110kV变电站专业课程设计.docx

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1、广西大学课程设计论文课题IlOkV变电站电气一次某些初步设计学院广西大学行健文理学院专业年级电气工程及其自动化X级X班学号103817XXXX姓名EM指引教师完毕时间12月30日目录一、弓I言一2-1.l变电站作用错误!未定义书签。1.2变电站设计重要原则和分类-3-二、设计有关资料-5-2. 1、本站与系统互联状况-5-2.2、 有关负荷状况-5-三、电气主接线设计及主变压器选取-6-3.1变电站电气主接线设计原则-6-3. 2主变压器选取-7-3. 3电气主接线选取-9-四、短路电流计算-13-4.1 短路危害-13-4.2 本变电站短路电流计算-13-五、重要电气设备选取-18-5.1

2、断路器及校验-18-5.2EMIAjJI215.3母线选取与校验-23-5.4IOKV电缆选取与校验-26-5.5电压互感器选取-28-5.6电流互感器选取-28-六、重要参照文献、资料：-28-七、IloKV降压变电站电气主接线-29-一、引言1.l变电站作用一、变电站在电力系统中地位电力系统是由变压器、输电线路、用电设备构成网络，它涉及通过电或机械方式连接在网络中所有设备。电力系统中这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机）、变换（变压器、整流器、逆变器）、输送和分派（电力传播线、配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们变化系统运营状态，犹如步发电机励磁调

3、节器，调速器以及继电器等。变电站是联系发电厂和顾客中间环节，起着变换和分派电能作用。变电所依照它在系统中地位，可分为下列几类：（1）枢纽变电站；位于电力系统枢纽点，连接电力系统高压和中压几种某些，汇集各种电源，电压为33050OkV变电站，成为枢纽，全所停电后，将引起系统解列，甚至出项瘫痪。（2）中间变电站：高压侧以互换潮流为主，其系统变换功作用。或使长距离输电线路分段，普通汇聚23个电源，电压为220330kv,同步又降压供本地供电，这样变电站起中间环节作用，因此叫中间变电站。全所停电后，将引起区域电网解列。（3）地区变电站：高压侧普通为110220kv,向地区顾客供电为主变电站，这是一种地

4、区或都市重要变电站。全所停电后，仅使该地区中断供电。（4）终端变电站：在输电线路终端，接近负荷点，高压侧电压为11Okv,经降压后直接向顾客供电变电站，即为终端变电站。全所停电后，只是顾客受到损失。二、电力系统供电规定（1）保证可靠持续供电：供电中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重后果。停电给国民经济导致损失远远超过电力系统自身损失。因而，电力系统运营一方面足可靠、持续供电规定。（2）保证良好电能质量：电能质量涉及电压质量，频率质量和波形质量这三个方面，电压质量和频率质量均以偏移与否超过给定数来衡量，例如给定容许电压偏移为额定电压正负5%,给定容许频率偏移为正负0.

5、20.5%HZ等，波形质量则以畸变率与否超过给定值来衡量。所有这些质量指标，都必要采用一切手段来予以保证。（3）保证系统运营经济性：电能生产规模很大，消耗一次能源在国民经济一次能源总消耗占比重约为1/3,并且在电能变换，输送，分派时损耗绝对值也相称可观。因而，减少每生产一度电能损耗能源和减少变换，输送，分派时损耗，又极其重要意义。1.2变电站设计重要原则和分类变电站设计原则是：安全可靠、技术先进、投资合理、原则统一、运营高效、，努力做到统一性与可靠性、先进性、经济性、适应性、灵活性、时效性和和谐性协调统一。1 .统一性：建设原则统一，基建和生产原则统一，外部形象提示公司公司文化特性。2 .可靠

6、性：主接线方案安全可靠。3 .经济性，按照利益最大化原则，综合考虑工程初期投资与长期运营费用，追求设备寿命期内最佳经济效益。4 .先进性：设备选型先进合理，占地面积小，注重环保，各项技术经济可比指标先进。5 .适应性：综合考虑不同地区实际状况，要在系统中具备广泛适应性，并能在一定期间内对不同规模，不同形式，不同外部条件均能适应。6 .灵活性：规模划分合理，接口灵活，组合方案多样，规模增减以便，可以运营于不同状况环境下。7 .时效性：建立滚动修改机制，随着电网发展和技术进步，不断更新、补充和完善设计。8 .和谐性：变电站整体状况与变电站周边人文地理环境相协调o变电站设计分类按照变电站原则方式、配

7、电装置型式和变电站规模3个层次进行划分。（1）按照变电站布置方式分类。IlOkV变电站分为户外变电站、户内变电站和半地下变电站3类。在变电站设计中，户外变电站是指最高电压级别配电装置、主变布置在户外变电站；户内变电站是指配电装置布置在户内，主变布置在户内、户外或者户内变电站。半地下变电站是指主变布置在地上，其他重要电气设备布置在地下建筑内变电站；地下变电站是指主变及其她重要电气设备布置在地下建筑内变电站。（2）按配电装置型式分类。11Okv配电装置可再分为常规敞开式开关设备和全封闭式组合电气2类进行设计。（3）按变电站规模进行分类。例如户外AIS变电站，可按最高电压级别出线回路数和主变台数、容

8、量等不同规模分为终端变电站、中间变电站和枢纽变电站。二、设计有关资料2.1、 本站与系统互联状况该变电站通过双回IlOkV线路与100公里以外系统相连接，系统容量为1250MVA,系统最小电抗（即系统最大运营方式）为0.2（以系统容量为基准）,系统最大电抗（即系统最小运营方式）为0.3。2.2、 有关负荷状况（1）IOkV某些最大负荷电压级别负荷名称容量（MW）负荷性质线路类型距离（km）IOkV901线2.81架空线1.5902线3.22电缆1.1903线2.42架空线2.2糖厂1.32架空线1.8机械厂0.93架空线2市政1.13架空线1.6（2）35kV某些最大负荷电压级别负荷名称容量（

9、MVA）负荷性质距离（km）35kV301线9.21、210302线10.31、29.5303线7.5311304线838.5三、电气主接线设计及主变压器选取电气主接线又称为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电站电气某些主体构造，直接影响着配电装置布置、继电保护装置、自动装置和控制方式选取,对运营可靠性、灵活性和经济性起决定性作用。3.1 变电站电气主接线设计原则1、接线方式：对于变电站电气接线，当能满足运营规定期，其高压侧应尽量采用断路器较少或不用断路器接线，如线路一变压器组或桥型接线等。若能满足继电保护规定期，也可采用线路分支接线。在Iio220kV配电装置中，当出线为2回时，普通采用

10、桥型接线，当出线不超过4回时，普通采用单母线接线，在枢纽变电站中，当11022OkV出线在4回及以上时，普通采用双母线接线。在大容量变电站中，为了限制6-10kV出线上短路电流，普通可采用下列办法：1）变压器分列运营。2）在变压器回路中装置分裂电抗器。3）采用低压侧为分裂绕组变压器。4）出线上装设电抗器。2、断路器设立：依照电气接线方式，每回线路均应设有相应数量断路器，用以完毕切、合电路任务。3、为对的选取接线和设备，必要进行逐年各级电压最大最小有功和无功电力负荷平衡。当缺少足够资料时，可采用下列数据:1）最小负荷为最大负荷6070%,如重要农业负荷时则取2030%；2）负荷同步率取0.850

11、.9；当馈线在三回如下且其中有特大负荷时，可取0.951；3）功率因数普通取0.8；4）线损平均取5%。3.2 主变压器选取主变容量普通按变电站建成近期负荷5规划选取，并恰当考虑远期10负荷发展,对于城郊变电所主变压器容量应当与都市规划相结合，从长远利益考虑,依照地区供电条件、负荷性质、用电容量和运营方式等条件综合拟定。在有一、二级负荷变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。装有两台及以上主变压器变电所，当断开一台时，别的主变压器容量不应不大于60%所有负荷，并应保证顾客一、二级负荷。1）相数容量为300MW及如下机组单元接线变压器和330kV及如下电力系统中

12、，普通都应选用三相变压器。由于单相变压器组相对投资大，占地多，运营损耗也较大。同步配电装置构造复杂，也增长了维修工作量。2）绕组数与构造电力变压器按每相绕组数为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁构造分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。在发电厂或变电站中采用三绕组变压器普通不多于3台，以免由于增长了中压侧引线构架，导致布置复杂和困难。3）绕组接线组别变压器三绕组接线组别必要和系统电压相位一致。否则，不能并列运营。电力系统采用绕组连接有星形“Y”和三角形“D”。在发电厂和变电站中，普通考虑系统或机组同步并列以规定限制3次谐波对电源等因素。依照以上原则，主变普通是Y,DII常规

13、接线。4）调压方式为了保证发电厂或变电站供电质量，电压必要维持在容许范畴内，通过主变分接开关切换，变化变压器高压侧绕组匝数。从而变化其变比，实现电压调节。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压。另一种是带负荷切换，称为有载调压。普通，发电厂主变压器中很少采用有载调压。由于可以通过调节发电机励磁来实现调节电压，对于220kV及以上降压变压器也仅在电网电压有较大变化状况时使用，普通均采用无激磁调压，分接头选取根据详细状况定。5）冷却方式电力变压器冷却方式随变压器型式和容量不同而异，普通有自然风冷却、逼迫风冷却、逼迫油循环水冷却、逼迫油循环风冷却、逼迫油循环导向冷却。依照以上变压器选取原则

14、，结合原始资料提供信息，分析后决定本变电站用2台三相三绕组变压器，并采用YN,yn,dll接线。由原始资料可知，Pio=I1.7MW,S35=35MVA设负荷同步率系数Ki取0.85,线损平均取5%,即K2=1.05,功率因数cos取0.8o则IOkV和35kV综合最大负荷分别为：SoMAX=KK2Pocos=0.851.0511.70.8=13.05（MVA）S35max=KK2S35=O.851.0535=31.24(MVA)每台变压器额定容量为:Sn=0.6Sm=0.6(Siomax+S35max)=0.6X(13.05+31.24)=28.79(MVA)由此查询变电站设计参照资料选得变压器参数如下表：型号及容量KVA额定电压高/中/低kV损耗(kW)阻抗电压()空载电流(%)综合投资(万元)空我短路高-中高一低中-低高-中高-低中低SFS1.7-31500/110121/38.5/11462072071651810.56.5132.86检查：当一台主变不能正常工作时，只有一台主变工作且满载则，S1=315OOKVA,占总负荷比例为31.5/44.24=71.20%,且尚未计及变压器事故过负荷40%能力，因此所选变压器满足规定。则本变电站基本框架如下图:IlOKVIOKV3.3电气主接线选取根据原始资料，通过度析，