110KV变电站设计(计算书)

广西水利电力职业技术学院课课程设计计算书题目:110KV芙蓉变电所电气一次部分初步设计系：电力工程系专业:电力系统自动化技术学生姓名：杨智学号：2008207246指导教师：谭振宇前言：变电站是改变电压的场所.为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方,必须把电压升高,变为高压电,到用户附近再按需要把电压降低.这种升降电压的工作靠变电站来完成.变电站主要设备是开关和变压器.按规模大小不同,称为变电所,配电室等.变电站是把一些设备组装起来,用以切断或接通,改变或者调整电压,在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点,变电站的主要分为:升压变电站,主网变电站,二次变电站,配电站.变电站是电力系统中变换电压,接受和分配电能,控制电力的流向和调整电压的电力设施,它通过其变压器将各级电压的电网联系起来.变电站起变换电压作用的设备是变压器,除此之外,设备还变电站的有开闭电路的开关设备,汇集电流的母线,计量和控制用互感器,仪表,继电保护装置和防雷保护装置,调度通信装置等,有的变电站还有无功补偿设备.变电站的主要设备和连接方式,按照功能不同，而有差异。这次设计的是110kv芙蓉变电所电气一次设备的初步设计，设计需要用到的资料有《电力系统基础》《发电厂变电所电气设备》《电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程》。分为说明书、计算说明书两部分，所设计的内容力求概念清楚、层次分明、条理清晰。由于水平有限，知识体系结构还不够完善，设计可能有多方面的不足与错漏，还望读者批评指正。谢谢！目录设计题目第1章电气主接线设计1.1负荷资料的统计分析1.2主变压器的选择1.3电气主接线型式的确定1.4电容器的选择第2章所用电设计第3章短路电流计算3.1计算电路图3.2等值电路3.3短路电流各数据的计算3.4短路电流计算结果表第4章导体及主要电气设备的选择4.1导体及主要电气设备的选择的一般原则4.2母线的选择4.3开关设备（断路器、隔离开关、熔断器）的选择4.4互感器（电流互感器、电压互感器）的选择4.5避雷器的设计设计心得参考文献广西水利电力职业技术学院“发电厂及电力系统”专业电气课程设计任务书题目：110KV芙蓉变电所电气一次部分初步设计一、设计的原始资料1．芙蓉变电所设计电压等级：110/10KV说明:某地市2011年电网接线图如图1所示，据电力负荷发展需要，2012年电网规划在芙蓉新建一个110/10KV降压变电所~~~~~系统S1系统S2G1G2G3T4T1T2T3T5T7220kv330kv10.5kv110kv10kv10.5kv15.75kvL1L3L2L5L6T6青元水力发电厂晋芜火力发电厂都乐变电所断路器QF1ff1(3)f2(3)NM注：图中各元件参数如下：（1）系统S1：已知断路器QF1的额定开断电流为31.5KA；系统S2：已知当f发生三相短路时，从系统S2流到f点的短路电流I//为2.7KA；（2）青元水力发电厂：发电机G1和G2：水轮发电机，每台额定容量257MVA，xd”=0.2，变压器T1和T2：每台额定容量260MVA，UK%=14.35,变压器T4：额定容量260MVA，UK%=8,（3）、晋芜火力发电厂：发电机G3：汽轮发电机，额定容量412MVA，xd”=0.3，变压器T3：额定容量420MVA，UK%=14.6,（4）都乐变电站：变压器T5：SN=180MVA，220/121/10.5KV；PK=700kw,Uk13%=22Uk12%=12，Uk23%=8；Po=195kw,IO%=0.6（5）汪桥变电站：T6和T7：每台变压器SN=6.3MVA，PK=52kw,UK%=10.5；Po=9.76kw,IO%=1.1（6）线路L1：为双回线路，长度为200km，x=0.411Ω/km；线路L2：180km，x=0.32Ω/km；线路L3：90km，x=0.32Ω/km线路L5：100km，LGJ-120,Djj=3.5m；线路L6：25km，LGJ-95,Djj=3m2.电源及出线情况电源情况：芙蓉变电所连接系统电源共有1个：该电源来自220KV都乐变电站110KV母线，以一回110KV线路来连接，二者之间距离15KM；芙蓉变电所110KV出线有4回，其中：一回电源（上述的来自220KV都乐变电站110KV母线，以一回110KV线路来连接，二者之间距离15KM）一回来自110KV汪桥变电站高压110KV母线，以一回110KV线路来连接，二者之间距离10KM，以使该区域110KV系统构成环形网络，提高供电可靠性。2回备用。3．所址自然条件（1）年最高气温：40℃（2）年最低气温：-4℃（3）最热月平均最高气温：34℃（4）地震设防烈度：8度及以下（5）年平均雷电日：90天（6）海拔高度：150m（7）地质条件：分布均匀稳定，无不良地质现象4.芙蓉变电所的所址地理位置概况：（见图2）汪桥变电所都乐变电所公路S图2N5．负荷资料（1）10KV远期最大负荷统计表用户名称容量（MW）负荷性质经济开发区5.1II工业园东5.7II工业园西6.8III电台2.7Ⅰ生态园3.5II商贸区4.6Ⅱ盛天花园5.3III芙蓉医院3．1I体育中心3.6I芙蓉学校2.3III注：一些负荷参数的取值：①负荷功率因数均取cosφ=0.8②负荷同时率Kt=0.9③年最大负荷利用小时数Tmax=4500小时/年④表中所列负荷不包括网损在内，故计算负荷时应考虑网损。此处计算一律取网损率为5%。⑤各电压等级的出线回路数在设计中根据实际需要来决定。各电压等级是否预备用线路请自行考虑决定。（2）芙蓉变电所所用电负荷统计表序号名称容量（KW）负荷类型1通信2.3经常、连续2充电屏7.2经常、连续3监控电源1.1经常、连续4保护电源1.2经常、连续5动力电源11.5不经常、连续6采暖、通风电源23.6经常、连续小计动力负荷P146.91110KV加热0．8经常、连续210KV加热2．2经常、连续小计加热负荷P23.0110KV配电室照明3短时、连续2屋外配电装置照明4短时、连续3二次设备室照明4短时、连续小计照明负荷P311第一章电气主接线设计1.1负荷资料的统计分析10KV负荷统计最大负荷总计ΣP=体美盛商生电台学校工业经开PPPPPPPPP=6.1+7.6+2.1+3.5+4.9+5.7+3.3+3.7+2.4=39.3MW计算负荷S=（1+网损率）COSPKt=（1+5%）MVA68.369.03.398.0一类负荷∑SI=（2.1+3.7+3.7）/cosφ=9.1/0.9=10.111MVA一、二负荷∑SI、II=（6.1+7.6+2.1+3.5+3.3+3.7）/0.9=29.222MVA所用电负荷∑S所用=（P1+P2+P3）/cosφ=（42.8+2.8+10.1）/0.9=61.889MVA110KV负荷统计:∑S=∑S10KV+∑S所用=43.667+61.889=105.556MVA1.2主变压器的选择为保证供电可靠性，变电所一般装设两台变压器，每台变压器容量按Se=0.6Sm选择。Se=0.6Sm=0.643667=26200.2KVA查表可选得：主变压器参数：型号额定容量(KVA)额定电压（KV）连接组别损耗（KW）空载电流%阻抗电压%重量（t）轨距(mm)高压低压空载负载SFZ7-31500/1103150011010.5YN,d1142.21421.110.550.014351.3.1电气主接线的确定方案一：采用两台SFZ7-31500/110型三相双绕组变压器110KV两回进线，四回出线，采用单母分段线接线。10KV两回进线，十回出线，采用单母线分段接线。主接线图如图1-1所示。方案一#2#1QSdQSd10回出线优点：（1）用断路器把母线分段后，重要负荷可以从不同段引出两个回路，提供双回路供电。（2）安全性、可靠性高。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。（2）以保证负荷分配均衡，扩建时需要向两个方向均衡扩建。（3）当出现回路为双回路时，常使用母线出线交叉跨越。方案二：采用两台SFZ7-31500/110三相双绕组变压器110kV两回进线、四回出线，采用单母线分段接线10kV两回进线、十回出线，采用双母线（单断路器）接线单断路器双母线（加旁路隔离开关）接线的特点：优点：（1）运行灵活。（2）一组母线检修时所有回路均不中断供点。（3）扩建时也比较方便，施工时可不必停电。（4）可以做到不停电检修断路器。缺点：（1）运行方式改变时，需要用母线隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为复杂，易出现误操作，导致人身或设备事故。适用范围：当110KV配电装置为屋内型（或屋外型但出线数较小）时，为减少投资可不设旁路母线，而用旁路隔离开关供电。单母线分段接线的特点：优点：（1）简单、经济和方便。（2）有一定程度的可靠性。缺点：（1）在任一段母线故障或检修时，该母线上的所有回路必须电。（2）向一台断路器检修时，该断路器所在的回路也必须停电。适用范围：1）6~10KV配电装置出线回路为6回以上。（2）35~60KV配电装置出线回路为4~8回。（3）110~220KV配电装置的出线回路为4回。方案三：采用两台SFZ7-31500/110型三相双绕组变压器110KV两回进线，四回出线，采用双母线接线。10KV两回进线，十回出线，采用双母线接线。主接线图如图1-1所示。方案三#2#110回出线优点：(1)供电可靠性高，通过两组母线隔离开关的倒阀操作，可以轮流检修一组导线不致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任意回路母线隔离开关，只停该回路。(2)调度灵活，各个电源盒各个回路负荷可任意切换，分配到任意母线上工作，能够灵活地适应系统中各种运行方式调度和系统潮流变化的需要。（3）便于实验，当个别回路需要单独进行实验室，可将该回路分开，单独借至一组母线上。缺点：（1）增加一组母线和每回路就需要增加一组母线隔离开关。（2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒阀操作电器，容易误操作。适用范围：（1）6~10KV配电装置，当短路电流较大，需要加装电抗器。方案四：采用两台SFZ7-31500/110三相双绕组变压器110kV两回进线、四回出线，采用单断路器双母线接线10kV两回进线、十回出线，采用单母线分段接线如图1-1所示优点：（1）运行灵活。（2）一组母线检修时所有回路均不中断供电。（3）检修任一回路的母线侧隔离开关时，只中断该回路的供电。（4）检修任一回路断路器时，可以用母联代替工作。缺点：（1）运行方式改变时，需要母线隔离开关进行倒闸操作，步骤较为复杂，容易误操作，导致人身或设备事故。（2）任一回路检修时，该回路仍需停电或短时停电。单母线分段接线的特点：优点：接线简单、经济和方便，可靠性有一定的提高。缺点：任何一段母线故障及检修时，该母线上的所有回路必须停电。适用范围：（1）110~220KV配电装置出线回路为5回以上或出线回路为4回但在系统中地位重要。（1）6~10KV配电装置出线回路6回及以上，每一分段的容量不宜超过25MW根据以上技术比较分析，淘汰方案二、方案三，保留方案一、四两个方案，进行经济比较。1.3.2经济比较方案一：（1）综合投资Z万元配装主变7.406)455.25.29(16310220ZZZZ=Z万元（73.772)100/10aZ（2）计算年运行费用UhkwSSpTPAnk/1086.1)(62max0U=a×万元562.14310214UUA方案四：（1）综合投资Z万元装配主变7.420455.25.2917710220ZZZ万元333.7991009017.42010010aZZ（2）年运行费用UhkwSSpTPAnk/1086.