本科毕业论文--110kV总降压变电站设计

本科毕业论文 发电厂设计

河北科技大学 郑能文

第一章 主变及所用变的选择

第一节 主变压器的选择

一、负荷统计分析

1、35kV侧 Q1max=Q2max=Q3max =Q4max =Q5max =

PP

222221max2max3max4max5max

/cos 21 P21max 2/0.852 100002 6197.44Kvar /cos 22 P22max 2/0.852 100002 6197.44Kvar /cos 23 P23max 60002/0.852 60002 3718.47Kvar /cos 24 P24max 60002/0.802 60002 4500Kvar /cos 25 P25max 60002/0.802 60002 4500Kvar

PPP

P

35

=P1max+P2max+P3max+P4max+P5max=10000+10000+6000+6000+6000=38000(KW) =Q1max+Q2max+Q3max+Q4max+Q5max

=6197.44+6197.44+3718.47+4500+4500=25113.35（KVar）

Q

35

S35MAX =

222P35 Q.352=45548.66（KVA） max35max=38000 25113

Cos 35

P=

35max

S35MAX

=

38000

=0.83

45548.66

考虑到负荷的同时率，35kV侧最大负荷应为： S’35MAX=S35MAX 35=45548.66 0.85=38716.36(KVA)

2、10kV侧: Q1max=

P

21max

/cos 21 P21max 25002/0.852 25002 1549.36Kvar

Q3max =Q4max =Q5max =Q6max =Q7max =Q8max =Q9max =Q10max =

PPPPPPP

223max4max

/cos 23 P23max 15002/0.802 15002 1125Kvar /cos 24 P24max 20002/0.852 20002 1239.49Kvar /cos 25 P25max 20002/0.802 20002 1500Kvar /cos 26 P26max 10002/0.852 10002 619.74Kvar /cos 27 P27max 2/0.802 10002 750Kvar /cos 28 P28max 2/0.852 10002 620Kvar /cos 29 P29max 15002/0.802 15002 1125Kvar /cos 210 P210max 2/0.852 15002 929.62Kvar

2

5max

2

6max

2

7max

2

8max

2

9max2

P

10max

P

10

=P1max+P2max+P3max+P4max+P5max+ P6max+P7max+P8max+P9max+P10max

=2500+2000+1500+2000+2000+1000+1000+1000+1500+1500＝16000（KW）

Q10= Q

1max+Q2max+Q3max+Q4max+Q5max+Q6max+Q7max+Q8max+Q9max+Q10max

=1549.36+1239.49+1125+1239.49+1500+619.74+750+620+1125+929.62=10697.7（KVar）

222.72=19246.84（KVA） S10MAX= P10max Q10max=16000 10697

Cos 10=

P

10

S10MAX

=

16000

=0.83

19246.84

考虑到负荷的同时率，10kV侧最大负荷应为：

MAX=S10MAX 10=19246.84 0.85=16359.81(KVA) S10

3、110kV侧:

2 2S110MAX=( P35max 35 P10max 10) ( Q35max 35 Q10max 10)

=(38000 0.85 16000 0.85)2 (25113.35 0.85 10697.7 0.85)2 =55076(KVA)

考虑到负荷的同时率，110kV侧最大负荷应为：

MAX= S110MAX 110=55076 0.85=46815(KVA) S110

二、主变台数的确定

根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.2条规定“在有一、二级负荷的变电所宜装设两台及以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。” 三、主变容量的确定：

根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.3条规定“装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60％的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。”

MAX 故本设计满足两个条件：1、两台总容量∑S≧S110

MAX 2、S≧（60－75）％S110

本变电所按建成后5年进行规划，预计负荷年增长率为5%，因此：

MAX（1+m）t=46815 （1+0.05）5=59749(KVA) ∑S＝S110

式中t为规划年限，m为增长率

S=60%∑S＝0.6 59749=35849.4(KVA)

查产品目录，选择两台变压器容量一样，每台容量为40000KVA。

四、主变型式

1、优先考虑选三相变压器

依设计原则，只要不受运输条件限制，应优先考虑三相变压器。该变电所主变压器为110kV降压变，单台容量不大（40000KVA），不会受到运输条件限制，故选用三相变压器。

2、具有三个电压等级

MAX/S110 MAX＝38716.36/46815＝0.83＞0.15 S35

MAX/S110 MAX＝16359.81/46815＝0.35＞0.15 S10

根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.4条规定“具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达该变压器容量的15％以上，主变压器宜采用三线圈变压器。”上述两式均大于15％，故选择主变为三圈变压器

3、本设计110kV主网电压采用中性点直接接地方式（大电流接地系统），而中压电网

为35kV（采用小电流接地系统）由于中性点具有不同的接地方式，而自耦变压器高低压侧之间有电的直接联系，要求高、低压绕组的中性点运行方式须一致，所以本所不宜采用自耦变压器，选择普通的三绕组变压器。 4、容量比

由上述计算可知：主变压器额定为40000KVA，35kV侧负荷占主变容量的97％，大于50％，为满足35kV侧负荷的要求与需要，故35kV侧容量取100％的额定容量。10kV侧负荷占额定容量的41％，小于50％，故10kV侧绕组容量取50％。从以上分析得出主变压器各绕组的容量比为100/100/50。 5、调压方式的选择

根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.5条规定“变压器的有载调压是改善电压质量，减少电压波动的有效手段，对电力系统，一般要求110kV及以下变电所至少采用一级有载调压变压器。”而本设计110kV变电所110kV及35kV侧负有化工厂、变电所、医院等重要负荷，对电能的质量和可靠性的要求较高，为保证连续供电和满足对电能质量的要求，并能随时调压，扩大调压幅度而不引起电网的波动，故应采用有有载调压方式的变压器，以满足供电要求。 6、中性点接地方式的确定

中性点直接接地系统主要优点是发生三相短路时，未故障相对地电压不升高，因此，电网中设备各相对地绝缘水平取决于相电压，使电网的造价在绝缘方面的投资越低，当电压越高，其经济效益越明显，因此我国规定电压大于或等于110kV的系统采用中性点直接接地。本变电站为终端变，中性点是否接地，由系统决定，所以在中性点加隔离刀闸接地。

6.1 35kV系统：

Ic＝

UN l350

=

35 (40 40 30 2 30 2 30 2)

＝26(A)

350

由电气专业资料可知：当35kV系统对地电容电流大于等于10A，应采用中性点经消弧线圈接地，所以本所35kV系统中性点采用经消弧线圈接地。 6.2 10kV系统 架空线：Ic1＝

UN l110 (25 2 15 20 15 6 2 20 2 15 2)

=＝5.2(A)

350350

电缆线：Ic2＝0.1 UN l2=0.1 10 (10×2+5+10×2)=45(A)

Ic＝Ic1+Ic2=5.2+45=50.2(A)

由于Ic＞30A，由电气专业资料可知：当10kV系统对地电容电流大于30A，中 性点必须接地，本所10kV系统对地电容电流大于30A，因此中性点需采用经接 地变压器接地。 6.3 接地变选择：

S＝U3 Ic＝103 ×50.2＝869.49KVA

7、接线组别

《电气设计手册》规定：变压器绕组的连接方式必须与系统电压相位一致，否则不能并列运行。

由于110kV系统采用中性点直接接地，35kV系统采用中性点经消弧线圈接地，10kV系统采用中性点经接地变压器接地，故主变的接线方式采用Y0/Yn0－11 8、绕组排列方式

由原始资料可知，变电所主要是从高压侧向中压侧供电为主，向低压侧供电为辅。因此选择降压结构，能够满足降压要求，主要根据的依据的《电力系统分析》，其绕组排列方式如下图所示：

低 中 高

根据以上分析结果，最终选择型号如下：SFSZ7－40000/110，其型号意义及技术参数如下：

–

110kV 额定容量：40000KVA 性能水平代号 有载调压方式 绕组数：三绕组 冷却方式：风冷 相数：三相

外形尺寸：8180×5050×6160mm 总重量：86.5吨 参考价格：100.3万元

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