KV某降压变电所设计方案.docx
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KV某降压变电所设计方案
110KV某降压变电所设计
指导教师：
学生：
摘要：
本课题是对110kV降压变电所的设计，其设计范围是：
1.负荷计算；2.主变压器台数和容量的选择；3.降压变电所主接线设计；4.短路电流计算；5.主要电气设备选择与校验；6.绘制总降压变电所电气主接线图；此课题在老师的指导以及本人的努力下，对每一个设计步骤进行了分析和计算，最终得到一套在实际工程中可行的系统设计方案。
关键词：
降压变电所，主变压器的选择,负荷计算，方案比较，短路电流计算。
第一章设计任务分析…………………………………………………………3
第一节原始资料分析……………………………………………………3
第二节可行性研究………………………………………………………5
第三节供电方案及建设规模……………………………………………5
第二章负荷分析………………………………………………………………6
第一节负荷计算…………………………………………………………6
第二节主变压器的确定…………………………………………………7
第三章电气主接线的设计原则………………………………………………8
第一节电气主接线设计原则和程序……………………………………8
第二节主接线方案的拟定………………………………………………9
第三节本变电站主接线方案的确定……………………………………14
第四章短路电流计算…………………………………………………………14
第一节短路电流计算的一般规定及过程………………………………14
第二节短路电流计算步骤………………………………………………16
第五章设备的选择……………………………………………………………23
第一节电气设备选择的一般条件………………………………………23
第二节高压断路器和隔离开关的原理与选择…………………………25
第三节互感器的原理及选择……………………………………………27
第四节限流电抗器选择…………………………………………………30
第五节高压熔断器选择…………………………………………………31
第六节裸导体的选择……………………………………………………31
第七节电缆、绝缘子和套管的选择……………………………………33
第六章配电装置的设计………………………………………………………34
第一节概述………………………………………………………………34
第二节屋内配电装置……………………………………………………38
第三节屋外配电装置……………………………………………………41
第四节成套配电装置……………………………………………………45
第五节本站配电装置的选型……………………………………………46
第七章继电保护配置…………………………………………………………46
第一节概述………………………………………………………………46
第二节变压器保护配置…………………………………………………47
第三节线路保护配置……………………………………………………48
第八章防雷保护配置…………………………………………………………48
第一节变电所的防雷保护………………………………………………49
第二节变电所的防雷保护配置…………………………………………49
第三节防雷保护计算……………………………………………………50
第一章设计任务分析
在建设某一变电站之前，应先对其进行研究分析，看是否有必要建设该变电站、是否能适应系统近期及远景发展规划和变电所在电力系统中的位置（地理位置和容量位置）与作用，以保证资源浪费降到最低。
第一节原始资料分析
一、原始资料
1、
电力系统接线图如图所示：
2、负荷数据：
（1）、35KV负荷数据如下：
符合名称
P（kW）
供电方式
线路长度
回路数
COSφ
变电所A
10000
架空线路
50
1
0.85
变电所B
5000
架空线路
40
2
0.85
变电所C
8000
架空线路
30
2
0.9
煤矿
5000
架空线路
20
1
0.8
飞机场
5000
架空线路
50
1
0.85
合计
33000
35kV侧负荷同时率为0.85
最小负荷是最大负荷的75%
年最大负荷利用小时数Tmax=5500h
（2）、10kV负荷数据表如下：
符合名称
P（kW）
供电方式
线路长度
回路数
COSφ
配电站甲
2000
架空进线
15
1
0.8
配电站乙
2000
架空进线
10
1
0.8
配电站丙
2000
架空进线
5
1
0.85
化工厂
2000
架空进线
1.9
2
0.8
化纤厂
1000
架空进线
8
2
0.8
石化厂
1000
架空进线
20
2
0.85
医院
1000
架空进线
2
2
0.85
剧院
1000
架空进线
12
1
0.85
合计
13000
10kV侧负荷同时率为0.9
最小负荷是最大负荷的70%
年最大负荷利用小时数Tmax=5500h
3、110kV侧负荷同时Kts=0.8
年最大负荷利用小时数Tmax=5500h
4、负荷年增长率：
5%
5、地理环境
（1）、最高温度：
40°C
（2）、最低温度：
-10°C
（3）、最热月平均最高温度:
35°C
（4）、30年一遇最大风速为：
25m/s
（5）、年平均雷暴日数：
48天
（6）、50年一遇洪水水位：
44.5（黄海高度）
（7）、所址标高：
50.0-55.0覆冰厚度：
5m
（8）、地震基本烈度：
7度
二、设计内容
1、进行负荷计算，在此基础上对变压器进行选择，包括变压器台数、型式等，初步确定主接线方案。
2、进行短路电流计算，选择电气设备，并进行校验。
3、变电所方案比较，确定方案，画主接线图。
4、配电装置设计，画出电气总平面图、屋内、外间隔断面图。
5、进行所用电及直流系统和防雷接地方面的设计。
6、进行变压器和线路的征订计算，保护选型等。
7、二次回路方案的选择及继电保护装置的选择。
8、专题设计，如针对变电所的备自投或重合闸加以论述。
三、设计成果
1、设计说明书（包含计算书）一份。
2、画出电气总平面主接线图。
3、屋内间隔断面图。
4、屋外间隔断面图。
第二节可行性研究
一、变电所地理位置的选择：
变电所位置的选择应满足下列要求：
1、符合电网区域规划，靠近负荷中心。
2、节约用地，不占或少占耕地面积及经济效益高的土地。
3、与城乡或工矿企业规划相协调，便于架空线和电缆线路的引入和引出。
4、交通运输方便。
5、宜设在受污源影响最小处。
6、具有适宜的地址，地形和地貌条件（例如避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带、山区风口和有危岩或易发生滚石的场所），站址应避免选在重要的文物或开采后对变电站有影响的矿藏附近。
7、站址标高宜高于频率2%高水位，否则，站区应有可靠的防洪措施或与地区（工业企业）的防洪标准一致，但仍应高于内涝水位。
8、变电所的所有所内地平线宜高于站外自然场所地标高0.3～0.5m。
9、应考虑变电所与周围环境，邻近设施的相互影响。
二、变电所的容量位置
一般情况下，变电所在电力系统中是用于长距离传输电能，大容量输送电能的，还可以节省运行费用及加强电力系统的互联等。
本变电所在具有上述作用的同时又是一个枢纽变电所，该地区用电需求量直接影响着该地区的经济发展。
而该变电所在电力系统中是直接与负荷相连的，其作用无论是对电力系统还是该地区的经济发展来说都是及其重要的。
综上分析，该区适合建设该变电所。
第三节供电方案及建设规模
一、供电方案
为保证用电的可靠性，可采用双电源，双回供电。
二、规模
1、110kV进线线路部分：
110kV出线为2回，接至变电所，线路长90km,配电装置及变压器户外布置。
2、35kV和10kV出线线路部分：
35kV出线为7回，采用35kV室内配电装置。
10kV出线为12回，采用10kV室内配电装置。
正常运行时由远方控制端通过运动通道对变电所实施监控，隔离开关、接地刀闸就地操作。
第二章负荷分析
计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。
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子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。
第一节负荷计算
1、35kV侧
P35max=33000kW
PS35=P35max\COSφ=33000\0.85=38823.53kW
Q35=Ps2-P35max2=（38823.532-330002）1/2=20451.56kVar
2、10kV侧
PS10=P10max\COSφ=13000\0.9=14444.44kW
Q10=Ps2-P10max2=（14444.442-130002）1/2=6296.18kVar
3、待设计变电所容量
S=[（P35max+P10max）2+（Q35+Q10+）2]1/2
=[（38823.53+14444.44）2+（20451.56+6296.18）2]1/2
=59606.36kVA
第二节主变压器的确定
1、变压器绕组的选择
在本变电所中:
Sg35／S∑=38823.53/59606.36=0.54＞15%
Sg10／S∑=14444.44/59606.36＝0.40＞15%
因此，主变压器选为三绕组变压器。
2、变压器台数的确定
由前设计任务书可知、正常运行时，变电站负荷由110kV系统供电，考虑到35kV侧与10kV侧重要负荷达到比较多，为提高负荷供电可靠性，并考虑到现今社会用户需要的供电可靠性的要求更高，应采用两台容量相同的变压器并联运行。
3、变压器容量和型号的确定
主变压器容量一般按变电站建成后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，对于城市郊区变电站，主变压器应与城市规划相结合。
（1）、变电站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70%。
（2）、应保证用户的一级和二级负荷（单台运行时）I、II类负的需要。
综合a、b并考虑到两台容量之和必须大于S∑、再分析经济问题，查表得所选择变压器容量SB=31.5MVA
查110kV三相三绕组电力变压器技术时数据表，选择变压器的型号为SFSZ7-40000/110，其参数如下表：
型号
额定容量（kVA）
高压侧电压（kV）
中压侧电压（kV）
低压侧电压（kV）
阻抗电压（%）
空载
电流
（%）
高
中
高
低
中
低
SFZ7-40000/110
40000
110
35
10
10.5
18
6.5
1.3
4、绕组连接方式的确定原则
我国110kV及以上电压、变压器都采用Y。
连接，35kV采用Y连接，其中性点经消弧线圈接地、35kV以下电压变压器绕组都采用△连接。
根据选择原则可确定所选择变压器绕组接线方式为Y。
第三章电气主接线的设计原则
电气主接线是发电厂或变
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