110KV变电所接入系统及地方供电系统设计.doc
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1、 目录绪论11 110KV变电所设计任务书及分析21.1 110KV变电所设计任务书21.1.1变电所位置21.1.2 变电所基本设计资料21.1.3 主要设计任务31.1.4 设计成果:31.2 任务书分析41.2.1 分析一:41.2.2 分析二:41.2.3 分析三:41.2.4 分析四:42 110KV变电所接入系统及地方供电系统设计52.1 接入系统设计52.1.1 确定电压等级:52.1.2 确定进线回路数:52.1.3 导线截面的选择:52.2 35KV地方供电线路设计82.2.1 35KV 冶金、机械负荷线路设计:82.2.2 35KV 地方工农业负荷线路设计:92.2.3 3
2、5KV 化工、纺织负荷线路设计:102.2.4 35KV 远期规划负荷线路设计:102.3 10KV地方供电线路设计112.3.1 10KV A线路设计:112.3.2 10KV B线路设计:132.3.3 10KV C线路设计:152.3.4 10KV D线路设计:163 110KV变电所主变及所用变的选择173.1 主变压器的选择183.1.1 主变方案的选择:183.1.2 主变压器方案的技术比较:183.1.3 变压器型号的确定:193.2 所用变压器的选择193.2.1 选择原则:193.2.2 根据选择原则:204 110KV变电所主接线设计214.1 110KV主接线设计214.
3、1.1 方案的选择:214.1.2 方案比较:224.2 35KV和10KV主接线的设计234.2.1 35KV主接线设计:234.2.2 10KV主接线的设计:235 短路电流的计算245.1 短路电流的计算曲线法245.2 三相短路的短路电流计算265.2.1 选择短路电流的计算点:265.2.2 水电厂发电机各种数据及变电所主变的各种数据:265.2.3短路系统图及网络化简图:275.2.4计算短路点的短路电流:285.3 不对称短路的短路电流计算355.3.1当系统处于最大运行方式时:355.3.2系统处于最小运行方式:386 高压电气设备的选择及校检426.1 断路器的选择426.1
4、.1 110KV断路器的选择:426.1.2 主变35KV侧断路器及分段断路器的选择:446.1.3 35KV出线断路器的选择:456.1.4 主变压器10KV侧断路器及分断路器的选择:466.1.5 10KV出线断路器的选择:486.2 隔离开关的选择496.2.1 110KV隔离开关的选择:496.2.2 35KV主变总断路器及分断路器两侧隔离开关的选择:516.2.3 35KV出线断路器两侧及35KV母线PT隔离开关的选择:526.2.4 主变10KV侧断路器及10KV分断路器两侧隔离开关的选择:536.2.5 10KV出线隔离开关及10KV母线PT隔离开关的选择:546.3 电流互感器
5、的选择566.3.1 110KV电流互感器的选择:566.3.2 35KV主变及母联侧TA选择:576.3.3 35KV 冶金、机械负荷线路TA选择:586.3.4 35KV 地方工农业负荷线路TA选择:596.3.5 35KV 化工、纺织负荷线路TA选择:606.3.6 35KV 远期规划负荷线路TA选择:606.3.7 10KV主变及母联侧TA选择:616.3.8 10KVA线路TA选择:626.3.9 10KVB线路TA选择:636.3.10 10KVC线路TA选择:646.3.11 10KV D线路TA选择:656.4 零序电流互感器的选择666.5 电压互感器的选择666.5.1 1
6、10KV线路PT选择:666.5.2 35KV侧PT选择:666.5.3 10KV侧PT选择:676.6 避雷器的选择676.7 主母线选择676.7.1 110KV进线母线的选择(软母线):676.7.2 35KV侧母线选择(软母线):686.7.3 10KV侧母线选择(硬母线):696.8绝缘子和穿墙套管的选择706.8.1绝缘子的选择:706.8.2 绝缘套管的选择:716.9 高压熔断器选择716.9.1 35KV侧熔断器的选择(出线侧):716.9.2 10KV侧熔断器选择(出线侧):727 110KV变电所的直流操作电源748 110KV变电所的二次系统设计758.1 各保护原理及
7、配置原则758.1.1 110KV进线保护路保护:758.1.2 主变压器保护:768.1.3 母线保护:778.1.4 出线保护:778.2 110KV变电所综合自动化系统779 防雷接地保护8010 110KV变电所的电气布置设计81总结82参考文献83答谢84西北民族大学毕业设计(论文)西北民族大学毕业设计(论文)绪论随着科学技术的发展,现代工农业生产、交通运输及城乡人民生活等许多方面都广泛地使用电能,由于用户用电设备的额定电压较低,因此电能送到用户地区后要经过变电所的降压变压器将电压降低后供给用户用电设备消耗,根据变电所在电力系统中的地位,可以分为:枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、
8、终端变电所。枢纽变电所是指位于电力系统的枢纽点,高压侧电压为330500KV,连接电力系统高压和中压的几个部分,汇集多个电源的变电所。中间变电所是指以交换潮流或使长距离输电线路分段为主,同时降低电压给所在区域符合供电的变电所。地区变电所是一个地区或城市的主要变电所,是以向地区或城市用户供电为主,高压侧一般为110220KV。终端变电所是在输电线路的终端,连接负荷点,直接向用户供电,高压侧为110KV的变电所。本课题所设计即为110KV终端变电所。110KV变电所是电力系统的输变电系统部分,本人在马安仁老师的指导下,对110KV变电所设计规范进行了细致的学习研究,从而对110KV设计有深刻的了解
9、。此变电所为了满足周围冶金、机械、化工、纺织、地方工农业等负荷而建。本次设计的主要内容为变电一次系统主接线的确定;负荷计算、短路电流计算;电气设备选择及校验;变电所二次系统设计;防雷及接地;电气布置设计,最后对本次设计进行了总结。因水平有限,设计中存在诸多不足,请各位老师批评指正。1 110KV变电所设计任务书及分析工程设计的任务书的内容包括:工程建设的目的、必要性,建设规模和系统供电的连接方式,用电单位的负荷容量,工程建设期限等,工程设计人员接到任务书后,应对设计任务书作初步分析,并收集有关设计资料,包括当地有关自然地理条件及技术数据等。如当地的电力负荷、海拔、土壤冻结深度、地震烈度、最大风
10、速、主导风向、年最高气温及最低气温、导线覆冰厚度、全年雷电日等。1.1 110KV变电所设计任务书1.1.1变电所位置 本变电所在城市郊区,交通方便,海拔1000M以下,属一类气象区,地震烈度为四度,当地最高气温为40。1.1.2 变电所基本设计资料1、变电所电压等级:110/35/10KV2、本变电所110KV经50KM与系统110KV母线相连。系统110KV母线上的序阻抗阻抗见附表:表1 系统序阻抗数据系统110KV运行方式X1X2X0最大0.0670.0670.07最小0.0850.0850.073、本变电所另一条110KV线路经40KM与一座水电厂相连,该电厂发电机阻抗为Xd*=0.2
11、,两台SSPL163000/110型双圈变压器。该电厂每年有七个月满发,正常情况下,水电厂向本所输送功率80MW,除供本所外,同时向系统转供。4、110KV侧为中性点直接接地系统,系统稳定和调压对变电所无特殊要求。5、本变电所110KV出线一回通过50KM向某个负荷点送电。6、负荷情况:(1)、本所设35KV线路五回(备用一回),COS=0.9,最大远期负荷为50MW。210MW 18KM 冶金、机械24MW 30KM 地方工农业负荷18.5MW 20KM 化工、纺织(2)、10KV线路10回,备用2回。COS=0.9,最大远期负荷为25MW. 32MW 5KM 31MW 8KM 23MW 4
12、KM 42.5MW 6KM1.1.3 主要设计任务1、变电所主接线选择并保证为最佳。2、确定所用变接线方式及台数。3、短路电流计算。4、电气设备选择。5、主变继电保护配置及整定计算。6、防 雷 保护及计算。7、仪表配置规划。1.1.4 设计成果:1、设计说明书一份。2、电气主接线图一张。3、主变继电保护展开图一张。4、变电所平面图一张。1.2 任务书分析1.2.1 分析一:由于任务书中有系统稳定和调压对本变电所无特殊要求,所以无需在变电所内装设电容器,无需进行无功补偿。1.2.2 分析二:待建变电所地理位置为城市郊区,海拔在1000M以下,地震烈度为四度,最高气温为401.2.3 分析三:待建
13、变电所采用四回架空线进线,其中一条(双回)110KV线路经40KM与一座水电厂相连,另一条(双回)经50KM与系统母线相连。1.2.4 分析四:根据任务书中的最大有功及功率因数,算出最大无功。表2 计算数据电压等级线路名称最大有功(MW)最大无功(MVAr)COS负荷级别35KV冶金、机械2*102*4.840.915000地方工农业2*42*1.940.92化工、纺织1*8.51*4.110.91远期规划2*6.752*3.270.9210KVA3*23*0.970.913500B3*13*0.4840.91C2*32*1.450.91D4*2.54*1.210.912 110KV变电所接入
14、系统及地方供电系统设计接入系统包括确定110KV进线电压等级、回路数、导线的选择及导线的校验,地方供电系统设计包括确定35KV和10KV出线的电压等级、回路数、导线的选择及导线的校验。2.1 接入系统设计2.1.1 确定电压等级:根据接入电网的额定电压的情况,待建变电所的最高电压等级为110KV。2.1.2 确定进线回路数:由于待建变电所所供负荷为、类负荷,所以待建110KV变电所采用双回110KV线路接入系统。2.1.3 导线截面的选择:导线截面选择的方法:先按经济电流密度和年最大负荷利用小时数初选架空线截面,然后按进行电晕和电压降校验。 待建110KV变电所总负荷核算35KV线路: (2-
15、1) 得: 有功功率 无功功率 所以:视在功率 (2-2)10KV线路:得: 有功功率 无功功率 所以:视在功率 由于110KV变电所总负荷 为变压器损耗可得35KV和10KV线路的总有功负荷为 总视在功率为根据变压器选择原则即对重要变电所,应考虑一台变压器停运,其余变压器在计及过负荷能力及允许时间内,应能满足全部供电负荷的70%-80%,即预估变压器容量为63Mvr.查表得其空载损耗为84KW.可得 110KV变电所负荷如下:有功功率 无功功率 所以:视在功率 利用年最大负荷利用小时数和导线经济电流密度表确定(小时) (2-3)导线和电缆经济的电流密度如下所示:表3 导线和电缆经济电流密度线
16、路类别导线材料年最大负荷利用小时数(h)3000以下3000-50005000以上架空线路硬母线铜铝3.001.652.251.151.750.90电缆线路铜铝2.501.922.251.732.001.54查表得: () 计算导线的经济截面积 ,考虑到水电厂和系统均采用双回进线正常情况下,水电厂向本变电所输送的功率,水电厂输送的最大有功为 无功为,视在功率为, (2-4)系统架空线依然采用此型号线,当水电厂一会短路时有其另一回和系统同时向本变电所送电。架空导线数据及规格如下:表4 常用架空导线的规格标称截面导线型号LGJ型计算直径计算截面单位质量7011.479.32759513.7113.
17、040412015.2137.049215017.0174.661718519.0215.477124021.6281.199730024.2351.3125740028.0467.21660表5 LGJ型架空线路导线的电阻及感抗导线型号电阻几何均距(m)1.01.52.02.53.03.54.0感抗LGJ-35LGJ-50LGJ-70LGJ-95LGJ-120LGJ-150LGJ-185LGJ-2400.850.650.450.330.270.210.170.1320.3660.3530.3430.3340.270.210.3850.3740.3640.3530.3470.3400.4030
18、.3920.3820.3710.3650.3580.4170.4060.3960.3850.3790.3720.3650.3570.4290.4180.4080.3970.3910.3840.3770.3690.4380.4270.4170.4060.4000.3980.3860.3780.430.4140.410.40.390.39导线型号电阻几何均距(m)4.55.05.56.06.57.07.5感抗LGJ-70LGJ-120LGJ-150LGJ-185LGJ-240LGJ-300LGJ-4000.450.270.210.170.1320.1070.080.4330.4160.4090.4
19、020.3940.4400.4230.4160.4090.4010.4460.4290.4220.4150.4070.3990.3910.4330.4260.4190.4120.4050.3970.4380.4320.4250.4160.4100.4020.4210.4140.4060.430.420.41 结论:选取的导线规格为4回LGJ-185型。 对所选取的导线进行校验(1)、按电晕校验,对于额定电压在110KV以上的架空线路,导线直径不得小于11,而型导线的直径为19.0,选 型符合要求。(2)、按电压降校验正常运行时:n=2,一条架空线从50KM进线,另一条从40KM进线,所以总电阻
20、为 总电抗为 ,符合要求。 (2-5)故障运行时:考虑一条回路故障切除,另一条回路能提供全部负荷70%的供电。则:,符合要求。结论:经过核算、校验,决定采用4回架空线接入系统。2.2 35KV地方供电线路设计2.2.1 35KV 冶金、机械负荷线路设计:1、确定回路数:冶金、机械负荷属于I类负荷,因此应采用双回线路供电。2、确定线路导线的规格、型号:由于拟建110KV变电所所处位置为城市郊区,因此采用架空线路,导线选择LGJ型号。3、导线截面的选择(1)、35KV 冶金、机械线路负荷的计算视在功率 (2)、根据(小时),查表3 架空线经济电流密度,确定查表得: ()(3)、计算架空线的经济截面
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