110KV变电站设计

目录摘要.................................................................................................1前言.................................................................................................21、概述1-1设计的概述................................................................................31-2电力系统概述............................................................................31-3KD变电所各级电压负荷情况分析.............................................41-4KD变电所的自然条件...............................................................4第二章电气主接线2-1电气主接线设计的基本要求......................................................52-2主变压器台数、容量、型式的选择...........................................52-3电气主接线设计方案的技术、经济比较与确定.........................72-4KD变电所电气主接线特点.......................................................15第三章电气设备及载流导体3-1高压开关电器........................................................................163-2互感器...................................................................................183-3母线电缆及绝缘子.................................................................19第四章所用电接线4-1所用电电压等级的确定...........................................................194-2所用电接线.............................................................................194-3所用电电源.............................................................................204-4所用变压器台数、容量的选择................................................204-5KD变电所的所用电接线.........................................................21第五章短路电流计算5-1短路电流计算的条件...............................................................215-2短路电流计算的方法与步骤....................................................225-3KD变电所三项短路电流计算..................................................22文献综述总结致谢1110KVKD变电所设计摘要：电力工业为现代化生产提供主要动力，电力科学的发展和广泛应用，对我国工农业的迅速发展及人民生活的提高起到了巨大的作用和深远的影响。通过对理论的学习理解以及实际的工作，我对变电所的原理和设备有了初步的了解。为了增加自己的动手能力，为以后的工作打下良好的基础，我选择了110KVKD变电所设计作为自己的毕业课题。随着大规模农网发行事业的深入实施，一个优质、安全、可靠、宽松的供电环境已逐步形成，我们国家的电力事业逐渐和国际接轨。为了适应我国电力事业的发展及将所学的知识运用到实际生产中去，我行进了变电所设计。本次设计的是110KV的市级常规变电所，以枝江市地区的情况为基本依据，以提出地区供电质量，减少供电损失，满足该地区的负荷增长需要为目的，本着经济的原则进行设计，由于本地人口集中，工业负荷比重较大，以及各种用电较多，此变电所就要求各种配套设备齐全，并考虑到十年规划，从而使变电所的设计更加严密，跟得上时代发展的步伐。关键字：负荷、变电所、变压器、主接线、短路电流。2前言电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配线路和主要电工设备的保护。按用途可分为电力变电所和牵引变电所（电气铁路和电车用）。电力变电所又分为输电变电所、配电变电所和变频率。这些变电所按电压等级可分为中压变电所（60千伏及以下）、高压变电所（110~220千伏）、超高压变电所（330~765千伏）和特高压变电所（1000千伏及以上）。按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。其中，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属于二次系统。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能和配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装2—3台主变压器；330KV及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5—10年的预期负荷选择。此外，对变压所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求。变电所继电保护分系统保护（包括输电线路和母线保护）和元件保护（包括变压器、电抗器及无功补偿装置保护）两类。变电所的控制方式一般分为直接控制和选控两大类。前者指一对一的按钮控制。对于控制相对较多的变电所，如采用直接控制方式，则控制键盘数量太多，控制监视面太大，不能满足运行要求，此时需采用选控方式。选控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面积较小等优点；缺点是直观性较差，中间转换环节多，不便使用。3第一章概述1—1设计的概述一、设计内容由于枝江经济园区建设的需要，为满足柯达经济园区用电需要，决定建立一个2×31.5MVA（2×50MVA）110/10KV的降压变电所，简称KD变电所。二、设计任务1、变电所电气主接线设计（一次接线图）；2、所用电接线设计（结合电气主接线一起考虑）；3、短路电流设计。三、设计参数文献资料1、《110KV变电站设计规范》2、《发电厂、变电所设计》指导、参考资料3、《110KV变电所设计指导》4、《发电厂、变电站电气部分》教材5、《发电厂、变电所电气接线和布置》中国电力出版社2002年第二版1—2电力系统概述一、本变电所与电力系统的联系1、接线图：KVKVKVKVKVMVA(2*50MVA)KVKVKVKVKVMVA(2*50MVA)KVKVKVKVKVMVA(2*50MVA)KVKVKVKVKVMVA(2*50MVA)2、KD变电所通过两回4.8公里的110KV线路，和与电力系统相连接的宜枝变电所110KV电压级侧相连，并由其供电。3、系统参数如下一、KD变电所在电力系统中的地位和作用41、根据KD变电所与系统联系的情况来看，属于110KV终端变电所。2、KD变电所主要供电给本地区用户，还有一些外资企业，一旦停电不但会造成直接经济损失，在政治上还会有较大的影响。按其供电可靠性，该变电所的用电负荷属于Ⅱ类负荷。1—3KD变电所各级电压负荷情况分析一、满足系统的技术要求二、1、主变容量：本期2×31.5MVA远景规模为2×50MVA。2、电压等级：110/10.5KV。3、主变形式：三相绕组有载调压电力变压器，有载调压范围110±8×1.25%/10.5KV。4、进出线回路数：110KV二回，10KV本期6回，远期14回。5、无功补偿：12MVAR，最终规模为每段10KV母线各接两组3000KVAR电容电阻共4组。6、本变电所主变中性点直接接地方式。7、接地变：最终规模为每段各接一台，共两台，本期不上。二、供电方式1、110KV侧：共有两回路进线，由系统连接宜枝变电所通过双回路对KD变电所供电。2、10KV侧：本期出线6回，远期出线14回，由KD变电所降压供电。三、负荷资料1、全区用供电负荷本期为27MW，6回，每回按4.5MW设计，远期用电负荷为50MW，14回，每回按3.572MW计，最小负荷按70%计算，供电距离2KM。2、负荷同时率取0.85，COSǿ=0.8，年最大利用小时数Tmax=4250小时/年。3、所用电率取1%。1—4KD变电所的自然条件一、地形地质资料1、海拔23.8M，所址处于砂质粘土的丘陵地，地势平坦、开阔，但本所是在柯达园区指定范围内。2、土壤电阻率=1×10000，土壤地下深处（0.8m）温度28℃。二、气象条件1、最热月高气温平均值32.2℃/7月份。2、最冷月最低气温平均值10.3℃/1月份。3、年平均温度21.07℃.4、年最高温度38.4℃.5、年最低温度2.02℃.6、主导风向：东南风57、雷暴日数：62.3日/年三、所址地理位置与交通运输情况1、地理位置：位于枝江市中心西侧，距离江北岸3KM，距离高速南2KM处。2、交通运输情况：交通方便，有高速公路可达。第二章电气主接线2—1电气主接线设计的基本要求一、对电气主接线有以下几个方面的基本要求：1．根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量。2．具有运行、维护的灵敏性和方便性。3．具有经济性：在满足技术要求的前提下，力求经济合理。4．具有发展和扩建的可能。2—2主变压器台数、容量、型式的选择一、主变压器的选择原则第四章主变压器的台数（1）为保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变压器（2）当只有一个电源或变电所可由低侧电网取得所用电源给重要负荷供电时，可装设一台。（3）对于大型枢纽变电所，根据工程具体情况，可安装2~4台变压器。第五章主变压器容量（1）主变压器的容量应根据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时的过负荷能力。（2）对装一台变压器的变电所，变压器额定容量应满足容量用户电负荷的需要，选择遵循式子。Sn≥K∑Pm/COSΦ{式子中：Sn——变压器额定容量（KVA）：Sm，Pm——变电所最大负荷的视在功率和有功功率（KVA,KW)；COSΦ——负荷功率因数；K——负荷率，可取0.85}(3)对装有两台变压器的变电所中，当一台断开时，另一台变压器的容量一般保证60%全部负荷的供电，但应保证用户的一级负荷和大部分二级负荷。每台变压器容量一般遵循下式选择：Sn≥K∑Sm/2(4)主变压器容量选择还应考虑周围的环境温度影响：Sn≥0.6Sm/Kθ{式中，Kθ—周围环境温度修正系数}3.主变压器的型式（1）一般情况下采用三相等级的变压所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%Sm以上时，可采用三相绕组变压器。二、计算、选择和校验1、经济园区的负荷计算6（1）近期：根据符合资料，近期6回出线，每回4.5M