kv变电所毕业设计千伏设计.docx
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kv变电所毕业设计千伏设计
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作者:
PanHongliang
仅供个人学习
摘要
为满足经济发展地需要,根据有关单位地决定修建1座110KV盐北变电所.
本工程初步设计内容包含变电所电气设计,新建地盐北变电所从110KV侧东郊变电所受电,其负荷分为35KV和10KV两个电压等级.
通过技术和经济比较,现采用下列方案:
1.内设两台三绕组变压器,电压等级为121/37.8/11.
2.110KV进线采用内桥接线形式.
3.本工程初步设计内容包括变电所电气设计.
4.35KV和10KV配电装置同样采用单母线分段接线.
5.所用电分别从10KV两端母线获得.
关键词:
变电所主变压器潮流计算短路计算设备选型
SUMMARY
Forsatisfyingthedemandthateconomydevelopment,theauthoritiesconcerneddecidetoconstructaYanBeitransformersubstation.
ThisengineeringfirststepdesigncontentsincludesthetransformersubstationofelectricDesign.Thenew-etupsaltaYanBeitransformersubstationobtainpowerformDongJiaosubstation(110KV).Therearetwokindsoflocalloadsinthesubstation,.Oneis35KV,theotheris10KV.
Passthetechniquetocomparewiththeeconomy,adoptthefollowingschemenow:
1.Therearetwothree-windingtransformersinthesubstation.Voltagegradeadopt121KV38.5KVand11KV.
2.For110KVmainelectricalconnectionsshalladoptinsidebridgeconnection.
3.The110KVenterstheline2return,Theadoptionbuildstrolleywire.
4.For35KVand10KVmainelectricalconnectionsemploysinglesectionalizedbus.
5.Auxiliarypowersystemgetpowerformthe10KVsectionalizedbus.
Keyphrase:
Changetogiveorgetanelectricshock
MaintransformerCurrentcalculation
Shortcircuitcalculation
Theequipmentschoosethetype
第一章:
原始资料分析第五页
第二章:
110KV盐北变电所接入系统设计第七页
第三章:
110KV盐北变电所地方供电系统设计第九页
第四章:
110KV盐北变电所主变选择第十九页
第五章:
所用变选择第二十九页
第六章:
主接线设计第三十页
第七章:
主接线设计第三十三页
第八章:
变电所电气设备选择第四十五页
第九章:
继电保护配置第七十页
110KV盐北变电所设计说明书
根据河海大学《电气工程及其自动化》专业(函授)毕业设计任务书地要求,设计110KV盐北变电所.
110KV盐北变电所,采用双回110KV线路接入系统.35KV、10KV配电线路均采用双回线供电.
110KV采用内桥接线,安装两台SFPSZ9-75000/110三相三线圈变压器.35KV、10KV母线采用单母线分段接线.
第一章原始资料分析
一、原始资料
1、待建110KV盐北变电站从相距30km地110KV盐城东郊变电站受电.
2、待建110KV盐北变电站年负荷增长率为5%,变电站总负荷考虑五年发展规划.
3、地区气温:
﴾1﴿年最高气温35℃,年最低气温–15℃.
﴾2﴿年平均气温15℃.
4、待建110KV盐北变电所各电压级负荷数据如下表:
电压等级
线路名称
最大负荷(MW)
COSФ
负荷级别
供电距离(KM)
Tmax及
同时率
35KV
A
20
0.85
1
10
5000/
0.9
B
15
0.8
1
12
造纸厂
11
0.8
2
8
化工厂
20
0.8
2
7
冶炼厂
15
0.85
1
10
10KV
A
3
0.85
1
1.5
3500/
0.85
B
2
0.85
2
2.5
毛纺厂
1
0.8
2
1.0
水泥厂
1.2
0.8
2
1.5
纺织厂
0.8
0.8
2
1.0
水厂
2
0.8
1
1.5
二、对原始资料地分析计算
为满足电力系统对无功地需要,需要在用户侧装设电容器,进行无功补偿,使用户地功率因数提高,35kV线路用户功率因数提高到0.9为宜,10kV线路用户功率因数应不低于0.9.
根据原始资料中地最大有功及调整后地功率因数,算出最大无功,可得出以下数据:
电压
等级
线路
名称
最大
有功
(MW)
最大
无功
(MVAr)
COSФ
负荷级别
Tmax
同时率
35KV
A
20
9.19
0.9
1
5000
0.9
B
15
7.27
0.9
1
造纸厂
11
5.33
0.9
2
化工厂
20
9.19
0.9
2
冶炼厂
15
7.27
0.9
1
10KV
A
3
1.46
0.9
1
3500
0.85
B
2
0.92
0.9
2
毛纺厂
1
0.49
0.9
2
水泥厂
1.2
0.58
0.9
2
纺织厂
0.8
0.39
0.9
2
水厂
2
0.92
0.9
1
第二章110KV盐北变电所接入系统设计
一、确定电压等级
输电线路电压等级地确定应符合国家规定地标准电压等级.选择电压等级时,应根据输送容量和输电距离,以及接入电网地额定电压地情况来确定,输送容量应该考虑变电所总负荷和五年发展规划.因此待建110KV盐北变电所地最高电压等级应为110kV.
二、确定回路数
110KV盐北变电所建成后,所供用户中存在Ⅰ、Ⅱ类重要负荷,因此110KV盐北变电所应采用双回110KV线路接入系统.
三、确定110KV线路导线地规格、型号
由于待建110KV盐北变电所距离受电110KV盐城东郊变电站30KM,处于平原河网地区,因此应采用架空线路,导线选择LGJ型.
四、110KV线路导线截面选择
导线截面积选择地一般方法是:
先按经济电流密度初选导线标称截面积,然后进行电压损失地校验
1、待建110KV盐北变电所总负荷地计算
~S35=P35+jQ35=20+15+11+20+15+j(9.19+7.27+5.33+9.19+7.27+)
=81+j38.25
~S35(1+5%)5=(81+j38.25)×1.28=103.7+j49
S35=114.8
~S10=P10+jQ10=3+2+1+1.2+0.8+2+j(1.46+0.92+0.49+0.58+0.39+0.92)
=10+j4.76
~S10(1+5%)5=(10+j4.76)×1.28=12.8+j6.1
S10=14.2
~S110=K110[K35~S35+K10~S10](1+5%)5
=0.95[0.9(81+j38.25)+0.85(10+j4.76)]*1.055
=98.7+j46.65
S110=√(98.72+46.652)=109.2
COSΦ=P110/S110=98.7/109.2=0.9
2、根据Tmax查图3-1,软导线经济电流密度表,确定Jec
P35*Tmax35+P10*Tmax1081*5000+10*3500
Tmax=——————————=——————————=4835(小时)
P35+P1081+10
查图3-1得Jec=1.15(A/mm2)
3、计算导线地经济截面积SJ,查附表1-21找出S选
IJ0.5S110/(√3UN)(0.5*109.2/1.732*110)*103
SJ=——=————————=————————————=249.2(mm2)
JJ1.15
4、结论:
选取导线规格为2回LGJ-240/40
5、对所选导线进行校验;
(1)、按机械强度校验
S选=LGJ-240/40大于LGJ-35,符合要求.
(2)、接电晕校验
S选=LGJ-240/40大于LGJ-70,符合要求.
(3)、按电压降校验
1正常运行时:
n=2
PR+QX98.7×0.12×30+46.65×0.4×30
△U%=————=—————————————————×100%
2UN22×1102
=3.8%<10%,符合要求.
②故障运行时,考虑一条回路因故障切除,另一条回路能保证全部负荷供电
PR+QX98.7×0.12×30+46.65×0.4×30
△U%=————=—————————————————×100%
UN21102
=7.6%<15%,符合要求.
结论:
本变电所经上述计算、校验,决定采用2回LGJ-240/40导线接入系统.
第三章110KV盐北变电所地方供电系统设计
一、35KVA线路设计
1、确定回路数
35KVA线路所供用户为Ⅰ类重要负荷,因此应采用双回线路供电.
2、确定线路导线地规格、型号
由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区,因此采用架空线路,导线选择LGJ型.
3、线路导线截面选择
(1)35KVA线路总负荷地计算
~S35=P35+jQ35=(20+j9.19)*(1+5%)5=25.5+j11.7
S35=√(25.52+11.72)=28.1
COSΦ=P110/S110=25.5/28.1=0.9
(2)根据Tmax查图3-1,软导线经济电流密度表,确定Jec
Tmax=5000(小时)
查图3-1得Jec=1.12(A/mm2)
(3)计算导线地经济截面积SJ,查附表1-21找出S选
IJ0.5S35/(√3UN)(0.5*28.1/1.732*35)*103
SJ=——=————————=———————————=209(mm2)
JJ1.12
(4)结论:
选取导线规格为2回LGJ-185/30
4、对所选导线进行校验;
(1)、按机械强度校验
S选=LGJ-185/30大于LGJ-35,符合要求.
(2)、接电晕校验
S选=LGJ-185/30大于LGJ-70,符合要求.
(3)、按电压降校验
①正常运行时:
n=2
PR+QX25.5×0.17×10+11.7×0.38×10
△U%=————=—————————————————×100%
2UN22×352
=3.5%<10%,符合要求.
②故障运行时,考虑一条回路因故障切除,另一条回路能保证全部负荷供电
PR+QX25.5×0.17×10+11.7×0.38×10
△U%=————=—————————————————×100%
UN2352
=7%<15%,符合要求.
二、35KVB线路设计
1、确定回路数
35KVB线路所供用户为Ⅰ类重要负荷,因此应采用双回线路供电.
2、确定线路导线地规格、型号
由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区,因此采用架空线路,导线选择LGJ型.
3、线路导线截面选择
(1)35KVB线路总负荷地计算
~S35=P35+jQ35=(15+j7.27)*(1+5%)5=19.1+j9.3
S35=√(19.12+9.32)=21.2
COSΦ=P110/S110=19.1/21.2=0.9
(2)根据Tmax查图3-1,软导线经济电流密度表,确定Jec
Tmax=5000(小时)
查图3-1得Jec=1.12(A/mm2)
(3)计算导线地经济截面积SJ,查附表1-21找出S选
IJ0.5S35/(√3UN)(0.5*21.2/1.732*35)*103
SJ=——=————————=———————————=156.1(mm2)
JJ1.12
(4)结论:
选取导线规格为2回LGJ-150/25
4、对所选导线进行校验;
(1)、按机械强度校验
S选=LGJ-150/25大于LGJ-35,符合要求.
(2)、接电晕校验
S选=LGJ-150/25大于LGJ-70,符合要求.
(3)、按电压降校验
1正常运行时:
n=2
PR+QX19.1×0.21×12+9.3×0.387×12
△U%=————=—————————————————×100%
2UN22×352
=3.7%<10%,符合要求.
②故障运行时,考虑一条回路因故障切除,另一条回路能保证全部负荷供电
PR+QX19.1×0.21×12+9.3×0.387×12
△U%=————=—————————————————×100%
UN2352
=7.4%<15%,符合要求.
三、35KV造纸厂线路设计
1、确定回路数
35KV造纸厂线路所供用户为Ⅱ类重要负荷,因此采用双回线路供电.
2、确定线路导线地规格、型号
由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区,因此采用架空线路,导线选择LGJ型.
3、线路导线截面选择
(1)35KV造纸厂线路总负荷地计算
~S35=P35+jQ35=(11+j5.33)*(1+5%)5=14+j6.8
S35=√(142+6.82)=15.56
COSΦ=P110/S110=14/15.56=0.9
(2)根据Tmax查图3-1,软导线经济电流密度表,确定Jec
Tmax=5000(小时)
查图3-1得Jec=1.12(A/mm2)
(3)计算导线地经济截面积SJ,查附表1-21找出S选
IJ0.5S35/(√3UN)(0.5*15.56/1.732*35)*103
SJ=——=————————=———————————=114.6(mm2)
JJ1.12
(4)结论:
选取导线规格为2回LGJ-120/25
4、对所选导线进行校验;
(1)、按机械强度校验
S选=LGJ-120/25大于LGJ-35,符合要求.
(2)、接电晕校验
S选=LGJ-120/25大于LGJ-70,符合要求.
(3)、按电压降校验
①正常运行时:
n=2
PR+QX14×0.22×8+6.8×0.39×8
△U%=————=———————————————×100%
UN2352
=3.7%<10%,符合要求.
②故障运行时,考虑一条回路因故障切除,另一条回路能保证全部负荷供电
PR+QX14×0.22×8+6.8×0.39×8
△U%=————=———————————————×100%
UN2352
=7.4%<15%,符合要求.
四、35KV化工厂线路设计
1、确定回路数
35KV化工厂线路所供用户为Ⅱ类重要负荷,因此采用双回线路供电.
2、确定线路导线地规格、型号
由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区,因此采用架空线路,导线选择LGJ型.
3、线路导线截面选择
(1)35KV化工厂线路总负荷地计算
~S35=P35+jQ35=(20+j9.19)*(1+5%)5=25.5+j11.7
S35=√(25.52+11.72)=28.1
COSΦ=P110/S110=25.5/28.1=0.9
(2)根据Tmax查图3-1,软导线经济电流密度表,确定Jec
Tmax=5000(小时)
查图3-1得Jec=1.12(A/mm2)
(3)计算导线地经济截面积SJ,查附表1-21找出S选
IJ0.5S35/(√3UN)(0.5*28.1/1.732*35)*103
SJ=——=————————=———————————=209(mm2)
JJ1.12
(4)结论:
选取导线规格为2回LGJ-185/30
4、对所选导线进行校验;
(1)、按机械强度校验
S选=LGJ-185/30大于LGJ-35,符合要求.
(2)、接电晕校验
S选=LGJ-185/30大于LGJ-70,符合要求.
(3)、按电压降校验
1正常运行时:
n=2
PR+QX25.5×0.17×7+11.7×0.38×7
△U%=————=—————————————————×100%
2UN22×352
=2.45%<10%,符合要求.
②故障运行时,考虑一条回路因故障切除,另一条回路能保证全部负荷供电
PR+QX25.5×0.17×7+11.7×0.38×7
△U%=————=—————————————————×100%
UN2352
=4.9%<15%,符合要求.
五、35KV冶炼厂线路设计
1、确定回路数
35KV冶炼厂线路所供用户为Ⅰ类重要负荷,因此应采用双回线路供电.
2、确定线路导线地规格、型号
由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区,因此采用架空线路,导线选择LGJ型.
3、线路导线截面选择
(1)35KVB线路总负荷地计算
~S35=P35+jQ35=(15+j7.27)*(1+5%)5=19.1+j9.3
S35=√(19.12+9.32)=21.2
COSΦ=P110/S110=19.1/21.2=0.9
(2)根据Tmax查图3-1,软导线经济电流密度表,确定Jec
Tmax=5000(小时)
查图3-1得Jec=1.12(A/mm2)
(3)计算导线地经济截面积SJ,查附表1-21找出S选
IJ0.5S35/(√3UN)(0.5*21.2/1.732*35)*103
SJ=——=————————=———————————=156.1(mm2)
JJ1.12
(4)结论:
选取导线规格为2回LGJ-150/25
4、对所选导线进行校验;
(1)、按机械强度校验
S选=LGJ-150/25大于LGJ-35,符合要求.
(2)、接电晕校验
S选=LGJ-150/25大于LGJ-70,符合要求.
(3)、按电压降校验
①正常运行时:
n=2
PR+QX19.1×0.21×10+9.3×0.387×10
△U%=————=—————————————————×100%
2UN22×352
=3.08%<10%,符合要求.
②故障运行时,考虑一条回路因故障切除,另一条回路能保证全部负荷供电
PR+QX19.1×0.21×12+9.3×0.387×12
△U%=————=—————————————————×100%
UN2352
=6.16%<15%,符合要求.
六、10KV线路设计
1、10KVA线路
(1)确定回路数,I类负荷,采用双回路供电,即n=2
(2)确定导线规格,采用架空线路,LGJ导线
(3)考虑五年发展需要,线路地容量:
~S=(3+j1.46)(1+5%)5=3.83+j1.86
(4)根据Tmax=3500h,,查图3-1得
Jec=1.26(A/mm2)
(5)计算导线经济截面积:
n=2
√P2+Q2(√3.832+1.862)×103
Sj=————=——————————=97.5mm2
2√3UNJec2×1.732×10×1.26
查附表1-21选取导线规格为2回LGJ-95/20
(6)对所选导线进行校验
①按机械强度校验
S选=LGJ-95/20大于LGJ-35,符合要求.
②按电压损耗校验,查附表1-25得
r1=0.332,R=r1l=0.332×1.5=0.50
x1=0.356,X=x1l=0.368×1.5=0.58
*正常运行时:
n=2
(PR+QX)/2(3.83×0.5+1.86×0.58)/2
△U%=——————=—————————————=1.5%<10%
UN2102
符合要求.
*故障运行时:
n=1
PR+QX3.83×0.5+1.86×0.58
△U%=—————=———————————=3%<15%
UN2102
符合要求.
由以上可知,所选导线2回LGJ-95/20,符合要求.
2、10KVB线路
(1)确定回路数,II类负荷,采用双回路供电,即n=2.
(2)确定导线规格,采用架空线路,LGJ导线.
(3)考虑五年发展需要,线路地容量:
~S=(2+j0.92)(1+5%)5=2.55+1.17j
(4)根据Tmax=3500h,,查图3-1得
Jec=1.26(A/mm2)
(5)计算导线经济截面积:
n=2
√P2+Q2(√2.552+1.172)×103
Sj=————=——————————=64mm2
2√3UNJec2×1.732×10×1.26
查附表1-21选取导线规格为2回LGJ-70/10
(6)对所选导线进行校验
①按机械强度校验
S选=LGJ-70/10大于LGJ-35,符合要求.
②按电压损耗校验,查附表1-25得
r1=0.45,R=r1l=0.45×2.5=1.13
x1=0.368,X=x1l=0.368×2.5=0.92
*正常运行时:
n=2
(PR+QX)/2(2.55×1.13+1.17×0.92)
△U%=——————=————————————=2.0%<10%
UN22×102
符合要求.
*故障运行时:
n=1
PR+QX2.55×1.13+1.17×0.92
△U%=—————=———————————=4%<15%
UN2102
符合要求.
由以上可知,所选导线2回LGJ-70/10,符合要求.
3、10KV毛纺厂线
(1)确定回路数,II类负荷,采用双回路供电,即n=2.
(2)确定导线规格,采用架空线路,LGJ导线.
(3)考虑五年发展需要,线路地容量:
~S=(1+j0.49)(1+5%)5=1
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