110KV变电站一次部分设计修改.doc

网络教育学院专 科 生 毕 业 大 作 业 题 目：110kV变电站一次部分设计 学习中心： 层 次： 专 业： 年 级： 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 年 月 日内容摘要变电站是电力系统的一部分，其功能是变换电压等级、汇集配送电能，主要包括变压器、母线、线路开关设备、建筑物及电力系统安全和控制所需的设施。 电力工业是关系国家能源战略安全的行业，将进一步优化资源配置，实现实时在线检测、状态检修的功能，极大地提高电网安全运行水平，对建设坚强智能电网具有极为重要的意义。关键词：变电站；变压器；断路器；防雷装置 目 录内容摘要1引言1第一章 变电站的介绍及110KV变电站的介绍11.1变电站的分类有如下几种：11.2 变电站安装位置及优点21.3 110KV变电站的特点21.4 变电站设计意义21.5 110kV智能箱式变电站设计31.6 初选型号为SFS96300/110的变压器原因：3第二章 电气主接线42.1 断路器与隔离开关的选择42.2 110KV变电站主变压器的选择42.3 110KV配电装置电气接线 52.4 110KV侧隔离开关的选择52.5 单母线分段接线和双母线接线6第三章 冷却调节73.1冷却方式7第四章 变电站的防雷与接地84.1变电站的保护84.2接地保护8参考文献10 引言近十几年来，我国电力工业发展迅速。虽然供电紧张的情况已经基本上不复存在，但是电力工业的发展还需要进一步的加强。各地区确实都兴建了为数不少的变电站，这些新站自动化程度高，甚至无需看守；可是，变电站内设备众多，安全问题也屡见不鲜，投资与收益往往令人担心，因此对未来变电站的设计应该向经济和安全的路线走下去。本文对不同种类变电站的各特点进行介绍，及对其进行接线和对其进行保护设计，希望可以设计出较为完美的变电站。 第一章 变电站的介绍及110KV变电站的介绍 1.1变电站的分类有如下几种：1.1.1 电站在电力系统中的地位及优点：(1)系统枢纽变电站。优点： 容量大，供电范围广。(2)地区一次变电站。 优点： 容量较大，出线回路数较多，对供电的可靠性要求也比较高。(3)地区二次变电站。 优点： 全站停电后，本地区中断供电。(4)终端变电站。优点：在输电线路终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，全站停电后，只是终端用户停电。 1.2 变电站安装位置及优点(1)室外变电站。优点：建筑面积小，建设费用低，电压较高的变电站一般采用室外布置。(2)室内变电站。优点：占地面积小。(3)地下变电站。优点：占地少，不用人值班。(4)箱式变电站。优点：结构紧凑、占地少、可靠性高、安装方便。(5)移动变电站。优点：能随时随地使用,方便实用。 1.3 110KV变电站的特点(1) 新建的110KV变电所多为终端变电所，主接线大多采用单母线分段接线或内桥接线。(2) 市区新建的110KV变电所布置方式基本为半户内布置方式或全户布置方式。(3) 新建变电所都采用分层分布式综合自动化系统，实行无人值班、少人值守管理。 1.4 变电站设计意义 当今人口爆炸的社会中，人均土地资源越来越珍贵，经济越来越被人们所重视，人们的安全意识也越来越强，所以在未来的日子里主要发展趋势应该向箱工变电站的方向进。但同时也注重其设计的灵活性，方便性。 1.5 110kV智能箱式变电站设计（1）原则 1)设备可靠，免维护设计 。 2)变电站造价低，性价比高 。 3)施工周期短，见效快 。 4)箱式变电站结构紧凑，占地面积小。 5)便于变电站的集中维护与管理 。（2）产品特点与特色 1)变电站实现“五无”。 无房、无围墙、无电缆沟、无架构、无人值守 2)变电站建设工厂化 。箱式变电站适用于矿山、工厂企业、油气田和风力发电站，它替代了原有的土建配电房，配电站，成为新型的成套变配电装置。 3)户外式安装 。能随时随地使用。 4)高可靠性免维护设计 。采用综合自动化、微机控制保护、监控系统均采用数字式微机保护装置。 5)经济，灵活，安全。 1.6 初选型号为SFS96300/110的变压器原因：1） 安全，不易燃烧，防火可直接安装在负荷中心，其安全性易被人们所接受。2） 安装简单，运行成本低，符合人们的经济消费观念。3） 防潮性好，可在100%湿度下正常运行。4） 损耗低，噪声小，不会对周围的居民造成影响。5） 散热好，过载能力强，安全性高。6） 体积小，结构稳定，不会占用较大的空间。第二章 电气主接线2.1 断路器与隔离开关的选择 高压断路器是发电厂和变电站电气主系统的重要开关设备，它既可以在正常情况下接通或断开电路，又可以在系统故障的情况下自动迅速地断开电路。高压断路主要功能是： 正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起着控制作用。当设备或线路发生故障时，能迅速切除故障回路，保证无故障部分正常运行，起着保护作用。 高压断路器是开关电器中功能最为完善的一种设备，其最大特点是能断开电器中负荷电流和短路电流。2.2 110KV变电站主变压器的选择主变压器选择：(1)应选用有载调压变压器，调压分接头范围: 11081.5%/10.5kV或11081.5%/11kV。(2)阻抗电压百分比及允许偏差:普通变压器105% ；高阻抗变压器145%175%。2.2.1 变电站主变压器容量和台数的选择 变电站主变压器容量和台数的选择，应根据SDJ 161电力系统设计技术规程规定和审批的电力系统规划设计决定。凡装有两台（组）主变压器的变电站，其中一台（组）事故停运后，其余主变压器的容量应保证该站全部负荷的80，同时考虑下一电压等级网络的支持，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证对所有用户的供电。凡装有三台（组）及以上主变压器的变电站，其中一台（组）事故停运后，其余主变压器的容量应保证对该站全部负荷的正常供电。在用的主要有31.5MVA、40MVA、50MVA、63 MVA四种规格。变电站主变终期规模宜按以下确定：2.2.2 110kV变电站A类供电区采用34台主变压器，单台容量宜为50、63MVAB类供电区采用3台主变压器，单台容量宜为40、50MVA。C类供电区采用23台主变压器，单台容量宜为31.5、40MV2.3 110KV配电装置电气接线(1)110kV配电装置一般采用双母线(单或双分段)接线，当线路、变压器连接元件总数少于6回时，宜采用单母线接线；元件总数为6回及以上时，宜采用双母线接线；(2)当为了限制110kV母线短路电流或满足系统分区运行要求时，亦可考虑采用双母线分段接线；(3)对于电网结构比较薄弱的110kV配电装置或无条件停电检修的情况，可采用双母线带旁路母线接线，主变压器回路宜接入旁路母线。2.4 110KV侧隔离开关的选择2.4.1 为保证电气设备和母线检修安全，选择隔离开关带接地刀闸。2.4.2 这个隔离开关安装在户外，因此也要选择户外式。2.4.3 这个回路额定电压为110KV，所以选的隔离开关额定电压就应该大于或等于110KV，且隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大电流2.4.4 初选GW4110D型单接地高压隔离开关其主要技术参数如下2.4.5 校验所选的隔离开关（1） 动稳定校验动稳定电流等于极限通过电流峰值即55kA流过这个断路器的短路冲击电流18.54KA.S 即55KA18.54KA.S动稳定要求满足。（2） 热稳定检验 断路器允许热效应 短路热效应 热稳定满足要求。 经以上校验可知，所选隔离开关满足要求，因此确定选用GW4-110D型高压隔离开关。 2.5 单母线分段接线和双母线接线 由于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。2.5.1 110KV电气主接线单线 图2.5.1单母线分段带旁母接线(1)单母线分段带旁母接线的技术特点1)简单清晰、操作方便、易于发展2)可靠性、灵活性差3)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，保证重要用户供电简单清晰、操作方便、易于发展(2)单母线分段带旁母接线的经济特点1)设备少、投资小2)用母线分段断路器兼作旁路断路器2.5.2 110KV电气主接线双线 图2.5.2双母线带旁路母线接线(1)双母线带旁路母线接线的技术特点1)提高供电可靠性，便于断路器检修时供电2)检修任意母线，不会停止对用户的供电3)运行调度灵活，通过到闸操作可形成不同的运行方式，倒匝操作要遵守“先合后断”顺序(2)双母线带旁路母线接线的经济特点1)占地大、设备多、投资大2)母联断路器兼作旁路断路器第三章 冷却调节3.1冷却方式3.1.1油浸自冷式 油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管，然后依靠空气的对流传导将热量散发，它没有特别的冷却设备。 3.1.2油浸风冷式 油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇，利用吹风机帮助冷却，加装风冷后可使变压器的容量增加30%35%。 3.1.3强迫油循环式 强迫油循环冷却方式，又分强油风冷和强油水冷两种。它是把变压器中的油，利用油泵打入油冷却器后再复回油箱。油冷却器做成容易散热的特殊形状，利用风扇吹风或循环水作冷却介质，把热量带走。这种方式若把油的循环速度比自然对流时提高3倍，则变压器可增加容量30%。第四章 变电站的防雷与接地4.1变电站的保护4.1.1雷电的危害 雷电的破坏作用主要是雷电流引起的。雷电流是一种幅值很大、陡度很高的冲击波电流。由雷电产生的过电压，其电压幅值可高达亿伏，电流幅值可高达几十万安培，对工厂供电系统、生产设备和建筑物都会造成很大危害。雷电所造成的危害主要通过直击雷、感应雷和雷电波侵入来实现。4.1.2防雷装置 防直击雷采用的措施是引导雷云与避雷装置之间放电，使雷电流迅速泄入大地，从南而保护建（构）筑物免受雷击。防直击雷的避雷装置有避雷针、避雷带、避雷网、避雷线等。 防止由于雷电感应在建筑物上聚集电荷的方法是在建筑物上设置收集并泄放电荷的装置。如避雷带、避雷网。防止建筑物内金物上雷电感应的方法是将金属设备、管道等金属物上雷电感应的方法是将金属设备、管道等金属物均通过接地装置与大地用可靠的连接，以便将雷电感应电荷立即引入大地，避免雷害。 防止雷电波沿供电线路侵入建筑物内行之有效方法是利用避雷器将雷电波引入大地，以免危及电气设备。4.2接地保护4.2.1接地保护的三种类型（1） IT系统。IT系统是在中性点不接地的三相三线系统中采用的保护接地方式，电气设备的不带电金属部分直接经接地体接地，如图4.2.1（A）所示。 图4.2.1(A)低压配电的IT系统TNS系统：配电线路中线N与保护线PE分开，电气设备的金属外壳接在保护线PE上，如图4.2.1(B)（b）所示。在正常情况下，PE线上没有电流流过，不会对在PE线上的其它设备产生电磁干扰。这种接线适用于环境条件较差、安全可靠要求较高以及设备对电磁干扰要求较严的场所。 TNCS系统：该系统是TNC与TNS系统的综合。电气设备大部分采用TNC系统接线，在设备有特殊要求的场合，局部采用专设保护线接成TNS形式，如图4.2.1(B)(c)所示。 图4.2.1(B)TNS系统和 TNCS系统4.2.2重复接地 如不重复接地，则当PE线或PEN线断线且有设备发生单相接地故障时，接在断线后面的所有设备外露可导电部分都将呈现接近于相电压，如图4.2.2(a)所示，这是很危险的。如进行了重复接地，如图4.2.2(b) 所示，则当发生同样故障时，断线后面的设备可导电部分对地电压远远小于相电压，危险程度大大降低。 图4.2.2重复接地功能示意(1)没有重复接地的系统(2)采用重复接地的系统易经上曾提到，“云从龙，风从虎”，神龙摆尾将风起云涌，英雄汇集。作为电力行业专属顾问，远光将继续不断通过“精耕细作”，提供越来越