110kv变电站电气一次系统设计_毕业设计说明书(编辑修改稿)

110kv变电站电气一次系统设计_毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

3 主变压器的选择 变压器是主要电气设备之一，担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务。 却低昂合理变压器容量是变电站安全运行、可靠供电和网络经济运行的保证。 我国当前的能源政策是开发与节约并重。 所以，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的、经济运行素质将具有明显的经济效益。 主变压器选择的规定 （ 1）主变容量和台数的选择。 凡有两台及以上主变的变电站，其中一台事故停运后，其余主变的容量应 保证该站全部负荷的 70%，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级负荷和二级负荷。 （ 2）根据电力负荷的发展和潮流的变化，结合系统短路电流、系统稳定、系统继电保护、对通信线路的影响、调压和设备制造等条件允许时，应采用自耦变压器。 （ 3）主变调压方式的选择，应符合《电力系统设计技术规程》 SDJ161 的有关规定。 主变器选择的一般原则与步骤 主变台数的确定原则 （ 1）对于大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧构成环网情况下，变电站装设两台主变压器为宜 [4]。 （ 2）对于地区孤立的一次变 电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器可能性 [4]。 （ 3）对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器宜按大于变电器容量的 12级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量 [4]。 主变形式的选择原则 （ 1） 110kV 一般采用三相变压器。 （ 2）当系统有调压方式时，宜采用有载调压。 对新建变电站，从网络经济观点考虑，应采用有载调压。 （ 3）有三个电压等级的变电站，一般采用三绕组变压器。 主变容量的确定原则 （ 1）为准确选择主变容量，要绘制变电站的年及日负荷曲线，可从 该曲线得出变电站年、日最高负荷和平均符合。 （ 2）主变容量确定应根据电力系统 510年发展规划进行。 （ 3）变压器最大负荷按负荷下式确定：  PKPM 0 （ 31） 8 式中 0K — 符合同时系数； P — 按负荷等级统计的综合用电负荷。 对于两台变压器的变电站，其变压器容量可以按下式计算 : Me PS  （ 32） 如此，当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为 40%，则可保证 84%的负荷供电。 主变压器的计算与选择 容量计算 在《电力工程电气设计手册》可知：装有两台及以上主变压器的变电站中，当断开一台主变时，其余主变压器的容量应能保证用户的以及和二级负荷，其主变压器容量应满足“不应小于 70%— 80%的全部负荷”。 已知 35kV侧最大负荷 80MW， 10kV 侧最大负荷 30MW，由 Me PS  ，所以 MWS e )3080( 。 考虑到在实际运行生产中的经济、规范，便于维护、调试以及安装检修，本所选择相同型号的 2台主变压器，单台变压器的容量为。 主变型号选择 （ 1）相数的选择 查阅《电气设计手册》，在 330kV 及以下的变电站，应选用三相变压器。 （ 2）绕组数量 根据《电气工程电气设备电气一次部分》在具有三中电压的变电站中，如通过主变压器个侧绕组的功率均达到该变压 器容量的 15%以上，主变压器宜采用三绕组变压器，所以，本站采用三绕组变压器。 (3）绕组连接方式 110kV、 35kV 侧采用 Y型接线，中性线直接接地； 10kV 侧采用  型接线。 综合以上分析，根据设计理论原则，本站采用的变压器为调压三绕组变压器，设计计算容量为 66000KVA.。 确定主变型号如下： SFPSZ775000/110 变压器参数如下表 31： 表 31 主变压器参数 型号 额定容量， KVA 额定电压， KV 空载损耗， KW 负载损耗， KW 高压 中压 低压 高 中 高 低 中 低 SFPSZ775000/110 75000 115 90 90 90 9 续表 31 主变压器参数 阻抗电压， % 空载电流， % 连接组别 综合投资，万元 高中 高低 中低 YN,yno,d11 13 8 10 4 短路电流计算 在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中一个重要环节。 在选择电气设备时，为保证在正常运行和故障下都能安全、可靠的工作，需要进行全面的短路电流将计算。 短路电流计算的步骤为 （ 1） 根据已知条件和计算目的画出计算电路并作出等值电路 （ 2） 化简电路 （ 3） 计算短路电流 短路计算的目的及假设 短路电流计算的目的 短路电流计算是变电站电气设计中的一个重要环节其计算目的是： （ 1） 在选择电气主接线时，为比较个接线方案或确定一接 线是否需要采取限制短路电流措施，都需进行必要的短路电流计算。 （ 2） 在选择电气设备时，为保证电气设备在正常运行和故障下都能安全、可靠的工作，同时又力求节约资金，这就要求进行全面的短路电流计算。 （ 3） 在设计屋外高压配电装置是，需按短路条件检验导线相间和相对地的安全距离。 （ 4） 按接地装置设计时，需用短路电流。 短路电流计算的基本假设 （ 1）正常工作时，三相系统对称运行； （ 2）所有电源的电动势相位角相同； （ 3）电力系统各组件的磁路不饱和，及铁芯的电气设备电抗值不随电流变化； （ 4）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器 励磁电流； （ 5）组件电阻略去，输电线路电容略去不计，也不计负荷的影响； （ 6）系统短路时是金属性短路。 基准值 高压短路电流计算一般只计算组件电抗，采用标幺值计算，为了计算方便选取如下基准值： 基准容量： MVASB 100 基准电压： avU （ kV） 37 115 变压器及电抗器的参数计算 主变参数计算 11 由变压器原始数据计算得， ][21%]%%[21%)32()31()21(1   kkkk UUUU （ 41） ][21%]%%[21%)31()32()21(2   kkkk UUUU （ 42） ][21%]%%[21%)21()32()31(3   kkkk UUUU （ 43） 于是， 75100*100 *100 %1*1  NBk SSUX （ 44） 1 1 0 0*1 0 *1 0 0%2*2  NBk SSUX （ 45） *100 *100 %3*3  NBk SSUX （ 46） 网络等值变换与简化 方案三与方案四短路计算系统化简阻抗图及各阻抗值，短路点均一样。 短路点 d1 短路计算（主变 110kV 侧） 基准电压 BU =115kV，系统为无穷大系统，发生短路时，有原始资料可知： 系统短路电抗： SX = 网路化简如图所示： d1SXS Idz*=I” *=I∞ *=* =SX1 = （ 47） IB=11531003 BBUS= （ 48） I”= I ∞ = =I IB= I∞ *IB= * IB== kA （ 49） ich=″ = = kA （ 410） Ioh=″ = = kA （ 411） 12 S″ = 3 I″ Uav= 3 115= MVA （ 412） 短路点 d2 短路计算（ 35kV 母线） X4 =X1+X2=+= X5=X4 // X4= X6=X5 + XS=+= Xd∑ *= X6= 所以 Idz*=I” *=I∞ *=*=*1dX = IB=3731003 BBUS= kA I”= I ∞ = =I IB= I∞ *IB= * IB=1 .56= kA ich=″ == Ioh=″ == kA S″ = 3 I″ Uav= 3 37= 短路点 d3 短路计算（ 35kV 出线） 短路点 d3 的计算与短路点 d2 的计算完全相同，结果也完全相同，故这里不再重复计算。 短路点 d4 短路计算（ 10kV 母线） d 2 x 1 x 2 x 2 x 1 d 2 x 4 x 4 S S d 2 x 5 S S d 2 图 4 3 图 4 4 图 4 6 图 4 5 X S X S X S X 6 13 网络化简如图 47 至图 410 所示 X7=X1+X3== X8=X7∥X 7=X9=Xs+X8=+= Xd∑ *=X9= 所以 Idz*=I” *=I∞ *=*=*1dX = IB= BBUS= kA I”= I ∞ = =I IB= I∞ *IB= * IB== kA ich=″ = = Ioh=″ = = S″ = 3 I″ Uav= 3 = MVA 短路点 d5 短路计算（ 10kV 出线） 由于短路电流过大，需要装设限流电抗器。 限流电抗器的选择： （ 1） 电压： Ng UU  gU =10kV， NU =10kV， Ng UU  （ 2） 电流： Ng II max maxgI = （ 3） 初选型号： NKL10300 （ 4） 选择电抗值： 设加电抗器后将短路电流限制到 I=5Ka %*4 9 8 *)1 4 5 9 8 (*)(% *  NB BNBR UI UIXIIX （ 413） d 4 x 1 x 3 x 1 d 4 x 7 S S d 4 x 8 S S d 4 图 4 7 图 4 8 图 4 10 图 4 9 X S X S X S X 9 x 3 x 7 14 取 %RX =4%，选 41： 表 41 电抗器参数 型号 额定电压， kV 额定电流， A 电抗率， % 动稳定电流 峰值， kA 1S热稳定电流， kA NKL103004 10 300 4 （ 5)电压损失与残压校验 加电抗器后网络化简如图所示 电抗表幺值： 10100 43100 22*  NBNNRR USIUXX Xd∑ *=X10= 所以 Idz*=I” *=I∞ *=*=*1dX = IB= BBUS= kA I”= I ∞ = =I IB= I∞ *IB= * IB== kA ich=″ ==13 kA Ioh=″ == 26kA S″ = 3 I″ Uav= 3 = MVA x R S S d 5 图 4 12 图 4 11 X 9 X 10 d 5 15 5 电气设备的选择及校验 各回路最大持续工作电流一览表 表 51 最大持续工作电流表 回路名称 计算公式及结果 主变 110kV侧 kAUSINNg a x  35kV母线 kAUSINNg 29 a x  35kV出线 kAUSINg13 10/803 10/m a x  10kV母线 kAUSINNg a x  10kV出线 kAUSINg 10/303 10/m a x  断路器的选择及校验 高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路。