110KV变电站电器一次部分设计

目录一、110KV变电所电气一次部分初步设计---------------------------------1二、设计任务书-------------------------------------------------------------------4三、主接线设计-------------------------------------------------------------------5〈一〉负荷分析统计〈二〉主变选择〈三〉主接线方案拟定〈四〉可靠性分析四、经济比较--------------------------------------------------------------------11五、短路电流计算-------------------------------------------------------------13六、电气设备设计选择---------------------------------------------------------22〈一〉选择母线〈二〉选择断路器、隔离开关〈三〉选择10KV母线的支持绝缘子〈四〉选择110KV一回出线上一组CT七、配电装置设计-----------------------------------------------------------------33一．110KV变电所电气一次部分初步设计参考资料1.本所设计电压等级：110/35/10K2.系统运行方式：不要求在本所调压3.电源情况与本所连接的系统电源共有3个，其中110KV两个，35KV一个.具体情况如下：待设计变电所用户1用户2L=10.2KX=0.4/KB1B2F1F2F33COS=0.8XUe=10.5kv有ZDT2121/38.5/10.5KVUUU(图1)(1)110KV系统变电所该所电源容量(即110KV系统装机总容量)为200MVA(以火电为主)。在该所等电压母线上的短路容量为634MVA，该所与本所的距离为8.2KM.以一回路与本所连接。(2)110KV火电厂该厂距离本所10.2KM.装有3台机组和两台主变，以一回线路与本所连接,该厂主接线简图如图1：(3)35KV系统变电所该所距本所6.17KM.以一回线路相连，在该所高压母线上的短路容量为250MVA.。以上3个电源,在正常运行时,主要是由(1)(2)两个110KV级电源来供电给本所。35KV变电所与本所相连的线路传输功率较小，为联络用。当3个电源中的某一电源出故障，不能供电给本所时，系统通过调整运行方式，基本是能满足本所重要负荷的用电，此时35KV变电所可以按合理输送容量供电给本所。4.本所地理概况：系统变电所公路待设计变电所110KV火电厂塘源变水厂化工厂铝厂35KV系统变电所NS5.本地区气象及地质条件年最高气温：40℃最高月平均气温：34℃年最低气温：-4℃地震烈度：7度以上年平均雷电日：90天海拔高度：75M6.负荷资料（1）35KV负荷用户名称容量（MW）距离（KM）备注化工厂3.515Ⅰ类负荷铝厂4.313Ⅰ类负荷水厂1.85Ⅰ类负荷塘源变74ⅡⅢ类负荷35KV用户中，化工厂，铝厂有自备电源（2）10KV远期最大负荷用户名称容量（MW）负荷性质机械厂0.8Ⅲ自行车厂1.0Ⅲ食品加工厂0.35Ⅲ电台0.25Ⅰ纺织厂0.9Ⅰ木材厂0.4Ⅱ齿轮厂0.6Ⅱ10KV用户在距本所1-3KM范围内（3）本变电所自用负荷约为60KVA（4）一些负荷参数的取值：a.负荷功率因数均取cosφ=0.85b.负荷同期率Kt=0.9c.年最大负荷利用小时数Ｔmax＝4500小时/年d表中所列负荷不包括网损在内，故计算时因考虑网损，此处计算一律取网损率为5%e.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。二．设计任务书1．电气主接线设计2．短路电流计算3．主要电气设备及载流导体选择4．配电装置的设计三．设计成品说明书一份。（包括对设计基本内容的论证：短路电流计算过程。电气设备选择计算过程。）110KV变电所的初步设计计算一．主接线设计〈一〉负荷分析统计（1）35KV侧负荷：S35KV=(1+5%)×85.0)78.13.45.3(×0.9=18.455MVA其中Ⅰ类负荷：SⅠ35KV=(1+5%)×85.0)8.13.45.3(×0.9=10.673MVAⅠ类负荷占总负荷百分数：KVKVSS3535×100%=455.18673.10×100%=57.8%（2）10KV侧负荷：S10KV=(1+5%)×85.0)6.04.09.025.035.018.0(×0.9=4.781MVA其中Ⅰ类负荷：SⅠ10KV=(1+5%)×85.0)9.025.0(×0.9=1.279MVAⅡ类负荷：SⅡ10KV=(1+5%)×85.0)6.04.0(×0.9=1.112MVAⅠ类负荷总负荷百分数：%8.26%100781.4279.11010KVKVSSⅡ类负荷占总负荷百分数：%3.23%100781.4112.1%1001010KVKVSS（3）110KV侧负荷：S110KV=(1+5%)(S35KV+S10KV+S所用)=(1+5%)(18.455+4.781+0.06)=24.461MKA〈二〉主变选择(1)台数分析：主变台数确定的要求：对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。2.对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系紧密，为了保证供电的可靠性，选两台主变压器(2)主变压气容量：主变压气容量应根据5—10年的发展规划进行选择，并考虑变压器正常运行和事故是的过负荷能力。所以每台变压器的额定容量按Sn=0.7PM（PM为变电所最大负荷）选择，即Sn=0.7×24460.7=17122.5KVA这样当一台变压器停用时，可保证对70%负荷的供电。考虑变压器的事故过负荷能力40%，则可保证对98%的负荷供电因为一般电网变电所大约有25%的非重要负荷，因此采用Sn=0.7PM对变电所保证重要负荷来说是可行的。(3)绕组分析：通过主变压器各侧绕组的功率。均达到15%Sn以上时，可采用三绕组变压器。因15%Sn=2568.4KVA。所以S1＞S2＞S3＞15%Sn。即通过主变压器各绕组的功率均达到15%Sn以上，又因中性点具有不同的接地方式，所以采用普通的三绕组变压器。选为SFSL1—20000型，容量比为100/100/50〈三〉主接线方案拟定110KV侧：本所在正常运行时主要是由（1）（2）两个110KV级电源来供电。所以必须考虑其可靠性。35KV侧：因为此侧Ⅰ类负荷占57.8%占的比例重大，考虑Ⅰ类用户的可靠性，应采用带有旁路的接线方式。10KV侧：此侧Ⅰ类负荷占26.7%比重不大，但负荷较多，且本所用电即从本侧取，所以应考虑带旁路和分段。方案Ⅰ、型号及容量（KVA）额定电压高/中/低损耗（KW）阻抗电压（%）空载电流（%）参考价格万元综合投资万元空载短路高-中高低中-低高中高-低中低SFSL-20000121/38.5/1150.2150.713194.51810.56.54.118.1623.6电台木材厂纺织厂所用机械厂自行车厂食品厂齿轮厂系统火电厂35KV10KV110KV铝厂化工厂水厂塘源变系统变110KV：采用桥形设备少，接线简单清晰，为了检修桥连断路器时不致引起系统开环运行，增设并联的旁路隔离开关以供检修用。但桥形可靠性不高。35KV：采用单母线分段带专用旁路。接线简单清晰，操作简单，当检修出线断路器时可不停电，可靠性比较高，但当母线短路时要停电。10KV侧：采用单母线分段带专用旁路，所用电采用双回路供电提高了所用电可靠性。方案Ⅱ：10KV110KV齿轮厂食品厂木材厂所用自行车厂机械厂纺织厂电台系统火电厂化工厂系统变铝厂水厂塘源变35KV110KV：采用桥形接线，同方案Ⅰ35KV：双母线带专用旁路，可靠性更高，灵活。检查出线断路器不会停电。母线短路只出线短时停电，可靠地保证Ⅰ类用户用电，但投资大，操作较复杂，易出现误操作。10KV：采用单母线分段带专用旁路，同方案Ⅰ方案Ⅲ化工厂水厂火电厂系统110KV电台所用食品厂自行车厂机械厂齿轮厂木材厂纺织厂10KV35KV铝厂塘源变系统变110KV：采用桥形接线，同方案Ⅰ35KV：采用单母线分段兼专用旁路，接线清晰明了，可靠性较高，但做母联和做旁路时切换复杂。10KV：采用单母线分段，接线简单，但在检修出线断路器时需停电，可靠性不高。〈四〉可靠性分析方案Ⅰ：110KV侧采用桥形接线，使断路器达到最简。鉴于110KV为两回进线，所以采用桥形较合理。可靠性比单元接线要高，并易发展成单母线分段，为以后的发展大下基础。又因，两个110KV电源离本所不远出现故障的机率不多，所以虽可靠性不很多，但仍可满足需要。35KV：采用单母线分段带旁路，当检修出线断路器时可不停电，因为进行分段且是断路器分段，所以当一段母线发生故障时，可以保证正常段母线不间断供电，因为设置旁路母线，可以保证Ⅰ.Ⅱ类用户用电要求，同时它结构简单清晰，运行也相对简单，便于扩建和发展。同时它投资小，年费用较低，占地面积也比双母线带旁路小，年费用较小，所以满足35KV侧用户的要求，但当母线故障时，可能出现一半容量停运。10KV：采用单母线分段带旁路，因为本侧Ⅰ类用户仅占26.7%。所以完成可靠满足供电要求。方案Ⅱ：110KV侧采用桥形接线，可靠性同方案Ⅰ。35KV：采用双母线带旁路，通过两组母线隔离开关的到闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一出线断路器无需停电。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上。能灵活地适应各种运行方式调度和潮流变化需要。扩建方便，但投资大，占地多，配电装置复杂，容易发生误操作。10KV：采用单母线分段，所用电因较重要，采用双回路供电来提高它的可靠性，同方案Ⅰ。方案Ⅲ：110KV侧采用桥形接线，可靠性同方案Ⅰ。35KV：采用单母线分段兼专用旁路，这种接线方式具有了旁路的优点，同时减少了一个断路器使投资减少，但要检修任一断路器时，操作步骤复杂，对本级Ⅰ类用户的供电可靠性有一定影响。10KV：采用单母线分段，这种接线方式使当一段母线发生故障时，不致造成政策母线也同时停电，缩小了停电范围。对本级出线多，很适合，但因为没有带旁路，使当检修出线断路器时需要停电，这样就不能保证本级Ⅰ类负荷的要求。所以，选用方案Ⅰ与方案Ⅱ进行经济比较〈五〉经济比较统一初选同一类型主变压器和断路器主变压器型号SFSL1—20000110KV断路器型号DW3—11035KV断路器型号DW3—3510KV断路器型号GG—1A—25方案Ⅰ：电压等级接线形式价格110KV母线桥形31.4万元35KV母线单母线带专用旁路（分段）23.983万元10KV母线单母线分段带专用旁路9.315万元U=31.4+23.983+9.315=58.495万元变压器年电能损失总量△A△Q0=I0（%）100nS10010020001.4=8.2万元△Q=Ud（%）100nS1001002000018=36万元△A=n（P0+K△Q0）T0+)()(21322232221nnnnSSSSSSSQKPn=816320+38.875×（1.496+0.85+0.1143）×3000=1101034.825计算年运行费用U1=0.022Z=3.653U2=0.058Z=9.63U=13.283方案Ⅱ：主变23.6万元/台110KV母线桥形31.4万元35KV母线双母线带旁路25.786万元10KV母线单母线分段带旁路8.415万元Z=（23.6+31.4+25.786+8.415）1.9=169.482（万元）UⅡ=0.07×109