课 程 设 计
课程名称:设计题目: 发电厂电气部分 110/35/10kv降压变电所电气部分设计
发电厂电气部分课程设计 110/35/10kv降压变电所电气部分设计
目 录
摘要 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.变电所总体分析 ------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.1变电所规模 ------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.2变电所与电力系统连接情况 --------------------------------------------------------------------- 2 1.3负荷情况 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.4最小运行方式 ---------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.5环境条件 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.主接线的设计原则 --------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.1运行的可靠 ------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.2具有一定的灵活性 ---------------------------------------------------------------------------------- 3 2.3操作应尽可能简单、方便 ------------------------------------------------------------------------ 3 2.4经济上合理 ------------------------------------------------------------------------------------------- 4 3.主接线设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 3.1 110kv侧 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 4 3.1.1方案一 -------------------------------------------------------------------------------------------- 4 3.1.2方案二 -------------------------------------------------------------------------------------------- 4 3.2 35kv侧(6回出线) ------------------------------------------------------------------------------- 5 3.3 10kv侧(10回出线) ----------------------------------------------------------------------------- 6 4.主变压器的选择 ---------------------------------------------------------------------------------------- 6 4.1 相数的确定 ------------------------------------------------------------------------------------------- 6 4.2绕组数的确定 ---------------------------------------------------------------------------------------- 7 4.3绕组接线组别的确定 ------------------------------------------------------------------------------ 7 5.主接线图 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 参考文献 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 9
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发电厂电气部分课程设计 110/35/10kv降压变电所电气部分设计
摘要
城市供电系统的核心部分是变电站。因此,设计和建造一个安全、经济的变电站,是极为重要的。110kV变电所设计以生产实际为依据,以变电所的最佳运行状态为基础,系统的阐明了110kV变电所设计的基本方法和步骤,经过多方面的校验,是满足实际生产需要的一套最优设计方案。
1.变电所总体分析
1.1变电所规模
本变电所是中型降压变电所,一次建成。
1.2变电所与电力系统连接情况
本所位于某市郊小工业区中心,交通便利,地质条件好,进出线方便,供当地城市、工厂及农村用电。变电所电压等级为110KV、35KV及10KV,系统以两回线向本所供电,35KV有6回出线,10KV有10回出线。
1.3负荷情况
35KV侧最大负荷为38.5MVA,其中重要负荷占60%,最大的一回负荷为7.5MVA,平均功率因素为0.85,Tmax=6000h,35kv用户除本所外无其它电源。 10KV侧最大负荷为25MVA,最大一回为3.2MVA,平均功率因素为0.8,Tmax=4300h,所用负荷按变电所最大负荷的0.5%计算。
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1.4最小运行方式
变电所停运一台变压器,同时与变电所连接的发电厂中停用一台容量最大的发电机组。
1.5环境条件
变电所地处平原,年平均气温17℃,最热月平均30℃,绝对最高气温39℃,最热日平均气温为35℃,最低气温-13℃,最热月地下0.8米处土壤平均温度18℃。当地海拔高度400米,雷暴日数29.5日/年;无空气污染。土壤电阻率ρ=200Ω•m。
2.主接线的设计原则
电站多为终端或分支变电站,降压供给附近用户或一个企业,其接线应尽可能采用断路器数目较少的接线,以节省投资和减少占地面积。随着出线数的不同,可采用桥形、单母分段等。低压侧采用单母线和单母线分段。可按一下几个原则来选:
2.1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。
2.2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。
2.3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。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
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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。
2.4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。
3主接线设计
3.1 110kv侧
根据原始资料,待设变电站110kv侧有两回线路。按照《发电厂电气部分课程设计参考资料》规定:在110~220kv配电装置中,当出线为2回时,一般采用桥形接线;当出线不超过4回时,一般采用分段单母线接线。 3.1.1方案一
采用单母线分段带旁路接线。其接线方式的优缺点:⑴对重要用户可采用从不同母线分段引出双回线供电电源。 ⑵当母线发生故障或检修时,仅断开该段电源和变压器,非故障段仍可继续工作,但需限制一部分用户的供电。 ⑶单母线分段任一回路断路器检修时,该回路必须停止工作。 ⑷单母线分段便于过渡为双母线接线。 ⑸采用的开关、刀闸较多,某一开关检修时,对有穿越电流的环网线路有影响。 〔6〕开关检修时,可用旁路代路运行,无需停电。 〔7〕易于扩建,利于以后规划。 3.1.2方案二
采用内桥接线。其优缺点:⑴两台断路器1DL和2DL接在电源出线上,线路的切除和投入是比较方便。 ⑵当线路发生故障时,仅故障线路的断路器断开,其它回路仍可继续工作。 ⑶当变压器故障时,如变压器1B故障,与变压器1B连接的两台断路器1DL和3DL都将断开,当切除和投入变压器时,操作也比较复杂。 ⑷较容易影响有穿越功率的环网系统,内桥接线适用于故障较多的长线路,且变压器不需要
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经常切换运行方式的变电所。
方案比较 断路器台数 隔离开关组数
以上二个方案所需110KV断路器和隔离开关数量:
经以上三种方案的分析比较:
方案1虽然所用设备多,不经济,(单母线分段带旁路接线)但当任一回路的断路器检修时,该电站无需停电,对有重要负荷的地方有重要意义。
方案2(内桥式接线)虽然所用设备少、节省投资,但以后扩建最终发展为单母线分段或双母线接线方式,且继电保护装置整定有点复杂。
由于110kv只有2条进线,出于经济考虑,综合以上各个方案优缺点,决定采用单母分段带旁路接线方式。
单母线分段接线 5 16 内桥式接线 3 8
3.2 35kv侧(6回出线)
35kv送出六回线路,可采用单母线接线或单母线分段接线方式。但单母线接线方式只适用于6~220kv系统中只有一台发电机或一台主变压器的发电厂或变电所。一般主
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变不少于2台,故选用单母分段带旁路接线方式。
3.3 10kv侧(10回出线)
6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时,一般采用单母线分段接线 220KV及以下的变电所,供应当地负荷的6-10KV配电装置,由于采用了制造厂制造的成套开关柜,地区电网成环的运行检修水平迅速提高,采用单母分段接线一般均能满足运行需求。故选用单母分段接线。
4.主变压器的选择
变电所主变压器的容量一般按变电所建成5~10年的规划负荷考虑,并因按照其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷Smax的60%~70%(35~110kv变电所为60%;220kv~500kv变电所为70%)或全部重要负荷选择。即 Sn(0.60.7)Smax/(n1) 35kv侧最大负荷为38.5MVA,cosψ=0.85 10kv侧最大负荷为25MVA,cosψ=0.8 Sn0.6(38.5/0.8525/0.8)(21)=45.93MVA 即选择两台50MVA的主变压器
电的可靠性,变电所一般安装2台主变压器;变压器是一种静止电器,实践证明它的工作比较可靠,事故率很低,每10年左右大修一次。
4.1 相数的确定
在330kv及以下的变电所中,一般都选用三相式变压器。因为一台三相式变压器较同容量的三台单项式变压器投资小,占地少,损耗小同时配电装置结构较简单,运行维护较方便。
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4.2绕组数的确定
在有3种电压的变电所中,如变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15%及以上,或低压侧虽无负荷,但需要在该侧装无功补偿设备时,宜采用三绕组变压器。
35kv侧容量为(38.5/0.85)/(38.5/0.85+25/0.8)*100%=59.2%>15% 10kv侧容量为(25/0.8)/(38.5/0.85+25/0.8)*100%=41.3%>15% 故采用三绕组变压器。
4.3绕组接线组别的确定
35kv作为高、中压侧时都采用“Y”,其中性点不接地或经消弧线圈接地;35kv以下电压侧一般为“D”。
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5.主接线图
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参考文献
[1] 发电厂变电所电气部分(第二版).北京大学出版社 [2] 发电厂电气部分课程设计参考资料. 水利电力出版社 [3] 电力工程电气设计手册—电气一次部分. 水利水电出版社 [4] 电力系统设计手册. 中国电力出版社 [5] 发电厂电气部分. 中国电力出版社
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