110kV变电站一次部分设计VIP

毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目 110kV 变电站一次部分设计 学生所在校外学习中心 批次 层次 专业 电气工程及其自动化 学 号 w10101609 学 生 指 导 教 师 起 止 日 期 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 录摘要概 述 4第一章 电气主接线 611 110kv 电气主接线712 35kv 电气主接线 813 10kv 电气主接线1014 站用变接线 12第二章 负荷计算及变压器选择 1321 负荷计算 1322 主变台数、容量和型式的确定 1423 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 1731 各回路最大持续工作电流1732 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果 18第四章 主要电气设备选择 1941 高压断路器的选择 2142 隔离开关的选择2243 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2647 各主要电气设备选择结果一览表29附录 I设计计算书30 附录 II电气主接线图3710kv 配电装置配电图 39致谢40参考文献41概 述1、 待设计变电所地位及作用按照先行的原则，依据远期负荷发展，决定在本区兴建 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，尤其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，提高了本地供电质量和可靠性。 北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、 变电站负荷情况及所址概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，35kV 向西，10kV 向东。土待设计变电站 地面积为 100100 平方米，本地区无污秽，土壤电阻率 7000.cm。本论文主要通过分析上述负荷资料，以及通过负荷计算，最大持续工作电流及短路计算，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。1.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 1.1 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 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。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。2.负荷计算及变压器选择 2.1. 负荷计算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持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷，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。由公式 （2-1）%1cos1nitcpKS式中 某电压等级的计算负荷sC同时系数（ 35kV 取 0.9、10kV 取 0.85、 35kV