1、220kv变电站计算书第一章220KV 变电站电气主接线设计第1.1节 原始资料1.1.1变电所规模及其性质: 电压等级 220/110/35 kv 线路回数 220kv 本期2回交联电缆(发展1回)110kv 本期4回电缆回路(发展2回)35kv 30回电缆线路,一次配置齐全 本站为大型城市变电站2归算到220kv侧系统参数(SB=100MVA,UB=230KV)近期最大运行方式:正序阻抗X1=0.1334;零序阻抗X0=0.1693近期最大运行方式:正序阻抗X1=0.1445;零序阻抗X0=0.2319远期最大运行方式:正序阻抗X1=0.1139;零序阻抗X0=0.14883110kv侧负
2、荷情况:本期4回电缆线路 最大负荷是 160MW 最小负荷是130MW 远期6回电缆线路 最大负荷是280MW 最小负荷是 230MW435kv侧负荷情况:(30回电缆线路) 远期 最大负荷是240MW 最小负荷是 180MW 近期 最大负荷是170MW 最小负荷是 100MW 5环境条件:当地年最低温度-24,最高温度+35,最热月平均最高温度+25,海拔高度200m,气象条件一般,非地震多发区,最大负荷利用小时数6500小时。第1.2节 主接线设计本变电站为大型城市终端站。220VKV为电源侧,110kv侧和35kv侧为负荷侧。220kv和110kv采用SF6断路器。 220kv 采取双母
3、接线,不加旁路。 110kv 采取双母接线,不加旁路。 35kv 出线30回,采用双母分段。低压侧采用分列运行,以限制短路电流。第1.3节 电气主接线图第二章 主变压器选择和负荷率计算第2.1节 原始资料1110kv侧负荷情况:本期4回电缆线路 最大负荷是 160MW 最小负荷是130MW 远期6回电缆线路 最大负荷是280MW 最小负荷是 230MW235kv侧负荷情况:(30回电缆线路) 远期 最大负荷是240MW 最小负荷是 180MW 近期 最大负荷是170MW 最小负荷是 100MW 3由本期负荷确定主变压器容量。功率因数COS=0.85第2.2节 主变压器选择2.2.1容量选择(1
4、)按近期最大负荷选: 110 kv侧: 160 MW 35 kv侧: 170 MW按最优负荷率0.87选主变压器容量每台主变压器负荷 110 kv侧: 80 MW 35 kv侧: 85 MW按最优负荷率0.87选主变压器容量。SN=PL/(0.85)=(80+85)/(0.850.87)=209.6 MVA 或SN=0.6PM/0.85=0.6(160+170)/0.85=232.9 MVA选 SN=240MVA,容量比100/50/50的220kv三绕组无激磁调压电力变压器负荷率计算由负荷率计算公式:=S/SB110kv最大,最小负荷率:=80/(0.85120)=78.4% =65/(0.
5、85120)=63.7%35kv最大,最小负荷率=85/(0.85120)=83.3% =50/(0.85120)=49%总负荷率: =(85+80)/(0.85240)=80.9% =(50+65)/(0.85240)=56.4%(2)按远期最大负荷选:(远期设三台主变压器) 110 kv侧: 280 MW 35 kv侧: 240 MW每台主变压器负荷 110 kv侧: 93.3 MW 35 kv侧: 80 MW按最优负荷率0.87选主变压器容量。SN=PL/(0.85)=(93.3+80)/(0.850.87)=234 MVA选SN=240MVA,容量比100/50/50负荷率计算 110
6、kv最大负荷率: =93.3/(0.85120)=91.4%35kv最大,最小负荷率 =80/(0.85120)=78.4%总负荷率: =(93.3+80)/(0.85240)=84.9% 所以,综合以上讨论可知,从长远考虑选主变压器容量:SN=240 MVA,容量比100/50/50的变压器。因为:SN/SLMAX=(2400.85)/(160+170)=61.8%60%所以每台主变压器可以带总负荷的60%。 SLMAX/SN=1.62经查表知事故过流允许负荷在过负荷1.6倍时为15分钟,过负荷2.0倍的允许时间为4分钟。2.2.2变压器参数列表:表2-1 变压器参数列表容量MVA调压范围电
7、压KV空载损耗(KW)短路损耗(KW)阻抗电压UI-2%U1-3%U2-3%24022.5%220/110/38.5230108014249第三章 短路计算第3.1节 相关参数计算等值220kv系统: XS1=0.1134 XS0=0.1693变压器: U1%=0.5(U12%+U13%-U23%)=0.5(14+24-9)=14.5 U2%=0.5(U12%+U23%-U13%)=0.5(14+9-24)=-0.5U3%=0.5(U13%+U23%-U12%)=0.5(24+9-14)=9.5所以 XT1=U1%SB/(100SN)=14.5100/(100240)=0.06042 XT2=
8、 U2%SB/(100SN)=0 XT3= U3%SB/(100SN)=9.5100/(100240)=0.0396第3.2节 短路点选择图 3-1 短路点分布图F1点 220kv进线断路器内侧F2点 220kv母联断路器F3点 220kv母线F4点 主变压器高压侧F5点 主变压器中压侧F6点 110kv母线F7点 110kv出线F8点 主变压器低压侧F9点 35kv出线第3.3节 短路计算图 3-2按近期最大运行方式所给参数进行短路计算: X1=2XS1=20.1334=0.2668 XT1=0.06042 XT3=0.0396 IB1=SB/UB1=100/230=0.2510 IB2=S
9、B/UB2=100/115=0.5020 IB3=SB/UB3=100/37=1.5603.3.1 短路点F1:(220kv进线断路器内侧)图 3-3 标: IK1=E/X1=1/0.2668=3.748有: IK1=IK1IB1=3.7480.2510=0.941 KA3.3.2短路点F2:(220kv母联断路器)图 3-4 标: IK2=E/XS1=1/0.1334=7.496有: IK2=EIB1=7.4960.2510=1.88KA3.3.3 短路点F3(220kv母线),F4(主变压器高压侧),与F2情况相同。3.3.4 短路点F5:(主变压器中压侧)图 3-5 XK=0.5(X1+
10、XT1)=0.5(0.2668+0.6042)=0.1636 标: IK5=E/(2XK)=0.5/0.1636=3.06有: IK5=IK5IB2=3.060.5020=1.536KA3.3.5 短路点F6:(110kv母线)图 3-6 XK=0.5(X1+XT1)=0.1636标: IK6=E/XK=1/0.1636=6.11有: IK6=IK6IB2=6.110.5020=3.07 KA3.3.6 短路点F7(110kv出线)情况与F6相同。短路点F8:(主变压器低压侧)图 3-7 XK=0.5(XT1+X1)+XT3=0.5(0.06042+0.2668)+0.0396=0.2032标
11、: IK8=E/XK=1/0.2032=4.92有: IK8=IK8IB3=4.9231.560=7.68 KA短路点F9(35kv出线)情况与F8相同。第四章主要电气设备选型第4.1节 断路器的选择断路器型式的选择:除需满足各项技术条件和环境条件外,还考虑便于安装调试和运行维护,并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况,电压6220kV的电网一般选用少油断路器,电压110330kV电网,可选用SF6或空气断路器,大容量机组釆用封闭母线时,如果需要装设断路器,宜选用发电机专用断路器。断路器选择的具体技术条件如下:(1)电压:Ug Un Ug-电网工作电压(2)电流:Ig.max In
12、Ig.max-最大持续工作电流(3)开断电流:Ip.t InbrIpt-断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量Inbr-断路器额定开断电流(4)动稳定: ich imaximax-断路器极限通过电流峰值ich-三相短路电流冲击值(5)热稳定:ItdzIttI- 稳态三相短路电流tdz -短路电流发热等值时间It- 断路器t秒热稳定电流其中tdz=tz+0.05由 =I /I和短路电流计算时间t,可从发电厂电气部分课程设计参考资料P112,图51查出短路电流周期分量等值时间,从而可计算出tdz。4.1.1 220kv出线断路器(1)选择Ug=220 KVIgmax=PLMAX/(UnCOS)=
13、 1.02 KA 选择LW2-220 SF6断路器表4-1 LW2-220 SF6 断路器参数表型号额定电压(kv)额定电流(ka)额定短路开断电流(ka)额定短路关合电流(ka)额定峰值耐受电流(ka)4秒热稳定电流(ka)全开断时间(s)LW2-2202202.531.580100400.05 (2)热稳定校验: I2tdz式中 I-稳态三相短路电流;tdz-短路电流发热等值时间;It-断路器t秒稳定电流。其中tdz=tz+0.05”,由=I,/I=1短路电流计算时间t=tpr+tab=0.5+0.15+0.06=0.71(tpr为全保护时间,tab为固有全分闸时间,它包括断路器固有分闸时
14、间和电弧燃烧时间)可从小电气书图5-1中查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8S,忽略短路电流非周期分量。所以:tdz=tz+0.05”=0.8 SQk= I2tdz=0.9412 0.8It2t IttQk 满足热稳定要求 。 (3)动稳定校验:ichimaximax-断路器极限通过电流峰值;ich -三相短路冲击值。ich=2.55I”=2.550.941=2.40Qk 满足热稳定要求 。 (3)动稳定校验:ichimaxich=2.55I”=2.55 1.88=4.79Qk 满足热稳定要求 。 (3)动稳定校验:ichimaxich=2.55I”=2.55 3.07=7.82Qk 满足
15、热稳定要求 。 (3)动稳定校验:ichimaxich=2.55I”=2.55 1.536=3.92Qk 满足热稳定要求 。 (3)动稳定校验:ichimaxich=2.55I”=2.55 7.68=19.6Qk 满足热稳定要求 。 (3)动稳定校验:ichimaxich=2.55I”=2.55 7.68=19.6Qk 满足热稳定要求 。 (3)动稳定校验:ichimaxich=2.55I”=2.55 1.88=4.79Qk 满足热稳定要求 。 (3)动稳定校验:ichimaxich=2.55I”=2.55 1.536=3.92Qk 满足热稳定要求 。 (3)动稳定校验:ichimaxich=2.55I”=2.55 7.68=19.6 Ich热稳定: Qk =0.708 KA2S ,(I1NKT)2=(1.260)2=5184 KA2SQk Ich热稳定: Qk =2.83 KA2S ,(I1NKT)2=(1.235)2=1764 KA2SQk (I1NKT)2 满足4.3.3 110kv
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