110KV降壓變電站設(shè)計(jì)

1、摘要:變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分， 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，直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。這次設(shè)計(jì)以110KV降壓變電站為主要設(shè)計(jì)對(duì)象，分析變電站的原始資料確 定變電站的主接線；通過(guò)負(fù)荷計(jì)算確定主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)。根據(jù)短路計(jì) 算的結(jié)果，對(duì)變電站的一次設(shè)備進(jìn)行了選擇和校驗(yàn)。關(guān)鍵字：降壓變電站；電氣主接線；變壓器；設(shè)備選型1設(shè)計(jì)任務(wù)1、系統(tǒng)特點(diǎn)：1)地區(qū)用電豐水期基本由小水電提供，枯水期由系統(tǒng)支援。2)豐水期小水電電力有剩余，輸送向系統(tǒng)。3) 110kV側(cè)電源近似為無(wú)窮大系統(tǒng)。2、該所有110kV、35kV兩個(gè)電壓等級(jí)。110kV雙回至系統(tǒng)，系統(tǒng)

2、電抗 0.5 (Sb=100MVA Ub=37kV;35kV進(jìn)線 5 回：水電廠 1, 30MW, 12km, 2 回；水電廠 2, 30MW, 13km, 2 回；水電廠.315MW, 20km,單回；35kV出線10回：中心醫(yī)院2回，1.5MW, 5km；造紙廠1回，2.5MW, 4km； 印刷廠1回，2MW, 5km；面粉廠2回，2.5MW,4km；提灌站1回，1MW, 6km； 備用2回。3、110kV側(cè)出線主保護(hù)為瞬時(shí)動(dòng)作，后備保護(hù)時(shí)間為 0.15s,斷路器燃弧時(shí)間按 0.05s考慮。4、該地區(qū)最熱月平均溫度為28 C,年平均氣溫16 C,絕對(duì)最高氣溫為400 C, 土壤溫度為18

3、Co5、該變電所位于市郊生荒土地上，地勢(shì)平坦、交通便利、環(huán)境無(wú)污染。2負(fù)荷計(jì)算計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)大， 將使電器和導(dǎo)線選得過(guò)大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過(guò)早老化甚至燒 毀，造成重大損失，由此可見正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。35KV側(cè)負(fù)荷：n，氏: 1.SMW + 2.5MW + 2MW +2, 5MW + 1MW = 9. 5MW=19.5?= = 11.875?0.8電機(jī)側(cè)總?cè)萘浚篜l = 3RHP+ 30MV+= 7SMW供給110KV的容量：

4、3、變壓器的選擇和主接線的確定3.1 變壓器選型以為水電廠負(fù)荷總?cè)萘繛?5MW,而負(fù)荷總?cè)萘績(jī)H僅只9.5MW,假設(shè)負(fù)荷全開，那么還有?= 75 - 9.5 = 65.5?: I 口-，M 61LiUJI% 45履回系統(tǒng)。另外，某一臺(tái)變壓器還可能出現(xiàn)故障，那么一臺(tái)變壓器要能夠承擔(dān)全部負(fù)荷的70%,所以選擇變壓器的型號(hào)為SFL50000/110，其參數(shù)見表3-1表3-1變壓器參數(shù)型號(hào)額定 容量高壓側(cè)電壓(KV)低壓側(cè) 電壓 (KV)空載損耗(KW)負(fù)載損耗(KW)阻抗電壓()空載電流(%)0.3,SF1-50000/11050000110 + 2x25%6.6,6526010.50.710.5,1

5、1變壓器采用Y-連接。3.2 主接線的確定由于110KV側(cè)沒(méi)有I、 n類用戶，故采用單母線接線， 為增加一定可靠性， 便于檢修, 進(jìn)而采用單母線分段式。對(duì)于35KV側(cè)由于涵蓋大量負(fù)荷，所以應(yīng)盡量保障供電，尤其含有中醫(yī)院，出于安全考 慮，采用雙母線接線，保障母線不間斷供電。4、計(jì)算短路點(diǎn)的最大短路電流等值電路的計(jì)算：取基準(zhǔn)功率：?= 100?= ?系統(tǒng)電抗：g =0.5Q由上表計(jì)算得110/35KV變壓器：查表可得15MVWC輪發(fā)電機(jī)電抗去1.07 水電廠側(cè)變壓器：與2 = 4皿輸電導(dǎo)線選擇：LGJ-50/8,查表可得該導(dǎo)線35KV時(shí)，單位長(zhǎng)度電抗值：2r0 = 0.423 Q水電廠線路：*口

6、二 0.423 X12 = 5。76cl?2= 0.423 X13 = 5.499 Q7 = Q.423 X 20 = 8,460負(fù)荷線路：Q = 423 X5 =2.1150X占=0.423 x4 = 1.692QX送=0.423 X5 = 2.1150 Xa = 0.423 X4 = l,t92Q= 0.423 X 6 = 2.5380因?yàn)樽儔浩餍吞?hào)完全相同，其中性點(diǎn)點(diǎn)位相同等，故等值電路圖可化簡(jiǎn)為圖4-1:圖4-1等值電路簡(jiǎn)化圖4.1 110KV母線短路時(shí)對(duì)于110KV系統(tǒng)電源（無(wú)窮大容量）?% ?= ? = 0.25八(51)口 =4(511) = I) = 1/0.25 = 4短路次

7、暫態(tài)電流: 短路沖擊電流：%崽1 = 2.55 乳*不口 = 2.55 K 2 = S1KA對(duì)于發(fā)電機(jī)側(cè)電源?今？= 12.705 + 2.354 = 15.059?a? = ?1 ?= 1.059 X(馬？100 = 14.12?0.8查水輪機(jī)短路電流運(yùn)算曲線(四)t=0,得?= 0.2短路沖擊電流:_ _ _ _ _ _?2= 2.55?= 2.55 X 0.094 = 0.2397?由此可得110KV母線短路時(shí)：總短路次暫態(tài)電流：1尹，+品=2 + 0094 = 2M4KA總沖擊電流:陰二陰1+ 陰2= 5.1 + 0.2397 = 5.34?4.2 35KV母線短路時(shí)對(duì)于110KV系統(tǒng)

8、電源（無(wú)窮大容量）?3?= 0.25 + 12.705 = 12.955k(5l)T = h(Sl I) = 1/品(E I) = 1/12 95S = 0.077短路次暫態(tài)電流: 短路沖擊電流：對(duì)于水電廠1ifjlfl = 2.5S X 人5什=2.5S X 0.12 = 0.3060發(fā)電機(jī)側(cè)電源3 M 一一 0 0/-二1?后 5:5231-查水輪機(jī)短路電流運(yùn)算曲線（三）t=0,得曲=0.5短路次暫態(tài)電流： 短路沖擊電流：電MZ =工551iGlT=2.55 X。衛(wèi)9 = 0739KA對(duì)于水電廠2發(fā)電機(jī)側(cè)電四碼/.I O ?-?= 5.7345 0-查水輪機(jī)短路電流運(yùn)算曲線（三短路次暫態(tài)電

9、流：t=0 )?= 0.5短路沖擊電流：4M3 = Z554G2L = 2.S5X 0.29 = 0.739KA對(duì)于水電廠3發(fā)電機(jī)側(cè)色源/ 二 14.43.一口查水輪機(jī)短路電流運(yùn)算曲線（三）t=0?= 0.4短路次暫態(tài)電流: 短路沖擊電流：itAf4 = Z55G3T=2.S5X 0.12 =由此可得35KV母線短路時(shí)總次暫態(tài)短路電流：*=+ GT+，62仆 + 4 G3尸=O_82/fX初=?1+ 第2 + ?3 + ?4 = 2.09?5、配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇5.1 母線的選擇本設(shè)計(jì)的110KV為屋外配電裝置，故母線采用鋼芯鋁線 LGJ 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面S:設(shè)年最大負(fù)荷

10、利用時(shí)：?= 6000?查表可得經(jīng)濟(jì)電流密度：?= 0.9?/?則導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面為?= = ?2620.9=291?2所以初步選線為L(zhǎng)GJ-300。該地區(qū)年絕對(duì)最高氣溫為40度，而導(dǎo)線長(zhǎng)期允許溫度為28度，查表得溫度修正 系數(shù)? = 0.81查表得IY=800A= 262質(zhì)% = 0.81X80 0 = 6484滿足要求導(dǎo)線熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查表可得主變110KV側(cè)假想時(shí)間?= 3.8最高氣溫40度時(shí)裸導(dǎo)體的C值為99所以滿足熱穩(wěn)定度的最小允許條件截面：=5X I10It3 X= 2.094 X I1QP3 X 138/99 = 41.25lmmlT2實(shí)際選用導(dǎo)線面積300mi241.25mm,所以

11、熱穩(wěn)定度滿足要求。本設(shè)計(jì)的35KV為屋外配電裝置，故母線采用鋼芯鋁絞線LGJ按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線面積35KV側(cè)母線最大持續(xù)工作電流是 742A,查表可得30c時(shí)LGJ-400型鋼芯鋁絞線 的允許載流量為I ai=0.95 X 800=760A743A故選LGJ-400型鋼芯鋁絞線。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度35KV以上鋼芯鋁絞線最小允許截面為 25mm,所以選LGJ-400型鋼芯鋁絞線滿足 要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面A , - 7i X 103 X =103 X 0.82 = 3mm2fe i99400 mn213 mrm,所以35KV側(cè)用LGJ-400型符合要求。5.2 斷路器的選擇% I 1

12、10KV因本變電站所帶負(fù)荷比較小，所以都考慮采用少油斷路器。110KV側(cè)斷路器選擇：需選用的斷路器，主變110KV側(cè)計(jì)算電流：經(jīng)過(guò)查表，可初選斷路器為：SW4-11CS,其參數(shù)見表5-1 表5-1熔斷器參數(shù)額定電 額定電 額定開斷電1S熱穩(wěn)電有效極限通過(guò)電壓(KV)流(A)流(KA)流(KA)流(KA)-110/1000110100018.4215535KV側(cè)斷路器選擇：需選用的斷路器，主變35KV側(cè)電流計(jì)算經(jīng)過(guò)查表，可初選斷路器為：SW3-35,其參數(shù)見表5-2表5-2短路器參數(shù)型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)額定開斷電流(KA)4s熱穩(wěn)電流(KA)流(KA)SW2-35/10003510

13、0024.816.545對(duì)斷路器進(jìn)行校驗(yàn)：斷流能力校驗(yàn)：因?yàn)槿喽搪冯娏鞔笥趦上喽搪冯娏鳎赃x三相短路電流進(jìn)行校驗(yàn)，可用次暫態(tài)短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。由上計(jì)算可知，110KV側(cè)母線短路時(shí)，選為口=2KA進(jìn)行校驗(yàn)。所選斷路器的額定開斷電流I=18.4KA2.094K,則斷流能力滿足要求。35KV側(cè)母線短路時(shí)，選進(jìn)行校驗(yàn)。所選用斷路器的額定開斷電流 I=24.8KA0.82KA,則斷流能力滿足要 求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：所選110KV側(cè)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定電流等于有效極限通過(guò)電流峰值55KA而流過(guò)斷路器的最大沖擊電流僅僅為5.34KA,則動(dòng)穩(wěn)定滿足要求從以上的校驗(yàn)可知斷路器選擇滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：110KV

14、側(cè):交流分量的熱效應(yīng)：?= 2.0942 X0.15 = 0.658(?查表可得變電站各級(jí)電壓母線及出線T=0.05,所以直流分量的熱效應(yīng)：27? 2.094 2 X0.05 = 0.22(?因此熱效應(yīng)：?= ?%+ ?= 0.658 + 0.22 = 0.878(?2?由上述參數(shù)表可得該斷路器允許的短路熱效應(yīng)為21KA持續(xù)1秒，所以?= 212 X 0.15 = 441(?2?0.878441,因此熱穩(wěn)定滿足要求，可知可以選該斷路器。35KV側(cè)：交流分量的熱效應(yīng)：?= 0.82 2 X0.15 = 0.10086( ?查表可得變電站各級(jí)電壓母線及出線T=0.05 ,所以直流分量的熱效應(yīng)：?=

15、 0.822 X0.05 = 0.03362( ?因此熱效應(yīng)：?= ?+ ?= 0.10086 + 0.03362 = 0.13448(?)2?由上述參數(shù)表可得該斷路器允許的短路熱效應(yīng)為16.5KA持續(xù)4秒，所以:?= 16.52 X4 = 1089(?)2?0.1351089,因此熱穩(wěn)定滿足要求，可知可以選該斷路器。5.3 隔離開關(guān)的選擇110KV側(cè):所選隔離開關(guān)額定電壓應(yīng)大于等于 110KV主變壓器110KV側(cè)電壓經(jīng)過(guò)查表，可選隔離開關(guān)：GW4-110D/60M,其參數(shù)見表5-3表5-3隔離開關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓額定電流極限通過(guò)電流(KM(KA)(KA峰值CS11GGW4-110D/6001

16、10600 值 14 50CS14G35KV所選隔離開關(guān)額定電壓應(yīng)大于 35KM主變壓器35KV側(cè)電流經(jīng)過(guò)查表，可選隔離開關(guān)為：GW5-35/1000型，其參數(shù)見表5-4表5-4隔離開關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(KA極限通過(guò)電流(KA)5s熱穩(wěn) 定電流 (KA操動(dòng)機(jī)構(gòu) 型號(hào)GW5-35/1000351000啟效峰值 值25CS6-23050對(duì)隔離開關(guān)進(jìn)行校驗(yàn)110KV側(cè):動(dòng)穩(wěn)定電流等于極限通過(guò)電流峰值 50KA,流過(guò)斷路器的最大短路沖擊電流 為5.34KA,顯然動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。經(jīng)以上校驗(yàn)可知，所以隔離開關(guān)滿足要求， 故可用GW4-110D/60Q高壓隔離開關(guān)。動(dòng)穩(wěn)定電流等于極限通過(guò)電流

17、你峰值 83KA流過(guò)斷路器的最大短路沖擊電 流為2.09KA,顯然動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。經(jīng)以上校驗(yàn)可知，所以隔離開關(guān)滿足要求， 故可用GW5-35G/100(ffi高壓隔離開關(guān)。5.4 電壓互感器的選擇變電所每組母線的三相上均安裝電壓互感器。電壓互感器按工作電壓來(lái)選擇：(1) 110KV電壓互感器選擇：JCC1-110(2) 35KV電壓互感器的選擇：JDJJ-35其參數(shù)見表5-5:表5-5電壓互感器系數(shù)型號(hào)額定容量(YA最大容量額定生比考駕準(zhǔn)確等級(jí)(VAJCC1-110urn0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)2000 -5001000JDJJ-3515025060012005.5 電流互感器的選擇凡裝有斷路器的回路

18、均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量符合測(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。因?yàn)橐箅娏骰ジ衅鞯念~定電壓不小于裝設(shè)電流互感器回路所在電網(wǎng)的額 定電壓。所以本變電所110KV側(cè)電流互感器考慮選擇LCWD-11理，又因?yàn)榱鬟^(guò) 斷路器的最大持續(xù)電路為262A,所以選才變比為400/5.35KV側(cè)電流互感器考慮選擇 LCWD-3髀，又因?yàn)榱鬟^(guò)斷路器的最大持續(xù)電 流為743KM所以考慮選擇變比為1200/5.其參數(shù)見表5-6表5-6電流互感器參數(shù)型號(hào)額千次電流/A次級(jí)組 合/10% 倍 數(shù)1S熱穩(wěn)定 倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定 倍數(shù)0.513 DLCWD-3515-15000.5/D21530-7577-191LCWD-110 (2*50)-(2*600)0.5/D/D235-9065-1656、課程設(shè)計(jì)的體會(huì)心得課程設(shè)計(jì)是學(xué)生完成基礎(chǔ)課程之后，將理論與實(shí)踐有機(jī)聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)重要 環(huán)節(jié)，是為以后走向工作崗位能更好的服務(wù)社會(huì)打下基礎(chǔ)是重要環(huán)節(jié)。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，基本掌握了 110kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)的基本步驟和方法，并在分析、計(jì)算和解決實(shí)際工程能力等方面得到訓(xùn)練，CAD繪圖方面的知識(shí)、方法。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我查閱了大量的文獻(xiàn)資料，