Kv降壓變電站設(shè)計

1、變電站電氣系統(tǒng)初步設(shè)計目 錄1、 概述2、 設(shè)計基礎(chǔ)資料3、 主變壓器選擇及主接線設(shè)計4、 短路電流計算5、 電氣設(shè)備選擇6、 課程設(shè)計體會及建議7、參考資料及指導(dǎo)老師1/14一、 概述變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。本次設(shè)計建設(shè)一座 110KV降壓變電站，要求實現(xiàn)關(guān)山口附近的中間變電站要求。首先，根據(jù)主接線的經(jīng)濟可靠、運行靈活的要求選擇各

2、個電壓等級的接線方式，在技術(shù)方面和經(jīng)濟方面進行比較，選取靈活的最優(yōu)接線方式。 對每一個電壓等級，擬定 2-3 個主接線方案，先進行技術(shù)比較，初步確定 2-3 個較好的方案，再進行經(jīng)濟比較，選出一個最終方案。其次進行短路電流計算，根據(jù)各短路點計算出各點短路穩(wěn)態(tài)電流和短路沖擊電流，從三相短路計算中得到當短路發(fā)生在各電壓等級的工作母線時，其短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流的值。最后，根據(jù)各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進行設(shè)備選擇，然后進行校驗，完成本次設(shè)計。2/14二、 設(shè)計基礎(chǔ)資料設(shè)計基礎(chǔ)資料由任務(wù)書給出：一、原始資料1、待建變電站的建設(shè)規(guī)模變電站類型：110 kV 降壓變電站三個電壓等級：110

3、kV 、 35 kV 、 10 kV 110 kV ：近期進線 2 回，出線 4回；遠期進線4 回，出線6 回35 kV ：近期 4回；遠期 6回10 kV ：近期 6 回；遠期8 回2、電力系統(tǒng)與待建變電站的連接情況變電站在系統(tǒng)中地位：中間變電站變電站僅采用 110 kV的電壓與電力系統(tǒng)相連，為變電站的電源電力系統(tǒng)至本變電站高壓母線的標么電抗 負荷同時率0.84、環(huán)境條件當?shù)啬曜罡邭鉁?0040 C，年最低氣溫-20 C，最熱月平均最高氣溫35 C，年最低氣溫 -50C當?shù)睾０胃叨龋?00m雷暴日：45 日/年5、其它變電站地理位置：城郊，距城區(qū)約8km變電站供電范圍：110 kV線路：最長

4、100 km ，最短 50 km；35 kV線路：最長60 km，最短 20 km ；10 kV低壓饋線：最長30km，最短 10km；未盡事宜按照設(shè)計常規(guī)假設(shè)。3/14二、設(shè)計任務(wù) ：1、設(shè)計變電站主接線，論證所設(shè)計的主接線是最佳方案。、計算短路電流。3、選擇導(dǎo)體及主要電氣設(shè)備。三、設(shè)計成果：1、設(shè)計說明書及計算書一份。2、變電所主接線圖一張。三、 主變壓器選擇及主接線設(shè)計1、主變壓器選擇變壓器是變電站的重要設(shè)備，其容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，如選用適當不僅可減少投資，減少占地面積，同時也可減少運行電能損耗，提高運行效率和可靠性，改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能?？捎嬎愠觯?5kV側(cè)的總

5、負荷 S=6x4000kVA=24MVA10kV側(cè)的總負荷 S35=8x1500/0.95kVA=12.63MVA10選用 2 臺 20000kVA的主變壓器。若一臺主變壓器停運，另一臺承擔全部負荷，其負荷率為 183.15%，正常運行時的負荷率為 73.26%。所以選用 SFSL-20000/110 型三繞組變壓器其容量比為： 100/100/50 ；電壓比為： 11022.5%/38.5 5%/11kV；接線方式為 YN， yn0，d11；阻抗電壓為： Uk-12 =10.5%， Uk-13 =18%，Uk-23 =6.5%；2、主接線設(shè)計電氣主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠，變電所本身

6、運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備的選擇配電裝置選擇，繼電保護和控制方式的擬定有較大影響，因此，必須正確外理為各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，合理確定主接線方案。一）設(shè)計的基本要求為：1 、滿足對用戶供電必要的可靠性和保證電能質(zhì)量。2 、接線應(yīng)簡單，清晰且操作方便。3 、運行上要具有一定的靈活性和檢修方便。4 、具有經(jīng)濟性，投資少，運行維護費用低。5 、具有擴建和可能性。二）設(shè)計主接線的原則： 6KV 配電裝置中，一般不設(shè)旁路母線，因為重要用戶多系雙回路供電，且斷路器檢修時間短，平均每年約 2-3 天。如線路斷路器不允許停電檢修時，可設(shè)置其它旁路設(shè)施。

7、610KV 配電裝置，可不設(shè)旁路母線，對于初線回路數(shù)多或多數(shù)線路向用戶單獨供電，以及不允許停電的單母線，分段單母線的配電裝置，可設(shè)置旁路母線，采用雙母線 610KV配電裝置多不設(shè)旁路母線。對于變電站的電氣接線，當能滿足運行要求時，其高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路4/14器較少或不用斷路器的接線，如線路變壓器組或橋形接線等。若能滿足繼電保護要求時，也可采用線路分支接線。我擬定可行的主接線方案 23 種，內(nèi)容包括主變的形式，臺數(shù)以及各級電壓配電裝置的接線方式等，并依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)缺點，淘汰差的方案，保留一種較好的方案。 進出線設(shè)備外側(cè)；(2 所有母線上；(3 變壓器高壓側(cè)，盡量

8、靠近變壓器；(4 變壓器低壓側(cè)為時，只裝在 B 相；(5 主變壓器中性點，按其絕緣水平等級選設(shè)；4）避雷線的配置：(1ll0kV及以上線路沿全長架設(shè)避雷線；(235kV 雷電日較高應(yīng)全長架設(shè)避雷線；(310-35kV ，一般設(shè) 1-2kM 的進線段保護，以降低雷電波的陡度。避雷器的選擇，考慮到氧化鋅避雷器的非線性伏安特性優(yōu)越于碳化硅避雷器，且沒有串聯(lián)間隙，保護特性好，沒有工頻續(xù)流、滅弧等問題，所以本工程選擇氧化鋅避雷器。避雷器的選擇情況見下表。設(shè)備名稱避雷器安裝位置型號110kV 母線Y10W5-11035kV 母線Y10W5-3535kV 出線Y10W5-3510kV 母線FZ-1010kV

9、 出線FS-10主變中性點FZ-40四、 短路電流計算1、短路電流計算1）主變壓器各側(cè)阻抗的百分值Uk1=%/2=0(可認為為 0Uk3= (18+6.5-10.5%/2=7%其標幺值為：Uk1*= 11 100/(100 20=0.55Uk2*= 0Uk3*= 7 100/(20 100=0.35基準電流為I =kA=0.502kA110kVd1I d2=kA=1.56kA35kV7/14I d3=kA=5.5kA10kV在最大運行方式下，三相短路電流為：110kVId1=35kVId1=10kVId1=熱穩(wěn)定計算時間：10kV 線路 0.5+0.2+0.05s=0.75s主變 10kV 側(cè)

10、 1.5+0.2+0.05s=1.75s主變 35Kv 側(cè) 2.5+0.15+0.05s=2.7s35kV 線路 1+0.15+0.05s=1.2s主變 110kV 側(cè) 3+0.1+0.05s=3.15s另計算電路一期建設(shè)最大運行方式下的電流：110kV 側(cè)為 2kV；35kV 側(cè)為 1.95kV ；10kV 側(cè)為 4.76kV五、 電氣設(shè)備選擇1、設(shè)備選擇原則設(shè)備選擇應(yīng)符合使用環(huán)境的要求，并考慮到經(jīng)濟等原則。設(shè)備的規(guī)格，參數(shù)都按照正常工作環(huán)境選擇，按最大短路電流校驗。2、開關(guān)電器的選擇110kV 外側(cè)隔離開關(guān)和斷路器選擇設(shè)備型號SW3-110G/600GW 4-110/600工程設(shè)備參數(shù)使用

11、條件設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kV110kV110kV110Kv額定電流1200A220A600A220A熱穩(wěn)定(1.58動穩(wěn)定41kA5.1kA50kA5.1kA開斷電流15.8kA2kA操作機構(gòu)CD5-XG8/14變壓器 110kV 側(cè)隔離開關(guān)和斷路器選擇設(shè)備型號SW3-110G/1200GW 4-110/600工程設(shè)備參數(shù)使用條件設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kV110kV110kV110Kv額定電流1200A110A600A110A熱穩(wěn)定(1.58動穩(wěn)定41kA5.1kA50kA5.1kA開斷電流15.8kA2kACS-14操作機構(gòu)CD -XG5變壓器 35kV 側(cè)隔離開關(guān)和斷路器

12、選擇設(shè)備型號SW -35/600GW -35/60034工程設(shè)備參數(shù)使用條件設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35kV35kV35kV35Kv額定電流600A315A600A315A熱穩(wěn)定(6.6動穩(wěn)定41kA4.97kA50kA4.97kA開斷電流16.5kA1.95kACS -3操作機構(gòu)CD -X3835kV 出線斷路器和隔離開關(guān)選擇設(shè)備型號SW3-35/600GW 4-35/600工程設(shè)備參數(shù)使用條件設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35kV35kV35kV35Kv額定電流600A99A600A99A熱穩(wěn)定(6.6動穩(wěn)定17kA7.8kA50kA7.8kA開斷電流6.6kA2.98kA操作機構(gòu)CD3-XCS

13、8-3主變壓器 10kV 側(cè)高壓開關(guān)柜選用 GG-1AF） 08 型開關(guān)柜，斷路器SN10-10/1000 型9/14工程斷路器參數(shù)使用條件額定電壓10kV10kV額定電流1000A551A熱穩(wěn)定動穩(wěn)定74kA12.19kA開斷電流29kA4.78kA操動機構(gòu)CD10-110kV 線路開關(guān)柜選用 GG10-1A-11 和 GG-1A(F-95 兩種高壓開關(guān)柜。使用條件為：工作電壓 10kV，工作電流按 551 計，沖擊電流 12.2kA ，穩(wěn)態(tài)短路電流為 4.78kA ，等效時間取 1.25s 。斷路器選擇 SN10-10 /1000 型，隔離開關(guān)選用 GN8-10/1000 型。3、導(dǎo)線的選

14、擇1） 常用導(dǎo)體材料在銅、鋁等。載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料，110KV 及以上配電裝置一般采用軟導(dǎo)線。2）硬母線截面在矩形、槽形、管形等。矩形母線用于 35KV及以下，電流在4000A及以下配電裝置。導(dǎo)體截面可按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟電流密度選擇，變電所的匯流母線均按長期發(fā)熱允許電流進行選擇，各引線則按經(jīng)濟電流密度選擇。校驗熱穩(wěn)定性時，按公式，取 c=97.主變壓器10kV 側(cè)引出線和10kV 母線擬選用8010mm 的矩形鋁排、平置。支持絕緣子間距取2.5 ，相間中心線距為0.4m。1） 母線排的校驗1、熱穩(wěn)定校驗小于 800mm2、母線截面積10/143、母線在短路時的最大電動力4、母線排受

15、到的最大應(yīng)力2） 10kV 高壓開關(guān)柜的校驗3） 線路軟導(dǎo)線選擇從經(jīng)濟和安全穩(wěn)定角度來選擇導(dǎo)線。電 壓 等型號截 面 積載流量備注級mm）110KV引 出 線LGJ-240240610A敝露式裝設(shè)及母線輸 電 線LGJ-240240610A架空線路35KV母 線 及1008 矩8001542A單片矩形室內(nèi)混裝母 變 連形鋁母線接線輸 電 線LGJ-185185510A架空線路10KV母 線 及2100816002298A雙片矩形室內(nèi)外混母 變 連）矩形鋁裝接線母線輸 電 線LGJ-150150470A架空線路4、互感器的選擇1、電流互感器的選擇主變 110kV 側(cè)互感器：選用 LCWD-110

16、型， Ki=200A/5A，級次 0.5/5p/5p ，每相兩只串聯(lián)，熱穩(wěn)定倍數(shù) 75，動穩(wěn)定倍數(shù) 135. 熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定計算結(jié)果如下：11/14；主變 35kV 側(cè)電流互感器：選用 LCWD-35型， Ki=600A/5A，級次 0.5/5p ，用于繼電保護和測量儀表回路主變 10kV 側(cè)電流互感器：選 LAJ-10 型， Ki=1200A/5A，級次 0.5/5p 35kV 出線電流互感器：選 LCWD-35型， Ki=200A/5A 10kV 出線電流互感器：選 LCWD-10型， Ki=300A/5A2、電壓互感器的選擇1100kV 側(cè)選用 JCC-110 型單相、串極式三繞組戶外是

17、電壓互感器，額定電壓比，共 2臺；35kV 側(cè)母線上選用 JDII-35型可供絕緣監(jiān)視用互感器10kV 側(cè)母線選用 JSJW-10型電壓互感器，可供絕緣監(jiān)視用，配套開關(guān)柜。5、熔斷器的選擇熔斷器選擇的具體技術(shù)條件如下：電壓：3.28）限流式高壓熔斷器不宜使用在工作電壓低于其額定電壓的電網(wǎng)中，以免因過電壓而使電網(wǎng)中的電器損壞，故應(yīng)為電流：3.29）式中：熔體的額定電流。熔斷器的額定電流根據(jù)保護動作選擇性的要求校驗熔體額定電流，應(yīng)保證前后兩級熔斷器之間，或熔斷器與電源側(cè)繼電保護之間，以及熔斷器與負荷側(cè)繼電保護之間動作的選擇性。斷流容量：3.30）式中：三相短路沖擊電流的有效值。熔斷器的開斷電流。根

18、據(jù)電網(wǎng)電壓的要求，本站 35KV、10KV電壓互感器都用高壓熔斷器進行保護，保護電壓互感器的熔斷器只需按額定電壓和開斷容量來選擇，查閱有關(guān)設(shè)計資料得：35KV 電壓互感器使用RN235 型高壓限流熔斷器，其技術(shù)參數(shù)：Ue=35KV，12/14Le=0.5A，Sde=1000MVA。10KV 電壓互感器選用RN210 型高壓熔斷器，其技術(shù)參數(shù)：Ue=10KV，Le=0.5A，Sde=1000MVA。高壓熔斷器選擇結(jié)果：安裝地型號電壓電流斷流容數(shù)量備注量35KV 電 壓RN2 3535KV0.5A1000MVA 2 組保護室內(nèi)電壓互感器互感器10KV 電 壓RN2 1010KV0.5A1000MV

19、A 2 組保護室內(nèi)電壓互感器互感器六、 課程設(shè)計體會及建議通過這次課程設(shè)計，我了解了變電站設(shè)計的基本步驟，了解了 110kV 降壓變電站的工作原理。對電力系統(tǒng)的實際運營有了初步的了解。本次設(shè)計的主要內(nèi)容是主接線設(shè)計、短路點計算、電氣設(shè)備的選擇與校驗、主變保護設(shè)計、防雷保護的設(shè)計等。通過此次設(shè)計，使我明白了變電站的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中一個重要組成部分，主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行及變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置等的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。通過短路電流的計算來對系統(tǒng)的各種故障進行分析，并以此來校驗各種電氣設(shè)備的選擇是否符合要求。此外，通過防雷保護的設(shè)計，滿足了對雷擊的防護，同時為了整個變電站的安全運行進行了主變保護設(shè)計，因為它的安全運行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)供電和穩(wěn)定運行。在這次課程設(shè)計中，我對各種實際電氣器件有了明確的認識。在以后的實際工作中也會注意合