企业总降压站主系统设计.doc
《企业总降压站主系统设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《企业总降压站主系统设计.doc(52页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、 桂林电子科技大学毕业设计(论文)报告用纸 第 52 页 共 51 页目录引言11 主接线的选择22 负荷计算53 变压器分接头的选择94 短路计算145 设备选择及其动、热稳定校验186 防雷保护247 无功补偿计算267.3 10kv低压母线的无功补偿计算288 配电装置299 配电房风机控制329.3.3 18B20子程序3618B20位读取:3610 结论38while (strnum)52引言社会的发展离不开对能源的需求,就目前而言,电能是现今社会上最重要的能源之一。企业是主要的电能消费用户,对企业的供电情况直接影响着该企业的生产状况,同时也间接的影响社会的经济发展情况。因此,对某一
2、用户设计一个合理的供电方式是十分必要的。本文是电气工程及其自动化专业的毕业论文。作者根据所学的专业知识、以及对学科构架的了解情况和社会背景下选择这一题目某企业降压站主系统设计。现今,变电站的自动化以及智能化程度已经非常之高,主要的技术已经很成熟,对变电站的设计已经有一个完善的技术指导和工程要求,本文主要是针对工程应用即工程实践而作的。工厂总降一般为用户终端变电所,只受电,不承担功率转换任务。考虑到在降压过程中要减少电能损耗、负荷区采用高压供电方式,采用分级降压,先把上级电源电压降为相对低的电压(一般为10kv),再对负荷区供电,实现功率转换。主接线一般采用线路变压器组的简单结线方式,负荷区发生
3、事故时跳开工厂变压器高压侧断路器,把故障限制在工厂范围内,采用这种结线方式,其控制、保护方式相对简单。一般较大的工厂都会通过总降压站受电,然后再通过一次降压供给最终的用电设备。上级电源一般为110kv或35kv,而一般的工业用电设备的额定电压为380V,如果直接由110kv或35kv直接降到380kv,从经济性、合理性以及可行性上都不实用。在变电过程中,一次与二次的电压差越大,电能损耗也就越多;在降压时,如果相对于一次侧电压,二次侧电压过小,也会使得二次电压不够稳定,造成不利后果。因此,大的企业都会通过一个总降压站受电,已达到经济性和供电稳定性的要求。随着技术的发展,尤其是自动化程度的提高,变
4、电站正朝着自动化与智能化的方向发展,35kv及其以上电压等级的无人看守变电所相继出现,大企业的总降压站也会朝着这一方向发展,减少人力的投入,降低变电站的运行成本,是社会进步的体现。1 主接线的选择1.1 电气主接线变电站的电气主接线是由高压电器设备通过连接线组成的汇集、分配和输送电能的电路,也称为一次接线或电气主接线。将电路中各种电气设配用规范的文字符号和图形符号绘制的单线接线图,称为电气主接线图。1.2 电气主接线的基本要求主接线代表了降压站电气部分的主体结构,是电力系统网络结构的重要组成部分。它对电气设备选择、配电装置的布置及运行的可靠性和经济性等都有重大的影响,因此,电气主接线应满足以下
5、基本要求。(1)根据系统和用户的要求,保证必要的供电可靠性和电能质量。因事故被迫停电的机会越少,事故后影响的范围越小,主接线的可靠性就越高。(2)应具有一定的灵活性,以适应各种运行状态。主接线的灵活性表现在:能满足调度灵活,操作方便的基本要求,可以方便地投入和切除某些机组、变压器或线路,还能满足系统在事故检修及特殊运行方式下的调度要求,不致影响对用户是供电和破坏系统的稳定运行。(3)接线尽经可能简单明了,以便减少倒闸操作且维护检修方便。(4)满足以上要求后,应有经济性的方案。(5)留有一定的发展余地。1.3 主接线选择的主要原则(1)降压站主接线要与企业在系统中的地位、作用相适应。根据降压站在
6、系统中的地位以及对国民经济的重要性,确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。(2)降压站主接线的选择应考虑企业安全稳定运行的要求,还应满足企业用电出现故障时应及时处理的要求。(3)各种配置接线的选择,要考虑该配置所在的降压站中的性质,电压等级、进出线回路数、采用的设备情况,供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。(4)近期接线与远景接线相结合,方便接线的过程。(5)在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。综上所述电气主接线的基本要求要满足可靠性、灵活性和经济性。1.3.1 主接线可靠性的具体要求(1)断路器检修时,不宜影响对系统的供电。(2)断路器或母线故障时,以及母线或母线隔离开关检修
7、时,尽量减少停运出线的回路数和停运时间。(3)尽量避免所有用电用户全部停运的可能性。1.3.2 主接线灵活性的具体要求(1)调度灵活,操作方便,应能灵活的投入和切除变压器或线路,灵活地调配电源和负荷,满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的要求。(2)检修安全。应能方便的停运线路、断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修而不影响系统的正常运行及用户的供电要求。需要注意的是过于简单的接线,可能满足不了运行方式的要求,给运行带来不便,甚至增加不必要的停电次数和时间;而过于复杂的接线,则不仅增加了投资,而且会增加操作步骤,给操作带来不便,并增加误操作的机率。(3)扩建方便。随着企业的发展,可能
8、要求已投入的企业降压站进行扩建,从变压器直至馈线数均有扩建可能。所以在设计主接线时应留有余地,应能容易地从初期过渡到最终接线,使在扩建时一、二次设备所需的改造最少。1.3.3主接线经济的具体要求(1)投资省。主接线应简单清晰,以节省断路器、隔离开关等一次设备投资;应适当限制短路电流,以便选择轻型电器设备;对于110kv及以下的终端变电所,应推广采用直降式110/(610)kv变电所和质量可靠的简易设备(如熔断器)代替高压断路器;应使控制、保护方式不过于复杂,以利于运行并节省二次设备和电缆的投资。(2)年运行费最小。年运行费包括电能损耗费、拆旧费及大修费、日常小修维护费。其中电能损耗主要由变压器
9、引起,要合理的选择主变压器的型式、容量、台数及避免两次变压而增加电能损耗。(3)占地面积小。主接线的设计要为配电装置的布置创造条件,以便节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件允许的地方都应采用三相变压器。可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求,它们与经济性往往发生矛盾,应综合考虑,三方面的利害关系。1.4 主接线的选择主接线的基本形式有汇流母线和无汇流母线两类。有汇流母线的接线形式的基本环节是电源、母线和出线(馈线)。母线是中间环节,其作用是汇集和分配电能,使接线简单清晰,运行、检修灵活方便,进出线可以是任意数目,利于安装和扩建。因为本工厂的总负荷在20000kw以上,属
10、于大型企业,其负荷等级主要为级,部分为,考虑到工厂运行的连续性和可靠性,本企业降压站的主接线高压侧采用单母线、低压侧采用分段的单母线接线。为使出线回路的供电形式清晰,使每一个出线回路单独对一个用电区域供电,形成一对一的关系。因此需要10个回路。低压侧分段的单母线接线如下图1.1所示,即用分段断路器QFd将母线分成两段。图1.1 分段的单母线接线图分段的单母线接线的优点:(1)分段的单母线接线与不分段的单母线相比,提高了可靠性和灵活性。(2)两母线可并列运行,也可分裂运行。(3)重要用电区域可以用双回路接于母线段,保证不断电供电。(4)任一段母线或母线隔离开关检修,只停该段,其他段可继续运行,减
11、小停电范围。(5)对于用分段断路器QFd分段,如果QFd正常运行时接通,当某段母线故障时,继电保护使QFd及故障段电源的断路器自动断开,只停该段:如果QFd在正常运行时断开,当某段电源回路故障而使其断路器断开时,备用电源自动投入装置使QFd自动接通,可保证全部出线继续供电。经查有关资料可知,该接线方式适用于610kv配电装置,出线回路数在六回以上。由本论文的原始资料可知,本企业降压站需要有10个出线回路以上。因此可以知道,使用分段的单母线接线是可行的。1.5 其他接线方式单母线带旁路:它能减少线路停运的可能性,在某种情况下检修时,可以提高供电的可靠性和灵活性。但它明显增加了旁路设配,增加的投资
12、和占地面积,接线较为复杂。因此,考虑到,设计的只是一个企业的降压站,从经济性和供电可靠性上综合分析,故不选这一接线方式。双母线接线:它可提高供电可靠性以及使线路运行方式灵活。一般用于较为重要的枢纽变电站。但其操作复杂,易于误操作,同时明显增加了投资。因此,统筹经济性、供电可靠性等因素,低压侧选择单分段的母线接线方式;而110KV高压侧,忽略备用供电电源的作用,要达到供电容量要求,则选用单母线接线方式。2 负荷计算计算负荷的重要性主要是大致了解该降压站所面对的负荷容量,以便选择变压器的容量,以避免供电容量不足或是选择过大的容量造成浪费2.1 各区负荷容量计算 本系统负荷容量的计算按“需要系数法计
13、算”。其中 为总功率或额定功率, 为计算有功功率, 为计算无功功率, 为负载系数, 为用电功率因数正切值。1#负荷计算: (2-1) (2-2) (2-3)2#负荷计算: (2-4) (2-5) (2-6)3#负荷计算: (2-7) (2-8) (2-9)4#负荷计算: (2-10) (2-11) (2-12)5#负荷计算: (2-13) (2-14) (2-15)6#负荷计算: (2-16) (2-17) (2-18)7#负荷计算: (2-19) (2-20) (2-21)8#负荷计算: (2-22) (2-23) (2-24)9#负荷计算: (2-25) (2-26) (2-27)10#负
14、荷计算: (2-28) (2-29) (2-30)整个工厂的负荷总量: (2-31)2.2 主变压器容量的确定对于电压侧已确定选用分段的单母线接线方式,则应备配两台主变。企业110KV降压站的主变压器单台容量的选择,应满足如下条件:任何一台变压器单独运行时,应满足计算负荷70%的要求,则有: (2-32)因此,对于该企业的110kv降压站的主变压器单台容量确定为16000KVA再由总负荷可知, 为了使在正常运行情况下保证两台变压器及对应母线上的负荷平衡,把1#、3#、7#、9#和10#(总负荷为10756.3MVA)区接到一段母线上,把2#、4#、5#、6#和8#(总负荷为10511.5MVA
15、)接到另一段母线上。其中10#为3台10KV电机。则负荷分配如图2.1所示: 图2.1 负荷分配图T1、T2对应母线段的负荷: ;负荷区域变压器的容量按计算负荷选择,经上述计算,它们的容量选择为:9#使用额定容量为3150KVA的变压器,其余使用容量为2500KVA的变压器。3 变压器分接头的选择3.1 电压调整的必要性电压是衡量电能质量的主要指标之一,电压便偏移超过允许时值时,会给电力系统的经济和安全等方面带来不利影响。电压偏移的定义为: (3-1)式中:U为系统母线的运行电压,kv;为母线额定电压,kv。保证电压偏移在允许的范围之内,是电力系统运行的主要要求之一。由于系统中的负荷不断地变化
16、,要保证电压在允许值范围之内,就要对节点电压进行监控,而对于企业的降压站,就要求上级供电电源电压在允许值范围内。3.1.1 电压偏移的影响(1)电压偏移,效率下降,经济性变差;(2)电压过高,照明设备寿命下降,影响绝缘;(3)电压过低,电机发热;(4)系统电压崩溃。3.1.2 一般的调压方式(1)逆调压 在最大负荷是将电压调整到 ,在最小负荷将电压调整到 ,这种方式适用于供电线路较长、负荷变动较大的场合。(2)恒调压 在任何负荷的情况下都将电压保持在略高于 。(3)顺调压 在最大负荷时电压不低于 ,在最小负荷时电压不得高于 ,这种方式适用于用户对电压要求不高或线路较短、负荷变动不大的场合。3.
17、2 电压调整原理 现在对负荷点的电压进行调整,如下图所示的简单电力系统,图3.1中、分别为升压变压器和降压变压器的变比, 、 为归算到高压侧的变压器和电路的总阻抗。忽略变压器励磁支路和线路的并联支路,以及网络的功率损耗。图3.1 简单的电力系统图则负荷点的电压U为: (3-2)由上式可见,为调整用户端电压U有如下措施:(1)调节发电机励磁电流以改变发电机机端电压 ;(2)改变变压器的变比、;(3)改变功率分布P+jQ(主要是Q),使电压损耗U变化;(4)改变网络参数R+jX(主要是X),改变电压损耗由原始资料可知,本论文是设计企业的降压站,因此对电压的调整可以改变变比得到(=1)。改变变压器的
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
10 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 企业 降压 系统 设计