110KV变电站设计参考

广西电力职业技术学院电力工程系毕业设计说明书题目110kV降压变电所电气一次部分初步设计专业发电厂及电力系统班级学号姓名指导教师（签名）（留空）年月日教研室主任（签名）年月日前言变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的场所。110KV变电站属于高压网络，电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线直关系着全厂电气设备的选择、是变电站电气部分投资大小的决定性因素。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来选择。根据主变容量选择适合的变压器，主变压器的台数、容量及形式的选择是很重要，它对发电厂和变电站的技术经济影响大。本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（5）继电保护的选择与整定（6）防雷与接地保护等内容。最后，本设计根据典型的110kV发电厂和变电所电气主接线图，根据厂、所继电保护、自动装置、励磁装置、同期装置及测量表计的要求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，而后进行校验.1第1章负荷分析及主变压器的选择1.1负荷分析各类负荷对供电的要求：(1)一类负荷为重要负荷，必须由两个或两个以上的独立电源供电，当任何一个电源失去后，能保证全部一级负荷不间断供电。(2)二类负荷为比较重要负荷，一般要由两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证二级负荷的供电。(3)三类负荷一般指需要一个电源供电的负荷。负荷情况：（1）35kV和10kV本期用户负荷统计资料见表1和表2。最大负荷利用小时数Tmax=5500h，同时率取0.9，线路损耗5%。表135kV用户负荷统计资料用户名称下里变武西变雪岭变糖厂水泥厂矿厂纸厂冶炼厂容量（KVA）813531505000450020002500800050002表210kV用户负荷统计资料用户名称最大负荷（kW）cos起沙28000.85盘江2200天星2600糖厂6800水泥厂6500农场3000陈村20001、35KV侧：设35KV功率因数为0.85ΣP1＝（8135+3150+5000+4500+2000+2500+8000+5000）*0.85＝32542.25KWΣQ2=(8135+3150+5000+4500+2000+2500+8000+5000)*0.53=20291.05KvarΣS1＝8135+3150+5000+4500+2000+2500+8000+5000＝38285KVA2、10KV侧：ΣP2＝1800+900+2100+2400+2000＝11200KWΣQ2=(1800+900+2100+2400+2000)*0.53/0.85=6983.53KvarΣS2＝（112002+6983.532）1/2＝13198.85KVA所以：ΣP＝ΣP1+ΣP2=32542.25+11200=43742.25KWΣS＝ΣS1+ΣS2=38285+13198.85＝51483.85KVA31.2主变压器的选择主变压器是发电厂和变电站中最主要的设备,它在电气设备的投资中所占的比例较大,同时与之相配的电气装置的投资也与之密切相关。一、主变台数的确定对于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、主变压器容量的选择容量选择的要求：站用变电站的容量应满足正常的负荷需要和留有10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。主变压器容量的确定(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年的负荷发展.对于城郊变电所,主变压器容量应于城市规划相结合.(2)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.)(09.4863185.0)05.01(25.437429.0)1(00KVAaPKSCOSC因为此变电站主变选择是两台变压器,单台变压器容量Se按一台主变压器停运时,其余变压器容量不应小于60-80%的全部负荷或全部重要负荷，并保证I类、Ⅱ类负荷的可靠性供电考虑:Se≧Sc×70﹪=48631.09×0.7=34041.76KVA所以单台主变变压器的容量为50000KVA变压器额定电压规定：变压器一次绕组的额定电压等于用电设备的额定电压。但是，当变压器的一次绕组直接与发电机的出线端相连时，其一次绕组的额定电压应与发电机额定电压相同，即U1=1.05Ue。变压器的二次绕组的额定电压比同级电力网的额定电压高10﹪，即U2=1.1Ue.但是10KV及以下电压等级的变压器的阻抗压降在7.5﹪以下。若线路短，线路上压降小，其二次绕组额定电压可取1.05Ue。因此，高压侧额定电压：110（KV）中压侧额定电压：35×1.05%=36.75（KV）低压侧额定电压：10×1.05%=10.05（KV）43.型式10KV降压变一般可采用油浸式和干式两种油浸式和干式相比较，油浸式过载能力强，维修简便，屋内外均可布置，价格便宜。干式变压防火性能好，布置简单，屋内置，在电压开关柜附近，缩短了电缆长度并提高供电靠性，干净，但过载能力低，绝缘余度小，价格贵。根据各自特点，结合本站容量大，过载能力要强，且属于一般变电所，所以主变适合用油浸式，站用变适用干式。4.冷却方式主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环冷却。而冷却系统故障时，变压器允许的过负荷时间，直接影响冷却系统的供电可靠性。5.选择组别号常用变压器的组别号主要有Y,d11；YN,d11；Y,yn0Y,d11的三相电力变压器用于低压不小于0.4KV的线路中，可以抑制三次谐波，保证电压波形接近正弦波，供电质量好。运行方式：中性点不接地。YN,d11的三相电力变压器用于110kv以上中性点需接地的高压电路中。Y,yn0的三相电力变压器用于三相四线制配电系统中，供给动力和照明等负载，一般用于配电终端10KV/400V变压器用，用于站用变。根据以上所述，由此得知，选用YN,d11连接组别的三相电力变压器最适合。要求及维护工作量，根据本所主变压器的容量推荐选用自然风冷的冷却方式。根据电气工程电气设计手册，冷却系统故障时，变压器允许的过负荷，油浸风冷变压器，当冷却系统发生故障切除全部风扇时，允许带额定负荷运行的时间不超过下表规定值。环境温度℃-15-100+10+20+30额定负荷下允许的最长时间（h）604016106456.选型号型号额定容量（KVA）额定电压(KV)损耗(KW)空载电流%电压阻抗%高中低负载空载高中高低中低SZ10-50000/11050000121±8×2.5%38.5±2×2.5%10.5\6.3184370．410.517.56.5SSZ10-50000/11050000121±8×2.5%38.5±2×2.5%10.5\6.321344.10．410.517.56.5终上所述，选择SSZ10-50000/110±2×2.5%铜绕组有载调压变压器。之所以选择它是因为铜的电阻率比铝的小，机械强度比铝好，热稳定和动稳定比铝的好。在两种用途，结构及外形均相似的情况下，选择SSZ10-50000/110±2×2.5%更好。该型号变压器为铜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，从而提高供电质量，且该变压器属节能型产品。6第3章变电站主接线方式技术经济的比较在电力系统的规划设计中，必须根据国家现行的有关方针政策和国民经济发展计划，对电源布局和网络建设提出若干方案，然后对它们进行全面的技术经济比较。通常的步骤是首先在可能的初步方案中筛选几个技术上优越而又比较经济的方案，然后再进行经济计算，由此确定出最佳方案。3.1经济比较1.经济比较中需要考虑的费用(1)建设投资。建设投资是指为实现该方案，在建设期间需要支付的资金。(2)年运行费。年运行费是指该方案建成或建成时，在投运期间为维护其正常运行每年需要支付的费用，通常包括四个部分：①设备折旧费；②设备的经常性小维修；③设备的维护管理费；④年电能损耗。2.技术经济比较(1)符合国家有关要求(2)便于过度并能适应远景的发展(3)技术条件好，运行灵活可靠，管理方便(4)投资年运行费用低，并有分期投资的可能性(5)国家短缺的原料消耗少(6)建设工期短3．运行中的电能损耗运行中的输变电设备，本身要产生一定的电能损耗，每年电能损耗的度数按电价折算后也属于电力系统年运行费的一部分，称为年电能损耗折价费。年运行费μ的计算为：7）（aa211001式中：β——年运行费，远/年a1——基本折旧率，取4.8%a2——大修率,国产设备取1.4%,进口设备取1%——投资费,元A——年电能损耗β——电价(1)效益。效益是指该方案运行期间内，每年可收入的费用。正当经济效益相同时，进行经济比较只需计及投资总额与运行费用的大小。三在经济效益比较方案中，投资与年运行费最小的方案优先选用，若投资大的方案而年运行费小，则应进一步计算比较分析。具体方法有静态和动态比较的方法。3.2经济最优方案的确定计算出方案的相对综合投资和年运行费用后，若有一方案的综合投资和年运行费用高，则该方案显然经济性差，应该淘汰。只有综合投资高而年运行费用低的方案才有被比较的必要。计算费用最小法。如技术上相当的方案多于两种时，为了便于计较，也常采用计算最小法的方法。计算费用可用下式计算。.....)4,3,2,1(iTUZCiii可取T=5～8年，然后分别计算各方案的计算费用，其中最小的方案为最佳方案8第2章主接线的设计2.1电气主接线的设计原则电气主接线设计的基本原则为：以下达的设计任务书为依据，根据国家现行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设与发展的方针，严格按照技术规定和标准，结合工程实际的具体特点，准确地掌握原始资料，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性。2.2对主接线设计的基本要求主接线应满足经济性、可靠性、灵活性和发展性等四方面的要求。1.经济性。方案的经济性体现在以下几个方面。(1)投资省。主接线要力求简单，以节省一次设备的使用数量；继电保护和二次回路在满足要求前提下，简化配置、优化控制电缆的走向，以节省二次设备和控制电缆的长度；采取措施，限制短路电流，选用价廉的轻型设备，节省开支。(2)占地面积小。主接线的选型和布置方式，直接影响到整个配电装置的占地面积。(3)电能损耗小。经济合理地选择变压器的类型（双绕组、三绕组、自耦变、有载调压等）、容量、数量和电压等级。(4)发展性。主接线可以容易地从初期接线方式过度到最终接线。在不影响连续供电或停电时间短的情况下，完成过度期的扩建，且对一次和二次部分的改动工作量最少。2.可靠性。主接线的可靠性不仅包括开关、母线等，而且包括相对的继电保护、自动装置等。为了向用户供应持续、优质的电力，主接线首先必须满足这一可靠性的要求。主接线的可靠性的衡量标准是运行实践，要充分地做好调研工作，力求避免决策事物，鉴于进行可靠性的定量计算分析的基础数据尚不完善的情况，充分地作好调查研究工作显得尤为重要。3.灵活性。电气主接线的设计，应适合在运行、热备用、冷备用和检修等各种方式下的运行要求。在调度时，可以灵活地投入或切除发电机、变压器和线路等元件，合理调配电源和负荷。在检修时，可以方便地停运断路器、母线及二次设备，并方便地设置安全措施，不影响电网的正常运行和对其他用户的供电。9段段2.3待建变电站的主接线方式拟定可行的主接线方案3种，内容包括主变的形式，台数以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的基本要求，从技术经济上论证各方案的优缺点，淘汰差的方案，保留一种较好的方案。110kv侧的接线方案(一)单母线分段接线分段