110KV变电站电气设计(B2类)说明书.doc

第1篇 设计说明书第1章 主变压器的选择1、电力变压器概述1.1电力变压器概念电力变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应作用将一种电压、电流的交流电能转变成同频率的另一种电压、电流的电能。1.2 电力变压器的分类按相数分为三相电力变压器和单相电力变压器；按绕组分为双绕组电力变压器、三绕组电力变压器和多绕组电力变压器；按工作原理可分为普通型电力变压器和自耦型电力变压器；按调压方式可分为无载调压电力变压器和有载调压电力变压器；按冷却方式可为自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却等电力变压器。2、主变压器台数的确定2.1 设计要求 本设计规定好变压器台数为两台。2.2 主变压器台数的确定 （1）电力负荷季节性很强，适宜采用经济运行方式的变电站，可装设两台等容量或不等容量的主变压器。（2）变电站有重要负荷，应采取两台主变压器。（3）除上述两种情况外，一般变电站设置一台主变压器。 由以上分析可知应该选择两台主变压器。3、主变压器容量的确定3.1 设计要求本设计规定好变压器容量为50MVA。3.2 主变压器容量的确定（1）变电站主变压器容量须根据目前所带负荷，按主变压器经济运行曲线及510年规划考虑。（2）根据变电站所带负荷性质考虑：如果供电区内工副业负荷为主，因这类负荷变化较小，负荷率较高，应安装两台容量同样大的主变压器为宜，如果供电区以内农业、生活用电负荷为主，因这类负荷季节性强、峰谷差大，应安装一大一小两台主变压器，即俗称“字母式”，以便根据负荷变化，投入或者停止不同容量的主变压器。（3）两台主变压器无论是同样大，还是一大一小，一定注意两台主变压器有关参数按满足并列运行条件来选择，以保证主变压器运行方式的灵活性。根据以上要求，主变压器容量选择50MVA。4、主变压器相数选择（1）主变压器采取三相或者单相，主要考虑变压器的制造条件可靠性要求及运输条件等因素。（2）当不受运输条件限制时，在330KV及以下时的发电厂和变电站，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等已不成问题由以上规程可知，变电站的主变压器采用三相变压器。4、主变压器绕组数量 本设计有两种电压等级，应采用双绕组变压器。5、主变压器绕组连接方式 主变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行电力系统采用的绕组连接方式只有Y和，高低两侧绕组如何要根据具体情况开确定。我国35KV以上电压，变压器绕组都采用Y接线，10KV侧采用连接。 因此，主变压器35KV侧采用Y接线，10KV侧采用连接。6、主变压器的调压方式 变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调压范围通常在5%以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调压范围可达到30%。对于110KV及以下的变压器，考虑至少有一种电压的变压器采用有载调压。 由以上可知，此变电站的主变压器采用有载调压方式。8、主变压器选择结果 为便于变电站无人值班管理，主变压器选择110KV低损耗双绕组自冷油浸变压器。根据电网运行情况，为保证供电电压质量，110KV侧采用有载调压开关。主变压器容量50000KVA,选择SZ950000/110型有载调压变压器，接线组别为YN,d11，电压比11042.0%/10.5KV，阻抗电压Uk%=16%。第2章 电气主接线的选择电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高压电的网络，故又称一次接线或者电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或者成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线图。电气主接线是变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的首要环节。1、 电气主接线的基本要求和设计原则1、1 电气主接线的基本要求（1）可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，往往比少发电能的价值大几十倍，会导致产品报废，设备损坏，人身伤亡等。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠性。因事故被迫中断供电的机会越小，停电时间越短，主接线的可靠性就越高。（2）灵活性 电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行方式的转换。不仅正常时能安全可靠地供电，而且在系统故障或者电气设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。同时设计主接线时应该留有发展扩建的余地。（3）经济性 在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，必须要选高质量的设备和现代化的自动装置，从而导致投资的增加。因此，主接线的设计在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。1、2 主接线的设计原则（1）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数。不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线可靠性、灵活性和经济性的要求也不同。（2）考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据510年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。（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 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；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分负荷供电；对三级负荷，一般只需要一个电源供电。（4）考虑主变压器台数对主接线的影响 变电所主变压器的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性的要求低。（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地供电，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。2、主接线的分类 （1）有母线类：单母、单母分段、单母带旁路母线；双母、双母线分段或带带旁母、一个半短路器接线。 （2）无母线：桥形接线、多角形接线盒单元接线。 2.3 常见的主接线类型1.有母线类：单母、单母分段、单母带旁路母线；双母、双母分段或带旁母、一个半断路器接线。2.无母线类：桥形接线、多角形接线和单元接线。2.4 简单介绍各种接线的特点及使用范围1.单母线接线特点：每一个电源和回路中都装有断路器QF，在正常情况下，接通或断开电路。故障情况下，自动切断故障电流。根据断路器和隔离开关的性能，电路的操作顺序为：接通时应先合断路器两侧的隔离开关，再合断路器；切断电路时，应先断开断路器，再断开两侧的隔离开关。优点：接线简单清晰、设备少、投资低、操作方便、便于扩建，也便于采用成套配电装置。另外，隔离开关仅仅用于检修，不作为操作电源，不易发生误操作。缺点：可靠性差、不够灵活。任一元件故障或检修，均需要使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：一般用于一台发电机或一台主变压器的以下几种情况：（1）610KV配电装置的出线回路数不超过5回；（2）3563KV配电装置的出线回路数不超过3回。2.单母线分段特点：母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。在正常工作时，分段断路器可以接通也可以断开运行。优点：（1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；（2）当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电；（2）任一出线的断路器检修时，该回线路必须停止工作； （3）扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：（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.双母线接线特点：双母线接线中有两组母线，一组为工作母线，一组为备用母线，每一电源和出线的电路，都经一台断路器和两组母线隔离开关分别于两组母线连接，这是与单母线接线的根本区别。两组母线之间通过母线联络断路器QFC连接。优点：（1）供电可靠；（2）调度灵活；（3）扩建方便；（4）便于试验。缺点：（1）双母线的设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面积增大；（2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。适用范围：（1）610KV配电装置，当断路电流较大，出线需要带电抗器时；（2）3563KV配电装置，当出线回路数超过8回时，或连接的电源较多，负荷较大时。4.双母线分段或带旁路母线特点：这种接线具有单母线分段和双母线的特点，有较高的可靠性和灵活性，但投资增多。双母线分段或带旁母接线广泛应用于大中型发电厂的发电机电压配电装置中。我国在300-500KV和220KV配电装置中采用。但35-60KV即使采用双母线接线，也不宜设置旁路母线。所以这种接线不适合用在35KV变电所中。5.一个半断路器接线特点：两个回路共用三台断路器，故又称为二分之三接线。优点：倒闸操作十分方便，接线简单，运行灵活，有较高的供电可靠性。缺点：在一台半断路器接线中，一般采用交叉配置原则，电源线宜于引出线配合成串；为了进一步提高供电可靠性，同名回路配不同串内联络断路器故障时，同时切除两个电源线；此外，同名回路还应在不同侧的母线上。 适用范围：广泛的用于大型发电厂和变电所的超高压配电装置中，一般进出线数在6回及以上易于采用。但这种接线投资较大，继电保护比较复杂。 附注：旁路母线设置原则：3560KV配电装置中，一般不设旁路母线。因重要用户多系双回路供电，且断路器检修时间较短。平均每年约23天；610KV配电装置，可不设旁路母线，对于出线回路数多或多数线路系向用户单独供电，以及不允许停电检修单母线的配电装置，可设置旁母。而我们设计的变电所为终端变电所，用户多为农业和食品加工业因此不用设置旁路母线。6.桥型接线当仅有两台变压器和两台断路器时，采用桥形接线。特点：桥形接线仅用三台断路器，数量最少。根据桥断路器 的位置，可分为内桥接线和外桥接线。（1）内桥：桥断路器接在变压器侧，断路器接在引出线上。优点：当线路故障时，仅故障线路侧的断路器自动分闸，其余三条回路可继续工作。运行特点：切除和投入操作方便，变压器操作较复杂。适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。（2）外桥：桥断路器接在线路侧，接在变压器回路中。运行特点：切除和投入操作较复杂，变压器操作简单。一般用于线路较短，变压器不需要经常切换，系统有穿越功率通过变电所高压侧时。7.35角型接线优点：（1）投资省；（2）没有汇流母线；（3）可靠性灵活性高；（4）每回路由两台断路器供电，任一台断路器检修，不需中断供电，也不需旁路设施。隔离开关只作为检修时隔离之用，以减少误操作可能性；（5）占地面积少。缺点：（1）进出线回路数要受到限制；（2）机电保护和控制回路较单、双母线接线复杂；（3）需增设