110KV鹽北變電所設計

. . 110KV鹽北變電所設計 院 部 專業(yè)班級 屆 次 學生姓名 學 號 指導教師 年 月 日裝訂線. . . 目 錄摘要IAbstractII引言11.1. 110KV鹽北變電所設計說明書11.2. 原始資料11.3. 對原始資料的分析計算22. 110KV鹽北變電所接入系統(tǒng)設計32.1. 確定電壓等級32.2. 確定回路數32.3. 確定110KV線路導線的規(guī)格、型號32.4. 110KV線路導線截面選擇33. 110KV鹽北變電所地方供電系統(tǒng)設計53.1. 35KV A線路設計53.2. 35KV B線路設計63.3. 35KV 造紙廠線路設計73.4. 35KV 化工廠線路設計93.5. 35KV 冶煉廠線路設計103.6. 10KV線路設計114. 110KV鹽北變電所主變選擇154.1. 主變方案選擇164.2. 主變方案技術比較164.3. 主變容量、參數選擇164.4. 主變方案經濟比較185. 無功補償裝置的選擇195.1. 無功補償裝置的選擇195.2. 并聯(lián)電容器裝置的最終確定206. 所用變選擇207. 主接線設計217.1. 選擇原則217.2. 110KV主接線設計218. 短路電流計算238.1. 選擇短路電流計算點238.2. 110KV側母線短路電流計算248.3. 35KV側母線短路電流計算258.4. 10KV側母線短路電流計算259. 變電所電氣設備選擇269.1. 選擇設備的基本原則269.2. 斷路器的選擇269.3. 隔離開關的選擇309.4. 電流互感器和電壓互感器的選擇319.5. 母線的選擇和校驗359.6. 避雷器的選擇389.7. 避雷針的選擇399.8. 消弧線圈設計439.9. 繼電保護配置43參考文獻45致 謝46ContentsAbstractIIIntroduction11.1. North 110KV substation design specification salt11.2. Sourcebook11.3. Analysis of the raw data calculation22. North Salt 110KV Substation Access System32.1. Determine the voltage level32.2. Determine the number of loops32.3. OK 110KV line wire specifications, models32.4. 110KV line conductor cross-section selection33. 110KV substation in North Salt local power supply system design53.1. 35KV A circuit design53.2. 35KV B circuit design63.3.35KV mill circuit design73.4.Chemical 35KV circuit design93.5. 35KV smelter circuit design103.6. 10KV circuit design114. 110KV transformer substation in North Salt selection154.1. Main Transformer scheme selection164.2. Technical and compare the main transformer164.3. Main transformer capacity, preferences164.4. Comparison of the main program of economic change185. Select the reactive power compensation device195.1. Select the reactive power compensation device195.2. Finalize the shunt capacitor means206. The transformer selection207. Main wiring design217.1. Select principle217.2. 110KV main wiring design218. Short circuit calculation238.1. Select the short-circuit current calculation points238.2. 110KV side of the bus circuit current calculation248.3. 35KV side of the bus circuit current calculation258.4. 10KV side of the bus circuit current calculation259. Substation electrical equipment selection269.1. Select the basic principles of the device269.2. Select the circuit breaker269.3. Disconnector selection309.4. Current and voltage transformers choice319.5. Bus selection and validation359.6. Arrester selection389.7.Lightning rod selection399.8. Petersen coil design439.9. Protection configuration43References45Acknowledgements46iv110KV鹽北變電站摘要：為滿足經濟發(fā)展的需要，根據有關單位的決定修建1座110KV鹽北變電所。本工程初步設計內容包含變電所電氣設計，新建的鹽北變電所從110KV側東郊變電所受電，其負荷分為35KV和10KV兩個電壓等級。通過技術和經濟比較，現采用下列方案：內設兩臺三繞組變壓器，電壓等級為121/37.8/11。110KV進線采用單母線分段接線形式。本工程初步設計內容包括變電所電氣設計。35KV和10KV配電裝置同樣采用單母線分段接線。所用電分別從10KV兩端母線獲得。關鍵詞：變電所 主變壓器 潮流計算 短路計算 設備選型110 kv yanbei substationAuthor:wangkai,Superviser:zhaofaqiAbstractFor satisfying the demand that economy development, the authorities concerned decide to construct a YanBei transformer substation.This engineering first step design contents includes the transformer substation of electric Design. The new-et up salt a YanBei transformer substation obtain power form Dong Jiao substation (110KV) . There are two kinds of local loads in the substation,. One is 35KV,the other is 10KV.Pass the technique to compare with the economy, adopt the following scheme now:There are two three-winding transformers in the substation. Voltage grade adopt 121KV 38.5KV and 11KV.110 kv line by a single bus section of connection formThe 110KVenters the line 2 return, The adoption builds trolley wire.For 35KV and 10KV main electrical connections employ single sectionalized bus too.Auxiliary power system get power form the 10KV sectionalized bus.Keywords: Change to give or get an electric shock Main transformer Current calculation Short circuit calculation The equipments choose the type II 引言電力系統(tǒng)是由變壓器、輸電線路、用電設備組成的網絡，它包括通過電的或機械的方式連接在網絡中的所有設備。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類，一類是電力元件，它們對電能進行生產（發(fā)電機）、變換（變壓器、整流器、逆變器）、輸送和分配（電力傳輸線、配電網），消費（負荷）；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如同步發(fā)電機的勵磁調節(jié)器，調速器以及繼電器等。 變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電所根據它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類： （1）樞紐變電站；位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330500kv的變電站，成為樞紐，全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出項癱瘓。 （2）中間變電站：高壓側以交換潮流為主，其系統(tǒng)變換功的作用?；蚴归L距離輸電線路分段，一般匯聚23個電源，電壓為220330kv，同時又降壓供當地供電，這樣的變電站起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電站。全所停電后，將引起區(qū)域電網解列。 （3）地區(qū)變電站：高壓側一般為110220kv，向地區(qū)用戶供電為主的變電站，這是一個地區(qū)或城市的主要變電站。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。 （4）終端變電站：在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側的電壓為110kv，經降壓后直接向用戶供電的變電站，即為終端變電站。全所停電后，只是用戶受到損失。1. 110KV鹽北變電所設計說明書根據山東農業(yè)大學電氣工程及其自動化專業(yè)（函授）畢業(yè)設計任務書的要求，設計110KV鹽北變電所。110KV鹽北變電所，采用雙回110KV線路接入系統(tǒng)。35KV、10KV配電線路均采用雙回線供電。 110KV采用單母線分段接線，安裝兩臺SFPSZ9-75000/110三相三線圈變壓器。35KV、10KV母線采用單母線分段接線。原始資料分析1.1. 原始資料待建110KV鹽北變電站從相距30km的110KV鹽城東郊變電站受電。待建110KV鹽北變電站年負荷增長率為5%，變電站總負荷考慮五年發(fā)展規(guī)劃。地區(qū)氣溫:1年最高氣溫35，年最低氣溫 15。2年平均氣溫15。待建110KV鹽北變電所各電壓級負荷數據如下表: 表1-1 待建110KV鹽北變電所各電壓級負荷數據電壓等級線路名稱最大負荷 （MW）COS負荷級別供電距離（KM）Tmax 及同時率35KVA 200.851105000/0.9B 150.8112造紙廠110.828化工廠200.827冶煉廠150.8511010KVA30.8511.53500/0.85B2 0.8522.5毛紡廠10.821.0水泥廠1.20.821.5紡織廠0.80.821.0水廠20.811.51.2. 對原始資料的分析計算為滿足電力系統(tǒng)對無功的需要，需要在用戶側裝設電容器，進行無功補償，使用戶的功率因數提高，35kV線路用戶功率因數提高到0.9為宜，10kV線路用戶功率因數應不低于0.9。根據原始資料中的最大有功及調整后的功率因數，算出最大無功，可得出以下數據:表1-2 調整后最大無功電壓等級線路名稱最大有功 （MW）最大無功（MVAr）COS負荷級別Tmax同時率35KVA 209.190.91500009B 157.270.91造紙廠115.330.92化工廠209.190.92冶煉廠157.270.9110KVA31.460.913500085B2 0.920.92毛紡廠10.490.92水泥廠1.20.580.92紡織廠0.80.390.92水廠20.920.912. 110KV鹽北變電所接入系統(tǒng)設計2.1. 確定電壓等級輸電線路電壓等級的確定應符合國家規(guī)定的標準電壓等級。選擇電壓等級時，應根據輸送容量和輸電距離，以及接入電網的額定電壓的情況來確定，輸送容量應該考慮變電所總負荷和五年發(fā)展規(guī)劃。因此待建110KV鹽北變電所的最高電壓等級應為110kV。2.2. 確定回路數110KV鹽北變電所建成后，所供用戶中存在、類重要負荷，因此110KV鹽北變電所應采用雙回110KV線路接入系統(tǒng)。2.3. 確定110KV線路導線的規(guī)格、型號由于待建110KV鹽北變電所距離受電110KV鹽城東郊變電站30KM，處于平原河網地區(qū)，因此應采用架空線路，導線選擇LGJ型。2.4. 110KV線路導線截面選擇導線截面積選擇的一般方法是：先按經濟電流密度初選導線標稱截面積，然后進行電壓損失的校驗待建110KV鹽北變電所總負荷的計算S35 =P35+jQ35 =2015112015j(9.19+7.27+5.33+9.19+7.27+) =81+j38.25S35（1+5%）5（81+j38.25）1.28103.7+j49S35114.8S10 =P10+jQ10 =3+2+1+1.2+0.8+2+j(1.46+0.92+0.49+0.58+0.39+0.92)=10+j4.76S10（1+5%）5（10+j4.76）1.2812.8+j6.1S10 =14.2S110=K110K35S35+K10S10（1+5%）5 =0.950.9(81+j38.25)+0.85(10+j4.76)1.055 =98.7+j46.65 S110=(98.72 + 46.652 ) = 109.2 COS= P110 / S110 =98.7/109.2 = 0.9 根據Tmax查圖，軟導線經濟電流密度表，確定Jec P35Tmax35+P10Tmax10 815000+103500 Tmax= = = 4835(小時) P35+P10 81+10 查圖得Jec1.15（A/mm2）計算導線的經濟截面積SJ，查附表找出S選 IJ 0.5S110/（3 UN） (0.5109.2/1.732110)103 SJ= = = =249.2(mm2) J J 1.15 結論：選取導線規(guī)格為2回LGJ240/40對所選導線進行校驗；(1)、按機械強度校驗 S選=LGJ-240/40 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接電暈校驗 S選=LGJ-240/40 大于 LGJ-70 ，符合要求。 （3）、按電壓降校驗 正常運行時：n=2 PR+QX 98.70.123046.650.430 U= 100 2UN2 21102 3.8% 10% ，符合要求。故障運行時，考慮一條回路因故障切除，另一條回路能保證全部負荷供電 PR+QX 98.70.123046.650.430 U= 100 UN2 1102 7.6% 15% ，符合要求。 結論：本變電所經上述計算、校驗，決定采用2回LGJ240/40導線接入系統(tǒng)。3. 110KV鹽北變電所地方供電系統(tǒng)設計3.1. 35KV A線路設計確定回路數35KV A線路所供用戶為類重要負荷，因此應采用雙回線路供電。 確定線路導線的規(guī)格、型號由于待建110KV鹽北變電所處于平原河網地區(qū)，因此采用架空線路，導線選擇LGJ型。線路導線截面選擇(1)35KV A線路總負荷的計算 S35 =P35+jQ35 =(20j9.19)(1+5%)5 = 25.5+ j11.7 S35=(25.52 + 11.72 ) = 28.1 COS= P110 / S110 =25.5/28.1 = 0.9 (2)根據Tmax查圖，軟導線經濟電流密度表，確定Jec Tmax= 5000(小時)查圖得Jec1.12（A/mm2）(3)計算導線的經濟截面積SJ，查附表找出S選 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.528.1/1.73235)103 SJ= = = =209(mm2) J J 1.12(4)結論：選取導線規(guī)格為2回LGJ185/30對所選導線進行校驗；(1)、按機械強度校驗 S選= LGJ185/30大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接電暈校驗 S選= LGJ185/30 大于 LGJ-70 ，符合要求。(3)、按電壓降校驗正常運行時：n=2 PR+QX 25.50.171011.70.3810 U= 100 2UN2 2352 3.5% 10% ，符合要求。 故障運行時，考慮一條回路因故障切除，另一條回路能保證全部負荷供電 PR+QX 25.50.171011.70.3810 U= 100 UN2 352 7% 15% ，符合要求。3.2. 35KV B線路設計確定回路數35KV B線路所供用戶為類重要負荷，因此應采用雙回線路供電。確定線路導線的規(guī)格、型號由于待建110KV鹽北變電所處于平原河網地區(qū)，因此采用架空線路，導線選擇LGJ型。線路導線截面選擇(1)35KV B線路總負荷的計算 S35 =P35+jQ35 =(15j7.27)(1+5%)5 =19.1+ j9.3 S35=(19.12 + 9.32 ) = 21.2 COS= P110 / S110 =19.1/21.2 = 0.9 (2)根據Tmax查圖軟導線經濟電流密度表，確定Jec Tmax= 5000(小時)查圖得Jec1.12（A/mm2）(3)計算導線的經濟截面積SJ，查附表找出S選 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.521.2/1.73235)103 SJ= = = =156.1(mm2) J J 1.12 (4)結論：選取導線規(guī)格為2回LGJ150/25對所選導線進行校驗；(1)、按機械強度校驗 S選=LGJ-150/25 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接電暈校驗 S選=LGJ-150/25 大于 LGJ-70 ，符合要求。（3）、按電壓降校驗 正常運行時：n=2 PR+QX 19.10.21129.30.38712 U= 100 2UN2 2352 3.7% 10% ，符合要求。 故障運行時，考慮一條回路因故障切除，另一條回路能保證全部負荷供電 PR+QX 19.10.21129.30.38712 U= 100 UN2 3527.4% 15% ，符合要求。3.3. 35KV 造紙廠線路設計確定回路數35KV 造紙廠線路所供用戶為類重要負荷，因此采用雙回線路供電。確定線路導線的規(guī)格、型號由于待建110KV鹽北變電所處于平原河網地區(qū)，因此采用架空線路，導線選擇LGJ型。線路導線截面選擇(1)35KV 造紙廠線路總負荷的計算 S35 =P35+jQ35 =(11j5.33)(1+5%)5 =14+ j6.8 S35=(142 + 6.82 ) = 15.56 COS= P110 / S110 =14/15.56 = 0.9 (2)根據Tmax查圖，軟導線經濟電流密度表，確定Jec Tmax= 5000(小時)查圖得Jec1.12（A/mm2）(3)計算導線的經濟截面積SJ，查附表找出S選 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.515.56/1.73235)103 SJ= = = =114.6(mm2) J J 1.12 (4)結論：選取導線規(guī)格為2回LGJ120/25對所選導線進行校驗；(1)、按機械強度校驗 S選=LGJ-120/25 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接電暈校驗 S選=LGJ-120/25 大于 LGJ-70 ，符合要求。 (3)、按電壓降校驗正常運行時：n=2 PR+QX 140.2286.80.398 U= = 100 UN2 352 3.7% 10% ，符合要求。故障運行時，考慮一條回路因故障切除，另一條回路能保證全部負荷供電 PR+QX 140.2286.80.398 U= 100 UN2 352 7.4% 15% ，符合要求。3.4. 35KV 化工廠線路設計確定回路數35KV 化工廠線路所供用戶為類重要負荷，因此采用雙回線路供電。確定線路導線的規(guī)格、型號由于待建110KV鹽北變電所處于平原河網地區(qū)，因此采用架空線路，導線選擇LGJ型。線路導線截面選擇(1)35KV 化工廠線路總負荷的計算 S35 =P35+jQ35 =(20j9.19)(1+5%)5 = 25.5+ j11.7 S35=(25.52 + 11.72 ) = 28.1 COS= P110 / S110 =25.5/28.1 = 0.9 (2)根據Tmax查圖，軟導線經濟電流密度表，確定Jec Tmax= 5000(小時)查圖得Jec1.12（A/mm2）(3)計算導線的經濟截面積SJ，查附表找出S選 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.528.1/1.73235)103 SJ= = = =209(mm2) J J 1.12 (4)結論：選取導線規(guī)格為2回LGJ185/30對所選導線進行校驗；(1)、按機械強度校驗 S選= LGJ185/30大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接電暈校驗 S選= LGJ185/30 大于 LGJ-70 ，符合要求(3)、按電壓降校驗 正常運行時：n=2 PR+QX 25.50.17711.70.387 U= 100 2UN2 2352 2.45% 10% ，符合要求。故障運行時，考慮一條回路因故障切除，另一條回路能保證全部負荷供電 PR+QX 25.50.17711.70.387 U= 100 UN2 352 4.9% 15% ，符合要求。3.5. 35KV 冶煉廠線路設計確定回路數35KV 冶煉廠線路所供用戶為類重要負荷，因此應采用雙回線路供電。確定線路導線的規(guī)格、型號由于待建110KV鹽北變電所處于平原河網地區(qū)，因此采用架空線路，導線選擇LGJ型。線路導線截面選擇(1)35KV B線路總負荷的計算 S35 =P35+jQ35 =(15j7.27)(1+5%)5 =19.1+ j9.3 S35=(19.12 + 9.32 ) = 21.2 COS= P110 / S110 =19.1/21.2 = 0.9 (2)根據Tmax查圖，軟導線經濟電流密度表，確定Jec Tmax= 5000(小時)查圖得Jec1.12（A/mm2）(3)計算導線的經濟截面積SJ，查附表找出S選 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.521.2/1.73235)103 SJ= = = =156.1(mm2) J J 1.12(4)結論：選取導線規(guī)格為2回LGJ150/25對所選導線進行校驗；(1)、按機械強度校驗 S選=LGJ-150/25 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接電暈校驗 S選=LGJ-150/25 大于 LGJ-70 ，符合要求。 (3)、按電壓降校驗正常運行時：n=2 PR+QX 19.10.21109.30.38710 U= 100 2UN2 2352 3.08% 10% ，符合要求。故障運行時，考慮一條回路因故障切除，另一條回路能保證全部負荷供電 PR+QX 19.10.21129.30.38712 U= 100 UN2 352 6.16% 15% ，符合要求。3.6. 10KV線路設計10KV A線路 (1)確定回路數，I類負荷，采用雙回路供電，即n=2 (2)確定導線規(guī)格，采用架空線路，LGJ導線 (3)考慮五年發(fā)展需要,線路的容量: S = (3+j1.46)(1+5%)5 =3.83 + j1.86 (4)根據Tmax = 3500h,，查圖得 Jec = 1.26(A/mm2) (5)計算導線經濟截面積：n=2 P2+Q2 (3.832+1.862)103 Sj 97.5 mm2 23 UN Jec 21.732101.26 查附表選取導線規(guī)格為2回LGJ95/20 (6)對所選導線進行校驗 按機械強度校驗 S選=LGJ-95/20 大于 LGJ-35 ，符合要求。 按電壓損耗校驗,查附表得 r1=0.332, R = r1l = 0.3321.5 = 0.50 x1=0.356, X = x1l = 0.3681.5 = 0.58 正常運行時：n=2 (PR+QX)/2 (3.830.5+1.860.58)/2U%= = 1.5 % 10% UN2 102 符合要求。 故障運行時：n=1 PR+QX 3.830.5+1.860.58 U%= = = 3% 15% UN2 102 符合要求。由以上可知，所選導線2回LGJ-95/20，符合要求。10KV B線路 (1)確定回路數，II類負荷，采用雙回路供電，即n=2。 (2)確定導線規(guī)格，采用架空線路，LGJ導線。 (3)考慮五年發(fā)展需要,線路的容量: S = (2+j0.92)(1+5%)5 =2.55 +1.17 j （4）根據Tmax = 3500h,，查圖得 Jec = 1.26(A/mm2) （5）計算導線經濟截面積：n=2 P2+Q2 (2.552+1.172)103 Sj 64 mm2 23 UN Jec 21.732101.26 查附表選取導線規(guī)格為2回LGJ70/10 （6）對所選導線進行校驗 按機械強度校驗 S選=LGJ-70/10大于 LGJ-35 ，符合要求。 按電壓損耗校驗,查附表 r1=0.45, R = r1l = 0.452.5 = 1.13 x1=0.368, X = x1l = 0.3682.5 = 0.92 正常運行時：n=2 (PR+QX)/2 (2.55