110KV变电站设计说明书和计算说明范文.doc

110kv变电站设计说明书和计算说明范文 第1章 概述11设计题目110kv降压变电站电气设计12原始资料com 系统参数系统至110kv母线的短路容量为3984mva110kv架空线路长22kmcom 变电所a资料35kv出线4回 1负荷7-10mw线路长30km1回 2负荷6-8mw线路长25km1回 3负荷5-8mw线路长20km1回 4负荷4-7mw线路长15km1回 功率因数085 10 kv出线4回 1负荷15-2mw线路长10km1回 2负荷16-22mw线路长12km1回 3负荷05-12mw线路长7km1回 4负荷07-15mw线路长9km1回 负荷同时率075 待建变电所考虑15的负荷发展余地地形平坦无污染环境温度 35最大负荷利用小时数t 5000h年110kv线路电抗按04欧姆km计发电厂变电所地理位置图如图所示图1-1 发电厂变电所地理位置图g汽轮发电机qfq-50-250mwxd 0124cos 08t-变压器sf7-40000121225l170kml260kml340km13设计任务计算负荷选择主变的容量和台数确定电气一次主接线方案短路电流计算选择各级导线型号和截面选择一次电气设备防雷保护和接地装置计算继电保护计量装置配置编写设计说明书包括设计总说明设计计算书设计图纸包括电气主接线图电气总平面布置图各电压等级电气间隔断面图继电保护测量配置图防雷保护及接地装置布置图屋内配电装置图电气主接线的设计原始资料分析本设计的变电站为降压变电站有三个电压等级高压侧电压为110kv有二回进线中压侧电压为35kv有四回出线低压侧电压为10kv有四回出线从以上资料可知本变电站为终端变电站主接线的设计电气主接线是发电厂变电所电气设计的重要部分也是构成电力系统的重要环节主接线的确定对电力系统整体及发电厂变电所本身运行的可靠性灵活性和经济性密切相关并且对电气设备选择配电装置布置继电保护和控制方式的拟定有较大影响因此必须处理好各方面的关系全面分析有关影响因素通过技术经济比较合理确定主接线方案终端变电站的作用是降压供给附近用户或企业其接线应尽可能采用断路器数目较少的接线以节省投资和减少占地面积随着出线数的不同可采用桥形单母分段等低压侧采用单母线和单母线分段可按以下几个原则来选主接线选择原则运行的可靠断路器检修时是否影响供电设备和线路故障检修时停电数目的多少和停电时间的长短以及能否保证对重要用户的供电具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式达到调度的目的而且在各种事故或设备检修时能尽快地退出设备切除故障停电时间最短影响范围最小并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全操作应尽可能简单方便主接线应简单清晰操作方便尽可能使操作步骤简单便于运行人员掌握复杂的接线不仅不便于操作还往往会造成运行人员的误操作而发生事故但接线过于简单可能又不能满足运行方式的需要而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电 经济上合理主接线在保证安全可靠操作灵活方便的基础上还应使投资和年运行费用小占地面积最少使其尽地发挥经济效益应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展电力负荷增加很快因此在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性变电站电气主接线的选择主要决定于变电站在电力系统中的地位环境负荷的性质出线数目的多少电网的结构等主接线方案初步拟定两套综合对可靠性灵活性及经济性等要求考虑作出力争技术先进供电可靠经济合理的主接线方案此主接线方案还应在检修事故等特殊状态下操作方便调度灵活检修安全扩建方便方案110kv侧采用单母分段35kv采用单母分段带旁母10kv采用单母分段图2-1 电气主接线方案一方案110kv侧采用内桥接线35kv采用单母分段10kv单母接线图2-2 电气主接线方案二分析比较过程110kv侧 2回进线 方案1110kv侧采用单母线分段接线其优缺点 1当母线发生故障或检修时仅断开该段电源和变压器非故障段仍可继续工作不影响变电站的运行2单母线分段便于过渡为双母线接线3采用的开关刀闸较多某一开关检修时对有穿越电流的环网线路有影响4开关检修时可用采用另一段运行无需停电5易于扩建利于以后规划方案2采用内桥接线其优缺点1两台断路器1dl和2dl接在电源出线上线路的切除和投入是比较方便2当线路发生故障时仅故障线路的断路器断开其它回路仍可继续工作3当变压器故障时如变压器1b故障与变压器1b连接的两台断路器1dl和3dl都将断开当切除和投入变压器时操作也比较复杂4较容易影响有穿越功率的环网系统内桥接线适用于故障较多的长线路且变压器不需要经常切换运行方式的变电所10kv侧 4回出线 分析6-10kv配电装置出线回路数为6回及以上时一般采用单母线分段接线本设计为终端变电所为保证供电可靠性也采用单母分段接线方式35kv 侧4回出线35kv送出四回线路可采用单母线接线或单母线分段接线方式但单母线接线方式只适用于6220kv系统中只有一台发电机或一台主变压器的发电厂或变电所一般主变不少于2台故选用单母分段带旁路接线方式主接线方案结果由以上分析比较综合可靠性和经济性可得变电站的主接线方案为方案一110kv采用单母分段接线方式35kv采用单母分段带旁路接线方式10kv采用单母分段接线变电站主变压器的选择变电所主变压器容量一般应按5-10年规划负荷来选择根据城市规划负荷性质电网结构等综合考虑确定其容量对于重要变电所应考虑以1台主变压器停运时其余变压器容量在计及负荷能力允许时间内应满足类及类负荷的供电对于一般变电所当一台主变停运时其余变压器的容量应能满足全部负荷的70-80在目前实际的运行情况变电所中一般均是采用两台变压器互为暗备用并联运行变压器容量首先应满足在下变压器能够可靠运行对于单台对于两台并联运行 变压器除满足以上要求外还需要考虑变电所发展和调整的需要并考虑5-10年的规划并留有一定的裕量并满足变压器经济运行的条件根据现实运行的经验一般是采用两台变压器互为备用对于两台互为备用并联运行的变压器变电所通常采用两台等容量的变压器单台变压器容量视它们的备用方式而定暗备用两台变压器同时投入运行正常情况下每台变压器各承担负荷的50此时变压器的容量应按变压器最大负荷的70选择其有显著的优势1正常情况下变压器的最大负荷率为70符合变压器经济运行并留有一定的裕量2若一台变压器故障另一台变压器可以在承担全部最大负荷下过负荷40继续运行一段时间这段时间完全有可能调整生产切除不重要负荷保证重要负荷的正常供电这种暗备用的运行方式具有投资省能耗小的特点在实际中得到广泛应用明备用一台变压器工作另一台变压器停止运行作为备用此时两台变压器按最大负荷时变压器负荷率为100考虑较暗备用能耗大投资大故在实际中不常采用变压器选择方法根据负荷计算出的由于采用两台变压器互为暗备用并联运行单台变压器容量按70选择并考虑5-10年规划留有15的发展余地 07 115所选择的变压器容量07 115即可考虑两台主变压器互为暗备用单台容量按计算容量的70选择考虑5-10年的计算规划并留有一定的裕量则单台s总 sc07115 352111507 2834 mva所以单台容量只要大于2834 mva即可另外单台容量s总 2834 mva scmin 22325mva满足最小负荷时单台主变独立运行综合上述条件考虑本变电站选择2台sfs731500110型变压器其技术参数如下表2-1 sfs731500110型变压器参数型号额定容量kva额定电压sfs73150011031500高压中压低压11022512122535225385225636610511联结组损耗kw阻抗电压总体质量备注ynyn0d11空载短路高中高低中低611t沈阳变46175105171865短路电流的计算及导线设备的选择短路电流的计算根据变电所电气主接线做出等值电路采用标么值计算设基准容量sb 100mva基准电压ub uav基准电流ib sb ub 设k1k2k3点短路则短路系统简化图如下图3-1 短路系统简化图计算过程见计算书结果如下表表3-1 短路电流计算结果表回路编号短路容量电流冲击值稳定值110kvk12296mva6716ka3977ka35kvk2109mva1072ka635ka10kvk32998mva2998ka1776ka各电压等级母线及其出线选择各级电压母线的选择 选择配电装置中各级电压母线主要应考虑如下内容选择母线的材料结构和排列方式选择母线截面的大小检验母线短路时的热稳定和动稳定对35kv以上母线应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕对于重要母线和大电流母线由于电力网母线振动为避免共振应校验母线自振频率根据以往经验110kv母线一般采用软导体型式采用lgj185型钢芯铝绞线即满足热稳定要求同时也大于可不校验电晕的最小导体lgj70故不进行电晕校验根据设计要求 35kv母线应选导体为宜lgj630型钢芯铝绞线即满足热稳定要求同时也大于可不校验电晕的最小导体lgj70故不进行电晕校验本变电所10kv母线应选硬导体为宜由于出现负荷不是很大故采用经济电流密度选择方法所选lmy-638型铝母线满足稳定要求以下为导体选择结果详细的计算选择和校验过程见计算书表3-2 导体选择结果线路型号载流量a截面 110kv母线lgjv母线lgj-630118763010kv母线矩形铝导体99563835kv出线lgj-210577210电缆的选择电力电缆应按以下条件进行选择和校验电缆芯线材料及型号额定电压截面选择允许电压降校验热稳定校验电缆的动稳定由厂家保证可不必校验10kv侧电缆选择如下表 3-3 电缆选择结果类型载流量截面缆芯最高工作温度三芯油浸纸绝缘铝芯铅包钢带铠装防腐电缆348a240电气设备选择正确地选择电气是使电气主接线和配电装置达到安全经济运行的重要条件在进行电气设备选择时应根据工程实际情况在保证安全可靠的前提下积极而稳妥地采用新技术并注意节省投资选择合适的电器尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样具体选择方法也不完全相同但对它们的基本要求却是一致的电器要能可靠地工作必须按正常工作条件进行选择并按短路状态来校验热稳定和动稳定设备的选择与校验断路器型式的选择除需满足各项技术条件和环境条件外还应考虑便于安装调试和运行维护并经技术经济比较后才能确定断路器的选择及校验条件如下uzdugieig热稳定校验 ie2t t i2t 动稳定校验 ichidf隔离开关的选择隔离开关的主要用途1隔离电压在检修电气设备时用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离以确保检修的安全2倒闸操作投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时常用隔离开关配合断路器协同操作来完成3分合小电流隔离开关选择和校验原则是1uzdug2ieigcomt i2t 4ichidf电流互感器的选择电流互感器的选择和配置应按下列条件1型式电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择对于620kv屋内配电装置可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器对于35kv及以上配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器2uzdug3ieig4校验动稳定 2imkem ich 5校验热稳定 i2teqimkth2t电气主要选择项目汇总表以下各节列出了各种电器设备选择结果其计算过程详见计算书断路器选择据能源部导体和电器选择设计技术规程对主电路所有电气设备进行选择和校验各级电压的断路器的选择成果见表3-4表3-4 断路器选择结果表 计算数据 设备参数型号 kv a ka 安装地点台数lw11-110 110 1101736 1600671680变压器110kv侧母联及出线5lw8-35 35 35 496 1600107 6335kv主变回路母联及出线9zn98 10 121038 12506028 8010kv出线回路8zn32102500 10 10426 25002998 10010kv主变回路及母联3隔离开关的选择 选择隔离开关的方法和要求与选择断路器相同为了使所选择的隔离开关符合要求又使计算方便各断路器两侧的隔离开关原则上按断路器计算数据进行选择表 3-5 隔离开关选择表 计算数据 设备参数型号 kv a ka 安装地点台数gw5-1101101101736630671680变压器110kv侧及母联两侧16gw4-351250353549612501078035kv主变回路及母联两侧28gn2-1010001010426100029988510kv主变分段开关及馈线11电流互感器的选择 电流互感器的配置原则为了满足测量和保护装置的需要在发电机变压器出线母线分段及母联断路器旁路断路器等回路中均设有电流互感器对于中性点直接接地系统一般按三相配置对于中性点非直接接地系统依照具体情况如符合是否对称保护灵敏度是否满足等按二相或三相配置对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置例如若有两组电流互感器且位置允许时应设在断路器两侧使断路器处于交叉保护范围之中为了防止支持式电流互感器套管闪络造成母线故障电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧为了减轻内部故障时发电机的损伤用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障用于测量仪表的电流互感器已装在发电机中性点测根据以上配置原则和电流互感器选择条件和校验标准选出电流互感器如下表3-6电流互感器选择表安装地点型 号额定电流比1s热稳定倍数kt动稳定倍数kdw主变110kv侧lcw-110600575178主变35kv侧lcw-35151000565100主变10kv侧laj-1030005509035kv馈线lb-3530055514010kv馈线la-10200580210电压互感器的选择各电压互感器除供给测量仪表和继电保护外另有辅助绕组供给保护及绝缘监察装置用电压互感器的配置原则如下1母线 除旁路母线外一般工作及备用母线都装有一组电压互感器用于同步测量仪表和保护装置2线路 35kv级以上输电线路当对端有电源时为了监视线路有无电压进行同步和设置重合闸装有一台单相电压互感器3变压器 变压器低压侧有时为了满足同步或继电保护的要求设有一组电压互感器根据以上配置原则和电压互感器选择和校验条件选出电压互感器如下表3-7 电压互感器选择表 安 装 地 点型 号数 量额 定 变 比最 大 容 量 va 110kv母线jcc6-1106200035kv母线 jd7-356100010kv母线jdj-10210000100100640熔断器选择由于110kv和35kv侧电压互感器的电压等级很高不宜装设熔断器下面对10kv侧熔断器进行选择由于pt一次绕组电流很小故熔断器只需按额定电压和开断电流进行选择即选择结果如下表表3-8 熔断器选择表安 装 地 点型 号额定电压kv额定电流a最大开断电流ka断流容量mva10kv电压互感器rn210051005851000补偿装置的选择电力系统的无功功率平衡是系统电压质量的根本保证在电力系统中整个系统的自然无功负荷总大于原有的无功电源因此必须进行无功补偿通常情况下110kv的变电所是在35kv母线和10kv母线上进行无功补偿本变电所是在10kv母线上并联电容器和可调节的并联电抗器为主要的无功补偿并联电容器和并联电抗器是电力系统无功补偿的主要常用设备予优先采用既将功率com合理的无功补偿和有效的电压控制不仅可以提高电力系统运行的稳定性安全性和经济性故所选的电容器型号为tbb11-21002100-3w配电装置及所用电系统41配电装置 配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分它是根据主接线的联结方式由开关电器保护和测量电器母线和必要的辅助设备组建而成用来接受和分配电能的装置 配电装置按电器装设地点不同可分为屋内和屋外配电装置 屋内配电装置的特点是由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小维修巡视和操作在室内进行不受气候影响外界污秽空气对电器影响较小可减少维护工作量房屋建筑投资较大屋外配电装置的特点是土建工作量和费用较小建设周期短扩建比较方便相邻设备之间距离较大便于带电作业占地面积大受外界环境影响设备运行条件较差须加强绝缘不良气候对设备维修和操作有影响配电装置的型式选择应考虑所在地区的地理情况及环境条件因地制宜节约用地并结合运行及检修要求通过技术经济比较确定一般情况下在大中型发电厂和变电所中35kv及以下的配电装置宜采用屋内式110kv及以上多位屋外式当在污秽地区或市区建110kv屋内和屋外配电装置的造价相近时宜采用屋内型在上述地区若技术经济合理时220kv配电装置也可采用屋内型发电厂和变电所中610kv的屋内配电装置按其布置型式一般可以分为三层二层和单层式三层式是将所有电器依其轻重分别布置在各层中它具有安全可靠性高占地面积少等特点但其结构复杂施工时间长造价较高检修和运行不大方便二层式是将断路器和电抗器布置在底层与三层式相比它的造价较低运行和检修较方便但占地面积有所增加三层式和二层式均用于出线有电抗器的情况单层式占地面积较大如容量不太大通常采用成套开关柜以减少占地面积屋外配电装置的型式除与主接线有关外还与场地位置面积地址地形条件及总体不知有关并受到设备材料的供应施工运行和检修要求等因素的影响和限制普通中型配电装置国内采用较多已有丰富的经验施工检修和运行都比较方便抗震能力较好造价比较低缺点是占地面积较大中型配电装置广泛应用于110500kv电压级高型配电装置的最大优点是占地面积少一般比普通中型节约50左右但耗用钢材较多检修运行不及中型方便半高型布置节约占地面积不如高型显著但运行施工条件稍有改善所用钢材比高型少一般高型适用于220kv配电装置而半高型宜于110kv配电装置根据以上原则选择配电装置如下表4-1 配电装置选择表110kv屋外中型配电装置35kv屋外中型配电装置10kv屋内单层配电装置42所用电系统本节主要讲述所用电负荷所用变的选择及所用电系统的接线原则等的基本概念确定所用变压器的台数一般变电所均装设两台所用变压器以满足整流操作电源强迫油循环变压器无人值班等的需要另外如果能够从变电所外引入可靠的380v备用电源时变电所可以只装设一台所用变压器本设计将所用变压器安装在最低一级电压侧由10kv侧引出考虑到可靠性选用两台所用变互为备用确定所用变压器容量根据所用负荷的统计和计算并考虑今后负荷的发展选用合适变压器的容量所用变容量 02主变容量 0231500 63kva故选用2台电力变压器sjl1-6310yy0-12确定所用变压器的引线方式当变电所内有较低电压母线时一般从这类母线引接电源这个引接方式具有经济和可靠性较高的特点如能在母线两个不同分段上分别引用所用电源则供电可靠性更高com电系统直流供电系统主要是指变电所中的直流蓄电池组其使用目的是用于控制信号继电保护和自动装置回路操作电源也用于各类断路器的传动电源以及用于直流电动机拖动的备用电源本次设计直流系统可采用智能高频开关电源系统蓄电池采用2100ah 免维护铅酸蓄电池单母线分段接线控制母线与合闸母线间有降压装置直流屏两面电池屏两面该型直流系统是模块化设计n1热备份有较高的智能化程度能实现对电源系统的遥测遥控遥信及遥调功能可对每一个蓄电池进行自动管理和保护第5章 变电所保护配置51继电保护配置变压器是电力系统中十分重要的供电元件它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来研总的影响同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元件因此必须根据变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好工作可靠的继电保护装置 变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障油箱内部故障包括相间短路绕组的匝数短路和单相接地短路外部故障包括引线及套管处会产生各相间短路和接地故障变压器的不正常工作状态主要是由外部短路或过负荷引起的过电流油面降低和过励磁等对于上述故障和不正当工作状态根据dl400-91继电器保护和安全起动装置技术规程的规定变压器应装设以下保护com护部分主变保护应设置如下保护装置10kv线路保护采用微机保护装置实现电流速断及过流保护实现三相一次重合闸10kv电容器保护采用微机保护装置实现电流过流保护过压低压保护 10kv母线装设小电流接地选线装置发送有选择性的单相接地遥信式中-被保护物高度m 避雷针的高度m 每侧保护范围的宽度m 高度影响系数当30m 1 当30h 120 两支等高避雷针保护范围确定方法两针外侧的保护范围应按单支避雷针的计算方法确定两针间的保护最低点高度应按下式计算式中两针间保护最低点的高度两避雷针间的距离两针间在水平面上的保护范围的一侧的最小宽度按下式计算当时 当时 式中保护范围的一侧最小宽度求出后就可以确定两针间的保护范围三支等高避雷针所形成的外侧保护范围分别按两支等高避雷针的计算方法确定如果在三针内侧各相邻避雷针间保护范围的一侧最小宽度0则全面积即受到保护四支以上等高避雷针所形成的四角形或多边形可先将其分成两个或多个三角形然后按三支等高的避雷针的方法计算确定保护范围防雷设计的基本经验在作防雷设计前应到当地气象部门了解最新的当地年平均雷暴日数和年平均雷暴次数以便确定计算标准根据开关场布置形式确定避雷针的支数高度充分利用进线终端杆的高度设计安装避雷针避雷针与主变压器应尽量保持1520m的距离避免对主变压器的逆闪络和逆变电压应充分考虑跨步电压的危险建议避雷针到主控制室的距离不小于10m独立避雷针距道路应在3m以上接地电阻必须符合各种规程规范的要求在设计标准时和设备选型应留有适当的裕度com4防雷设计的基本经验1在作防雷设计前应到当地气象部门了解最新的当地年平均雷暴日数和年平均雷暴次数以便确定计算标准2根据开关场布置形式确定避雷针的支数高度3充分利用进线终端杆的高度设计安装避雷针4避雷针与主变压器应尽量保持1520m的距离避免对主变压器的逆闪络和逆变电压5应充分考虑跨步电压的危险建议避雷针到主控制室的距离不小于10m独立避雷针距道路应在3m以上6接地电阻必须符合各种规程规范的要求7在设计标准时和设备选型应留有适当的裕度根据防雷及过电压保护规范为防止直接雷击在所区四周设置四支高度为30m钢构架避雷针保护所区建筑构架和设备每支避雷针设置单独接地装置其冲击电阻小于等于10com5避雷器的选择避雷器是电力系统中主要的防雷保护装置之一只有正确地选择避雷器方能发挥其应有的防雷保护作用氧化锌避雷器是目前国际最先进的过电压保护器由于其核心元件采用氧化锌电阻片与传统碳化硅避雷器相比改善了避雷器的伏安特性提高了过电压通流能力从而带来避雷器具特征的根本变化避雷器是电力系统中主要的防雷保护装置之一只有正确地选择避雷器方能发挥其应有的防雷保护作用 当避雷器在正常工作电压下流过避雷器的电流仅有微安级当遭受过电压时由于氧化锌电阻片的非线性流过避雷器的电流瞬间达数千安培避雷器处于导通状态释放过电压能量从而有效地限制了过电压对输变电设备的侵害故根据本变电所的特点避雷器的选择如下 110kv侧选择yh5wz-100260型避雷器 35kv侧选择yh5w-51134型避雷器10kv侧选择yh5wz-1745型避雷器com 接地网的布置变电所内必须安装闭合的接地网并装设必需的均压带接地网采用水平接地为主辅以垂直的封闭复合式接地网主接地网电阻r4避雷针设独立接地体它于主接地网地中距离t5m其接地电阻r10110kv降压变电所电气设计这个课题的内容与我们所学的各门专业课程都有一定的联系但由于时间有限只进行了初步设计涉及的内容较少尽管如此在设计过程中在老师和有关专业人员的指导和帮助下得以顺利进行提高了我的学习能力和知识水平再次感谢各位老师在这次毕业设计过程中给予我的帮助有了这次毕业设计的经历为我今后的工作垫定了基础指导我深入钻研业务知识在今后的工作中继续努力钻研取得成绩最后我在这里特别向蔡新红老师在设计期间对我的关怀和指导表示衷心的感谢参考文献1电力工程电气设计手册电气一次部分 水利电力部西北电力设计院 编 水利水电出版社2电力系统分析 何仰赞 温增银 编 华中科技大学出版社335kv变电站及以上工程上下 国家电力公司农电工作部 编中国电力出版社4电力系统设计手册 电力工业部电力设计总院 编 中国电力出版社5发电厂电气部分 熊信银 范锡普 编 中国电力出版社6导体和电器选择设计技术规定sdgj-14-86 电力工业出版社7发电厂变电所电气接线和布置 西北电力设计院 主编 郑州电力高等专科学校8电力系统继电保护 刘学军 主编 中国电力出版社9高电压技术 胡国根王战铎 主编 重庆大学出版社10电力工程电气设备手册 中国电力出版社11发电厂电气部分课程设计参考资料 水利电力出版社12供电技术 余健明 同向前 苏文成 编 机械工业出版社13高压电工实用技术 郭仲礼 于曰浩 编 机械工业出版社14中低压配电实用技术 隋振有 编 机械工业出版社15电气工程常用数据速查手册 王宁会 编 中国建材工业出版社16电力工程 刘从爱 徐中立 编 机械工业出版社17实用配电网技术 李景禄 编 中国水利水电出版社18水利水电出版社水利水电出版社 085则tan tan arccos 062 35kv侧负荷p1 10887 33mwq1 p1 tan 33062 2046mwp1min 7654 22mwq1min p1min tan 22062 1364mwcom 10kv侧负荷 p2 2221215 69mwq2 p2 tan 69062 4278mwp2 15160507 33mwq1 p1 tan 33062 2046mwp p1 p2 3369 399 mwq q1 q2 20464278 24738 mwpmin p1min p2min 2233 253 mwqmin q1min q2min 13462046 15684mwsc kt 075 3521mvascmin kt 075 22325mva12主变选择考虑两台主变互为暗备用单台容量按照最大计算容量的70选择70 sc 073521 25647 mva考虑待建变电所有15的发展余量则单台s总 sc07115 352111507 2834 mva所以单台容量只要大于2834 mva即可另外单台容量s总 2834 mva scmin 22325mva满足最小负荷时单台主变独立运行综合上述条件考虑本变电站选择2台sfs731500110型变压器其技术参数如下表1-1sfs731500110型变压器参数表型号额定容量kva额定电压sfs73150011031500高压中压低压1102251212253522538522563 66105 11联结组损耗kw阻抗电压总体质量备注ynyn0d11空载短路高中高低中低611t沈阳变461751051718652短路电流计算21简化图纸设基准容量sb 100mva基准电压ub uav基准电流ib sb ub 设k1k2k3点短路则短路系统简化图如下 图2-1 系统线路分解简化图图2-2 系统线路分解再次简化图图2-3 系统线路最终简化图22变压器各绕组电抗标幺值计算如下各绕组的短路电压分别为 12 - 12105175-65 1075 12 - 1210565-175 -025 12 - 1217565-105 675各绕组的电抗标幺值计算如下 100 1075100100315 034 100 -025100100315 -0008 100 675100100315 0214变压器的等值网络如图1-1所示图2-4 变压器等值阻抗图当系统母线高压侧的最大三相短路容量为2000mva时短路电流的计算系统的等值网络如图1-2所示其中x1 2 0342 017 x2 2 -00082 -0004 x3 2 02142 0107 xd 1002000 00523计算电抗xs sbs0 1003984 00251xl 2204sb1152 00665xg1 xg2 xd 0124 01984xt1 xt2 105 105 02625xl1 7004 02117xl2 6004 01815xl1 4504 01361 100 1075100100315 034 100 -025100100315 -0008 100 675100100315 0214x总 -1-1 140106-183849-1 01906424计算短路电流110kv侧is 263354kaish 255 is 255263354 6716kaish 151 is 151263354 3977kas is 263354 229mva35kv侧110kv至35kv侧x35 xf1xf2 2 0166is 420kaish 255 is 255420 1072kaish 151 is 151420 635kas is 420 109mva10kv侧35kv至10kv侧x10 xf1xf3 2 0277is 1176kaish 255 is 2551176 2998kaish 151 is 1511176 17755kas is 1176 11199mva短路电流计算结果表2-1短路电流计算结果表回路编号短路容量电流冲击值稳定值110kvk12296mva6716ka3977ka35kvk2109mva1072ka635ka10kvk32998mva2998ka1776ka3 设备选择31负荷电流计算com主变压器额定电流i110e 315003115105 1653a105 17357ai35e 315003385105 496ai10e 31500311105 17357acom负荷情况取cos 085各出线回路电流按i p3uecos计算所有符合按最大负荷计算35kv侧 1出线 p 10000kw ie 10000337085 18358a2出线 p 8000kw ie 8000337085 14686a3出线 p 8000kw ie 8000337085 14686a4出线 p 7000kw ie 4200337085 1285a 一期总电流i35 6058a10kv侧 1出线 p 2000kw ie 20003105085 1294a2出线 p 2200kw ie 22003105085 1423a3出线 p 1200kw ie 12003105085 776a4出线 p 1500kw ie97a一期总电流i10 4463a32 母线及其电缆的选择com 110kv母线及进线选择 根据实际运行情况母线采用钢芯铝绞线三项水平布置截面形状按最大持续电流选择即ial kini本设计中母线按照sfs7-31500110型变压器的110kv侧额定电流额定电压选择i110e 105 105 1736a选择母线要考虑两台主变满负荷运行所有电流全部加在母线上则i 2i110e 21736 3472a钢芯铝绞线的长期载流量都是在环境温度20当环境温度为35时温度修正系数k 088由ial kini知ial 3472088 39456a由于所选主变已留有发展余量所以母线载流量只需大于39456a即可查表得本设计选择lgj-18530查表lgj-18530的长期载流量时539a导体实际运行温度为 495查表得lgj钢芯铝绞线的热稳定系数c在495时为95母线热稳定校验短路时间tk tprtab tprtinta 02004004 028s则非周期分量等效时间t 005s短路电流周期分量qp i2 10 i2tk 26342028 1943 ka2s短路电流非周期分量qnp i2t 26342005 347 ka2s短路电流热效应qk qp qnp 1943347 229 ka2s满足短路热效应的导线最小截面积为smin c 97 156mm2 185 mm2对于110kv电压等级软导线型号大于lgj-70可不进行电晕校验软导线不进行动稳定校验综上所述lgj-18540满足本设计要求为方便购买材料方便施工110kv进线同样选择lgj-18530参数校验同上com 35kv母线 根据实际运行情况35kv母线采用钢芯铝绞线三项水平布置截面形状按最大持续电流选择即ial kini本设计中母线按照sfs7-31500110型变压器的35kv侧额定电流额定电压选择i35e 105 105 496a选择母线要考虑两台主变满负荷运行所有电流全部加在母线上则i 2i35e 2496 992a钢芯铝绞线的长期载流量都是在环境温度20当环境温度为35时温度修正系数k 088由ial kini知ial 992088 1127a由于所选主变已留有发展余量所以母线载流量只需大于1127a即可查表得本设计选择lgj-63055查表lgj-63055的长期载流量时1187a导体实际运行温度为 594查表得lgj钢芯铝绞线的热稳定系数c在594时为91母线热稳定校验短路时间tk tprtab tprtinta 05004004 058s则非周期分量等效时间t 005s短路电流周期分量qp i2 10 i2tk 4202058 1024 ka2s短路电流非周期分量qnp i2t 4202005 0882 ka2s短路电流热效应qk qp qnp 10240882 1112 ka2s满足短路热效应的导线最小截面积为smin c 91 367 630 对于63kv电压等级以下系统因电压较低一般不会发生全面电晕所以不必校验综上所述lgj-63055满足本设计要求com 35kv出线导线截面的选择按经济电流密度选择导线的截面由于 5000h年查表可得j 107a 35kv出线的最大工作电流 cos 2038a所以s j 2038107 190故 可选择型号为lgj-21050的导线其载流量为577a热稳定校验 al- 3570-35 394 由此查表胡的c 99则 c 99 337 210 满足导线的最小截面的要求com 10kv母线选择 根据实际运行情况10kv母线采用铝母线水平布置截面形状按经济电流密度选择导线的截面由于 5000h年查表可得j 107a 变压器10kv母线的最大工作电流 cos 426a所以s j 426107 398故 可选择型号为lmy-638的矩形铝导体其载流量为995a热稳定校验 al- 3570-35 414 由此查表胡的c 99母线热稳定校验短路时间tk tprtab tprtinta 07004004 078s则非周期分量等效时间t 005s短路电流周期分量qp i2 10 i2tk 29982078 701 ka2s短路电流非周期分量qnp i2t 29982005 45 ka2s短路电流热效应qk qp qnp 70145 746 ka2s则 c 99 276 504 满足导线的最小截面的要求母线动稳定校验为母线上最大计算应力为母线材料允许应力取70106pa对于单条矩形母线 173ish10-8截面系数w b2h 00082 0063 403210-6 l是支柱绝缘子之间的距离取12米一般不超过2米 相间距离a 075m 冲击电流ish 2998ka 震动系数 1相间应力计算 173ish10-8 173299802 74106 70106pa满足动稳定要求com 10kv出线导线截面的选择按经济电流密度选择导线的截面由于 5000h年查表可得j 076a 10kv出线的最大工作电流 cos 1569a所以s j 1569076 206选用单根10kv zlq-240型三芯油浸纸绝缘铝芯铅包钢带铠装防腐电缆电缆s 240 325a正常允许最高温度为60r 0132km x 0069km按长期发热允许电流校验电缆载流量的校正系数为 107取土壤的温度为20查表得 1 1则单根直埋电缆允许载流量为 10711325 34775a 1569a热稳定校验 对于电缆线路有中间接头应按接头处短路校验热稳定短路前电缆最高运行温度为 al- 2060-20 28 由c 1 104则 c 104 8389 240 满足导线的最小截面的要求 电压降校验 u lrcosxsin100 156917201310850069052100 477 500电压降小于5 可见选用单根zlq2型240电缆能够满足要求33 断路器和隔离开关的选择com110kv母线分段断路器及相应隔离开关ig 17357aug 110kvish 255id 3 255263354 6716kat 3004 304 ii 1查曲线teq 25断路器选lw11110型表3-1 lw11-110断路器的技术参数额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流动稳定电流110kv126145kv160031503154080100热稳定电流3s额定关合电流固有分闸时间合闸时间315ka 3s 40kv80ka40ms135ms其参数uzd 110kv不小于所在线路的额定值ie 1250aig 17357ai2teq 263354225com 31523ip idf 80kaich 6716kaied 315ka ich 263354ka隔离开关选gw5110高压隔离开关表3-2 gw5110高压隔离开关技术参数表额定电压额定电流动稳定电流值热稳定电流值操动机构110kv