2022年kV变电站一次部分设计_secret.docx

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1、精品学习资源毕业设计报告课题名称110kV变电站一次部分设计同学姓名学号专业班级指导老师目录欢迎下载精品学习资源摘要3） 概 述4） 第一章电气主接线6）1.1 1110kv电气主接线 7）1.2 235kv电气主接线 8）1.3 310kv电气主接线 10）1 4站用变接线12） 其次章负荷运算及变压器选择13）2 1 负荷运算13）2 2主 变 台 数 、 容 量 和 型 式 的 确定 14）2 3站 用变台数 、容量和型 式的确定 16）第三章最大连续工作电流及短路电流的运算17）31各回路最大持续工作电流 17）3 2 短路电流运算点的确定和短路电流运算结果18）欢迎下载精品学习资源第

2、四章主要电气设备选择19）4 1 高压断路器的选择21）42隔离开关的选择22）43母线的选择23）44绝缘子和穿墙套管的选择 24）45电流互感器的选择 24）46电压互感器的选择 26）4 7各主 要电气 设 备选择结 果一览表 29）附录 I设计运算书30） 附录 II电气主接线图37）10kv 配电装置配电图39） 致谢40）欢迎下载精品学习资源参考文献41）摘 要本文第一依据任务书上所给系统与线路及全部负荷的参数，分析负荷进展趋势；从负荷增长方面阐明白建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方始终考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及牢靠性方面考虑，确定了 110kV，

3、35kV，10kV 以及站用电的主接线，然后又通过负荷运算及供电范畴确定了主变压欢迎下载精品学习资源器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最终，依据最大连续工作电流及短路运算的运算结果，对高压熔断 器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，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 变压器接线概述1、 待设计变电所位置及作用依据先行的原就，依据远期负荷进展，准备在本区兴建1 中型110kV 变电所；该变电所建成后，主要对本区用户供电为主，特殊对本地区大用户进行供电；改善提高供电水平；同时和其他地区变电 所 联 成 环 网 ， 提 高

4、 了 本 地 供 电 质 量 和 可 靠 性 ；4 / 43欢迎下载精品学习资源北待设计变电站110kV 出线 4 回， 2 回备用35kV 出线 8 回， 2 回备用10kV 线路 12 回，另有 2 回备用2、 变电站负荷情形及所址简况本变电站的电压等级为110/35/10 ；变电站由两个系统供电，系统S1 为 600MVA，容抗为 0.38,系统 S2 为 800MVA，容抗为 0.45. 线路 1 为 30KM, 线路 2 为 20KM, 线路 3 为 25KM；该地区自然条件：年最高气温 40摄氏度，年最底气温 - 5摄氏度，年平均气温 18摄氏度；出线方向 110kV 向北， 35

5、kV 向西， 10kV 向东；所址概括，黄土高原，面积为100 100 平方 M，本地区无污5 / 43欢迎下载精品学习资源秽，土壤电阻率 7000 .cm；本论文主要通过分析上述负荷资料，以及通过负荷运算，最大连续工作电流及短路运算，对变电站进行了设备选型和主接线选择，进而完成了变电站一次部分设计；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、变电站主接线必需中意欢迎下载精品学习资源以下基本要求；1 运行的牢靠

6、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 具有确定的灵敏性主接线正常运行时可以依据调度的要求灵敏的转变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备；切除故障停电时间最短、影响范畴最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全；3 操作应尽可能简洁、便利主接线应简洁清晰、操作便利，尽可能使操作步骤简洁，便于运行人员把握；复杂的接线不仅不便于操作，仍往往会造成运行人员的误操作而发生事故；但接线过于简洁，可能又不能中意运行方式的需要，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

7、全牢靠、操作灵敏便利的基础上，仍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进展，电力负荷增加很快；因此，在选择主接线时仍要考虑到具有扩建的可能性；变电站电气主接线的选择，主要准备于变电站在电力系统中的位置、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等；欢迎下载精品学习资源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进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位置，出线数目为4 回及以上的配

8、电装置；在接受单母线、分段单母线或双母线的35kV110kV 系统中，当不答应停电检修断路器时，可设置旁路母线；依据以上分析、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欢迎下载精品学习资源图 1.2 双母线带旁路母线接线对图 1.1 及图 1.2 所示方案、综合比较，见表1-1 ；表 1-1主接线方案比较表简洁清晰、操作方运行牢靠、运行方便、易于进展牢靠性、灵敏性差式灵敏、便于事故处理、易扩建旁路断路器仍可以代替出线断路器，母联断路器可代替需检修的出线断路进行不停电检修出线断路器，保证重器工作倒闸操作复杂，容要用户供电易误操作设备少、投资小占

9、地大、设备多、用母线分段断路器投资大兼作旁路断路器节母联断路器兼作旁省投资路断路器节省投资工程方案方案方案技术经济在技术上 牢靠性、灵敏性）第种方案明显合理，在经济上就方案占优势；鉴于此站为地区变电站应具有较高的牢靠性和灵敏性；经综合分析，准备选第种方案为设计的最终方案；1.2 35kV电气主接线电压等级为35kV60kV，出线为 4 8 回，可接受单母线分段接线，也可接受双母线接线；为保证线路检修时不中断对用户的供电，接受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 35kV 60kV 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2 3 天；）所以

10、， 35kV 60kV 接受双母线接线时，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，选择出以下两种方案；如图1.3及图 1.4欢迎下载精品学习资源所示；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工程方案主接线方案比较方案单方案双欢迎下载精品学习资源简洁清晰、操作便利、供电牢靠易于进展调度灵敏牢靠性、灵敏性差扩建便利旁路断路器仍可以代替便于试验出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电易误操作设备少、投资小用母线分段断路器兼作设备多、配电装置复杂旁路断路器节省投资投资和占地面大技术经

11、济经比较两种方案都具有易扩建这一特性；虽然方案牢靠性、灵敏性不如方案，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 配电装置出线回路数目为 6 回及以上时，可接受单母线分段接线；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，要求牢靠性和灵敏性较高的场合；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11 / 43欢迎下载精品学习资源图 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主接线方案比较不会造成全所停电供电牢靠调度灵敏调度灵敏保证对重要用户的供电扩建便利

12、任一断路器检修，该回便于试验路必需停止工作易误操作工程方案方案单分方案双技术欢迎下载精品学习资源经济 占地少 设备少设备多、配电装置复杂投资和占地面大欢迎下载精品学习资源经过综合比较方案在经济性上比方案好，且调度灵敏也可保证供电的牢靠性；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洁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；12 / 43欢迎下载精品学习资源上述两种方案如图 1.7 及图 1.8 所示；图 1.7 单母线分段接线图 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主接线方案比较工程方案方案单分方案单13

13、/ 43欢迎下载精品学习资源不会造成全所停电调度灵敏简 单 清 晰 、 操 作 方便、易于进展保证对重要用户的供电任一断路器检修，该回牢靠性、灵敏性差路必需停止工作扩建时需向两个方向均衡进展技术欢迎下载精品学习资源经济占地少设备少设备少、投资小欢迎下载精品学习资源经比较两种方案经济性相差不大，所以选用牢靠性和灵敏性较欢迎下载精品学习资源高的方案；其次章负荷运算及变压器选择2.1 负荷运算欢迎下载精品学习资源要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大连续工作电流；第一必需要运算各侧的负荷，包括站用电负荷动力负荷和照明负荷）、 10kV 负荷、35kV 负荷和 110kV 侧负荷；

14、欢迎下载精品学习资源由公式ScK tnp1i 1 cos%2-1）欢迎下载精品学习资源式中sC 某电压等级的运算负荷kt同时系数 1+5%=96.075KVA14 / 43欢迎下载精品学习资源 0.096MVA2.1.2 10kV负荷运算S10KV=0.854+3+3.5+3.2+3.4+5.6+7.80.85+3/9 4 1+5%=38.675WVA2.1.3 35kV负荷运算S35KV=0.9 6+6+5+3/0.9+2.6+3.2/0.851+5%=27.448MVA2.1.4 110kV负荷运算S110KV=0.9 20/0.9+5.8/0.85+25.5/0.85+12/0.9 1+

15、5%+ S站=68.398+0.096=68.494MVA2.2 主变台数、容量和型式的确定2.2.1 变电所主变压器台数的确定主变台数确定的要求：1. 对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情形下，变电站以装设两台主变压器为宜；2. 对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性；考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑接受旁路呆主变的方式；应选用两台主变压 器，并列运行且容量相等；15 / 43欢迎下载精品学习资源2.2.2 变电所主变压器容量的确定主变压器容量确定的要求：1. 主变压器容量一般按变电站建成后5

16、10 年的规划负荷选择，并适当考虑到远期 1020 年的负荷进展；2. 依据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量；对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设计及过负荷才能后的答应时间内，应保证用户的一级和二级负荷：对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的6070%；S总 =68.494MVA 由于上 述 条 件 所 限 制 ； 所 以 ， 两 台 主 变 压 器 应 各 自 承 担34.247MVA；当一台停运时，另一台就承担 70%为 47.946MVA；应选两台 50MVA的主变压器就可中意负荷需求；2.2.3 变电站主变压器型式的选

17、择具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率 均达到该变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器接受三饶组；而有载调压较 简洁稳固电压，削减电压波动所以选择有载调压方式，且规程上 规定 对电力系统一般要求 10KV 及以下变电站接受一级有载调压0变压器；故本站主变压器选用有载三圈变压器；我国110kV 及以上电压变压器绕组都接受 Y 连接； 35kV 接受 Y 连接，其中性点多通过消弧线圈接地； 35kV 以下电压变压器绕组都接受连接；故主变参数如下：16 / 43欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源电压组合及分接范畴阻抗电压空载型号电

18、流高压中压低压高-中高-低中-低连接组YN ，欢迎下载精品学习资源SFSZ9- 50000/11011081；25%3855%10 5 1110.51756.51 3yn0,d11欢迎下载精品学习资源2.3 站用变台数 、容量和型式的确定2.3.1 站用变台数的确定对大中型变电站，通常装设两台站用变压器；因站用负荷较 重要，考虑到该变电站具有两台主变压器和两段10kV 母线，为提高站用电的牢靠性和灵敏性，所以装设两台站用变压器，并采 用暗备用的方式；2.3.2 站用变容量的确定站用变压器 容量选择的要求：站用变压器的容量应中意经常的负荷需要和留有 10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用；考虑到

19、两台站用变压器为接受暗备用方式，正常情形下为单台变压器运行；每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷就由完好的站用变压器承担；S 站=96.075/1-10%=106KVA2.3.3 站用变型式的选择考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情形和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器；欢迎下载精品学习资源故站用变参数如下：17 / 43欢迎下载精品学习资源电压组合连接组空载损负载空载阻抗欢迎下载精品学习资源高压型号高压分接范畴低压标号耗损耗电流电压欢迎下载精品学习资源S9-200/1010；6.3 ；6 5%0.4Y,yn00.482.61.34欢迎

20、下载精品学习资源因本站有许多无功负荷，且离发电厂较近，为了防止无功倒送也为了保证用户的电压，以及提高系统运行的稳固性、安全性和经济性，应进行合理的无功补偿；依据设计规范第3.7.1 条自然功率应未达到规定标准的变电所， 应安装并联电容补偿装置，电容器装置应设置在主变压器的低压侧 或主要负荷侧，电容器装置宜用中性点不接地的星型接线；电力工程电力设计手册规定“对于35-110KV 变电所，可按主变压器额定容量的10-30%作为全部需要补偿的最大容量性无功 量，地区无功或距离电源点接近的变电所，取较低者；地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所，取较低者，地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所取较

21、高者；第三章最大连续工作电流节短路运算3.1 各回路最大连续工作电流依据公式Smax =3 U e I g max3-1） 式中Smax-所统计各电压侧负荷容量 U e-各电压等级额定电压I g max-最大连续工作电流Smax =3 U e I g maxI g max =Smax /3 U e欢迎下载精品学习资源就： 10kV I g max =38.675MVA/ 3 10KV=2.232KA35kV I g max =27.448 MVA/3 35KV=1.58KA110kVI g max =68.494 MVA/3 110KV=3.954 KA3.2 短路电流运算点的确定和短路电流运

22、算结果短路是电力系统中最常见的且很严肃的故障；短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电， 而且会破坏电力系统的稳固性，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，都必需对短路电流进行运算；短路电流运算的目的是为了选择导体和电器，并进行有关的校验；按三相短路进行短路电流运算；可能发生最大短路电流的短路电流运算点有个，即 110KV 母线短路 K1 点）， 35KV 母线短路K2 ）点， 10KV 电抗器母线短路 K3 点）， 0.4KV 母线短路 当 K1 点断路时 :I=5.58KAich =14.2I ch =8.43 s=1111.4当

23、 K2 点断路时 :I=1.85KAich =4.7 I ch =2.8 s =120.2欢迎下载精品学习资源当 K3 点断路时 :I=38KAich =96.7I ch =57.4s =691当 K4 点断路时 :欢迎下载精品学习资源i chI=1000KA=2542I ch=1510 s =692.8欢迎下载精品学习资源第四章主要电气设备选择由于电气设备和载流导体得用途及工作条件各异, 因此它们的选择校验工程和方法也都完全不相同；但是，电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必需牢靠地工作，为此，它们的选择都有一个共同的原就；电气设备选择的一般原就为：1. 应中意正常运行检修短路和过电压情形

24、下的要求并考虑远景进展；2. 应中意安装地点和当地环境条件校核；3. 应力求技术先进和经济合理；4. 同类设备应尽量削减品种；5. 与整个工程的建设标准和谐一样；6. 选用的新产品均应具有牢靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情形下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准；技术条件：选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情形下保持正常运行；1. 电压欢迎下载精品学习资源选用的电器答应最高工作电压Umax 不得低于该回路的最高运行电压 Ug,即， UmaxUg2. 电流选用的电器额定电流 I e 不得低于 所在回路在各种可能运行方式下的连续工作电流 Ig ， 即 I eIg校验的一

25、般原就：1. 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳固校验，校验的短路电流一般取最严肃情形的短路电流；2. 用熔断器爱惜的电器可不校验热稳固；3. 短路的热稳固条件欢迎下载精品学习资源2I rtQdQdQtd212 I10 I2td / 22I td欢迎下载精品学习资源22Qdt 在运算时间 ts 内，短路电流的热效应 KAS） I t t 秒内设备答应通过的热稳固电流有效值 KAS） T设备答应通过的热稳固电流时间 s）校验短路热稳固所用的运算时间Ts 按下式运算t =t d+t kd 式中 t d继电爱惜装置动作时间内 S）t kd断路的全分闸时间 系列；出线侧 CT 接受户外式

26、，用于表计测量和爱惜装置的需要精确度；当电流互感器用于测量、时，其一次额定电流尽量选择得比回 路中正常工作电流的1/3左右以保证测量外表的正确工作、并在过负荷时使外表有适当的指标；依据 U e U g max欢迎下载精品学习资源I j I g max选择型号为 LCWB6-110W型电压等级110kV35kV10kV型号LCWB-6-110LCZ-35 LMC-1035KV 侧 CT 可依据安装地点和最大长期工作电流选LCZ-35 系列 CT4.6 电压互感器的配置和选择一. 参数选择1. 技术条件1 正常工作条件一次回路电压，一次回路电流，二次负荷，精确度等级，机械负荷2 承担过电压才能绝缘

27、水平，泄露比距；二. 环境条件环境温度，最大风速，相对湿度，海拔高度，地震烈度；三. 型式选择1.6 20kV 配电装置一般接受油浸绝缘结构，在高压开关柜中或在布置位置狭窄的地方，可接受树脂浇注绝缘结构；当需要零序电压是，一般接受三相五住电压互感器；2.35 110kV 配电装置一般接受油浸绝缘结构电磁式电压互感器；110kV 侧 PT的选择电力工程电气设计手册 248 页， 35-110KV 配电装置一般接受欢迎下载精品学习资源油浸绝缘结构电磁式电式互感器，接在110KV 及以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯，应尽量与耦合电容器结合；统一选用电容式电压互感器；35KV及以上的户外装

28、置，电压互感器都是单相的出线侧PT 是当首端有电源时，为监视线路有无电压进行同期和设置重合闸；欢迎下载精品学习资源额定电压 V）二次绕组额定型号输出欢迎下载精品学习资源型号TDJJ-一次绕组二次绕组剩余电压绕组接线方式欢迎下载精品学习资源3535000/3100/3100/3Y/Yo/精确度测量精确度测量运算与爱惜用的电压互感器，其二次侧负荷较小，一般中意精确度要求，只有二次侧用作把握电源时才校验精确欢迎下载精品学习资源度，此处因有电度表应选编 0.5 级；PT 与电网并联，当系统发生短路时， PT 本身不遭受短路电流作用，因此不校验热稳固和动稳固；欢迎下载精品学习资源4.7各主要电气设备选择结果一览表电压等级电气设备110kV35kV10kV高压断路器LW14-110ZN23-35ZN-10隔离开关GW4-110GGW4-35GN8-10电流互感器LCWB-6-110LCZ-35LMC-10电压互感器YDR-110TDJJ-35TSJW-10绝缘子ZSW-110ZSW-35/400ZSW-10/500母线主变压器LGJQ-150LGJ 185SFSZ9-50000/110LGJ-150站用变压器S9-200/10附录 : 短路电流运算书0.4KV欢迎下载