110kV变电站的初步设计Word文档下载推荐.docx
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PRELIMINARYDESIGNOF110kVSUBSTATION
ABSTRACT
Accordingtotheanalysisofrawdatabackgroundanddesignrequirements,themaincontentofthepreliminarydesignofthe110kVsubstationincluding:
Trytochoosethemainelectricalwiringscheme,thencarriesonthetechnicalandeconomicalcomparison,andfinallychoosethemostappropriateformofthemainwiring.Throughtheeconomicalsectioncurrentmethod,choosethesubstationintolineconductor,whichwillpaveforthesubsequentthree-phaseshort-circuitcurrentcalculation.Accordingtotheresultsofthethree-phaseshort-circuitcurrentcalculationtochooseallkindsofelectricalequipment,whichconformtotherequirements.Transformerandlineareultimatelytobeprotected.
Throughthecomprehensiveanalyse,thesideintolineof110kVisdoublepowersupply,while35kVand10kVbusbarselectionaresinglebusbarwiring.Usestandardperunitmethodtocalculatetheequivalentreactanceafterselectingwire,andtofindouttheperunit'
sshort-circuitcurrentvalueofshortcircuitinstantaneousandafter4s’throughcheckingthepoweroperationcurvechart,andthenconvertthemintoactualvalue,calculatetheshockcurrentbasedontheformula.Asfortheselectionofelectricalequipment,whichisthroughthechoiceofmaximumloadcurrentandopencircuitcurrent,carriesonthethermalstabilityanddynamicstabilitycheckaccordingtotheafter4s’currentactualvalueandshortcircuitimpactcurrentactualvalue.Theprotectionoftransformerismainlyinprotection,whichprotectsfurtherthroughthedifferentdelaytimetomakethedifferentcircuitbreakeraction.
KEYWORDS:
mainelectricalwiring,three-phaseshort-circuitcurrent,transformer,lineprotection,perunit
目 录
前 言
我国电力工业近年来发展迅速,其技术水平和管理水平正在朝着集中控制和计算机监控的方向迈进,电力系统也已经实现了分级集中调度。
各电力企业正以节能高效高产为目标,努力做到安全高效远行。
目前国内外110kV以上变电站及相当一部分35kV变电站都不同规模地实现了远动及自动化控制,而未来变电站的发展趋势也是向着智能化,网络化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
根据对原始资料和设计要求的分析,110kV变电站的设计主要包括电气主接线方案的分析和选择、三相短路电流的计算、主要电气设备的选择及变压器保护等。
通过技术性和经济性比较、论证,110kV侧采用双回路供电,35kV侧采用单母线接线,10kV侧也采用单母线接线的设计方案;
短路电流的计算是为了选择各种合适的电气设备,并进行有关的校验。
通常三相短路产生的短路电流最大,在选取短路点之后,采用运算曲线法完成三相短路电流的计算;
在短路电流计算的基础上对电气设备进行选择,电气设备一般按正常工作条件进行选择,并按照短路状况来校验热稳定和动稳定。
重点对高压断路器、高压隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、避雷器等设备进行了选择。
由于变压器在电力系统中占有十分重要的地位,其故障会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响,必须进行各种保护。
第1章原始资料分析及变压器的选择
1.1原始资料简介及分析
1.1.1原始资料简介
1.设计变电所在城市近郊,在变电所附近有地区负荷。
2.确定本变电所的电压等级为110/35/10kV,110kV是本变电所的电源电压,35kV和10kV是二次电压。
3.待建变电所的电源,由双回110kV线路送到本变电所;
在中压侧35kV母线,送出6回线路,每回路输送容量2MW,功率因数0.85;
在低压侧10kV母线,送出12回线路,为近区负荷,每回路输送容量1.5MW,自然功率因数0.85;
该变电所的所址,地势平坦,交通方便。
其对应如图1-1所示:
图1-1待建变电所示意图
1.1.2原始资料分析
所建变电所既然在城市近郊,说明是向城市供电,城市中一级、二级负荷比较多。
由图中变电所出线有三条线,结合本变电所的电压等级为110/35/10kV,可以知道本变电所一条代表10kV,一条代表35kV,另外一条直接供电。
结合电源是双电源双回路供电,地区一、二级负荷比较多,可以考虑用两台变压器供电。
根据每条回路的传输容量和功率因数,可以选择合适的变压器。
1.2变压器的选择
1.2.1变压器数量的选择
由于变电所在城市近郊,其主要向城市及其郊区的企业供电。
可以认为该地区一、二级负荷较多,为了满足供电可靠性,应采用两台变压器供电。
1.2.2变压器容量的选择
变压器容量选择时需要注意的几个问题[1]:
1.变电站运行需要消耗电能,故厂用电取为5%。
2.由于两台变压器互为暗备用,当一台变压器故障或检修时,另一台变压器承担负荷取为70%。
3.为了适应城市发展和调整的需要,变压器容量应保留15%~25%的裕量,此处取为20%。
4.由于所有负荷大多数情况下不会同时工作,故取同期系数为0.9。
变压器容量可按以下公式计算:
(1-1)
通过综合分析,110kV变电站变压器应采用两台完全相同的有载调压三绕组电力变压器,变压器容量为31500kVA。
查《35-110kV变电所设计规范》选择:
SFSZ7—31500/110型号的变压器。
其技术参数如下表1-1所示:
表1-1所选变压器参数
型号
额定容量(kVA)
额定电压(kV)
连接组别
高压
中压
低压
SFSZ7—31500/110
31500
110±
8×
1.25%
38.5±
2×
2.5%
11
YNyn0d11
损耗(kW)
阻抗电压(%)
空载电流(%)
空载
负载
高-中
高-低
中-低
1.4
50.3
175
10.5
17
6.5
容量比
100/100/100
第2章电气主接线的设计
2.1电气主接线
电气主接线是高压电气设备连成的接收和分配电能的电路,是发电站和变电所最主要的组成部分之一,对安全可靠至关重要。
2.1.1电气主接线的基本要求
电气主接线的基本要求如下[2]:
(1)安全性
安全性主要指设备安全和人身安全。
设备安全主要指电气设计符合国家标准和电气设计规范。
人身安全指操作人员具有操作资历,能按要求操作。
(2)可靠性
可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力。
(3)灵活性
操作的方便性和调度时的灵活性。
(4)经济性
投资少,占地面积小,电能损耗少。
此外,选择主接线时还要考虑到扩建的可能性。
设计时不仅要考虑最终接线的实现,还要考虑从初期接线过渡到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案,使其尽可能的不影响连续供电或在停电时间最短的情况下,将来可顺利完成过渡方案的实现,使改造的工作量最少。
2.2母线制
2.2.1单母线接线
单母线接线的优点:
接线简单清晰、设备少,投资少,操作方便,便于扩建和采用成套配电装置。
单母线接线的严重缺陷是母线停运,将使全部支路停运,且停电时间较长,若为母线自身损坏须待母线修复之后方能恢复各支路运行。
单母线接线如图2-1所示:
图2-1单母线接线
2.2.2单母线分段接线
单母线分段的优点[3]:
先采用断路器和隔离开关把母线进行分段,而后对重要的用户从不同段引出两条回路,即双电源供电;
当一段母线发生故障,分段断路器会自动切除故障,保证正常段母线不间断供电。
单母线分段接线的显著的缺点:
当一段母线或母线隔离开关发生故障或检修时,该段母线上所连接的引线都要停电;
当出线也为双回路时,架空线路会出现交叉跨越现象,扩建时须向两个方向扩建。
单母线分段接线如图2-2所示:
图2-2单母线分段接线
2.2.3双母线接线
双母线接线的优点:
供电可靠、调度灵活、扩建方便。
双母线接线的缺点[3]:
1.增加一组母线和使每回路就须加一组母线隔离开关。
2.当母线故障或检修时隔离开关作为倒换操作电器,容易误操作。
2.2.4桥形接线
桥形接线分为内桥和外桥两种,其共同特点是在两台变压器一次侧进线处用以桥臂将两回路相连。
桥臂连接在进线断路器之内称为内桥,连在进线断路器之外称为外桥[4]。
桥形接线用于给一、二级负荷供电。
内桥接线适用
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- 110 kV 变电站 初步设计