KV降压变电站设计

1、摘要：变电站是电力系统的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。这次设计以110KV降压变电站为主要设计对象，分析变电站的原始资料确定变电站的主接线；通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型号。根据短路计算的结果，对变电站的一次设备进行了选择和校验。关键字：降压变电站；电气主接线；变压器； 设备选型1设计任务1、系统特点：1）地区用电丰水期基本由小水电提供，枯水期由系统支援。2）丰水期小水电电力有剩余，输送向系统。3）110kV侧电源近似为无穷大系统。2、该所有110kV、35kV两个电压等级。110kV双回至系统，系统电抗0.

2、5（Sb=100MVA Ub=37kV）；35kV进线5回：水电厂1，30MW，12km，2回；水电厂2，30MW，13km，2回；水电厂.315MW，20km，单回；35kV出线10回：中心医院2回，1.5MW，5km；造纸厂1回，2.5MW，4km；印刷厂1回，2MW，5km；面粉厂2回，2.5MW，4km；提灌站1回，1MW，6km；备用2回。3、110kV侧出线主保护为瞬时动作，后备保护时间为0.15s，断路器燃弧时间按0.05s考虑。4、该地区最热月平均温度为28°C，年平均气温16°C，绝对最高气温为40° C，土壤温度为18°C。5、该变电

3、所位于市郊生荒土地上，地势平坦、交通便利、环境无污染。2 负荷计算计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷意义重大。35KV侧负荷: S1=9.50.8=11.875MVA电机侧总容量：供给110KV的容量：3、变压器的选择和主接线的确定3.1变压器选型以为水电厂负荷总容量为75MW，而负荷总容量仅仅只9.5MW，假设负荷全开，那么还有S0=75-9.5=65

4、.5MVA送回系统。另外，某一台变压器还可能出现故障，那么一台变压器要能够承担全部负荷的70%，所以选择变压器的型号为SFL-50000/110,其参数见表3-1表3-1变压器参数型号额定容量高压侧电压（KV）低压侧电压（KV）空载损耗（KW）负载损耗（KW）阻抗电压（%）空载电流（%）SFL-50000/110500000.3，6.6，10.5，116526010.50.7变压器采用Y-连接。3.2主接线的确定由于110KV侧没有、类用户，故采用单母线接线，为增加一定可靠性，便于检修，进而采用单母线分段式。对于35KV侧由于涵盖大量负荷，所以应尽量保障供电，尤其含有中医院，出于安全考虑，采用

5、双母线接线，保障母线不间断供电。4、计算短路点的最大短路电流等值电路的计算：取基准功率:Sb=100MVA Ub=Uav系统电抗：由上表计算得110/35KV变压器：查表可得15MW水轮发电机电抗去1.07水电厂侧变压器：输电导线选择：LGJ-50/8，查表可得该导线35KV时，单位长度电抗值：X0=0.423水电厂线路： XL2=0.423×13=5.499负荷线路： 因为变压器型号完全相同，其中性点点位相同等，故等值电路图可化简为图4-1：图4-1等值电路简化图4.1 110KV母线短路时对于110KV系统电源（无穷大容量）X*=X1=0.25短路次暂态电流：短路冲击电流：对于发

6、电机侧电源X*=12.705+2.354=15.059Xca*=X*SNSb=1.059×(750.8)100=14.12查水轮机短路电流运算曲线(四) t=0，得I*"=0.2短路冲击电流：iM2=2.55IG"=2.55×0.094=0.2397KA由此可得110KV母线短路时：总短路次暂态电流：总冲击电流：iM=iM1+iM2=5.1+0.2397=5.34KA4.2 35KV母线短路时对于110KV系统电源（无穷大容量）X*=0.25+12.705=12.955短路次暂态电流：短路冲击电流：对于水电厂1发电机侧电源X*=5.523查水轮机短路电流

7、运算曲线(三) t=0，得I*"=0.5短路次暂态电流：短路冲击电流：对于水电厂2发电机侧电源X*=5.7345查水轮机短路电流运算曲线（三 t=0）I*"=0.5短路次暂态电流：短路冲击电流：对于水电厂3发电机侧电源X*=14.43查水轮机短路电流运算曲线(三) t=0I*"=0.4短路次暂态电流：短路冲击电流：由此可得35KV母线短路时总次暂态短路电流：iM=iM1+iM2+iM3+iM4=2.09KA5、配电装置及电气设备的配置与选择5.1母线的选择本设计的110KV为屋外配电装置，故母线采用钢芯铝线LGJ按经济电流密度选择导线截面S： 设年最大负荷利用时：

8、Tmax=6000h查表可得经济电流密度：jec=0.9A/mm2则导线的经济截面为Aec=Ijec=2620.9=291mm2所以初步选线为LGJ-300。该地区年绝对最高气温为40度，而导线长期允许温度为28度，查表得温度修正系数K0=0.81查表得IY=800A满足要求导线热稳定校验：查表可得主变110KV侧假想时间tima=3.8最高气温40度时裸导体的C值为99所以满足热稳定度的最小允许条件截面：实际选用导线面积300mm2>41.25mm2，所以热稳定度满足要求。本设计的35KV为屋外配电装置，故母线采用钢芯铝绞线LGJ按发热条件选择导线面积35KV侧母线最大持续工作电流是7

9、42A，查表可得30时LGJ-400型钢芯铝绞线的允许载流量为Ia1=0.95×800=760A>743A，故选LGJ-400型钢芯铝绞线。校验机械强度35KV以上钢芯铝绞线最小允许截面为25mm2,，所以选LGJ-400型钢芯铝绞线满足要求。热稳定校验满足热稳定的最小允许截面400 mm2>13 mm2，所以35KV侧用LGJ-400型符合要求。5.2断路器的选择因本变电站所带负荷比较小，所以都考虑采用少油断路器。110KV侧断路器选择：需选用的断路器，主变110KV侧计算电流：经过查表，可初选断路器为：SW4-110型，其参数见表5-1表5-1 熔断器参数型号额定电压

10、(KV)额定电流(A)额定开断电流(KA)1S热稳电流(KA)有效极限通过电流(KA)SW4-110/1000110100018.4215535KV侧断路器选择：需选用的断路器，主变35KV侧电流计算经过查表，可初选断路器为：SW3-35型，其参数见表5-2表5-2 短路器参数型号额定电压(KV)额定电流(A)额定开断电流(KA)4S热稳电流(KA)有效极限通过电流(KA)SW2-35/100035100024.816.545对断路器进行校验：断流能力校验：因为三相短路电流大于两相短路电流，所以选三相短路电流进行校验，可用次暂态短路电流进行校验。由上计算可知，110KV侧母线短路时，选进行校验

11、。所选断路器的额定开断电流I=18.4KA>2.094K，,则断流能力满足要求。35KV侧母线短路时，选进行校验。所选用断路器的额定开断电流I=24.8KA>0.82KA，则断流能力满足要求。动稳定校验：所选110KV侧断路器的动稳定电流等于有效极限通过电流峰值55KA，而流过断路器的最大冲击电流仅仅为5.34KA，则动稳定满足要求从以上的校验可知断路器选择满足动稳定要求。热稳定校验：110KV侧：交流分量的热效应：Qp=2.0942×0.15=0.658(KA)2S查表可得变电站各级电压母线及出线T=0.05,所以直流分量的热效应：Qnp=2.0942×0.0

12、5=0.22(KA)2S因此热效应：Qf=Qp+Qnp=0.658+0.22=0.878(KA)2S由上述参数表可得该断路器允许的短路热效应为21KA持续1秒，所以It2t=212×0.15=441(KA)2S0.878<441，因此热稳定满足要求,可知可以选该断路器。35KV侧：交流分量的热效应：Qp=0.822×0.15=0.10086(KA)2S查表可得变电站各级电压母线及出线T=0.05，所以直流分量的热效应：Qnp=0.822×0.05=0.03362(KA)2S因此热效应：Qf=Qp+Qnp=0.10086+0.03362=0.13448(KA)

13、2S由上述参数表可得该断路器允许的短路热效应为16.5KA持续4秒，所以：It2t=16.52×4=1089(KA)2S0.135<1089，因此热稳定满足要求，可知可以选该断路器。5.3隔离开关的选择110KV侧：所选隔离开关额定电压应大于等于110KV，主变压器110KV侧电压经过查表，可选隔离开关：GW4-110D/600型，其参数见表5-3表5-3隔离开关参数型号额定电压（KV）额定电流（KA）极限通过电流（KA）5S热稳定电流（KA）操动机构型号GW4-110D/600110600有效值峰值14CS11G50CS14G35KV侧：所选隔离开关额定电压应大于35KV，主

14、变压器35KV侧电流经过查表，可选隔离开关为:GW5-35/1000型,其参数见表5-4表5-4 隔离开关参数型号额定电压（KV）额定电流（KA）极限通过电流（KA）5S热稳定电流（KA）操动机构型号GW5-35/1000351000有效值峰值25CS6-23050对隔离开关进行校验:110KV侧：动稳定电流等于极限通过电流峰值50KA，流过断路器的最大短路冲击电流为5.34KA，显然动稳定满足要求。经以上校验可知，所以隔离开关满足要求，故可用GW4-110D/600型高压隔离开关。动稳定电流等于极限通过电流你峰值83KA，流过断路器的最大短路冲击电流为2.09KA，显然动稳定满足要求。经以上

15、校验可知，所以隔离开关满足要求，故可用GW5-35G/1000型高压隔离开关。5.4电压互感器的选择变电所每组母线的三相上均安装电压互感器。电压互感器按工作电压来选择：（1）110KV电压互感器选择：JCC1-110（2）35KV电压互感器的选择:JDJJ-35其参数见表5-5：表5-5电压互感器系数型号额定变比额定容量（VA）最大容量（VA）准确等级JCC1-1100.5级1级3级2000-5001000JDJJ-3515025060012005.5电流互感器的选择凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量符合测量仪表、保护和自动装置的要求。因为要求电流互感器的额定电压不小于装设电流互感器

16、回路所在电网的额定电压。所以本变电所110KV侧电流互感器考虑选择LCWD-110型，又因为流过断路器的最大持续电路为262A，所以选择变比为400/5.35KV侧电流互感器考虑选择LCWD-35型，又因为流过断路器的最大持续电流为743KV，所以考虑选择变比为1200/5.其参数见表5-6表5-6电流互感器参数型号额定一次电流/A次级组合额定二次负荷/10%倍数1S热稳定倍数动稳定倍数0.513DLCWD-3515-15000.5/D21530-7577-191LCWD-110(2*50)-(2*600)0.5/D/D235-9065-1656、课程设计的体会心得课程设计是学生完成基础课程之后，将理论与实践有机联系起来的一个重要环节，是为以后走向工作岗位能更好的服务社会打下基础是重要环节。通过本次课程设计，基本掌握了110kV 变电站电气主接线设计的基本步骤和方法，并在分析、计算和解决实际工程能力等方面得到训练， CAD 绘图方面的知识、方法。在设计的过程中，我查阅了大量的文献资料，积累了丰富的第一手材料，在主接线设计、电气设备选择等具体