110kV降压变电站一次设计说明书.docx
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华北电力大学毕业设计
110kV 降压变电站一次
设计说明书
一.题目:
110kV降压变电站一次设计二.设计原始资料:
1.变电站的性质:
地区性降压变电所,主要供电地方负荷。
2.地理位置:
本所在新兴轻纺工业区。
3.自然条件:
所区地势平坦,海拔600m,交通方便,有公路,铁路经过本所附近。
最高气温+38℃,最低气温-25℃
年平均温度+15℃,最大风速25m/s;覆冰厚度5mm,地震烈度6级
土壤电阻率400W·m,雷电日30
周围环境:
条件较好,不受污染影响
冻土深度1.2m,主导风向:
夏东南、冬西北
4.系统短路容量:
100MVA
5.负荷资料:
电压等级
(Kv)
进出线回路数
(回)
每回线最大有功功率
(MW)
每回线最小负荷率
(MW)
平均功率因数cosф
年最大负荷利用小时数
(小时)
进出线长度(kM)
导线型号及参数
型号
电抗Ω/KM
110
2
90
45
0.85
4500
57
LGJ-240
0.401
1
100
70
35
2
50
40
0.80
4000
17
LGJ-
0.380
2
30
50
0
第页
20
185
2
21
35
25
10
2
15
50
3500
7
LGJ-95
0.356
1
12
14
2
10
55
16
2
13
9
三、设计任务
1.选择主要变压器容量、台数、型号、参数、
2.进行经济、技术比较,选择电气主接线方案、
3.计算短路电流、选择电气设备、
4.全所总平面布置
5.继电保护规划
6.防雷保护设计四、成品要求
1.说明书、计算书各一份
2.图纸:
(1)电气主接线图
(2)全所总平面布置图
(3)配电装置段截面
(4)防雷保护图
(5)继电保护规划图
15
第页
目 录
第一章 主变压器的选
择·································
···········4
第二章 电气主接线设
计·····························
···············6
第三章 主接线方案的确
定······································
··········11
第四章 短路电流计
算·································
·············13
第五章 设备的选择与校
验·································
·········19
第一节 设备选择的原则和规
定 19
第二节 导线的选择和检
验·································
·20
第三节 断路器的选择和校
验 22
第四节 隔离开关的选择和校
验 25
第五节 互感器的选择及校
验 27
第六节 避雷器的选择及校
验 29
第六章 屋内外配电装置设
计·································
·······31
第一节 配电装置的设计要
求 31
第二节 配电装置的选型、布
置 32
第七章 防雷及接地系统设
计·································
·······33
第一节 防雷系统
·································
······33
第二节 变电所接地装
置·································
···34
第八章 继电保护的说
明·································
···········36
第九章 变电所总体布
置·································
···········37
附录:
参考文献、设计图纸及说明
第一章 主变压器的选择
一、主变压器台数的确定
为了提高供电可靠性,防止一台主变运行故障时,停止对用户供电。
本站应装两台主变压器,这也为以后变电站扩建,用户需大量负荷提供基础。
二、调压方式的确定:
系统110KV母线电压满足常调压要求,且为了保证供电质量,电压必须维持在允许范围内,保持电压的稳定,所以选择有载调压变压器。
三、主变压器容量的确定
变电所装设两台主变压器时,每台变压器容量应按照其中任一组停用时,另外一组变压器容量至少保证变电站全部负荷的60%,即按下式选择:
Sn=0.6PM。
由原始资料知:
35KV侧Pmax=101MW,cosφ=0.80
10KV侧Pmax=50MW,cosφ=0.80
所以,在其最大运行方式下:
Sn=0.6*(101/0.80+50/0.80)=113.25(MVA)
参考《电力工程电气设计手册》选择两台西安变压器厂生产的三相三绕组风冷有载调压变压器两台,型号为:
SFSZ7-150000型变压器。
所选变压器主要技术参数如下表:
型号
额定电压(KV)
空载损耗
(kW)
空载电流
(%)
接线组别
阻抗电压
高-
中
高-
低
中-
低
SFSZ7-150000
110±8×1.25%
38.5±2×2.5%
10.5
150.7
2.5
Yn,yn,d11
17.5
10.5
6.5
容量校验:
低负荷系数K1=实际最小负荷/额定容量
=(50×0.4+30×0.5+21×0.35+27×0.5+23×0.55)
/150=0.457
高负荷系数K2=实际最大负荷/额定容量
=(50+30+21+27+23)/150=1.007
另外,《发电厂电气设备》P244规定:
自然油循环的变压器过负荷系数不应超过1.5。
综上, 并查《发电厂电气设备》P244变压器过负荷曲线图(图9-11-a)可以得出过负荷时间T≈24h>Tmax=6000/365=16.5h。
可见:
此变压器能满足要求,故应选用此型号的变压器。
第二章 电气主接线设计
变电所电气主接线是电力系统接线组成的一个重要部分。
主接线的确定,对电力系统的安全、灵活、稳定、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置等将会产生直接的影响。
一、主接线的设计原则:
在进行主接线方式设计时,应考虑以下几点:
1)变电所在系统中的地位和作用。
2)近期和远期的发展规模。
3)负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响。
4)主变压器台数对主接线的影响。
5)备用容量的有无和大小对主接线的影响。
二、主接线的设计要求:
1、可靠性:
①断路器检修时,能否不影响供电。
②线路、断路器、母线故障和检修时,停运线路的回数和时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电。
③变电所全部停电的可能性。
④满足对用户的供电可靠性指标的要求。
2、灵活性:
①调度要求。
可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷,能够满足系统在事故运行方式下、检修方式以及特殊运行方式下的调度要求。
② 检修要求。
可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修,且不影响对及户的供电。
③扩建要求。
应留有发展余地,便于扩建。
3、经济性:
①投资省; ②占地面积小; ③电能损失小。
三、拟定主接线方案
主接线的基本形式,概括地可分为两大类:
① 有汇流母线的接线形式:
单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路隔离开关。
② 无汇流母线的接线形式:
变压器—线路单元接线、桥形接线、角形接线等。
接下来对以上几种接线方式的优、缺点及适用范围简单论述一下,看看是否符合原始资料的要求。
1、单母线接线。
优点:
接线简单清晰,设备少,投资省,运行操作方便,且便于扩建。
缺点:
可靠性及灵活性差。
适用范围:
只有一台主变压器,10KV出线不超过5回,35KV出线不超过
3回,110KV出线不超过2回。
2、单母线分段接线。
优点:
a.用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两个电源供电。
b.当一段母线故障时,分段断路器自动将故障段切除,保证正常段母线不间断供电。
缺点:
a.当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该母线的回路都要在检修期间停电。
b.当出线为双回路时,常使架空线路出现交叉跨越。
C扩建时需两个方面均衡扩建。
适用范围:
适用于6~10KV配电装置出线6回及以上,35~60KV配电装置出线4~8回,110~220KV配电装置少于4回时。
3、双母线分段接线。
由于当进出线总数超过12回及以上时,方在一组母线上设分段断路器,根据原始资料提供的数据,此种接线方式过于复杂,故一不作考虑。
4、双母线接线。
优点:
供电可靠,调度灵活,扩建方便,便于检修和试验。
缺点:
使用设备多,特别是隔离开关,配电装置复杂,投资较多,且操作复杂容易发生误操作。
适用范围:
出线带电抗器的6~10KV出线,35~60KV配电装置出线超过8
回或连接电源较多,负荷较大时,110KV~220KV出线超过5回时。
5、增设旁路母线的接线。
由于6~10KV配电装置供电负荷小,供电距离短,且一般可在网络中取得备用电源,故一般不设旁路母线;35~60KV配电装置,多为重要用户,为双回路供电,有机会停电检修断路器,所以一般也不设旁路母线;采用单母线分段式或双母线的110~220KV配电装置一般设置旁路母线,设置旁路母线后,每条出线或主变间隔均装设旁路隔离开关,这样一来,检修任何断路器都不会影响供电,将会大幅度提高供电可靠性。
优点:
可靠性和灵活性高,供电可靠。
缺点:
接线较为复杂,且操作复杂,投资较多。
适用范围:
① 出线回路多,断路器停电检修机会多;② 多数线路为向用户单供,不允许停电,及接线条件不允许断路器停电检修时。
6、变压器—线路单元接线。
优点:
接线简单,设备少,操作简单。
缺点:
线路故障或检修时,变压器必须停运;变压器故障或检修时,线路必须停运。
适用范围:
只有一台变压器和一回线路时。
7、桥形接线:
分为内桥和外桥两种。
⑴内桥接线:
连接桥断路器接在线路断路器的内侧。
优点:
高压断路器数量少,四回路只需三台断路器,线路的投入和切除比较方便。
缺点:
a.变压器的投入和切除较复杂,需动作两台断路器,影响一回线路
暂时停运;b.出线断路器检修时,线路需长时间停运;c.连接桥断路器检修时,两个回路需解列运行。
适用范围:
容量较小的变电所,并且变压器容量不经常切换或线路较长,故障率较高的情况。
⑵外桥接线:
连接桥断路器接在线路断路器的外侧。
优点:
设备少,且变压器的投入和切除比较方便。
缺点:
a.线路的投入和切除较复杂,需动作两台断路器,且影响一台变压器暂时停运;b.变压器侧断路器检修时,变压器需较长时间停运;c.连接桥断路器检修时,两个回路需解列运行。
适用范围:
容量较小的变电所,并且变压器的切换较频繁或线路较短,故
障率较低的情况,当电网中有穿越功率经过变电所时,也可采
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