发电厂电气部分课程设计说明书(南京工程学院)

南京工程学院

课程设计说明书(论文)

题目110KV/10KV变电所电气部分设计

课程名称发电厂电气部分

院（系、部、中心）电力工程学院

专业电力系统继电保护

班级继保141

学生姓名 xxx

学号 206140616

设计地点经管D204

指导教师赵美莲

设计起止时间：2017年5月22日至2017 年6月2日

设计说明书

一、对待设计变电所在电力系统中的地位，作用及电力用户的分析：

1.1、变电所在电力系统中的地位与作用：

变电所是联系发电厂和电力用户的中间环节，起着电压变换和分配电能的作用。根据变电所在电力系统中的地位和作用不同，变电所可分为枢纽变电所、中间变电所、区域变电所和终端变电所。

①枢纽变电所

变电所位于电力系统的枢纽点，汇集有多个电源（发电厂或其他电力网），连接电力系统的高压和中压，电压等级在330kV以上，负责向区域变电所和中间变电所供电。当其停电时，将引起电力系统解列甚至瘫痪。

②中间变电所

中间变电所位于枢纽变电所和区域变电所之间，使长距离输电线路分段，其高压侧以交换潮流为主，起功率交换作用。它一般汇集2~3路电源，电压等级在220~330kV之间。除了通过功率外，它还降压向当地用户供电，当其停电时将使区域电网解列。

③地区变电所

地区变电所负责向某一地区城市供电，高压侧电压等级一般为110kV或220kV，低压侧电压等级一般为110 kV或35 kV。当该变电所停电时将使该地区的供电中断。

④终端变电所

终端变电所在输电线路的终端，直接向电力用户供电，高压侧电压一般为110 kV。当全所停电时，只影响该变电所的供电用户。

由发电厂变电所地理位置图可以得出，变电所A在整个供电网络中的作用为终端变电所。

（Ⅰ、Ⅱ级负荷，保证不间断供电：Ⅰ：两个独立电源供电；Ⅱ：双回路供电）

1.2、对电力用户的分析：

由任务书中，原始资料图表可得：B变电所的重要负荷占总负荷70%，按其供电可靠性的要求，负荷被分为三个等级，其中等级一，等级二为重要负荷，要保证不间断供电，通常，第一级负荷需要采用两个独立的电源供电，当其中的任一电源发生故障而停电时，不会影响另一个电源持续供电，保证供电连续性。第二等级要求双回路供电，按照此规则，A变电所70%的负荷采用双回路供电，30%负荷单回路供电。

由Pmax=P2=17MW，每回10KV馈线功率为2MW，则17*0.7=11.9MW。

重要负荷回路数：(11.9/2/0.9)*2≈14 (回)

非重要负荷回路数：（17-11.9）/0.9/2≈3（回）

回路数目：14+3=17（回）

二、选择待设计变压器的台数，容量，型式及所用电的确定：

2.1、台数的选择：

考虑到发展，主变压器的容量应根据电力系统的规划负荷来选择，当一台主变检修和故障时，另一台主变应保证70%的全部负荷，或重要的主要生产负荷，故B变电所的主变压器台数确定为2台。

2.2、选择主变压器的容量：

变电所主变压器的容量一般按变电所建成后5~10年的规划负荷考虑，并应按照其中一台变压器停运时，其余变压器的满足变电所最大负荷Smax的70%，即：S=70%Smax=（0.7*Pmax）/cos ψ=0.7*17/0.9= 13.22MW=S′max,故选择SN=12500KVA（偏小选择，过负荷检验）S′max/SN=13220/12500=1.0576

过负荷系数：K1=0.861

欠负荷系数：K2=1.058

查图可知，K2.a1比算出来的K2大，所选变压器符合要求。

（选择SF7-12500/110）

2.3、选择主变压器的形式：

由于变电所所址选择在郊区，不存在占地面积、周围环境等影响，故主变选择户外型。

①变相数

在330KV以下变电所中，一般选用三相式变压器。B变电所位110/10KV变电所，有两个电压等级，故采用双组变压器。自耦变压器虽然电压变化率小，电压稳定，但是一二次侧有直接联系，要求内部绝缘性好，加强短路保护，调压困难，相比之下，双卷变压器结构更简单，运行方便，费用低，所以B选用双卷变压器。

②绕组接线组别的确定

变压器的绕组接地方式必须使其线电压与系统线电压相位一致。110KV电压侧均为“YN”，35KV以下电压侧一般为“0”，所以主变绕组的接线方式为“YNd11”，综上选择2台SF7-12500/110。变压器参数如下：

型号：SF7-12500/110,总容量12500KV A*2=25000KV A

变压器高压侧电压为U1=110KV，其调压范围为-2*2.5%~+2*2.5%

变压器低压侧电压为U2=10.5KV，△Pk=70KW，△Pb=19.6kW,I0%=1.2，Uk%=10.5，

SF7-12500/110型电力变压器连接标号为YN,d11。

③冷却方式的确定

SF7-12500/110冷却方式是油浸风冷，它是三相双绕组电力变压器。

三、分析确定高、低压侧主接线

3.1、对电气主接线的基本要求：

①根据系统和用户的基本要求，保证必要的供电可靠性和电能质量

供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。停电不仅是发电厂的损失，对国民经济各部门带来的损失将更严重，甚至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失，也会造成不良的政治影响。在考虑主接线可靠性时，应全面地看待以下几个问题：

（1）主接线可靠性的客观衡量标准是运行实践，应重视国内外长期运行的实践积累经验及其可靠性的定性分析。

（2）主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中的可靠性的综合。

（3）可靠性并不是绝对的，同样的主接线对某些系统和用户来说是可靠的，而对另外一些系统和用户来说可能就不够可靠，因此，分析和估价主接线时，不能脱离系统和用户的具体条件，要根据系统和用户的具体要求，进行具体分析，以满足必要的供电可靠性。

（4）主接线的可靠性是发展的。随着电力事业的不断发展，新型设备的投运，自动装置和先进技术的使用，主接线的可靠性会发生改变，过去被认为不可靠的主接线，现在不一定就不可靠。（5）衡量主接线运行可靠性的评判标准是：

a. 母线故障时或母线检修时，停电范围的大小和停电时间的长短，能否保证供电。

b. 断路器检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，能否保证供电。

c. 发电厂、变电所全部停运的可能性。

②具有运行、维护的灵活性和方便性

电气主接线的灵活性要求有以下几个方面：

（1）调度灵活、操作简便，应能灵活地投入（或切除）某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。

（2）检修安全：应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。

（3）扩建方便：应能容易地从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时，一次和二次设备等所需改造最少。

③经济性