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1、发电厂电气部分课 程 设 计专业：电气工程及其自动化_题 目： 新建一个 110kV 降压变电所姓 名： 学 号： 指导教师： 二 一一年 十二 月 三十 日- 1 -为满足某市生产生活的供电要求新建一个为满足某市生产生活的供电要求新建一个 110kV110kV 降压变电降压变电所所摘要摘要变电站设备，就是指工厂所需电能及供电装置的供应和分配，亦称变电站电器设备。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。110KV 变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方
2、面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了总体方案的确定负荷分析、短路电流的计算等内容。关键词：关键词：变电站、变压器、接线、高压网络、配电系统1、变电所原始资料、变电所原始资料为满足某市区生产及生活的供电要求新建一个 110kV 降压变电所。所址地区平 均海拔高度 200m，地势平坦，属于轻震区。年最高气温+40，年最低气温-1
3、8，年等值气温+15，最热月平均最高气温+32，最大风速为 28m/s，主导风向西北，最大覆冰厚度 b=10mm。微风风速为 3.5m/s，属于我国类标准 气象区。土壤热阻率为 120cm/W,土温 20。根据电力系统规划，本变电所的规模如下:电压等级：110/10kV线路回数：110kV；3 回，备用 1 回；10kV： 16 回，备用 2 回；变电站系统接线简图如下所示- 2 -A甲变乙变市区新建变D2、负荷分析与主变压器选择、负荷分析与主变压器选择2.12.1、变电站负荷分类、变电站负荷分类1.一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级
4、负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。2.二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区） ，允许有一回专用架空线路供电。3.三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。2.22.2、变电站负荷情况、变电站负荷情况最大穿越功率（MW）最大负荷（MW）负荷组成（%）电压等级负荷名称近期远景近期远景一级二级三级cosTmax(h)线长（KM）同时率线损备注市甲线1015市系1线510市系2线1525110KV备用
5、10水厂1水厂20.81.530500.7560001.5- 3 -冶炼厂 1冶炼厂 24660250.860002有小型自备电源仪表厂 1仪表厂 21.5315650.850001.5制药厂 1制药厂 21.2325450.7850001农机厂 1农机厂 22.5425550.845002纺织厂 1纺织厂 23.5525400.845001.5医院0.4140200.830001.2有第二电源市政11.3225200.81市政21.52.525200.81.2市政31.2225200.81.2备用12125450.810KV备用2125450.80.855%2.32.3、负荷分析、负荷分析1
6、0KV 侧: 近期负荷：P 近=(0.8+4+1.5+1.2+2.5+0.4+1.3+1.5+1.5)MW=17.9MW 远期负荷: P 远=（1.5+6+3+3+4+5+1+2+2.5+2+21+1）=52MW=17.9MW+52MW=47.5MW niPi1综合最大计算负荷计算公式: Sjs=Kt*(1+%)1cosniiiP (注:Kt:同时系数，取 85%; %:线损,取 5%)Sjs 近=Kt*(1+%)max1cosniiiP 近=Kt*() *(1+%)0.841.51.22.53.50.41.31.51.2 0.750.80.80.780.80.80.80.80.750.8=2
7、0.18 MVASjs 远=Kt*(1+%)max1cosniiP i远=Kt*（)*（1+%）1.56334512.52211 0.750.80.80.780.80.80.80.80.80.80.855.98MVA 视在功率: S=Sjs 近+Sjs 远20.18MVA+55.98MVA=76.15MVA- 4 -2.42.4、主变选择、主变选择1 相数的确定： 330KV 以下的电力系统，在不受运输条件限制时，应用三相变压器。 2 绕组数的确定： 对深入引进负荷中心、具有直接从高压降为低压供电条件的变电所，为简化电 压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。 3主变压器台数的确定变电所
8、中一般装设两台主变压器，以免一台主变故障或检修时中断供电。对 大型超高压枢纽变电所，可根据具体情况装设 34 台主变压器，以便减小单台 容量。对个别的终端变电所只一个电源供电可只装一台。 在这次变电站设计中,可以采用一台或两台主变压器,下面对单台变压器和两台 变压器进行比较： 比较 单台变压器两台变压器 供电安全比满足要求满足要求 供电可靠性基本满足要求满足要求 供电质量电压损耗略大电压损耗略小 灵活方便性灵活性差灵活性好技 术 指 标 扩建适用性稍差好 由前设计任务书可知、正常运行时，变电所负荷由 110kV 系统供电，考虑到重 要负荷达到 50.24MW，并考虑到现今社会用户需要的供电可靠
9、性的要求更高， 应采用两台容量相同的变压器并联运行。 4.变压器容量和型号的确定 选择内容：台数、容量、型式 变电所主变压器容量的选择 1)选择条件（按远景负荷选择） 所选择的n台主变压器的容量nSN ，应该大于等于变电所的最大综合计算负荷 Smax ，即 nSNSmax 2)校验条件（按远景负荷校验） 装有两台及以上主变压器的变电所中，当其中一台主变压器停运时，其余主变 压器的容量一般应满足 60%（220kV 及以上电压等级的变电所应满足 70%）的全 部最大综合计算负荷，以及满足全部 I 类负荷SI 和大部分 II 类负荷SII（ 220kV 及以上电压等级的变电所，在计及过负荷能力后的
10、允许时间内，应满足 全部 I 类负荷SI 和 II 类负荷SII）即 (n-1)SN(0.60.7)Smax 和(n-1)SN SI + SII（其中 n 为变电站设计中变压器的台数，在这次设计中，n=2）因此根据上述式子及负荷分析可以选择两台型号为 SFZ9-25000/110 的有载调压 变压器，变压器的技术参数如下表所示： 额定电压(KV)联接组损耗(KV)空载电短路- 5 -型号高压低压接号空载负 载流(%)阻抗 (%) SFZ9-25000/1101108 *2.5%11,10.5, 6.6,6.3YN, d1124.2110.70.610.53 3、电气主接线设计、电气主接线设计3
11、.13.1、电气主接线的概况、电气主接线的概况1.变电所主接线选择的主要原则有以下几点： （1）供电可靠性：如何保证可靠地（不断地）向用户供给符合质量的电能是发 电厂和变电站的首要任务，这是第一个基本要求。 （2）灵活性：其含义是电气主接线能适应各种运行方式（包括正常、事故和检 修运行方式）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。 （3）操作方便、安全：主接线还应简明清晰、运行维护方便、使设备切换所需 的操作步骤少，尽量避免用隔离开关操作电源。 （4）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
12、下，应力求投资节省、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。 电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。2.在选择电气主接线时的设计依据：发电厂、变电所所在电力系统中的地位和作用，发电厂、变电所的分期和最终建设规
13、模，负荷大小和重要性，系统备用容量大小，系统专业对电气主接线提供的具体资料。3. 6-220KV 高压配电装置的基本接线有汇流母线的连线：单母线、单母线分段、双母线、双母分段、增设旁母线或旁路隔离开关等。无汇流母线的接线：变压器-线路单元接线、桥形接线、角形接线等。6-220KV 高压配电装置的接线方式，决定于电压等级及出线回路数。3.23.2、主接线的设计、主接线的设计1.110KV 侧主接线的设计 方案(一) 单母线分段接线 优点：（1）母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作， 缩小母线故障影响范围。- 6 -（）对双回线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，
14、保证对 重要用户的供电。 缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线，这 样减少了系统的供电量，并使该回路供电的用户停电。 方案（二）: 桥形接线 110kV 侧以双回路与系统相连，而变电站最常操作的是切换变压器，而与系统 联接的线路不易发生故障或频繁切换，因此可采用内桥式线，这也有利于以后 变电站的扩建。 优点：高压电器少，布置简单，造价低，经适当布置可较容易地过渡成单母线 分段或双母线分接线。 缺点：可靠性不是太高，切换操作比较麻烦。 方案（三）：双母线接线 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 母线而不至于供电中断，一组母线故障后能
15、迅速恢复供电，检修任一组的母线 隔离开关时只停该回路。 （2）扩建方便，可向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电 源和负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线段，不 会如单母线分段那样导致交叉跨越。 （3）便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接至 一组母线上。 缺点：（）增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关，投资大。 （2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器容易误操作，为了避免 隔离开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。 对于 110kV 侧来说，因为它要供给较多的一类、二类负荷、因此其要求有较高 的可靠性。对比以
16、上三种方案,从经济性、可靠性等多方面因素考虑，最佳设计 方案为方案（一） 。具有一定的可靠性和可扩展性，而且比双母线投资小。 2.10kV 侧接线选择 方案（一）：单母线接线 优点：接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。 缺点：可靠性、灵活性差、母线故障时，各出线必须全部停电。 方案（二）：单母线分段接线 优点： （1）母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小 母线故障影响范围。 （）对双回线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证对 重要用户的供电。 缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线，这 样减少了系统的供电量，并使该回路供电的用户停电。 方案（三）：分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段 优点：有较大的可靠性和灵活性，且检修断路器时合
