110kV变电站电气一次设计

1/37毕业设计(论文)院校XX电力职业技术学院 专业电力系统及其自动化 XX号4指导教师(本科)指导教师(专科)2/37 1 3/37 4/37 5/376/37章原始资料全线为黄土层地带，地耐力2.4kg/cm2，天然容重γ=2g/cm3。内摩擦角9=230，土t7/37(1)系统作无穷大电源考虑：X=0.05，X=0.04，X=0.1，X=0.05。max0Σmax1Σmin0Σmin(2)火电厂装机容量为3×7500kW，X''d=0.125dX,最大运行方式下,该火电厂只投入二台机组,最小运行方式下,该火电厂三台机组全部投入,并满发。种电气设备，并依照电路，称为电气主接配电能的电路，成为的设备文字和图形符和连接关系的单线接性的问题。必须术要求的前8/37②主变压器容量：主变压器容量应根据5~10年的发展规划进行选择，并应考虑变压器MnMnMM约有25%的非重要负荷，因此，采用S=0.6P，MMnkV①小负荷为最大负荷的60~70%，如主要是农业负荷时则宜取20~30%；②负荷同时率取0.85~0.9，当馈线在三回以下且其中有特大负荷时，可取0.95~1；①调度灵活，操作简便：应能灵活的投入(或切除)某些变压器或线路，调配电源和负9/37②电力系统情况电力系统近期及远景发展规划(5~10年)，变电站在电力系统中的位计《35~110kV变电所设计规X》规定，35~110kV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线误操作，占10/37V设SF断路器时，因断路器检修周期可长达5~10年甚至20年，可以不设旁路设施。本变电6站110kV侧采用SF断路器，不设旁路母线。62.3.210kV电压侧接线kVX当变电所装有两台主变压器时，6~10kV设如图2.4所示，11/37高高靠性。380V站用电母线可采用低压断路器(即自动空气开关)或闸刀进行分段，并以低压成高高3章变压器选择1节主变压器选择向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。《35~110kV变电所设计规X》规定，主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。装有两台及以上主变压器装置的结构。由负荷计算(设计计算书第1章)可知，本变电站远景负荷为P=32.95MVA，装MNMNM高-高-中-中低低号YNynd1)0型号SSZ9-2空载电流-中-低5-低高压12/37《35~110kV变电所设计规X》规定，在有两台及以上主变压器的变电站中，宜装设两台本变电站计算站用容量为100kVA(设计计算书第1章)，选用两台型号为S9—100/10的4号ynSSZ/。调整励磁装置(包括强行励磁)；⋅13/37计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式(即最大运行方式)，而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。10年)。回路中的单相(或两相)接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况进行校验。器的6~10kV出线与厂用分支回路，在选择母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路骤①选取基准功率S和基准电压V=V；BBav②发电机电抗用dx''，略去网络各元件的电阻、输电线路的电容和变压器的励磁支路；③无限大功率电源的内电抗等于零；抗x(i=1,2,…..,g)以及无限大功率电源对短路点的转移电抗x。fifs(3)将前面求出的转移电抗按各相应的等值发电机的容量进行归算，便得到各等值发电机对短路点的计算电抗。Xjsi=XfiSNi/SB(i=1,2,...,g)式中，S为第i台等值发电机的额定容量，即由它所代表的那部分发电机的额定容量之和。Ni(4)由x,x，…，x分别根据适当的计算曲线找出指定时刻t各等值发电机提供的短路周js1js2jsgpt1*pt2*jsg(5)网络中无限大功率电源供给的短路电流周期是不衰减的，并由下式确定I=1/xps*fsi值发电机提供的短路电流为V3avI=II=IV3avPt.IPt.I*NiPt.I*Ni限大功率电源提供的短路电流为Ips=IPs*IB=IPs*s/3VavIpt=ΣIPt.I*sN/i3Vav+IPs*s/3Vav14/37式中，V应取短路处电压级的平均额定电压；I为归算到短路处电压级的第i台等值发电机avNiB的额定电流；I为对应于所选基准功率S在短路处电压级的基准电流。B本变电站短路电流计算结果如下(计算过程见设计计算书第3章)：当短路发生在3f点时，分变压器低压侧并列运行和变压器低压侧分列运行两种情况进行计侧分列运行三相短路电流计算电路图及其等值网络如图4.2所示短路全短路全电流最大有I(kA)0s短路电流周期分量有名2s短路24s短路4短路电流冲击值i(kA)短路点编号短路容量短路类型15/37ff1三相短路f2三相短路f3三相短路f三相短4路。33'F——主变低压侧分列运行。3泵等的证上述和某些V16/37参见图02电力-毕业设计-8。用于完成交。17/37N在选择电器时，一般可按照电器的额定电压UN选择，即U≥UNNS②额定电流定电压U的条件电器的额定电流I是指在额定周围环境温度θ下，电器的长期允许电流。I应不小于该N0N回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流I，即I≥IMaXNMaX③按当地环境条件校核在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境(尤其是小环境)条件当气温、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件是，应采取措施。定校验短路电流通过电器时，电器各部件温度应不超过允许值。满足热稳定的条件为式中Q——短路电流产生的热效应；KI、t——电器允许通过的热稳定电流和时间。t②电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为ies≥i或I≥Ishessh式中i、I——短路冲击电流幅值及其有效值；shshi、I——电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。essh下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：1)熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。条件有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需电流应按下列条件确定：景发展规划(一般为本工程建成后5~10年)；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切。电器的热稳定和开断能力时，还必须合理的确定短路计算时间。验算热稳定的计算时间t为继电保护动作时间t和相应断路器的全开断时间t之和，即t=t+t而t=t+t式中tkprabkprababinaab——断路器全开断时间；t——后备保护动作时间；prt——断路器固有分闸时间；in18/37t——断路器开断时电弧持续时间。a开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流，故电器的开断计算时间t应为主保护时br间tpr1和断路器固有分闸时间之和，即tbr=tpr1+1in第6.2节高压断路器的选择本变电站高压断路器选择如下(选择和校验计算见计算书第4章)：6I”Q3969KA*SI*I*TtUUiiiIIIINNK19/37ZI”Q111.86KA*SI*I*TtUUiiiIIIINNKNNUII”iQKiI*I*TtUiIII20/37Q2311KA*SI*I*TtUUiiIINNK互感器(包括电流互感器TA和电压互感器TV)是一次系统和二次系统间的联络元件，用V21/37择护和足~器。南北向宽68m，占地面积6732m，110kV配电装置构架高12.5m，35kV终端杆高13.5m。屋内配222/37负荷计算第1.1节主变压器负荷计算电力系统负荷的确定，对于选择变电站主变压器容量，电源布点以及电力网的接线方案设计等，都是非常重要的，电力负荷应在调查和计算的基础上进行，对于近期负荷，应力求准确、具体、切实可行；对于远景负荷，应在电力系统及工农业生产发展远景规划的基础之上，进行负荷预测，负荷发展的水平往往需要多次测算，认真分析影响负荷发展水平的各种P=12.5MW111111=32.95MVA用变压器负荷计算的kW换算成kVA，再考虑不同时运行情况的计算方法。本变电站采用第二种计算方法。按每算出总负荷。本变电站需要计入的经常性电力负荷为：主变压器风扇，蓄电池的充电和浮充23/37g11fS=ΣPkVAg2本变电站所用变压器选择计算结果如表3.2所示。表3.2110kV变电站站用变压器选择计算结果计算计算额定功率经常性负荷非经常性负荷名称容量容量因数安装运行运行容量安装运行运行容量(kW)(kW)和效(台)(台(kW)(kVA)数数(kW)kVA(η)(台)(台)充电机蓄电机机序号123456789544——————————24/37远动远动1.50—0.68A25/37BBBB发电机G1x=0.125×100/15=0.831发电机G2x=0.27×100/15=1.82线路L1x=0.4×72×100/115/115=0.223线路L2x=0.4×8×100/37/37=0.234线路L3x=0.5×0.4×12×100/37/37=0.185变压器T1、T2x=x=0.5×(10.5+17.5-6.5)/100×5=0.54x=x=0.5×(6.5+17.5-10.5)/1006789×5=0.34x=x=0.5×(6.5+10.5-17.5)/100×5≈011b中。1225x=x+x=1.061314x=(x+x)(x+x)/<(x+x)+(x+x)>x4710611710611S对1f的转移电抗为x=x=0.22G1对1fG1对1f的转移电抗为x=x+x+x×x/x=1.46f111314131412G2对1f的转移电抗为X=x+x+x×x/x=2.75f211214121413各电源的计算电抗如下js21f21②查计算曲线数字表，求出短路周期电流的标幺值。提供的短路电流直接用转移电抗公式1=1/x=4.55计算。所得结果ps*1fs1名值，将所得结果填入表2.1。26/37结果填入表2.1。，将所得结果填入表2.1。S对2f的转移电抗为G1对2f的转移电抗为G2对2f的转移电抗为各电源的计算电抗如下js22f22②查计算曲线数字表，求出短路周期电流的标幺值。提供的短路电流直接用转移电抗公式1=1/x=2.04计算。所得结果ps*2fs2名值，将所得结果填入表2.1。值，将所得结果填入表2.1。大有效值，将所得结果填入表2.1。所得结果填入表2.1。x156767x=xx/(x+x)=0.171610111011消去图2.2(c)中的结点a，得图2.2(d)。x=x+x=0.4917315S对f的转移电抗为3G1对f的转移电抗为3G2对f的转移电抗为3各电源的计算电抗如下js23f23②查计算曲线数字表，求出短路周期电流的标幺值。字表，系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式1=1/x=2.56计算。所得结果ps*2fs2填入表2.1。名值，将所得结果填入表2.1。值，将所得结果填入表2.1。27/37，将所得结果填入表2.1。入表2.1。x=x+x=0.761837S对3f的转移电抗为②查计算曲线数字表，求出短路周期电流的标幺值。28/37短路类型字表，系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式③计算短路电流的有名值，将所得结果填入表2.1。④计算短路电流冲击值，将所得结果填入表2.1。⑤计短路类型I=1/x=1.78计算。ps*3'fs3'号三电源名称SxjsII"55有名值2s短s短路电值i值If1f2f3f"f3相短路三相短路三相短路三相短SSS09429/37路路3'F——主变低压侧分列运行。3括开关d相正负序电流计算gmaxN30/37NI=I=N3333NNN333333NNNNAikAsh=24.96。短路计算时间为继电保护动作时间和断路器的全开断时间之和，本设计校验电器的热稳定和开断能力的短路计算时间取4s。高压断路器选择及校验31/376NbrNbr(2)10kV线路侧选用KYN28A-12(Z)高压开关柜，柜内装设ZN63-12断路器。NNSNNSNbrNbrKA(3)10kV变压器侧选用KYN28A-12(Z)型高压开关柜，柜内装设ZN63-12断路器。NNSNNSNbrNbrNNSNNS32/37ttttNNSNNS(KI)2=(750.3)2=506.25(KA)2.sNNSNNS(KI)2，合格；(KI)2=(500.3)(KI)2，合格；tt.4节电压互感器选择及校验《3~110kV高压配电装置设计规X》规定，用熔断器保护的电压互感器可不验算动稳定一次回路电压：0.8U=88kV<U=110KV<1.2U=132KV,合格；N1nsN1二次回路电压：110/3V,合格。一次回路电压：0.8U=8kV<U=10KV<1.2U=12KV,合格；N1nsN1第4.5节高压熔断器选择及校验NNsNNs母线选择及校验4.6.1母线选择及校验的一般规定33/37(1)汇流母线按正常工作最大电流gmaxI选择其截面S(mm2)，即按长期发热允许电流选择，要求导体所的电路中最大持续工作电流gmaxI应不大于导体长期发热