本科毕业论文--110kV变电站设计(上海电力学院)(免费)(牛人).doc
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上海电力学院毕业设计专用笺（E型）作者：
施春迎第54页
本科毕业论文
发电厂设计
上海电力学院施春迎
第一章主变及所用变的选择
第一节主变压器的选择
一、负荷统计分析
1、35kV侧
Q1max=
Q2max=
Q3max=
Q4max=
Q5max=
=P1max+P2max+P3max+P4max+P5max=10000+10000+6000+6000+6000=38000（KW）
=Q1max+Q2max+Q3max+Q4max+Q5max
=6197.44+6197.44+3718.47+4500+4500=25113.35（KVar）
S35MAX===45548.66（KVA）
===0.83
考虑到负荷的同时率，35kV侧最大负荷应为：
S’35MAX=S35MAX=45548.660.85=38716.36（KVA）
2、10kV侧:
Q1max=
Q2max=
Q3max=
Q4max=
Q5max=
Q6max=
Q7max=
Q8max=
Q9max=
Q10max=
=P1max+P2max+P3max+P4max+P5max+P6max+P7max+P8max+P9max+P10max
=2500+2000+1500+2000+2000+1000+1000+1000+1500+1500＝16000（KW）
=Q1max+Q2max+Q3max+Q4max+Q5max+Q6max+Q7max+Q8max+Q9max+Q10max
=1549.36+1239.49+1125+1239.49+1500+619.74+750+620+1125+929.62=10697.7（KVar）
S10MAX===19246.84（KVA）
===0.83
考虑到负荷的同时率，10kV侧最大负荷应为：
=S10MAX=19246.840.85=16359.81（KVA）
3、110kV侧:
S110MAX=
=
=55076（KVA）
考虑到负荷的同时率，110kV侧最大负荷应为：
=S110MAX=550760.85=46815（KVA）
二、主变台数的确定
根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.2条规定“在有一、二级负荷的变电所宜装设两台及以上主变压器。
如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。
”
三、主变容量的确定：
根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.3条规定“装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60％的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。
”
故本设计满足两个条件：
1、两台总容量∑S≧
2、S≧（60－75）％
本变电所按建成后5年进行规划，预计负荷年增长率为5%，因此：
∑S＝（1+m）t=46815（1+0.05）5=59749（KVA）
式中t为规划年限，m为增长率
S=60%∑S＝0.659749=35849.4（KVA）
查产品目录，选择两台变压器容量一样，每台容量为40000KVA。
四、主变型式
1、优先考虑选三相变压器
依设计原则，只要不受运输条件限制，应优先考虑三相变压器。
该变电所主变压器为110kV降压变，单台容量不大（40000KVA），不会受到运输条件限制，故选用三相变压器。
2、具有三个电压等级
/＝38716.36/46815＝0.83＞0.15
/＝16359.81/46815＝0.35＞0.15
根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.4条规定“具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达该变压器容量的15％以上，主变压器宜采用三线圈变压器。
”上述两式均大于15％，故选择主变为三圈变压器
3、本设计110kV主网电压采用中性点直接接地方式（大电流接地系统），而中压电网为35kV（采用小电流接地系统）由于中性点具有不同的接地方式，而自耦变压器高低压侧之间有电的直接联系，要求高、低压绕组的中性点运行方式须一致，所以本所不宜采用自耦变压器，选择普通的三绕组变压器。
4、容量比
由上述计算可知：
主变压器额定为40000KVA，35kV侧负荷占主变容量的97％，大于50％，为满足35kV侧负荷的要求与需要，故35kV侧容量取100％的额定容量。
10kV侧负荷占额定容量的41％，小于50％，故10kV侧绕组容量取50％。
从以上分析得出主变压器各绕组的容量比为100/100/50。
5、调压方式的选择
根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.5条规定“变压器的有载调压是改善电压质量，减少电压波动的有效手段，对电力系统，一般要求110kV及以下变电所至少采用一级有载调压变压器。
”而本设计110kV变电所110kV及35kV侧负有化工厂、变电所、医院等重要负荷，对电能的质量和可靠性的要求较高，为保证连续供电和满足对电能质量的要求，并能随时调压，扩大调压幅度而不引起电网的波动，故应采用有有载调压方式的变压器，以满足供电要求。
6、中性点接地方式的确定
中性点直接接地系统主要优点是发生三相短路时，未故障相对地电压不升高，因此，电网中设备各相对地绝缘水平取决于相电压，使电网的造价在绝缘方面的投资越低，当电压越高，其经济效益越明显，因此我国规定电压大于或等于110kV的系统采用中性点直接接地。
本变电站为终端变，中性点是否接地，由系统决定，所以在中性点加隔离刀闸接地。
6.135kV系统：
Ic＝=＝26（A）
由电气专业资料可知：
当35kV系统对地电容电流大于等于10A，应采用中性点经消弧线圈接地，所以本所35kV系统中性点采用经消弧线圈接地。
6.210kV系统
架空线：
Ic1＝=＝5.2（A）
电缆线：
Ic2＝0.1UN2=0.110（10×2+5+10×2）=45（A）
＝Ic1+Ic2=5.2+45=50.2（A）
由于＞30A，由电气专业资料可知：
当10kV系统对地电容电流大于30A，中
性点必须接地，本所10kV系统对地电容电流大于30A，因此中性点需采用经接
地变压器接地。
6.3接地变选择：
S＝UIc＝10×50.2＝869.49KVA
因此选择接地变压器为S＝1000KVA（Y/Yn11）
型号
额定
容量
电压组合
联结
标号
阻抗
电压
（％）
空载电流（％）
空载损耗（KW）
负载损耗（KW）
高压
低压
S9－1000/10
1000KVA
10kV
0.4kV
Ｙ,yn11
4.5
0.7
1.70
10.30
7、接线组别
《电气设计手册》规定：
变压器绕组的连接方式必须与系统电压相位一致，否则不能并列运行。
由于110kV系统采用中性点直接接地，35kV系统采用中性点经消弧线圈接地，10kV系统采用中性点经接地变压器接地，故主变的接线方式采用Y0/Yn0－11
8、绕组排列方式
由原始资料可知，变电所主要是从高压侧向中压侧供电为主，向低压侧供电为辅。
因此选择降压结构，能够满足降压要求，主要根据的依据的《电力系统分析》，其绕组排列方式如下图所示：
低中高
根据以上分析结果，最终选择型号如下：
SFSZ7－40000/110，其型号意义及技术参数如下：
SFSZ7–40000/110
高压绕组额定电压等级：
110kV
额定容量：
40000KVA
性能水平代号
有载调压方式
绕组数：
三绕组
冷却方式：
风冷
相数：
三相
外形尺寸：
8180×5050×6160mm总重量：
86.5吨参考价格：
100.3万元
第二节所用变选择
为保证所用电的可靠性，采用两台所用变互为备用，分别接于两台主变的两组10kV母线上，互为暗备用。
一般选主变容量的（0.1－0.5）％为其容量，考虑到用电负荷不大，本设计以0.1％来选择，采用Y/Yn0接线组别
单台所用变容量S所N=0.1％∑SN＝0.1％80000＝80（KVA）
查产品目录，选所用变型号为Ｓ9－80/10，装于室内
其主要技术参数如下：
型号
额定
容量
电压组合
联结
标号
阻抗
电压
（％）
空载电流（％）
空载损耗（KW）
负载损耗（KW）
高压
低压
S9－80/10
80KVA
10kV
0.4kV
Ｙ,yn0
4
1.8
0.24
1.25
外形尺寸：
1210×700×1370mm总重量：
0.595吨参考价格:
1.173万元
第三节消弧线圈的选择
一、经上述计算，35kV中性点电容电流＝26A＞10A，采用中性点经消弧线圈接地
1、根据额定电压选：
UN＝=35kV
2、补偿容量：
Q＝＝＝709.3（KVA）
3、安装位置选择：
按设计规程：
在选择安装位置时，在任何形式下，大部分电网不得失去消弧线圈的补偿，应尽量避免整个电网只装一台消弧线圈，并且不应将多台消弧线圈集中安装在一处。
本设计选择一台XDJ－275/35及一台XDJ－550/35消弧线圈，两台消弧线圈并联在主变35kV侧中性点侧。
4、调谐值和分接头选定
消弧线圈各分接头补偿电流值如表：
消弧线圈型号
分接头序号
1
2
3
4
5
XDJ－550/35
实际补偿电流（A）
12.5
14.9
17.7
21
25
XDJ－275/35
6.2
7.3
8.7
10.5
12.5
550KVar的消弧线圈选III档，实际补偿电流为17.7A
275KVar的消弧线圈选IV档，实际补偿电流为10.5A
总补偿电流IL＝17.7+10.5＝28.2（A）＞26A
脱谐度ν＝＝＝－0.085＝－8.5%，其ν＜10％，满足要求
中性点位移电压U0＝＝＝8.11%＜15%
式中：
——消弧线圈投入前电网的不对称电压，一般为0.8%；
d——阻尼率，35kV及以下架空线取0.05；
ν——脱谐度
因此选择上述分接头是合适的。
二、无功补偿电容的选择
35kV采用分散补偿，电容装在下一级线路内
10kV采用集中补偿，为了实现无功分压，就地平衡的原则，改善电网的功率因数，保证10kV侧电压正常，所以需在本所10kV母线上装设电容补偿装置，以补偿无功，并把功率因数提高到，其负荷所需补偿的最大容性无功量为
Q＝∑P10（－）
＝16000[（arcCos0.831）－（arcCos0.9）]＝3002.9（KVar）
式中∑P10－母线上最大有功负荷
－补偿前的最大功率因数
－补偿后的最小功率因数
10kV电容器一般接成星形，查《常用高低压电器手册》，选用BGF-11/-100-1型电容器，其型号意义如下：
BGF–11/-100-1
单相
额定容量：
100KVar
额定电压：
UN=11/kV
纸膜复合介质
浸渍剂：
G表示苯甲基础油
并联电容器
其额定容量为100KVar,UN=11/kV，标算电容C＝7.89，则每相并联个数
n＝，故并联10只BGF-11/-100-1型电容器，分别接于10kvI、II段母线上，即每段母线每相并联5只电容器。
第二章电气主接线的确定
第一节电气主接线选择
主接线设计依据：
《35-110kV变电所设计规范》有以下几条规定
第3.2.1条：
变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。
并应
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