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1、 发电发电厂厂电电气部分气部分 课课程程设设计计学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 1设设 计计 （ 论论 文文 ） 任任 务务（包括原始数据、技术要求、工作要求）一、一、设计内容设计内容为了满足福州某郊县负荷发展及电网电力交换的需要，优化该县的电网结构，拟在县城后山设计建设一座 110kV 降压变电站。变电站容量为 231.5MVA ，电压等级110/10kV。二、二、设计原始数据设计原始数据1、电力系统部分本变电站在电力系统中，为满足本地区负荷增长的需要。2、变电所的技术要求、设计参数（1） 变电所本期建设规划主变容量：231.5MVA，电压等
2、级 110/10kV；主变中性点直接接地。主变型式：三相双绕组有载调压变压器，有载调压范围在 11081.25/10.5kV无功补偿：12Mvar。（2） 供电方式及要求110kV 双回路进线，10kV 侧出线本期 6 回路，远期 14 回路。（3） 负荷数据和要求、全区用电负荷本期为 27MW，6 回路，每回按 4.5MW 设计；远期 50MW，14 回路，每回按 3.572MW 设计；最小负荷按 70计算，供电距离不大于 5KM。、 负荷同时率取 0.85，功率因数为 0.8，年最大利用小时数 Tmax=4250 小时/年。（4） 水文条件、海拔 80 米、常年最高温度：40.3、常年最低
3、温度：1.7、雷暴日数 62 天/年、污秽等级为 3 级。2（5）地理位置和交通情况：地理位置无限制，交通便利。课程设计的主要内容课程设计的主要内容3三、设计任务三、设计任务此次为变电站电气一次部分初步设计，设计内容主要包括：（1） 主变压器的选择；（2）电气主接线设计；（3）所用电设计；（4）短路电流计算；（5）主要电气设备的选择与校验等；四、设计产品四、设计产品1、设计说明书（包括计算书）2、图纸：（1） 、变电站电气主接线图；（2） 、主要电气设备材料汇总表五、要求五、要求1、按电力工程设计手册，有关的设计规范进行。2、CAD 制图。六、六、参考文献参考文献1 范锡普主编发电厂电气部分.
4、 北京：中国电力出版社，2004.2 戈东方主编220kv 变电所设计规划. 北京：中国电力出版社，2000.3 傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算. 北京：中国电力出版社，2004.4 王士政，冯金光. 发电厂电气部分. 北京：中国水利水电出版社，2002.5 水利电力部西北设计院. 电力工程电气设计手册（一） 、 （二） 、 （三）. 北京：中国电力出版社，1989.6 莴静康. 供配电系统图集. 北京：中国电力出版社，2005.7 韦钢电力系统分析基础北京：中国电力出版社，2006.8 刘国亭电力工程 CAD北京：中国水利水力出版社，2006.目目 录录4第 1 章 概述51.1 设
5、计的依据51.2 电力系统概述51.3 110kV 变电所各级电压负荷情况分析61.4 110kV 变电所的自然条件6第 2 章 电气主接线72.1 电气主接线设计的基本要求72.2 主变压器台数、容量、型式的选择72.3 电气主接线设计方案的技术经济比较与确定 92.4 110kV 变电所主接线图 15第 3 章 所用电接线设计163.1 所用电设计的要求及原则163.2 所用变的确定及所用变接线的选择 16第 4 章 短路电流计算194.1 短路电流计算的条件194.2 短路电流计算方法和步骤194.3 三相短路电流计算20第 5 章 电气设备选择 255.1 电气设备选择的一般条件255
6、.2 10kV 配电装置电气设备选择255.3 110kV 配电装置电气设备的选型33参考文献 41第 1 章 概述51 11 1 设计的依据设计的依据 1.1.11.1.1 依据依据 根据设计任务书下达的任务和原始数据设计。 1.1.21.1.2 设计内容设计内容 为了满足该县负荷发展及电网电力交换的需要，优化该县的电网结构， 拟在县城后山设计建设一座 250MVA 110/10 的降压变电所，简称 110kV 变电所。1.21.2 电力系统概述电力系统概述1.2.11.2.1 本变电所与电力系统联系本变电所与电力系统联系 1 1、接线图2 2、说明 110kV 变电所通过两回 110kV
7、线路接至该变电所，再与电力系统相连。 由于原始数据未提供电力系统 XX、Sj及 110kV 变电所接线路长度 L。这里 将 XX取为 0.0451, Sj取为 100MVA;按供电半径不大于 5kM 要求,110kV 线 路长度定为 4.8kM。 1.2.21.2.2 110kV变电所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中的地位和作用 1 1、根据 110kV 变电所与系统联系的情况来看，属于终端变电所。 2 2、110kV 变电所主要供电给本地区用户，用电负荷属于类负荷。#1 #2 #3 #4 #5 #610kV231.5MVA 110kV 变电所电力系统Xx=0.0451,Sj=100
8、MVA110kV110kV 变DDDIAN61.31.3 110kV变电所各级电压负荷情况分析变电所各级电压负荷情况分析1.3.11.3.1 供电方式供电方式 110kV 侧：共有两回进线，由系统连接双回线路对 110kV 变电所供电。10kV 侧：本期出线 6 回， 由 110kV 变电所降压后供电。 1.3.21.3.2 负荷数据负荷数据 1、全区用电负荷本期为 27MW，共 6 回出线，每回按 4.5MW 计； 远期 50MW，14 回路，每回按 3.572MW 设计； 最小负荷按 70计算，供电距离不大于 5kM。 2 2、负荷同时率取 0.85，cos=0.8，年最大利用小时数 Tm
9、ax=4250 小时 /年。 3 3、所用电率取 1%。1.41.4 110kV变电所的自然条件变电所的自然条件1.4.1 水文条件水文条件 1 1、海拔 80M 2 2、常年最高温度 40.3 3、常年最低温度 1.7 4、雷暴日数62 日/年 5、污秽等级为 3 级 1.4.21.4.2 所址地理位置与交通运输情况所址地理位置与交通运输情况地理位置不限制，交通便利。第 2 章 电气主接线 2.12.1 电气主接线设计的基本要求电气主接线设计的基本要求7对电气主接线有以下几方面的基本要求：对电气主接线有以下几方面的基本要求： 1 1、根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量。 2
10、 2、具有运行、维护的灵活性和方便性。 3 3、具有经济性：在满足技术要求的前提下，力求经济合理。 4 4、具有将来发展和扩建的可能性。2.22.2 主变压器台数、容量、型式的选择主变压器台数、容量、型式的选择 2.2.12.2.1 主变压器的选择原则主变压器的选择原则 1 1、主变压器台数 1）为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变压器。 2）当只有一个电源或变电所可由低压侧电网取得备用电源给重要负 荷供电时，可装设一台。 3）对于大型枢纽变电所，根据工程具体情况，可安装 2 至 4 台变压 器。 2 2、主变压器的容量 1）主变压器的容量应根据 5 至 10 年的发展规划进行选择，并考
11、虑 变压器正常运行和事故时的过负荷能力。 2）对装有一台变压器的变电所，变压器的额定容量应满足用电负荷 的需要，按下式选择：SnKSM或 SnKPMcos。式中，Sn变压器额 定容量（kvA） ，SM， PM变电所最大负荷的视在功率和有功功率 （kvA，KW） ，cos 负荷功率因子，K负荷同时率，可取 0.85。 3）对装有两台变压器的变电所中，当一台断开时，另一台变压器的 容量一般保证 70%全部负荷的供电，但应保证用户的一级负荷和大部分二 级负荷。每台变压器容量一般按下式选择：Sn0.6SM或 Sn0.6PM/ cos。 4）主变压器容量选择还应考虑周围环境温度的影响。 Sn0.6SM/
12、K式中，K周围环境修正系数。 3 3、主变压器的型式 1）一般情况下采用三相式变压器。 2）具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均 达到 15%Sn以上时，可采用绕组变压器。 3)主变调压方式： 4）冷却方式：2.2.22.2.2 计算、选择、校验计算、选择、校验 1 1、总负荷计算 根据负荷数据，近期 6 回出线，每回按 4.5MW 计，近期总负荷8PM=64.5=27MW。 2 2、主变压器台数、容量选择计算 1）计算主变容量SM SM=PMcos= 50/0.8=62.5MVA 选择主变容量、台数 a、SnKSM=0.8562.5=53.125MVA b、选两台主变压器
13、，则每台主变容量 SnKSM/2=26.5625MVA。 查产品目录，选每台主变容量 Sn=31.5MVA26.5625MVA。 c、校验： 按主变压器容量选择原则第 3 点，要求任一台主变 Sn0.7 KSM S=0.753.125=37.1875MVA，大于所选的主变容量 31.5MVA。结合系统对 本变电所的技术要求，最终选择 110kV 变电所主变容量 Sn=50MVA。 考虑周围环境影响： =（max+min）/2=21 K=（20）/100+1=0.99 0.7S0.753.125 K0.99=37.5631MVASn=50MVA37.5631MVA 故所选变压器容量满足要求。 3
14、 3、主变型式选择 按任务书要求并查 110kV 变电站设计指导手册附录 2-3。近期主变压 器型式选择 SFZ731500/11081.25%；列表如下：额定电压 （kV）型号额定容量 （kVA）高压低压空载 电流 （%）空载 损耗 (kW)负载 损耗 (kW)阻抗 电压 (%)连接组别SFZ7- 31500/110315001108 1.25%10.51.142.214810.5YN,d112.32.3 电气主接线设计方案的技术、经济比较与确定电气主接线设计方案的技术、经济比较与确定2.3.12.3.1 各级电压配电装置接线方式的拟定各级电压配电装置接线方式的拟定 根据电气主接线设计的基本
15、要求及设计基本原则来拟定各级电压配电 装置接线方式。 1 1、10kV 电压母线接线方式 1） 单母线接线 2） 单母分段接线92 2、110kV 电压母线接线方式 1） 单母线接线 2） 单母分段接线 3） 桥式接线（因线路故障和操作的机会比变压器多，选用可靠性 较好的内桥接线。 ） 3 3、主变台数 为了保证供电可靠性，装设两台主变压器。2.3.22.3.2 110kV110kV 变电所可能采用的电气主接线方式如下：变电所可能采用的电气主接线方式如下：方案110kV单母线 接线单母分 段接线单母分 段接线单母线 接线内桥接 线内桥接 线10kV单母线 接线单母分 段接线单母线 接线单母分 段接线单母线 接线单母分 段接线 主变2 台2 台2 台2 台2 台2 台110kV 变电所主接线方案简图如下：方案方案: 方案方案：图二 （二）图一 （一）#4#6#5#3#2#1110kv10kvT 1T 2L1L2#4#6#5#3#2#1T 1T 2L1L2110kv10kv10方案方案：
