【110kV变电站的电气设计问题研究6500字（论文）】.docx

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1、I1OkV变电站的电气设计研究目录第1章前言2第2章XZ市郊UOkV变电站概况31.1 项目概况32. 2负荷统计与计算4第3章变电站变配电系统62.1 变电所变配电系统方案62.2 主接线设计63. 2.1UOkV侧主接线设计63. 2.2IokV侧主接线设计63.3主变压器的选择73. 3.1变压器的容量计算74. 3.2变压器的选型75. 3.3变电所电源进线的选择8第4章短路电流计算105.1 短路计算的意义、方法及步骤105.2 变电站短路计算106. 2.1短路计算点的确定104. 2.2短路电路中各元件的电抗标幺值求取114. 2.3各短路计算点短路计算过程与分析12第5章电气设

2、备的选择及校验154.1 断路器选择154.2 隔离开关的选择154.3 电压互感器选择164.4 电流互感器选择16第6章配电网防雷保护和接地装置的设计176.1 防雷保护系统设计176.2 接地防护系统设计18第7章结论19参考文献20第1章前言60年代以来，UOkV变电站逐渐进入地级普通城市。当时，中国大多数城市也依靠35kV变电站形成高压输电网络。1980年后，中国经济进入了前所未有的高速发展阶段。通常放置在露天的常规设备上，且变电站的主接线复杂，如单母线分段带分流；电气设备；主变压器的容量为31.5MVA或40MVA。该类型变电站占地面积大，设备安全可靠性低，不易维护。90年代，中国

3、电力供应短缺的状况有所改善，电网的设计和建设越来越强调电力供应的可靠性，维护周期长或多年不维护。执行四项功能，处理非受控变电站。I1OkV包括电气设备GIS和紧凑型设备，电气布置包括半室内布置和整个室内设计，二次设备系统仅包括“四遥”系统和变电站综合自动化系统。采用先进可靠的设备，本期UOkV变电站正线建设相对简单。I1OkV电气设备一般布置在室内，主变容量一般为40MVA或50MVA,开关设备为无油设备，变电站具有不可控功能。具有占地少、自动化程度高、易维护、安全靠等优点。微电网是由微电源、负载、能量存储系统、控制装置构成的系统组。微网格的概念目前还没有统一的概念，本文将其定义为独立的、可由

4、大规模网格控制的系统单元，作为智能网格的未来发展方向。作为小微型的电力行业，接入微电网必须既能应对用户对高质量和安全性功能的要求，也必须能应对小型网络的一个特点是，由于不同的系统位置，或在不同的方式下，网络化：整合为大型网络，或共享电网；模式一：联结在大网上但不能与大网交换在网络模式中：可以关掉大网，并独立运行在微电路中可以很好地整合不同类型的分散的能源，以加强和遏制能源危机。此外，当大电线网络连接不上时，可通过独立运行，提高了系统的稳定性。电力和配电系统的设计应考虑安装实际需要的不同方面，包括工业应用、技术、自然环境以及标准和规范。设计的所有方面都用于优化配电系统。目前，电力和配电系统的开发

5、标准旨在降低投资成本、运营成本和维护成本、部件的使用、紧凑型设备、设计应优先优化资源的使用，以减少变电站对周围环境的噪音干扰和无线电信号干扰，根据要求和I1OkV变电站供电和配电系统的主要电气接线应简单明了，布局合理，各电气间隔无干扰，接地网设计合理可靠，保护装置高效灵敏。简言之，I1OkV变电站供配电系统的设计应基于自动化和智能化。XZ市郊居民人均能源消费也在稳步增长，虽然变电站的容量增加了很多倍，装机容量也在增加变压器也有所增加，仍不能满足增加负荷的要求，特别是近年来城市能源网改造后，它的影响已经逐渐显现，城市郊区的能源负荷正以每年10%左右的速度大幅增加，因此极其必要进行变电站的新建。本

6、课题便是对XZ市郊I1OkV变电站的电气一次部分的初步设计。通过分析路线图，加深对建筑供配电和能耗技术理论知识的理解,首先了解XZ市郊变电站设计的基本原则、阶段和方法，控制建筑物供电和配电的整个系统，以及设计计算、设备选型和网络保护设计。IIokV变电站的建成，将连接城市近郊各大区电能输送，增加此地区电力输送的稳定性，可靠性。第2章XZ市郊IIokV变电站概况2.1项目概况该变电站位于XZ市郊外，为向市内工业、生活及近郊乡镇工农业用户供电。图2/所址地理位置图其中含有大量重要一二级负荷，对供电稳定性要求较高。电压等级：I1OZ1OkV线路回数：11OkV近期2回，远景发展1回；IOkV近期12

7、回，远景发展2回。站址地区海拔高度500m,地势平坦，地震烈度6度。年最高气温+40C,年最低气温-20C,最热月平均最高温度+32C,最大覆冰厚度IOmm,最大风速为25ms,土壤热阻率Pt=IOOtcmW,土壤温度20C,地下水位较低，水质好，无腐蚀性。2. 2负荷统计与计算本期由I1OkV变电所接出的作备用电源使用的IOkV线路，在#2主变建设投运之前降压为IOkV线路使用。为某区域电力需求，经系统规划设计，论证新建UOkV终端变电站。考虑到当地经济的发展，该变电站设计的最大容量为36.8MW。各等级负荷图2-1：表2-1XZ市郊I1okV变电站负荷统计资料电压等级负荷名称最大负荷MW穿

8、越功率MW负荷组成%自然力率Tmax(h)线长(km)期远期期期级级级1IOkV市系1线152060市系2线152025备用201OkV棉纺厂122.50.7555002棉纺222.50.7555002印染i1.520.7850002.5印染21.520.7850002.5毛纺220.7550001.5针织11.50.7545001柴油12042机厂1.5.8000柴油机厂21.520.840002橡胶11.50.7245002市区11.520.825001市区21.520.825001食品1.21.50.840000.5备用11.50.78备用21.5为了满足电力系统不能工作的要求，为了提高

9、用户的功率因数，必须在用户侧安装电容器来补偿工作功率。I1OkV线路用户功率因数可提高到0.9,IOkV线路用户功率因数应不小于0.9o第3章变电站变配电系统3.1变电所变配电系统方案根据统一供电方案，低压电缆分7条埋入该建筑低压变电站，为供电负荷，该段线路电压损耗为1%。变电所采用IOkV双电源进线，低压出线按电气规范要求设计。变电所与换流站布置在一起，其他变电所采用辅助结构，布置在地下车库内。IOkV电源进线通过两台变压器为符合供电。1号变压罂主要为办公区域负荷供电，2号变压器为市场区域负荷供电。当2号变压器出现故障时可以由1号变压器负责其回路的临时用电。采取低压集中补偿方式。柴油发电机单

10、独为一级动力负荷供电。3. 2主接线设计3. 2.1I1okV侧主接线设计由于本所初期设计2次入线2次出线，故UOkV变电站电气主接线可采用单母线分段接线或双母线接线。QF14彳QF5THOKVI1OKVTQF3IOKV111Ii:图3-1单母线接线从原始资料可知，I1okV侧有2进2出，为双电源双回路供电，可采用该功能母线分离连接。综合比较，本次设计在I1OkV母线上采用单母线分段接线的形式。3.2.2IokV侧主接线设计IOkV侧通常采用单母线或单母分段接线。单母线分段接线如图32所示：OCF图3-2单母线分段接线单母线设备少，经济性好，但可靠性差，该站在IOkv侧有工厂等重要负荷，且为再

11、留两次出线间隔准备未来的发展规划使用，所以采用单母分段接线。3.3主变压器的选择3.3.1变压器的容量计算在进行电压转换时，由于变压器自身相当于一个静态电机，因此变压器上一定存在损耗，由以下公式得出的数据来计算变压器的损耗数值：K=PK)EX2%Qi)上式(4.1),设计选取变压器的有功损耗为2%,则变压器损耗为：Pt=108802%=217.6kVA(2.2)根据任务说明书中的说明和变电站在电力系统中的设计状态，选择了I1OkV侧的两条回线。因此,选择两个主变压器作为备用。当变电站中的变压器需要维护或故障时，该站的负载由另一个变压器供电，一个变压器的容量应大于总负荷的60%o因此，变压器的容

12、量计算如下：Snt=0.6(P10+Pt)=0.6(10880+217.6)=6658.56kVA(2.3)由上述计算可知，待设计变电站一台主变压器的容量不应小于665856kVAo3.3.2变压器的选型综合考虑以上计算结果,设计拟选择容量为80MVA的油浸式有载调压变压器两台，其型号为SFZ98000066,变压器详细参数见表3”。表3-1变压器型号型号额定容额定电连接组别损耗(kN)阻抗电压空载电流量压空载负载()(%)SFZ9-800066800066/10Yn,d1111.242.790.75主变相数的选择应根据变压器的实际设计和变电站的实际要求进行。变电站变压器类型为110kV跳台变

13、电所，各主变额定容量为315mva,属于中小型变电所。因此，在设计中应选用三相电力变压器。装设两台主变压器的主接线方案如图3-3所示。I1CkV变电站乙300/20H11kv300/70110kV-系统IISnNOo1Xs*=O.IVA7240/251IXZ-图3-3240/60第J电力系统接线简图系统IS=1500MVAXs-=0.63. 3.3变电所电源进线的选择工厂供电系统IOkV以下的母线主要用矩形铝母线，而母线的三相排列布置则根据具体情况而定。变电所一台变压器运行时的视在功率为：S=26.68=22.68+14.1(V)(2.4)功率因数为：CoS0=085按要求采用电容器将功率因数补偿到09以上：0.93=,22.68.22.682+Qj)Qr=8.96(Mvar)(2.5)经电容&补偿后，变电所的功率变为：S=22.68+j8.96(M网(26)变电所补偿电容容量至少为：Qc=14.1-8.96=5.14(/var)(27)由于每一台变压器均是双回路供电，所以每一条线路的功率为：S=-(22.68+j8.96)