KV降壓變電站設計

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，直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經濟運行。這次設計以110KV降壓變電站為主要設計對象，分析變電站的原始資料確定變電站的主接線；通過負荷計算確定主變壓器臺數(shù)、容量及型號。根據(jù)短路計算的結果，對變電站的一次設備進行了選擇和校驗。關鍵字：降壓變電站；電氣主接線；變壓器； 設備選型1設計任務1、系統(tǒng)特點：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側電源近似為無窮大系統(tǒng)。2、該所有110kV、35kV兩個電壓等級。110kV雙回至系統(tǒng)，系統(tǒng)電抗0.

2、5（Sb=100MVA Ub=37kV）；35kV進線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側出線主保護為瞬時動作，后備保護時間為0.15s，斷路器燃弧時間按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，絕對最高氣溫為40° C，土壤溫度為18°C。5、該變電

3、所位于市郊生荒土地上，地勢平坦、交通便利、環(huán)境無污染。2 負荷計算計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)，計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導線電纜的選擇是否經濟合理。如計算負荷確定過大，將使電器和導線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費，如計算負荷確定過小又將使電器和導線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確確定計算負荷意義重大。35KV側負荷: S1=9.50.8=11.875MVA電機側總容量：供給110KV的容量：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荷總容量為75MW，而負荷總容量僅僅只9.5MW，假設負荷全開，那么還有S0=75-9.5=65

4、.5MVA送回系統(tǒng)。另外，某一臺變壓器還可能出現(xiàn)故障，那么一臺變壓器要能夠承擔全部負荷的70%，所以選擇變壓器的型號為SFL-50000/110,其參數(shù)見表3-1表3-1變壓器參數(shù)型號額定容量高壓側電壓（KV）低壓側電壓（KV）空載損耗（KW）負載損耗（KW）阻抗電壓（%）空載電流（%）SFL-50000/110500000.3，6.6，10.5，116526010.50.7變壓器采用Y-連接。3.2主接線的確定由于110KV側沒有、類用戶，故采用單母線接線，為增加一定可靠性，便于檢修，進而采用單母線分段式。對于35KV側由于涵蓋大量負荷，所以應盡量保障供電，尤其含有中醫(yī)院，出于安全考慮，采用

5、雙母線接線，保障母線不間斷供電。4、計算短路點的最大短路電流等值電路的計算：取基準功率:Sb=100MVA Ub=Uav系統(tǒng)電抗：由上表計算得110/35KV變壓器：查表可得15MW水輪發(fā)電機電抗去1.07水電廠側變壓器：輸電導線選擇：LGJ-50/8，查表可得該導線35KV時，單位長度電抗值：X0=0.423水電廠線路： XL2=0.423×13=5.499負荷線路： 因為變壓器型號完全相同，其中性點點位相同等，故等值電路圖可化簡為圖4-1：圖4-1等值電路簡化圖4.1 110KV母線短路時對于110KV系統(tǒng)電源（無窮大容量）X*=X1=0.25短路次暫態(tài)電流：短路沖擊電流：對于發(fā)

6、電機側電源X*=12.705+2.354=15.059Xca*=X*SNSb=1.059×(750.8)100=14.12查水輪機短路電流運算曲線(四) t=0，得I*"=0.2短路沖擊電流：iM2=2.55IG"=2.55×0.094=0.2397KA由此可得110KV母線短路時：總短路次暫態(tài)電流：總沖擊電流：iM=iM1+iM2=5.1+0.2397=5.34KA4.2 35KV母線短路時對于110KV系統(tǒng)電源（無窮大容量）X*=0.25+12.705=12.955短路次暫態(tài)電流：短路沖擊電流：對于水電廠1發(fā)電機側電源X*=5.523查水輪機短路電流

7、運算曲線(三) t=0，得I*"=0.5短路次暫態(tài)電流：短路沖擊電流：對于水電廠2發(fā)電機側電源X*=5.7345查水輪機短路電流運算曲線（三 t=0）I*"=0.5短路次暫態(tài)電流：短路沖擊電流：對于水電廠3發(fā)電機側電源X*=14.43查水輪機短路電流運算曲線(三) t=0I*"=0.4短路次暫態(tài)電流：短路沖擊電流：由此可得35KV母線短路時總次暫態(tài)短路電流：iM=iM1+iM2+iM3+iM4=2.09KA5、配電裝置及電氣設備的配置與選擇5.1母線的選擇本設計的110KV為屋外配電裝置，故母線采用鋼芯鋁線LGJ按經濟電流密度選擇導線截面S： 設年最大負荷利用時：

8、Tmax=6000h查表可得經濟電流密度：jec=0.9A/mm2則導線的經濟截面為Aec=Ijec=2620.9=291mm2所以初步選線為LGJ-300。該地區(qū)年絕對最高氣溫為40度，而導線長期允許溫度為28度，查表得溫度修正系數(shù)K0=0.81查表得IY=800A滿足要求導線熱穩(wěn)定校驗：查表可得主變110KV側假想時間tima=3.8最高氣溫40度時裸導體的C值為99所以滿足熱穩(wěn)定度的最小允許條件截面：實際選用導線面積300mm2>41.25mm2，所以熱穩(wěn)定度滿足要求。本設計的35KV為屋外配電裝置，故母線采用鋼芯鋁絞線LGJ按發(fā)熱條件選擇導線面積35KV側母線最大持續(xù)工作電流是7

9、42A，查表可得30時LGJ-400型鋼芯鋁絞線的允許載流量為Ia1=0.95×800=760A>743A，故選LGJ-400型鋼芯鋁絞線。校驗機械強度35KV以上鋼芯鋁絞線最小允許截面為25mm2,，所以選LGJ-400型鋼芯鋁絞線滿足要求。熱穩(wěn)定校驗滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面400 mm2>13 mm2，所以35KV側用LGJ-400型符合要求。5.2斷路器的選擇因本變電站所帶負荷比較小，所以都考慮采用少油斷路器。110KV側斷路器選擇：需選用的斷路器，主變110KV側計算電流：經過查表，可初選斷路器為：SW4-110型，其參數(shù)見表5-1表5-1 熔斷器參數(shù)型號額定電壓

10、(KV)額定電流(A)額定開斷電流(KA)1S熱穩(wěn)電流(KA)有效極限通過電流(KA)SW4-110/1000110100018.4215535KV側斷路器選擇：需選用的斷路器，主變35KV側電流計算經過查表，可初選斷路器為：SW3-35型，其參數(shù)見表5-2表5-2 短路器參數(shù)型號額定電壓(KV)額定電流(A)額定開斷電流(KA)4S熱穩(wěn)電流(KA)有效極限通過電流(KA)SW2-35/100035100024.816.545對斷路器進行校驗：斷流能力校驗：因為三相短路電流大于兩相短路電流，所以選三相短路電流進行校驗，可用次暫態(tài)短路電流進行校驗。由上計算可知，110KV側母線短路時，選進行校驗

11、。所選斷路器的額定開斷電流I=18.4KA>2.094K，,則斷流能力滿足要求。35KV側母線短路時，選進行校驗。所選用斷路器的額定開斷電流I=24.8KA>0.82KA，則斷流能力滿足要求。動穩(wěn)定校驗：所選110KV側斷路器的動穩(wěn)定電流等于有效極限通過電流峰值55KA，而流過斷路器的最大沖擊電流僅僅為5.34KA，則動穩(wěn)定滿足要求從以上的校驗可知斷路器選擇滿足動穩(wěn)定要求。熱穩(wěn)定校驗：110KV側：交流分量的熱效應：Qp=2.0942×0.15=0.658(KA)2S查表可得變電站各級電壓母線及出線T=0.05,所以直流分量的熱效應：Qnp=2.0942×0.0

12、5=0.22(KA)2S因此熱效應：Qf=Qp+Qnp=0.658+0.22=0.878(KA)2S由上述參數(shù)表可得該斷路器允許的短路熱效應為21KA持續(xù)1秒，所以It2t=212×0.15=441(KA)2S0.878<441，因此熱穩(wěn)定滿足要求,可知可以選該斷路器。35KV側：交流分量的熱效應：Qp=0.822×0.15=0.10086(KA)2S查表可得變電站各級電壓母線及出線T=0.05，所以直流分量的熱效應：Qnp=0.822×0.05=0.03362(KA)2S因此熱效應：Qf=Qp+Qnp=0.10086+0.03362=0.13448(KA)

13、2S由上述參數(shù)表可得該斷路器允許的短路熱效應為16.5KA持續(xù)4秒，所以：It2t=16.52×4=1089(KA)2S0.135<1089，因此熱穩(wěn)定滿足要求，可知可以選該斷路器。5.3隔離開關的選擇110KV側：所選隔離開關額定電壓應大于等于110KV，主變壓器110KV側電壓經過查表，可選隔離開關：GW4-110D/600型，其參數(shù)見表5-3表5-3隔離開關參數(shù)型號額定電壓（KV）額定電流（KA）極限通過電流（KA）5S熱穩(wěn)定電流（KA）操動機構型號GW4-110D/600110600有效值峰值14CS11G50CS14G35KV側：所選隔離開關額定電壓應大于35KV，主

14、變壓器35KV側電流經過查表，可選隔離開關為:GW5-35/1000型,其參數(shù)見表5-4表5-4 隔離開關參數(shù)型號額定電壓（KV）額定電流（KA）極限通過電流（KA）5S熱穩(wěn)定電流（KA）操動機構型號GW5-35/1000351000有效值峰值25CS6-23050對隔離開關進行校驗:110KV側：動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值50KA，流過斷路器的最大短路沖擊電流為5.34KA，顯然動穩(wěn)定滿足要求。經以上校驗可知，所以隔離開關滿足要求，故可用GW4-110D/600型高壓隔離開關。動穩(wěn)定電流等于極限通過電流你峰值83KA，流過斷路器的最大短路沖擊電流為2.09KA，顯然動穩(wěn)定滿足要求。經以上

15、校驗可知，所以隔離開關滿足要求，故可用GW5-35G/1000型高壓隔離開關。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)型號額定變比額定容量（VA）最大容量（VA）準確等級JCC1-1100.5級1級3級2000-5001000JDJJ-3515025060012005.5電流互感器的選擇凡裝有斷路器的回路均應裝設電流互感器，其數(shù)量符合測量儀表、保護和自動裝置的要求。因為要求電流互感器的額定電壓不小于裝設電流互感器

16、回路所在電網(wǎng)的額定電壓。所以本變電所110KV側電流互感器考慮選擇LCWD-110型，又因為流過斷路器的最大持續(xù)電路為262A，所以選擇變比為400/5.35KV側電流互感器考慮選擇LCWD-35型，又因為流過斷路器的最大持續(xù)電流為743KV，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)型號額定一次電流/A次級組合額定二次負荷/10%倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)0.513DLCWD-3515-15000.5/D21530-7577-191LCWD-110(2*50)-(2*600)0.5/D/D235-9065-1656、課程設計的體會心得課程設計是學生完成基礎課程之后，將理論與實踐有機聯(lián)系起來的一個重要環(huán)節(jié)，是為以后走向工作崗位能更好的服務社會打下基礎是重要環(huán)節(jié)。通過本次課程設計，基本掌握了110kV 變電站電氣主接線設計的基本步驟和方法，并在分析、計算和解決實際工程能力等方面得到訓練， CAD 繪圖方面的知識、方法。在設計的過程中，我查閱了大量的文獻資料，積累了豐富的第一手材料，在主接線設計、電氣設備選擇等具體