110KV變電站主接線

1、供配電技術(shù)課程設(shè)計說明書110KV變電站主接線 部（系）名稱工學(xué)部 專業(yè)名稱電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師目錄緒論1110KV變電站電氣主接線和變壓器的臺數(shù)，型號，容量，參數(shù)12.1 110KV電氣主接線12.2 35KV電氣主接線22.3 10KV電氣主接線22.4）變壓器的臺數(shù)及其型號等33.站用電接線方式和站用電變壓器34.短路電流計算45.主要設(shè)備校驗76.電氣主接線圖137.附錄14緒論電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運行等要求而設(shè)計的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電氣主接線以電源進(jìn)線和引出線為基本環(huán)節(jié)，以母線為中間

2、環(huán)節(jié)構(gòu)成的電能輸配電路2.110KV變電站電氣主接線和變壓器的臺數(shù)，型號，容量，參數(shù)2.1）110KV電氣主接線方案一：變電站110kV側(cè)，為單母線分段接線。優(yōu)點有出線回路數(shù)增多時，可用斷路器將母線分段，成為單母線分段接線。母線分段后，可提高供電的可靠性和靈活性。在正常運行時，可以接通也可以斷開運行。當(dāng)分段斷路器QFd接通運行時，任一段母線發(fā)生短路故障時，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器QFd和接在故障段上的電源回路斷路器便自動斷開。這時非故障段母線可以繼續(xù)運行，縮小了母線故障的停電范圍。當(dāng)分段斷路器斷開運行時，分段斷路器除裝有繼電保護(hù)裝置外，還應(yīng)裝有備用電源自動投入裝置，分段斷路器斷開運行，有利

3、于限制短路電流。缺點有當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，必須斷開接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電。任一出線斷路器檢修時，該回路必須停止工作。方案二：變電站110KV側(cè)，為單母線接線優(yōu)點有接線簡單、設(shè)備少、操作方便、造價便宜。只要配電裝置留有裕量，母線可以向兩端延伸，可擴(kuò)性好。缺點有可靠性、靈活性差。母線故障、母線和母線隔離開關(guān)檢修時，全部回路均需停運，造成全廠或全站長期停電；任一斷路器檢修時，其所在回路也將停運。度不方便。電源只能并列運行，不能分列運行，線路側(cè)發(fā)生短路時，有較大的短路電流。因此，單母線接線一般用于6220KV系統(tǒng)中，出線回

4、路較少，對供電可靠性要求不高的小容量發(fā)電廠和變電站，尤其對采用開關(guān)柜的配電裝置更為合適?？偨Y(jié)：考慮到經(jīng)濟(jì)性，穩(wěn)定性以及可靠性，本設(shè)計110KV側(cè)采用方案一單母線分段接線。2.2）35KV電氣主接線電壓等級為35kV，出線為48回，可采用方案一單母線分段接線。優(yōu)點：出線回路數(shù)增多時，可用斷路器將母線分段，成為單母線分段接線。母線分段后，可提高供電的可靠性和靈活性。在正常運行時，可以接通也可以斷開運行。當(dāng)分段斷路器QFd接通運行時，任一段母線發(fā)生短路故障時，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器QFd和接在故障段上的電源回路斷路器便自動斷開。這時非故障段母線可以繼續(xù)運行，縮小了母線故障的停電范圍。當(dāng)分段斷路

5、器斷開運行時，分段斷路器除裝有繼電保護(hù)裝置外，還應(yīng)裝有備用電源自動投入裝置，分段斷路器斷開運行，有利于限制短路電流。缺點：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，必須斷開接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電。任一出線斷路器檢修時，該回路必須停止工作。方案二雙母線接線優(yōu)點：供電可靠，檢修方便。當(dāng)一組母線故障時，只要將故障母線上的回路倒換到另一組母線，就可以迅速恢復(fù)供電。調(diào)度靈活，便于擴(kuò)建。缺點：所用設(shè)備多。配電裝置復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性差。在運行中隔離開關(guān)作為操作電器，容易發(fā)生誤操作，且對實現(xiàn)自動化不便?？偨Y(jié)：綜上，考慮到經(jīng)濟(jì)性兼穩(wěn)定性以及可靠性，本設(shè)計35K

6、V側(cè)采用方案一單母線分段接線。2.3）10KV電氣主接線610kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時，可采用方案一單母線分段接線。優(yōu)點：出線回路數(shù)增多時，可用斷路器將母線分段，成為單母線分段接線。母線分段后，可提高供電的可靠性和靈活性。在正常運行時，可以接通也可以斷開運行。當(dāng)分段斷路器QFd接通運行時，任一段母線發(fā)生短路故障時，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器QFd和接在故障段上的電源回路斷路器便自動斷開。這時非故障段母線可以繼續(xù)運行，縮小了母線故障的停電范圍。當(dāng)分段斷路器斷開運行時，分段斷路器除裝有繼電保護(hù)裝置外，還應(yīng)裝有備用電源自動投入裝置，分段斷路器斷開運行，有利于限制短路電流。缺點：當(dāng)一段

7、母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，必須斷開接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電。任一出線斷路器檢修時，該回路必須停止工作。方案二雙母線接線優(yōu)點：供電可靠，檢修方便。當(dāng)一組母線故障時，只要將故障母線上的回路倒換到另一組母線，就可以迅速恢復(fù)供電。調(diào)度靈活，便于擴(kuò)建。缺點：所用設(shè)備多。配電裝置復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性差。在運行中隔離開關(guān)作為操作電器，容易發(fā)生誤操作，且對實現(xiàn)自動化不便?？偨Y(jié)：綜上，因為考慮到成本，本設(shè)計10KV側(cè)采用單母線分段接線。2.4）變壓器的臺數(shù)及其型號等主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，亦要根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)

8、構(gòu)來確定主變壓器的容量。所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。本設(shè)計選用SFPSZ7-63000/110型號變壓器20個。查表可知：高中低壓側(cè)為110/38.5/10.5。連接組標(biāo)號Yn，yn0，d11空載損耗為84.7KW負(fù)載損耗為300KW空載電流百分?jǐn)?shù)為1.2%重量127.2噸軌距21435/1435取功率因數(shù)0.7變壓器帶載運行70%則S=2500/0.7/0.7=5102KVA由上面數(shù)據(jù)分析，本變壓器完全能夠滿足系統(tǒng)容量為5000MVA的系統(tǒng)容量變電站需求。3.站用電接線方式和站用電變壓器當(dāng)所內(nèi)有較低電壓母線時，-般均由這類母線.上引接12個所用電源，所用電源引接方式具有經(jīng)

9、濟(jì)性和可靠性較高的特點。本所所用電占用率0. 042%。所用變壓器容量的確定:S=(41 + 25 )x 0.042%/0.7 = 0.339 (MVA )= 339(kVA )查發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)附錄1-1，選擇SL, - 400/10型變壓器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下:型號: SL,- 400/10額定容量:400kVA 額定電壓:高壓10kV;低壓0. 4kV損耗:空載0.92kW; 負(fù)載5.8kW阻抗電壓: 4%空載電流:2.1%接線組別: Y,yn04.短路電流計算電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備，在其運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種

10、形式的短路，因為它們會破壞對用戶的正常供電，電氣設(shè)備的正常運行。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地(對于中性點接地系統(tǒng))發(fā)生通路的情況。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有:三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。其中三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對稱短路。電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會最少。但三相短路情況最嚴(yán)重，應(yīng)給予足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。前提假設(shè)：設(shè)Sb=100MVA，Ub=Uav。即主變的

11、高壓側(cè)Ub=110，中壓側(cè)電壓38.5，低壓側(cè)電壓10.5。然后進(jìn)行計算各電抗，如下：又因容量比為100/100/50，查資料得U12%=18.5%，U13%=10.5%，U23%=6.5%U1%=1/2（U12+U13-U23）=11.25同理得U2%=7.25，U3%=-0.75根據(jù)變壓器電抗計算公式XT=Us/100(UnUn/Sn),又因為短路計算需要用到標(biāo)幺值，所以算得Xt1=0.1786，Xt2=0.1151，Xt3=0站內(nèi)線路較短，且設(shè)計并無給出數(shù)據(jù)，則不予考慮線路電抗。站外線路46KM，所以Xd=0.446100/（115115）=0.13。且設(shè)計要求給出站內(nèi)系統(tǒng)電抗1.51，

12、所以求得系統(tǒng)Xd=1.51100/2000=0.0755計算短路點電流短路點發(fā)生在110KV母線側(cè)經(jīng)過星網(wǎng)變換得輸入阻抗X1=0.1124，計算電抗X2=X1Sex/Sj=2.5標(biāo)幺值I0=0.416，I1=0.422，I2=0.422有名值I0=4.1777KAI1=4.237KAI2=4.237KA沖擊電流幅值Ip=10.651KA短路容量Sd=831.999MVA短路點在10KV母線側(cè)同理可得I0=I1=I2=25.98KAIp=66.249KASd=472.36MVA短路點在35KV母線側(cè)同理可得I0=I1=I2=5.792KAIp=14.7696KASd=371.3MVA主要設(shè)備校驗

13、斷路器得選擇及校驗斷路器是變電所的主要電氣設(shè)備之一。正常運行時;用它來倒換運行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運行，起著控制作用;當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，能起保護(hù)作用。其最大特點是能斷開電路中負(fù)荷電流和短路電流，由于它具有專門的滅弧裝置，因此用它來接通和切斷電路。斷路器的選擇必須滿足以下五個條件:額定電壓: UnU，根據(jù)要求，在110KV側(cè)，Un110KV；在35KV側(cè)，Un35KV；在10KV側(cè)，Un10KV額定電流: INImax ;根據(jù)公式Imax=Pmax/3(1/2)Uncosx得110KV側(cè)Imax=1480A，則In選擇1500A額定開

14、斷電流: InorI0，由公式I0=Ipt+根號2I兩撇e的負(fù)Ta分之t1在開平方，得110KV側(cè)，I0=4.177KA；35KV側(cè)2.431KA；10KV側(cè)I0=25.98KA.所以對應(yīng)Inor分別選擇26.5KA，40KA，50KA.熱穩(wěn)定校驗: ItQ;根據(jù)公式Q=Iteq，得110KV側(cè)Q=36.69,35KV側(cè)Q=66.77,10KV側(cè)Q=1383.7110kV進(jìn)線斷路器的選擇: LW11-110斷路器110kV出線斷路器的選擇:LW11-110斷路器35kV側(cè)主變壓器斷路器的選擇: LW8-3535kV側(cè)母聯(lián)斷路器的選擇: LW8-3535kV出線斷路器的選擇: LW8-3510k

15、V側(cè)主變壓器斷路器的選擇: 3AF-1010kV母線分段斷路器的選擇: 3AF-1010kV架空出線斷路器的選擇:3AF-10電流互感器得選擇校驗10kV饋線電流互感器:其中0.5級供測量用，額定負(fù)荷為1Q，D級供繼電保護(hù)用額定負(fù)荷2.42，如圖所示。A相負(fù)荷為:有功電度表電流線圈0.022;無功電度表電流線圈0.022;安培表的電流線圈0.122，總負(fù)荷為0.162，以A相負(fù)荷為最大。設(shè)導(dǎo)線電阻為1則允許連接線的最大電阻為：設(shè)導(dǎo)線為銅材料: p =0.0188 2.mm2/M ，長度L為 50m,不完全星形接線系數(shù)K =3時，則連接導(dǎo)線的截面S為:取銅線的截面:S =2.5mm2熱穩(wěn)定校驗:外部動穩(wěn)定:絕緣瓷帽的允許荷重750N，當(dāng)相間距離a=40cm,L=100cm 時，所選LAJ10 電流互感器完全滿足內(nèi)部和外部動穩(wěn)定的要求。所有電流互感器選型如下所示：電壓互感器得選擇對JSJW-10型電壓互感器的準(zhǔn)確度等級和二次負(fù)荷進(jìn)行校驗:10kV母線上裝有兩臺三芯五柱型電壓互感器，每臺承擔(dān)6條饋線，每回引出線上接有功和無功電度表電壓線圈,要求0.5級的電壓互感器。母線上裝有接于BC相的電壓表和接入相對地的絕緣監(jiān)視電壓表。查發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)附表 5-42得:1T1一V型電壓表線圈吸收的有功功率為4.5W，cos = 1，有功和無功電度表電壓線圈吸收的視在