110KV降压变电站电气一次部分毕业设计方案.doc
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1、 110KV降压变电站电气一次某些设计第一某些 设计阐明书2第1章 设计阐明21.1 环境条件21.2 电力系统状况21.3 设计任务3第2章 电气主接线设计32.1 电气主接线概述32.2 110KV侧主接线设计42.3 35KV侧主接线设计42.4 10KV侧主接线设计42.5 主接线方案比较选取42.6 主接线中设备配备6第3章 主变压器选取83.1 负荷分析83.2 主变压器台数拟定93.3 主变压器相数拟定93.4 主变压器容量拟定9第4章 短路电流计算104.1 短路电流计算目及规定104.2 短路电流计算成果11第5章 重要电气设备选取125.1 电气设备选取概述125.2 高压
2、断路器及隔离开关选取135.3 母线选取155.4 绝缘子和穿墙套管选取16 (5-3)175.5 电流互感器选取185.6 电压互感器选取195.7 熔断器选取205.8 避雷器选取21(1) 型式选取22(2) 避雷器灭弧电压选取22第6章 变电站防雷规划236.1 防雷规划原则236.2 防雷规划成果24第二某些 设计计算书25第1章 短路电流计算251.1 计算变压器电抗261.2 系统等值网络图261.3 短路计算点选取271.4 短路电流计算27第2章 电气设备选型322.1 断路器及隔离开关选取322.2 母线选取392.3 绝缘子和穿墙套管选取432.4 电流互感器选取452.
3、5 高压熔断器选取472.6 避雷器选取482.7 电容电流计算492.8 消弧线圈选取49结束语50参照文献51道谢52附录:专业有关文献翻译53中文译文:59附录:电气主接线图63第一某些 设计阐明书第1章 设计阐明1.1 环境条件(1)变电站所在高度70M(2)最高年平均气温19摄氏度,月平均气温27摄氏度1.2 电力系统状况(1)110KV变电站,向该地区用35KV和10KV两个电压级别供电。110KV以双回路与 35km外系统相连。系统最大方式容量为2900 MVA,相应系统电抗为0.518;系统最小方式为2100 MVA,相应系统电抗为0.584,(一系统容量及电压为基准标么值)。
4、系统最大负荷运用小时数为TM=5660h。(2) 35KV电压级,架空线6回,3回输送功率12MVA;3回输送功率8MVA。(3) 10KV电压级,电缆出线3回,每回输送功率3MW;架空输电线4回,每回输送功率4MW。1.3 设计任务(1)变电站电气主接线设计(2)主变压器选取(3)短路电流计算(4)重要电气设备选取(5)变电站继电保护第2章 电气主接线设计2.1 电气主接线概述发电厂和变电所中一次设备、按一定规定和顺序连接成电路,称为电气主接线,也成主电路。它把各电源送来电能汇集起来,并分给各顾客。它表白各种一次设备数量和作用,设备间连接方式,以及与电力系统连接状况。因此电气主接线是发电厂和
5、变电所电气某些主体,对发电厂和变电因此及电力系统安全、可靠、经济运营起着重要作用,并对电气设备选取、配电装置配备、继电保护和控制方式拟定有较大影响。2.1.1 在选取电气主接线时设计根据(1)发电厂、变电所所在电力系统中地位和作用(2)发电厂、变电所分期和最后建设规模(3)负荷大小和重要性(4)系统备用容量大小(5)系统专业对电气主接线提供详细资料2.1.2 主接线设计基本规定(1)可靠性(2)灵活性(3)经济性2.1.3 6-220KV高压配电装置基本接线有汇流母线连线:单母线、单母线分段、双母线、双母分段、增设旁母线或旁路隔离开关等。无汇流母线接线:变压器-线路单元接线、桥形接线、角形接线
6、等。6-220KV高压配电装置接线方式,决定于电压级别及出线回路数。2.2 110KV侧主接线设计110KV侧是以双回路与系统相连。由电力工程电气一次设计手册第二章第二节中规定可知:35110KV线路为两回如下时,宜采用桥形,线路变压器组线路分支接线。故110KV侧采用桥形连接方式。2.3 35KV侧主接线设计35KV侧出线回路数为6回。由电力工程电气一次设计手册第二章第二节中规定可知:当3563KV配电装置出线回路数为48回,采用单母分段连接,当连接电源较多,负荷较大时也可采用双母线接线。故35KV可采用单母分段连接也可采用双母线连接。2.4 10KV侧主接线设计10KV侧出线回路数为7回。
7、由电力工程电气设计手册第二章第二节中规定可知:当610KV配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母分段连接。故10KV采用单母分段连接。2.5 主接线方案比较选取由以上可知,此变电站主接线有两种方案方案一:110KV侧采用外桥形连接方式,35KV侧采用单母分段连接,10KV侧采用单母分段连接,如图2-1所示。 图2-1 110KV电气主接线方案一方案二:110KV侧采用外桥形连接方式,35KV侧采用双母线连接,10KV侧采用单母分段连接,如图2-2所示。此两种方案比较方案一 110KV侧采用外桥形连接方式,便于变压器正常投切和故障切除,35KV、10KV采用单母分段连线,对重要顾客可从不同段引
8、出两个回路,当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障切除,保证正常母线供电不间断,因此此方案同步兼顾了可靠性,灵活性,经济性规定。方案二虽供电更可靠,调度更灵活,但与方案一相比较,设备增多,配电装置布置复杂,投资和占地面增大,并且,当母线故障或检修时,隔离开关作为操作电器使用,容易误操作。由以上可知,在本设计中采用第一种接线,即110KV侧采用外桥形连接方式,35KV侧采用单母分段连线,10KV侧采用单母分段连接。图2-2 110KV电气主接线方案二2.6 主接线中设备配备2.6.1 隔离开关配备(1) 中小型发电机出口普通应装设隔离开关:容量为220MW及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时
9、,其出口不装设隔离开关,但应有可拆连接点。(2) 在出线上装设电抗器610KV配电装置中,当向不同顾客供电两回线共用一台断路器和一组电抗器时,每回线上应各装设一组出线隔离开关。(3) 接在发电机、变压器因出线或中性点上避雷器不可装设隔离开关。(4) 中性点直接接地普通型变压器均应通过隔离开关接地;自耦变压器中性点则不必装设隔离开关。2.6.2 接地刀闸或接地器配备(1) 为保证电器和母线检修安全,35KV及以上每段母线依照长度宜装设12组接地刀闸或接地器,每两接地刀闸间距离应尽量保持适中。母线接地刀闸宜装设在母线电压互感器隔离开关和母联隔离开关上,也可装于其她回路母线隔离开关基座上。必要时可设
10、立独立式母线接地器。(2) 63KV及以上配电装置断路器两侧隔离开关和线路隔离开关线路宜配备接地刀闸。2.6.3 电压互感器配备(1) 电压互感器数量和配备与主接线方式关于,并应满足测量、保护、同期和自动装置规定。电压互感器配备应能保证在运营方式变化时,保护 装置不得失压,同期点两侧都能提取到电压。(2) 旁路母线上与否需要装设电压互感器,应视各回出线外侧装设电压互感器状况和需要拟定。(3) 当需要监视和检测线路侧有无电压时,出线侧一相上应装设电压互感器。(4) 当需要在330KV及如下主变压器回路中提取电压时,可尽量运用变压器电容式套管上电压抽取装置。(5) 发电机出口普通装设两组电压互感器
11、,供测量、保护和自动电压调节装置需要。当发电机配有双套自动电压调节装置,且采用零序电压式匝间保护时,可再增设一组电压互感器。2.6.4 电流互感器配备(1) 凡装有断路器回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置规定。(2) 在未设断路器下列地点也应装设电流互感器:发电机和变压器中性点、发电机和变压器出口、桥形接线跨条上等。(3) 对直接接地系统,普通按三相配备。对非直接接地系统,依详细规定按两相或三相配备。(4) 一台半断路器接线中,线路线路串可装设四组电流互感器,在能满足保护和测量规定条件下也可装设三组电流互感器。线路变压器串,当变压器套管电流互感器可以运用时,可装设三组电
12、流互感器。2.6.5 避雷器装置(1) 配电装置每组母线上,应装设避雷器,但进出线装设避雷器时除外。(2) 旁路母线上与否需要装设避雷器,应视在旁路母线投入运营时,避雷器到被保护设备电气距离与否满足规定而定。(3) 220KV及如下变压器到避雷器电气距离超过容许值时,应在变压器附近增设一组避雷器。(4) 三绕组变压器低压侧一相上宜设立一台避雷器。(5) 下列状况变压器中性点应装设避雷器 直接接地系统中,变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。 直接接地系统中,变压器中性点为全绝缘,但变电所为单进线且为单台变压器运营时。 接地和经消弧线圈接地系统中,多雷区单进线变压器中性点上。 发电厂变电所35
13、KV及以上电缆进线段,在电缆与架空线连接处应装设避雷器。 SF6全封闭电器架空线路侧必要装设避雷器。 110220KV线路侧普通不装设避雷器。第3章 主变压器选取3.1 负荷分析3.1.1 负荷分类及定义(1) 一级负荷:中断供电将导致人身伤亡或重大设计损坏,且难以挽回,带来极大政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷规定有两个独立电源供电。(2) 二级负荷:中断供电将导致设计局部破坏或生产流程紊乱,且较长时间才干修复或大量产品报废,重要产品大量减产,属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时(如边远地区),容许有一回专用架空线路供电。(3) 三级负荷:不属于一级和二级普通电力负
14、荷。三级负荷对供电无特殊规定,容许较长时间停电,可用单回线路供电。3.1.2 负荷计算最大综共计算负荷计算可按照公式: (3-1)求得。式中 同步系数,出线回数较少时,可取0.90.95,出线回数较多时,取0.850.9; 线损,取5% 3.2 主变压器台数拟定对大都市郊区一次变电所,在中低压侧已构成环网状况下,变电因此装设两台主变压器为宜。此设计中变电站符合此状况,因而选取两台变压器即可满足负荷规定。3.3 主变压器相数拟定(1) 主变压器采用三相或是单相,重要考虑变压器制造条件、可靠性规定及运送条件等因素。(2) 当不受运送条件限制时,在330KV及如下发电厂和变电所,均应采用三相变压器。
15、社会日新月异,在今天科技已十分进步,变压器制造、运送等等已不成问题,故有以上规程可知,此变电所主变应采用三相变压器。3.4 主变压器容量拟定装有两台及以上主变压器变电所中,当其中一台主变压器停运时,别的主变压器容量普通应满足60%所有最大综共计算负荷。即(n-1) (3-2)由上可知,此变电站单台主变压器容量为:60%=79.860%=47.88 MVA因此应选容量为50 MVA主变压器综合以上分析计算,选取变压器型号为SFSZ750000/110型,其参数如表3-1所示。表3-1 SFSZ750000/110变压器参数变压器型号额定容量(KVA)电压(KV)阻抗电压(%)SFSZ750000
16、/11050000高压侧中压侧低压侧高中高低中低11081.25%38.55%10.51710.56.5第4章 短路电流计算4.1 短路电流计算目及规定4.1.1 短路电流计算目在变电所电气设计中,短路电流计算是其中一种重要环节。在选取电气设备时,为保证在正常运营和故障状况下都能安全、可靠地工作,需要进行全面短路电流计算。例如:计算某一时刻短路电流有效值,用以校验开关设备开断能力和拟定电抗器电抗值;计算短路后较长时间短路电流有效值,用以校验设备热稳定值;计算短路电流冲击值,用以校验设备动稳定。4.1.2 短路电流计算普通规定 (1) 电力系统中所有电源均在额定负荷下运营;(2) 短路种类:普通
17、以三相短路计算;(3) 接线方式应是也许发生最大短路电流正常方式(即最大运营方式),而不能用仅在切换过程中也许并列运营接线方式;(4) 短路电流计算点:在正常接线方式时,通过电气设备短路电流为最大地点。4.2 短路电流计算成果在本设计中,选用5个短路点,分别为35KV、10KV母线,各个电压级别主变压侧。将所计算最大方式下短路电流值列成表4-1所示。表4-1 最大方式下各个短路点短路电流值 名 称短路点 基准电压(KV)(KA)三相(KA)两相(KA)(KA)S(MVA)371.761.524.492.66112.7910.56.715.8117.1110.13122.031150.640.5
18、53.980.97127.48371.641.424.182.48105.110.56.325.4716.129.54114.94第5章 重要电气设备选取5.1 电气设备选取概述5.1.1 选取原则(1) 应满足正常运营、检修、短路、和过电压状况下规定,并考虑远景发展。(2) 应按本地环境条件校核。(3) 应力求技术先进和经济合理(4) 与整个工程建设原则应协调一致。(5) 同类设备应尽量减少种类。(6) 选用新产品均应具备可靠实验数据。(7) 设备选取和校验。5.1.2 电气设备和载流导体选取普通条件(1) 按正常工作条件选取 额定电压:所选电气设备和电缆最高容许工作电压,不得低于装设回路最
19、高运营电压UNUNs 额定电流:所选电气设备额定电流IN,或载流导体长期容许电流Iy,不得低于装设回路最大持续工作电流I max 。计算回路最大持续工作电流I max 时,应考虑回路在各种运营方式下持续工作电流,选用最大者。(2) 按短路状态校验 。 热稳定效验:当短路电流通过被选取电气设备和载流导体时,其热效应不应超过容许值,It2t Qk,tk=tin+ta,校验电气设备及电缆(36KV厂用馈线电缆除外)热稳定期,短路持续时间普通采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。 动稳定校验:iesish,用熔断器保护电气设备和载流导体,可不校验热稳定;电缆不校验动稳定;(3) 短路校验时短路电流计
20、算条件:所用短路电流其容量应按详细工程设计规划容量计算,并应考虑电力系统远景发展规划;计算电路应按也许发生最大短路电流正常接线方式,而不应按仅在切换过程中也许并列接线方式;短路种类普通按三相短路校验;对于发电机出口两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中单相、两相接地短路较三相短路更严重时,应按严重状况校验。5.2 高压断路器及隔离开关选取5.2.1 断路器及隔离开关选取办法(1) 选取形式电压级别在35kV及如下可选顾客内式少油断路器、真空断路器或 SF 断路器 ;35kV也可选顾客外式多油断路器、真空断路器或SF断路器 ;电压级别在110330kV范畴,可选顾客外式少油断路器或SF
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