110kV降压变电所电气部分初步设计论文.doc
《110kV降压变电所电气部分初步设计论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《110kV降压变电所电气部分初步设计论文.doc(32页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 1 页 第一章:毕业设计任务 一、 设计题目:110kV 降压变电所电气部分初步设计 二、设计的原始资料 1、本变电所是按系统规划,为满足地方负荷的需要而建设的终端变电所。 2、该变电所的电压等级为 110/35/10kV,进出线回路数为: 110kV:2 回 35kV:4 回(其中 1 回备用) 10kV:12 回(其中 三回备用) 3、待设计变电所距离 110kV 系统变电所(可视为无限大容量系统) 63.27km。 4、本地区有一总装机容量 12MW 的 35kV 出线的火电厂一座,距待设计 变电所 12km。 5、待设计变电站地理位置示意
2、如下图: 6、气象条件:年最低温度:5 ,年最高温度: 40,年最高日平均 温度:32,地震裂度 6 度以下。 7、负荷资料 (1)正常运行时由 110kV 系统变电所 M 向待设计变电所 N 供电。 (2)35kV 侧负荷: (a) 35kV 侧近期负荷如下表: 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 2 页 序 号 用户名称 用类别 最大负荷(MW ) 1 治炼厂 I 5.5 2 河西变 II 或 15.5 (b)在近期工程完成后,随生产发展,预计远期新增负荷 6MW。 (3)10kV 侧负荷 序 号 用户名称 用类别 最大负荷( MW) 备 注 1 机械厂 1.3 2 医院 I
3、0.5 有备用电源 3 河东变 2.5 4 铁路用电 I 0.9 有备用电源 5 化工厂 II 2.0 6 电机厂 II 1.0 7 水泥厂 1.0 8 印染厂 1.2 9 农用电 0.5 (a)近期负荷如下表: (b)远期预计尚有 5MW 的新增负荷 注:(1)35kV 及 10kV 负荷功率因数均取为 cos=0.85 (2)负荷同时率: 35kV: kt=0.9 10kV: kt=0.85 (3)年最大负荷利用小时均取为 TmaX=3500 小时年 (4)网损率取为 A%=5%8% (5)所用电计算负荷 50kW,cos=0.87 三、设计任务 1、进行负荷分析及变电所主变压器容量、台数
4、和型号的选择。 2、进行电气主接线的技术经济比较,确定主接线的最佳方案。 3、计算短路电流,列出短路电流计算结果。 4、主要电气设备的选择。 5、绘制变电所电气平面布置图,并对 110kV、35kV 户外配电装置及 10kV 户内配电装置进行配置。 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 3 页 6、选择所用变压器的型号和台数,设计所用电接线。 7、变电站防雷布置的说明。 四、设计成品 1、设计说明书一本。 2、变电所电气主接线图一张。 3、变电所电气总平面布置图一张。 4、短路电流计算及主要设备选择结果表一张。 5、110kV 出线及主变压器间隔断面图一张。 6、主变、线路继电保护及
5、测量仪表配置图及其说明。 7、防雷装置及接地装置配置说明。 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 4 页 第二章:负荷分析及计算和主变的选择 一、 负荷计算的目的: 计算负荷是供电设计计算的基本依据,计算负荷确定得是否正确合理,直 接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大,将使电 器和导线选得过大,造成投资和有色金属的消耗浪费,如计算负荷确定过小又 将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁,造成重大损失,由此可见正确确 定计算负荷意义重大。 二、负荷分析: 、35kV 侧负荷 近期负荷:P 近 35 = 5.5+15.5 =21MW 远期负荷:P 远 35 = 6
6、MW 21+6=27MWni1 P35 k(1+k“)270.9(1+0.08)26.24(MW)i Q35PtgP tg(cos1 0.85) 16.26(MVar) 视在功率:(供电容量) Sg35 30.89(MVA)cos85.0246 IN35 0.509(kA) 509(A)NU339 、10kV 侧负荷 近期负荷:P 近 10 = 1.3+0.5+2.5+0.9+2.0+1.0+1.0+1.2+0.56 = 10.9MW 远期负荷:P 远 10 = 5 MW 10.9+5=15.9MWni1 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 5 页 P10 k(1+k“)15.90
7、.85(1+0.08)14.596(MW)ni1 Q10PtgP tg(cos1 0.85) 9.05(MVar) 视在功率:(供电容量) Sg10 17.17(MVA)cos85.0964 IN10 0.991(kA) 991(A)NU317 3、所用电供电容量 Sg 所 0.057(MVA)cosP85.0 4、等设计变电所供电总容量 S = Sg35+ Sg10+ Sg 所 = 30.89+17.17+0.05748.12(MVA) P = P35+ P10+ P 所 =26.24+14.596+0.0539.15(MW) 三、主变压器的确定 1、绕组数量的确定 确定原则:在具有三种电压
8、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,但在变电所内需设无功 补偿设备时,主变压器宜采用三绕组变压器。 在本变电所中: Sg35S =30.8948.12=0.64 15% Sg10S =17.1748.12=0.36 15% 因此,主变压器选为三绕组变压器。 2、主变压器台数的确定 确定原则: (1)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 电所以装设两台变压器为宜。 (2)对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑 装设三台变压器。 (3)对于规划只装设两台变压器的变电所,其变压器基础宜按大于变压 器容
9、量的 12 级设计,以便负荷发展时,更换变压器的容量。 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 6 页 比 较 单台变压器 两台变压器 供电安全比 满足要求 满足要求 供电可靠性 基本满足要求 满足要求 供电质量 电压损耗略大 电压损耗略小 灵活方便性 灵活性差 灵活性好 技 术 指 标 扩建适用性 稍差 好 经济 指标 电力变压器的综合 投资 跟两台变压器相比所需要的 花费要少 花费投资比较多 选择: 由前设计任务书可知、正常运行时,变电所负荷由 110kV 系统供电,考虑到重 要负荷达到 9.9MW。而附近 35kV 火电厂装机容量只有 12MW,为提高负荷供 电可靠性,并考虑到现
10、今社会用户需要的供电可靠性的要求更高,应采用两台 容量相同的变压器并联运行。 3、变压器容量和型号确定 确定原则: (1)主变压器容量一般按变电所建成后 510 年规划负荷选择,并适当 考虑到远期 1020 年的负荷发展,对于城市郊区变电所,主变压器应与城市 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,当一台变压器停止运行时,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,当一台主变停止运行时,其余变压器应能保证全部负荷的 60%70%。 (3)同一个等级的单台降压变压器容量的级别不宜太
11、多,应从全网出发, 推行系统化、标准化、简单化、方便灵活化。 确定: (1)变电所的一台变压器停止运行时,另一台变压器能保证全部负荷的 60%,即 =S 60% =28.87(MVA)/BS (2)应保证用户的一级和二级负荷(单台运行时)I、II 类负荷的总和为: 5.5+0.5+0.9+2.0+1.0=9.9MW 还加上负荷的同时率 9.9+0.8=11.64MW 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 7 页 综合(1)(2)并考虑到两台容量之和必须大于 S 、再分析经济问题, 查表得所选择变压器容量 SB= 31.5MVA 查 110kV 三相三绕组电力变压器技术时数据表,选择变
12、压器的型号为 SFSQ731500/110,其参数如下表: 4、绕组连接方式的确定 原则: 我国 110kV 及以上电压、变压器都采用 Y。连接,35kV 采用 Y 连接,其 中性点经消弧线圈接地、35kV 以下电压变压器绕组都采用连接。 根据选择原则可确定所选择变压器绕组接线方式为 Y。Y 接线。 短路电压 (% )型 号 额定容量 高压电压 (kV) 中压侧电压 (kV) 低压侧 电压 kV 高中 高低 中低 空载 电流 (% ) SFSQ7-31500/110 31500/31500/31500 11022.5% 38.52.5% 10.5 17.5 10.5 6.5 0.8 110kV
13、 降压变电所电气部分初步设计论文 第 8 页 第三章:变电所主接线的选择 一、 对电气主接线的基本要求 (1)供电可靠性:如何保证可靠地(不断地)向用户供给符合质量的电 能是发电厂和变电站的首要任务,这是第一个基本要求。 (2)灵活性:其含义是电气主接线能适应各种运行方式(包括正常、事 故和检修运行方式)并能方便地通过操作实现运行方式的变换而且在基本一回 路检修时,不影响其他回路继续运行,灵活性还应包括将来扩建的可能性。 (3)操作方便、安全:主接线还应简明清晰、运行维护方便、使设备切 换所需的操作步骤少,尽量避免用隔离开关操作电源。 (4)经济性:即在满足可靠性、灵活性、操作方便安全这三个基
14、本要求 的前提下,应力求投资节省、占地面积小、电能损失少、运行维护费用低、电 器数量少、选用轻型电器是节约投资的重要措施。 根据以上的基本要求对主接线进行选择。 二、110kV 侧接线的选择 方案(一): 采用单母线接线 考虑到 110kV 侧只有两条进线和有两条出线,因而可以选用单母线接线。 其优点:简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。 缺点是:(1)当母线或母线隔离开关检修或发生故障时,各回路必须在 检修和短路时事故来消除之前的全部时间内停止工作,造成经济损失很大。 (2)引出线电路中断路器检修时,该回路停止供电。 方案(二): 桥形接线 110kV 侧以双回路与系统相连
15、,而变电站最常操作的是切换变压器,而与 系统联接的线路不易发生故障或频繁切换,因此可采用外桥式线,这也有利于 以后变电站的扩建。 优点是:高压电器少,布置简单,造价低,经适当布置可较容易地过渡成 单母线分段或双母线分接线。 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 9 页 缺点是:可靠性不是太高,切换操作比较麻烦。 方案(三):双母线接线 优点:(1)供电可靠,通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检 修一组母线而不至于供电中断,一组母线故障后能迅速恢复供电,检修任一组 的母线隔离开关时只停该回路。 (2)扩建方便,可向双母线的左右任何一个方向扩建,均不影响两组母 线的电源和负荷的平均
16、分配,不会引起原有回路的停电,以致连接不同的母线 段,不会如单母线分段那样导致交叉跨越。 (3)便于试验,当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开,单 独接至一组母线上。 缺点:()增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关,投次大。 (2)当母线故障或检修时,隔离开关作为倒换操作电器容易误操作,为 了避免隔离开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。 对于 110kV 侧来说,因为它要供给较多的一类、二类负荷、因此其要求有 较高的可靠性。 对比以上三种方案,单母线接线供电可靠性、灵活性最差,不符合变电所 的高可靠性的要求;桥形接线比单母线接线供电可靠性高,且有利于以后扩建, 虽然可靠
17、性比双母线接线稍低,但双母线接线复杂,使用设备多、投资较大; 110kv 母线放置较高,且相与直之间距离大,因而各种小动作不能造成故障, 同时母线放在防雷区内,不会遭受雷击,因此桥形接线比较可靠,也能够满足 要求。因此,对于 110kV 侧选用外桥式接线。 二、35kV 侧接线选择 方案(一):单母线接线 优点:接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。 缺点:可靠性、灵活性差、母线故障时,各出线必须全部停电。 方案(二):单母线分段 优点:(1)母线发生故障时,仅故障母线停止供电,非故障母线仍可继 续工作,缩小母线故障影响范围。 ()对双回线路供电的重要用户,可将双回路接于不
18、同的母线段上,保 证对重要用户的供电。 缺点:当一段母线故障或检修时,必须断开在该段上的全部电源和引出线, 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 10 页 这样减少了系统的供电量,并使该回路供电的用户停电。 方案(三):分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段 优点:有较大的可靠性和灵活性,且检修断路器时合出线不中断供电。 缺点:投资增大、经济性能差。 对比以上三种方案: 单母线接线可靠性低,当母线故障时,各出线须全部停电,不能满足 I、II 类负荷供电性的要求,故不采纳;将 I、II 类负荷的双回电源线不同的分段母 线上,当其中一段母线故障时,由另一段母线提供电源,从而可保证供电可靠
19、性;虽然分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段也能满足要求,但其投资大、 经济性能差,故采用方案(二)单母线分段接线。 四、10kV 侧主接线选择 方案(一):单母线分段 优点:(1)用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同母线段引出 两个回路,用两个电路供电。 (2)当一段母线故障时,分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线 不间断供电和不致使重要用户停电 。 缺点:(1)当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电。 (2)当出线为双回路时,常使架空线路出现交叉跨越。 (3)扩建时需向两个方向均衡扩建。 方案(二):单母线分段带旁路 优点:具有单母线分段的全部优点,并在检修断路器时不至
20、于中断对用户 供电。 缺点:与单母线分断的缺点相比少了缺点。 方案(三):双母线接线 优点:(1)供电可靠,通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检 修一组母线而不至于供电中断,一组母线故障后能迅速恢复供电,检修任一组 的母线隔离开关时只停该回路。 (2)调度灵活,各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上, 能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。 (3)扩建方便可向双母线的左右任何一个方向扩建,均不影响两组母线 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 11 页 的电源和负荷的平均分配,不会引起原有回路的停电,以致连接不同的母线段, 不会如单母线分段那样导致交叉跨越
21、。 (4)便于试验,当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开,单 独接至一组母线上。 缺点:(1)增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关。 (2) 当母线故障或检修时,隔离开关作为倒换操作电器容易误操作,为 了避免隔离开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。 对比以上三种方案,以上三种方案均能满足主接线要求,但采用双母线接 线要多用十二个隔离开关,采用单母线带旁路要多用 2 个断路器,它们的经 济性能较差,单母线分段接线既能满足负荷供电要求又有节省大量资金,是一 种较理想的接线方式。 综合以上三种主接线所选的接线方式,画出主接线图,如电气主接线图所 示。 110kV 降压变电所电
22、气部分初步设计论文 第 12 页 第三章:短路电流的计算 一、计算各回路电抗(取基准功率 Sd = 100MVA Ud=Uav) 根据前所选择变压器各参数得 X1X 2 0.463.37 0.1922avUSd2150 X3X 61/200(U K12%U K31%U K23%) NdS 1/200(17.510.56.5) 5.310 0.341 X4X 71/200(U K12%U K23%U K31%) NdS 1/200(17.56.510.5) 5.310 0.214 X5X 81/200(U K23%U K31%U K12%) NdS 1/200(6.510.517.5) 5.31
23、0 0.00790 X9 0.412 0.3552avUSd23710 查火电厂设备有关资料电力系统课程设计及毕业设计参考资料可得 变压器:S N16MVA;U K%8 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 13 页 汽轮机(QF2 122):S N12MW ;cos 0.8; 0.1133/d X10 0.5010%KUNavd108 X11 0.1133 0.76/dScos/2 因为两台变压器型号完全相同,其中性点电位相等,故等值电路图可化简 为如图所示: X12X 120.1920.096 X13X 320.34120.171 X14X 420.21420.107 X15X
24、9X 10X 110.3550.50.761.615 二、计算各点短路点的最大短路电流 1、K 点短路时 (1)、对于 110kV 系统电源(无穷大容量) X* X 120.096 I” *I S* 1X * 10.09610.417 短路次暂态电流:I” SI S I” S *Id10.417 5.23(kA )1530 短路冲击电流: ish.S2.55 I” S2.555.2313.34(kA) (2)、对于火电厂侧电源 X* X 13X 14X 150.1710.1071.6151.893 Xca*X * 1.893 0.284dNS108./2 查短路电流运算曲线(一) t=0,得
- 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 kV 降压 变电所 电气 部分 初步设计 论文
链接地址:https://www.31doc.com/p-25819.html