发电厂与变电站设备课程设计-110kV变电所电气一次部分设计.doc

发电厂与变电站设备课程设计

题目3：110kV变电所电气一次部分设计

学院：信息工程学院
班级： xx
姓名：xx
学号： xxxx

日期：2014年12月28日

目 录

1 设计任务分析…………………………………………………………………… 1
1.1 原始材料…………………………………………………………………1
1.1．1设计任务……………………………………………………………1
1.1．2设计成品……………………………………………………………2
1.2 负荷分析与计算………………………………………………………… 2
1.2．1负荷分析………………………………………………………… 2
1.2．2负荷计算………………………………………………………… 3
1.3主接线方案分析与选择………………………………………………… 4
1.3.2主接线方案一……………………………………………………… 4
1.3.3主接线方案二……………………………………………………… 4
1.3.3主接线方案的确定………………………………………………… 4
1.4变压器的选择 ………………………………………………………… 5
1.4.1绕组的选择………………………………………………………… 5
1.4.2容量的选择………………………………………………………… 5
2 短路电流计算…………………………………… ………………………………6
2.1基准值的设定………………………………………………………………6
2.2系统的等效网络图…………………………………………………………6
2.2．1各元件的电抗标幺值………………………………………………6
2.3各点的短路电流计算………………………………………………………6
2.3．1 d1点的短路电流计算……………………………………………6
2.3．2 d2点的短路电流计算……………………………………………7
2.3．3 d3点的短路电流计算……………………………………………7
2.3．4 d4点的短路电流计算……………………………………………8
2.3．5 d5点的短路电流计算……………………………………………8
2.3．6 d6点的短路电流计算……………………………………………8
2.3．7 短路电流计算结果汇总……………………………………………9
3 电气主设备的选择与校验………………………………………………………9
3.1 高压断路器的选择与校验…………………… …………………………9
3.1.1 高压断路器的选择…………………………… …………………9
3.1.2 高压断路器的校验………………………………………………10
3.2 高压隔离开关的选择与校验……………………………………………11
3.2.1 高压隔离开关的选择……………………………………………11
3.2.2 高压隔离开关的校验……………………………………………11
3.3 110kv母线的选择与校验………………………………………………11
3.3.1 110kv母线的选择………………………………………………12
3.3.2 110kv母线的校验………………………………………………12
3.3.2 35kv和10kv母线的选择与校验………………………………12
4 电气设备工程概算…… ………………………………………………………13
5 参考文献

1设计任务分析
1.1原始材料
1）电力系统接线简图：

2）系统情况：待设计变电所于系统联结的110kv单回线路的最大输送功率均不大于80MW。

3）负荷情况：35kV负荷数据见下表

名称
Pmax (KW)

线长
(km)
回路数
供电方式
变电所A
10000
0.9
40
1
架空线路
变电所B
10000
0.9
40
1
架空线路
钢铁厂
2000
0.8
15
2
架空线路
化肥厂
5000
0.8
20
1
架空线路
机器厂
6000
0.85
10
1
架空线路
合计
33000

考虑到同时系数Kt=0.8最大负荷利用小时数 Tmax＝4200h

10kV负荷数据见下表
名称
Pmax (KW)

线长
(km)
回路数
供电方式
配电站甲
2000
0.85
10
1
电缆
配电站乙
3000
0.85
9
1
电缆
配电站丙
2000
0.8
8
1
电缆
水厂
2000
0.8
6
1
电缆
化工厂
2000
0.85
10
2
电缆
农药厂
2000
0.8
10
1
电缆
电化厂
1000
0.8
6
1
电缆
医院
1000
0.85
4
1
电缆
纺织厂
1000
0.8
7
1
电缆
合计

考虑到同时系数Kt=0.85，最大负荷利用小时数 Tmax＝5500h
110kV负荷同时率为0.8 ，负荷年增长率 5％
1、 环境条件
地区年最高温度40℃，年最低温度 -14℃ ，年平均气温 17℃，最热月平均最高温度 31℃ ，海拔 34.6m ，年平均气压 760mmHg。
1.1．1设计任务
1）根据对原始资料的分析和本变电所的性质及其在电力系统中的地位，拟定本变电所的电气主接线方案。经过技术经济比较，确定推荐方案。
2）进行短路电流计算。
3）导体和电气主设备（各电压等级断路器、隔离开关、母线）的选择和校验。
1.1．2设计成品
1、设计说明书：每人一份，独力完成所要求的设计内容。书写工整，简明扼要，分析论
证条理清晰。且附必要的数据计算书（整理过的计算过程）。
2、图纸一张：整洁，线条粗细分明；布置匀称，比例适宜；文字、图形符号准确、尺寸
标注规则无误。

1.2负荷分析与计算
1.2．1负荷分析
作为一个110kv的变电所，有两回的进线，3种等级的出线。其中110kv两回，35kv五条，10kv九条。110kv的出线是一级负荷。
1）35kv负荷的分析
在几个负荷中，钢铁厂与化肥厂作为一级负荷，停电会造成严重的产品问题或人身安全。
2）10kv负荷的分析
在几个负荷中，化工厂与农药及医院厂作为一级负荷，停电会造成严重人身危害。
总的来说，此变电所在电力系统中有着重要的地位。

1.3主接线方案分析与选择
对于单母线分段适用于110-220KV配电装置，出线回路数为3-4回；35-65KV配电装置，出线回路为4-8回；3,6-10KV配电装置，出线回路为6回及以上。
单母线分段带旁路母线接线适用于较多的应用于110kV～220 kV进出线回路多的变电所。
内桥接线适用于双线双变的水电站、变电所35～220kV侧，主变年负荷利用小时数低（经常切换），而线路较短（故障少）场合。
双母线接线有较高的可靠性，广泛用于出线带电抗器的6～10kV配电装置；35～60kV出线数超过8回，负荷较大时；110～220kV出线数为5回及以上时。

1.3.1主接线方案初步的分析
单母线分段
10-220KV配电3-4回；35-65KV配电4-8回；3,6-10KV配电装置 6回
较符合
单母线分段带旁路母线
110kV～220 kV回路多
本系统110kv回路只有两条，不太适合
桥式接线
双线双变的水电站、变电所35～220kV侧
可以考虑
双母线接线
35～60kV出线数超过8回
10～220kV出线数为5回及以上
本系统出线回路只有两条，不太适合
一台半断路器
中大型发电厂、变电所
不太适合

由上面的分析可知，对于35kv侧的负荷，可以选用单母线分段或单母线分段带旁路母线。对于10kv侧的负荷，可以选用单母线分段。对于110kv侧的负荷，可以选用单母线分段或桥式接线。
110kv进线采用桥式是不适合的，因为有4条的出线。可以考虑用单母线分段或单母线分段带旁路母线。
下面为两种较合理的方案。
1.3.2主接线方案一
10kv、35kv、110kv进线电压等级采用单母线分段。对于110kv侧的负荷，采用桥式接线。
1.3.3主接线方案二
对于35kv侧的负荷，单母线分段带旁路母线。对于10kv侧的负荷，选用单母线分段。对于110kv侧的负荷，选用单母线分段。110kv进线采用桥式110kv进线采用单母线分段带旁路母线。

1.3.3主接线方案的确定
对于方案一，经济性和可靠性都满足。10kv、35kv、110kv进线电压等级采用单母线分段。当一个变压器检修时，另外一个变压器可以满足下面全部负荷。对于110kv侧的负荷，采用桥式接线，接线简单，用地面积更少，投资少一点。也方便扩建成单母线分段。
而方案二的可靠性更高。但是占地面积更大，断路器和隔离开关多一点，接线更复杂。
因此选用方案一。

1.4变压器的选择
本系统无特殊要求，可采用冷风冷却的。
1.4.1绕组的选择
因为的两个电压等级的输出，优先考虑三绕组变压器。而采用双绕组变压器，即要用4个变压器，不划算。所以用两个三绕组变压器。
1.4.2容量的选择
为了提高可靠性，两变压器并联运行。而一个变压器断电要保证另一个变压器的能提供全系统的60%的容量。计算得。变压器的变量S=70%*Smax=46925*70%=34489kva
假设两个变压器平分负荷，单个变压器要满足该段的负荷。S=Smax/2=24635kva
查看110kv三绕组变压器的技术参数。有40mv与50mv的，再考虑温度对变压器的容量的影响，最高温40。C时，40mv还是满足。 但考虑其中一个主变检修时，一个变压器能提供全部负荷运动，所以采用50mw的。采用SFPS7-50000/110 。

型号
额定容量
额定电压
联结组别
阻抗电压（高中）
阻抗电压（高低）
阻抗电压（中低）
SFPS7-50000/110
50000KVA
121±2×2.5%/38.5±2.5%//10.5kV
Ynyn0d11
10.5%
18%
6.5%

4 电气设备工程概算
设备型号 类别
单价（万元）
台数
总价
变压器SFPS7-50000/110
140
2
280
断路器SW4-110G
6
6
36
断路器LW2-35I
4
3
12
断路器SN4-10G
2.6
3
7.8
隔离开关gw4-110
2
14
28
隔离开关gw4-35
0.5
6
3
隔离开关gn1-10
0.2
6
1.2
母线LGJ-70
0.2
6
1.2
母线LYM-100*10
0.3
6
1.8
母线LYM-80*10
0.25
6
1.5
总价：372.5万元

5参考文献
《发电厂电气部分》第四版，熊信银主编，中国电力出版社，2009年
《电气工程基础》，刘涤尘主编，武汉理工大学出版社，2002年
《工厂供电》第5版，刘介才主编，机械工业出版社，2010年
《电力系统分析》，何仰赞、温增银主编，中国电力出版社，2010年
《电力工程电气设计手册》，水利电力部西北电力设计院，1996年