本科毕业设计110kv变电站设计.docx

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本科毕业设计110kv变电站设计

110KV变电站设计毕业设计

摘要

电力工业是国民经济的重要部门之一，它是负责把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能的产业。

它即为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供不可少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。

电力是工业的先行。

电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。

本次设计任务为110KV变电站电气一次初步设计。

其内容包括设计原始资料，主变的选择，电气主接线的选择，短路电流的计算，电气设备的选择，配电装置的结构型式，站用电源的选择，防雷保护，接地装置的说明，无功补偿。

关键词：

变电站；负荷；主变；主接线；短路电流

Abstract

Thepowerindustryisanimportantsectorofthenationaleconomy,whichisresponsiblefortheenergyprovidedbynatureforpeopletobedirectlyconvertedintoelectricalenergyusedintheindustry.Itisthemodernindustry,modernagriculture,modernscienceandtechnologyandtoprovideessentialmoderndefenseforce,again,andthedailylivesofthemassesiscloselyrelated.Electricityistheindustry'sfirst.Developmentofpowerindustrymusttakeprecedenceoverotherindustrialsectors,theentirenationaleconomycancontinuetomoveforward.

Thisdesigntaskfor110KVsubstationelectricalapreliminarydesign.Itscontentincludestheoriginaldesigndata,themainchoiceofchange,themainelectricalwiring,short-circuitcurrentcalculation,electricalequipmentchoice,structureofpowerdistributiondevice,stationselectionofpowersupply,lightningprotection,groundingdevice,nopowercompensation.

Keywords:

substation;load;transformer;mainconnection;shortcircuitcurrent

第一章原始资料

1.1环境条件

（1）变电站地处坡地

（2）土壤电阻率ρ=1.79*10000Ω/cm2

（3）温度最高平均气温+33℃，年最高气温40℃，土壤温度+15℃

（4）海拔1500m

（5）污染程度：

轻级

（6）年雷暴日数：

40日/年

1.2电力系统情况

（1）系统供电到110kV母线上，35KV、10kV侧无电源，系统阻抗归算到110kV侧母线上UB=UavSB=110MVA系统110kV侧参数X110max=0.0765，X110min=0.162

（2）110kV最终两回进线四回出线，每回负荷为45MVA，本期工程两回进线，两回出线。

（3）35kV侧最终四回出线，全部本期完成，其中两回为双回路供杆输电Tmax=4500h，负荷同时率为0.85

（4）10kV出线最终10回，本期8回Tmax=4500h，负荷同时率0.85，最小负荷为最大负荷的70%，备用回路3MW，6MW，cosφ=0.85计算

（5）负荷增长率为2%

电压

等级

回路

名称

近期最大负荷（MW）

功率因数

cosφ

回路数

线路长度

（km）

供电方式

35KV

1#

12

0.85

1

25

双回共杆

2#

10

0.85

1

25

双回共杆

3#

20

0.85

1

23

单回架空

4#

10

0.85

1

19

单回架空

10KV

1＃

3

0.85

1

5

架空

2＃

4

0.85

1

4

架空

3＃

2

0.80

1

6

架空

4＃

3

0.80

1

5

电缆

5＃

3

0.85

1

3

电缆

6＃

2

0.80

1

7

电缆

7＃

4

0.80

1

6

电缆

8＃

2

0.85

1

8

电缆

第二章主变压器的选择

2.1负荷分析

2.1.1负荷分类及定义

一级负荷：

中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。

一级负荷要求有两个独立电源供电。

二级负荷：

中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。

二级负荷应由两回线供电。

但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。

三级负荷：

不属于一级和二级的一般电力负荷。

三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。

2.1.235KV及10KV各侧负荷的大小

35KV侧：

ΣP1=12+10+20+10=52MW

ΣQ1=12×0.62+10×0.62+20×0.62+10×0.62=32.24MVar

ΣS1=（522+32.242）1/2=61.18MVA

10KV侧：

ΣP2=3+4+2+3+3+2+4+2+3+6=32MW

ΣQ2=3×0.62+4×0.62+2×0.75+3×0.75+3×0.62+2×0.75+4×0.75+2×0.62+3×0.62+6×0.62=21.27MVar

ΣS2=（322+21.272）1/2=38.42MVA

ΣP=52+32=84MW，ΣQ=32.24+21.27=53.51MVar

ΣS=（842+53.512）1/2=99.60MVA

考虑同时系数时的容量：

ΣS＇=99.60×0.85=84.66MVA

考虑到2%的负荷增长率时的容量：

ΣS＇＇=84.66×1.02=86.353MVA

2.2主变台数的确定

对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。

此设计中的变电所符合此情况，因此选择2台变压器即可满足负荷的要求。

2.3主变容量的确定

主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年负荷发展。

对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。

根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。

对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在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；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70％-80％。

有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为：

S=ΣS＇＇×0.7=86.353×0.7=60.447MVA

所以应选容量为63MVA的主变压器

2.4主变相数选择

主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。

当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。

社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。

2.5主变绕组数选择

在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15％以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。

根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：

高压侧：

K1=（52+32）×0.8/63=1.07>0.15

中压侧：

K2=52×0.8/63=0.66>0.15

低压侧：

K3=32×0.8/63=0.41>0.15

由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。

2.6主变绕组连接方式

变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。

电力系统采用的绕组连接方式只有y和△，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。

我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用变压器绕组都采Y0连接；35KV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线接地。

35KV及以下电压，变压器绕组都采用△连接。

有以上知，此变电站110KV侧采用Y0接线

35KV侧采用Y连接，10KV侧采用△接线

主变中性点的接地方式：

选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。

它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。

主要接地方式有：

中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。

电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。

电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。

35KV系统，IC<=10A；10KV系统；IC<=30A（采用中性点不接地的运行方式）

所以在本设计中110KV采用中性点直接接地方式

本设计中主变的型号是：

SFSZ7—63000/110

选择的主变压器技术数据如下：

型号

SFSZ7—63000/110

容量

63MVA

容量比

63/63/63

阻抗电压

高—压

110±8×1.25%　

中—压

38.5±2×2.5%

低—压

10.5

联结组标号

YN，yn0,d11

损耗

空载

84.7KW

负载

300KW

空载电流

1.2%

阻抗电压

高-中

17%

高-低

10.5%

中-低

6.5%

2.7所用变选择

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，装设两台所用变压器，所用电容量得确定，一般考虑所用负荷为变电所总负荷的0.5%~1%,这里取变电所总负荷的1%计算。

S＝1%×630000KVA＝6300KVA。

2、根据选择原则，选出110KV变电所两台所用变型号分别为

S9-6300/10两绕组变压器额定电压：

10/0.4接线方式：

Y/Y0-12

两台所用变分别接于10kV母线的Ⅰ段和Ⅱ段，互为暗备用，平时半载运行，当一台故障时，另一台能够承但变电所的全部负荷。

第三章电气主接线的选择

3.1电气主接线概述

发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也成主电路。

它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。

它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。

所以电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。

3.1.1在选择电气主接线时的设计依据

（1）发电厂、变电所所在电力系统中的地位和