kV变电所电气介绍说明书

1、第一部分设计说明书1概述1.1设计依据由华北水利水电学院动力工程系电气教研室提供的2001级电气工程及其自动化专业毕业设计任务指导书一一110kV降压变电所电气一次部分初步设计(一)原始资料要求：设计变电所在城市近郊，在变电所附近有地区负荷。(2) 确定本变电所的电压等级为110/35/10KV，110KV是本变电所的电源电压，35KV和10KV是二次电压。(3) 待建变电所的电源，由双回110KV线路送到本变电所：在中压侧35KV母线，送出6回线路；在低压侧10KV母线，送出16回线路，为近区负荷，每回路输送容量1MW自然功率因数0.6,要求10KV母线功率因数0.9;该变电所的所址，地势平

2、坦，交通方便。变压器采用两台型号完全相同的有载调压三绕组电力变压器，变压器容量为40000KVA待建变电所与电力系统的连接情况如图l26待设计1101变电所150仅学系统1101，=0.04(=100图1待设计变电所与电力系统的连接电路图变电所的设计内容包括：选择本变电所主变的类型。设计本变电所的电气主接线，选出数个电气主接线方案进行技术经济综合比较，确定一个较佳方案。进行必要的短路电流计算。选择和校验所需的电气设备。设计和校验母线系统。进行继电保护的规划设计。进行防密保护规划设计。110kV高压配电装置设计。1.2设计规模主变压器容量：2X40MVA电压等级110/35/10kV。110kV

3、出线：出线4回，不设备用出线，电源发电厂2回，连接电力系统2回35kV出线：出线6回，不设备用出线。10kV出线：出线16回，不设备用出线。连接至近区负荷。无功补偿：装于10kV母线，容量2X10MVar所用电源：在10kV母线两段各装设一台型号相同的所用变压器互为备用。2电气主接线2.1主变压器2.2 本变电所主变压器容量为2X40MVA为便于维护管理，两台主变压器选用油浸风冷型有载调压电力变压器，所选型号为SFSZ-40000/110，电压等级121土2X2.5%/38.5土2X2.5%/11kV，接线组别Yn,yn0,d11。W=10.5%,山=17.5%,如=6.5%。2110kV接线

4、方案一：110kV电网中的重要性，采用双母线，110kV电网中的重要性，采用单母线分110kV最终规模4回架空出线，考虑到本站在其中一条母线分段的接线方式。r'万案一：110kV最终规模4回架空出线，考虑到本站在段带旁路接线，分段断路器兼作旁路断路器。r'*方案二：110kV最终规模4回架空出线，由于断路器采用六氟化硫断路器，采用单母线分段接线。三套方案的技术经济比较：方案一具有运行灵活、可靠，出现断路器故障时，不用停电，而且有一段母线故障不会影响供电，安全性较高。占地与方案二相当，比方案一略高。投资由于有两条三段母线,需要用到八台断路器，比方案二和方案三都多。投资及占地比方案

5、二和方案三都没有优势。方案二具有运行灵活、可靠，出现断路器故障时，不用停电，安全性较高。共三段母线需要用7台断路器。但投资及占地比方案二略高一些，方案二投资比方案一略省一些。方案三运行灵活，但是出线断路器检修时，须停电，供电安全性没有较高保障。虽然投资和占地面积比方案一和方案二都要省，但是结合本站所供负荷的重要性，此种接线方案不符合电力系统供电可靠性的要求。2.3 35kV接线方案一：35kV采用单母线分段接线。35kV出线6回。两段母线各联三回。方案二：35kV采用双母线分段接线。两套方案的技术经济比较：方案一运行较为灵活，占地面积比方案二要小，投资也相对方案二小很多。但是一旦有一段母线断电

6、，就会影响其所连接的三条回路的电力供应，导致三条回路停电。方案二运行灵活、可靠。出现断路器故障时，不用停电，安全性较高，但是两条共四段母线使工程占地面积较方案一增大很多，并且投资也多出数千万。现在的六氟化硫断路器产品质量非常稳定，出口断路器损坏的可能性极小。2.4 10kV接线考虑到10kV的16回出线并不是很高等级的用电负荷。短时间停电不会对用户造成重大损失。10kV采用投资较低，占地最小的单母线分段接线。10kV出线16回。2.5电气主接线方式综合三个电压等级的可用接线方式，确定以下接线方式为最终备选方式：方案一：110kV母线采用单母线分段带旁路母线，分段断路器兼作旁路母线断路器接线。3

7、5kV母线采用单母线分段的接线方式，10kV母线采用单母线分段的接线方式。其示意接线图如下：1IIMMV1n1：|图1电气主接线方案一10kV母线采用单母线分段的接线方式。方案二：110kV母线采用双母线，其中一条母线分段的接线方式，35kV母线采用双母线分段的接线方式，两套方案的技术经济比较：方案一运行灵活，能够较好的保证电力供应的可靠性。基本上不会产生大规模停电的事故。占地面积较小，符合节约用地和供电可靠的规则。方案二运行灵活，能够非常完善的保证电力供应的可靠。基本上不会出现故障性停电事故。占地面积较方案一大了许多，需要增加巨额的征地费用。而且由丁主接线形式较为复杂，电气设备的数量也较方案

8、一增加了很多，从经济角度，投资可能要较方案一多增加数千万元。考虑到本变电所所供的电力用户的重要性，没有必要选择方案二如此具有保障的接线形式。所以最终接线方式确定为方案一。2.6无功补偿装丁10kV母线侧，最终容量按2X10MVar配置，1段、2段分别装设一组2.7中性点设备主变压器110kV侧中性点采用避富器加保护间隙保护，也可经隔离开关接地。主变压器35kV侧中性点采用避富器加保护间隙保护。3短路电流计算短路电流计算包括110kV、35kV和10kV母线出现最大短路电流方式下0秒、1.55秒、3.1秒、4秒和冲击电流的计算。110kV母线的最大短路电流是分段断路器闭合运行时分段断路器一侧三相

9、短路的情况。35kV母线的最大短路电流是分段断路器闭合运行时分段断路器一侧三相短路的情况。10kV母线的最大短路电流是分段断路器闭合运行时分段断路器一侧三相短路的情况。所以短路电流计算是对以上三点进行计算的。根据110kV母线系统阻抗，在考虑主变并列运行的情况下，短路电流计算结果如下：表1短路电流计算结果表:0秒时刻1.55秒时刻3.1秒时刻4秒时刻冲击电流ish1100®线侧三相短路电流（kA）7.45083.2032.9822.92277.450835k则线侧三相短路电流（kA）9.83437.2337.2547.46849.834310k则线侧三相短路电流（kA）25.4312

10、0.922.5522.162425.4314.1 4主要设备选择110kV断路器110kV断路器选用LW6-110/3150型SF6断路器，额定电流3150A,额定开断电流31.5kA。4.2 35kV断路器35kV断路器选用LW16-35/1600型SF断路器，额定电流1600A，额定开断电流25kA。4.3 10kV开关柜和断路器4.4 10kV开关柜选用XGN-10S固定式开关柜。柜中配ZN8-10/2000型真空断路器。额定电流为2000A,额定开断电流31.5kA0110kV隔离开关110kV隔离开关选用G财10D型隔离开关。额定电流3150A。4.5 35kV隔离开关35kV隔离开

11、关选用GW35型隔离开关。额定电流1000A。4.6 10kV隔离开关4.7 10kV隔离开关选用GN0-10型隔离开关。额定电流2000A10kV并联电容器并联电容器组布置在10kV配电装置附近，选用密集型电容器组成套装置，户外布置。4.8所用变压器本次设计选用两台10kV级所用变压器，设计考虑选用干式绝缘，并布置在10kV开关柜内，所用变容量为80kVA4.9导体110kV主变进线额定电流为168A导线选用LGJ-185/25。35kV进线额定电流为528A,导线选用LGJ-185/25。主变压器10kV侧额定电流为1848A10kV主变进线屋内部分选用封闭母线，母线选用2XLMY-11C

12、X10。表2110kV断路器及隔离开关选择结果表电流计算结果项目LW6-110/3150GW-110D/3150UN110(kV)lh110(kV)110(kV)1max1287(A)IN3150(A)3150(A)I2.9227(kA)Ibr31.5(kA)一ish7.4508(kA)imax100(kA)120(kA)Q31(kA2-s)It"402x4=6400(kA2-s)402x5=8000(kA2-s)表335kV断路器及隔离开关选择结果表电流计算结果项目LW6-35/1600GW-35/1000UN35(kV)UN35(kV)35(kV)Imax277.2(A)IN16

13、00(A)1000(A)I7.4684(kA)Ibr25(kA)一ish9.8343(kA)imax63(kA)80(kA)Q31(kA2-s)It"212x4=1764(kA2-s)252X5=3125(kA2-s)表410kV断路器及隔离开关选择结果表电流计算结果项目Zh28-10/2000GNo-10/2000UN10(kV)UN10(kV)10(kV)Imax840(A)IN2000(A)2000(A)I22.1624(kA)Ibr31.5(kA)一ish25.431(kA)imax80(kA)125(kA)Q1386.68(kA2-s)It"272X4=2916(

14、kA2-s)2976(kA2-s)表5母线的选择结果表设备名称选择结果计算结果_2S(mm)放置方式Iy(A)(33C)b(x106Pa)Igmax(A)SmMmn2)b(x106Pa)110g线480管型铝镒合金水平放置145870128723406.0535kVS线80X10矩形铝排水平放置99070277.25045.75备注母线平放互感器选择情况列表设备名称安装地点型号电压互感器110k再线JDC6-1100.5/0.5/3P级35kV®线JDZ8-350.5/0.5/3P级10kV®线JDZ12-100.5/0.5/3P级电流互感器110kVfe路线路保护LCWB

15、6-110/15005P/5P/5P/0.5/0.2主变保护LCWB6-110/31505P/5P/5P/0.5/0.2110k再联LCWB6-110/31505P/5P/5P/0.5/0.235kV锵LCWB6-35/10005P/5P/5P/0.5/0.235kV®联LCWB6-35/20005P/5P/5P/0.5/0.210kV出线LZZJ-10/200,5P/0.5/3级10kV®联LZZJ-10/600,5P/0.5/3级5电气设备布置及配电装置5.1电气总布置本变电所主变压器，35kV、110kV配电装置，并联电容器组均为户外布置。10kV高压开关柜等电气设备

16、布置在屋内。35kV、110kV均为架空出线。10kV为电缆引至围墙外电杆架空出线。主控楼布置有载波机室、检修问及二次设备室等。5.2配电装置5.2.1主变压器变压器尺寸6e4m（长X宽），两台主变一侧设电缆沟。变压器中性点设备及端子箱布置在变压器附近。5.2.2 110kV配电装置5.2.3 110kV配电装置为中型布置，采用敞开式电器。进出线间隔宽度为8m35kV配电装置5.2.4 35kV配电装置为中型布置，采用敞开式电器。进出线间隔宽度为6m10kV配电装置10kV配电室布置在110kV配电装置南侧，主变10kV经母线桥直接引入开关柜。10kV开关柜为单列布置，开关柜二次电缆均敷设在盘

17、前的电缆沟内，一次电缆穿管敷设至室外电缆沟。5.2.5并联电容器组10kV并联电容器布置在10kV配电装置附近，电容器组与10kV开关柜之间以电缆连接。6过电压保护和接地6.1直击雷保护本变电所除10kV配电装置外均为户外布置，在110kV,35kV配电装置内设避$针保护配电装置6.2过电压保护为防止线路侵入的雷电波过电压，在110kV、35kV、10kV每段母线上分别安装避富器。主变压器35kV、10kV侧安装避雷器。为保护主变压器中性点绝缘，在主变110kV侧中性点装设一台避雷器及放电间隙。10kV并联电容器根据规定安装设氧化锌避$器保护。66.3接地本变电站接地方式以水平接地为主，辅以垂

18、直接地极，住接地网用镀锌扁钢50X6mm布置尽量利用配电楼以外的空地。深埋接地极。变电站主接地网接地电阻应不大于0.5Q。并满足交流电气装置的接地(DL/T621-1997)标准的要求。变电站四周与人行道相邻处，设置与主网相连接的均压带。变电站内为满足微机保护、微机监控系统的屏蔽和抗十扰要求，二次设备室接地采用铜排。67防雷规划本工程采用110kV、35kV配电装置构架上设避$针；10kV配电装置设独立避富针进行直接$保护。为了防止反击，主变构架上不设置避富针。采用避$器来防止雷电侵入波对电气设备绝缘造成危害。避$器的选择，考虑到氧化锌避富器的非线性伏安特性优越于碳化硅避$器，且没有申联间隙，

19、保护特性好，没有工频续流、灭弧等问题，所以本工程110kV和35kV系统中，采用氧化锌避$器。由于金届氧化物避富器没有申联间隙，正常工频相电压要长期施加在金届氧化物电阻片上，为了保证使用寿命，长期施加于避富器上的运行电压不可超过避富器允许的持续运行电压。避富器选择情况见下表：避雷器选择情况表设备名称安装地点型号避雷器110k再线Y10W5-110110kV®线侧Y10W5-11035kV®线Y10W5-3535kV出线侧Y10W5-3510kV®线FZ-1010kV出线侧FS-10主变中性点FZ-40,间隙保护8继电保护及自动装置全站继电保护及自动装置与监控系统统

20、一设计，采用微机型的独立保护装置或保护测控一体化装置，并具有通讯功能。设计依照继电保护和安全自动装置技术规程的有关规定配置。8.1主变压器保护按照继电保护和安全自动装置技术规程的要求，并考虑到采用微机保护的具体情况，采用双主双后的配置方式：差动保护、复合电压闭锁的过电流保护、过负荷保护、零序过电流保护及瓦斯、油温、油位、绕组温度、压力释放等非电量保护。5主保护：差动保护变压器重瓦斯保护后备保护：8.2 复合电压闭锁过流保护零序过流过压保护过负荷保护非电量保护110kV的保护装设局频距离保护作为主保护，电流保护作为后备35kV线路保护装设距离保护作为主保护，电流保护作为后备三段式过流保护（带方向

21、、电压闭锁）8.3 单相接地保护及选线自动重合闸装置低周减载10kV线路保护三段式过流保护单相接地选线自动重合闸装置低周减载8.5电力电容器组保护限时速断保护过流保护电流闭锁失压保护过电压保护差压保护8.6自动装置10kV、35kV线路装设自动重合闸装置10kV、35kV线路装设自动低周减载装置装设小电流接地检测装置8.7直流系统本工程直流系统采用两组蓄电池组，两套充电装置接线，每组蓄电池容量：100Ah,220V,蓄电池柜设置在继电器室内。正常时两组同时工作，检修时可由一组蓄电池短时工作。接线灵活，运行方便，安全可靠。9其他9.1照明及动力变电所正常照明由所用变交流屏供电，事故照明由直流屏供

22、电。变压器、10kV、35kV配电装置及道路照明采用投光灯集中照明。10kV配电室及辅助房间米用荧光灯照明。二次设备室照明米用荧光灯照明。9.2交流所用变系统所用变系统低压接线采用三相四线制零线接地系统。两台所用变压器，为提高重要负荷的供电可靠性，所用电系统接线采用单母线分段接线，每台所用变各带一段母线，重要负荷分别从两段母线双回供电。9.3电缆敷设与防火所内采用电缆沟及埋管暗敷方式。微机监控和微机保护的电流、电压、信号接点引入线均采用屏蔽电缆。屏蔽层接地措施按国际GB50217-94电力工程电缆设计规范要求设计。各相电流和电压线及其中性点线分别置于同一电缆内。电缆防火延燃措施按国际GB50217-94电力工程电缆设计规范中电缆防火和阻止延燃措施设计。9.4辅助设施变电所内设电气实验室，检修问9.5电气二次线控制方式本变电站设计为少人值班的控制方式，采用计算机综合自动化监控系统，实现对本站一次设备的控制、保护、测量、报警等监控功能，从而本站