110kV降压变电站电气一次部分设计论文.doc
《110kV降压变电站电气一次部分设计论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《110kV降压变电站电气一次部分设计论文.doc(34页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 郑州大学本科自考助学毕业设计(论文) 题 目 110kV降压变电站电气一次部分设计院 校 郑州大学电气工程学院 专 业 电力系统及自动化 110kV降压变电站电气一次部分设计摘 要变电站是电力系统的一个重要组成部分,由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成,他从电力系统取得电能,通过其变换、分配、输送与保护等功能,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的场所。110KV变电站属于高压网络,电气主接线是发电厂变电所的主要环节,电气主接线直关系着全厂电气设备的选择、是变电站电气部分投资大小的决定性因素。首先,根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选
2、择各个电压等级的接线方式来选择。根据主变容量选择适合的变压器,主变压器的台数、容量及形式的选择是很重要,它对发电厂和变电站的技术经济影响大。本变电所的初步设计包括了:(1)总体方案的确定(2)负荷分析(3)短路电流的计算(4)高压配电装置及设备的选型校验。最后,本设计根据典型的110kV发电厂和变电所电气主接线图,根据厂、所继电保护、自动装置、励磁装置、同期装置及测量表计的要求各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择,而后进行校验. 关键词:变电站;负荷;高压电气;配电系统30目 录摘 要II第1章 变电站负荷原始资料11.1 原始数据11.2 10kV负荷统计资料2第2章 主接线的
3、设计42.1电气主接线的设计原则42.1.1 考虑变电所在电力系统中的地位和作用42.1.2 考虑远期和近期的发展规模42.1.3 考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响42.1.4 考虑主变台数及容量对主接线的影响42.2 对电气主接线的基本要求42.2.1 可靠性52.2.2 灵活性52.2.3 经济性52.2.4 可扩性52.3 主接线选择52.3.1 110kV侧接线的选择52.3.2 10kV侧接线选择72.4主变压器的选择82.4.1 选择条件(按远景负荷选择)92.4.2 校验条件(按远景负荷校验)9第3章 短路电流的计算103.1 短路电流计算的目的与系统运行方式的确
4、定103.1.1 短路电流计算的目的103.1.2 系统运行方式的确定103.2 短路形式的确定与短路计算点的确定103.2.1 短路形式的确定103.2.2 短路计算点的确定103.3短路电流计算113.3.1系统接线图与系统阻抗图113.3.2短路电流计算11第4章 电气设备的选择与校验154.1 电气设备选择的一般原则与技术条件154.1.1电气设备选择的一般原则154.1.2 电气设备选择的一般技术条件154.2 导体的选择和检验174.2.1汇流母线184.2.2分段回路194.2.3主变引下线204.2.4负荷出线214.2.5所用变回路224.3断路器的选择234.3.1 110
5、kV侧断路器的选择234.3.2 10kV侧断路器的选择244.4 隔离开关的选择254.4.1 110kV侧隔离开关的选择254.4.2 10kV侧隔离开关的选择26主要参考文献资料29致 谢30附录31 第1章 变电站负荷原始资料1.1 原始数据 1.1.1 建设性质及规模本所位于市区。向市区工业、生活等用户供电,属新建变电所。电压等级: 110/10kV线路回数: 110kV:近期2回,远景发展2回; 10kV:近期12回,远景发展2回。1.1.2 电力系统接线简图 附注:1.图中,系统容量、系统阻抗均相当于最大运行方式;2.最小运行方式下:S1=1300MVA,XS1=0.65;S2=
6、170MVA,XS2=0.75。1.1.3 负荷资料(10kV负荷的同时率kt取0.85) 列表如下页1.1.4 所址条件1地理位置示意图如上页所示2地形、地质、水文、气象条件 所址地区海拔200米,地势平坦,非强地震地区。年最高气温+40C,年最低气温-20C,年平均温度+15C,最热月平均最高温+32C。最大覆冰厚度 b=10mm。最大风速25m/s,,属于我国第六标准气象区。线路从系统2(S2)110KV母线出发至变电所南墙止。全长10km。在距离系统2北墙0.25、5、8、9.98km处转角、四次进入变电所。全线为黄土层地带,地耐力2.4kg/cm,天然容重=2g/。内摩擦角,土壤电阻
7、率100cm,地下水位较低,水质良好,无腐蚀性。土壤热阻系数=120Ccm/wm。土温20C。负荷资料表电压等级负荷名称最大负荷(MW)穿越功率(MW)负荷组成(%)自 然力 率Tmax(h)线长(km)近期远景近期远景一级二级110kV市系线101810市甲线101810备用110备用21210kV棉纺厂122.520%40%0.7555003.5棉纺厂222.520%40%0.7555003.5印染厂12330%40%0.7850004.5印染厂22330%40%0.7850004.5毛纺厂22.520%40%0.7550002.5针织厂11.520%40%0.7545001.5柴油机厂1
8、3425%40%0.840003柴油机厂23425%40%0.840003橡胶厂11.530%40%0.7245003市区11.5220%40%0.825002市区21.5220%40%0.825002食品厂1.21.515%30%0.840001.5备用11.50.78备用21.50.781.2 10kV负荷统计资料1.2.1 最大综合计算负荷的计算式中 Pimax各出线的远景最大负荷; cosi各出线的自然功率因数; Kt同时系数,其大小由出线回路数决定,出线回路数越多其值越 小,一般在0.80.95之间; %线损率,取5%。 =0.8542.51.05% =37.9MVA1.2.2 、类
9、负荷统计 考虑同时率取0.85,线损率取5% =0.859.11.05% =8.1MVA =0.8515.31.05% =13.7MVA第2章 主接线的设计 电气主接线是由高压电器通过连接线,按其功能要求组成接受和分配电能的电路,成为传输强电流、高电压的网络,故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列,详细地表示电气设备或成套配电装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图,称为主接线电气图。电气主接线代表了变电所电气部分主体结构,是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响运行的可靠性、灵活性,并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性
10、的关系。因此,主接线的正确、合理设计,必须综合处理各个方面的因素,经过技术、经济论证比较后方可确定。2.1电气主接线的设计原则2.1.1 考虑变电所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中的地位和作用是决定电气主接线的主要因素。本所是开环接入系统中的三个电压等级的地区变电所,对本地区负荷的供电具有重要意义和作用。2.1.2 考虑远期和近期的发展规模变电所主接线设计应根据510年电力系统发展规划进行,本所有关情况见表1.1所示。2.1.3 考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对重要的级和级负荷必须有两个独立电源供电,主接线在回数较多的条件下采用旁母接线。重要负荷多的可以考虑使用双母
11、线接线形式,电压等级高的甚至再加旁母。2.1.4 考虑主变台数及容量对主接线的影响本所有两台容量为25MVA的主变,属大型变压器,故其要求有很高的接线形式。2.2 对电气主接线的基本要求变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位、变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定,并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。对电气主接线设计的基本要求,概括地说应包括可靠性、灵活性、经济性以及可扩展性四个方面。以下就是分别从这四个方面先进行论述,而后再根据实际情况进行主接线的选择。2.2.1 可靠性(1)断路器检修时是否影响供电;(
12、2)线路、断路器、母线故障和检修时,停运线路的回数和停运时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电;(3)变电所全部停电的可能性。2.2.2 灵活性电气主接线应能适应各种运行状态,要能灵活地投、切某些机组、变压器或线路,调配电源和负荷,又能在事故检测及特殊运行方式下的调度要求,不致过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。2.2.3 经济性主接线应在满足可靠性也灵活性的前提下应以以下几个方面考虑:(1)投资省;(2)占地面积少;(3)电能损耗少。2.2.4 可扩性在设计主接线时应留有发展扩建的余地,不仅要考虑最终接线状况,还要考虑到从初期接线过度到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案,使其尽可
13、能地不影响连续供电或在停电时间最短的情况下完成过度方案的实施,使改造工作量最少。 2.3 主接线选择2.3.1 110kV侧接线的选择方案(一) 单母线分段接线图2-3-1-1 单母分段接线优点:(1)母线发生故障时,仅故障母线停止供电,非故障母线仍可继续工作,缩小母线故障影响范围。()对双回线路供电的重要用户,可将双回路接于不同的母线段上,保证对重要用户的供电。缺点:当一段母线故障或检修时,必须断开在该段上的全部电源和引出线,这样减少了系统的供电量,并使该回路供电的用户停电方案(二): 桥形接线图2-3-1-2 内桥接线110kV侧以双回路与系统相连,而变电站最常操作的是切换变压器,而与系统
14、联接的线路不易发生故障或频繁切换,因此可采用内桥式线,这也有利于以后变电站的扩建。优点:高压电器少,布置简单,造价低,经适当布置可较容易地过渡成单母线分段或双母线分接线。缺点:可靠性不是太高,切换操作比较麻烦。方案(三):双母线接线图2-3-1-3 双母接线优点:(1)供电可靠,通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线而不至于供电中断,一组母线故障后能迅速恢复供电,检修任一组的母线隔离开关时只停该回路。(2)扩建方便,可向双母线的左右任何一个方向扩建,均不影响两组母线的电源和负荷的平均分配,不会引起原有回路的停电,以致连接不同的母线段,不会如单母线分段那样导致交叉跨越。(3)便于试
15、验,当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开,单独接至一组母线上。缺点:()增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关,投资大。(2)当母线故障或检修时,隔离开关作为倒换操作电器容易误操作,为了避免隔离开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。对于110kV侧来说,因为它要供给较多的一类、二类负荷、因此其要求有较高的可靠性。对比以上三种方案,从经济性、可靠性等多方面因素考虑,最佳设计方案为方案(一)母线分段接线。具有一定的可靠性和可扩展性,而且比双母线投资小。110kV本期2回出线,每段母线各带1回,其余2个间隔作为远期工程的备用出线间隔。2.3.2 10kV侧接线选择方案(一):单母
16、线接线图2-3-2-1 单母接线优点:接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。缺点:可靠性、灵活性差、母线故障时,各出线必须全部停电。方案(二):单母线分段接线优点:(1)母线发生故障时,仅故障母线停止供电,非故障母线仍可继续工作,缩小母线故障影响范围。()对双回线路供电的重要用户,可将双回路接于不同的母线段上,保证对重要用户的供电。缺点:当一段母线故障或检修时,必须断开在该段上的全部电源和引出线,这样减少了系统的供电量,并使该回路供电的用户停电。方案(三):分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段图2-3-2-2 分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段接线优点:有较大的可靠性和灵
17、活性,且检修断路器时合出线不中断供电。缺点:投资增大、经济性能差。对比以上三种方案:单母线接线可靠性低,当母线故障时,各出线须全部停电,不能满足I、II 类负荷供电性的要求,故不采纳;将 I、II 类负荷的双回电源线不同的分段母线上,当其中一段母线故障时,由另一段母线提供电源,从而可保证供电可靠性;虽然分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段也能满足要求,但其投资大、经济性能差,故采用方案(二)单母线分段接线。10kV远期共12回出线,每段母线各带7回。图2-3-2-3 主接线示意图2.4主变压器的选择主变压器是发电厂和变电站中最主要的设备之一,它在电气设备的投资中所占的比例较大,同时与之相配的电
18、气装置的投资也与之密切相关。因此,对变压器的台数,容量和型式的选择是至关重要的,它对发电厂变电站的技术经济影响很大时,它也是主接线方案确定的基础。一、主变台数的确定本期工程负荷总量较大,为提高供电可靠性,设主变两台,互为备用。二、主变压器容量的选择容量选择的要求:站用变电站的容量应满足正常的负荷需要和留有10%左右的裕度,以备加接临时负荷之用。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,主变压器容量应于城市规划相结合.(2)同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多,应从全网出发,推行系列化,标准化.2.4
19、.1 选择条件(按远景负荷选择)所选择的n台主变压器的容量nSN ,应该大于等于变电所的最大综合计算负荷Smax ,即 nSNSmax 2SN37.9MVA SN19.0MVA2.4.2 校验条件(按远景负荷校验)装有两台及以上主变压器的变电所中,当其中一台主变压器停运时,其余主变压器的容量一般应满足60%(220kV及以上电压等级的变电所应满足70%)的全部最大综合计算负荷,以及满足全部I类负荷SI和大部分II类负荷SII( 220kV及以上电压等级的变电所,在计及过负荷能力后的允许时间内,应满足全部I类负荷SI和II类负荷SII)即 (n-1)SN(0.60.7)Smax SN0.637.
- 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 降压 变电站 电气 一次 部分 设计 论文
限制150内