山西星光煤業(yè)公司35kv變電站供配電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  山西星光煤業(yè)公司35kv變電站供配電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)</p><p>  [摘 要]針對(duì)山西星光煤業(yè)公司的兩大煤礦,實(shí)現(xiàn)安全、可靠、靈活的提供電力為目的。以變電所作為電能傳輸與控制的樞紐,設(shè)計(jì)滿足電力系統(tǒng)和山西星光煤業(yè)公司的具體要求,并兼顧安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的要求。提高了對(duì)山西星光煤業(yè)公司的供電可靠性和靈活性。 </p><p>  [關(guān)鍵詞]變電所 電力系統(tǒng) 斷路器 變壓

2、器 </p><p>  中圖分類號(hào):TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)16-0032-02 </p><p>  [Abstract]This paper based on the two coals mine of Shanxi Xingguang company of coal,in order to realize provide power

3、with safely, reliable, sensitive. As the electric power transmission and control of the project, the design must be satisfy the power system and Shanxi Xingguang company of coal requirements, and give the attention to th

4、e request of safe ,reliable and economical. Improved the star coal mine of shanxi power supply reliability and flexibility </p><p>  [Key words]substation; Power system; breaker; Transformer </p><

5、p><b>  一、引言 </b></p><p>  隨著山西星光煤業(yè)公司經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,煤礦的用電量迅速增長(zhǎng),對(duì)電能質(zhì)量,技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況,供電可靠性指標(biāo)要求也日益提高,因此對(duì)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)也有了更高、更完善的要求。山西星光煤業(yè)公司是一家工礦企業(yè),一、二級(jí)負(fù)荷多、用電量大,對(duì)供電系統(tǒng)可靠性、安全性、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性要求比較高[1]。所以,在山西星光煤業(yè)公司建設(shè)一座35/10kV專用變電所就顯

6、的非常必要 </p><p>  本次設(shè)計(jì)中,通過負(fù)荷計(jì)算,變壓器容量和型號(hào)的選擇,電氣主接線設(shè)計(jì)和高低壓開關(guān)柜的選擇,短路電流計(jì)算,電氣設(shè)備校驗(yàn),繼電保護(hù)設(shè)計(jì)及防雷和接地體的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出一個(gè)供電可靠性和靈活性都比較好的方案。 </p><p><b>  二、變電所設(shè)計(jì) </b></p><p><b> ?。?)負(fù)荷計(jì)算 <

7、/b></p><p>  計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的基本依據(jù)[2]。計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確,直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過大,將使電器和導(dǎo)線電纜選得過大,造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過小,又使電器和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)行,增加電能損耗,產(chǎn)生過熱,甚至燃燒引起火災(zāi),同樣會(huì)造成很大的損失。由此,可以看出正確確定計(jì)算負(fù)荷的意義重大。 </p><

8、p>  在工廠中由于有大量的感應(yīng)電機(jī)、電焊機(jī)等感性負(fù)荷,還有感性的電力變壓器,從而使功率因數(shù)降低。所以,應(yīng)增添無功補(bǔ)償裝置,通常采用并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償。功率因數(shù)的提高可以使負(fù)荷電流得以減小,這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應(yīng)降低,即節(jié)約了電能,又提高了電壓質(zhì)量,而且可選較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線電纜,因此提高功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)大有好處。 </p><p>  山西星光煤業(yè)公司的計(jì)算負(fù)荷總體情況見下表1所示:

9、</p><p>  (2)變壓器的選擇 </p><p>  對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所,應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變器停運(yùn)時(shí),其余變壓器容量應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。綜合考慮到本變電所的供電可靠性和長(zhǎng)期的發(fā)展,這次設(shè)計(jì)中選用三臺(tái)額定容量為5000kvA的變壓器,型號(hào)為S9-5000/35,其中兩臺(tái)是主變壓器,負(fù)責(zé)山西星光煤業(yè)公司的正常供電,另一臺(tái)則作為備用,在主變壓器因故障停止供電或檢修時(shí)投入供電,

10、保證供電的可靠性,和將來山西煤業(yè)公司的規(guī)模的擴(kuò)大。 </p><p> ?。?)主接線設(shè)計(jì)和開關(guān)柜的選擇 </p><p>  主接線圖即主電路圖,是表示系統(tǒng)中電能輸送和分配路線的電路圖,亦稱一次電路圖。在確定電氣主接線時(shí),要充分考慮安全可靠性、靈性和經(jīng)濟(jì)性三方面。 </p><p>  結(jié)合山西煤業(yè)公司的實(shí)際情況,和對(duì)各個(gè)不同主接線方案的比較后,為了提高對(duì)山西星光

11、煤業(yè)公司供電的可靠性,這次設(shè)計(jì)中高壓側(cè)的主接線為全橋式接線,低壓側(cè)是單母線分段帶旁路母線的接線方式。 </p><p>  結(jié)合國(guó)內(nèi)、外開關(guān)柜的供應(yīng)市場(chǎng),本著經(jīng)濟(jì)合適的原則,高壓側(cè)的開關(guān)柜選擇KYN-35鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備,低壓側(cè)選擇XGN2-10箱式固定式交流金屬封閉開關(guān)柜。 </p><p> ?。?)短路電流計(jì)算 </p><p>  短路產(chǎn)生的后

12、果極為嚴(yán)重,為了限制短路的危害和縮小故障影響范圍,在供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中,必須進(jìn)行短路電流的計(jì)算[3],以解決以下技術(shù)問題。 </p><p> ?、匐姎庵鹘泳€的比較與選擇和主要運(yùn)行方式。 </p><p> ?、谧鬟x擇電氣設(shè)備的依據(jù),必須用短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。 </p><p>  ③繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)及整定,使之能正確地切除短路故障; </p&

13、gt;<p>  一般情況下,三相短路電流最大,所以在這里只計(jì)算三相短路電流。短路電流計(jì)算方法主要采用有名制法和標(biāo)幺制法。 </p><p>  下圖所示圖1就是本表變電所各側(cè)母線短路計(jì)算示意圖。 </p><p>  由以上短路計(jì)算,可得出總的短路計(jì)算情況,如下表2所示。 </p><p> ?。?)電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn) </p><

14、;p>  對(duì)電氣設(shè)備的基本要求是正常運(yùn)行時(shí)安全可靠,短時(shí)通過短路電流時(shí)不至于損壞,因此,電氣設(shè)備必須按正常條件進(jìn)行選擇,按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)。 </p><p>  在設(shè)計(jì)中主要針對(duì)斷路器進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。目前高壓斷路器主要有真空斷路器、油斷路器和SF6斷路器。真空斷路器性能好,但是價(jià)格較貴;油斷路器價(jià)格便宜,但是性能不夠穩(wěn)定,而且容易發(fā)生火災(zāi);SF6斷路器的性能和價(jià)格介于真空斷路器和油斷路器兩者之間,所以35

15、kV斷路器選用SF6斷路器。由于本變電所為戶內(nèi)變電所,故選則LN2-35/1250-16型戶內(nèi)高壓六氟化硫斷路器。低壓側(cè)選擇N28A-10型斷路器,因?yàn)閆N28A-10型戶內(nèi)高壓真空斷路器具有開斷性能優(yōu)良,絕緣可靠;燃弧時(shí)間短,電壽命長(zhǎng),滿容量開斷30次不檢修;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,機(jī)械可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。   在選擇完電氣設(shè)備后一定要對(duì)其進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn),下面就高壓側(cè)的斷路器校驗(yàn)為例,進(jìn)行校驗(yàn),其結(jié)果如下表3所示。從表可看出所選擇的斷路器

16、完全滿足要求。 </p><p>  為保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行,選擇導(dǎo)線和電纜截面必須滿足下列條件: </p><p>  ①發(fā)熱條件;②經(jīng)濟(jì)電流密度;③機(jī)械強(qiáng)度 </p><p><b>  導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面為 </b></p><p>  線路選用LGJ型鋼芯鋁絞線,母線選擇鋁母線。通過計(jì)算,高低壓側(cè)

17、的導(dǎo)線都選擇型號(hào)為L(zhǎng)GJ-120鋼芯鋁絞線,高壓側(cè)母線選擇型號(hào)為L(zhǎng)MY-40×5,低壓側(cè)選擇型號(hào)為L(zhǎng)MY-50×5,并按發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn),均滿足要求。 </p><p>  (6)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) </p><p>  繼電保護(hù)裝置,就是指反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行情況,并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置,由測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成。繼電保護(hù)

18、裝置必須滿足選擇性、迅速性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本要求[5]。 </p><p>  為了實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器內(nèi)部故障有效保護(hù),例如變壓器匝間和層間短路這次設(shè)計(jì)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。由于瓦斯保護(hù)不能反映油箱外部電路情況,例如引出線上的故障,因此不能作為變壓器的唯一保護(hù),再裝設(shè)一套差動(dòng)保護(hù)與瓦斯保護(hù)共同構(gòu)成變壓器的主保護(hù)。對(duì)于大型變壓器還應(yīng)裝設(shè)相間短路和接地短路的后備保護(hù)這里采用過流保護(hù)作為變壓器相間短路的后備保護(hù)。 </p

19、><p>  (7)防雷和接地系統(tǒng) </p><p>  運(yùn)行中的電氣設(shè)備,可能受到來自外部的雷電過電壓的作用。必須采取有效的過電壓防護(hù)器具,實(shí)現(xiàn)防雷保護(hù)。在這次設(shè)計(jì)中對(duì)防雷主要措施有以下幾點(diǎn): </p><p> ?、贋榉乐古潆娧b置遭受直擊雷破壞,在變電所內(nèi)設(shè)置兩支30m高的獨(dú)立避雷針保護(hù)配電裝置。本變電所電氣室高度為5m,根據(jù)避雷針防護(hù)面積計(jì)算公式在5m高的防護(hù)半徑

20、為28.5m,畫出防雷圖可以看出完全可以將本變電所防護(hù)起來。 </p><p> ?、跒榉乐褂奢旊娋€路侵入變電所的大氣過電壓對(duì)電氣設(shè)備的損壞,在距變電所2km架設(shè)單避雷線為進(jìn)線段保護(hù)。 </p><p> ?、蹫榱朔乐垢袘?yīng)雷對(duì)母線和電氣設(shè)備造成損害,在35kV母線上、10kV出線上分別裝設(shè)避雷器。 </p><p>  查閱相關(guān)資料可得此變電所公共接地裝置的接地電阻

21、應(yīng)滿足 </p><p>  通過計(jì)算和查閱資料可得實(shí)際需要的鋼管數(shù)為15根,考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置,選16根直徑50mm、長(zhǎng)2.5m的鋼管作接地體,用40×4mm2的扁鋼焊接相連,均勻分布。 </p><p><b>  三、結(jié)束語 </b></p><p>  山西星光煤業(yè)公司變電所所涉及的方面較多,考慮的問題也較多,尤其是一

22、、二負(fù)荷較多,對(duì)供電的安全可靠、經(jīng)濟(jì)靈活和利于長(zhǎng)期發(fā)展的要求較高,所以,在設(shè)計(jì)中進(jìn)行了一些設(shè)備的備用和雙回路供電系統(tǒng),大大提高了對(duì)山西星光煤業(yè)公司的供電可靠性和靈活性。通過以上的設(shè)計(jì)完全可以滿足山西星光公司的供電需求。 </p><p><b>  參考文獻(xiàn) </b></p><p>  [1] 劉介才.工廠供電[M](第4版).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.5 &

23、lt;/p><p>  [2] 鄒有明.現(xiàn)代供電技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2008.1 </p><p>  [3] 余建華.供配電一次系統(tǒng)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2006.8 </p><p>  [4] 陳生貴.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,2003.5 </p><p>  [5] 中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.

24、工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[M](第2版),北京:水利電力出版社,1994 </p><p><b>  作者簡(jiǎn)介 </b></p><p>  宋莉莉:女,漢族,碩士,昌吉學(xué)院;新疆昌吉市北京北路77號(hào)昌吉學(xué)院物理系831100734388126@qq.com。 </p><p>  曾慶松:男,漢族,學(xué)士,國(guó)家電網(wǎng)新疆電力公司檢修公司;新疆烏魯

25、木齊建設(shè)路123號(hào),830000,421832402@qq.com。 </p><p>  朱超:男,漢族,碩士,昌吉學(xué)院;新疆昌吉市北京北路77號(hào)昌吉學(xué)院物理系831100277502286@qq.com。 </p><p><b>  項(xiàng)目基金 </b></p><p>  研究生啟動(dòng)基金項(xiàng)目(2014SSQD003)――粒子群算法研究及應(yīng)

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