大型變電站電氣主接線及變壓器容量選型設(shè)計(jì)(110KV35KV10KV)

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目錄

第一章電氣主接線設(shè)計(jì)及變壓器容量的選擇

第1．1節(jié)主變臺(tái)數(shù)和容量的選擇···············（1）第1．2節(jié)主變壓器形式的選擇·················（1）第1．3節(jié)主接線方案的技術(shù)比較···············（2）第1．4節(jié)站用變壓器選擇·····················（6）

第1．5節(jié)10KV電纜出線電抗器的選擇··········（6）其次章短路電流計(jì)算書(shū)

第2．1節(jié)短路電流計(jì)算的目的·················（7）第2．2節(jié)短路電流計(jì)算的一般規(guī)定·············（7）

第2．3節(jié)短路電流計(jì)算步驟···················（8）第2．4節(jié)變壓器及電抗的參數(shù)選擇·············（9）第三章電氣設(shè)備選型及校驗(yàn)

第3．1節(jié)變電站網(wǎng)路化解························（15）第3．2節(jié)斷路器的選擇及校驗(yàn)····················（20）第3．3節(jié)隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn)··················（23）第3．4節(jié)熔斷器的選擇及校驗(yàn)················（24）第3．5節(jié)電流互感器的選擇及校驗(yàn)············（29）第3．6節(jié)電壓互感器的選擇及校驗(yàn)·················（29）第3．7節(jié)避雷器的選擇及校驗(yàn)·····················（31）第3．8節(jié)母線和電纜·························（33）設(shè)備選擇表·····································（38）參考文獻(xiàn)·······································（39）

XX科技大學(xué)電氣資訊學(xué)院大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

第一章電氣主接線設(shè)計(jì)及主變壓器容量選擇

第1．1節(jié)臺(tái)數(shù)和容量的選擇

（1）主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等綜合考慮確定。

（2）主變壓器容量一般按變電所、建成後5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，並適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)於城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。

（3）在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得跔容量的備用電源時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。

（4）裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)時(shí)，其餘主變壓器的容量不應(yīng)小於60%的全部負(fù)荷，並應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷。

第1．2節(jié)主變壓器型式的選擇

（1）110kV及10kV主變壓器一般均應(yīng)選用三相雙繞組變壓器。

（2）具有三種電壓的變電所，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，主變壓器宜採(cǎi)用三相三繞組變壓器。

（3）110kV及以上電壓的變壓器繞組一般均為YN連接；35kV採(cǎi)用YN連接或D連接，採(cǎi)用YN連接時(shí)，其中性點(diǎn)都通過(guò)消弧線圈接地。1.2.1根據(jù)以上規(guī)定下麵為我選的方案（1）方案一

①110KV側(cè)、35KV側(cè)和10KV側(cè)均採(cǎi)用單母分段帶旁路母線的接線方式。②主變?nèi)萘考芭_(tái)數(shù)的選擇：2臺(tái)主變?nèi)萘客桨敢?。?）方案二

①110KV側(cè)採(cǎi)用橋形接線，35KV側(cè)和10KV側(cè)採(cǎi)用單母分段帶旁路母線。②主變?nèi)萘考芭_(tái)數(shù)的選擇：2臺(tái)主變?nèi)萘客桨敢?。?）方案三

①110KV側(cè)接線方式：110KV側(cè)採(cǎi)用橋形接線，35KV側(cè)和10KV側(cè)採(cǎi)用雙母線。②主變?nèi)萘考芭_(tái)數(shù)的選擇：2臺(tái)主變?nèi)萘客桨敢?，而且設(shè)備瑾和參數(shù)均選為一致，

便於進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。

（4）方案四

①110KV側(cè)、35KV側(cè)、10KV側(cè)均採(cǎi)用雙母線接線方式，兩臺(tái)主變壓器。②主變臺(tái)數(shù)的選擇：

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1）運(yùn)行主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)10—20年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。由於任務(wù)

書(shū)給定的是一個(gè)三個(gè)電壓等級(jí)的變電站，而且每個(gè)電壓等級(jí)的負(fù)荷均較大，故採(cǎi)用三繞組變壓器2臺(tái)，運(yùn)行主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)10—20年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。並應(yīng)考慮變壓器正常運(yùn)行和事故過(guò)負(fù)荷能力，以變壓器正常的過(guò)負(fù)荷能力來(lái)承擔(dān)變壓器遭遇的短時(shí)高峰負(fù)荷，過(guò)負(fù)荷值以不縮短變壓器的壽命為限。尋常每臺(tái)變壓器容量應(yīng)當(dāng)在當(dāng)一臺(tái)變壓器停用時(shí)，另一臺(tái)容量至少保證對(duì)60%負(fù)荷的供電。

2）主變?nèi)萘窟x擇Sn＝0.6Sm。(Sm為變電站最大負(fù)荷)

3）兩臺(tái)主變可便利於運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備的檢修同時(shí)能滿足站代負(fù)荷的供電要兩臺(tái)求。4）．運(yùn)行方式靈活、可靠、便利。(3)主變壓器形式的選擇：①．相數(shù)的確定

為了提高電壓品質(zhì)最好選擇有載調(diào)壓變壓器。②．繞組的確定

本站具有三種電壓等級(jí)，且通過(guò)主變各側(cè)繞組功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，故選三繞組變壓器。

③．緩緩的連接方式

考慮系統(tǒng)的並列同期要求以及三次諧波的影響，本站主變壓器繞組連接方式選用Y0Y0△－11。

採(cǎi)用“△〞接線的目的就是為三次諧波電流提供通路，保證主磁通和相電勢(shì)接近正弦波，附加損耗和局過(guò)熱的情況大為改善，同時(shí)限制諧波向高壓側(cè)轉(zhuǎn)移。

第2．2節(jié)主接線方案技術(shù)比較

綜上所述，由於方案四和方案三採(cǎi)用橋形接線，站用的斷路器比方安一和方案四少。主變臺(tái)數(shù)、型號(hào)、參數(shù)均一致，同時(shí)又不降低用電和供電可靠性，又符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和設(shè)計(jì)規(guī)程的要求，從經(jīng)濟(jì)角度考慮選擇方案四和三比較合適，達(dá)到了工程造價(jià)較低，同時(shí)考慮了變電站隨著負(fù)荷的增加，進(jìn)行擴(kuò)建和增容的可能性，因?yàn)闃蚴浇泳€在負(fù)荷增加時(shí)，可很便利的改造為單母線分段，以適應(yīng)負(fù)荷增加和供電可靠性的要求。

但是，假使110KV輸電線路運(yùn)行時(shí)故障多，跳閘頻繁，將影響變電站負(fù)荷的可靠性。從現(xiàn)階段負(fù)荷的可靠性來(lái)說(shuō)，用戶對(duì)可靠的要求越來(lái)越高，已經(jīng)對(duì)電力系統(tǒng)的供電可靠性提出了更高的要求，同時(shí)由於供電企業(yè)自身的需要增供擴(kuò)銷的內(nèi)在要求，變電站110KV側(cè)也可設(shè)計(jì)成雙母線或單母分段帶旁路母線較合適。因此從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行和供電企業(yè)自身的需要，經(jīng)濟(jì)條件比過(guò)去好許多。

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由以下分析，最終初步將方案四和方案三淘汰掉，對(duì)方案一和方案二進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較。最終確定一個(gè)最優(yōu)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

第2．3節(jié)主接線方案的經(jīng)濟(jì)比較

本節(jié)是將方案一和方案二進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。經(jīng)濟(jì)計(jì)算是從國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體利益出發(fā)，計(jì)算電氣主接線各比較方案的費(fèi)用和效益，為選擇經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案提供依據(jù)。

在經(jīng)濟(jì)比較中，一般有投資和年運(yùn)行費(fèi)用兩大項(xiàng)。1．主變壓器的選擇主變?nèi)萘康拇_定：

Sn=0.6Pmax/cos?=0.6×(80+35)/0.85=81.176MVA=81176KVA

選SSPSL-90000型，選擇結(jié)果如表2-1：表2-1額定電壓型號(hào)及容量(KVA)高/中/低連接組(KV)Y0/Y0/SSPSL-90000110/38.5/11△-12-1121.59090681710.561.625.657.566.42空載損耗(KW)短路高中高低中低阻抗電壓(%)空載電運(yùn)輸參考重量?jī)r(jià)格(t)(萬(wàn)元)綜合投資(萬(wàn)元)高中高低中低流(%)

2．主變?nèi)萘勘鹊拇_定(1)35KV側(cè)：

S2n＝80/0.85＝94.118MVA＝94118KVA

S2n94118??100%?52.5%?30%Sn2?90000(2)10KV側(cè)：

S3n＝35/0.85＝41.176MVA＝41176KVA

S3n41176??100%?22.88%Sn2?90000(3)因35KV側(cè)大於變壓器容量的30%，故確定主變?nèi)萘勘葹?00/100/50。3．計(jì)算方案一與方案二的綜合投資Z

(1)方案二的綜合投資(110KV側(cè)、35KV側(cè)和10KV側(cè)均要採(cǎi)用雙母線接線)①．主變：66.42×2萬(wàn)元

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②．110KV母線：(102.6-10.16×4)萬(wàn)元35KV母線：(28.89+3.0×4)萬(wàn)元10KV母線：(15.1+1.9×4)萬(wàn)元以上各項(xiàng)數(shù)字及意義如表2-2所示：表2-2

進(jìn)出線數(shù)斷路器型號(hào)SW1-110SW2-35電壓1103510主變222饋線666單母線分段帶旁路增、減一個(gè)投資饋路投資102.627.367.510.162.790.55雙母線增、減一個(gè)投資饋路投資102.028.8915.110.163.01.9

③．Z0＝66.42×2+(102.6-10.16×4)+(28.89+3.0×4)+(15.1+1.9×4)＝257.79萬(wàn)元(其中，Z0為主體設(shè)備的綜合投資，包括變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、配電裝置等設(shè)備的綜合投資)

④．Z=Z0(1+α/100)=257.79×(1+90/100)=489.801萬(wàn)元(其中，α為不明顯的附加費(fèi)用比例係數(shù)，110KV取90)

(2)方案四的綜合投資(110KV側(cè)、35KV側(cè)和10KV側(cè)均採(cǎi)用單母分段帶旁路母線接線形式)

①．主變：66.42×2萬(wàn)元

②．110KV母線：(102.6-10.16×4)萬(wàn)元35KV母線：(27.36+2.79×4)萬(wàn)元10KV母線：(7.5+0.55×4)萬(wàn)元以上各項(xiàng)數(shù)字及意義如表2-2所示：

③．Z0＝66.42×2+(102.6-10.16×4)+(27.36+2.79×4)+(7.5+0.55×4)＝243.02萬(wàn)元④．Z=Z0(1+α/100)=243.02×(1+90/100)=461.738萬(wàn)元(其中，α為不明顯的附加費(fèi)用比例係數(shù)，110KV取90)4．計(jì)算方案一與方案二的年運(yùn)行費(fèi)用(1)方案二的年運(yùn)行費(fèi)用△P0=21.5KW

△Q0=I0%·Sn/100=1.6×90000/100=1440KVar△Ps(1-2)=90KW

△Ps(1-3)=90KW

△Ps(2-3)=68KW

△Ps1=1/2(△Ps(1-2)+△Ps(1-3)-△Ps(2-3))

=1/2(90+90-68)=56kw

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△Ps2=1/2(△Ps(1-2)+△Ps(2-3)-△Ps(1-3))

=1/2(90+68-90)=34kw

△Ps3=1/2(△Ps(1-3)+△Ps(2-3)-△Ps(1-2))

=1/2(90+68-90)=34kw

△P=△Ps1+△Ps2+△Ps3

=56+34+34=124kwUd(1-2)%=17

Ud(1-3)%=10.5

Ud(2-3)%=6

Ud1%=1/2(Ud(1-2)%+Ud(1-3)%-Ud(2-3)%)

=1/2(17+10.5-6)=10.75

Ud2%=1/2(Ud(1-2)%+Ud(2-3)%-Ud(1-3)%)

=1/2(17+6-10.5)=6.25

Ud3%=1/2(Ud(2-3)%+Ud(1-3)%-Ud(1-2)%)

=1/2(6+10.5-17)=-0.25

Ud%=Ud1%+Ud2%+Ud3%

=10.75+6.25-0.25=16.75

△Q=U