110kv地区降压变电站电气部分的设计_毕业设计(编辑修改稿)

110kv地区降压变电站电气部分的设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

自动控制技术、微机及网络通信技术，经过 功能的重新组合和优化设计，组成计算机的软硬件设备代替人工 ,利用变电站中的远动终端设备来完成对站中设备的遥信、遥测、遥调、遥控即四遥功能。 这就为实现变电站无人值守提供了前提条件。 变电站、所综合自动化和无人值守是当今电网调度自动化领域中热门的话题，在当今城、农网建设改造中正被广泛采用。 第四节 设计原始资料 一、 变电站的出线 变电站的电压等级为 110kV/35kV/10kV， 设两台主变，变电站最终规模的进出线回路数为 ： 110kV： 2 回（ 双电源进线 ） 35kV： 6 回 （终端用户） 10kV： 12 回 （终端用户） 二、 负荷情况 35kV、 10kV 负荷情况见下表。 表 11 负荷情况表 电压等级 负荷级别 最大负荷（ MW） 合计负荷（ MW） 35kV I 8 20 II 8 III 4 10kV I 7 16 II 5 III 4 站用电 I 三、 线路长度 110kV： 架空线， 170 公里 35kV： 架空线， 76 公里 10kV： 架空线， 27 公里 内蒙古化工职业学院毕业设计 3 第二章 电气主接线设计 及短路电流计算 第一节 电气主接线设计及主变压器容量选择 一、 电气主接线方案初选 根 据 GB5005992《 35—110KV 变电站设计规范》，设计任务书中站给资料中要求，变电站的主接线，应根据变电站在电力网中的地位，出线回路数，设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足供电可靠，运行灵活，操作检修方便，节约投资和便于扩建，同时应满足以下条件： 1．当能满足运行要求时，变电站高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。 2． 35—110KV 线路为两回以下时，宜采用桥形，线路变压器组线路分支接线。 3．当变电站装有两台主变时， 6—10KV 侧宜采用分段单母线。 线路 12 回及以下时，变电站 10KV 可用双母线；当不许停电检修断路器时，可装设旁路设 施。 4．接在母线上的：避雷器和电压互感器可合用一组隔离开关，对接在变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。 根据以上要求初步选择主接线如下： （一） 方案一 （接线图见：附录 A） 1． 110KV 侧、 35KV 侧和 10KV 侧均采用单母分段的接线方式。 2． 主变容量及台数的选择： 2 台主变容量 相同。 （二） 方案 二 （接线图见：附录 A） 1． 110KV 侧采用桥形接线， 35KV 侧和 10KV 侧采用单母分段的接线。 2． 主变容量及台数的选择： 2 台主变容量同方案一。 二、 主接线方案比较 综上所述，由于方案二采用桥形接线， 使 用的断路器比 方案 一少。 主变台数、型号、参数均相同，同时又不降低用电和供电可靠性，又符合现场实际和设计规程的要求，从经济角度考虑选择方案二比较合适，达到了工程造价较低，同时考虑了变电站随着负荷的增加，进行扩建和增容的可能性，因为桥式接线在负荷增加时，可很方便的改造为单母线分段，以适应负荷增加和供电可靠性的要求。 同时，从技术角度，方案一中断路器 断路器 4 之间及母线发生短路，则断路器 断路器 断路器 5 分别跳闸，即所有负荷由 1 号主变承担；方案二中当断路器 3 至变压器绕组内及断路器 2 右侧发生短路，则断路器 断路器 3 及变压器中、低 侧分别跳闸，即所有负荷由 1 号主变承担。 再如，方案一如母线发生短路，断路器断路器 断路器 3 分别跳闸， 2 号主变停止向负荷供电；方案二中内桥断路器 2侧母线发生短路，断路器 断路器 2 号主变中、低压侧分别跳闸，停止向负荷供电。 内蒙古化工职业学院毕业设计 4 由以 上 分析，方案一和方案二在技术上是相当的，而从经济上讲，方案一比方案二多用了两组断路 .两组隔离开关和母线，所以，最终确定方案二为本设计的主接线。 三、 主变压器的选择 1. 运行主变压器的容量应根据电力系统 10—20 年的发展规划进行选择。 由于任务书给定的是一个三个电压等级的变电站，而且 每个电压等级的负荷均较大，故采用三绕组变压器 2 台，运行主变压器的容量应根据电力系统 10—20 年的发展规划进行选择。 并应考虑变压器正常运行和事故过负荷能力，以变压器正常的过负荷能力来承担变压器遭受的短时高峰负荷，过负荷值以不缩短变压器的寿命为限。 通常每台变压器容量应当在当一台变压器停用时，另一台容量至少保证对 60%负荷的供电，并考虑事故过负荷能力选择变压器容量，亦即短路时可承担 100%的负荷。 2. 主变容量选择 Sn＝。 (Sm为变电站最大负荷 ) 3. 两台主变可方便于运行维护和设备的检修同时能满足站 用负荷的供电要 两台求。 ： ① ．相数的确定 为了提高电压质量最好选择有载调压变压器。 ② ．绕组的确定 本站具有三种电压等级，且通过主变各侧绕组功率均达到该变压器容量的 15%以上，故选三绕组变压器。 ③ ． 绕组 的连接方式 考虑系统的并列同期要求以及三次谐波的影响，本站主变压器绕组连接方式选用Y0/Y/△ － 11。 采用 “△ ”接线的目的就是为三次谐波电流提供通路，保证主磁通和相电势接近正弦波，附加损耗和局过热的情况大为改善，同时限制谐波向高压侧转移。 ： 考虑变压器有 倍事故过负荷能力，则 *=78%，即退出一台时，可 以满足 78%的最大负荷。 本站主要负荷占 60%，在短路时（ 2 小时）带全部主要负荷和一半左 右 Ⅰ 类负荷。 在两小时内进行调度，使主要负荷减至正常水平。 Sn=cos （ 21） =(22+16)/ ==24783KVA 选 SSPSL25000 型，选择结果如表 21： 表 21 主变压器参数表 内蒙古化工职业学院毕业设计 5 型号及容量(KVA) 额定电压 高 /中 /低(KV) 连接组 损耗 (KW) 阻抗电压 (%) 空载电流(%) 运输重量(t) 备注 空载 短路 高中 高低 中低 SSPSL25000 110/△ 1211 148 1718 6 四、 站用变压器的选择 由主变压器容量为 25000KVA，站用电率为 %，可选用变压器容量。 Sn=25000%=125KVA 选 SJL1—160 型，选择结果如表 22： 表 22 站用变压器参数表 型号及容量(KVA) 低压侧额定电压(KV) 连接组 损耗(KW) 阻抗电压 (%) 空载电流(%) 总重(t) 备注 空载 短路 SJL1—160 Y/Y012 4 3 第二节 短路电流计算 在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。 其计算的目的主要有以下几个方面： 在选择电气主接线时，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。 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。 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路的短路电流为依据。 接地装置的设计，也需要短路电流。 一、 短路电流的计算目的 1．电气主设备的选择和比较 2．电气设备和载流导体的选择和校验 3． 继电保护整定计算 二、 短路电流计算点的确定 内蒙古化工职业学院毕业设计 6 1．确定原则：计算短路电流时，短路点的选择，应使站选择的电气设备和载流导体通 过可能最大的短路电流。 2．短路点的确定，根据以上原则，选择了 4 个短路点。 3．基准值的选取： Sb＝ 100MVA Ub 取各侧平均额定电压 三、 计算步骤 1．选择计算短路点 2．画等值网络（次暂态网络）图 首先去掉系统中的所有负荷分支，线路电容、各元件的电阻，发电机电抗用次暂态电抗 Xd” 3．选取基准容量 Sb 和基准电压 Ub（一般取后级的平均电压） 4．将各元件电抗换算为同一基准值的标么值 5．给出等值网络图，并将各元件电抗统一编号 6．化简等值网络，为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为 中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗 ndX。 7．求计算电抗 jsX。 8．由运算曲线查出（各电源供给的短路电流周期分量标么值运算曲线只作到jsX =）。 9．计算无限大容量（或 jsX =3）的电源供给的短路电流周期分量。 10．计算短路电流周期分量有名值和短路容量。 11．计算短路电流冲击值。 12．计算异步电动机攻击 的短路电流。 13．绘制短路电流计算结果表。 四、 变压器、线路及电抗器的参数计算 （一） 变压器参数的计算 XB*.1—高压绕组电抗 XB*.2—中压绕组电抗 XB*.3—低压绕组电抗 Ud(12)%—高压与中压绕组短路电压百分值 Ud(13)%—高压与低压绕组短路电压百分值 Ud(23)%—中压与低压绕组短路电压百分值 1． 主 变压器参数计算 内蒙古化工职业学院毕业设计 7 由表 21 查明，选 SSPSL—25000 型号参数： Ud(12)%= Ud(13)%=18 Ud(23)%= Ud1%= 1/2(Ud(12)%+ Ud(13)% Ud(23)%) =1/2(+) =11 Ud2%= 1/2(Ud(12)%+ Ud(23)% Ud(13)%) =1/2(+) = Ud3%= 1/2(Ud(23)%+ Ud(13)% Ud(12)%) =1/2(+) =7 XB*.1=2510010011100%1  nbd SSU= (21) XB*.2=2510 010 0%2  nbd SSU= (22) XB*.3=251001007100 %3  nbd SSU= (23) 3．站用变压器参数计算 由表 22 查明：选 SJLI—160 型号参数： Ud%=4 XB*.4=%  nbd SSU=8 (24) （二） 线路参数计算 110kV 线路： XL*1 =XOL12bbUS=168 2115100= (25) 35kV 线路： XL*2 =XOL22bbUS=78 2115100= (26) 10kV 线路： XL*3 =XOL32bbUS=26 2115100= (27) （三） 电抗器的参数计算 1．出线电抗器电抗标幺值参数计算： In= X*N10 0330 03 m a x, NNUU= A (28) 所以取 In=200 A 内蒙古化工职业学院毕业设计 8 由表 42 查得： Ib= A XK.* = XK 3 bNNb UUII = (29) 2．分段电抗器电抗标幺值参数计算： In=200 A XK=10 查表可得： XK.*= 五、 系统网络化简 依据本变电站选定的接线方式及设备参数，进行网络化简如下： （系统最大运行方式时，归算到 Sb＝ 100MVA 的等值电抗 Xs＝ ） 图 22 六、 110kV 母线 短路点 1K 的短路计算 网络化简如图 23： 内蒙古化工职业学院毕业设计 9 图 23 X *=Xs= XL*1= Xjs=Xmd bnSS= (210) 因为 Xjs=〈 3 所以查表得： I * = * = I * = 1I * = bI = 11531003 bbUS = KA (211) nI = bI bnSS= KA (212) I = I * nI == KA (213) = * nI == KA (214) I = I * nI == KA (215) 1I = 1I * nI == KA (216) ich= I == KA (217) ioh= I == KA (218) S = 3 I Un= 3  110= MVA (219) 七、 35KV 母线 短 路点 2K 的短路计算 内蒙古化工职业学院毕业设计 10 图 24 图 25 网络化简如图 2 25： X *=X3=XS 2 21  XX = (220) Xjs=Xmd bnSS= 因为 Xjs=〈 3 所以查表得： I * = * = I * = 1I * = bI = 3731003 bbUS = KA nI = bI bnSS = KA I = I * nI == KA = * nI == KA I = I * nI == KA 1I = 1I * nI == KA ich= I == KA 内蒙古化工职业学院毕业设计 11 ioh= I == KA S = 3 I Un= 3  35= MVA 八、 10KV 母线 短路点 3K 的短路计算 图 26 图 27 网络化简如图 2 27： X *=X4=31133131131 ))(( XXXXXX XXXXXXDDS   (221) = ))((   = Xjs=Xmd bnSS= 因为 Xjs=〈 3 所以查表得： I * = * = I * = 1I * = bI = bbUS = KA 内蒙古化工职业学院毕业设计 12 nI = bI bnSS = KA I = I * nI == KA = * nI == KA I = I * nI == KA 1I = 1I * nI == KA ich= I == KA ioh= I == KA S = 3 I Un= 3  10= MVA 九、 10KV 出线 短路点 4K 的短路计算 网络化简如。