发电厂与变电站设备课程设计-110kV变电所电气一次部分设计

发电厂与变电站设备课程设计

题目

3：110kV变电所电气一次部分设计

学院：信息工程学院 班级： xx 姓名：xx 学号： xxxx

日期：2014年12月28日

目 录

1 设计任务分析…………………………………………………………………… 1

1.1 原始材料…………………………………………………………………1 1.1．1设计任务……………………………………………………………1

1.1．2设计成品……………………………………………………………2 1.2 负荷分析与计算………………………………………………………… 2

1.2．1负荷分析………………………………………………………… 2 1.2．2负荷计算………………………………………………………… 3 1.3主接线方案分析与选择………………………………………………… 4

1.3.2主接线方案一……………………………………………………… 4 1.3.3主接线方案二……………………………………………………… 4 1.3.3主接线方案的确定………………………………………………… 4 1.4变压器的选择 ………………………………………………………… 5

1.4.1绕组的选择………………………………………………………… 5 1.4.2容量的选择………………………………………………………… 5

2 短路电流计算…………………………………… ………………………………6 2.1基准值的设定………………………………………………………………6 2.2系统的等效网络图…………………………………………………………6 2.2．1各元件的电抗标幺值………………………………………………6 2.3各点的短路电流计算………………………………………………………6

2.3．1 d1点的短路电流计算……………………………………………6 2.3．2 d2点的短路电流计算……………………………………………7 2.3．3 d3点的短路电流计算……………………………………………7 2.3．4 d4点的短路电流计算……………………………………………8 2.3．5 d5点的短路电流计算……………………………………………8 2.3．6 d6点的短路电流计算……………………………………………8 2.3．7 短路电流计算结果汇总……………………………………………9

3 电气主设备的选择与校验………………………………………………………9 3.1 高压断路器的选择与校验…………………… …………………………9

3.1.1 高压断路器的选择…………………………… …………………9 3.1.2 高压断路器的校验………………………………………………10 3.2 高压隔离开关的选择与校验……………………………………………11

3.2.1 高压隔离开关的选择……………………………………………11 3.2.2 高压隔离开关的校验……………………………………………11 3.3 110kv母线的选择与校验………………………………………………11

3.3.1 110kv母线的选择………………………………………………12 3.3.2 110kv母线的校验………………………………………………12 3.3.2 35kv和10kv母线的选择与校验………………………………12

4 电气设备工程概算…… ………………………………………………………13 5 参考文献

1设计任务分析

1.1原始材料

1）电力系统接线简图：

2）系统情况：待设计变电所于系统联结的110kv单回线路的最大输送功率均不大于80MW。

3）负荷情况：35kV负荷数据见下表 名称 Pmax (KW) 线长 回路数 供电方式 cos (km) 变电所A 10000 0.9 40 1 架空线路 变电所B 10000 0.9 40 1 架空线路 钢铁厂 2000 0.8 15 2 架空线路 化肥厂 5000 0.8 20 1 架空线路 机器厂 6000 0.85 10 1 架空线路 合计 33000 考虑到同时系数Kt=0.8最大负荷利用小时数 Tmax＝4200h

10kV负荷数据见下表 名称 Pmax (KW) 线长 回路数 供电方式 cos (km) 配电站甲 2000 0.85 10 1 电缆 配电站乙 3000 0.85 9 1 电缆 配电站丙 2000 0.8 8 1 电缆 水厂 2000 0.8 6 1 电缆 化工厂 2000 0.85 10 2 电缆 农药厂 2000 0.8 10 1 电缆 电化厂 1000 0.8 6 1 电缆 医院 1000 0.85 4 1 电缆 纺织厂 1000 0.8 7 1 电缆 合计 考虑到同时系数Kt=0.85，最大负荷利用小时数 Tmax＝5500h 110kV负荷同时率为0.8 ，负荷年增长率 5％ 1、 环境条件

地区年最高温度40℃，年最低温度 -14℃ ，年平均气温 17℃，最热月平均最高温度 31℃ ，海拔 34.6m ，年平均气压 760mmHg。

1.1．1设计任务

1）根据对原始资料的分析和本变电所的性质及其在电力系统中的地位，拟定本变电所的电气主接线方案。经过技术经济比较，确定推荐方案。 2）进行短路电流计算。

3）导体和电气主设备（各电压等级断路器、隔离开关、母线）的选择和校验。

1.1．2设计成品

1、设计说明书：每人一份，独力完成所要求的设计内容。书写工整，简明扼要，分析论 证条理清晰。且附必要的数据计算书（整理过的计算过程）。

2、图纸一张：整洁，线条粗细分明；布置匀称，比例适宜；文字、图形符号准确、尺寸 标注规则无误。

1.2负荷分析与计算

1.2．1负荷分析

作为一个110kv的变电所，有两回的进线，3种等级的出线。其中110kv两回，35kv五条，10kv九条。110kv的出线是一级负荷。 1）35kv负荷的分析

在几个负荷中，钢铁厂与化肥厂作为一级负荷，停电会造成严重的产品问题或人身安全。

2）10kv负荷的分析

在几个负荷中，化工厂与农药及医院厂作为一级负荷，停电会造成严重人身危害。

总的来说，此变电所在电力系统中有着重要的地位。

1.3主接线方案分析与选择

对于单母线分段适用于110-220KV配电装置，出线回路数为3-4回；35-65KV配电装置，出线回路为4-8回；3,6-10KV配电装置，出线回路为6回及以上。

单母线分段带旁路母线接线适用于较多的应用于110kV～220 kV进出线回路多的变电所。

内桥接线适用于双线双变的水电站、变电所35～220kV侧，主变年负荷利用小时数低（经常切换），而线路较短（故障少）场合。

双母线接线有较高的可靠性，广泛用于出线带电抗器的6～10kV配电装置；35～60kV出线数超过8回，负荷较大时；110～220kV出线数为5回及以上时。

1.3.1主接线方案初步的分析

单母线分段 10-220KV配电3-4回；较符合 35-65KV配电4-8回；3,6-10KV配电装置 6回 110kV～220 kV回路多 本系统110kv回路只有两条，不太适合 双线双变的水电站、变电可以考虑 所35～220kV侧 35～60kV出线数超过8回 本系统出线回路只有两10～220kV出线数为5回条，不太适合 及以上 中大型发电厂、变电所 不太适合 单母线分段带旁路母线 桥式接线 双母线接线 一台半断路器 由上面的分析可知，对于35kv侧的负荷，可以选用单母线分段或单母线分段带旁路母线。对于10kv侧的负荷，可以选用单母线分段。对于110kv侧的负荷，可以选用单母线分段或桥式接线。

110kv进线采用桥式是不适合的，因为有4条的出线。可以考虑用单母线分段或单母线分段带旁路母线。

下面为两种较合理的方案。

1.3.2主接线方案一

10kv、35kv、110kv进线电压等级采用单母线分段。对于110kv侧的负荷，采用桥式接线。

1.3.3主接线方案二

对于35kv侧的负荷，单母线分段带旁路母线。对于10kv侧的负荷，选用单母线分段。对于110kv侧的负荷，选用单母线分段。110kv进线采用桥式110kv进线采用单母线分段带旁路母线。

1.3.3主接线方案的确定

对于方案一，经济性和可靠性都满足。10kv、35kv、110kv进线电压等级采用单

母线分段。当一个变压器检修时，另外一个变压器可以满足下面全部负荷。对于110kv侧的负荷，采用桥式接线，接线简单，用地面积更少，投资少一点。也方便扩建成单母线分段。

而方案二的可靠性更高。但是占地面积更大，断路器和隔离开关多一点，接线更复杂。

因此选用方案一。

1.4变压器的选择

本系统无特殊要求，可采用冷风冷却的。

1.4.1绕组的选择

因为的两个电压等级的输出，优先考虑三绕组变压器。而采用双绕组变压器，即要用4个变压器，不划算。所以用两个三绕组变压器。

1.4.2容量的选择

为了提高可靠性，两变压器并联运行。而一个变压器断电要保证另一个变压器的能提供全系统的60%的容量。计算得。变压器的变量S=70%*Smax=46925*70%=34489kva

假设两个变压器平分负荷，单个变压器要满足该段的负荷。S=Smax/2=24635kva

查看110kv三绕组变压器的技术参数。有40mv与50mv的，再考虑温度对变压器的容量的影响，最高温40。C时，40mv还是满足。 但考虑其中一个主变检修时，一个变压器能提供全部负荷运动，所以采用50mw的。采用SFPS7-50000/110 。 型号 额定容额定电压 联结阻抗电阻抗阻抗量 组别 压（高电压电压中） （高（中低） 低） SFPS7-50000/110 50000K121±2×Ynyn010.5% 18% 6.5% VA 2.5%/38.5±d11 2.5%//10.5kV

4 电气设备工程概算

设备型号 变压SFPS7-50000/110 断路器SW4-110G 断路器LW2-35I 断路器SN4-10G 隔离开关gw4-110 隔离开关gw4-35 隔离开关gn1-10 母线LGJ-70 母线LYM-100*10 母线LYM-80*10 总价：372.5万元

类别 单价（万元） 器140 6 4 2.6 2 0.5 0.2 0.2 0.3 0.25 台数 2 6 3 3 14 6 6 6 6 6 总价 280 36 12 7.8 28 3 1.2 1.2 1.8 1.5 5参考文献

《发电厂电气部分》第四版，熊信银主编，中国电力出版社，2009年 《电气工程基础》，刘涤尘主编，武汉理工大学出版社，2002年 《工厂供电》第5版，刘介才主编，机械工业出版社，2010年 《电力系统分析》，何仰赞、温增银主编，中国电力出版社，2010年 《电力工程电气设计手册》，水利电力部西北电力设计院，1996年