110KV变电所电气部分课程设计

目录

前言 (1)

1变电所原始资料 (2)

2变压器的设计 (3)

2.1主变压器的选择 (3)

2.2所用变压器的选择 (4)

3电气主接线的设计 (5)

3.1电气主接线方案的确定 (5)

3.2110KV侧电气主接线的选择 (6)

3.3变电所的无功补偿 (7)

4短路电流计算 (7)

4.1短路计算的原则 (7)

4.2短路电流的计算方法和步骤 (8)

4.3短路电流计算结果表 (9)

4.4短路电流的计算 (9)

4.5短路电流计算列表 (9)

5电气设备的选择 (10)

5.1电气设备的选择原则 (11)

5.2 电气设备选择的技术条件 (11)

5.3 主要电气设备的选择 (12)

5.4 10KV高压开关柜选择 (14)

6配电装置的选择 (14)

6.1高压配电装置的选择 (14)

1.附录1短路电流的计算及程序说明 (17)

2.附录2 电气设备的选择 (20)

3.附录3主接线图 (29)

4.参考文献 (29)

前言

电力工业是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的位置，是时间国家现代化的战略重点。电能是一种无形的、不能大量储存的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求就必须加强电网建设，而变电站建设就是电网建设中的重要一环。在变电站的设计中，既要求所变电能能很好地服务于工业生产，又要切实保证工厂生产和生活的用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：

安全在变电过程中，不发生人身事故和设备事故。

可靠所变电能应满足电能用户对用电的可靠性的要求。

优质所变电能应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。

经济变电站的投资要少，输送费用要低，并尽可能地节约电能、减少有色金属的消耗量和尽可能地节约用地面积。

110KV变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（5）继电保护的选择与整定（6）防雷与接地保护等内容。

随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。

[关键词]变电站、变压器、接线、高压网络、配电系统

1 变电所原始资料

建设性质及规模：为满足某县城区及相关单位用电，建一座110KV降压变电所。所址海拔为200m，为非地震多发区。最高气温+39℃，最低气温为-18℃，最热月平均最高气温为30℃。

⑴110KV线路进线2回。

⑵10KV线路的同时系数为0.9，线损率5%。

⑶10KV线路8回，远期发展2回。如下图

⑷说明：①系统S容量（水电）Smax=1000MVA；Smin=880MVA；系统S阻抗Xsmax=1.58；Xsmin=1.25。②系统低压侧功率因数要求不低于0.9。

电压等级负荷名称穿越功率

(MW)

最大负荷

(MW)

负荷组成(%) COSΦ同时率

(%)

线损率

(%) 近期远景近期远景一级二级三级

110KV 新黄线 3 5

新区线 3 5

10KV 机械厂

食品厂2.4

1.1

3

2

15

10

60

30

25

60

0.8

0．8

85

85

5

5

10KV 汽配厂 1.2 2 20 40 40 0.8 85 5 10KV城区2．.5 4 20 40 40 0.8 85 5 10KV工业园5．2 8 30 40 30 0.8 85 5 10KV自来水厂0.5 0.8 30 50 20 0.8 85 5 10KV生活区0.5 1 30 70 0.8 85 5 10KV转供电0.8 1.8 20 80 0.8 85 5 10KV发展线1 1.5 20 60 20 0.8 85 5 10KV 发展线2 1.5 20 60 20 0.8 85 5

2 变压器的设计

2.1主变压器的选择

⑴主变压器台数的选择

据资料分析以及线路来看，为保障对Ⅰ、Ⅱ类负荷的需要，以及扩建的可能性，至少需要安装两台主变以提高对负荷供电的可靠性，以便当其中一台主变故障或者

检修时，另一台能继续供电约为1.2倍最大负荷的容量。

⑵主变压器的容量的选择

近期总负荷：∑P M=14.2 MW

远期总负荷：∑P M =25.6 MW

用电负荷的总视在功率为∑S M

远期: ∑S M =∑P M /COSφ=25.6/0.8=32 MV A

主变压器的总容量应满足：

S n≥K∑S M/S=0.9×32/0.95=30.32MVA (K为同时率，根据资料取0.9,线损5%)

满载运行且留裕10%后的容量：

S = Sn/2 ×（1+10%）=30.32/2×1.1=16.676 MVA

变电所有两台主变压器，考虑到任意一台主变停运或检修时，另一主变都要满足

的容量: Sn≥30.32×70% =21.224 MV A

所以选每台主变容量：Sn=21.224 MV A

为了满足系统要求，以及通过查表，确定每台主变的装机容量为：25MV A总装

机容量为2×25MV A=50MV A

考虑周围环境温度的影响：θp=(θmax+θmin)/2=（39-18）/2=10.5℃

K

=（15-10.5）/100+1=1.045根据S n≥0.6K∑S M / Kθ=0.6×0.9×32/1.055=16.38 MV A θ

即S n=25MV A＞16.38 MV A 满足要求。

⑶主变压器型式的选择

相数的选择：

电力系统中大多数为三相变压器，三相变压器较之于同容量的单相变压器组，其金

属材料少20%~25%，运行电能损耗少12%~15%，并且占地面积少，因此考虑优先采用。

本变电所设在城郊附近，不受运输条件限制，所以采用三相变压器。

绕组的确定：

该变电所只有两个电压等级（110KV和10KV），且自耦变压器一般用在220KV以上的

变电所中，所以这里选择双绕组变压器。

绕组接线方式的选择：