限制短路电流的措施为继电保护整定和调试提供数据分析计算送电线路对通讯设施的影响在电力系统设计中短路电流的计算应按照远景规划水平考虑远景规划水平一般按建成后510年计算内容为系统在最大运行方式时各枢纽点的三相短路电流工程设计中短路电流计算均采用实用计算法所谓实用计算法是指在一定的假设条件下计算出短路电流的各个分量而不是用微分方程求解短路电流的完整表达式计算的假设条件故障前为空载即负荷略去不计只计算短路电流的故障分量故障前所有电压均等于平均额定电压其标幺值等于1系统各个元件电阻略去不计1kv及以上的高压电网只计算短路电流的基频分量短路电流的计算步骤1短路电流计算的基准值UbUav115kvSb100MVA计算各元件参数的标幺值做出等值电路进行网络简化求出电源点与短路点之间的电抗此电抗称为入端电抗求出短路电流标幺值进而求出短路电流有名值计算冲击电流有效值河北工程大学毕业设计论文主线路图系统负荷情况计算135KV最终四回出线负荷同时率按06考虑负荷增长率为435KV总负荷为808808708608061452646MVA210KV最终十回出线负荷同时率按06考虑负荷增长率为410KV负荷为620841808061451752MVA河北工程大学毕业设计论文所以变电站考虑扩建后送出的总负荷为S总S35S104398MVA第六章主要电气设备的选择电气设备的选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全运行的重要条件在进行设备选择时应根据工程实际情况在保证安全可靠的前提下积极而稳妥地采用新技术并注意节约必须按正常工作条件进行选择并按短路状态来校验其热稳定和动稳定断路器1选择1按正常工作条件选择a按额定电压选额定电压和最高工作电压一般按所选电器和电缆允许最高工作电压Ugmax不低于所按电网的最高运行电压Uymax即UgmaxUymaxb按额定电流选在额定周围环境温度下长期允许电流Iy应不小于该回路最大持续工作电流Igmax即IyIgmax35KV选择ZN2335C型断路器断路器的主要功能正常运行时用来倒换运行方式把设备或线路接入电路或退出运行能起保护作用高压断路器是开关设备中功能最为完善的一种其最大特点是能断开负荷电流和短路电流河北工程大学毕业设计论文隔离开关选择结果如下35KV侧隔离开关选GW2835型隔离开关是发电厂和变电所的常用电器它需要与断路器配套使用但是隔离开关无灭弧装置不能用来接通和切断负荷电流短路电流其主要用途是隔离电压倒闸操作分合小电流高压开关柜的选择根据所选择的形式所选开关柜的型号如下电流互感器的选择1选择根据电网额定电压等其他条件查常用设备手册选择35kvLCZ4535当电流互感器用于测量时其一次侧额定电流应尽量选择比回路中工作电流大13左右以保证测量仪表最佳工作并在过负荷时使仪表有适当的指示电流互感器CT是一次系统和二次系统间联络元件用以分别向测量仪表继电器线圈供电正确反映电气设备正常运行和故障情况作用是将一次回路的大电流变为二次回路的小电流5A或1A使测量仪表和保护装置标准化小型化并使其结构巧价格便宜和便于屏内安装使二次设备与高压部分隔离且互感器二次侧均接地从而保证设备和人身的安全电压互感器的选择根据电网额定电压一次电压二次电压等条件查常用设备手册选择电压互感器型号如下JDJJ35电压互感器PT是一次系统和二次系统间联络元件用以分别向测量仪表继电器线圈供电正确反映电气设备正常运行和故障情况作用是将一次回路的高电压变为二次回路的低电压使测量仪表和保护装置标准化小型化并使其结构巧价格便宜和便于屏内安装河北工程大学毕业设计论文使二次设备与高压部分隔离且互感器二次侧均接地从而保证设备和人身的安全高压熔断器的选择根据电网电压的要求本站35KV电压互感器都用高压熔断器进行保护保护电压互感器的熔断器只需按额定电压和开断容量来选择查阅有关设计资料得35KV电压互感器使用RN235型高压限流熔断器其技术参数Ue35KVLe05ASde1000MVA熔断器是最简单的保护电器它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害屋内型高压熔断器在变电所常用于保护电力电容器配电线路和变压器而在电厂多用于电压互感器第章箱式变电站智能监控功能设计箱式变电站的监控内容随着社会经济的发展用户对供电可靠性和电能质量要求越来越高预装式变电站和传统的供电所相比虽然有着明显的优势单仍存在一些不足之处比如没有变压器故障监控无防环境影响的揭露控制等传统的保护只在高压侧配置负荷开关和熔断器变压器有的装有专用温度控制器低压室出线一般设有空气开关和塑壳开关鉴于这种情况我们对箱式变电站智能监控采用预装式变电站智能监控单元它集中采集了预装式变电站所有有用的信息包括电参量环境温湿度变压器温度等信息通过对这些信息的综合分析作出对应动作确保变电站的经济安全运行延长使用寿命下面介绍箱变的监控内容电参量监测与保护实时在线监测高压侧三相入口电压出口电流低压侧各输出端口电流记录运行时的电压电流功率功率因数供上位机调用或本地监测实时监测预装式变电站三相高压端出口电流故障根据故障状态及时分断负荷开关或向上位机发送故障状态信号防凝露保护预装式变电站一般用于户外对高压室低压室实时在线监测温湿度信号根据当前温湿度值及时启停除湿升温设备破坏凝露的生成有效防止高压开河北工程大学毕业设计论文关和低压开关设备因表面出现凝露而发生闪络放电事故变压器室温度保护变压器在运行过程中由于负荷及各种原因的影响温度容易升高若不及时对其降温或在温度急聚上升时做出相应地处理将影响变压器出力甚至设备故障或永久损坏通过实时监测变压器绕组温度或变压器油温当监测温度超过设定值时可启动风扇强迫排风散热参数在线数字化显示和设定8位LED循环显示高压侧入口三相电压和出口三相电流低压侧各输出端口电压高压侧低压室温湿度和变压器室温度通过按显示键可显示高压侧最新出口故障电流故障电流地整定值和各路温湿度的上小限设置值均可通过键盘设置修改或通过上位机下发命令而设置修高故障电流整定值和温湿度上下限值系统组网与集中化管理预装式变电站无人值守的特点使得系统组网成为必然现场总线通信接口积极RS485422人机通信接口能方便地通过电力线载波无线电信道通信电缆与县调或地调进行可靠通信符合部颁通信规约标准从而全面支持四遥功能配电网自动化的功能1配电网的实时监视与控制SCADA系统原则上具有类似的功能只是监视和控制的对象不同其规模较小它必须随时了解配电网内各重要母线电压各配电线的有功功率的状况反映系统结构变化后各配电变压器断路器及柱子上开关的运行状态重要用户的负荷情况及其电力和电能表的信息等这些信息必须连续地或周期性地被采集和不断地更新反映这些信息的数据必须可靠完整和具有一定的精确度以便准确的实施各种控制和记录安全性控制安全性控制的目的是使配电网系统在发生故障后所造成的损失和影响最小实施安全性控制首先识别故障在非永久性故障时依靠继电保护和重合闸来消除故障和恢复供电在永久性故障时要将故障隔离在最小范围内使非故障部分的用户尽可能快地恢复供电安全控制主要有以下几方面电线的切换和自动分段对于环状配电网在正常运行时是由分段开关加以分开实行开环运行在发生永久性故障时配电网自动控制系统可以根据遥测和遥信信号自动地识别故河北工程大学毕业设计论文障将故障隔离并自动地重新安排运行方式恢复所有非故障线的供电包括故障检测故障隔离初始电源恢复和配电线重新配置母线自动分段在配电变电所一段发生永久性故障时原来由这一母线供电的配电线必须切换到另一健全的母线上这一系列的倒闸操作可以由配电网调度自动化系统来完成冷负荷启动这是指在大于的停电以后重新恢复配电线的供电时为防止短时冲击性负荷超过配电线的允许值采用切除部分用户负荷并在配电线正常运行后逐步按次序恢复用户的自动恢复供电控制经济控制经励用户在低谷时多用电系统突然大电源时缓解对电力系统济性控制的目的是为了有效的利用配电设备的能力降低或推迟扩建资金的投入减少运行费用质量控制质量控制的目的是保证供电的电压和频率当然这二者与整个电力系统的运行控制的关系是十分密切的负荷控制负荷控制是用对用户负荷进行远方控制的方式以抑制高峰负荷和提高负荷率其目的是降低用户对电网的负荷需求鼓的扰动在停电后恢复供电时减轻冷负荷时的冲击河北工程大学毕业设计论文结束语本课题主要对箱式变电站进行设计系统的介绍了箱式变电站的结构特点以及其应用领域和市场前景所做的工作主要包括四个方面首先是箱式变电站整体结构设计包括主变器和站用变压器容量接线组别的确定以及高压室低压室和变压器室的的布置其次是箱式变电站的一次系统设计及设备选型侧母线采用单母线侧母线采用单母线分段接线方式再次是箱式变电站的二系统设计最后是箱式变电站智能监控功能设计通过这次设计系统让我对自己的专业知识有了进一步的巩固与提高特别是对电器设备的选型主电路的接线方式有了比较深刻的了解安磊年月日河北工程大学毕业设计论文致谢致谢时光飞逝我们的学习到了最后一个环节也是一个很重要的环节毕业论文设计因为我们可以通过毕业设计来进一步综合检验和巩固自己学到的知识我们的毕业设计有一个学期四个多月的时间在时间应该是比较充足的所以我们也做了比较仔细和充分的准备先是到学校图书馆和网上搜集到了各种资料在按照老师给我们的技术要求的基础上然后再分析整理加以组织这样构成了自己论文的主体部份在这过程中我态度端正积极上进踏实认真认为这是一次自己学习的好机会同时也是最后一次得到各位老师亲自指导的最后一个机会这是很宝贵的经过四个多月的努力我基本按照要求完成了本次的毕业设计任务不论是在知识的吸取还是在研究的设计的方法上还有不少的收益这也是对自己幸苦和努力的回报是啊我们不论做一件什么事情都是这样你用心所以你进步你收获我不会忘记自己在大学的最后阶段不会忘记这其中的苦与乐遇到因难时的忧愁和做出结果时的甜蜜还一个很重要的就是老师们给我的宝贵指导我谢谢老师牺牲自己的休息时间给我的不倦指导这是我可以圆满完成毕业设计的一个很大影响因素感谢韩老师谢谢您的指导和帮助谢谢在这离校的时刻我祝韩老师您身体健康万事如意工作顺利年月日参考文献参考文献黄绍平成套电器技术湖南工程学院讲义内部资料费广标箱式变电站模式设计中国电力出版社朱宝骅一种新型箱式变电站集成变配电站电工技术杂志麦艳红新型箱式变电站的应用与分析广西水利水电熊作胜关于箱式变电站的技术改进电气时代吕亚杰箱变的结构及适用型分析大同职业技术学院学报蔡心一颜长斌欧式美式国产式箱变的特性分析江苏电器高颂九预装式变电站小区布点及容量选择分析变压器赵磊对箱式变电站设计的建议农村电气化刘涤尘电气工程基础武汉理工大学出版社输变电常用标准汇编中国标准出版社电力系统一次接线北京电力工业出版社贺家李电力系统继电保护原理北京水利电力出版社刘健配电自动化系统北京中国水利电力出版社苏文成工厂供电北京机械工业出版社文锋发电厂及配电所的控制北京中国电力出版社科技文摘科技文摘科技文摘科技文摘科技文摘科技文摘1发电厂设计思想代设发电厂是凝汽式发电厂以220KV线路与系统联系为了保证供电的可靠性和一次性满足远期规划的要求本设计将按照远期负荷规划进行设计建设从而保证该发电厂能够长期可靠供电2发电厂设计的主要工作1主变压器和厂用变压器的容量台数型号及参数的选择根据电力工程电气设计手册1发电机与主变压器为单元连接时主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择a发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷留有10的裕度b发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷由设计手册规定当不受运输条件限制时在330KV及以下的发电厂均应选用三相变压器本厂初步选定为三相变压器可依据相关材料及现场施工情况经过比较选出合理的主变高工变低工变的容量台数型号及参数2电气主接线与厂用电接线的拟定由电力工程电气设计手册1规定电气主接线应满足在调度检修及扩建时的灵活性主接线在满足可靠性灵活性的前提下做到经济合理初步选定本厂采用发电机变压器单元接线形式根据本发电厂在电力系统中的地位出线数设备特点等条件确定220KV系统和6KV厂用电系统在此过程中220KV选取两个方案从可靠性经济性灵活性几个方面进行比较最后选取一个比较合理的电气主接线方案3电气设备的配置及选择方案电气设备的选择及配置是发电厂设计的主要内容之一在进行电气设备选择时应根据工程情况在保证安全的前提下积极而稳妥地采用新技术根据系统的电压等级和最大长期工作电流选择同时根据实际要求进行必要的动稳定校验和热稳定校验包括高压断路器隔离开关电压互感器电流互感器母线避雷器的选择在电气布置中要考虑主接线所确定的形式及间隔考虑变压器避雷器等设备的设置要满足便于监视运行方便占地面积小出线合理等要求科技文摘4本厂事故保安电源和交流不停电电源的规划设计大型火力发电厂中事故保安电源的作用是当厂用工作电源和备用电源都消失时确保在事故状态下向事故保安负荷连续供电目前在大容量机组发电厂中事故保安电源可设计为以下三种类型1快速启动的柴油发电机2可靠的外部独立电源3由蓄电池组供电的逆变装置交流不停电电源用于大容量发电厂正常或异常运行期间对不允许间断供电的交流负荷提供电源根据采用逆变装置的不同交流不停电电源系统可设计为可控硅逆变器型和逆变机组型所设计的交流不停电电源系统包括稳定的不停电电源系统配电系统和必要的控制系统及测试设备5本厂中性点运行方式的规划设计根据电力工程电气设计手册1水利电力出版社规定在进行发电厂中性点运行方式的设计时需考虑电力网中性点的接地方式本发电厂主变压器中性点的接地方式由电力网中性点的接地方式决定电力网中性点接地方式可设计为1中性点直接接地适用于110KV及以上电网2中性点非直接接地它包括a中性点不接地适用于635KV电网中单相接地时允许带故障运行两小时B中性点经消弧线圈接地C中性点经高电阻接地一般适用于大型发电机中性点在设计本发电厂主变压器中性点接地方式时在主变压器的110500KV侧可设计为中性点直接接地方式在变压器663KV侧可采用中性点不接地或经消弧线圈接地在设计发电机中性点接地方式时可设计为中性点采用非直接接地方式具体可根据以下三种设计方式进行考虑1采用发电机中性点不接地方式适用于125MW及以下的小机组2采用发电机中性点经消弧线圈接地方式适用于单相接地电流大于允许值的中小机组或200MW及以上大机组要求带单相接地故障运行时3采用发电机中性点经高电阻接地方式好处是a限制过电压不超过26倍额定电压限制接地故障电流不超过1015A为定子接地保护提供电源便于检测c发生单相接地时总的故障电流不超过3A以保证接地保护不带时限立即跳闸停机此接地方式适用于200MW及以上的机组6短路电流的计算I短路电流计算的目的a电气主接线比选b选择导体和电器c确定中性点接地方式d计算软导体的短路摇摆选择继电保护装置和进行整定计算等科技文摘II短路电流计算的一般规定验算导体和电器动稳定热稳定及电器开断电流所用的短路电流应按本工程的设计规划容量计算并考虑电力系统的远景规划确定短路电流时应按可能发生最大短路电流的正常接线方式而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式选择导体和电器用的短路电流在电气连接的网络中应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响选择导体和电器时对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点导体和电器的动稳定热稳定及电器开断电流一般按三相短路验算若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相两相接地短路较三相短路严重时则应按严重情况计算高压短路电流计算一般采用标么值计算7主要电气设备的选择选择的高压电器应能在长期工作条件下和发生过电压过电流的情况下保证正常运行选用的电器最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压选用的电器额定电流不得低于在回路各种可能运行方式下的持续工作电流所用电器端子的允许负荷应大于电器引线在正常运行和断路时的最大作用力另外还要考虑温度日照风速冰雪湿度污秽海拔等环境条件对电器的影响高压断路器的选择初步为发电机回路使用专用断路器少油六氟化硫或空气断路器高压电动机选用少油或者真空断路器其他如隔离开关互感器母线等都应按照技术条件选择并按使用条件校验8继电保护和自动装置的规划设计随着电力系统的不断增大大容量的发电机组不断增多在电力设备上装设完善的继电保护装置不仅对电力系统的可靠运行有重大意义而且对重要而昂贵的设备减少在各种短路和异常运行时造成的损坏在经济效益上也有显著的效果因此在主设备的保护设计中应要求保护在配置原理接线和设备选型等方面根据主设备的运行状况及结构特点达到可靠灵敏快速且有选择性的要求主设备包括发电机保护变压器保护母线保护及线路保护其具体又分为发电机外部短路保护定子绕组过负荷保护励磁回路接地保护变压器速断保护变压器纵联差动保护等