大学110KV变电所一次部分初步设计

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1、110KV变电所电气一次部分初步设计原始资料1、待设变电所为郊区中间变电所,在供电给周围负荷的同时,也输送部分系统的交换功率。2、系统电源情况： 待设变电所连着220KV变电所一个,110KV水电厂一个220KV系统变电所：在该变电所高压母线上的短路容量为500MVA,距离待设变电所10KM100KV水电厂的接线如图所示：6KV Ud%=10.5 110KV待设变电所X0=0.4/KM12KM230MW 245MVACOS=0.8XG*=0.23、所的地理位置水电厂220KV变电所10KV负荷用户区10km12km待设边电所 最远5km公 路4、电力负荷水平（1） 待设计的变电所连接的电源之间

2、有一定的功率交换预计有15KW,功率因数为0.8。（2） 待设变电所10KV侧负荷如下表所示,预计10年每年5%增长率。负荷同时系数Kop=0.8,Koq=0.7,年最大负荷利用小时数Tmax=4500h,预留四回备用。（3） 待设变电所10KV负荷表序号用户名称最大负荷MW负荷性质功率因数17501厂2.00.902电台2.00.903印刷厂4.20.904自行车厂3.8II0.905机械厂3.6II0.856肉联厂2.4III0.857木材加工厂2.0III0.858建材厂3.0III0.85（4） 变电所自用负荷以2台100KVA考虑。5、气象及地质条件（1） 年最高温度40；年最高日平

3、均温度30；年最低温度0；最热地面下0.8M处土壤平均温度30.4。（2） 年平均雷电日50日/年,土壤电阻率500/M,地震烈度3级以下,海拔高度50M。（3） 待设变电所无污染影响,所址外0.5KM处有一条主干公路,地理位置如地理环境图所示。毕业设计任务书1、 设计题目：110KV变电所电气一次部分初步设计2、 设计论文容（1） 选择变电所主要变压器台数、容量及型式；（2） 设计变电所电气主接线,并论证其为最佳主接线方案；（3） 设计变电所自用电接线；（4） 计算短路电流及选择主要电气设备；（5） 若110KV线路功率因数要求为0.9,试确定无功补偿量；（6） 变电所防雷保护及接地网的设计

4、；（7） 设计变电所电气总平面布置。3、 设计论文的目的要求：（1） 通过本次设计,掌握变电所电气一次部分初步设计的方法及步骤,具备一定的工程实践知识及解决实际问题的能力。（2） 通过本次设计,提高绘制电气主接线等各类电气图纸的能力。4、 设计论文主要技术指标（1） 设计说明书及计算书各一份（2） 变电所电气接线图一（3） 变电所自用电接线图一（4） 避雷针线的布置图一（5） 变电所接地网布置图一（6） 10KV系统配置图一（7） 变电所电气总平面图一及所对应的断面图5、 进度安排序号阶段名称日期1电气主接线方案确定第一、二周2自用电接线设计第三周3短路电流计算及电气设备选择第四周4计算无功补

5、偿量第五周5防雷保护及接地网的设计第六、七周6配电装置及电气总平面图布置设计第八、九周7整理设计成果,答辩第十周6、 应收集的资料及主要参考文献电力工程电气设计手册一次部分供配电设计手册焦留成主编,中国计划电力工程专业毕业设计指南电力系统分册,跃主编,中国水利水电电类专业毕业设计指导华主编,机械工业水电站电气设备厚丰、应明耕主编,中国水利水电 第一章 变电所主变压器的选择及主接线的设计一、变电所主变压器台数、容量及型式的选择1、变压器台数的选择据国际35-110 KV变电所设计规GB50059-92有关条文规定,为保证供电的可靠性,变电所一般装设两台主变,当只有一个电源的变电所可由低压侧电网取

6、得备用电源给重要负荷供电时,可装设一台,现时待设变电所有水电厂和220 KV变电所两个电源,故选择2台主变。2、主变压器容量的选择主变容量应根据5-10年的发展规划进行选择,适当考虑到远期10-20年负荷的发展,对城郊变电所,主变压器容量还应与城市规划相结合。并应考虑主变正常运行和事故时的过负荷能力。对选两台主变的变电所,每台变压器的容量一般按式Sn=0.7Pm选择：按5年发展规划：Sn=0.7Pm=16.44MVA按10年发展规划：Sn=0.7Pm=20.98MVA这样当一台主变停用时,可保证对70%负荷供电,考虑变压器的事故过负荷能力40%,而可保证对98%负荷供电,由于一般变电所大约有2

7、5%的非重要负荷,因此在一台主变停用时,仍能对一、二级负荷供电。3、 主变压器型式的选择变压器有油浸式和干式两种,一般在户外情况下采用三相油浸节能型变压器。具有三种电压的变电所,如通过各侧绕组的功率均达到15%以上时,多采用自耦变压器,以得到较大的经济效益。现待设变电所为郊区中间变电所,且只有110 KV和10 KV两个电压等级,所以待设变电所选择三相双绕组高阻抗有载调压油浸式变压器,查设备手册选择型号为 SFZ7系列110KV级双绕组有载调压变压器,其技术参数列于表1-1 表1-1 SFZ7系列110KV级双绕组有载调压变压器技术参数表发展方案型号额定容量KVA额定电压KV损耗阻抗电压空载电

8、流连接组别高压低压空载负载5年SFZ7-16000/1101600011081.5%10.525.38610.51.1Yn,d1110年SFZ7-20000/1102000011081.5%10.53010410.51.2Yn,d11二、变电所主接线的设计原则 待设的110KV变电站为市郊中间变电站,是降压变电站具有110KV、10KV两个电压等级。高压侧为电源侧,有二回路,其中连接着110KV水电厂一个和220KV变电站一个的一回110KV线路,距离待设变电站分别为12KM和10KM。两电源之间存在15MW的功率交换,低压侧10KV为负荷侧,负荷性质分别为：I、II、III类。根据负荷性质,

9、应设计20回10KV馈线其中包括四回备用馈线。变电所主接线的设计对电气设备的选择。配电装置的布置、工作的灵活性、继电保护以及运行的可靠性与经济合理性有密切关系,而电气主接线是变电所电气部份的主体,对变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起重要作用。根据我国变电所设计技术规程规定：变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位,回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并且应满足运行可靠、简单灵活。操作方便和节省投资等要求。现就主接线应满足的可靠性、灵活性、经济性三项基本要求说明如下：1、保证供电可靠性1、断路器检修时,不影响对用户供电；2、设备的母线故障或检修时,应尽量减少停止运行的回数和停运时间

10、并保证对I类和II类负荷的供电；3尽量避免全变电所停运的可能性2、具有一定的灵活性1、调度灵活,操作方便,应能灵活地投入或切除某些元件,调配电源负荷,能满足系统在事故检修及运行方式下的调整要求。2、检修安全应能方便地运断路器,母线及继电保护设备进行安全检修而不影响电力网的正常运行及用户的供电。3扩建方便,应能容易地从初期过渡到最终接线,并在扩建过渡时,一次和二次设备等所需的改造最少。3、具有合理的经济性1投资省,主接线应简单清晰,以节省断路器、隔离开关等一次设备投资,要使控制、保护方式不过于复杂,以利于运行并节约二次设备的电缆投资。2占地面积小,电气主接线的设计要为配电装置的布置创造条件,以节

11、约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。3电能损耗,经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数。避免两次变压而增加电能的损耗。综合以上所述,由于待设110KV变电所电源侧110KV有二回线路,低压侧10KV负荷侧负荷的性质分别为I、II、III类。根据负荷性质,必须保证重要负荷供电的连续性、可靠性,为此,拟定本次设计的主接线初步方案。三、变电所主接线初步方案A、技术比较确定各级电压等级配电装置的接线方式设计规程规定：110 -220 KV配电装置中出线一回时,采用不分段单母线或变压器-线路单元接线,当出线为2回时,一般采用桥形接线,当出线不超过4回时,一般采用单母线分段。出线回数较多,连接的电

12、源较多,负荷大或污秽环境中,则采用双母线接线。6-10 KV配电装置中,一般采用单母线分段或单母线。如果单母线分段不能满足供电可靠性,则可采用双母线接线。现待设变电所中,其中110 KV侧连着水电厂和220 KV变电所2回进线,由于待设变电所中选用2台主变压器,故引出2回出线,因此采用桥形接线,而在10 KV侧有多个供电线路,为满足供电可靠性可采用单母线分段或双母线。1、变电所110 KV侧可能接线方案技术比较如下表1-2所示表1-2 变电所110 KV侧接线方案技术比较表接线方案桥接线外桥接线接线图优点桥接线一次侧可装设线路保护,倒换线路时操作方便,设备投资与占地面积少对变压器的切换方便,比

13、桥少两组隔离开关,继电保护简单,易于过渡到单母线分段接线,且投资少,占地面积少缺点操作变压器和扩建成单母线分段不如外桥方便,不利于变压器经常切换倒换线路时操作不方便,变电所一次侧无线路保护适用围这种接线适用于进线距离长的终端变电所这种接线适用于进线短而倒闸次数少的变电所或变压器采取经济运行需要经常切换的终端变电所以及可能发展为有穿越负荷的变电所技术比较结果经上述比较,由于待设变电所两回线路进线分别为12KM和10KM较短,且考虑到以后发展的需要,因此选用外桥接线2、变电所10 KV侧可能接线方案技术比较如下表1-3所示：表1-3 变电所10 KV侧可能接线方案技术表接线方案单母线分段接线双母线接线接线图优点任一母线发生故障时,不影响另一母线运行。单母线分段比双母线所用设备少,系统简单、经济、操作安全可靠性比单母线分段高,运行灵活缺点当其中任一段母线需要检修或发生故障时,接于该母线的全部进出线均停止运行设备投资多,接线复杂,操作安全性较差适用围多用于具有一、二级负荷,且进出线较多的变电所主要用于负荷容量大,可靠性要求高、进出回路多的变电所技术比较结果经上述比较,由于待设变电所负荷容量不大,在两种接线方式均满足可靠性的情况下,考虑到经济问题,因此选用单母线分段接线