110kv变电站电气一次部分设计(编辑修改稿)

110kv变电站电气一次部分设计(编辑修改稿)内容摘要：

特别是电源回路不停电。 方案 二具有良好的经济性，供电可靠性也能满足要求，故 35kV 侧接线采用方案二。 图 35KV 电压侧接线方案 10kV 电气主接线 《 35～ 110kV 变电所设计规范》规定，当变电所装有两台主变压器时， 6～ 10kV侧宜采用分段单 母线。 线路为 12 回及以上时，亦可采用双母线。 当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。 本变电站 10kV 侧线路为 10 回，可采用双母线接线或手车式高压开关柜单母线分 段接线两种方案，如图 所示。 方案一一般用于出线较多，输送和穿越功率较大， 供电可靠性和灵活性要求较高的场合，设备多，投资和占地面积大，配电装置复杂，易误操作。 方案二简单清晰，调度灵活，不会造成全站停电，能保证对重要用户的供 电，设备少，投资和占地小。 手车式断路器的出现和运行成功，断路器检修问题可不 用复杂的旁路设施来解决，而用备用 的手车断路器来替代需要检修的工作的手车断路 器。 采用手车式高压开关柜，可不设置旁路设施。 图 10kV 电压侧接线方案 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 7 综上所述 ,本变电站主接线如图 所示。 图 1. 5 电气主接线简图 变电站低压侧未采用限流措施，待计算短路电流之后，再采用相应的限流措施。 最简单的限制短路电流的方法是使变压器低压侧分列运行。 变压器低压侧分列运行限流效果显著，是目前广泛采用的限流措施。 在变压器回路中装设电抗器或分裂电抗器用的很少，母线电抗器体 积大、价格高且限流效果较小，出线上装电抗器，投资最贵，且需造两层配电装置室，在变电站中应尽量少用。 站用电接线 一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。 故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案。 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 8 上述两种方案如图。 图 1. 6 单母线分段接线 图 1. 7单母线接线 对图 及图 所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表 12。 表 12 主接线方案比较 经比较两种方案经济性相差不大，所以选用可靠性和灵活性较高的方案Ⅰ。 项目 方案 方案Ⅰ单分 方案Ⅱ单 技 术 ①不会造成全所停电 ②调度灵活 ③保证对重要用户的供电 ④任一断路器检修，该回路必须停止工作 ⑤扩建时需向两个方向均衡发展 ① 简单清晰、操作方便、易于发展 ② 可靠性、灵活性差 经 济 ①占地少 ②设备少 ①设备少、投资小 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 9 第二章 负荷计算及变压器选择 负荷计算 负荷分类及定义 ：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。 一级负荷要求有两个独立电源供电。 ：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。 二级负荷应由两回线供电。 但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。 ：不属于一级和二级的一般电力负荷。 三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。 负荷组成 根据任务书可知 WH 市有一市区变电所。 WH 市 110KV 变电站的建设将外电与市区变电所更好的连接起来，从而形成统一的供电网络。 更好的解决 WH市的供电问题，同时也促进了供电网络的形成和供电的可靠性。 为了考虑本地区经济的发展此变电站设计的最大容量为。 各级负荷见以下图表： 1． 110KV 负荷情况 表 21 110KV 负荷 电压 等级 负荷 名称 最大负荷（ mW） 负荷组成 (﹪ ) 自然 力率 maxT (h) 线长 (km) 备注 近期 远景 一 二 110 Kv 市系线 10 18 10 市甲线 10 18 10 备用 1 10 备用 2 12 2． 35KV 负荷情况 表 22 35KV 负荷 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 10 电压等级 负荷 名称 最大负荷（ mW） 负荷组成 (﹪ ) 自然 力率 maxT (h) 线长 (km) 备注 近期 远景 一 二 35KV 水泥厂1 2 15 30 20 水泥厂2 2 15 30 20 耐火厂 1 15 35 18 备用 1 15 备用 2 15 在 35kv侧负荷中， 耐火厂以及 水泥厂 1和 2的 Ⅰ 、 Ⅱ 类负荷比重比较大，发生断电时，会造成生产机械的寿命缩短，水泥质量下降，造成 很大 的经济损失，因此 必须保证其供电的可靠性。 3． 10KV负荷情况 表 23 10KV 负荷 电压 等级 负荷 名称 最大负荷（ MW） 负荷组成 (﹪ ) 自然力率 maxT (h) 线长 (km) 备注 近期 远景 一 二 10 Kv 棉纺厂 1 2 20 40 5500 棉纺厂 2 2 20 40 5500 印染厂 1 2 30 40 5000 印染厂 2 2 30 40 5000 毛纺厂 2 2 20 40 5000 针织厂 1 20 40 4500 市区 1 2 20 40 2500 2 市区 2 2 20 40 2500 2 食品厂 15 30 4000 备用 1 备用 2 在 10kv 负荷中，棉纺厂、印染厂、毛纺厂、针织厂、 食品 厂市区 Ⅰ 、 Ⅱ 类负荷比较大；若发生停电对企业造成出现次品，机器损坏，甚至出现事故，对市区医院则造成不 良的 社会影响，严重时造成重大经济损失和人员伤亡，所以必须保证其供电可靠性。 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 11 要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。 首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷（动力负荷和照明负荷）、 10kVφ负荷、35kV 负荷和 110kV 侧负荷。 由公式  %1c os1   nitcpKS （ 21） 式中 sC —— 某电压等级的计算负荷 kt —— 同时系数（ 35kV 取 、 10kV 取 、 35kV 各负荷与 10kV 各负荷之间取 、站用负荷取 ） а %—— 该电压等级电网的线损率，一般取 5% P、 cos —— 各用户的负荷和功率因数 1 . 站用负荷计算 S站 = () (1+5%) = ≈ 2. 10kV 负荷计算 S10KV=[(4+3+++++) +3/9 4] (1+5%) = 3. 35kV 负荷计算 S35KV= [(6+6+5+3)/+(+)/] (1+5%) = 4. 110kV 负荷计算 S110KV= (20/+++12/) (1+5%)+ S 站 =+ = 主变台数、容量和型式的确定 在这次变电站设计中，可以采用一台或两台主变压器，下面对单台变压器和两台变压器进行比较： 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 12 表 21 单台变压器和两台变压器 的比较 比较 电台变压器 两台变压器 技 术指 标 供电安全比 满足要求 满足要求 供电可靠性 基本满足要求 满足要求 供电质量 电压损耗略大 电压损耗略小 灵活方便性 灵活性 差 灵活性好 扩建适用性 稍差 好 正常运行时，变电所负荷由 110kV 系统供电，考虑到重要负荷达到 ，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。 在考虑到实际情况以后，还要对本地区的大约跳闸情况作出一个大的判断，才能够更好的进行设计。 2． 3 变电所主变压器容量的确定 主变压器容量确定的要求： （ 1） 主变压器容量一般按变电站建成后 5～ 10 年的规划负荷选择，并适当考虑到远期 10～ 20年的负荷发展。 （ 2） 根据变电站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站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设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：对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的 60～ 70%。 S总 = 由于上述条件所限制。 所以，两台主变压器应各自承担。 当一台停运时，另一台则承担 70%为。 故选两台 50MVA 的主变压器就可满足负荷需求。 2． 4 变电站主变压器型式的选择 具有三种电压等级的变电站中，如通过主 变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的 15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器采用三饶组。 而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定 对电力系统一般要求 10kV 及以下变电站采用一级有载调压变压器。 故本站主变压器选用有载三圈变压器。 我国 110kV 及以上电压变压器绕组都采用 Y0 连接；35kV 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。 故主变参数如下： 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 13 表 22 型号 电压组合及分接范围 阻抗电压 空载电流 连接组 高压 中压 低压 高 中 高 低 中 低 1． 3 YN，yn0,d11 SFSZ950000/110 110177。 8% 38． 5177。 5% 10． 5 11 17． 5 武汉大学珞珈学院本科毕业论文 14 第三章 最大持续工作电流及短路电流的计算 各回路最大持续工作电流 根据公式 Smax = 3 Ue Igmax （ ） 式中 Smax 所统计各电压侧负荷容量 Ue 各电压等级额定电压 Igmax 最大持续工作电流 Smax = 3 Ue Igmax Igmax =Smax / 3 Ue 则： 10kV Igmax = 10KV = 35kV Igmax = MVA/ 3 35KV = 110kV Igmax = MVA/ 3 110KV = KA 短路电流计算点的确定 短路是电力系统中最常见的且很严重的故 障。 短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。 因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。 短路电流计算 的目的 在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。 短路电流计算的目的主要有以下几方面： (1)在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。 (2)在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况 下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。 例如：计算某一时刻的 短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值； 计算短武汉大学珞珈学院本科毕业论文 15 路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。 (3)在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。 (4)在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。 (5)接地装置的设计，也需用短路电流。 短路电流计算的步骤 在工程设计中，短路电流的计算通 常采用实用计算曲线法。 其具体计算步骤如下。