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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