YN地区110KV降压变电站设计 精品.doc

一、课题名称 YN地区110KV降压变电站设计二、（）的目的和意义是本专业教学计划中的重要环节。本次的目的是通过110kV降压变电所设计，综合运用三年本专业所学习的理论知识，并学习和贯彻执行我国电力工业有关方针政策和有关规程与规定。通过设计，做到理论联系实际，锻炼学生独立分析和解决电力工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。 每个学生应该根据任务书和指导书的要求，严肃认真地独立完成设计任务。如期提交设计成品，参加答辩。三、（）任务的内容和要求设计任务：YN地区是某市边缘的一个新经济开发区，该地区以棉纺、针织等轻工业为主，发展前景良好，为满足该市经济发展及人民生活用电要求，决定新建本变电站变电站的电压等级及出线情况：110KV：近期2回，远景发展1回；10KV： 近期9回，远景发展2回。电力系统接线简图、负荷资料及所址条件见附件。设计内容：电气一次部分1变电所总体分析2负荷分析计算与主变压器选择3电气主接线设计（含所用变、中性点接地方式、消弧线圈选择、无功补偿计算与选择等）4短路电流计算5电气设计选择6配电装置及电气总平面设计电气二次部分（继电保护的整定计算）1继电保护方式的考虑2系统运行方式的考虑3短路点的选择与短路计算4继电保护的整定计算设计要求：1设计说明书一份，说明书字数不少于5000字，说明书用纸规格为：A4纸。 2图纸：7张（根据老师要求完成相应的部分）1电气主接线图（标出相应参数） 2变电站总平面布置图（标出各间隔的名称）3110KV平面布置图加110KV主进（出）断面图（教师指定）4主变保护原理图（教师指定）5主变保护展开图（教师指定）610KV屋内配电装置图（教师指定）四、（）进程计划起 讫 日 期工 作 内 容备 注20XX36-20XX38学习任务书与指导书，变电站总体分析集体辅导一次20XX39-20XX310负荷分析计算与主要变压器选择20XX313-20XX316电气主接线设计（含所用变、中性点接地方式、消弧线圈选择、无功补偿计算与选择等）集体辅导一次20XX317短路计算集体辅导一次20XX320-20XX323电气设备选择集体辅导一次20XX324-20XX414配电装置设计与总平面布置设计集体辅导一次20XX417-20XX419防雷设计20XX420-20XX421110KV变电站继电保护配置方案设计集体辅导一次20XX424-20XX430变压器保护整定计算集体辅导一次20XX58- 20XX512输电线路保护整定计算集体辅导一次20XX515-20XX531绘制图纸编写设计说明书集体辅导一次20XX613-20XX62机动五、其他（ 设计进行方式与注意事项）实际的变电所工程设计，大体需要经过建所必要性、可行性论证，所址选择、初步设计、施工设计等主要阶段。设计工作量较大，专业分工细（一般分为：电力系统、电气部分、继电保护与安全自动装置、通信部分、远动部分、建筑结构、总平面布置及交通运输、上下水道及消防、采暖通风等，。），由几个专业组协作进行，设计时间长。由于时间有限，又要求每个学生独立工作，显然不能以实际工程设计的方式去完成全部工作。因此就的内容来说，大致相当实际电气初步设计的基本部分，即在了解电力系统设计思想的基础上设计电气部分、继电保护与安全自动装置两个部分的部分内容。就的方法来说，则偏重教学培养的要求，并适当兼顾实际工程设计的基本特点。学生应严肃认真、踏踏实实地进行设计工作，努力提高思想水平和业务能力，全面完成规定的设计任务。设计中应到现场参观实习。学生应根据自己的任务，注意主动收集有关的现场资料，积累设计素材，努力做到理论联系实际。.时应深入研读设计任务书、学习有关资料，明确设计内容要求与方法步骤。安排好工作计划，力求做到统筹全局、心中有数。防止前松后紧、顾此失彼。在设计过程中，应注意培养查用资料，分析论证、计算、绘图及独立分析和解决问题的能力。在确定阶段性的方案时，宜及时与指导教师交换意见。既要防止埋头单干、主观片面，又力戒事事依赖教师。禁止互相抄袭或代做。每项设计内容完成后，应及时整理好计算书、说明书初稿，画好有关的草图，以免遗忘、散失或积压成堆。设计结束前，应画好指定的正式图纸，编好正式的设计说明书、计算书，装订成册，按规定日期呈交指导教师及答辩委员会审阅。设计完成侯及时总结设计成果，准备答辩提纲，按时参加答辩。附录:YN地区110kV降压变电站设计原始资料一.建站性质及规模YN地区是某市边缘的一个新经济开发区，该地区以棉纺、针织等轻工业为主，发展前景良好，为满足该市经济发展及人民生活用电要求，决定新建本变电站。电压等级：110KV：近期2回，远景发展1回；10KV： 近期9回，远景发展2回。二.电力系统接线图注1.S1、S2分别是电力系统的两个电源。它们的容量和阻抗如下。最大运行方式时：S1=无穷大系统；XS1=0.6；S1=1000MVA；XS2=0最小运行方式时：S1=无穷大系统；XS1=0.8；S2=600MVA；XS2=02.图中线路上的数字：185、150等代表钢芯铝绞线的截面；85、50等是该线路的长度。三.地址条件1地理位置四.地形、地质、水文、气象等条件所址地区海拔100m，地势平坦，输电线路走廊开阔，属轻地震区。土壤为黄粘土，地耐力2.5kg/m，土壤热阻率120.m，土温200C。年最高气温40C，年最低气温10C，年平均气温150C，最热月平均气温320C，最大风速25m/s，主导风向西北，覆冰厚度5mm，微风风速3.5m/s.五.负荷资料(10 kV负荷的同时率k t为0.85)电压等级负荷名称最大负荷（MW）最大穿越功率（MW）负荷组成自然力率Tmax小时线长km近期远景近期远景一级、二级、三级110kVYN系一线152010YN甲线152010备用一2010 kV印染厂11.5340%、20%0.855004印染厂21.5340%、20%0.855004机修厂12520%、30%0.855001棉纺厂12420%、30%0.855002.5棉纺厂22420%、30%0.855002.5毛纺厂2330%、30%0.855003针织厂1230%、30%0.860003.5小型拖拉机厂23520%、30%0.840003.5小型拖拉机厂23.520%、40%0.825002生活区3520%、40%0.82000备用130.8备用230.8六.110KV的所用电力负荷如下：设备名称数量每台容量性 质备注主变风扇2160.15 kw经常连续运行生活消防供水泵15kw经常而断续运行屋内配电装置风机11.1kw经常连续运行电焊1台7.5kw不经常断续运行生产综合楼空调2台1.25kw经常而断续运行UPS电源11kw经常连续运行主控制室交流电源13kw经常连续运行全所照明10kw经常连续运行设备加热器101kw不经常断续运行直流屏110.5kw经常连续运行开题报告本设计是根据YN地区110kV降压变电站设计任务书以及所给初的原始资料进行的。一个110kV降压变电站的设计大概要经过现场勘探、初步设计，并由上级批准后进行施工设计几个阶段，还要经过工程概算、审计。整个工程分为电气一次、二次部分，和土建、电信等部分。就是在电气部分也需要出图纸200余张。本次设计为，由于时间有限，我们只做相当于扩大的初步设计设计的电气一次和二次部分的部分工作。根据任务书要求，我们将完成：变电站的主接线设计，其中包括主变压器选择、主接线形式的选择、无功补偿、厂用电、中性点接地方式的设计等；短路计算；电气设备选择；配电装置与变电站总平面布置设计；保护的配置设计与变压器差动保护的整定计算等。在此基础上需要画出电气主接线等5-7张图纸。通过本设计，将总结三年来学习的课程，并将其应用于工程实践，学习，锻炼解决实际工程问题的能力 第一篇 变电站电气一次部分设计第一章 变电站总体分析与主接线设计1-1变电站总体分析1-1.1变电站总体分析1设计依据根据省市电力局批文变电所设计任务书的修复。2.建站必要性YN地区是某市边缘的一个新经济开发区，该地区以棉纺、针织等轻工业为主，发展前景良好，为满足该市经济发展及人民生活用电要求，决定新建本变电站。本站除了给本地区工业及生活用电外，还向周围乡镇工业企业及农业供电。本站由电力系统的S1、S2两电源供电；S2为无穷大系统，S1为1000MVA；S1、S2由110KV线路联系，与本站形成110KV环网可满足供电可靠性要求。3.建站规模YN地区变电站为110kV变电站，有2个电压等级110/10kv分两期完成。其中进出线路回路数：110kV：近期2回，远景1回；10kV：近期9回，远景2回。负荷情况：近期最大负荷18MW，远景最大负荷33.5MW；近期一级负荷4.68MW，二级负荷6.84MW；远景一级负荷8.71MW，二级负荷12.73MW。4站址条件地理位置2）水文气象所址地区海拔100米，地势平坦，输电线路走廊开阔，属轻地震区。土壤性质为黄粘土，地耐力2.5kg/cm，土壤热阻率120m，土温20C。年最高气温+40C，最低气温-10C，年平均温度15C，最热月平均最高温+32C，最大风速25m/s, 主导风向西北，覆冰厚度5mm，微风风速3.5m/s。1-1.2负荷分析1.负荷构成：印染厂，棉纺厂，小型拖拉机厂及针织厂，毛纺厂，机修厂，生活区等。2.负荷分析：负荷分析见表1-1电压等级负荷名称最大负荷（MW）最大穿越功率（MW）负荷组成自然力率Tmax小时线长km近期远景近期远景一级、二级、三级110kVYN系一线152010YN甲线152010备用一2010 kV印染厂11.5340%、20%0.855004印染厂21.5340%、20%0.855004机修厂12520%、30%0.855001棉纺厂12420%、30%0.855002.5棉纺厂22420%、30%0.855002.5毛纺厂2330%、30%0.855003针织厂1230%、30%0.860003.5小型拖拉机厂23520%、30%0.840003.5小型拖拉机厂23.520%、40%0.825002生活区3520%、40%0.82000备用130.8备用230.8表1-1 负荷分析一览表结论：由表1-1可见，本站的10KV负荷主要为印染厂、棉纺厂、小型拖拉机厂用电，其他还有毛纺厂，机修厂，生活用电，针织厂等。各用户均有，类负荷，特别是印染厂，类负荷占80%，一旦发生停电事故，将造成人身伤亡和设备损坏等恶性事故，因此对供电可靠性要求很高。其他如机修厂有冶炼炉，生活区有医院，供水，交通等重要，类负荷，发生停电事故将使生产和人民生活造成较大损失，因此它们对供电可靠性要求也很高。在设计中应充分考虑避免出现上述停电事故，保证供电质量，满足用户对供电安全性与可靠性的要求。1-2 变电站主变压器的选择1-2.1设计原则主变压器在电气设备投资中所占的比例较大，同时与之相对应的配电装置，特别是大容量，高电压的配电装置的投资很大。因此，主变压器的选择对发电厂、变电站的技术经济影响较大。35110KV变电所设计规范：第3.1.1条:主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。第3.1.2条:在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上变压器。第3.1.3条:装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并保证用户的一、二级负荷。第3.1.4条:具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三线圈的变压器。第3.1.5条:电力潮流变化大和电压偏移大的变电所，如经计算普通变压器不能满足电力系统和用户对电能质量的要求时，应采用有载调压变压器。1-2.2主变容量与台数选择根据35110KV变电所设计规范规定：变电所中一般装设两台主变压器，以免一台主变故障或检修时中断供电。对110KV及以下的终端或分支变电所，如果只有一个电源，或变电所的重要负荷能由中、低压侧电网取得备用电源时，可只装设一台主变压器。对于大型超高压枢纽变电所，可根据具体情况装设24台主变压器，以便减小单台容量。应按照负荷发展水平分期逐台安装，以提高变电所的供电可靠性。根据以上规定及YN地区的基本情况，故选择两台变压器，确保供电可靠性。1选择条件是两台主变容量总和应大于综合最大计算负荷： nSSjs(kVA或MVA) n=2；Sjs综合最大计算负荷2校核条件：(n-1)S0.7Sjs (n-1)S+3Sjs计算：10kV侧综合最大计算负荷： Sjs= kt()(1+%) =0.85*(28)/0.8*（1+0.5）=24.48(MVA)kt-10kV侧同时系数取0.85 Sjs= kt()(1+%)=24.48MV 0.7Sjs=18.36MVA根据计算结果选择变压器容量可选用两台额定容量为25MVA的变压器，近期上一台。1-2.3主变型式的选择1-2.3.1相数选择依据电力工程电气设计手册1（电气一次部分）第52节“主变形式的选择”依据的原则：1.当不受运输条件限制时，在330kV及以下的变电所均应选用三相变压器。2.当发电厂与系统连接的电压为500KV时，宜经经济技术比较后，确定选用三相变压器、两台半容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为300MW的，并直接升压到500KV的，宜选用三相变压器。3对于500KV变电所除须考虑运输条件外，尚应根据所提供的负荷和系统情况，分析一台变压器故障或停电检修时对系统的影响。尤其是在建所初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全所停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成全所停电。为此，要经过技术经济论证，来确定选用单相还是三相变压器。依据以上原则：YN地区110kV变电站应选用三相变压器。1-2.3.2绕组数量和连接方式的选择 1绕组数量选择原则：依据电力工程设计规范第2.1.4条规定，在具有三种电压等级的变电所中，如通过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绕组连接方式：依据电力工程设计规范第2.2.4条规定，变压器绕组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“”。高中低三侧绕组如何组合，要根据具体工程来定。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用“Y”型连接，35kV亦采用“Y”型。35kV以下电压变压器绕组都采用“” 型连接，根据以上原则：YN地区110kV变电站电压等级为110/10.5kV采用双绕组变压器，连接方式采用Y /-11接线方式。1-2.3.3调压方式选择变压器的电压调整是用分接头开关切换变压器分接头，从而改变变压器变比来实现的。其有自动调压和手动调压两种方式，为保证本地区的供电电压质量，本站选择自动调压即有载调压方式。因在主变高压侧为电源侧且调节范围大，主变分接头设在高压侧，本站主变选择为110KV2*2.5%，即有五个分接头。YN地区110kV变电站采用带自动调压的调压方式。1-2.3.4电压等级选择本站为降压变电所，变压器一次侧接电源，相当于用电设备，所以与线路额定电压相等为110KV；二次侧向负荷供电，相当于发电机二次侧，为保证经10KV线路输送到用户的电压为额定电压，电压应较额定电压高10%，即考虑10%的电压损耗，低压侧由于一般都采用无功补偿措施，所以也与线路额定电压一致。电压等级选择为110/10.5kV。1-2.3.5主变阻抗选择阻抗选择原则：1)各侧阻抗值的选择必须从电力系统稳定、潮流方向、无功分配、继电保护、短路电流、系统内的调压方式和并联运行等方面进行综合考虑；并应以对工程起决定性作用的因素来确定。2)对双绕组的普通变压器，一般按标准规定值来选择。3)对三绕组的普通型和自偶型变压器，起最大阻抗是放在高、中压侧还是高、低压必须按上述第1）条原则来确定。目前国内生产的变压器有“升压型”和“降压型”两种结构：“降压型”的绕组排列顺序为自锁芯向外依次为低、中、高，所以高、低侧阻抗最大。故阻抗选择10.5%，短路电流计算后再确定是否改造变阻变压器。1-2.3.6容量比该变电所为区域性变电所，主要潮流为10kV，对于这种容量不大的变压器由于绕组带来的价格变化不大，两卷变采用的容量比为100/100，所以变压器采用容量组合为100/100 。1-2.3.7冷却方式小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量的变压器采用强迫油循环风冷却变压器。YN地区主变的容量不大，故采用自然风冷却。 1-2.3.8绕组材料 变压器的绕组材料一般有铝和铜两种，为了减少YN地区变的体积和本身的损耗，选择铜绕组。1-2.4主变的中性点接地方式和设备选择1-2.4.1选择依据根据我国电力系统规定110KV及以上系统为中性点直接接地方式，110KV以下系统为中性点不直接接地方式，故本站中性点接地方式为：1)主变压器的110500KV侧选用中性点直接接地方式。2)主变压器的610KV侧采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。1-2.4.2设备计算与选择架空线电容计算：I=（2.73.3）UL10（1+I）（A） 10A电缆： I=0.1UL（1+I）（A）20AYN变的10KV均为电缆故其10KV系统电容电流为：YN变 I=0.110.542（1+0.18）=52.04A20A故需要设置消弧线圈，消弧线圈容量计算为： ， Q=K IU/=1.3552.0410.5/=737.67KVA故消弧线圈型式选择XDJ-550/10两台 S=550KVA U=10KV I=50100A由于10KV系统没有中性点引出，为接入消弧线圈需要选择接地变压器，接地变相好选择为：查电力工程电气设计手册P136表2-1-43综合后选择变压器型号为SFZL725000/110表1-2 为SFZ725000/110具体参数一览表型号额定电压（kV）阻抗电压（%）连接组别SFZL7-25000/110高中低10.5Y /-11110/10.51-3变电站的无功补偿和所用变设计1-3.1无功补偿的意义系统无功不足或无功分配不合理是造成电压质量下降的主要原因。配电站装设的并联电容器装置的目的主要目的是为了改善电网的功率因数，并联电容器装置向电网提供可阶梯调节的容性无功以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗和提高电压，以保证系统安全、可靠和经济运行有着重要意义。因此无功补偿显得很重要。1-3.2无功补偿装置的容量确定根据并联电容器装置设计规范第1.0.3条：并联电容器装置的设计，应根据安装地点的电网条件、补偿要求、环境状况、运行检修要求和实践经验，确定补偿容量、选择接线、保护与控制、布置和安装方式。1容量：取主变容量的15% 。2. 分组：并联电容器的分组应根据电压波动、负荷变化、谐波含量等定。负荷变化不大时可按主变台数分组，本站按主变台数分成两组分别接在主变低压侧的两组母线上。3接线：并联电容器接线有星型和三角型两种方式，选用其中任一种原则上讲都可以。选择不用接线方式时电容器的电压不同。本站选用星型接线方式。 图1-1 4.台数：Q=S15%=2500015%=3750KVar 选用BWF10.5/-100-1WQc=100KVA 故取38个。但并联电容器为双星型接线，所以取421-3.3变电所所用变设计 1-3.3.1台数与引接根据35-110KV变电站设计规范第3.3.1条：在有两台及以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量相同可互做备用的所用变压器。如能从变电所外引入一个可靠的低压备用所用电源时，亦可装设一台所用变压器。所以YN地区变所用变的台数选择型号相同的变压器，互为备用。1-3.3.2 容量SK K=0.85Yn地区：S0.85（2*16*0.15+5+1.1+7.5+1.25*2+1+3+10.5）+（10+10*1）=50.69KVA所以取XDJ-550/10KSJD-3.5/80/10由于为便于消弧线圈的安装，已经选择了对应于XDJ-550/10的接地变KSJD-3.5/80/10，接地变的二次容量为80KVA，能满足所用电容量的要求，故接地变兼做所用变。1- 4电气主接线设计1-4.1电气主接线设计的基本要求电气主接线是变电站电气部分主体结构，是电力系统网络的主要组成部分，正确选择各电压级主接线形式直接影响变电站运行的可靠、灵活和经济性，并对电器选择，配电装置布置，继电保护，自动装置和控制方式的拟订，都有决定性的关系。主接线的设计是一个综合性问题，必须在满足国家技术经济政策的前提下，力争使其技术先进，经济合理，安全可靠。对电气主接线设计的基本要求是1)根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量；2)具有运行、维护的灵活性和方便性；3)在满足可靠性和灵活性前提下做到经济性，令投资省，电能损失小和占地面积尽可能小；4)具有将来发展和扩建的可能性。 1-4.2电气主接线设计35-110KV变电所设计规范指出：第3.2.1条：变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回数、设备特点及负荷性质等条件确定。第3.2.2条：当能满足运行条件时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。第3.2.3条：35-110KV线路为两回及以下时，宜采用桥形线路变压器组或线路分支接线。超过两回的，宜采用扩大桥形，单母线或单母线分段的接线。6.3-35KV的线路为8回或以上时，亦可采用双母线接线。110KV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。第3.2.4条：在采用单母线、分段单母线或双母线的35-110KV主接线中，当不允许停电检修时，可设旁路设施。第3.2.5条：当变电所装有两台主变压器时，6-10KV侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时，亦可采用双母线。当不允许停电检修时，可设旁路设施。第3.2.6条：当须限制变电所6-10KV线路的短路电流时，可采用以下措施之一：一变压器分列运行；二采用高阻抗变压器；三在变压器回路中装设电抗器。第3.2.7条：接在母线上的避雷器和电压互感器，可采用一组隔离开关。由上述原则分别设计本站两个电压级的主接线形式选择为：110KV电压等级主接线设计表1-3 110kV主接线方案比较一览表 方案 方案 单母线分段接线方案 单母线分段带旁母可靠性在用断路器分段的单母线接线中，分段断路器装有继电保护装置，在某一分段母线上发生故障时，分段断路器在保护作用下首先自动跳开，保证非故障的正常供电，可靠性高。任一出线断路器检修时，本线路需停电，所以可靠性不如方案。除具有方案的优点外，检修出线断路器，可以不停电检修，对该回路供电可靠性较方案高。灵活性分段检修母线时，可避免全部停电，对一级重要用户可以从不同分段上引接，保证在母线或母线隔离开关故障或检修时不中断供电，灵活性好。采用屋内配电装置便于维护。正常运行时，分段断路器闭合，旁路隔离开关断开，以单母线分段方式运行。检修某一出线的断路器时两组母线并列运行不影响检修线路供电，灵活性好。经济性接线简单，比方案断路器、隔离开关少，控制保护相对简单，经济性比方案好。多一组母线增加了断路器和隔离开关，故比方案经济性略差可扩性变压器台数或出线回路数增加时，可以相应增加母线分段的数目，段数越多，停电的范围就越小。有一定的可扩性。与方案类似，也有一定的可扩性。本站110KV有两条与系统连络线和一回备用出线，正常运行时两回连络线互为备用，可保证其断路器检修时对本站不中断供电，所以用单母线分段接线形式可以满足对本站的供电可靠性要求。但是远景本站还有110KV出线向另一110KV变电所供电，为保证这一出线供电可靠性，应使其断路器检修时对该回路不停电。考虑本站为各厂区的边上，有污染，为节约用地和减少污染，配电装置选择为全室内型，110KV室内配电装备为小车开关，可以做到检修断路器时利用备用小车开关代替该回路供电，所以可以保证供电可靠性，故本站110KV侧主接线选择为单母线分段的接线形式。10KV电压等级主接线设计表1-4 10KV接线方案比较一览表 方案方案 单母线分段接线方案 单母线分段带旁母可靠性用断路器把母线分段后，对重要用户可从不同段引出两个回路，可靠，由于是屋内布置，可采用手车式断路器，这样可保证进出线检修时不中断供电对重要用户可以从不同段引出两个回路，可靠，且由于有旁路母线，检修出线断路器，可以不停电，供电可靠性高灵活性当一回线路故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电当一回线路故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电经济性占地面积小，但小车投资多占地面积大，多一旁路增加了投资可扩性近期出线回路10回，远景2回，出线回路多，影响供电可靠性。可通过增加母线分段的数目来提高供电可靠性，可扩性好与方案一类似，也具有一定的可扩性通过定性分析，根据对变电站10KV的负荷分析，本站6KV负荷含有比较大比例的、类负荷，虽然印染厂、棉纺厂、小型拖拉机厂是双回供电，允许其中一回出线，断路器停电检修，但机修厂，冶炼厂，生活区等用户为单回供电，其、类负荷的比重也比较大，不允许对这些回路断路器停电检修，所以在分段处使用寿命长且维修量少的真空断路器。为保证10KV所有用户供电可靠性要求，10KV侧主接线选择单母分段形式。 第二章 短路电流计算2-1短路计算目的、规定、步骤2-1.1短路电流计算目的1在选择电气主接线时为了比较各种接线方案或确定一种接线是否需要采取限制短路电流措施等都需要进行短路电流计算。2在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行以及在事故情况下都能安全可靠的工作同时又力求节约资金，这就要求进行全面的短路电流计算。3.在设计屋外高压配电装置时按短路条件校验软导线的相间及相对地的安全距离。4在选择继电保护方式和进行整定计算，校验灵敏度时需要计算最大和最小运行方式下的短路电流5.接地装置的设计也需要用短路电流2-1.2短路电流计算的一般规定2-1.2.1 验算导体和电器的一般规定1）计算的基本情况用最大运行方式下电源的容量和电抗值以及系统的结构短路发生在短路电流最大的瞬间（短路点）2）接线方式：选用发生最大短路电流的最大运行方式3）计算容量：按本次设计规范容量计算，并考虑5-10年的设计规划4）短路类型：三相短路5）短路点：确定在各级电压母线上2-1.2.2 继电保护整定计算与灵敏度校验时的短路计算1）继电保护整定计算的短路电流计算，应根据保护性质即保护范围确定短路计算点并计算最大短路电流。2）继电保护灵敏度校验，根据保护范围确定短路计算点，并计算最小短路电流。2-1.3 短路电流计算的步骤1. 选择短路点2. 绘制等值网络图3选择基准容量和基准电压 Sj=100MVA Uj=U 4. 求每个元件对Sj 和Uj为基准的电抗标幺值5化简网络，求出对短路点等值电抗（转移电抗）6. 转移电抗计算电抗，查运算曲线图7求短路电流有名值8. 绘制短路电流计算表2-2短路电流计算2-2.1等值网络图绘制根据系统接线图，短路计算等值X1S1S2X2 X3X4D1D2X5110kV10KV图2-1X7X6如图2-1所示2-2.2短路电流计算结果具体计算过程见计算书表1-5 最大运行方式下主变低压侧并列运行计算结果表短路点110KV33.33318.40718.40746.93810KV4.17022.93022.93058.470表1-6 最大运行方式下主变低压侧分列运行计算结果表短路点110KV33.33318.40718.40746.93810KV2.22012.20712.20731.128表1-7 最小运行方式下短路电流计算结果表短路点110KV4.4092.2362.23610.12510KV2.18812.03112.0315.579第三章 电气设备的选择与校验3-1电器选择的主要任务3-1.1导体和绝缘子导体的选择主要有：各电压级的汇流母线，主变引下线，出线以及各电压级的绝缘子。3-1.2电器设备电器设备包括各电压级的出线断路器，分段断路器，以及相应的隔离开关，熔断器等。用于保护和测量用的电流互感器，包括穿墙套管，高压开关柜的选择及其一次接线的编号。3-2选择导体和电器的一般原则根据导体和电器选择技术规定SDGJ14-86第1.1.2条规定：（1）应力求技术先进，安全适用，经济合理。（2）应满足正常运行，检修，短路，过电压情况下的要求，并考虑远景发展。（3）应按当地环境条件校验。（4）选择的导体品种不宜过多。（5）应与整个工程建设标准协调一致。（6）选用新产品应积极慎重，新产品应有可靠的实验数据，并经主管单位鉴定合格。依据导体和电器选择技术规定 第2.1.6条 除配电装置的汇流母线外，较长导体的截面应按经济电流密度选择。第2.1.3条 载流导体应选择铝质材料。3-3 开关电器选择3-3.1 断路器型式选择原则按照电力工程设计手册高压断路器选择规定：断路器型式的选择除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于施工调试和运行维护，并经技术经济比较后确定选择断路器。3-3.2 隔离开关的选择原则种类和型式的选择：隔离开关电网型式很多，按安装地点的不同可分为屋内式和屋外式，按绝缘支柱数目可分为单柱式和双柱式。它对配电装置的占地面积有很大影响，选型时应根据配电装置的特点和使用要求以及经济技术条件确定。3-3.3 电压互感器的选择原则依据电力工程设计手册对电压互感器配置的规定：电压互感器的配置与数量，接线方式有关，并应满足测量，保护周期和自动装置的要求，电压互感器应能在运行方式改变时，保护装置不得失压，周期点的两侧都能提取到电压。6220kV电压等级的一组主母线的三相上应装设电压互感器，旁路上是否选用装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。当需要监视和检测线路有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。3-3.4电流互感器选择原则根据导体和电器选择设计技术规定第9.0.3条： 3-20kV屋内配电装置的电流互感器，应根据安装使用条件及产品情况，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构。35kV及以上配电装置的电流互感器，宜采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器，在有条件时，应采用套管式电流互感器。根据电力工程电气设计手册规定电流互感器配置原则是：凡装有断路器的回路均应装设电流互感器。发电机和变压器的中性点，发电机和变压器的出口，桥型接线的跨条上等也装设电流互感器。对直接接地系统，按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相装配。3-4电气设备选择一览表根据上述原则本设计所选择的导体、断路器和隔离开关、电压互感器与电流互感器结果如以下各表所示表5-1 导体选择一览表型号及规范110kV电压母线LGJ-300110KV侧主变引出线LGJ-15010kVLMY-2（12510）双条平放表5-2 10KV电缆出线选择一览表电缆10KV印染厂YJLV22-10-240棉纺厂YJLV22-10-240小型拖拉机厂YJLV22-10-240机修厂YJLV22-10-150生活区YJLV-10-240针织厂YJLV22-10-120毛纺厂YJLV22-10-240备用YJLV22-10-240表5-3 断路器选择一览表安装处型号数量(台)110kV母线侧LW6-110/31505110KV主变出线侧10kV进线ZN-10/3150-31.5210kV母线分段ZN-10I/3150-40110kV 出线ZN12-10/1250-2014表5-4 隔离开关选择一览表安装处型号数量(台)110KV电压互感器侧GW5-110GD310KV进线GN2-10G/2000210KV母线分段GN19-10/1250210KV出线GN19-10/63032110主变侧GN19-10/12502表5-5 电流互感器选择一览表安装处型号额定电压（KV）额定变化级次组合1S热稳定倍数动稳定倍数110KV母线分段LCWD2-110B-2300/5110600/5D/D/0.57513510KV母线分段LAJ-10-2000103000/50.5/D509010KV侧出线印染厂LAJ-10-300/510300/50.5/0.575135棉纺厂LAJ-10-300/510300/50.5/0.575135毛纺厂LAJ-10-300/510300/50.5/0.575135拖拉机厂LAJ-10-300/510300/50.5/0.575135机修厂LAJ-10-200/510200/50.2/390160生活区LAJ-10-400/510400/50.5/0.575110针织厂LAJ-10-200/510200/50.2/3120215备用LAJ-10-300/510300/50.5/0.575135表5-6 电压互感器一览表安装处型号电压KV额定电压V数量一次二次三次110KV母线110100210KV母线JDZJ-1010 2表5-7 绝缘子及穿墙套管选择一览表名称型号及规范数量悬式绝缘子XPW-4.57(片)耐张绝缘子XPW-4.58(片)屋内支持绝缘子ZC-10F屋外支持绝缘子ZPC-35穿墙套管CMWF-20/3000第四章配电装置设计与总平面布置设计4-1配电装置设计原则与要求配电装置是电气主接线的具体实现，是按主接线的要求将电气一次设备合理安排，用以接受和分配电能的装置。其设计原则和要求为：1、配电装置必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级颁发的有关规范、技术规定，并根据电力负荷性质、容量、环境条件和安装维修等要求，合理地选用设备和制定布置方案，应该采用行之有效的新技术、新设备、新布置和新材料。2、配电装置的设计应该根据工程特点、规模和发展规划，做到远期和近期结合，以近期为主，并考扩建的可能。3、配电装置的设计必须坚持节约用地的原则。我国人口众多，但耕地不多，因此节约用地是我国现代化建设的一项带战略性的方针，所以配电装置少占地，不占良田和避免大量开挖土方是必须认真贯彻的重要政策。各种配电装置的占地面积比较：以屋外普通中型为100%；屋外分相中型为70-80%；屋外半高型为50-60%；屋外高型为40-50%；屋内型为25-30%；SF6全封闭电器为5-10%。4、配电装置的设计必须考虑运行安全和操作巡视方便。在布置上应该力求整齐清晰，运行中满足安全距离及防误、放火、防爆，蓄油、排油措施等。重视运行维护时的方便条件，如合理确定电气设备操作位置，操作巡视通道，便于与主控制室（主网络）联系等。5、便于检修安装扩建。如应考虑设备搬运道路，必要的检修起吊空间，良好的照明，是否开展带电作业及其措施，分期建设和扩建的便利等。6、节约三材（钢材、木材、水泥）减低造价。7、应该满足最小安全净距的要求。前面讲的总原则中最主要的是可靠和安全，这是由电气设备安装时的安净距来保证的。根据试验和运行经验国家规定了各种最小安全净距，屋内外的配电装置的安全净距都不能小于这个安全净距。在各种安全净距中最基本的是最小安全净距，即A1 和A2。其他B、C、D、E值都是由A1 和A2考虑了其他因素派生出来的。详细见有关规范、规定和手册中的说明。因为我们这次使用的是典型设计图纸，所以所有的尺寸都符合最小安全净距的要求。4-2 配电装置的设计4-2.1 配电装置设计应满足的基本原则配电装置的设计的基本原则为：必须贯彻国家的基建方针和技术经济政策，如合理利用地形，地质，节约土地等；要保证运行可靠，按照系统和自然条件，合理的选择设备，在布置上力求整齐，清晰，保证有足够的安全距离；要便于检修，巡视和操作，运行和维护方便，便于扩展；在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。最好采用防污和抗震性能好的，采用新技术要慎重。4-2.2 各电压级配电装置型式的选择为保证110kV，10kV配电装置安装，检修，运行，方便，经济合理。根据3110KV高压配电装置设计规范第5.2.1条：配电装置型式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，通过技术经济比较，有限选用占地少的配电装置型式，并宜符合下列规定：一、市区或污秽地区的35110KV配电装置宜采用屋内配电装置；二、大城市中心地区或其他环境特别恶劣地区，110KV配电装置可采用SF6全封闭组合电器（简称GIS）。4-2.2.1 110KV配电装置选择根据规范，由于YN地区土地面积有限，因此110KV配电装置采用屋内型配电装置。4-2.3.2 10kV配电装置选择10KV配电装置使用GG1A-10型固定式高压开关柜屋内单列布置，采用真空断路器。其一次线路方案的开关柜型选择如下：出线柜 选用GG1A-10-03型，共14台；分段柜 选用GG1A-10-2628型, 共2台；所用变柜 选用GG1A-10-04型，共2台；电容器柜 选用GG1A-10-04型，共2台；主变引线柜 选用GG1A-10-27型，共2台；电压互感器及避雷器柜 选用GG1A-10-54型，共2台。4-3 总平面布置设计4-3.1 总平面布置的内容和基本要求变电所的总平布置图是一张反映变电所全貌的俯视图，电气主接线图反映了电气设备间的电气连接，而总平布置则表示了电气设备的相对位置、连接方法、总体布局和定位，因此它是施工设计和安装中的重要图纸之一，也称第二张司令图。总平面布置主要解决和协调全所建筑物，道路