110kv降压变电站一次部分课程设计

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1、目录 第 1 章设计说明 - 1 - 1.1 环境条件 - 1 - 1.2 电力系统情况 - 1 - 1.3 设计任务 - 1 - 第 2 章电气主接线的设计 - 2 - 2.1 110KV 侧主接线的设计 - 2 - 2.2 35KV 侧主接线的设计 - 2 - 2.3 10KV 侧主接线的设计 - 2 - 2.4 主接线方案的比较选择 - 2 - 第 3 章 主变压器的选择 - 5 - 3.1 负荷计算 - 5 - 3.2 主变压器台数的确定 - 5 - 3.3 主变压器相数的确定 - 5 - 3.4 主变压器容量的确定 - 6 - 第 4 章短路电流的计算 - 7 - 4.1 计算变压器

2、电抗 - 7 - 4.2 系统等值网络图 - 7 - 4.3 短路计算点的选择 - 8 - 4.4 短路电流计算 - 8 - 第 5 章电气设备选型 - 13 - 5.1 断路器及隔离开关选择 - 13 - 5.1.1 110KV 电压等级的断路器及隔离开关的选择 - 13 - 5.1.2 35KV 电压等级的断路器及隔离开关的选择 - 14 - 5.1.3 10KV 电压等级的断路器及隔离开关的选择 - 15 - 5.2 母线选择 - 17 - 5.2.1 110KV 母线选择 - 17 - 5.2.2 35KV 母线选择 - 17 - 5.2.3 10KV 母线选择 - 17 - 5.4

3、电流互感器的选择 - 18 - 5.4.1 110KV 侧电流互感器的选择 - 18 - 5.4.2 35KV 侧电流互感器的选择 - 18 - 5.4.3 10KV 侧电流互感器的选择 - 18 - 5.5 高压熔断器的选择 - 19 - 5.5.1 35KV 侧熔断器的选择 - 19 - 5.5.2 10KV 侧熔断器的选择 - 19 - 附录：电气主接线图 - 20 - 第 1 章设计说明 1.1 环境条件 （1）变电站所在高度 70M （2）最高年平均气温 19 摄氏度，月平均气温 27 摄氏度 1.2 电力系统情况 （1）110KV 变电站，向该地区用 35KV 和 10KV 两个电

4、压等级供电。110KV 以双回路与 35km 外的系统相连。系统最大方式的容量为2900 MVA，相应的系统电抗为 0.518；系统最小的方式为 2100 MVA，相应的系统电抗为 0.584，（一系统容量及电压为基准的标么值）。系统最大负荷利用小时数为TM=5660h。 （2）35KV 电压级，架空线 6 回，3 回输送功率 12MVA；3 回输送功率 8MVA。 （3）10KV 电压级，电缆出线 3 回，每回输送功率 3MW；架空输电线 4 回，每回输送功率 4MW。 1.3 设计任务 （1）变电站电气主接线的设计 （2）主变压器的选择 （3）短路电流计算 （4）主要电气设备选择 第 2

5、章电气主接线的设计 2.1 110KV 侧主接线的设计 110KV 侧是以双回路与系统相连。 由电力工程电气一次设计手册第二章第二节中的规定可知：35110KV线路为两回以下时，宜采用桥形，线路变压器组线路分支接线。 故 110KV 侧采用桥形的连接方式。 2.2 35KV 侧主接线的设计 35KV 侧出线回路数为 6 回。 由电力工程电气一次设计手册第二章第二节中的规定可知：当3563KV配电装置出线回路数为 48 回，采用单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可采用双母线接线。 故 35KV 可采用单母分段连接也可采用双母线连接。 2.3 10KV 侧主接线的设计 10KV 侧出线回

6、路数为 7 回。 由电力工程电气设计手册 第二章第二节中的规定可知：当 610KV 配电装置出线回路数为 6 回及以上时采用单母分段连接。 故 10KV 采用单母分段连接。 2.4 主接线方案的比较选择 由以上可知，此变电站的主接线有两种方案 方案一：110KV 侧采用外桥形的连接方式，35KV 侧采用单母分段连接，10KV侧采用单母分段连接，如图 2-1 所示。 图 2-1 变电站电气主接线方案一 方案二：110KV 侧采用外桥形的连接方式，35KV 侧采用双母线连接，10KV 侧采用单母分段连接，如图 2-2 所示。 图 2-2 变电站电气主接线方案二 此两种方案的比较 方案一 110KV

7、 侧采用外桥形的连接方式，便于变压器的正常投切和故障切除，35KV、10KV 采用单母分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。 方案二虽供电更可靠，调度更灵活，但与方案一相比较，设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，容易误操作。 由以上可知，在本设计中采用第一种接线，即 110KV 侧采用外桥形的连接方式，35KV 侧采用单母分段连线，10KV 侧采用单母分段连接。 第 3 章 主变压器的选择 3.1 负荷计算

8、最大综合计算负荷的计算可按照公式： （3-1） 求得。 式中 同时系数，出线回数较少时，可取 0.90.95，出线回数较多时，取 0.850.9； 线损，取 5% 3.2 主变压器台数的确定 对大城市郊区的一次变电所，在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电站符合此情况，因此选择两台变压器即可满足负荷的要求。 3.3 主变压器相数的确定 （1）主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。 （2）当不受运输条件限制时，在 330KV 及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、

9、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。 3.4 主变压器容量的确定 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%的全部最大综合计算负荷。即 （n-1） （3-2） 由上可知，此变电站单台主变压器的容量为： 60%=79.860%=47.88 MVA 所以应选容量为 50 MVA 的主变压器 综合以上分析计算，选择变压器型号为SFSZ750000/110 型 ，其参数如表 3-1 所示。 表 3-1 SFSZ750000/110 变压器参数 变压器 型号 额定容量（KVA） 电压（KV） 阻抗电压（%） SFSZ

10、750000/110 50000 高压侧 中压侧 低压侧 高中 高低 中低 11081.25% 38.55% 10.5 17 10.5 6.5 第 4 章短路电流的计算 取基准容量为 ,基准电压为 ，又依公式： ; 。计算出基准值如下表 4-1 所示： 表 4-1 基准值 115 37 10.5 0.552 1.716 6.048 120.23 12.45 1.00 4.1 计算变压器电抗 = =10.5 = =6.5 = =0 4.2 系统等值网络图 系统等值网络图如下图 4-1 所示： 图 4-1 系统等值网络图 4.3 短路计算点的选择 选择上图中的 各点。 4.4 短路电流计算 （1）

11、 点短路时（如图 4-2 所示）： 图 4-2 点短路时的系统网络等值简化 次暂态短路电流标幺值的计算： 次暂态（0s）和 4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为： 两相短路电流为： 冲击电流为： 短路容量为： (2) 点短路时（如图 4-3 所示）： 图 4-3 点短路时的系统网络等值简化 次暂态短路电流标幺值的计算： 次暂态（0s）和 4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为： 两相短路电流为： 冲击电流为： 短路容量为： （3） 点短路时（如图 4-4 所示）： 图 4-4 点短路时的系统网络等值简化 次暂态短路电流标幺值的计算： 次暂态（0s）和 4s 时的短路电流相等，三相

12、短路电流有名值为： 两相短路电流为： 冲击电流为： 短路容量为： （4） 点短路时（如图 4-5 所示）： 图 4-5 点短路时的系统网络等值简化 次暂态短路电流标幺值的计算： 次暂态（0s）和 4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为： 两相短路电流为： 冲击电流为： 短路容量为： （5） 点短路时（图 4-6 所示）： 图 4-6 点短路时的系统网络等值简化 次暂态短路电流标幺值的计算： 次暂态（0s）和 4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为： 两相短路电流为： 冲击电流为： 短路容量为： 第 5 章电气设备选型 5.1 断路器及隔离开关选择 为了方便运行管理，每个电压等级按照

13、工作条件最严格的地点，最严格的条件选择一台断路器，该电压等级均采用该型号。 5.1.1 110KV 电压等级的断路器及隔离开关的选择 （1）主变压器侧断路器的选择： 额定电压选择： 额定电流的选择： 开断电流选择： ( 点短路电流) 选用 型断路器，其技术参数如下表 5-1 所示： 表 5-1 型断路器的技术参数 断路器型号 额定电压 KV 额定电流 A 最高工作电压 KV 额定断流容量 KA 极限通过电流 KA 热稳定电流 KA 固有分闸时间 S 峰值 3S 110 3150 126 31.5 125 50 0.03 （2）主变压器侧隔离开关的选择 额定电压选择： 额定电流的选择： 极限通过

14、电流选择： ( 点短路电流) 选用 型，具体参数如下表 5-2 所示： 表 5-2 型隔离开关的技术参数 隔离开关型号 额定电压 KV 额定电流 A 极限通过电流 KA 热稳定电流 KA 峰值 4S 110 630 80 31.5 5.1.2 35KV 电压等级的断路器及隔离开关的选择 （1）出线侧断路器、母联断路器的选择 流过断路器的最大持续工作电流： 额定电压选择： 额定电流的选择： 开断电流选择： ( 点短路电流) 选用 型断路器，其技术参数如下表 5-3 所示： 表 5-3 型断路器的技术参数 断路器型号 额定电压 KV 额定电流 A 最高工作电压 KV 额定断流容量 KA 极限通过电

15、流 KA 热稳定电流 KA 固有分闸时间 S 峰值 4S 35 2000 40.5 6.6 17 6.6 0.06 （2）主变压器侧断路器的选择 额定电压选择： 额定电流的选择： 开断电流选择： ( 点短路电流) 由上表可知， 同样满足主变压器侧断路器的选择。 其动稳定，热稳定计算与母联相同。 （3）出线侧隔离开关，母联断路器隔离开关的选择 额定电压选择： 额定电流的选择： 极限通过电流选择： ( 点短路电流) 选用 型，具体参数如下表 5-4 所示： 表 5-4 型隔离开关的技术参数 隔离开关型号 额定电压 KV 额定电流 A 极限通过电流 KA 热稳定电流 KA 峰值 4S 35 2000

16、 100 31.5 5.1.3 10KV 电压等级的断路器及隔离开关的选择 （1）出线侧断路器、母联断路器的选择 流过断路器的最大持续工作电流： 额定电压选择： 额定电流的选择： 开断电流选择： ( 点短路电流) 选用 型断路器，其技术参数如下表 5-5 所示： 表 5-5 型断路器的技术参数 断路器型号 额定电压 KV 额定电流 A 最高工作电压 KV 额定断流容量 KA 极限通过电流 KA 热稳定电流 KA 固有分闸时间 S 峰值 1S 10 12500 500 28.9 71 43.2 0.06 （2）主变压器侧断路器的选择 额定电压选择： 额定电流的选择： 开断电流选择： ( 点短路电

17、流) 由上表可知， 同样满足主变压器侧断路器的选择。 （3）出线侧隔离开关，母联断路器隔离开关的选择 额定电压选择： 额定电流的选择： 极限通过电流选择： ( 点短路电流) 选用 型，具体参数如下表 5-6 所示： 表 5-6 型隔离开关的技术参数 隔离开关型号 额定电压 KV 额定电流 A 极限通过电流 KA 热稳定电流 KA 峰值 5S 10 6000 200 105 （4）主变压器侧隔离开关的选择 额定电压选择： 额定电流的选择： 极限通过电流选择： ( 点短路电流) 由上表可知 同样满足主变压器侧隔离开关的选择。 5.2 母线选择 5.2.1 110KV 母线选择 因为桥型接线是一种无

18、母线方式的接线，本设计中110KV 电压等级采用的是桥型接线，故本设计中 110KV 电压等级不需选择母线。 5.2.2 35KV 母线选择 （1）按经济电流密度选择导体截面 采用矩形导体，根据最大负荷利用小时数 TM=5660h，由表可查得：J=0.7，经济截面为： 查矩形铝导体长期允许载流量表，选用 双条矩形铝导体，平放。 5.2.3 10KV 母线选择 按经济电流密度选择导体截面 采用槽形导体，根据最大负荷利用小时数 TM=5660h，由表可查得：J=0.7，经济截面为： 查槽形铝导体长期允许载流量表，选用 的槽形铝导体，平放。 5.4 电流互感器的选择 5.4.1 110KV 侧电流互

19、感器的选择 一次回路电压： 二次回路电流： 根据以上两项，初选 型电流互感器，其参数如下表 5-7 所示： 表 5-7 型电流互感器的技术参数 型号 额定电压（KV） 电流比 准确级次组合 热稳定电流（KA） 动稳定电流（KA） 110 75 135 5.4.2 35KV 侧电流互感器的选择 （1）主变压器侧电流互感器的选择 一次回路电压： 二次回路电流： 根据以上两项，初选 型电流互感器，其参数如下表 5-8 所示： 表 5-8 型电流互感器的技术参数 型号 额定电压（KV） 电流比 准确级次组合 热稳定电流（KA） 动稳定电流（KA） 35 30 75 （2）35KV 母联电流互感器的选择

20、 由于 35KV 母联与变高 35KV 侧的运行条件相应，故同样选用 型电流互感器。 5.4.3 10KV 侧电流互感器的选择 （1）主变压器侧电流互感器的选择 一次回路电压： 二次回路电流： 根据以上两项，初选 型电流互感器，其参数如下表 5-9 所示： 表 5-9 型电流互感器的技术参数 型号 额定电压（KV） 电流比 准确级次组合 热稳定电流（KA） 动稳定电流（KA） 10 40 90 （2） 10KV 母联电流互感器的选择 由于 10KV 母联与变高 10KV 侧的运行条件相应，故同样选用 型电流互感器。 5.5 高压熔断器的选择 5.5.1 35KV 侧熔断器的选择 由于 35KV 采用屋外布置，选 RXW10-35 型熔断器，参数如下表 5-10 所示： 表 5-10 RXW10-35 型熔断器技术参数 型号 额定电压（KV） 额定电流（A） 额定开断容量（MVA） RXW10-35 35 0.5 1000 5.5.2 10KV 侧熔断器的选择 由于 10KV 采用屋内布置，选 RN2-10 型熔断器，参数如下表 5-11 所示： 表 5-11RN2-10 型熔断器的技术参数 型号 额定电压（KV） 额定电流（A） 额定开断容量（MVA） RN2-10 10 0.5 1000 附录：电气主接线图