110kV变电站初步设计典型方案
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110kV变电站初步设计典型方案
第一章统资料及变电站负荷情况
第一节变电站型式及负荷
该站为降压变电站,电压等级为110/35/10KV。以110KV双回路与56km外的系统相连,一回作为主电源供电,另一回作为备用联络电源供电,使该站得到可靠稳定供电电源。系统在最大运行方式下其容量为3500MVA,其电抗为0.455;在最小运行方式下其容量为2800MVA,其电抗为0.448。(以系统容量及电压为基准的标么值),系统以水容量为主。
1、35KV 负荷 35KV出线四回、容量为35.3MVA,其中一类负荷两
回,容量为25MVA ;二类负荷两回,容量为10.3MVA。
2、10KV 负荷 10KV出线七回、容量为21.5 MVA,其中一类负荷两
回、容量为6.25 MVA,二类负荷三回、容量为11.25MVA;二、三类
负荷有一回,容量为4MVA。
3、同时率负荷同时率为85%,线损率为5%,cosψ=0.8。
35KV、10KV负荷情况表
第二章电气主接线方案
第一节设计原则及基本要求
设计原则:变电站电气主接线,应满足供电可靠性,运行灵活,结线简单清晰、操作方便,且基建投资和年运行费用经济。因此在原始资料基础上进行综合方面因素,经过技术、经济论证比较后方可确定。
一、定各电压等级出线回路
根据原始资料,本变电站为降压变电站,以两回110KV线与系统连接,故110KV电压等级为两回出线。35KV及10KV电压等级分别为4个和7个,由于Ⅰ类负荷的供电可靠性要比Ⅱ、Ⅲ类负荷要高得多,为满足供电可靠性要求,若有一类负荷,应采用双电源或双回路供电,当采用双回路供电时每回路要分接在不同的母线上。
二、确定各母线结线形式
1、基本要求
1)、可靠性高:断路器检修时能否不影响供电;
断路器或母线故障时停电时间尽可能短和不影重要用户的供电;
2)、灵活性:调度灵活、操作简便、检修安全、扩建方便;
3)、经济性:投资省、占地面积小、电能损耗小。
按以上设计原则和基本要求,35KV、10KV出线均有一类负荷,应设有双电源供电;为了提高供电可靠性、同时节省投资、减少占地面积,110KV 、35KV、10KV母线均采用单母线分段;配电装置用外桥形接线。
两个方案中110KV进线、10KV出线侧相同,不同的是方案一采用两台31.5MVA的三卷变压器、35KV侧使用了7组断路器;方案二采用了两台31.5MVA 的双卷变压器加两台6.3MVA的双卷变压器、35KV侧使用了9组断路器。主接线候选方案如下图所示:
第二节 候选方案技术经济比较
一、技术比较
方案二接线清晰简明,与方案一比较存在以下缺点,主变压器台数增加一
倍,断路器和隔离开关相应增多,故障概率相应较高、维护检修的次数和时间相应较多、供电可靠性相对较低;保护整定相对复杂、操作相对增多、调度运行的灵活性降低; 低压负荷多通过一次电压变换,增加电能损耗,主变压器和设备较多,增大占地面积、投资增大、经济性差;
二、经济比较
1)、综合投资Z
按常规主要比较两个方案中选用设备的不同部分
Z = Z 0( 1 + a 100
) (万元)
其中: Z 0 ---主体设备的综合投资。
a --- 不明的附加费用比例系数;110KV 变电站取 90 。
方案一每台主变160万元、35KV断路器和刀闸每组约5.5万元 Z
= 570 (万元)
Z = 1083 (万元)
= 760 (万元)
方案二 Z
Z = 1444 (万元)
2)、年运行费用U
U = α△A ×10-4 + U1 + U2(万元)其中U 1 ---小修维护费,取0. Z ;
U2 ---折旧费,取0. Z ;
α --电能价格,暂定按每千瓦时0.4元计算;
△A --变压器年电能损耗总值,Kwh;
方案一△A = 2520000 (Kwh)
U = 209.1 (万元)
方案二△A = 4752000 (Kwh)
U = 334.5 (万元)
第三节方案选用
通过以上方案比较,方案一的供电可靠性、调度运行灵活性、经济性均优于方案二,故选用方案一。
第四节主变压器选择
1、确定主变压器数量
由于变电站是单侧电源供电,且有一、二类重要负荷,为保证供电的可靠性,计划装设两台主变压器
2、选定变压器容量
变电站有35KV、10KV两个电压等级用户,35KV、10KV的最大负荷分别为:S35 = 35.3 MVA;S10 =13.76 MVA;负荷同时率K1 = 0.85;线路损耗 K2 = 1.05;
最大综合负荷分别为:
S35ZMAX = K1 K2 S35= 0.85 ×1.05 ×35.3=31.51 (MVA)
S10ZMAX = K1 K2 S10= 0.85 ×1.05 ×21.5 =19.19 (MVA)由于一般电网的变电站约有25%的非重要负荷,考虑到当一台变压器
停用时,应保证对60%负荷供电,再考虑变压器的事故过负荷有40%的能力,可保证对84%负荷供电,故每台变压器的容量按下式选择:
Se = 0.6 ( S 35ZMAX + S 10ZMAX )
Se = 0.6×( 31.51 +19.19 ) = 30.42 MVA
按计算可选择每台变压器容量为26MVA ,但考虑到5~~10年的负荷发展容量,单台变压器的容量确定为31.5MVA ,
3、 选定变压器
由于变电站具有三种电压等级,正常负荷通过变压器各侧绕组的功率达到20%以上,故选用三绕组变压器,型号为SFS7-31500/110。根据实际情况确定配置有载调压装置,使变电站系统具有供电可靠、设备少、接线简单、运行安全、灵活性好的优点。
第三章 短路电流计算
第一节 参数的计算
用标么值进行计算,基准容量S j = 100 MVA ,基准电压U j 用各级的平均额
定电压,电抗标么值计算如下:
1、变压器电抗 X *1-2 = U d %100 ×S j S
e
其中 U d1-2 % = 10.5
U d1-3 % = 18 U d2-3 % = 6.5 S
e1-2 = S e1-3 = S e2-3 = 31.5 MVA
X *1-2 = U d1-2 %100 ×S j S e = 10.5100 ×100
31.5 = 0.333
X *1-3 =U d1-3 %100 ×S j S e = 18100 ×100
31.5 = 0.571
X *2-3 =U d2-3 %100 ×S j S e = 6.5100 ×100
31.5
= 0.206