西北水利水电学院毕业设计1103510kv变电站的设计.docx

1、西北水利水电学院毕业设计1103510kv变电站的设计西北水利水电学院毕业设计-110-35-10kv变电站的设计 西北水利水电学院毕业设计-110-35-10kv变电站的设计 西北水利水电学院毕业设计 目 录 目 录1 1.1 主变压器的选择3 1.1.1 原始资料3 1.1.2 主变压器的选择依据4 1.1.2.1 主变压器容量、台数选择4 1.1.2.2 主变压器形式的选择5 1.2.1 电气主接线设计的基本要求7 1.2.1.1 可靠性7 1.2.1.2 灵活性7 1.2.1.3 经济性8 1.2.2 电气主接线设计的选择原则：8 1.2.3 电气主接线设计方案8 1.2.3.2 双母

2、线接线9 1.2.3.3 桥形接线9 1.2.3.4 方案比较9 2.1 短路电流计算的基本假设：11 2.2 系统运行方式的选择11 2.2.1 系统最大运行方式：11 2.2.2 系统最小运行方式：11 2.3 短路电流计算方法和步骤12 2.3.1 短路点的选取12 2.3.2 短路电流的计算方法12 2.3.3 短路电流的计算结果12 3.1 电气设备的选择条件14 3.2 按短路状况校验16 3.2.1 短路热稳定校验16 3.3 具体设备的选择17 3.3.1 高压断路器和隔离开关的选择17 3.3.3 熔断器19 3.3.4 避雷器20 4.1 断路器的选择结果21 4.2 隔离

3、开关的选择结果21 4.3 电流互感器的选择结果22 4.4 电压互感器的选择结果23 4.5 绝缘子的选择结果23 4.6 穿墙套管的选择结果23 4.7 熔断器的选择结果24 4.8 避雷器的选择结果24 4.9 母线的选择结果25 5.1 配电装置的定义和要求26 5.1.1 配电装置的定义26 5.1.2 配电装置基本要求26 5.1.3 配电装置分类26 5.1.4 屋内配电装置设备的布置特点：26 5.1.5 屋外配电装置的布置特点26 6.2 变压器保护28 6.2.1 瓦斯保护29 6.2.2 纵差动保护29 6.2.3 变压器过电流保护29 6.3 变压器保护设计29 7.1

4、 参数计算和说明（文中均使用标幺值，为方便省去*号）30 7.1.1 计算基本参数30 7.2 短路点的选定和计算31 7.2.1 K1点短路：31 7.2.2 K2点短路33 7.2.3 K3点短路36 7.3 短路电流计算结果39 8.1 110KV侧电气设备40 8.1.1 断路器的选择40 8.1.2 隔离开关的选择41 8.1.3 电流互感器的选择42 8.1.4 电压互感器的选择42 8.2 35kV侧电气设备的选择43 8.2.2 隔离开关的选择44 8.2.3 电流互感器的选择45 8.2.4 电压互感器的选择46 8.3 10kV侧电气设备的选择47 8.3.1 断路器的选择

5、47 8.3.2 隔离开关的选择48 8.3.3 电流互感器的选择49 8.3.4 电压互感器的选择50 8.3.5.1 选型50 8.3.6.1 选型51 8.3.7.1 选型51 8.3.7.2 校验52 9.1 35kV侧母线的选择54 9.1.1 选型54 9.1.2 热稳定校验54 9.2 10kV母线的选择55 9.2.1 选型55 9.2.2 校验55 结束语58 参考文献59 附录2 中文翻译65 第一部分 设计说明书 1 电气主接线设计 1.1 主变压器的选择 1.1.1 原始资料 1.1.1.1 工程概况 本变电所是按系统规划，为满足地方负荷需要而建设的终端变电所，该变电所

6、的电压等级为110/35/10kV，110kV进出线2回，35kV进出线4回（其中1回备用），10kV进出线12回（其中3回备用）。 待设计变电所距离110kV系统变电站（可视为无限大容量系统）63.27km；本地区有一总装机容量为12MW的35kV出线的火电厂一座，距待设计变电所12km。 1.1.1.2 气象条件 年最低温度：-5，年最高温度：+40，年最高日平均温度：+32，地震裂度6度以下。 1.1.1.3 负荷资料 (1)正常运行时由110kV系统变电所向待设计变电所供电 (2)35kV侧负荷： 35kV侧近期负荷如下表： 序号 用户名称 用类别 最大负荷（MW） 1 冶炼厂 5.5

7、 2 河西变 或 15.5 在近期工程完成后,随生产发展,预计远期新增负荷6MW。 （3）10 kV侧负荷： 10kV侧近期负荷如下表: 序号 用户名称 用类别 最大负荷（MW） 备注 1 机械厂 1.3 2 医院 0.5 有备用电源 3 河东变 2.5 4 铁路用电 0.9 有备用电源 5 化工厂 2.0 6 电机厂 1.0 7 水泥厂 1.0 8 印染厂 1.2 9 农用电 0.5 远期预计尚有5MW的新增负荷 注：（1）35kV及10kV负荷功率因数均取为=0.85 （2）负荷同时率：35kV：=0.9 10kV: =0.85 （3）年最大负荷利用小时数均取为=3500小时/ （4）网损

8、率取为A%=5%8% （5）所用电计算负荷50kW, =0.87 1.1.2 主变压器的选择依据 主变压器是指在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器。 主变压器的选择是根据有关电力工程电气设计手册中的规定来完成的，可选择主变压器的台数、容量和形式。 设计手册内容选择如下： (1) 变电所主变压器容量和台数的选择：变电站主变压器容量，一般应按510年规划负荷来选择。 根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。 对重要变电站，应考虑当1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，应满足类及类负荷的供电；对一般性变电站，当1台主变压器停运时，其余变压器容

9、量应能满足全部负荷的70%80%。 (2) 变电站主变压器的台数，对于枢纽变电站在中低压侧已经形成环网的情况下，变电站以设置2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，可以设3台主变压器，以提高供电可靠性。 1.1.2.1 主变压器容量、台数选择 (1) 变电站计算负荷 在变电站主接线设计中是根据计算负荷选择主变压器的容量。 负荷调查统计出的变电站供电范围内的所有用电设备的额定容量总和要比实际变动负荷大，因为用电设备实际负荷一般小于其额定容量，而且各种用电设备并非同时运行，其中有些可能在检修。 考虑这些因素计算出来的负荷为计算负荷。 用计算负荷选择主变压器容量切合实际，比较

10、合理。 变电站的计算负荷用下式计算 (kVA) （1-1） 式中 变电站的计算负荷，kVA 各用户（下级变电站）的计算负荷，kVA，i=1,2,3,n; 同时系数，一般取0.850.9； X%线损率。 该设计变电站的计算负荷为： 35 kV侧计算负荷： =0.9(5.5+15.5+6)/0.85(1+5%)=300017.647(kVA) 10 kV侧计算负荷： =0.85(1.3+0.5+2.5+0.9+2.0+1.0+1.0+1.2+0.5+5)/0.85(1+5%) =16695(kVA) 所用电计算负荷： =P/=50/0.87=57.471(kVA) 总的计算负荷：=300017.6

11、47+16695+57.471=467770.118(kVA) (2) 确定主变压器的额定容量 装设两台等容量变压器的变电站，每台主变压器的额定容量Se应满足70%的最大负荷需要，即 Se0.7(kVA) (1-2) Se0.7467770.118=32739.083 (kVA) 1.1.2.2 主变压器形式的选择 选择主变压器形式时,应从相数、绕组数、绕组接线组别、调压方式、冷却方式等方面选择。 (1) 相数的确定 容量为300MW及以下机组单元连接的变压器和330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。 因为单相变压器组相对投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加

12、了维修工作量。 主要考虑变压器的容量制造水平可靠性要求以及运输条件等因素。 当不受运输条件限制时，在330kV及以下的变电所中一般都选用三相变压器。 (2) 绕组数的确定 电力变压器按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等形式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等形式。 具有三种电压等级的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器额定容量的15%以上，或者第三绕组需要装设无功补偿设备时，均采用三绕组变压器。 (3) 绕组接线组别的确定 变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则，不并列运行。 电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“”两种

13、。 我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35kV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。 35kV以下电压，变压器绕组都采用连接。 (4) 调压方式 为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内。 通过变压器的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而，改变其变比，实现电压调整。 切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压；一种是带负荷切换，称为有载调压。 分析原始资料知本变电站采用的是有载调压方式。 (5) 冷却方式的确定 电力变压器的冷却方式有自然风冷却强迫风冷却强迫油循环水冷却强迫油循环风冷却强迫油循环导向冷却。 (6) 主变压器中性点绝缘水平的选

14、择 主变压器中性点绝缘水平有两种情况：全绝缘和分级绝缘。 全绝缘：即中性点的绝缘水平与绕组首端的绝缘水平相同。 分级绝缘：即中性点的绝缘水平低于绕组首端的绝缘水平。 经过分析查表和综合比较，可以选用SFSZL7-40000/110三绕组变压器 第 68 页 共 67 页 表1-1 SFSZL7-40000/110三绕组变压器其额定技术参数： 型号 额定 容量 （kVA） 额定电压（kV） 连 接 组 空载 损耗 （kW） 空载 电流 （%） 阻抗电压（%） 高压 中压 低压 高中 高低 中低 SFSZL7- 40000/110 40000 11081.25% 38.522.5% 10.5 11

15、 60.2 1.3 10.5 17-18 6.5 1.2 电气主接线方案设计 电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。 电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。 主接线的确定对电力系统整体及发电厂变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟订有较大影响。 因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。 1.2.1 电气主接线设计的基本要求 1.2.1.1 可靠性 安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。 停电不仅给发电厂造成损失，而且给国民经济各部门带来的损失将更加严重，在经济发达地区停电的经济损失是实时电价的数十倍，乃至上百倍，至于导致人身伤亡设备损坏产品报废城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。 因此，电气主接线必须保证供电可靠性。 通常定性分析和衡量主接线可靠性时，从以下几方面考虑：断路器检修时，能否不影响供电；线路断路器或母线以及母线隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对类负荷的供电；发电厂或变电站全部停电的可能性；大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与后果