本科毕业论文--110kV变电站设计(上海电力学院)(免费)(牛人).doc
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上海电力学院毕业设计专用笺(E型)作者:
施春迎第54页
本科毕业论文
发电厂设计
上海电力学院施春迎
第一章主变及所用变的选择
第一节主变压器的选择
一、负荷统计分析
1、35kV侧
Q1max=
Q2max=
Q3max=
Q4max=
Q5max=
=P1max+P2max+P3max+P4max+P5max=10000+10000+6000+6000+6000=38000(KW)
=Q1max+Q2max+Q3max+Q4max+Q5max
=6197.44+6197.44+3718.47+4500+4500=25113.35(KVar)
S35MAX===45548.66(KVA)
===0.83
考虑到负荷的同时率,35kV侧最大负荷应为:
S’35MAX=S35MAX=45548.660.85=38716.36(KVA)
2、10kV侧:
Q1max=
Q2max=
Q3max=
Q4max=
Q5max=
Q6max=
Q7max=
Q8max=
Q9max=
Q10max=
=P1max+P2max+P3max+P4max+P5max+P6max+P7max+P8max+P9max+P10max
=2500+2000+1500+2000+2000+1000+1000+1000+1500+1500=16000(KW)
=Q1max+Q2max+Q3max+Q4max+Q5max+Q6max+Q7max+Q8max+Q9max+Q10max
=1549.36+1239.49+1125+1239.49+1500+619.74+750+620+1125+929.62=10697.7(KVar)
S10MAX===19246.84(KVA)
===0.83
考虑到负荷的同时率,10kV侧最大负荷应为:
=S10MAX=19246.840.85=16359.81(KVA)
3、110kV侧:
S110MAX=
=
=55076(KVA)
考虑到负荷的同时率,110kV侧最大负荷应为:
=S110MAX=550760.85=46815(KVA)
二、主变台数的确定
根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.2条规定“在有一、二级负荷的变电所宜装设两台及以上主变压器。
如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时,可装设一台主变压器。
”
三、主变容量的确定:
根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.3条规定“装有两台及以上主变压器的变电所,当断开一台时,其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷,并应保证用户的一、二级负荷。
”
故本设计满足两个条件:
1、两台总容量∑S≧
2、S≧(60-75)%
本变电所按建成后5年进行规划,预计负荷年增长率为5%,因此:
∑S=(1+m)t=46815(1+0.05)5=59749(KVA)
式中t为规划年限,m为增长率
S=60%∑S=0.659749=35849.4(KVA)
查产品目录,选择两台变压器容量一样,每台容量为40000KVA。
四、主变型式
1、优先考虑选三相变压器
依设计原则,只要不受运输条件限制,应优先考虑三相变压器。
该变电所主变压器为110kV降压变,单台容量不大(40000KVA),不会受到运输条件限制,故选用三相变压器。
2、具有三个电压等级
/=38716.36/46815=0.83>0.15
/=16359.81/46815=0.35>0.15
根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.4条规定“具有三种电压的变电所,如通过主变压器各侧线圈的功率均达该变压器容量的15%以上,主变压器宜采用三线圈变压器。
”上述两式均大于15%,故选择主变为三圈变压器
3、本设计110kV主网电压采用中性点直接接地方式(大电流接地系统),而中压电网为35kV(采用小电流接地系统)由于中性点具有不同的接地方式,而自耦变压器高低压侧之间有电的直接联系,要求高、低压绕组的中性点运行方式须一致,所以本所不宜采用自耦变压器,选择普通的三绕组变压器。
4、容量比
由上述计算可知:
主变压器额定为40000KVA,35kV侧负荷占主变容量的97%,大于50%,为满足35kV侧负荷的要求与需要,故35kV侧容量取100%的额定容量。
10kV侧负荷占额定容量的41%,小于50%,故10kV侧绕组容量取50%。
从以上分析得出主变压器各绕组的容量比为100/100/50。
5、调压方式的选择
根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.5条规定“变压器的有载调压是改善电压质量,减少电压波动的有效手段,对电力系统,一般要求110kV及以下变电所至少采用一级有载调压变压器。
”而本设计110kV变电所110kV及35kV侧负有化工厂、变电所、医院等重要负荷,对电能的质量和可靠性的要求较高,为保证连续供电和满足对电能质量的要求,并能随时调压,扩大调压幅度而不引起电网的波动,故应采用有有载调压方式的变压器,以满足供电要求。
6、中性点接地方式的确定
中性点直接接地系统主要优点是发生三相短路时,未故障相对地电压不升高,因此,电网中设备各相对地绝缘水平取决于相电压,使电网的造价在绝缘方面的投资越低,当电压越高,其经济效益越明显,因此我国规定电压大于或等于110kV的系统采用中性点直接接地。
本变电站为终端变,中性点是否接地,由系统决定,所以在中性点加隔离刀闸接地。
6.135kV系统:
Ic===26(A)
由电气专业资料可知:
当35kV系统对地电容电流大于等于10A,应采用中性点经消弧线圈接地,所以本所35kV系统中性点采用经消弧线圈接地。
6.210kV系统
架空线:
Ic1===5.2(A)
电缆线:
Ic2=0.1UN2=0.110(10×2+5+10×2)=45(A)
=Ic1+Ic2=5.2+45=50.2(A)
由于>30A,由电气专业资料可知:
当10kV系统对地电容电流大于30A,中
性点必须接地,本所10kV系统对地电容电流大于30A,因此中性点需采用经接
地变压器接地。
6.3接地变选择:
S=UIc=10×50.2=869.49KVA
因此选择接地变压器为S=1000KVA(Y/Yn11)
型号
额定
容量
电压组合
联结
标号
阻抗
电压
(%)
空载电流(%)
空载损耗(KW)
负载损耗(KW)
高压
低压
S9-1000/10
1000KVA
10kV
0.4kV
Y,yn11
4.5
0.7
1.70
10.30
7、接线组别
《电气设计手册》规定:
变压器绕组的连接方式必须与系统电压相位一致,否则不能并列运行。
由于110kV系统采用中性点直接接地,35kV系统采用中性点经消弧线圈接地,10kV系统采用中性点经接地变压器接地,故主变的接线方式采用Y0/Yn0-11
8、绕组排列方式
由原始资料可知,变电所主要是从高压侧向中压侧供电为主,向低压侧供电为辅。
因此选择降压结构,能够满足降压要求,主要根据的依据的《电力系统分析》,其绕组排列方式如下图所示:
低中高
根据以上分析结果,最终选择型号如下:
SFSZ7-40000/110,其型号意义及技术参数如下:
SFSZ7–40000/110
高压绕组额定电压等级:
110kV
额定容量:
40000KVA
性能水平代号
有载调压方式
绕组数:
三绕组
冷却方式:
风冷
相数:
三相
外形尺寸:
8180×5050×6160mm总重量:
86.5吨参考价格:
100.3万元
第二节所用变选择
为保证所用电的可靠性,采用两台所用变互为备用,分别接于两台主变的两组10kV母线上,互为暗备用。
一般选主变容量的(0.1-0.5)%为其容量,考虑到用电负荷不大,本设计以0.1%来选择,采用Y/Yn0接线组别
单台所用变容量S所N=0.1%∑SN=0.1%80000=80(KVA)
查产品目录,选所用变型号为S9-80/10,装于室内
其主要技术参数如下:
型号
额定
容量
电压组合
联结
标号
阻抗
电压
(%)
空载电流(%)
空载损耗(KW)
负载损耗(KW)
高压
低压
S9-80/10
80KVA
10kV
0.4kV
Y,yn0
4
1.8
0.24
1.25
外形尺寸:
1210×700×1370mm总重量:
0.595吨参考价格:
1.173万元
第三节消弧线圈的选择
一、经上述计算,35kV中性点电容电流=26A>10A,采用中性点经消弧线圈接地
1、根据额定电压选:
UN==35kV
2、补偿容量:
Q===709.3(KVA)
3、安装位置选择:
按设计规程:
在选择安装位置时,在任何形式下,大部分电网不得失去消弧线圈的补偿,应尽量避免整个电网只装一台消弧线圈,并且不应将多台消弧线圈集中安装在一处。
本设计选择一台XDJ-275/35及一台XDJ-550/35消弧线圈,两台消弧线圈并联在主变35kV侧中性点侧。
4、调谐值和分接头选定
消弧线圈各分接头补偿电流值如表:
消弧线圈型号
分接头序号
1
2
3
4
5
XDJ-550/35
实际补偿电流(A)
12.5
14.9
17.7
21
25
XDJ-275/35
6.2
7.3
8.7
10.5
12.5
550KVar的消弧线圈选III档,实际补偿电流为17.7A
275KVar的消弧线圈选IV档,实际补偿电流为10.5A
总补偿电流IL=17.7+10.5=28.2(A)>26A
脱谐度ν===-0.085=-8.5%,其ν<10%,满足要求
中性点位移电压U0===8.11%<15%
式中:
——消弧线圈投入前电网的不对称电压,一般为0.8%;
d——阻尼率,35kV及以下架空线取0.05;
ν——脱谐度
因此选择上述分接头是合适的。
二、无功补偿电容的选择
35kV采用分散补偿,电容装在下一级线路内
10kV采用集中补偿,为了实现无功分压,就地平衡的原则,改善电网的功率因数,保证10kV侧电压正常,所以需在本所10kV母线上装设电容补偿装置,以补偿无功,并把功率因数提高到,其负荷所需补偿的最大容性无功量为
Q=∑P10(-)
=16000[(arcCos0.831)-(arcCos0.9)]=3002.9(KVar)
式中∑P10-母线上最大有功负荷
-补偿前的最大功率因数
-补偿后的最小功率因数
10kV电容器一般接成星形,查《常用高低压电器手册》,选用BGF-11/-100-1型电容器,其型号意义如下:
BGF–11/-100-1
单相
额定容量:
100KVar
额定电压:
UN=11/kV
纸膜复合介质
浸渍剂:
G表示苯甲基础油
并联电容器
其额定容量为100KVar,UN=11/kV,标算电容C=7.89,则每相并联个数
n=,故并联10只BGF-11/-100-1型电容器,分别接于10kvI、II段母线上,即每段母线每相并联5只电容器。
第二章电气主接线的确定
第一节电气主接线选择
主接线设计依据:
《35-110kV变电所设计规范》有以下几条规定
第3.2.1条:
变电所的主接线,应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。
并应
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