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110/10kv变电所电气部分设计说明书.doc

发布时间：2022-06-12 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.12M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    成绩 南京工程学院 课程设计说明书(论文) 题 目 110/10kV 变电所电气部分设计 课 程 名 称 电气部分课程设计 院（系、部、中心） 电力学院 专 班 业 电气工程及其自动化（电力系统） 级 电力 091 学 生 姓 名 杨晓乐 学 号 206090105 设 计 地 点 经管 D104 指 导 教 师 陈 跃 王玉秋 设计起止时间：2012 年 5 月 21 日至 6 月 1 日
    目录 一．110/10KV 变电所设计说明书 1、 对待设计变电所在系统中的地位和作用及对用户的分析 2、 选择待设计变电所主变的台数、容量、型式 3、 分析确定高、低压侧主接线及配电装置形式 4、 分析确定所用电的主接线形式方式 5、 短路电流计算 6、 电气设备的选择和校验 7、 互感器和避雷器的配置 8、 选择 10KV 硬母线 二．110/10KV 变电所设计计算书 1、 对待设计变电所在系统中的地位，作用及用户的分析 2、 选择待设变电所的台数、容量及型式 3、 导体所必须的短路电流计算 4、 选择变电所高、低压侧及 10KV 馈线断路器、隔离开关 5、 选择 10KV 硬母线 三．变电所主接线图
    110/10KV 变电所设计说明书 一．对待设计变电所在系统中的地位和作用及对用户的分析 1. 项目：待设变电所 C 在系统中的地位及作用 由 发 电 厂 变 电 所 地 理 位 置 图 可 以 得 出 ， 变 电 所 C 在 整 个 供 电 网 络 中 的 作 用 为 终 端 变 电 所 ， 终端变电所，位于输电线路终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，不承担功率转送任务，电压为 110KV 及以下。全所停电时，仅使其所供的用户中断供电。变电所所址选择农村户外，接近负荷中心，电 压等级为 110KV。 2. 项目：对所供用户的分析 由任务书中原始资料图表可得：C 变电所的重要负荷占总负荷 55%，按其供电可靠性的要求，负荷被 分为三个等级，其中等级一，等级二为重要负荷，要保证不间断供电，通常，第一级负荷需要采用两个独 立的电源供电，当其中的任一电源发生故障而停电时，不会影响另一个电源持续供电，保证供电连续性。 第一、二等级要求双回路供电，按照此规则，C 变电所 55%的负荷采用双回路供电，45%负荷单回路供电。 由 Pmax=P3=14MW，每回 10KV 馈线功率为 1.6~2MW，则 13 0.55=7.15MW。 重要负荷回路数：(7.15/1.6)  2=10(回) 非重要负荷回路数：（14-7.15）/1.6=4（回） 回路数目：10+4=14（回） 二．选择待设变电所主变的台数、容量及型式 1. 项目：选择待设变电所主变的台数 依据：有 35～110KV 变电所设计规范篇 3.1.2 条：再有一、二级负荷的变电所中宜装设两台 主变压器；如果台数过多，则会增加投资、占地面积和损耗，不能充分发挥设备的效 益，并增加运行和检修的工作量。 结论：选择装设 2 台主变压器。 2. 项目：选择待设变电所主变的容量 变电所主变压器的容量一般按变电所建成后 5~10 年的规划负荷考虑，并应按照其中一台变压 器停运时，其余变压器的满足变电所最大负荷 maxS 的 60%~70%，即：S=70% maxS =（0.7 maxP ）/ cos =0.7  13/ （ 0.9*0.94 ） =10.76MW= mS , 故 选 择 NS =10000KVA （ 偏 小 选 择 ， 过 负 荷 检 验 ） NS / mS =10.1/10.76=0.9387 欠负荷系数： 1K =0.867 查图可知，对应于 1K 允许的 2K 比实际算出的 2K 大，所以选用两台 SFZ-10000/110 变压器 过负荷系数： 2K = 1.065 满足正常过负荷。（选择 SFZ7-10000/110）
    3. 项目：选择待设变电所主变的型式 依据：由于变电所地址选取在农村户外，主变应该选择户外型另根据《发电厂电气部分》内 容：在 330KV 及以下的变电所中， 一般都选用三相式变压器；只有 2 个电压等级的采 用双绕组变压器；变压器绕组的接线方式必须使其线电压与系统线电压相位一致。 110KV 电压侧均为“YN”，35KV 电压侧一般为“d”。 结论：所选主变为双绕组户外型变压器，接线方式为“YN,d11”（2 台），自然油循环冷却。 总结论： 110KV 双绕组户外型变压器参数表 型号 额定容量 (KVA) 额定电压 连接组 损耗（KW） 空载电流 高压 低压 空载 短路 （%） 阻抗电压 （%） SF7-10000/110 10000 110±2*2.5% 10.5 YN,d11 17.8 59 1.3 10.5 三．分析确定高、低压侧主接线及配电装置型式 1. 项目：高、低压侧主接线 依据：根据《发电厂电气部分》，电器主接线是发电厂和变电所的主题，它应反映各设备的配电 装置，继电保护，自动装置和控制方式的确定，对电力系统的安全、经济运行起作用。在 变电所设计规程中规定对于 35~110KV 只有两台主变和两回输电线路应使用桥型接线，这 样所用断路器数量也最少。由于 C 变电所变压器不需要经常投、切，所以 110KV 侧采用内 桥接线。变电所设计规程中规定当变电所装有两台主变时 6~10KV 侧宜采用分段单母线接 线形式。 结论：高压测选择内桥式的主接线；低压侧选择单母线分段式接线。 2.项目：配电形式的确定 依据：根据《发电厂电气部分》和《电气工程专业毕业设计指南》上的内容，配电装置的整个结 构尺寸，是综合考虑设备的外形尺寸，运行维护，巡视，操作，检修，运输的安全距离及 运行中可能发生的过电压等因素决定的。设计的基本原则和要求为：①考虑所在地理情况 和环境条件下优先选择占地面积②考虑有利于降低噪音③农村的 110KV 配电采用中型布 置，10KV 采用屋内配电装置④；基本要求：①节约用电②保证运行可靠③保证人身安全和 防火要求④安装，运输，维护，巡视，操作和检修方便⑤力求节省材料和降低选价⑥便于 分期建设和扩建。 结论：110KV 侧采用屋外中型布置，10KV 屋内成套开关柜 JYN-10 型手车式开关柜单层布置。 四．分析所用电接线类型 1. 项目：所用电接线型式 依据；由 GB50059-1992《35～110KV 变电所设计规范》，容量为 110KV 的变电所的总负荷为 150～ 200KVA，35～110KV 变电所，有 2 台主变压器时，宜装设两台容量相同，可互为备用的所 用工作变压器，每台工作变压器按全所计算负荷选择，两台所用变压器可分别由主变压器 最低电压级的不同母线段引接；当所内有较低电压母线时，一般均有较低电压母线上引接
    1～2 台所用电压器，且这种音节方式的优点为：经济性好，可靠性高。 结论：选择 2 台 SC10-315/10 干式所用变压器 型号 P0（W） Pw（W） I0（％） Uk（％） SC10-315/10 770 3030 0.8 4 五．进行选择设备和导体所必须的短路电流计算 （一）短路电流计算的主要目的： （1）电气主接线的比较和选择 （2）选择断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求 （3）为继电保护的设计及调试提供依据 （4）评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施 （5）分析计算送电线路对通讯设施的影响 （二）短路电流计算的一般规定： 1.计算的基本情况： （1） 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行 （2） 所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁） （3） 短路发生在短路电流为最大值的瞬间 （4） 所有电源的电动势相位角相同 （5） 应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。 2. 接线方式： 计算短路电流作用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不能用仅在切 换过程中可能并列运行的运行方式。 3. 计算容量： 应按工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，一般取工程建成后的 5~10 年。 4.短路种类： 按三相短路计算。 5.短路计算点： 在正常接线方式时，通路设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。 6.短路计算方法： 采用近似计算。 （三）短路电流的计算： 1.主接线后备保护动作时间 tpr 10KV 出线：1s 主变高压侧：2.5s 2.短路电流计算条件： （1） 忽略电阻，仅计电抗，110KV 馈线，电抗 x=0.4/km 计； 10KV 分段：1.5s 110KV 分段：3s 主变低压侧：2s 110V 进线：3.5s
    （2） 选择通过导体或电器的 Ik 为最大短路点及运行方式； （3） 每个短路点计算均为需校验导体或电器所需的三个短路电流 Ik、Ikt/2、Ikt； （4） 短路计算电路图； 短路点 持续时间 tk（s） 用途 K1 K2 K3 K4 结论： 1.1 2.1 2.1 3.1 10KV 出线回路设备 10KV 出线回路设备 10KV 低压侧 110KV 高压侧 短路点 tk（s） Ik”（KA） IK*0.5t（KA） Ikt（KA） Iksh（KA） Qk（[KA]2*S） K1 K2 K3 K4 1.1 2.1 2.1 3.1 9.71 9.71 5.026 4.833 9.71 9.71 5.026 4.494 9.71 9.71 5.026 4.563 24.7605 103.713 24.7605 197.997 12.8163 53.047 12.32415 63.586 六．选择变电所高、低压侧电气设备 1. 项目： 选择变电所高、低压侧及 10KV 馈线的断路器 依据： 由《发电厂电气部分》P242～243，高压断路器的选择： 1 种类和型式的选择：及根据环境条件，使用技术条件及各种断路器的不同特点进行 选择，在 6～10KV 配电装置中，可选主要型式为少油，真空，SF6 断路器，参考型号 规范为 SN10-10，ZN-10,LN-10 系列，SN4-10G;110～330KV 配电装置可选主要型号 为少油，空气，SF6 断路器在技术性能与维护有明显优 2 按额定电压选择 UN≥UNS Ial≥Imax 3 按额定电流选择 4 按额定开断电流选择 INbr≥It 5 按额定关合电流选择 INcl≥ish It2t≥QK 6 热稳定校验 ies≥ish 7 动稳定校验
    断 路 器 结论： 设 备 型 号 110KV 进 线 侧 110KV 侧 10KV 侧 10KV 出 线 侧 0 1 1 - M F S 0 1 - 2 1 N Z 技术参数 计算参数 额 定 电 压 额 定 电 流 额 定 开 断 电 流 额 定 关 合 电 流 动 稳 定 电 流 电 流 额 定 电 压 0 1 1 0 0 0 2 5 . 1 3 0 8 5 . 1 3 0 1 1 0 1 0 5 2 1 5 . 1 3 0 8 0 8 0 1 0 1 2 2 . 0 1 1 2 2 . 6 0 6 . 4 6 2 0 1 开 断 电 流 3 6 5 . 4 6 2 0 . 5 1 7 . 9 关 合 电 流 5 1 4 2 3 . 2 1 3 6 1 8 . 2 1 5 0 6 7 . 4 2 动 稳 定 电 流 5 1 4 2 3 . 2 1 3 6 1 8 . 2 1 5 0 6 7 . 4 2 2. 项目： 隔离开关的选择 依据： 根据《发电厂电气部分》，隔离开关的选择： 1 种类和型式的选择：隔离开关对配电装置的布置和占地面积有很大影响，应根据配电装置的 特点，使用要求及技术经济条件选择种类和型式。 2 按额定电压选择 3 按额定电流选择 4 热稳定校验 5 动稳定校验 结论： 110KV 出线 GW4-110（D） 主变压器高压侧 GW4-110（D） 分段母线 成套开关柜 10kv 出线 3. 项目：熔断器的选择 依据： ①选择的基本要求：作为电压互感器的保护
    ②选择的基本条件： （1）型式：作为电力线路、电力变压器的短路或过载保护，可选 用 RN1、RN3、RN5、RN6、RW3~RW7、RW9~RW11 等系列；作为电压互感器（3~110kv）的短路保护（不能 做过载保护），可选用 RN2、RN4、RW10、RXW0 等系列；作为电力电容器回路短路或过载保护， 可选用 BRN1、BRN2、BRW 等系列。 （2）额定电压 （3）额定电流 （4）额定开断电流 结论：熔断器选择的结果：RN2-10 七．进行互感器和避雷器配置 1. 项目： 电压互感器（TV）的配置 依据： 由《发电厂电气部分》知，对于主变的回路和线路的 TV 配置，可以不进行配置，只对母线配 置 TV，并且一般各段工作母线及备用木线上各装一组 TV，必要时旁路母线也装一组 TV；由于 供电给母线、主变和出现的测量仪表，保护，同步设备，绝缘检查装置（6～35KV）；35～220KV 母线的 TV，一般由 3 台单向三绕组电压互感器构成，6～20KV 母线的 TV，一般为电磁型三相 五柱式。 准确等级：电压互感器在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装 置等设备对准确等级的要求确定，规定如下： 用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，及所有计算的电度表， 其准确等级要求为 0.5 级。 供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为１级。 用于估计被测量数值的表计，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为 3 级即可。 在电压互感器二次回路，同一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按要求准确等级 高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级。 结论：高压测跨桥配 2 台电容式电压互感器，低压侧 10KV 母线配置电磁型三相五柱式电压互感器。 位置 型号 准确级 变比 10kv 母线 UNE10-S 1 跨桥 JCC6-110 1 3/1.0:3/1.0:3/10 110 1.0:3/1.0:3/ 2. 项目： 电流互感器（TA）的配置 依据： 由《发电厂电气部分》，主要作用是: （1）将很大的一次电流转变为标准的 5 安培或 1 安培的小电流。 （2）为测量装置和继电保护的线圈提供电流。 （3）使一次设备和二次设备进行隔离。 TA 的配置原则：凡有断路器的回路均应装设电流互感器，每条支路的电源都应装设足够数量的 TA，供
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