【正文】 1 第一部分 .設(shè)計說明書 一、 設(shè)計題目 110KV 降壓變電站部分的設(shè)計 二、 所址概況 變電站的電壓等級 110/35/10KV 電力負(fù)荷水平 35KV 電壓級：共計 4 回出線， 2 回最大輸送功率 6MW，送電距離 30公里； 2 回最大輸送功率 8MW，送電距離 25 公里，功率因數(shù) COSΦ =，一、二類負(fù)荷所占比重 65％ 。 10KV 電壓級：共計 12 回出線， 5 回最大輸送功率 ，送電距離8 公里； 7 回最大輸送功率 ，送電距離 10 公里，功率因數(shù) COS Φ =，一、二類負(fù)荷所占比重 60％ . 變電站綜合負(fù)荷曲線見圖一，其中最大負(fù)荷同時率為 ，負(fù)荷曲線上部為冬季 213 天，下部為夏季 152 天。 系統(tǒng)情況 系統(tǒng)接線圖及參數(shù)見圖二，系統(tǒng)最小運行方式為接線圖左邊電源側(cè)停運一臺 100MW 機組；系統(tǒng)中性點接地方式為兩臺主變只一點接地；110KV 側(cè)兩回架空進線方向，正西一回，西南一回； 35KV 側(cè)出線方向正北兩回，東北兩回； 10KV 側(cè)出線方向待定。 自然條件： 2 站址為農(nóng)田，土質(zhì)為砂質(zhì)粘土；海拔 150 米；地震裂度為 4，處于 IV類氣象區(qū)；污穢等級為 1；土壤電阻率 50Ω /m. 三 、負(fù)荷情況： 電壓 負(fù) 荷 名稱 每回最大負(fù)荷（ KW） 功率因數(shù) 回路數(shù) 供電方式 線路長度 （ km） 35KV 1 3000 1 架空 30 2 3000 1 架空 30 3 4000 1 架空 25 4 4000 1 架空 25 10KV 1 1500 5 架空 8 2 1300 7 架空 10 第二章：負(fù)荷分析 一級負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失者屬于一級負(fù)荷。一級負(fù)荷要求有兩個獨立電源供電。 二級負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負(fù)荷。二級負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 三級負(fù)荷：不屬于一級和二級的一般電力負(fù)荷。三級負(fù)荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。 35KV 側(cè)： 3 Σ P1＝ 8MW+6MW＝ 14MW 計及五年規(guī)劃 14MW*= MW Σ Q1=8000*+6000*=8960Kvar 10KV 側(cè)： Σ P2＝ +＝ 計及五年規(guī)劃 *= Σ Q2=1500*+1300*=2265Kvar Σ P＝Σ P1+Σ P2=+= Σ Q=Σ Q1+Σ Q2=8960+2265=11225Kvar 所以：Σ S＝ += 變電站用電 按 總負(fù)荷的 %計*%= 考慮線損： *35%= 本站總負(fù)荷為 ： Σ S=++= 第三章 主變壓器的選擇 （參考資料：《電力工程電氣設(shè)計手冊》電器一次部分，第五章：主變壓器選擇） 一、主變臺數(shù)的確定 對于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。此設(shè)計中的變電所符合此情況，故主變設(shè)為兩臺。 二、主變?nèi)萘康拇_定 主變壓器容量一般按變電所建成后 510 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 1020 年負(fù)荷發(fā)展。對城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 4 根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮到當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70％ 80％。此變電所是一般性變電所。 有以上規(guī)程可知，此變電所單臺主變的容量為： S=26659*80%=21327KVA 所以應(yīng)選容量為 31500KVA 的主變壓器。 三、主變相數(shù)選擇 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條 件、可靠性要求及運輸條件等因素。 當(dāng)不受運輸條件限制時，在 110KV 及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。 社會日新月異，在今天科技已十分進步，變壓器的制造、運輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。 四、主變繞組數(shù)量 1）、在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達到該變壓器容量的 15％以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補償裝備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。 根據(jù)以上規(guī)程，計算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担? 高壓側(cè)： K1=(16000+2800)* 中壓側(cè)： K2=16000* 5 低壓側(cè)： K3=2800* 由以上可知此變電所中的主變應(yīng)采用三繞組。 五、主變繞組連接方式 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有 y 和△，高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來確定。 我國 110KV 及以上電壓，變壓器繞組都采用 Y0連接； 35KV 亦采用 Y 連接，其中性點多通過消弧線接地。 35KV 及以下 電壓，變壓器繞組都采用△連接。 由 以上知，此變電站 110KV 側(cè)采用 Y0 接線 35KV 側(cè)采用 Y 連接， 10KV 側(cè)采用△接線 主變中性點的接地方式： 選擇電力網(wǎng)中性點接 地方式是一個綜合問題。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機的運行安全以及對通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了變壓器中性點的接地方式。電力網(wǎng)中性點接地與否，決定于主變壓器中性點運行方式。 35KV 系統(tǒng)， IC=10A； 10KV 系統(tǒng)； IC=30A（采用中性點不接地的運行方式） 35KV： Ic=UL/350=35*(8+6+10*2+7*2+11)/350=10A 10KV： Ic=10*(5*3+7*2+++7*2)/350+10*(2*2+3)/10=30A 所以在本設(shè)計中 110KV 采用中性點直接接地方式 3 10KV 采用中性點不接地方式 6 六、 主變的調(diào)壓方式 《電力工程電氣設(shè)計手冊》（電器一次部分）第五章第三節(jié)規(guī)定： 調(diào)壓方式變壓器的電壓調(diào)整是用分解開關(guān)切換 變壓器的分接頭，從而改變變壓器 變 比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)壓范 圍通常在 +5％以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有栽調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達到+30％。 對于 110KV 及以下的變壓器， 應(yīng) 考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。 由以上知，此變電所的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。 七、 變壓器冷卻方式選擇 參考《電力工程電氣設(shè)計手冊》（電器一次部分）第五章第四節(jié) 主變一般的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻；強迫 油 循環(huán)風(fēng)冷卻；強迫油循環(huán)水冷卻；強迫、導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。 小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻。大容 量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。 故此變電所中的主變采用強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。 附：主變型號的表示方法 第一段：漢語拼音組合表示變壓器型號及材料 第一部分：相數(shù) S三相； D單相 第二部分：冷卻方式 J油浸自冷； F油浸風(fēng)冷； S油浸水冷； G干式； N氮氣冷卻； FP強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻； SP強迫油循環(huán)水冷卻 7 本設(shè)計中主變的型號是： SFSL7— 31500/110 第四章 無功補償裝置的選擇 一 、補償裝置的意義 無功補償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時對增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。 二、無功補償裝置類型的選擇 （參考資料：教材 《電力系統(tǒng)》第五章第四節(jié)： 《電力工程電器設(shè)計手冊》電器一次部 分 三、無功補償裝置容量的確定 （根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗） 現(xiàn)場經(jīng)驗一般按主變?nèi)萘康?10％ 30％來確定無功補償裝置的容量。 此設(shè)計中主變?nèi)萘繛?31500KVA 故并聯(lián)電容器的容量為： 3150KVA— 9450KVA 為宜，在此設(shè)計中取 12020KVA。 四、并聯(lián)電容器裝 置的分組 （參考資料：《電力工程電氣設(shè)計手冊》電氣一次部分 第九章第四節(jié)） 分組原則 1）、并聯(lián)電容器裝置的分組主要有系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電壓波動、負(fù)荷變化、諧波含量等因素確定。 2）、對于單獨補償?shù)哪撑_設(shè)備，例如電動機、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與設(shè)備相聯(lián)接，并與該設(shè)備同時投切。 對于 110KV— 220KV、主變代有載調(diào)壓裝置的變電所，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并 8 按電壓或功率的要求實行自動投切。 3）、終端變電所的并聯(lián)電容器設(shè)備，主要是為了提高電壓和補償變壓器的無功損耗。此時，各組應(yīng)能隨電壓波 動實行自動投切。投切任一組電容器時引起的電壓波動不應(yīng)超過 ％。 分組方式 1）、并聯(lián)電容器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。 2）、各種分組方式比較 a、等差容量分組方式：由于其分組容量之間成等差級數(shù)關(guān)系，從而使并聯(lián)電容器裝置可按不同投切方式得到多種容量組合。 即 可用比等容量分組方式少的分組數(shù)目，達到更多種容量組合的要求，從而節(jié)約了回路設(shè)備數(shù)。但會在改變?nèi)萘拷M合的操作過程中，會引起無功補償功率較大的變化，并可能使分組容量較小的分組斷路器頻繁操 作，斷路器的檢修間隔時間縮短，從而使電容器組退出運行的可能性增加。因而應(yīng)用范圍有限。 b、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組，當(dāng)某一并聯(lián)電容器組因短路故障而切除時，將造成整個并聯(lián)電容器裝置退出運行。 c、等容量分作方式，是應(yīng)用較多的分作方式。 綜上所述，在本設(shè)計中，無功補償裝置分作方式采用等容量分組方式。 五、并聯(lián)電容器裝置的接線 并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（ Y）和三角形（△）兩 種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來的雙星形，在某種場合下，也采用 由三角形派生出來的雙三角形。 9 由 以上可知： 應(yīng)采用雙星形接線。因為雙星形接線更簡單，而且可靠性、靈敏性都高，對電網(wǎng)通訊不會造成干擾，適用于 10KV 及以上的大容量并聯(lián)電容器組。 中性點接地方式：對該變電所進行無功補償，主要是補償主變和負(fù)荷的無功功率，因此并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，故采用中性點不接地方式。 六、并聯(lián)電容器對 10KV 系統(tǒng)單相接地電流的影響 10KV 系統(tǒng)的中性點是不接地的，該變電站采用的并聯(lián)電容器組的中性點也是不接地的，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，構(gòu)不成零序電流回路，所以不會對 10KV系統(tǒng)造成影響。 第五章 電氣主接線的初步設(shè)計及方案選擇 參考資料： 《發(fā)電廠電氣設(shè)備》（于長順主編）第十章 《電力工程電氣設(shè)計手冊》（一次部分）第二章 一、電氣主接線的概況 發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也 稱 主電路。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用