【正文】 110kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)[摘要] 110KV降壓變電所電氣部分設(shè)計(jì)的研究主要內(nèi)容是結(jié)合相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)，輔助資料和國(guó)家有關(guān)規(guī)程，主要完成該變電站的一次、二次部分設(shè)計(jì)，參考國(guó)內(nèi)外最新的設(shè)計(jì)方法、研究成果和新的電氣設(shè)備，對(duì)降壓變電所的電氣主接線方案，主變壓器的選擇，電氣設(shè)備的選擇（包括斷路器，隔離開關(guān)，熔斷器等），配電裝置的選擇以及防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)。[關(guān)鍵詞] 110kV 降壓變電所 電氣部分 設(shè)計(jì) 目 錄前 言……………………………………………………………… 1第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)……………………………………………… 2 第二章 負(fù)荷分析…………………………………………………… 3第三章 主接線的選擇……………………………………………… 6第四章 短路電流計(jì)算……………………………………………… 10第五章 配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇……………………… 14第六章 測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)的配置……………………………… 22第七章 所用電的分析……………………………………………… 26第八章 防雷措施…………………………………………………… 26 前 言設(shè)計(jì)是教學(xué)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過設(shè)計(jì)可以鞏固各課程理論知識(shí)，了解變電所設(shè)計(jì)的基本方法，了解變電所電能分配等各種實(shí)際問題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，同時(shí)對(duì)電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在計(jì)算繪圖、編號(hào)、等方面得到訓(xùn)練，為工作奠定基礎(chǔ)。第一章：畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)題目：110kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的原始資料、本變電所是按系統(tǒng)規(guī)劃，為滿足地方負(fù)荷的需要而建設(shè)的終端變電所。、該變電所的電壓等級(jí)為110/35/10kV，進(jìn)出線回路數(shù)為：110kV：2 回35kV：4 回（其中 1 回備用）10kV：12 回（其中 三回備用）、待設(shè)計(jì)變電所距離110kV系統(tǒng)變電所（可視為無限大容量系統(tǒng)）。、本地區(qū)有一總裝機(jī)容量 12MW的35kV出線的火電廠一座，距待設(shè)計(jì)變電所 12km。、待設(shè)計(jì)變電站地理位置示意如下圖：、氣象條件：年最低溫度：－5℃，年最高溫度：＋40℃，年最高日平均溫度：＋32℃，地震裂度 6 度以下。、負(fù)荷資料（1）正常運(yùn)行時(shí)由110kV系統(tǒng)變電所M向待設(shè)計(jì)變電所N供電。（2）35kV側(cè)負(fù)荷：（a）35kV側(cè)近期負(fù)荷如下表：序 號(hào)用戶名稱用類別最大負(fù)荷（MW）1治煉廠I2河西變II或Ⅲ（b）在近期工程完成后，隨生產(chǎn)發(fā)展，預(yù)計(jì)遠(yuǎn)期新增負(fù)荷 6MW。（3）10kV側(cè)負(fù)荷序 號(hào)用戶名稱用類別最大負(fù)荷（MW）備 注1機(jī)焦廠Ⅲ2醫(yī)院I有備用電源3河?xùn)|變Ⅲ4煤廠I有備用電源5化工廠II6電機(jī)廠II7洗煤廠Ⅲ8紙板廠Ⅲ9農(nóng)用電Ⅲ（a）近期負(fù)荷如下表：（b）遠(yuǎn)期預(yù)計(jì)尚有 5MW的新增負(fù)荷注：（1）35kV及10kV負(fù)荷功率因數(shù)均取為cosΦ=（2）負(fù)荷同時(shí)率： 35kV： kt=10kV： kt=（3）年最大負(fù)荷利用小時(shí)均取為TmaX=3500小時(shí)／年（4）網(wǎng)損率取為A%=8%（5）所用電計(jì)算負(fù)荷 50kW，cosΦ=設(shè)計(jì)任務(wù)、進(jìn)行負(fù)荷分析及變電所主變壓器容量、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇。、進(jìn)行電氣主接線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定主接線的最佳方案。、計(jì)算短路電流，列出短路電流計(jì)算結(jié)果。、主要電氣設(shè)備的選擇。、對(duì)110kV、35kV戶外配電裝置及10kV戶內(nèi)配電裝置進(jìn)行配置。、選擇所用變壓器的型號(hào)和臺(tái)數(shù)。、變電站防雷布置的說明。 第二章：負(fù)荷分析負(fù)荷計(jì)算的目的：計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確確定計(jì)算負(fù)荷重要性。負(fù)荷分析：、35kV側(cè)負(fù)荷 近期負(fù)荷：P近35 = + =21MW遠(yuǎn)期負(fù)荷：P遠(yuǎn)35 = 6 MW＝21+6=27MWP35＝ kˊ(1+k)＝27(1+)＝(MW)Q35＝Ptgφ＝Ptg(cos－) ＝(MVar)視在功率：（供電容量）Sg35＝＝＝(MVA)IN35＝＝＝(kA) ＝509(A)、10kV側(cè)負(fù)荷 近期負(fù)荷：P近10 = ++++++++ = 遠(yuǎn)期負(fù)荷：P遠(yuǎn)10 = 5 MW＝+5=P10＝ kˊ(1+k)＝(1+)＝(MW)Q10＝Ptgφ＝Ptg(cos－) ＝(MVar)視在功率：（供電容量）Sg10＝＝＝ (MVA)IN10＝＝＝(kA) ＝991(A)、所用電供電容量Sg所＝＝＝(MVA)、待設(shè)計(jì)變電所供電總?cè)萘縎∑= Sg35+ Sg10+ Sg所= ++＝(MVA)P∑= P35+ P10+ P所=++＝(MW)主變壓器的確定、繞組數(shù)量的確定確定原則：在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)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)需設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。在本變電所中:Sg35／S∑=／= ＞ 15%Sg10／S∑=／＝ ＞ 15%因此，主變壓器選為三繞組變壓器。、主變壓器臺(tái)數(shù)的確定確定原則：，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)變壓器為宜。，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 1—2 級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。比 較單臺(tái)變壓器兩臺(tái)變壓器技術(shù)指標(biāo)供電安全比滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量電壓損耗略大電壓損耗略小靈活方便性靈活性差靈活性好擴(kuò)建適用性稍差好經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資跟兩臺(tái)變壓器相比所需要的花費(fèi)要少花費(fèi)投資比較多選擇：由前設(shè)計(jì)任務(wù)書可知、正常運(yùn)行時(shí)，變電所負(fù)荷由110kV系統(tǒng)供電。而附近35kV火電廠裝機(jī)容量只有12MW，為提高負(fù)荷供電可靠性，并考慮到現(xiàn)今社會(huì)用戶需要的供電可靠性的要求更高，應(yīng)采用兩臺(tái)容量相同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行。、變壓器容量和型號(hào)確定主變壓器容量一般按變電所建成后 5~10 年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10~20 年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城市郊區(qū)變電所，主變壓器應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。變電所主變壓器的選擇原則有以下幾點(diǎn)： 在變電所中，一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器；終端或分支變電所，如只有一個(gè)電源進(jìn)線，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器；對(duì)于3550KV變電所，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)為合理時(shí)，可裝設(shè)3~4臺(tái)主變壓器。 對(duì)于330 KV及以下的變電所，在設(shè)備運(yùn)輸不受條件限制時(shí)，均采用三相變壓器。500 KV變電所，應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后，確定是采用三相變壓器，還是單相變壓器組，以及是否設(shè)立備用的單相變壓器。 裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，其中一臺(tái)事幫停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的60%以上，并應(yīng)保證用戶的一級(jí)和全部二級(jí)負(fù)荷的供電。 具有三種電壓等級(jí)的變電所，如各側(cè)的功率均達(dá)到主變壓器額定容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器一般先用三繞組變壓器。 與兩種110 KV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，一般優(yōu)先選用自耦變壓器，當(dāng)自耦變壓器的第三繞組接有無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)無功功率的潮流情況，校驗(yàn)公共繞組容量，以免在某種運(yùn)行方式下，限制自耦變壓器輸出功率。 500 KV變電所可選用自耦強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式變壓器。主變壓器的阻抗電壓(即短路電壓)，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)情況、斷路器斷流能力以及變壓器結(jié)構(gòu)選定。，為簡(jiǎn)化電壓等級(jí)和避免重復(fù)容量，可采用雙繞組變壓器。確定：（1）變電所的一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)變壓器能保證全部負(fù)荷的 60%，即　 =S∑60% =60%＝(MVA)（2）應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷（單臺(tái)運(yùn)行時(shí)）I、II 類負(fù)荷的總和為：++++=綜合（1）（2）并考慮到兩臺(tái)容量之和必須大于S∑、再分析經(jīng)濟(jì)問題，查表得所選擇變壓器容量SB= 查110kV三相三繞組電力變壓器技術(shù)時(shí)數(shù)據(jù)表，選擇變壓器的型號(hào)為SFS7—31500/110，其參數(shù)如下表：型 號(hào)額定容量高壓電壓（kV）中壓側(cè)電壓(kV)低壓側(cè)