110k变电站设计.docx
- 文档编号:9984613
- 上传时间:2023-02-07
- 格式:DOCX
- 页数:34
- 大小:68.38KB
110k变电站设计.docx
《110k变电站设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《110k变电站设计.docx(34页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
110k变电站设计
摘要
变电站是电力系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。
电气主接线是发电厂变电所的主要环节,电气主接线的拟定直接关系着全厂(所)电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
本次设计建设一座110KV降压变电站,首先,根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式,在技术方面和经济方面进行比较,选取灵活的最优接线方式。
其次进行短路电流计算,根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流,从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时,其短路稳态电流和冲击电流的值。
最后,根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择。
本工程初步设计内容包含变电所电气设计,变电所从110KV侧某变电所受电,其负荷分为35KV和10KV两个电压等级。
通过技术和经济比较,采用下列方案:
1.内设两台三绕组变压器,电压等级为121/37.8/11。
2.110KV进线采用内桥接线形式。
3.本工程初步设计内容包括变电所电气设计。
4.35KV和10KV配电装置同样采用单母线分段接线。
关键词:
变电所主变压器短路计算设备选型
SUMMARY
Transformersubstationisanimportantpartofpowersystem.itdirectlyaffectstheentirepowersystemsecurityandeconomicoperationofpowerplantsarelinkedandusersofintermediatelinks,transformationanddistributionofelectricpowerplaysarole.MainElectricalConnectionisthekeyfeaturesofsubstationpowerplants,electricalmainconnectiondirectlyrelatedtotheformulationofthewholeplant(by)thechoiceofelectricalequipment,powerdistributiondevicelayout,relayprotectionandautomaticdeviceidentification,ispartoftheelectricalsubstationthedecisivefactorintheinvestmentsize.
Transformersubstationisanimportantpartofpowersystem.itdirectlyaffectstheentirepowersystemsecurityandeconomicoperationwhichisanintermediatelinksofpowerplantsandusers,playingaroleoftransformationanddistributionofelectricpower.MainElectricalConnectionisthekeyfeaturesofsubstationpowerplants,electricalmainconnectiondirectlyrelatedtotheformulationofthewholeplant,thechoiceofelectricalequipment,powerdistributiondevicelayout,relayprotectionandautomaticdeviceidentification,isthedecisivefactorintheinvestmentsizeoftheelectricalsubstation.
Thedesignoftheconstructionofa110KVsubstationbuck,firstofall,accordingtothemainterminaloftheeconomicandreliableoperationoftherequirementsofaflexiblechoiceofvariousvoltagelevelsofconnectionmode,inthetechnicalaspectsandeconomicaspectsofcomparison,theflexibilitytoselecttheoptimalconnectionmode.
Secondly,tocarryoutshort-circuitcurrentcalculation,accordingtoshort-circuitpointtocalculatethepointsshort-circuittheimpactofsteady-statecurrentandshortcircuitcurrent,calculatedfromthethree-phaseshortcircuittobewhenashortcircuitoccurredintheworkofthebusvoltage,thesteady-statecurrentandtheimpactofshort-circuitcurrentvalue.
Finally,inaccordancewiththevoltagelevelofratedvoltageandmaximumsustainedcurrentequipmentchoice.
Thepreliminarydesignoftheprojectincludeelectricalsubstationdesign,substationfromthesideofa110KVsubstationbyelectricity,theloadisdividedintotwo35KVand10KVvoltage.
ThisengineeringfirststepdesigncontentsincludesthetransformersubstationofelectricDesign.Thenew-etupsaltaYanBeitransformersubstationobtainpowerformDongJiaosubstation(110KV).Therearetwokindsoflocalloadsinthesubstation,.Oneis35KV,theotheris10KV.
Passthetechniquetocomparewiththeeconomy,adoptthefollowingschemenow:
1.Therearetwothree-windingtransformersinthesubstation.Voltagegradeadopt121KV38.5KVand11KV.
2.For110KVmainelectricalconnectionsshalladoptinsidebridgeconnection.
3.The110KVenterstheline2return,Theadoptionbuildstrolleywire.
4.For35KVand10KVmainelectricalconnectionsemploysinglesectionalizedbus.
Keyphrase:
Changetogiveorgetanelectricshock
MaintransformerShortcircuitcalculation
Theequipmentschoosethetype
目录
第一章:
原始资料分析……………………………………………………第5页
第二章:
主变压器的选择…………………………………………………第6页
第三章电气主接线的设计……………………………………………………第8页
第四章:
短路电流的计算……………………………………………………第10页
第五章:
短路电流计算过程…………………………………………………第10页
第六章:
电气设备的选择…………………………………………………第19页
第七章:
参考文献……………………………………………………………第25页
第一章:
原始资料分析
一、原始资料
1、待设110KV变电站从相距30km的110KV某变电站受电。
2、待建110KV盐北变电站年负荷增长率为5%,变电站总负荷考虑五年发展规划。
3、变电所位于某城市,地势平坦,交通便利,空气污染轻微,区平均海拔200米,最高气温40℃,最低气温-18℃,年平均气温14℃,最热月平均最高气温30℃,土壤温度25℃。
4、负荷情况:
电压
负荷
名称
每回最大负荷(KW)
功率因数
回路数
供电方式
线路长度(km)
35KV
乡镇变1
6000
0.9
1
架空
15
乡镇变2
7000
0.92
1
架空
8
汽车厂
4300
0.88
2
架空
7
砖厂
5000
0.85
1
架空
11
10KV
乡区变
1000
0.9
3
架空
5
纺织厂1
700
0.89
1
电缆
3
纺织厂2
800
0.88
2
架空
7
纺织厂3
600
0.88
1
架空
4
加工厂
700
0.9
1
架空
5
材料厂
800
0.9
2
架空
2
二、对原始资料的分析计算
1、35KV侧:
ΣP1=6000+7000+4500*2+4300*2+5000=35600KW
ΣQ1=6000*0.48+7000*0.426+4500*0.62*2+4300*0.54*2+5000*0.62=19186Kvar
2、10KV侧:
ΣP2=1000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*2=9800KW
Q2=1000*3*0.48+700*0.512+800*0.512*2+800*0.54*2+600*0.54+700*0.48+800*0.48*2=4909.6Kvar
ΣP=ΣP1+ΣP2=35600KW+9800KW=45400KW
ΣQ=ΣQ1+ΣQ2=19186+4909.6=24095.6Kvar
所以:
ΣS=(454002+24095.62)1/2=51398KVA
考虑线损、同时系数时的容量:
ΣS2=51398*0.8*1.05=43174.3KVA
第二章:
主变压器的选择
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。
(参考资料:
《电力工程电气设计手册》电器一次部分,第五章:
主变压器选择)
一、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,故主变设为两台。
二、主变容量的确定
1、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。
2、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%。
此变电所是一般性变电所。
由以上规程可知,此变电所单台主变的容量为:
S=ΣS2*0.8=43174.3*0.8=34539.48KVA
所以应选容量为40000KVA的主变压器。
三、主变相数选择
1、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。
2、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。
四、主变绕组数量
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=(35600+9800)*0.8/40000=0.9>0.15
中压侧:
K2=35600*0.8/4000=0.7>0.15
低压侧:
K3=9800*0.8/40000=0.2>0.15
由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。
五、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。
由以上知,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:
IC<=10A;10KV系统;IC<=30A(采用中性点不接地的运行方式)
35KV:
IC=UL/350=35*(15+8+10*2+7*2+11)/350=6.8A<10A
10KV:
IC=10*(5*3+7*2+4+5+7*2)/350+10*(2*2+3)/10=8.2A<30A
所以在本设计中110KV采用中性点直接接地方式
35、10KV采用中性点不接地方式
六、主变的调压方式
《电力工程电气设计手册》(电器一次部分)第五章第三节规定:
调压方式变压器的电压调整是用分解开关切换变压器的分接头,从而改变变压器比来实现的。
切换方式有两种:
不带电切换,称为无励磁调压,调压范围通常在+5%以内,另一种是带负荷切换,称为有栽调压,调压范围可达到+30%。
对于110KV及以下的变压器,以考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压。
由以上知,此变电所的主变压器采用有载调压方式。
七、变压器冷却方式选择
参考《电力工程电气设计手册》(电器一次部分)第五章第四节可知:
主变一般的冷却方式有:
自然风冷却;强迫有循环风冷却;强迫油循环水冷却;强迫、导向油循环冷却。
小容量变压器一般采用自然风冷却。
大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却方式。
故此变电所中的主变采用强迫油循环风冷却方式。
附:
主变型号的表示方法:
第一段:
汉语拼音组合表示变压器型号及材料
第一部分:
相数S----三相;D------单相
第二部分:
冷却方式J----油浸自冷;F----油浸风冷;
S----油浸水冷;G----干式;N----氮气冷却;
FP----强迫油循环风冷却;SP----强迫油循环水冷却
本设计中主变的型号是:
SFPSL—40000/110
第三章电气主接线的设计
一、选择原则
电气主接线得设计原则,应根据变电所在电力系统中得地位,负荷性质,出线回路数,设备特点,周围环境及变电所得规划容量等条件和具体情况,并满足供电可靠性,运行灵活,操作方便,节约投资和便于扩建等要求。
具体如下:
变电所的高压侧接线,根据技术设计规程应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式。
1、在35kV配电装置中,当线路为3回及以上时,根据规程一般采用单母线或单母线分段接线。
2、在10kV配电装置中,当线路在6回及以上时,根据规程一般采用单母线分段接线方式。
3、如果线路不允许停电检修,则应增设相应的旁路设施。
二、110KV主接线设计
1、方案选择
方案一:
线路-变压器单元接线
方案二:
单母线接线
方案三:
单母线分段接线
方案四:
内桥接线
2、技术比较
方案
线-变单元接线
单母线接线
单母分段接线
内桥接线
优点
接线简单;安装2台开关,开关使用量最少,节省投资
接线简单、清晰,操作方便。
接线简单、清晰,操作方便。
可靠性、灵活性较高。
接线简单、清晰,使用开关量相对较少。
具有一定的可靠性和灵活性。
缺点
串联回路任意设备故障或检修,整个单元停电。
可靠性差。
可靠性、灵活性差。
安装5台开关,开关使用量最多,投资较大。
不适用于主变经常投切的情况。
外桥接线的特点与内桥接线相反,连接桥断路器在线路侧,其他两台断路器在变压器回路中,线路故障和进行投入和切除操作时,操作较复杂,且影响一台正常运行的变压器。
所以外桥接线用于输电线路短,检修和倒闸操作以及设备故障几率均较小,而变压器需要经常切换或电网有穿越功率经过的变电所。
分析盐北变电所可以看出这是一座终端变电所。
110KV只有两回进线,进线输电距离较长。
综合四个要求的考虑,选择内桥接线方式。
三、35k主接线设计
35KV共有5回出线由《电力工程电气设计手册》第二章第二节中的规定可知:
当35—63KV配电装置出线回路数为4—8回,采用单母分段连接,当连接的电源较多,负荷较大时也可采用双母线接线。
由于此变电站负荷不多,连接电源也不多,故35KV可采用单母分段连接也可采用双母线连接。
四、10KV主接线设计
本所10KV出线共10回线路,对于10KV系统,出线回路数在6回及以上时,宜采用单母线分段接线,本变电所10KV用户负荷较轻,负荷性质为一级,二级负荷,宜采用单母线分段接线。
第四章短路电流的计算
一、短路电流计算的目的
在变电所和发电厂的电气设计中,短路电流计算是一个重要环节。
计算的目的是选择主接线,比较各种接线方案:
选择电气设备,校验设备提供依据,为继电保护整定计算提供依据等。
二、计算结果
短路
电压
d(3)
d
(2)
d(1.1)
d
(1)
I″(KA)
ich(KA)
I″(KA)
ich(KA)
I″(KA)
ich(KA)
I″(KA)
ich(KA)
110kv
2.70
6.88
2.335
5.943
2.903
7.388
3.036
7.272
35kv
3.434
8.741
10kv
8.779
22.349
在变电所和发电厂的电气设计中,短路电流计算是一个重要环节。
计算的目的是选择主接线,比较各种接线方案;选择电气设备,校验设备提供依据;为继电保护整定计算提供依据等。
第五章短路电流计算过程
一、三相短路计算
1.计算各阻抗标值
查222KV及三相双绕组电力变压器技术数据
查不到容量为240MVA变压器的参数
查260MVA变压器的技术数据得:
Ud%=14
容量为120MVA的变压器(额定容量为:
12000/12000/6000)的阻抗电压(%):
Ud12%=24.7,Ud23%=8.8,Ud31%=14.7
200MW的发电机的电抗标值:
X1*=Xd″*(Sj/Se)=0.167*〔(100*0.86)/800〕=0.018
4*240MVA的变压器:
X2*=(Ud%/100)*(Sj/Sd)=(14/100)*〔100/(260*4)〕=0.0135
75Km线路:
X3*=X0L*(Sj/U2p)=0.4*75*(100/2302)=0.057
80Km线路:
X4*=X0L*(Sj/U2p)=0.4*80*(100/2302)=0.06
容量为1000MVA的发电机
X5*=Xd″*(Sj/Se)=0.04*(100/1000)=0.004
2*120MVA的变压器:
Ud1%=1/2(Ud12%+Ud31%-Ud23%)=1/2(24.7+14.7-8.8)=15.3
Ud2%=1/2(Ud12%+Ud23%-Ud31%)=1/2(24.7+8.8-14.7)=9.4
Ud3%=1/2(Ud23%+Ud31%-Ud12%)=1/2(8.8+14.7-24.7)=-0.6≈0
∴X6*=X7*=(Ud1%/100)*(Sj/SB)=(15.3/100)*(100/120)=0.1275
X8*=X9*=(Ud2%/100)*(Sj/SB)=(9.4/100)*(100/120)=0.078
30km线路:
X10*=X11*=X0L*(Sj/U2p)=0.4*30*(100/1152)=0.091
SFPSL-40000/110的技术参数:
Ud12%=10.5,Ud23%=17.5,Ud31%=6.5
Ud1%=1/2(Ud12%+Ud31%-Ud23%)=1/2(10.5+17.5-6.5)=10.75
Ud2%=1/2(Ud12%+Ud23%-Ud31%)=1/2(10.5+6.5-17.5)=-0.25≈0
Ud3%=1/2(Ud23%+Ud31%-Ud12%)=1/2(17.5+6.5-10.5)=6.75
∴X12*=(Ud1%/100)*(Sj/SB)=(10.75/100)*(100/40)=0.269
X14*=(Ud3%/100)*(Sj/SB)=(6.75/100)*(100/40)=0.169X13*=0
等值电路图:
5/0.004
图1
图2
简化得图2(如上)
其中:
X15*=X4*+X5*=0.06+0.004=0.064
X16*=X1*+X2*+X3*=0.057+0.0135+0.018=0.0885
X17
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 110 变电站 设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)