110kV变电所电气一次部分典型方案设计(毕业设计).doc
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1、- 1 - 前言 毕 业 设 计 是 高 等 工 科 学 校 教 学 中 一 个 不 可 缺 少 的 实 践 环 节 , 学 生 通 过 毕 业 设 计 , 旨 在 培 养 学 生 综 合 运 用 所 学 基 本 理 论 和 方 法 解 决 实 际 问 题 的 能 力 , 提 高 学 生 实 际 操 作 的 技 能 以 及 思 维 分 析 能 力 , 使 学 生 能 够 掌 握 文 献 检 索 、 研 究 分 析 问 题 的 基 本 方 法 , 在 毕 业 设 计 的 过 程 中 , 所 学 知 识 得 到 梳 理 和 运 用 , 这 既 是 一 次 检 阅 又 是 一 次 锻 炼 。 本 设
2、 计 课 题 为 110kV 变电所电气一次部分典型方案设计 ,110kV 降压变电所作为供用网络中重要的变电环节,它设计质量的好坏直接关系 到该地区用电的可靠性和地区的经济发展。本次设计根据相关规程规定, 依据安全、可靠、优质、经济、合理等要求,为用户提供一个可靠的供电 的设计方案。 由于时间仓促、水平有限等原因,设计中难免有缪误和不当之处,望 指导、评阅及答辩老师批评指正。 编 者 2011 年 3 月 - 2 - 目 录 前言 任务书 - 1 - 第一章 原始资料分析 - 3 - 第二章 主变的选择 - 4 - 2-1 主变型式的选择原则 - 4 - 2-2 本变电所主变压器的选择 -
3、6 - 第三章 电气主接线设计 - 7 - 3-1 概述 - 7 - 3-2 6110kV 常用的主接线形式 - 9 - 第四章 所用电设计 - 13 - 4-1 变电所所用电设计原则 - 13 - 4-2 本变电所所用电设计 .- 15 - 第五章 短路电流计算 - 17 - 5-1 概述 - 17 - 5-2 网络参数标么值计算 - 20 - 5-3 三相短路电流的计算 - 22 - 第六章 断路器和隔离开关的选择 - 25 - 6-1 概 述 - 25 - 6-2 断路器和隔离开关的选择 - 27 - 第七章 全所互感器配置 - 36 - 7-1 互感器配置原则 - 36 - 7-2 本
4、所互感器的配置 - 37 - 第八章 配电装置 - 39 - 8-1 概 述 - 39 - 8-2 本所配电装置选型 - 41 - 第九章 主变保护的配置 - 42 - 第十章 防雷设计 - 43 - 谢 辞 参考文献 - 1 - 任务书 一、设计课题 110kV 变电所电气一次部分典型方案设计 二、原始资料 1.待建变电所的地位 本变电所为终端变电所,通过两回线路与 110kV 系统相连。 2.电源进线及电力负荷情况 110kV 进线 2 回,距 110kV 系统 50km。 考虑 10 年后负荷的发展,35kV 及 10kV 出线情况如表 1: 表 1 35kV 及 10kV 出线情况 出
5、线回路数 每回最大输送容量(kVA) I、II 类负荷占比 cos Tmax(h) 35kV 6 5000 70% 0.8 4000 10kV 14 1000 70% 0.8 4500 3.系统条件 系统短路容量按 110kV 可选用开断 20kA 短路电流断路器为设定条件。 4.所用负荷统计(见表 2) 表 2 所用负荷统计表 序号 名称 额定容量(kW) 负荷类型 1 通信 4 经常、连续 2 1#、2 #主变通风(备留) 4.4 经常、连续 3 110kV 操动机构 1.5 断续、短时 4 35kV 操动机构 0.825 断续、短时 5 10kV 操动机构 0.825 断续、短时 6 充
6、电整流器 7.5 经常、连续 7 监控电源 1 经常、连续 8 保护电源 1 经常、连续 9 动力电源 15 不经常、断续 10 预留暖通设备 5 经常、连续 11 二次设备室通风 2.46 经常、连续 小计 动力负荷 P1 43.51 1 110kV 加热 1.5 经常、连续 2 35kV 加热 0.9 经常、连续 3 10kV 加热 1.7 经常、连续 小计 加热负荷 P2 4.1 1 35kV 配电装置室照明 4 短时、连续 2 10kV 配电装置室照明 4 短时、连续 3 屋外配电装置照明 6 短时、连续 4 二次设备室照明 3 短时、连续 小计 照明负荷 P3 17 - 2 - 5.
7、所址自然条件 (1)环境温度为:-2040; (2)最热月平均温度:35; (3)设计风速为 35m/s; (4)覆冰厚度为 20mm; (5)海拔高度为1000m; (6)地震烈度为8 度; (7)污秽等级为 2 级; (8)海拔为 900m。 6.其他资料 变电所一次建成。 其他如地形、交通运输、施工条件、环境保护、特殊设施和人防、城乡规划等, 对设计均无限制。 三、设计任务 1.原始资料分析 2.确定变压器台数、型号及参数 3.确定主接线型式 4.所用电设计(包括引接方式、所用变选择及所用电接线) 5.计算短路电流 6.选择并校验各电压等级的断路器、隔离开关 7.配置电流互感器、电压互感
8、器 8.选择各电压等级配电装置型式 9.进行主变继电保护规划设计 10.防雷规划设计 四、设计成果 1.设计说明书 1 份 2.主接线图纸 1 份(1#图纸) 五、参考书目 电力工程电气设计手册(一次部分) 、35110KV 无人值班变电所典型方案设计、 GB 50060-2008 3110kV 高压配电装置设计规范、电力系统课程设计及毕业设计参考 资料、变电所电气部分毕业设计指导及其他有关教材和参考书 六、资料装袋要求 1.档案袋 1 个:封面写清楚班级姓名学号组别毕业设计课题袋内内容 指导老师学期和时间 2.说明书 1 本:装订封面目录前言任务书正文参考文献谢辞(或结 束语)附录 3.图纸
9、 1 张:标准 1#图纸,看图的方向应与标题栏的方向一致,字体采用长仿宋体。 - 3 - 第一章 原始资料分析 一、待建变电所的地位 本变电所为终端变电所,通过两回线路与 110kV 系统相连。 二、待建变电所示意图 三、与系统的连接情况及系统条件 110kV 进线 2 回,距 110kV 系统 50km。 系统短路容量按 110kV 可选用开断 20kA 短路电流断路器为设定条件。 四、负荷计算 35kV 侧: 本侧总负荷:S 35 =66=36MVA 本侧重要负荷:S=S 3570%=3670%=25.2MVA 10kV 侧: 本侧总负荷:S 10 =120.7=8.4MVA 本侧重要负荷
10、:S=S 1070%=8.470%=5.88MVA 所用电: S 所 =0.85P1+P2+P3/cos =0.8543.51+4.1+17/0.6 =69.42kVA 0.07MVA - 4 - 第二章 主变的选择 2-1 主变型式的选择原则 一、变电所主变压器台数的确定 变电所主变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量以及和系统的联系有密 切的关系。 1)对大城市郊区的变电所,在中、低压侧已构成环网的情况下,变电所以装设两台 主变为宜。 2)对于规划只装设两台主变的变电所,其它变压器宜按大于变压器容量的 12 级设 计,以便负荷发展时,更换变压器的容量。 3)对地区性孤立的一次变电所或大
11、型工业专用变电所,可设 3 台主变。 二、变电所主变压器容量的确定 1)变电所主变压器容量,一般应按变电所建成后 510 年规划负荷来选择,并适当考 虑到远期 1020 年的负荷发展。 2)根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑,确定主变压器的容量。 对有重要负荷的变电所,应考虑当一台主变压器停运时,其余变压器容量能满足变电 所最大负荷 Smax 的 6070%(35110kV 变电所为 60%,220500kV 变电所为 70%) ,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,即容量为:MVAnSSN)1/()7.06(max 对一般性变电所,当一台主变压器停运时
12、,其余变压器容量应能满足全部负荷的 70%80%或全部重要负荷(当、类负荷超过上述比例时) ,即容量N)/()8.(max 或 VAnS1 3)同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多,应从全网出发,推行系列化、标 准化 三、主变压器型式的选择 1. 相数的选择 1)330kV 及以下:三相变压器 2)500kV 三相或单相变压器组 2. 绕组数量的选择 在具有三种电压的变电所中,如通过主变压器各侧绕组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设备时,主变压器宜采 用三绕组变压器。 - 5 - 3. 绕组连接方式的选择 110kV:Y 连接 35k
13、V:Y 连接(其中性点多通过消弧线圈接地) 35kV: 连接 4. 主变压器阻抗的选择 1)各侧阻抗值的选择必须从电力系统稳定、潮流方向、无功分配、继电保护、短路电 流、系统内的调压手段和并联运行等方面进行综合考虑。 2)对三绕组的普通型和自耦型变压器,其最大阻抗是放在高、中压侧还是高、低压侧, 必须按上述 1)条原则来确定。 5. 主变压器电压调整方式的选择 对于 110kV 及以下的变压器,宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式。 6. 主变压器的冷却方式的选择 主变压器一般采用的冷却方式有:自然风冷却、强迫油循环风冷却、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
14、自然风冷却,大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却变压 器 7. 主变压器结构型式的选择 有升压型 和降压型 (应根据功率的传输方向来选择其结构型式。 ) - 6 - 2-2 本变电所主变压器的选择 1.台数: 2 台 2.容量: 最大容量 Smax=65000+141000+43.5+4.1+17=44064.6kVA SN=0.7Smax/(2-1)=0.744064.61=30845.227kVA 故主变额定容量选择为 SN=31.5MVA 3.型号: SFSZ7-31500/110 型三相三绕组有载调压自冷变压器 4.参数: SFSZ7-31500/110 变压器的技术参数表: 型号 S
15、FSZ7-31500/110 额定容量(kVA) 31500 额定电压(kV) 11081.25%/38.522.5%/10.5 连接组 YN,yn0,d11 空载损耗(kW) 50.3 短路损耗(kW) 175 空载电流(%) 1.4 阻抗电压(%) 高中:10.5 高低:1718 中低:6.5 总体质量 70.8 价格 厂家 沈阳变 - 7 - 第三章 电气主接线设计 3-1 概述 一、主接线的设计依据 1、负荷的分类 在电力系统中,按重要性的不同将负荷分为三类(或称三级) 。 (1)I 类负荷。即使短时停电也将造成人员伤亡和重大设备损坏的重要负荷为 I 类负 荷。 (2)类负荷。停电将造
16、成减产,使用户蒙受较大的经济损失的的负荷为类负荷。 (3)类负荷。除 I、类负荷以外的其他负荷均为类负荷。 2、系统备用容量大小 (1)系统中需要有一定的发电机装机备用容量。运行备用容量不宜少于 510%,以适 应负荷实增、机组检修和故障停运三种情况。 (2)装有 2 台及以上的主变压器的变电所,其中一台事故断开,其余主变的容量应保 证 60%的全部负荷,在季节过负荷能力后的运行允许时限内,应保证用户的一级和二级 负荷。 系统备用容量的大小将会影响运行方式的的变化。设计主接线时,应充分考虑这个 因数。 二、对主接线的基本要求 主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。 1.可靠性 供电的
17、可靠性是电力生产和分配的首要要求,主接线首先应满足这个要求。 (1)断路器检修时,不宜影响对系统的供电。 (2)断路器或母线故障,以及母线或母线隔离开关检修时,应尽量减少停运出线的 回路数和停运时间,并保证对、类负荷的供电。 (3)尽量避免发电厂或变电所全部停运的可能性。 (4)对装有大型机组的发电厂及超高压变电所,应满足可靠性的特殊要求。 2.灵活性 主接线应满足在调度、检修及扩建的灵活性。 (1)调度灵活,操作方便。应能灵活地投入或切除机组、变压器或线路,灵活地调 配电源和负荷,满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式行下的要求。 (2)检修安全。应能方便停运线路、断路器、母线及继电保护设
18、备,进行安全检修 而不影响系统正常运行及用户供电的要求。 (3)扩建方便。随着电力事业的发展往往需要对已投运的发电厂和变电所进行扩建, 从发电机、变压器直至馈线数均有扩建的可能。 3.经济性 主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。 (1)投资省。主接线应简单清晰,以节省断路器、隔离开关等一次设备的投资;应 适当限制短路电流,以便选择轻型电气设备。 - 8 - (2)年运行费小。年运行费包括电能损耗费、折旧费及大修费、日常小修维护费。 (3)占地面积小。主接线的设计要为配电装置的布置创造条件,以便节约用地和节 省构架、导线、绝缘子及安装费用。 (4)在可能的情况下,应采取一次设计,
19、分期投产,尽快发挥经济效益。 - 9 - 3-2 6110kV 常用的主接线形式 一、拟定可行的主接线方案 方案一: 方案一 图 6-1 说明:10kV 侧、35kV 侧和 10kV 侧均采用单母分段接线。 方案二: 方案二 图 6-2 说明:110kV 侧采用单母分段接线,35kV 侧和 10kV 侧均采用单母分段带旁母接线。 方案三: - 10 - 方案三 图 6-3 说明:110kV 侧采用桥型(内桥)接线,35kV 侧和 10kV 侧均采用单母分段带旁母接线。 方案四: 方案四 图 6-4 说明:110kV 侧采用桥型(内桥)接线,35kV 侧和 10kV 侧均采用单母分段接线。 二、
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- 110 kV 变电所 电气 一次 部分 典型 方案设计 毕业设计
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