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。
第二章 负荷分析
1. 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。对供电的可靠性非常重要。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,由此可见正确负荷计算的重要性。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,如果只考虑近期负荷来选择各种电气设备和导线电缆,那随着经济的发展,负荷不断增加,不久我们选择的设备和线路就不能满足要求了。所以负荷计算是一个全面地分析计算过程,只有负荷分析正确无误,我们的变电站设计才有成功的希望。
2. 待建变电站负荷计算
2.1 35kV 侧
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?1ni?1 P35=?Pi kˊ(1+k\(1+0.08)=77.76MW Q35=P·tgφ=P·tg(cos-10.85)=48.20 MVar
视在功率 Sg35=
IN35 =
77.76P==91.482 MVA cos?0.85S3UN=
91.4823?35=1.509kA
2.2 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?1ni?1 P10=?Pi kˊ(1+k\(1+0.08)=10.364MW Q10=P·tgφ=P·tg(cos-10.85)=6.423 MVar 视在功率 Sg10=
IN10 =
10.364P==12.192 MVA 0.85cos?S3UN=
12.1923?10=0.7039kA
2.3站用电容量
Sg所=
0.05P==0.057MVA 0.87cos?2.4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)
第三章 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。
1. 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;对于330kV、550kV变电所,经技术经济为合理时,可装设3~4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。500 kV变电所,应经技术经济论证后,确定是采用三相变压器,还是单相变压器组,以及是否设立备用的单相变压器。
3) 装有两台及以上主变压器的变电所,其中一台事帮停运后,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) 500kV变电所可选用自耦强迫油循环风冷式变压器。主变压器的阻抗电压(即短路电压),应根据电网情况、断路器断流能力以及变压器结构选定。
7) 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。
2. 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。
3. 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:
(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) SB(2)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
4. 变压器类型的确定
4.1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。规程上规定,当不受运输条件限制时,在330kV及以下的发电厂用变电站,均选用三相变压器。同时,因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大,而不作考虑。因此待建变电站采用三相变压器。 4.2 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。 4.3 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。 4.4 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:
表 3-1 变压器型号 Tab 3-1 Transformer model
型号及容量(kVA) 额定容量比 高压/中压/低压(%) 100/100/50 额定电压 高压/中压/低压(kV) 空载损耗(kW) - 负载损耗(kW) 空载阻抗电压(% )电流% 高中 高低 中低 SFS7-63000/110 121/38.5/10.5 77 300 0.8 10.5 18 6.5 型号 运输量(kVA) 油重 重 63000 15.9 72.1
额定容重量(T) 总重 81.2 L 外形尺寸(MM) B H HL T SSZ9-63000/110 7880 4890 6050 8720 2000