110KV变电站电气部分设计

。110千伏变电站电气部分设计2009年8月内容设计任务书.4第一部分着重于设计的技术原理.5第一章主变压器容量、形式和数量的选择.6第一节主变压器数量的选择.6第二节主变压器容量的选择.7第三节主变压器形式的选择.8第二章电气主接线形式的选择.10在第一部分中，.12被选为主要连接模式第三章短路电流的计算.13第一节短路电流计算的目的和条件.14第四章电气设备的选择.15第1节选择导体和电气设备的一般条件.15第2节断路器的选择.18第三节隔离开关的选择.19第四节高压熔断器的选择.20第五节变压器的选择.20第6节母线的选择.24第7节限流电抗器的选择.24第八节站用变压器数量和容量的选择.25第九节10kV无功补偿的选择.26第五章10kV高压开关设备的选择.26第二部分计算说明附录1主变压器容量的选择.27附录2短路电流的计算.28附录3断路器的选择和计算.30附录4隔离开关选择计算.32附录5电流互感器的选择.34附录6电压互感器的选择.35附录7公交车选择的计算.36附录8 10kV高压开关设备的选择.37(包括10kV电气设备的选择)第三部分相关图纸一、42变电站一次主接线图二。10kV高压开关设备配置图.43三、10kV线路控制及保护电路接线图.44四、110千伏接入系统路径对比图.45第四部分一、参考文献.46第二，经验.47聘书一、设计任务：* * *钢厂搬迁至长北新区，一期和二期项目总负荷为24.5兆瓦，三期项目为31兆瓦，四期项目为20兆瓦。项目一期、二期、三期和四期总负荷为75.5兆瓦，实际用电负荷为34.66兆瓦。计划在江西洪都钢铁厂新建一座变电站。工厂的电力负荷设施均为一级负荷。第一部分是主要设计技术原则110千伏变电站的设计，经过三年的专业课程，在现有专业知识的基础上，了解我国变电站技术的发展现状和趋势。根据现代电力系统的设计要求，确定设计一座110千伏综合自动化变电站，采用微机监控技术和微机保护。选择一次设备应提高自动化程度，减少设备运行维护工作量，突出无油免维护设备，选择目前较先进的一次和二次设备。将该变电站视为具有两个电压等级的终端用户变电站，即110千伏/10千伏。根据变电所总布置设计技术规程、交流高压断路器参数选用导则、交流高压断路器订货技术条件、交流电气装置的过电压保护和绝缘配合、火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程、高压配电装置设计技术规程、110kV-330kV变电所计算机监控系统设计技术规程、0103010及本专业各种教材进行设计。第一章主变压器容量、形式和数量的选择主变压器是变电站(所)的主要电气设备之一。它的主要功能是转换电压以促进电力传输。升压变压器升压后，可以降低线损，提高经济效益，达到远距离输电的目的。降压变压器将高压降低到用户所需的所有电压水平，以满足用户的需求。主变压器的容量和数量直接影响主接线的形式和配电设备的结构。因此，主变压器的选择不仅取决于基本数据，还取决于传输功率的大小、与系统的紧密性以及负载特性等。进行了综合分析和合理选择。第一节主变压器数量的选择根据原始资料，本次设计的江西洪都钢铁厂厂用电变电站主要接收220千伏双岗变压器的110千伏电源和220千伏盘龙山变压器的110千伏电源，并通过主变压器输送至10kV线路。由于厂区主要为一级负荷，停电将对生产产生重大影响。因此，在选择主变压器数量时，应保证供电的可靠性。为了提高供电可靠性，防止一台主变压器的故障或检修影响整个变电站的供电，一般在变电站内安装两台主变压器。相互备份可以避免因主变压器故障或维护而导致用户停电。如果在变电站内安装三个主变压器，虽然提高了供电可靠性，但投资较大，接线网络较为复杂，增加了配电设备和继电保护的占地面积和复杂性，带来了维护和切换操作的诸多复杂性，也造成短路容量过大。考虑到两台主变压器同时故障的概率很小，适合负荷增长和扩展。当一台主变压器发生故障或检修时，另一台主变压器可以驱动总负荷的70%，保证正常供电，因此可以选择两台主变压器。第二节主变压器容量的选择主变压器的容量一般根据变电站建成后5-10年的计划负荷选择，并适当考虑10-20年的长期负荷发展。对于郊区变电站，主变压器的容量应与城市规划相结合。给出了变电站的短期和长期负荷。因此，主变压器容量应根据近期和长期总负荷进行选择。主变压器的容量应根据变电站负载的性质和电网结构来确定。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停用时，考虑到过载能力，剩余变压器的容量应确保用户在允许时间内的一次和二次负荷。对于一般变电站，当一台主变压器停用时，其余变压器的容量应能保证总负荷的70-80%。该变电站的主变压器按总负荷的70%选择，因此安装两台变压器后的总容量为 se=20.7pm=1.4pm.当变压器关闭时，可保证70%负载的供电。考虑到变压器的事故过载能力为30%，可以保证98%的负荷供电。主变压器的容量Se=0.7S，因为变电站的供电线路从110千伏侧引入，高压侧的110千伏母线负荷不需要通过主变压器反相。(S为10kV侧总负荷)。1.10千伏侧负载根据工厂负荷预测，当工厂一、二、三期达到规模时，负荷将达到25.16兆瓦，功率因数为0.8，主变压器容量按10kV侧总负荷的70%选择，第四期负荷为9.5兆瓦.S 3=P 3/cos =25.16/0.8=31.45 (mva)S4=p4/cos=9.5/0.8=11.875 (mva)总容量达到43.325 MVA。总计=总计70%=43.32570%=30.3275(MVA)主变压器的容量选择因此，选择两个31.5 mVA主变压器来满足电源要求。选择的主变压器型号为SFZ11-31500/110能率主变压器采用三相或单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求和远传条件。特别是大型变压器需要考虑运输的可能性，以确保运输规模不超过隧道、涵洞和桥梁开口的允许通过极限，运输重量不超过桥梁、车辆、船舶和其他运输工具的允许通过能力。不受运输条件限制时，330千伏及以下变电站应选择三相变压器。设计变电站为江西洪都钢铁厂110千伏变电站，位于郊区，交通便利，不受交通条件限制。因此，可以选择三相变压器，减少水田和丘陵的面积。然而，单相变压器的选择在投资、占地和运行损失方面相对较大。同时，配电设备、继电保护和二次接线相对复杂，增加了维护和倒闸操作的工作量。(2)主变压器调压方式的选择变压器的电压调节是通过用抽头切换开关切换变压器的抽头来改变变压器的变比来实现的。有两种切换方式：非通电切换称为非励磁电压调节，调节范围通常在5%以内。另一种是带负荷切换，称为有载调压，调节范围可达20%。对于110千伏变压器，有载调压更容易稳压，减少电压波动，因此选择有载调压方式。此外，法规规定电力系统一般要求10kV及以下变电站采用一级有载调压变压器。因此，本次设计的变电站选择有载调压方式。(3)连接组的选择变压器绕组的接线方式必须与系统电压的相位一致，否则不能并联运行。电力系统采用的绕组连接只有Y和。对于我国110千伏以上的电压，变压器绕组采用Y0连接，35kV变压器采用Y连接，中性点大部分采用消弧线圈接地，对于35kV以下的电压，变压器绕组采用连接。虽然全星形接线有利于并网时相位一致的优点，而且大的零序阻抗有利于限制单相短路电流，也便于连接消弧线圈。但是，由于全明星变压器的三次谐波没有路径，会造成正弦波电压失真，干扰通信设备，影响继电保护整定的准确性和灵敏度。如果影响很大，在选择之前必须全面考虑系统开发。三角形接线可以消除三次谐波的影响。设计变电站的两个电压等级分别为110千伏和100千伏，因此主变压器的接线等级为YN和d11。(4)容量比的选择根据原始数据，110千伏侧负荷容量与100千伏侧负荷容量一样大，因此容量比选择为100/100。(5)主变压器冷却方式的选择主变压器一般采用自然风冷(小容量变压器)、强制油循环风冷(大容量变压器)、强制油循环水冷却和强制先导油循环冷却。在水源充足的情况下，为了压缩占地面积，大容量变压器也采用强制油循环水冷却。强制油循环水冷却法散热效率高，节省材料，减小变压器本身的尺寸。其缺点是冷却方法需要水冷系统和相关附件，冷却器要求高密封性能和繁重的维护工作量。但是，本次设计的变电站位于郊区，对占地要求不是很严格，所以应采用强制油循环风冷。因此，选择两个31.5 mVA主变压器来满足电源要求。因此，选择的主变压器型号为SFZ11-31500/110容量比(高/低%): 100/100电压分接头：11041.25%/10.5千伏阻抗电压(高和低):10.5%连接组：YN，d11第二章主要电气接线形式的选择电气主接线是变电站电气设计的主要部分，也是电力系统的重要组成部分。主接线的确定与整个电力系统和变电站本身的可靠性、灵活性和经济性密切相关，对电气设备的选择、配电设备的布置、继电保护和控制方式的制定都有很大的影响。因此，必须正确处理各方面的关系，综合分析影响，通过技术经济比较，合理确定主接线。在选择电气主接线时，应以以下几点作为设计依据：应确定变电站在电力系统中的位置和功能、负荷的大小和重要性以及其他条件，并应满足可靠性、灵活性和经济性等许多基本要求。(1)运行可靠性。断路器检修时电源是否受到影响；在对设备和线路进行故障排除时，需要了解断电次数、断电时间以及是否能保证向重要用户供电。(2)具有一定的灵活性。在主接线正常运行时，可以根据调度要求灵活改变运行方式，达到调度的目的，在各种事故或设备维护时，可以尽快撤出设备。故障排除具有最短的停机时间和最小的影响范围，维护人员的安全可以在维护期间得到保证。(3)操作应尽可能简单方便。主接线应简单明了，便于操作，尽量使操作步骤简单，便于操作者掌握。复杂的接线不仅操作不便，而且经常导致操作人员误操作和事故。但是，布线过于简单，可能无法满足运行模式的需要，也可能给运行带来不便或造成不必要的停电。(4)经济上合理。在保证运行安全、可靠、灵活、方便的基础上，主接线还应使投资和年运行费用小，占地面积小，以充分发挥经济效益。(5)应具有扩张的可能性。由于我国工农业的快速发展，电力负荷迅速增加。因此，在选择主接线时也应考虑扩展的可能性。变电站电气主接线的选择主要取决于变电站在电力系统中的位置、环境、负载性质、出线数量、电网结构等。第1节主接线方法的选择主要电气线路根据电力系统和变电站的具体情况确定。它以电源和出线为主体。当进线和出线较多(一般超过4次)时，