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1、重庆能源职业学院 变配电综合设计设计题目： 110KV变电站设计 班 级：14级供用电技术 姓 名： 黄 璐 学 号：20142341052 小 组： 第 六 组 时间： 2016 年 6 月 17 日摘要本文主要进行110KV变电站设计。首先根据任务书上所给系统及线路和所有负荷的参数，通过对所建变电站及出线的考虑和对负荷资料分析，满足安全性、经济性及可靠性的要求确定了110KV、35KV、10KV侧主接线的形式，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，从而得出各元件的参数，进行等值网络化简，然后选择短路点进行短路计算，根据短路电流计算结果及最大持续工作电流，选择并校验电
2、气设备，包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等，并确定配电装置。根据负荷及短路计算为线路、变压器、母线配置继电保护并进行整定计算。本文同时对防雷接地及补偿装置进行了简单的分析，最后进行了电气主接线图及110KV配电装置间隔断面图的绘制。简要介绍并探讨了确定配电变压器经济容量的基本方法及其经济运行方式选择的依据。关键词:电气主接线；设备选择；配电变压器;经济容量;经济运行;节能分析目录摘要2负荷计算4变压器台数、容量的选择5变压器台数的选择5变压器容量的选择5配电变压器经济节能运行方式分析6接线方案的选择8单母线接线8单母线分段接线9单母线分段带旁路10双母线接线10双母线带旁路母
3、线接线11双母线分段带旁路接线11综上所述11短路电流的计算13110kv侧母线短路计算1435kv侧母线短路计算1610kv侧母线短路计算18变电站一次设备的选择和校验20导体的选择和校验20110kv母线选择及校验2135kv母线选择及校验2210kv母线选择及校验23断路器和隔离开关的选择及校验24110kv侧断路器及隔离开关的选择及校验2535kv侧断路器及隔离开关的选择及校验2810kv侧断路器及隔离开关的选择及校验32电压互感器和电流互感器的选择35日程安排表38参考文献39负荷计算最大综合计算负荷的计算： 式中， 各出线的远景最大负荷； m 出线回路数； 各出线的自然功率因数；同
4、时系数，其大小由出线回路数决定，出线回路数越多其值越小，一般在0.80.95之间；线损率，取5%。因此，由原始材料可得：35kv侧：10kv侧： 则总的负荷为： 取=0.85，则： 则，因此主变容量为： 5 / 41变压器台数、容量的选择变压器台数的选择变压器台数选择主要考虑一下几点。（1） 满足电力负荷对供电可靠性的需要。有大量一级和二级负荷的变电站选两台变压器，一台故障时由另一台给重要负荷供电。无一级负荷仅有少量二级负荷的变电站用一台变压器，与其他变电站相接的联络线做备用电源。（2） 对季节性负荷和昼夜负荷不均的变电站选两台变压器，以便采用经济运行方式工作。（3） 变电站的负荷容量太大，一
5、台变压器不能满足要求时选两台变压器。变压器容量的选择1. 一台变压器的变电站一台变压器的变电站变压器容量SNT应满足全部计算负荷S30的需要，即SNTS302. 两台变压器的变电站（4） 任一台变压器单独工作时，考虑变压器经济运行应满足计算负荷S30的60%70%的需要。用公式表示为SNT=（0.60.7）S30（5） 任一台变压器单独工作时，应满足全部一级和二级负荷的需要，即SNTS30（+）3. 车间变电站单台变压器的容量上限车间变电站单台变压器的容量上限1000kVA，这主要受开关设备的断流能力的限制；干式变压器容量一般不大于630kVA；居民小区内的油浸变压器容量同样不大于630kVA
6、。4. 留有容量余地由于变压器是长期使用的设备，所以考虑510年的负荷发展余地。电力变压器的额定容量SNT是在一定条件（户外变压器年平均气温20）下得到的，当条件不符时变压器允许的实际容量ST将低于额定容量。ST可以用下式计算，其中av为实际年平均温度。ST=1-av-20100SNT户内变压器散热条件差，实际容量比户外的低约8%。变压器合理使用时寿命为20年，若过负荷140%则寿命降为23年，所以合理选择和使用变压器显得非常重要。配电变压器经济节能运行方式分析变压器经济运行节电技术是一项技术上可行,经济上合理的节能技术,由于我国变压器都在自然状态下运行,实践证明,即使是节能变压器,如果运行不
7、当,实际运行时效率也不会理想,因此变压器的经济运行在节能上大有潜力可挖。据分析,全国开展变压器经济运行可使变压器的能耗下降10%,每年可节电30亿kWh以上。用户根据负载确定的变压器经济容量,可以是1台或多台变压器。对有2台以上并列运行的配(变)电站,在同负载条件下,变压器并列运行的损耗不仅与各台变压器的技术参数有关,同时,也与变压器间的负载分配有关,为避免变压器出现故障而对电网造成损失,很多变压器用户均装有备用变压器,这些变压器平时不用,为“冷”备用。为提高运行效率,国外已广泛改“冷”备用为“热”备用,即平时备用变压器也投入运行,只是负载率不高,而有备用容量,当有一台变压器出现故障退出运行时
8、,其他变压器仍可继续运行,不会超载。目前多数变电站根据负载电流改变变电站的变压器运行方式以使变电站损耗最小,达到节电运行的目的,这种做法并不科学,因为只考虑了变压器的空载损耗,而忽视了变压器的负载损耗。为提高运行效率,国内配电变压器应逐渐改“冷”备用为“热”备用,若采用根据负载电流的大小决定投运变压器的台数及运行方式,则也应根据各变压器的参数综合确定切换运行方式的电流大小,并合理选择改变变压器运行方式的时间。变压器损耗(以下称变损)包括空载损耗和负载损耗,变损依环境条件及负荷电流的变化而变化。对任何一台变压器,当周波、电压及波形一定时,其空载损耗与负荷电流I大小无关,而负载损耗Pz与负荷电流I
9、的平方成正比,即PZ-PkIn2-3Un2PkSe2I2式中Un二次额定电压;In二次额定电流;当单台变压器投运时,其变损PI-P0+PZ-P0+PkIn2I2设有2台主变B1和B2的空载损耗、短路损耗、二次额定电流、阻抗电压分别为P01、Pk1、In1、Uz1；P02、Pk2、In2、Uz2；当负荷电流为I时,单台投运B1和B2,其变损分别为P1I-P01+Pk1In12I2P2I-P02+Pk2In22I2当B1和B2并列运行时,变损按下式计算PI-P01+P02+2Pk1+Pk2In1+In22I2其中-Uz2Uz1接线方案的选择单母线接线单母线接线由线路、变压器回路和一组（汇流）母线所
10、组成的电气主接线。单母线接线的每一回路都通过一台断路器和一组母线隔离开关接到这组母线上。这种接线方式的优点是简单清晰，设备少，操作方便和占地少。但因为所有线路和变压器回路都接在一组母线上，所以当母线或母线隔离开关进行检修或发生故障，或线路、变压器继电保护装置动作而断路器拒绝动作时，都会使整个配电装置停止运行，运行可靠性和灵活性不高，仅适用于线路数量较少、母线短的牵引变电所和铁路变、配电所。单母线分段接线单母线分段接线形式，它是将单母线用分段断路器分成几段。与单母线不分段相比提高了可靠性和灵活性。1) 优点：1. 两母线段可以分裂运行，也可以并列运行；2. 重要用户可用双回路接于不同母线段，保证
11、不间断供电；3. 任意母线或隔离开关检修，只停该段，其余段可继续供电，减少了停电范围。2) 缺点：1. 分段的单母线增加了分段部分的投资和占地面积；2. 某段母线故障或检修时，仍有停电情况；3. 某回路断路器检修时，该回路停电；4. 扩建时需向两端均衡扩建。3) 适用范围：1. 110-220KV配电装置，出线回路数为3-4回；2. 35-65KV配电装置，出线回路为4-8回；3. 6-10KV配电装置，出线回路为6回及以上。单母线分段带旁路单母线分段带旁路母线接线由一组分段的主母线和一组旁路母线组成的电气主接线。为了避免单母线分段接线中线路或主变压器回路的断路器检修时，引起线路或主变压器回路
12、停电的缺点，设置了一组旁路母线。当线路或主变压器回路的断路器检修时，该回路可以通过旁路隔离开关接至旁路母线，再通过旁路断路器接至主母线，使该回路继续正常运行。旁路断路器通常的设置方式，是将一段主母线和一组旁路母线连接起来。由于只设一个旁路断路器回路，而且它与主母线和旁路母线之间是固定连接，因此不与旁路断路器连接的主母线，其相应的线路或主变压机回路中断路器停电检修时，该问路通过旁路母线接入另一段主母线上,能保证继续供电。因此，这种接线解决了断路器检修时的公共备用问题。较多的应用于100kV220 kV进（出）线回路多和牵引负荷电压侧馈线数量多的交流牵引变电所。双母线接线双母线接线是根据单母线接线
13、的缺点提出来的，双母线接线其中一组为工作母线，一组为备用母线，并通过母联断路器并联运行，在进行倒闸操作时应注意，隔离开关的操作原则是：在等电位下操作或先通后断。优点：供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于设计。缺点：增加了一组母线，每一回路增加一组母线隔离开关，增加了投资，操作复杂，占地面积增加。双母线带旁路母线接线双母线带旁路接线就是在双母线接线的基础上，增设旁路母线。其特点是具有双母线接线的优点，当线路（主变压器）断路器检修时，仍有继续供电，但旁路的倒换操作比较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自动化系统复杂化，投资费用较大，一般为了节省断路器及设备间隔，当出线达到5个回路以上时，才增设专用
14、的旁路断路器，出线少于5个回路时，则采用母联兼旁路或旁路兼母联的接线方式。双母线分段带旁路接线双母线分段带旁路接线就是在双母线带旁路接线的基础上，在母线上增设分段断路器，它具有双母线带旁路的优点，但投资费用较大，占用设备间隔较多，一般采用此种接线的原则为： 1) 当设备连接的进出线总数为1216回时，在一组母线上设置分段断路器； 2) 当设备连接的进出线总数为17回及以上时，在两组母线上设置分段断器。综上所述：l 110KV侧采用单母线接线方式l 35KV侧采用单母线分段带旁路母线接线方式l 10KV侧采用单母线分段带旁路母线接线方式短路电流的计算首先计算电路的参数：选取，等值电路如下：三相变压器： 则：计算后等值电路如下 图5-3 系统等值网络化简图110kv侧母线短路计算网络为：/Y变换：图5-5 110kV侧短路的等值电路图Y/变换：图5-6 110kV侧短路的等值电路图则有：图5-7 110kV侧短路的等值电路图查计算曲线数字表可得：，换算成有名值为： 35kv侧母线短路计算图5-8 35kV侧短路的等值电路图
