A变电站 B变电站 备用 无线电厂 仪表厂 手机厂 10kV 电机厂 电视机厂 配电变压器A 配电变压器B 其它 备用 15 20 0.56 0.5 0.63 0.42 0.8 0.78 0.9 0.7 3 3 3 3 2 2 3 1 3 3 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 2 架空 架空 电缆 电缆 电缆 电缆 架空 架空 架空 电缆 35 40 4 5 4 3 14 15 16 4 注:
(1)35kV ,10kV负荷功率因数均取cos¢=0.85 (2)负荷同时率:35kV kt=0.9 10kV kt=0.85
(3)年最大负荷利用小时数均为Tmax=3500小时/年 (4)网损率为 A%=8%
(5)站用负荷为50kW cos¢=0.87
(6)35kV侧预计新增远期负荷20MW 10kV侧预计新增远期符合6MW
(二) 原始资料分析
要设计的变电站由原始资料可知有110千伏,35千伏,10千伏三个电压等级。由于该变电站是在农网改造的大环境下设计的,所以一定要考虑到农村的实际情况。农忙期和农限期需电量差距较大,而且考虑到城镇地区的经济发展速度很快,所以变压器的选择考虑大容量的,尽量满足未来几年的发展需要。为了彻底解决农网落后的情况,待建变电站的设计尽可能的超前,采用目前的高新技术和设备。待建变电站选择在地势平坦区为以后的扩建提供了方便。初期投入两台变压器,当一台故障或检修时,另一台主变压器的容量应能满足该站总负荷的60%,并且在规定时间内应满足一、二级负荷的需要。
三、负荷分析 (一)负荷分析的目的
负荷计算是供电设计计算的基本依据和方法,计算负荷确定得是否正确无误,直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。负荷计算不仅要考虑近期投入的负荷,更要考虑未来几年发展的远期负荷。 (二)待建变电站负荷计算 1、 35kV 侧
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近期负荷:P近35 =15+10+15+20=60MW 远期负荷:P远35 =20MW n ?Pi=60+20=80MW
i?1P35=?nPi kˊ(1+k\(1+0.08)=77.76MW
i?1 Q-135=P·tgφ=P·tg(cos0.85)=48.20 MVar 视在功率
SPg35=
cos?=77.760.85=91.482 MVA IS.482N35 =
3U=
91N3?35=1.509kA
2、 10kV 侧
近期负荷:P近10 =0.56+0.5+0.63+0.42+0.8+0.78+0.9+0.7=5.29MW 远期负荷:P远10 =6MW n ?Pi=5.29+6=11.29MW
i?1n P10=?Pi kˊ(1+k\(1+0.08)=10.364MW
i?1 Q10=P·tgφ=P·tg(cos-10.85)=6.423 MVar
视在功率
S=
P10g10cos?=.3640.85=12.192 MVA I12.192N10 =
S3U=
N3?10=0.7039kA
3、站用电容量
SPg所=
cos?=0.050.87=0.057MVA 6
4、待建变电站供电总容量
S∑= Sg35+ Sg10+ Sg所= 91.482+12.192+0.057=103.731(MVA)
P∑= P35+ P10+ P所=77.76+10.364+0.05=88.174(MW)
四、变压器的选择
主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构,它的选择依据除了依据基础资料外,还取决于输送功率的大小,与系统联系的紧密程度。另外主变选择的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有很大影响。总之主变的选择关系到待建变电站设计的成功与否,所以对主变的选择我们一定要全方面考虑。既要满足近期负荷的要求也要考虑到远期。
(一) 变电所主变压器的选择有以下几点原则:
1、 在变电所中,一般装设两台主变压器;终端或分支变电所,如只有一个电源进线,可只装设一台主变压器。
2、 对于330 kV及以下的变电所,在设备运输不受条件限制时,均采用三相变压器。 3、 装有两台及以上主变压器的变电所,其中一台主变停运后,其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的60%以上,并应保证用户的一级和全部二级负荷的供电。
4、 具有三种电压等级的变电所,如各侧的功率均达到主变压器额定容量的15%以上,或低压侧虽无负荷,但需装设无功补偿设备时,主变压器一般先用三绕组变压器。 5、与两种110kV及以上中性点直接接地系统连接的变压器,一般优先选用自耦变压器,当自耦变压器的第三绕组接有无功补偿设备时,应根据无功功率的潮流情况,校验公共绕组容量,以免在某种运行方式下,限制自耦变压器输出功率。 6、对于深入负荷中心的变电所,为简化电压等级和避免重复容量,可采用双绕组变压器。 (二)主变台数的确定
由原始资料可知,待建变电站是在农网改造的大环境下建设的。负荷大,出线多,且农用电受季节影响大,所以考虑初期用两台大容量主变。两台主变压器,可保证供电的可靠性,避免一台变压器故障或检修时影响对用户的供电。随着未来经济的发展,可再投入一台变压器。
(三)主变压器容量的确定
主变压器容量一般按变电所建成后 5~10 年规划负荷选择,并适当考虑到远期 10~20 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。此待建变电站坐落在郊区,10kV主要给某开发区供电,35kV主要给下面乡镇及几个大企业供电。考虑到 开发区及其乡镇的发展速度非常快,所以我们选择大容量变压器以满足未来的经济发展要求。 确定变压器容量:
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1、变电所的一台变压器停止运行时,另一台变压器能保证全部负荷的 60%,即
/ =S∑60% =103.731×60%=62.241(MVA) SB2、单台变压器运行要满足一级和二级负荷的供电需要
一,二级负荷为 15+10+0.63+0.42+0.78=26.83MVA 所以变压器的容量最少为62.241MVA (四)变压器类型的确定 1、相数的选择
变压器的相数形式有单相和三相,主变压器是采用三相还是单相,主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。一台三相变压器比三台单相变压器组成的变压器组,其经济性要好得多。因此待建变电站采用三相变压器。 2、绕组形式
绕组的形式主要有双绕组和三绕组。
规程上规定在选择绕组形式时,一般应优先考虑三绕组变压器,因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备,比两台双绕组变压器都较少。对深入引进负荷中心,具有直接从高压变为低压供电条件的变电站,为简化电压等级或减少重复降压容量,可采用双绕组变压器。
三绕组变压器通常应用在下列场合:
(1) 在发电厂内,除发电机电压外,有两种升高电压与系统连接或向用户供电。
(2) 在具有三种电压等级的降压变电站中,需要由高压向中压和低压供电,或高压和重压向低压供电。
(3) 在枢纽变电站中,两种不同的电压等级的系统需要相互连接。 (4) 在星形-星形接线的变压器中,需要一个三角形连接的第三绕组。
本待建变电站具有110kV,35kV,10kV 三个电压等级,所以拟采用三绕组变压器。 3、 普通型和自耦型的选择
自耦变压器是一种多绕组变压器,其特点就是其中两个绕组除有电磁联系外,在电路上也有联系。因此,当自耦变压器用来联系两种电压的网络时,一部分传输功率可以利用电磁联系,另一部分可利用电的联系,电磁传输功率的大小决定变压器的尺寸、重量、铁芯截面积和损耗,所以与同容量、同电压等级的普通变压器比较,自耦变压器的经济效益非常显著。由于自耦变压器的结构简单、经济,在110kV级以上中性点直接接地系统中,应用非常广泛,自耦变压器代替普通变压器已经成为发展趋势。
因此,综合考虑选用自耦变压器。 4、中性点的接地方式
电网的中性点的接地方式,决定了主变压器中性点的接地方式。
本变电站所选用的主变为自耦型三绕组变压器。规程上规定:凡是110kV-500kV侧其中性点必须要直接接地或经小阻抗接地;主变压器6-63kV采用中性点不接地。
所以主变压器的110kV侧中性点采用直接接地方式,35kV,10kV侧中性点采用不接地方式。
综上所述和查有关变压器型号手册所选主变压器的技术数据如下表:
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