发电厂110-35-10kv降压变电所电气部分设计11

1Zzzzzzzzzzzzz《发电厂电气主系统》课程设计任务书题目110/35/10kv降压变电所电气部分设计姓名晨风学号专业班级设计内容与要求1、课程设计的目的：发电厂电气部分课程设计是在学习电力系统基础课程后的一次综合性训练，通过课程设计的实践达到：（1）巩固“发电厂电气部分”、“电力系统分析”等课程的理论知识。（2）熟悉国家能源开发策略和有关的技术规范、规定、导则等。（3）掌握发电厂（或变电所）电气部分设计的基本方法和内容。（4）学习工程设计说明书的撰写。（5）培养学生独立分析问题、解决问题的工作能力和实际工程设计的基本技能。2、课程设计的任务要求：（1）分析原始资料（2）设计主接线（3）计算短路电流（4）电气设备选择3、设计内容（1）设计各电压等级的电气主接线。（2）短路电流的计算。（3）选择主要电气设备并校验。（4）设计主变压器保护。4、设计成果：（1）完整的主接线图一张（2）设计说明书一份起止时间2013年7月1日至2013年7月10日指导教师签名2013年7月1日系（教研室）主任签名2013年7月1日学生签名2013年7月1日2前言电力工业在社会主义现代化建设中占有十分重要的地位，因为电能与其他能源比较具有显著的优越性，它可以方便地与其他能量相互转换，可以经济的远距离输送，并在使用时易于操作和控制，根据工业生产的需要，决定新建一座110kV降压变电所，培养综合运用所学知识的能力，扩大和深化所学的理论知识和基本技能，从而使理论与实践相结合。通过此次设计，主要掌握发电厂和变电所电气部分中各种电器设备和一、二次系统的接线和装置的基本知识，并通过相应的实践环节，掌握基本技能。设计变电站为降压变电站，其电压等级为110kV，具有中型容量的规模的特点，在系统中将主要承担负荷分配任务，从而该站主接线设计务必着重考虑可靠性。该工程的实施有利于完善和加强110kV电网功能，提高电网安全运行水平。从负荷特点及电压等级可知，它具有110、35、10kV三级电压。110kV进线两回。35kV出线回路数为6回；10kV出线回路数为10回。3目录前言……………………………………………………2题目：110/35/10kv降压变电所电气部分设计一、原始资料…………………………………………………………5二、设计目的和要求…………………………………………………5三、设计内容…………………………………………………………5四、设计成果…………………………………………………………5一电气主接线设计第一节对电气主接线的基本要求………………………………6.第二节对电气主接线方案的初步设计…………………………..7第三节几种方案的比较及最终接线……………………………..8第四节主接线图……………………………………………………9二电气设备的选择及短路计算第一节变压器选择………………………………………………10第二节短路电流计算……………………………………………13第三节短路电流计算结果工作电流汇总………………………13第四节母线选择…………………………………………………14第五节高压断路器选择…………………………………………16第六节隔离开关的选择…………………………………………184第七节电压互感器的选择………………………………………19第八节电流互感器的选择………………………………………21三结论…………………………………………………25附录A附录B.5题目：110/35/10kv降压变电所电气部分设计一、原始资料1、变电所规模：本变电所是中型降压变电所，一次建成。2、变电所与电力系统连接情况：（1）变电所在电力系统中的地位和作用本所位于某市郊小工业区中心,交通便利,地质条件好,进出线方便,供当地城市、工厂及农村用电。（2）变电所电压等级为110kv、35kv及10kv，110kv系统以两回线向本所供电，35kv有6回出线，10kv有10回出线。3、负荷资料：35kv侧最大负荷为38.5MVA，其中重要负荷占60%，最大的一回负荷为7.5MVA，平均功率因数为0.85，Tmax=6000h，35kv用户除本所外无其它电源。10kv侧最大负荷为25MVA，最大一回为3.2MVA，平均功率因数为0.8，Tmax=4300h，所用负荷按变电所最大负荷的0.5%计算。4、最小运行方式：变电所停用一台变压器，同时与变电所连接的发电厂中停用一台容量最大的发电机组。5、环境条件：变电所地处平原，年平均气温17度，最热月平均30度，绝对最高气温39度，最热日平均气温35度，最低气温-13度，最热月地下0.8米处土壤平均温度18度，当地海拔高度为400米，雷暴日数29.5日/年；无空气污染。土壤电阻率ρ=200Ω.m二、设计目的和要求61、课程设计的目的：发电厂电气部分课程设计是在学习电力系统基础课程后的一次综合性训练，通过课程设计的实践达到：（1）巩固“发电厂电气部分”、“电力系统分析”等课程的理论知识。（2）熟悉国家能源开发策略和有关的技术规范、规定、导则等。（3）掌握发电厂（或变电所）电气部分设计的基本方法和内容。（4）学习工程设计说明书的撰写。（5）培养学生独立分析问题、解决问题的工作能力和实际工程设计的基本技能。2、课程设计的任务要求：（1）分析原始资料（2）设计主接线（3）计算短路电流（4）电气设备选择三、设计内容1、设计各电压等级的电气主接线。2、短路电流的计算。3、选择主要电气设备并校验。4、设计主变压器保护。四、设计成果：（1）完整的主接线图一张（2）设计说明书一份一电气主接线设计第一节对电气主接线的基本要求现代电力系统是一个巨大的严密整体，各类发电厂和变电所分工完成整个电力系统的发电、变电和配电任务，主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电所和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民生活，因此，发电厂、变电所的7主接线，必须满足以下基本要求：1)必须保证发供电的可靠性。2)应具有一定的灵活性。3)操作应尽可能简单、方便。4)经济上应合理。主接线除应满足以上技术经济方面的基本要求外，还应有发展和扩建的可能性，以适应发电厂和变电所可能扩建的需要。第二节对电气主接线方案的初步设计电气主接线基本要求：可靠性、灵活性、经济性三项基本要求。一、主接线的初步选择1、110kV系统的主接线选择根据《电力工程设计手册》：110kV～220kV配电装置出线回路不超过2回时一般选用单母线接线；出线回路3～4回时一般选用单母线分段接线，故选用单母线接线与单母线分段接线两种方案进行比较决定。2、35kV侧的主接线形式根据《电力工程设计手册》：1）35kV～6.3kV的配电装置出线回路数在4～8回时采用单母线分段接线。2）35kV的出线多为双回路，且检修时间短，一般不设旁母，当配电装置出线回路数在8回以上时；或连接的电源较多，负荷较大时采用双母线接线。故选用单母线分段接线与双母线接线两种方案进行比较决定。3、10kV侧接线形式选择根据《电力工程设计手册》：6～10kV系统中，出线在6回或以上时一般使用单母线分段接线形式，当用户要求不能停电时可装设旁路母线。故选用单母线分段接线与单母线分段带旁母接线两种方案进行比较决定。二、可靠性的要求1.断路器检修时，不宜影响对系统的供电。82.断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间。3.避免全所停电的可能。三、灵活性的要求1．调度时，可灵活的投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷。2．检修时，方便的停运断路器、母线及保护，进行安全检修。3．扩建时，容易从初期接线过渡到最终接线。四、经济性的要求：1．投资省。2.主接线力求简单，以节省一次设备。3.二次回路简单。4.能限制短路电流，以便选择价廉的设备。5.占地面积小。6.电能损失少。第三节几种方案的比较及最终接线根据以上几点要求对主接线的初设方案进行比较，结果如下：110kV方案一：为“单母线接线”方案二：为“单母线分段接线”优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩展。缺点：不够灵活可靠。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户从不同段引出，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线供电，供电可靠性高。缺点：占地面地大，投资较多。35kV方案一：为“单母线分段接线”优点：不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：1．当一段母线或母线刀方案二：为“双母线接线”优点：供电可靠性高，一般不对歪停电。缺点：占地面地大，刀闸多，投资较多。9闸故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电。2．当出线为双回路时，常使架空出线呈交叉跨越。3．扩建需两个方向。10kV方案一：为“单母线分段接线”优缺点：同上方案二：为“单母线分段带旁母接线”优点：供电可靠性高。缺点：占地面地大，刀闸多，投资较多。由于待建变电所属地区变电所，负荷主要是地区性负荷，该变电站110kV、35kV、10kV侧均采用单母线分段接线。第四节主接线图方案一图10方案二图二电气设备的选择及短路计算第一节变压器选择1.可按下述原则确定变压器容量（1）变压器的容量和台数的选择（2）根据变电站的实际情况，应根据以下的原则进行选择（3）主变得容量一般按变电站建成后5～10年的规划负荷选择（4）根据电压网络的结构和变电站所带的负荷的性质来确定主变的容量，11对于有重要用户的变电站应考虑当一台主变停运时其余变压器在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级的负荷，对一般性变电站，一台机停用时，应使其余变压器保证全部负荷的70%~80%。（5）同级电压的降压变压器容量的级别不宜过多，应系列化，标准化（6）对于大城市市郊的一次变电站，在中低压侧已构成环网的基础上，变电所以装设两台变压器为宜。2.变压器绕组形式选择根据：不受运输条件限制时，在330kV及其以下的发电厂和变电所中，均采用三相变压器。3.变压器绕组数量的选择根据：在具有三种电压的变电站中，如通过主变各侧的功率均达到该主变容量的15%及以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功功率补偿设备时，主变宜采用三绕组变压器。4.绕组连接方式根据：我国110kV及以上的电压级别，变压器绕组均用Y0的接法，35kV用Y连接，其中性点经过消弧线圈接地。第三绕组用三角形连接。高、中压电网的联络变压器应按两级电网正常与检修状态下可能出现的最大功率交换确定容量,依赖于两级电网的合理调度。当联络变压器为两台时，考虑一台突然切除后，另一台短时承担全部负荷，因此选择每台变压器的容量为总容量的50~75%，采用50%时，一台变压器突然切除，另一台过载倍率为2，允许运行7.5分钟，采用75%时，过载倍率为1.3，允许运行2小时，应保证上述时间内电网调度能妥善的调整系统潮流，降低联络点的穿越功率。5.主变压器台数的确定1).减少变压器台数的途径如下：(1)使用发电机—变压器扩大单元。(2)在需要变压器并联以相互备用的情况下，使用两台变压器比较便利。考12虑一台变压器退出工作后的备用能力相当，使用两台变压器时，其总容量较使用各台数变压器的总容量有所增加，但考虑上述因变压器台数减少取得的综合效益及损耗的减少仍将使用两台变压器更为合理。2).负荷变电站的降压变压器，发电厂、变电站高、中压电网的联络变压器一般情况下选用两台主变压器比较合理。（1）选择降压结构：绕组排列结构从里往外为：低中高；（2）选择容量：由所给材料可知：35KV侧MVAS5.381max10KV侧MVAS252max变电站用电负荷ZP为：MVAPZ32.0所以变电站最大负荷maxS为：MVAS82.6332.0255.38max按冗余考虑配置主变:单台主变故障时,另一台承担50%～75%负荷,选50%时:S1=63.82*0.5=31.91MVA选75%时:S1=63.82*0.75=47.865MVA如按国家标准规定的R10系列10√10倍数系列容量等级的原则选主变则为:从40MVA、50MVA、63MVA中选40MVA为宜。为了减少维护费用，选择三相油浸风冷、铝线圈、有载调压