kv降壓變電站一次部分課程設(shè)計

1、目錄第1章 設(shè)計說明- 1 -1.1 環(huán)境條件- 1 -1.2 電力系統(tǒng)情況- 1 -1.3 設(shè)計任務(wù)- 1 -第2章 電氣主接線的設(shè)計- 2 -2.1 110KV側(cè)主接線的設(shè)計- 2 -2.2 35KV側(cè)主接線的設(shè)計- 2 -2.3 10KV側(cè)主接線的設(shè)計- 2 -2.4 主接線方案的比較選擇- 2 -第3章主變壓器的選擇- 5 -3.1 負荷計算- 5 -3.2 主變壓器臺數(shù)的確定- 5 -3.3 主變壓器相數(shù)的確定- 5 -3.4 主變壓器容量的確定- 6 -第4章 短路電流的計算- 7 -4.1 計算變壓器電抗- 7 -4.2 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖- 7 -4.3 短路計算點的選擇- 8 -

2、4.4 短路電流計算- 8 -第5章 電氣設(shè)備選型- 13 -5.1 斷路器及隔離開關(guān)選擇- 13 -5.1.1 110KV電壓等級的斷路器及隔離開關(guān)的選擇- 13 -5.1.2 35KV電壓等級的斷路器及隔離開關(guān)的選擇- 14 -5.1.3 10KV電壓等級的斷路器及隔離開關(guān)的選擇- 15 -5.2 母線選擇- 17 -5.2.1 110KV母線選擇- 17 -5.2.2 35KV母線選擇- 17 -5.2.3 10KV母線選擇- 17 -5.4 電流互感器的選擇- 18 -5.4.1 110KV側(cè)電流互感器的選擇- 18 -5.4.2 35KV側(cè)電流互感器的選擇- 18 -5.4.3 10

3、KV側(cè)電流互感器的選擇- 18 -5.5 高壓熔斷器的選擇- 19 -5.5.1 35KV側(cè)熔斷器的選擇- 19 -5.5.2 10KV側(cè)熔斷器的選擇- 19 -附錄：電氣主接線圖- 20 -第1章 設(shè)計說明1.1 環(huán)境條件（1）變電站所在高度70M（2）最高年平均氣溫19攝氏度，月平均氣溫27攝氏度1.2 電力系統(tǒng)情況（1）110KV變電站，向該地區(qū)用35KV和10KV兩個電壓等級供電。110KV以雙回路與 35km外的系統(tǒng)相連。系統(tǒng)最大方式的容量為2900 MVA，相應(yīng)的系統(tǒng)電抗為0.518；系統(tǒng)最小的方式為2100 MVA，相應(yīng)的系統(tǒng)電抗為0.584，（一系統(tǒng)容量及電壓為基準的標(biāo)么值）。

4、系統(tǒng)最大負荷利用小時數(shù)為TM=5660h。（2） 35KV電壓級，架空線6回，3回輸送功率12MVA；3回輸送功率8MVA。（3） 10KV電壓級，電纜出線3回，每回輸送功率3MW；架空輸電線4回，每回輸送功率4MW。1.3 設(shè)計任務(wù)（1）變電站電氣主接線的設(shè)計（2）主變壓器的選擇（3）短路電流計算（4）主要電氣設(shè)備選擇第2章 電氣主接線的設(shè)計2.1 110KV側(cè)主接線的設(shè)計110KV側(cè)是以雙回路與系統(tǒng)相連。由電力工程電氣一次設(shè)計手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：35110KV線路為兩回以下時，宜采用橋形，線路變壓器組線路分支接線。故110KV側(cè)采用橋形的連接方式。2.2 35KV側(cè)主接線的設(shè)計3

5、5KV側(cè)出線回路數(shù)為6回。由電力工程電氣一次設(shè)計手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng)3563KV配電裝置出線回路數(shù)為48回，采用單母分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負荷較大時也可采用雙母線接線。故35KV可采用單母分段連接也可采用雙母線連接。2.3 10KV側(cè)主接線的設(shè)計10KV側(cè)出線回路數(shù)為7回。由電力工程電氣設(shè)計手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng)610KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時采用單母分段連接。故10KV采用單母分段連接。2.4 主接線方案的比較選擇由以上可知，此變電站的主接線有兩種方案方案一：110KV側(cè)采用外橋形的連接方式，35KV側(cè)采用單母分段連接，10KV側(cè)采用單母分段連接，如圖2

6、-1所示。圖2-1 變電站電氣主接線方案一方案二：110KV側(cè)采用外橋形的連接方式，35KV側(cè)采用雙母線連接，10KV側(cè)采用單母分段連接，如圖2-2所示。圖2-2 變電站電氣主接線方案二此兩種方案的比較方案一 110KV側(cè)采用外橋形的連接方式，便于變壓器的正常投切和故障切除，35KV、10KV采用單母分段連線，對重要用戶可從不同段引出兩個回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟性的要求。方案二雖供電更可靠，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復(fù)雜，投資和占地面增大，而且，當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為

7、操作電器使用，容易誤操作。由以上可知，在本設(shè)計中采用第一種接線，即110KV側(cè)采用外橋形的連接方式，35KV側(cè)采用單母分段連線，10KV側(cè)采用單母分段連接。第3章主變壓器的選擇3.1 負荷計算最大綜合計算負荷的計算可按照公式： （3-1）求得。式中 同時系數(shù)，出線回數(shù)較少時，可取0.90.95，出線回數(shù)較多時，取0.850.9； 線損，取5% 3.2 主變壓器臺數(shù)的確定對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。此設(shè)計中的變電站符合此情況，因此選擇兩臺變壓器即可滿足負荷的要求。3.3 主變壓器相數(shù)的確定（1） 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的

8、制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。（2） 當(dāng)不受運輸條件限制時，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。社會日新月異，在今天科技已十分進步，變壓器的制造、運輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。3.4 主變壓器容量的確定裝有兩臺及以上主變壓器的變電所中，當(dāng)其中一臺主變壓器停運時，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足60%的全部最大綜合計算負荷。即（n-1） （3-2）由上可知，此變電站單臺主變壓器的容量為：×60%=79.8×60%=47.88 MVA所以應(yīng)選容量為50 MVA的主變壓器綜合以上分析計算，選擇變壓器型號為SFSZ75

9、0000/110型，其參數(shù)如表3-1所示。表3-1 SFSZ750000/110變壓器參數(shù)變壓器型號額定容量（KVA）電壓（KV）阻抗電壓（%）SFSZ750000/11050000高壓側(cè)中壓側(cè)低壓側(cè)高中高低中低110±8×1.25%38.5±5%10.51710.56.5第4章 短路電流的計算取基準容量為,基準電壓為，又依公式：;。計算出基準值如下表4-1所示：表4-1 基準值1153710.50.5521.7166.048120.2312.451.004.1 計算變壓器電抗 =10.5=6.5=04.2 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖如下圖4-1所示：圖4-1

10、系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖4.3 短路計算點的選擇選擇上圖中的各點。4.4 短路電流計算（1）點短路時（如圖4-2所示）：圖4-2 點短路時的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值簡化次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值的計算：次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為：兩相短路電流為：沖擊電流為：短路容量為：(2) 點短路時（如圖4-3所示）：圖4-3 點短路時的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值簡化次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值的計算：次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為：兩相短路電流為：沖擊電流為：短路容量為：（3）點短路時（如圖4-4所示）：圖4-4 點短路時的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值簡化次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值的計算：次暫態(tài)（0s）和4s時的短路

11、電流相等，三相短路電流有名值為：兩相短路電流為：沖擊電流為：短路容量為：（4）點短路時（如圖4-5所示）： 圖4-5 點短路時的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值簡化次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值的計算：次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為：兩相短路電流為：沖擊電流為：短路容量為：（5）點短路時（圖4-6所示）：圖4-6 點短路時的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值簡化次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值的計算：次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為：兩相短路電流為：沖擊電流為：短路容量為：第5章 電氣設(shè)備選型5.1 斷路器及隔離開關(guān)選擇為了方便運行管理，每個電壓等級按照工作條件最嚴格的地點，最嚴格的條件選擇一臺斷路器，

12、該電壓等級均采用該型號。5.1.1 110KV電壓等級的斷路器及隔離開關(guān)的選擇（1） 主變壓器側(cè)斷路器的選擇：額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇： (點短路電流)選用型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表5-1所示：表5-1 型斷路器的技術(shù)參數(shù)斷路器型號額定電壓KV額定電流A最高工作電壓KV額定斷流容量KA極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時間S峰值3S110315012631.5125500.03（2） 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：極限通過電流選擇： (點短路電流)選用型，具體參數(shù)如下表5-2所示：表5-2 型隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù)隔離開關(guān)型號額定電壓KV額定電流A極限

13、通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA峰值4S1106308031.55.1.2 35KV電壓等級的斷路器及隔離開關(guān)的選擇（1） 出線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇： (點短路電流)選用型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表5-3所示：表5-3 型斷路器的技術(shù)參數(shù)斷路器型號額定電壓KV額定電流A最高工作電壓KV額定斷流容量KA極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時間S峰值4S35200040.56.6176.60.06（2） 主變壓器側(cè)斷路器的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇： (點短路電流)由上表可知，同樣滿足主變壓器側(cè)斷路器的選擇

14、。其動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)相同。（3）出線側(cè)隔離開關(guān)，母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：極限通過電流選擇： (點短路電流)選用型，具體參數(shù)如下表5-4所示：表5-4 型隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù)隔離開關(guān)型號額定電壓KV額定電流A極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA峰值4S35200010031.55.1.3 10KV電壓等級的斷路器及隔離開關(guān)的選擇（1） 出線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇： (點短路電流)選用型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表5-5所示：表5-5 型斷路器的技術(shù)參數(shù)斷路器型號額定電壓KV額定電流A最高工作電壓

15、KV額定斷流容量KA極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時間S峰值1S101250050028.97143.20.06（2） 主變壓器側(cè)斷路器的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇： (點短路電流)由上表可知，同樣滿足主變壓器側(cè)斷路器的選擇。（3） 出線側(cè)隔離開關(guān)，母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：極限通過電流選擇： (點短路電流)選用型，具體參數(shù)如下表5-6所示：表5-6 型隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù)隔離開關(guān)型號額定電壓KV額定電流A極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA峰值5S106000200105（4）主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：極限通過電流選

16、擇： (點短路電流)由上表可知同樣滿足主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇。5.2 母線選擇5.2.1 110KV母線選擇因為橋型接線是一種無母線方式的接線，本設(shè)計中110KV電壓等級采用的是橋型接線，故本設(shè)計中110KV電壓等級不需選擇母線。5.2.2 35KV母線選擇（1） 按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體截面采用矩形導(dǎo)體，根據(jù)最大負荷利用小時數(shù)TM=5660h，由表可查得：J=0.7，經(jīng)濟截面為：查矩形鋁導(dǎo)體長期允許載流量表，選用雙條矩形鋁導(dǎo)體，平放。5.2.3 10KV母線選擇按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體截面采用槽形導(dǎo)體，根據(jù)最大負荷利用小時數(shù)TM=5660h，由表可查得：J=0.7，經(jīng)濟截面為：查槽形鋁導(dǎo)體長期

17、允許載流量表，選用的槽形鋁導(dǎo)體，平放。5.4 電流互感器的選擇5.4.1 110KV側(cè)電流互感器的選擇一次回路電壓：二次回路電流：根據(jù)以上兩項，初選型電流互感器，其參數(shù)如下表5-7所示：表5-7 型電流互感器的技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（KV）電流比準確級次組合熱穩(wěn)定電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）110751355.4.2 35KV側(cè)電流互感器的選擇（1）主變壓器側(cè)電流互感器的選擇一次回路電壓：二次回路電流：根據(jù)以上兩項，初選型電流互感器，其參數(shù)如下表5-8所示：表5-8 型電流互感器的技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（KV）電流比準確級次組合熱穩(wěn)定電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）353075（2）35KV母聯(lián)電流互感器的選擇由于35KV母聯(lián)與變高35KV側(cè)的運行條件相應(yīng)，故同樣選用型電流互感器。5.4.3 10KV側(cè)電流互感器的選擇（1）主變壓器側(cè)電流互感器的選擇一次回路電壓：二次回路電流：根據(jù)以上兩項，初選型電流互感器，其參數(shù)如下表5-9所示：表5-9 型電流互感器的技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（KV）電流比準確級次組合熱穩(wěn)定電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）104090（2） 10KV母聯(lián)電流互感器的選擇由于10KV母聯(lián)與變高10KV側(cè)的運行條件相應(yīng)，