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1、南华大学船山学院毕业论文(设计)目 录1变压器设计21.1 概述21.2 主变压器的选择21.3所用变压器的选择62 电气主接线设计82.1电气主接线设计的基本要求82.2各电压等级主接线型式选择82.3 110KV主接线形式设计92.4 35KV主接线形式设计102.5 10KV主接线形式设计123 短路电流计算143.1 短路电流计算的意义143.2 短路电流计算的一般规定143.3 短路电流计算方法153.4 线路阻抗计算153.5 变压器阻抗计算163.6 系统网络图174 电气设备的选择264.1 导体和电气设备选择的一般条件264.2 一般原则264.3 技术条件264.4 环境条
2、件274.5 断路器的选择284.6 隔离开关的选择324.7 高压熔断器的选择344.8互感器的选择354.9母线的选择394.10 10KV进线回路开关柜的选择404.11 10KV出线回路开关柜的选择435高压配电装置445.1设计要求445.2 配电装置的选择及依据446 主变压器的保护476.1主变压器的主保护476.2主变压器主保护的整定计算497防雷保护537.1 避雷针的防护537.2避雷器的选择54参考文献56谢辞57编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页本次设计的题目是湘南某110KV变电站电气部分设计，该站建成后与110KV电网相
3、连，具有110KV、35KV、10KV等三个电压等级，35KV、10KV线路以接受区域小水电电力为主，区域小水电电力大部分向110KV主网输送，小部分就地消化。本站位于镇郊，地势平坦，交通便利，无环境污染，站址工程地质良好。工程本期建设，110KV出线1回，预留1回110KV出线位置。35KV电源进线5回，分别为营盘圩线、兴水岭线、上湾线、利民线、河下线。预留2回35KV电源进线位置，即：立新线、燕子崖线。10KV电源进线5回，分别为阡陌线、双山营盘圩线、滁洲线、营盘乡线。预留2回10KV电源进线位置，即：清秀线、川桃线。10KV负荷出线2回。35KV、10KV线路侧电源进线及负荷出线将大致均
4、匀地分布于各分段母线上。10KV侧装设两台站用变压器，分别接于两分段母线上，平时两台站用变压器分列运行，当一台站用变出现故障，分段断路器由自投装置动作合闸，实现备用。由于本站35KV、10KV线路所接的机组大部分为同步电机，具有调相功能，故不考虑无功补偿问题。本变电站配电装置采用普通中型配电装置，110KV及35KV采用断路器单列布置，将隔离开关放置母线下，使其与另一组隔离开关电器距离增大，缩短配电装置的纵向距离。主变中性点及出线均装设避雷器，中性点经隔离开关直接接地，并装设有放电间隙保护。本变电站110KV配电装置，35KV配电装置，主变位于二者之间，其间有行车大道，环形小道，电缆沟盖板作为
5、巡视小道。110KV配电装置有间隔，35KV配电装置有间隔。本次设计论文是以我国现行的各有关规范、规程和技术标准为依据。此设计是一个初步设计，主要根据任务书提供的原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出的。1变压器设计1.1 概述变压器是变电所中的主要电器设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需的各级低电压，以满足用户的需要。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。因此，主变的选择除依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统的紧密程度，
6、同时兼顾负荷的增长速度等方面，并根据电力系统510年发展规划，综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。所以在选择变压器时，要根据原始资料和所设计的变电站的自身特点，在满足变压器可靠性的前提下，充分考虑到经济性来选择变压器。1.2 主变压器的选择1.2.1主变台数的选择由原始资料可知，本次设计的变电站是一个位于郊区的110kV升压变电站，主要是接受35kV和10kV线路的电能，通过主变向110kV电网输送，是一个较为重要的区域性升压变电站。由于35KV、10KV进线回路多，汇聚到变电站的容量大，停电后对小水电电力生产及整个电力系统的稳定运行造成重大影响。因此，选择主变台数时，要确保供
7、电的可靠性。为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器，互为备用，可以避免因主变检修或故障而造成对用户的停电。考虑到两台主变同时发生故障的几率较小，适合远期小水电电力供应的增长和扩建的需要，当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可输送全部小水电电力的65%以上（远期为55%以上），能保证正常供电，故可选择两台主变压器。1.2.2 主变压器容量的确定参照依据发电厂变电所电气部分2，电力工程电气设计手册3，35110变电站设计规范1。主变压器的容量，台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的确定除根据传递容量基本原始资料外，还应根据电
8、力系统5-10年的发展规划，输送功率大小，馈线回路数，电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。主变容量一般应按510年规划负荷来选择，根据城市规划，负荷性质电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变电站，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足类和类负荷供电，并且考虑当一台主变停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%-80%。与系统具有强联系变电站，在一种电压等级下，主变应不少于两台。因此装设两台变压器后的总的容量Se=20.7Pm=1.4Pm考虑到变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电。该区域小水电电力经变电站35kV和1
9、0KV侧进线引进，经高压侧110kV母线外送至主网，因此，主变压器的容量为Se=0.7（S+S-S）。（S+S为考虑了上网同时率后35KV、10KV侧的总的上网变电容量，S为近区用电负荷与计算容载比的积）。110KV侧负荷：110KV侧电源容量为1000MVA35KV侧负荷：2010年投入水电装机容量：营盘圩进线：P1=2600KW 兴水岭进线：P2=6500KW 上湾 进线：P3=2460KW 利民 进线：P4=3400KW 河下 进线：P5=18000KW 2012年投入水电装机容量：立新 进线：P6=2000KW 燕子崖进线：P7=4000KW 10KV侧负荷：2010年投入水电装机容量
10、：阡陌 进线：P8=1050KW 双山 进线：P9=2900KW 营盘圩进线：P10=1700KW 滁洲 进线：P11=1590KW 营盘乡进线：P12=3000KW 2012年投入装机容量：清秀 进线：P13=1000KW 川桃 进线：P14=1200KW 2010年用电负荷217.4KW,2012年用电负荷增至450.9KW（该部分用电负荷不经过主变）。上网同时率取值为0.8，则2010年水电上网总容量为：P2010= (P1 +P2 +P3 +P4 +P5 +P6 + P8 +P9 +P10 +P11 +P12)0.8-217.4=(2600+6500+2460+3400+18000+1
11、050+2900+1700+1590+3000)0.8-217.4=34.3426(MW)2012年水电上网总容量为：P2012= (P1 +P2 +P3 +P4 +P5 +P6+P7 + P8 +P9 +P10 +P11 +P12+P13+P14)0.8-450.9=(2600+6500+2460+3400+18000+2000+4000+1050+2900+1700+1590+3000+1000+1200)0.8-450.9=40.669 (MW)主变容量按35KV、10KV侧总的上网容量70%来选择,计算容载比取值为1.4:1(1) 本期S= P20101.40.7=34.34261.4
12、0.7=33.656(MVA)故本期主变容量为31500KVA。(2) 远期S= P20121.40.7=40.6691.40.7=39.856(MVA)故远期主变容量为40000KVA。考虑到远期两台主变同时投入运行的时间较多，仅在故障或检修时一台主变运行，可输送全部负荷的55%，而主变的故障率是很低的，主变检修时间可合理安排在平水或枯水季节，故侧重于经济上节省投资的原则，最后确定主变压器的容量为31500KVA。1.2.3 主变压器形式的选择依据电力工程电气设计手册3（电气一次部分）第5-2节“主变形式的选择”依据的原则：当不受运输条件限制时，在330kV及以下的变电所均应选用三相变压器。
13、依据以上原则：该110kV变电站应选用三相变压器。绕组数量选择：本变电站有三个电压等级110KV、35KV与10KV，所以主变应选三绕组变压器,每个绕组通过的容量达到该变压器额定容量的15%。绕组连接方式：系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有“Y”和“”。高中低三侧绕组如何组合，要根据具体工程来定。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用“Y”型连接。35kV以下电压变压器绕组都采用“”型连接，本变电站电压等级为110/35/10kV，连接方式采用YN,yn0,d11接线方式。1.2.4 主变调压方式的选择主变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改
14、变变压器变比来实现的。依据电力工程电气设计规范3第2.2.4条，切换方式有两种：不带电切换，称为无激励调压，调整范围通常在5%以内；另一种是带负载切换，称为有载调压，调整范围可达30%。设置有载调压的原则如下：（1）对于220kv及以上的降压变压器，仅在电网电压可能有较大变化的情况下，采用有载调压方式，一般不宜采用。当电力系统运行确有需要时，在降压变电所亦可装设过渡的调压变压器或串联变压器。（2）对于110kv及以下的变压器，宜考虑至少有一级电压的 变压器采用有载调压方式。（3）接于出力变化大的发电厂的主变压器，或接于时而为送端、时而为受端母线上的发电厂联络变压器，一般采用有载调压方式。为了保
15、证变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内,本次设计的变压器采用有载调压方式。1.2.5 容量比的选择根据原始资料计算可知，35KV和10KV侧上网容量都比较大，所以容量比选择为100/100/100。1.2.6 主变冷却方式的选择主变压器一般采用冷却方式有自然风冷却、油浸风冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却、强迫导向油循环冷却。本次设计的变电站位于镇郊，对占地要求不高，主变冷却方式采用油浸风冷却。综上所述，故选择主变型号SFSZ10-31500/110型三相三绕组有载调压变压器，其参数如下：额定电压：高压：11081.25%KV中压: 35KV低压:10.5KV阻抗电压:高-中:17.50% 高-低:10.50% 中-低:6.50%容量比为:100/100/100连接组别: YN，yn0，d111.3所用变压器的选择所用电气接线的设计：低压10KV母线采用分段母线分别向两台所用变压器提供电源，一般采用一台工
