发电厂电气部分课程设计目录一 课程设计任务书说明21.1、课程名称：110kv变电站电气主接线设计21.2、目的与意义21.3、课程设计任务：31.4、原始资料3二 负荷的分析计算及主变压器选择52.1：负荷的分析计算的目的52.2：负荷的分析计算52.3：主变压器的确定6三 变电站主接线的选择83.1、对电气主接线的基本要求83.2;主接线方案选择选择93.2.1：投资和运行可靠性灵活性比较93.2.2：投资和运行经济性比较;123.2.3：综合比较13四：短路电流的计算134.1、短路电流计算的目的134.2、各回路电抗计算144.3、短路电流计算:174.3.1转移阻抗转化成计算阻抗：174.3.2短路电流计算：174.3.3、折回有名值：184.4、短路电流产生的发热量204.4.1冲击电流:204.4.2发热量:204.4.3、短路容量20五、电气设备的选择与校验215.1、导体和电气设备选择的一般条件215.2、主要电气设备的选择235.2.1、断路器与隔离开关的选择与校验：235.2.2隔离开关的选择与校验：255.2.3电流/电压互感器的选择与校验275.2.4、熔断器的选择和校验295.2.5、裸导体的选择与校验;30六：实习心得33一 课程设计任务书说明1.1、课程名称：110kv变电站电气主接线设计1.2、目的与意义变电站电气主接线设计直接关系到变电站投资的大小、运行的灵活性、经济性及供电的可靠性，变电站电气主接线设计是变电站设计最主要的设计工作之一。同时，变电站电气主接线设计综合看电气工程专业众多的专业课及专业基础课。因此，变电站电气主接线设计可以锻炼学生综合运用所学的知识提出问题、解决问题的能力。变电站电气主接线设计的目的在于使学生通过此次课程设计，在如下几个方面得到充分训练：1、 结合课程设计任务，加深对所学知识内在联系的理解，并灵活地加以综合运用。2、 根据所学知识及课程设计任务，学会提出问题、解决问题，最终将知识转化为能力。3、 通过课程设计实践，熟悉工程设计的全过程，掌握工程设计的思想、方法、手段，树立必要的工程概念，培养一丝不苟的求实态度。4、 掌握资料收集、工程计算、工程技术图纸的绘制标准及绘制方法、设计报告的撰写等。1.3、课程设计任务：1、变电站主接线方案的提出：2-3种。2、主方案的经济比较：包括投资、年运行费用。3、主变压器的选择：型式、台数、容量。4、短路电流计算：三相短路的、等。5、 导体的选择与校验。6、电气设备的选择与校验。7、绘制主接线图。1.4、原始资料为了满足电力系统负荷日益增长的需要，拟在某市郊区新建一座110KV变电站，用10KV向该郊区负荷供电。1、 待建变电站概况待建变电站110KV出线4回，其中两回110KV线路与系统相连（一回与无穷大系统相连，另一回与现有的110KV变电站相连），另两回110KV线路与一水电厂相连（水电厂装机4台，单机容量为75MW）。待建变电站通过11回10KV线路向郊区负荷供电。考虑到该变电站在系统中的低位、位置，110KV出线预留1回，10KV出线预留3回。待建变电站与系统间的地理接线图见附件一。2、负荷情况10KV线路负荷表负荷名称最大负荷（MW）年最大负荷利用小时数（小时）cos线路长度（Km）电机厂3.224000.96矿山机械厂2.625000.98汽车制造厂2.345000.95农机厂1.628000.95自来水厂2.555000.96有机化工厂1.833000.94饲料厂1.535000.95部队2.220000.912城东线2.630000.95城东线2.828000.95中学2.420000.93站用负荷0.425000.85附件一、（待建变电站与系统间的地理接线图）二 负荷的分析计算及主变压器选择2.1：负荷的分析计算的目的计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷意义重大。2.2：负荷的分析计算1、10KV侧的负荷计算 =25.9 MW=1.55+1.26+1.11+0.77+1.21+0.87+0.73+1.07+1.26+1.36+1.16+0.25=12.6 M var2、每台变压器的容量为：2.3：主变压器的确定2.3.1、绕组数量的确定在该设计中，只有高低两个电压等级（110KV/10KV），因此，主变压器选为两绕组变压器。2.3.2、主变压器台数的确定确定原则：（1）对于大城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。（2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。（3）对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的 12 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。比 较单台变压器两台变压器技术指标供电安全比满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量电压损耗略大电压损耗略小灵活方便性灵活性差灵活性好扩建适用性稍差好经济指标电力变压器的综合投资跟两台变压器相比所需要的花费要少花费投资比较多选择：由负荷计算可知，本变电站负荷为，应装设两台主变压器。2.3.3、 变压器容量和型号确定确定原则：（1）主变压器容量一般按变电所建成后 510 年规划负荷选择，并适当考虑到远期 1020 年的负荷发展，对于城市郊区变电所，主变压器应与城市规划相结合。（2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所应考虑，当一台变压器停止运行时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内应保证用户的一级和二级负荷，对一般性变电所，当一台主变停止运行时，其余变压器应能保证全部负荷的 60%70%。（3）同一个等级的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系统化、标准化、简单化、方便灵活化。根据前面计算的单台主变压器的容量，通过查表可选择两台40000/110的变压器。变压器型号表U%I%120000/110106.634010.50.575000/1107530010.50.640000/1104617410.50.863000/1106029810.50.8三 变电站主接线的选择3.1、对电气主接线的基本要求（1）供电可靠性：如何保证可靠地（不断地）向用户供给符合质量的电能是发电厂和变电站的首要任务，这是第一个基本要求。（2）灵活性：其含义是电气主接线能适应各种运行方式（包括正常、事故和检修运行方式）并能方便地通过操作实现运行方式的变换而且在基本一回路检修时，不影响其他回路继续运行，灵活性还应包括将来扩建的可能性。（3）操作方便、安全：主接线还应简明清晰、运行维护方便、使设备切换所需的操作步骤少，尽量避免用隔离开关操作电源。（4）经济性：即在满足可靠性、灵活性、操作方便安全这三个基本要求的前提下，应力求投资节省、占地面积小、电能损失少、运行维护费用低、电器数量少、选用轻型电器是节约投资的重要措施。根据以上的基本要求对主接线进行选择。 3.2：主接线方案选择选择3.2.1：投资和运行可靠性灵活性比较方案一：110kv用双母线分段，10kv用单母线。 优点：（1）供电可靠，高压侧通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组的母线隔离开关时只停该回路。（2）便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接至一组母线上。（3）低压侧采用单母线三分段对负荷供电，简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便，且供电可靠性较高。缺点：（）高压侧增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关，投资大。方案二：高压侧采用单母线分段接线，低压侧采用单母线三分段接线优点：（1）低压侧变压器分别与两条母线相连，各分段母线之间采用分段断路器隔开，提高了供电可靠性和灵活性（2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电（3）接线简单，操作方便，设备少，经济好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电。（2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。（3）扩建时需向两个方向均衡扩建可见方案一供电可靠性要高3.2.2：投资和运行经济性比较; 按市场价选择变压器，断路器及隔离开关的价格，为了方便初步的经济比较，我们按电器元件的电压等级分，相同电压等级的元件价格相同。 该项目取变压器100万，110KV断路器10万，110KV隔离开关1万，10KV断路器5万，10KV隔离开关0.5万主体设备综合投资 =I(变压器)+I（断路器）+I（隔离开关）综合总投资 I=（1+/100）（元） 为不明显的附加费用比例系数取90运行期年运行费用C=A+I+I为检修维护费率 取0.03为折旧费率 取0.05 方案110KV断路器（台）10KV断路器（台）110KV隔离开关（台）10KV隔离开关（台）变压器（台）总投资（万）综合总投资I（万）方案一81721382405769.5方案二81714362379754.3 由于两种方案的变压器型号容量都是相同的，故在算年运行费用做比较时可以忽略变压器年损耗电能，则C=I+I方案一I1=769.5万C1 =I+I=61.56 万方案二C2=60.344万I2=754.3万用抵偿年限法比较两方案：Ta=Ta21=-12.5可见方案二投资回收期要最短3.2.3：综合比较方案供电可靠性调度灵活性扩建方便性操作简便性接线复杂性投资运行费用方案一高灵活方便方便较复杂较高较高方案三较低灵活方便简便简单较低较低综上这三种方案均能满足主接线要求,但考虑到变电站所110kV侧进线较少可靠性要求高，因而可以选用双母线接线；10KV侧出现较多没有重要负荷，用双母线供电则增加了17个隔离开关，投资过大；且负荷功率需求不大，选单母线分段，足以满足要求，又考虑每条母线上的进出线不能超过五条，因此10KV配电侧采用单母线三分段，可见方案一最为合适四：短路电流的计算4