1103510kv降压变电所电气部分设计.docx

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1103510kv降压变电所电气部分设计

课程设计

课程名称：

发电厂电气部分

设计题目：

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。

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

3.1110kv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，且变压器不需要经常切换运行方式的变电所。

方案比较

单母线分段接线

内桥式接线

断路器台数

5

3

隔离开关组数

16

8

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。

3.235kv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。

一般主变不少于2台，故选用单母分段带旁路接线方式。

3.310kv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

35kv侧最大负荷为38.5MVA，

10kv侧最大负荷为25MVA，

=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。

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”。

5.主接线图

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