110KV变电站课程规划典范文本(本科课设-).doc
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1、发电厂电气部分发电厂电气部分 课课程程设设计计学生姓名:学生姓名: 学学 号:号: 专业班级:专业班级: 指导教师:指导教师: 二二 年年 月月 日日目目 录(二号字体)录(二号字体)1. .课程设计目的课程设计目的222.110KV2.110KV 变电站设计题目和要求变电站设计题目和要求223 3 主变压器台数、容量、型式的选择主变压器台数、容量、型式的选择334 4 电气主接线方案的确定电气主接线方案的确定445 5 所用电设计所用电设计 8 86 6 短路电流的计算短路电流的计算 9 97 7 电气设备的选择电气设备的选择12121 1 课程设计目的课程设计目的电气主接线是发电厂,变电站
2、电气设计的首要部分,也是构成电力系统的主要环节,而电气设备的选择是电气设计的主要内容之一。本次课设通过 110/10kv 变电站的设计,对变压器选择,限制短路电流的方法进行分析,通过对电气主接线经济性,灵活性,可靠性的分析,选出最优方案。2 2 110KV110KV 变电站设计依据和要求变电站设计依据和要求 2.1 依据 根据设计任务书下达的任务和原始数据设计。 2.2 设计内容 为了满足该县负荷发展及电网电力交换的需要,优化该县的电网结构,拟在县城后山 设计建设一座 110/10 的降压变电所,简称 110kV 变电所。2.3 电力系统概述本变电所与电力系统联系 1 1、接线图#1 #2 #
3、3 #4 #5 #610kV110kV 变电所电力系统 Sj=100MVA110kV110kV 变DDDIAN说明 110kV 变电所通过两回 110kV 线路接至该变电所,再与电力系统相连。这里将 Sj取为 100MVA,系统侧提供短路电流为 22.17kA;按供电半径不大于 5kM 要求,110kV 线路长度 定为 4.8kM。110kV 变电所在电力系统中的地位和作用1、根据 110kV 变电所与系统联系的情况,该变电站属于终端变电所。2、110kV 变电所主要供电给本地区用户,用电负荷属于类负荷。2.4 110kV 变电所各级电压负荷情况分析2.4.1 供电方式 110kV 侧:共有两
4、回进线,由系统连接双回线路对 110kV 变电所供电。 10kV 侧:本期出线 6 回, 由 110kV 变电所降压后供电。 2.4.2 负荷数据 1、全区用电负荷本期为 27MW,共 6 回出线,每回按 4.5MW 计; 远期 50MW,14 回路,每回按 3.572MW 设计; 最小负荷按 70计算,供电距离不大于 5kM。 2、负荷同时率取 0.85,cos=0.8,年最大利用小时数 Tmax=4250 小时/年。3、所用电率取 0.1%。2.4 110kV 变电所的自然条件2.4.1 水文条件 1 1、海拔 80M 2 2、常年最高温度 40.3 3、常年最低温度 1.7 4、雷暴日数
5、62 日/年 5、污秽等级为 3 级 2.4.2 所址地理位置与交通运输情况地理位置不限制,交通便利。3 3 主变压器台数、容量、型式的选择主变压器台数、容量、型式的选择 3.1 主变压器的选择原则 1 1、主变压器台数 1)为了保证供电可靠性,变电所一般装设两台主变压器。 2)当只有一个电源或变电所可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时, 可装设一台。 3)对于大型枢纽变电所,根据工程具体情况,可安装 2 至 4 台变压器。 2 2、主变压器的容量 1)主变压器的容量应根据 5 至 10 年的发展规划进行选择,并考虑变压器正常 运行和事故时的过负荷能力。 2)对装有一台变压器的变电所,变
6、压器的额定容量应满足用电负荷的需要,按 下式选择: SnKSM或 SnKPM/cos式中,Sn变压器额定容量(kVA) ,SM, PM变电所最大负荷的视在功率和 有功功率(kVA,kW) ,cos 负荷功率因子,K负荷同时率,取 0.85。 3)对装有两台变压器的变电所中,当一台断开时,另一台变压器的容量一般保 证 70%全部负荷的供电,但应保证用户的一级负荷和大部分二级负荷。每台变压器容量 一般按下式选择:Sn0.7SM或 Sn0.7PM/cos。 3 3、主变压器的型式 1)相数; 2)绕组数与结构; 3)绕组接线方式; 4)主变调压方式; 5)冷却方式;3.2. 计算、选择、校验 1 1
7、、总负荷计算 根据负荷数据,近期 6 回出线,每回按 4.5MW 计,近期总负荷 PM=64.5=27MW。 2 2、主变压器台数、容量选择计算 1)计算主变容量SM 本期: SM=PMcos= 27/0.8=33.75MVA 选择主变容量、台数 a、SnKSM=0.8533.75=28.688MVA b、选两台主变压器,则每台主变容量 SnKSM/2=14.34MVA。 校验: 按主变压器容量选择原则第 3 点,要求任一台主变 Sn0.7SM S=0.733.75=23.625MVA, 远期: SM=PMcos= 50/0.8=62.25MVA 选择主变容量、台数 a、SnKSM=0.856
8、2.25MVAb、选两台主变压器,则每台主变容量 SnKSM/2=26.563MVA。 校验: 按主变压器容量选择原则第 3 点,选远期,要求任一台主变 Sn0.7SM S=0.762.5=47.75MVA, 选择变压器 SFZ9-50000/110 变压器。结合系统对本变电所的技术要求,最终选择 110kV 变电所主变容量 Sn=50MVA。 故所选变压器容量满足要求。 3 3、主变型式选择 按任务书要求并查 110kV 变电站设计指导手册附录 2-3。近期主变压器型式选择 SFZ750000/110;列表如下:额定电压 (kV)型号额定容量 (kVA)高压低压空载 电流 (%)空载 损耗
9、(kW)负载 损耗 (kW)阻抗 电压 (%)连接组别SFZ7- 31500/110500001108 1.25%10.50.54714810.5YN,d114 4 电气主接线方案的确定电气主接线方案的确定4.1 电气主接线设计的基本要求 对电气主接线有以下几方面的基本要求: 1、根据系统和用户的要求,保证必要的供电可靠性和电能质量。 2、具有运行、维护的灵活性和方便性。 3、具有经济性:在满足技术要求的前提下,力求经济合理。 4、具有将来发展和扩建的可能性。4.2 电气主接线设计方案的技术、经济比较与确定4.2.1 各级电压配电装置接线方式的拟定 根据电气主接线设计的基本要求及设计基本原则来
10、拟定各级电压配电装置接线方 式。 1 1、10kV 电压母线接线方式 1) 单母线接线2) 单母线分段3) 双母线接线 2 2、110kV 电压母线接线方式 1) 单母线接线 2) 单母线分段 3) 一台半断路器 3 3、主变台数 为了保证供电可靠性,装设两台主变压器。4.2.2 110kV 变电所可能采用的电气主接线方式如下:方案110kV单母线分段 接线单母线一台半断路 器接线多角形内桥接线10kV单母线分段单母线双母线接线单母线分段单母线分段110kV 变电所主接线方案简图如下: 方案方案: 方案方案:方案的技术比较方案方案: 110kV 电压母线采用单母线分段接线,当一段母线发生故障时
11、,分段断路器能 自动把故障切除,保证正常段母线不间断供电和不至于造成用户停电。缺点是当一段 母线或母线侧隔离开关故障或检修时,接在该母线上的回路都要在检修期间停电。可 以考虑采用此接线方式。 10kV 电压母线采用单母线分段接线,对重要用户可以从不同段母线引出两回 路,有两个电源供电,增加了供电的可靠性。缺点是当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时,接在该母线上的回路都要在检修期间停电。可以考虑采用此接线方式。 方案方案: 110KV 采用单母线,10KV 亦用单母线接线。优点是接线简单,操作方便,扩建 方便,缺点是可靠性差,母线或是隔离开关检修或是故障时,所有回路都要停电运行, 造成全厂长期
12、停电。方案方案: 110KV 侧采用一台半断路器交叉接线。优点是任何一台母线故障和检修,均不停 电,任何一断路器故障检修,也不会引起停电。缺点是接线复杂,占地面积大。 10KV 侧采用双母线接线,优点是供电可靠,可以轮流检修一组母线而不至于造 成供电中断,一组母线发生故障后,能迅速恢复供电,调度领会扩建方便 。方案方案: 110KV 侧采用多角形接线,优点是所以所用断路器比单母线分段还少一台,却具 有双断路器双母线的可靠性,任何一台断路器检修时,只需断开两侧隔离开关,不会 引起任何回路停电,没有母线,不会产生母线故障带来的影响,操作方便,任何一回 路故障时,只需断开与它相连的二台断路器,不会影
13、响其它回路工作。缺点是任何一 台断路器端来,多角形就开环运行,且运行方式变化大,亦给电气设备的选择造成困 难。 10KV 侧采用单母线分段。方案方案: 110KV 电压测采用内桥接线,内桥接线时在线路故障切除、投入时不会影响其它 回路工作,而缺点是在变压器故障或切除,投入时,要使得相应线路短时停电,一般 使用与线路较长,变压器不需要经常切换的地方,我们可以通过选择可靠性比较高的 SF6 变压器来解决这个问题。 10kV 处依旧选择单母线分段接线。结论:结论:从上述分析比较确定两个技术较好方案:选择方案 I 和方案 V,这两者皆 接线简单,并且有一定的可靠性。4.3 方案的经济比较 1 1、从电
14、气设备数目及配电装置比较(因为 10KV 侧均采用单母线分段接线,所以 这边比较以 110KV 侧主要设备投资为主。 )方案 项目方案方案 V10kV 配电装置单母线分段单母线分段 110kV 配电装置单母线分段内桥接线 主变台数22 高压断路器110kV53高压隔离开关110kV66 综合投资(万元)242.4156.6 2 2、计算综合投资 Z=Z0(1+a/100) Z0主体设备投资,包括主变、高压断路器、高压隔离开关及配电装置综合 投资等。 a附加投资,110kV 电压等级取 90%。 年运行费用 U 年运行费用 U=aA+ U1 + U2a电能电价(0.08元/KW.H)A变压器电能
15、损失; A=n(P0+KQ0)+1/n(P+ KQ)(S/SN)2t U1检修维护费,一般取(0.0220.042)Z,Z 为综合投资额。 U2折旧费,一般取(0.050.058)Z。I0(% )P0(kW)PK(kW)UK(%)0.547.76194.410.5 Q0=I0%*50000=250KVA QK=UK%*50000=5250KVA K 取 0.1 Tmax=为 4250h/年。方案 Z0=2*600+5*22.2+1.6*60=242.4 Z=242.4*(1+0.9)=460.56 U1=0.03*460.56=13.82 U2=0.05*242.4=12.12 n=2 K=0
16、.1 A=*4250=117.71(万元) 22* 47.760.1*2501/ 2 1480.1*525062.5/100 U=0.08*177.71+13.86+12.12=40.197(万元)方案 V Z0=2*600+3*22.2+1.6*60=156.6 Z=156.6*(1+0.9)=297.54 U1=0.03*297.54=8.92 U2=0.05*156.6=7.83 n=2 K=0.1 A=*4250=117.71(万元) 22* 47.760.1*2501/ 2 1480.1*525062.5/100 U=0.08*177.71+8.92+7.83=30.967(万元)由
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