110kv无人值班降压变电站的设计(编辑修改稿)

110kv无人值班降压变电站的设计(编辑修改稿)内容摘要：

，根据电网结构、变电站地理环境、交通、消防条件、站地区社会经济状况，因地制宜地制定设计方案；除按照电网规划中规定的变电站在电网中地位和作用考虑其控制方式外，其与电网配合、继电保护及安全自动装置等均应能满足运行方式的要求；自动化技术装备上要坚持安全、可靠、经济实用、正确地处理近期建设与远期发展关系，做到远近结合；节约用电，减少建筑面积，既降低电网造价，又满足了电网安全经济运行；对一、二次设备及土建进行必要简化，取消不必要措施；满足备用电源自投、无功功率和电压调节的要求。 以支持当地工业用电 要求，为其可持续健康发展奠定坚实的基础。 变电站的基本情况 为满足清河开发区用电要求，提高对开发区供电的可靠性和电能质量，根据系统发展规划，拟建设一座 110/35/10KV的区域性终端变电站，设计原始资料要 2 求如下： 1） 主供电源由北郊变 110KV母线供给，一回由北郊变直接供给，另一回由北郊变经大明湖供给形成环形网络 2） 电压等级： 110/35/10KV 3） 设计容量：拟设计安装两台主变压器 4） 进出线及负荷情况： ① 110KV侧， 2 回进线、 4 回出线； ② 35KV侧， 2 回进线、 6 回出线； ③ 10KV侧， 2 回进线 、 14 回出线； 5） 所设计变电所具有高可靠性、电力建设造价尽量低的特点，同时所有一次设备的实时状态信息通过上位机界面显示出来。 变电站相关基本概念 ① 按突然中断供电造成的损失程度分为：一级负荷、二级负荷、三级负荷。 一级负荷中断供电将造成人身伤亡和将在政治经济上造成重大损失，如造成重大设备损坏，打乱重点企业生产次序并需要长时间的恢复，重要铁路枢纽无法工作，经常用于国际活动的场所的负荷。 ② 一级负荷供电可靠性要求高，一般要求有一个以上的供电电源（来自不同的变电所或发电厂，或虽来自同一变电所，但 故障时不相互影响不同母线段供电）。 ③ 同时率 ： 各用户负荷最大值不可能在同一时刻出现，一般同时率大小与电力用户多少、各用户的用电特点有关。 对所建变电所在电力系统中的地位、作用和用户的分析，变电所根据它在系统中的地位，可分为以下几类 ： ④ 枢纽变电所：位于电力系统的枢纽点，连接电力系统的高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为 330500kv 的变电所，成为枢纽变电所 ， 全所停电后，将引起系统的瘫痪。 ⑤ 中间变电所：高压侧以交流潮流为主，起系统交换功率的作用，或是长距离输电线路分段，一般汇集 23 个电源，电压为 220330kv，同时降压供当地使 3 用，这样的变电所主要起中间环节的作用，所以叫中间变电所。 全所停电后将引起区电网瓦解。 ⑥ 地区变电所：高压侧一般为 110220kv，向当地用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。 全所停电后，仅使该地区中断供电。 ⑦ 终端变电所：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧多为 110kv 经降压后直接向用户供电的变电所 ， 全所停电后仅使用户中断供电。 4 负荷计算 负荷资料 1） 35KV 侧： 最大负荷为 42MW， cosφ =，重要负荷占 65%； 2） 10KV 侧：具体负荷情况如表 21所示。 表 21 10KV用户负荷统计资料 负 荷计算 负荷计算采用：需用系数法计算电力负荷。 公式如下： NEdca PKP  （ 21） tancaca PQ  （ 22） 22 cacaca QPS  （ 23） )3/( Ncaca USI  （ 24） 最大负荷时： 1） 35KV出线侧负荷计算   M V a rPQ LL 8 0 2 r c c o st a n42t a n   2） 10KV出线侧负荷计算   M V a rPQ LL 1 1 r c c o st a n1 8 0 0t a n 111 39。 39。     M V a rPQ LL 6 9 r c c o st a n9 0 0t a n 222 39。 39。     M V a rPQ LL 2 9 r c c o st a n2 4 0 0t a n 333 39。 39。     M V a rPQ LL 9 6 r c c o st a n2 0 0 0t a n 444 39。 39。   序号 用户名称 最大负荷（ kW） cosφ 回路数 1 矿机厂 1800 2 2 机械厂 900 2 3 电机厂 2400 2 4 炼油厂 2020 2 5 冶金厂 600 2 6 汽车厂 2100 2 备注 重要负荷占 62% 5   M V a rPQ LL 3 8 r c c o st a n6 0 0t a n 555 39。 39。     M V a rPQ LL r c c o st a n2 1 0 0t a n 666 39。 39。   于是母线侧的总负荷为： MwPKPKP cDcDc )(39。 21m a x  (25) M V a r QKQKQ cDcDc ) 3 8 6 9 9 1 ( 0 39。 21m a x  (26) 则系统在最大运行方式下的计算负荷为： M V AQPS ccc 22m a xm a xm a x 22  (27) 主变压器的选择 主变压器的选择主要包括变压器的容量、变压器的台数、变压器的型式、绕组连接方式、变压器的调压方式和对变压器的阻抗选择。 一下分别根据本次设计进行详细的阐述。 主变压器容量和台数的确定 主变压器的容量一般按变电所建成 5~10 年的规划负荷选取，并适当的考虑到远期 10~20 年的负荷发展。 再者，可根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。 对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变故障或检修停运时，其余主变容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应能保证用户的 一级和二级负荷，一般性变电所，应能保证全部负荷的 70%。 根据负荷计算： M V AQPS ccc 22m a xm a xm a x 22  主变压器的台数，对于开发区的一次变电站应以装设两台变压器为宜，故选择两台 40000KVA 主变压器。 主变压器型式的确定 6 变压器采用三相或单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性及运输条件等因素，在不受运输条件限制时， 330KV 及以下的变电所均应选用三相变压器，对具有三种电压的变电所，如果通过主变压器各侧绕组的功率均达到 该变压器容量的 15%以上时，采用三绕组变压器，本变电站变压器各侧绕组的功率均达到了总容量的 15%，故选三相三绕组变压器。 绕组连接方式选择 变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则，不能并列运行，电力系统采用的绕组连接方式只有星形和三角形，如何组合要根据具体工程来确定，我国 110KV及以上电压变压器绕组都采用 Y0 连接， 35KV采用 Y连接， 35KV以下电压等级变压器绕组都采用 Δ 连接，所以本变电所主变压器绕组连接方式为Y0/Y/Δ . 调压方式的选择 普通 型的变压器调压范围很小，仅为 177。 5%而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头就无法满足要求，有载调压的调整范围较大，一般在 15%以上，而且，既要向系统传输功率，又可能从系统倒送功率，要求母线电压恒定保证供电质量的情况下，有载调压变压器可以实现。 因此选用有载调压变压器。 主变压器阻抗的选择 对于三绕组变压器目前在制造商有两种基本的组合方式，即“升压结构”和“降压结构”。 “升压型”的绕组排列顺序为自铁芯向外一次为中、低、高，所以变压器中压侧阻抗最大。 “降压型” 的绕组排列顺序为自铁芯向外依次为低、中、高，所以高、低压侧阻抗最大。 根据以上综合比较，所选主变压器的特性数据如下： 型式： SFSZ1040000/110 连接组别号： Yn/yn0/d11 调压范围为：高压 110177。 8% 中压 3 、 177。 2% 低压 、 、 、 11 阻抗电压为：高 — 中 高 — 低 7 中 — 低 结构形式为：降压结构 空载 损耗（ kW）： 负载损耗（ kW）： 空载电流（ %）： 无功补偿 无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。 无功补偿方式有两种：即高压集中补偿和低压分散补偿。 补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两类。 补偿作用 1）对 110KV 及以下电网中的串联电容补偿装置：用以减少线路电压降，降低受端电压波动，提高供电电压，在闭合电网中，改善潮流分布，减少有功损耗。 2）在变电所中，并联电抗补偿装置常 接在主变压器的低压侧，对调相机，并联电容补偿装置和静止补偿装置都直接连接或通过变压器并接于需补偿无功的变电所、换流站的母线上，也可连接在变电所 110KV 电压母线上。 3）补偿装置设置于发电厂、变电所、配电所、换流站或开关站中，大部分连接在这些厂站母线上，也有的补偿装置是并联或串联在线路上。 补偿容量的计算 根据设计原始资料得知，该站 10KV 侧出现部分需要补偿，要求功率因数补偿到 以上，根据该站情况采用在低压侧并联电容器的方法进行补偿。 要求补偿的无功容量为：  39。 ta nta n   PQ c (28) 其中 39。  ，故 39。 。 每相补偿的电容值为： 23/ cQC （ 29） 则每项补偿的具体情况如下： 8 1） 矿机厂： MwkwP 8 0 01  1  1     v ar5 2 a nt a n 39。 111 MPQ c     fQC c  5 5 1 43/105 2  故电容值选择数值至少为 ，每相装设一个电容器。 2） 机械厂： MwkwP  2   2      v a r4 0 a nt a n 39。 222 MPQ c     fQC c  2 9 4 2 9 1 43/104 0  故电容值选择数值至少为 ，每相装设一个电容器。 3） 电机厂： MwkwP 4 0 03  3   3      v a r5 0 a nt a n 39。 333 MPQ c     fQC c  5 3 1 43/105 0  故电容值选择数值至少为 ，每相装设一个电容器。 4） 炼油厂： MwkwP 220204  4   9 4      v a a nt a n 39。 444 MPQ c     fQC c  1 8 3 1 8 1 43/ 故电容值选择数值至少为 ，每相装设一个电容器。 5） 冶金厂： MwkwP  5 。