河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991
摘要
一、 为满足经济发展的需要，根据有关单位的决定修建1座110KV变电所。
一、 本工程初步设计内容包含变电所电气设计，新建的盐北变电所从110KV侧东郊变电所受电，其负荷分
为35KV和10KV两个电压等级。
一、 通过技术和经济比较，现采用下列方案：
一、 内设两台三绕组变压器，电压等级为121/37.8/11。 一、 110KV进线采用内桥接线形式。
一、 本工程初步设计内容包括变电所电气设计。
一、 35KV和10KV配电装置同样采用单母线分段接线。 一、 所用电分别从10KV两端母线获得。
一、 关键词：变电所 主变压器 潮流计算 短路计算 设备选型 目录
一、 第一章: 原始资料分析 五页 第二章: 110KV变电所接入系统设计 第七页 第三章: 110KV变电
所地方供电系统设计 第九页 第四章: 110KV变电所主变选择 第十九页 第五章: 所用变选择 第二十九页 第六章: 主接线设计 第三十 页 第七章: 主接线设计 第三十三页 第八章: 变电所电气设备选择 第四十五页 一、 110KV变电所设计说明书 一、 根据河海大学《电气工程及其自动化》专业（函授）毕业设计任务书的要求，设计110KV变电所。 110KV
变电所，采用双回110KV线路接入系统。35KV、10KV配电线路均采用双回线供电。110KV采用内桥接线，安装两台SFPSZ9-75000/110三相三线圈变压器。35KV、10KV母线采用单母线分段接线。 一、 原始资料分析 一、 一、原始资料
一、 待建110KV变电站从相距30km的110KV盐城东郊变电站受电。
一、 待建110KV变电站年负荷增长率为5%，变电站总负荷考虑五年发展规划。 一、 地区气温:
一、 ?1?年最高气温35℃，年最低气温 –15℃。 一、 ?2?年平均气温15℃。
一、 4、待建110KV变电所各电压级负荷数据如下表:
一、 电压等级 A B 造纸厂 线路名称 最大负荷 COSФ （MW） 20 15 11 20 15 3 2 1 1.2 0.8 2 0.85 0.8 0.8 0.8 0.85 0.85 0.85 0.8 0.8 0.8 0.8 负荷级别 1 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 供电距离（KM） 10 12 8 7 10 1.5 2.5 1.0 1.5 1.0 1.5 1
Tmax 及 同时率 5000/ 0.9 35KV 化工厂 冶炼厂 A B 毛纺厂 3500/ 0.85 10KV 水泥厂 纺织厂 水厂 第 页 共 49 页
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一、 二、对原始资料的分析计算 为满足电力系统对无功的需要，需要在用户侧装设电容器，进行无功补
偿，使用户的功率因数提高，35kV线路用户功率因数提高到0.9为宜，10kV线路用户功率因数应不低于0.9。
一、 根据原始资料中的最大有功及调整后的功率因数，算出最大无功，可得出以下数据: 一、 电压 等级 线路 名称 最大 有功 最大 无功 COSФ 负荷级别 Tmax 同时率 （MW） （MVAr） 35KV A B 造纸厂 化工厂 冶炼厂 10KV A B 毛纺厂 水泥厂 纺织厂 水厂 一、 确定电压等级
输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级。选择电压等级时，应根据输送容量和输电距离，以及接入电网的额定电压的情况来确定，输送容量应该考虑变电所总负荷和五年发展规划。因此待建110KV变电所的最高电压等级应为110kV。
二、确定回路数
一、 110KV变电所建成后，所供用户中存在Ⅰ、Ⅱ类重要负荷，因此110KV盐北变电所应采用双回110KV
线路接入系统。
一、 三、确定110KV线路导线的规格、型号
一、 由于待建110KV变电所距离受电110KV盐城东郊变电站30KM，处于平原河网地区，因此应采用架
空线路，导线选择LGJ型。 一、 四、110KV线路导线截面选择
一、 导线截面积选择的一般方法是：先按经济电流密度初选导线标称截面积，然后进行电压损失的校验 一、 1、待建110KV盐北变电所总负荷的计算
~S35 =P35+jQ35 =20＋15＋11＋20＋15＋j(9.19+7.27+5.33+9.19+7.27+)
=81+j38.25
~S35（1+5%）5＝（81+j38.25）×1.28＝103.7+j49 S35＝114.8
~S10 =P10+jQ10 =3+2+1+1.2+0.8+2+j(1.46+0.92+0.49+0.58+0.39+0.92)
=10+j4.76
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20 15 11 20 15 3 2 1 1.2 0.8 2 第一章
9.19 7.27 5.33 9.19 7.27 1.46 0.92 0.49 0.58 0.39 0.92 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 1 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 5000 0．9 3500 0．85 110KV变电所接入系统设计
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~S10（1+5%）5＝（10+j4.76）×1.28＝12.8+j6.1 S10 =14.2
~S110=K110[K35~S35+K10~S10]（1+5%）5 =0.95[0.9(81+j38.25)+0.85(10+j4.76)]*1.055 =98.7+j46.65 S110=√(98.72 + 46.652 ) = 109.2
COSΦ= P110 / S110 =98.7/109.2 = 0.9 2、根据Tmax查图3－1，软导线经济电流密度表，确定Jec
P35*Tmax35+P10*Tmax10 81*5000+10*3500
Tmax= —————————— = —————————— = 4835(小时) P35+P10 81+10
查图3－1得Jec＝1.15（A/mm2）
3、计算导线的经济截面积SJ，查附表1－21找出S选
IJ 0.5S110/（√3 UN） (0.5*109.2/1.732*110)*103
SJ=—— = ———————— = ———————————— =249.2(mm2) J J 1.15
4、结论：选取导线规格为2回LGJ－240/40 5、对所选导线进行校验； (1)、按机械强度校验
S选=LGJ-240/40 大于 LGJ-35 ，符合要求。
(2)、接电晕校验
S选=LGJ-240/40 大于 LGJ-70 ，符合要求。
（3）、按电压降校验
① 正常运行时：n=2
PR+QX 98.7×0.12×30＋46.65×0.4×30
△U％=————= —————————————————×100％ 2UN2 2×1102
＝3.8% < 10% ，符合要求。
②故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电
PR+QX 98.7×0.12×30＋46.65×0.4×30
△U％=————= —————————————————×100％
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UN2 1102
＝7.6% < 15% ，符合要求。
结论：本变电所经上述计算、校验，决定采用2回LGJ－240/40导线接入系统。
第二章
110KV变电所地方供电系统设计
一、 35KV A线路设计 1、确定回路数
35KV A线路所供用户为Ⅰ类重要负荷，因此应采用双回线路供电。 2、确定线路导线的规格、型号
由于待建110KV变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。 3、线路导线截面选择
(1)35KV A线路总负荷的计算
~S35 =P35+jQ35 =(20＋j9.19)*(1+5%)5 = 25.5+ j11.7 S35=√(25.52 + 11.72 ) = 28.1
COSΦ= P110 / S110 =25.5/28.1 = 0.9 (2)根据Tmax查图3－1，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时) 查图3－1得Jec＝1.12（A/mm2）
(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表1－21找出S选
IJ 0.5S35/（√3 UN） (0.5*28.1/1.732*35)*103 SJ=—— = ———————— = ——————————— =209(mm2) J J 1.12 (4)结论：选取导线规格为2回LGJ－185/30 4、对所选导线进行校验； (1)、按机械强度校验
S选= LGJ－185/30大于 LGJ-35 ，符合要求。 (2)、接电晕校验
S选= LGJ－185/30 大于 LGJ-70 ，符合要求。 （3）、按电压降校验
①正常运行时：n=2
PR+QX 25.5×0.17×10＋11.7×0.38×10 △U％=————= —————————————————×100％ 2UN2 2×352 ＝3.5% < 10% ，符合要求。
②故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 25.5×0.17×10＋11.7×0.38×10 △U％=————= —————————————————×100％ UN2 352
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＝7% < 15% ，符合要求。
110KV变电所主变选择
主变压器的型式、容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5～10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。
在选择主变压器容量时对重要变电所，应考虑当一台主变器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ类及Ⅱ类负荷的供电；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的60%~70%。
本变电所主变容量按远景负荷选择，并考虑到正常运行和事故时过负荷能力。 主变方案选择
方案一：单台三相三绕组变压器，型号SFSZ9-120000/110，电压等级110/35/10。
方案二：两台三相双绕组变压器，其中一台型号为SFSZ9-90000/110，电压等级110/35；另一台为SFSZ9-20000/110，电压等级110/10。
方案三：四台三相双绕组变压器，其中两台型号为SFSZ9-90000/110，电压等级110/38.5；另两台型号为SFSZ9-12000/110，电压等级110/10。
1、 方案四：两台三相三绕组变压器，型号为SFSZ9-75000/110，电压等级110/35/10。 二、主变方案技术比较
方案 比较 方案一 方案二 方案三 方案四 优点 接线简单、占地面积小。 接线简单。 运行可靠性、灵活性高，能满足重要用户的需要。 选用变压器多，运行维护工作量大。 缺点 运行可靠性、灵活性差，不能满足重要用户的需要。 运行可靠性、灵活性差，不能满足重要用户的需要。 运行可靠性、灵活性高，能满足重要用户的需要。 110KV盐北变电所有重要的Ⅰ、Ⅱ类负荷，为满足运行的可靠性和灵活性，应选择两台以上变压器，因此选择方案三、方案四进行经济比较分析。
主变容量、参数选择 方案三，如图
35KV负荷由两台电压为110KV/35KV变压器供电，其中一台主变事故停运后，另一台主变压器的容量应保证35KV用户的一级和二级全部负荷的供电。
35KV用户的一级和二级全部总容量： S35 = 89.57 (MVA), 因此可选择两台SFPSZ9-90000/110型三相三绕组
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