课程设计---110kv降压变电所电气部分初步设计

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1、 电气工程基础课程设计说明 书设 计 题 目：110kV 降压变电所电气部分初步设计 学 生 姓 名： 学号： 学 部 （系）： 专 业 年 级： 指 导 教 师： 2011 年 12 月 29 日目 录一 设计目的及其要求1.课程设计目的2 课程设计要求二 设计基础资料1.待建变电站资料三 主变压器的选择1.主变压器选择四 电气主接线的设计1.电气主接线设计原则2.110KV 侧电气主接线选择五 短路电流的计算 1.短路计算原则2.短路计算方法3.短路计算结果六 电气设备的选择1 设备选择原则2.设备选择条件及选择参考文献附图一 课程设计目的1.) 复习和巩固电气工程基础课程所学知识； (2

2、) 培养分析问题和解决问题的能力 ；(3) 学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法1 设计内容(1) 主接线设计(2) 主变压器选择(3) 短路电流计算 (4) 主要电气设备的选择：断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈、避雷器等2.设计要求(1) 通过经济技术比较，确定电气主接线。 (2) 短路电流计算(3) 选择主变压器台数、容量和型式(一般按变电站建成 5-10 年的发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力)； (4) 断路器和隔离开关选择 (5) 导线（母线及出线）选择 (6) 限流电抗器的选择（必要时）(7) 选择电压互感器 (8

3、) 选择电流互感器 (9) 选择高压熔断器（必要时） (10) 选择支持绝缘子和穿墙套管 (11) 选择消弧线圈（必要时）(12) 选择避雷器。二设计基础资料1. 待建变电站的建设规模 (1) 变电站类型：110 kV 降压变电站 (2) 三个电压等级：110 kV、 35 kV、 10 kV (3) 110 kV：近期进线 2 回，出线 1 回；远期进线 1 回，出线 2 回35 kV：近期 3 回；远期 3 回 10 kV：近期 5 回；远期 4 回 2. 电力系统与待建变电站的连接情况 (1) 变电站在系统中地位：中间变电站 (2) 变电站仅采用 110 kV 的电压与电力系统相连，为变

4、电站的电源 3. 待建变电站负荷(1) 110 kV 出线：负荷每回容量 8000 kVA，cos0.9，Tmax4000 h(2) 35 kV 负荷每回容量 6000 kVA，cos0.85，Tmax 3800 h； 其中，一类负荷 1 回；二类负荷 2 回(3) 低压每回负荷 2000 kW，cos0.95，Tmax 4500 h； 其中，一类负荷 2 回；二类负荷 2 回 4. 环境条件 当地年最高气温 40，年最低气温-20；当地海拔高度：600m；雷暴日：15 日/年。三电气主变压器选择1.为了发展和负荷需要，至少需要安装两台主变以提高对负荷供电的可靠性，以便当其中一台主变故障或者检

5、修时，另一台能继续供电约为 1.2 倍最大负荷的容量。2. 主变压器的容量的选择负荷分析：1.110KV 侧负荷 近期：P 近 110=8X2x0.9=17.2MW .P 远 110=17.2+17.2X2=51.6mw2.35kV 侧负荷 近期负荷：P 近 35 =3X6X0.9=16.2MW 远期负荷：P 远 35 = 2x Pi 32.4MW3.10KV 侧负荷：P 近 10=2X5x0.95=9.5mw。 P 远10=9.5+4x2x0.95=17.1MW当一天变压器维护，另外一台应承担 60%负荷SN51.65x0.9x60%=27.864主变压器宜采用三绕组变压器，型 号 额定容量

6、 SFSQ7-/110 采用 Y 接线方式。四电气主接线的设计1、对电气主接线的基本要求变电所主接线选择的主要原则有以下几点：1.供电可靠性灵活性：其含义是电气主接线能适应各种运行方式，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。 2. 操作方便、安全：主接线还应简明清晰、运行维护方便3. 经济性：即在满足可靠性、灵活性、操作方便安全这三个基本要求的前提下，应力 骤少，尽量避免用隔离开关操作电源。 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。4.35110kV 变

7、电所设计规范规定，35110kV 线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。3563kV 线路为 8 回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV 线路为6 回其以上时，宜采用双母线接线。在采用单母线、分段单母线或双母线的 35110kV 主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。因此， 110kV 电源侧采用单母分段接线，优点是方便，经济灵活接线简单，缺点是可靠性一般；高压侧采用双母线接线，两个线路断路器、两个主变断路器、还有一个母连断路器，总共 5 个断路器，可靠性还可以了。跟单母线分段接线方式输出比较经济性欠

8、完好。35KV,10KV 侧接线方式选择，我们要选择占地和资金少的线路，但是必须在保障安全，灵活的前提下，资金和占地相差不是多，而安全性和灵活性提高很多。可见，变电所在 10KV 侧为居民供电系统中，应该选择单母线分段接线五短路电流计算1. 短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。短路故障将使系统电压降 低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统 的稳定性，并损坏电气设备。因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计 和运行中，都必须对短路电流进行计算。 按三相短路进行短路电流计算。可能发生最大短路电流的短路电流计算点 有 3 个，即 110KV 母线短路（K1 点）

9、，35KV 母线短路（K2）点，10KV 电抗 器母线短路（K3 点）. 2.短路电流的计算选基准: =100MVA =SBUBUav当 K1 点断路时:=11.1=11.1I*短路电流有名值:= =4.185KA4.185KA II*/sj3uav冲击电流:= =1.84.185=10.651.84.185=10.65ich2最大电流有效值:=15.581.13=6.325.581.13=6.32Ich短路容量:=4.185115=833.554.185115=833.55s3=4.185KA=4.185KA =10.65=10.65 =6.326.32 =833.55=833.55 Iic

10、hIchs当 K2 点断路时:=1/0.83=1.2=1/0.83=1.2I*短路电流有名值:= =1.84KA=1.84KAII*/sj3uav冲击电流:= =1.81.85=4.71.81.85=4.7ich2最大电流有效值:=1.8511.851.51=2.851=2.8Ich短路容量:=1.8537.5=119.51.8537.5=119.5s3=1.84KA=1.84KA =4.7=4.7 =2.82.8 =119.5=119.5IichIchs当 K3 点断路时: =1/0.145=6.9=1/0.145=6.9I*短路电流有名值:= =22.8KA=22.8KAII*/sj3ua

11、v冲击电流:= =1.822.8=58.021.822.8=58.02ich2最大电流有效值:=22.8122.81.51=34.4251=34.42Ich短路容量:=22.810.5=414.622.810.5=414.6s3=22.8KA=22.8KA =58.02=58.02 =34.4234.42 =414.6=414.6IichIchs六、电气设备的选择 1.高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中最 重要的电器设备。 选择断路器时应满足以下基本要求： 1.在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短 路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。 2.在

12、跳闸状态下应具有良好的绝缘性。 3.应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。电压等级型号额定电压额定电流110kVLW14-110110KV 31500A 35kVZN23-3535KV1600 10kVZN-1010KV600A 2 隔离开关的选择 选择隔离开关时应满足以下基本要求： 1.隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔 开。 2.隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪 络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。 3.隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。电压等级型号额定电压额定电流110kVGW4-110G110KV

13、1000A 35kVGW4-3535KV1000A 10kVGN8-1010KV600A 3. 电流互感器的选择 根据设计手册35KV 及以上配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独 立式电流互感器常用 L(C)系列。 出线侧 CT 采用户外式，用于表计测量和保护装置的需要准确度。 当电流互感器用于测量、时，其一次额定电流尽量选择得比回路中正常工 作电流的 1/3 左右以保证测量仪表的最佳工作、并在过负荷时使仪表有适当的 指标。电压 等级型号110kVLCWB-6-110 35kVLCZ-35 10kVLMC-10 4 电压互感器的选择.620kV 配电装置一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜中或

14、在布置地位 狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压是，一般采用 三相五住电压互感器。 35-110KV 配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电式互感器，接在 110KV 及以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯，应尽量与耦合电容器结 合。统一选用电容式电压互感器。110KV110KV：YDR-11035KV:35KV: TDJJ-3510kv10kv：TSJW-105.避雷器的选择 避雷器的选择 1、避雷器的配置 （1） 、配电装置的每组母线上，均装设避雷器。 （2） 、三绕组变压器的低压侧一相上设置一组避雷器。 （3） 、变压器高、低压侧中性点均装置避雷器。 2、避雷器的选择

15、 （1） 、110KV 选择：FZ110 （2） 、35KV 选择：FZ35 10 KV 选择：FZ10主要参考资料1 熊信银, 张步涵.电气工程基础.华中科技大学出版社，2005 2 何仰赞 温增银，电力系统分析，华中科技大学出版社，2001 3 西北电力设计院 东北电力设计院，电力工程设计手册，上海人民出版社，19724 电力工业部西北电力设计院，电力工程电气设备手册，中国电力出版社，1998 5 电力工业部西北电力设计院，电力工程电气设计手册，中国电力出版社，19986 陈跃.电力工程专业毕业设计指南.电力系统分册.中国水利水电出版7 吴靓,谢珍贵.发电厂及变电所电气设备. 第一版.北京.中国水利水电出版社.20048 志溪.电气工程设计. 第一版.北京. 机械工业出版社.20029 张华.电类专业毕业设计指导.机械工业出版社10 陈慈萱. 电气工程基础. 第一版.北京.中国电力出版社.2003