某110KV终端变电所电气部分设计 毕业设计说明书.doc

毕业设计说明书 题 目：某 110kv 终 端 变 电 所 电 气 部 分 设 计 专 业： 电气工程及其自动化 学 号： 姓 名： 指导老师： 时 间： i 摘 要 变 电 所 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 分 配 电 能 的 作 用 。 本 设 计 一 个 110kv 终 端 降 压 变 电 所 ， 首 先 根 据 各 个 电 压 等 级 的 负 荷 进 行 计 算 变 压 器 的 容 量 ， 选 取 主 变 压 器 的 台 数 型 号 及 其 容 量 等 各 个 参 数 。 其 次 根 据 主 接 线 的 可 靠 性 及 其 运 行 的 灵 活 性 ， 选 择 各 个 电 压 等 级 的 的 接 线 方 式 。 并 从 经 济 和 技 术 方 面 进 行 比 较 ， 选 取 最 优 接 线 方 式 。 再 次 ,根 据 主 接 线 选 择 短 路 点 ， 并 画 出 等 值 网 络 图 进 行 短 路 计 算 ， 根 据 各 短 路 点 计 算 出 三 相 短 路 电 流 ， 短 路 容 量 ， 短 路 冲 击 电 流 的 值 。 最 后 根 据 短 路 计 算 选 取 各 个 电 压 等 级 的 母 线 ， 断 路 器 ， 隔 离 开 关 ， 电 流 、 电 压 互 感 器 ， 避 雷 器 ， 并 进 行 校 验 ,同 时 还 做 了 变 压 器 的 继 电 保 护 ;并 简 单 的 做 了 防 雷 保 护 。 关 键 词 ： 主 接 线 ； 短 路 电 流 ； 电 气 设 备 选 择 ； 继 电 保 护 ； 防 雷 abstract ii electricity substation is an important component of the system, it has a direct impact on the entire power systems security and economy, users are connected power plants and the intermediate links, transformation and distribution of electric energy to play the role. this design is the construction of a 110 kv substations terminal buck, first of all based on the reliability of the main cable and run the flexibility to choose various voltage levels of the connection mode. and from the economic and technical aspects to compare, select the optimal connection mode. second according to various levels of load voltage transformer to calculate the capacity to select the main transformer of taiwan and its capacity, and other models various parameters. once again, according to choose the main form of short-circuit wiring, paint and network equivalent to short-circuit, according to calculate the three-phase short circuit, short circuit current, short-circuit capacity, short-circuit the impact of current value. according to select the final calculation of the various short- circuit the bus voltage, circuit breakers, switches isolation, current, voltage transformers, arresters, and check to see whether the appropriate selection of devices, and also done a transformer relay. key words: main electrical connection ； short circuit current ; choice of main electrical equipment ; relay protection;anti-lightning; 目 录 iii 摘 要 i abstract .ii 第一章 引 言 1 1.1 设计在工程建设中的作用 1 1.2 设计工作应遵循的主要原则 1 1.3 设计的基本程序 1 第 2 章 原始资料 2 第 3 章 电气主接线 4 3.1 变电所主接线设计的基本要求： 4 3.2 主接线的设计依据 4 3.3 变电所主接线设计原则： 5 3.4 配电装置的基本接线及适用范围 .5 3.5 电气主接线方案的拟定 9 3.6 两种方案的比较 11 3.7 方案的确定 .11 3.8 主接线的设备配置 11 第 4 章 主变压器台数和容量的选择 13 4.1 主变压器台数的选择 13 4.2.主变压器容量的选择 .13 4.3.各电压等级容量计算 13 4.4 主变压器型号的选择 14 4.5 无 功 补 偿 14 4.6 无功补偿并联电容器容量的选择 .15 4.7 主变压器的中性点接地 16 4.8 所用变压器的选择 16 第 5 章 短 路 电 流 计 算 .18 5.1 绘计算电路图 18 5.2.绘制等值网络图 19 53 短路计算 20 第 6 章 高压电气设备的选择 28 6.2 110kv 侧电气设备的选择 31 6.3 35kv 侧电气设备的选择 .33 6.4 10kv 电气设备的 选择 .35 iv 6.5 电抗器的选择与校验 38 第 7 章 导 线 的 选 择 .40 7.1 母线的选择与检验 .40 7.2 架空线的选择 .45 7.3 电缆截面的选择 46 第 8 章 电 流 互 感 器 、 电 压 互 感 器 选 择 与 校 验 .48 8.1 10kv 侧互感器选择与校验 .48 8.2 35kv 侧互感器选择与校验 49 8.3 110kv 侧互感器选择与校验 50 第 9 章 防 雷 保 护 .52 9.1 防雷保护 52 9.2 防雷装置 52 9.3 变电所的防雷保护 53 9.4 设备的接地 55 第 10 章 主变压器继电保护的整定与计算 55 101 主变压器继电保护 56 102 主变压器继电保护整定计算 61 总 结 .64 参 考 文 献 .65 外 文 翻 译 .66 致 谢 .79 1 第一章 引 言 在 高 速 发 展 的 现 代 社 会 中 ， 电 力 工 业 在 国 民 经 济 中 有 着 重 要 作 用 ， 它 不 仅 全 面 地 影 响 国 民 经 济 其 他 部 门 的 发 展 ， 同 时 也 极 大 的 影 响 人 民 的 物 质 与 文 化 生 活 水 平 的 提 高 。 1.1 设计在工程建设中的作用 设 计 工 作 是 工 程 建 设 的 关 键 环 节 。 做 好 设 计 工 作 对 工 程 建 设 的 工 期 、 质 量 、 投 资 费 用 和 建 成 投 产 后 的 运 行 安 全 可 靠 性 和 生 产 的 综 合 经 济 效 益 ， 起 着 决 定 性 作 用 。 设 计 是 工 程 建 设 的 灵 魂 。 设 计 的 基 本 任 务 是 ， 在 工 程 建 设 中 贯 彻 国 家 的 基 本 建 设 方 针 和 技 术 经 济 政 策 ， 做 出 切 合 实 际 、 安 全 实 用 、 技 术 先 进 、 综 合 效 益 好 的 设 计 ， 有 效 的 为 电 力 建 设 服 务 。 1.2 设计工作应遵循的主要原则 1 遵 守 国 家 的 法 律 、 法 规 ， 贯 彻 执 行 国 家 的 经 济 建 设 方 针 、 政 策 和 基 本 建 设 程 序 ， 特 别 应 贯 彻 执 行 提 高 综 合 经 济 效 益 和 促 进 技 术 进 步 的 方 针 。 2 要 运 用 系 统 工 程 的 方 法 从 全 局 出 发 ， 正 确 处 理 中 央 与 地 方 、 工 业 与 农 业 、 城 市 与 乡 镇 、 近 期 与 远 期 、 技 改 与 新 建 、 生 产 与 生 活 、 安 全 与 经 济 等 方 面 的 关 系 。 3 要 根 据 国 家 规 范 、 标 准 与 有 关 规 定 ， 结 合 工 程 的 不 同 性 质 、 要 求 ， 从 实 际 情 况 出 发 ， 合 理 确 定 设 计 标 准 。 4 要 实 行 资 源 的 综 合 利 用 ， 节 约 能 源 、 水 源 ， 保 护 环 境 ， 节 约 用 地 等 。 1.3 设计的基本程序 设 计 要 执 行 国 家 规 定 的 基 本 建 设 程 序 。 工 程 进 入 施 工 阶 段 后 ， 设 计 工 作 还 要 配 合 施 工 、 参 加 工 程 管 理 、 试 运 行 和 验 收 ， 最 后 进 行 总 结 ， 从 而 完 成 设 计 工 作 的 全 过 程 。 2 第 2 章 原始资料 电 信 学 院 毕 业 设 计 任 务 书 题 目 某 110kv 终 端 变 电 所 电 气 部 分 设 计 学 生 姓 名 班 级 学 号 题 目 类 型 指 导 教 师 系 主 任 一、毕业设计的技术背景和设计依据： 某 地 区 地 方 负 荷 增 长 很 快 ， 原 来 的 供 电 方 案 已 难 以 满 足 当 地 用 户 用 电 需 求 ， 急 需 新 建 一 座 110kv 终 端 变 电 所 ， 从 而 缓 解 供 电 部 门 的 供 电 压 力 。 完 善 和 加 强 110kv 电 网 功 能 ， 提 高 电 网 安 全 运 行 水 平 和 供 电 可 靠 性 。 同 时 考 虑 未 来 5 年 的 的 负 荷 发 展 问 题 。 1.变 电 所 建 设 规 模 ： （ 1） 建 设 两 台 电 力 变 压 器 ， 电 压 等 级 为 ： 110/35/10kv （ 2） 10kv 电 压 等 级 ： 8km 电 缆 馈 线 8 回 ， 每 回 平 均 传 输 容 量 3000kw， 最 大 负 荷 25mw， 最 小 负 荷 20mw， cos =0.8， tmax=4800h/a。 一 、 二 类 负 荷 占 40%。 （ 3） 35kv 电 压 等 级 ： 60km 架 空 出 线 6 回 ， 每 回 平 均 传 输 容 量 6500kw， 最 大 负 荷 50mw， 最 小 负 荷 38mw， cos =0.8， tmax=4800h/a。 一 、 二 类 负 荷 占 65%。 （ 4） 110kv 电 压 等 级 ： 系 统 采 用 两 条 110kv 线 路 向 本 所 供 电 ， 当 取 基 准 容 量 为 100mw， 系 统 归 算 为 110kv 母 线 的 等 值 电 抗 为 0.2 2.气 象 条 件 ： 年 最 高 温 度 40 度 ， 平 均 温 度 26 度 ， 年 平 均 雷 暴 日 为 40 日 ， 气 象 条 件 一 般 。 二、毕业设计的任务 1、 熟 悉 题 目 要 求 ， 查 阅 相 关 科 技 文 献 2、 主 接 线 方 案 设 计 （ 包 括 方 案 论 证 与 确 定 、 技 术 经 济 分 析 等 内 容 ） 3、 选 择 主 变 压 器 4、 短 路 电 流 计 算 5、 电 气 设 备 的 选 择 6、 主 变 压 器 继 电 保 护 设 计 3 7、 撰 写 设 计 说 明 书 ， 绘 制 图 纸 8、 指 定 内 容 的 外 文 资 料 翻 译 三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标 主 要 内 容 ： 1.确 定 主 接 线 ： 根 据 设 计 任 务 书 ， 分 析 原 始 资 料 与 数 据 ， 列 出 技 术 上 可 能 实 现 的 23 个 方 案 ， 经 过 技 术 经 济 比 较 ， 确 定 最 优 方 案 。 2.选 择 主 变 压 器 ： 选 择 变 压 器 的 容 量 、 台 数 、 型 号 等 。 3.短 路 电 流 计 算 ： 根 据 电 气 设 备 选 择 和 继 电 保 护 整 定 的 需 要 ， 选 择 短 路 计 算 点 ， 绘 制 等 值 网 络 图 ， 计 算 短 路 电 流 ， 并 列 表 汇 总 。 4.电 气 设 备 的 选 择 ： 选 择 并 校 验 断 路 器 、 隔 离 开 关 、 电 抗 器 、 电 流 互 感 器 、 电 压 互 感 器 、 母 线 、 电 缆 、 避 雷 器 等 ， 选 用 设 备 的 型 号 、 数 量 汇 总 成 设 备 一 览 表 ； 5.主 变 压 器 继 电 保 护 的 整 定 计 算 及 配 置 主 要 技 术 指 标 ： 1、 本 设 计 的 变 电 所 电 气 部 分 应 具 有 可 靠 性 、 灵 活 性 、 经 济 性 ， 并 能 满 足 工 程 建 设 规 模 要 求 。 2、 变 电 所 功 率 因 数 不 低 于 0.9。 4 第 3 章 电气主接线 电 气 主 接 线 是 变 电 站 设 计 的 首 要 任 务 ， 也 是 构 成 电 力 系 统 的 重 要 环 节 。 主 接 线 方 案 的 确 定 对 电 力 系 统 及 变 电 所 运 行 的 可 靠 性 、 灵 活 性 和 经 济 性 密 切 相 关 ， 并 对 电 器 设 备 选 择 、 配 电 装 置 布 置 、 继 电 保 护 和 控 制 方 式 的 拟 定 有 较 大 影 响 。 因 此 ， 主 接 线 的 设 计 必 须 正 确 处 理 好 各 方 面 的 关 系 ， 全 面 分 析 论 证 ， 通 过 技 术 经 济 比 较 ， 确 定 变 电 所 主 接 线 的 最 佳 方 案 。 3.1 变电所主接线设计的基本要求： 1.可靠性： 为了保证供电的可靠性，主接线应考虑到在事故或检修的情况下，尽可能减少对用 户供电的中断，特别是重要的负荷。但是在满足可靠性要求的情况下，就必须要增加 设备和线路，使接线复杂。显而易见，提高可靠性是以增加投资为代价的。因此，要 综合考虑各种因素对提高可靠性的措施做出合理的选择。 2.灵活性：主接线应满足在调度，检修及扩建时的灵活性。 (1)调度时，可以灵活地投入和切除变压器及线路，调配电源和负荷，满足系统在事 故运行方式，检修方式以极特殊运行方式下的系统调度要求。 (2)检修时，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备，而不影响电力网的运 行和对用户的供电。 (3)扩建时，可以容易地从初期接线过度到最终接线。在不影响连续供电或停电时间 最短的情况下，投入新变压器或线路，并对一次部分和二次部分的改建工作量最少。 3.经济型：主接线在满足可靠性，灵活性要求的前提下做到经济合理。 (1)投资省。主接线应力求简单，以节省断路器，隔离开关，电流和电压互感器以及 避雷器等一次设备；必要时要能限制短路电流，以便选择价廉的电气设备或轻型电器 等。 (2)占地面积小。主接线设计要为配电装置创造条件，尽量使占地面积小。 (3)年运行费用少。年运行费用包括年电能损耗和设备的维修费用等。应经济合理选 择主变压器的容量和台数，应避免因两次变压而增加电能损耗。 3.2 主接线的设计依据 在选择电气主接线时应以下列各点作为设计依据: 1.考虑变电所在电力系统中的地位和作用 变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。 2.考虑近期和远期的发展规模 5 变电所主接线设计应根据 510 年电力系统发展规划进行，一般设两台主变压器。 3.考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响 (1)对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级 负荷不间断供电。 (2) 对于二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分 二级负荷供电。 4.考虑主变台数对主接线的影响 对大型变电所，由于其传输容量大，对主接线的可靠性，灵活性的要求高。而容 量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性，灵活性要求低。 5.考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响 发、送、变的备用容量是为了保证可靠供电，适应负荷突增，设备检修，故障停 运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同。 3.3 变电所主接线设计原则： 1、 变 电 所 的 高 压 侧 接 线 ， 应 尽 量 采 用 断 路 器 较 少 或 不 用 断 路 器 的 接 线 方 式 ， 在 满 足 继 电 保 护 的 要 求 下 ， 也 可 以 在 地 区 线 路 上 采 用 分 支 接 线 ， 但 在 系 统 主 干 网 上 不 得 采 用 分 支 界 线 。 2、 在 35-60kv 配 电 装 置 中 ， 当 线 路 为 3 回 及 以 上 时 ， 一 般 采 用 单 母 线 或 单 母 线 分 段 接 线 ， 若 连 接 电 源 较 多 、 出 线 较 多 、 负 荷 较 大 或 处 于 污 秽 地 区 ， 可 采 用 双 母 线 接 线 。 3、 6-10kv 配 电 装 置 中 ， 线 路 回 路 数 不 超 过 5 回 时 ， 一 般 采 用 单 母 线 接 线 方 式 ， 线 路 在 6 回 及 以 上 时 ， 采 用 单 母 分 段 接 线 ， 当 短 路 电 流 较 大 ， 出 线 回 路 较 多 ， 功 率 较 大 时 ， 可 采 用 双 母 线 接 线 。 4、 110-220kv 配 电 装 置 中 ， 线 路 在 4 回 以 上 时 一 般 采 用 双 母 线 接 线 。 5、 当 采 用 sf6 等 性 能 可 靠 、 检 修 周 期 长 的 断 路 器 以 及 更 换 迅 速 的 手 车 式 断 路 器 时 ， 均 可 不 设 旁 路 设 施 。 总 之 ， 以 设 计 原 始 材 料 及 设 计 要 求 为 依 据 ， 以 有 关 技 术 规 范 、 规 程 为 标 准 ， 结 合 具 体 工 作 的 特 点 ， 准 确 的 基 础 资 料 ， 全 面 分 析 ， 做 到 既 有 先 进 技 术 ， 又 要 经 济 实 用 。 3.4 配电装置的基本接线及适用范围 1.单母线接线 只 有 一 组 母 线 的 接 线 称 为 单 母 线 接 线 ， 如 图 2-1 所 示 。 单 母 线 接 线 的 主 要 优 点 是 ： 接 线 简 单 、 清 新 ， 采 用 设 备 少 ， 投 资 省 ， 操 作 方 便 ， 便 于 扩 建 和 采 用 成 套 配 电 装 置 。 单 母 线 接 线 一 般 只 适 用 于 一 台 发 电 机 或 一 台 变 压 器 的 以 下 三 种 情 况 ： (1) 610kv 配 电 装 置 的 出 线 回 路 数 不 超 过 5 回 ； 6 (2)3563kv 配 电 装 置 的 出 线 回 路 数 不 超 过 3 回 ； (3)110220kv 配 电 装 置 的 出 线 回 路 数 不 超 过 2 回 。 图 3-1 不 分 段 的 单 母 线 接 线 2.单母线分段接线 单 母 线 分 段 的 接 线 如 图 2-2 所 示 ， 当 母 线 的 中 间 装 设 一 个 断 路 器 qfd 后 ， 即 把 母 线 分 为 两 段 ， 这 样 对 重 要 用 户 可 以 分 别 接 于 两 段 母 线 的 两 条 线 路 供 电 ， 当 任 一 段 母 线 故 障 时 能 保 证 重 要 用 户 不 停 电 。 另 外 ， 对 两 段 母 线 可 分 别 进 行 检 修 而 不 致 于 对 用 户 停 电 。 单 母 线 接 线 适 用 范 围 ： 图 3-2 单 母 分 段 接 线 (1) 610kv 配 电 装 置 出 线 回 路 数 为 6 回 及 以 上 时 ； (2)3563kv 配 电 装 置 出 线 回 路 数 为 48 回 时 ； (3)110220kv 配 电 装 置 出 线 回 路 数 为 34 回 时 。 但 是 单 母 线 接 线 也 有 较 显 著 的 缺 点 ， 这 就 是 当 一 段 母 线 或 母 线 隔 离 开 关 发 生 故 障 或 检 修 时 ， 该 段 母 线 上 所 连 接 的 全 部 引 线 都 要 在 检 修 期 间 停 电 。 显 然 ， 对 于 大 容 7 量 发 电 厂 来 说 ， 这 都 是 不 能 容 许 的 。 因 此 ， 还 需 要 加 以 改 进 。 3.双 母 线 接 线 双 母 线 接 线 是 针 对 单 母 线 分 段 的 缺 点 提 出 来 的 。 如 图 2-3 所 示 为 但 断 路 器 的 双 母 线 接 线 3 的 基 本 形 式 。 设 置 有 两 组 母 线 、 即 母 线 1 和 母 线 2。 两 组 母 线 之 间 用 母 线 联 络 断 路 器 qfw 连 接 起 来 ， 每 一 个 回 路 都 通 过 一 只 断 路 器 和 两 只 隔 离 开 关 接 到 两 组 母 线 上 。 当 母 联 断 路 器 qfw 断 开 是 ， 一 组 母 线 带 电 、 另 一 组 母 线 不 带 电 。 带 电 的 称 为 工 作 母 线 ， 不 带 电 的 称 为 备 用 母 线 。 正 常 运 行 时 ， 接 至 工 作 母 线 上 的 隔 离 开 关 断 开 。 双 母 线 接 线 的 优 点 ： (1)运 行 方 式 灵 活 ； (2)检 修 母 线 时 不 中 断 供 电 ； (3)任 一 组 母 线 故 障 时 仅 短 时 停 电 。 图 3-3 双 母 接 线 4.双母线分段接线 不 分 段 的 双 母 线 接 线 在 母 线 联 络 断 路 器 故 障 或 一 组 母 线 检 修 时 ， 另 一 组 运 行 母 线 故 障 时 ， 有 可 能 造 成 严 重 的 或 全 厂 停 电 事 故 ， 难 以 满 足 大 型 电 厂 对 主 接 线 可 靠 性 的 要 求 。 为 了 提 高 大 型 电 厂 主 接 线 的 可 靠 性 ， 防 止 全 厂 停 电 事 故 的 发 生 ， 减 小 母 线 故 障 的 停 电 范 围 ， 大 型 电 厂 的 220kv 主 接 线 可 采 用 双 母 线 分 段 接 线 。 如 图 2-4 所 示 。 8 图 3-4 双 母 分 段 接 线 5.单母线分段兼旁路断路器旁母接线 在 图 2-5 中 ， 分 段 断 路 器 qf 还 兼 作 旁 路 断 路 器 。 当 qf 作 为 分 段 断 路 器 时 ， qf 投 入 ， 隔 离 开 关 qs1 和 qs2 闭 合 ， qs3， qs4,qs 断 开 。 当 qf 用 旁 路 断 路 器 时 ， 若 检 修 接 在 一 段 母 线 出 线 上 的 断 路 器 ， 应 将 qs1， qs4 和 qf 闭 合 ， 即 将 旁 路 母 线 bw 接 至 一 段 母 线 ； 若 检 修 接 在 二 段 母 线 出 线 中 的 断 路 器 ， 应 闭 合 qs2， qs3， qf， 将 bw 接 至 二 段 母 线 。 这 时 qs5 可 作 为 分 段 隔 离 开 关 。 这 种 接 线 方 式 节 省 了 投 资 ， 适 用 于 进 出 线 不 多 ， 容 量 不 大 的 中 小 型 发 电 厂 和 电 压 为 35110kv 的 变 电 站 。 qs3qs124fbw 图 3-5 单 母 线 分 段 兼 旁 路 断 路 器 旁 母 接 线 6.桥形接线 当 只 有 两 台 变 压 器 和 两 回 线 路 时 ， 可 采 用 桥 形 接 线 。 桥 形 接 线 分 内 桥 接 线 和 外 桥 接 线 两 种 ， 图 2-6(a)所 示 是 内 桥 接 线 ， 图 2-6（ b） 所 示 是 外 桥 接 线 ， 断 路 器 qf3 称 为 联 络 断 路 器 。 内 桥 接 线 的 特 点 是 联 络 断 路 器 qf3 靠 近 变 压 器 侧 ， 在 线 路 正 常 投 切 或 故 障 切 除 时 ， 不 影 响 其 它 回 路 运 行 。 而 投 切 变 压 器 时 则 需 要 操 作 两 台 断 路 器 及 相 的 隔 离 开 9 关 ， 相 应 线 路 要 短 时 停 电 。 这 种 接 线 适 用 于 变 压 器 不 需 要 经 常 切 换 、 输 电 线 路 较 长 、 电 力 系 统 穿 越 功 率 较 少 的 场 合 。 外 桥 接 线 的 特 点 是 联 络 断 路 器 qf3 靠 近 线 路 侧 ， 与 内 桥 接 线 相 反 ， 它 便 于 变 压 器 的 正 常 投 切 和 故 障 切 除 ， 而 线 路 的 正 常 投 切 和 故 障 切 除 都 比 较 复 杂 。 这 种 接 线 适 用 于 线 路 较 短 、 主 变 压 器 需 经 常 投 切 、 以 及 电 力 系 统 有 较 大 的 穿 越 功 率 通 过 联 桥 回 路 的 场 合 。 图 3-6 桥 形 接 线 a)内 桥 接 线 b)外 桥 接 线 3.5 电气主接线方案的拟定 方 案 11 0kv 35kv 10kv 主 变 台 数 方 案 一 内 桥 单 母 分 段 带 旁 母 单 母 线 分 段 2 方 案 二 双 母 线 单 母 线 分 段 单 母 线 分 段 2 (1)110kv 电 压 级 设 计 变 电 所 位 于 地 区 ， 是 一 所 终 端 变 电 所 ， 主 要 向 附 近 的 的 工 厂 供 电 ， 变 电 所 110kv 侧 出 线 回 路 较 少 ， 可 以 采 用 桥 式 接 线 。 由 于 供 电 线 路 比 较 长 ， 变 压 器 不 需 要 经 常 切 换 ， 且 没 有 穿 越 功 率 ， 所 以 采 用 内 桥 接 线 。 (2)35kv 电 压 级 35kv 出 线 为 6 8 回 ， 可 采 用 单 母 线 分 段 接 线 ， 为 保 证 线 路 检 修 时 不 中 断 对 用 户 的 供 电 并 且 一 、 二 类 负 荷 占 65 ， 所 占 比 重 大 ， 因 此 采 用 单 母 分 段 带 旁 母 接 线 ， 以 保 证 用 户 供 电 的 可 靠 性 。 (3)10kv 电 压 级 6 10kv 配 电 装 置 出 线 回 路 数 目 8 回 ， 可 采 用 单 母 线 分 段 和 单 母 线 分 段 带 旁 路 母 线 。 当 地 区 电 力 网 或 用 户 不 允 许 停 电 检 修 断 路 器 时 ， 可 设 置 旁 路 母 线 ， 或 出 10 线 断 路 器 采 用 可 靠 性 高 、 检 修 时 间 长 的 sf6 断 路 器 。 方 案 一 ： 110kv 采 用 内 桥 接 线 ， 保 证 了 可 靠 性 。 35kv 侧 也 采 用 双 母 线 接 线 ， 出 线 6 回 ， 由 于 一 二 类 负 荷 占 65%， 所 以 采 用 单 母 分 段 带 旁 母 比 较 可 靠 。 10kv 侧 则 采 用 单 母 线 分 段 接 线 ， 出 线 8 回 ,接 线 简 单 ， 操 作 方 便 ， 使 用 的 设 备 少 ， 从 而 投 资 少 ， 而 且 保 证 了 重 要 用 户 供 电 ， 有 很 好 的 可 靠 性 和 灵 活 性 。 图 3-7 方 案 二 ： 110kv 侧 采 用 双 母 线 接 线 形 式 ， 具 有 比 内 桥 接 法 可 靠 性 更 高 的 接 线 方 式 ， 但 多 装 了 价 高 的 断 路 器 和 隔 离 开 关 ， 增 加 了 投 资 。 35kv 采 用 单 母 线 分 段 接 线 ， 出 线 6 回 ， 但 由 于 一 二 类 负 荷 比 较 高 所 以 采 用 这 种 接 法 可 靠 性 不 高 。 10kv 侧 采 用 单 母 线 分 段 接 线 ， 出 线 8 回 。 方 案 二 ： 图 3-8 11 3.6 两种方案的比较 方 案 方 案 一 方 案 二 可 靠 性 1.简 单 清 晰 、 设 备 少 ， 设 备 本 身 故 障 率 小 2.重 要 用 户 可 从 不 同 母 线 上 分 别 引 出 两 回 馈 线 向 其 供 电 ， 保 证 不 中 断 供 电 3.每 一 种 电 压 级 中 ， 均 有 两 台 变 压 器 联 系 ， 保 证 了 在 变 压 器 检 修 或 故 障 时 不 致 使 各 级 电 压 解 列 ， 提 高 了 供 电 的 可 靠 性 1 增 加 了 设 备 ， 保 护 装 置 复 杂 ， 出 现 故 障 的 机 率 较 大 。 2.当 检 修 任 意 出 线 时 ， 不 中 断 对 该 回 路 的 供 电 ， 提 高 了 可 靠 性 3.保 证 对 重 要 用 户 的 供 电 灵 活 性 1. 运 行 方 式 相 对 简 单 ， 调 度 灵 活 ， 检 修 相 对 灵 活 2 扩 建 时 ， 可 以 适 应 从 初 期 接 线 过 渡 到 最 终 接 线 1.调 度 灵 活 ， 检 修 安 全 方 便 2. 便 于 扩 建 和 发 展 经 济 性 1. 设 备 相 对 较 少 ， 投 资 小 2. 占 地 相 对 少 1. 设 备 多 、 配 电 装 置 复 杂 2. 投 资 和 占 地 面 大 3.7 方案的确定 比 较 可 以 看 出 ,三 种 接 线 从 技 术 的 角 度 来 看 主 要 的 区 别 是 在 可 靠 性 上 ， 双 母 线 比 内 桥 可 靠 性 高 ， 双 母 带 旁 路 母 线 接 线 比 双 母 线 的 可 靠 性 更 高 。 但 考 虑 到 任 务 书 中 的 要 求 以 及 经 济 性 ， 内 桥 接 法 更 加 的 适 合 要 求 。 单 母 线 分 段 接 线 简 单 ， 控 制 简 单 ， 有 利 于 变 电 站 的 运 行 。 从 可 靠 性 ， 灵 活 性 ， 经 济 性 方 面 综 合 考 虑 ， 辩 证 统 一 ， 确 定 选 择 第 一 种 接 线 方 案 。 3.8 主接线的设备配置 1.隔离开关的配置 (1)在 出 线 上 装 设 电 抗 器 的 10kv 配 电 装 置 中 ， 当 向 不 同 用 户 供 电 的 两 回 线 共 用 同 一 台 断 路 器 和 一 组 电 抗 器 时 ， 每 回 线 上 装 设 出 线 隔 离 开 关 。 (2)接 在 母 线 上 的 避 雷 器 和 电 压 互 感 器 可 以 合 用 一 组 隔 离 开 关 。 (3)桥 形 接 线 中 跨 条 宜 用 两 组 隔 离 开 关 串 联 ， 以 便 于 进 行 不 停 电 检 修 。 (4)断 路 器 的 两 侧 均 应 配 置 隔 离 开 关 ， 以 便 在 断 路 器 检 修 是 隔 离 电 源 。 12 (5)中 性 点 接 地 的 普 通 型 变 压 器 均 应 通 过 隔 离 开 关 接 地 。 2 电压互感器的配置 (1)电 压 互 感 器 的 数 量 和 配 置 与 主 接 线 方 式 有 关 ， 并 满 足 测 量 ， 保 护 ， 同 期 和 自 动 装 置 的 要 求 。 电 压 互 感 器 的 配 置 应 能 保 证 在 运 行 方 式 改 变 时 ， 保 护 装 置 不 得 失 压 。 (2) 6220kv 电 压 等 级 的 每 组 主 母 线 上 的 三 相 上 装 设 电 压 互 感 器 。 (3)当 需 要 监 视 和 检 测 线 路 侧 有 无 电 压 时 ， 出 线 侧 的 一 相 上 应 安 装 电 压 互 感 器 。 (4)当 需 要 在 330kv 及 以 下 主 变 压 器 回 路 中 提 取 电 压 时 ， 可 尽 量 利 用 变 压 器 电 容 式 套 管 上 的 电 压 抽 取 装 置 。 3 电流互感器的配置 (1)凡 装 有 断 路 器 的 回 路 均 应 安 装 电 流 互 感 器 ， 其 数 量 应 满 足 测 量 仪 表 ， 保 护 和 自 动 装 置 。 (2)在 未 装 设 断 路 器 的 变 压 器 的 中 性 点 、 变 压 器 出 口 桥 形 接 线 的 跨 条 上 也 装 设 电 流 互 感 器 。 (3)对 直 接 接 地 系 统 ， 一 般 按 三 相 配 置 。 对 非 直 接 接 地 系 统 ， 依 具 体 要 求 按 两 相 或 三 相 配 置 。 4 避雷器的配置 (1)配 电 装 置 的 每 相 母 线 上 ， 应 装 设 避 雷 器 ， 但 进 出 线 都 装 设 避 雷 器 是 除 外 。 (2) 220kv 及 一 线 变 压 器 到 避 雷 器 的 电 气 距 离 超 过 允 许 值 时 ， 应 在 变 压 器 附 近 增 设 避 雷 器 。 (3)三 绕 组 变 压 器 低 压 侧 的 一 相 上 宜 安 装 一 台 避 雷 器 。 (4)直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且安装有隔离开关时，变压器中性点应装设避雷器。 13 第 4 章 主变压器台数和容量的选择 4.1 主变压器台数的选择 由 于 待 建 变 电 所 拥 有 一 、 二 级 负 荷 ， 根 据 电 力 工 程 电 气 设 计 手 册 的 要 求 ， 并 结 合 本 电 所 的 具 体 情 况 ， 宜 选 用 两 台 变 压 器 ， 以 便 当 一 台 变 压 器 发 生 故 障 或 检 修 时 ， 另 一 台 变 压 器 能 对 一 、 二 级 负 荷 继 续 供 电 以 满 足 用 电 负 荷 对 供 电 可 靠 性 的 要 求 。 4.2.主变压器容量的选择 考 虑 到 对 拥 有 两 台 主 变 的 变 电 所 ， 其 中 一 台 主 变 的 容 量 应 大 于 等 于 70%的 全 部 负 荷 或 全 部 重 要 负 荷 ， 且 任 意 一 台 变 压 器 单 独 运 行 是 应 满 足 全 部 一 、 二 级 负 荷 的 需 要 。 考 虑 到 变 压 器 每 天 的 负 荷 不 是 均 衡 的 ， 计 及 欠 负 荷 期 间 节 省 的 使 用 寿 命 ， 可 用 在 过 负 荷 期 间 的 消 耗 ， 故 可 先 选 择 较 小 容 量 的 主 变 作 为 过 负 荷 能 力 计 算 ， 以 节 省 主 变 投 资 。 4.3.各电压等级容量计算 (1)10kv 电 压 等 级 正 常 情 况 下 :83000kw=24000kw 24mw/cos =24/0.8=30mva 最 大 负 荷 下 :25mw/cos =25/0.8=31.25mva 最 小 负 荷 下 :20mw/cos =20/0.8=25mva (2)35kv 电 压 等 级 正 常 情 况 下 :66500kw=39000kw 39mw/cos =39/0.8=48.75mva 最 大 负 荷 下 :50mw/cos =50/0.8=62.5mva 最 小 负 荷 下 :38mw/cos =38/0.8=47.5mva (3)变 压 器 的 最 大 负 荷 为 ： 正 常 情 况 下 :30+48.75=78.75mva 最 大 负 荷 下 :31.25+62.5=93.75mva 最 小 负 荷 下 :25+47.5=72.5mva s=93.75mva s=s70%=65.625mva 考 虑 到 五 年 发 展 规 划 : s 总 =kis(1+5%)5=0.865.6251.3=68.25mva 因 此 主 变 压 器 容 量 选 取 为 75000kva。 14 4.4 主变压器型号的选择 1.相 数 的 选 择 主 变 压 器 采 用 三 相 或 是 单 相 ， 主 要 考 虑 变 压 器 制 造 条 件 ， 可 靠 性 要 求 及 运 输 条 件 等 因 素 ， 特 别 是 在 330kv 及 以 下 的 变 电 所 均 应 采 用 三 相 变 压 器 。 2.绕 组 数 量 和 联 结 方 式 的 选 择 (1)主 变 压 器 绕 组 数 量 在 具 有 三 种 电 压 的 变 电 所 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 ， 主 变 压 器 宜 采 用 三 绕 组 变 压 器 。 (2)主 变 压 器 联 结 方 式 的 选 择 我 国 110kv 及 以 上 电 压 ， 变 压 器 绕 组 都 采 用 星 型 接 地 连 接 ； 35kv 宜 采 用 星 型 连 接 ， 其 中 星 点 多 通 过 消 弧 线 圈 接 地 ； 35kv 以 下 变 压 器 绕 组 都 采 用 三 角 形 连 接 。 综 合 考 虑 各 种 因 素 ， 宜 选 两 台 110kv 的 三 绕 组 主 变 压 器 ， 型 号 为 sfpsz7- 75000/110， 三 相 油 浸 风 冷 铜 线 三 绕 组 有 载 调 压 电 力 变 压 器 ,其 技 术 参 数 如 表 4-1 所 示 : 表 4-1 主 变 压 器 sfpsz7-75000/110 技 术 参 数 额 定 电 压 阻 抗 电 压型 号 额 定 容 量 （ kv a） 高 压 中 压 低 压 高 中 高 低 中 低 连 接 组 标 号 sfpsz7- 75000 /110 75000 110 81. 25% 385 % 10.5 22.5 13 8 yn,y,d11 4.5 无功补偿 根 据 设 计 技 术 指 标 二 ： 变 电 所 功 率 因 数 不 低 于 0.9。 对 原 始 资 料 分 析 ， 10kv 侧 和 35kv 侧 的 功 率 因 数 都 为 0.8， 需 要 加 补 偿 置 补 偿 无 功 功 率 。 1 无 功 功 率 的 人 工 补 偿 装 置 工 厂 中 普 遍 采 用 并 联 电 容 器 来 补 偿 供 电 系 统 中 的 无 功 功 率 。 并 联 电 容 器 的 补 偿 方 式 有 以 下 三 种 ： 1.高 压 集 中 补 偿 电 容 器 装 设 在 变 电 所 的 高 压 电 容 器 室 ， 与 高 压 母 线 相 连 ， 如 图 2-9 示 。 高 压 电 容 器 宜 采 用 单 星 形 接 线 或 双 星 形 接 线 。 在 中 性 点 非 直 接 接 地 电 网 中 ， 星 形 接 线 电 容 器 组 中 的 中 性 点 不 应 接 地 。 15 图 2-9 高 压 电 容 器 集 中 补 偿 的 接 线 图 2-10 低 电 容 器 集 中 补 偿 的 接 线 图 2-11 低 压 电 容 器 分 散 补 偿 的 接 线 2.低 压 集 中 补 偿 电 容 器 装 设 在 变 电 所 的 低 压 配 电 室 或 单 独 的 低 压 电 容 器 室 内 与 低 压 母 线 相 联 。 低 压 电 容 器 足 可 采 用 三 角 形 接 线 或 中 性 点 不 接 地 的 星 形 接 线 方 式 。 如 图 2-10 示 。 3.低 压 分 散 补 偿 电 容 器 装 设 在 低 压 配 电 箱 旁 或 与 用 电 设 备 并 联 ， 电 容 器 组 多 采 用 三 角 形 接 线 。 如 图 2-11 示 。 4.6 无功补偿并联电容器容量的选择 用 户 无 功 补 偿 并 联 电 容 器 的 容 量 根 据 用 户 自 身 的 功 率 因 数 计 算 。 式 中 : 工 厂 的 有 功 计 算 负 荷 (单 位 kw);30p 对 应 于 原 来 的 功 率 因 数 ( =0.8);1tan1cos 对 应 于 需 补 偿 到 功 率 因 数 ( =0.8);2t 23012(tant)cq 16 (1)10kv 电 压 等 级 :其 中 , ,1cos0.82cs0.9301236pkw 360.279varcqk 若 选 型 号 tbb103600/100 的 并 联 电 容 器 ， 则 根 据 公 式 n= = =2.7;cqq9036 则 无 功 补 偿 中 并 联 电 容 器 的 个 数 为 3。 (2)35kv 电 压 等 级 : 9720.7105var36cqkq 若 选 型 号 tbb3510800/100 的 并 联 电 容 器 ， 我 们 只 需 要 一 个 。 4.7 主变压器的中性点接地 电 力 网 中 性 点 接 地 方 式 ， 决 定 了 主 变 压 器 中 性 点 接 地 方 式 。 (1)主 变 压 器 的 110500kv 侧 采 用 中 性 点 直 接 接 地 方 式 。 (2)终 端 变 电 所 的 变 压 器 中 性 点 一 般 不 接 地 。 (3)所 有 普 通 变 压 器 的 中 性 点 都 应 经 隔 离 开 关 接 地 ， 以 便 于 运 行 调 度 灵 活 选 择 接 地 点 。 (4)选 择 接 地 点 时 应 保 证 任 何 故 障 形 式 都 不 使 电 网 解 列 成 为 中 性 点 接 地 。 (5)主 变 压 器 663kv 侧 采 用 中 性 点 不 接 地 方 式 ， 但 当 单 相 接 地 故 障 电 流 大 于 30a(610kv)或 10a（ 2063kv） 时 ，