110kv变电站设计_本科毕业设计论文(编辑修改稿)

110kv变电站设计_本科毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

（ 2）本变电站的出线情况为： 35kV 出线 6 回， 10kV 线路 8 回。 （ 3）本变电站所处的自然条件为：平均海拔 1200m，年最高气温 35℃ ，年最底气温 20℃ ，年平均气温 20℃ ，最热月平均气温 30℃ ，土壤温度 25℃。 （ 4）本变电站各电压等级负荷数据如表 11 所示。 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 2 表 11 负荷情况 电压 等级 负荷名称 每回最大负荷（ kW） 功率因数 线路长度（ km） 35kV L1 国际华都 5000 5 L2 王庄煤矿 6000 8 L3 常村煤矿 5000 7 L4 漳村煤矿 5000 11 L5 司马煤矿 4000 3 L6 集团家属区 9000 4 10kV La 潞安集团 职工大学 2020 10 Lb 潞安总 医院 3000 3 Lc 山西潞安树脂有限 公司 700 7 Ld 高河煤矿 1200 4 Le 大成公司 1000 3 Lf 后勤中心 500 9 Lg 修理厂 600 5 Lh 潞安 华亿有限公司 2020 9 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 3 2 负荷计算及变压器的选择 负荷计算的目的是为了掌握用电情况，合理选择配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器、开关等。 负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行。 负荷计算偏大，则造成设备浪费和投资增大。 因此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全，经济运行的必要手段。 要进行主变压器容量的确定、电气设备的选择、母线的选择与校验以及变压器各出线侧最大持续工作电流的计算，都必须首先计算各侧的负荷，包括 110kV 侧负荷、 35kV侧负荷、 10kV 侧负荷。 目前，我国设计部门在进行企业供电设计时 , 经常采用的电力负荷计算方法有：需要系数法、二项式系数法、利用系数法、单位电耗法和单位面积功率法等。 其中： （ 1）需要系数法。 对于用电户或一组用电设备，当在最大负荷运行时所安装的所有用电设备不可能全部同时运行，也不可能全部以额定负荷运行，再加之线路在输送电力时必有一定的损耗，而用电设备本身也有损耗，故不能将所有设备的额定容量简单相加来作为用电户或设备组的最大负荷，必须要对相加所得到的总额定容量 NP 打一个折扣。 其实质是用一个小于 1 的需要系数 dK 对用电设备组的总额定容量 NP 打一定的折扣。 这种方法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用，且计算结果上符合实际，因此这种计算方法采用最广泛，尤其对各用电设备容量相差较小，且用电设备数量较多的用电设备组，这种计算最适宜。 （ 2） 二项式系数法。 主要适用于各种设备容量相差大的场所，如机械加工企业、煤矿综合采工作面等。 （ 3）利用系数法。 以平均负荷作为计算依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系。 这种计算方法虽理论依据较充分，但由于目前积累的实用数据不多且计算步骤较繁琐，精确度小，所以目前已逐渐不被采用。 最后两种方法常用于方案估算，经过比较，选用需要系数法更为合适。 由公式： NΣdPKP (21) θPQ tan (22) 22 QPS  (23) NUSI 3/ (24) 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 4 其中 P —— 该用电设备组的有功功率； Q —— 该用电设备组的无功功率； S —— 该用电设备组的视在功率； I —— 该用电设备组的计算负荷电流； dK —— 需要系数； NΣP —— 该用电设备组的设备总额定容量； θ —— 功率因数角； NU —— 额定电压； 在配电干线上或车间变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，而各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数 K。 经查 《电 气工程手册 》 知，计算负荷的同时系数参考值： （ 1）计算负荷小于 5000kW 时取 ～ （ 2）计算负荷为 500010000kW 时取 （ 3）计算负荷超过 10000kW 时取 负荷计算 35kV 侧的负荷计算 由表 11 得 MW34MW)945565(1 NP 因为 10000kW34M W  ，故 35kV 侧同时系数 K 取。 又 35kV 侧的需要系数 1dK为 ，于是 35kV 母线侧的总负荷为 6 M  Nd PKP 9 6 M v a )850a r c c o s(t a a n11  .θPQ 则 35kV 母线侧的计算负荷为： 6M V A321211  QPS 10kV 侧的负荷计算 由表 11 得  ）（NP 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 5 因为 10000kW11M W  故 10kV 侧同时系数 K 取。 又 10kV 侧的需要系数 2dK为 ，于是 10kV 母线侧的总负荷为  Nd PKP M v a ) M v a r c c o s(t a a n22  PQ 则 10kV 母线侧的计算负荷为： M V A1122222  QPS 系统的总负荷计算 (1)35kV 侧 M va )850a r c c o s(t a n5t a n11  .θPQ LL M v a )850a r c c o s(t a n6t a n22  .θPQ LL M v a )850a r c c o s(t a n5t a n33  .θPQ LL M v a )850a r c c o s(t a n5t a n44  .θPQ LL M v a )850a r c c o s(t a n4t a n55  .θPQ LL M v a )850a r c c o s(t a n9t a n66  .θPQ LL 则 0 8 M v a v a  ）（Q （ 2） 10kV 侧 M v a )90a r c c o s(t a n2t a n  .θPQ LaLa M v a )80a r c c o s(t a n3t a n  .θPQ LbLb M v a )820a r c c o s(t a a n  .θPQ LcLc M v a )850a r c c o s(t a a n  .θPQ LdLd M v a )80a r cc o s(t a n1t a n  .θPQ LeLe M v a )80a r c c o s(t a a n  .θPQ LfLf M v a )850a r c c o s(t a a n  .θPQ LgLg M v a )850a r c c o s(t a n2t a n  .θPQ LhLh 则 1 9 M v a v a  ）（Q 又 35kV 侧与 10kV 侧的同时系数 K 为 ， 于是母线侧的总负荷为 3 1 . 9 6 M WMW)(  ）（ PKPKKP dd ）（ 2211   QKQKKQ dd 0 7 M v a v a  ）（ 则系统的计算负荷为： M V  QPS 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 6 主变压 器的选择 主变压器的选择原则 在各级电压等级的变电站中，变压器是变电站中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务。 由于 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，所以主变压器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。 否则，将造成经济技术上的不合理。 如果主变压器容量 选 的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且 会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。 因此，确定合理的变压器的容量是变电站安全可靠供电和网络经济运行的保证。 本变电站主变容量按远景负荷选择，并考虑到正常运行和事故过负荷能力。 主变压器台数的选择 主变台数确定的要求： （ 1）对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。 （ 2） 对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器 的可能性。 由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是 郊区 110kV 降压变电站，它是以110kV 受功率为主。 把所受的功率通过主变传输至 35kV 及 10kV 母 线上。 若全所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解，影响整个 区的供电，因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。 为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。 当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担 70%的负荷保证全变电所的正常供电。 考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系考紧密，故选用两台主变压器 ，并列运行且容量相等。 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 7 主变压器的运行方式 变压器是电力网中的重要电气设备，由于连续运行的时间长，为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性，在运行中通常将两台或以上变压器并列运行。 变压器并列运行，就是将两台或以上变压器的一次绕组并联在同一电压的母线上，二次绕组并联在另一电压的母线上运行。 其意义是：当一台变压器发生故障时，并列运行的其它变压器仍可以继续运行，以保证重要用户的用电；或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器，再将要检修的变压器停电检修，既能保证变压器的计划检修，又能保证不中 断供电，提高供电的可靠性。 又由于用电负荷季节性很强，在负荷轻的季节可以将部分变压器退出运行，这样既可以减少变压器的空载损耗，提高效率，又可以减少无功励磁电流，改善电网的功率因数，提高系统的经济性。 变电站主变压器型式的选择 （ 1） 相数的选择 当不受运输条件限制时，在 330kV 以下的变电所均应选择三相芯式变压器。 而选择主变压器的相数时，应根据原始资料以及设计变电所的实际情况来选择。 单相变压器组，相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂化，也增加了维护及倒 闸操作的工作量。 本次设计的变电所，位于 郊区，交通便利，不受运输的条件限制，故本次设计的变电所选用三相变压器。 （ 2）绕组数的选择 在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器各侧的绕组的功率均达到该变压器容量的 15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变压器宜采用三绕组变压器。 一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。 （ 3）连接组别的选择 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。 我国 110kV及以上电力变压器绕组都采用 YN 连接； 35kV 采用 Y 连接，其中性点多通过消弧线圈接地， 35kV 以下电力变压器绕组都采用 △ 连接。 由于有载调压较容易稳定电压，减少电压波动，所以选择有载调压方式，且规程上规定对电力系统一般要求 10kV 及以下变河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 8 电站采用一级有载调压变压器。 故本站主变压器选用有载三圈变压器，接线方式采用星形 /星形 /三角形连结。 （ 4）容量比的选择 由原始资料可知， 35kV 中压侧为主要受功率绕组， 而 10kV 侧。