kV变电所毕业设计.doc

摘要为满足经济发展的需要，根据有关单位的决定修建1座110KV盐北变电所。本工程初步设计内容包含变电所电气设计，新建的盐北变电所从110KV侧东郊变电所受电，其负荷分为35KV和10KV两个电压等级。通过技术和经济比较，现采用下列方案：1. 内设两台三绕组变压器，电压等级为121/37.8/11。2. 110KV进线采用内桥接线形式。3. 本工程初步设计内容包括变电所电气设计。4. 35KV和10KV配电装置同样采用单母线分段接线。5. 所用电分别从10KV两端母线获得。关键词：变电所 主变压器 潮流计算 短路计算 设备选型SUMMARYFor satisfying the demand that economy development, the authorities concerned decide to construct a YanBei transformer substation.This engineering first step design contents includes the transformer substation of electric Design. The new-et up salt a YanBei transformer substation obtain power form Dong Jiao substation (110KV) . There are two kinds of local loads in the substation,. One is 35KV,the other is 10KV.Pass the technique to compare with the economy, adopt the following scheme now:1. There are two three-winding transformers in the substation. Voltage grade adopt 121KV 38.5KV and 11KV.2. For 110KV main electrical connections shall adopt inside bridge connection.3. The 110KVenters the line 2 return, The adoption builds trolley wire.4. For 35KV and 10KV main electrical connections employ single sectionalized bus.5. Auxiliary power system get power form the 10KV sectionalized bus.Key phrase: Change to give or get an electric shock Main transformer Current calculation Short circuit calculation The equipments choose the type目录第一章: 原始资料分析 第五页第二章: 110KV盐北变电所接入系统设计 第七页第三章: 110KV盐北变电所地方供电系统设计 第九页第四章: 110KV盐北变电所主变选择 第十九页第五章: 所用变选择 第二十九页第六章: 主接线设计 第三十 页第七章: 主接线设计 第三十三页第八章: 变电所电气设备选择 第四十五页第九章: 继电保护配置 第七十 页110KV盐北变电所设计说明书根据河海大学电气工程及其自动化专业（函授）毕业设计任务书的要求，设计110KV盐北变电所。110KV盐北变电所，采用双回110KV线路接入系统。35KV、10KV配电线路均采用双回线供电。110KV采用内桥接线，安装两台SFPSZ9-75000/110三相三线圈变压器。35KV、10KV母线采用单母线分段接线。第一章 原始资料分析一、原始资料1、 待建110KV盐北变电站从相距30km的110KV盐城东郊变电站受电。2、 待建110KV盐北变电站年负荷增长率为5%，变电站总负荷考虑五年发展规划。3、 地区气温:1年最高气温35，年最低气温 15。2年平均气温15。4、待建110KV盐北变电所各电压级负荷数据如下表: 电压等级线路名称最大负荷 （MW）COS负荷级别供电距离（KM）Tmax 及同时率35KVA 200.851105000/0.9B 150.8112造纸厂110.828化工厂200.827冶炼厂150.8511010KVA30.8511.53500/0.85B2 0.8522.5毛纺厂10.821.0水泥厂1.20.821.5纺织厂0.80.821.0水厂20.811.5二、对原始资料的分析计算为满足电力系统对无功的需要，需要在用户侧装设电容器，进行无功补偿，使用户的功率因数提高，35kV线路用户功率因数提高到0.9为宜，10kV线路用户功率因数应不低于0.9。根据原始资料中的最大有功及调整后的功率因数，算出最大无功，可得出以下数据:电压等级线路名称最大有功 （MW）最大无功（MVAr）COS负荷级别Tmax同时率35KVA 209.190.91500009B 157.270.91造纸厂115.330.92化工厂209.190.92冶炼厂157.270.9110KVA31.460.913500085B2 0.920.92毛纺厂10.490.92水泥厂1.20.580.92纺织厂0.80.390.92水厂20.920.91第二章 110KV盐北变电所接入系统设计一、 确定电压等级输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级。选择电压等级时，应根据输送容量和输电距离，以及接入电网的额定电压的情况来确定，输送容量应该考虑变电所总负荷和五年发展规划。因此待建110KV盐北变电所的最高电压等级应为110kV。二、确定回路数110KV盐北变电所建成后，所供用户中存在、类重要负荷，因此110KV盐北变电所应采用双回110KV线路接入系统。三、确定110KV线路导线的规格、型号由于待建110KV盐北变电所距离受电110KV盐城东郊变电站30KM，处于平原河网地区，因此应采用架空线路，导线选择LGJ型。四、110KV线路导线截面选择导线截面积选择的一般方法是：先按经济电流密度初选导线标称截面积，然后进行电压损失的校验1、待建110KV盐北变电所总负荷的计算 S35 =P35+jQ35 =2015112015j(9.19+7.27+5.33+9.19+7.27+) =81+j38.25S35（1+5%）5（81+j38.25）1.28103.7+j49S35114.8 S10 =P10+jQ10 =3+2+1+1.2+0.8+2+j(1.46+0.92+0.49+0.58+0.39+0.92)=10+j4.76S10（1+5%）5（10+j4.76）1.2812.8+j6.1S10 =14.2 S110=K110K35S35+K10S10（1+5%）5 =0.950.9(81+j38.25)+0.85(10+j4.76)*1.055 =98.7+j46.65 S110=(98.72 + 46.652 ) = 109.2 COS= P110 / S110 =98.7/109.2 = 0.9 2、根据Tmax查图31，软导线经济电流密度表，确定Jec P35*Tmax35+P10*Tmax10 81*5000+10*3500 Tmax= = = 4835(小时) P35+P10 81+10 查图31得Jec1.15（A/mm2）3、计算导线的经济截面积SJ，查附表121找出S选 IJ 0.5S110/（3 UN） (0.5*109.2/1.732*110)*103 SJ= = = =249.2(mm2) J J 1.15 4、结论：选取导线规格为2回LGJ240/405、对所选导线进行校验；(1)、按机械强度校验 S选=LGJ-240/40 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接电晕校验 S选=LGJ-240/40 大于 LGJ-70 ，符合要求。（3）、按电压降校验 正常运行时：n=2 PR+QX 98.70.123046.650.430 U= 100 2UN2 21102 3.8% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 98.70.123046.650.430 U= 100 UN2 1102 7.6% 15% ，符合要求。 结论：本变电所经上述计算、校验，决定采用2回LGJ240/40导线接入系统。第三章 110KV盐北变电所地方供电系统设计一、 35KV A线路设计1、确定回路数35KV A线路所供用户为类重要负荷，因此应采用双回线路供电。2、确定线路导线的规格、型号由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。3、线路导线截面选择(1)35KV A线路总负荷的计算 S35 =P35+jQ35 =(20j9.19)*(1+5%)5 = 25.5+ j11.7 S35=(25.52 + 11.72 ) = 28.1 COS= P110 / S110 =25.5/28.1 = 0.9 (2)根据Tmax查图31，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查图31得Jec1.12（A/mm2）(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表121找出S选 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.5*28.1/1.732*35)*103 SJ= = = =209(mm2) J J 1.12 (4)结论：选取导线规格为2回LGJ185/304、对所选导线进行校验；(1)、按机械强度校验 S选= LGJ185/30大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接电晕校验 S选= LGJ185/30 大于 LGJ-70 ，符合要求。（3）、按电压降校验正常运行时：n=2 PR+QX 25.50.171011.70.3810 U= 100 2UN2 2352 3.5% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 25.50.171011.70.3810 U= 100 UN2 352 7% 15% ，符合要求。二、35KV B线路设计1、确定回路数35KV B线路所供用户为类重要负荷，因此应采用双回线路供电。2、确定线路导线的规格、型号由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。3、线路导线截面选择(1)35KV B线路总负荷的计算 S35 =P35+jQ35 =(15j7.27)*(1+5%)5 =19.1+ j9.3 S35=(19.12 + 9.32 ) = 21.2 COS= P110 / S110 =19.1/21.2 = 0.9 (2)根据Tmax查图31，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查图31得Jec1.12（A/mm2）(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表121找出S选 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.5*21.2/1.732*35)*103 SJ= = = =156.1(mm2) J J 1.12 (4)结论：选取导线规格为2回LGJ150/254、对所选导线进行校验；(1)、按机械强度校验 S选=LGJ-150/25 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接电晕校验 S选=LGJ-150/25 大于 LGJ-70 ，符合要求。（3）、按电压降校验 正常运行时：n=2 PR+QX 19.10.21129.30.38712 U= 100 2UN2 2352 3.7% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 19.10.21129.30.38712 U= 100 UN2 3527.4% 15% ，符合要求。三、35KV 造纸厂线路设计1、确定回路数35KV 造纸厂线路所供用户为类重要负荷，因此采用双回线路供电。2、确定线路导线的规格、型号由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。3、线路导线截面选择(1)35KV 造纸厂线路总负荷的计算 S35 =P35+jQ35 =(11j5.33)*(1+5%)5 =14+ j6.8 S35=(142 + 6.82 ) = 15.56 COS= P110 / S110 =14/15.56 = 0.9 (2)根据Tmax查图31，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查图31得Jec1.12（A/mm2）(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表121找出S选 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.5*15.56/1.732*35)*103 SJ= = = =114.6(mm2) J J 1.12 (4)结论：选取导线规格为2回LGJ120/254、对所选导线进行校验；(1)、按机械强度校验 S选=LGJ-120/25 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接电晕校验 S选=LGJ-120/25 大于 LGJ-70 ，符合要求。（3）、按电压降校验正常运行时：n=2 PR+QX 140.2286.80.398 U= = 100 UN2 352 3.7% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 140.2286.80.398 U= 100 UN2 352 7.4% 15% ，符合要求。四、 35KV 化工厂线路设计1、确定回路数35KV 化工厂线路所供用户为类重要负荷，因此采用双回线路供电。2、确定线路导线的规格、型号由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。3、线路导线截面选择(1)35KV 化工厂线路总负荷的计算 S35 =P35+jQ35 =(20j9.19)*(1+5%)5 = 25.5+ j11.7 S35=(25.52 + 11.72 ) = 28.1 COS= P110 / S110 =25.5/28.1 = 0.9 (2)根据Tmax查图31，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查图31得Jec1.12（A/mm2）(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表121找出S选 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.5*28.1/1.732*35)*103 SJ= = = =209(mm2) J J 1.12 (4)结论：选取导线规格为2回LGJ185/304、对所选导线进行校验；(1)、按机械强度校验 S选= LGJ185/30大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接电晕校验 S选= LGJ185/30 大于 LGJ-70 ，符合要求。（3）、按电压降校验 正常运行时：n=2 PR+QX 25.50.17711.70.387 U= 100 2UN2 2352 2.45% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 25.50.17711.70.387 U= 100 UN2 352 4.9% 15% ，符合要求。五、35KV 冶炼厂线路设计1、确定回路数35KV 冶炼厂线路所供用户为类重要负荷，因此应采用双回线路供电。2、确定线路导线的规格、型号由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。3、线路导线截面选择(1)35KV B线路总负荷的计算 S35 =P35+jQ35 =(15j7.27)*(1+5%)5 =19.1+ j9.3 S35=(19.12 + 9.32 ) = 21.2 COS= P110 / S110 =19.1/21.2 = 0.9 (2)根据Tmax查图31，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查图31得Jec1.12（A/mm2）(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表121找出S选 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.5*21.2/1.732*35)*103 SJ= = = =156.1(mm2) J J 1.12 (4)结论：选取导线规格为2回LGJ150/254、对所选导线进行校验；(1)、按机械强度校验 S选=LGJ-150/25 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接电晕校验 S选=LGJ-150/25 大于 LGJ-70 ，符合要求。（3）、按电压降校验正常运行时：n=2 PR+QX 19.10.21109.30.38710 U= 100 2UN2 2352 3.08% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 19.10.21129.30.38712 U= 100 UN2 352 6.16% 15% ，符合要求。六、10KV线路设计1、10KV A线路 (1)确定回路数，I类负荷，采用双回路供电，即n=2 (2)确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线 (3)考虑五年发展需要,线路的容量: S = (3+j1.46)(1+5%)5 =3.83 + j1.86 (4)根据Tmax = 3500h,，查图31得 Jec = 1.26(A/mm2)(5)计算导线经济截面积：n=2 P2+Q2 (3.832+1.862)103 Sj 97.5 mm2 23 UN Jec 21.732101.26 查附表121选取导线规格为2回LGJ95/20 (6)对所选导线进行校验 按机械强度校验 S选=LGJ-95/20 大于 LGJ-35 ，符合要求。 按电压损耗校验,查附表125得 r1=0.332, R = r1l = 0.3321.5 = 0.50 x1=0.356, X = x1l = 0.3681.5 = 0.58 *正常运行时：n=2 (PR+QX)/2 (3.830.5+1.860.58)/2U%= = 1.5 % 10% UN2 102 符合要求。 *故障运行时：n=1 PR+QX 3.830.5+1.860.58 U%= = = 3% 15% UN2 102 符合要求。 由以上可知，所选导线2回LGJ-95/20，符合要求。2、10KV B线路 (1)确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。 (2)确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线。 (3)考虑五年发展需要,线路的容量: S = (2+j0.92)(1+5%)5 =2.55 +1.17 j （4）根据Tmax = 3500h,，查图31得 Jec = 1.26(A/mm2)（5）计算导线经济截面积：n=2 P2+Q2 (2.552+1.172)103 Sj 64 mm2 23 UN Jec 21.732101.26 查附表121选取导线规格为2回LGJ70/10 （6）对所选导线进行校验 按机械强度校验 S选=LGJ-70/10大于 LGJ-35 ，符合要求。 按电压损耗校验,查附表125得 r1=0.45, R = r1l = 0.452.5 = 1.13 x1=0.368, X = x1l = 0.3682.5 = 0.92 *正常运行时：n=2 (PR+QX)/2 (2.551.13+1.170.92)U%= = 2.0 % 10% UN2 2102 符合要求。 *故障运行时：n=1 PR+QX 2.551.13+1.170.92 U%= = = 4 % 15% UN2 102 符合要求。 由以上可知，所选导线2回LGJ-70/10，符合要求。3、10KV毛纺厂线 (1)确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。 (2)确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线。 (3)考虑五年发展需要,线路的容量: S = (1+j0.49)(1+5%)5 =1.28 + j0.63 （4）根据Tmax = 3500h,，查图31得 Jec = 1.26(A/mm2)（5）计算导线经济截面积：n=2 P2+Q2 (1.282+0.632)103 Sj 32.7 mm2 23 UN Jec 21.732101.26 查附表121选取导线规格为2回LGJ35/6 （6）对所选导线进行校验 按机械强度校验 S选=LGJ-35/6 等于 LGJ-35 ，符合要求。 按电压损耗校验,查附表125得 r1=0.9, R = r1l = 0.91 = 0.9 x1=0.389, X = x1l = 0.3891 = 0.39 *正常运行时：n=2 (PR+QX)/2 (10.9+0.490.39)U%= = 0.5 % 10% UN2 2102 符合要求。 *故障运行时：n=1 PR+QX 10.9+0.490.39 U%= = = 1 % 15% UN2 102 符合要求。 由以上可知，所选导线2回LGJ-70/10，符合要求。4、10KV水泥厂线 (1)确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。 (2)确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线。 (3)考虑五年发展需要,线路的容量: S = (1.2+j0.58)(1+5%)5 =1.54 + j0.76 （4）根据Tmax = 3500h,，查图31得 Jec = 1.26(A/mm2)（5）计算导线经济截面积：n=2 P2+Q2 (1.542+0.762)103 Sj 39.3 mm2 23 UN Jec 21.732101.26 查附表121选取导线规格为2回LGJ35/6 （6）对所选导线进行校验 按机械强度校验 S选=LGJ-35/6 等于 LGJ-35 ，符合要求。 按电压损耗校验,查附表125得 r1=0.9, R = r1l = 0.91 = 0.9 x1=0.389, X = x1l = 0.3891 = 0.39 *正常运行时：n=2 (PR+QX)/2 (1.540.9+0.760.39)U%= = 0.8 % 10% UN2 2102 符合要求。 *故障运行时：n=1 PR+QX 1.540.9+0.760.39 U%= = = 1.6 % S10 = 11.08 (MVA)， 15S110 = 15109.2 (MVA)16.38(MVA) S35 = 89.57 (MVA)，因此主变110KV、35KV、10KV三侧容量分别为100 / 100 / 50。3、主变主要技术参数选择（1）方案三：主变额定电压空载电流空载损耗负载损耗阻抗电压参考价（万元）SFPSZ9-90000/110110/350.35%74KW330KW10.5440SFSZ9-12500/110110/100.3%18.1KW70KW10.5110（2）方案四：主变额定电压空载电流空载损耗负载损耗阻抗电压参考价（万元）SFPSZ9-75000/110110/35/100.36%98.6KW356KW18587333KW10.5304KW6.5四、主变方案经济比较3、 主变及其附属设备综合投资比较(1)方案三：SFPSZ9-90000/110主变两台，2440880万元 SFSZ9-12500/110主变两台，2110220万元 110KV SF6断路器户外间隔四个，458.1=232.4万元35KV SF6断路器户外间隔两个，218.8=37.6万元10KV 真空断路器户内间隔两个，29.1=18.2万元综合投资：1388.2万元。(2)方案四：SFPSZ9-75000/110主变两台，2400800万元 110KV SF6断路器户外间隔两个，258.1=116.2万元35KV SF6断路器户外间隔两个，218.8=37.6万元10KV 真空断路器户内间隔两个，29.1=18.2万元综合投资：972万元。2、主变年运行费用比较年运行费（1 2 ）Z / 100+A式中年运行费，元/年； 1基本折旧费，取4.8； 2大修费，取1.4； Z 投资费，元； A 年电能损耗，KW.H/年； 电价，元/KW.H，取0.52元/KW.H。(1) 方案三A3308760270876027008000KW.H（4.8% 1.4%）1388.2 / 100+0.52700.8 365.3(万元)(2) 方案四A（356333304）8760/24349340KW.H（4.8% 1.4%）972 / 100+0.52434.9 226(万元)3、结论方案三方案四综合投资1388.2万元972万元年运行费用365.3万元226万元从上表比较可知，方案四比较方案三不管在综合投资方面，还是在年运行