110KV35KV10KV电气主接线设计及变压器容量的选择

目录第一章电气主接线设计及变压器容量的选择第1．1节主变台数和容量的选择···············（1）第1．2节主变压器形式的选择·················（1）第1．3节主接线方案的技术比较···············（2）第1．4节站用变压器选择·····················（6）第1．5节10KV电缆出线电抗器的选择··········（6）第二章短路电流计算书第2．1节短路电流计算的目的·················（7）第2．2节短路电流计算的一般规定·············（7）第2．3节短路电流计算步骤···················（8）第2．4节变压器及电抗的参数选择·············（9）第三章电气设备选型及校验第3．1节变电站网络化解························（15）第3．2节断路器的选择及校验····················（20）第3．3节隔离开关的选择及校验··················（23）第3．4节熔断器的选择及校验················（24）第3．5节电流互感器的选择及校验············（29）第3．6节电压互感器的选择及校验·················（29）第3．7节避雷器的选择及校验·····················（31）第3．8节母线和电缆·························（33）设备选择表·····································（38）参考文献·······································（39）XX大学电力学院毕业设计第1页第一章电气主接线设计及主变压器容量选择第1．1节台数和容量的选择（1）主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定。（2）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，并适当考虑到远期的负荷发展。对于城网变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。（3）在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得跔容量的备用电源时，可装设一台主变压器。（4）装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。第1．2节主变压器型式的选择（1）110kV及10kV主变压器一般均应选用三相双绕组变压器。（2）具有三种电压的变电所，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，主变压器宜采用三相三绕组变压器。（3）110kV及以上电压的变压器绕组一般均为YN连接；35kV采用YN连接或D连接，采用YN连接时，其中性点都通过消弧线圈接地。1.2.1根据以上规定下面为我选的方案（1）方案一①110KV侧、35KV侧和10KV侧均采用单母分段带旁路母线的接线方式。②主变容量及台数的选择：2台主变容量同方案一。（2）方案二①110KV侧采用桥形接线，35KV侧和10KV侧采用单母分段带旁路母线。②主变容量及台数的选择：2台主变容量同方案一。（3）方案三①110KV侧接线方式：110KV侧采用桥形接线，35KV侧和10KV侧采用双母线。②主变容量及台数的选择：2台主变容量同方案一，而且设备瑾和参数均选为一致，便于进行经济技术比较。（4）方案四①110KV侧、35KV侧、10KV侧均采用双母线接线方式，两台主变压器。②主变台数的选择：XX大学电力学院毕业设计第2页1）运行主变压器的容量应根据电力系统10—20年的发展规划进行选择。由于任务书给定的是一个三个电压等级的变电站，而且每个电压等级的负荷均较大，故采用三绕组变压器2台，运行主变压器的容量应根据电力系统10—20年的发展规划进行选择。并应考虑变压器正常运行和事故过负荷能力，以变压器正常的过负荷能力来承担变压器遭受的短时高峰负荷，过负荷值以不缩短变压器的寿命为限。通常每台变压器容量应当在当一台变压器停用时，另一台容量至少保证对60%负荷的供电。2）主变容量选择Sn＝0.6Sm。(Sm为变电站最大负荷)3）两台主变可方便于运行维护和设备的检修同时能满足站代负荷的供电要两台求。4）．运行方式灵活、可靠、方便。(3)主变压器形式的选择：①．相数的确定为了提高电压质量最好选择有载调压变压器。②．绕组的确定本站具有三种电压等级，且通过主变各侧绕组功率均达到该变压器容量的15%以上，故选三绕组变压器。③．缓缓的连接方式考虑系统的并列同期要求以及三次谐波的影响，本站主变压器绕组连接方式选用Y0Y0△－11。采用“△”接线的目的就是为三次谐波电流提供通路，保证主磁通和相电势接近正弦波，附加损耗和局过热的情况大为改善，同时限制谐波向高压侧转移。第2．2节主接线方案技术比较综上所述，由于方案四和方案三采用桥形接线，站用的断路器比方安一和方案四少。主变台数、型号、参数均相同，同时又不降低用电和供电可靠性，又符合现场实际和设计规程的要求，从经济角度考虑选择方案四和三比较合适，达到了工程造价较低，同时考虑了变电站随着负荷的增加，进行扩建和增容的可能性，因为桥式接线在负荷增加时，可很方便的改造为单母线分段，以适应负荷增加和供电可靠性的要求。但是，如果110KV输电线路运行时故障多，跳闸频繁，将影响变电站负荷的可靠性。从现阶段负荷的可靠性来说，用户对可靠的要求越来越高，已经对电力系统的供电可靠性提出了更高的要求，同时由于供电企业自身的需要增供扩销的内在要求，变电站110KV侧也可设计成双母线或单母分段带旁路母线较合适。因此从现场运行和供电企业自身的需要，经济条件比过去好许多。XX大学电力学院毕业设计第3页由以下分析，最终初步将方案四和方案三淘汰掉，对方案一和方案二进行详细的经济比较。最终确定一个最优方案进行设计。第2．3节主接线方案的经济比较本节是将方案一和方案二进行经济比较。经济计算是从国民经济整体利益出发，计算电气主接线各比较方案的费用和效益，为选择经济上的最优方案提供依据。在经济比较中，一般有投资和年运行费用两大项。1．主变压器的选择主变容量的确定：Sn=0.6Pmax/cos=0.6×(80+35)/0.85=81.176MVA=81176KVA选SSPSL-90000型，选择结果如表2-1：表2-1型号及容量(KVA)额定电压高/中/低(KV)连接组损耗(KW)阻抗电压(%)空载电流(%)运输重量(t)参考价格(万元)综合投资(万元)空载短路高中高低中低高中高低中低SSPSL-90000110/38.5/11Y0/Y0/△-12-1121.59090681710.561.625.657.566.422．主变容量比的确定(1)35KV侧：S2n＝80/0.85＝94.118MVA＝94118KVA%30%5.52%100900002941182nnSS(2)10KV侧：S3n＝35/0.85＝41.176MVA＝41176KVA%88.22%100900002411763nnSS(3)因35KV侧大于变压器容量的30%，故确定主变容量比为100/100/50。3．计算方案一与方案二的综合投资Z(1)方案二的综合投资(110KV侧、35KV侧和10KV侧均要采用双母线接线)①．主变：66.42×2万元XX大学电力学院毕业设计第4页②．110KV母线：(102.6-10.16×4)万元35KV母线：(28.89+3.0×4)万元10KV母线：(15.1+1.9×4)万元以上各项数字及意义如表2-2所示：表2-2断路器型号电压进出线数单母线分段带旁路双母线主变馈线投资增、减一个馈路投资投资增、减一个馈路投资SW1-11011026102.610.16102.010.16SW2-35352627.362.7928.893.010267.50.5515.11.9③．Z0＝66.42×2+(102.6-10.16×4)+(28.89+3.0×4)+(15.1+1.9×4)＝257.79万元(其中，Z0为主体设备的综合投资，包括变压器、开关设备、配电装置等设备的综合投资)④．Z=Z0(1+α/100)=257.79×(1+90/100)=489.801万元(其中，α为不明显的附加费用比例系数，110KV取90)(2)方案四的综合投资(110KV侧、35KV侧和10KV侧均采用单母分段带旁路母线接线形式)①．主变：66.42×2万元②．110KV母线：(102.6-10.16×4)万元35KV母线：(27.36+2.79×4)万元10KV母线：(7.5+0.55×4)万元以上各项数字及意义如表2-2所示：③．Z0＝66.42×2+(102.6-10.16×4)+(27.36+2.79×4)+(7.5+0.55×4)＝243.02万元④．Z=Z0(1+α/100)=243.02×(1+90/100)=461.738万元(其中，α为不明显的附加费用比例系数，110KV取90)4．计算方案一与方案二的年运行费用(1)方案二的年运行费用△P0=21.5KW△Q0=I0%·Sn/100=1.6×90000/100=1440KVar△Ps(1-2)=90KW△Ps(1-3)=90KW△Ps(2-3)=68KW△Ps1=1/2(△Ps(1-2)+△Ps(1-3)-△Ps(2-3))=1/2(90+90-68)=56kwXX大学电力学院毕业设计第5页△Ps2=1/2(△Ps(1-2)+△Ps(2-3)-△Ps(1-3))=1/2(90+68-90)=34kw△Ps3=1/2(△Ps(1-3)+△Ps(2-3)-△Ps(1-2))=1/2(90+68-90)=34kw△P=△Ps1+△Ps2+△Ps3=56+34+34=124kwUd(1-2)%=17Ud(1-3)%=10.5Ud(2-3)%=6Ud1%=1/2(Ud(1-2)%+Ud(1-3)%-Ud(2-3)%)=1/2(17+10.5-6)=10.75Ud2%=1/2(Ud(1-2)%+Ud(2-3)%-Ud(1-3)%)=1/2(17+6-10.5)=6.25Ud3%=1/2(Ud(2-3)%+Ud(1-3)%-Ud(1-2)%)=1/2(6+10.5-17)=-0.25Ud%=Ud1%+Ud2%+Ud3%=10.75+6.25-0.25=16.75△Q=Ud%·Sn/100=16.75×90000/100=15075kWarS1=(35000+80000)/0.85=135294.118KVAS2=80000/0.85=94117.647KVAS3=35000/0.85=41176.47KVAT0=8000h由Tmax=5000查25页表2-3得τ＝3500h由以上数据可算出△A：△A=n(△P0+K△Q0)+1/2n(△P+K△Q)×(nnnnSSSSSSS323222221)τXX大学电力学院毕业设计第6页=2(21.5+0.1×1440)×8000+221(124+0.01×15075)×(9000090000471.4117690000647.9411790000118.13529422222)=331×8000+407.875×(2.26+1.094+0.209)×3500=7734405.188KW·hU1=2△A×10-4+u1+u2=0.06×7734405.188×10-4+0.022×489.801+0.005×489.801=59.631万元(2)方案一的年运行费用因为△A与方案二相同，故这里不做重复计算U4=2△A×10-4+u1+u2=0.06×7734405.188×10-4+0.022×461.738+0.005×461.738=58.873万元经济比较方案一和方案二的综合投资和年运行费用，方案一都低于方案二，故最终确定方案一为最优方案，进行设计。第2