(完整word版)110KV变电站课程设计说明书DOC

成绩

课程设计说明书

题目110/10kV变电所电气部分课程设计

课程名称发电厂电气部分

院(系、部、中心)电力工程学院

专业继电保护

班级

学生姓名

学号

指导教师李伯雄

设计起止时间： 11年 11月 21日至 11年 12 月 2日

目录

一、对待设计变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分

析 (1)

二、选择待设计变电所主变的台数、容量、型式 (1)

三、分析确定高、低压侧主接线及配电装置型式 (3)

四、分析确定所用电接线方式 (6)

五、进行互感器配置 (6)

六.短路计算 (9)

七、选择变电所高、低压侧及10kV馈线的断路器、隔离开关 (10)

八、选择10kV硬母线 (13)

一、对待设计变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分析

1.1、待设计变电所在系统中的地位和作用

1.1.1 变电所的分类

枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所

1.1.2 设计的C变电所类型

根据任务书的要求，从图中看，我设计的C变电所属于终端变电所。

1.1.3 在系统中的作用

终端变电所，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，仅使其所供用户中断供电。

1.2、所供用户的分析

1.2.1 电力用户分类、对供电可靠性及电源要求

（1）I类负荷。I类负荷是指短时（手动切换恢复供电所需的时间）停电也可能影响人身或设备安全，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。I类负荷任何时间都不能停电。对接有I类负荷的高、低压厂用母线，应有两个独立电源，即应设置工作电源和备用电源，并应能自动切换；I类负荷通常装有两套或多套设备；I类负荷的电动机必须保证能自启动。

（2）II类负荷。II类负荷指允许短时停电，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运行的负荷。II类负荷仅在必要时可短时（几分钟到几十分钟）停电。对接有II类负荷的厂用母线，应有两个独立电源供电，一般采用手动切换。

I类、II类负荷均要求有两个独立电源供电，即其中一个电源因故停止供电时，不影响另一个电源连续供电。例如，具备下列条件的不同母线段属独立电源：①每段母线接于不同的发电机或变压器；②母线段间无联系，或虽然有联系，但其中一段故障时能自动断开联系，不影响其他段供电。所以，每个I类、II 类负荷均应由两回接于不同母线段的馈线供电。

（3）III类负荷。III类负荷指较长时间（几小时或更长时间）停电也不致直接影响生产，仅造成生产上的不方便的负荷。III类负荷停电不会造成大的影响，必要时可长时间停电。III类负荷对供电可靠性无特殊要求，一般由一个电源供电，即一回馈线供电。

1.2.2 估算C变电所的回路数目

根据上述要求，重要负荷（I类、II类）比例是55%，重要负荷需用双回线，每回10kV馈线输送功率1.5~2MW，经计算，高压侧回路数为2，低压侧回路数为18÷1.5=12。

二、选择待设计变电所主变的台数、容量、型式

2.1、C 变电所主变的台数

装设两台主变，以保证供电可靠性，变电所C 有四回电源进线，考虑到发展，主变容量应根据电力系统的规划负荷来选，避免一台主变故障或检修时影响供电，故选择两台主变压器。

2.2 C 变电所主变的容量

2.2.1 每台变压器容量

根据5~10年发展规划选择，当一台因故退出时，另一台应能保证60%--70%的负荷，同时应保证全部重要负荷。C 变电所的重要负荷比例为55%，比例小于60%，不需按重要负荷的比例计算S m 。

2.2.2 据Sm ’选择接近的标准容量SN (计算过程见计算书P15)

已知实际负荷曲线A 为以变电所C 的最大有功负荷Pm 为基准的标幺值L P 。 我选择的标准容量SN=10MVA ，为偏小选择，在一台退出时出现过负荷，需要作过负荷校验。当,m

N L S S P 时，为过负荷段SN/Sm ’=10/12=0.833,故在负荷曲

线9~12h 为过负荷，T=3。计算得出欠、过负荷系数。由K1查找自然油循环变压器的正常过负荷曲线图，得允许的K2，与计算得出的K2比较。查找的自然油循环的过负荷系数K2=1.25大于计算得出的K2=1.2，因此，满足正常过负荷需要。

2.3、C 变电所主变的型式（主变选择户外型）

2.3.1 相数、绕组、连接方式的确定

（1）相数的确定

在330kV 及以下的变电站中，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相式变压器投资少、占地面积小、损耗小，同时配电装置结构较简单，运行维护较方便。

（2）绕组数的确定

C 变电所为110/10kV 的地区变电所，有两个电压等级，为充分利用绕组，采用双绕组变压器。结构较简单，运行维护方便，费用低，比起自耦变有更多的优点，故C 变电所采用双绕组变压器。

（3）绕组连接方式的确定

变压器绕组连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星接和角接，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110KV 及以上电压，变压器绕组都采用星接，35KV 也采用星接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV 及以下电压，变压器绕组都采用角接。

C 变电所采用Yn,d11连接组。高压侧110kV 用星形接法，中性点直接接地，

低压侧10kV 用三角形接法，正序分量三角形侧电压较星形侧超前30°（11点钟）。

（4）调压方式的确定

主变选用普通调压方式。

（5）额定电压的选择

一次侧：110kV

二次侧：额定电压按高于线路额定电压的5%整定，即10.5kV 。

2.3.2 主变的型号

查《发电厂电气部分》第452页，选择主变压器型号如下： 表2-1 主变压器型号及参数

型 号 额定电压(kV) 连接组 损耗(kW) 阻抗电压(%) 空载电流(%) 总体质量（t ） 空载 短路 高 低

SFZ7-10000/110 110±8⨯1.25%

10.5 Y N , d11 17.8 59 10.5 1.3 29.8 其额定容量（kVA ）为：10000kVA 。

三、分析确定高、低压侧主接线及配电装置型式

3.1、分析确定高、低压侧主接线

3.1.1 主接线基本要求

（1）可靠性

①断路器检修时，不宜影响对系统的供电。

②断路器或母线故障，以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线的回路数和停运时间，并保证对Ⅰ、II 类负荷的供电。

③尽量避免发电厂或变电所全部停运的可能性。

④对装有大型机组的发电厂及超高压变电所，应满足可靠性的特殊要求。

（2）灵活性

①调度灵活，操作方便。可灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。

②检修安全。可方便的停运断路器、母线及其继电器保护设备，进行安全检修，且不影响对用户的供电。

③扩建方便。随着电力事业的发展，往往需要对已经投运的变电站进行扩建，从变压器直至馈线数均有扩建的可能。所以，在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过度到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。

（3）经济性

可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往发生矛盾，即欲使主接线可靠、灵活，将可能导致投资增加。所以，两者必须综合考虑，在满足技术要求前提下，做到经济合理。

①投资省。主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式（110/6～10kV ）变电站和以质量可靠的简易电器代替高压侧断路器。