1、精選優質文檔-傾情為你奉上河南城建學院發電廠電氣部分設計報告ZY市110KV變電所一次部分設計姓 名： 學 號： 專業班級： 電氣工程及其自動化 指導老師： 朱更輝 所在院系： 電氣與信息工程學院 2016年6月15 日成績評定一、指導教師評語（根據學生設計報告質量、答辯情況及其平時表現綜合評定）。成績等級： 指導教師簽字： 年 月 日一丶設計依據數據1.1 設計依據省電力公司號文件關于ZY市郊110KV變電所設計任務其電力系統接線簡圖1.1所示。 附注：1°圖中，系統容量、系統阻抗均相當于最大運行方式； 2°最小運行方式下： S1=1300MVA Xs1=0.65S2=1

2、70MVA Xs2=0.75 3°系統可保證本所110KV母線電壓波動在±5以內。1.2 建設性質及其規模隨著ZY市經濟的迅猛發展及人民群眾生活的日益提高和改善，新企業、新用戶用電量和大大增加，用電質量要求不斷地提高，因此為了搞好本市的經濟建設的高速發展以及滿足人民群眾生活的需要，在位于本市市郊建立110KV變電所已經成為必然，它向市區工業、生活及郊區鄉鎮與農戶供電，以滿足不同用戶用電的需求。 電壓等級：110/35/10KV 線路回路數： 110KV近期2回，遠景發展2回； 35KV近期5回，遠景發展2回； 10KV近期12回，遠景發展2回。1.3 所址條件1、地理位置：

3、 本所位于ZY市東南方向的郊區，毗鄰城區，交通便利。地理位置示意圖2、地形、地質、水文、氣象等條件： 區。 1.4 負荷情況 1、 各電壓等級主要負荷名稱及行業性質110KV 市系線、市甲線、備用1、備用235KV 郊區1、郊區2、水泥廠、耐火廠、備用1、備用210KV 紡織廠、印染廠、毛紡廠、針織廠、柴油機廠、橡膠廠、市區、食品廠、備用1、備用22、負荷資料電壓等級負荷名稱最大負荷MW穿越功率MW負荷組成（%）自然功 率線長（km）備注近期遠景近期遠景一級二級三級110KV110KV市系線10180.810市甲線10180.810備用1100.8備用2120.835KV35KV郊區一2353

4、00.912郊區二2.53.50.916水泥廠11.5215300.920水泥廠21.520.920耐火廠11.515350.918備用12.50.915備用22.50.915補償后 值10KV10KV棉紡廠122.520400.7555003.5棉紡廠222.50.7555003.5印染廠11.5230400.7850004.5印染廠2 1.520.7850004.5毛紡廠2220400.7550002.5針織廠11.520400.7545001.5柴油機廠11.5225400.840003柴油機廠2 1.520.840003橡膠廠11.530400.7245003市區11.5220400.

5、825002市區21.520.825002食品廠1.21.515300.840001.5備用1 1.50.78 備用21.50.78棉紡廠：整理、紡紗、織布、通風、采暖、機修、照明等印染廠：整理、上漿、印染、通風、采暖、機修、照明等市 區：醫院、商場、公交、影劇院、鐵路、民航、市政區等食品廠：磨粉、發酵、烘烤、照明等柴油機廠：鑄造、熱處理、機加工、裝配、機修等水泥廠：旋轉大窯、回轉窯，機修、照明等棉紡廠：整理、紡紗、織布、通風、采暖、機修、照明等印染廠：整理、上漿、印染、通風、采暖、機修、照明等市 區：醫院、商場、公交、影劇院、鐵路、民航、市政區等食品廠：磨粉、發酵、烘烤、照明等柴油機廠：鑄造

6、、熱處理、機加工、裝配、機修等水泥廠：旋轉大窯、回轉窯，機修、照明等二、負荷計算2.1原始資料分析 由原始負荷資料知，35KV、10KV兩個電壓等級上有負荷，110KV近期無負荷。其中，35KV的負荷中有耐火廠和水泥廠等重要的工業負荷，同時承擔郊區的供電，其負荷組成、類達15%左右，若斷電將造成較大的經濟損失和資源浪費。而10KV的負荷中有棉紡廠、印染廠、橡膠廠、柴油機廠等、類負荷組成較高的負荷，因而需要保證供電的可靠性；同時，由于10KV承擔著市區的供電，市區的一些用戶如醫院、交通調度等單位對電力供應的可靠性要求也是極高的，故而在設計過程中應盡力保證供電的可靠性。2.2 負荷計算綜合最大計算

7、負荷：K同時系數，對于出線回數較少的情況，可取0.90.95,出線回數較多時，取0.850.9;%線損，取值為5%；35KV近期:=MVA35KV遠景：=.=18.84MVA10KV近期：=+=21.03MVA10KV遠景：=0.85 =30.58MVA綜上：近期負荷：MVA遠期負荷：MVA三、電氣主接線3.1電氣主接線滿足以下基本要求：(1) 運行的可靠；(2) 具有一定的靈活性：(3)操作應盡可能簡單、方便；(4) 經濟上合理；.(5)應具有擴建的可能性。3.2 主變的選擇3.2.1 主變的相數 當不受運輸條件制約，在330KV以下的發電廠和變電所均應選用三相變壓器。本所為110KV變電所

8、且交通便利，故采用三相變壓器。3.2.2主變各側電壓110KV側：110KV為首端，選110KV；35KV、10KV，選+10%即38.5、11KV。3.2.3主變臺數的選擇 變電站主變的容量一般應根據510年規劃負荷、城市規劃、負荷性質、電網結構等綜合考慮確定其容量。對重要變電站，需考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間內，應滿足、類負荷的供電；對一般性變電站，當一臺主變停運時，其余變壓器容量應能滿足全部負荷的70%80%。對于樞紐變電站在中、低壓側已形成環網的情況下，以設置兩臺主變壓器為宜；對地區性孤立的一次變電站或大型工業專用變電站，可設3臺主變壓器，以提高供電

9、可靠性。所以本變電站可采用2臺主變壓器。3.2.4 主變的容量兩臺主變壓器容量的選擇條件是其中，由前面計算結果按遠景發展計算：=22.24MVA基于本變電站的情況，由國家標準容量系列R標準，宜選容量為30MVA的變壓器。以一臺變壓器停運檢修時，保證、級負荷不斷電，按近期校驗：，；帶入數據:=20.5575,滿足；+=18.43MVA滿足近期需求；3.2.5 冷卻方式 對于110KV變壓器，由于容量不大，采用自然油強迫空氣冷卻，即風冷式。綜上所述，選擇變壓器型號為SFSZ9-31500/110S：三相變壓器 F：風冷 S：三繞組 Z：有載調壓9：設計序號 31500 容量31.5MVA 110：

10、一次側額定電壓110KV3.3 主接線設計電氣主接線的設計基本要求是可靠性、靈活性、經濟性三方面。對于級負荷必須有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證對全部級負荷不間斷供電；對于級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證全部或大部分的級負荷供電；對于級負荷一般只需一個電源供電。3.3.1 各電壓等級的主接線設計110KV的接線形式出線回路數有4回，根據規范可采用單母線分段或單母線分段帶旁母。 單母線分段 單母線分段帶旁母供電可靠性不帶旁母，當檢修斷路器時須對用戶停電，但是由于使用的SF6短路器無故障工作時間很長，所以認為單母分段也有不錯的供電可靠性。由于使用了旁

11、路母線，當檢修斷路器不會對用戶停電，使用的SF6斷路器使供電可靠性很高。運行靈活性接線簡單清晰，運行操作方便，且有利于擴建接線相對復雜，調度靈活。節約投資單母分段占地面積少，土建投資相對較小隔離開關的用量也小，總體投資都小于單母分段帶旁母，較經濟。占地面積較大，土建投資大，所用的隔離開關多，較單母分段投資較高。 表3.1 110KV方案對比 ZY市郊變為地區性變電所，而由于其負荷的重要性，考慮到占地和經濟性的要求，110KV選用單母線分段，采用分段斷路器兼作旁路斷路器的接線形式。 35KV的接線形式出線回路數為7回，根據上述規范采用單母線分段。表3.2 35KV方案對比 單母線分段 單母線分段

12、帶旁母供電可靠性重要用戶可以從不同分段引線，當一條母線發生故障時還能保證另一條母線的正常供電，供電可靠性較高。加裝旁路母線后，當出線斷路器故障或檢修時，可避免對此回路停電，提高了可靠性。運行靈活性接線簡單清晰，運行操作方便，且有利于擴建。接線相對復雜，調度靈活。節約投資單母分段占地面積少，土建投資相對較小隔離開關的用量也小，總體投資都小于單母分段帶旁母，較經濟。單母分段帶旁母占地面積大，土建投資大，所用的隔離開關多，不夠經濟。表3.2 35KV方案對比35KV考慮到占地面積問題，建議采用屋內手車式高壓開關柜，則不宜設置旁路母線。從保證負荷用電可靠性來講，對于重要的用戶可采用雙回接入，而對于沒有

13、雙回接入的負荷，通過經濟論證，可用自備的發電機或從相鄰的甲、乙變加設回線保證供電可靠性。10KV的接線形式出線回路數為14回，根據上述規范可采用單母線兩分段或單母線分段帶旁母。 表3.3 10KV方案對比 單母線分段單母線分段帶旁母供電可靠性重要用戶可以從不同分段引線，當一條母線發生故障時還能保證另一條母線的正常供電，供電可靠性較高。加裝旁路母線后，當出線斷路器故障或檢修時，可避免對此回路停電，提高了可靠性。運行靈活性接線簡單清晰，運行操作方便。接線相對復雜，調度靈活。節約投資少用了斷路器、隔離開關，較經濟。單母分段帶旁母占地面積大，土建投資大，所用的隔離開關多。不夠經濟。表3.3 10KV方

14、案對比 由于ZY市郊變位于城市郊區，為節約用地，10KV多為室內，采用單母分段的接線型式。四、短路電流的計算4.1 短路計算的目的供配電系統中的短路，是指導體之間或相導體與地之間不通過負載阻抗而發生的電氣連接。短路是電力系統中常發生的故障，短路電流直接影響電器的安全，危害電力系統的安全運行，假如短路電流較大，為了使電器能承受短路電流的沖擊，往往需要選擇重型電器。這不僅會增加投資，甚至會因開斷電流不滿足而選擇不到合適的高壓電器，為了能合理選擇輕型電器，在主接線設計時，應考慮限制Id的措施，即而需要計算Id。短路電流計算是選擇和檢驗電氣設備的前提和基礎，也是載流導體選擇和二次設備保護的基礎。4.2

15、 參數計算4.2.1選擇基準值 4.2.2 計算在基準下系統各部分的標幺值電抗：系統1 最大運行方式：Xs1max*=Xs1maxSBSN1=0.6×=0.4系統2 最大運行方式：Xs2max*=Xs2maxSBSN2=0.6×=3各線路： XL1*=X0L1×SBUB2=0.4×60×=1.81 XL2*=X0L2×SBUB2=0.4×10×=0.302 XL3*=X0L3×SBUB2=0.4×80×=2.42 主變： 短路阻抗：高-中：10.5%；高-低：1718%；中-低：6.5

16、% 可令 根據以上計算數據畫出等值網絡如下1) 110KV母線短路電流計算 轉移電抗: ; 計算電抗: 查汽輪機運算曲線表，有： ； 2) 35KV母線短路電流計算 轉移電抗: ; 計算電抗: .汽輪機運算曲線表，有： 3) 10KV母線短路電流計算轉移電抗: ; 計算電抗: X>3.45,有：汽輪機運算曲線表，有： 五、電氣選擇及校驗 5.1、選擇導體和電器的一般原則 1、應力求技術先進、安全適用、經濟合理。2、應滿足正常運行、檢修、短路時和過電壓情況下的需要，并考慮遠景發展。3、應按當地環境校驗。4、與整個工程的建設標準協調一致。5、選擇導體的品種不宜太多。.6、選擇新產品應積極謹慎

17、。新產品應有可靠的實驗數據，并經主管單位鑒定合格。5.2 選擇導體和電器的技術條件一般按正常情況選擇，短路情況校驗，如【表5-2-1】短路點基準電流（KA）d5.024.6184.1974.1774.82511.756d15.65.565.495.495.4914.15d54.9913.5213.8313.8313.5234.42 表5-2-1 各情況電流5.3 導體的選擇5.3.1按長期發熱選擇導體選用的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電壓，即; 又因為 , 所以實際用選用導體的長期允許電流不得小于該回路的持續工作電流，即對于導體由于高壓開斷電器沒有連續過載能力，在選擇其額定電流

18、時應滿足各種可能運行方式下回路持續工作電流的要求，即對于電器。5.3.2按經濟電流密度選擇導體除配電裝置的匯流主母線外，較長導體的截面積應按經濟電流密度選擇。當無合適規格導體時，導體面積可按經濟電流密度計算截面的相鄰下一檔選取。即： 應最接近。按經濟電流密度選擇后，還應按長期允許電流校驗。 5.3.3導體、電器設備的選型導體材料的基本特征：導體通常由銅、鋁、鋁合金及鋼材料制成。載流導體一般使用鋁或鋁合金材料。純鋁的成型導體一般為矩形、槽形和管形。由于純鋁的管形導體強度稍低，110KV及以上配電裝置敞露布置時不宜采用。鋁合金導體有鋁錳合金和鋁鎂合金兩種，形狀均為管形。鋁錳合金導體載流量大，但強度

19、較差，采用一定的補強措施后可廣泛使用；鋁鎂合金導體機械強度大，但載流量小，主要缺點是焊接困難，因此使用受到限制。5.3.4主母線、主變引下線、負荷出線載流導體宜采用鋁質材料，下面場所可選用銅質材料的硬導體：持續工作電流較大且位置特別狹窄的發電機、變壓器出線端部或采用硬鋁導體穿墻套管有困難時；污穢對銅腐蝕輕微但對鋁有較嚴重腐蝕的場所。20KV及以下回路的正常工作電流在4000A及以下時，宜選用矩形導體；在40008000A時，宜選用槽形導體；110KV及以上高壓配電裝置，當采用硬導體時，宜采用鋁合金管形導體；500KV硬導體可采用單根大直徑圓管或多根小直徑圓管組成的分裂結構，固定方式可采用支持式

20、或懸吊式。5.4 斷路器斷路器型號的選擇，除應滿足各項技術條件和環境條件外，還應考慮便于施工調試和運行維護，并經技術經濟比較后確定。5.5隔離開關對隔離開關型式選擇應根據配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合技術比較后確定。5.6電壓互感器電壓互感器的型式按下列使用條件選擇。（1）、320KV屋內配電裝置，宜采用油浸絕緣結構，也可以采用樹脂澆注絕緣結構的電磁式電壓互感器。（2）、35KV配電裝置，宜采用電磁式電壓互感器。（3）、110KV及以上的配電裝置，當容量和準確級滿足要求時，應采用電容式電壓互感器。5.7電流互感器320KV屋內配電裝置的電流互感器應根據安裝使用條件及產品情況采用瓷

21、絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構，35KV及以上配電裝置的電流互感器，宜采用油浸絕緣瓷管式絕緣結構的獨立式電流互感器，在有條件時，應采用套管式電流互感器。5.8絕緣子屋外支柱絕緣子宜采用棒式支柱絕緣子，屋外支柱絕緣子需倒裝時，可用懸掛式支柱絕緣子。5.9選擇結果5.9.1線路選擇結果如下表： 設備電壓匯流主母線主變引下線分段回路110KVLGJQ-240LGJQ-185LGJQ-18535KVLMY 636.3 平放LGJQ-500LMY 636.3 平放10KVLMY 2(1008)平放LMY 2(10010)平放LMY 2(10010)平放 表5-9-1 線路的選擇5.9.2電器選擇結果 1、斷

22、路器和隔離開關選擇 設備項目斷路器隔離開關110KV出線110KV分段110KV主變引下線35KV出線35KV分段35KV主變引下線10KV出線10KV分段10KV主變引下線110KV壓互主變中性點接地 表5-9-2 隔離開關及斷路器 2、電壓互感器和電流互感器 電壓級設備類型110KV35KV10KV電壓互感器,0.1,0.1,分段電流互感器600/5LZC-35500/52000/5出線電流互感器600/5，200/5LZC-35100/5150/5,200/5主變引下線電流互感器300/5LZC-35600/52000/5保護間隙/300/5中性點接地處/300/5表5-9-3 電壓互感器及電流互感器 3、其他設備如下：電壓級設備類型110KV35KV10KV母線變壓器側上避雷器變壓器中性點上避雷器絕緣子懸式 XP-10 8片支柱 ZS-110/4懸式 XP-10 4片支柱 ZL-35/4母線