110kv电站综合自动化配置的设.doc

目 录工程概况11原始资料分析21.1原始资料21.2 对原始资料的分析计算22 110KV 变电所接入系统设计22.1 确定电压等级及回路数22.2 确定110KV线路导线的规格、型号及截面选择23 110KV变电所地方供电系统设计33.1 35KVA线路设计33.2 35KV B线路设计43.3 35KV 造纸厂线路设计43.4 35KV化工厂线路设计53.5 35KV冶炼厂线路设计63.6 10KV 线路设计63.7 10KV B线路设计73.8 10KV毛纺厂线73.9 10KV水泥厂线83.10 10kV纺织厂线83.11 10KV水厂线84 110KV变电所主变选择84.1主变方案选择94.2主变方案技术比较94.3主变容量、参数选择94.4主变方案经济比较105 所用变选择116 主接线设计116.1主接线选择原则116.2 110KV主接线设计116.3 35KV主接线设计136.4 10KV主接线设计137 变电所电气设备选择137.1断路器的选择147.2 隔离开关的选择177.3电流互感器的选择207.4电压互感器选择267.5避雷器的选择277.6主母线选择277.7消弧线圈设计288继电保护配置288.1主变压器保护配置288.2母线及线路保护28致 谢30参考文献31工程概况根据毕业设计任务书的要求，设计110KV变电所。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的接线方式，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，最后，对高压断路器，隔离开关，母线，电压互感器，电流互感器进行选择，电力系统的无功功率平衡是系统电压质量的根本保证。在电力系统中，整个系统的自然无功负荷总大于原有的无功电源，因此必须进行无功补偿。110KV变电所，采用双回110KV线路接入系统。35KV、10KV配电线路均采用双回线供电。110KV采用内桥接线，安装两台SFPSZ9-75000/110三相三线圈变压器。35KV、10KV母线采用单母线分段接线。通常情况下110KV的变电所是在35KV母线和10KV母线上进行无功补偿，1原始资料分析1.1原始资料（1）待建110KV盐北变电站从相距30km的110KV东郊变电站受电。（2）待建110KV盐北变电站年负荷增长率为5%，变电站总负荷考虑五年发展规划。（3）地区气温:年最高气温35，年最低气温 15。年平均气温15。(4)待建110KV盐北变电所各电压级负荷数据如下表: 电压等级线路名称最大负荷 （MW）COS负荷级别供电距离（KM）Tmax 及同时率35KVA200.853105000/0.9B150.8212造纸厂110.838化工厂200.837冶炼厂150.8521010KVA30.8531.53500/0.85B20.8532.5毛纺厂10.821.0水泥厂1.20.821.5纺织厂0.80.821.0水厂20.831.51.2 对原始资料的分析计算为满足电力系统对无功的需要，需要在用户侧装设电容器，进行无功补偿，使用户的功率因数提高，35kV线路用户功率因数提高到0.9为宜，10kV线路用户功率因数应不低于0.9。根据原始资料中的最大有功及调整后的功率因数，算出最大无功，可得出以下数据:电压等级线路名称最大有功（MW）最大无功（MVAr）COS负荷级别Tmax同时率35KVA209.190.93500009B157.270.92造纸厂115.330.93化工厂209.190.93冶炼厂157.270.9210KVA31.460.933500085B20.920.93毛纺厂10.490.92水泥厂1.20.580.92纺织厂0.80.390.92水厂20.920.932 110KV 变电所接入系统设计2.1 确定电压等级及回路数输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级。选择电压等级时，应根据输送容量和输电距离，以及接入电网的额定电压的情况来确定，输送容量应该考虑变电所总负荷和五年发展规划。因此110KV盐北变电所的最高电压等级应为110kV。110KV盐北变电所建成后，所供用户中存在、类重要负荷，因此110KV盐北变电所应采用双回110KV线路接入系统。2.2 110KV线路导线的规格、型号及截面选择由于110KV盐北变电所距离受电110KV某变电站30KM，处于平原河网地区，因此应采用架空线路，导线选择LGJ型。导线截面积选择的一般方法是：先按经济电流密度初选导线标称截面积，然后进行电压损失的校验（1）110KV盐北变电所总负荷的计算： （2）根据软导线经济电流密度表，确定Jec 查得Jec1.15（A/mm2）（3）计算导线的经济截面积，查附表找出S选 （4）结论：选取导线规格为2回LGJ240/40（5）对所选导线进行电压校验；正常运行时：n=2 3.8% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 7.6% 15% ，符合要求。结论：本变电所经上述计算、校验，决定采用2回LGJ240/40导线接入系统。3 110KV变电所地方供电系统设计3.1 35KVA线路设计3.1.1确定回路数35KV A线路所供用户为类重要负荷，因此应采用双回线路供电。3.1.2 确定线路导线的规格、型号及截面选择由于待建110KV变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。35KV A线路总负荷的计算 根据Tmax查出软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查得Jec1.12（A/mm2）计算导线的经济截面积SJ，查出S选结论：选取导线规格为2回LGJ185/303.1.3对所选导线进行电压校验正常运行时：n=2 3.5% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电7% 15% ，符合要求。3.2 35KV B线路设计3.2.1确定回路数35KV B线路所供用户为类重要负荷，因此应采用双回线路供电。3.2.2 确定线路导线的规格、型号及截面选择由于待建110KV变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。35KV B线路总负荷的计算 2)根据Tmax查出软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查出Jec1.12（A/mm2）计算导线的经济截面积，查出S选结论：选取导线规格为2回LGJ150/253.2.3对所选导线进行电压校验；正常运行时：n=23.7% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电7.4% 15% ，符合要求。3.3 35KV 造纸厂线路设计3.3.1确定回路数：35KV 造纸厂线路所供用户为类重要负荷，因此采用双回线路供电。3.3.2确定线路导线的规格、型号及截面选择由于待建110KV变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。35KV 造纸厂线路总负荷的计算 根据Tmax查出软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查得Jec1.12（A/mm2）计算导线的经济截面积SJ，查出S选结论：选取导线规格为2回LGJ120/253.3.3对所选导线进行电压校验；正常运行时：n=2 3.7% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 7.4% 15% ，符合要求。3.4 35KV化工厂线路设计3.4.1确定回路数35KV 化工厂线路所供用户为类重要负荷，因此采用双回线路供电。3.4.2确定线路导线的规格、型号及截面选择由于待建110KV变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。35KV 化工厂线路总负荷的计算 根据Tmax查软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查得Jec1.12（A/mm2）计算导线的经济截面积SJ，查出S选 结论：选取导线规格为2回LGJ185/303.4.3对所选导线进行电压校验；正常运行时：n=22.45% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 4.9% 15% ，符合要求。3.5 35KV冶炼厂线路设计3.5.1确定回路数35KV 冶炼厂线路所供用户为类重要负荷，因此应采用双回线路供电。3.5.2确定线路导线的规格、型号及截面选择由于待建110KV变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。35KV 冶炼厂线路总负荷的计算 根据Tmax查出软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查得Jec1.12（A/mm2）计算导线的经济截面积SJ，查出S选 结论：选取导线规格为2回LGJ150/253.5.3对所选导线进行电压校验；正常运行时：n=2 3.08% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 6.16% 15% ，符合要求。3.6 10KV 线路设计确定回路数，I类负荷，采用双回路供电，即n=2确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线考虑五年发展需要,线路的容量: S = (3+j1.46)(1+5%)5 =3.83 + j1.86根据Tmax = 3500h,，查得 Jec = 1.26(A/mm2)计算导线经济截面积：n=2 选取导线规格为2回LGJ95/20对所选导线进行电压校验(1)按电压损耗校验,查得 r1=0.332, R = r1l = 0.3321.5 = 0.50 x1=0.356, X = x1l = 0.3681.5 = 0.58 (2）正常运行时：n=2 = 1.5 % 10%符合要求。 3）故障运行时：n=1 =3%15%符合要求。 由以上可知，所选导线2回LGJ-95/20，符合要求。3.7 10KV B线路设计 确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线。考虑五年发展需要,线路的容量: S = (2+j0.92)(1+5%)5 =2.55 +1.17 j 根据Tmax = 3500h,，查得 Jec = 1.26(A/mm2)计算导线经济截面积：n=2 选取导线规格为2回LGJ70/10 对所选导线进行电压校验 (1）按电压损耗校验,查得 r1=0.45, R = r1l = 0.452.5 = 1.13 x1=0.368, X = x1l = 0.3682.5 = 0.92 (2）正常运行时：n=2 =2%10% 符合要求。 (3)故障运行时：n=1 = 4 % 15% 符合要求。 由以上可知，所选导线2回LGJ-70/10，符合要求。3.8 10KV毛纺厂线确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线。考虑五年发展需要,线路的容量:S = (1+j0.49)(1+5%)5 =1.28 + j0.63根据Tmax = 3500h,，查得 Jec = 1.26(A/mm2)计算导线经济截面积：n=2选取导线规格为2回LGJ35/6 对所选导线进行电压校验 (1)按电压损耗校验,查得 r1=0.9, R = r1l = 0.91 = 0.9 x1=0.389, X = x1l = 0.3891 = 0.39 (2）正常运行时：n=2 = 0.5 % 10% 符合要求。 (3)故障运行时：n=1 = 1 % 15% 符合要求。 由以上可知，所选导线2回LGJ-35/6，符合要求。3.9 10KV水泥厂线 确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。 确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线。 考虑五年发展需要,线路的容量: S = (1.2+j0.58)(1+5%)5 =1.54 + j0.76 根据Tmax = 3500h,，查得 Jec = 1.26(A/mm2)计算导线经济截面积：n=2 选取导线规格为2回LGJ35/6 对所选导线进行电压校验 (1)按电压损耗校验,查得 r1=0.9, R = r1l = 0.91 = 0.9 x1=0.389, X = x1l = 0.3891 = 0.39 (2)正常运行时：n=2 = 0.8 % 10% 符合要求。 (3）故障运行时：n=1 = 1.6 % S10 = 11.08 (MVA)， 15S110 = 15109.2 (MVA)16.38(MVA) 盐北变电所最大长期工作电流 （考虑变压器事故过负荷的能力40%）(3)根据有关资料选择LW25-110/1250型断路器LW25-110/1250型断路器的技术参数如表7-1所示表7-1 LW25-110/1250型断路器的技术参数如型号数量额定电流I（A）额定开断电流（KA）极限通过电流 Igf (kA)4秒热稳定电流(kA)LW25-110/125031250252525(4)校验：Ue=110kV=UNI=1250A1102A额定开断电流校验：110kV母线三相稳态短路电流I(4) =2.71 KA LW25-110/1250断路器的额定开断电流25KA符合要求。动稳定校验 ： 110kV母线短路三相冲击电流：=7.83(kA) LW25-110/1250断路器的极限通过电流=25(kA) 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=3.07 / 2.71=1.13查曲线：tep3.6秒 110kV母线短路热容量：=26.4(kA2S) LW25-110/1250断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S) =1326A额定开断电流校验：35kV母线三相稳态短路电流I(4) =7.28 KA LW8-35/1600断路器的额定开断电流25KA符合要求。动稳定校验 ： 35kV母线短路三相冲击电流：ich=19.84(kA) LW8-35/1600断路器的极限通过电流Igf=25(kA) ichIgf 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=7.78 / 7.28=1.07查曲线：tep3.55秒 35kV母线三相短路热容量：=188(kA2S) LW8-35/1600断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S) =464A额定开断电流校验：35kV母线三相稳态短路电流I(4) =7.28 KA LW8-35/1600断路器的额定开断电流25KA符合要求。动稳定校验 ： 35kV母线短路三相冲击电流：=19.84(kA) LW8-35/1600断路器的极限通过电流=25(kA) 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=7.78 / 7.28=1.07查曲线：tep3.55秒 35kV母线三相短路热容量=188(kA2S) LW8-35/1600断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S) =820A额定开断电流校验：10kV母线三相稳态短路电流I(4) =22.4 KA ZN28-10/1000断路器的额定开断电流31.5KA符合要求。动稳定校验 ： 10kV母线短路三相冲击电流：=58.4(kA) ZN28-10/1000断路器的极限通过电流=80(kA) 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=22.93 / 22.44=1.02查曲线：tep3.6秒 10kV母线三相短路热容量：=1806(kA2S) ZN28-10/1000断路器的4秒热稳定电流：It=31.5(kA) It2t=31.524=3969(kA2S) =246A额定开断电流校验：10kV母线三相稳态短路电流I(4) =22.4 KA ZN28-10/630断路器的额定开断电流31.5KA符合要求。动稳定校验 ： 10kV母线短路三相冲击电流：=58.4(kA) ZN28-10/630断路器的极限通过电流=80(kA) 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=22.93 / 22.44=1.02查曲线：tep3.6秒 10kV母线三相短路热容量：=1806(kA2S) ZN28-10/630断路器的4秒热稳定电流：It=31.5(kA) =31.524=3969(kA2S)盐北变电所最大长期工作电流 （考虑变压器事故过负荷的能力40%）(3)根据有关资料选择GW4-110/1250型隔离开关，其技术参数如表7-6所示表7-6 GW4-110/1250型隔离开关技术参数型号数量额定电流I（A）极限通过电流 Igf (kA)4秒热稳定电流(kA)GW4-110/12501012502525 (4)校验：Ue=110kV=UNI=1250A1102A动稳定校验 ： 110kV母线短路三相冲击电流： =7.83(kA) GW4-110/1250断路器的极限通过电流 =25(kA) 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=3.07 / 2.71=1.13查曲线：tep3.6秒 110kV母线短路热容量=26.4(kA2S) GW4-110/1250断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S) =1326A表7-7 GW5-35/1600型隔离开关技术参数型号数量额定电流I（A）极限通过电流 (kA)4秒热稳定电流(kA)GW5-35/1600616002525动稳定校验 ： 35kV母线短路三相冲击电流：=19.84(kA) GW5-35/1600隔离开关的极限通过电流=25(kA) ichIgf 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=7.78 / 7.28=1.07查曲线：tep3.55秒 35kV母线三相短路热容量：=188(kA2S) GW5-35/1600隔离开关的4秒热稳定电流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S) =464A动稳定校验 ：表7-8 GW5-35/630型隔离开关技术参数型号数量额定电流I（A）额定开断电流（KA）极限通过电流 Igf (kA)4秒热稳定电流(kA)GW5-35/63022630252525 35kV母线短路三相冲击电流：=19.84(kA) GW5-35/630隔离开关的极限通过电流