110kV变电站一次系统设计徐鹏

摘要摘 要电能是经变电所（升）降压后进行传输和分配的，所以，正确合理的设计变电所，对提供良好的电能质量和供电可靠性，具有非常重要的意义。本设计为110kV降压变电所设计，电压等级为110kV、35kV、10kV。110kV侧为两回电源线。35kV和10kV侧无电源。本所选择两台容量为50000kVA的有载调压风冷变压器。本设计主要包括变电所所址的选择，短路电流的计算，电气主接线选择，变电所总平面布置设计，电气设备的选择，防雷保护等。绘制了电气主接线图、变电所总平面布置图、110kV出线间隔图、35kV和10kV侧配置图及变电所的防雷保护图。设计中110kV侧电气主接线采用的是内桥接线，35kV、10kV侧采用单母线分段接线，其运行方式均采用分裂运行。110kV侧采用了屋外中型配电装置，采用敞开式配电装置；35kV选用金属铠装移开式开关柜KYN61-40.5，断路器采用ZN85型真空断路器。10kV侧采用了中置式KYN-12开关柜，选用ZN28型真空断路器。在这次设计中，采用了目前国内比较先进的设备和技术，大大提高了供电的可靠性、安全性和经济性。 关键词：变压器，短路容量- III -目录目 录摘 要I第一章 概 述11.1 引言11.2 变电所现状及发展趋势11.3 本文的设计说明及其主要工作21.3.1 110kV变电所电气设计说明31.3.2 具体工作3第二章 电气主接线设计42.1 110kV电气主接线52.2 35kV电气主接线62.3 10kV电气主接线8第三章 负荷计算及变压器选择103.1负荷计算103.2 主变台数、容量和型式的确定113.2.1 变电所主变压器台数的确定113.2.2 变电所主变压器容量的确定113.2.3 变电所主变压器型式的选择113.3 所用电源的选择12第四章 短路电流计算134.1 系统电抗标么值的计算134.2 系统电抗标么值计算144.3 电流基准值计算154.4 短路电流计算154.4.1 k1、k2点短路电流的计算154.4.2 k3点短路电流的计算164.4.3 k4点短路电流的计算174.5 各侧回路持续工作电流18第五章 电气设备的选择与校验195.1 电气设备的选择原则195.1.1 断路器的选择原则195.1.2 隔离开关的选择原则225.1.3 电流互感器的选择原则225.1.4 电压互感器的选择原则245.1.5 避雷器的选择原则255.2 110kV侧电气设备的选择与校验285.2.1 断路器的选择与校验285.2.2 隔离开关的选择与校验295.2.3 电流互感器的选择与校验305.2.4 电压互感器的选择与校验305.2.5 避雷器的选择与校验305.2.6 中性点避雷器的选择325.2.7 母线导体的选择与校验325.3 35kV侧电气设备的选择与校验325.3.1 断路器的选择与校验335.3.2 电流互感器的选择与校验345.3.3 电压互感器的选择345.3.4 避雷器的选择345.3.5 高压熔断器的选择355.3.6 母线导体的选择与校验355.4 10kV侧电气设备的选择与校验355.4.1 断路器的选择与校验365.4.2 电流互感器的选择与校验375.4.3 电压互感器的选择385.4.4 避雷器的选择385.4.5 高压熔断器的选择385.4.6 接地开关的选择385.4.7 母线导体的选择与校验38第六章 防雷保护设计406.1 防雷保护的概述406.2 避雷针保护范围计算40总 结43致 谢44参考文献45第一章 概述第一章 概 述1.1 引言随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电气设备和配电网络按一定的接线方式所构成，它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所1。作为电能传输与控制的枢纽，变电所必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。1.2 变电所现状及发展趋势近年来，为了满足经济快速增长对电力的需求，我国电力工业也在高速发展，电网规模不断扩大。目前我国建成的500kV变电所有近200座，220kV变电所几千座；500kV电网已经成为主要的输电网络，大经济区之间实现了联网，最终将实现全国联网。电气设备的制造水平也在不断提高，产品的性能和质量都有了较大的改进。除空气绝缘的高压电气设备外，GIS、组合化、智能化、数字化的高压配电装置也有了新的发展；计算机监控微机保护已经在电力系统中全面推广采用。自20世纪90年代以来，变电所自动化技术成为我国电力行业的热点技术之一。目前全国已投入运行的35500kV变电所约20000座(不包括用户变)，而且每年新增变电所的数量约为3%5%，也就是说每年都有千百座新建变电所投入电网运行，新建变电所基本上都采用了自动化系统模式，同时每年还有许多老变电所的技术改造，也基本上以自动化系统模式为主。在已采用自动化技术的变电所中，早期采用较多的国外产品有：如ABB、SIEMENS、GE等公司的产品。但随着国内厂家的产品技术含量、工艺水平的提高以及国家产业政策的支持，目前220kV及以下电压等级变电所的自动化大都采用了国产产品，330kV及以上电压等级变电所也大量使用了国产产品。目前，国产产品厂家主要有：南瑞集团、北京四方、许继电气、国电南自等。 请登陆:输配电设备网 浏览更多信息变电所今后的发展方向是向小型化、无油化、自动化方向发展。所谓小型化指采用先进的设备（如GIS设备），减少占地，从而节省减少建所时的土地购置费用；变电所设备大多为注油设备，这对安全运行不利，一旦设备故障，就会喷油引起火灾；另方面，设备的渗油、漏油缺陷对环境会造成污染，所以实现变电所无油化也是发展趋势之一；最后，实现变电所的无人值班或少人值班对设备制造、运行监控以及通信远动等技术提出了更高的要求。 任务书一、毕业设计(论文)题目：110kV变电所电气一次系统设计二、毕业设计(论文)工作起止时间： 2010 年 6 月 3 日至 2010 年 9 月 1 日三、毕业设计(论文)的内容要求：本次设计为110kV变电站初步设计，共分为任务书、计算书、说明书三部分，同时还附有若干张图纸加以说明。本次毕业设计应达到以下要求：1、学习和掌握变电站电气部分设计的基本方法。2、对所设计的变电站的特点，以及它在电力系统中的地位、作用和运行方式等应有清晰的概念。3、熟悉所选用电气设备的工作原理和性能，及其运行使用中应注意的事项。4、熟悉所采用的电气主接线图，掌握各种运行方式的倒闸操作程序。5、培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。四、分阶段完成时间：2010-6-72010-6-20 主变压器容量、型号和台数的选择2010-6-212010-7-4 电气主接线设计2010-7-52010-7-18 短路电流计算2010-7-192010-8-1 电气设备选择2010-8-22010-8-8 屋内外配电装置设计2010-8-92010-8-15 防雷及接地系统设计2010-8-162010-8-22 总平面布置2010-8-232010-9-1 撰写毕业论文五、原始数据和参考资料：(一) 原始资料：1.变电站类型：110kV降压变电所2.电压等级：110 / 35 / 10 KV3.负荷情况：35 KV侧：最大80MW，最小20MW， Tmax = 5200小时，cos = 0.85 10 KV侧：最大40MW，最小10MW， Tmax = 5200小时，cos = 0.80 4.出线情况：110kV：3回，35kV：6回，10kV：12回（电缆）5.系统情况：(1)系统经双回线（LGJ-185/15km）给变电所供电(2)系统110kV母线电压满足常调压要求(3)系统110kV母线短路电流标幺值为25（SB = 100 MVA）(4)35kV和10kV对端无电源6.环境条件：(1)最高温度40，最低温度-25，年平均温度20(2)土壤电阻率 kA，满足动稳定要求。 （7）按短路容量选择：选择的断路器额定开断容量，即MVA该值大于110kV侧三相短路容量2101.5 MVA满足要求。5.2.2 隔离开关的选择与校验110kV侧选用GW5型隔离开关，主要技术参数：额定工作电压126kV，额定工作电流1250A，额定频率50Hz，4s热稳定电流31.5kA，额定动稳定电流80kA，满足表4-2中110kV侧三相短路电流计算值。110kV中性点处选用GW2-35G/600A型户外高压隔离开关。主要参数：额定工作电压35kV，最高工作电压40.5kV，额定工作电流600A，极限通过电流42kA，4s热稳定电流20kA，配用操动机构型号CS11-G。5.2.3 电流互感器的选择与校验110kV电源进线侧选用LGBJ-110W3型电流互感器13，主要技术参数为：额定电流2600/5A，准确级组合0.2S/5P20/5P20/5P20，额定电流比600/5（300/5），额定电压110kV，热稳定电流(1s)54kA，动稳定电流80kA。110kV变压器侧选用LGBJ-110W3型电流互感器，主要技术参数为：额定电流2600/5A，准确级组合0.2S/5P20/5P20/5P20，额定电流比600/5（300/5），额定电压110kV，热稳定电流(1S)54kA，动稳定电流80kA。 （1）热稳定性校验：kA2S kA因为，故满足热稳定要求。 （2）动稳定校验：额定动稳定电流80kA，大于最大短路冲击电流28.1kA，故满足动稳定要求。110kV中性点处电流互感器选用LSJ-35型装入式电流互感器。主要参数：额定工作电压35kV，级次组合0.5/3，准确等级与额定二次负荷：10级/0.8，额定一次电流150A，额定二次电流5A。5.2.4 电压互感器的选择与校验110kV侧选用TYD-110/-0.02H型电压互感器，无锡日新电机有限公司14。主要技术参数：一次绕组额定工作电压110/，二次绕组额定工作电压110/，最高电压126kV，额定容量0.02F，额定电压比110/0.1/0.1/0.1kV，额定频率50Hz，额定绝缘水平126/185/450kV，精确等级0.2/0.5/3P，额定输出1级500VA，3级1000VA，最大容量2000VA。5.2.5 避雷器的选择与校验 110kV选用YH10W-100/260型避雷器。主要技术参数：系统电压110kV，避雷器额定电压100kV，持续运行电压73kV，雷电冲击电压小于等于260kV，操作冲击电压小于等于221kV，陡坡冲击电压291kV，2ms方波冲击容量600A。（1）按额定电压选择：110kV系统最高电压为126kV，相对地最高电压为kV，根据表5-4选择氧化锌避雷器的额定电压为kV，取氧化锌避雷器的额定电压为100kV。（2）按持续运行电压选择：110kV系统相对地最高电压为kV，故选择氧化锌避雷器持续运行电压为73kV。（3）雷电冲击残压