110KV降压变电所电气部分设计 (毕业论文).doc
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1、摘 要 110KV降压变电所电气部分设计 随着我国国民经济的快速增长,电能已成为影响我国经济发展的重要因素, 各地都在兴建一系列的供配电设施。变电所是联系发电厂和电能用户的中间环 节,起着变换和分配电能的重要作用。 本次所设计的课题是某 110kV 变电所电气初步设计,该变电所是一个地区 性重要的降压变电所,它主要担任 110kV 及 10kV 两电压等级功率交换,把接受 功率全部送往 10kV 侧线路。 本所位于市中部,所址工程情况良好,处于地区网络枢纽点上,具有 110kV、及 10kV 两个电压等级,110kV 侧以接受功率为主,10kV 主要用于所用 电以及变电站近区负荷。 本次所设计
2、的变电所是重要变电所,全所停电后,将影响整个地区以及下 一级变电所的供电,变电所最后规模:容量为 2 100MVA,可选择型号为 SFZ916000/110KV.SPZ9 系列双绕组有载调压的变压器。110kV 侧本期出线有 2 回。主接线形式为单母线分段带旁路接线。 本次设计论文是以我国现行的各有关规范规程等技术标准为依据,所设计 是一次初步设计,根据任务书提供原始资料,参照有关资料及书籍,对各种方 案进行比较而得出。 关键词:关键词 1 变电站;关键词 2 主变压器;关键词 3 出线;关键词 4 配电装置 Abstract 110kV transformer substation the
3、preliminary part design electricity With the fast growth of our country national economy, the electricity also becomes important of the development and supervision in our country. Every district builds a series of supply and distribute establishment .The substation is the middle link between power p
4、lant and customers, whose function is transforming and distributing electric power. This time designs the topic is some 110kV transformer substation electricity preliminary design,this transformer substation is a topicality important voltage dropping resistor transformer substation, it mainly holds
5、the post of 110kV and the 10kV two voltage rank power exchange, accepts the power all to escort to the 10kV side circuit. This institute is located middle the city, the site project situation is good, is in the local area network key position to light, has 110kV, and the 10kV three voltage ranks, th
6、e 110kV side accepts the power primarily, 10kV mainly uses in using electricity as well as the idle work compensation. This time designs the transformer substation is the key position transformer substation, after all power cut, will affect the entire area by the level under the level transformer su
7、bstation power supply namely this design transformer substation final scale: Uses three three windings to have carries the regulating transformer, mutually for spare.The 110kV side V going beyond a line has five.Therefore 110kV and the 10kV host wiring final plan uses the double mother to partition.
8、10KV uses the single mother to partition.This transformer substation power distribution equipment uses improves half high power distribution equipment, 110kV and 10kV uses the circuit breaker single row arrangement, under the isolator laying aside generatrix, will cause its and another level isolato
9、r electricity distance increases, reduces the power distribution equipment the fore-and-aft distance. This design paper is take technical standards and so on our country present each related standard regulations as the basis, designs is a preliminary design, provides the firsthand information accord
10、ing to the project description, the reference pertinent data and the books, carries on the comparison to each kind of plan to obtain. Key words:word1 Transformer substation;word2 Main transformer;word3 Going beyond a line; word4 Power distribution equipment 目录 工程概况 1 1变电所概况 1 1.1 变电所位置分析 1 1.2 负荷计算的
11、意义及计算目的 .1 1.3 变压器的选择 .2 2电气主接线设计 .3 2.1 电气主接线的设计原则 4 3短路电流计算 .6 3.1 短路电流计算的目的 .6 3.2 在验算导线和电气设备时所用的短路电流一般有以下规定 6 3.3 短路电流计算的步骤 6 3.4 短路电流计算过程 .7 4 电气设备及母线的选择 10 4.1 选择电气设备和母线的主要技术条件 .11 4.2 母线及各回出线的选择原则 .11 4.3 断路器,隔离开关的选择原则 .12 4.4 110KV 母线,断路器,隔离开关的选择 .12 4.5 10KV 母线,断路器,隔离开关的选择 .14 4.6 变压器 10KV
12、侧及母联断路器和隔离开关的选择 15 4.7 各回出线的选择 16 4.8 支柱绝缘子和穿墙套管的选择原则 .18 4.9 互感器的选择 .19 410 并联电容器组的选择 .24 5.防雷保护和接地装置 25 5.1 变电 所的防雷设计原则 .25 5.2 变电所的主要防雷设备 .25 5.3 变电所的防雷设计 25 致 谢 .27 参考文献 28 工程概况 变电所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 主接线是发电厂和变电所的主要环节,电气主接线的拟定直接关系着全(所) 电气设备的选择、配电装置的布置
13、、继电保护和自动装置的确定,是变电所电 气部分投资大小的决定性因素。 根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数,分析负荷发展趋势。从 负荷增长方面阐明了建站的必要性,然后通过对拟建变电所的概括以及出线方 向来考虑,并通过对负荷资料的分析,安全,经济及可靠性方面考虑,确定了 110kV,10kV 以及站用电的主接线,然后又通过负荷计算及供电范围确定了主 变压器台数,容量及型号,同时也确定了站用变压器的容量及型号,最后,根 据最大持续工作电流及短路计算的计算结果,对高压熔断器,隔离开关,母线, 绝缘子和穿墙套管,电压互感器,电流互感器进行了选型,然后根据短路电流 及冲击电流进行相关的校验,从而完
14、成了 110kV 电气一次部分的设计,并力求 在可靠性的前提下,做到运行操作简便,运行灵活,经济合理。 (1)系统至城中变 110KV 母线的短路容量为 3984MVA (2)待建城中变电所有关资料;110KV 进线 2 回。 负荷情况 10 KV 出线 10 回 : 加工厂 1 回,1.5MW/回,4KM; 机械厂 2 回,1.2MW/回,3KM; 药棉厂 1 回,2MW/回,3KM; 棉纺厂 2 回,1.8MW/回,4KM; 水厂 2 回,1.6MW/回,2.5KM 化工厂 2 回,2MW/回,3KM; 功率因数为 0.85 。最大负荷利用小时数:T=5000h/年。 (3)发电厂变电所地
15、理位置图如图所示。 图 1-1 变电所地理位置图 G1:汽轮发电机,2*12.5MW,Xd”=0.125,cos=0.8; G2:汽轮发电机,30MW,Xd”=0.13,cos=0.8; (4)环境最高气温 400C,最热月最高平均气温 320C (5)变电所 10KV 侧过电流保护动作时间为 1S。 1 变电所概况 1.1 变电所位置分析 待建的城中 110KV 降压变电所在城市近郊并向加工厂、机械厂、棉纺厂、 药棉厂、水厂、化工厂供电。110KV 进线 2 回,在 10KV 侧有 10 回出线,则可 以看出这所变电所是一所普通的终端变电所,在电力系统中的作用不是很重要, 只是对周边负荷供电
16、。变电所的选址一般要求地势平坦且交通方便,以便施工 和设备的运输。本变电所占地面积 3720 平方米。 1.2 负荷计算的意义及计算目的 变电所进行电力设计的基本原始资料是根据各用电负荷所提供,但往往这 些统计是不齐全的,所以在设计时必须考虑 5 到 10 年的负荷增长情况并如何根 据这些资料正确估计变电所所需要的电力、电量是一个非常重要的问题。负荷 计算直接影响着变压器的选择,计算负荷是根据变电所所带负荷的容量确定的, 预期不便的最大假想负荷。这个负荷是设计时作为选择变电所电力系统供电线 路的导线截面,母线的选择,变压器容量,断路器,隔离开关,互感器额定参 数的依据。 计算方法:根据原始材料
17、给定的有功功率 P、功率因素 COS ,求出无功功 率 Q=P*tan = + + +P123nP = + + +QQ 计算负荷: , 为需要系数一般取 0.85。2*cS 根据原始资料: ,则os0.85tant(rcos0.85).62 加工厂 1 回:50,*t1*.6293varkwkQPPcc 机械厂 2 回:323210,*tan10*.6274varcccPkWQPk 药棉厂 1 回: ,4w*tan0.64var4kQc 棉纺厂 2 回: 18,*tn180*.621var565k kQPPcc 水厂 2 回 : 0, ta.9r778wc 化工厂 2 回: 16,*tn20*
18、.61240var99910k kQPPcc*24579Pc c 50286kwQ*2*1Qc 93*74109140354var2()cSKPQ =16.7MVA10.85672635KVA 1.3变压器的选择 变电所主变压器容量一般应按 5-10 年规划负荷来选择。根据城市规划,负 荷性质,电网结构等综合考虑确定其容量。对于重要变电所应考虑以 1 台主变 压器停运时其余变压器容量在计及负荷能力允许时间内,应满足类及类负 荷的供电。对于一般变电所,当一台主变停运时,其余变压器的容量应能满足 全部负荷的 70%-80%,在目前实际的运行情况变电所中一般均是采用两台变压 器互为暗备用并联运行。
19、变压器容量首先应满足在 下,变压器能够可靠运行。cS 对于单台: NTSc 对于两台并联运行: + 1T2Nc +S +2NT1c2 变压器除满足以上要求外还需要考虑变电所发展和调整的需要,并考虑 5- 10 年的规划,并留有一定的裕量并满足变压器经济运行的条件。 根据现实运行的经验,一般是采用两台变压器互为备用。对于两台互为备 用并联运行的变压器,变电所通常采用两台等容量的变压器,单台变压器容量 视它们的备用方式而定: 暗备用:两台变压器同时投入运行,正常情况下每台变压器各承担负荷 1 的 50%,此时,变压器的容量应按变压器最大负荷的 70%选择,其有显著的优势: 1.正常情况下,变压器的
20、最大负荷率为 70%,符合变压器经济运行并留有一定 的裕量。2.若一台变压器故障,另一台变压器可以在承担全部最大负荷下(过 负荷 40%)继续运行一段时间。这段时间完全有可能调整生产,切除不重要负 荷,保证重要负荷的正常供电。这种暗备用的运行方式具有投资省,能耗小的 特点,在实际中得到广泛应用。 明备用:一台变压器工作,另一台变压器停止运行作为备用。此时,两 2 台变压器按最大负荷时变压器负荷率为 100%考虑,较暗备用能耗大,投资大, 故在实际中不常采用。 变压器选择方法:根据负荷计算出的 ,由于采用两台变压器互为暗备用cS 并联运行,单台变压器容量按 70%* 选择,并考虑 5-10 年规
21、划,留有 15%的c 发展余地。 =0.7* *(1+15%)NTSc 所选择的变压器容量 0.7* *(1+15%)即可。NTSC 考虑两台主变压器互为暗备用,单台容量按计算容量 的 70%选择。考虑CS 5-10 年的计算规划并留有一定的裕量, (15%)*0.716*.507134.5cS kVA总 则所选的变压器容量大于 13443.5KVA 即可。 本设计所以选择两台:2*SFZ916000/110 型变压器。其技术参数如表 1- 1: 表 1-1 2*SFZ916000/110 型变压器技术参数 型号 额定容量 KVA 高压 KV 高压分接范 围 低压 KV SFZ9-16000/
22、110 16000 110 1108*1.25 % 6.3 6.6 10.5 空载损耗 KW 负载损耗 KW 空载电流 I% 阻抗电压 sU联结组 标号 20.24 77.4 1.2 10.5 1NYd 表 1-2 所用变压器的选择: 序号 名称 额定容量 负荷类型 ( KW) 1 通信 4 经常、连续 2 充电屏 7.5 经常、连续 3 监控电源 1 经常、连续 4 保护电源 1 经常、连续 5 动力电源 11.5 不经常、断 续 6 取暖、通风电源 32 经常、连续 小计 动力负荷 1P57 7 110KV 加热 0.7 经常、连续 8 10KV 加热 1.6 经常、连续 小计 加热负荷
23、22.3 9 10KV 配电装置照明 4 短时、连续 10 二次设备照明 3 短常、连续 11 屋外配电装置照明 10 短时、连续 小计 照明负荷 3P17 则所用变压器的容量可选 80KVA,则所用变压器选择 SC80/10 型, 的干式变压器,380/220 所用配电屏 GGD154 型,共 3 面%4KU 2 电气主接线设计 电力系统是有发电厂,变电所,线路及用户组成。变电所是联系发电厂和 用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用,而主接线代表了变电所的电气 部分的主体结构,是电力系统接线的主要组成部分,是变电所设计的首要部分。 关系着电力系统的安全和稳定,灵活经济运行。由于电能生产的特
24、点是:发电, 变电,输电,用电是在同一时刻完成的,所以主接线设计的好坏也影响工、农 业生产和人民生活。因此,主接线的设计是一个综合性问题,必须在满足国家 有关技术经济政策的前提下正确处理好各方面的关系,全面分析有关因素,力 求使其技术先进,经济合理,安全可靠。同时,主接线是保证电网安全可靠, 经济运行的关键,是电气设备布置,选择自动化水平和二次回路设计的原则和 基础。 2.1 电气主接线的设计原则 应根据变电所在电力系统的地位和作用,首先应满足电力系统的可靠运行 和经济调度的要求。根据规划容量,本期建设规模,输送电压等级,进出线回 路数,供电负荷的重要性,保证供电平衡,电力系统线路容量,电气设
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