110kv变电站设计

1、华北电力大学成人教育毕业设计(论文)论文题目： 110kv变电站设计 学生姓名： 学号 年级、专业、层次： 05、供用电管理 、专科 函授站： 内蒙古电校函授站 二七 年八月摘 要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

2、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 目 录概 述 （4）第一章 电气主接线（6）11 110kv电气主接线（7）12 35kv电气主接线 （8）13 10kv电气主接线（10）14 站用变接线 （12）第二章 负荷计算及变压器选择 （13） 21 负荷计算 （13） 22 主变台数、容量和型式的确定 （14） 23 站用变台数、容量和型式的确定（16）第三章 最大持续工作电流及短路电流的计算 （17） 31 各回路最大持续工作电流（17） 32 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果 （18）第四

3、章 主要电气设备选择 （19） 41 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）47各主要电气设备选择结果一览表（29）致谢（40）参考文献（41）附录I 设计计算书（30） 附录II电气主接线图（37）10kv配电装置配电图 （39）概 述1、 待设计变电所地位及作用、变电所位于城市的工业区附近，交通运输方便，变电所所处的地域及自然条件，变电所位于内蒙古巴盟乌拉特前旗大佘太镇，海拔600M，地势平坦，公路交通方便，无污染源，夏季最高温度零上38度，冬季最

4、低气温为-28度，年平均气温为零上10度，最大风速为25m/s，覆冰厚度为25mm，土壤电阻率为Ug2.电流 选用的电器额定电流Ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig ，即IeIg校验的一般原则：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定校验，校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。2.用熔断器保护的电器可不校验热稳定。3.短路的热稳定条件Qdt在计算时间ts内，短路电流的热效应（KA2S）Itt秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KA2S）T设备允许通过的热稳定电流时间（s）校验短路热稳定所用的计算时间Ts按下式计算t=td+tkd式中td 继电保护装置动作

5、时间内（S）tkd断路的全分闸时间（s）4.动稳定校验 电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。满足动稳定的条件是：上式中 短路冲击电流幅值及其有效值 允许通过动稳定电流的幅值和有效值5.绝缘水平： 在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。4.1 高压断路器的选择高压断路器在高压回路中起着控制和保

6、护的作用，是高压电路中最重要的电器设备。型式选择：本次在选择断路器，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。选择断路器时应满足以下基本要求：1.在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。2.在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。3.应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。4.应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标，且由于SF6断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。故在110K

7、V侧采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠，不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35KV及以下的电压等级中。所以，35KV侧和10KV侧采用真空断路器。又根据最大持续工作电流及短路电流得知电压等级型号额定电压额定电流 动稳定电流110kVLW14-110110KV 31500A31.580KA35kV

8、ZN23-3535KV16002563KA10kVZN-1010KV600A8.7kA4.2 隔离开关的选择隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合小电流电路。选择隔离开关时应满足以下基本要求：1.隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。2.隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。3.隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。4.隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。5.隔离开关的结构简单，动作要可靠。6

9、.带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。又根据最大持续工作电流及短路电流得知电压等级型号额定电压额定电流动稳定电流110kVGW4-110G110KV 1000A8035kVGW4-3535KV1000A5010kVGN8-1010KV600A754.3 各级电压母线的选择 选择配电装置中各级电压母线，主要应考虑如下内容： 、选择母线的材料，结构和排列方式；、选择母线截面的大小；、检验母线短路时的热稳定和动稳定；、对35kV以上母线，应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕；、对于重要母线和大电流母线，由于电力网母线振动，为避免共振，应校验母线自振频率。110kV

10、母线一般采用软导体型式。指导书中已将导线形式告诉为LGJQ-150的加强型钢芯铝绞线。根据设计要求， 35KV母线应选硬导体为宜。LGJ185型钢芯铝绞线即满足热稳定要求，同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ70，故不进行电晕校验。本变电所10KV的最终回路较多，因此10KV母线应选硬导体为宜。故所选LGJ150型钢芯铝绞线满足热稳定要求，则同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ70，故不进行电晕校验。4.4 绝缘子和穿墙套管的选择在发电厂变电站的各级电压配电装置中，高压电器的连接、固定和绝缘，是由导电体、绝缘子和金具来实现的。所以，绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度，耐热、耐潮湿。选择户

11、外式绝缘子可以增长沿面放电距离，并能在雨天阻断水流，以保证绝缘子在恶劣的气候环境中可靠的工作。穿墙套管用于母线在屋内穿过墙壁和天花板以及从屋内向屋外穿墙时使用，635KV为瓷绝缘，60220KV为油浸纸绝缘电容式。4.5电流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流，一次回路电压，二次回路电流，二次回路电压，二次侧负荷，准确度等级，（2） 短路稳定性动稳定倍数，热稳定倍数（3） 承受过电压能力绝缘水平，泄露比2.环境条件环境温度，最大风速，相对湿度。二.型式选择35kV以下的屋内配电装置的电流互感器，根据安装使用条件及产品情况，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构。

12、35kV以上配电装置一般采用油浸式绝缘结构的独立式电流互感器，在有条件时，如回路中有变压器套管，穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以节约投资，减少占地。110KV侧CT的选择根据设计手册35KV及以上配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器常用L(C)系列。出线侧CT采用户外式，用于表计测量和保护装置的需要准确度。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左右以保证测量仪表的最佳工作、并在过负荷时使仪表有适当的指标。根据 选择型号为LCWB6-110W型 35KV侧CT可根据安装地点和最大长期工作电流选LCZ-35系列CT电压等级型号110kV

13、LCWB-6-11035kVLCZ-3510kVLMC-104.6 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，准确度等级，机械负荷(2)承受过电压能力绝缘水平，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1.620kV配电装置一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜中或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压是，一般采用三相五住电压互感器。2.35110kV配电装置一般采用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

14、采用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。型号额定电压（V）二次绕组额定输出（VA）电 容 量载 波耦 合电 容一次绕组二次绕组剩余电压绕组0.5级1级高压电容中压电容YDR-110/100/100150VA300VA12.55010准确度为:电压互感器按一次回路电压、二次电压、安装地点二次负荷及准确等级要求进行选择。所以选用 YDR-110 型电容式电压互感器。35kV母线PT

15、选择： 35-11KV配电装置安装台单相电压互感器用于测量和保护装置。 选四台单相带接地保护油浸式TDJJ-35型PT选用户内式型号额定电压(v)接线方式一次绕组二次绕组剩余电压绕组TDJJ-3535000/100/100/3Y/Yo/r准确度测量准确度测量计算与保护用的电压互感器，其二次侧负荷较小，一般满足准确度要求，只有二次侧用作控制电源时才校验准确度，此处因有电度表故选编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，因此不校验热稳定和动稳定。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LW14-110ZN23-35Z

16、N-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LGJQ-150LGJ185LGJ-150主变压器SFSZ9-50000/110站用变压器S9-200/10致 谢在老师的指导下,经过近一个月的努力下110KV变电站一次设备终于设计完成了，在此我对老师给予帮助表示衷心的感谢,并且感谢曾给予我帮助的同学。在毕业设计过程中，李全老师在百忙之中对我的设计给予了细致的指导和建议,对我的辅导耐心认真，并给我们提供了大量有关资料和文

17、献，使我的这次设计能顺利完成。通过这次毕业设计使我对以前学习的知识得到了更深的了解,并使知识得到了进一步的巩固参 考 文 献1 戈东方 电力工程电气设计手册 水利电力出版社2 毛力夫 发电厂变电站电气设备 中国电力出版社3 范锡普 发电厂电气部分 中国电力出版社4 谢承鑫、王力昌 工厂电气设备手册 水利电力出版社附录: 、短路电流计算书 0.4KV 35KV K2 10KV K2 K3 110KV K1等效电路图查表知 LGJQ-150 X*=0.1989/KM选基准: =100MVA = 0.4KV 9 K4 35KV 4 5 1 2 K3K2 3 6 10KV K1 110KV 7 8 1

18、0 11 等效电路图当K1点断路时: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)100/50=0.125X6= X3=1/200(17+6-10.5)100/50=0Xl=X*L=0.198930/2=2.95= X7 X8X10=0.38/600=7.7 X11=0.45/800=6.8X9=4%/100100/0.22=0.18X12=0.1075X13=0.0625X14=0 (a)X15=7.76.8/(7.7+6.8)+2.95=6

19、.56(b) (c)X= X12(X13+ X9)X15=0.09=1/ X=11.1短路电流有名值:=5.58KA 冲击电流:=1.85.58=14.2最大电流有效值:=15.581.51=8.43短路容量:=5.58115=1111.4K2点短路时: 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短路电流有名值:=1.85KA冲击电流:=1.81.85=4.7最大电流有效值:=1.851.51=2.8短路容量:=1.8537.5=120.2K3

20、点短路时:X18=X14 +X15=6.56X19= X12X18=0.106(g)(h) (i)X= (X19+ X13) X9=0.145=1/ X=1/0.145=6.9短路电流有名值:=38KA冲击电流:=1.838=96.7最大电流有效值:=381.51=57.4短路容量:=3810.5=691K4点短路时:X18=X14 +X15=6.56X19= X12X18=0.106(j) (k) (l)X= (X19+ X13) X9=0.145=1/ X=1/0.145=6.9短路电流有名值:=1000KA冲击电流:=1.81000=2545最大电流有效值:=10001.51=1510短

21、路容量: =10000.4=692.8附录 主接线图110kV35kVS1S210kV站用变主变 10kV配电装置对配电装置的基本要求:1. 符合国家技术经济政策,满足有关规程要求；2. 设备选择合理,布置整齐、清晰，要保持其最小安、全净距。3. 节约用地； 4. 运行安全和操作巡视方便；5. 便于检修和安装；6. 节约用材，降低造价。对610kV配电装置屋外式较少，且由于屋内式具有节约用地便于运行维修、防污性能好等优点，所以采用屋内式配电装置。 采用成套开关柜单层单列布置，又柜体和小车开关两部分组成。 10kV配电装置图如下：10kV配电装置图2m 出线柜分段柜分段柜进线柜PT柜30m2.7

22、m1.2m0.8m站用变进线柜 tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA