ZY市110KV变电所一次部分设计可编辑修改word版.docx
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ZY市110KV变电所一次部分设计可编辑修改word版
河南城建曇浣
发电厂电气部分设计报告
ZY市llOKV变电所一次部分设计
姓名:
学号:
专业班级:
电气工程及其口动化
指导老师:
朱更辉
所在院系:
电气与信息工程学院
2016年6月15R
成绩评左・
一、指导教师评语（根据学生设il•报告质量、答辩悄况及其平时表现综合评定）。
成绩等级：
指导教师签字:
年月日
一、设计依扌居数据
L1设计依扌居
省电力公司XX号文件关于ZY市郊110KV变电所设计任务其电力系统接线简图1.1所示。
1500MVAXsi=0.6S：
申
110KV
240/70L2
乙变
L1>40/10
240/50
L3
240/10
L5110KV©s=200MVAX«=Q・6
甲变
（郊区）
附注：
1°图中，系统容量、
2°最小运行方式下:
系统阻抗均相当于最大运行方式:
Sl=1300MVAXsl=0.65
Xs2=0.75
3°系统可保证本所110KV母线电压波动在±5%以内。
S2=170MVA
12建设性质及其规模
随着ZY市经济的迅猛发展及人民群众生活的日益提高和改善，新企业、新用户用电量和大大增加，用电质量要求不断地提高，因此为了搞好本市的经济建设的高速发展以及满足人民群众生活的需要，在位于本市市郊建立110KV变电所已经成为必然，它向市区工业、生活及郊区乡镇与农户供电，以满足不同用户用电的需求。
电压等级：
110/35/10KV
线路回路数：
110KV近期
35KV近期
10KV近期
2回，远景发展2回；5回，远景发展2回；12回，远景发展2回。
L3所址条件
1'地理位置：
本所位于ZY市东南方向的郊区，毗邻城区，交通便利。
地理位置示意图
2•地形•地质•水文•气象等条件：
所址地区海拔200用，地势平坦，非强震区。
年最高气温+4（rc,年最低气温-2（）“C,年平均温度为+15"C,最热月最高温度+32"C,最大复水厚度h=最高风速为25"”$,属于我国第六标准气象
区。
线路从系统2（S2）1W"母线出发至ZY变电所南强至，全长10加。
在距系统
2北墙0.25、5、8、9.98血处转角W\25^45^78",四次进入2?
变电所。
全线为黄土层地带，地耐力为2.4如5巴天然容重=2g/cm\内摩擦角=23。
，土壤电阻率为loon.Tw,地下水位较低，水质良好，无腐蚀性。
1.4负荷情况
各电压等级主要负荷名称及行业性质
110KV
35KV
10KV
市系线、市甲线、备用1、备用2
郊区1.郊区2、水泥厂、耐火厂、备用1、备用2
纺织厂、印染厂、毛纺厂、针织厂、柴油机厂、橡胶厂、市区、食品厂、备用1、备用2
电用等级
负荷名称
最大负荷MW
穿越功率MW
负荷组成（%>
自然功率
T3）
线长
（km）
备注
近期
远景
近期
远景
级
级
级
110KV
市系线
10
18
0・8
10
市甲线
10
18
0・8
10
110
备用1
10
0.8
KV
备用2
12
0.8
35KV
S5
KV
郊区一
2
3
5
30
0.9
12
郊区二
2.5
3,5
0.9
16
水泥厂1
1.5
2
15
30
0.9
20
水泥厂2
1.5
2
0.9
20
耐火厂
1
1,5
15
35
0.9
18
备用1
2.5
0.9
15
备用2
2.5
0.9
15
补偿后值
10KV
10
KV
棉纺厂1
2
2.5
20
■10
0.75
5500
3.5
棉纺厂2
2
2.5
0.75
5500
3.5
印染厂1
1.5
2
30
■10
0,78
5000
4.5
印染厂2
1.5
2
0,78
5000
4.5
毛纺厂
2
2
20
■10
0.75
5000
2.5
针织厂
1
1,5
20
■10
0.75
1500
1.5
柴油机厂
1
1・5
2
25
■10
0.8
1000
3
柴汕机厂
2
1.5
2
0-8
1000
3
橡胶厂
1
1,5
30
■10
0.72
1500
3
市区1
1.5
2
20
■10
0-8
2500
2
市区2
1.5
2
0-8
2500
2
食品厂
1.2
1,5
15
30
0-8
1000
1・5
备用1
1,5
0,78
备用2
1,5
0,78
棉纺厂：
整理、纺纱、织布、通风、采暧、机修、照明等印染厂：
整理、上浆、印染、通风、采暧、机修、照明等市区：
医院、商场、公交、影剧院、铁路、民航、市政区等食品厂：
磨粉、发酵、烘烤、照明等
柴汕机厂：
铸造、热处理、机加工、装配、机修等水
泥厂：
旋转大窑、回转窑，机修、照明等
棉纺厂：
整理、纺纱、织布、通风、采暧、机修、照明等印染厂：
整理、上浆、印染、通风、采II爰、机修、照明等
市区：
医院、商场、公交、影剧院、铁路、民航、市政区等食品厂：
懈粉、发酵、烘烤、照明等
柴汕机厂：
铸造、热处理、机加工、装配、机修等水
泥厂：
旋转大窑、回转窑，机修、照明等
2.1原始资料分析
山原始负荷资料知，35KV、10KV两个电压等级上有负荷，110KV近期无
负荷。
其中，35KV的负荷中有耐火厂和水泥厂等重要的工业负荷，同时承担郊区的
供电，其负荷组成I、II类达15%左右，若断电将造成较大的经济损失和资源浪费。
而10KV的负荷中有棉纺厂、印染厂、橡胶厂、柴油机J'等1、H类负荷组成较高的负
荷，因而需要保证供电的可第性同时，山于10KV承担着市区的供电，市区的一些
用户如医院、交通调度等单位对电力供应的可靠性要求也是极高的，故而在设
计过程中应尽力保证供电的可靠性。
2,2负荷计算
综合最大计算负荷:
S=K（为只
JSt
曲）（1+%）
cos
同时系数，对于出线回数较少的情况，可取0.9^0.95.dl线回数较多时,
取0.85"0・9;
%—线损，取值为5%；
35KV近期:
p
S=K（为221）（1+
"』cos
Mnax
%）=0・95x（红e+Z2・5+L^）x（i+5%）=9・42MVA
0-9
35KV远景:
P
S=K（yg）（1+"Jcos
%）=0.95X（3+3.5+2+2+1.5+2.5+2.5）%十5%）
0.9
=1&84MVA
lOKV近期：
p
s=K（yjE）（i+
力rCOS
%）
0.8
0.85X（2+2+1+2+e+1.5十1.5+1.5+1.5+1.5+1.2+」x1.05
0.750.780.80.72
=21.03MVAlOKV远景：
曲）（1+%）
cos
s=K（E只
}St
=30.58MVA综上:
Sq=K'工Sjsj=0・9x（9・42+21・03）=27・41MVA
Sq=K；工S加=0,9x（!
&84+30.58）=44.48MVA
三-电气主接线
3,1电气主接线
满足以下基本要求:
（1）运行的可靠:
（2）具有一定的灵活性:
（3）操作应尽可能简单、方便:
（4）经济上合理:
⑸应具有扩建的可能性。
3.2主变的选择
3,2.1主变的相数
当不受运输条件制约，在330KV以下的发电厂和变电所均应选用三相变压
器。
本所为110KV变电所且交通便利，故采用三相变圧器。
322主变各侧电压
110KV侧：
110KV为首端，选110KV；35KV、10KV,选+10%即3&5、11KV。
323主变台数的选择
变电站主变的容量一般应根据5〜10年规划负荷、城市规划、负荷性质、
电网结构等综合考虑确定其容量。
对重要变电站，需考虑当一台主变压器停运时,其余变压器容量在计•及过负荷能力允许时间内，应满足I、］［类负荷的供电；对一般性变电站，当一台主变停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%〜80%。
对于枢纽变电站在中、低压侧已形成环网的情况下，以设置两台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，可设3台主变圧器,以提高供电可黑性。
所以本变电站可采用2台主变压器。
324主变的容量
两台主变压器容量的选择条件是nS,>S,,{MVA）其中，山前面计算结果按
远景发展计算：
S>X44.48=22.24MVA02
基于本变电站的情况，山国家标准容量系列Rh）标准，宜选容量为30MVA的变压器。
以一台变压器停运检修时，保证I、II级负荷不断电，按近期校验：
（"-1£>0・75$”,
（"-1）亠:
带入数据：
1X31.5>0.75=0.75X27.41=20.5575,满足;
1X31.5>e5x35%+3x45%+l><50%+
0.78
0.9
Z%+3x60%^3x65%.3x60%.■■2x45%^0%卫册
0.72
0.75
0.8
满足近期需求;
325冷却方式
对于110KV变压器，山于容量不大，采用自然油强迫空气冷却，即风
冷式。
综上所述，选择变压器型号为SFSZ9-31500/110
S：
三相变圧器
F：
风冷S：
三绕组Z：
有
载调圧9：
设
计序号
31500容量31.5MVA
110：
一次侧额定电压110KV
3,3主接线设计
电气主接线的设计•基本要求是可黑性、灵活性、经济性三方面。
对于I级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保
证对全部I级负荷不间断供电:
对于］［级负荷，必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能
保证全部或大部分的II级负荷供电；
对于III级负荷一般只需一个电源供电。
3,3.1各电压等级的主接线设计
110KV的接线形式
3
Ld
1、
L
单母线分段
单母分段带旁母
图3.1110KV主接线方案比较
单母线分段
单母线分段带旁母
供电可靠
性
不带旁母，当检修断路器时须对用户停电，但是由于使用的SF6短路器无故障工作时间很长，所以认为单母分段也有不错的供电可靠性。
山于使用了旁路母线，当检修断路器不会对用户停电，使用的SF6断路器使供电可靠性很高。
运行灵活
性
接线简单清晰，运行操作方便，
且有利于扩建
接线相对复杂，调度灵活。
带旁母，较经济。
表3.1110KV方案对比
ZY市郊变为地区性变电所，而山于其负荷的重要性，考虑到占地和经济性的
要求，HOKV选用单母线分段，采用分段断路器兼作旁路断路器的接线形式。
35KV的接线形式
出线回路数为7回，根据上述规范采用单母线分段。
3
q
•••
A
单母分段
单母分段带旁母
图3.235KV主接线方案比较
表3・235KV方案对比
单母线分段
单母线分段带旁母
供电可靠
性
重要用户可以从不同分段引线，当一条母线发生故障时还能保证另一条母线的正常供电，供电可靠性较高。
加装旁路母线后，当出线断路器故障或检修时，可避免对此回路停电，提高了可靠性。
运行灵活
性
接线简单清晰，运行操作方便，且有利于扩建。
接线相对复杂，调度灵活。
节约投资
单母分段占地面积少，土建投
单母分段带旁母占地面积大，土建
表3.235KV方案对比
35KV考虑到占地面积问题，建议采用屋内手车式高压开关柜，则不宜设置旁
路母线。
从保证负荷用电可靠性来讲，对于®要的用户可采用双回接入，而对于没
有双回接入的负荷，通过经济论证，可用自备的发电机或从相邻的甲、乙变加设
回线保证供电可靠性。
10KV的接线形式
出线回路数为14回，根据上述规范可采用单母线两分段或单母线分段带旁母。
单母分段
单母分段带旁母
图3.310KV主接线方案比较
表3.310KV方案对比
单母线分段
单母线分段带旁母
供电可靠
性
重要用户可以从不同分段引线，当一条母线发生故障时还能保证另一条母线的正常供电，供电可靠性较高。
加装旁路母线后，当出线断路器故障或检修时，可避免对此回路停电，提高了可靠性。
运行灵活
接线简单清晰，运行操作方便。
接线相对复杂，调度灵活。
性
节约投资
少用了断路器、隔离开关，较经济。
单母分段带旁母占地面积大，土建投资大，所用的隔离开关多。
不够经济。
表3・310KV方案对比
由于ZY市郊变位于城市郊区，为节约用地，10KV多为室内，采用单碌分段的接线型式。
四'短路电流的计算
4,1短路计算的目的
供配电系统中的短路，是指导体之间或相导体与地之间不通过负载阻抗而
发生的电气连接。
短路是电力系统中常发生的故障，短路电流直接影响电器的安全9危害电力系统的安全运行，假如短路电流较大，为了使电器能承受短路电流的冲击，往往需要选择重型电器。
这不仅会增加投资，其至会因开断电流不满足而选择不到合适的高压电器，为了能合理选择轻型电器，在主接线设讣时，应考虑限制Id的描施，即而需要计算Id.倆伦射算处却皿曲临气设备咖4和基础，也是戦流导体选择和二次设备保护的基础。
42参数计算
422计算
在基准下系统各部分的标幺值电抗:
可令X2・=0
Sn100
10.5+6.5-17・51000
X
31.5
根据以上计算数据画出等值网络如下
i：
kY
图41ZY申弗nCKV交电严卷值电#:
回鸟S
1）
110KV母线短路电流计算
81
3ee-i
图4・2llOKV母填短路
计算电抗：
X=xX辿=1.53X竺=2.295
"1"5g1000
查汽轮机运算曲线表，有:
厶=0.445:
/,,=1.262
”C„
/=/、上土/X兀2=0445X1500+L262X200=4.618/64
T凤"
2）
35KV母线短路电流计算
E4.335KV母线短路
计算电抗:
X=XX迥=3.868X竺=5.802幷*"百1000
汽轮机运算曲线表，有:
3）10KV母线短路电流计算
转移电抗：
X"=7.995;X專=14.33计算电抗：
X=XxS—5・33」'^=7・995
Sb
1000
X=X><—=1433x^^=2.866
1000
屈R0.125筋X11话73x11
五-电气选择及校验
5.1•选择导体和电器的一般原则
1、应力求技术先进、安全适用、经济合理。
2、应满足正常运行、检修、短路时和过电压情况下的需要，并考虑远景发展。
3、应按当地环境校验。
4、与整个工程的建设标准协调一致。
5、选择导体的品种不宜太多。
6、选择新产品应积极谨慎.新产品应有可靠的实验数据，并经主皆单位鉴过合格。
5.2选择导体和电器的技术条件
一般按正常W况选择，短路悄况校验，如【表5-2-1]
短路点
基准电流
（KA）
/"（AX）
h/KA）
厶㈣
/oc（KA）
/加）
d.
5.02
4.618
4.197
4.177
4.825
IL756
d：
15.6
5.56
5.49
5.49
5.49
14.15
ds
54.99
13.52
13.83
13.83
13.52
34.42
表5-2-1齐情况电流
5.3导体的选择
531按长期发热选择导体
选用的电器允许最高工作电圧不得低于该回路的最髙运行电圧，即
乂因为%=X5UnU4・\Uns,所以实际用UQUns
选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流，即对于导体
山于高压开断电器没有连续过载能力，在选择其额定电流时应满足各种可
能运行方式下回路持续工作电流的要求，即对于电器a加'
532按经济电流密度选择导体
除配电装置的汇流主母线外，较长导体的截面积应按经济电流密度选择。
当无合适规格导体时，导体面积可按经济电流密度计算截面的相邻下一档选取。
即：
（1）S选应最接近
⑵按经济电流密度选择后，还应按长期允许电流校验。
533导体•电器设备的选型
导体材料的基本特征：
导体通常山铜、铝.铝合金及钢材料制成。
载流导体一般使用铝或铝合金材料。
纯铝的成型导体一般为矩形、槽形和管形。
由于纯铝的管形导体强度稍低，110KV及以上配电装置敞露布置时不宜采用。
铝合金导体有铝镭合金和铝镁合金两种，形状均为管形。
铝S合金导体载流量大,但强度较差，采用一定的补强措施后可广泛使用；铝镁合金导体机械强度大，但载流量小，主要缺点是焊接困难，因此使用受到限制。
534主母线•主变引下线♦负荷出线
载流导体宜采用铝质材料，下面场所可选用铜质材料的硬导体:
①持续丄作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部或采用硬铝导体穿墙套管有困难时:
②污秽对铜腐蚀轻微但对铝有较严重腐蚀的场所。
20KV及以下回路的正常工作电流在4000A及以下时，宜选用矩形导体;
在4000〜8000A时，宜选用槽形导体;
110KV及以上高压配电装置，当采用硬导体时，宜采用铝合金管形导体:
500KV硬导体可采用单根大直径圆管或多根小直径圆管组成的分裂结构，固定方式可采用支持式或悬吊式。
5.4断路器
断路器型号的选择，除应满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于施工调试和运行维护，并经技术经济比较后确定。
5.5隔离开矣
对隔离开关型武选择应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合技术比较后确定。
5.6电压互感器
电压互感器的型式按下列使用条件选择。
{、3-20KV屋内配电装置，宜釆用油浸绝缘结构，也可以采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。
a、35KV配电装置，宜采用电磁式电压互感器。
9、110KV及以上的配电装置，当容量和准确级满足要求时，应采用电容式电压互感器。
5.7电流互感器
3-20KV屋内配电装置的电流互感器应根据安装使用条件及产品悄况采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构，35KV及以上配电装置的电流互感器，宜采用油浸绝缘瓷管式绝缘结构的独立式电流互感器，在有条件时，应釆用套管式电流互感器。
5.8绝缘子
屋外支柱绝缘子宜采用棒式支柱绝缘子，屋外支柱绝缘子需倒装时，可用悬挂式支柱绝缘子。
5.9选择结果
5-9.1线路选择结果如下表：
\殳备电
汇流主母线
主变引下线
分段回路
110KV
LGJQ-240
LGJQ-185
LGJQ-185
35KV
LMY63x6.3平放
LGJQ-500
LMY63x6.3平放
10KV
LMY2x（100x8）平放
LMY2x（100x10）平放
LMY2x（100x10）^放
表5-9-1线路的选择
592电器选择结果
1-断路器和隔离幵矣选择
项H
断路器
隔离开关
110KV出线
LW11-110/1600
CW5-lI0G（D）/1000
110KV分段
LW11-110/1600
CW5-110/600
110KV主变引下线
LVVi1-110/1600
CW5-110/600
35KV出线
312-35/630
35KV分段
312-35/630
35KV主变引下线
312-35/630
10KV出线
Z/Vi2-10c/630
10KV分段
Z/V12-10（/2000
10KV主变引下线
Z/V12-10（/2000
110KV压互
GlVs-I10G/600
主变中性点接地
GW8-6OG/4OO
表5-9-2隔离开关及断路器
2-电压互感器和电流互感器
电压级、设备类型、^
110KV
35KV
lOKV
电压互感器
7CQ-110
JDJJ,-35
■
JDZJ-10
H0/严.l/f
35/f,0.1/QO・1
10/严.1/J5,
0.1
分段电流互感器
LCWBa-110
LZC-35
LMZB^-10
600/5
500/5
2000/5
出线电流互感器
LCVVB4-110
LZC-35
LMZB^-10
600/5•200/5
100/5
150/5,200/5
主变引下线电流
LCWBa-110
LZC-35
LAJ-10
互感器
300/5
600/5
2000/5
保护间隙
LCWD-35/300/5
中性点接地处
-608/300/5
表5-9-3电压互感器及电流互感器
3-其他设备如下:
设备类
110KV
35KV
10KV
母线变压器侧上
避雷器
人0也一H6/302
F5W-41/98
ZsVV-16.5/45
变压器中性点上
避雷器
比昭一73/200
751^-41/98
绝缘子
悬式XP-108片支柱ZS-110/4
悬式XP-104片支柱ZL-35/4
母线桥ZPB-10
支柱ZL-10/4
穿墙套管
升级会员 