kv变电站一次系统设计 .docx

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1、精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结引言电力行业是国民经济的基础工业，它的进展直接关系到国家经济建设的兴衰成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防供应必不行少的动力。电力系统规划设计及运行的任务是：在国民经济进展方案的统筹支配下，合理开发、利用动力资 源，用较少的投资和运行成本，来中意国民经济各部门及人民生活不断增长的需 要，供应牢靠充分、质量合格的电能。所以在本次设计中选择变电站电气部分的初步设计，是为了更多的明白现代化变电站的设计规程、步骤和要求，设计出比较合理变电站。依据设计要求的任务，在本次设计中主要通过变电站电气主接线、短路电流运算、设备选择与校验、无功补

2、偿、主变爱惜和配电装置部分的设计，使我对四年来所学的学问更进一步的巩固和加强，并从中获得一些较为实际的工作体会。由于在设计中查阅了大量的相关资料，所以开头逐步把握了查阅，运用资料的才能，又可以总结四年来所学的电力工业的部分相关学问，为我们日后的工作打下了坚实的基础。第 1 章概述由于某的区电力系统的进展和负荷增长，拟建一座110KV 变电站，向该的区用35KV 和 10KV 两个电压等级供电。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结本变电站由两个系统S1 S2 供电，对 35KV 侧来讲，本所供电对象是 A 厂、B 厂可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的厂区和生活区及 A

3、、B 两座变电站， 10KV 侧供电对象是 a 厂、b 厂、c 厂、d 厂的厂区和生活区及 a、b 两个居民区。具体数据如下：系统 1S1 MV A 600Xc138系统 2S2 MV A 800线路参数X c 245L1 KM30L2 KM20表 1-1 系统与线路参数表负荷名称表 1-2 35KV最大负荷 MW ）侧负荷资料表cos回路数A 厂60.92B 厂60.92A 变电站50.91可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结B 变电站30.91注： 35KV 负荷同时系数为 0.9表 1-3 10KV侧负荷资料表负荷名称最大负荷 cos安装台数工作台数备 注1主充电机200.8

4、511周期性负荷2浮充电机4.50.8511经常性负荷3主变通风0.150.853232经常性负荷4蓄电池通风2.70.8511经常性负荷5检修、试验用电150.85经常性负荷6载波通讯用电10.85经常性负荷7屋内照明5.28屋外照明4.59生活水泵4.50.8522周期性负荷10福利区用电1.50.85周期性负荷本论文主要通过分析上述负荷资料，以及通过负荷运算，最大连续工作电流及可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结短路运算，对变电站进行了设备选型和主接线选择，进而完成了变电站一次部分设计。第 2 章负荷运算及变压器选择2.1 负荷运算2.1.1 运算负荷的目的运算负荷是供电设计

5、运算的基本依据，运算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如运算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗铺张，如运算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大缺失，由此可见正确确定运算负荷重要 性。2.1.2 负荷分析要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大连续工作电流。第一必需要运算出各侧的负荷，包括35kV 侧负荷、 10kV 侧负荷和站用电负荷可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 Pi max 各出线的最大负荷。cosi 功率因数。 Kt 同时系数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精

6、品名师归纳总结% 线损率，取 5%。依据第 1 章所给资料，可以运算出以下数据： 35KV 侧负荷：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结S js0.9 62625315%33.6 MVA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10KV 侧负荷：0.9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结S js20.85232323315%22.75MVA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结站用电负荷：0.850.9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结S 照明负荷 +动力负荷 0.85 KVA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -

7、- - 欢迎下载精品名师归纳总结S 5.24.5204.50.15322.71514.521.50.85可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结78.5235 KVA变电站的总负荷：S =33.6+22.75+0.0785=56.428MVA2.2 主变压器的选择2.2.1 主变压器台数和容量的确定1、主变压器台数的选择 主变压器台数的选择原就：1）对于大城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情形下，变电所以装设两台变压器为宜。2）对的区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。 S可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据负荷运算算出本变电站总

8、的负荷为：S =56.428MVA ST =0.756.428=39.43MVA2.2.2 变压器型号的选择1、绕组数量的确定依据电力工程电气设计手册所述：在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15 %以上或低压侧虽无负荷，但在变电所内需设无功补偿设备时，主变压器宜接受三绕组变压器。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在本变电所中：S35 / S =27.448 0.8/57.5364=0.381615% S10 / S =35.0097 0.8/57.5364=0.4868 15%因此，主变压器选为三绕组变压器。2. 相数的确定依据电力工程电气

9、设计手册变压器相数选择原就：当不受运输条件限制时，在 330KV 及以下发电厂和变电站，均应选用三相变压器。3. 绕组数和接线组别的确定：该变电全部三个电压等级，所以选用三绕组变压器，连接方式必需和系统电压相位一样，否就不能并列运行，110kV 以上电压，变压器绕组都接受Y0 连接，35KV 接受 Y 形连接， 10KV 接受连接。4. 调压方式的选择：一般型的变压器调压范畴小，仅为5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反损耗阻抗电压空KW%载可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结KVA高中低连接组别空 短 高载 路 中高 中 电低 低 流%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

10、纳总结SFSZ7- 40000/11011081.25%38.522.5% 10.5 YN,yn0,d11 60.2 21010.517186.5 1.3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.3 本变电站站用变压器的选择可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结变电站的站用电是变电站的重要负荷，因此，在站用电设计时应依据运行牢靠、检修和爱惜便利的要求，考虑变电站进展规划，妥当解决分期建设引起的问题，积极谨慎的接受经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证变电站安全，经济的运行。一般变电站装设一台站用变压器，对于枢纽变电站、装有两台以上主变压器的变电站中应装

11、设两台容量相等的站用变压器，互为备用，假如能从变电站外引入一个牢靠的低压备用电源时，也可装设一台站用变压器。依据如上规定，本变电站选用两台容量相等的站用变压器。站用变压器的容量应按站用负荷选择：S 78.5235KVA表 2-1 SL7 12510 型变压器参数数据型号容量连接组别损耗/W阻抗电压为%S910010100KVAY N，yn0空载300负载14704考虑确定的站用负荷增长裕度，站用变 10KV 侧选择两台 S910010 型号配电变压器，互为备用。依据容量选择，站用电变压器为 S9100 10 型变压器， 其参数如下：其容量比为： 100/100/502.4 小结在本章中，依据本

12、变电站的实际情形选择了变电站的主变压器和站用变压器：主变压器为两台 SFSZ740000/110 型有载调压变压器。站用变压器两台S9100 10 型号配电变压器。第 3 章 无功补偿装置的选择3.1 补偿装置的意义无功补偿可以保证电压质量、削减网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳固性有重要意义。3.2 无功补偿装置类型的选择3.2.1 无功补偿装置的类型可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。3.2.2 常用的三种补偿装置的比较及选择这三种无功补偿装置都是直

13、接或者通过变压器并接于需要补偿无功的变配电所的母线上。同步调相机：同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统供应无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。装有自动励磁调剂装置的同步调相机，能依据装设的点电压的数值平滑的转变输出或吸取的无功功率，进行电压调剂。特殊是有强行励磁装置时，在系统故障情形下，仍能调整系统的电压，有利于提高系统的稳固性。但是同步调相机是旋转机械，运行爱惜比较复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于5MV A 的一般不装设。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电所，以便平滑调剂电压和提

14、高系统稳固性。静止补偿器：静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸取无功功率，依据调压需要，通过可调电抗器吸取电容器组中的无功功率， 来调剂静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。静止补偿器是一种技术先进、调剂性能、使用便利、经纪性能良好的动态无功功率补偿装置。静止补偿器能快速平滑的调剂无功功率，以中意无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且调剂不能连续的缺点。与同步调相机比较，静止补偿器运行爱惜简洁，功率损耗小，能做到分相补偿以适应不平稳负荷的变化，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统得到越来越广泛的应用。 但此设备

15、造价太高，不在本设计中不宜接受）。电力电容器：电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所供应的无功功率值与所节点的电压成正比。电力电容器的装设容量可大可小。而且既可集中安装，又可分散装设来接的供应无功率，运行时功率损耗亦较小。此外，由于它没有旋转部件，爱惜也较便利。为了在运行中调剂电容器的功率，也可将电容器连接成如干组，依据负荷的变化， 分组投入和切除。综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置。3.3 无功补偿装置容量的确定依据现场体会）现场体会一般按主变容量的 10-30来确定无功补偿装置的容量。此设计中主变容量为40000KVA故 并 联 电 容 器 的

16、容 量 为 ： 4000KVA 12000KVA为 宜 ， 在 此 设 计 中 取12000KVA 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.4 并联电容器装置的分组3.4.1 分组原就1、并联电容器装置的分组主要有系统专业依据电压波动、负荷变化、谐波含量等因素确定。2、对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与设备相联接，并与该设备同时投切。对于 110KV 220KV 、主变代有载调压装置的变电所，应按有载调压分组，并按电压或功率的要求实行自动投切。3、终端变电所的并联电容器设备，主要是为了提高电压和补偿变压器的无功损耗。此时，各组

17、应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的电压波动不应超过 2.5。3.4.2 分组方式1、并联电容器的分组方式有等容量分组、等差容量分组、带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。2、各种分组方式比较a、等差容量分组方式：由于其分组容量之间成等差级数关系，从而使并联电容器装置可按不同投切方式得到多种容量组合。既可用比等容量分组方式少的分组数目，达到更多种容量组合的要求，从而节省了回路设备数。但会在转变容量组合的操作过程中，会引起无功补偿功率较大的变化，并可能使分组容量较小的分组断路器频繁操作，断路器的检修间隔时间缩短，从而使电容器组退出运行的可能性增 加。因而应用范畴

18、有限。b、带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组，当某一并联电容器组因短路故障而切除时，将造成整个并联电容器装置退出运行。c、等容量分作方式，是应用较多的分作方式。综上所述，在本设计中，无功补偿装置分作方式接受等容量分组方式。3.5 并联电容器装置的接线并联电容器装置的基本接线分为星形Y ）和三角形 ）两种。经常使用的仍有由星形派生出来的双星形，在某种场合下，也接受有由三角形派生出来的双三角形。从电气工程电气设计手册 一次部分）中比较得，应接受双星形接线。由于双星形接线更简洁，而且牢靠性、灵敏性都高，对电网通讯不会造成干扰，适用于10KV 及以上的大容量并联电容器组。中性点接的

19、方式：对该变电所进行无功补偿，主要是补偿主变和负荷的无功功率，因此并联电容器装置装设在变电所低压侧，故接受中性点不接的方式。10KV 系统的中性点是不接的的，该变电站接受的并联电容器组的中性点也是不接的的，当发生单相接的故障时，构不成零序电流回路，所以不会对10KV 系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结造成影响。第 4 章 电气主接线设计4.1 主接线的设计原就4.1.1 主接线设计的基本要求：主接线的基本要求：应中意牢靠性，灵敏性和经济性。1）牢靠性：安全牢靠是电力生产的首要任务，保证供电牢靠是电力生产和支配的首要要求，主接线第一应中意这个要求。牢靠性的具体要求：1. 断路器

20、检修时，不影响对系统和负荷的供电。2. 断路器和母线故障以及母线检修应尽量削减停电时间及回数，并要保证一级负荷及大部分二级负荷的供电。3. 尽量防止全所停运、停电的可能性。2）灵敏性：主接线应中意在调度、检修及扩建时的灵敏性。1. 调度时，应可以灵敏的投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，中意系统在事故运行方式，检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。2. 检修时，可以便利的停运断路器、母线及其继电爱惜设备，进行安全检修， 而不致影响电力网的运行和对用户的供电。3. 扩建时，可以简洁的从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情形下，投入变压器或线路而不相互干扰，并且对

21、一次和二次部分的改建工作量最少。3）经济性主接线在中意牢靠性、灵敏性要求的前提下，做到经济合理。1. 投资省1）主接线应力求简洁清晰，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。2）要能使继电爱惜和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和把握电缆。3）要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。4）如能中意系统安全运行及继电爱惜要求，110kV 及以下终端或分支变电所可接受简易电器。2. 占的面积小主接线设计要为配电装置布置制造节省土的的条件，尽量使占的面积削减。3. 电能缺失少经济合理的选择主变压器的种类、容量、数量，要防止因两次变压而增加电能缺失。可编辑资料 - -

22、- 欢迎下载精品名师归纳总结此外，在系统规划设计中，要防止建立复杂的操作枢纽。为简化主接线，发电厂、变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。4.1.2 主接线的设计依据在选择电气主接线时应以以下各点作为设计依据：1. 发电厂、变电所在电力系统中的位置和作用。2. 发电厂、变电所的分期和最终建设规模。3. 负荷大小和重要性1）对于一级负荷必需有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。2）对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对大部分二级负荷的供电。3）对于三级负荷一般只需一个电源供电。4系统备用容量大小装有 2 台组级以上主变压器的

23、变电所，其中一台组）事故断开，其余主变压器的容量应保证该所 60%的全部负荷，在计及过负荷才能后的答应时间内，应保证用户的一级和二级负荷。5系统专业对电气主接线供应的具体要求。4.2 110kV 主接线的选择依据变电所设计技术规程第22 条： 110220kV 配电装置中，当出线数为 2回时，一般接受桥形接线，当出线不超过4 回时，一般接受分段单母线接线。110KV 侧初期设计回路数为 4 回。由电力工程电气设计手册其次章其次节中的规定可知：110KV 侧配电装置宜接受单母线分段的接线方式。110KV 侧接受单母线分段的接线方式，有以下优点：1）供电牢靠性：当一组母线停电或故障时，不影响另一组

24、母线供电。2）调度灵敏，任一电源消逝时，可用另一电源带两段母线：3）扩建便利。4）在保证牢靠性和灵敏性的基础上，较经济。经过比较内桥形接线比单母线接线形式少一组断路器，110KV 处为两回进线， 两回出线，该变电所应用两台降压变压器，宜选用内桥形接线，在配电装置的综合投资，包括把握设备，电缆，母线及土建费用上，在运行灵敏性上，桥形接线比单母线形接线有很大的灵敏性，所以经过技术及经济上的比较，桥形接线的优势大于单母线的接线形式。故 110KV 侧接受内桥式的连接方式。4.3 35kV 主接线的选择由电力工程电气设计手册其次章其次节中的规定可知：当35 63KV配电装可编辑资料 - - - 欢迎下

25、载精品名师归纳总结置出线回路数为 48 回，接受单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可接受双母线接线。变电所设计技术规程第 23 条： 3560 千伏配电装置中，当出线为 2 回时， 一般接受桥形接线。当出线为2 回以上时，一般接受分段单母线或单母线接线。出线回数较多、连接的电源较多、负荷大或污秽环境中的，35 60 千伏屋外配电装置，可接受双母线接线。由于 35kV 回路为 8 回，接受双母线接线后，可以轮番检修一组母线及任一回路的母线隔离开关，一组母线故障后，能快速复原供电，各个回路负荷可以任意分 配到某一组母线上，因此就没有必要接受增设旁母。投资也较单母分段带旁母少。 因此经过比

26、较后，准备接受双母线接线作为35kV 侧的主接线。4.410kV 主接线的选择变电所设计技术规程第23 条： 6kV 和 10kV 配电装置中，一般接受分段单母线或单母线接线。电气工程设计手册 1 规定： 610kV 配电装置出线回路数为 6 回以上时，可接受单母线分段接线。本所 10kV 侧出线数为 10 回，又 c、d 厂接受双回路供电，所以接受单母分段接线方式。该方式具有较高的牢靠性和灵敏性，双回线路分别接到不同母线上，这样当一回故障时，另一回可连续对其供电而不至使重要用户停电。4.5 所用电设计一 所用电源引接方式在选择所用变时一般情形下，厂家不生产110/0.4kV 或 35/0.4

27、kV 的双绕组变压器，又由于网络故障较多，从所外电源引接所用电源牢靠性较低。这样所用电必需从主变低压侧10kV ）母线不同段上各引接一个。并要加装限流电抗器。二 所用电接线电力工程设计手册 1 规定：所用变高压侧尽量接受熔断器，所用变的低压侧接受 380/220V 中性点直接接的的三相四线制，动力与照明合用，且设置一个检修电源。本所站变电压等级 10/0.4kV，低压侧为三相母线制运行，且 0.4kV 侧接受单母分段接线方式，以保证所用电的牢靠性和灵敏性。以爱惜变电所的正常运行。第 5 章 电路电流运算5.1 节 短路电流运算的目的在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流运算是其中的一个重要环节

28、，其计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结算的目的主要有以下几方面：1. 在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要实行限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流运算。2. 在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情形下都能安全、牢靠的工作，同时又力求节省资金，这就需要进行全面的短路电流运算。例如：运算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断才能和确定电抗器的电抗值， 运算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳固，运算短路电流冲击值，用以校验设备动稳固。3. 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对的的安全距离。4

29、. 在选择继电爱惜方式和进行整定运算时，需以各种短路时的短路电流为依据。5. 接的装置的设计，也需用短路电流。5.2 短路电流运算的条件基本假定短路电流有用运算中，接受以下假设条件和原就：1. 正常工作时，三相系统对称运行。2. 全部电源的电动势、相位角相同。3. 系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和磁滞、涡流及导体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间相差120。电气角度。4. 电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。5. 电力系统中全部电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线，50%负荷接在系统侧。6. 同步电机都具

30、有自动调整励磁装置。7. 短路发生在短路电流为最大值的瞬时。8. 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。9. 除运算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计。10. 元件的运算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范畴。11. 输电线路的电容略去不计。12. 用概率统计法制定短路电流运算曲线。一般规定：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 验算导体和电器动稳固、热稳固以及电器开断电流所用的短路电流，应按设计规划容量运算，并考虑电力系统的远景进展规划一般为本期工程建成的 510 年）。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按

31、仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。2. 选择导体和电器用的短路电流在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3. 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的运算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的的点。4. 导体和电器的动稳固、热稳固以及电器的开断电流一般按三相短路验算，如发电机出口的两相短路或中性点直接接的系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接的短路较三相短路严肃时，就应按严肃情形运算。5.3 短路电流运算5.3.1 运算步骤选择运算短路点。画等值网络图。第一去掉系统中的全部分支、线路电容、各元件的电阻。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

32、名师归纳总结选取基准容量Sb 和基准电压Ub 一般取各级的平均电压）。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗。绘制等值网络图，并将各元件电抗统一编号。化简等值网络：为运算不同短路点的短路值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗X nd 。求运算电抗 X js 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结X js由运算曲线查出各电源供应的短路电流周期重量标幺值运算曲线只作到3.5 ）。运算无限大容量 网络化简如图 5-2 所示：XL1XL2图 5-2d-1 点短路等值图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结X*Sj1 Xc 1S10.0633可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结X*Sj2 Xc 2S20.0563可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - -