110kv变电站电气一次部分初步设计_毕业设计(编辑修改稿)

110kv变电站电气一次部分初步设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

灵活 ③ 扩建方便 ④ 便于试验 易误操作 ① 设备多、配电装置复杂 ② 投资和占地面大 经过综合比较方案Ⅰ在经济性上比方案Ⅱ好，且调度灵活也可保证供电的可靠性。 所以选用方案Ⅰ。 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 12 3 主变压器的选择 在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。 主变压器台数的确定 ①、对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。 ②、对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。 ③、对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。 此 设计中的变电所符合 ① 情况，故主变设计为两台。 主变压器容量的选择 容量选择的要求：站用变电站的容量应满足正常的负荷需要和留有 10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。 主变压器容量的确定 主变压器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 5~10 年规划发展，并适当考虑到远期 10~20 年的负荷发展。 同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多 ,应从全网出发 ,推行系列化 ,标准化 . k V 8 6 3 )( 3 7 4 )1( 00   C O SC aPKS CS —— 某电压等级的 计算负荷 tk —— 同时系数 ，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 因为此变电站主变选择是两台变压器 ,单台变压器容量式中 Se按一台主变压器停运时 ,其余变压器容量不应小于 6080%的全部负荷或全部重要河南理工大学毕业设计（论文）说明书 13 负荷，并保证 I类、Ⅱ类负荷的可靠性供电考虑 : eS ≧ cS 70﹪ = = 所以单台主变变压器的容量为 50000kVA 变压器额定电压规定：变压器一次绕组的额定电压等于用电设备的额定电压。 但是，当变压器的一次绕组直接与发电机的出线端相连时，其一次绕组的额定电压应与发电机额定电压相同，即 U1=Ue。 变压器的二次绕组的额定电压比同级电力网的额定电压高 10﹪，即 U2= 10KV 及以下电压等级的变压器的阻抗压降在 ﹪以下。 若线路短，线路上压降小，其二次绕组额定电压可取。 因此， 高压侧额定电 压： 110（ kV） 中压侧额定电压： 35 =（ kV） 低压侧额定电压： 10 =（ kV） 绕组数量和连接形式的选择 具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的 15%以上，或低压侧虽无负荷，但需要装设无功补偿设备时，主变压器一般选用三绕组变压器。 变压器绕组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要有丫和△，高、中、低三侧绕组如何结合要根据具体工作来确定。 我国 110kV 及以上电压，变 压器 三相绕组多采用 YN连接 ,即三相星形接线，中性点直接接地 ； 35kV亦采用丫连接，其中性点多通过消弧线圈接地。 35kV 以下电压，变压器 三相 绕组多采用△连接 即三角形接法。 由于 35kV 采用丫连接方式，与 2 110 系统的线电压相位角为 0，这样当变压变比为 220/110/35kV，高、中压为自耦连接时，否则就不能与现有 35kV 系统并网。 因而就出现所谓三个或两个绕组全星接线的变压器，全国投运这类变压器约 40～ 50 台 主变型式 的选择 10 kV降压变一般可采 用油浸式和干式两种 油浸式和干式相比较， 油浸式过载能力强，维修简便，屋内外均可布置，价格便宜。 干式变压防火性能好，布置简单，屋内置，在电压开关柜附近，缩 短了电缆长度并提高供电靠性，干净，但过载能力低，绝缘余度小，价格贵。 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 14 根据各自特点，结合本站容量大，过载能力要强，且属于一般变电所，所以主变适合用油浸式，站用变适用干式。 冷却方式的选择 主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷、强迫风冷却、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环冷却。 随着变压器容量的增大，从左到右冷却能力越来越强，造价也越高。 而冷却系统故障时，变压器允许的过负荷时 间，直接影响冷却系统的供电可靠性。 根据要求及维护工作量， 根据本所主变压器的容量推荐选用自然风冷的冷却方式。 根据电气工程电气设计手册，冷却系统故障时，变压器允许 过负荷， 采用 油浸风冷变压器，当冷却系统发生故障切除全部风扇时，允许带额定负荷运行的时间不超过下表规定值。 表 31 不同温度下负荷运行时间对比表 环境温度 （ ℃ ） 15 10 0 +10 额定负荷下允许的最长时间（ h） 60 40 16 10 选型号 型号如表 32 所示 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 15 表 32 变压器型号参数对比表 型号 SZ1050000/110 SSZ1050000/110 额定容量 （ kVA） 额定电压 (kV) 高 中 低 损耗 (kW) 负载 空载 空载电流 % 电压阻抗 % 高中 高低 中低 50000 121 8 %  2 % \ 184 37 50000 121 8 %  2 % \ 213 终上所述，选择 SSZ1050000/110177。 2 %铜绕组有载调压变压器。 之所以选择它是因为铜的电阻率比铝的小，机械强度比铝好，热稳定和动稳定 比铝的好。 在两种用途，结构及外形均相似的情况下，选 择 SSZ1050000/110177。 2 %更好。 该型号变压器为铜绕组有载调压变压器，在电网电压波动时，它能在负荷运行条件下自动或手动调压，保持输出电压的稳定，从而提高供电质量，且该变压器 属节能型产品。 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 16 4 短路电流的计算 计算短路电流的目的 短路故障对电力系统的正常运行影响很大，所造成的后果也十分严重，因此在系统的设计，设备的选择以及系统运行中，都应该着眼尽量限制所影响的范围。 短路的问题一直是电力技术的基本问题之一，无论从设计、制造、安装、运行和维护检修等各方面来说，都必须了解短路电流的产生和变化规律，掌握分析计算短路电流的方法。 短路电流计算具体目的是； ⑴ 选择电气设备。 电气设备，如开关电气、母线、绝缘子、电缆等，必须具有充分的电动力稳定性和 热稳定性，而电气设备的电动力稳定性和热稳定性的效验是以短路电流计算结果为依据的。 ⑵ 继电保护的配置和整定。 系统中影配置哪些继电保护以及继电保护装置的参数整定，都必须对电力系统各种短路故障进行计算和分析，而且不仅要计算短路点的短路电流，还要计算短路电流在网络各支路中的分布，并要作多种运行方式的短路计算。 ⑶ 电气主接线方案的比较和选择。 在发电厂和变电所的主接线设计中，往往遇到这样的情况：有的接线方案由于短路电流太大以致要选用贵重的电气设备，使该方案的投资太高而不合理，但如果适当改变接线或采取限制短路电流的措施就可能得到即可靠又经济的方案，因此，在比较和评价方案时，短路电流计算是必不可少的内容。 ① 通信干扰。 在设计 110kV及以上电压等级的架空输电线时，要计算短路电流，以确定电力线对临近架设的通信线是否存在危险及干扰影响。 ② 确定分裂导线间隔棒的间距。 在 500kV配电装置中，普遍采用分裂导线做软导线。 当发生短路故障时，分裂导线在巨大的短路电流作用下，同相次导线间的电磁力很大，使导线产生很大的张力和 偏移，在严重情况下，该张力值可达故障前初始张力的几倍甚至几十倍，对导线、绝缘子、架构等的受力影响很大。 因此，为了合理的限制架构受力，工程上要按最大可能出现的短路电流确定分裂导线间隔的安装距离。 ③ 短路电流计算还有很多其他目的，如确定中性点的接地方式，验算接地装置的接触电压和跨步电压，计算软导线的短路摇摆，输电线路分裂导线间隔棒所承受的向心压力等。 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 17 短路电流的计算步骤 系统等效图如下： X S 1 X L 1 X L 2 X S 2X L 3 X L 4X T 1X T 3X T 2d1d2d3. ...S1 S2 图 41 系统等效图 (1)作电力系统结构简图的等值电路图 基准容量： 100MVA 基准电压：各级平均电压 设计条件：假设电源 S S2 为无线大系统，假设 110kV 线路 L2 为 10km， 110kV 线路 L3 为 7km。 ① 选择基准容量、基准电压： dS =100MVA 、 1dU =115kV 、 2dU =37kV、 3dU = 则基准电流 3115 1003 1dd1d  USI 10032dd2d  USI 1003 3dd3d  USI 基准电抗 X d1 = 221 115 ( )100ddUS    X d2= 222 37 ( )100ddUS    河南理工大学毕业设计（论文）说明书 18 2 233 1 0 .5 1 .1 ( )100ddd UX S    ② 计算各条线路的阻抗值 参考《电力工程电气设计手册》，架空线路的单位电抗统一选 ， 10kV 电缆线的单位电抗统一选 XL2=L2 x1=10 =4() XL3= L3 x1=7 =() 它们相对应的标幺值为 ： X*L2=XL22jjUS =4 2115100 = X*L3=XL32jjUS = 2115100 = 归算至本变电站 110kV 母线的系统阻抗为 （ 2） 计算短路点 d1 的短路电流参数 110KV 侧短路电流计算： 则图 41 可以转化为： X S 1 X 1 2 X L 2X 1 3 X 2 3X1 X2X S 1d1d1d1. .S1 S2X S 2X3X1 X 1 1 图 42 110KV系统等效转化图 将图 52 网络中的三角形接线转化为星形接线： X1*= 1 2 1 31 2 1 3 2 3X * X * 0 . 2 4 0 . 0 3 6 0 . 0 2 4 5X * + X * + X * 0 . 2 4 0 . 0 3 6 0 . 0 7 6 X2*= 1 2 2 31 2 1 3 2 3X * X * 0 . 2 4 0 . 0 7 6X * + X * + X * 0 . 2 4 0 . 0 3 6 0 . 0 7 6  = 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 19 *3X1 3 2 31 2 1 3 2 3X * X * 0 . 0 3 6 0 . 0 7 6X * + X * + X * 0 . 2 4 0 . 0 3 6 0 . 0 7 6  = 电源相对于 d1 的转移电抗： XM*= **s 1 1 0 .3 2 0 .0 2 4 5 0 .3 4 4 5XX    * * * *N s 2 2 2X = X X 0 . 0 5 0 . 0 5 2 0 . 1 2 0 . 2 2 2LX      星形接线转化为三角形接线 **39。 * * M3M3 *NXX 0 . 3 4 4 5 0 . 0 0 8 X X X 0 . 3 4 4 5 0 . 0 0 8 0 . 3 6 5X 0 . 2 2 2I        **** 33 *M 0 . 2 2 2 0 . 0 0 80 . 2 2 2 0 . 0 0 8 0 . 2 3 50 . 3 4 4 5NI I N XXX X X X          分别求Ⅰ、Ⅱ两条支路的计算电抗： 39。 39。 * IIj s 1 dXS 0 . 3 6 5 2 5 0 X 0 . 9 1S 1 0 0   39。 * I I I Ij s 2 dXS 0 . 2 3 5 1 1 0 0X 2 . 5 8 5S 1 0 0    按上述计算结果查汽轮机的计算表可知： 当 0kt s时 *js1I  *js2I  短路电流周期分量标幺值为： f ( 0 ) 25。