110kV龙圩变电站一次部分设计.doc
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1、 110kV龙圩变电站一次部分设计摘要随着城市化的发展,城郊已经纳入城市的发展规划,供电方面要求越来越高,特别是供电的安全性、可靠性和持续性。电网的安全性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。本论文设计了一个降压变电站,此变电站有三个电压等级:高压侧电压为110kV,有二回线路;中压侧电压为35kV,有四回出线。低压侧电压为10kv,有六回出线。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择两台SFSZ9-40000/110主变压器,其他设备如站用变,断路器,隔离开关,电流互感器,高压熔断器,电压互感器,无
2、功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置,力求做到运行可靠,操作简单、方便,经济合理,具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际,更具现实意义。关键字:变电站 设计 变压器AbstractWith the development of Citilization, The planning of city expanding has included the skirts of a town , The requirment of power supply is higher and higher , especially to the security、r
3、eliability and endurance .But the security、reliability and endurance of the electrical network often rely on the transformer substations rationality and disposition. One typical transformer substation requests the equipments in it work reliably, operate nimbly, being carried on reasonably and easy t
4、o be expended .Refer to these several reasons, in this article we devise a transformer substation for abasing voltage, which has three voltage rates: the high voltage rate is 110kV,which has two routes; the middle voltage rate is 35kv, which has four routes; the low voltage rate is 10kV, which has s
5、ix routes. In the same time ,we select the main equipments for the transformer substation .This article select two main transformer (SFSZ9-40000/110) and other equipments, for example : transformer used for substation ,breaker , isolator ,current transformer, voltage transformer, high voltage fuse ,
6、 Idle work compensator ,the protecting equipments and so on are also selected ,devised and disposed according to the actual fact. Whats more, we try our best to mange to make the substation work reliably, operate nimbly, be carried on reasonably and easy to be expended. So that it can close the fact
7、 more.Key word : transformer device substation 目 录摘要1Abstract2目 录3第一章 概述及任务书6第一节 概述6第二节 任务书61.2.1 待设计变电站的基本情况61.2.2设计任务8第二章 电气主接线设计9第一节 主接线设计的要求9第二节 主接线设计102.2.1 110kV主接线设计102.2.2 35kV主接线设计112.2.3 10kV主接线设计12第三章 主变压器的选择和站用电的设计14第一节 负荷计算143.1.1 站用负荷计算143.1.2 10kV侧负荷计算143.1.3 35kV侧负荷计算153.1.4 110kV侧负荷
8、计算15第二节 主变的确定153.2.1 主变台数确定:153.2.2 变电站主变压器的确定15第三节 站用变台数、容量和型式的确定163.3.1 站用变台数的确定163.3.2 站用变容量的确定163.3.3 站用变型式的选择17第四章 补偿电容18第一节 10kV并联电容补偿器选择18第二节 35kV并联电容补偿器选择19第五章 最大持续工作电流及短路电流计算20第一节 各回路最大持续工作电流20第二节 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果205.2.1 短路电流计算的目的205.2.2 短路电流计算的一般规定215.2.3 短路计算的基本假设21第六章 主要电气设备选择23第一节 电气
9、设备选择要求23第二节 高压断路器的选择25第三节 隔离开关的选择27第四节 各级电压母线的选择286.4.1 110kV侧母线286.4.2 35kV侧母线296.7.3 10kV侧母线30第五节 绝缘子和穿墙套管的选择30第六节 电流互感器的配置和选择31第七节 电压互感器的配置和选择326.7.1 110kV侧PT的选择336.7.2 35kV母线PT选择33第八节 各主要电气设备选择结果一览表34第七章 过压保护、接地及照明36第一节 过电压保护36第二节 接地装置37第三节 照明38第八章 消防及采暖通风39第一节 消防39第九章 通信、远动及工业电视40第一节 通讯及远动40第二节
10、 工业电视40参考文献:41附录: 短路电流计算书42第一节 短路电流的具体计算4210.1.1 系统及线路电抗的计算4210.1.2 主变压器电抗的计算4310.1.3 计算各短路点的三相电流4310.1.4短路电流计算结果表:47附录: 变电站主接线图纸致谢47致谢48 第一章 概述及任务书 第一节 概述随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设和改造、拉动内需的发展计划,110kV变电站的建设迅猛发展。供电可靠性是城网建设改造的一个重要目标,110kV变电站设计是成网建设中较为关键的技术环节,如何设计110kV变电站,是城网建设和改造中
11、需要研究和解决的一个重要课题。本文对龙圩城郊110kV变电站的一次设计部分技术问题提出一些设想,供其他工程设计参考。设计依据:1、中华人民共和国电力公司发布的110kV变电所设计规程(征求意见稿)2、110kV龙圩城郊输变电工程设计委托书。3、电力工程电气设计手册(电气一次部分)第二节 任务书1.2.1 待设计变电站的基本情况根据梧州市电力系统2010年总规划,龙圩城郊变计划建在苍梧县龙圩镇东郊,下小河河口与玉梧一级公路相交的地段。所址自然条件:环境温度: -1040最热月平均最高温度: 35设计风速: 30m/s覆冰厚度: 5mm海拔高度: 频率为2%洪水位龙圩城郊110kV变电站建成后主要
12、作为供给城郊的工厂以及一部分城郊居民生活用电。该变电站的电压等级为110kV/35kV/10kV,110kV是电源电压,35kV和10kV是二次电压。供电源由100公里外的黑石220kV变电站110kV引出两回母线供给。根据相关资料得黑石220kV变电站的系统容量为1000MVA。(1) 中压35kV侧近期计划送出4回线路,其负荷情况如下表所示: 表1 35kV用户负荷统计资料线路名称容量(MVA)负荷性质传输距离(km)L301线91、2类负荷10L302线71、2类负荷10L303线103类负荷10L304线103类负荷5(2) 低压10kV侧近期计划送出6回线路,其负荷情况如下表所示:
13、表2 10kV用户负荷统计资料线路名称容量(MVA)负荷性质线路类型传输距离(km)L1001线3.51类负荷架空1L1002线2.52类负荷1.5L1003线11类负荷电缆1L1004线0.83类负荷架空2L1005线1.22类负荷1.5L1006线13类负荷1 (3)最大负荷利用小时数为5500h,同时率取0.85,线路损耗取5%,负荷功率因数为0.85左右。待设计变电所与电力系统的连接情况如下图所示:系统110kV待设计110kV变电站35kV10kV图1.1 变电站外观简图1.2.2设计任务(1) 选择本变电所主变的台数、容量和类型;(2) 变电所电气主接线设计,选出几个电气主接线方案
14、进行技术经济比较,确定一个较佳方案;(3) 短路电流计算;(4) 选择和校验所需电气设备(主变压器、断路器、隔离开关、母线、10kV电缆、电流互感器和电压互感器等等);(5) 防雷保护规划设计;(6) 画出变电站主接线和站用电图纸注:设计图纸应符合国家有关规程、规范。本章小结: 本章主要对设计任务和原始资料进行收集。其中包括设计背景,环境资料,已经变电站近期所供给的对象以及负荷容量,出线方式进行资料收集整理。并且提出一次部分设计的任务和要求。第二章 电气主接线设计第一节 主接线设计的要求变电站主接线的选择是根据变电站系统中的地位和作用、地理位置、电压等级、变压器台数及容量和进出线等各种条件综合
15、优化决定的。城市电网的安全可靠性固然重要,但是城市人口密度大,用地紧张,因此城网变电站接线除了满足安全可靠性外,还必须尽量简单化。因此变电站设计应该满足一下基本要求:1、运行的可靠断路器检修时是否影响供电;设备和线路故障检修时,停电数目的多少和停电时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电。2、具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式,达到调度的目的,而且在各种事故或设备检修时,能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小,并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。 3、操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便,尽可能使操作步骤简单,便于运行人员掌握。
16、复杂的接线不仅不便于操作,还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单,可能又不能满足运行方式的需要,而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。4、经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上,还应使投资和年运行费用小,占地面积最少,使其尽地发挥经济效益。5、应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展,电力负荷增加很快。因此,在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择,主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。第二节 主接线设计2.2.1 110kV主接线设计龙圩城郊110kV变电站建成后主要作为供给城郊的工厂以
17、及一部分城郊居民生活用电。该变电站的电压等级为110kV/35kV/10kV,110kV是电源电压,35kV和10kV是二次电压。主供电源由100公里外的黑石220kV变电站110kV引出两回母线供给。方案I:采用单母线接线优点:接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点:不够灵活可靠,任一元件(母线及母线隔离开关等)故障或检修,均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段,但当一段母线故障时,全部回路仍需短时停电,在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围:一般适用于一台发电机或一台变压器的110-220kV配电装置的出线回路数不超过两回。方案II
18、:采用单母线分段接线优点:1)用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两个电源供电。2)当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障段切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点:1)当一段母线或母线隔离开关故或检修时,该段母线的回路都要在检修期间内停电。2)扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围:110-220kV配电装置的出线回路数为3-4回时。经过以上论证,虽然方案II要多两个个隔离开关和一个断路器,但为了保证对重要负荷的不间断供电,决定采用单母线分段接线。2.2.2 35kV主接线设计主要考虑35kV的4回出线供给对象的负荷性质。考虑以下两种优化方案:方案I:
19、采用单母线接线优点:接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点:不够灵活可靠,任一元件(母线及母线隔离开关等)故障或检修,均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段,但当一段母线故障时,全部回路仍需短时停电,在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围:一般适用于一台发电机或一台变压器的35-63kV配电装置的出线回路数不超过3回。方案II:采用单母线分段接线优点:1)用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两个电源供电。2)当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障段切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点:1)当
20、一段母线或母线隔离开关故或检修时,该段母线的回路都要在检修期间内停电。2)扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围:35-63kV配电装置的出线回路数为4-8回时。吴圩110kV变电站低压35kV侧送出4回线路,其负荷情况如下表所示:表1 35kV用户负荷统计资料线路名称容量(MVA)负荷性质传输距离(km)L301线91、2类负荷10L302线71、2类负荷10L303线103类负荷10L304线103类负荷5图1.2 35kV侧负载出线表考虑到35kV出线中的L301线和L302线是1、2类负荷,为保证对重要负荷的可靠供电,和快速检修,经过以上论证,决定采用单母线分段接线。2.2.3 10kV
21、主接线设计主要考虑为变电站周围地区供电。方案I:采用单母线接线优点:接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点:不够灵活可靠,任一元件(母线及母线隔离开关等)故障或检修,均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段,但当一段母线故障时,全部回路仍需短时停电,在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围:6 -10kV配电装置的出线回路数不超过5回 。 方案II:采用单母线分段接线优点:1)用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两个电源供电。2)当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障段切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户
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- 110 kV 变电站 一次 部分 设计
