#110kV变电所毕业设计说明书#.docx

#110kV变电所毕业设计说明书#.docx

《#110kV变电所毕业设计说明书#.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《#110kV变电所毕业设计说明书#.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

#110kV变电所毕业设计说明书#

目　　录

第一章原始资料分析

（2）

第二章变电所接入系统设计（3）

第三章变电所地方供电系统设计（4）

第四章主变压器的选择（6）

第五章所用变压器的选择（14）

第六章主接线的设计（16）

第七章变电所电器设备的选择（19）

第八节继电保护的配置（24）

参考资料（27）

原始资料分析

一、原始资料

1、待建110KV降压变电所从相距30km的110KV东郊变电站受电。

2、待建110KV降压变电所年负荷增长率为5%，变电站总负荷考虑五年发展规划。

3、地区气温:

﴾1﴿年最高气温35℃，年最低气温–15℃。

﴾2﴿年平均气温15℃。

4、待建110KV降压变电所各电压级负荷数据如下表:

电压等级

线路名称

最大负荷（MW）

COSФ

负荷级别

供电距离（KM）

Tmax及

同时率

35KV

机械厂

20

0.85

1

10

5000/

0.9

钢铁厂

15

0.8

1

12

造纸厂

11

0.8

2

8

化工厂

20

0.8

2

7

冶炼厂

15

0.85

1

10

10KV

医院

3

0.85

1

1.5

3500/

0.85

瓦厂

2

0.85

2

2.5

毛纺厂

1

0.8

2

1.0

水泥厂

1.2

0.8

2

1.5

纺织厂

0.8

0.8

2

1.0

水厂

2

0.8

1

1.5

二、对原始资料的分析计算

为满足电力系统对无功的需要，需要在用户侧装设电容器，进行无功补偿，使用户的功率因数提高，35kV线路用户功率因数提高到0.9为宜，10kV线路用户功率因数应不低于0.9。

根据原始资料中的最大有功及调整后的功率因数，算出最大无功，可得出以下数据:

电压

等级

线路

名称

最大

有功

（MW）

最大

无功

（MVAr）

COSФ

负荷级别

Tmax

同时率

35KV

机械厂

20

9.19

0.9

1

5000

0．9

钢铁厂

15

7.27

0.9

1

造纸厂

11

5.33

0.9

2

化工厂

20

9.19

0.9

2

冶炼厂

15

7.27

0.9

1

10KV

医院

3

1.46

0.9

1

3500

0．85

瓦厂

2

0.92

0.9

2

毛纺厂

1

0.49

0.9

2

水泥厂

1.2

0.58

0.9

2

纺织厂

0.8

0.39

0.9

2

水厂

2

0.92

0.9

1

一、变电所接入系统设计

一、确定电压等级

输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级。

选择电压等级时，应根据输送容量和输电距离，以及接入电网的额定电压的情况来确定，输送容量应该考虑变电所总负荷和五年发展规划。

因此待建110KV变电所的最高电压等级应为110kV。

二、确定回路数

该110KV变电所建成后，所供用户中存在Ⅰ、Ⅱ类重要负荷，因此110KV变电所应采用双回110KV线路接入系统。

三、确定110KV线路导线的规格、型号

因为该待建110KV变电所距离受电110KV东郊变电站30KM，处于平原河网地区，因此应采用架空线路，导线选择LGJ型。

四、110KV线路导线截面选择

导线截面积选择的一般方法是：

先按经济电流密度初选导线标称截面积，然后进行电压损失的校验

一、选取导线规格为2回LGJ－240/40导线接入系统。

一、变电所地方供电系统设计

一、35KV机械厂线路设计

1、确定回路数

35KV机械厂线路所供用户为Ⅰ类重要负荷，因此应采用双回线路供电。

2、确定线路导线的规格、型号

因为该待建110KV降压变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。

3、线路导线截面选择

选取导线规格为2回LGJ－185/30，符合要求。

二、35KV钢铁厂线路设计

1、确定回路数

35KV钢铁厂线路所供用户为Ⅰ类重要负荷，因此应采用双回线路供电。

2、确定线路导线的规格、型号

因为待建110KV降压变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。

选取导线规格为2回LGJ－150/25，符合要求。

三、35KV造纸厂线路设计

1、确定回路数

35KV造纸厂线路所供用户为Ⅱ类重要负荷，因此采用双回线路供电。

2、确定线路导线的规格、型号

因为待建110KV降压变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。

选取导线规格为2回LGJ－120/25，符合要求。

四、35KV化工厂线路设计

1、确定回路数

35KV化工厂线路所供用户为Ⅱ类重要负荷，因此采用双回线路供电。

2、确定线路导线的规格、型号

因为待建110KV降压变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。

选取导线规格为2回LGJ－185/30，符合要求。

五、35KV冶炼厂线路设计

1、确定回路数

35KV冶炼厂线路所供用户为Ⅰ类重要负荷，因此应采用双回线路供电。

2、确定线路导线的规格、型号

因为待建110KV降压变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。

选取导线规格为2回LGJ－150/25，符合要求。

六、10KV线路设计

1、10KV医院线路

（1）确定回路数，I类负荷，采用双回路供电，即n=2

（2）确定导线规格，采用架空线路，选导线2回LGJ-95/20，符合要求。

2、10KV瓦厂线路

（1）确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。

（2）确定导线规格，采用架空线路，选导线2回LGJ-70/10，符合要求。

3、10KV毛纺厂线

（1）确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。

（2）确定导线规格，采用架空线路，选导线2回LGJ-70/10，符合要求。

4、10KV水泥厂线

（1）确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。

（2）确定导线规格，采用架空线路，选导线2回LGJ-70/10，符合要求。

5、10kV纺织厂线

因纺织厂负荷较毛纺厂轻，供电距离与毛纺厂相同，又属于II类重要负荷，故选择双回LGJ-35/6导线完全符合要求。

6、10KV水厂线

因水厂线属于I类重要用户，与10KV瓦厂线路负荷相同，供电距离小于10KV瓦厂线路供电距离，因此选择和10KV瓦厂线路相同的双回LGJ-70/10线路完全可以满足要求。

第四章主变压器的选择

主变压器的型式、容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。

它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5～10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。

在选择主变压器容量时对重要变电所，应考虑当一台主变器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ类及Ⅱ类负荷的供电；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的60%~70%。

本变电所主变容量按远景负荷选择，并考虑到正常运行和事故时过负荷能力。

一、主变方案选择

1、方案一：

单台三相三绕组变压器，型号SFSZ9-120000/110，电压等级110/35/10。

2、方案二：

两台三相双绕组变压器，其中一台型号为SFSZ9-90000/110，电压等级110/35；另一台为SFSZ9-20000/110，电压等级110/10。

3、方案三：

四台三相双绕组变压器，其中两台型号为SFSZ9-90000/110，电压等级110/38.5；另两台型号为SFSZ9-12000/110，电压等级110/10。

4、方案四：

两台三相三绕组变压器，型号为SFSZ9-75000/110，电压等级110/35/10。

二、主变方案技术比较

方案

比较

方案一

方案二

方案三

方案四

优点

接线简单、占地面积小。

接线简单。

运行可靠性、灵活性高，能满足重要用户的需要。

运行可靠性、灵活性高，能满足重要用户的需要。

缺点

运行可靠性、灵活性差，不能满足重要用户的需要。

运行可靠性、灵活性差，不能满足重要用户的需要。

选用变压器多，运行维护工作量大。

待建110KV变电所有重要的Ⅰ、Ⅱ类负荷，为满足运行的可靠性和灵活性，应选择两台以上变压器，因此选择方案三、方案四进行经济比较分析。

三、主变容量、参数选择

1、

方案三，如图

35KV负荷由两台电压为110KV/35KV变压器供电，其中一台主变事故停运后，另一台主变压器的容量应保证35KV用户的一级和二级全部负荷的供电。

35KV用户的一级和二级全部总容量：

S35=89.57（MVA）,因此可选择两台SFPSZ9-90000/110型三相三绕组有载调压变压器，接线组别：

YN,d11。

10KV负荷由两台电压为110KV/10KV变压器供电，其中一台主变事故停运后，另一台主变压器的容量应保证10KV用户的一级和二级全部负荷的供电。

10KV用户的一级和二级全部总容量：

S10=11.08（MVA）,因此可选择两台SFSZ9-12500/110型三相三绕组有载调压变压器，接线组别：

YN,d11。

方案四，如图

所有负荷均由两台电压为110KV/35KV/10KV变压器供电，其中一台主变事故停运后，另一台主变压器的容量应保证所有用户的70％全部负荷的供电。

用户的70％全部总容量：

S110=76.3（MVA）,因此可选择SFPSZ9-75000/110型三相三绕组有载调压变压器，接线组别：

YN,yn0,d11。

因为15％S110=15％×109.2（MVA）＝16.38（MVA）>S10=11.08（MVA），

15％S110=15％×109.2（MVA）＝16.38（MVA）

因此主变110KV、35KV、10KV三侧容量分别为100％/100％/50％。

3、主变主要技术参数选择

（1）方案三：

主变

额定

电压

空载

电流

空载损耗

负载

损耗

阻抗

电压

参考价

（万元）

SFPSZ9-90000/110

110/35

0.35%

74KW

330KW

10.5

440

SFSZ9-12500/110

110/10

0.3%

18.1KW

70KW

10.5

110

（2）方案四：

主变

额定

电压

空载

电流

空载损耗

负载

损耗

阻抗

电压

参考价

（万元）

SFPSZ9-75000/110

110/35/10

0.36%

98.6KW

356KW

18

587

333KW

10.5

304KW

6.5

四、主变方案经济比较

1、主变及其附属设备综合投资比较

（1）方案三：

SFPSZ9-90000/110主变两台，2×440＝880万元

SFSZ9-12500/110主变两台，2×110＝220万元

110KVSF6断路器户外间隔四个，4×58.1=232.4万元

35KVSF6断路器户外间隔两个，2×18.8=37.6万元

10KV真空断路器户内间隔两个，2×9.1=18.2万元

综合投资：

1388.2万元。

（2）方案四：

SFPSZ9-75000/110主变两台，2×400＝800万元

110KVSF6断路器户外间隔两个，2×58.1=116.2万元

35KVSF6断路器户外间隔两个，2×18.8=37.6万元

10KV真空断路器户内间隔两个，2×9.1=18.2万元

综合投资：

972万元。

2、主变年运行费用比较

年运行费μ＝[（α1＋α2）×Z/100]+β×ΔA

式中μ—年运行费，元/年；

α1—基本折旧费，取4.8％；

α2—大修费，取1.4％；

Z—投资费，元；

ΔA—年电能损耗，KW.H/年；

β—电价，元/KW.H，取0.52元/KW.H。

（1）方案三

ΔA＝330×8760×2＋70×8760×2＝7008000KW.H

μ＝[（4.8%＋1.4%）×1388.2/100]+0.52×700.8

＝365.3（万元）

（2）方案四

ΔA＝（356＋333＋304）×8760/2＝4349340KW.H

μ＝[（4.8%＋1.4%）×972/100]+0.52×434.9

＝226（万元）

3、结论

方案三

方案四

综合投资

1388.2万元

972万元

年运行费用

365.3万元

226万元

从上表比较可知，方案四比较方案三不管在综合投资方面，还是在年运行费用都要经济，因此决定选用方案四两台SFPSZ9-75000/110三相三线圈变压器。

五、主变110KV侧分接头选择

按《电力系统电压和无功电力导则（试行）》的规定，各级变压器的额定变比、调压方式、调压范围及每档调压值，应满足发电厂、变电所母线和用户受电端电压质量的要求。

各电压等级变压器分接开关的运行位置，应保证系统内各母线上的电压满足要求，并在充分发挥无功补偿的技术经济效益和降低线损的原则下予以确定。

确定分接头范围分以下几个步骤：

首先在最大运行方式下：

（1）从系统母线电压推算到盐北变主变压器高压侧电压。

（2）将35KV、10KV侧最大负荷距线路末端允许最低电压反推到变压器高压侧电压。

（3）参考《电气项目专业毕业设计指南－电力系统分册》中的电压调整：

35KV用户的电压允许偏差值应在系统额定电压的90％～110％；10KV用户的电压允许偏差值为系统额定电压的＋7％。

其次在最小运行方式下（考虑70％的容量）：

（1）从系统母线电压推算到待建变电所主变压器高压侧电压。

（1）将35KV、10KV侧最大负荷距线路末端允许最低电压反推到变压器高压侧电压。

（2）参考《电气项目专业毕业设计指南－电力系统分册》中的电压调整：

35KV用户的电压允许偏差值应在系统额定电压的90％～110％；10KV用户的电压允许偏差值为系统额定电压的＋7％。

最后比较6组数据，取最大、最小的数据确定分接头范围。

1、系统大方式

（1）从系统潮流推算到待建变电所110KV母线电压

U1=113U2东郊变U3

发电厂待建变电所98.7+ｊ46.65

东郊变51+ｊ31.6

大丰变51+ｊ31.6

如图所示，U1＝113KV为系统大方式下盐城电厂110KV母线电压。

盐城电厂至110KV东郊变线路长5KM、2×LGJ-300导线

R12=0.105×5/2＝0.26

X12=0.395×5/2＝0.99

110KV东郊变至110KV待建变电所线路长30KM、2×LGJ-240导线

R23=0.131×30/2＝1.965

X23=0.401×30/2＝6.02

①盐城电厂至110KV东郊变潮流S＝（51+51+98.7）+j（31.6+31.6+46.65）

＝200.7＋j109.85

则盐城电厂至110KV东郊变线路压降：

PR12+QX12200.7×0.26＋109.85×0.99

△U12＝————＝——————————————＝1.42

U1112

PX12－QR12200.7×0.99－109.85×0.26

δU12＝—————＝—————————————＝1.51

U1112

________________________

U2＝√（U1－△U12）2＋（δU12）2

________________________

＝√（112－1.42）2＋（1.51）2

＝110.6（KV）

②110KV东郊变至待建110KV变电所潮流S＝98.7+j46.65

则110KV东郊变至110KV待建变电所线路压降：

PR23+QX2398.7×1.965＋46.65×6.02

△U23＝————＝—————————————＝4.25

U2110.6

PX23－QR2398.7×6.02－46.65×1.965

δU23＝—————＝—————————————＝4.50

U2110.6

________________________

U3＝√（U2－△U23）2＋（δu23）2

________________________

＝√（110.6－4.25）2＋（4.50）2

＝106.4（KV）

（2）从35KV、10KV最大负荷距推算到待建变电所110KV母线电压

①从35KV最大负荷距推算到待建变电所110KV母线电压

根据已知条件，35KV最大负荷距为35KV机械厂线路，S＝25.5+j11.7，供电距离10KM。

一般应保证用户端电压不小于35KV。

线路长10KM、2×LGJ-185导线

线路长R23=0.17×10/2＝0.85

X23=0.38×10/2＝1.9

PR23+QX2325.5×0.85＋11.7×1.9

△U23＝————＝————————————＝1.25

U335

PX23－QR2325.5×1.9－11.7×0.85

δU23＝—————＝———————————＝1.1

U335

________________________

U2＝√（U3+△U23）2＋（δu23）2

______________________

＝√（35+1.25）2＋（1.1）2

＝36.3（KV）

U1＝K×U2＝（110/35）×36.3＝114.1（KV）

②从10KV最大负荷距推算到待建变电所110KV母线电压

根据已知条件，10KV最大负荷距为10KV钢铁厂线路，S＝2.55+j1.17，供电距离2.5KM。

一般应保证用户端电压不小于10KV。

线路长2.5KM、2×LGJ-70导线

R23=0.45×2.5/2＝0.56

X23=0.368×2.5/2＝0.46

PR23+QX232.55×0.56＋1.17×0.46

△U23＝————＝————————————＝0.2

U310

PX23－QR232.55×0.46－1.17×0.56

δU23＝—————＝———————————＝0.05

U310

________________________

U2＝√（U3+△U23）2＋（δu23）2

______________________

＝√（10+0.2）2＋（0.05）2

＝10.2（KV）

U1＝K×U2＝（110/10）×10.2＝112.2（KV）

2、系统小方式（70％的总容量）

（1）从系统潮流推算到待建变电所110KV母线电压

U1=113U2东郊变U3

发电厂新建变电所98.7+ｊ46.65

东郊变51+ｊ31.6

大丰变51+ｊ31.6

如图所示，U1＝113KV为系统小方式下盐城电厂110KV母线电压。

盐城电厂至110KV东郊变线路长5KM、2×LGJ-300导线

R12=0.105×5/2＝0.26

X12=0.395×5/2＝0.99

110KV东郊变至110KV待建变电所线路长30KM、2×LGJ-240导线

R23=0.131×30/2＝1.965

X23=0.401×30/2＝6.02

1盐城电厂至110KV东郊变潮流

70％S＝[（51+51+98.7）+j（31.6+31.6+46.65）]×70％

＝140.5＋j76.9

则盐城电厂至110KV东郊变线路压降：

PR12+QX12140.5×0.26＋76.9×0.99

△U12＝————＝——————————————＝1

U1113

PX12－QR12140.5×0.99－76.9×0.26

δU12＝—————＝—————————————＝1.06

U1113

________________________

U2＝√（U1－△U12）2＋（δU12）2

______________________

＝√（113－1）2＋（1.06）2

＝112（KV）

2110KV东郊变至待建110KV变电所潮流

70%S＝（98.7+j46.65）×70％

＝69＋j32.7

则110KV东郊变至110KV待建变电所线路压降：

PR23+QX2369×1.965＋32.7×6.02

△U23＝————＝—————————————＝3

U2111.6

PX23－QR2369×6.02－32.7×1.965

δU23＝—————＝—————————————＝3.15

U2111.6

________________________

U3＝√（U2－△U23）2＋（δu23）2

________________________

＝√（112－3）2＋（3.15）2

＝109（KV）

（2）从35KV、10KV最大负荷距70％容量推算到待建变电所110KV母线电压

①从35KV70％的最大负荷距推算到待建变电所110KV母线电压

根据已知条件，35KV最大负荷距为35KV机械厂线路，70％S＝17.85+j8.19，供电距离10KM。

线路长10KM、2×LGJ-185导线

R23=0.17×10/2＝0.85

X23=0.38×10/2＝1.9

PR23+QX2317.85×0.85＋8.19×1.9

△U23＝————＝————————————＝0.88

U335

PX23－QR2317.85×1.9－8.19×0.85

δU23＝—————＝———————————＝0.77

U335

________________________

U2＝√（U3+△U23）2＋（δu23）2

______________________

＝√（35+0.88）2＋（0.77）2

＝35.9（KV）

U1＝K×U2＝（110/35）×35.9＝113（KV）

②从10KV70%最大负荷距推算到待建变电所110KV母线电压

根据已知条件，10KV最大负荷距为10KV钢铁厂线路，S＝1.79+j0.82，供电距离2.5KM。

线路长2.5KM、2×LGJ-70导线

R23=0.45×2.5/2＝0.56

X23=0.368×2.5/2＝0.46

PR23+QX231.79×0.56＋0.82×0.46

△U23＝————＝————————————＝0.14

U310

PX23－QR231.79×0.46－0.82×0.56

δU23＝—————＝———————————＝0.035

U310

________________________

U2＝√（U3+△U23）2＋（δu23）2

______________________

＝√（10+0.14）2＋（0.035）2

＝10.14（KV）

U1＝K×U2＝（110/10）×10.14＝111.5（KV）

1、结论：

从上述计算得到六个电压数据分别是106.4KV、114.1KV、112.2KV、109KV、113KV、111.5KV，选取一个最高电压114.1KV和一个最低电压106.4KV就是主变的110KV侧分接头电压调节范围，因此选择110±3×2.5%的分接开关就完全可以满足要求。

2、第五章所用变选择

3、选择原则：

为满足整流操作电源、强迫油循环变压器、无人值班等的需要，装设两台所用变压