1、发电厂电气部分课 程 设 计目录第 1 章 概述 51.1 设计的依据 51.2 电力系统概述 51.3 110kV 变电所各级电压负荷情况分析 61.4 110kV 变电所的自然条件 6第 2 章 电气主接线 72.1 电气主接线设计的基本要求 72.2 主变压器台数、容量、型式的选择 72.3 电气主接线设计方案的技术经济比较与确定 92.4 110kV 变电所主接线图 15第 3 章 所用电接线设计 163.1 所用电设计的要求及原则 163.2 所用变的确定及所用变接线的选择 16第 4 章 短路电流计算 194.1 短路电流计算的条件 194.2 短路电流计算方法和步骤 194.3
2、三相短路电流计算 20第 5 章 电气设备选择 255.1 电气设备选择的一般条件 255.2 10kV 配电装置电气设备选择 255.3 110kV 配电装置电气设备的选型 33参考文献 411第 1 章 概述11 设计的依据1.1.1 依据根据设计任务书下达的任务和原始数据设计。1.1.2 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。1.2 电力系统概述1.2.1 本变电所与电力系统联系1、接线图#1 #2 #3 #4 #5 #610kV110kV 变电所电力系统Xx=0.0451,S
3、j=100MVA110kV110kV 变DDDIAN22、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。由于原始数据未提供电力系统 XX、S j及 110kV 变电所接线路长度 L。这里将 XX取为 0.0451, Sj取为 100MVA;按供电半径不大于 5kM 要求,110kV 线路长度定为 4.8kM。1.2.2 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。1.3 110kV 变电所各级电压负荷情况分析1.3.1 供电方式1
4、10kV 侧：共有两回进线，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。1.3.2 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%。1.4 110kV 变电所的自然条件1.4.1 水文条件1、海拔 80M2、常年最高温度 40.33、常年最低温度 1.74、雷暴日数62
5、日/年5、污秽等级为 3 级1.4.2 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第 2 章 电气主接线2.1 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。2.2 主变压器台数、容量、型式的选择2.2.1 主变压器的选择原则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
6、电所，根据工程具体情况，可安装 2 至 4 台变压器。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，变压器的额定容量应满足用电负荷的需要，按下式选择：SnKS M或 SnKP M/cos式中，S n变压器额定容量（kVA） ，S M， 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
7、一般按下式选择：S n0.7S M或 Sn0.7P M/cos。43、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；2.2.2 计算、选择、校验1、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P M=64.5=27MW。2、主变压器台数、容量选择计算1）计算主变容量S MS M=P Mcos= 27/0.8=33.75MVA选择主变容量、台数a、S nKS M=0.8533.75=28.688MVAb、选两台主变压器，则每台主变容量 SnKS M/2=14.34MVA。查产品目录，选每台主变容量 Sn=31.5MVA
8、14.34MVA。c、校验：按主变压器容量选择原则第 3 点，要求任一台主变 Sn0.7S MS =0.733.75=23.625MVA，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=31.5MVA。故所选变压器容量满足要求。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 SFZ731500/11081.25%；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(kW)负载损耗(kW)阻抗电压(%)连接组别SFZ7-31500/110 3150011081.25% 10.5 1.1
9、42.2 148 10.5 YN,d112.3 电气主接线设计方案的技术、经济比较与确定2.3.1 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拟定各级电压配电装置接线方式。1、10kV 电压母线接线方式1） 单母线接线52） 单母分段接线2、110kV 电压母线接线方式1） 单母线接线2） 单母分段接线3） 桥式接线（因线路故障和操作的机会比变压器多，选用可靠性较好的内桥接线。 ）3、主变台数为了保证供电可靠性，装设两台主变压器。2.3.2 110kV 变电所可能采用的电气主接线方式如下：方案 110kV 单母线 接线 单母分段接线 单母分段接线 单母线 接线
10、内桥接 线 内桥接 线10kV 单母线 接线 单母分段接线 单母线 接线 单母分段接线 单母线 接线 单母分段接线主变 2 台 2 台 2 台 2 台 2 台 2 台110kV 变电所主接线方案简图如下：方案: 方案：图二（二）图一（一）#4 #6#5#3#2#1110kv10kvT1T2L1 L2#4 #6#5#3#2#1T1T2L1 L2110kv10kv6方案： 方案：方案： 方案：2.3.3 方案的技术比较1、六种方案的技术比较（略）2、选用两台主变的优缺点（略）3、从上述分析比较确定两个较好方案：（略）2.3.4 方案的经济比较1、从电气设备数目及配电装置比较图三（三）10kv#4
11、#6#5#3#2#1T1T2L1 L2110kv#4 #6#5#3#2#1T1T2L1 L2110kv10kv图四（四）L1 L2图五（五）10kv#4 #6#5#3#2#1T1T2110kv1L1 L2图六（六）10kvT1T2110kv#4 #6#5#3#27方案项目 方案 方案10kV 配电装置110kV 配电装置主变台数110kV高压断路器10kV110kV高压隔离开关10kV综合投资（万元）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%。主体设备参考价格如下：主变压器每台投
12、资 125 万元SF6 断路器每台投资 65 万元GW4-110 隔离开关每台投资 2.5 万元110kV 单母分段投资 559.73 万元内桥投资 303 万元方案：主体设备投资 Z0=2125+565+82.5+559.73=1154.73 万元综合投资 Z= Z0(1+a/100)=1154.73(1+90/100)=2193.987 万元方案：主体设备投资 Z0=2125+365+82.5+303=768 万元综合投资 Z= Z0(1+a/100)=768(1+90/100)=1459.2 万元3、年运行费用 U年运行费用 U=aA+ U 1 + U2a电能电价A变压器电能损失U1检修
13、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。8方案:U=aA+0.1Z=0.1674.78+0.12197.987=286.88 万元方案: U=aA+0.1Z=0.1674.78+0.11459.2=213.4 万元2.3.5 最佳方案的确定从技术上讲，110kV 电压母线主接线采用桥式接线，有一台变压器故障会影响到线路停电，但变压器故障的几率较小，从经济上分析采用桥式接线比采用单母分段接线减少了部分组件，减少了综合投资额。年运行费用也节省许多。故优先选用 110kV 母线接线为内桥接线。因此，方案为最佳方案即 110kV 母线采用
14、内桥接线，10kV 母线采用单母分段接线。2.4 110kV 变电所主接线图2.4.1 110kV 变电所电气主接线图第 3 章 所用电设计L1 L2110kVT1T2110kV#4 #6#5#3#293.1 所用电设计的要求及原则3.1.1 基本要求：1. 厂用电接线应满足正常运行的安全、可靠、灵活、经济和检修维护方便。2. 尽量缩小厂用电系统的故障范围，并应尽量避免引起全厂停电事故。3. 充分考虑发电厂正常、事故、检修、起动等运行方式下的供电要求，切换操作简便。4. 便于分期扩建或连续施工，对公用负荷的供电要结合远景规模统筹安排。3.1.2 设计原则：1. 变电站设计电压为380/220V。2. 母线接线方式A) 大型枢纽变电站采用单母线分段接线；B) 中小型变电站采用单母线接线。3. 60MVA 及以上变电站应装设两台所用变压器3.2 所用变的确定3.2.1 所用电变压器确定1. 所用电变压器台数：2 台2. 所用电变压器容量： （1）所用电率 0.1%（2）变容量 ：S N=nSBN=231500KVA=63000 kVA（3）所用电负荷 SJS1=0.1%*S N=0.1%63000=63kVA（4）S NS js*0.7
