110KV总降压变电所电气控制系统设计论文

110KV总降压变电所电气控制系统设计论文目錄

前言(1)

1變電所原始資料(2)

2變壓器的設計(3)

2.1主變壓器的選擇(3)

2.2所用變壓器的選擇(4)

3電氣主接線的設計(5)

3.1電氣主接線方案的確定(5)

3.2110KV側電氣主接線的選擇(6)

3.3變電所的無功補償(7)

4短路電流計算(7)

4.1短路計算的原則(7)

4.2短路電流的計算方法和步驟(8)

4.3短路電流計算結果表(9)

4.4短路電流的計算(9)

4.5短路電流計算列表(9)

5電氣設備的選擇(10)

5.1電氣設備的選擇原則(11)

5.2電氣設備選擇的技術條件(11)

5.3主要電氣設備的選擇(12)

5.410KV高壓開關櫃選擇(14)

6配電裝置的選擇(14)

6.1高壓配電裝置的選擇(14)

1.附錄1短路電流的計算及程式說明(17)

2.附錄2電氣設備的選擇(20)

3.附錄3主接線圖(29)

4.參考文獻(29)

前言

電力工業是能源工業、基礎工業，在國家建設和國民經濟發展中佔據非常重要的位置，是時間國家現代化的戰略重點。電能是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經濟發展的要求就必須加強電網建設，而變電站建設就是電網建設中的重要一環。在變電站的設計中，既要求所變電能能很好地服務於工業生產，又要切實保證工廠生產和生活的用電的需要，並做好節能工作，就必須達到以下基本要求：

平安在變電過程中，不發生人身事故和設備事故。

牢靠所變電能應滿足電能用戶對用電的牢靠性的要求。

優質所變電能應滿足電能用戶對電壓和頻率等品質的要求。

經濟變電站的投資要少，輸送費用要低，並盡可能地節約電能、減少有色金屬的消耗量和盡可能地節約用地面積。

110KV變電站屬於高壓網路，該地區變電所所涉及方面多，考慮問題多，分析變電所擔負的任務及用戶負荷等情況，選擇所址，利用用戶數據進行負荷計算，確定用戶無功功率補償裝置。同時進行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進行短路電流計算，選擇送配電網路及導線，進行短路電流計算。選擇變電站凹凸壓電氣設備，為變電站平面及剖面圖供应依據。本變電所的初步設計包括了：（1）總體方案的確定（2）負荷分析（3）短路電流的計算（4）凹凸壓配電系統設計與系統接線方案選擇（5）繼電保護的選擇與整定（6）防雷與接地保護等內容。

隨著電力技術高新化、複雜化的快速發展，電力系統在從發電到供電的全部領域中，通過新技術的使用，都在不斷的發生變化。變電所作為電力系統中一個關鍵的環節也同樣在新技術領域得到了充分的發展。

變電站、變壓器、接線、高壓網路、配電系統

1變電所原始資料

建設性質及規模：為滿足某縣城區及相關單位用電，建一座110KV降壓變電所。所址海拔為200m，為非地震多發區。最高氣溫+39℃，最低氣溫為-18℃，最熱月平均最高氣溫為30℃。

⑴110KV線路進線2回。

⑵10KV線路的同時係數為0.9，線損率5%。

⑶10KV線路8回，遠期發展2回。如下圖

⑷說明：①系統S容量（水電）Smax=1000MVA；Smin=880MVA；系統S阻抗Xsmax=1.58；Xsmin=1.25。②系統低壓側功率因數要求不低於0.9。

電壓等級負荷名稱穿越功率

(MW)

最大負荷

(MW)

負荷組成(%)COSΦ同時率

(%)

線損率

(%)近期遠景近期遠景一級二級三級

110KV新黃線35

新區線35

10KV機械廠

食品廠2.4

1.1

3

2

15

10

60

30

25

60

0.8

0．8

85

85

5

5

10KV汽配廠1.222040400.885510KV城區2．.542040400.885510KV工業園5．283040300.885510KV自來水廠0.50.83050200.885510KV生活區0.5130700.885510KV轉供電0.81.820800.885510KV發展線11.52060200.885510KV發展線21.52060200.8855

2變壓器的設計

2.1主變壓器的選擇

⑴主變壓器台數的選擇

據資料分析以及線路來看，為保障對Ⅰ、Ⅱ類負荷的需要，以及擴建的可能性，至少需要安裝兩臺主變以提高對負荷供電的牢靠性，以便當其中一臺主變故障或者檢修時，另一臺能繼續供電約為1.2倍最大負荷的容量。

⑵主變壓器的容量的選擇

近期總負荷：∑PM=14.2MW

遠期總負荷：∑PM=25.6MW

用電負荷的總視在功率為∑SM

遠期:∑SM=∑PM/COSφ=25.6/0.8=32MVA

主變壓器的總容量應滿足：

Sn≥K∑SM/S=0.9×32/0.95=30.32MVA(K為同時率，根據資料取0.9,線損5%)

滿載運行且留裕10%後的容量：

S=Sn/2×（1+10%）=30.32/2×1.1=16.676MVA

變電全部兩臺主變壓器，考慮到任意一臺主變停運或檢修時，另一主變都要滿足的容量:Sn≥30.32×70%=21.224MVA

所以選每臺主變容量：Sn=21.224MVA

為了滿足系統要求，以及通過查表，確定每臺主變的裝機容量為：25MVA總裝機容量為2×25MVA=50MVA

考慮周圍環境溫度的影響：θp=(θmax+θmin)/2=（39-18）/2=10.5℃

K

θ=（15-10.5）/100+1=1.045根據Sn≥0.6K∑SM/Kθ=0.6×0.9×32/1.055=16.38MVA即Sn=25MVA＞16.38MVA滿足要求。

⑶主變壓器型式的選擇

相數的選擇：

電力系統中大多數為三相變壓器，三相變壓器較之於同容量的單相變壓器組，其金屬材料少20%~25%，運行電能損耗少12%~15%，並且占地面積少，因此考慮優先採用。本變電所設在城郊四周，不受運輸條件限制，所以採用三相變壓器。

繞組的確定：

該變電所只有兩個電壓等級（110KV和10KV），且自耦變壓器一般用在220KV以上的變電所中，所以這裏選擇雙繞組變壓器。

繞組接線方式的選擇：

變壓器繞組的連接方式必須和系統電壓的連接方式相位全都，否則不能並聯運行。我國110KV及以上變壓器繞組都選用Y連接，35KV及以下電壓，繞組都選擇△連接方式，所以該變電站的兩臺主變，高壓側（110KV）採用Y連接，低壓側(10KV)採用△連接方式。

根據110KV變電所設計指導，以上選擇符合系統對變電所的技術要求，兩臺相同的變壓器同時投入時，可選擇型號為SF9-25000/110的主變，技術參數如下：

表2.1主變壓器的技術參數

型號高壓低壓空載電流空載損耗負載電流阻抗電壓連接組別

SF9-25000/110110±2×

2.5%

10．50.225.2110.710．5

Yn,

d11

2.2所用變壓器的選擇

2.2.1所用變壓器的選擇

根據《35～110KV變電所設計規範》規定，在有兩臺及以上主變壓器的變電所中，宜裝設兩臺容量相同可互為備用的所用變壓器，分別接到母線的不同分段上。

變電所的所用負荷，一般都比較小，其牢靠性要求也不如發電廠那樣高。變電所的主要負荷是變壓器冷卻裝置、直流系統中的充電裝置和矽整流設備、油處理設備、檢修工具以及採暖、通風、照明、供水等。這些負荷容量都不太大，因此變電所的所用電壓只需0.4KV一級，採用動力與照明混合供電方式。380V所用電母線可採用低壓斷路器（即自動空氣開關）或閘刀進行分段，並以低壓成套配電裝置供電。

本變電所所用容量為100KVA，選用兩臺型號為S9-100/10的三相油浸自冷式銅線變壓器，接入低壓側,互為暗備用。

參數如下表：

表2.2站用電變壓器參數表

產品型號額定容量

(KVA)

高壓側

(KV)

低壓側

(KV)

接線組

方式

短路損

耗(W)

短路電

壓(%)

空載損

耗(W)

空載電流

(%)

S9-100/10100100.4Y,yn0150042901.6

2.2.2所用變壓器低壓側接線

所用電系統採用380/220V中性點直接接地的三相四線制，動力與照明合用一個電

源，所用變壓器低壓側接線採用單母線分段接線方式，平時分裂運行，以限制故障範圍，提高供電牢靠性。380V所用電母線可採用低壓斷路器（即自動空氣開關）或閘刀進行分段。

3電氣主接線的設計

發電廠、變電站主接線須滿足以下基本要求：

（1）運行的牢靠

斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，需要停電的用戶數目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。

（2）具有肯定的靈活性

主接線正常運行時可以根據調度的要求靈活的改變運行方式，達到調度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能儘快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響範圍最小，並且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的平安。

（3）操作應盡可能簡單、便利

主接線應簡單清楚、操作便利，盡可能使操作步驟簡單，便於運行人員把握。複雜的接線不僅不便於操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發生事故。但接線過於簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。（4）經濟上合理

主接線在保證平安牢靠、操作靈活便利的基礎上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發揮經濟效益。

（5）應具有擴建的可能性

由於我國工農業的高速發展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。