110kv变电站一次专业系统设计.doc
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1、引言电力行业是国民经济基本工业,它发展直接关系到国家经济建设兴衰成败,它为当代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少动力。电力系统规划设计及运营任务是:在国民经济发展筹划统筹安排下,合理开发、运用动力资源,用较少投资和运营成本,来满足国民经济各部门及人民生活不断增长需要,提供可靠充分、质量合格电能。因此在本次设计中选取变电站电气某些初步设计,是为了更多理解当代化变电站设计规程、环节和规定,设计出比较合理变电站。依照设计规定任务,在本次设计中重要通过变电站电气主接线、短路电流计算、设备选取与校验、无功补偿、主变保护和配电装置某些设计,使我对四年来所学知识更进一步巩固和加强,并从中获得某些较为实际
2、工作经验。由于在设计中查阅了大量有关资料,因此开始逐渐掌握了查阅,运用资料能力,又可以总结四年来所学电力工业某些有关知识,为咱们日后工作打下了坚实基本。第1章 概述由于某地区电力系统发展和负荷增长,拟建一座110KV变电站,向该地区用35KV和10KV两个电压级别供电。本变电站由两个系统 供电,对35KV侧来讲,本所供电对象是A厂、B厂厂区和生活区及A、B两座变电站,10KV侧供电对象是a厂、b厂、c厂、d厂厂区和生活区及a、b两个居民区。详细数据如下:表1-1 系统与线路参数表系统1系统2线路参数(MVA)(MVA)(KM)(KM)60038800453020表1-2 35KV侧负荷资料表负
3、荷名称最大负荷(MW)回路数A厂60.92B厂60.92A变电站50.91B变电站30.91注:35KV负荷同步系数为0.9表1-3 10KV侧负荷资料表负荷名称最大负荷(MW)回路数A厂20.851b厂20.851c厂30.852d厂30.852A居民区30.91b居民区30.91注:10KV负荷同步系数为0.85依照上表所述,一旦停电,就会导致地区断电、断水等后果严重影响人们正常生活,还将导致机器停运,整个生产处在瘫痪状态,严重影响各厂生产质量和数量。因而对本所得运营可靠性必要保证在非特殊状况下一本不容许对她们断电。鉴于以上状况,110KV侧线路回数采用4回,其中2回留作备用,35KV侧线
4、路回数采用6回,另有2回留作备用,A、B厂采用双回路供电,10KV侧线路回数采用8回,另有2回留作备用,c、d厂采用双回路供电,以提高供电可靠性。在建站条件方面,本站地势平坦,属轻地震区,年最高气温+40,站最低气温-5,站平均温度+18,属于国内类原则气象区。本变电站自用电重要负荷如表1-4:表1-4 110kV变电站自用电负荷序 号设备名称额定容量(KW)安装台数工作台数备 注1主充电机200.8511周期性负荷2浮充电机4.50.8511经常性负荷3主变通风0.150.853232经常性负荷4蓄电池通风2.70.8511经常性负荷5检修、实验用电150.85经常性负荷6载波通讯用电10.
5、85经常性负荷7屋内照明5.28屋外照明4.59生活水泵4.50.8522周期性负荷10福利区用电1.50.85周期性负荷本论文重要通过度析上述负荷资料,以及通过负荷计算,最大持续工作电流及短路计算,对变电站进行了设备选型和主接线选取,进而完毕了变电站一次某些设计。第2章 负荷计算及变压器选取2.1 负荷计算2.1.1 计算负荷目计算负荷是供电设计计算基本根据,计算负荷拟定得与否对的合理,直接影响到电器和导线电缆选取与否经济合理。如计算负荷拟定过大,将使电器和导线选得过大,导致投资和有色金属消耗挥霍,如计算负荷拟定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁,导致重大损失,由此可见对的拟定计算
6、负荷重要性。2.1.2 负荷分析要选取主变压器和站用变压器容量,拟定变压器各出线侧最大持续工作电流。一方面必要要计算出各侧负荷,涉及35kV侧负荷、10kV侧负荷和站用电负荷(动力负荷和照明负荷)。系统负荷计算公式为: (式 2-1)式中 各出线最大负荷; 功率因数; 同步系数; 线损率,取5%;依照第1章所给资料,可以计算出如下数据:35KV侧负荷:10KV侧负荷:站用电负荷:(照明负荷+动力负荷0.85)78.5235变电站总负荷:=33.6+22.75+0.0785=56.428MVA2.2 主变压器选取2.2.1 主变压器台数和容量拟定1、主变压器台数选取主变压器台数选取原则:(1)对
7、于大都市郊区一次变电所在中低压侧已构成环网状况下,变电因此装设两台变压器为宜。(2)对地区性孤立一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。(3)对于规划只装设两台变压器变电所,其变压器基本宜按不不大于变压器容量 12 级设计,以便负荷发展时,更换变压器容量。通过上述分析,本变电站硬装设两台主变压器。2、主变压器容量选取主变压器容量普通按变电所建成后 510 年规划负荷选取,并恰当考虑到远期 1020 年负荷发展,对于都市郊区变电所,主变压器应与都市规划相结合。依照变电站所带负荷性质和电网构造来拟定主变压器容量。对于有重要负荷变电站,应考虑当一台主变压器停运时,别的变压器容量过
8、负荷能力后容许时间内,应保证顾客一级和二级负荷;对普通性变电站,当一台主变压器停运时,别的变压器容量应能保证所有负荷70% 80%。单台变压器容量=(0.70.8)依照负荷计算算出本变电站总负荷为: =56.428MVA=0.756.428=39.43MVA2.2.2 变压器型号选取1、绕组数量拟定依照电力工程电气设计手册所述:在具备三种电压变电所中,如通过主变压器各侧绕组功率均达到该变压器容量 15 %以上或低压侧虽无负荷,但在变电所内需设无功补偿设备时,主变压器宜采用三绕组变压器。在本变电所中:/=27.4480.8/57.5364=0.381615%/=35.00970.8/57.536
9、4=0.486815%因而,主变压器选为三绕组变压器。2. 相数拟定依照电力工程电气设计手册变压器相数选取原则:当不受运送条件限制时,在330KV及如下发电厂和变电站,均应选用三相变压器。3. 绕组数和接线组别拟定:该变电所有三个电压级别,因此选用三绕组变压器,连接方式必要和系统电压相位一致,否则不能并列运营,110kV以上电压,变压器绕组都采用Y0连接,35KV采用Y形连接,10KV采用连接。4. 调压方式选取:普通型变压器调压范畴小,仅为5%,并且当调压规定变化趋势与实际相反(如逆调压)时,仅靠调节普通变压器分接头办法就无法满足规定。此外,普通变压器调节很不以便,而有载调压变压器可以解决这
10、些问题。它调压范畴较大,普通在15%以上,并且要向系统传播功率,又也许从系统反送功率,规定母线电压恒定,保证供电质量状况下,有载调压变压器,可以实现,特别是在潮流方向不固定,而规定变压器可以副边电压保持一定范畴时,有载调压可解决,因而选用有载调压变压器。5. 冷却方式选取:主变压器普通采用冷却方式有:自然风冷、逼迫油循环风冷、逼迫油循环水冷、逼迫导向油循环冷却。考虑到冷却系统供电可靠性,规定及维护工作量,首选自然风冷冷却方式。根基上述条件本变电站应用两台SFSZ740000/110型有载调压变压器,采用暗备用方式,查变压器参数如下:表2-1 SFSZ740000/110型变压器参数数据型号及容
11、量(KVA)额定电压(KV)连接组别损耗(KW)阻抗电压(%)空载电流(%)空载短路高中高低中低高中低SFSZ7-40000/11011081.25%38.522.5%10.5YN,yn0,d1160.221010.517186.51.32.3 本变电站站用变压器选取变电站站用电是变电站重要负荷,因而,在站用电设计时应按照运营可靠、检修和维护以便规定,考虑变电站发展规划,妥善解决分期建设引起问题,积极慎重地采用通过鉴定新技术和新设备,使设计达到经济合理,技术先进,保证变电站安全,经济运营。普通变电站装设一台站用变压器,对于枢纽变电站、装有两台以上主变压器变电站中应装设两台容量相等站用变压器,互
12、为备用,如果能从变电站外引入一种可靠低压备用电源时,也可装设一台站用变压器。依照如上规定,本变电站选用两台容量相等站用变压器。站用变压器容量应按站用负荷选取:78.5235 考虑一定站用负荷增长裕度,站用变10KV侧选取两台S910010型号配电变压器,互为备用。依照容量选取,站用电变压器为S910010型变压器,其参数如下:表2-1 SL712510型变压器参数数据型号容量连接组别损耗/W阻抗电压为(%)空载负载S910010100(KVA)YN,yn030014704其容量比为:100/100/502.4 小结 在本章中,依照本变电站实际状况选取了变电站主变压器和站用变压器:主变压器为两台
13、SFSZ740000/110型有载调压变压器;站用变压器两台S910010型号配电变压器。第3章 无功补偿装置选取3.1 补偿装置意义无功补偿可以保证电压质量、减少网络中有功功率损耗和电压损耗,同步对增强系统稳定性有重要意义。3.2 无功补偿装置类型选取3.2.1 无功补偿装置类型无功补偿装置可分为两大类:串联补偿装置和并联补偿装置。当前惯用补偿装置有:静止补偿器、同步调相机、并联电容器。3.2.2 惯用三种补偿装置比较及选取这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需要补偿无功变配电所母线上。同步调相机:同步调相机相称于空载运营同步电动机在过励磁时运营,它向系统提供无功功率而起到无功电源
14、作用,可提高系统电压。装有自动励磁调节装置同步调相机,能依照装设地点电压数值平滑地变化输出或汲取无功功率,进行电压调节。特别是有强行励磁装置时,在系统故障状况下,还能调节系统电压,有助于提高系统稳定性。但是同步调相机是旋转机械,运营维护比较复杂。它有功功率损耗较大。小容量调相机每千伏安容量投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用,容量不大于5MVA普通不装设。在国内,同步调相机常安装在枢纽变电所,以便平滑调节电压和提高系统稳定性。静止补偿器:静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联构成。电容器可发出无功功率,电抗器可吸取无功功率,依照调压需要,通过可调电抗器吸取电容器组中无功功率,来调节静止
15、补偿其输出无功功率大小和方向。静止补偿器是一种技术先进、调节性能、使用以便、经纪性能良好动态无功功率补偿装置。静止补偿器能迅速平滑地调节无功功率,以满足无功补偿装置规定。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷,且调节不能持续缺陷。与同步调相机比较,静止补偿器运营维护简朴,功率损耗小,能做到分相补偿以适应不平衡负荷变化,对冲击负荷也有较强适应性,因而在电力系统得到越来越广泛应用。(但此设备造价太高,不在本设计中不适当采用)。电力电容器:电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所提供无功功率值与所节点电压成正比。电力电容器装设容量可大可小。并且既可集中安装,又可分散装设
16、来接地供应无功率,运营时功率损耗亦较小。此外,由于它没有旋转部件,维护也较以便。为了在运营中调节电容器功率,也可将电容器连接成若干组,依照负荷变化,分组投入和切除。综合比较以上三种无功补偿装置后,选取并联电容器作为无功补偿装置。3.3 无功补偿装置容量拟定(依照现场经验)现场经验普通按主变容量10-30来拟定无功补偿装置容量。此设计中主变容量为40000KVA故并联电容器容量为:4000KVA1KVA为宜,在此设计中取1KVA。3.4 并联电容器装置分组3.4.1 分组原则1、并联电容器装置分组重要有系统专业依照电压波动、负荷变化、谐波含量等因素拟定。2、对于单独补偿某台设备,例如电动机、小容
17、量变压器等用并联电容器装置,不必分组,可直接与设备相联接,并与该设备同步投切。对于110KV220KV、主变代有载调压装置变电所,应按有载调压分组,并按电压或功率规定实行自动投切。3、终端变电所并联电容器设备,重要是为了提高电压和补偿变压器无功损耗。此时,各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起电压波动不应超过2.5。3.4.2 分组方式1、并联电容器分组方式有等容量分组、等差容量分组、带总断路器等差容量分组、带总断路器等差级数容量分组。2、各种分组方式比较a、等差容量分组方式:由于其分组容量之间成等差级数关系,从而使并联电容器装置可按不同投切方式得到各种容量组合。既可用比等容量
18、分组方式少分组数目,达到更各种容量组合规定,从而节约了回路设备数。但会在变化容量组合操作过程中,会引起无功补偿功率较大变化,并也许使分组容量较小分组断路器频繁操作,断路器检修间隔时间缩短,从而使电容器组退出运营也许性增长。因而应用范畴有限。b、带总断路器等差容量分组、带总断路器等差级数容量分组,当某一并联电容器组因短路故障而切除时,将导致整个并联电容器装置退出运营。c、等容量分作方式,是应用较多分作方式。综上所述,在本设计中,无功补偿装置分作方式采用等容量分组方式。3.5 并联电容器装置接线并联电容器装置基本接线分为星形(Y)和三角形()两种。经常使用尚有由星形派生出来双星形,在某种场合下,也
19、采用有由三角形派生出来双三角形。从电气工程电气设计手册(一次某些)中比较得,应采用双星形接线。由于双星形接线更简朴,并且可靠性、敏捷性都高,对电网通讯不会导致干扰,合用于10KV及以上大容量并联电容器组。中性点接地方式:对该变电所进行无功补偿,重要是补偿主变和负荷无功功率,因而并联电容器装置装设在变电所低压侧,故采用中性点不接地方式。10KV系统中性点是不接地,该变电站采用并联电容器组中性点也是不接地,当发生单相接地故障时,构不成零序电流回路,因此不会对10KV系统导致影响。第4章 电气主接线设计4.1 主接线设计原则4.1.1 主接线设计基本规定:主接线基本规定:应满足可靠性,灵活性和经济性
20、。(1)可靠性:安全可靠是电力生产首要任务,保证供电可靠是电力生产和分派首要规定,主接线一方面应满足这个规定。可靠性详细规定:1断路器检修时,不影响对系统和负荷供电;2断路器和母线故障以及母线检修应尽量减少停电时间及回数,并要保证一级负荷及大某些二级负荷供电。3尽量避免全所停运、停电也许性。(2)灵活性:主接线应满足在调度、检修及扩建时灵活性。1调度时,应可以灵活地投入和切除变压器和线路,调配电源和负荷,满足系统在事故运营方式,检修运营方式以及特殊运营方式下系统调度规定。2检修时,可以以便地停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修,而不致影响电力网运营和对顾客供电。3扩建时,可以容易地从
21、初期接线过渡到最后接线。在不影响持续供电或停电时间最短状况下,投入变压器或线路而不互相干扰,并且对一次和二次某些改建工作量至少。(3)经济性主接线在满足可靠性、灵活性规定前提下,做到经济合理。1投资省(1)主接线应力求简朴清晰,以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。(2)要能使继电保护和二次回路但是于复杂,以节约二次设备和控制电缆。(3)要能限制短路电流,以便于选取价廉电气设备或轻型电器。(4)如能满足系统安全运营及继电保护规定,110kV及如下终端或分支变电所可采用简易电器。2占地面积小主接线设计要为配电装置布置创造节约土地条件,尽量使占地面积减少。3电能损失少经济合理
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