110kv降压变电站设计正文

1设计任务书一、原始资料：根据电网发展需求，需要建成一座110KV降压变电站，设计条件如下：1、电压等级：110/35/10KV2、主变压器两台，每台容量为31.5MVA，本期一次设计建成。3、进出回数：（1）110KV进出线共四回，其中两回与系统连接的双回线，每回送电容量为70MVA，其余两回为单电源出线，送电容量为40MVA。（2）35KV出线共四回，送电容量为8MVA。（3）10KV出线共12回，每回输电容量为2MVA。（4）10KV装设两组并联电容器补偿装置，每组电容器容量为4800Kvar。4、系统情况：本变电站为一次降压变电站，在系统中的地位比较重要。110KV系统的系统阻抗如下：（基准容量为100MVA）最大运行方式：0.102最小运行方式：0.3225、环境条件：变电站海拔高度为800m，附近无明显污染源。交通便利，地2势开阔，进出线方便。环境温度：最高+40℃、最低-25℃最大日温差：25℃湿度：相对湿度90%最大风速：35m/s覆冰厚度：10mm地震裂度：Ⅷ度污秽等级：Ⅱ级6、所用电主要负荷表：序号名称额定容量（Kw）负荷类型1通信4经常、连续2充电屏8.8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8不经常、连续6采暖、通风电源38经常、连续7检修电源（主要变压器虑油机）30不经常、连续小计动力负荷P190.81110kV加热1.5经常、连续235kV加热2.2经常、连续小计加热负荷P23.7110kV配电装置室照明1短时、连续3序号名称额定容量（Kw）负荷类型2控制室、休息室照明2短时、连续3户外照明10短时、连续小计照明负荷P313二、设计任务：1、设计变电站主接线，论证所设计的主接线是最佳方案。2、计算短路电流。3、选择导体及主要电气设备。4设计说明书根据设计任务书的要求，依据《电力工程电气设计手册》中有关内容，遵照《变电所设计技术规程》中有关规定，现对110KV变电所进行设计，其设计的方法和步骤如下：一、原始资料分析：1、分析本变电站在电力系统中的作用：本变电所的电压等级为110KV，为一降压变电所，在系统中的地位比较重要，高压侧同时接收和变换功率，供35KV负荷和10KV负荷，属于地区一般变电所。2、建设规模：1、110KV进出线共四回，其中两回是与系统连接的双回线，每回送电容量为70MVA，其余两回为单电源出线，送电容量为40MVA。2、35KV出线共四回，每回送电容量为8MVA。3、10KV出线共十二回，每回输电容量为2MVA。5二、主变压器的选择：变压器是变电站的重要设备，其容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，如选用适当不仅可减少投资，减少占地面积，同时也可减少运行电能损耗，提高运行效率和可靠性，改善电网稳定性能。1、主变压器台数：为保证供电可靠性，变电所一般设有两台主变压器。2、变压器容量：装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证80%负荷供电。3、在330KV及以下电力系统中，一般选三相为压器，采用降压结构的线圈，排列成铁芯—低压—中压—高压线圈，高与低之间阻抗最大。4、绕组数和接线组别的确定：该变电所有三个电压等级，所以选用三绕组变压器，连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行，110KV以上电压，变压器绕组都采用Y0连接，35KV采用Y形连接，10KV采用Δ连接。5、调压方式的选择：普通型的变压器调压范围小，仅为±5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分6接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。6、冷却方式的选择：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。考虑到冷却系统的供电可靠性，要求及维护工作量，选用自冷冷却方式。所以用两台SSZ10-M-31500/110型有载调压变压器，采用暗备用方式，查变压器的参数如下：额定电压：110±8×1.25%／38.5±2×2.5%／10.5KV阻抗电压:U1-2%=10.5U1-3%=17.5U2-3%=6.5联接组别号：YN、yno、dn变压器型号空载电流%10.517.56.51.2阻抗电压%SSZ10-M-31500/110高—中高—低中—低三、所用电接线设计和所用变压器的选择变电所的所用电是变电所的重要负荷，因此，在所用电设计时应按照运行可靠、检修和维护方便的要求，考虑变电所发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的7新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证变电所安全，经济的运行。所用变台数的确定：一般变电所装设一台所用变压器，对于枢纽变电所、装有两台以上主变压器的变电所中应装设两台容量相等的所用变压器，互为备用，如果能从变电所外引入一个可靠的低压备用电源时，也可装设一台所用变压器。根据如上规定，本变电所选用两台容量相等的所用变压器。所用变压器的容量应按所用负荷选择。计算负荷可按照下列公式近似计算：S＝照明负荷+其余负荷×0.85(kVA)所用变压器的容量：Se≥S＝0.85∑P十P照明(kVA)根据任务书给出的所用负荷计算：S＝0.85P1＋P2＋0.8P3＝0.85×90.8＋3.7＋0.8×13＝91.18kVA所用变选用100kVA。根据容量选择所用电变压器如下：型号：10±2×2.5%/0.4kV；容量为：100(kVA)连接组别号：Yn，yn0阻抗电压为(%)：6.5所用电接线方式：一般有重要负荷的大型变电所，380／220V系统采用单母线8分段接线，两台所用变压器各接一段母线，正常运行情况下可分列运行，分段开关设有自动投入装置。每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电，在另一台所用变压器故障或检修停电时，工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷，以保证变电所正常运行。四、电气主接线的选择：电气主接线的确定对电力系统整体及发电厂，变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备的选择配电装置选择，继电保护和控制方式的拟定有较大影响，因此，必须正确外理为各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。（一）设计的基本要求为：1、满足对用户供电必要的可靠性和保证电能质量。2、接线应简单，清晰且操作方便。3、运行上要具有一定的灵活性和检修方便。4、具有经济性，投资少，运行维护费用低。5、具有扩建和可能性。主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更加严重，往往比少发电能的价值大十几倍，9至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠性。因事故被迫中断供电的机会越少，影响范围越小，停电时间越短，主接线的可靠程度就越高。主接线可靠性的具体要求：（1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电。（2）短路器或母线发生故障以及母线计划检修时，应尽量减小进出线停运的回路数和停运的时间，并要保证对一类负荷及全部或大部分二类负荷的供电。（3）尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。灵活性：主接线应满足在调度运行、检修及扩建时的灵活性。1、调度运行中应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故、检修以及特殊运行方式下的系统调度运行要求。2、检修时，可以方便地停运断路子器、母线以及继电保护设备，影响安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。2、扩建时，可以适应从初期接线过渡到最终接线。在影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。经济性：在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。10欲使主接线可靠、灵活，必然要选用高质量的设备和现代化的自动装置，从而导致投资费用的增加。因此，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下作到经济合理，一般应当从以下几方面考虑：1、投资省：（1）主接线应简单清晰，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等次设备，降低投资。（2）要适当采用限制短路电流的措施，以便选用廉价的电器设备或轻型设备。（3）要使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和电缆的投资。（4）如能满足系统安全运行及继电保护要求，110KV及以及终端或分支变电所应尽量简单。2、占地面积小主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积减少。同时应注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。对大容量发电厂或变电所，在可能和允许条件下，应采取一次设计、分期投资、投建，尽快发挥经济效益。3、电能损失少在发电厂或变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。（二）、主接线的基本接线形式主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种连接方式。11概括地可分为两大类：有汇流母线的接线形式；无汇流母线的接线形式。一、有汇流母线的电气主接线1、单母线连接（1）优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电设备。（2）缺点：不够灵活可靠，母线或隔离开关故障或检修，均需使整个配电装置停电。（3）适用范围：①35-63KV配电装置的出线回路数不超过3回时；②110-220KV配电装置的出线回路数不超过2回2、单母线分段接线（1）优点：①用短路器把母线分段后，对重要用户可从不同段引出两个回路，由两个电源供电；②当一段母线发生故障时，分段短路器能自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电；（2）缺点：①当以段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电；②当出现为双路时，常使架空线出现交叉穿越；③扩建时需要向两个方向均衡扩建；（3）适用范围：12①35-63kv配电装置出线回路数为4-8回时；②110-220kv配电装置的出线回路数为3-4回时；3、双母线接线（1）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致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一回路的母线隔离开关，可只停该回路；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和潮流变化的需要；③扩建方便，向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线索电源和负荷的均匀分配，不会引起原有回路的停电，当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，也不会产生出线的交叉跨越；④运行中便于安排设备进行调试。（2）缺点：①每一回路都要增加一组母线隔离开关，故该接线使用隔离开关多；②当母线故障或检修时，隔离开关作为倒闸操作电器，容易误操作；（3）适用范围：①35-60KV配电装置的出线回路数超过8回时，或连接的电源较多、负荷较大时；②110-220KV配电装置的出线回路数为5回及以上时，或当110-220KV配电装置在系统中具有重要地位、出线回路数为4回以上时；134、双母线分段接线当220KV进出线回路数甚多，双母线需要分段，分段原则是：①当进出线回路数为10-14回时，在一组母线上用断路器分段；②当进出线回路数为15回以上时，两组母线均用断路器分段；③为了限制某种运行方式，220KV母线短路电流或系统解列运行的要求，可根据需要将母线分段；④大双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器。5、增设旁路母线为保证采用单母线分段或双母线的配电装置在进出线段路器检