110kV區(qū)域變電站電氣部分設(shè)計

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中文

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Keywords

Electricalmainwiringdesign;short-circuitcurrentcalculation;electricalequipmentselection;designdrawings

名目

第1章設(shè)計的內(nèi)容和要求(1)

1.1原始資料分析(1)

1.2設(shè)計原則和基本要求(2)

1.3設(shè)計內(nèi)容(2)

第2章主變壓器的選擇(3)

2.1主變臺數(shù)的確定(3)

2.2本變電站站用變壓器的選擇(4)

2.3小結(jié)(5)

第3章電氣主接線的選擇(6)

3.1選擇原則(6)

3.1.1主接線設(shè)計的基本要求及原則(6)

3.1.2主接線的基本形式和特點(7)

3.2變電站的各側(cè)主接線方案的擬定(7)

3.3小結(jié)(11)

第4章短路電流計算(12)

4.1短路計算的目的及假設(shè)(12)

4.2短路電流計算的步驟(12)

4.3短路電流計算及計算結(jié)果(13)

4.4小結(jié)(16)

第5章導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇(18)

5.1電氣設(shè)備的選擇原則(18)

5.2斷路器和隔離開關(guān)的選擇(18)

5.3互感器的選擇(22)

5.4母線的選擇(24)

5.5高壓熔斷器的選擇(25)

5.6消弧線圈的選擇(26)

5.7小結(jié)(26)

第6章變電站防雷愛護及其配置(27)

6.1直擊雷的過電壓愛護(27)

6.2雷電侵入波的過電壓愛護(27)

6.3避雷器和避雷線的配置(27)

6.4小結(jié)(28)

第7章高壓配電裝置及平面布置(29)

7.1設(shè)計原則與要求(29)

7.2高壓配電裝置(30)

7.3小結(jié)(31)

結(jié)論(32)

第1章設(shè)計的內(nèi)容和要求

1.1原始資料分析

1、變電站的建設(shè)規(guī)模

（1）、類型：110kV地方變電站。

（2）、最終容量：依據(jù)電力系統(tǒng)的規(guī)劃需要安裝兩臺容量為31.5MVA，電壓為110kV/35kV/10kV的主變壓器，主變各側(cè)容量比為100/100/100，一次設(shè)計并建成。

2、電力系統(tǒng)與本所的連接狀況

（1）、待設(shè)計的變電站是一座降壓變電站，擔負著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務(wù)。

（2）、本變電站有兩回平行線路與110kV電力系統(tǒng)連接，有兩回35kV電力系統(tǒng)連接。

（3）、本變電站在系統(tǒng)最大運行方式下的系統(tǒng)正、負阻抗的標么值示意圖如圖1（Sj=100MVA）,110kV及35kV電源容量為無窮大，阻抗值各包含平行線路阻抗在內(nèi)。

圖1變電所連接示意圖

電所不考慮裝調(diào)相機、電容器等無功補償設(shè)備，35kV因電網(wǎng)線路的電容電流較少，也不裝設(shè)消弧線圈。110kV出線無電源。

電力負荷水平

110kV進出線共2回，兩回進線為110kV的平行供電線路，正常送電容量各為35000KVA。

35kV進出線共2回，兩回進線連接著35kV電源，輸送容量各為35000KVA。10kV出線共8回，全部為架空線路，其中3回每回輸送容量按5000KVA設(shè)計；另外5回每回輸送容量為4000KVA，再預(yù)留四個出線間隔，待以后擴建。本變電站自用電主要負荷如表1-2

表1－2110kV變電站自用電負荷

圖1變電所連接示意圖

福利區(qū)用電1.5

計算負荷S=5.2+4.5+（20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5）*0.85＝49.725(kVA)

5、環(huán)境條件

（1）當?shù)啬曜罡邷囟?9.1℃，年最低溫度－5.9℃，最熱月平均最高溫度29℃；

最熱月平均地下0.8m土壤溫度21.5℃。

（2）當?shù)睾０胃叨?518.3m。

（3）當?shù)乩纂娙誘=25.1日/年。

1.2設(shè)計原則和基本要求

設(shè)計根據(jù)國家標準要求和有關(guān)設(shè)計技術(shù)規(guī)程進行，要求對用戶供電牢靠、保證電能質(zhì)量、接線簡潔清楚、操作便利、運行敏捷、投資少、運行費用低，．并且具有可擴建的便利性。要求如下：

1)選擇主變壓器臺數(shù)、容量和型式(一般按變電站建成5-10年的進展規(guī)劃進行選擇，并應(yīng)考慮變壓器正常運行和事故時的過負荷力量)；

2)設(shè)計變電所電氣主接線；

3)短路電流計算；

4)主要電氣設(shè)備的選擇及各電壓等級配電裝置類型的確定;

1.3設(shè)計內(nèi)容

本次設(shè)計的是一個降壓變電站，有三個電壓等級(110kV／35kV／10kV)，110kV主接線采納雙母線接線方式，兩路進線，35kV和10kV主接線均采納單母線分段接線方式。主變壓器容量為2*31．5MVA，110kV與35kV之間采納Yo／Yo－12連接方式，110kV與10kV之間采納Yo／△—11連接方式。

本設(shè)計采納的主變壓器有兩個出線端子，一端接35kV的引出線，另一端接10kV的引出線。設(shè)計中主要涉及的是變電站內(nèi)部電氣部分的設(shè)計，并未涉及到出線線路詳細應(yīng)用到什么用戶，所以負荷統(tǒng)計表相對比較簡潔，也削減了電氣主接線圖的制作難度。

第2章主變壓器的選擇

2.1主變臺數(shù)的確定

待設(shè)計變電站在電力系統(tǒng)中的地位：

本變電站為一降壓變電站，在系統(tǒng)中起著匯聚和安排電能的作用，擔負著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務(wù)，地位比較重要。該變電站的建成，不僅增加了當?shù)仉娋W(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且為當?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)供應(yīng)了足夠的電能，從而達到使本地區(qū)電網(wǎng)平安、牢靠、經(jīng)濟地運行的目的。

待設(shè)計變電站的建設(shè)規(guī)模：

（1）電壓等級

110kV/35kV／10kV

（2）線路回路數(shù)量

110kV進出線共2回，兩回進線為110kV的平行供電線路，正常送電容量各為35000KVA。

35kV進出線共2回，兩回進線連接著35kV電源，輸送容量各為35000KVA。

10kV進出線共12回，全部為架空線路，其中3回每回輸送容量按5000KVA設(shè)計；另外5回每回輸送容量為4000KVA，再預(yù)留四個出線間隔，待以后擴建。

（3）主變選擇

由第一章概況及負荷統(tǒng)計可知：

主變壓器選為兩臺110kV級低損耗三繞組有載調(diào)壓變壓器，每臺容量為31.5MVA，兩變壓器同時運行。電壓等級：110KV／35KV/10KV，各側(cè)容量比：100：100：100。

1）變壓器容量：裝有兩臺變壓器的變電站，采納暗備用方式，當其中一臺主變因事故斷開，另一臺主變的容量應(yīng)滿意全部負荷的70%，考慮變壓器的事故過負荷力量為40%，則可保證80%負荷供電。

2）在330KV及以下電力系統(tǒng)中，一般選三相變壓器，采納降壓結(jié)構(gòu)的線圈，排列成鐵芯—低壓—中壓—高壓線圈，高與低之間阻抗最大。

3）繞組數(shù)和接線組別的確定：

該變電全部三個電壓等級，所以選用三繞組變壓器，連接方式必需和系統(tǒng)電壓相位全都，否則不能并列運行，110kV以上電壓，變壓器繞組都采納Y

連接，35KV采納

Y形連接，10KV采納Δ連接。

4）調(diào)壓方式的選擇：

一般型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為±5%，而且當調(diào)壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調(diào)壓）時，僅靠調(diào)整一般變壓器的分接頭方法就無法滿意要求。另外，一般變壓器的調(diào)整很不便利，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。它的調(diào)壓范圍較大，一般在15%以上，而且要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)反送功率，要求母線電壓恒定，

保證供電質(zhì)量狀況下，有載調(diào)壓變壓器，可以實現(xiàn)，特殊是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持肯定范圍時，有載調(diào)壓可解決，因此選用有載調(diào)壓變壓器。

5）冷卻方式的選擇：

主變壓器一般采納的冷卻方式有：自然風冷、強迫油循環(huán)風冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。考慮到冷卻系統(tǒng)的供電牢靠性，要求及維護工作量，首選自然風冷冷卻方式。

—31500/110型有載調(diào)壓變壓器，采納暗備用方式，查變壓器的所以用兩臺SFSZ

7

參數(shù)如下：

表2-1變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)

2.2本變電站站用變壓器的選擇

變電站的站用電是變電站的重要負荷，因此，在站用電設(shè)計時應(yīng)根據(jù)運行牢靠、檢修和維護便利的要求，考慮變電站進展規(guī)劃，妥當解決分期建設(shè)引起的問題，樂觀慎重地采納經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計達到經(jīng)濟合理，技術(shù)先進，保證變電站平安，經(jīng)濟的運行。

一般變電站裝設(shè)一臺站用變壓器，對于樞紐變電站、裝有兩臺以上主變壓器的變電站中應(yīng)裝設(shè)兩臺容量相等的站用變壓器，互為備用，假如能從變電站外引入一個牢靠的低壓備用電源時，也可裝設(shè)一臺站用變壓器。依據(jù)如上規(guī)定，本變電站選用兩臺容量相等的站用變壓器。

站用變壓器的容量應(yīng)按站用負荷選擇：

S＝照明負荷+其余負荷*0.85(kVA)

站用變壓器的容量：Se≥S＝0.85∑P十P照明(kVA)

依據(jù)任務(wù)書給出的站用負荷計算：

S＝5.2+4.5+（20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5）*0.85

＝49.725(kVA)

考慮肯定的站用負荷增長裕度，站用變10KV側(cè)選擇兩臺SL7—125／10型號配電變壓器，互為備用。依據(jù)容量選擇站用電變壓器如下：

型號：SL7—125／10；

容量為：125(kVA)

連接組別名：Yn，yn0

調(diào)壓范圍為：高壓：±5％

阻抗電壓為(%)：4

2.3小結(jié)

在本章中，依據(jù)本變電站的實際狀況選擇了變電站的主變壓器和站用變壓器：主變壓器為兩臺SFSZ

—31500/110型有載調(diào)壓變壓器；站用變壓器兩臺SL7—125／10

7

型號配電變壓器。

第3章電氣主接線的選擇

3.1選擇原則

電氣主接線是變電站設(shè)計的首要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定與電力系統(tǒng)及變電站運行的牢靠性、敏捷性和經(jīng)濟性親密相關(guān)，并對電器設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電愛護和掌握方式的擬定有較大影響。因此，主接線的設(shè)計必需正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析論證，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定變電站主接線的最佳方案。

3.1.1主接線設(shè)計的基本要求及原則

變電站主接線設(shè)計的基本要求：

1)牢靠性

供電牢靠性是電力生產(chǎn)和安排的首要要求，電氣主接線的設(shè)計必需滿意這個要求。由于電能的發(fā)送及使用必需在同一時間進行，所以電力系統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)故障，都將影響到整體。供電牢靠性的客觀衡量標準是運行實踐，評估某個主接線圖的牢靠性時，應(yīng)充分考慮長期運行閱歷。我國現(xiàn)行設(shè)計規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運行實踐閱歷的總結(jié)，設(shè)計時應(yīng)當予以遵循。

2)敏捷性

電氣主接線不但在正常運行狀況下能依據(jù)調(diào)度的要求敏捷的轉(zhuǎn)變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快的退出設(shè)備、切除故障，使停電時間最短、影響范圍最小，并在檢修設(shè)備時能保證檢修人員的平安。

3)操作應(yīng)盡可能簡潔、便利

電氣主接線應(yīng)簡潔清楚、操作便利，盡可能使操作步驟簡潔，便于運行人員把握。簡單的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡潔，可能又不能滿意運行方式的需要，而且也會給運行造成不便，或造成不必要的停電。

4)經(jīng)濟性

主接線在保證平安牢靠、操作敏捷便利的基礎(chǔ)上—，還應(yīng)使投資和年運行費用最小，占地面積最少，使變電站盡快的發(fā)揮經(jīng)濟效益。

5)應(yīng)具有擴建的可能性

由于我國工農(nóng)業(yè)的高速進展，電力負荷增加很快，因此，在選擇主接線時，應(yīng)考慮到有擴建的可能性。

變電站主接線設(shè)計原則：

1)變電站的高壓側(cè)接線，應(yīng)盡量采納斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿意繼電愛護的要求下，也可以在地區(qū)線路上采納分支接線，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)

上不得采納分支接線。

2)在6-10kV配電裝置中，出線回路數(shù)不超過5回時，一般采納單母線接線方式，出線回路數(shù)在6回及以上時，采納單母分段接線，當短路電流較大，出線回路較多，功率較大，出線需要帶電抗器時，可采納雙母線接線。

3)在35-66kV配電裝置中，當出線回路數(shù)不超過3回時，一般采納單母線接線，當出線回路數(shù)為4～8回時，一般采納單母線分段接線，若接電源較多、出線較多、負荷較大或處于污穢地區(qū)，可采納雙母線接線。

4)在110-220kV配電裝置中，出線回路數(shù)不超過2回時，采納單母線接線；出線回路數(shù)為3～4回時，采納單母線分段接線；出線回路數(shù)在5回及以上，或當“0—220KV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位；出線回路數(shù)在4回及以上時，一般采納雙母線接線。