110KV降壓變電站設(shè)計(jì)

摘要：變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，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，直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。這次設(shè)計(jì)以

110KV降壓變電站為主要設(shè)計(jì)對(duì)象，分析變電站的原始資料確定變電站的主接線；通過負(fù)荷計(jì)算確定主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)。根據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果，對(duì)變電站的一次設(shè)備進(jìn)行了選擇和校驗(yàn)。關(guān)鍵字：降壓變電站；電氣主接線；變壓器；

設(shè)備選型1設(shè)計(jì)任務(wù)1、系統(tǒng)特點(diǎn)：1）地區(qū)用電豐水期基本由小水電提供，枯水期由系統(tǒng)支援。2）豐水期小水電電力有剩余，輸送向系統(tǒng)。3）110kV

側(cè)電源近似為無窮大系統(tǒng)。2、該所有

110kV、35kV

兩個(gè)電壓等級(jí)。110kV

雙回至系統(tǒng)，系統(tǒng)電抗

0.5（Sb=100MVAUb=37kV）；35kV

進(jìn)線

5

回：水電廠

1，30MW，12km，2

回；水電廠

2，30MW，13km，2回；水電廠.315MW，20km，單回；35kV

出線

10

回：中心醫(yī)院

2

回，1.5MW，5km；造紙廠

1

回，2.5MW，4km；印刷廠

1

回，2MW，5km；面粉廠

2

回，2.5MW，4km；提灌站

1

回，1MW，6km；備用

2

回。3、110kV

側(cè)出線主保護(hù)為瞬時(shí)動(dòng)作，后備保護(hù)時(shí)間為

0.15s，斷路器燃弧時(shí)間按

0.05s

考慮。4、該地區(qū)最熱月平均溫度為

28°C，年平均氣溫

16°C，絕對(duì)最高氣溫為

40°C，土壤溫度為

18°C。5、該變電所位于市郊生荒土地上，地勢(shì)平坦、交通便利、環(huán)境無污染。2負(fù)荷計(jì)算計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。35KV

側(cè)負(fù)荷:?鈭??

=1.5MW+2.5MW+2MW+2.5MW+1MW=9.5MW?

=

19.50.8?1

==11.875???電機(jī)側(cè)總?cè)萘浚汗┙o

110KV

的容量：3、變壓器的選擇和主接線的確定3.1

變壓器選型以為水電廠負(fù)荷總?cè)萘繛?/p>

75MW，而負(fù)荷總?cè)萘績(jī)H僅只

9.5MW，假設(shè)負(fù)荷全開，那么還有?0

=75?

9.5=65.5???送回系統(tǒng)。另外，某一臺(tái)變壓器還可能出現(xiàn)故障，那么一臺(tái)變壓器要能夠承擔(dān)全部負(fù)荷的

70%，??鈮?0.7?

=65.5脳

0.7=45.85???1所以選擇變壓器的型號(hào)為

SFL-50000/110,其參數(shù)見表

3-1表

3-1

變壓器參數(shù)低壓側(cè)

空載損電壓（KV）

（KW）

（KW）

（%）

（%）負(fù)載損

阻抗電

空載電額定容量高壓側(cè)電壓型號(hào)耗耗壓流（KV）0.3，6.6，10.5，11SFL-50000/110

50000

110

鹵

2

脳

2.5%6526010.50.7變壓器采用

Y-△連接。3.2主接線的確定由于

110KV

側(cè)沒有Ⅰ、Ⅱ類用戶，故采用單母線接線，為增加一定可靠性，便于檢修，進(jìn)而采用單母線分段式。對(duì)于

35KV

側(cè)由于涵蓋大量負(fù)荷，所以應(yīng)盡量保障供電，尤其含有中醫(yī)院，出于安全考慮，采用雙母線接線，保障母線不間斷供電。4、計(jì)算短路點(diǎn)的最大短路電流等值電路的計(jì)算：取基準(zhǔn)功率:??

=100????

=??

??系統(tǒng)電抗：由上表計(jì)算得

110/35KV變壓器：查表可得

15MW水輪發(fā)電機(jī)電抗去

1.07水電廠側(cè)變壓器：輸電導(dǎo)線選擇：LGJ-50/8，查表可得該導(dǎo)線

35KV時(shí)，單位長(zhǎng)度電抗值：?0

=0.423Ω水電廠線路：??2

=0.423×13=5.499Ω負(fù)荷線路：因?yàn)樽儔浩餍吞?hào)完全相同，其中性點(diǎn)點(diǎn)位相同等，故等值電路圖可化簡(jiǎn)為圖

4-1：圖

4-1等值電路簡(jiǎn)化圖4.1110KV母線短路時(shí)對(duì)于

110KV系統(tǒng)電源（無窮大容量）?Σ

?

=?

=0.25111"?=??鈭??

=?==4?

?0.25危

*短路次暫態(tài)電流：短路沖擊電流：對(duì)于發(fā)電機(jī)側(cè)電源?Σ

?

=12.705+2.354=15.05975?ca?

=?Σ

?

=1.059×(

)

100=14.12????0.8查水輪機(jī)短路電流運(yùn)算曲線[(四)

t=0]，得"?=0.2?短路沖擊電流："??2

=2.55?

=2.55×0.094=0.2397???由此可得

110KV母線短路時(shí)：總短路次暫態(tài)電流：總沖擊電流：??

=??1

+??2

=5.1+0.2397=5.34??4.2

35KV母線短路時(shí)對(duì)于

110KV系統(tǒng)電源（無窮大容量）?Σ

?

=0.25+12.705=12.95511"?=??鈭??

=?==0.077?

?12.955危

*短路次暫態(tài)電流：短路沖擊電流：對(duì)于水電廠

1發(fā)電機(jī)側(cè)電源?Σ

?

=5.523查水輪機(jī)短路電流運(yùn)算曲線[(三)t=0]，得"?=0.5?短路次暫態(tài)電流：短路沖擊電流：對(duì)于水電廠

2發(fā)電機(jī)側(cè)電源?Σ

?

=5.7345查水輪機(jī)短路電流運(yùn)算曲線（三

t=0）"?=0.5?短路次暫態(tài)電流：短路沖擊電流：對(duì)于水電廠

3發(fā)電機(jī)側(cè)電源?Σ

?

=14.43查水輪機(jī)短路電流運(yùn)算曲線[(三)t=0]短路次暫態(tài)電流："?=0.4?短路沖擊電流：由此可得

35KV母線短路時(shí)總次暫態(tài)短路電流：??

=??1

+??2

+??3

+??4

=2.09??5、配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇5.1母線的選擇本設(shè)計(jì)的

110KV為屋外配電裝置，故母線采用鋼芯鋁線

LGJ按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面

S：設(shè)年最大負(fù)荷利用時(shí)：????

=6000?查表可得經(jīng)濟(jì)電流密度：???

=0.9?/??2則導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面為?2620.9

=291??2=???

=???所以初步選線為

LGJ-300。該地區(qū)年絕對(duì)最高氣溫為

40度，而導(dǎo)線長(zhǎng)期允許溫度為

28度，查表得溫度修正系數(shù)?

=0.810查表得

IY=800A滿足要求導(dǎo)線熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查表可得主變

110KV側(cè)假想時(shí)間????

=3.8最高氣溫

40度時(shí)裸導(dǎo)體的

C值為

99所以滿足熱穩(wěn)定度的最小允許條件截面：實(shí)際選用導(dǎo)線面積

300mm2>41.25mm2，所以熱穩(wěn)定度滿足要求。本設(shè)計(jì)的

35KV為屋外配電裝置，故母線采用鋼芯鋁絞線

LGJ按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線面積35KV側(cè)母線最大持續(xù)工作電流是

742A，查表可得

30℃時(shí)

LGJ-400型鋼芯鋁絞線的允許載流量為

I

=0.95×800=760A>743A，故選

LGJ-400型鋼芯鋁絞線。a1校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度35KV以上鋼芯鋁絞線最小允許截面為

25mm2,，所以選

LGJ-400型鋼芯鋁絞線滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面400mm2>13mm2，所以

35KV側(cè)用

LGJ-400型符合要求。5.2斷路器的選擇因本變電站所帶負(fù)荷比較小，所以都考慮采用少油斷路器。110KV側(cè)斷路器選擇：需選用的斷路器，主變

110KV側(cè)計(jì)算電流：經(jīng)過查表，可初選斷路器為：SW4-110型，其參數(shù)見表

5-1表

5-1熔斷器參數(shù)額定電

額定電

額定開斷電

1S熱穩(wěn)電

有效極限通過電型號(hào)壓(KV)

流(A)SW4-110/1000

110

1000流(KA)流(KA)流(KA)18.4215535KV側(cè)斷路器選擇：需選用的斷路器，主變

35KV側(cè)電流計(jì)算經(jīng)過查表，可初選斷路器為：SW3-35型，其參數(shù)見表

5-2表

5-2短路器參數(shù)額定電

額定電

額定開斷電

4S熱穩(wěn)電

有效極限通過電型號(hào)壓(KV)

流(A)35

1000流(KA)流(KA)流(KA)SW2-35/100024.816.545對(duì)斷路器進(jìn)行校驗(yàn)：斷流能力校驗(yàn)：因?yàn)槿喽搪冯娏鞔笥趦上喽搪冯娏?，所以選三相短路電流進(jìn)行校驗(yàn)，可用次暫態(tài)短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。由上計(jì)算可知，110KV側(cè)母線短路時(shí)，選進(jìn)行校驗(yàn)。所選斷路器的額定開斷電流

I=18.4KA>2.094K，,則斷流能力滿足要求。35KV側(cè)母線短路時(shí)，選進(jìn)行校驗(yàn)。所選用斷路器的額定開斷電流

I=24.8KA>0.82KA，則斷流能力滿足要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：所選

110KV側(cè)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定電流等于有效極限通過電流峰值

55KA，而流過斷路器的最大沖擊電流僅僅為

5.34KA，則動(dòng)穩(wěn)定滿足要求從以上的校驗(yàn)可知斷路器選擇滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：110KV側(cè)：交流分量的熱效應(yīng)：22?

=2.094

×0.15=0.658(KA)

??查表可得變電站各級(jí)電壓母線及出線

T=0.05,所以直流分量的熱效應(yīng)：22???

=2.094

×0.05=0.22(KA)

?因此熱效應(yīng)：?

=?

+?

=0.658+0.22=0.878(??)2?????由上述參數(shù)表可得該斷路器允許的短路熱效應(yīng)為

21KA持續(xù)

1秒，所以222?

?

=21

×0.15=441(??)

??0.878<441，因此熱穩(wěn)定滿足要求,可知可以選該斷路器。35KV側(cè)：交流分量的熱效應(yīng)：22?

=0.82

×0.15=0.10086(KA)

??查表可得變電站各級(jí)電壓母線及出線

T=0.05，所以直流分量的熱效應(yīng)：22???

=0.82

×0.05=0.03362(KA)

?因此熱效應(yīng)：?

=?

+?

=0.10086+0.03362=0.13448(??)2?????由上述參數(shù)表可得該斷路器允許的短路熱效應(yīng)為

16.5KA持續(xù)

4秒，所以：222?

?

=16.5

×4=1089(??)

??0.135<1089，因此熱穩(wěn)定滿足要求，可知可以選該斷路器。5.3隔離開關(guān)的選擇110KV側(cè)：所選隔離開關(guān)額定電壓應(yīng)大于等于

110KV，主變壓器

110KV側(cè)電壓經(jīng)過查表，可選隔離開關(guān)：GW4-110D/600型，其參數(shù)見表

5-3表

5-3隔離開關(guān)參數(shù)5S熱穩(wěn)額定電流

極限通過電流額定電壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)型號(hào)型號(hào)定電流（KV）（KA）（KA）（KA）有效峰值CS11GCS14GGW4-110D/600110600值145035KV側(cè)：所選隔離開關(guān)額定電壓應(yīng)大于

35KV，主變壓器

35KV側(cè)電流經(jīng)過查表，可選隔離開關(guān)為:GW5-35/1000型,其參數(shù)見表

5-4表

5-4隔離開關(guān)參數(shù)5S熱穩(wěn)定電流（KA）額定電壓額定電流

極限通過電流操動(dòng)機(jī)構(gòu)型號(hào)型號(hào)（KV）（KA）（KA）有效峰值GW5-35/1000351000值25CS6-23050對(duì)隔離開關(guān)進(jìn)行校驗(yàn):110KV側(cè)：動(dòng)穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值

50KA，流過斷路器的最大短路沖擊電流為

5.34KA，顯然動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。經(jīng)以上校驗(yàn)可知，所以隔離開關(guān)滿足要求，故可用

GW4-110D/600型高壓隔離開關(guān)。動(dòng)穩(wěn)定電流等于極限通過電流你峰值

83KA，流過斷路器的最大短路沖擊電流為

2.09KA，顯然動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。經(jīng)以上校驗(yàn)可知，所以隔離開關(guān)滿足要求，故可用

GW5-35G/1000型高壓隔離開關(guān)。5.4電壓互感器的選擇變電所每組母線的三相上均安裝電壓互感器。電壓互感器按工作電壓來選擇：（1）110KV電壓互感器選擇：JCC1-110（2）35KV電壓互感器的選擇:JDJJ-35其參數(shù)見表

5-5：表

5-5電壓互感器系數(shù)額定容量（VA）最大容量型號(hào)額定變比準(zhǔn)確等級(jí)1級(jí)（VA）0.5級(jí)-3級(jí)1000600JCC1-110JDJJ-35200012005001502505.5電流互感器的選擇凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量符合測(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。因?yàn)橐箅娏骰ジ衅鞯念~定電壓不小于裝設(shè)電流互感器回路所在電網(wǎng)的額定電壓。所以本變電所

110KV側(cè)電流互感器考慮選擇

LCWD-110型，又因?yàn)榱鬟^斷路器的最大持續(xù)電路為

262A，所以選擇變比為

400/5.35KV側(cè)電流互感器考慮選擇

LCWD-35型，又因?yàn)榱鬟^斷路器的最大持續(xù)電流為

743KV，所以考慮選擇變比為

1200/5.其參數(shù)見表

5-6表

5-6電流互感器參數(shù)額定二次負(fù)荷/

10%

1S熱次級(jí)組合動(dòng)