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1、 . . . 航空工业管理学院课 程 设 计电气工程与其自动化_专业 0806072 班级题 目ZS矿区110KV降压变电所设计姓 名学 号指导教师 顺新 二一一年 十二 月 二十九 日原始资料1 建设性质与规模为满足某铁矿生产生活的供电要求，决定新建一个110KV降压变电所。电压等级：110/6.3KV线路回数：110KV: 2回，备用1回；6.3KV: 13回，备用2回.所址.负荷与电力系统资料等，详见下文。2 电力系统接线简图 附注：（1）图中系统容量，系统阻抗均相当于最大运行方式。（2）最小运行方式时： S=2000MVA. Xs=1.10; (3) 系统可保证本站110KV母线电压波
2、动在5%以。3负荷资料电压等级负荷名称最大穿越功率（MW）最大负荷（MW）负荷组成（%）COSTmax（h）线长(km)同时率线损近期远景近期远景一级二级三级110kV铁钢线1285%5%铁区线12备用1010kV露天矿一121060300.7255001.5露天矿二矿井甲一1.534040200.7855001.5矿井甲二矿井乙一1.534040200.7855002.5矿井乙二选矿厂一243040300.7555001选矿厂二水源地一122060200.7255002水源地二火药库0.10.152030500.7545001.8生活区11.51050400.845001农业用电125050
3、0.7840001.5备用一11040500.78备用二11040500.78 注：1. 表中空缺负荷数据可自行分析 2. 10kV负荷受电端的力率均就地补偿至0.9以上，表中给出为原始自然力率。4所址条件： （1）地理位置示意图2 地形，地质，水文，气象等条件所址位于某山区一个南北狭长山谷中，地形平缓，土质贫瘠，平均海拔400米，邻近负荷中心，水源充足，交通便利。土质为含砂黏土，土壤热阻系数度T=120CM/W，土温20，地震烈度8度。年最高气温+40，所最低气温-22，最热月平均最高温度+32。风速32m/s，主导风向西北，覆冰厚度15mm。微风风速3.5m/s,属于我国类标准气象区。三、
4、设计任务（一）电气一次部分1、变电站总体分析； 该变电所是为满足铁矿生产生活用电，有原始材料可知有两个110kv和10kv等级。变电站主要是提供铁矿供电，110kv配电装置出线2回，一回备用，可采用单母线分段接线形式，对重要用户可以从不同段引出回馈线路，有两路电源供电；10kv配电装置出线13回，备用两回，且负荷以、类负荷为主，对供电可靠性要求较高，拟采用单母线分段或双母线接线；负荷会增加，所以对主变压器要求较大容量，满足未来几年的发展需要；为保障、类负荷的需要，以与将来扩建的需要，至少需要安装两台主变压器以提高对负荷供电的可靠性。2、负荷分析计算与主变压器选择；（1）变压器容量的选择。计算1
5、0kv侧的计算负荷，由公式，其中某电压等级的计算负荷 同时系数（10kv取0.85）%该电压等级电网线损，一般取5%P、cos各用户的负荷和功率因数 =0.85*(2/0.72+3/0.78+3/0.78+4/0.75+2/0.72+0.15/0.75+1.5/0.8+2/0.78+1/0.78+1/0.78)*(1+5%)=19.6MVA变电站主变压器容量一般应按510年规划负荷来选择。对于重要变电站，需要考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计与负荷能力允许时间，应满足、类负荷的供电；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器应能满足全部负荷的70%80%。所以一台变压器各自承担
6、9.8MVA，当一台停运时，另一台则承担70%为13.72MVA的负荷，又、类负荷为15.9MVA，此时不能保障对、类负荷的供电，故变压器的容量应满足：，故选用两台20MVA的变压器。（2）变压器型式的选择相数的选择：电力系统多数为三相变压器，三相变压器较之于同容量的单相变压器组，其金属材料少20%25%，运行电能损耗少12%15%，并且占地面积少，因此考虑优先采用。本变电站所处地理位置交通便利，不受运输条件限制，所以采用三相变压器。绕组数与结构的选择：本变电站共两个电压等级，110kv和10kv，采用双绕组变压器即可，保障了供电的经济性，如采用三绕组变压器，不仅不经济，而且供电可靠性能降低。
7、我国110kv与以上高压电力系统皆采用中性点直接接地系统，绕组高压110kv侧采用星形接法，低压10kv侧采用三角形接法，以抑制线路产生的3次谐波。根据110KV变电所设计指导，以上选择符合系统对变电所的技术要求，两台一样的变压器同时投入时，可选择型号为SF9-25000/110的主变，技术参数如下： 表2.1 主变压器的技术参数型号高压低压空载电流空载损耗负载电流阻抗电压连接组别SF9-25000/11011022.5%1050.225.2110.7105Yn,d113、电气主接线设计；变电站主接线应满足下列要求：（1）运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，需要停电的用户
8、数目的多少和停电时间的长短，以与能否保证对重要用户的供电。（2）具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。（3）操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。（4）经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行
9、费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。（5） 应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等110kv侧电气主接线。由于该变电站、类负荷所占比重较大，对供电可靠性要求较高。110kv出线2回，一回备用，可采用单母线分段接线或双母线接线两种方案，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施，但装设SF6断路器时，检修周期可长达510年甚至20年，可以不设旁路设施。10kv侧电气主接线。10kv出线13回，两回备用，可采用单母线
10、分段或双母线接线两种方案。高压110kv侧，采用单母线分段接线，优点是经济灵活，接线简单，操作方便，缺点是可靠性一般；采用双母线接线，优点是供电可靠，扩建方便，缺点是投资有所增加，且占地面积大，由于负荷距离比较近，经过综合比较采用单母线分段接线。10kv侧，单母线分段接线经济灵活，操作方便，但是可靠性一般；双线接线优点是供电可靠，调度灵活，扩建方便，有较高的可靠性，缺点是投资有所增加。鉴于用电负荷多为、类负荷，对可靠性要求较高，故采用双母线接线。4、短路电流计算与电气设备选择；4.1 短路电流计算条件 因为系统电压等级较高，输电导线的截面较大、电阻较小、电抗较大，因此在短路电流的计算过程中忽略
11、R、只计与X。 计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 计算容量按无穷大系统容量进行计算。 短路种类一般按三相短路进行计算。 短路计算点如下a.d-1110kV母线短路时的短路计算点；cd-210KV母线短路时的计算点。4.2 短路电流计算方法与步骤4.2.1方法在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用运算曲线法。4.2.2短路电流计算的步骤 选择计算短路点； 画出等值网络（次暂态网络）图a. 首先去掉系统中的所有负荷分支、线路电容、各元件的电阻，发电机用次暂态电抗Xd”；b. 选取基准容量Sj和基
12、准电压Uj（kV）（一般取各级的平均电压），计算基准电流Ij= Sj/3Uj（kA）；c. 计算各元件换算为同一基准值的标么电抗；d. 绘制等值网络图，并将各元件统一编号，分子标各元件编号，分母标各元件电抗标么值； 化简等值网络图a. 为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形的等值网络；b. 求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗Xnd； 求计算电抗Xjs，即将各转移电抗换算为各电源容量（等值发电机容量）为基准的计算电抗Xjs1，Xjs2； 由Xjs1，Xjs2值从适当的运算曲线中查出各电源供给的短路电流周期分量标么值（运算曲线只作到Xjs=3）； 计算无限
13、大容量（Xjs3）的电源供给的短路电流周期分量； 计算短路电流周期分量有名值和短路容量； 计算短路电流冲击值； 绘制短路电流计算结果表。4.2.3三相短路电流计算过程查资料可知，架空线电抗X一般取为0.4/km.选基准: =100MVA =110kv侧:=0.502 KA 10kv侧：=5.499 KA 等值电路图110kv侧即当f1点断路时，等值电路与其简化电路如图1-1附图11短路参数计算x0.0514xxxx=xx=x=0.0423经查表得：由短路电流有名值：冲击电流:2.0s时短路电流：4.0s时短路电流：短路容量：在10KV侧母线发生短路即f2短路时，等值电路与其简化电路如图1-3附图13短路参数计算短路电流有名值：冲击电流:短路容量：表4.1 短路电流计算结果表电压（kv）短路点（KA）(KA)(KA)(KA)(KA)110d-15.625.765.765.7614.3310d-218.1718.1718.1718.1746.334.3 持续工作电流的计算各回路最大持续工作电流根据公式=式中 -
