110kv变电站设计_毕业论文(编辑修改稿)

110kv变电站设计_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

侧采用单母线分段带旁路母线接线方式， 10kV 侧采用单母线分段 接线方式 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 14 35kV 侧采用单母线分段带旁路母线接线方式，优点是，检修任一进出线断路器时，不中断对该回路的供电，和单母线分段接线方式相比，可靠性提高，灵活性增加，缺点是，增设旁路母线后，配电装置占地面积增大，增加了断路器和隔离开关的数目，接线复杂，投资增大。 方案二的主接线图如下： 图 3— 2 方案二主接线图 方案三： 110kV 侧采用双母线接线方式， 35kV 侧采用单母线分段接线方式， 10kV侧采用双母线接线方式。 对于上述三种方案综合考虑： 该地区海拔 185m，海拔并不高，对变电站设计没有特殊要求，地势 平坦，属平原地带，为轻微地震区，年最高气温 +40176。 C，年最低气温 10176。 C，年平均气温河南理工大学毕业设计（论文）说明书 15 +12176。 C，最热月平均最高温度 +34176。 C。 最大风速 30m/s，覆冰厚度为 10mm，属于我国第 V标准气象区。 因此 110kV 侧采用单母线分段接线方式就能满足可靠性和灵活性及经济性要求，对于 35kV 侧采用单母线分段接线方式而 10kV 侧采用双母线接线形式。 综合各种因素，宜采用第三种方案。 第 4 章 变电站主变压器选择 变压器是电力系统中主要的电气设备之一。 其担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务，确定合理的变压器台数、容量和 型号是变电站可靠供电和网络经济运行的保证。 主变压器的选择 一、 主变压器台数的选择 在变电站设计过程中，一般需要装设两台主变压器，以保证对用户供电的可靠性。 对 110kV 及以下的终端或分支变电站，如果只有一个电源，或变电所的重要负荷有中、低压侧电网取得备用电源时，可只装设一台主变压器，对大型超高压枢纽变电站，可根据具体情况装设 2— 4 台主变压器，以便减小单台容量。 因此，在本次设计中装设两台主变压器。 并且两部变压器并列运行时必须满足以下条件： (1)并列变乐器的额定一次、二次电压必须对应相等。 即并列变压器 的电压比必须相同，允许差值不超过 ％。 如果并列变压器的电压比不同，则并列变压器二次绕组的回路内将出现环流，即二次电压较高的绕组将向二次电压较低的绕组供给电流，导致绕组过热甚至烧毁。 (2)并列变压器的阻抗电压 (短路电压 )必须相等。 由于并列运行变乐器的负荷是按其阻抗电压值成反比分配的，如果阻抗电压相差很大．可能导致阻抗电压小的变压器发生过负荷现象，所以要求并列变压器的阻抗电压必须相等，允许差值不得超过 110％。 (3)并列变压器的连接纪别必须相同。 即所有并列变压器一次、：次电压的相序和 相位都必须对应地相同，否则不能并列运行。 假设两台变压器并列运行， ‘台为Yyno 型连接，另一台为 Dynll 型连接，则它们的二次电压将出现 30。 相位差，河南理工大学毕业设计（论文）说明书 16 从而在两台变压器的二次绕组间产生电位差，并在两变压器的二次侧产生一个很大的环流，能使变压器绕组烧毁。 (4) 并列运行的变压器容量比应小于 3； 1。 即并列运行的变压器容量应尽量相同或相近，如果容量相差悬殊，不仅运行很不方便，而且在变压器特性稍有差异时，变压器间的环流将相当显著，特别是容量小的变压器容易过负荷或烧毁。 由于变压器是一种高可靠性的电器，两部变压器同时故障 的可能性极小，不予考虑。 二、 主变压器容量的选择 主变容量一般按变电所建成后 5～ 10 年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期 10～ 20 年的负荷发展。 对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。 判定电力系统安全性的一种准则。 又称单一故障安全准则。 按照这一准则 ,电力系统的 N 个元件中的任一独立元件（发电机、输电线路、变压器等）发生故障而被切除后，应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电；不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故。 当这一准则不能满足 时，则要考虑采用增加发电机或输电线路等措施。 N－ 1 原则与可靠性分析相比较 ,它的计算简便 ,不需搜集元件停运率等大量原始数据，是一种极为简便的安全检查准则，在欧美一些电力公司得到了广泛应用。 但对“独立元件”的定义不尽相同，如有的公司规定为一输电元件（线路或变压器）和一发电机组，或者两台发电机组。 中国某些电力部门在电网规划中也采用了 N－ 1 原则，一般规定一个独立元件为一台发电机组，或一条输电线路，或一台变压器。 判断线路是否过负荷，通常使用线路发热条件的载流量极限值。 对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停 运时，其余主变压器的容量一般应满足 60%（ 220kV 及以上电压等级的变电所应满足 70%）的全部最大综合计算负荷，以及满足全部 I 类负荷 S 和大部分 II 类负荷 S (220kV 及以上电压等级的变电所，在计及过负荷能力后的允许时间内，应满足全部 I 类负荷 S 和II类负荷 S )，即   SSSSS NN ）和（）（ 1n)(1n m a x （ 41） 最大综合计算负荷的计算： %)1(c o s1 m a xtm a x   mi iiPKS （ 42） 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 17 式中， imaxP — 各出线的远景最大负荷； m — 出线回路数； icos — 各出线的自然功率因数； tK — 同时系数，其大小由出线回路数决定，出线回路数越多其值越小，一般在 ～ 之间； % — 线损率，取 5%。 结合原始材料可得： 35kV 侧： 11 LL PQ  tan =2 tan（ ） = 22 LL PQ  tan =2 tan（ ） = 33 LL PQ  tan =3 tan（ ） = 44 LL PQ  tan = tan（ ） = 55 LL PQ  tan = tan（ ） = 66 PLQL  tan =2 tan（ ） = 解得： M V AS )(1  10kV 侧： 39。 1LQ = 39。 1LP tan = tan（ ） = 39。 2LQ = 39。 2LP tan = tan（ ） = 39。 3LQ = 39。 3LP tan = tan（ ） = 39。 4LQ = 39。 4LP tan = tan（ ） = 39。 5LQ = 39。 5LP tan = tan（ ） = 39。 6LQ = 39。 6LP tan =1 tan（ ） = 39。 7LQ = 39。 7LP tan = tan（ ） = 39。 8LQ = 39。 8LP tan = tan（ ） = QL9’ =PL9’ tan =2 tan（ ） = QL10’ =PL10’ tan =1 tan（ ） = QL11’ =PL11’ tan =1 tan（ ） = 由 22ca ca caS P Q S 总 =S1+S2= 取 tK =，则： M V AS ax 3 5 . 0 54 9  河南理工大学毕业设计（论文）说明书 18 由以上分析得 MVASS N 0 4 8 5 m a x  因此主变容量为： M VAS N  三、 主变压器型号的选择 变压器有单相变压器和三相变压器。 在 330kV 及以下的发电厂和变电站中，一般选择三相变压器。 单相变压器组由三个单相的变压器组成，造价高、占地多、运行费用高，多用于 500kV 以上的变电所内，三相变压器与同容量的单相变压器组相比，价格低，占地面积小，并且运行时损耗减小 12～ 15％。 只有受变 压器的制造和运输条件的限制时，才考虑采用单相变压器组，在工程设计上在 330kV及以下电力系统中，一般都选用三相变压器。 因此在本次设计中采用三相变压器组。 ： 变压器按其绕组数可分为双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂式等型式。 当发电厂只升高一级电压时或 35kV 及以下电压的变电所，可选用双绕组普通式变压器。 当发电厂有两级升高电压时，常使用三绕组变压器作为联络变压器，其主要作用是实现高、中压的联络。 其低压绕组接成三角形抵消三次谐波分量。 110kV 及以上电压等级的变电所中，也经常使用三绕组 变压器作联络变压器。 当中压为中性点不直接接地电网时，只能选用普通三绕组变压器，自耦变压器特点是其中两个绕组除有电磁联系外，在电路上也有联系。 因此，当自耦变压器用来联系两种电压的网络时，一部分传输功率可以利用电磁联系，另一部分可利用电的联系。 电磁传输功率的大小决定变压器的尺寸、重量、铁芯截面和损耗，所以与同容量、同电压等级的普通变压器比较，自耦变压器的经济效益非常显著。 但是，由于自耦变压器在高压电网和中压电网之间有电气连接，故具备了过电压从一个电压等级的电网转移到另一个电压等级电网的可能性。 例如，高压侧电网发 生过电压时，它可通过串联绕组进入公共绕组，使其绝缘受到危害。 如果在中压电网出现过电压时，它同样进入串联绕组，可能产生很高的感应过电压。 为了防止高压侧电网发生单相接地时，在中压绕组其它两相出现过电压，要求自耦变压器的中性点必须直接接地。 3．调压方式的确定 为了保证供电质量可通过切换变压器的分接头开关，改变变压器高压绕组的匝数，从而改变其变比，实现电压调整。 切换方式有两种：一种是不带电压切换，河南理工大学毕业设计（论文）说明书 19 称为无激磁调压，调整范围通常在177。 2 ％以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达 30％，其结构复杂 ，价格较贵。 发电厂在以下情况时，宜选用有载调压变压器： （ 1）当潮流方向不固定，且要求变压器副边电压维持在一定水平时； （ 2）具有可逆工作特点的联络变压器，要求母线电压恒定时； （ 3）发电机经常在低功率因数下运行时。 变电所在以下情况时，宜选用有载调压变压器： （ 1）地方变电所、工厂、企业的自用变电所经常出现日负荷变化幅度很大的情况时，又要求满足电能质量往往需要装设有载调压变压器； （ 2） 330kV 及以上变电站，为了维持中、低压电压水平需要装设有载调压变压器； （ 3） 110kV 及以下的无人值 班变电站，为了满足遥调的需要应装设有载调压变压器。 4. 绕组接线组别的确定 我国 110kV 及以上电压，变压器三相绕组都采用“ YN”联接； 35kV 采用“ Y”联接，其中性点多通过消弧线圈接地； 35kV 以下高压电压，变压器三相绕组都采用“ D”联接。 因此，普通双绕组一般选用 YN， d11 接线；三绕组变压器一般接成 YN， y， d11 或 YN， yn， d11 等形式。 近年来，也有采用全星形接线组别的变压器，即变压器高、中、低三侧均接成星形。 这种接线零序组抗大，有利于限制短路电流，也便于在中性点处连接消弧线圈。 缺点是正弦波电 压波形发生畸变，并对通信设备产生干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响。 5．冷却方式的选择 变压器的冷却方式主要有自然风冷却、强迫空气冷却、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、水内冷变压器、 SF6 充气式变压器等。 主变压器选择结果 根据以上计算和分析结果，查《发电厂电气主系统》可得，选择的主变压器型号为：沈阳变压器厂生产的 SFSZ925000/110。 主要技术参数如下： 额定容量： 25000kVA 额定电压：高压 — 110177。 8 %（ kV）；中压 — 177。 2 %（ kV）；低压— （ kV） 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 20 连接组别： YN/yn0/d11 空载损耗： （ kw） 短路损耗： 空载电流： % 阻抗电压（ %）： 高 中 : %)21( SU ；中低 %)32( SU ；高低%)13( SU ，因此选择 SFSZ925000/110 型变压器两台。 第 5 章 短路电流计算 电力系统正常运行的破坏多半是由短路故障引起的，短路时，系统从一种状态剧变到另一种状态，并伴随有复 杂的暂态现象。 所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况。 短路的原因很多，主要由以下几个方面： （ 1） 元件损坏，如：设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷，正常运行时 （ 2） 击穿短路；以及设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路等。 （ 2）气象条件恶劣。 例如雷击造成的闪络放电或避雷动作，架空线路由大风或导线覆冰引起电杆倒塌等； （ 3）人为事故，工作人员违反操作规程带负荷拉闸，造成相间弧光短路；违反电业安全工作规程带接地刀闸合闸，造成金屑性短路，人为疏忽接错线造成短路或运行管理不善造成小动物 进入带电设备内形成短路事故等等。 （ 4）其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 短路的危害 （ 1。