110kv降压变电站一次部分课程设计.docx

目录第1章 设计说明- 1 -1.1 环境条件- 1 -1.2 电力系统情况- 1 -1.3 设计任务- 1 -第2章 电气主接线的设计- 2 -2.1 110KV侧主接线的设计- 2 -2.2 35KV侧主接线的设计- 2 -2.3 10KV侧主接线的设计- 2 -2.4 主接线方案的比较选择- 2 -第3章主变压器的选择- 5 -3.1 负荷计算- 5 -3.2 主变压器台数的确定- 5 -3.3 主变压器相数的确定- 5 -3.4 主变压器容量的确定- 6 -第4章 短路电流的计算- 7 -4.1 计算变压器电抗- 7 -4.2 系统等值网络图- 7 -4.3 短路计算点的选择- 8 -4.4 短路电流计算- 8 -第5章 电气设备选型- 13 -5.1 断路器及隔离开关选择- 13 -5.1.1 110KV电压等级的断路器及隔离开关的选择- 13 -5.1.2 35KV电压等级的断路器及隔离开关的选择- 14 -5.1.3 10KV电压等级的断路器及隔离开关的选择- 15 -5.2 母线选择- 17 -5.2.1 110KV母线选择- 17 -5.2.2 35KV母线选择- 17 -5.2.3 10KV母线选择- 17 -5.4 电流互感器的选择- 18 -5.4.1 110KV侧电流互感器的选择- 18 -5.4.2 35KV侧电流互感器的选择- 18 -5.4.3 10KV侧电流互感器的选择- 18 -5.5 高压熔断器的选择- 19 -5.5.1 35KV侧熔断器的选择- 19 -5.5.2 10KV侧熔断器的选择- 19 -附录：电气主接线图- 20 -第1章 设计说明1.1 环境条件（1）变电站所在高度70M（2）最高年平均气温19摄氏度，月平均气温27摄氏度1.2 电力系统情况（1）110KV变电站，向该地区用35KV和10KV两个电压等级供电。110KV以双回路与 35km外的系统相连。系统最大方式的容量为2900 MVA，相应的系统电抗为0.518；系统最小的方式为2100 MVA，相应的系统电抗为0.584，（一系统容量及电压为基准的标么值）。系统最大负荷利用小时数为TM=5660h。（2） 35KV电压级，架空线6回，3回输送功率12MVA；3回输送功率8MVA。（3） 10KV电压级，电缆出线3回，每回输送功率3MW；架空输电线4回，每回输送功率4MW。1.3 设计任务（1）变电站电气主接线的设计（2）主变压器的选择（3）短路电流计算（4）主要电气设备选择第2章 电气主接线的设计2.1 110KV侧主接线的设计110KV侧是以双回路与系统相连。由电力工程电气一次设计手册第二章第二节中的规定可知：35110KV线路为两回以下时，宜采用桥形，线路变压器组线路分支接线。故110KV侧采用桥形的连接方式。2.2 35KV侧主接线的设计35KV侧出线回路数为6回。由电力工程电气一次设计手册第二章第二节中的规定可知：当3563KV配电装置出线回路数为48回，采用单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可采用双母线接线。故35KV可采用单母分段连接也可采用双母线连接。2.3 10KV侧主接线的设计10KV侧出线回路数为7回。由电力工程电气设计手册第二章第二节中的规定可知：当610KV配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母分段连接。故10KV采用单母分段连接。2.4 主接线方案的比较选择由以上可知，此变电站的主接线有两种方案方案一：110KV侧采用外桥形的连接方式，35KV侧采用单母分段连接，10KV侧采用单母分段连接，如图2-1所示。图2-1 变电站电气主接线方案一方案二：110KV侧采用外桥形的连接方式，35KV侧采用双母线连接，10KV侧采用单母分段连接，如图2-2所示。图2-2 变电站电气主接线方案二此两种方案的比较方案一 110KV侧采用外桥形的连接方式，便于变压器的正常投切和故障切除，35KV、10KV采用单母分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。方案二虽供电更可靠，调度更灵活，但与方案一相比较，设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，容易误操作。由以上可知，在本设计中采用第一种接线，即110KV侧采用外桥形的连接方式，35KV侧采用单母分段连线，10KV侧采用单母分段连接。第3章主变压器的选择3.1 负荷计算最大综合计算负荷的计算可按照公式： （3-1）求得。式中 同时系数，出线回数较少时，可取0.90.95，出线回数较多时，取0.850.9； 线损，取5% 3.2 主变压器台数的确定对大城市郊区的一次变电所，在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电站符合此情况，因此选择两台变压器即可满足负荷的要求。3.3 主变压器相数的确定（1） 主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。（2） 当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。3.4 主变压器容量的确定装有两台及以上主变压器的变电所中，当其中一台主变压器停运时，其余主变压器的容量一般应满足60%的全部最大综合计算负荷。即（n-1） （3-2）由上可知，此变电站单台主变压器的容量为：60%=79.860%=47.88 MVA所以应选容量为50 MVA的主变压器综合以上分析计算，选择变压器型号为SFSZ750000/110型，其参数如表3-1所示。表3-1 SFSZ750000/110变压器参数变压器型号额定容量（KVA）电压（KV）阻抗电压（%）SFSZ750000/11050000高压侧中压侧低压侧高中高低中低11081.25%38.55%10.51710.56.5第4章 短路电流的计算取基准容量为,基准电压为，又依公式：;。计算出基准值如下表4-1所示：表4-1 基准值1153710.50.5521.7166.048120.2312.451.004.1 计算变压器电抗 =10.5=6.5=04.2 系统等值网络图系统等值网络图如下图4-1所示：图4-1 系统等值网络图4.3 短路计算点的选择选择上图中的各点。4.4 短路电流计算（1）点短路时（如图4-2所示）：图4-2 点短路时的系统网络等值简化次暂态短路电流标幺值的计算：次暂态（0s）和4s时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：两相短路电流为：冲击电流为：短路容量为：(2) 点短路时（如图4-3所示）：图4-3 点短路时的系统网络等值简化次暂态短路电流标幺值的计算：次暂态（0s）和4s时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：两相短路电流为：冲击电流为：短路容量为：（3）点短路时（如图4-4所示）：图4-4 点短路时的系统网络等值简化次暂态短路电流标幺值的计算：次暂态（0s）和4s时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：两相短路电流为：冲击电流为：短路容量为：（4）点短路时（如图4-5所示）： 图4-5 点短路时的系统网络等值简化次暂态短路电流标幺值的计算：次暂态（0s）和4s时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：两相短路电流为：冲击电流为：短路容量为：（5）点短路时（图4-6所示）：图4-6 点短路时的系统网络等值简化次暂态短路电流标幺值的计算：次暂态（0s）和4s时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：两相短路电流为：冲击电流为：短路容量为：第5章 电气设备选型5.1 断路器及隔离开关选择为了方便运行管理，每个电压等级按照工作条件最严格的地点，最严格的条件选择一台断路器，该电压等级均采用该型号。5.1.1 110KV电压等级的断路器及隔离开关的选择（1） 主变压器侧断路器的选择：额定电压选择：额定电流的选择：开断电流选择： (点短路电流)选用型断路器，其技术参数如下表5-1所示：表5-1 型断路器的技术参数断路器型号额定电压KV额定电流A最高工作电压KV额定断流容量KA极限通过电流KA热稳定电流KA固有分闸时间S峰值3S110315012631.5125500.03（2） 主变压器侧隔离开关的选择额定电压选择：额定电流的选择：极限通过电流选择： (点短路电流)选用型，具体参数如下表5-2所示：表5-2 型隔离开关的技术参数隔离开关型号额定电压KV额定电流A极限通过电流KA热稳定电流KA峰值4S1106308031.55.1.2 35KV电压等级的断路器及隔离开关的选择（1） 出线侧断路器、母联断路器的选择流过断路器的最大持续工作电流：额定电压选择：额定电流的选择：开断电流选择： (点短路电流)选用型断路器，其技术参数如下表5-3所示：表5-3 型断路器的技术参数断路器型号额定电压KV额定电流A最高工作电压KV额定断流容量KA极限通过电流KA热稳定电流KA固有分闸时间S峰值4S35200040.56.6176.60.06（2） 主变压器侧断路器的选择额定电压选择：额定电流的选择：开断电流选择： (点短路电流)由上表可知，同样满足主变压器侧断路器的选择。其动稳定，热稳定计算与母联相同。（3）出线侧隔离开关，母联断路器隔离开关的选择额定电压选择：额定电流的选择：极限通过电流选择： (点短路电流)选用型，具体参数如下表5-4所示：表5-4 型隔离开关的技术参数隔离开关型号额定电压KV额定电流A极限通过电流KA热稳定电流KA峰值4S35200010031.55.1.3 10KV电压等级的断路器及隔离开关的选择（1） 出线侧断路器、母联断路器的选择流过断路器的最大持续工作电流：额定电压选择：额定电流的选择：开断电流选择： (点短路电流)选用型断路器，其技术参数如下表5-5所示：表5-5 型断路器的技术参数断路器型号额定电压KV额定电流A最高工作电压KV额定断流容量KA极限通过电流KA热稳定电流KA固有分闸时间S峰值1S101250050028.97143.20.06（2） 主变压器侧断路器的选择额定电压选择：额定电流的选择：开断电流选择： (点短路电流)由上表可知，同样满足主变压器侧断路器的选择。（3） 出线侧隔离开关，母联断路器隔离开关的选择额定电压选择：额定电流的选择：极限通过电流选择： (点短路电流)选用型，具体参数如下表5-6所示：表5-6 型隔离开关的技术参数隔离开关型号额定电压KV额定电流A极限通过电流KA热稳定电流KA峰值5S106000200105（4）主变压器侧隔离开关的选择额定电压选择：额定电流的选择：极限通过电流选择： (点短路电流)由上表可知同样满足主变压器侧隔离开关的选择。5.2 母线选择5.2.1 110KV母线选择因为桥型接线是一种无母线方式的接线，本设计中110KV电压等级采用的是桥型接线，故本设计中110KV电压等级不需选择母线。5.2.2 35KV母线选择（1） 按经济电流密度选择导体截面采用矩形导体，根据最大负荷利用小时数TM=5660h，由表可查得：J=0.7，经济截面为：查矩形铝导体长期允许载流量表，选用双条矩形铝导体，平放。5.2.3 10KV母线选择按经济电流密度选择导体截面采用槽形导体，根据最大负荷利用小时数TM=5660h，由表可查得：J=0.7，经济截面为：查槽形铝导体长期允许载流量表，选用的槽形铝导体，平放。5.4 电流互感器的选择5.4.1 110KV侧电流互感器的选择一次回路电压：二次回路电流：根据以上两项，初选型电流互感器，其参数如下表5-7所示：表5-7 型电流互感器的技术参数型号额定电压（KV）电流比准确级次组合热稳定电流（KA）动稳定电流（KA）110751355.4.2 35KV侧电流互感器的选择（1）主变压器侧电流互感器的选择一次回路电压：二次回路电流：根据以上两项，初选型电流互感器，其参数如下表5-8所示：表5-8 型电流互感器的技术参数型号额定电压（KV）电流比准确级次组合热稳定电流（KA）动稳定电流（KA）353075（2）35KV母联电流互感器的选择由于35KV母联与变高35KV侧的运行条件相应，故同样选用型电流互感器。5.4.3 10KV侧电流互感器的选择（1）主变压器侧电流互感器的选择一次回路电压：二次回路电流：根据以上两项，初选型电流互感器，其参数如下表5-9所示：表5-9 型电流互感器的技术参数型号额定电压（KV）电流比准确级次组合热稳定电流（KA）动稳定电流（KA）104090（2） 10KV母联电流互感器的选择由于10KV母联与变高10KV侧的运行条件相应，故同