110KV变电站电器一次部分设计说明.docx
- 文档编号:9289198
- 上传时间:2023-02-04
- 格式:DOCX
- 页数:41
- 大小:373.01KB
110KV变电站电器一次部分设计说明.docx
《110KV变电站电器一次部分设计说明.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《110KV变电站电器一次部分设计说明.docx(41页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
110KV变电站电器一次部分设计说明
一、
110KV变电
所电
气
一次部分
初步
设计
1
二
、设
计
任
务
书
4
三
、主
接
线
设
计
5
〈一〉
负荷分析统计
〈二〉
主变选择
〈三〉
主接线方案拟定
〈四〉
可靠性分析
四
、
经
济
比
较
11
五
、短
路
电流
计
算
电气设备设计选择
22
一〉选择母线
二〉选择断路器、隔离开关
三〉选择10KV母线的支持绝缘子
四〉选择110KV一回出线上一组CT
七、配电装置
33
一.110KV变电所电气一次部分初步设计参考资料
1.本所设计电压等级:
110/35/10K
2.系统运行方式:
不要求在本所调压
3.电源情况
与本所连接的系统电源共有3个,其中110KV两个,35KV—个.具体情况如下:
(1)110KV系统变电所
该所电源容量(即110KV系统装机总容量)为200MVA(以火电为主)。
在该所等电压母线上的短路容量为634MVA,该所与本所的距离为
8.2KM.以一回路与本所连接。
(2)110KV火电厂
该厂距离本所10.2KM.装有3台机组和两台主变,以一回线路与本所
用户1
L-10.2K,
X=0.4/K(
~待设计
变电所
—
用户2
B1
I
F1
3
COS=0.8
F2
X-—
Ue=10.5kv
有ZDT
U出吕
U
(图1)
连接,该厂主接线简图如图1:
(3)35KV系统变电所
该所距本所6.17KM.以一回线路相连,在该所高压母线上的短路容
量为250MVA.。
以上3个电源,在正常运行时,主要是由
(1)
(2)两个110KV级电源来供
电给本所。
35KV变电所与本所相连的线路传输功率较小,为联络
用。
当3个电源中的某一电源出故障,不能供电给本所时,系统通过
调整运行方式,基本是能满足本所重要负荷的用电,此时35KV变电
所可以按合理输送容量供电给本所。
4.
本所地理概况:
5.本地区气象及地质条件
年最高气温:
40C
最高月平均气温:
34C
年最低气温:
-4C
地震烈度:
7度以上
年平均雷电日:
90天
海拔高度:
75M
6.负荷资料
(1)35KV负荷
用户名称
容量
距离(KM)
备注
(MW)
化工厂
3.5
15
I类负荷
铝厂
4.3
13
I类负荷
水厂
1.8
5
I类负荷
塘源变
7
4
类负荷
35KV用户中,化工厂,铝厂有自备电源
(2)10KV远期最大负荷
用户名称
容量
(MW)
负荷性质
机械厂
0.8
自行车厂
1.0
食品加工厂
0.35
电台
0.25
I
纺织厂
0.9
I
木材厂
0.4
n
齿轮厂
0.6
n
10KV用户在距本所1-3KM范围内
(3)本变电所自用负荷约为60KVA
(4)一些负荷参数的取值:
a.负荷功率因数均取cos©=0.85
b.负荷同期率Kt=0.9
c.年最大负荷利用小时数Tmax=4500小时/年
d表中所列负荷不包括网损在内,故计算时因考虑网损,此处计算一律取网损率为5%
e.各电压等级的出线回路数在设计中根据实际需要来决定。
各电压
等级是否预备用线路请自行考虑决定。
2.设计任务书
1•电气主接线设计
2.短路电流计算
3.主要电气设备及载流导体选择
4.配电装置的设计
3.设计成品
说明书一份。
(包括对设计基本内容的论证:
短路电流计算过程。
电气设备选择计算过程。
)
110KV变电所的初步设计计算
•主接线设计
一〉负荷分析统计
(1)35KV侧负荷:
S35kv=(1+5%)X(3.54.3了)x
0.85
0.9=18.455MVA
(35+43+18)
其中I类负荷:
S】35kv=(1+5%)xL--——-)X0.9=10.673MVA0.85
(0.810.350.250.90.40.6)
0.85
X0.9=4.781MVA
其中I类负荷:
S110kv=(1+5%)X(0.250.9)X0.9=1.279MVA0.85
U类负荷:
SD10kv=(1+5%)X^也X0.9=1.112MVA0.85
I类负荷总负荷百分数:
二1279100%=26.8%
S10KV4.781
U类负荷占总负荷百分数:
100^1.112100%=23.3%
Siokv4.781
(3)110KV侧负荷:
Siiokv=(1+5%)(S35kv+Siokv+S所用)
=(1+5%)(18.455+4.781+0.06)
=24.461MKA
二〉主变选择
(1)台数分析:
主变台数确定的要求:
对大城市郊区的一次变电站,在中、低压侧已构成环网的情况下,变电站以装设两台主变压器为宜。
2.对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站,在设计时应考虑装设
三台主变压器的可能性。
考虑到该变电站为一重要中间变电站,与系统联系紧密,为了保证供电
的可靠性,选两台主变压器
(2)主变压气容量:
主变压气容量应根据5—10年的发展规划进行选择,并考虑变压器正常运行和事故是的过负荷能力。
所以每台变压器的额定
容量按S=0.7Pm(Pm为变电所最大负荷)选择,即Sn=0.7X24460.7=17122.5KVA这样当一台变压器停用时,可保证对70%负荷的供电。
考虑变压器的事故过负荷能力40%,则可保证对98%的负荷供电因为一般电网变电所大约有25%的非重要负荷,因此采用Sn=0.7PM对变电所保证重要负荷来说是可行的。
采用三绕组变压器
(3)绕组分析:
通过主变压器各侧绕组的功率。
均达到15%Sn以上时,可
型号及容量
(KVA)
额定电压高/中/低
损耗(KW)
阻抗电压
(%)
空载
电流
(%
)
参考
价格
万元
综合
投资
万元
空
载
短路
高-中
高低
中-
低
高中
咼-
低
中低
SFSL-2000
0
121/38.5/
11
50.
2
150.7
131
94.5
18
10.5
6.5
4.1
18.16
23.6
因15%Sn=2568.4KVA。
所以Si>S2>S3>15%Sn。
即通过主变压器各绕组的功率均达到15%Sn以上,又因中性点具有不同
的接地方式,所以采用普通的三绕组变压器。
选为SFSLi—20000型,容量比为100/100/50
三〉主接线方案拟定
110KV侧:
本所在正常运行时主要是由
(1)
(2)两个110KV级电源来
供电。
所以必须考虑其可靠性
35KV侧:
因为此侧I类负荷占57.8%占的比例重大,考虑I类用户的可
靠性,应采用带有旁路的接线方式。
10KV侧:
此侧I类负荷占26.7%比重不大,但负荷较多,且本所用电即
从本侧取,所以应考虑带旁路和分段万案
系统火电厂
电台
木材厂
纺织厂
所用
机械厂自行车厂食品厂齿轮厂
110KV:
采用桥形设备少,接线简单清晰,为了检修桥连断路器时不致引起系统开环运行,增设并联的旁路隔离开关以供检修用。
但桥形可靠性不高。
35KV:
采用单母线分段带专用旁路。
接线简单清晰,操作简单,当检修出线断路器时可不停电,可靠性比较高,但当母线短路时要停电。
10KV侧:
采用单母线分段带专用旁路,所用电采用双回路供电提高了所用电可靠性。
系统
火电厂
T
110KV
1
'.L
35KV
T-
10KV
T」
-1」
厂
T」
T」
T」
T-
电台
纺织厂
~|
所用
机械厂
Tr
自行车厂
Hz-
木材厂
食品厂
齿轮厂
丄
.1
1
1
\
1
1
1
L
L
L_
L
L
1
化
工
厂
水
厂
塘源变
系统变
铝
厂
110KV:
采用桥形接线,同方案I
35KV:
双母线带专用旁路,可靠性更高,灵活。
检查出线断路器不
会停电。
母线短路只出线短时停电,可靠地保证I类用户用电,但投资大,操作较复杂,易出现误操作
系统
10KV:
采用单母线分段带专用旁路,同方案I
火电厂
110KV:
采用桥形接线,同方案I
但做母联和做旁路时切换复杂
10KV:
采用单母线分段,接线简单,但在检修出线断路器时需停电,可靠性不高。
四〉可靠性分析
方案I:
110KV侧采用桥形接线,使断路器达到最简。
鉴于110KV为两
回进线,所以采用桥形较合理。
可靠性比单元接线要高,并易发展成单
线分段,为以后的发展大下基础。
又因,两个110KV电源离本所不远出现故障的机率不多,所以虽可靠性不很多,但仍可满足需要。
35KV:
采用单母线分段带旁路,当检修出线断路器时可不停电,因为进行分段且是断路器分段,所以当一段母线发生故障时,可以保证正常段母线不间断供电,因为设置旁路母线,可以保证I.U类用户用电要求,同时它结构简单清晰,运行也相对简单,便于扩建和发展。
同时它投资小,年费用较低,占地面积也比双母线带旁路小,年费用较小,所以满足35KV侧用户的要求,但当母线故障时,可能出现一半容量停运。
10KV:
采用单母线分段带旁路,因为本侧I类用户仅占26.7%。
所以
完成可靠满足供电要求方案n:
110KV侧采用桥形接线,可靠性同方案I。
35KV:
采用双母线带旁路,通过两组母线隔离开关的到闸操作,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后,能迅速恢复供
电,检修任一出线断路器无需停电。
各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上。
能灵活地适应各种运行方式调度和潮流变化需要。
扩建方便,但投资大,占地多,配电装置复杂,容易发生误操作。
10KV:
采用单母线分段,所用电因较重要,采用双回路供电来提高它
的可靠性,同方案I。
方案m:
iiokv侧采用桥形接线,可靠性同方案I。
35KV:
采用单母线分段兼专用旁路,这种接线方式具有了旁路的优占
八、、)
同时减少了一个断路器使投资减少,但要检修任一断路器时,操作步骤复杂,对本级I类用户的供电可靠性有一定影响。
10KV:
采用单母线分段,这种接线方式使当一段母线发生故障时,不致造成政策母线也同时停电,缩小了停电范围。
对本级出线多,很适合,但因为没有带旁路,使当检修出线断路器时需要停电,这样就不能保证本级I类负荷的要求。
所以,选用方案I与方案u进行经济比较
五〉经济比较
统一初选同一类型主变压器和断路器
主变压器型号SFSL—20000
110KV断路器型号DW3—110
35KV断路器型号DW3—35
10KV断路器型号GG—1A—25
[:
电压等级接线形式价格
110KV母线桥形31.4万元
35KV母线单母线带专用旁路(分段)23.983万元
10KV母线单母线分段带专用旁路9.315万元
U=31.4+23.983+9.315=58.495万元
变压器年电能损失总量△A
△Q0=I0(%)
Sn
100
4.12000
100100
=8.2万元
△Q=Ud(%)
Sn
100
1820000=36万元
100100
△A=n
(P0+K△Q0)
丄(AP+K也Q)x(
T0+2n
s2S;S;
SnSan
=816320+38.875X(1.496+0.85+0.1143)X3000
=1101034.825
计算年运行费用
Ui=0.022Z=3.653
U2=0.058Z=9.63
U=13.283
7方n:
主变23.6万元/台
110KV母线桥形31.4万元
35KV母线双母线带旁路25.786万元
10KV母线单母线分段带旁路8.415万元
Z=(23.6+31.4+25.786+8.415)1.9=169.482(万元)
Un=0.07X1093112.746X10-4+U1+U2
=0.07X1093112.746X10-4+3.728+9.83=21.21(万元)
°.12>I1U且>UI
••经比较选用方案I
六〉短路电流计算
(1)短路电流计算,求各支路元件电抗标幺值
取Sb=100MVAUB=Upj计算各元件参数标幺值
s
110KV系统:
X1=旦
St
100=0.158
634
线路:
X2=0.4X8.2X-100^=0.0248
1152
nSb100
110KV火电厂:
Xi2=Xd*B=0.1360.4352
Sn25匕o
0.8
线路:
Xi6=0.4X10.2=0.03085
1152
火电厂变压器(见等值电路图2)
11
Vsi%=丄(V12%+V31%-V23%)=丄(17+10.5-6)=10.75
22
11
Vs2%=丄(V12%+V23%-V31%)=丄(17+6-10.5)=6.25
22
11
VS3%=—(V23%+V31%-V12%)=—(6+10.5-17)=-0.25
22
因为第二绕组与本线路无关,所以可以不算它的电抗
110KV火电厂化简(见图3)其中X12=X12=X12
X17=X12//X12//X12=0.145
Xi8=(X13+X14)//(X13+X14'=0.0875
本所变压器
1
Vsi%=丄(18+10.5-6.5)=11
21
Vs2%=丄(18+6.5-10.5)=7
2
1
Vs3%=—(6.5+10.5-18)=-0.5
2
火电
厂
设在d1,d2,d3点短路(见图4)计算各点短路时的电流标幺值
..I系统
20
I:
22
C.L75
(图4)
系统
Vs2%Sb
x——
100Sn
其中因为本所所取的两台主变型号相同,所以有
X8=X5X9=X6X10=X7
35KV系统:
Ss取250MVA
线路Xn'=0.4X6.17X100=0.1803
372
因为本所的第三绕组的电抗标幺值为负数,所以可以视为一导线,所以
总等值电路图可化简为图4
X19=X1+X2=0.1828
X20=X3+X4=0.2633
X21=X5〃X8=0.275
X22=X6〃X9=0.175
X23=X11+X12=0.5803
(2)设在d1.d2.d3点短路(见图4)计算各点短路时的电流标幺值
1.di点短路,电路图化简图
I-
系统
Xl4=X21+X22+X23
=0.275+0.175+0.5803
=1.0303
各电源到短路点的转移电抗为
X1f=X19=0.1828
X2f=X20=0.2633
X3f=X24=1.0303
计算电抗为
Xjsi=0.1828X200=0.3656
100
3汉25/
Xjs2=0.2633X=0.2468
0.8/100
因为35KV侧系统视为无限大容量电源,所以直接得
11
Ips*=0.9706
X3f1.0303
d2点短路(见下
火电,一
■'■■
厂
■
fW‘2fX'■/
系统
L_i
,一、1
1
W■■1、'./T*
系统
1,■
0.580
火电
厂
系统
系统
X25=X22+X21
=0.175+0.275
=0.45
计算转移电抗,用星三角变换可求:
X26=X1f=X19+X25+X9―25
X20
=0.945
X27=X2f=0.2633+0.45+0.26330.45=1.36
0.1828
计算电抗为
200
Xjs1=0.945X'1.89
100
Xjs2=1.36X93^-1.275
100
111
Ips*=1.723
X3fX230.5803
2.d3点短路(见下图)
X28=X22+X23
=0.175+0.5803
=0.7553
计算转移电抗,用星三角变换可求;
火电
厂
y¥"-厂1
二1
1J
\351
\|
系统
ILCk•、系统
-1*
X29=Xif=X19+X21+
X19X21
X20
=0.1828+0.275+
0.18280.275
0.2633
=0.6487
X30=X2f=0.2633+0.275+0.26330.275=0.934
0.1828
X28=X3f=0.7553
求计算电抗
S200
Xjs1=X1fX-—=0.6487=1.298
SB100
9375
XjS2=0.934X-0.876
100
1
lps*=1.324
0.7553
至此,已将各点短路时。
各电源的计算电抗求出,据此查〈电力系统
分析及电力网分析》上册附表,可得到各电源在不同点短路电流(标幺
值)制成下表
计算时间一一为方便设计,此处规定保护时间统一取0.4S,断路器动作
时间可取0.2S
各电源在不同点短路时的短路电流(tK=0.4+0.2=0.6S)
短
路占八、、
110KV火电厂
110KV系统
35KV系统
0
0.3
0.6
0
0.3
0.6
0
0.3
0.6
d1
4.496
3.015
2.738
2.90
2.290
2.146
0.9706
d2
0.809
0.755
0.783
0.54
0.516
0.544
1.723
d3
1.2
1.085
1.112
0.793
0.742
0.770
1.324
(2)计算短路电流周期分量有名值
S
根据公式lztm=ltm*X|N=ltm*X厂nm(KA)
如UB
计算基准电流In
1.di点短路
计算短路电流有名值
(1)110KV系统变1〃=2.9X1.004=2.9116(KA)
10.3=2.290X1.004=2.30(KA)
10.6=2.146X1.004=2.1545(KA)
(2)110KV火电厂1〃=4.496>0.4717=2.113(KA)
lo.3=3.O15>0.4717=1.417(KA)
lo.6=2.738>0.4717=1.287(KA)
(3)35KV系统变/=Io.3=Io.6=O.97O6X0.502=0.4872(KA)
2.d2点短路
(1)110KV系统变In=200=3.121(KA)
^3x37
(2)110KV火电厂In=—325一=1.463(KA)
13沃0.8沃37
(3)35KV系统变In=100=1.560(KA)
如37
计算短路电流有名值
(1)110KV系统变1〃=0.54X3.121=1.685(KA)
10.3=0.516X3.121=1.610(KA)
10.6=0.544X3.121=1.698(KA)
(2)110KV火电厂I"=0.809X1.463=1.1836(KA)
10.3=0.755X1.463=1.104(KA)
10.6=0.783X1.463=1.145(KA)
(3)35KV系统变|〃=lo.3=l0.6=1.723X1.560=2.688(KA)
3.d3点短路
计算短路电流有名值
(1)110KV系统变l"=0.793X10.997=8.721(KA)
10.3=0.742X10.997=8.160(KA)
10.6=0.770X10.997=8.468(KA)
(2)110KV火电厂l〃=1.2X5.155=6.186(KA)
10.3=1.085X5.155=5.593(KA)
10.6=1.112X5.155=5.73(KA)
(3)35KV系统变|〃=l0.3=|0.6=5.499X1.324=7.281(KA)
将以上电流有名值制成下表
短路
110KV火电厂
110KV系统变
35KV系统变
总短路电流
占
八、、
0
0.3
0.6
0
0.3
0.6
0
0.3
0.6
0
0.3
0.6
d1
2.113
1.417
1.287
2.9116
2.30
2.1545
0.4872
5.512
4.204
3.929
d2
1.1836
1.104
1.145
1.685
1.610
1.698
2.688
5.557
5.402
5.531
d3
6.186
5.593
5.730
8.721
8.160
8.468
7.281
22.188
21.034
21.479
七〉电气设备设计选择
(—)选择母线(按最大允许电流选择)
1.di点短路。
(110KV侧)
母线最大工作电流按一台(主)变容量来计算
1.05S1.0520000一/a、
max=
110.22(A)
、31103110
①按长期发热允许电流选择截面。
因为110KV侧为户外配电装置
所以选用软导线。
查〈设计资料》表5-13初选用型号为LG—50的钢芯铝
绞线,因为是户外装置,所以按最热月平均最高温。
即34C查〈电气》附表3得环境修正系K=0.88。
数(LGJ-50型导线在基准温度25C时,载流量为210.0A)
Iai34c=0.88X210.0=184.8(A)>110.22(A)
②热稳定校验(tk=0.4+0.2=0.6S)
周期分量热效应
■2
ioitk£
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 110 KV 变电站 电器 一次 部分 设计 说明