kv变电站设计论文1.doc
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电气工程课程设计说明书
110KV变电所设计
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目录
1设计任务书 3
2主接线设计 4
2.110KV出线方式设计 4
2.2110KV进线方式设计 4
3主变压器的选择 4
3.1负荷的计算 4
3.2主变压器的选择 5
4变电所的潮流计算 5
4.1计算线路参数 5
4.2计算变压器参数 6
4.3电力网 6
4.4网路的等值电路 7
4.5计算各变电所的运算负荷 8
4.6计算各线路的功率分布 8
4.7电压平衡计算 9
5短路电流的计算 9
5.1S点的短路计算 10
5.2G1、G2点的短路计算 11
5.3d4点的短路 12
5.4短路电流总汇表 13
6变电所的调压计算 13
6.1调压计算的电路图 13
6.2功率分布与电压损耗的计算 12
6.3计算分接头电压 14
6.4校验 15
7电气设备的选型 15
7.1110kV侧电气设备选型 15
7.210kV侧电气设备选型 16
8配置变压器的主保护和后备保护 19
1设计任务书
1.1系统接线示意图:
发电厂G
系统S
110KV
110KVV
110KV
变电所A
10KV出线
图1
1.2发电厂参数:
2×25MW发电机,,10KV负荷(包括厂用电)10条出线共20MW,。
110KV有4条出线,其中2条与变电所A110KV母线相连,另外2条与系统相连。
1.3系统参数:
,(基准容量为100MVA),。
系统正、负序电抗相等。
1.4线路:
AG长12Km,,SA长14Km,SG12Km。
1.5以上提供的各参数均为最大值,最小值为其70%
1.6电网运行方式为SA开路运行。
1.7设计内容:
发电厂——
1)设计发电厂的主接线,选择主变的型号;
2)选择短路点计算三相对称短路电流和不对称短路电流并汇总成表;
3)选择各电压等级的电气设备(断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器)并汇总成表;
4)配置发电机和变压器的主保护和后备保护;
5)绘制二次设备接线图(如断路器控制回路、备用电源自动投入回路等)。
变电所——
1)设计变电所的主接线,选择主变的型号;
2)选择短路点计算三相对称短路电流和不对称短路电流并汇总成表;
3)变电所的潮流计算;
4)变电所的调压计算;
5)选择各电压等级的电气设备(断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器)并汇总成表;
配置变压器的主保护和后备保护;
1.8设计时间:
两周
1.9设计成果:
设计说明计算书一份;1号图纸一张。
2主接线设计
2.110KV侧出线方式设计。
10KV侧出线六回,选择双母带旁路接线接线。
2.2110KV侧进线方式设计。
110KV侧进线四回,选择单母线分段接线。
3主变压器的选择
3.1负荷的计算。
由公式
式中——某电压等级的计算负荷
——同时系数(10kV取0.85、35kV各负荷与10kV各负荷之间取0.9、站用负荷取0.85)
а%——该电压等级电网的线损率,一般取5%
P、cos——各用户的负荷和功率因数
1)站用电负荷。
S=0.85×(91.5/0.85)×(1+5%)
=96.075KVA
≈0.096MVA
2)10kV负荷计算
S=0.85[(4+3+3.8+3.2+3.4+5.6)/0.85]×(1+5%)
=24.15MVA
3)110kV负荷计算
S=0.9×(20/0.9+12/0.9)×(1+5%)+S站
=33.597+0.096
=33.69MVA
3.2主变压器的选择。
1)主变压器容量的确定。
对于有重要负荷的变电站,考虑当一台主变压器停运时,其余变压器容量在设计及过负荷能力后的允许时间内,应保证用户的一级和二级负荷:
对一般性变电站停运时,其余变压器容量就能保证全部负荷的60~70%。
S=33.69MVA由于上述条件所限制。
所以,两台主变压器应各自承担16.845MVA。
当一台停运时,另一台则承担70%为23.583MVA。
故选两台31.5MVA的主变压器就可满足负荷需求。
2)主变压器台数的确定。
考虑到扩建的原因,用两台主变。
SFL_31500/110变压器参数如表1
表1
额定容量
(kVA)
额定电压()
短路电压(%)
空载电流(%)
损耗()
高压
低压
空载
短路
31500
110
10
10.5
0.7
31.5
190
变压器选Y连接
4变电所的潮流计算
4.1计算线路参数。
线路参数计算结果如表2所示。
表2
导线型号
线路参数(km)
1
12
14
LGJ-150
r=0.21Ω
x1=0.416Ω
b1=2.7410-6
Qc=bU=0.033Mvar
R=2.52Ω
X=4.992Ω
Qc=0.396Mvar
R=2.94Ω
X1=5.824Ω
Qc=0.462Mvar
4.2计算变压器参数。
计算结果如表3所示。
变压器参数
表3
变电所A
变压器名牌数据
Ps=190kW
P=31.05kW
Us%=10.5
I%=0.7
S=31500kVA
参数计算
R==2.3
X==40.3
0.031+j=0.031+j0.221(MVA)
4.3电力网。
电力网如图2所示。
图2
因为电网运行为SA开路运行,所以如图3。
图3
4.4网络的等值电路。
等值电路如图4所示。
Ps=225-20-20=10MV
Qs=10/0.850.15=1.76Mvar
Ss=Ps+Qs=10+j1.76
图4
4.5计算各变电所的运算负荷。
计算结果如表4所示。
变电所A和系统S的负荷
表4
计算内容
变电所A
系统S
低压侧负荷
20+j5
10+j1.76
变压器阻抗中的功率损耗
=0.08+j1.41
变压器环节首段功率
20.08+j6.41
10+j1.76
变压器导纳中的功率损耗
0.031+j0.221
相邻线路电容功率的一半
-j0.198
-j0.198
A点负荷
20.11+j6.63
10+j1.76
4.6计算各线路的功率分布。
功率分布计算如表5所示。
表5
计算内容
有功功率(MW)
无功功率(Mvar)
S点负荷功率
10
1.76
GS线路末端电容功率
0
-0.198
GS线路环节末端功率
10
1.76-0.198=1.562
GS线路阻抗中功率损耗
2.55=0.022
4.992=0.42
GS线路环节首段功率
10+0.022=10.022
1.562+0.42=1.982
GS线路首段电容功率
0
-0.198
A点负荷功率
20.11
6.63
GA线路末端电容功率
0
-0.198
GA线路环节末端功率
20.11
6.63-0.198=6.43
GA线路阻抗中功率损耗
2.55=0.022
4.992=0.42
GA线路环节首段功率
20.11+0.022=20.13
6.43+0.42=6.85
GA线路首段电容功率
0
-0.198
电源点G送出的功率
10.022+20.13=30.152
1.982+6.85-0.1982=8.436
4.7电压平衡计算。
计算结果如表6所示。
表6
计算内容
计算结果
电源点G的电压
GA线路阻抗中的电压降落
A点电压
=115
电源点G的电压
GS线路阻抗中的电压降落
S点电压
=115
5短路电流的计算。
SA开路运行的系统图如图5所示,系统见图如图6所示
图5
图6
以S=100MVA,U=U作基准值
发电机:
X=X=X=0.13=0.416
变压器:
XX==0.333
XX==0.42
架空线路:
架空线电抗X一般取为0.416Ω/km.
X=0.41612=0.04
X=0.41612=0.04
系统S:
X=X=0.8
5.1S点的短路计算
S点短路
等值电路图如图7所示
图7
查表得:
总短路电流得:
基准电流:
5.2G、G点的短路计算
G点短路
等值电路图如图8所示
图8
查表得:
总短路电流得:
G点短路计算同G点的计算过程相同。
基准电流:
5.3d的点短路计算
d点短路
等值电路图如图9所示
图9
查表得:
总短路电流得:
基准电流:
5.4短路电流总汇表
短路电流汇总表
0S短路电流计算如表7所示:
表7
短路点
短路支路
基准容量
(MVA)
基准电压
(KV)
基准电流
(KA)
转移电抗
(标幺值)
计算电抗
(标幺值)
短路电流
(标幺值)
短路电流
(KA)
短路容量
(MVA)
发电机G1
100
115
0.502
0.729
0.416
0.619
0.104
0.726
9.812
1.53
291.50
发电机G2
100
115
0.502
0.729
0.416
0.619
0.104
0.726
9.812
1.53
291.50
系统S
100
115
0.502
0.414
0.8
0.207
0.48
5.432
2.203
2.02
384.86
变
电
所
10kv
侧
100
10.5
5.498
0.5
0
0.55
0
1.913
0
11.57
200.39
6变电所的调压计算
6.1调压计算的电路图如图10所示
图10
在最大负荷时U1tmax=112kv,在最小负荷时U1tmin=113kv
6.2功率分布与电压损耗的计算
(1)变压器阻抗中的功率损耗
(2)变压器环节首端的功率
(3)变压器阻抗上的电压损耗
6.3计算分接头电压
选最接近的标准分接头电压。
6.4校验
(1)变压器低压母线的实际运行电压
(2)变压器低压母线的电压偏移
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- kv 变电站 设计 论文