电气课程设计110kv降压变电所电气部分设计

电气课程设计110kv降压变电所电气部分设计学号：同组人：时间：2011 __大学__学院电光系一、原始资料1.负荷情况本变电所为某城市开发区新建110KV降压变电所，有6回35KV 出线，每回负荷按4200KW考虑，cosφ=0.82, Tmax=4200h，一、二类负荷占50%，每回出线长度为10Km；另外有8回10KV出线，每回负荷2200KW，cosφ=0.82, Tmax=3500h，一、二类负荷占30%，每回出线长度为10km；2.系统情况本变电所由两回110KV电源供电，其中一回来自东南方向30Km处的火力发电厂；另一回来自正南方向40Km处的地区变电所。

本变电所与系统连接情况如图附I—1所示。

图附I—1 系统示意图最大运行方式时，系统1两台发电机和两台变压器均投入运行；最小运行方式时，系统1投入一台发电机和一台变压器运行，系统2可视为无穷大电源系统。

3.自然条件本所所在地的平均海拔1000m，年最高气温40℃,年最低气温-10℃，年平均气温20℃，年最热月平均气温30℃，年雷暴日为30天，土壤性质以砂质粘土为主。

4.设计任务本设计只作电气初步设计，不作施工设计。

设计内容包括：①主变压器选择；②确定电气主接线方案；③短路电流计算；④主要电气设备及导线选择和校验；⑤主变压器及出线继电保护配置与整定计算⑥所用电设计；⑦防雷和接地设计计算。

二、电气部分设计说明书（一）主变压器的选择（组员：丁晨）本变电所有两路电源供电，三个电压等级，且有大量一、二级负荷，所以应装设两台三相三线圈变压器。

35KV侧总负荷P=4.2×6MW=25.2MW，10KV侧总负荷P=2.2×8=17.6MW，因此，总计算负荷S为S=(25.2＋17.6)/0.82MVA=52.50MVA 每台主变压器容量应满足全部负荷70%的需要，并能满足全部一、二类负荷的需要，即S≥0.7 S30=0.7×52.20MVA=36.54MVA 且S≥（25.2×50%＋17.6×30%）/0.82MVA=21.80MVA 故主变压器容量选为40MVA，查附录表Ⅱ-5，选用SFSZ9—__/110型三相三线圈有载调压变压器，其额定电压为110±8×1.25%/38.5±5%/10.5KV。

YNyn0d11接线，阻抗电压U%=10.5, U%=17.5, U%=6.5. （二）电气主接线本变电所110KV有两回进线，可采用单母线分段接线，当一段母线发生故障，分段断路器自动切除故障段，保证正常母线不间断供电。

35KV和10KV出线有较多重要用户，所以均采用单母线分段接线方式。

主变压器110KV侧中性点经隔离开关接地，并装设避雷器进行防雷保护。

本所设两台所用变压器，分别接在10KV分段母线上。

电气主接线如图所示。

（三）短路电流计算（组员：陆晓敏於佳）1.根据系统接线图，绘制短路等效电路图如图所示取基准容量S=100MVA,基准电压U=115KV、U=U=37KV、U=10.5KV，则I==KA=0.5KA I=I==KA=1.56KA I==KA=5.5KA 各元件电抗标幺值计算如下：（1）系统1电抗标幺值X= X=0.198 （2）变压器T1、T2电抗标幺值X=X=0.167 （3）线路WL1电抗标幺值X=0.091 （4）线路WL2电抗标幺值X=0.12 （5）变压器T3电抗标幺值X=0.167 （6）三绕组变压器的电抗标幺值主变压器各绕组短路电压为U%=0.5×（U%+U%－U%）=10.75 U%=0.5×（U%+U%－U%）≈0 U%=0.5×（U%+U%－U%）=6.75 故各绕组电抗标幺值为8*=X9*== X10*=X11*= X12*=X13*== （7）35kv出线线路电抗标幺值35KV出线型号为LGJ—120(见导线选择部分)，设线距为1500mm，查附录表2-15得x1=0.347欧姆/千米，则X14*=0.347*10*100/(37*37)=0.253 2.系统最大运行方式下，本变电所两台主变器（简称主变）并列运行时的短路电流计算在系统最大运行方式下，系统1两台变压器和两台变压器均投入运行，短路等效电路图如图所示X15*= ==0.167+0.12=0.287 （1）K1点短路系统1的计算电抗为==0.274 查附录3-1汽轮发电机计算曲线的，系统1在0s、0.2s、∞时刻向K1点提供的短路电流分量有效值的幺值分别为I”*=3.159,I0.2*=2.519,I*=2.283 系统2向K1点提供的短路电流为Ik= 则流入K1点总得短路电流为I”=I”* =3.159kA+1.742kA=3.73kA I0.2=I0.2* =2.519kA+1.742kA=3.32 kA I= I=2.283kA+1.742kA=3.18 kA （2）K2点短路短路等效电路图如图所示。

图中图附Ⅰ-4 系统短路等效电路图图附Ⅰ-6 X17*= X18*= X15*+ X17*+=0.274+0.135+ X19*= X16*+ X17*+=0.287+0.135+ 系统1的电抗为Xc*= X18*=0.572 查附录3-1汽轮发电机计算曲线得，系统1在0s，0.2s，时刻向K2点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别为I”*=1.45, I0.2*=1.3, I=1.68 系统2向K2点提供的短路电流为Ik= ==2.771kA 则流入K2点总的短路电流为I”=I”*=1.45kA+2.771kA=5.6kA I0.2=I0.2*=1.3kA+2.771kA=5.31kA I= I=1.68kA+2.771kA=6.05 kA （3）k3点短路短路等效电路图如图附1-7所示。

图中图附1-7 X20*= X21*= X15*+ X20*+=0.243+0.219+ X22*= X16*+ X20*+=0.274+0.219+ 系统1的计算电抗为Xc*= X21*=0.757 查附录3-1汽轮发电机计算曲线得，系统1在0s，0.2s，∞时刻向K1点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别为I”*=1.091,I0.2*=1.002, I=1.2 系统2向K3点提供的短路电流为Ik= ==7.483 kA 则流入K3点的短路电流为I”=I”*=1.091kA+7.483kA=14.98kAI0.2=I0.2*=1.002kA+7.483kA=14.37kA I= I=1.2kA+7.483kA=15.73 kA （4）K4点短路短路等效电路图如图附1-8所示。

图中图附1-8 X23*= X17*+ X14*=0.388 X23*= X17*+ X14*+=0.274+0.388+ 则流入k4点总的短路电流为：3.00kA 2.90kA 3.09kA 系统最大运行方式下，本变电所两台变压器一台运行一台备用时的短路电流计算及系统最小运行方式下短路电流计算过程与上述过程类似，限于篇幅，不一一罗列，仅将短路电流计算结果列于附录表I-1。

附录表短路电流计算结果汇总表主变压器运行方式短路点系统最大运行方式系统最小运行方式三相短路电流三相短路电流I″ I0.2 I∞ ish I″ I0.2 I∞ ish 并列运行k1 3.73 3.32 3.18 9.51 2.89 2.75 2.95 7.37 k2 5.60 5.31 6.05 14.28 5.10 4.94 5.28 13.01 k3 14.98 14.37 15.73 38.20 14.01 13.65 14.31 35.73 k4 3.00 2.90 3.09 7.65 2.79 2.73 2.82 7.11 一运一备k1 3.73 3.32 3.18 9.51 2.89 2.75 2.95 7.37 k2 3.88 3.72 4.06 9.89 3.55 3.46 3.61 9.05 k3 8.99 8.73 9.13 22.92 9.01 8.84 9.08 22.98 k4 2.38 2.31 2.43 6.07 2.25 2.21 2.26 5.74 （四）主要电气设备的选择和校验（组员：方民兴付仁龙）1.假想时间tima的确认假想时间tima等于周期分量假想时间tima·p和非周期分量假想时间tima·np之和。

其中tima·p 可根据查图4-27得到，非周期分量假想时间tima·np可以忽略不计（因短路时间均大于1s），因此，假想时间tima就等于周期分量假想tima·p。

不同地点的假想时间如附录表I-2 所示。

附录表I-2假想时间tima的大小地点后备保护动作时间tpr/s 断路器跳闸时间tQF/s 短路持续时间tk/s 周期分量假想时间tima·p/s 假想时间tima·p/s 主变110kV侧 4 0.1 4.1 3.73/3.18= 1.17 3.9 3.9 110kV母线分段4.5 0.1 4.6 3.73/3.18= 1.17 4.4 4.4 主变35kV侧3.5 0.15 3.65 5.60/6.05= 0.93 3.2 3.2 35kV母线分段3 0.15 3.15 5.60/6.05= 0.93 2.6 2.6 35kV出线2.50.15 2.65 5.60/6.05= 0.93 2.2 2.2 主变10kV侧 3 0.2 3.2 14.98/15.73=0.95 2.7 2.7 10kV母线分段 2.5 0.2 2.7 14.98/15.73=0.95 2.3 2.3 2.高压电气设备的选择与校验（1）主变110kV侧主变110kV侧计算电流，由于110kV配电装置为室外布置，故断路器选用SW4-110/1000型；隔离开关选用GW4-110D/600型；电流互感器选用LCWD2-110，变比为Ki=400/5，级次组合为0.5/D/D，1s热稳定倍数为35，动稳定倍数为65；电压互感器和避雷器分别选用JCC2-110型和FZ-110型。

各设备有关参数见附录表I-3。

附录表I-3 主变110kV侧电气设备安装地点电气条件设备型号规格项目数据项目SW4-110/1000断路器GW4-110D/600隔离开关LCWD2-110电流互感器JCC2-110电压互感器FZ-110避雷器110 110 110 110 110 210 1000 600 400/5 3.32 18.4 10.26 55 50 36.77 36.2 2205 980 196 110kV母线与110kV侧进线的电气设备与主变110kV侧所选设备相同。