110kV變電站一次部分設(shè)計

1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 110kV變電站一次部分設(shè)計 學(xué)生所在校外學(xué)習(xí)中心 批次 層次 專業(yè) 電氣工程及其自動化 學(xué) 號 w 學(xué) 生 指 導(dǎo) 教 師 起 止 日 期 摘 要本文首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢。從負(fù)荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了110kV，35kV，10kV以及站用電的主接線，然后又通過負(fù)荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算的計算結(jié)果，對高壓熔斷器，隔離開關(guān)，母

2、線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進(jìn)行了選型，從而完成了110kV電氣一次部分的設(shè)計。關(guān)鍵詞：變電站 變壓器 接線 目 錄摘要概 述 4第一章 電氣主接線 611 110kv電氣主接線712 35kv電氣主接線 813 10kv電氣主接線1014 站用變接線 12第二章 負(fù)荷計算及變壓器選擇 13 21 負(fù)荷計算 13 22 主變臺數(shù)、容量和型式的確定 14 23 站用變臺數(shù)、容量和型式的確定16第三章 最大持續(xù)工作電流及短路電流的計算 17 31 各回路最大持續(xù)工作電流17 32 短路電流計算點(diǎn)的確定和短路電流計算結(jié)果 18第四章 主要電氣設(shè)備選擇 19 41 高壓斷路器的選擇 2

3、1 42 隔離開關(guān)的選擇22 43 母線的選擇23 44 絕緣子和穿墻套管的選擇24 45 電流互感器的選擇24 46電壓互感器的選擇2647各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表29附錄I 設(shè)計計算書30 附錄II電氣主接線圖3710kv配電裝置配電圖 39致謝40參考文獻(xiàn)41概 述1、 待設(shè)計變電所地位及作用 按照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展，決定在本區(qū)興建1中型110kV變電所。該變電所建成后，主要對本區(qū)用戶供電為主，尤其對本地區(qū)大用戶進(jìn)行供電。改善提高供電水平。同時和其他地區(qū)變電所聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，提高了本地供電質(zhì)量和可靠性。 北待設(shè)計變電站 110kV出線4回，2回備用 35kV出線8回，2回備用 1

4、0kV線路12回，另有2回備用2、 變電站負(fù)荷情況及所址概況 本變電站的電壓等級為110/35/10。變電站由兩個系統(tǒng)供電，系統(tǒng)S1為600MVA，容抗為0.38, 系統(tǒng)S2為800MVA，容抗為0.45.線路1為30KM, 線路2為20KM, 線路3為25KM。該地區(qū)自然條件：年最高氣溫 40攝氏度，年最底氣溫- 5攝氏度，年平均氣溫 18攝氏度。出線方向110kV向北，35kV向西，10kV向東。土地面積為100100平方米，本地區(qū)無污穢，土壤電阻率7000.cm。 本論文主要通過分析上述負(fù)荷資料，以及通過負(fù)荷計算，最大持續(xù)工作電流及短路計算，對變電站進(jìn)行了設(shè)備選型和主接線選擇，進(jìn)而完成了

5、變電站一次部分設(shè)計。1.電氣主接線設(shè)計現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴(yán)密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。1.運(yùn)行的可靠斷路器檢修時是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。2.具有一定的靈活性主接線正常運(yùn)行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保

6、證檢修人員的安全。3.操作應(yīng)盡可能簡單、方便主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。4.經(jīng)濟(jì)上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。5.應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的

7、結(jié)構(gòu)等。1.1. 110kV電氣主接線由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長而擬建的。那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。變電站110kV側(cè)和10kV側(cè)，均為單母線分段接線。110kV220kV出線數(shù)目為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV110kV系統(tǒng)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路母線。根據(jù)以上分析、組合，保留下面兩種可能接線方案，如圖1.1及圖1.2所示。 圖1.1單母線分段帶旁母接線圖1.2雙母線帶旁路母線接線對圖1.1及圖1.2所示方案、綜合比較，見表1-1。表1-1 主接線方案比較表 項目 方案 方案方案

8、技術(shù) 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差 旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 運(yùn)行可靠、運(yùn)行方式靈活、便于事故處理、易擴(kuò)建 母聯(lián)斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作 倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作經(jīng)濟(jì) 設(shè)備少、投資小 用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 占地大、設(shè)備多、投資大 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 在技術(shù)上（可靠性、靈活性）第種方案明顯合理，在經(jīng)濟(jì)上則方案占優(yōu)勢。鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定選第種方案為設(shè)計的最終方案。 1.2. 35kV電氣主接線電壓等級為35kV60kV，出線為48回，可采用單母

9、線分段接線，也可采用雙母線接線。為保證線路檢修時不中斷對用戶的供電，采用單母線分段接線和雙母線接線時，可增設(shè)旁路母線。但由于設(shè)置旁路母線的條件所限（35kV60kV出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時間短，約為23天。）所以，35kV60kV采用雙母線接線時，不宜設(shè)置旁路母線，有條件時可設(shè)置旁路隔離開關(guān)。據(jù)上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖1.3及圖1.4所示。圖1.3單母線分段帶旁母接線 圖1.4雙母線接線對圖1.3及圖1.4所示方案、綜合比較。見表1-2表1-2 主接線方案比較項目 方案方案單方案雙技術(shù)簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展可靠性、靈活性差旁路斷路器還可以代替出線斷路

10、器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 供電可靠 調(diào)度靈活 擴(kuò)建方便 便于試驗(yàn) 易誤操作經(jīng)濟(jì)設(shè)備少、投資小用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 投資和占地面大經(jīng)比較兩種方案都具有易擴(kuò)建這一特性。雖然方案可靠性、靈活性不如方案，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。鑒于此電壓等級不高，可選用投資小的方案。1.3. 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，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場合。上述兩種方案如圖1.5及圖1.6所示。圖1.5單母線分段接線 圖1.6雙母線接線對圖1.5及圖1

11、.6所示方案、綜合比較，見表1-3表1-3 主接線方案比較項目 方案方案單分方案雙技術(shù) 不會造成全所停電 調(diào)度靈活 保證對重要用戶的供電 任一斷路器檢修，該回路必須停止工作供電可靠調(diào)度靈活擴(kuò)建方便便于試驗(yàn)易誤操作經(jīng)濟(jì) 占地少 設(shè)備少設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜投資和占地面大經(jīng)過綜合比較方案在經(jīng)濟(jì)性上比方案好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案。1.4. 站用電接線一般站用電接線選用接線簡單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。上述兩種方案如圖1.7及圖1.8所示。圖1.7單母線分段接線 圖1.8單母線接線 對圖1.7及圖1.8所示方案、綜合比較，見表1-4。表1-4

12、主接線方案比較項目 方案方案單分方案單技術(shù)不會造成全所停電調(diào)度靈活保證對重要用戶的供電任一斷路器檢修，該回路必須停止工作擴(kuò)建時需向兩個方向均衡發(fā)展 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差經(jīng)濟(jì)占地少設(shè)備少設(shè)備少、投資小經(jīng)比較兩種方案經(jīng)濟(jì)性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案。2.負(fù)荷計算及變壓器選擇 2.1. 負(fù)荷計算要選擇主變壓器和站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流。首先必須要計算各側(cè)的負(fù)荷，包括站用電負(fù)荷（動力負(fù)荷和照明負(fù)荷）、10kV負(fù)荷、35kV負(fù)荷和110kV側(cè)負(fù)荷。由公式 （2-1）式中 某電壓等級的計算負(fù)荷同時系數(shù)（35kV取0.9、10kV取0.

13、85、35kV各負(fù)荷與10kV各負(fù)荷之間取0.9、站用負(fù)荷取0.85）%該電壓等級電網(wǎng)的線損率，一般取5%P、cos各用戶的負(fù)荷和功率因數(shù)2.1.1. 站用負(fù)荷計算S站=0.85(91.5/0.85)(1+5%)=96.075KVA0.096MVA2.1.2. 10kV負(fù)荷計算S10KV=0.85(4+3+3.5+3.2+3.4+5.6+7.8)0.85+3/94 (1+5%) =38.675WVA2.1.3 35kV負(fù)荷計算S35KV=0.9(6+6+5+3)/0.9+(2.6+3.2)/0.85(1+5%) =27.448MVA2.1.4 110kV負(fù)荷計算S110KV=0.9(20/0.

14、9+5.8/0.85+25.5/0.85+12/0.9) (1+5%)+ S站=68.398+0.096=68.494MVA2.2. 主變臺數(shù)、容量和型式的確定2.2.1.變電所主變壓器臺數(shù)的確定 主變臺數(shù)確定的要求：1.對大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。2.對地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性?？紤]到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路呆主變的方式。故選用兩臺主變壓器，并列運(yùn)行且容量相等。2.2.2.變電所主變壓器容量的確定主變壓器容量確定的要求：1.主變壓

15、器容量一般按變電站建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。2.根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量在設(shè)計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷：對一般性變電站停運(yùn)時，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的6070%。S=68.494MVA由于上述條件所限制。所以，兩臺主變壓器應(yīng)各自承擔(dān)34.247MVA。當(dāng)一臺停運(yùn)時，另一臺則承擔(dān)70%為47.946MVA。故選兩臺50MVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。2.2.3. 變電站主變壓器型式的選擇 具有三種電壓等級的變電站中，如

16、通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時，主變壓器采用三饒組。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動所以選擇有載調(diào)壓方式，且規(guī)程上規(guī)定 對電力系統(tǒng)一般要求10kV及以下變電站采用一級有載調(diào)壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。我國110kV及以上電壓變壓器繞組都采用Y連接；35kV采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。故主變參數(shù)如下：型號電壓組合及分接范圍阻抗電壓空載電流連接組高壓中壓低壓高-中高-低中-低13YN，yn0,d11SFSZ9-50000/11011081。25%385

17、5%1051110.51756.52.3. 站用變臺數(shù)、容量和型式的確定2.3.1.站用變臺數(shù)的確定對大中型變電站，通常裝設(shè)兩臺站用變壓器。因站用負(fù)荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺主變壓器和兩段10kV母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺站用變壓器，并采用暗備用的方式。2.3.2.站用變?nèi)萘康拇_定 站用變壓器 容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時負(fù)荷之用?？紤]到兩臺站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺變壓器運(yùn)行。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)任意一臺變壓器因故障被斷開后，其站用負(fù)荷則由完好的站用變壓器承擔(dān)。S站=96

18、.075/(1-10%) =106KVA2.3.3. 站用變型式的選擇 考慮到目前我國配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。故站用變參數(shù)如下：型號電壓組合連接組標(biāo)號空載損耗負(fù)載損耗空載電流阻抗電壓高壓高壓分接范圍低壓S9-200/1010;6.3;65%0.4Y,yn00.482.61.34因本站有許多無功負(fù)荷，且離發(fā)電廠較近，為了防止無功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償。根據(jù)設(shè)計規(guī)范第3.7.1條自然功率應(yīng)未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的變電所，應(yīng)安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，電容器裝置應(yīng)設(shè)置在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)

19、荷側(cè)，電容器裝置宜用中性點(diǎn)不接地的星型接線。電力工程電力設(shè)計手冊規(guī)定“對于35-110KV變電所，可按主變壓器額定容量的10-30%作為所有需要補(bǔ)償?shù)淖畲笕萘啃詿o功量，地區(qū)無功或距離電源點(diǎn)接近的變電所，取較低者。地區(qū)無功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所，取較低者，地區(qū)無功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所取較高者。3. 最大持續(xù)工作電流節(jié)短路計算3.1. 各回路最大持續(xù)工作電流根據(jù)公式 = （3-1） 式中 - 所統(tǒng)計各電壓側(cè)負(fù)荷容量 - 各電壓等級額定電壓 - 最大持續(xù)工作電流 = =/則：10kV =38.675MVA/10KV =2.232KA 35kV =27.448 MVA/35KV

20、=1.58KA 110kV =68.494 MVA/110KV =3.954 KA3.2. 短路電流計算點(diǎn)的確定和短路電流計算結(jié)果短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴(yán)重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會影響用戶的正常供電，而且會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個電力系統(tǒng)的設(shè)計和運(yùn)行中，都必須對短路電流進(jìn)行計算。短路電流計算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并進(jìn)行有關(guān)的校驗(yàn)。按三相短路進(jìn)行短路電流計算?？赡馨l(fā)生最大短路電流的短路電流計算點(diǎn)有個，即110KV母線短路（K1點(diǎn)），35KV母線短路（K2）點(diǎn)，10KV電抗器母線短路（K3點(diǎn)），0.4KV母線

21、短路（K4點(diǎn)）。計算結(jié)果:(計算過程見附錄)當(dāng)K1點(diǎn)斷路時: =5.58KA =14.2 =8.43 =1111.4 當(dāng)K2點(diǎn)斷路時: =1.85KA =4.7 =2.8 =120.2當(dāng)K3點(diǎn)斷路時: =38KA =96.7 =57.4 =691當(dāng)K4點(diǎn)斷路時: =1000KA =2542 =1510 =692.84.主要電氣設(shè)備選擇由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗(yàn)項目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載留導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個共同的原則。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：1.應(yīng)滿足正常運(yùn)行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)

22、景發(fā)展。2.應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3.應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4.同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。5.與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。6.選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。技術(shù)條件：選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。1.電壓 選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓Ug,即，UmaxUg2.電流 選用的電器額定電流Ie不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig ，即IeIg校驗(yàn)的一般原則：1.電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動熱穩(wěn)定校驗(yàn)，

23、校驗(yàn)的短路電流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流。2.用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。3.短路的熱穩(wěn)定條件Qdt在計算時間ts內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（KA2S）Itt秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（KA2S）T設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（s）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計算時間Ts按下式計算t=td+tkd式中td 繼電保護(hù)裝置動作時間內(nèi)（S）tkd斷路的全分閘時間（s）4.動穩(wěn)定校驗(yàn) 電動力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時電流機(jī)械效應(yīng)的能力，稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件是：上式中 短路沖擊電流幅值及其有效值 允許通過動穩(wěn)定電流的幅值和有效值5.絕緣水平： 在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。接

24、口的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。4.1. 高壓斷路器的選擇高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。型式選擇：本次在選擇斷路器，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號斷路器，以便減少備用件的種類，方便設(shè)備的運(yùn)行和檢修。選擇斷路器時應(yīng)滿足以下基本要求：1.在合閘運(yùn)行時應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長期通過負(fù)荷電流，即使通過短路電流，也應(yīng)該具有足

25、夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。2.在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。3.應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。3.應(yīng)有盡可能長的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便?？紤]到可靠性和經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的無由化目標(biāo)，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在110KV側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強(qiáng)、絕緣性能強(qiáng)、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動作快，燃弧時間短、且于開斷電源大

26、小無關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。因而被大量使用于35KV及以下的電壓等級中。所以，35KV側(cè)和10KV側(cè)采用真空斷路器。又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知電壓等級型號額定電壓額定電流 動穩(wěn)定電流110kVLW14-110110KV 31500A31.580KA35kVZN23-3535KV16002563KA10kVZN-1010KV600A8.7kA4.2. 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。選擇隔離開關(guān)時應(yīng)滿足以下基本要求：1.隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點(diǎn)，

27、易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開。2.隔離開關(guān)斷開點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。3.隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。4.隔離開關(guān)在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。5.隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單，動作要可靠。6.帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知電壓等級型號額定電壓額定電流動穩(wěn)定電流110kVGW4-110G110KV 1000A8035kVGW4-3535KV1000A5010kVGN8-1010KV600

28、A754.3.各級電壓母線的選擇 選擇配電裝置中各級電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容： 1.選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式；2.選擇母線截面的大??；3.檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定；4.對35kV以上母線，應(yīng)檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈；5.對于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€自振頻率。110kV母線一般采用軟導(dǎo)體型式。指導(dǎo)書中已將導(dǎo)線形式告訴為LGJQ-150的加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線。根據(jù)設(shè)計要求， 35KV母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。LGJ185型鋼芯鋁絞線即滿足熱穩(wěn)定要求，同時也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體LGJ70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。本變電所10KV的最終回路較

29、多，因此10KV母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。故所選LGJ150型鋼芯鋁絞線滿足熱穩(wěn)定要求，則同時也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體LGJ70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。4.4.絕緣子和穿墻套管的選擇在發(fā)電廠變電站的各級電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導(dǎo)電體、絕緣子和金具來實(shí)現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐熱、耐潮濕。選擇戶外式絕緣子可以增長沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。穿墻套管用于母線在屋內(nèi)穿過墻壁和天花板以及從屋內(nèi)向屋外穿墻時使用，635KV為瓷絕緣，60220KV為油浸紙絕緣電容式。4.5.電流互感器的配置和選擇一.參數(shù)選擇1.技

30、術(shù)條件（1） 正常工作條件一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側(cè)負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級，（2） 短路穩(wěn)定性動穩(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù)（3） 承受過電壓能力絕緣水平，泄露比2.環(huán)境條件環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對濕度。二.型式選擇35kV以下的屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35kV以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，在有條件時，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資，減少占地。110KV側(cè)CT的選擇根據(jù)設(shè)計手冊35KV及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器常用L

31、(C)系列。出線側(cè)CT采用戶外式，用于表計測量和保護(hù)裝置的需要準(zhǔn)確度。當(dāng)電流互感器用于測量、時，其一次額定電流盡量選擇得比回路中正常工作電流的1/3左右以保證測量儀表的最佳工作、并在過負(fù)荷時使儀表有適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。根據(jù) 選擇型號為LCWB6-110W型 35KV側(cè)CT可根據(jù)安裝地點(diǎn)和最大長期工作電流選LCZ-35系列CT電壓等級型號110kVLCWB-6-11035kVLCZ-3510kVLMC-104.6. 電壓互感器的配置和選擇一.參數(shù)選擇1.技術(shù)條件(1)正常工作條件一次回路電壓，一次回路電流，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級，機(jī)械負(fù)荷(2)承受過電壓能力絕緣水平，泄露比距。二.環(huán)境條件環(huán)境溫度，最大風(fēng)

32、速，相對濕度，海拔高度，地震烈度。三.型式選擇1.620kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓是，一般采用三相五住電壓互感器。2.35110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。110kV側(cè)PT的選擇電力工程電氣設(shè)計手冊248頁，35-110KV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電式互感器，接在110KV及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通訊，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合。統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。35KV及以上的戶外裝置，電壓互感器都是單相的出線側(cè)PT是當(dāng)首端有電源時，為監(jiān)視線路有無電壓進(jìn)行同期和設(shè)置重合閘

33、。型號額定電壓（V）二次繞組額定輸出（VA）電 容 量載 波耦 合電 容一次繞組二次繞組剩余電壓繞組0.5級1級高壓電容中壓電容YDR-110/100/100150VA300VA12.55010準(zhǔn)確度為:電壓互感器按一次回路電壓、二次電壓、安裝地點(diǎn)二次負(fù)荷及準(zhǔn)確等級要求進(jìn)行選擇。所以選用 YDR-110 型電容式電壓互感器。35kV母線PT選擇： 35-11KV配電裝置安裝臺單相電壓互感器用于測量和保護(hù)裝置。 選四臺單相帶接地保護(hù)油浸式TDJJ-35型PT選用戶內(nèi)式型號額定電壓(v)接線方式一次繞組二次繞組剩余電壓繞組TDJJ-3535000/100/100/3Y/Yo/r準(zhǔn)確度測量準(zhǔn)確度測量

34、計算與保護(hù)用的電壓互感器，其二次側(cè)負(fù)荷較小，一般滿足準(zhǔn)確度要求，只有二次側(cè)用作控制電源時才校驗(yàn)準(zhǔn)確度，此處因有電度表故選編0.5級。PT與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時，PT本身不遭受短路電流作用，因此不校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。4.7 各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表 電壓等級電氣設(shè)備110kV35kV10kV高壓斷路器LW14-110ZN23-35ZN-10隔離開關(guān)GW4-110GGW4-35GN8-10電流互感器LCWB-6-110LCZ-35LMC-10電壓互感器YDR-110TDJJ-35TSJW-10絕緣子ZSW-110ZSW-35/400ZSW-10/500母線LGJQ-150LGJ185LG

35、J-150主變壓器SFSZ9-50000/110站用變壓器S9-200/10附錄: 短路電流計算書 0.4KV 35KV K2 10KV K2 K3 110KV K1等效電路圖查表知 LGJQ-150 X*=0.1989/KM選基準(zhǔn): =100MVA = 0.4KV 9 K4 35KV 4 5 1 2 K3K2 3 6 10KV K1 110KV 7 8 10 11 等效電路圖當(dāng)K1點(diǎn)斷路時:Us(1-3)%=10.5 % Us(2-3)%=6 % Us(1-2)%=17%X1= X4=1/200(17+10.5-6)100/50=0.215X2= X5=1/200(10.5+6-17)100

36、/50=0.125X6= X3=1/200(17+6-10.5)100/50=0Xl=X*L=0.198930/2=2.95= X7 X8X10=0.38110/600=7.7 X11=0.45110/800=6.8X9=4%/100100/0.22=0.18 X12=0.1075X13=0.0625X14=0(a)X15=7.76.8/(7.7+6.8)+2.95=6.56(b) (c)X= X12(X13+ X9)X15=0.09=1/ X=11.1短路電流有名值:=5.58KA 沖擊電流:=1.85.58=14.2最大電流有效值:=15.581.51=8.43短路容量:=5.58115=

37、1111.4K2點(diǎn)短路時: X15=7.76.8/(7.7+6.8)+2.95=6.56 (d) (e) (f) X17= X15(X9+ X13)=0.72X= X12+ X17=0.83=1/ X=1/0.83=1.2短路電流有名值:=1.85KA沖擊電流:=1.81.85=4.7最大電流有效值:=1.851.51=2.8短路容量:=1.8537.5=120.2K3點(diǎn)短路時:X18=X14 +X15=6.56X19= X12X18=0.106(g)(h) (i)X= (X19+ X13) X9=0.145=1/ X=1/0.145=6.9短路電流有名值:=38KA沖擊電流:=1.838=9

38、6.7最大電流有效值:=381.51=57.4短路容量:=3810.5=691K4點(diǎn)短路時:X18=X14 +X15=6.56X19= X12X18=0.106(j) (k) (l)X= (X19+ X13) X9=0.145=1/ X=1/0.145=6.9短路電流有名值:=1000KA沖擊電流:=1.81000=2545最大電流有效值:=10001.51=1510短路容量:=10000.4=692.8 附錄 主接線圖110kV35kVS1S210kV站用變主變 10kV配電裝置對配電裝置的基本要求:1. 符合國家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策,滿足有關(guān)規(guī)程要求；2. 設(shè)備選擇合理,布置整齊、清晰，要保持其最

39、小安、全凈距。3. 節(jié)約用地； 4. 運(yùn)行安全和操作巡視方便；5. 便于檢修和安裝；6. 節(jié)約用材，降低造價。對610kV配電裝置屋外式較少，且由于屋內(nèi)式具有節(jié)約用地便于運(yùn)行維修、防污性能好等優(yōu)點(diǎn)，所以采用屋內(nèi)式配電裝置。 采用成套開關(guān)柜單層單列布置，又柜體和小車開關(guān)兩部分組成。 10kV配電裝置圖如下：10kV配電裝置圖如下：2m 出線柜分段柜分段柜進(jìn)線柜PT柜30m2.7m1.2m0.8m站用變進(jìn)線柜 致 謝在老師的指導(dǎo)下,經(jīng)過近一個月的努力下110KV變電站一次設(shè)備終于設(shè)計完成了，在此我對老師給予幫助表示衷心的感謝。在畢業(yè)設(shè)計過程中，郭文宇老師在百忙之中對我的設(shè)計給予了細(xì)致的指導(dǎo)和建議,

40、對我的輔導(dǎo)耐心認(rèn)真，并給我們提供了大量有關(guān)資料和文獻(xiàn)，使我的這次設(shè)計能順利完成。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我對以前學(xué)習(xí)的知識得到了更深的了解,并使知識得到了進(jìn)一步的鞏固.參 考 文 獻(xiàn) 1、劉介才.工廠供電簡明設(shè)計手冊.北京機(jī)械工業(yè)出版社. 2、華中工學(xué)院.發(fā)電廠電氣部分.北京電力工業(yè)出版社. 3、何仰贊.電力系統(tǒng)分析.北京華中理工大學(xué)出版社.4、電氣工程師常用法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)匯編.北京中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.（上、下）重慶大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書批次、層次、專業(yè) 101入學(xué)批次、?？破瘘c(diǎn)本科、電氣工程及其自動化 校外學(xué)習(xí)中心 重慶學(xué)習(xí)中心 學(xué)生姓名 唐育林 學(xué)號 W 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作自

41、2012 年 3 月 1 日起至 2012 年 5 月 26 日止二、設(shè)計（論文）題目：110kV區(qū)域性變電站設(shè)計三、畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容： 1、進(jìn)出線情況：（1）110kV進(jìn)線：共有2回進(jìn)線，為電源進(jìn)線。（3）10kV共有20回出線，每回出線負(fù)荷2.5MVA，同時率為0.7，功率因數(shù)為0.7。2、系統(tǒng)短路容量：110kV母線短路容量為2000MVA，短路電流為10.04kA；10kV母線短路容量為1600MVA，短路電流為2.8kA。3、要求選用自冷式低損耗標(biāo)準(zhǔn)阻抗有載調(diào)壓變壓器。4、變電所設(shè)計要符合35110kV變電所設(shè)計規(guī)范的要求。5、高壓配電裝置的設(shè)計，要符合GB50060-1992的

42、要求，執(zhí)行我國的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和維護(hù)方便。6、主要電氣設(shè)備選擇要符合導(dǎo)體和電器設(shè)備設(shè)計技術(shù)規(guī)程的要求。要做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和維護(hù)方便。四、達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)及要求：1、達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：（1）確定變電站的建設(shè)規(guī)模設(shè)計。 （2）設(shè)計110kV和10kV側(cè)的電氣主接線。 （3）主變壓器的型號、容量、電壓等級、冷卻方式、結(jié)構(gòu)、容量比和中性點(diǎn)接地方式的選擇等。 （4）110kV配電裝置的型式、結(jié)構(gòu)和設(shè)備選型。 （5）10kV配電裝置的型式、結(jié)構(gòu)和設(shè)備選型。 （6）10kV電容器型。 （7）簡要設(shè)計主變壓器繼電保護(hù)的配置、整定計算。 （8）防雷接地設(shè)計。 2、要求：（1）編寫計算書和說明書（2）開題報告一份（3）論文一篇，不少于5000字（4）不需要繪制大圖 五，進(jìn)度安排：平臺階段名稱平臺提交時間進(jìn) 度 計 劃備注圖紙Word文檔畢業(yè)設(shè)計第一階段繪制系統(tǒng)構(gòu)成的方框圖1、開題報告2、設(shè)計目的及背景，基本原理、結(jié)構(gòu)組成和設(shè)計的總體方案提交開題報告及用word編排好的第一階段的內(nèi)容畢業(yè)設(shè)計第二階段繪制電氣主接線圖以及各部分等值網(wǎng)