110KV变电站毕业设计(共49页).doc
《110KV变电站毕业设计(共49页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《110KV变电站毕业设计(共49页).doc(49页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上前 言电力工业在社会主义现代化建设中占有十分重要的地位,因为电能与其他能源相比具有显著的优越性,它可以方便地与其他能量相互转换,可以远距离输送,输送的经济性较好,且在使用时易操作和控制.所以在现代化生产和人民生活中,电能得到日益广泛的应用。世界上许多国家已把电力工业的发展水平作为衡量一个国家现代化水平的标志之一。近年来许多20KW及以上大型机组的相继投产,330KV及以上超高压输变电工程的陆续建成和各地区电力网的不断扩大,标志着我国的电力工业已经进入了一个发展的新阶段。本设计过程中得到了电力系大量专业老师的大力支持,在此表示感谢,由于本人水平有限,所学知识不全面,设计
2、经验还不足,恳请老师们指导。设 计 任 务 书一、设计题目: 某110KV变电所电气一次设计二、设计原始资料:1、系统接线示意图: 该变电站电压等级为 110/35/10KV。选取基准Sj =100MVA和基准Uj = Uav ,系统电抗已向基准值进行归算。2、所址情况:平原地区,无高产农作物,土壤电阻率=0.810.cm,年雷电日50个,历年平均最高气温37c 3、负荷数据:(1)110KV系统四回(二进二出)。110KV母线转供负荷约30MW,功率因数0.85,同时率0.9,这部分负荷不经过变压器。(2)35KV系统进出线六回(二进四出),对侧有电源。同时率0.9,年最大负荷利用小时数取T
3、max=4500h,预计五年内大约还有10MW的新增负荷。 1、2线最大负荷4000h,功率因数0.8,对侧有电源; 3线最大负荷8000KW,功率因数0.85; 4线最大负荷6500KW,功率因数0.90;5线最大负荷7000KW,功率因数0.85;6线最大负荷6000KW,功率因数0.80;其中3、4出线要求双回路供电。(3)10KV侧无电源,10KV侧系统十回(出线)。同时率0.85,年最大负荷利用小时数Tmax=4000h,预计五年内有6MW的新增负荷。 1-4出线,最大负荷4500KW,功率因数0.80;5-6出线,最大负荷3000KW,功率因数0.80;7-10出线,最大负荷200
4、0KW,功率因数0.85;其中5、6出线为类负荷,要求双回线供电(4)变电所自用电负荷如表:序 号设备 名称额定功率(KW)安装台数工作台数功率因数备注1主变风扇0.460600.85经常、连续2主流电机20110.85不经常、连续3浮冲电机4.2110.85经常、连续4生活水汞4.5220.85经常、短时5电焊机15110.6不经常、连续6检修用电50.6不经常、短时7生活区用电19不经常、连续8照明负荷20经常、连续三、设计主要任务:1、主变容量、形式及台数的选择;2、电气主接线方案论证;3、短路电流计算;4、主要电气设备选择;5、配电装置选择;6、选择所用变压器的容量、台数;7、变压器保
5、护配置;四、设计成果:1、设计说明书一份;2、设计计算书一份;3、电气主接线图;第一章、主变压器的选择主变压器是变电所的重要设备,合理正确地选择主变的台数,容量和型式是系统规划和变电所设计的一个重要的问题,在选择主变时考虑负荷增长为7%,并以510年后的情况作为远期负荷资料。为了保证供电的可靠性、灵活性和经济性,避免一台主变压器故障或检修是影响供电,变电所装设两台变压器,主变压器的容量根据电力系统510的发展规划进行选择,对两台主变的额定容量按70%的全部负荷供电,考虑到变压器的事故过负荷能力40%,则可保证一台退出间检修时剩余负荷的70%供电。主变压器台数的确定发电厂或变电所主变压器的台数与
6、电压等级,接线形式、传输容量以及和系统的联系有密切关系。(1)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。(2)对地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主变电器的可能性。(3)对于规划只装设两台变压器的变电所其变压器基础宜按大于变压器容量的12级设计,以便负荷发展时,更换变压器的容量。综上所述,由原始资料可知,我们本次设计的变电站是一个位于郊区的110KV降压变电所,主要是接受110KV的功率,通过主变向110KV线路输送,是一个重要的枢纽变电站,全所停电后将造成地区电网的瓦解,造成整修个市区停电,并影响下一级变电站供电,
7、对生产和生活造成不良后果。因此为了提高供电的要可靠性,防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电,变电站中一般装设两台主变压器,互为备用,可以避免因主变检修或故障而造成对用户的停电。考虑到两台主变同时发生故障或检修时由另一台主变压器可带全部负荷的70%,能保证正常供电,故可选择两台主变压器。主变压器容量的确定(1)主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择,并适当考虑到远期1020年的负荷发展。对于城郊变电所,主变压器容量应与城市规划相结合。(2)根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量,对于有重要负荷的变电所,应考虑当一台主变压器停运时,其余变压器容量在计及过负荷
8、能力后的允许时间内,应保证用户的一级和二级负荷,对一般性变电所,当一台主变压器停运时,其余变压器容量能保证全部负荷的70%80%。综上所述,由于本变电站近期和远期负荷都已给定,所以,应按近期和远期总负荷来选择主变容量,因为该变电所的电源引进是110KV侧引进,高压侧110KV母线负荷不需要经过主变倒送,其中压侧及低压侧全部负荷需经主变压器传输至母线上。 主变型式的选择相数的选择:根据设计规程当不受运输条件限制时,在330KV及以下的变电所,均选用三相变压器。选择主变的相数,需要考虑如下原则:1当不受运输条件限制时,在330KV及以下的发电厂和变电所,均应选用三相变压器。2当发电厂与系统连接的电
9、压为500KV时,宜经济技术比较后,确定选用三相变压器、两台半容量三相变压器或单相变压器组,对于单机容量为300MW并直接升压到500KV的宜选用三相变压器。绕组数量和连接方式的选择:1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电所容量的15%以上时,主变压器宜采用三绕组变压器。变电所中具有三个电压等级的,通常采用普通三绕组变压器、自耦变压器等。 2绕组连接方式国内电力系统中采用的变压器按其绕组数分类有双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂式等型式变压器。在具有三种电压等级的变电站中,如通过主变各侧绕组的功率均达到该变压器的容量的15%以上,或低压侧虽无负荷,但在
10、变电所内需装设无功补偿装置时,主变采用三绕组变压器,因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备,与对应的两台双绕组变压器的较少。由于本次设计的变电所具有三个电压等级,考虑到运行维护和操作的工作量,及占地面积等因素,所以选择三绕组变压器。在生产及制造中三绕组变压器有自耦变压器、分裂变压器、普通三绕组变压器。自耦变与普通变相比具有很多优点,如耗材料少,造价低,有功和无功损耗少,效率高,由于高、中压线圈的自耦联系阻抗小,对改善系统稳定性有一定作用,还可以扩大变压器极限制造容量,便于运输和安装,自耦变虽有许多优点,但也存在一些缺点。由于自耦变公共组绕的容量最大只等于电磁容量,因此在某些运行方
11、式下,自耦变压器的传输容量不能充分利用,而在另外一些运行方式下,又会出现过负荷,由于自耦变高、中压绕组间的自耦联系,其阻抗比普通变压器小,它的中性点要直接接地,所以使单相和三相短路电流急剧增加,有时单相短路电流会超过三相短路电流,造成选择变压器电气设备的困难和通信设备的危险干扰。同时自耦变零序保护的装设与普通变不同,自耦变的高、中压两侧的零序电流保护,应接于各侧套管电流互感器组成的零序电流互感器上并根据选择性的要求装设方向元件,自耦变压器中的冲击过电压比普通变严重得多,另一个原因是从高压侧绕组上进入的冲击波加在自耦变的串联绕组上,而串联绕组的匝数少得多,因此在公共绕组中感应出来的过电压大大超过
12、普通变侵入波幅值,当一次电压波动时为了得到稳定的二次电压,一次绕组匝数作相应的调整以维护每匝电势不变,以及维持铁芯磁通密度不变,如高压侧电压升高则应增加高压绕组而中性点调压的自耦变则要减少匝数,亦维护二次电压不变,这就导致每匝电势增加,亦导致铁芯更加饱和,由于本次设计变电所需装设两台变压器并列运行,电网电压波动范围较大,如果选择自耦变,其两台自耦变压器的高、中压侧需直接接地,这样会影响调度的灵活性和零序保护的可靠性,而自耦变压器的变比较小,由原始资料可知该所的电压波动为8%,故不选自耦变压器。因此,本次设计的变电站选择普通三绕组变压器。变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致,否则不能并列运
13、行。电力系统采用的绕组连接方式只有Y和,高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110KV及以上电压,变压器绕组都采用Y连接;35KV也采用Y连接;其中性点多通过消弧线圈接地。35KV以下电压变压器绕组都采用连接。主变的冷却方式主变压器一般采用的冷却方式:自然风冷却,强迫油循环风冷却,强迫油循环水冷却,强迫、导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却变压器。强迫油循环水冷却方式散热效率高,节约材料,减少变压器本体尺寸,但它的缺点是这样冷却方式要有一套水冷却系统和有关附件,冷却器的密封性能要求高,维护工作量较大。经比较,选择适合本变电站的强迫
14、油循环风冷却。运行方式两台变压器并联运行选择原则1能满足负荷现状及发展的需要,保证重要负荷的供电可靠性。2投资省。3占地面积小。4电能损耗少。由于该变电所具有三个电压等级,两个电源供电,35KV侧采用小电流系统无中性点接地,而自耦变压器高、中压侧公用中性点接地,因此不能选用自耦变压器,因选用普通三绕组变压器,而不选用自耦变压器。由于中、低压侧负荷与总负荷的比值大于30%(流入各侧的功率大于15%)故选用三绕组变压器,且容量比为100/100/100根据负荷发展情况考虑,若按5年负荷发展考虑则选用25000KVA变压器两台;若按10年负荷发展规划考虑则选用31500KVA变压器两台,这样形成两种
15、方案,通过静态经济比较选用某方案。具体的计算过程和计算方法见计算书第一章主变选择结果:选用:SFSZ725000 11081.25/38.542.5/11KV额定容量: 25000KVA电压组合: 高-110KV 中-38.5KV 低-11KV空载损耗: 52.6KW负载损耗: 185KW阻抗电压%:Us (1-2)%=10.5 Us(2-3)%=6.5 Us(3-1)%=17空载电流%: 1.4连接组别号: Y,y,d11第二章、电气主接线的方案比较与确定电气主接线是电力系统接线的主要组成部分,是发电厂变电所电气部分的主体。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方
16、式,它的设计,直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。因此它必须满足工作可靠,调度灵活,运行检修方便,且具有经济性和发展的可能性等基本要求。由于电能生产的特点是发电,供电同一时刻完成的,所以主接线设计的好坏,也影响到工农业和人民生活的稳定。主接线的设计是一个综合性的问题,其设计原则应以设计任务书为依据,以国民经济建设方针政策及有关技术规范,规程为准则,结合工程具体特点,准确地掌握基础资料,全面综合分析,力争使其技术先进,经济合理、安全可靠。110KV侧主接线分析规程规定:当110KV220KV配电装置的出线回数为4回时,一般采用单母分段接线。由于110KV线路输送距离较远,输送功率较大
17、,停电的影响较大,断路器平均每年检修的时间为57天,因此一般不允许因断路器检修而使停电时间太长,故需设置旁母,以使其在不停止供电的情况下检修。由于带电作业的成功与发展,母线检修可带电进行,母线故障的可能性很小,因此从母线本身来讲用不着考虑备用,即可不用双母,当不采用双母接线时,隔离开关不再是倒闸操作电器,仅作为检修断路器时隔绝电源用,这就避免了双母接线中因用隔离开关进行倒闸操作引起的一些容易出现的误操作事故。综上所述:110KV侧接线采用的接线型式可有以下几种: (a)(b)(c)对以上三种接线方案的技术分析如下:(a)为单母分段接线方式,结构简单、操作方便,对重要用户可以从不同段引出两个回路
18、,有两个电源供电。当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电;是当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该段母线的回路都要在检修间内停电,断路器检修时对应回路停电。(b)为单母分段带旁路接线方式,正常运行时,用联络断路器分段,检修出线断路器时,使主接线的可靠性降低。(c)为双母线接线具有供电可靠、高度灵活,又便于扩建等优点,在大、中型号发电厂和变电所中广为采用,并已积累了丰富的运行经验。但这种接线使用设备多(特别是隔离开关),配电装置复杂,投资较多。 综上所述:通过技术、经济、可靠性比较得出110KV接线宜采用(b)方案,35KV侧接线分析35KV
19、配电装置出线回线为68回时,一般采用单母分段接线。运行经验表明,它能满足可靠性、灵活性和经济性的要求。35KV配电装置一般不设置旁路母线,因为重要用户多为双回线供电,其次之断路器年平均检修时间短,通常为23天。由于该待设变电站的屋外配电装置要受到场地的限制,故考虑采用屋内配电装置,它改善了运行和检修的条件,并可以大幅度减少占地面积,节约用地。故35KV侧接线亦采用单母分段的接线方式。其接线形式如图所示: 10KV侧接线分析 610KV配电装置出线回路为6回及以上时,一般采用单母分段接线,220KV及以下的变电所,供应当地负荷的10KV配电装置,地区电网成环行运行,由于采用了成套高压开关柜,检修
20、水平迅速提高,10KV油断路器的年平均检修时间为12天,故采用单母分段接线,一般能满足运行经济、可靠、灵活的要求。 10KV配电装置可不设置旁路的原因:供电负荷小,供电距离短,并且重要的负荷一般为双回线供电;向工业企业供电的回路数一般较多,企业内多有备用电源,允许其中一回停电;断路器价格低一般设有备用断路器,检修时可随时替换.对于10KV馈线,当出线断路器检修时,由于停电时间短,故负荷影响面小. 综上所述,10KV侧主接线宜采用固定式成套开关柜组成的单母分段接线,其结构图如下: 通过上述比较,该待设变电站主接线方案可确定为如下图所示:第三章、短路电流计算在变电所电气设计中,计算短路电流的目的是
21、 1)电气主接线方案的比较和选择,计算出最大可能出现的短路电流,提出对运行方式要求及限制短路电流必须采取的措施。 2)电气设备,载流导体的选择。进行短路情况下的动稳定和热稳定的校验。 3)屋外高电压配电装置设计,接地装置设计。进行短路下的安全距离,接地电阻等校验。 4)继保装置的选择和整定。 计算短路电流的步骤如下1)短路电流的实用计算的基本假设:考虑验算导体和电气设备用的短路电流,取最大短路电流值,短路属“三相金属性短路”短路点取三点,分别为各电压等级母线处。2)进行电路元件参数计算:忽略系数中所有的负荷,线路电容,并联电抗等。假定基准容量S =100MVA,基准电压V =V 。计算各元件电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 110 KV 变电站 毕业设计 49
限制150内