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kV变电站电气设计
山东电力高等专科学校
题目:
110kV变电站设计
专业:
发电厂及电力系统
学生姓名:
指导教师:
摘要
变电站是电力系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。
电气主接线是发电厂变电所的主要环节,电气主接线的拟定直接关系着全厂<所)电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
本次设计建设一座110KV降压变电站,首先,根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式,在技术方面和经济方面进行比较,选取灵活的最优接线方式。
根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择,然后进行校验。
关键词:
变电站电气主接线主变压器电气设备选择
目录
第一章分析原始资料…………………………………………3
第二章 主变压器容量、型号和台数的选择…………………4
2.1主变压器台数选择………………………………………4
2.2主变压器的选择…………………………………………4
2.3主变型号选择……………………………………………5
第三章电气主接线设计………………………………………5
3.1110KV侧主接线的设计……………………………………6
3.235KV侧主接线的设计……………………………………6
3.310KV侧主接线的设计……………………………………6
3.4主接线方案的比较选择……………………………………7
第四章电气设备的选择…………………………………………7
4.1.按正常工作条件选择电气设备……………………………7
4.2按短路状态校验…………………………………………8
4.3 断路器的选择及校验………………………………………9
4.4隔离开关的选择及校验……………………………………12
4.5电压互感器的选择及校验……………………………………14
4.6电流互感器的选择及校验……………………………………14
4.7接地开关的选择及校验………………………………………15
4.8载流导线的选择………………………………………………15
4.9 避雷器选择及校验……………………………………………20
总结…………………………………………………………………21
参考文献……………………………………………………………21
附录1:
变电站主接线图…………………………………………22
第一章 分析原始资料
原始资料:
1、变电站类型:
110kV地方降压变电站
2、电压等级:
110kV/35kV/10kV
3、负荷情况
35kV:
最大25MW 最小18MWTmax=6000hcosφ=0.8
10kV:
:
最大15MW 最小12MWTmax=6000hcosφ=0.8
4、出线回路:
110kV侧 2回
35kV侧 6回
10kV侧 12回
5、系统情况:
系统110kV母线短路容量Sd=2500MVA,
110kV架空线两回为LGJ-300/35km。
系统为无限大电流源,
变电站是电力系统的需要环节,它在整个电网中起着输配电的重要作用。
本期设计的110kV降压变为110kV地方变电站,其主要任务是向地区用户供电,为保证可靠的供电及电网发展的要求,在选取设备时,应尽量选择动作可靠性高,维护周期长的设备。
根据设计任务书的要求,设计规模为110kV出线2回,35kV出线6回,10kV出线12回;负荷状况为35kV最大25MW,10kV最大15MW。
本期设计要严格按《电力工程手册》、《发电厂电气部分》等参考资料进行主接线的选择,要与所选设备的性能结合起来考虑,最后确定一个技术合理,经济可靠的最佳方案。
第二章主变压器容量、型号和台数的选择
2.1主变压器台数选择
在《电力工程电气设计手册》中可知:
“对大城市郊区的一次变电站,在中、低压已构成环网的情况下,变电站以装设两台主变压器为宜”。
在运行或检修时,可以一台工作,一台备用或检修,并不影响供电,也可以两台并列运行。
根据设计任务书中所示本变电所为地方变电所,且出线回路数较多,为保证供电的可靠性,参照规程要求,宜选用两台主变压器。
2.2主变压器的选择
主变压器容量应根据负荷情况进行选择。
在《电力工程电气设计手册》中规定对于装设两台及以上主变压器的变电所,应满足当一台主变停运时,其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%。
为保证可靠供电,避免一台主变故障或检修时影响对用户的供电,主变容量就为总负荷的70%-80%。
容量计算如下:
已知35kVPmax1=25MW, cosφ=0.8
得Qmax1=Pmax1*tanφ=18.75MVA
已知10kVPmax2=15MW, cosφ=0.8
得Qmax2=Pmax2*tanφ=11.25MVA
有上述计算得每台主变压器的容量:
S=70%×
=70%×
=35000KVA
经查设备手册,选每台主变压器容量为40000KVA。
2.3主变型号选择
本变电所有110kV、35kV、10kV三个电压等级,根据设计规程规定,“具有三个电压等级的变电所中,如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器各容量的15%以上,主变压器一般采用三绕组变压器”。
根据以上规程,计算主变各侧的功率与该主变容量的比值:
高压侧:
K1=(25000+15000>*0.8/40000=0.8>0.15
中压侧:
K2=25000*0.8/40000=0.5>0.15
低压侧:
K3=15000*0.8/40000=0.3>0.15
由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。
故选择三相三绕组有载调压降压变压器,其型号及参数如下:
型号SFSZ9-40000/110
额定容量 额定电压 连接组别 空载损耗 负载损耗 空载电流<%) 阻抗电压<%) 绕组阻抗百分数 电抗标么值 40000 110/38.5/10.5 y/y/d11 36.6 189.0 0.36 Uk1-2=10.5 Uk1-3=17.5 Uk2-3=6.5 X1=10.75 X2=-0.25 X3=6.75 X*1=0.2688 X*2=-0.0063 X*3=0.1687 第三章电力主接线设计 根据毕业设计任务书的要求和设计规模。 在分析原始资料的基础上,参照电气主接线设计参考资料。 依据对主接线的基本要求和适用范围,首先淘汰一些明显不合格的接线型式,保留2-3个技术上相当,又都满足设计要求的方案。 对较好的2-3个方案,进行详细的技术经济比较,最后确定一个技术合理,经济可靠的主接线最佳方案。 3.1110KV侧主接线的设计 110KV出线回路数为2,由《电力工程电气设计手册》中的规定可知: 当110—220KV配电装置出线回路数不超过2回,采用单母线接线 故110KV侧采用单母分段的连接方式。 3.235KV侧主接线的设计 35KV侧出线回路数为6回 由《电力工程电气设计手册》中的规定可知: 当35—63KV配电装置出线回路数为4—8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。 3.310KV侧主接线的设计 10KV侧出线回路数为12回 由《电力工程电气设计手册》中的规定可知: 当6—10KV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 3.4、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侧采用单母线的连接方式,35KV侧采用单母分段连接,10KV侧采用单母分段连接。 方案二: 110KV侧采用单母线的连接方式,35KV侧采用双母线连接,10KV侧采用单母分段连接。 此两种方案的比较 方案一110KV侧采用单母线的连接方式,接线简单,操作方便、设备少、经济性好,并且,母线便于向两端延伸,扩建方便,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侧采用单母线的连接方式,35KV侧采用单母分段连线,10KV侧采用单母分段连接。 第四章电气设备的选择 电气设备要能可靠的工作,必须按正常工作条件进行选择,并按短路状态来校验热稳定和动稳定。 4.1按正常工作条件选择电气设备 4.1.1额定电压 电气设备的额定电压是标示在其铭牌上的线电压。 另外,电气设备还有一个最高工作电压,即: 允许长期运行的最高工作电压,一般不得超过其额定电压的10%至15%。 在选择时,电气设备的额定电压不应低于安装地点的电网额定电压。 即: UNe≥UNS 式中: UNe——电气设备铭牌上所标示的额定电压 UNS——电网额定工作电压 4.1.2额定电流 在额定周围环境条件下,导体和电器的额定电流不应小于所在回路的最大工作电流。 即: IN≥IWmax 式中:
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