kv变电站初步设计

kv变电站初步设计内容摘要：

元 /台 ) 方案 A隔离开关投资 (万元 ) 方案 B隔离开关的投资 (万元 ) 36 ＝ 198 30 ＝ 165 表 36 110kV侧 25 126LW  型断路器的参 考价格 断路器 的参考 价格 (万元 /台 ) 方案 A断路器投资 (万元 ) 方案 B断路器的投资 (万元 ) 65 14 65＝ 910 16 65＝ 1040 表 37 110kV侧 4 110 / 125 0GW W A— 型隔离开关 的 参考价格 隔离开关的参考 价格(万元 /台 ) 方案 A隔离开关投资 (万元 ) 方案 B隔离开关的投资 (万元 ) 36 ＝ 90 36 ＝ 90 表 38 配电装置的参考价格 接线方式 单母 接线 双母线 接线 3/2 接线 双母 线 分段 双母线带 旁路母线 投资 (万元 ) 560 940 2500 1200 1800 新疆大学毕业论文（设计） 8 表 39 综合投资 方案 A 方案 B 主体设备 总投资 (万元 ) 0 2 820 945 198 910Z      90 560 940 1800 7083     0 2 820 136 5 165 104 0Z      90 12 00 25 00 94 0 89 40    综合投资 (万元 )  0 1 10 0Z Z a  70 83 1 0. 7 12 04 1. 1     0 1 10 0Z Z a  89 40 1 0. 7 15 19 8    （ 3） 方案的确定 技术性 比较：单母线 接线简单， 操作 控制简单，有利 于变电站的运行。 双母线带旁路母线接线可靠性较高，能满足此次设计的 220kV 变电站。 所以我 选择方案 A。 经济性 比较： 12ZZ ，方案 A 投 资少，且能满足技术的要求。 所以，从运行费用的角度考虑， 也应 选择方案 A。 新疆大学毕业论文（设计） 9 4 主变的选择 选择原则 有相数，绕组数与结构，绕组接线组别，调压方式，冷却方式等，他们的具体内容，我在这里就不 太详述了，许多资料上都有，我们可以作为参照，这里我要具体论述的是 变压器容量的计算。 容量计算 本系统中有 110kV 和 35kV 两个负荷等级， 但 35kV 不出线，所以只有 110kV为负荷线路，其中一期出线 2 回为苏中线和苏瓦线，分别连接阿克苏城市中心变电站和阿瓦提县的阿瓦提变电站，他们都是一级负荷供电质量要求比较高。 建设初期估计了两线路用电时的最大负荷：苏中线负荷 ，苏瓦线负荷 ，总计 27MVA，这条线路的功率因数分别为 cos 。 由于 国家近几年加大了对新疆建设的投资，所以新疆的 GDP 增长普遍高于全国水平。 阿克苏地区的发展也是非常迅速的，人民生活水平及工农业的发展都在稳步的提高 ，用电量也在逐年增加， 因此我把阿克苏地区的年增长负荷由 5%提高到 7%。 此变电所为阿克苏地区的中心变电所，地理位置特殊，负荷余量考虑的年限也应该更长一点，所以我把此变电所的负荷余量提高到了 20 年，及 20年以后此变电所还能正常的工作， 预计 20 年 以后此变电所供电负荷为： 按照在负荷高峰时一台主变压器出现故障停运时，另一台变压器仍能保证带全部负荷的 60%，但是此变电所是连接南北疆的枢纽变电所，我们应当适当的提高这比例，定位 于 70%， 所以该变电所一台主变压器的容量大约为 ： 需要选择的变压器容量  0. 7 12 2. 92 86 .0 4S M V A  从上可以看出，我们应该首选容量为 100MVA 的变压器，但是我们已经说过此变电所是中心变电所，变压器的余量应该留的更大一些，这样有利于长远规划， 所以本变电所的主变压器选择两台额定容量为 120200kVA 的变压器， 此容量考虑到 10 年以后的远期规划，让此枢纽变电站在 20 年以内都能正常的运行。 变压器选取的 型号为 0SFSZ9—120200/220 三相三绕组 自然油循环风冷户外有载调压自耦电力变压器，查手册，选出的设备 参数 如下表：    202 7 1 0 . 0 7 1 2 2 . 9 20 . 8 5S M V A总新疆大学毕业论文（设计） 10 表 41 主变压器技术参数 型号 0SFSZ9— 120200/220 调压方式 串联线圈末端有载调压 调节 范围 230177。 8 %kV 额定容量 120/120/60MVA 额定电压 230/121/ 额定频率 50Hz 空载电流 (%) 空载损耗 (kW) 60 负载损耗 (kW) 320 相数 三相 联接组标号 YNa0d11 最高工作电压（ kV） 高压 /252；中压 /126；低压 / 冷却方式 0NAF/0NAN对应额定容量 100%、 67% 短路阻抗 % 高 —— 中 8 高 —— 低 中 —— 低 21 表 42 主变压器适用环境 海拔 高度 1000m 使用条件 户外 最 低 温度 +40℃ 最 低 温度 40℃ 覆冰厚度 10mm 污秽等级 Ⅳ级 耐震能力 水平加速度： 3m/s2； 垂直加速度： m/s2 表 4— 3额定负载情况下的温升限值 绕组平均温升 顶层油温升 铁心和金属结构件表面 65℃ 55℃ 78℃ 这里选择自耦变压器器主要是因为自耦变压器体积小、材料小、价格便宜、效率高等优点 [5]，十分适合阿克苏地区 变电所的建设。 新疆大学毕业论文（设计） 11 5 所用电接线及所用变选择 所 用 电接线应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进、安全、经济地运行。 变电所的所用电源，是保证正常运行的基本电源， 通常不少于两个。 其 引接方式有两种：一种是从母线侧引入，另一种是从主变低压侧引入。 通 过 实地的考察 ，因为本变电所是 阿克苏地区的 枢纽变电所 ，它的正常工作关系到整个阿克苏地区的供电安全，所以设计的所用电源为两个。 本所电源的引入采用通过断路器和隔离开关从低压侧。 从实习的这段时间里，我收集了大量的数据，了解到此变电所 一月份的所用电量为 30kVA，据此估计变电所的最高所用电量应在 80kVA 左右，所以所用变压器的容量我选择为 100kVA，此为新疆特变电生产 油浸 式变压器。 通过查手册，变压器的参数具体如下表： 表 5— 1所用变压器的参数 型号 高压 (kV) 低压 (kV) 组别 空载损耗 (kW) 负载损耗（ kW） S9— 100/35 35（ 1177。 5%） Y， yn0 新疆大学毕业论文（设计） 12 6 短路电流计算 短路故障产生的原因 短路是系统常见的严重故障。 所谓短路，就是 电力 系统 正常情况以外的相与相之间或相与地（或中性线 ）之间的连 接。 系统发生短路的原因很多，主要有 设备原因、气候原因、人为原因等，我们在这里就不一一介绍了，我们主要来了解一下它所带来的危害。 短路故障的危害 供电系统发生短路后，电路 阻抗比正常运行时阻抗小很多，短路电流通常超过正常工作电流几十倍甚 至数百倍以上， 它会对电力系统的正常运行和电气设备造成很大的危害，例如 ： （ 1） 短路电流的热效应 巨大的短路电流通过导体，短时间内产生很大热量，形成很高温度，极易造成设备过热而损坏。 （ 2） 短路电流的电动力效应 由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的电动 力。 如果电动力过大或设备结构强度不够，则可能引起电气设备机械变形甚至损坏，使事故进一步扩大。 （ 3） 短路系统电压下降 短路造成系统电压突然下降，对用户带来很大影响。 例如，异步电动机的电磁转矩与端电压平方成正比。 同时电压降低能造成照明负荷诸如电灯突然变暗及一些气体放电灯的熄灭等，影响正常的工作、生活和学习。 （ 4） 不对称短路的磁效应 当系统发生不对称短路时，不对称短路电流的磁效应所产生的足够的磁通在邻近的电路内能感应出很大的电动势。 （ 5） 破坏系统稳定造成系统瓦解 短路可能造成的最严重的后果就是使并列运 行的各发电厂之间失去同步 ，破坏系统稳定，最终造成系统瓦解，形成地区性或区域性大面积停电，给国民经济带来严重的损失。 短路电流计算的目的 （ 1） 电 气 主接线比 较与选择 新疆大学毕业论文（设计） 13 短路电流计算可为不同方案进行技术经济比较，并为确定是否采取限制短路电流措施等提供依据。 （ 2） 选择 断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求 如选择断路器、隔离开关、熔断器、互感器等。 其中包括计算三相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电气设备动力稳定，计算三相短路电流稳态有效 值用以校验电气设备及载流导体的热稳定性，计算三相短路容量以校 验断 路器的遮断能力等。 （ 3） 为继电保护的设计以及调试提供依据 在考虑正确、合理地装设保护装置，在校验保护装置灵敏度时，不仅要计算短路故障支路内的三相短路电流值，还需知道其他支路短路电流分布情况；不仅要算出最大运行方式下电路可能出现的最大短路电流值，还应计算最小运行方式下可能出现的最小短路电流值；不仅要计算三相短路电流而且也要计算两相短路电流或根据需要计算单相接地电流等。 （ 4） 分析计算送电线路对通讯设施的影响 三相短路电流 原则 短路电流的计算通常采用标幺值计算。 取 100BS MVA ，各级基准电压为平均额定电压。 三相短路电流周期分量起始值的计算 (1） 计算各元件参数标幺值，作出等值电路 前已选出了主变压器（三绕组），其阻抗电压百分比，如 表 61： 表 61 主变压器各绕组阻抗电压百分比 绕组 高 — 中 高 — 低 中 — 低 阻抗电压 % 8 21 计算每个绕组的短路电压百分数： 取 100BS MVA ， B avUU 计算变压器各绕组的标幺值 111 % 1 0 0 9 . 2 5 1 0 0 0 . 0 7 71 0 0 1 2 0 1 0 0 1 2 0kT UX      212 % 1 0 0 1 . 2 5 1 0 0 0 . 0 1 01 0 0 1 2 0 1 0 0 1 2 0kT UX        1112% % % 8 9. 25 1. 25kkkU U U             1 1 2 3 1 2 311% % % % 8 3 1 . 5 2 0 9 . 2 522k k k kU U U U         3131% % % 31 .5 9. 25 22 .2 5kkkU U U    新疆大学毕业论文（设计） 14 由于一期工程，只有一 台主变运行。 但是要考虑到以后的长期建设，所以这里要选择两台变压器进行短路电流的计算，同时也方便满足以后断路器、隔离开关、导线等设备的选择要求。 此变电所是受电的源头是龟兹 变，他们的输电距离大约是 150kM，取 1 Ω同理可以算出它的标幺值 2变的参数与 1变的参数一致。 以下计算冲击电流和最大有效值电流时 MK 都取。 做出等值电路图： (2） 当（ f1）点（ 220kV 母线）发生短路时的 计算 有名值： 冲击电流：  2 39。 39。 2 .2 2 1 2 .5 5 5 .6 7s h M fi K I k A    最大有效值电流：  1. 52 39。 39。 1. 52 2. 22 1 3. 38p t fI I k A    短路容量：  3 3 2 3 0 2 .2 2 8 8 4 .7 6d a v dS U I M V A     (3） 当（ f2）点（ 110kV 母线）发生短路时的计算（因为两个变压器的参数一样，我们计算一个主变压器即可） * 1 22 1000 . 4 1 5 0 0 . 1 1 3230dddSX x l U    39。 39。 39。 39。 1 8 .8 50 .1 1 3f EI X  313 % 1 0 0 2 2 .2 5 1 0 0 0 .1 1 31 0 0 1 2 0 1 0 0 1 2 0kT UX      1 1 1 1 2 T TX X X   39。 39。 1 0 0 18 .8 5 8 .8 5 2 .2 223033Bf avSI k AU     新疆大学毕业论文（设计） 15 1 X X 。