110kv变电站设计毕业设计论文.doc
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1、目录前言第一章 电气主接线设计 1.1 110kV电气主接线 1.2 35kV电气主接线 1.3 10kV电气主接线 1.4 站用电接线 1.5 变电站电气主接线最终方案第二章 主变压器选择第三章 变电所所用变压器及自用电接线的选择 3.1 变电所所用变压器的选择 3.2 变电所自用电接线的选择第四章 短路电流的计算第五章 导体及主要主要电气设备选择 5.1 各侧导体的选择 5.2 断路器及隔离开关的选择 5.3 高压熔断器的选择 5.4 电压互感器的选择 5.5 电流互感器的选择 5.6 仪表及继电保护的规划 5.7 变电所防雷保护及接地装置第六章 110kV变电所设计计算书 6.1 短路电
2、流计算 6.2 导体和电气设备的选择设计 6.3 断路器和隔离开关的选择设计 结束语 参考文献 附录1 变电所电气主接线图 附录2 变电所所用电接线图 前 言 本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数,分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性,然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑,并通过对负荷资料的分析,安全,经济及可靠性方面考虑,确定了110kV,35kV,10kV以及站用电的主接线,然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数,容量及型号,同时也确定了站用变压器的容量及型号,最后,根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果,对高压熔断器,隔离开关,母线,绝缘子和
3、穿墙套管,电压互感器,电流互感器进行了选型,从而完成了110kV电气一次部分的设计。关键词:变电站 变压器 接线第一章 电气主接线设计现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身,同时也影响到工农业生产和人民日常生活。因此,发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求。1 运行的可靠断路器检修时是否影响供电;设备和线路故障检修时,停电数目的多少和停电时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电。2 具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式,达到调度的目的,而且在各种
4、事故或设备检修时,能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小,并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。 3 操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便,尽可能使操作步骤简单,便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作,还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单,可能又不能满足运行方式的需要,而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。4 经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上,还应使投资和年运行费用小,占地面积最少,使其尽地发挥经济效益。5应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展,电力负荷增加很快。因此,在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电
5、站电气主接线的选择,主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。1.1 110kV电气主接线由于此变电站是为了某地区电力系统的发展和负荷增长而拟建的。那么其负荷为地区性负荷。变电站110kV侧和10kV侧,均为单母线分段接线。110kV220kV出线数目为5回及以上或者在系统中居重要地位,出线数目为4回及以上的配电装置。在采用单母线、分段单母线或双母线的35kV110kV系统中,当不允许停电检修断路器时,可设置旁路母线。根据以上分析、组合,保留下面两种可能接线方案,如图1.1及图1.2所示。 图1.1单母线分段带旁母接线图1.2双母线带旁路母线接线对图1
6、.1及图1.2所示方案、综合比较,见表1-1。表1-1 主接线方案比较表 项目 方案 方案方案技术 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差 旁路断路器还可以代替出线断路器,进行不停电检修出线断路器,保证重要用户供电 运行可靠、运行方式灵活、便于事故处理、易扩建 母联断路器可代替需检修的出线断路器工作 倒闸操作复杂,容易误操作经济 设备少、投资小 用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 占地大、设备多、投资大 母联断路器兼作旁路断路器节省投资 在技术上(可靠性、灵活性)第种方案明显合理,在经济上则是方案占优势。鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性。经综合分析,决定选择第种方案为
7、设计的最终方案。 1.2 35kV电气主接线电压等级为35kV60kV,出线为48回,可采用单母线分段接线,也可采用双母线接线。为保证线路检修时不中断对用户的供电,采用单母线分段接线和双母线接线时,可增设旁路母线。但由于设置旁路母线的条件所限(35kV60kV出线多为双回路,有可能停电检修断路器,且检修时间短,约为23天。)所以,35kV60kV采用双母线接线时,不宜设置旁路母线,有条件时可设置旁路隔离开关。据上述分析、组合,筛选出以下两种方案。如图1.3及图1.4所示。图1.3单母线分段带旁母接线图1.4双母线接线对图1.3及图1.4所示方案 、综合比较。见表1-2表1-2 主接线方案比较项
8、目 方案方案单方案双技术简单清晰、操作方便、易于发展可靠性、灵活性差旁路断路器还可以代替出线断路器,进行不停电检修出线断路器,保证重要用户供电 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作经济设备少、投资小用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 设备多、配电装置复杂 投资和占地面大经比较两种方案都具有易扩建这一特性。虽然方案可靠性、灵活性不如方案,但其具有良好的经济性。鉴于此电压等级不高,可选用投资小的方案。1.3 10kV电气主接线610kV配电装置的出线回路数目为6回及以上时,可采用单母线分段接线。而双母线接线一般用于引出线和电源较多,输送和穿越功率较大,要求可靠性和灵活性较高的场合。
9、上述两种方案如图1.5及图1.6所示。图1.5单母线分段接线图1.6双母线接线对图1.5及图1.6所示方案 、综合比较,见表1-3表1-3 主接线方案比较项目 方案方案单分方案双技术 不会造成全所停电 调度灵活 保证对重要用户的供电 任一断路器检修,该回路必须停止工作供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济 占地少 设备少设备多、配电装置复杂投资和占地面大经过综合比较方案在经济性上比方案好,且调度灵活也可保证供电的可靠性。所以选用方案。1.4 站用电接线一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案。上述两种方案如图1.7及图1.8所示。图1.7单母
10、线分段接线图1.8单母线接线对图1.7及图1.8所示方案、综合比较,见表1-4。表1-4 主接线方案比较项目 方案方案单分方案单技术不会造成全所停电调度灵活 证对重要用户的供电任意断路器检修,该回路必须停止工作扩建时需向两个方向均衡发展 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差经济占地少设备少 备少、投资小经比较两种方案经济性相差不大,所以选用可靠性和灵活性较高的方案。 1.5 变电站电气主接线最终方案110kV侧采用双母线带旁路母线接线35kV侧采用单母线分段带旁母接线10kV侧采用单母线分段接线站用电接线采用单母线分段接线 第二章 主变压器选择根据已知条件,变电所不装调相机、电容器无
11、功设备。35KV电网电容电流小,不装消弧线圈,待设计变电所是连接110KV系统和35KV系统的重要枢纽变电所,对电压质量要求较高,故选择主变压器为三绕组的有载调相变压器,主变参数如下型号及容量(mva)额定电压(KV)连接组别空载损耗(KW)负载损耗(KW)空载电流(%)阻抗电压U(%)高中高低中低SFSZ7-40000/101108*1.25%/382*2.5%/11Yn,Yn0,d1135.81251.517.510.56.5第三章 变电所所用变压器及自用电接线的选择3.1 变电所所用变压器的选择根据题意,所用负荷中主变通风、浮充电机、载波通信电源为经常连续负荷,供电可靠性要求较高,故站用
12、电接线选用供电可靠性较高,接线简单且投资小的单母线分段接线方式,采用两台所用变压器,分别接于10KV的两段母线上,正常运行情况下分列运行,分段开关设有备用电源自动投入装置,每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电,在另一台所用变压器停电时,工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要符合,容量选择如下:所用计算负荷=照明负荷+其余*0.85Ssj=(5.2+4.5)+(20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5)=59.425KVA根据变电所设计技术规范规定:所用变额定容量必须大于变电所实际容量,即ScSsj,如有两台所用变压器,单台变压器容量必须达到变电所实际容量的8
13、0%,因此,所用变压器容量ScSsj总容量Se59.425(KVA)63(KVA)单台容量:63KVA*0.850(KVA)根据发电厂和变电所电气部分毕业设计指导附录规定,选择SL7-50/10型变压器两台,其技术数据见表2-1表2-1型号电压组合连接组标号空载损耗(W)负载损耗(W)空载电流(%)阻抗电压U(%)高压高压调压范围低压SL7-50/10105%0.4Y,yn019011502.84 3.2 变电所自用电接线的选择所用电接线如图3-14544598+97844第四章 短路电流计算 短路是电力系统中最常见的且很严重的故障,短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加,他不仅会影响用户
14、的正常用电,而且会破坏电力系统的稳定性,并损坏电气设备。因此,在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中,都必须对短路电流进行计算。短路电流计算的目的是为了选择导体和电器,并进行有关校验,按三相短路进行短路电流进行计算,可能发生最大短路电流的短路电流计算点有3个,即110KV母线短路(d1点),35KV母线短路(d2点),10KV母线短路(d3点)。为计算各短路点的短路电流,必须将电路中各元件电抗换算为同一基值的标幺电抗。 取基值Sj=100MVA,Uj=Up 其中:110KV侧母线Up=115KV35KV侧母线Up=37KV10KV侧母线Up=10.5KV计算电路如图d1、d2、d3点短路
15、电流计算结果见表短路点支路名称短路暂态电流两相短路电流冲击电流全电流最大有效值短路容量Sd(KA)(KA)(KA)Ioh(KA)(MVA)d1110KV母线4.2913.71610.9426.522854.7d235KV母线1.5641.3543.9882.37786.778d310KV母线26.11622.61666.59639.696474.96注:*I(3)=I(3)=I0.2(3)=I0.4(3)第五章 导体及主要电气设备的选择导体及电气设备选择基本原则如下1. 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展。2. 应按当地环境的建设条件校核3. 应与整个工程的建设标准
16、协调一致,尽量使新老电器型号一致4. 选择导线时应尽量减少品种5. 选用新产品应积极慎重,新产品应有可靠的实验数据,并经主管部门鉴定合格。6. 导体和电气设备按正常运行情况选择,按短路条件校验其动稳定和热稳定,并按环境条件校核电器的基本使用条件。5.1各侧导体的选择结果见表5-1表5-1线路位置导体选择型号110KV进线侧LGJ-240110KV出线侧LGJ-95主变110KV侧LGJ-24035KV母线侧LGJQ-500主变35KV侧LGJQ-50035KV进出线侧LGJ-9510KV母线侧2*125*10主变10KV侧2*125*1010KV架空出线侧LGJ-15010KV电缆出线侧ZLQ
17、-120/105.2 断路器和隔离开关选择校验结果见表5-2表5-2型号额定电压KV额定电流KA开断电流KA开断容量MVA极限通过电流KA热稳定电流KA固有分闸时间S安装地点数量个SW4-110GW4-110GW8-6011011060100060040018.435005572154S-15084S-23.70.06110KV系统主变中性点9282SW3-35GW4-35GW4-35D3510006001000600100060016.56.616.56.616.56.610004001000400100040017425080508016.56.623.715.823.715.80.063
18、5KV系统3646463AFGN22-10GN2-101025002500100025-31.5545.863-8025-31.50.0610KV系统13285.3 高压熔断器的选择变电所35KV、10KV电压互感器都用高压熔断器进行保护,保护电压互感器的熔断器需按额定电压和开断容量来选择。查附表35KV电压互感器选用RW9-35型高压限流熔断器:Uc=35KV, Ic=0.5A SJC=2000MVA10KV电压互感器选用RN2-10型高压熔断器Uc=10KV, Sdc=1000MVA, Ic=0.5A高压熔断器选择结果见表5-3表5-3安装地点型号额定电压(KV)额定电流(A)断流容量(M
19、VA)最大开断断流(KA)数量35KV电压互感器RW9-35350.5200060210KV电压互感器RN2-10100.51000506所用变RN2-10100.510005025.4 电压互感器的选择1. 型式:电压互感器的型式应根据使用条件选择6-20KV室内配电装置,一般采用油浸绝缘结构,也可采用树脂浇注绝缘结构的电压互感器,35-110KV配电装置,一般采用油浸绝缘结构的电压互感器。2. 一次电压U1:1.1UnU10.9Un 1.1和0.9式一次电压允许的波动范围,即为了10%Un3. 二次电压U2n:根据接线方式选择4. 电压互感器两端装有熔断器,故不需要校验。安装地点电压等级型
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