110k变电站设计.docx

1、110k变电站设计摘要变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 本次设计建设一座110KV降压变电站，首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线方式。 其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的

2、工作母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。 最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择。本工程初步设计内容包含变电所电气设计，变电所从110KV侧某变电所受电，其负荷分为35KV和10KV两个电压等级。通过技术和经济比较，采用下列方案：1. 内设两台三绕组变压器，电压等级为121/37.8/11。2. 110KV进线采用内桥接线形式。3. 本工程初步设计内容包括变电所电气设计。4. 35KV和10KV配电装置同样采用单母线分段接线。关键词：变电所 主变压器 短路计算 设备选型SUMMARY Transformer substation is an important part

3、 of power system. it directly affects the entire power system security and economic operation of power plants are linked and users of intermediate links, transformation and distribution of electric power plays a role. Main Electrical Connection is the key features of substation power plants, electri

4、cal main connection directly related to the formulation of the whole plant (by) the choice of electrical equipment, power distribution device layout, relay protection and automatic device identification, is part of the electrical substation the decisive factor in the investment size.Transformer subs

5、tation is an important part of power system. it directly affects the entire power system security and economic operation which is an intermediate links of power plants and users,playing a role of transformation and distribution of electric power. Main Electrical Connection is the key features of sub

6、station power plants, electrical main connection directly related to the formulation of the whole plant,the choice of electrical equipment, power distribution device layout, relay protection and automatic device identification, is the decisive factor in the investment size of the electrical substati

7、on.The design of the construction of a 110KV substation buck, first of all, according to the main terminal of the economic and reliable operation of the requirements of a flexible choice of various voltage levels of connection mode, in the technical aspects and economic aspects of comparison, the fl

8、exibility to select the optimal connection mode. Secondly, to carry out short-circuit current calculation, according to short-circuit point to calculate the points short-circuit the impact of steady-state current and short circuit current, calculated from the three-phase short circuit to be when a s

9、hort circuit occurred in the work of the bus voltage, the steady-state current and the impact of short-circuit current value. Finally, in accordance with the voltage level of rated voltage and maximum sustained current equipment choice. The preliminary design of the project include electrical substa

10、tion design, substation from the side of a 110KV substation by electricity, the load is divided into two 35KV and 10KV voltage.This engineering first step design contents includes the transformer substation of electric Design. The new-et up salt a YanBei transformer substation obtain power form Dong

11、 Jiao substation (110KV) . There are two kinds of local loads in the substation,. One is 35KV,the other is 10KV.Pass the technique to compare with the economy, adopt the following scheme now:1. There are two three-winding transformers in the substation. Voltage grade adopt 121KV 38.5KV and 11KV.2. F

12、or 110KV main electrical connections shall adopt inside bridge connection.3. The 110KVenters the line 2 return, The adoption builds trolley wire.4. For 35KV and 10KV main electrical connections employ single sectionalized bus.Key phrase:Change to give or get an electric shockMain transformer Short c

13、ircuit calculationThe equipments choose the type目录第一章: 原始资料分析 第5页第二章: 主变压器的选择 第6页第三章电气主接线的设计第8页第四章: 短路电流的计算第10页第五章: 短路电流计算过程第10页第六章: 电气设备的选择 第19页第七章：参考文献第25页第一章：原始资料分析一、原始资料1、 待设110KV变电站从相距30km的110KV某变电站受电。2、 待建110KV盐北变电站年负荷增长率为5%，变电站总负荷考虑五年发展规划。3、 变电所位于某城市， 地势平坦，交通便利，空气污染轻微，区平均海拔200米，最高气温40，最低气温-18

14、，年平均气温14，最热月平均最高气温30，土壤温度25。4、 负荷情况：电压负荷名称每回最大负荷（KW）功率因数回路数供电方式线路长度（km）35KV乡镇变160000.91架空15乡镇变270000.921架空8汽车厂43000.882架空7砖厂50000.851架空1110KV乡区变10000.93架空5纺织厂17000.891电缆3纺织厂28000.882架空7纺织厂36000.881架空4加工厂7000.91架空5 材料厂8000.92架空2二、对原始资料的分析计算1、 35KV侧：P16000+7000+4500*2+4300*2+500035600KWQ1=6000*0.48+70

15、00*0.426+4500*0.62*2+4300*0.54*2+ 5000*0.62=19186Kvar2、 10KV侧：P21000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*29800KWQ2=1000*3*0.48+700*0.512+800*0.512*2+800*0.54*2+ 600*0.54+700*0.48+800*0.48*2=4909.6KvarPP1+P2=35600KW+9800KW=45400KWQ=Q1+Q2=19186+4909.6=24095.6Kvar所以：S（454002+24095.62）1/251398KVA考虑线损、同时系数时的容量

16、：S2=51398*0.8*1.05=43174.3KVA第二章：主变压器的选择变压器的型式、容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统510年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。在选择主变压器容量时对重要变电所，应考虑当一台主变器停运时，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；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的60%70%。本变电所主变容量按远景负荷选择，并考虑到正常运行和事故时过负荷能力。（参考资料：电力工程

17、电气设计手册电器一次部分，第五章：主变压器选择）一、主变台数的确定对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。二、主变容量的确定1、主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到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后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容

18、量应能保证全部负荷的70-80。此变电所是一般性变电所。由以上规程可知，此变电所单台主变的容量为：S=S2*0.8=43174.3*0.8=34539.48KVA所以应选容量为40000KVA的主变压器。三、主变相数选择1、主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。2、当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。四、主变绕组数量在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15以上

19、，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：高压侧：K1=(35600+9800)*0.8/40000=0.90.15中压侧：K2=35600*0.8/4000=0.70.15低压侧：K3=9800*0.8/40000=0.20.15由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。五、主变绕组连接方式变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有y和，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。 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

20、中性点多通过消弧线接地。35KV及以下电压，变压器绕组都采用连接。由以上知，此变电站110KV侧采用Y0接线，35KV侧采用Y连接，10KV侧采用接线。主变中性点的接地方式：选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。35KV：IC=10A；10KV系统；IC=30A（采用中性

21、点不接地的运行方式）35KV：IC=UL/350=35*(15+8+10*2+7*2+11)/350=6.8A10A10KV：IC=10*(5*3+7*2+4+5+7*2)/350+10*(2*2+3)/10=8.2A30A所以在本设计中110KV采用中性点直接接地方式35、10KV采用中性点不接地方式六、主变的调压方式 电力工程电气设计手册（电器一次部分）第五章第三节规定：调压方式变压器的电压调整是用分解开关切换变压器的分接头，从而改变变压器比来实现的。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调压范围通常在+5以内，另一种是带负荷切换，称为有栽调压，调压范围可达到+30。对于110KV及

22、以下的变压器，以考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压。由以上知，此变电所的主变压器采用有载调压方式。七、变压器冷却方式选择参考电力工程电气设计手册（电器一次部分）第五章第四节可知：主变一般的冷却方式有：自然风冷却；强迫有循环风冷却；强迫油循环水冷却；强迫、导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却方式。故此变电所中的主变采用强迫油循环风冷却方式。附：主变型号的表示方法：第一段：汉语拼音组合表示变压器型号及材料第一部分：相数 S-三相；D-单相第二部分：冷却方式 J-油浸自冷； F-油浸风冷； S-油浸水冷；G-干式；N-氮气冷却； FP-强迫油循环风

23、冷却；SP-强迫油循环水冷却本设计中主变的型号是：SFPSL40000/110第三章 电气主接线的设计一、选择原则 电气主接线得设计原则，应根据变电所在电力系统中得地位，负荷性质，出线回路数，设备特点，周围环境及变电所得规划容量等条件和具体情况，并满足供电可靠性，运行灵活，操作方便，节约投资和便于扩建等要求。具体如下:变电所的高压侧接线，根据技术设计规程应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式。1、 在35kV配电装置中，当线路为3回及以上时，根据规程一般采用单母线或单母线分段接线。2、 在10kV配电装置中，当线路在6回及以上时，根据规程一般采用单母线分段接线方式。3、 如果线路不允许停电

24、检修，则应增设相应的旁路设施。二、110KV主接线设计1、方案选择方案一：线路变压器单元接线方案二：单母线接线方案三：单母线分段接线方案四：内桥接线 2、技术比较方案线变单元接线单母线接线单母分段接线内桥接线优点接线简单；安装2台开关，开关使用量最少，节省投资接线简单、清晰，操作方便。接线简单、清晰，操作方便。可靠性、灵活性较高。接线简单、清晰，使用开关量相对较少。具有一定的 可靠性和灵活性。缺点串联回路任意设备故障或检修，整个单元停电。可靠性差。可靠性、灵活性差。安装5台开关，开关使用量最多，投资较大。不适用于主变经常投切的情况。 外桥接线的特点与内桥接线相反，连接桥断路器在线路侧，其他两台

25、断路器在变压器回路中，线路故障和进行投入和切除操作时，操作较复杂，且影响一台正常运行的变压器。所以外桥接线用于输电线路短，检修和倒闸操作以及设备故障几率均较小，而变压器需要经常切换或电网有穿越功率经过的变电所。分析盐北变电所可以看出这是一座终端变电所。110KV只有两回进线，进线输电距离较长。综合四个要求的考虑，选择内桥接线方式。三、35k主接线设计35KV共有5回出线由电力工程电气设计手册第二章第二节中的规定可知：当3563KV配电装置出线回路数为48回，采用单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可采用双母线接线。由于此变电站负荷不多，连接电源也不多，故35KV可采用单母分段连接也可采

26、用双母线连接。四、10KV主接线设计本所10KV出线共10回线路，对于10KV系统，出线回路数在6回及以上时，宜采用单母线分段接线，本变电所10KV用户负荷较轻，负荷性质为一级，二级负荷，宜采用单母线分段接线。第四章 短路电流的计算一、短路电流计算的目的在变电所和发电厂的电气设计中，短路电流计算是一个重要环节。计算的目的是选择主接线，比较各种接线方案：选择电气设备，校验设备提供依据，为继电保护整定计算提供依据等。二、计算结果 短路电压d(3)d(2)d(1.1)d(1)I(KA)ich(KA)I(KA)ich(KA)I(KA)ich(KA)I(KA)ich(KA)110kv2.706.882.

27、3355.9432.9037.3883.0367.27235kv3.4348.74110kv8.77922.349在变电所和发电厂的电气设计中，短路电流计算是一个重要环节。计算的目的是选择主接线，比较各种接线方案；选择电气设备，校验设备提供依据；为继电保护整定计算提供依据等。第五章 短路电流计算过程一、三相短路计算1.计算各阻抗标值查222KV及三相双绕组电力变压器技术数据查不到容量为240MVA变压器的参数查260MVA变压器的技术数据得：Ud%=14容量为120MVA的变压器（额定容量为：12000/12000/6000）的阻抗电压（）：Ud12%24.7, Ud23%=8.8, Ud31

28、%=14.7200MW的发电机的电抗标值：X1*=Xd*（Sj/Se）=0.167*（100*0.86）/800=0.0184*240MVA的变压器：X2*=（Ud%/100）*（Sj/Sd）=（14/100）*100/（260*4）=0.013575Km线路：X3*=X0L*（Sj/U2p）=0.4*75*（100/2302）=0.05780Km线路：X4*=X0L*（Sj/U2p）=0.4*80*（100/2302）=0.06容量为1000MVA的发电机X5*=Xd*（Sj/Se）=0.04*（100/1000）=0.0042*120MVA的变压器：Ud1%=1/2(Ud12%+Ud31%

29、-Ud23%)=1/2(24.7+14.7-8.8)=15.3Ud2%=1/2(Ud12%+Ud23%-Ud31%)=1/2(24.7+8.8-14.7)=9.4Ud3%=1/2（Ud23%+Ud31%-Ud12%）=1/2(8.8+14.7-24.7)=-0.60X6*=X7*=（Ud1%/100）*（Sj/SB）=（15.3/100）*（100/120）=0.1275X8*=X9*=（Ud2%/100）*（Sj/SB）=（9.4/100）*（100/120）=0.07830km线路：X10*=X11*=X0L*（Sj/U2p）=0.4*30*（100/1152）=0.091SFPSL-40

30、000/110的技术参数：Ud12%=10.5，Ud23%17.5，Ud31%6.5Ud1%=1/2(Ud12%+Ud31%-Ud23%)=1/2(10.5+17.5-6.5)=10.75Ud2%=1/2(Ud12%+Ud23%-Ud31%)=1/2(10.5+6.5-17.5)=-0.250Ud3%=1/2(Ud23%+Ud31%-Ud12%)=1/2(17.5+6.5-10.5)=6.75X12*=(Ud1%/100)*(Sj/SB)=(10.75/100)*(100/40)=0.269 X14*=(Ud3%/100)* (Sj/SB)= (6.75/100)* (100/40)=0.169 X13*=0等值电路图：5/0.004图1图2简化得图2（如上）其中：X15*=X4*+X5*=0.06+0.004=0.064X16*=X1*+X2*+X3*=0.057+0.0135+0.018=0.0885X17