110kV变电站设计 毕业设计.doc
《110kV变电站设计 毕业设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《110kV变电站设计 毕业设计.doc(51页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、- 3 - 3 目 录 前言 第1章 毕业设计任务书 1 1.1.设计题目 .1 1.2.所址概况 .1 1.3.负荷资料: .1 1.4.毕业设计的任务: .1 1.5.毕业设计的成果要求: .2 第2章 主变压器的选择 3 2.1.负荷计算 .3 2.2.变压器台数的确定 .3 2.3.主变容量的确定 .4 2.4.主变相数的选择 .4 2.5.主变绕组数量 .4 2.6.主变型号的选择 .5 2.7.连接组别的选择 .5 2.8.变压器冷却方式选择 .5 第3章 电气主接线的选择 7 3.1.电气主接线的基本要求 .7 3.2.主接线的接线方式选择 .7 3.2.1 110kV侧主接线选
2、择方案 9 3.2.2 35kV侧主接线方案选择 10 3.2.3 10kV侧主接线方案选择 11 3.2.4 变电站主接线图 11 第4章 短路电流计算 13 4.1 .概述 13 4.2.短路计算的目的及假设 .13 4.2.1.短路计算的目的 13 4.2.2.短路电流计算的一般规定 13 4.2.3.短路计算基本假设 14 4.2.4.基准值的选取 14 4.2.5.短路电流计算的步骤 14 4.3.三相短路的计算 .16 4.3.1母联断开和闭合时110kV侧的情况是一样的 16 4.3.2 35kV侧 17 4.3.3 10kV侧 19 4.3.4结论 .20 - 4 - 4 第5
3、章 电气设备选择 21 5.1.概述 .21 5.1.1.一般原则 21 5.1.2.技术条件 21 5.2.断路器的选择 .22 5.2.1 对断路器的基本要求 .22 5.2.2 断路器选择 .22 5.3.隔离开关的选择 .27 5.3.1隔离开关的作用 .27 5.3.2 隔离开关的选择 27 5.4.互感器的选择 .31 5.4.1. 互感器的概述 .31 5.4.2. 电流互感器选择 .31 5.5母线的选择 36 5.6. 电缆的选择 38 第六章 保护 .41 6.1. 继电保护配置规划 41 6.1.1.变压器的继电保护: 41 6.1.2.主变压器保护: 41 6.2. 防
4、雷保护及其配置 42 6.2.2.主接地网 44 6.6.3.主变中性点放电间隙保护 44 主要参考文献、资料: 46 致谢 47 附录1 .48 - 1 - 1 第1章 毕业设计任务书 1.1.设计题目 某110kV降压变电站电气部分初步设计 1.2.所址概况 110kV 变电站坐落在一个工业园,有2回线与系统相连,变电站与系统的架空线长度50 km,系统最大方式容量为3000MVA,相应的系统电抗为0.46,系统最小方式容量 为2500MVA,系统电抗为0.4(以系统容量及电压为基准的标幺值)。 变电站地址条件较好,地势较为平坦,属于5级地震区,冻土层深1.8m,复 冰厚度10mm,最大风
5、速25m/s,年平均温度5,最高气温38,最低气温 1。 1.3.负荷资料: 表1-1 35kV负荷情况表 用户名 容量(MVA) 负荷性质 距离(km) 水泥厂 10 2 15 化肥厂 10 2 10 机械厂 10 1 12 钢铁厂 5 1 12 表1-2 10kV负荷情况表 用户 容量(MV A) 负荷性质 线路类型 距离(km ) 自来水厂 5 1 架空 2 糖厂 3.5 2 架空 2 医院 1.0 1 电缆 1.5 纺织厂 3.0 3 架空 2 农机厂 3.0 2 架空 1 造纸厂 1.0 2 架空 2 市政府 2.5 2 电缆 1 1.4.毕业设计的任务: - 2 - 2 1) 进行
6、技术、经济比较,选择电气主接线方案。 2) 选择变压器的台数、容量、型号、参数。 3) 计算短路电流,选择电气设备(断路器、隔离开关、母线、电压互感器、电流 互感器、避雷器)。 4) 变电站主接线图 1张。 1.5.毕业设计的成果要求: 1)变电所电气主接线图1张(A3纸)(包括避雷器、电流互感器、电压 互感器等的配置)。(要求电气CAD出图)。 2)设计说明书一份(包括短路电流计算的过程及等值电路图)。 - 3 - 3 第2章 主变压器的选择 主变压器的选择与变压器的台数、形式、连接组别、电压等级、调压等级 、冷却方式、运输条件以及变电站的容量有关。它的确定除了依据基本原始资 料外,还应根据
7、电力系统510年的发展规划,输送功率大小、馈线回路数、电 压等级及接入系统的紧密程度等因素,进行综合分析和合理选择。根据变电站 所带负荷性质和电网结构来确定主变压器的容量。 在选择主变压器时,要根据原始资料和设计变电站的自身特点,在满足可 靠性的前提下,要考虑到经济性来选择变压器。 选择主变压器的容量,同时要考虑到该变电站的扩建情况来选择主变压器 的台数及容量。 2.1.负荷计算 1、35kV侧负荷统计 一类负荷: MVAS150 二类负荷: 2 2、10kV侧负荷统计 一类负荷: VAS615 二类负荷: M105.23. 三类负荷: 表2-1 负荷统计表 电压等级 一类负荷 (MVA) 二
8、类负荷 (MVA) 三类负荷 (MVA) 35 kV 15 20 0 10 kV 6 10 3 小计 21 30 3 汇总 54 (MVA) - 4 - 4 2.2.变压器台数的确定 1、选择原则 (1)对于只供电给二类,三类负荷的变电站,原则上只装设一台变压器。 (2)对于供电负荷较大的城市变电站或有一类负荷的变电站,应选用两台 相同容量的主变压器。 2、主变压器台数的选择 根据原始资料可知,本次所设的变电站是110kV降压变电站,所设计变电站 的电压等级为三个等级,分别为110kV、35kV、10kV,供电负荷大,一类二类负 荷占大部分,属于有一类负荷的重要变电站。 根据规定选择两台主变时
9、供电可靠性较高,所以选用两台主变压器。 2.3.主变容量的确定 1确定原则:主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择 并适当考虑到远期1020年的负荷发展。 2. 容量确定:根据变电站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站,应考虑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% ,S=54MVA或者用户的一类负荷和二类负荷。由于上述条件限制,所以,两台主 变压器各自承担27MVA,当一台停运时,另一台则承担60%的负荷 ,单台变压器运行也要满足一级和二级负荷的供电MVAS4.325%60 需要,10+10+10+5+5+3.5+1
10、+3+1+2.5=51MVA。故选择两台63MVA的主变压器就可 以满足负荷要求 2.4.主变相数的选择 在330kV及以下的发电厂和变电所中,一般都选用三相式变压器。因为一台 三相式变压器较同容量的3台单相式投资小,占地少,损耗小,同时配电装置结 构比较简单,运行维护比较方便。如果受到制造、运输条件等条件的限制时, 可选用单相变压器组。而我们所设计的变电站,地址条件较好,不存在运输条 件限制问题,故选择三相电力变压器 2.5.主变绕组数量 绕组的形式主要有双绕组和三绕组 规程上规定在选择绕组形式时,一般应优先考虑三绕组变压器,因为一台 三绕组变压器的价格及所用的控制电路和辅助设备,比两台双绕
11、组变压器都较 - 5 - 5 少。 三绕组变压器通常应用下列场合: (1)在发电厂内。除发动机电压外,有两种升高电压与系统连接或向用户 供电。 (2)在具有三种电压等级的降压变电站中,需要向高压中压和低压供电或 高压和中压向低压供电。 (3)在枢纽变电站中,两种不同的电压等级的系统需要相互连接。 (4)在星形星形接线的变压器中,需要一个三角形连接的等三绕组。 本待建变电站具有110kV,35kV,10kV三个电压等级,所以拟用三绕组变压 器。 2.6.主变型号的选择 本待建变压器有一、二类负荷,当调整电压时,需要带负荷调整。所以采 用有载调压变压器,SFSZ9- 63000/110,额定容量6
12、3000kVA,高压121kV,中压38.5kV,低压10.5kV。 表2-2 主变压器型号及相关参数 额定电压(kV) 负载损耗(kW) 阻抗电压(%)变压 器型 号 额容 量VAk 高压 中压 低压 空载 损耗 kW 高 中 高低 中 低 高 中 高 低 中 低 空载 电流 (%) SFSZ9 - 63000 /110 6300 0 110 81. 25% 38.5 2 2. 5% 10.5 51.5 270.0 降压型 高中:10.5 高低:17.5 中低:6.5 0.32 注:该型号变压器为三绕组有载调压变压器,在电网电压波动时,它能在 负荷运行条件下自动或手动调压,保持输出电压的稳定
13、,从而提高供电质量。 2.7.连接组别的选择 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星型和三角型。我国110kV及以上电压,变压器绕组 都采用星型连接;35kV亦采用星型连接,其中性点多通过消弧线圈接地,故本 变电站110kV侧采用星型接线,35kV侧采用星型连接,10kV侧采用三角型接线。 即可确定本110kV降压变电站所选择变压器绕组接线方式为 接线。10ndyY - 6 - 6 2.8.变压器冷却方式选择 (1)自然风冷却。无风扇,仅借助冷却器(又称散热器)热辐射和空气自 然对流,额定容量在10000kVA及以下。 (2)强迫空气冷却。
14、简称风冷式,在冷却器间加装数台电风扇,使油迅速 冷却,额定容量在8000kVA。 (3)强迫油循环风冷却。采用潜油泵强迫油循环,并用风扇对油管进行冷 却,额定容量在40000kVA及以上。 (4)强迫油循环水冷却。采用潜油泵强迫油循环,并用水对油管进行冷却 ,额定容量在120000kVA及以上。由于铜质量不过关,国内已很少应用。 (5)强迫油循环导向冷却。采用潜油泵将油压入线圈之间、线饼之间和铁 芯预先设计好的油道中进行冷却。 (6)水内冷。将纯水注入空心绕组中,借助水的不断循环,将变压器的热 量带走。 根据待设计变电站主变的容量为63000kVA,为使主变的冷却方式既能达到 预期的冷却效果,
15、又简单、经济,所以选用强迫油循环风冷却方式 - 7 - 7 第3章 电气主接线的选择 3.1.电气主接线的基本要求 1、可靠性。安全可靠是电力生产的首要任务,衡量电气主接线运行可靠性 的一般准则: (1)断路器检修时,不宜影响对系统的供电; (2)断路器或者母线故障以及母线检修时,尽量减少停运的回路数和停运 时间并要求保证对一级负荷和大部分二级负荷的供电; (3)尽量避免变电所全部停运。 2、灵活性。投切发电机、变压器、线路断路器的操作要可靠方便,调度灵 活: (1)调度时,应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路。 (2)检修时,可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备进行检修而 不致影
16、响电力系统的运行,和对用户的供电。 (3)扩建时,可以容易地从初期接线过渡到最终接线。 3、 经济性。(1)投资少;(2)占地面积小;(3)电能损耗小;(4)发展性好。 3.2.主接线的接线方式选择 表3-1 主接线常用基本接线方式 接线 方式 优点 缺点 适用范围 单母 线接 线 单母线接线简单、 清晰,采用设备少 ,操作方便,投资 少,便于扩建。 (1)供电可靠性和灵活 性较差,在母线及母线隔 离开关检修或故障时,各 支路都必须停止工作需使 整个配电装置停电;(2 )引出线的断路器检修时 适用于不重要负荷和 中、小容量的水电站 和变电站中。 - 8 - 8 ,该支路要停止供电。 单母 线分
17、 段接 线 (1)当母线发生故 障时,仅故障母线 段停止工作,另一 段母线仍继续工作 。(2)两段母线可 看成是两个独立的 电源,提高供电可 靠性,可对重要用 户供电。 (1)当一段母线故障或 检修时,必须断开接在该 段母线上的所有支路,使 之停止工作。(2)任一 支路断路器检修时,该支 路必须停止工作。(3) 当出线为双回路时,常使 架空线路出线交叉跨越, 扩建时需向两个方向均衡 扩建。 (1) 610kV,每段母线容 量不超过25MW;35kV 配电装置的出线回路 数为48回为宜。(2 )110kV配电装置的出 线回路数为小于8回。 单母 线分 段带 旁路 母线 接线 与单母线分段相比 ,
18、唯一的好处是出 线断路器故障或检 修时可以用旁路断 路器代路送电,使 线路不停电。 (1)增加了配电装置的 设备,增加了占地,也增 加了工程投资。(2)旁 路断路器代替个回路断路 器的倒闸操作复杂,容易 产生误操作,酿成事故。 (3)保护及二次回路接 线复杂。 (1)用于出线不多,容 量不大的中、小型发 电厂;(2)35110kV 变电站;(3)主要用 于电压为610kV出线 较多的而且对重要负 荷供电的装置中。 双母 线接 线 (1)可靠性高。 (2)灵活性好。 (3)扩建方便。 (1)检修出线断路器时 该支路仍然会停电。 (2)设备较多、配电装 置复杂,运行中需要用隔 离开关切换电路,容易
19、引 起误操作;同时投资和占 地面积较大。 (1)电压为610kV 短路容量大、有出线 电抗器的装置。(2) 电压为3560kV出线 超过8回或电源较多、 负荷较大的装置。(3 )电压为110kV220k V出线为5回及以上或 者在系统中居重要位 置出线为4回及以上的 装置。 - 9 - 9 双母 线分 段接 线 具有更高的可靠性 和更大的灵活性。 增加母联断路器和分段断 路器数量,配电装置投资 较大。 (1)电压为220kV进 出线为1014回的装 置。(2)电压为61 0kV进出线回路数或母 线上电源较多、输出 功率较大、短路电流 较大的装置。 桥形 接线 桥形接线配电装置 的结构比较简单,
20、 造价便宜,运行中 具有一定的可靠性 、灵活性、便于扩 展。 (1)内桥接线正常运行 时变压器操作复杂。同时 ,出现断路器故障或检修 时,造成该回路停电。(2 ) 线路投入与切除时,操作 复杂。 在具有两台主变压器 的双回线路中变电站 中得到广泛应用。 3.2.1 110kV侧主接线选择方案 根据发电厂变电站电气设备中可有:当有两台主变压器和两回线路时 可采用桥式接,桥式接线可分为内桥接线和外桥接线,以后随着发展,过渡到 单母线分段和双母线接线。本变电站110kV侧有两回进线,初步拟定方案为桥式 接线,即有内桥和外桥接线两种方案。 跨 条跨 条 QSQSFF 图3-2 方案1内桥接线 图3-3
21、 方案2 外桥接线 方案1内桥接线特点: (1)线路操作方便。如线路发生故障,仅故障线路的断路器跳闸,其余三回 路可继续工作,并保持相互的联系。 (2)正常运行时变压器操作复杂。 (3)桥回路故障或检修时两个单元之间失去联系;同时,出现断路器故障或 - 10 - 10 检修时,造成该回路停电。为此,在实际接线中可采用设外跨条来提高运行灵 活性。 内桥接线使用于两回进线两回出线且线路较长、故障可能性较大和变压器 不需要经常切换的运行方式的变电站中。 方案2外桥接线特点: (1)变压器操作方便。 (2)线路投入与切除时,操作复杂。如线路检修或故障时,需断开两台断路 器,并使该侧变压器停止运行,需经
22、倒闸操作恢复变压器工作,造成变压器短 时停电。 (3)桥回路故障或检修时全厂分裂为两部分,使两个单元之间失去联系;同 时,出线侧断路器故障或检修时,造成该侧变压器停电。此外,在实际接线中 可采用设内跨条来提高运行灵活性。 外桥接线适用于两回进线两回出线且线路较短故障可能性小和变压器需要 经常切换,而且线路有穿越功率通过的变电站中。 以上两种方案比较:两种方案均具有接线简单清晰、设备少、造价低、易 于发展成为单母线分段或双母线接线,为了节省投资,变电站建设初期,可先 采用桥形接线,并预留位置,随着发展逐步建成单母线分段或双母线接线。结 合原始材料可知待设计变电所有两回进线两回出线,线路为50km
23、属于短距离输 电线路,所以110kV侧采用外桥接线方式。 注:长距离输电线路-线路长度超过300km以上; 中距离输电线路- 线路长度在100km以上,300km以下的架空输电线路和不超过100km的电缆线路; 短距离输电线路-线路长度不超过100km。 3.2.2 35kV侧主接线方案选择 根据实际情况初步拟定三种方案,如下各图所示: L13QS0QFF21S 段 段L15QS253F0641QS2 段 段 L13QS4QF2L4 - 11 - 11 图3-4 依据以上三种接线方式的特点作出主接线方案比较如下表所示: 接线方式 单母线分段接线(方案1) 单母线接线(方案2) 单母分段带旁路接
24、线(方案3) 优、缺点 (1)一段母线故障停止 工作,另一段母线仍 可工作。两段接线可 提高供电可靠性。(2) 当一段母线故障时, 该母线上所有支路必 须断开,停电范围较 大;任一支路断路器 检修时,该支路必须 停电 (1) 单母线接线简单、 清晰,采用设备少 ,操作方便,投资 少,便于扩建。 (2)可靠性和灵活性 较差。在母线和母 线隔离开关检修或 故障时,各支路都 停电,引出线的断 路器检修时,该支 路要停电。 (1)单母线分段相比,唯 一的好处是出线断路器故 障或检修时可以用旁路断 路器代路送电,使线路不 停电。(2)增加了配电装 置的设备,增加了占地, 也增加了工程投资。 (3)旁路断
- 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:
- 110kV变电站设计 毕业设计 110 kV 变电站 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-25806.html