大型变电站电气主接线及变压器容量选型设计(110KV35KV10KV)

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目錄

第一章電氣主接線設計及變壓器容量的選擇

第1．1節主變台數和容量的選擇···············（1）第1．2節主變壓器形式的選擇·················（1）第1．3節主接線方案的技術比較···············（2）第1．4節站用變壓器選擇·····················（6）

第1．5節10KV電纜出線電抗器的選擇··········（6）其次章短路電流計算書

第2．1節短路電流計算的目的·················（7）第2．2節短路電流計算的一般規定·············（7）

第2．3節短路電流計算步驟···················（8）第2．4節變壓器及電抗的參數選擇·············（9）第三章電氣設備選型及校驗

第3．1節變電站網路化解························（15）第3．2節斷路器的選擇及校驗····················（20）第3．3節隔離開關的選擇及校驗··················（23）第3．4節熔斷器的選擇及校驗················（24）第3．5節電流互感器的選擇及校驗············（29）第3．6節電壓互感器的選擇及校驗·················（29）第3．7節避雷器的選擇及校驗·····················（31）第3．8節母線和電纜·························（33）設備選擇表·····································（38）參考文獻·······································（39）

XX科技大學電氣資訊學院大學電力學院畢業設計

第一章電氣主接線設計及主變壓器容量選擇

第1．1節台數和容量的選擇

（1）主變壓器的台數和容量，應根據地區供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等綜合考慮確定。

（2）主變壓器容量一般按變電所、建成後5～10年的規劃負荷選擇，並適當考慮到遠期的負荷發展。對於城網變電所，主變壓器容量應與城市規劃相結合。

（3）在有一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器，當技術經濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側電力網取得跔容量的備用電源時，可裝設一臺主變壓器。

（4）裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其餘主變壓器的容量不應小於60%的全部負荷，並應保證用戶的一、二級負荷。

第1．2節主變壓器型式的選擇

（1）110kV及10kV主變壓器一般均應選用三相雙繞組變壓器。

（2）具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上，主變壓器宜採用三相三繞組變壓器。

（3）110kV及以上電壓的變壓器繞組一般均為YN連接；35kV採用YN連接或D連接，採用YN連接時，其中性點都通過消弧線圈接地。1.2.1根據以上規定下麵為我選的方案（1）方案一

①110KV側、35KV側和10KV側均採用單母分段帶旁路母線的接線方式。②主變容量及台數的選擇：2臺主變容量同方案一。（2）方案二

①110KV側採用橋形接線，35KV側和10KV側採用單母分段帶旁路母線。②主變容量及台數的選擇：2臺主變容量同方案一。（3）方案三

①110KV側接線方式：110KV側採用橋形接線，35KV側和10KV側採用雙母線。②主變容量及台數的選擇：2臺主變容量同方案一，而且設備瑾和參數均選為一致，

便於進行經濟技術比較。

（4）方案四

①110KV側、35KV側、10KV側均採用雙母線接線方式，兩臺主變壓器。②主變台數的選擇：

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1）運行主變壓器的容量應根據電力系統10—20年的發展規劃進行選擇。由於任務

書給定的是一個三個電壓等級的變電站，而且每個電壓等級的負荷均較大，故採用三繞組變壓器2臺，運行主變壓器的容量應根據電力系統10—20年的發展規劃進行選擇。並應考慮變壓器正常運行和事故過負荷能力，以變壓器正常的過負荷能力來承擔變壓器遭遇的短時高峰負荷，過負荷值以不縮短變壓器的壽命為限。寻常每臺變壓器容量應當在當一臺變壓器停用時，另一臺容量至少保證對60%負荷的供電。

2）主變容量選擇Sn＝0.6Sm。(Sm為變電站最大負荷)

3）兩臺主變可便利於運行維護和設備的檢修同時能滿足站代負荷的供電要兩臺求。4）．運行方式靈活、可靠、便利。(3)主變壓器形式的選擇：①．相數的確定

為了提高電壓品質最好選擇有載調壓變壓器。②．繞組的確定

本站具有三種電壓等級，且通過主變各側繞組功率均達到該變壓器容量的15%以上，故選三繞組變壓器。

③．緩緩的連接方式

考慮系統的並列同期要求以及三次諧波的影響，本站主變壓器繞組連接方式選用Y0Y0△－11。

採用“△〞接線的目的就是為三次諧波電流提供通路，保證主磁通和相電勢接近正弦波，附加損耗和局過熱的情況大為改善，同時限制諧波向高壓側轉移。

第2．2節主接線方案技術比較

綜上所述，由於方案四和方案三採用橋形接線，站用的斷路器比方安一和方案四少。主變台數、型號、參數均一致，同時又不降低用電和供電可靠性，又符合現場實際和設計規程的要求，從經濟角度考慮選擇方案四和三比較合適，達到了工程造價較低，同時考慮了變電站隨著負荷的增加，進行擴建和增容的可能性，因為橋式接線在負荷增加時，可很便利的改造為單母線分段，以適應負荷增加和供電可靠性的要求。

但是，假使110KV輸電線路運行時故障多，跳閘頻繁，將影響變電站負荷的可靠性。從現階段負荷的可靠性來說，用戶對可靠的要求越來越高，已經對電力系統的供電可靠性提出了更高的要求，同時由於供電企業自身的需要增供擴銷的內在要求，變電站110KV側也可設計成雙母線或單母分段帶旁路母線較合適。因此從現場運行和供電企業自身的需要，經濟條件比過去好許多。

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由以下分析，最終初步將方案四和方案三淘汰掉，對方案一和方案二進行詳細的經濟比較。最終確定一個最優方案進行設計。

第2．3節主接線方案的經濟比較

本節是將方案一和方案二進行經濟比較。經濟計算是從國民經濟整體利益出發，計算電氣主接線各比較方案的費用和效益，為選擇經濟上的最優方案提供依據。

在經濟比較中，一般有投資和年運行費用兩大項。1．主變壓器的選擇主變容量的確定：

Sn=0.6Pmax/cos?=0.6×(80+35)/0.85=81.176MVA=81176KVA

選SSPSL-90000型，選擇結果如表2-1：表2-1額定電壓型號及容量(KVA)高/中/低連接組(KV)Y0/Y0/SSPSL-90000110/38.5/11△-12-1121.59090681710.561.625.657.566.42空載損耗(KW)短路高中高低中低阻抗電壓(%)空載電運輸參考重量價格(t)(萬元)綜合投資(萬元)高中高低中低流(%)

2．主變容量比的確定(1)35KV側：

S2n＝80/0.85＝94.118MVA＝94118KVA

S2n94118??100%?52.5%?30%Sn2?90000(2)10KV側：

S3n＝35/0.85＝41.176MVA＝41176KVA

S3n41176??100%?22.88%Sn2?90000(3)因35KV側大於變壓器容量的30%，故確定主變容量比為100/100/50。3．計算方案一與方案二的綜合投資Z

(1)方案二的綜合投資(110KV側、35KV側和10KV側均要採用雙母線接線)①．主變：66.42×2萬元

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②．110KV母線：(102.6-10.16×4)萬元35KV母線：(28.89+3.0×4)萬元10KV母線：(15.1+1.9×4)萬元以上各項數字及意義如表2-2所示：表2-2

進出線數斷路器型號SW1-110SW2-35電壓1103510主變222饋線666單母線分段帶旁路增、減一個投資饋路投資102.627.367.510.162.790.55雙母線增、減一個投資饋路投資102.028.8915.110.163.01.9

③．Z0＝66.42×2+(102.6-10.16×4)+(28.89+3.0×4)+(15.1+1.9×4)＝257.79萬元(其中，Z0為主體設備的綜合投資，包括變壓器、開關設備、配電裝置等設備的綜合投資)

④．Z=Z0(1+α/100)=257.79×(1+90/100)=489.801萬元(其中，α為不明顯的附加費用比例係數，110KV取90)

(2)方案四的綜合投資(110KV側、35KV側和10KV側均採用單母分段帶旁路母線接線形式)

①．主變：66.42×2萬元

②．110KV母線：(102.6-10.16×4)萬元35KV母線：(27.36+2.79×4)萬元10KV母線：(7.5+0.55×4)萬元以上各項數字及意義如表2-2所示：

③．Z0＝66.42×2+(102.6-10.16×4)+(27.36+2.79×4)+(7.5+0.55×4)＝243.02萬元④．Z=Z0(1+α/100)=243.02×(1+90/100)=461.738萬元(其中，α為不明顯的附加費用比例係數，110KV取90)4．計算方案一與方案二的年運行費用(1)方案二的年運行費用△P0=21.5KW

△Q0=I0%·Sn/100=1.6×90000/100=1440KVar△Ps(1-2)=90KW

△Ps(1-3)=90KW

△Ps(2-3)=68KW

△Ps1=1/2(△Ps(1-2)+△Ps(1-3)-△Ps(2-3))

=1/2(90+90-68)=56kw

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△Ps2=1/2(△Ps(1-2)+△Ps(2-3)-△Ps(1-3))

=1/2(90+68-90)=34kw

△Ps3=1/2(△Ps(1-3)+△Ps(2-3)-△Ps(1-2))

=1/2(90+68-90)=34kw

△P=△Ps1+△Ps2+△Ps3

=56+34+34=124kwUd(1-2)%=17

Ud(1-3)%=10.5

Ud(2-3)%=6

Ud1%=1/2(Ud(1-2)%+Ud(1-3)%-Ud(2-3)%)

=1/2(17+10.5-6)=10.75

Ud2%=1/2(Ud(1-2)%+Ud(2-3)%-Ud(1-3)%)

=1/2(17+6-10.5)=6.25

Ud3%=1/2(Ud(2-3)%+Ud(1-3)%-Ud(1-2)%)

=1/2(6+10.5-17)=-0.25

Ud%=Ud1%+Ud2%+Ud3%

=10.75+6.25-0.25=16.75

△Q=U