变电所电气课程设计报告.doc

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课程设计

110kv降压变电所电气部分设计

——第五小组

班级：

电气一班

姓名：

学号：

同组人：

时间：

2011-11-04

一、原始资料

1.负荷情况

本变电所为某城市开发区新建110kV降压变电所，有8回35KV出线，每回负荷按5000KW考虑，cosφ=0.9,=4000h，一、二类负荷占50%，每回出线长度为12km；另外有6回10KV出线，每回负荷2200kw，cosφ=0.9,=4500h，一、二类负荷占30%。

每回出线长度为12km。

2.系统情况

本变电所由两回110KV电源供电，其中一回来自东南方向40Km处的火力发电厂；另一回来自正南方向20km处的地区变电所。

本变电所与系统连接情况如图I—1所示。

最大运行方式时，系统1两台发电机和两台变压器均投入运行；最小运行方式时，系统1投入一台发电机和一台变压器运行，系统2可视为无穷大电源系统。

3.自然条件

本所所在地的平均海拔1000m，年最高气温40℃,年最低气温-10℃，年平均气温20℃，年最热月平均气温30℃，年雷暴日为30天，土壤性质以砂质粘土为主。

4.设计任务

本设计只作电气初步设计，不作施工设计。

设计内容包括：

①主变压器选择；②确定电气主接线方案；③短路电流计算；④主要电气设备及导线选择和校验；⑤主变压器及出线继电保护配置与整定计算⑥所用电设计；⑦防雷和接地设计计算。

二、电气部分设计说明书

（一）主变压器的选择（组员：

）

（一）主变压器的选择

本变电所有两路电源供电，三个电压等级，且有大量一.二级负荷，所以应装设两台三项三线圈变压器。

35KV侧总负荷P30=5×8MW=40MW，10KV侧总负荷P30=13.2MW。

因此，总计算负荷S30为

S30=（40+13.2）/0.9=59.1MVA

每台主变压器容量应满足全部负荷70%的需要，并能满足全部一.二类负荷的需要，即

SNT≧0.7S30=0.7×59.1MVA=41.3MVA

SNT≧（40×50%+13.2×30%）/0.9MVA=26.6MVA

故主变压器容量选为50MVA。

查附录表Ⅱ-5，选用SFSZ9—50000/110型三相三线圈有载调压变压器，其额定电压为110±8×1.25%38.5±5%/10.5KV，YNyn0d11接线，阻抗电压Uk1-2%=10.5,Uk1-3%=17.5,Uk2-3%=6.5.

（二）电气主接线

（三）短路电流计算（组员：

）

1.跟据系统接线图,绘制短路等效电路图如图附Ⅰ-所示

取基准容量=100MVA，基准电压=115kV==37kV=10.5kV,

则

I==kA=0.5kA

I=I==kV=1.56kA

I==kA=5.5kA

各元件电抗标幺值计算如下：

（1）系统1电抗标幺值X=X=0.124=0.198

（2）变压器T1、T2抗标幺值X=X==0.167

（3）线路WL1电抗标幺值X=0.4=0.091

（4）线路WL2电抗标幺值X=0.4=0.06

（5）变压器T3电抗标幺值==0.167

（6）三绕组变压器电抗标幺值主变压器各绕组短路电压为

%=

=

%=

=

%=

=

故各绕组电抗标幺值为

X8*=X9*=Uk1%/100*Sd/Sn=0.215

X10*=X11*=Uk2%/100*Sd/Sn=0

X12*=X13*=Uk3%/100*Sd/Sn=0.135

（7）35KV出线线路电抗标幺值35KV出线型号为LGJ---120（见导线选择部分），设线距为1500mm，查附录表Ⅱ—15得x1=0.347,则

X14*=0.347*10*100/37/37=0.304

2.系统最大运行方式下，本变电所两台主变压器（简称主变）并列运行时得短路电流计算

在系统最大运行方式下，系统1两台发电机和两台变压器均投入运行，短路等效电路图如图附Ⅰ-5。

图中

X15*=0.456

X16*=0.318

（1）K1点短路系统1得计算电抗为

XC*=0.57

查附录Ⅲ-1汽轮发电机计算曲线得，系统1在0s，0.2s,∞时刻向K1点提供得短路电流周期分量有效值得标幺值分别为

I”*=1.8，I*0.2=1.58，I∞*=1.91

系统2向K1点提供得短路电流为

Ik=Id1/X16*=1.5723KA

则流入K1点总的短路电流为

I”=I”*SN/√3Sd1+Ik=3.335KA

I0.2=I*0.2SN/√3Sd1+Ik=3.19KA

I∞=I∞*SN/√3Sd1+Ik=3.64KA

（2）k2点短路短路等效电路图如图附Ⅰ-6所示。

图中

最大运行方式下短路等效电路图

X*=1/2X*=1/20.216=0.108

X*=X*+X*+=0.781

K2点短路等效电路图

X*=X*+X*+=0.389

系统1的计算电抗为

X*=X*=0.98

查附录汽轮发电机计算曲线得，系统1在0s，0.2s,∞时刻向K2点提供的短路电流周期分量有效有效值的标幺值分别为

I=1.61,I*=1.431,I*=1.819

系统2向K2点提供的短路电流为

I==4.01KA

则流入K2点总的短路电流为

I”=I”+I=1.61KA+4.01KA=6.03KA

I=I+I=1.431KA+4.01KA=5.87KA

I=I*+I=1.819KA+4.01KA=6.21KA

K点短路短路等效电路如图所示。

图中

X*=（X*+X*）=0.175

X*=X*+X*+=0.98

X*=X*+X*+=0.49

系统1的计算电抗为

X=X=1.25

查附录表Ⅲ-1汽轮发电机计算曲线得，系统在0s、0.2s、时刻向k点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别为

I=0.835I=0.76I=0.89

系统2向k点提供的短路电流为

I==11.22kA

则流入k点的总的短路电流为

I=I+I=16.96KA

I=I+I=16.58kA

I=I+I=17.34kA

（4）k点短路短路等效电路图如图附Ⅰ-8所示。

图中

图附Ⅰ-7k点短路等效电路图图附Ⅰ-8k点短路等效电路图

X=X+X=0.412

X=X+X+=1.7

X=X+X+=0.84

系统1的计算电抗为

X=X=2.125

查附录表Ⅲ-1汽轮发电机计算曲线得，系统在0s、0.2s、时刻向k点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别为

I=0.482I=0.458I=0.488

系统二向k点提供的短路电流为

I==1.86KA

则流入k点总的短路电流为

I=I+I=2.8kA

I=I+I=2.76kA

I=I+I=2.81kA

系统最大运行方式下，本变电所两台变电器一台运行一台备用时的短路电流计算及系统最小运行方式下短路电流计算过程与上述过程类似。

仅将短路电流计算结果列于附录表I-1.

附录表I-1短路电流计算结果汇总表

主变压器运行方式

短路点

系统最大运行方式

系统最小运行方式

三相短路电流/kA

三相短路电流/kA

I

I

I

I

I

I

I

I

并列运行

k

3.335

3.19

3.41

8.504

4.19

3.78

3.64

1.685

k

6.03

5.87

6.21

15.376

6.82

6.473

7.23

17.391

k

16.96

16.58

17.34

43.248

16.99

16.15

20.18

48.425

k

2.8

2.76

2.81

7.14

2.95

2.86

23.00

7.523

一运一备

k

3.335

3.19

3.41

8.504

4.19

3.78

3.64

1.685

k

2.25

2.18

2.29

5.74

4.04

3.867

4.197

10.304

k

9.39

9.24

9.42

23.9

6.68

6.605

6.730

17.034

k

2.168

2.140

2.169

5.5

3.792

3.733

3.811

9.669

（四）主要电气设备的选择和校验（组员：

）

（五）假想时间tima的确定

假想时间tima等于周期分量假想时间tima.p和非周期分量假想时间tima.np之和。

其中tima.p可根据查图4-27得到。

非周期分量假想时间tima.np可以忽略不计（因短路时间都大于1s），因此，假想时间tima就等于周期分量假想时间tima.p。

不同地点的假想时间如附录表I-2所示。

附录表I-2假想时间tima的大小

地点

后备保护动作时间tpc/s

断路器跳闸时间Tqf/s

短路持续时间tk/s

周期分量假想时间tima.p/s

假想时间tima/s

主变110kv侧

4

0.1

4.1

3.335/3.41=0.977

3.4

3.4

110kv母线分段

4.5

0.1

4.6

3.335/3.41=0.977

4

4

主变35kv侧

3.5

0.15

3.65

6.03/6.21=0.971

3

3

35kv母线分段

3

0.15

3.15

6.03/6.21=0.971

2.5

2.5

35KV出线

2.5

0.15

2.65

6.03/6.21=0.971

2

2

主变10kv侧

3

0.2

3.2

16.961/16.34=0.978

2.5

2.5

10KV母线分段

2.5

0.2

2.7

16.961/16.34=0.978

2

2

2．高压电气设备的选择与校验

（1）主变110KV侧主变110KV侧计算电流I30==260A，由于110Kv配电装置为室外布置，故断路器选用SW4——110/1000型；隔离开关选用GW4——110D/600型；电流互感器选用LCWD2-110,变比为Ki=400/5,次级组合为0.5/D/D,1s热稳定倍数为35，动稳定倍数为65；电压互感器和避雷器分别选用JCC2-110型和FZ-110型。

各设备有关参数见附录表。

附录表Ⅰ—3主变110KV侧电气设备

安装地点电气条件