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文档介绍
毕业设计(论文)-110千伏变电站设计
'110千伏变电站设计第一章绪论本毕业设计为新疆工业高等专科学校二○○六级电力系统自动化专业毕业设计,设计题目为:110KV变电站(电气部分)设计。此设计任务旨在体现我对本专业各科知识的掌握程度,培养我对本专业各科知识进行综合运用的能力,同时检验本专业学习三年以来的学习结果。首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数,分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性,然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑,并通过对负荷资料的分析,安全,经济及可靠性方面考虑,确定了110kV,35kV,10kV以及站用电的主接线,然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数,容量及型号,同时也确定了站用变压器的容量及型号,最后,根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果,对高压熔断器,隔离开关,母线,绝缘子和穿墙套管,电压互感器,电流互感器进行了选型,从而完成了110kV电气一次部分的设计。根据现有的条件《电力系统自动化》专业毕业设计任务书的要求,设计110KV148团变电站。110KV148团变电站,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。56 110千伏变电站设计第二章原始资料分析1.1原始资料1、待建110KV148团变电站从相距30km的110KV石河子城东变电站受电。2、待建110KV148团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–25℃。﴾2﴿年平均气温17℃。4、待建110KV148团变电站各电压级负荷数据如下表:电压等级线路名称最大负荷(MW)COSФ负荷级别供电距离(KM)Tmax及同时率35KV149团线200.85175000/0.9150团线200.85210纱厂线150.8212化工厂线150.8210加工厂线110.81810KV团直线30.8511.53500/0.85团机关线0.50.8521.0团直东线20.822.5团直西线1.50.821.5加工一厂线10.821.0加工二厂线20.811.52.1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)COSФ负荷级别Tmax/同时率35KV149团线209.190.915000/0.9150团线207.270.92纱厂线155.330.92化工厂线159.190.92加工厂线117.270.9110KV团直线31.460.913500/0.85团机关线0.50.250.9256 110千伏变电站设计团直东线20.920.92团直西线1.50.740.92加工一厂线10.490.92加工二厂线20.920.9156 110千伏变电站设计第三章110KV148团变电站接入系统设计1.1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110KV148团变电站的最高电压等级应为110kV。2.1确定回路数110KV148团变电站建成后,所供用户中存在Ⅰ、Ⅱ类重要负荷,因此110KV148团变电站应采用双回110KV线路接入系统。3.1确定110KV线路导线的规格、型号由于待建110KV148团变电站距离受电110KV盐城东郊变电站30KM,处于农田地区,因此应采用架空线路,导线选择LGJ型。4.1110KV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110KV148团变电站总负荷的计算~S35=P35+jQ35=20+20+15+15+11+j(9.19+9.19+7.27+7.27+5.33)=81+j38.25~S35(1+5%)5=(81+j38.25)×1.28=103.7+j49S35=114.8~S10=P10+jQ10=3+0.5+2+1.5+1+2+j(1.46+0.92+0.49+0.58+0.39+0.92)=10+j4.76~S10(1+5%)5=(10+j4.76)×1.28=12.8+j6.1S10=14.2~S110=K110[K35~S35+K10~S10](1+5%)5 =0.95[0.9(81+j38.25)+0.85(10+j4.76)]*1.055 =98.7+j46.65S110=√(98.72+46.652)=109.2COSΦ=P110/S110=98.7/109.2=0.92、根据Tmax查图3-1,软导线经济电流密度表,确定JecP35*Tmax35+P10*Tmax1081*5000+10*3500Tmax=——————————=——————————=4835(小时)P35+P1081+10查图3-1得Jec=1.15(A/mm2)3、计算导线的经济截面积SJ,查附表1-21找出S选56 110千伏变电站设计IJ0.5S110/(√3UN)(0.5*109.2/1.732*110)*103SJ=——=————————=————————————=249.2(mm2)JJ1.154、结论:选取导线规格为2回LGJ-240/405、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①正常运行时:n=2PR+QX98.7×0.12×30+46.65×0.4×30△U%=————=—————————————————×100%2UN22×1102=3.8%<10%,符合要求。②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+QX98.7×0.12×30+46.65×0.4×30△U%=————=—————————————————×100%UN21102=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LGJ-240/40导线接入系统。56 110千伏变电站设计第四章110KV148团变电站地方供电系统设计1.135KV149团线路设计1、确定回路数35KV149团线路所供用户为Ⅰ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110KV148团变电站处于平原农田地区,因此采用架空线路,导线选择LGJ型。3、线路导线截面选择(1)35KV149线路总负荷的计算~S35=P35+jQ35=(20+j9.19)*(1+5%)5=25.5+j11.7S35=√(25.52+11.72)=28.1COSΦ=P110/S110=25.5/28.1=0.9(2)根据Tmax查图3-1,软导线经济电流密度表,确定JecTmax=5000(小时)查图3-1得Jec=1.12(A/mm2)(3)计算导线的经济截面积SJ,查附表1-21找出S选IJ0.5S35/(√3UN)(0.5*28.1/1.732*35)*103SJ=——=————————=———————————=209(mm2)JJ1.12(4)结论:选取导线规格为2回LGJ-185/304、对所选导线进行校验;(1)、按机械强度校验S选=LGJ-185/30大于LGJ-35,符合要求。(2)、接电晕校验S选=LGJ-185/30大于LGJ-70,符合要求。(3)、按电压降校验①正常运行时:n=2PR+QX25.5×0.17×10+11.7×0.38×10△U%=————=—————————————————×100%2UN22×352=3.5%<10%,符合要求。②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+QX25.5×0.17×10+11.7×0.38×10△U%=————=—————————————————×100%UN2352=7%<15%,符合要求。2.135KV150团线路设计56 110千伏变电站设计1、确定回路数35KV150团线路所供用户为Ⅰ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110KV148团变电站处于平原农田地区,因此采用架空线路,导线选择LGJ型。3、线路导线截面选择(1)35KV150线路总负荷的计算~S35=P35+jQ35=(20+j9.19)*(1+5%)5=25.5+j11.7S35=√(25.52+11.72)=28.1COSΦ=P110/S110=25.5/28.1=0.9(2)根据Tmax查图3-1,软导线经济电流密度表,确定JecTmax=5000(小时)查图3-1得Jec=1.12(A/mm2)(3)计算导线的经济截面积SJ,查附表1-21找出S选IJ0.5S35/(√3UN)(0.5*28.1/1.732*35)*103SJ=——=————————=———————————=209(mm2)JJ1.12(4)结论:选取导线规格为2回LGJ-185/304、对所选导线进行校验;(1)、按机械强度校验S选=LGJ-185/30大于LGJ-35,符合要求。(2)、接电晕校验S选=LGJ-185/30大于LGJ-70,符合要求。(3)、按电压降校验①正常运行时:n=2PR+QX25.5×0.17×10+11.7×0.38×10△U%=————=—————————————————×100%2UN22×352=3.5%<10%,符合要求。②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+QX25.5×0.17×10+11.7×0.38×10△U%=————=—————————————————×100%UN2352=7%<15%,符合要求。3.135KV纱厂线路设计1、确定回路数35KV纱厂线路所供用户为Ⅰ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110KV148团变电站处于平原农田56 110千伏变电站设计地区,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纱厂线路总负荷的计算~S35=P35+jQ35=(15+j7.27)*(1+5%)5=19.1+j9.3S35=√(19.12+9.32)=21.2COSΦ=P110/S110=19.1/21.2=0.9(2)根据Tmax查图3-1,软导线经济电流密度表,确定JecTmax=5000(小时)查图3-1得Jec=1.12(A/mm2)(3)计算导线的经济截面积SJ,查附表1-21找出S选IJ0.5S35/(√3UN)(0.5*21.2/1.732*35)*103SJ=——=————————=———————————=156.1(mm2)JJ1.12(4)结论:选取导线规格为2回LGJ-150/254、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4正常运行时:n=2PR+QX19.1×0.21×12+9.3×0.387×12△U%=————=—————————————————×100%2UN22×352=3.7%<10%,符合要求。②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+QX19.1×0.21×12+9.3×0.387×12△U%=————=—————————————————×100%UN2352=7.4%<15%,符合要求。4.135KV化工厂线路设计1、确定回路数35KVB线路所供用户为Ⅰ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110KV148团变电站处于平原农田地区,因此采用架空线路,导线选择LGJ型。56 110千伏变电站设计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=(15+j7.27)*(1+5%)5=19.1+j9.3S35=√(19.12+9.32)=21.2COSΦ=P110/S110=19.1/21.2=0.9(2)根据Tmax查图3-1,软导线经济电流密度表,确定JecTmax=5000(小时)查图3-1得Jec=1.12(A/mm2)(3)计算导线的经济截面积SJ,查附表1-21找出S选IJ0.5S35/(√3UN)(0.5*21.2/1.732*35)*103SJ=——=————————=———————————=156.1(mm2)JJ1.12(4)结论:选取导线规格为2回LGJ-150/254、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4正常运行时:n=2PR+QX19.1×0.21×12+9.3×0.387×12△U%=————=—————————————————×100%2UN22×352=3.7%<10%,符合要求。②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+QX19.1×0.21×12+9.3×0.387×12△U%=————=—————————————————×100%UN2352=7.4%<15%,符合要求。5.135KV加工厂线路设计1、确定回路数35KV加工厂线路所供用户为Ⅱ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110KV148团变电站处于平原农田56 110千伏变电站设计地区,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加工厂线路总负荷的计算~S35=P35+jQ35=(11+j5.33)*(1+5%)5=14+j6.8S35=√(142+6.82)=15.56COSΦ=P110/S110=14/15.56=0.9(2)根据Tmax查图3-1,软导线经济电流密度表,确定JecTmax=5000(小时)查图3-1得Jec=1.12(A/mm2)(3)计算导线的经济截面积SJ,查附表1-21找出S选IJ0.5S35/(√3UN)(0.5*15.56/1.732*35)*103SJ=——=————————=———————————=114.6(mm2)JJ1.12(4)结论:选取导线规格为2回LGJ-120/254、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①正常运行时:n=2PR+QX14×0.22×8+6.8×0.39×8△U%=————=———————————————×100%UN2352=3.7%<10%,符合要求。②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+QX14×0.22×8+6.8×0.39×8△U%=————=———————————————×100%UN2352=7.4%<15%,符合要求。56 110千伏变电站设计第五章110KV148团变电站主变选择主变压器的型式、容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外,还应根据电力系统5~10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素,进行综合分析和合理选择。在选择主变压器容量时对重要变电所,应考虑当一台主变器停运时,其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内,应满足Ⅰ类及Ⅱ类负荷的供电;对一般性变电所,当一台主变压器停运时,其余变压器容量应能满足全部负荷的60%~70%。本变电所主变容量按远景负荷选择,并考虑到正常运行和事故时过负荷能力。1.1主变方案选择方案一:单台三相三绕组变压器,型号SFSZ9-120000/110,电压等级110/35/10。方案二:两台三相双绕组变压器,其中一台型号为SFSZ9-90000/110,电压等级110/35;另一台为SFSZ9-20000/110,电压等级110/10。方案三:四台三相双绕组变压器,其中两台型号为SFSZ9-90000/110,电压等级110/38.5;另两台型号为SFSZ9-12000/110,电压等级110/10。方案四:两台三相三绕组变压器,型号为SFSZ9-75000/110,电压等级110/35/10。2.1主变方案技术比较方案比较方案一方案二方案三方案四优点接线简单、占地面积小。接线简单。运行可靠性、灵活性高,能满足重要用户的需要。运行可靠性、灵活性高,能满足重要用户的需要。缺点运行可靠性、灵活性差,不能满足重要用户的需要。运行可靠性、灵活性差,不能满足重要用户的需要。选用变压器多,运行维护工作量大。110KV148团变电站有重要的Ⅰ、Ⅱ类负荷,为满足运行的可靠性和灵活性,应选择两台以上变压器,因此选择方案三、方案四进行经济比较分析。3.1主变容量、参数选择1、方案三,如图56 110千伏变电站设计35KV负荷由两台电压为110KV/35KV变压器供电,其中一台主变事故停运后,另一台主变压器的容量应保证35KV用户的一级和二级全部负荷的供电。35KV用户的一级和二级全部总容量:S35=89.57(MVA),因此可选择两台SFPSZ9-90000/110型三相三绕组有载调压变压器,接线组别:YN,d11。10KV负荷由两台电压为110KV/10KV变压器供电,其中一台主变事故停运后,另一台主变压器的容量应保证10KV用户的一级和二级全部负荷的供电。10KV用户的一级和二级全部总容量:S10=11.08(MVA),因此可选择两台SFSZ9-12500/110型三相三绕组有载调压变压器,接线组别:YN,d11。1、方案四,如图所有负荷均由两台电压为110KV/35KV/10KV变压器供电,其中一台主变事故停运后,另一台主变压器的容量应保证所有用户的70%全部负荷的供电。用户的70%全部总容量:S110=76.3(MVA),因此可选择SFPSZ9-75000/110型三相三绕组有载调压变压器,接线组别:YN,yn0,d11。由于15%S110=15%×109.2(MVA)=16.38(MVA)>S10=11.08(MVA),15%S110=15%×109.2(MVA)=16.38(MVA)查看更多