KV变电站设计110kv35kv10kv三个电压等级.docx
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KV变电站设计110kv35kv10kv三个电压等级
第1章原始资料及其分析
绪论
电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。
由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分。
所以输送和分配电能是十分重要的一环。
变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能输送给下级负荷，是电能输送的核心部分。
其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。
若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作。
可能造成停电等事故，给生产生活带来很大不利。
因此，变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。
变电站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。
这就要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。
变电站是汇集电源、升降电压和分配电力场所，是联系发电厂和用户的中间环节。
变电站有升压变电站和降压变电站两大类。
升压变电站通常是发电厂升压站部分，紧靠发电厂，降压变电站通常远离发电厂而靠近负荷中心。
这里所设计得就是110KV降压
变电站。
它通常有高压配电室、变压器室、低压配电室等组成。
变电站内的高压配电室、变压器室、低压配电室等都装设有各种保护装置，这些保护装置是根据下级负荷的短路、最大负荷等情况来整定配置的，因此，在发生类似故障是可根据具体情况由系统自动做出判断应跳闸保护，并且，现在的跳闸保护整定时间已经很短，在故障解除后，系统内的自动重合闸装置会迅速和闸恢复供电。
这对于保护下级各负荷是十分有利的。
这样不仅保护了各负荷设备的安全有利于延长使用寿命，降低设备投资，而且提高了供电的可靠性，这对于提高工农业生产效率是十分有效的。
工业产品的效率提高也就意味着产品成本的降低，市场竞争力增大，进而可以使企业效益提高，为国民经济的发展做出更大的贡献。
生活用电等领域的供电可靠性，可以提高人民生活质量，改善生活条件等。
可见，变电站的设计是工业效率提高及国民经济发展的必然条件。
原始资料
待建变电站是该地区农网改造的重要部分，预计使用3台变压器，初期一次性投
产两台变压器，预留一台变压器的发展空间。
电压等级
变电站的电压等级分别为110kV、35kV、10kV。
110kV:
2回
35kV:
5回（其中一回备用）
10kV:
12回（其中四回备用）
变电站位置示意图：
图1-1变电站位置示意图
待建变电站负荷数据（表1-1）:
表1-1待建成变电站各电压等级负荷数据
电压等级
用电单位
最大负荷
（MW）
用电类别
回路数
供电方式
距离
（km）
35kV
铝厂
15
1
1
架空
39
钢铁厂
10
1,2
1
架空
25
A变电站
15
3
1
架空
35
B变电站
20
3
1
架空
40
备用
1
10kV
无线电厂
3
1
电缆
4
仪表厂
3
1
电缆
5
手机厂
2
2
电缆
4
电机厂
2
1
电缆
3
电视机厂
3
1
架空
14
配电变压器A
1
1
架空
15
配电变压器B
3
1
架空
16
其它
3
2
电缆
4
备用
2
注：
（1）.35kV,10kV负荷功率因数均取cosC=
（2）.负荷同时率：
35kVkt=
10kVkt=
（3）.年最大负荷利用小时数均为Tmax=3500小时/年
（4）.网损率为A%=8%
（5）.站用负荷为50kWcos0=
⑹.35kV侧预计新增远期负荷20MV10kV侧预计新增远期负荷6MV
地形地质
站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造皆为稳定区，站址标高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度为6度以下。
水文气象
年最低气温为5度，最高气温为40度，月最高平均气温为31度，年平均气温为22度，降水量为2000毫米，炎热潮湿。
环境
站区附近无污染源
原始资料分析
要设计的变电站由原始资料可知有110千伏，35千伏，10千伏三个电压等级。
由于该变电站是在农网改造的大环境下设计的，所以一定要考虑到农村的实际情况。
农忙期和农闲期需电量差距较大，而且考虑到城镇地区的经济发展速度很快，所以变压器的选择考虑大容量的，尽量满足未来几年的发展需要。
为了彻底解决农网落后的
情况，待建变电站的设计尽可能的超前，采用目前的高新技术和设备。
待建变电站选择在地势平坦区为以后的扩建提供了方便。
初期投入两台变压器，当一台故障或检修时，另一台主变压器的容量应能满足该站总负荷的60%，并且在规定时间内应满足一、二级负荷的需要。
站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造皆为稳定区，站址标高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度为6度以下。
第2章负荷分析
负荷分析的目的
负荷计算是供电设计计算的基本依据和方法，计算负荷确定得是否正确无误，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。
对供电的可靠性非常重要。
如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确负荷计算的重要性。
负荷计算不仅要考虑近期投入的负荷，更要考虑未来几年发展的远期负荷，如果只考虑近期负荷来选择各种电气设备和导线电缆，那随着经济的发展，负荷不断增加，不久我们选择的设备和线路就不能满足要求了。
所以负荷计算是一个全面地分析计算过程，只有负荷分析正确无误，我们的变电站设计才有成功的希望。
待建变电站负荷计算
35kV侧
近期负荷：
P近35=15+10+15+20=60MW
远期负荷：
P远35=20MW
n
Pi=60+20=80MW
1
n
P35=Pik/（1+k"）=80**（1+=
i1
Q5=P-tg
©=P-tg（cos=MVar
视在功率
p
77.76
MVA
Sg35=cos
0.85MVA
S91.482
1N35=3Un=335=
10kV侧
近期负荷：
P近10=+++++++=
远期负荷：
P远10=6MW
n
Pi=+6=
n
P10=Pik/（1+k"）=**（1+=
i1
Q10=P-tg©=P-tg（cos=MVar
视在功率
P10.364
Sg10二COT="085=mva
S12.192
1N10=3Un=310=
站用电容量
P0.05Sg所二C0S^=087二
待建变电站供电总容量
S刀=Sj35+Sg10+Sg所=++=（MVA）
P刀=F35+P0+P所=++=（MW）
第3章变压器的选择
主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。
另外主变选择的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有很大影响。
总之主变的选择关系到待建变电站设计的成功与否，所以对主变的选择我们一定要全方面考虑。
既要满足近期负荷的要求也要考虑到远期。
变电所主变压器的选择有以下几点原则：
（1）.在变电所中，一般装设两台主变压器；终端或分支变电所，如只有一个电源进线，可只装设一台主变压器；对于330kV、550kV变电所，经技术经济为合理时，可装设3~4台主变压器。
（2）.对于330kV及以下的变电所，在设备运输不受条件限制时，均采用三相变压器。
500kV变电所，应经技术经济论证后，确定是采用三相变压器，还是单相变压器
组，以及是否设立备用的单相变压器
（3）.装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台是当停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的60%以上，并应保证用户的一级和全部二级负荷的供电。
（4）.具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但需装设无功补偿设备时，主变压器一般先用三绕组变压器。
（5）.与两种110kV及以上中性点直接接地系统连接的变压器，一般优先选用自耦变压器，当自耦变压器的第三绕组接有无功补偿设备时，应根据无功功率的潮流情况，校验公共绕组容量，以免在某种运行方式下，限制自耦变压器输出功率。
（6）.500kV变电所可选用自耦强迫油循环风冷式变压器。
主变压器的阻抗电压（即短路电压），应根据电网情况、断路器断流能力以及变压器结构选定。
（7）.对于深入负荷中心的变电所，为简化电压等级和避免重复容量，可采用双绕组变压器。
主变台数的确定
由原始资料可知，待建变电站是在农网改造的大环境下建设的。
负荷大，出线多，且农用电受季节影响大，所以考虑初期用两台大容量主变。
两台主变压器，可保证供电的可靠性，避免一台变压器故障或检修时影响对用户的供电。
随着未来经济的发展，可再投入一台变压器。
主变压器容量的确定
主变压器容量一般按变电所建成后5〜10年规划负荷选择，并适当考虑到远期
10〜20年的负荷发展，对于城市郊区变电所，主变压器应与城市规划相结合。
此待建变电站坐落在郊区，10kV主要给某开发区供电，35kV主要给下面乡镇及几个大企业供电。
考虑到开发区及其乡镇的发展速度非常快，所以我们选择大容量变压器以满足未来的经济发展要求。
确定变压器容量:
（1）.变电所的一台变压器停止运行时，另一台变压器能保证全部负荷的60%，即:
SB=SE60%=<60%=（MVA）
（2）.单台变压器运行要满足一级和二级负荷的供电需要
一，二级负荷为:
15+10+++=
所以变压器的容量最少为
变压器类型的确定
相数的选择
变压器的相数形式有单相和三相，主变压器是采用三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。
一台三相变压器比三台单相变压器组成的变压器组，其经济性要好得多。
规程上规定，当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂用变电站，均选用三相变压器。
同时，因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，而不作考虑。
因此待建变电站采用三相变压器。
绕组形式
绕组的形式主要有双绕组和三绕组。
规程上规定在选择绕组形式时，一般应优先考虑三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比两台双绕组变压器都较少。
对深入引进负荷中心，具有直接从高压变为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。
三绕组变压器通常应用在下列场合：
（1）.在发电厂内，除发电机电压外，有两种升高电压与系统连接或向用户供电。
（2）.在具有三种电压等级的降压变电站中，需要由高压向中压和低压供电，或高压和中压向低压供电。
（3）.在枢纽变电站中，两种不同的电压等级的系统需要相互连接。
（4）.在星形-星形接线的变压器中，需要一个三角形连接的第三绕组。
本
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