2022年Kv降压变电站设计.docx

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1、精品学习资源封面欢迎下载精品学习资源作者： PanHongliang仅供个人学习欢迎下载精品学习资源1、 概述XXX 变电站电气系统初步设计目 录欢迎下载精品学习资源2、 设计基础资料欢迎下载精品学习资源3、 主变压器选择及主接线设计4、 短路电流运算5、 电气设备选择6、 课程设计体会及建议7、参考资料及指导老师一、 概述变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和支配电能的作用. 电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电爱惜和自动装置的确定，是变电站电气部分投资

2、大小的准备性因素 .本次设计建设一座 110KV降压变电站，要求实现关山口邻近的中间变电站要求.第一，依据主接线的经济牢靠、运行灵敏的要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵敏的最优接线方式. 对每一个电压等级，拟定 2-3 个主接线方案，先进行技术比较，初步确定2-3 个较好的方案，再进行经济比较，选出一个最终方案.其次进行短路电流运算，依据各短路点运算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路运算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值 .最终，依据各电压等级的额定电压和最大连续工作电流进行设备选择，然后进行校验，完成本次设计 .

3、二、 设计基础资料设计基础资料由任务书给出： 一、原始资料1、待建变电站的建设规模 变电站类型：110 kV 降压变电站 三个电压等级：110 kV 、 35 kV 、 10 kV 110 kV ：近期进线 2 回，出线 4 回；远期进线 4 回，出线 6 回35 kV ：近期 4 回；远期 6 回10 kV ：近期 6 回；远期 8 回2、电力系统与待建变电站的连接情形 变电站在系统中位置：中间变电站欢迎下载精品学习资源 变电站仅接受 110 kV的电压与电力系统相连，为变电站的电源 电力系统至本变电站高压母线的标么电抗（Sd=100MVA）为：最大运行方式时0.25；最小运行方式时0.30

4、；主运行方式时0.28； 上级变电站后备爱惜动作时间为2.5 s3、待建变电站负荷 110 kV出线：负荷每回容量8000 kVA，cos 0.9 ， Tmax 4000 h 35kV出线：负荷每回容量4000kVA，cos 0.85 ， Tmax 4000 h ； 其中，一类负荷 2 回；二类负荷 2 回 低压负荷每回容量1500kW， cos0.95 ， Tmax 4000 h ；其中，一类负荷 2 回；二类负荷 2 回4负荷同时率 0.84、环境条件欢迎下载精品学习资源00 当地年最高气温40 C，年最低气温 -205 C 当地海拔高度：600m 雷暴日：45 日/ 年00C，最热月平均

5、最高气温35C，年最低气温 -欢迎下载精品学习资源5、其它 变电站地理位置：城郊，距城区约 8km 变电站供电范畴：110 kV线路：最长 100 km ，最短 50 km；35 kV线路：最长 60 km，最短 20 km ；10 kV低压馈线：最长 30km，最短 10km； 未尽事宜依据设计常规假设.二、设计任务 ：1、设计变电站主接线，论证所设计的主接线是正确方案.2、运算短路电流 .3、选择导体及主要电气设备 .三、设计成果：1、设计说明书及运算书一份 .2、变电所主接线图一张 .三、 主变压器选择及主接线设计1、主变压器选择变压器是变电站的重要设备，其容量、台数直接影响主接线的形式

6、和配电装置的结构，如选用适当不仅可削减投资，削减占地面积，同时也可削减运行电能损耗，提高运行效率和牢靠性，改善电网稳固性能 .可运算出：欢迎下载精品学习资源35kV侧的总负荷 S 35=6x4000kVA=24MVA10kV侧的总负荷 S 10=8x1500/0.95kVA=12.63MVA选用 2 台 20000kVA 的主变压器 . 如一台主变压器停运，另一台承担全部负荷，其负荷率为 183.15%，正常运行时的负荷率为 73.26%.所以选用 SFSL-20000/110 型三绕组变压器其容量比为： 100/100/50 ；电压比为： 11022.5%/38.5 5%/11kV； 接线方

7、式为 YN， yn0，d11；阻抗电压为： Uk-12 =10.5%， Uk-13 =18%，Uk-23 =6.5%； 2、主接线设计电气主接线的确定对电力系统整体及发电厂，变电所本身运行的牢靠性、灵敏性和经济性亲热相关，并且对电气设备的选择配电装置选择，继电爱惜和把握方式的拟定有较大影响，因此，必需正确外理为各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案 .（一）设计的基本要求为：1 、中意对用户供电必要的牢靠性和保证电能质量.2 、接线应简洁，清晰且操作便利.3 、运行上要具有确定的灵敏性和检修便利.4 、具有经济性，投资少，运行爱惜费用低.5 、具有扩建和可能性

8、 .（二）设计主接线的原就：35 6KV 配电装置中，一般不设旁路母线，由于重要用户多系双回路供电，且断路器检修时间短，平均每年约2-3 天. 如线路断路器不答应停电检修时，可设置其它旁路设施 .6 10KV 配电装置，可不设旁路母线，对于初线回路数多或多数线路向用户单独供电，以及不答应停电的单母线，分段单母线的配 电装置，可设置旁路母线，接受双母线610KV配电装置多不设旁路母线 .对于变电站的电气接线，当能中意运行要求时，其高压侧应尽量接受断路器较少或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等. 如能中意继电爱惜要求时，也可接受线路分支接线 .我拟定可行的主接线方案23 种，内容包括主变

9、的形式，台数以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的基本要求，从技术上论证各方 案的优缺点，剔除差的方案，保留一种较好的方案.（三）方案的比较：35KV侧的接线：所设计的变电所 35KV出线，最终六回，本期工程两次完成，在考虑主接线方案时，应第一中意运行牢靠，操作灵敏，节省投资.方案一：单母线接线方式：接线简洁、清晰 . 操作便利，投资少便于扩建；母线或隔离开关检修或故障时连接在母线上的全部回路必需停止工作；检修任一电源或线路的断路器时， 该回路必需停电；当母线或母线上的隔离开关上发生短路以及断路器在继电保 护作用下都自动断开，因而造成全部停电.方案二：单母分段接线方式：欢迎下载精品

10、学习资源当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电，可提高供电牢靠性和灵敏性. 当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电，可提高供电牢靠性和灵敏性.以上两种方案比较，在供电牢靠性方面，方案一较差，故35KV侧应接受单母分段接线10KV侧的接线方案一：单母线接线：具有接线简洁清晰，操作便利，所用设备比较少，投资少等优点，但当母 线或母侧隔离开关检修故障时，连接在母线上的全部回路都将停止工作，当母 线发生短路时，全部电源回路的断路器在继电爱惜作用中自动跳闸，因而造成 母线电压失压全部停电，检修

11、任一电源或线路的断路器时，该回路必需停电. 方案二：单母分段接线： 接线简洁清晰，设备少，且操作便利，可提高供电牢靠性和灵敏性，不仅便于检修母线而削减母线故障影响范畴，对于重要用户可以从不同段引两个回路，而使重要用户有两个电源供电，在这种情形下，当一段母线发生故障，由于分段断路器在继电爱惜装置的作用下，能自动将故障段切除，因而保证了正常段母线不间断供电 .综上所述，单母分段接线的牢靠性较高，而且比较经济，故 10KV侧接线应选方案二，单母分段接线 .总工程主接线见图附 1-1. 3、短路电流运算依据无限大网络处理，基准容量Sd=100MVA设. 备依据最终完成规模考虑，继电爱惜和防雷爱惜依据一

12、期工程考虑. 详细见电路电流运算部分 . 4、主要电气设备选择电气设备的选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全运行的重要条件，在进行设备选择时，应依据 工程实际情形，在保证安全牢靠的前提下，积极而稳妥地接受新技术并留意节 约，必需按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验其热稳固和动稳固.依据任务书上的场地资料，详细见设备选择部分.5、继电爱惜装置（一）主变压器爱惜依据 BG14285-93继电爱惜和安全自动装置技术规程的要求，并考虑到接受危机爱惜的详细情形，接受双主双后的配置放置：差动爱惜、负荷电压闭 锁的过电流爱惜、过负荷爱惜、零序过电流爱惜

13、及瓦斯、油温、油位、绕组温 度、压力释放等非电量爱惜 .（二） 35kV 线路爱惜因电流素缎爱惜的爱惜范畴不能中意要求，所以接受电压速断爱惜作为主爱惜，过电压爱惜作为后备爱惜 .（三） 10kV 线路爱惜设置电流速断爱惜和过电流爱惜，作为10kV 出线及母线的后备爱惜 . 如电流速断爱惜的爱惜范畴太小，可以只设置过电流爱惜.欢迎下载精品学习资源6、防雷爱惜及接地装置避雷针、避雷器是变电所屋外配电装置和所区电工建筑物防护直击雷过电压的主要措施 . 变电所借助屋外配电装置架构上的避雷针和独立避雷针共同组成的爱惜网来实现，主把握室和屋内配电要接受屋顶上的避雷带.1） 直击雷的过电压爱惜：装设独立避雷

14、针，为防止雷直击变电设备及其架构、电工建筑物，其冲击 接地电阻不宜超过 10 欧，为防止避雷针落雷引起的反击事故，独立避雷针与配电装置架构之间的空气中的距离Sk 不宜小于 5m，独立避雷针的接地装置与接地网之间的地中距离 Sd 应大于 3m.35kV、ll0kV配电装置：在架构上装设独立避雷针，将架构支柱主钢筋作引下线接地 .主变压器装设独立避雷针 .各电压等级母线桥：装设独立避雷针 .主把握楼：屋内配电装置钢筋焊接组成接地网，并牢靠接地.2） 雷电侵入波的过电压爱惜 对入侵波防护的主要措施：变电所内必需装设避雷器以限制雷电波入侵时的过电压，在ll0kV 、35kV 靠近变电所 l-2kM的进

15、线上架设避雷线，其耐雷水平分别不应低于30kA 和75kA 爱惜角在 25和 30范畴内，冲击接地电阻在l0 左右，以保证大多数雷电波只在此线段外显现，即设置进线段爱惜. 对于三绕组变压器，应在低压侧任一相绕组对地加装一个避雷器，对于变压器中性点爱惜，因中性点为直接接地，变压器为分级绝缘 . 其绝缘水平为 35kV 等级，需在中性点上装避雷器 . 3）避雷器的配置：(1) 进出线设备外侧；(2) 全部母线上；(3) 变压器高压侧，尽量靠近变压器；(4) 变压器低压侧为 时，只装在 B 相；(5) 主变压器中性点，按其绝缘水公正级选设；4）避雷线的配置：(1) ll0kV及以上线路沿全长架设避雷

16、线；(2) 35kV 雷电日较高应全长架设避雷线；(3) 10-35kV ，一般设 1-2kM 的进线段爱惜，以降低雷电波的陡度 .避雷器的选择，考虑到氧化锌避雷器的非线性伏安特性优越于碳化硅避雷器，且没有串联间隙，爱惜特性好，没有工频续流、灭弧等问题，所以本工程选择氧化锌避雷器 .设备名称避雷器安装位置110kV 母线35kV 母线35kV 出线10kV 母线10kV 出线主变中性点型号Y10W5-110 Y10W5-35 Y10W5-35 FZ-10FS-10FZ-40避雷器的选择情形见下表 .欢迎下载精品学习资源四、 短路电流运算1、短路电流运算（ 1）主变压器各侧阻抗的百分值Uk1=（

17、10.5+18-6.5 ）%/2=11%Uk2= 10.5+6.5-18%/2=0可认为为 0 Uk3= 18+6.5-10.5%/2=7%其标幺值为：Uk1*= 11 100/100 20=0.55Uk2*= 0Uk3*= 7 100/20 100=0.35基准电流为I d1=kA=0.502kA110kV I d2=kA=1.56kA35kVI d3=kA=5.5kA10kV在最大运行方式下，三相短路电流为：110kVId1=35kVId1=10kVId1=热稳固运算时间：10kV 线路 0.5+0.2+0.05s=0.75s主变 10kV 侧 1.5+0.2+0.05s=1.75s 主变

18、 35Kv 侧 2.5+0.15+0.05s=2.7s 35kV 线路 1+0.15+0.05s=1.2s主变 110kV 侧 3+0.1+0.05s=3.15s另运算电路一期建设最大运行方式下的电流：110kV 侧为 2kV；35kV 侧为 1.95kV ；10kV 侧为 4.76kV五、 电气设备选择1、设备选择原就设备选择应符合使用环境的要求，并考虑到经济等原就.设备的规格，参数都依据正常工作环境选择，按最大短路电流校验.2、开关电器的选择110kV 外侧隔离开关和断路器选择设备型号工程额定电压额定电流SW3-110G/600设备参数110kV1200A使用条件110kV220AGW4-

19、110/600设备参数使用条件110kV110Kv600A220A欢迎下载精品学习资源热稳固1.58动稳固41kA5.1kA50kA5.1kA开断电流15.8kA2kA操作机构CD5-XG变压器 110kV 侧隔离开关和断路器选择设备型号SW3-110G/1200GW4-110/600工程设备参数使用条件设备参数使用条件额定电压110kV110kV110kV110Kv额定电流1200A110A600A110A热稳固1.58动稳固41kA5.1kA50kA5.1kA开断电流15.8kA2kA操作机构CD5-XGCS-14变压器 35kV 侧隔离开关和断路器选择设备型号SW3-35/600GW4-

20、35/600工程设备参数使用条件设备参数使用条件额定电压35kV35kV35kV35Kv额定电流600A315A600A315A热稳固6.6动稳固41kA4.97kA50kA4.97kA开断电流16.5kA1.95kA操作机构CD3-XCS8-335kV 出线断路器和隔离开关选择设备型号SW3-35/600GW4-35/600工程设备参数使用条件设备参数使用条件额定电压35kV35kV35kV35Kv额定电流600A99A600A99A热稳固6.6动稳固开断电流17kA6.6kA7.8kA2.98kA50kA7.8kA操作机构CD3-XCS8-3主变压器10kV 侧高压开关柜选用 GG-1A（

21、 F） 08 型开关柜，断路器SN10-10/1000 型工程断路器参数使用条件额定电压10kV10kV额定电流1000A551A热稳固动稳固74kA12.19kA开断电流29kA4.78kA操动机构CD10-110kV 线路开关柜选用 GG10-1A（F）-23 型，断路器为SX8-10/600工程断路器参数使用条件欢迎下载精品学习资源额定电压10kV10kV额定电流600A144A热稳固动稳固33kA20.07kA开断电流11.6kA7.87kA 10kV 母线分段开关选用 GG-1AF-11 和 GG-1AF-95 两种高压开关柜 . 使用条件为：工作电压10kV，工作电流按 551 计

22、，冲击电流 12.2kA ，稳态短路电流为 4.78kA，等效时间取 1.25s.断路器选择 SN10-10 /1000 型，隔离开关选用 GN8-10/1000 型.3、导线的选择1） 常用导体材料在铜、铝等 . 载流导体一般接受铝质材料，110KV 及以上配电装置一般接受软导线 .2） 硬母线截面在矩形、槽形、管形等 .矩形母线用于 35KV及以下，电流在 4000A及以下配电装置 .导体截面可按长期发热答应电流或经济电流密度选择，变电所的汇流母线均按长期发热答应电流进行选择，各引线就按经济电流密度选择.校验热稳固性时，按公式，取 c=97.主变压器 10kV 侧引出线和 10kV 母线拟

23、选用 8010mm的矩形铝排、平置 . 支持绝缘子间距取 2.5 ，相间中心线距为 0.4m.（1） ） 母线排的校验1、热稳固校验小于 800mm 2、母线截面积3、母线在短路时的最大电动力4、母线排受到的最大应力（2） ） 10kV 高压开关柜的校验（3） ） 线路软导线选择从经济和安全稳固角度来选择导线 .电 压 等级型号截 面 积（ mm）载流量备注110KV引 出 线LGJ-240及母线输 电 线LGJ-240240240610A610A敝露式装设架空线路35KV母 线 及1008 矩母 变 连形铝母线接线输 电 线LGJ-1858001851542A510A单片矩形室内混装架空线欢

24、迎下载精品学习资源路10KV 母 线 及母 变 连接线2（ 1008） 矩 形 铝母线16002298A双片矩形室内外混装欢迎下载精品学习资源输 电 线路4、互感器的选择1、电流互感器的选择LGJ-150150470A架空线欢迎下载精品学习资源主变 110kV 侧互感器：选用 LCWD-110型， Ki=200A/5A，级次 0.5/5p/5p ，每相两只串联，热稳固倍数 75，动稳固倍数 135. 热稳固和动稳固运算结果如下：；主变 35kV 侧电流互感器：选用 LCWD-35型， Ki=600A/5A，级次 0.5/5p ， 用于继电爱惜和测量外表回路主变 10kV 侧电流互感器：选 LA

25、J-10 型， Ki=1200A/5A，级次 0.5/5p35kV 出线电流互感器：选 LCWD-35型， Ki=200A/5A10kV 出线电流互感器：选 LCWD-10型， Ki=300A/5A 2、电压互感器的选择1100kV 侧选用 JCC-110 型单相、串极式三绕组户外是电压互感器，额定电压比，共 2 台；35kV 侧母线上选用 JDII-35型可供绝缘监视用互感器10kV 侧母线选用 JSJW-10型电压互感器，可供绝缘监视用，配套开关柜.5、熔断器的选择熔断器选择的详细技术条件如下：电压：（3.28 ）限流式高压熔断器不宜使用在工作电压低于其额定电压的电网中，以免因过电压而使电

26、网中的电器损坏，故应为电流：（3.29 ）式中：熔体的额定电流 .熔断器的额定电流依据爱惜动作选择性的要求校验熔体额定电流，应保证前后两级熔断器之间，或熔断器与电源侧继电爱惜之间，以及熔断器与负荷侧继电爱惜之间动作的选择性 .断流容量：（3.30 ）式中：三相短路冲击电流的有效值 .熔断器的开断电流 .依据电网电压的要求，本站 35KV、10KV电压互感器都用高压熔断器进行爱惜，爱惜电压互感器的熔断器只需按额定电压和开断容量来选择，查阅有关设计资料得：35KV 电压互感器使用RN235 型高压限流熔断器，其技术参数：Ue=35KV， Le=0.5A，Sde=1000MVA.10KV 电压互感器

27、选用RN210 型高压熔断器，其技术参数：Ue=10KV，Le=0.5A，Sde=1000MVA.欢迎下载精品学习资源高压熔断器选择结果：安装地型号电压电流断 流 容量数量备注35KV电压RN2 3535KV0.5A1000MVA2 组爱惜室内电压互感器互感器10KV电互感器压RN2 1010KV0.5A1000MVA2 组爱惜室内电压互感器六、 课程设计体会及建议通过这次课程设计，我明白了变电站设计的基本步骤，明白了110kV 降压变电站的工作原理 . 对电力系统的实际运营有了初步的明白 .本次设计的主要内容是主接线设计、短路点运算、电气设备的选择与校验、主 变爱惜设计、防雷爱惜的设计等 .

28、 通过此次设计，使我明白了变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分，主接线的确定，对电力系统的安全、 稳固、灵敏、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置等的拟定将 会产生直接的影响 . 通过短路电流的运算来对系统的各种故障进行分析，并以此来校验各种电气设备的选择是否符合要求. 此外，通过防雷爱惜的设计，中意了对雷击的防护，同时为了整个变电站的安全运行进行了主变爱惜设计，由于它 的安全运行直接关系到电力系统供电和稳固运行.在这次课程设计中，我对各种实际电气器件有了明确的熟识. 在以后的实际工作中也会留意合理，经济的选择器材.另外在这次设计中，我也发觉我的诸多不足，但通过同学的帮

29、忙和个人的努力，设计要求的任务已完成 .有错误，遗漏的地方，仍恳请老师指正 .七、 参考资料及指导老师参考文献1 熊信银，范锡普主编. 发电厂电气部分（第三版）北京：中国电力出版社,20042 惠刚主编 . 变电站综合自动化原理与系统 .北京：中国电力出版社 ,20043 书文等编著 . 变电站综合自动化原理及应用 . 北京：中国电力出版社 20004 等主编发电厂及变电站电气设备北京：中国水利水电出版社，20055 刘介才主编 . 有用供配电技术手册 . 北京：中国水利水电出版社， 20026 刘介才主编 . 工厂供电简明设计手册 . 北京：机械工业出版社， 19937 刘介才主编 . 工厂

30、供用电有用手册 . 北京：机械工业出版社， 20018 杨 宛 辉 等 .发 电 厂 、 变 电 所 电 气 一 次 部 分 设 计 参 考 图 册 .9 电力工业行业标准汇编 . 北京：中国电力出版社， 1996199810 王子午，徐泽植主编 .常用供配电设备选型手册（部分）.北京： 煤炭工业出版社， 199712 导体和电器选择设计技术规定 SDGJ14-86. 中国电力出版社 .13 水利电力部西北电力设计院编. 电力工程电气设计手册（电气一次部分上、下） . 北京：中国电力出版社 ,199814 水利电力部西北电力设计院编 . 电力工程电气设计手册（电气二次部分）.北京：中国电力出版

31、社 ,1996欢迎下载精品学习资源15 工厂常用电气设备手册（第 2 版）. 北京：中国电力出版社， 1997版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理；版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is Pan Hongliangs personal ownership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、争论或观看，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵害本网站及相关权益人的合法权益；除此以

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