110kV变电站设计计算书.docx
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110kV变电站设计计算书
计算书
第一章负荷资料的统计分析………………………………………………2
第二章短路电流的计算……………………………………………………4
第一节最大运行方式下的短路电流计算…………………………………4
第二节最小运行方式下的短路电流计算…………………………………10
第三章主要电气设备的选择及校验………………………………………18
第一节设备的选择…………………………………………………………18
第二节隔离开关的选择……………………………………………………20
第三节导线的选择…………………………………………………………22
第四节互感器的选择………………………………………………………24
第四章布置形式……………………………………………………………26
第一章负荷资料的统计分析
一、10KV侧供电负荷统计
S10=(1.6+1.4+2.6+0.5+2.2+1.02+1.2+4.00)×1.05×0.9/0.85=16142.82KVA
二、35KV侧供电负荷统计
S35=(5+6+5+6)×1.05×0.9/0.85=24458.82KVA
三、所用电负荷统计
计算负荷可按照下列公式近似计算:
所用电计算负荷S=照明用电+生活区用电+其余经常的或连续的负荷之和×0.85(KVA)
根据任务书给出的所用负荷计算:
S所用=(3.24+3.24+4.5+2.7+1.1+2.5+9.7+10+20+4.5+5+10.6)×0.85/0.85=77.08KVA
四、110KV供电负荷统计
S110=(S10+S35+S所用)×1.05
=(16142.82+24458.82+77.08)×1.05=42712.66KVA
五、主变压器的选择
经计算待设计变电所的负荷为42712.66KVA。
单台主变容量为
Se=∑P*0.6=42712.66*0.6=25627.59KVA
六、主变型式确定
选用传递功率比例100/100/50
35KV侧输送功率为
31500×0.8=25200KW≥31796.5×0.8×0.5×1.15=14626.39KW
经比较合理
10KV侧输送功率为
31500×0.8×0.5=12600KW≥18677.6×0.8×0.5×1.15=8591.7KW
经比较合理
因此,三绕组变压器选用传递功率比例100/100/50
SFS7-31500/110三绕组变压器参数:
额定容量:
31500KVA
额定电压:
110±2×2.5%/38.5±2×2.5%/11KV
连接组别:
YN,yn0,d11
空载损耗:
46kW 短路损耗:
175kW
空载电流:
1.0%
阻抗电压:
Uk1-3%=17Uk2-3%=6Uk1-2%=10.5
七、经济比较
计算综合投资Z:
Z=Z0(1+a/100)=1.9Z0(万元)
计算年运行费用U:
U=a*△A*10+U1+U2=2△A+0.08Z(万元)
式中:
U1——小修、维护费,一般为(0.022-0.042)本次设计取0.022Z(变电工程)
U2——折旧费,一般为(0.005-0.058)Z,本次设计取0.058Z。
(变电工程)
a——电能电价,由各省市实际电价确定。
本次设计取0.20元/KW·h
△A——变压器年电能损失总值(KW·h)
第二章短路电流的计算
(运行方式:
根据系统运行方式,110KV电站不是电压枢纽点,没有特殊调压要求;另外,有部分系统功率由110KV电网经过变电站送到35KV变电站。
设系统的最大运行方式为:
电厂机组满发,各电源短路容量为最大;系统的最小运行方式为:
电厂容量不变,其余2个电源的最小短路容量为最大短路容量的75%。
)
一、最大运行方式下的短路电流计算
1、选取基准功率Sj=100MVA;基准电压Uj=Up
计算各元件参数的标么值:
(1)110KV系统变电所及进线
X1*=1/(Sx/SB)+X0LSB/Uav2=100/533+0.4×9×100/1152=0.215Sx=533MVA
等值电路:
(2)110KV火电厂及进线
发电机阻抗计算:
XG1*=SBXG%/100SN=0.11*100*0.85/25=0.374
XG2*=XG3*=SBXG%/100SN=0.15×100×0.85/12=1.063
变压器阻抗计算:
XT1*=SBUd%/100SN=10.5/31.5=0.333
已知T2,T3参数:
Ud1-2%=10.5,Ud1-3%=17,Ud2-3%=6,则
Ud1%=1/2(Ud1-2%+Ud1-3%-Ud2-3%)=10.75
Ud2%=1/2(Ud1-2%+Ud2-3%-Ud1-3%)=-0.25
Ud3%=1/2(Ud1-3%+Ud2-3%-Ud1-2%)=6.25
X1T1=X2T1=SBUk1%/100SN=10.75/31.5=0.341
X1T2=X2T2=SBUk2%/100SN=-0.25/31.5=-0.008
X1T3=X2T3=SBUk3%/100SN=6.25/31.5=0.198
则XT2*=XT3*=0.341+(-0.008)=0.333
14KM线路阻抗计算:
X*=X1L1SB/Uav2=0.4×14×100/1152=0.042
等值电路:
简化后的等值电路:
X2*=0.707//1.396//1.396+0.042=0.393
(3)35KV变电站及进线
X3*=1/(S1/SB)+X0LSB/Uav2=100/300+0.4×5×100/372=0.479
Sx=300MVA
等值电路:
(4)所选出的SFS7-31500/110型变压器阻抗计算:
变压器参数:
U1—2%=10.5;U1—3%=17;U2—3%=6
Ud1%=1/2(Ud1-2%+Ud1-3%-Ud2-3%)=10.75
Ud2%=1/2(Ud1-2%+Ud2-3%-Ud1-3%)=-0.25≈0
Ud3%=1/2(Ud1-3%+Ud2-3%-Ud1-2%)=6.25
X4*=Ud1%/100×Sj/Sn=10.75/100×100/63=0.171
X5*=0
X6*=Ud3%/100×Sj/Sn=6.25/100×100/63=0.099
两台变压器并联的等值电路:
(5)短路电流计算等值电路图及短路点选择:
d1点短路电流计算:
110KV基准电流:
Ij=Sj/√3Uj=100/1.732×115=0.502KA
a.110KV变电站侧提供的电流:
I(3)dz*=1/X1*=1/0.215=4.651KA
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=4.651×0.502=2.335KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×2.335=5.954KA
电流最大有效值:
Ich=1.51×I(3)dz=1.51×2.335=3.526KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=4.651×100=465.1MVA
b.110KV火电厂侧提供的电流:
I(3)dz*=1/X1*=1/0.393=2.545
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=2.545×0.502=1.277KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×1.277=3.256KA
电流最大有效值:
Ich=1.52×I(3)dz=1.52×1.277=1.941KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=2.545×100=254.5MVA
c.35KV变提供的电流:
I(3)dz*=1/(X3*+X4*+X5*)=1/(0.479+0+0.171)=1.538
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=1.538×0.502=0.772KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×0.772=1.969KA
电流最大有效值:
Ich=1.51×I(3)dz=1.51×0.772=1.166KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=1.538×100=153.8MVA
(6)、d2点短路电流计算:
35KV基准电流:
Ij=Sj/1.732Uj=100/1.732×36.75=1.571KA
a.110KV变电站侧提供的电流:
I(3)dz*=1/(X1*+X4*+X5*)=1/0.386=2.591
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=1.571×2.591=4.070KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×4.070=10.379KA
电流最大有效值:
Ich=1.51×I(3)dz=1.51×4.070=6.146KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=2.591×100=259.1MVA
b.110KV火电厂侧提供的电流:
I(3)dz*=1/(X2*+X4*+X5*)=1/0.564=1.773
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=1.773×1.571=2.785KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×2.785=7.102KA
电流最大有效值:
Ich=1.52×I(3)dz=1.52×2.785=4.233KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=1.773×100=177.3MVA
c.35KV变提供的电流:
I(3)dz*=1/X3*=1/0.479=2.088
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=2.088×1.571=3.280KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×3.280=8.364KA
电流最大有效值:
Ich=1.51×I(3)dz=1.51×3.280=4.953KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=2.088×100=208.8MVA
(7)、d3点短路电流计算:
10KV基准电流:
Ij=Sj/1.732Uj=100/1.732×10.5=5.499KA
a.110KV变电站侧提供的电流:
I(3)dz*=1/(X1*+X4*+X6*)=1/0.485=2.062
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=2.062×5.499=11.339KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×11.339=28.914KA
电流最大有效值:
Ich=1.51×I(3)dz=1.51×11.339=17.122KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=2.062×100=206.2MVA
b.110KV火电厂侧提供的电流:
I(3)dz*=1/(X2*+X4*+X6*)
=1/0.663=1.508
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=1.508×5.499=8.292KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×8.292=21.145KA
电流最大有效值:
Ich=1.52×I(3)dz=1.52×8.292=9.467KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=1.508×100=150.8MVA
c.35KV变提供的电流:
I(3)dz*=1/(X3*+X6*)=1/0.578=1.730
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=1.730×5.499=9.513KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×9.513=24.258KA
电流最大有效值:
Ich=1.51×I(3)dz=1.51×9.513=14.365KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=1.730×100=173MVA
计算参数表
短路点
名称
110KV变电所
110KV火电厂
35KV变电所
短路电流KA
冲击电流KA
全电流KA
短路容量MVA
短路电流KA
冲击电流KA
全电流KA
短路容量MVA
短路电流KA
冲击电流KA
全电流KA
短路容量MVA
d1
110KV母线
2.335
5.954
3.526
465.1
1.277
3.256
1.941
254.5
0.772
1.969
1.166
153.8
d2
35KV母线
4.070
10.379
6.146
259.1
2.785
7.102
4.233
177.3
3.280
8.364
4.953
208.8
d3
10KV母线
11.339
28.914
17.122
206.2
8.292
21.145
9.467
150.8
9.513
24.258
14.365
173
二、最小运行方式下的短路电流计算
1、选取基准功率Sj=100MVA;基准电压Uj=Up
计算各元件参数的标么值:
(1)110KV变电站及进线
X1*=1/(Sx/SB)+X0LSB/Uav2=100/(533×0.75)+0.4×9×100/1152=0.277Sx=533×0.75=399.75MVA
等值电路:
(2)110KV火电厂及进线
发电机阻抗计算:
XG1*=SBXG%/100SN=0.11*100*0.85/25=0.374
XG2*=XG3*=SBXG%/100SN=0.15×100×0.85/12=1.063
变压器阻抗计算:
XT1*=SBUd%/100SN=10.5/31.5=0.333
已知T2,T3参数:
Ud1-2%=10.5,Ud1-3%=17,Ud2-3%=6,则
Ud1%=1/2(Ud1-2%+Ud1-3%-Ud2-3%)=10.75
Ud2%=1/2(Ud1-2%+Ud2-3%-Ud1-3%)=-0.25
Ud3%=1/2(Ud1-3%+Ud2-3%-Ud1-2%)=6.25
X1T1=X2T1=SBUk1%/100SN=10.75/31.5=0.341
X1T2=X2T2=SBUk2%/100SN=-0.25/31.5=-0.008
X1T3=X2T3=SBUk3%/100SN=6.25/31.5=0.198
则XT2*=XT3*=0.341+(-0.008)=0.333
14KM线路阻抗计算:
X*=X1L1SB/Uav2=0.4×14×100/1152=0.042
等值电路:
简化后的等值电路:
X2*=0.707//1.396//1.396+0.042=0.393
(3)35KV变电站及进线
X3*=1/(S1/SB)+X0LSB/Uav2=100/(300×0.75)+0.4×5×100/372=0.590
Sx=225MVA
等值电路:
(4)所选出的SFS7-31500/110型变压器阻抗计算:
变压器参数:
U1—2%=10.5;U1—3%=17;U2—3%=6
Ud1%=1/2(Ud1-2%+Ud1-3%-Ud2-3%)=10.75
Ud2%=1/2(Ud1-2%+Ud2-3%-Ud1-3%)=-0.25≈0
Ud3%=1/2(Ud1-3%+Ud2-3%-Ud1-2%)=6.25
X4*=Ud1%/100×Sj/Sn=10.75/100×100/63=0.171
X5*=0
X6*=Ud3%/100×Sj/Sn=6.25/100×100/63=0.099
两台变压器并联的等值电路:
(5)短路电流计算等值电路图及短路点选择:
d1点短路电流计算:
110KV基准电流:
Ij=Sj/√3Uj=100/1.732×115=0.502KA
a.110KV变电站侧提供的电流:
I(3)dz*=1/X1*=1/0.277=3.610KA
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=3.610×0.502=1.812KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×1.812=4.621KA
电流最大有效值:
Ich=1.51×I(3)dz=1.51×1.812=2.736KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=3.610×100=361MVA
b.110KV火电厂侧提供的电流:
I(3)dz*=1/X2*=1/0.393=2.545
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=2.545×0.502=1.277KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×1.277=3.256KA
电流最大有效值:
Ich=1.52×I(3)dz=1.52×1.277=1.941KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=2.545×100=254.5MVA
c.35KV变提供的电流:
I(3)dz*=1/(X3*+X4*+X5*)=1/(0.590+0+0.171)=1.314
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=1.314×0.502=0.660KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×0.660=1.683KA
电流最大有效值:
Ich=1.51×I(3)dz=1.51×0.660=0.997KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=1.314×100=131.4MVA
(6)、d2点短路电流计算:
35KV基准电流:
Ij=Sj/1.732Uj=100/1.732×36.75=1.571KA
a.110KV变电站侧提供的电流:
I(3)dz*=1/(X1*+X4*+X5*)=1/0.448=2.232
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=1.571×2.232=3.506KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×3.506=8.940KA
电流最大有效值:
Ich=1.51×I(3)dz=1.51×3.506=5.294KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=2.232×100=223.2MVA
b.110KV火电厂侧提供的电流:
I(3)dz*=1/(X2*+X4*+X5*)=1/0.564=1.773
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=1.773×1.571=2.785KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×2.785=7.102KA
电流最大有效值:
Ich=1.52×I(3)dz=1.52×2.785=4.233KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=1.773×100=177.3MVA
c.35KV变提供的电流:
I(3)dz*=1/X3*=1/0.590=1.695
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=1.695×1.571=2.663KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×2.663=6.791KA
电流最大有效值:
Ich=1.51×I(3)dz=1.51×2.663=4.021KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=1.695×100=169.5MVA
(7)、d3点短路电流计算:
10KV基准电流:
Ij=Sj/1.732Uj=100/1.732×10.5=5.499KA
a.110KV变电站侧提供的电流:
I(3)dz*=1/(X1*+X4*+X6*)=1/0.547=1.828
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=1.828×5.499=10.052KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×10.052=25.633KA
电流最大有效值:
Ich=1.51×I(3)dz=1.51×10.052=15.179KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=1.828×100=182.8MVA
b.110KV火电厂侧提供的电流:
I(3)dz*=1/(X2*+X4*+X6*)
=1/0.663=1.508
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=1.508×5.499=8.292KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×8.292=21.145KA
电流最大有效值:
Ich=1.52×I(3)dz=1.52×8.292=9.467KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=1.508×100=150.8MVA
c.35KV变电站提供的电流:
I(3)dz*=1/(X3*+X6*)=1/0.689=1.451
短路电流的有名值:
I(3)dz=I(3)dz*·Ij=1.451×5.499=7.979KA
Kch取1.8
冲击电流:
I(3)ch=2.55I(3)dz=2.55×7.979=20.346KA
电流最大有效值:
Ich=1.51×I(3)dz=1.51×7.979=12.048KA
短路容量:
S(3)d=I(3)dz*Sj=1.451×100=145.1MVA
计算参数表
短路点
名称
110KV变
110KV火电厂
35KV变
短路电流KA
冲击电流KA
全电流KA
短路容量MVA
短路电流KA
冲击电流KA
全电流KA
短路容量MVA
短路电流KA
冲击电流KA
全电流KA
短路容量MVA
d1
110KV母线
1.812
4.621
2.736
361
1.277
3.256
1.941
254.5
0.660
1.683
0.997
131.4
d2
35KV母线
3.506
8.940
5.294
223.2
2.785
7.102
4.233
177.3
2.663
6.791
4.021
169.5
d3
10KV母线
10.052
25.633
15.179
182.8
8.292
21.145
9.467
150.8
7.979
20.346
12.048
145.1
第三章 主要电气设备的选择及校验
一、设备的选择
1、断路器的选择
(一)110kV侧断路器的选择
(1)、该回路为110kV电压等级,故可选用六氟化硫断路器。
(2)、
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- 110 kV 变电站 设计 计算
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