KD变电所各级电压负荷情况分析.doc

变电站群系统电气设计及优化调度(一)KD变电所各级电压负荷情况分析由于某市经济园区建设的需要，为满足经济园区用电需要，决定建立一个110/10KV的降压变电所，简称KD变电所要求保证地区供电质量，减少供电损失，满足该地区的负荷增长需要为目的，本着经济的原则进行设计，由于本地人口集中，工业负荷比重较大，以及各种用电较多，此变电所就要求各种配套设备齐全，变电所的设计严密一、满足系统的技术要求1、主变容量：本期2×31.5MVA远景规模为2×50MVA2、电压等级：110/10.5KV3、主变形式：三相绕组有载调压电力变压器，有载调压范围110±8×1.25%/10.5KV4、进出线回路数：110KV二回，10KV本期6回，远期14回5、无功补偿：12MVAR，最终规模为每段10KV母线各接两组3000KVAR电容电阻共4组6、本变电所主变中性点直接接地方式7、接地变：最终规模为每段各接一台，共两台，本期不上二、供电方式1、110KV侧：共有两回路进线，由系统连接宜枝变电所通过双回路对KD变电所供电2、10KV侧：本期出线6回，远期出线14回，由KD变电所降压供电三、负荷资料负1、全区用供电负荷本期为27MW，6回，每回按4.5MW设计，远期用电负荷为50MW，14回，每回按3.572MW计，最小负荷按70%计算，供电距离2KM。

2、负荷同时率取0.85，COSǿ=0.8，年最大利用小时数Tmax=4250小时/年3、所用电率取1%(二)主变压器台数容量型式的选择一、主变压器的选择原则1、主变压器的台数（1）为保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变压器（2）当只有一个电源或变电所可由低侧电网取得所用电源给重要负荷供电时，可装设一台3）对于大型枢纽变电所，根据工程具体情况，可安装2~4台变压器2、主变压器容量（1）主变压器的容量应根据5~10年的发展规划进行选择，并考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力2）对装一台变压器的变电所，变压器额定容量应满足容量用户电负荷的需要，选择遵循式子Sn≥K∑Pm/COSΦ{式子中：Sn——变压器额定容量（KVA）：Sm，Pm——变电所最大负荷的视在功率和有功功率（KVA,KW)；COSΦ——负荷功率因数；K——负荷率，可取0.85}(3)对装有两台变压器的变电所中，当一台断开时，另一台变压器的容量一般保证60%全部负荷的供电，但应保证用户的一级负荷和大部分二级负荷每台变压器容量一般遵循下式选择：Sn≥K∑Sm/2(4)主变压器容量选择还应考虑周围的环境温度影响：Sn≥0.6Sm/Kθ{式中，Kθ—周围环境温度修正系数}3.主变压器的型式（1）一般情况下采用三相等级的变压所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%Sm以上时，可采用三相绕组变压器。

二、计算、选择和校验1、经济园区的负荷计算（1）近期：根据符合资料，近期6回出线，每回4.5MW计，近期总负荷∑Pm=6×4.5MW（2）远期：很据符合资料，远期14回出线，每回按3.572MW计，远期总负荷∑Pm=14×4.5=27MW二、用电负荷总视在功率∑Sm近期：∑Sm=∑Pm/cosΦ=27/0.8=33.75MVA三、选择变压器容量、台数a.主变容量：Sn≥K∑Sm=0.85×33.75=28.6875MVA{其中K为同时率，根据资料取0.85}b.选一台主变压器时，选主变容量Sn=31.5MVA；选两台主变压器时，因为每台主变压器容量应满足Sn≥K∑Sm/2=14.3438MVA，则选每台主变压器容量Sn=16MVA(3)校验A.选一台主变压器时，主变容量Sn=31.5MVA>28.6875MVA，满足容量选择B.选两台主变压器时，根据每台主变压器容量Sn≥(0.6～0.7）K∑Sm，来进行校验由于0.6×28.6875=17.2125MVA>16MVA,0.7×28.08125MVA>16MVA，所以选择两台主变压器的容量不满足要求，需重选，同时为满足系统要求，则重选定本期主变容量为2×31.5MVA.C.考虑周围环境温度的影响：θp=(θmax+θmin)/2=21.25Kθ=(20-θp)/100+1=0.9875根据Sn≥0.6K∑Sm/Kθ,可知0.6×28.6875/0.9875=17.4304MVA，即Sm=31.5MVA≥17.4304MVA，满足要求（4）通过计算和校验，最终选择KD变电所的主变压器为两台，每台容量为31.5MVA3、3、主变压器型式的选择为了满足系统对本变电所的技术要求并查110KV变电所设计指导，近期选择SFZT—31500/110的主变压器，其调压范围为110±8×1.25%/10.5KV;远期选择SFPZT—50000/110的主变压器，其调压范围为110±8×1.25%/10.25KV；其技术参数如下所用变压器台数、容量的选择一、所用变压器台数的选择①所用变压器台数选择的原则：保证供电的可靠性。

②按设计原则选用2台所用变压器互为备用二、所用变压器容量的选择①根据负荷资料，所用电率取1%②主变容量：⑴近期：2×31500=63000KVA⑵远期：2×50000=100000KVA③所用电负荷：⑴近期：Sj1=63000×1%=630KVA⑵远期：Sj2=100000×1%=10000KVA④选择⑴所选用的所用变容量Sn≥Sj⑵型式的选择：查110KV变电站设计指导，近期选用SC－315/10/400型电力变压器作为所用变压器，远期选用SC－500/10/400型电力变压器作为所用变压器（三）电气主接线设计方案的技术、经济比较与确定一、各级电压配电装置接线方式的拟定1、把对电气主接线设计的五点基本要求作为依据及电能资料的分析来拟定各级电压配电装置接线方式2、10KV电压母线接线方式（1）单母线接线，其简图见图一；（2)单母线分段接线，其简图见图三；3、3、110KV电压母线接线方式：（1）单母线接线，其简图见图一；（2）单母线分段接线，其简图见图三；（3）桥式接线，由于线路故障和操作的机会比变压器多，所以选用桥式时一般选用内桥式，其简图见图二；4、主变压器台数：为了保证供电可靠性，故装设两台主变。

二、本变电所可能的电气主接线方案的拟定本变电所可能的电气主接线方案的拟定本变电所可能的电气主接线方案的拟定本变电所可能的电气主接线方案的拟定（一）方案拟定（三）方案的技术比较1、单母线接线：①优点：⑴结构简单清晰、操作简便、所用设备少、不易误操作；⑵节省投资和占地⑶易于扩建②缺点：母线停运（母线检修、故障，线路故障后线路保护或断路器拒动）将使全部支路停运，即停电范围为该母线段的100%，且停电时间长，若母线自身损坏需待母线修复之后方能恢复各支路运行③通过该接线优缺点的分析，可见，KD变电所在系统中为终端变电所，对于110KV侧若采用该接线方式，一旦母线或母线侧隔离开关故障或检修，将造成全站停电，而KD变电所所处地柯达经济园区，全所停电将在经济上及政治上造成较大影响，故110KV不宜采用此接线；对于10KV侧若采用该接线方式，在母线或母线侧隔离开关故障或检修时将中断对用户的全部供电，且这种接线方式不利于向重要用户双电源供电，故10KV也不宜采用此接线2、母线分段接线①优点：⑴母线经断路器分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；⑵一段母线故障时(或检修），公停故障（或检修）段工作，非故障段仍可继续工作。

②缺点：⑴当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，接在该母线上的电源和出线，在检修期间必须全部停电；⑵任一回路的断路器检修时，该回路必须全部停止工作③通过该接线优缺点的分析，可见，对于110KV侧若采用该接线方式，其优点是当一段母线发生故障，分段断路器能自动把故障切除，保证正常段母线不间断供电和不至于造成用户停电；缺点是当一段母线侧隔离开关故障或检修时，接在该母线上的回路都要在检修期间停电，所以该接线方式对于110KV侧可以考虑对于10KV侧若采用该接线方式，其优点是对重要用户可以从不同段母线引出两回路，有两个电源供电，增加了供电的可靠性；缺点是但一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时，接在该母线上的回路都要在检修期间停电，所以该接线方式对于10KV侧可以考虑3、桥形（内桥）接线：①优点：⑴两台线路上装一台断路器，因此线路的投入和切除比较方便，当线路发生短路时，仅故障线路断路器跳开，仅停该线路，其它三回路仍可继续工作⑵高压断路器数量少，容易发展为单母线分段接线②缺点:变压器的投入和切除比较复杂，需要操作两台断路器并影响一回线路暂时停运③通过该线路优缺点的分析，可见，在KD变电所首期负荷较少，引出线数目不多，考虑到变压器的故障及操作比线路少的情况下，110KV侧可以考虑采用此接线。

一旦母线或母校侧隔离开关检修或故障时，将造成全站停电，二KD变电所所处柯达经济园区，全所停电将在经济上及政治上造成重大影响，故110KV不宜采用此接线；对于10KV侧采用该接线方式，在母线或母线侧隔离开关故障或检修时将中断对用户的全部供电且这种接线方式不利于向重要用户双电源供电，故10KV也不宜采用此接线4、选用两台主变的优缺点⑴优点：可以满足全部用电负荷的需要，提高供电可靠性，当一台故障，另一台可以继续供电⑵缺点：投资大、占地面积大5、从上述分析比较出两个技术上较好的方案：⑴方案Ⅱ：110KV电压母线采用单母线分段接线，10KV电压母线采用单母线分段接线；⑵方案Ⅵ：110KV电压母线采用内桥接线，10KV电压母线采用单母线分段接线（四）方案Ⅱ、方案Ⅵ的经济比较1、从电气设备数目及配电装置上进行比较2、计算综合投资Z①Z=Z0(1+a/100)(元），式中Z0—为主体设备的综合投资，包括变压器、高压断路器、高压隔离开关及配电装置等设备的投资；a—为不明显的附加费用比例系数，一般110KV取90%②主体设备的综合投资如下:3、计算年运行费用①U=a△A+U1+U2(万元）式中U1—检修、维护费，一般为（0.022～0.058）Z；U2—折旧费，一般为（0.05～0.058）Z；A—电能电价，一般可取0.1元/KW·H(也可取各省、市的实际电价）；△A—变压器电能损失（KW·H)（一年）②双绕组变压器：△A=∑[n(△P0+△KQ0)+1/n(△P+△Q)×(S/Se)²]t(KW·H)式中n－台数，n=2；t－对应负荷运行S运行时的小时数，t=4250h；△P0、△Q0－每台变压器的空载有功损耗，无功损耗△Q0=Ⅰ0(%)Se/100;Ⅰ0(%)－台变压器的空载电流百分值；△P、△Q－每台变压器的短路有功损耗，无功损耗△Q=U0(%)Se/100；U0(%）－变压器的短路电压百分值；K－无功经济当量，系统中的变压器取0.1则△Q0=Ⅰ0%×(Se/100)=1.1×(31500/100)=346.5(kvar)△Q=U0%×(Se/100)=10.5×(31500/100)=3307.5(kvar)△A=[2(42.2＋0.1×346.5)+1/2(148+0.1×3307.5)×(27000/0.8×0.85/31500)²]×1250=149.7(万KW·H)③方案Ⅱ与方案Ⅵ的年运行费如下：方案Ⅱ：U1=a△A+0.1Z=0.1×149.7+0.1×2193.987=234.27(万元）方案Ⅵ：U2=a△A+0.1Z=0.1×149.7+0.1×1459.2=160.89(万元）（五）最佳方案的确定最佳方案的确定最佳方案的确定最佳方案的确定1、从技术上比较：单母线分段的接线方式可靠性较高，而当采用内桥接线时，重要有一台变压器故障就会影响。