1、 郑州大学 现代 远程教育 毕 业 设 计 题 目： AY铁矿 35KV变电站设计 入 学 年 月 2013 春 姓 名 _ _ 学 号 _ _ 专 业 电力系统继电保护与自动 联 系 方 式 学 习 中 心 指 导 教 师 _ _ 完成时间 2015年 03月 24日 AY 铁矿 35 变电工程 设计 总说明 目录 1.工程 概述 1.1 设计依据 1.2 本期工程概述 1.3 站址所在地理位置 1.4 设计范围 2.电力系统概况 2.1 接入系统方式 3工程设想 3.1 电气一次部分工程设想 3.2 电气二次部分工程设想 3.3 通信部分工程设想 4.图纸 4.1 电气一次部分 4.1.1
2、 电气主接线图 (#3 图 )； 4.1.2 电气总平面布置图 (#3 图 )； 4.1.3 35kV 配电装置进出线间隔断面图 (#3 图 )； 4.2 电气控制部分 4.1.1 变压器控制与信号图 (#3 图 )； 1）继电保护系统配置图 2）主编保护测控交直流回路图 3）主变温控仪原理及接线图 4)主变档位采集回路图 5）主变低后备保护测控装置操作回路原理图 6）主变测控装置网络联系图 7）主变差动电流、计量回路原理图 8）主变交流保护、测量回路原理图 9）主变高后备保护测控操作贿赂原理图 1 1.工程概述 1.1 设计依据 1.1.1AY 钢铁企业的设计委托书。 1.1.2 供电公司文
3、件供电发展【 2015】 1 号 关于 AY钢铁企业 35千伏供电方案的批复。 1.1.3 电力系统有关设计的规程、规范。 1.1.4AY 钢铁企业 提供的其他相关设计资料及现场踏勘情况的有关资 1.2 本 期工程概述 根据 AY 钢铁企业 负荷预测分析及发展规划，拟定该站建设规模如下： 1.2.1 主变二台，容量为 2 10MVA，电压等级 35/10kV； 1.2.2 35kV 进线 2回； 10kV 出线 6回，备用 2回，单母分段接线。 1.2.3 无功补偿装置 2组：容量 2 1000+2 1000kvar。 1.2.4 本站按综合自动化变电站考虑。 1.2.5 站用变： 35kV
4、站变 1台，容量 50kVA； 35kV 站用变安装在 35kV 线路侧，本期建设。 10kV 站变 1 台，容量 50kVA； 10kV 站用变安装在 10kV 母线侧 ，本期建设。 1.3 站址所在地理位置 本变电站位于 AY 钢铁企业厂区内 ,以 10kV 电压线路向铁矿区的 4 个分矿、选矿区、办公区和生活区等负荷供电，为新建变电站。 变电站所址地理位置位于10kV 负荷中心附近，出线走廊比较开阔。站址地区海拔高度 500m，地震烈度 6度，站址地势平坦。年最高气温 40，年最低气温 -20，最热月平均最高温度 +30，最大复冰厚度 10mm，最大风速为 25m/s，主导风向为西北风；
5、土壤热阻率 t=100 cm/W，土壤温度 20，地下水位很低，水质良好，无腐蚀性。 1.4 设计范围 电气一次部分 1) 电气主接线图 (#3 图 )； 2) 电气总平面布置图 (#3 图 )； 3) 35kV 配电装置进出线间隔断面图 (#3 图 )； 电气控制部分 1) 变压器控制与信号图 (#3 图 )； 2.电力系统概况 2 2.1 南召县电网概况 本变电站位于 AY钢铁企业厂区内 ,以 10kV 电压线路向铁矿区的 4个分矿、选矿区、办公区和生活区等负荷供电，为新建变电站。 AY 钢铁企业建设后最大负荷 21 兆瓦，现在正处于新矿区建设阶段，原来用电为 10kV 电源，由于 10k
6、V 线路线径较细，供 电距离较远 ,不仅电压质量不能满足要求，而且供电能力，安全方面更无从谈起。 AY 钢铁企业从发展规划和附近电网现状及发展情况看， AY 钢铁企业规划建设 AY 铁矿变电站 35kV 变电站完全有必要的。 鉴于以上说明， AY 铁矿变电站 35kV 变电站是完全有必要和可行的，作为为地方服务的供电部门，应该着实考虑企业发展所面临的诸多问题，尽快解决企业面临的用电问题，为企业安全生产用电提供有力保障。 2.1 接入系统方式 2.1.1接入系统 根据电网规划，拟建的 AY 铁矿 变电站电源接入 系统 新建 35KV 输电线路 两条每条 20KM，导线型 号为 LGJ-185，做
7、为 AY 铁矿变电站 的电源进线。 2.站址选择 我单位各相关专业技术人员会同电业局相关人员对 AY 铁矿变电站 站址进行了现场勘察，经与当地规划部门协商并考虑该区域负荷的分布、规划及自然状况和交通及线路进出线情况最终确定站址 位于 AY 钢铁企业厂区内 ,以 10kV 电压线路向铁矿区的 4 个分矿、选矿区、办公区和生活区等负荷供电， 该站址所在地为一片荒地，土地性质属于规划工业用地，已与当地土地和规划部门达成协议，允许建站。站址照片如下： 该站具有以下优点： 1）按该处地形及接入系统位置，进出线方向为东 西方向， 35kV 线路东进，10kV 线路西出，该处地形开阔，进出线不受地形及建筑物
8、限制。 2）交通运输方便。 3）该处地质条件较好，场地稳定，地表土质以黄土状亚粘土为主，该处地3 下水为稳定潜水，深度 50-80 米。地震基本烈度： 6 度。 4）根据水利局证实，该处 50 年来未出现过任何洪水灾害。站区应采取可靠的防洪措施或与地区的防洪标准一致。 5）该站址周围没有严重的污染源，按照河南省电力系统污区分布图属于 d级污秽区。 6)基建电源：站址西侧约 100 米有 10kV 架空线路。 3工程设想 3.1 电气一次部分工程设想 3.1.1 变电站建设及设备选择原则 AY 铁矿变电站 位于 AY 钢铁企业厂区 ，根据供电区污秽等级分布图显示，该地区污秽等级 d 级，变电站宜
9、按户外式站建设。变电站应以占地少、设备可靠性高、操作维护简单的原则建设。变电站一次主接线宜尽量简化，主要电气设备尽量选用少维护或检修周期长、运行安全稳定的设备。变电站套用国家电网公司输变电工程典型设计 35KV 变电站分册 A3 型典型设计。 3.1.2 建设规模及技术方案论证 3.1.2.1 主变容量及出线规模 根据供电区电网发展规划本期建设规模为：主变 2 10.0MVA， 35kV 电源进线 2 回 , 线路 -变压器组 接线。 10kV 出线 6回，单母线 分段 接线，电缆出线。 3.1.2.2 无功补偿容量 根据电力系统电压和无功电力技术导则及并联电容器装置设计技术规程要求，电容器安
10、装容量可按主变压器容量的 10%-30%确定，补偿容量按主变压器容量的 20%设计，本期装设并联无功补偿电容器的容量为 2 1000+21000kvar，电容器室外布置。 3.1.2.3 系统中性点运行方式 根据国家电力行业标准交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 (DL/T 4 620-1997)要求，该站 35kV 系统、 10kV 系统中性点采用不接地运行方式。 3.1.2.4 过电压保护 作为防直击雷保护装置，在站内装设 35 米高独立避雷针 1 支；在控制室和辅助间房顶装设避雷带，作为防雷电侵入波及操作过电压保护装置；在 35kV 母线侧和母线 PT 侧装设 YH5WZ-51/134W
11、 型避雷器。 3.1.3 电气主接线及电气布置 3.1.3.1 电气主接线 根据 AY 铁矿供电 区负荷预测情况， 35kVAY铁矿 变电 站目前拟建规模如下 ： 35kV主接线：采用 内桥接线 ，最终进出线 2回，本期 2 回，为线路变压器组接线。 10kV主接线：采用 单母线 分段 接线，最终规模 8 回， 均电缆出线， 本期6回 、备用两回 ，本期采用单母线接线。 3.1.3.2 电气平面布置 根据变电站地理位置、周围环境特点、进出线方式及走向等因素， 并本着节省投资与节约土地相结合的原则 ，变电站配电装置采用半户外布置方式。 变电站 35kV 线路为架空西进； 10kV 出线以电缆方式
12、向东引出。 变电站东西长 36.1 米，南北宽 40 米，围墙内占地面积 1444 平方米。变电站建筑面积 178.55 方米。含围墙外 1.0 米占地面积为 1600 平方米，合 2.4 亩；站外 3.5 米道路 20 米，进站道路 126.5 平方米 。变电站总占地面积 1770.7 平方米，合 2.656 亩。具体布置为： 35kV 配电装置以普通中型方式布置在站内西侧， 10kV 配电装置布置位于站内东侧，主变压器布置位于站区中央； 10kV 无功补偿装置布置在站区北侧适当位置，控制室和辅助间在站内南侧。在主变压器和 35kV 设备区之间设有站内道路和运输通道，以便于设备运输。变电站进
13、站道路设在站区东侧。 3.1.4 短路电流计算及主要设备选型 5 3.1.4.1 短路电流计算 由于 AY 铁矿 变建成后，考虑 1#、 2#主变带 10kV 母线负荷运行情况下，阻抗已归算为基准容量为 100MVA 的标幺值。短路电流计算结果见表 短路电流计算结果表 短路点位置 短路点平均工作电压（ kV） 短路电流 起始值（ kA） 短路电流 冲击值（ kA） 35kV 母线 37 3.023 7.707 10kV 分列运行 10.5 4.34 11.07 10kV 并列运行 10.5 6.172 15.73 考虑到电力规划，参考各电压等级的短路电流， AY铁矿 变设备开断能力选择如下：
14、35kV 母线： 31.5kA 10kV 母线： 25kA 3.1.4.2 主要设备选型 (1)主变压器选型 根据变 电站的具体位置、主变压器布置方式、用电负荷性质及变电站周围环境特点，主变压器应选用低损耗、全密封、免维护的自冷式、有载调压变压器。经技术经济比较，选用 SZ11-10000/35，额定电压为 35 3 2.5%/10.5kV，接线组别为： Yn， d11。 (2)35kV 配电装置选型 35kV 配电装置选用可靠性高、操作简便、检修周期长的 ZW30-40.5/1250型真空断路器，内附套管 CT，电流比为 200 300 400/5，级次组合为0.2S/0.5/5P20/5P
15、20，配用弹簧机构和 XW1-1G 型端子箱；隔离 开关选用GW4-40.5DW/2500、 GW4-40.5W/2500 型；电压互感器选用 JDZXW-35型 ,额定电压比： 35/ 3 / 0.1/ 3 / 0.1/ 3 / 0.1/3kV 精度级次组合： 0.2/0.5/3P，配6 一只 LXQ-35型消谐器，配用 XW1-1G型端子箱；避雷器选用 YH5WZ-51/134W型 , 配在线监测型计数器。站用变采用 S11-50/35 型，本期工程所选用设备的外绝缘泄露比距要求不小于 3.1cm/kV。 (3)10kV 配电装置选型 10kV 配电装置选用 KYN28-12 型小车式开关
16、柜，电流互感器选用 LZZBJ9-10型，电压互感器选用 JDZX10-10 型，避雷器选用 YH5W-17/45 型。 (4)无功补偿装置选型 无功补偿装置选用体积小、占地少、安装维护方便、具有远方操作调容功能的 TBB10-334-AK 密集型并联电容器。并联电容器装置采用中性点不接地的星形接线方式。 3.1.5 站用电 站用电源一：本期在 35kV 进线线路侧接站用变一台、采用油浸变压器：S11-50kVA 35/0.4kV。 站用电源二：由 10 kV 临时基建电改为正式 站用备用电源。 3.1.6 防雷及接地 本变电所采用 1 支 35 米独立避雷针对直击雷进行保护。为防止雷电侵入波
17、及操作过电压对电气绝缘的危害，在 35kV 母线、 PT 侧分别装设避雷器。 本变电所的接地采用以水平敷设扁钢接地带为主，辅以角钢接地极的混合接地网。避雷针设单独接地装置，变电所大门与人行道相邻处设与主接地网连接的均压带。主控室敷设铜接地网，以一点与主接地网相连接。 3.1.7 全站照明 照明电压为 220 伏。事故照明负荷在正常电压消失时由蓄电池通过逆变器供电。主控室照明采用嵌入式格栅荧光灯，其它室内采用一般荧光灯 和白炽灯照7 明。室外照明在设备区采用旋转投光灯，在庭院内采用庭院灯照明。主控室、 10千伏配电室及主要通道均装设事故照明。 3.1.8 电缆敷设与防火 所内采用电缆沟及埋管暗敷
18、方式。 10kV 出线采用电缆时，电缆经电缆沟至配电室外，直埋至电缆终端杆。微机监控和微机保护的电流、电压、信号接入点引入线均采用屏蔽电缆。 电缆防火阻止延燃措施按国标 GB50217-94电力工程电缆设计规范中电缆防火与阻止延燃措施进行设计。 3.2 电气二次部分工程设想 3.2.1 简述 本工程按综合自动化进行配置，按无人值班，有人值守 站设计。根据当前国内变电站综合自动化的发展趋势，以及变电站工作管理机制的要求，本变电站拟采用综合自动化的控制方式。其综合自动化设备采用保护测控一体化的形式装置。它通过标准通信接口与网络互联进行信息交流，完成对设备保护、监测、控制、调节等功能，并能与调度通讯实现五遥。 3.2.2 系统继电保护方案 AY 铁矿 变电站主变压器、 10kV 线路、 10kV 电容器均采用微机保护。 主控室，共 12 个屏位，本期综自与交直流设备、主变电度表组屏 9 面，视频监控柜 1 面，通信柜 1 面，预留 1 面屏。屏体尺寸 2260 800 600mm，色 调一致，采用柜后加门结构形式。 组屏原则： 1#、 2#主变压器单独组 2 面屏； 10千伏配电装置采用保护测控一体化微机保护装置，就地安装于开关柜。 3.2.3 二次回路技术参数 直流电压 220V，交流电压 380V/220V。 电流互感器二次电流 5A，电压互感器二次电压 100V。
