110kV变电站设计计算书.docx
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110kV变电站设计计算书
110kV变电站设计计算书
计算书目录第一章负荷资料的统计分析。
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2第二章短路电流的计算。
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4第一节最大运行方式下的短路电流计算。
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4第二节最小运行方式下的短路电流计算。
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10第三章主要电气设备的选择及校验。
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18第一节设备的选择。
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18第二节隔离开关的选择。
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20第三节导线的选择。
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22第四节互感器的选择。
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24第四章布置形式。
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26第一章负荷资料的统计分析一、10KV侧供电负荷统计S10＝（1.6+1.4+2.6+0.5+2.2+1.02+1.2+4.00）×1.05×0.9/0.85＝__.82KVA二、35KV侧供电负荷统计S35＝（5+6+5+6）×1.05×0.9/0.85＝__.82KVA三、所用电负荷统计计算负荷可按照下列公式近似计算：
所用电计算负荷S=照明用电+生活区用电+其余经常的或连续的负荷之和×0.85（KVA）
根据任务书给出的所用负荷计算：
S所用＝（3.24+3.24+4.5+2.7+1.1+2.5+9.7+10+20+4.5+5+10.6）×0.85/0.85＝77.08KVA四、110KV供电负荷统计S110＝（S10＋S35＋S所用）×1.05＝（__.82+__.82+77.08）×1.05＝__.66KVA五、主变压器的选择经计算待设计变电所的负荷为__.66KVA。
单台主变容量为Se=∑P*0.6＝__.66*0.6=__.59KVA六、主变型式确定选用传递功率比例100/100/5035KV侧输送功率为__×0.8＝__KW≥__.5×0.8×0.5×1.15＝__.39KW经比较合理10KV侧输送功率为__×0.8×0.5＝__KW≥__.6×0.8×0.5×1.15＝8591.7KW经比较合理因此，三绕组变压器选用传递功率比例100/100/50SFS7－__/110三绕组变压器参数：
额定容量：
__KVA 额定电压:
110±2×2.5%/38.5±2×2.5%/11KV连接组别：
YN，yn0,d11 空载损耗：
46kW 短路损耗：
175kW空载电流：
1.0% 阻抗电压：
Uk1-3%=17Uk2-3%=6Uk1-2%=10.5七、经济比较计算综合投资Z:
Z=Z0（1+a/100）=1.9Z0（万元）计算年运行费用U：
U=a*△A*10+U1+U2=2△A+0.08Z（万元）
式中：
U1——小修、维护费，一般为（0.022-0.042）本次设计取0.022Z（变电工程）
U2——折旧费，一般为（0.005-0.058）Z，本次设计取0.058Z。
（变电工程）
a——电能电价，由各省市实际电价确定。
本次设计取0.20元/KW·h△A——变压器年电能损失总值（KW·h）
第二章短路电流的计算（运行方式:
根据系统运行方式，110KV电站不是电压枢纽点，没有特殊调压要求；
另外，有部分系统功率由110KV电网经过变电站送到35KV变电站。
设系统的最大运行方式为：
电厂机组满发，各电源短路容量为最大；
系统的最小运行方式为：
电厂容量不变，其余2个电源的最小短路容量为最大短路容量的75%。
）一、最大运行方式下的短路电流计算1、选取基准功率Sj=100MVA；
基准电压Uj=Up计算各元件参数的标么值：
（1）110KV系统变电所及进线X1*=1/（Sx/SB）+X0LSB/Uav2=100/533+0.4×9×100/1152=0.215Sx=533MVA等值电路：
（2）110KV火电厂及进线发电机阻抗计算：
XG1*=SBXG%/100SN=0.11*100*0.85/25=0.374XG2*=XG3*=SBXG%/100SN=0.15×100×0.85/12=1.063变压器阻抗计算：
XT1*=SBUd%/100SN=10.5/31.5=0.333已知T2,T3参数:
Ud1-2%=10.5,Ud1-3%=17,Ud2-3%=6，则Ud1%=1/2（Ud1-2%＋Ud1-3%－Ud2-3%）=10.75Ud2%=1/2（Ud1-2%＋Ud2-3%－Ud1-3%）=－0.25Ud3%=1/2（Ud1-3%＋Ud2-3%－Ud1-2%）=6.25X1T1=X2T1=SBUk1%/100SN=10.75/31.5=0.341X1T2=X2T2=SBUk2%/100SN=－0.25/31.5=－0.008X1T3=X2T3=SBUk3%/100SN=6.25/31.5=0.198则XT2*=XT3*=0.341+（－0.008）=0.33314KM线路阻抗计算：
__=X1L1SB/Uav2＝0.4×14×100/1152=0.042等值电路：
简化后的等值电路：
X2*＝0.707／／1.396／／1.396＋0.042＝0.393（3）35KV变电站及进线X3*=1／（S1/SB）+X0LSB/Uav2＝100/300+0.4×5×100/372=0.479Sx=300MVA等值电路：
（4）所选出的SFS7－__/110型变压器阻抗计算：
变压器参数：
U1—2%=10.5；
U1—3%=17；
U2—3%=6Ud1%=1/2（Ud1-2%＋Ud1-3%－Ud2-3%）=10.75Ud2%=1/2（Ud1-2%＋Ud2-3%－Ud1-3%）=－0.25≈0Ud3%=1/2（Ud1-3%＋Ud2-3%－Ud1-2%）=6.25X4*=Ud1%／100×Sj／Sn=10.75／100×100／63＝0.171X5*=0X6*=Ud3%／100×Sj／Sn=6.25／100×100／63＝0.099两台变压器并联的等值电路：
（5）
短路电流计算等值电路图及短路点选择：
d1点短路电流计算：
110KV基准电流：
Ij＝Sj/√3Uj=100/1.732×115=0.502KAa.110KV变电站侧提供的电流：
I（3）dz*=1/X1*=1/0.215=4.651KA短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=4.651×0.502=2.335KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×2.335=5.954KA电流最大有效值：
Ich=1.51×I（3）dz=1.51×2.335=3.526KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=4.651×100=465.1MVAb.110KV火电厂侧提供的电流：
I（3）dz*=1/X1*=1/0.393=2.545短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=2.545×0.502=1.277KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×1.277=3.256KA电流最大有效值：
Ich=1.52×I（3）dz=1.52×1.277=1.941KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=2.545×100=254.5MVAc.35KV变提供的电流：
I（3）dz*=1/（X3*＋X4*＋X5*）=1/（0.479＋0＋0.171）=1.538短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=1.538×0.502=0.772KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×0.772=1.969KA电流最大有效值：
Ich=1.51×I（3）dz=1.51×0.772=1.166KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=1.538×100=153.8MVA（6）、d2点短路电流计算：
35KV基准电流：
Ij＝Sj/1.732Uj=100/1.732×36.75=1.571KAa.110KV变电站侧提供的电流：
I（3）dz*=1/（X1*＋X4*＋X5*）=1/0.386=2.591短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=1.571×2.591=4.070KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×4.070=10.379KA电流最大有效值：
Ich=1.51×I（3）dz=1.51×4.070=6.146KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=2.591×100=259.1MVAb.110KV火电厂侧提供的电流：
I（3）dz*=1/（X2*＋X4*＋X5*）=1/0.564=1.773短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=1.773×1.571=2.785KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×2.785=7.102KA电流最大有效值：
Ich=1.52×I（3）dz=1.52×2.785=4.233KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=1.773×100=177.3MVAc.35KV变提供的电流：
I（3）dz*=1/X3*=1/0.479=2.088短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=2.088×1.571=3.280KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×3.280=8.364KA电流最大有效值：
Ich=1.51×I（3）dz=1.51×3.280=4.953KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=2.088×100=208.8MVA（7）、d3点短路电流计算：
10KV基准电流：
Ij＝Sj/1.732Uj=100/1.732×10.5=5.499KAa.110KV变电站侧提供的电流：
I（3）dz*=1/（X1*＋X4*＋X6*）=1/0.485=2.062短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=2.062×5.499=11.339KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×11.339=28.914KA电流最大有效值：
Ich=1.51×I（3）dz=1.51×11.339=17.122KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=2.062×100=206.2MVAb.110KV火电厂侧提供的电流:
I（3）dz*=1/（X2*＋X4*＋X6*）
=1/0.663=1.508短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=1.508×5.499=8.292KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×8.292=21.145KA电流最大有效值：
Ich=1.52×I（3）dz=1.52×8.292=9.467KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=1.508×100=150.8MVAc.35KV变提供的电流：
I（3）dz*=1/（X3*＋X6*）=1/0.578=1.730短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=1.730×5.499=9.513KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×9.513=24.258KA电流最大有效值：
Ich=1.51×I（3）dz=1.51×9.513=14.365KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=1.730×100=173MVA计算参数表短路点名称110KV变电所110KV火电厂35KV变电所短路电流KA冲击电流KA全电流KA短路容量MVA短路电流KA冲击电流KA全电流KA短路容量MVA短路电流KA冲击电流KA全电流KA短路容量MVAd1110KV母线2.3355.9543.526465.11.2773.2561.941254.50.7721.9691.166153.8d235KV母线4.07010.3796.146259.12.7857.1024.233177.33.2808.3644.953208.8d310KV母线11.33928.91417.122206.28.29221.1459.467150.89.51324.25814.365173二、最小运行方式下的短路电流计算1、选取基准功率Sj=100MVA；
基准电压Uj=Up计算各元件参数的标么值：
（1）110KV变电站及进线X1*=1/（Sx/SB）+X0LSB/Uav2=100/（533×0.75）+0.4×9×100/1152=0.277Sx=533×0.75＝399.75MVA等值电路：
（2）110KV火电厂及进线发电机阻抗计算：
XG1*=SBXG%/100SN=0.11*100*0.85/25=0.374XG2*=XG3*=SBXG%/100SN=0.15×100×0.85/12=1.063变压器阻抗计算：
XT1*=SBUd%/100SN=10.5/31.5=0.333已知T2,T3参数:
Ud1-2%=10.5,Ud1-3%=17,Ud2-3%=6，则Ud1%=1/2（Ud1-2%＋Ud1-3%－Ud2-3%）=10.75Ud2%=1/2（Ud1-2%＋Ud2-3%－Ud1-3%）=－0.25Ud3%=1/2（Ud1-3%＋Ud2-3%－Ud1-2%）=6.25X1T1=X2T1=SBUk1%/100SN=10.75/31.5=0.341X1T2=X2T2=SBUk2%/100SN=－0.25/31.5=－0.008X1T3=X2T3=SBUk3%/100SN=6.25/31.5=0.198则XT2*=XT3*=0.341+（－0.008）=0.33314KM线路阻抗计算：
__=X1L1SB/Uav2＝0.4×14×100/1152=0.042等值电路：
简化后的等值电路：
X2*＝0.707／／1.396／／1.396＋0.042＝0.393（3）35KV变电站及进线X3*=1／（S1/SB）+X0LSB/Uav2＝100/（300×0.75）+0.4×5×100/372=0.590Sx=225MVA等值电路：
（4）所选出的SFS7－__/110型变压器阻抗计算：
变压器参数：
U1—2%=10.5；
U1—3%=17；
U2—3%=6Ud1%=1/2（Ud1-2%＋Ud1-3%－Ud2-3%）=10.75Ud2%=1/2（Ud1-2%＋Ud2-3%－Ud1-3%）=－0.25≈0Ud3%=1/2（Ud1-3%＋Ud2-3%－Ud1-2%）=6.25X4*=Ud1%／100×Sj／Sn=10.75／100×100／63＝0.171X5*=0X6*=Ud3%／100×Sj／Sn=6.25／100×100／63＝0.099两台变压器并联的等值电路：
（5）
短路电流计算等值电路图及短路点选择：
d1点短路电流计算：
110KV基准电流：
Ij＝Sj/√3Uj=100/1.732×115=0.502KAa.110KV变电站侧提供的电流：
I（3）dz*=1/X1*=1/0.277=3.610KA短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=3.610×0.502=1.812KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×1.812=4.621KA电流最大有效值：
Ich=1.51×I（3）dz=1.51×1.812=2.736KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=3.610×100=361MVAb.110KV火电厂侧提供的电流：
I（3）dz*=1/X2*=1/0.393=2.545短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=2.545×0.502=1.277KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×1.277=3.256KA电流最大有效值：
Ich=1.52×I（3）dz=1.52×1.277=1.941KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=2.545×100=254.5MVAc.35KV变提供的电流：
I（3）dz*=1/（X3*＋X4*＋X5*）=1/（0.590＋0＋0.171）=1.314短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=1.314×0.502=0.660KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×0.660=1.683KA电流最大有效值：
Ich=1.51×I（3）dz=1.51×0.660=0.997KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=1.314×100=131.4MVA（6）、d2点短路电流计算：
35KV基准电流：
Ij＝Sj/1.732Uj=100/1.732×36.75=1.571KAa.110KV变电站侧提供的电流：
I（3）dz*=1/（X1*＋X4*＋X5*）=1/0.448=2.232短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=1.571×2.232=3.506KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×3.506=8.940KA电流最大有效值：
Ich=1.51×I（3）dz=1.51×3.506=5.294KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=2.232×100=223.2MVAb.110KV火电厂侧提供的电流：
I（3）dz*=1/（X2*＋X4*＋X5*）=1/0.564=1.773短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=1.773×1.571=2.785KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×2.785=7.102KA电流最大有效值：
Ich=1.52×I（3）dz=1.52×2.785=4.233KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=1.773×100=177.3MVAc.35KV变提供的电流：
I（3）dz*=1/X3*=1/0.590=1.695短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=1.695×1.571=2.663KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×2.663=6.791KA电流最大有效值：
Ich=1.51×I（3）dz=1.51×2.663=4.021KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=1.695×100=169.5MVA（7）、d3点短路电流计算：
10KV基准电流：
Ij＝Sj/1.732Uj=100/1.732×10.5=5.499KAa.110KV变电站侧提供的电流：
I（3）dz*=1/（X1*＋X4*＋X6*）=1/0.547=1.828短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=1.828×5.499=10.052KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×10.052=25.633KA电流最大有效值：
Ich=1.51×I（3）dz=1.51×10.052=15.179KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=1.828×100=182.8MVAb.110KV火电厂侧提供的电流:
I（3）dz*=1/（X2*＋X4*＋X6*）
=1/0.663=1.508短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=1.508×5.499=8.292KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×8.292=21.145KA电流最大有效值：
Ich=1.52×I（3）dz=1.52×8.292=9.467KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=1.508×100=150.8MVAc.35KV变电站提供的电流：
I（3）dz*=1/（X3*＋X6*）=1/0.689=1.451短路电流的有名值：
I（3）dz=I（3）dz*·Ij=1.451×5.499=7.979KAKch取1.8冲击电流:
I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×7.979=20.346KA电流最大有效值：
Ich=1.51×I（3）dz=1.51×7.979=12.048KA短路容量：
S（3）d=I（3）dz*Sj=1.451×100=145.1MVA计算参数表短路点名称110KV变110KV火电厂35KV变短路电流KA冲击电流KA全电流KA短路容量MVA短路电流KA冲击电流KA全电流KA短路容量MVA短路电流KA冲击电流KA全电流KA短路容量MVAd1110KV母线1.8124.6212.7363611.2773.2561.941254.50.6601.6830.997131.4d235KV母线3.5068.9405.294223.22.7857.1024.233177.32.6636.7914.021169.5d310KV母线10.05225.63315.179182.88.29221.1459.467150.87.97920.34612.048145.1第三章 主要电气设备的选择及校验一、设备的选择1、断路器的选择
（一）110kV侧断路器的选择
（1）、该回路为110kV电压等级，故可选用六氟化硫断路器。
（2）、断路器安装在户外，故选户外式断路器。
（3）、回路额定电压Ue≥110kV的断路器，且断路器的额定电流不得小于通过断路器的最大持续电流ImaX=1.05×＝0.547（kA）
型号额定电压kV额定电流A最高工作电压kV额定开断电流kA动稳定电流kA3S热稳定电流kA额定峰值耐受电流kA固有分闸时间S合闸时间SOFPT-110110160012631.58031.5800.030.１２（4）、为了维护和检修的方便，选择统一型号的SF6断路器。
如下表：
（5）、进行校验计算①开断电流能力校验因为三相短路电流大于两相短路电流，所以选三相短路电流进行校验，断路器的额定开断电流比系统短路电流大得多，可用次暂态短。
，故选I=4.166kA进行校验所选断路器的额定开断电流I。
=31.5kA＞I=4.166kA，则断流能力满足要求。
②短路关合电流的校验在断路器合闸之前，若线路已存在断路故障，则在断路器合闸过程中，动、静触头间在未接触时及产生巨大的短路电流，更容易发生触头破坏和曹遭受电动力的损坏。
而且不可避免接通后又自动跳闸。
此时还要求能够切断电流。
因此要进行短路关合电流的校验。
所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为80kA，流过断路器的冲击电流为10.624kA，则短
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