新版电气综合项目工程基础专业课程设计方案报告华科电气.doc
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1、课程设计阐明书设计题目 110kV降压变电站电气系统初步设计 电气 学院 电气工程及其自动化 专业 班学 生 姓 名: 学 号: 完 成 日 期: 指引教师(签字): 华 中 科 技 大 学目录一、概述 .1 二、设计基本资料 . 2 三、主变压器及主接线设计. 3 四、主接线设计. 5五、短路电流计算 . 7 六、电气设备选取 . 10 1. 断路器和隔离开关选取 . 11 2. 导线选取 . 15 3. 限流电抗器选取 . 17 4. 电压互感器选取 . 18 5. 电流互感器选取 . 19 6. 高压熔断器选取 . 21 7. 支持绝缘子和穿墙套管选取 .22 8. 消弧线圈选取 .23
2、 9. 避雷器选取 .24附录 短路电流计算书 .25七、课程设计体会及建议 .31 八、参照文献 .32 附图110kV降压 变电所电气主接线图(#2 图纸) 第 1 页设 计 计 算 与 说 明重要成果一、 概述1 设计目(1)复习和巩固电气工程基本课程所学知识(2)培养分析问题和解决问题能力(3)学习和掌握变电所电气某些设计基本原理和设计办法2 设计内容本设计只做电气某些初步设计,不作施工设计和土建设计(1) 主变压器选取:依照负荷选取主变压器容量、型式、电压级别(2) 电气主接线设计:可靠性、经济性和灵活性(3) 短路电流计算:不同运营方式(大、小、主)、短路点与短路类型(4) 重要电
3、气设备选取:断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈、避雷器等(5) 绘制电气主接线图3 设计规定(1)制定任务书(2)拟定变压站各电压级别共计负荷及负荷类型(3)选取主变压器,拟定型号、相数、容量比等拟定电压级别;各侧总负荷;选取台数、容量;校验近、远期变压器负荷率,若不满足规程规定,应采用办法;校验事故状况下变压器过载能力;接地方式。最后必要拟定主变压器:型号、相数、容量比、电压比、接线组别、短路阻抗等(4)电气主接线设计对每一种电压级别,拟定23各主接线方案,先进行技术比较,初步拟定2-3个较好方案,再进行经济比较,选出一种最后方案。(5)短路电流计算电力系统侧按无
4、限大容量系统供电解决;用于设备选取时,按变电所最后规模考虑;用于保护整定计算时,按本期工程考虑;举例列出某点短路电流详细计算过程,列表给出各点短路电流计算成果Sk、I”、I、Ish、Teq(别的点详细计算过程在附录中列出)。(6) 电气设备选取每类设备举例列出一种设备详细选取过程,列表对比给出选出所有设备参数及使用条件。 第 2 页设 计 计 算 与 说 明重要成果二、 设计基本资料1 待建变电站建设规模 变电站类型: 110 kV降压变电站 三个电压级别: 110 kV、35 kV、10 kV 110 kV:近期进线2回,出线1 回;远期进线1回,出线1回 35 kV:近期4回; 远期2回
5、10 kV:近期6回;远期2回2 电力系统与待建变电站连接状况 变电站在系统中地位:终端 变电站 变电站仅采用 110 kV电压与电力系统相连,为变电站电源 电力系统至本变电站高压母线标么电抗(Sd=100MVA)为:最大运营方式时 0.30 ;最小运营方式时 0.40 ;主运营方式时 0.35 上级变电站后备保护动作时间为 3 s3 待建变电站负荷 110 kV出线:负荷每回容量 1kVA,cosj0.9,Tmax 5000 h 35 kV负荷每回容量 4000kVA,cosj0.85,Tmax 4000 h;其中,一类负荷1回;二类负荷2回 低压负荷每回容量 1425 kW,cosj0.9
6、5,Tmax 4000 h;其中,一类负荷2回;二类负荷2回 负荷同步率 0.9 4 环境条件 本地年最高气温400C,年最低气温-200C,最热月平均最高气温350C,年最低气温-50C 本地海拔高度:600m 雷暴日: 10日/年5 其她 变电站地理位置:城郊,距城区约10km 变电站供电范畴: 110 kV线路:最长100 km,最短50 km; 35 kV线路:最长60 km,最短20 km; 10 kV低压馈线:最长30km,最短10km; 未尽事宜按照设计常规假设。 第 3 页设 计 计 算 与 说 明重要成果三、主变压器选取1 电压级别待建变电所电压级别为110kV/35kV/1
7、0kV。2 各侧总负荷110kV近期负荷:S110=1*1*0.9=10800kVA35kV近期负荷: S35=4000*4*0.9=14400kVA10kV近期负荷: S10=1425/0.95*6*0.9=8100kVA近期总负荷: S近=10800+14400+8100=33300kVA110kV远期负荷:S110=1*1*0.9=10800kVA35kV远期负荷: S35=4000*2*0.9=7200kVA10kV远期负荷: S10=1425/0.95*2*0.9=2700kVA远期总负荷: S=10800+7200+2700=20700kVA总负荷: S总=33300+20700=
8、54000kVA其中重要负荷,即一、二类负荷:S重要=4000*3*0.9+1425/0.95*4*0.9=16200kVA3 选取台数、容量拟定原则:大中型发电厂和枢纽变电所,主变不应少于2台;按变电所建成后5规划负荷选取,并恰当考虑远期10负荷发展;对重要变电所,应考虑一台主变停运,别的变压器在计及过负荷能力及容许时间内,满足I、II类负荷供电;如果有两台变压器,每台容量应能满足所有供电负荷60%70%,即33000*(60%70%)=1980023100kVA。 依照以上原则,一期工程选取2台0kVA主变压器,二期工程增长1台0kVA主变压器。4 校验变压器负荷率近期变压器负荷率:333
9、00/(0*2)*100%=83.25%远期变压器负荷率:54000/(0*3)*100%=90%近期、远期皆留有一定裕度,且运用率较高,经济性较好。5 校验事故状况下过载能力近期一台主变压器停运,别的变压器肩负所有负荷70%时,过载率:33300/0*70%=116.55%此时肩负重要负荷:16200/0*100%=81%远期一台主变压器停运,别的变压器肩负所有负荷70%时,过载率:54000/(0*2)*70%=94.5%电压级别110kV/35kV/10kV一期规模总负荷33300kVA最后规模总负荷54000kVA重要负荷16200kVA一期选2台,最后选取3台0kVA主变压器近期负荷
10、率83.25%远期负荷率90%近期一台主变压器停运过载率116.55%远期一台主变压器停运过载率94.5% 第 4 页设 计 计 算 与 说 明重要成果6 接地方式国内 110kV 及以上电压变压器绕组都采用 Y 连接;35kV 采用 Y 连接,其中性点多通过消弧线圈接地。35kV 如下电压变压器绕组都采用连接。7 变压器最后拟定变压器各侧负荷比例:110kV侧:108001/2 SN35kV侧:144001/2 SN10kV侧:81001/2 SN故容量比为100/100/50。每侧绕组通过容量都达到额定容量15%及以上,因此采用三相三绕组变压器。而 有载调压较 容易稳定电压 ,减少电 压波
11、动所 以选取有载调压方式,且规程上规定对电力系统普通规定 10KV 及如下变电站采用一级有载调压变压器。故本站主变压器选用有载三相三绕组变压器。综上所述,拟选取主变压器型号为SFSL7-0/110三相三绕组电力变压器,一期2台。二期增长1台。其参数如下:型号:SFSL7-0/110相数:三相容量比:100/100/50电压比:110/35/10.5接线组别:YN,yn0,d11 短路阻抗:Uk(1-2)=10.5%;Uk(1-3)=18%;Uk(2-3)=6.5%接地方式YN/yn0/d11容量比为100/100/50选取主变压器型号为SFSL7-0/110 第 5 页设 计 计 算 与 说
12、明重要成果四 电气主接线设计1设计原则:依照国标GB50059-92 35110kV 变电所设计规范,变电所主接线,应依照变电 所在电力 网中地 位、出线回 路数、设备 特点及负 载性质等条 件拟定。并应满 足供电可 靠、运营 灵活、操作 检修以便、节约投资 和便于扩建 等规定。 35110kV 线路为两回及如下时,宜采用桥型、线路变压器组或线路分 支接线, 超过两回 时,宜采用 扩大桥型接 线、单母 线或分段单 母线接线。110kV 线路为 6 回以上时,宜采用双母线接线。 220kV及如下,当进出线回路多,输送功率打,可采用有母线接线形式。无母线接线,通惯用于进出线回路少且不在扩建状况。依
13、照国标,当变电所有两台主变压器时,610kV 侧宜采用分段单母线。线路为 12 回及以上时,亦可采用双母线。当不容许听见检修断路器时,可设立旁路设施。当 635kV 配电装置采用手车式 高压开关柜时,不适当设立旁路设施。采用单母和双母接线110kV220kV电压级别,若断路器停电检修时间较长,普通应设立旁路母线。35kV如下电压,由于供电距离不远,对重要顾客可采用双回线路;若单母分段,也可设立不带专用断路器旁路母线接线。2设计方案:(1)110kV侧其近期进线2回,出线1 回;远期进线1回,出线1回,综上原则,待选比较好方案有:方案一:单母线分段接线其特点:技术方面:简朴清晰,设备较少;可靠性
14、较差,灵活性较差;母线分段减少了故障或检修时停电范畴。 经济方面:设备较少,投资较小方案二:单母线分段带旁母接线其特点:技术方面:可靠性较高,灵活性较好;检修断路器时不用停电;倒闸操作较复杂,容易误操作经济方面:占地较大,投资较多综合考 虑,单 母线分段 带旁母 方案 虽然在 供电可 靠性上 显得更满 足负荷规定,但 占地大, 投资多。 相反,待建 变电所在110kV侧近期和远 期负荷 率都不高, 用 双倍投 资换取略 高可靠性 是不划算 。另一方 面,各种 新型断路器浮现 和成功运 行表白, 断路器检 修110kV 侧选用单母线分段接线 第 6 页设 计 计 算 与 说 明重要成果问题可以
15、不用复杂 旁路设施 来解决,而用备 用断路 器来代替 需要检修 断路器。且代替断 路器办法相称轻便,不会对负荷导致较大影响。 综上,110kV 侧选用单母线分段接线。 (2)35kV侧其近期4回; 远期2回,综合设计原则,待选较好方案有:方案一:单母线分段带旁母接线其特点:技术方面:简朴清晰,操作以便;可靠性较差,未接旁母回路检修时仍需停电;母线分段减少了故障或检修时停电范畴。 经济方面:用母线分段断路器兼做旁路短路器节约投资;设备较少,占地小方案二:双母线接线其特点:技术方面:可靠性高,调度灵活;易于扩建为大中型变电所;线路复杂,容易误操作 经济方面:投资多,配电装置复杂。综合以上 分析,虽
16、然 双母线接 线方案 具备供电更 可靠,调 度更灵活 ,又便于扩建 长处,但 经常还需 采用在断路 器和相应 隔离开关 之间加装电 磁闭锁、机械闭 锁或电脑 闭锁等防 止误操作 安全办法, 大大增长 了投资, 只在国内大中型发电厂和变电站中广泛使用。对于待建 110kV 变 电站,在满足重要负荷供电需求同步应考虑投资经济性。 因此,35kV 侧选用单母线分段带旁母接线。 3)10kV侧其近期6回;远期2回,综合设计原则,较好方案有:方案一:单母线分段接线其特点:技术方面:简朴清晰,设备较少;可靠性较差,灵活性较差;母线分段较少了故障或检修时停电范畴。 经济方面:设备少,投资小。方案二:单母线分
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