KV变电站设计毕业论文

1变电站总体分析市变电站位于市市边缘，供给给城市和近郊郊工业、农业业及生活用电电，是新建地地区变电所。变变电站做为电电力系统中起起着重要的连连接作用，是是联系发电厂厂与负荷的重重要环节。本本课程设计主主要是关于本本变电站的一一次设计，为为了是变电站站的一次设计计能够很好的的接入电力系系统，使电力力系统安全可可靠的运行，下下面对本变电电站做初步分分析的原始数数据进行分析析。变电站类型：1110KV地方降压变变电站2．电压等级：：110/110KV3．线路回数：：110KV：2回，备用2回；10KV：133回，备用2回；4．地理条件：：平均海拔100m，地势平坦坦，交通方便便，有充足水水源，属轻地地震区。年最最高气温+42℃，年最低气气温-18℃，年平均温温度+16℃，最热月平平均最高温度度+32℃。最大风速35m/ss,主导风向西西北，覆冰厚厚度。5．负荷情况：：主要是一、二二级负荷，市市内负荷主要要为市区生活活用电、棉纺纺厂、印染厂厂等工业用电电；郊区负荷荷主要为郊区区变电站及其其他工业用电电。6．系统情况：：根据任务书书中电力系统统简图可以看看到，本变电电站位于两个个电源中间，有有两个发电厂厂提供电能，进进而经过该变变电站降压后后用于工业、农农业等负荷用用电，需要一一定的可靠性性。2负荷分析及及主变压器的的选择2．1负荷计计算的目的：：计算负荷是供电电设计计算的的基本依据，计计算负荷确定定得是否正确确合理，直接接影响到电器器和导线电缆的选选择是否经济济合理。如计计算负荷确定定过大，将使使电器和导线线选得过大，造造成投资和有有色金属的消消耗浪费，如如计算负荷确确定过小又将将使电器和导导线电缆处子子过早老化甚甚至烧毁，造造成重大损失失，由此可见见正确确定计计算负荷重要要性。2．2负荷分析析10KV侧:近期负荷：P近近=(2＋2＋1＋1＋2＋3＋2＋1.5＋1.5＋1.5)MWW=17.55MW远期负荷:P远远=（３＋３＋1.5＋1.5＋3＋4.5＋3.5＋2＋2＋2＋2＋2）=30MWW=17.5MWW+30MWW=47.55MW综合最大计算负负荷计算公式式:Sjs=Kt***(1+%))(注:Kt:同同时系数，取取85%;%:线损,取5%)Sjs近=Ktt**(1++%)=Kt*()*(1+%%)=0.85*117.7555*(1+00.05)==15.855MVASjs远=Ktt**(1+%)=Kt*（)**（1+%）＝0.85*333.0655*1.055=29.551MVA视在功率:S=Sjs近++Sjs远＝15.855MVA+229.51MMVA=455.36MVVA2．3主变压器器的选择一．相数的确定定：330KV以下下的电力系统统，在不受运运输条件限制制时，应用三三相变压器。二．绕组数的确确定：对深入引进负荷荷中心、具有有直接从高压压降为低压供供电条件的变变电所，为简简化电压等级级或减少重复复降压容量，可可采用双绕组组变压器。三．主变压器台台数的确定在这次变电站设设计中,可以采用一一台或两台主主变压器,下面对单台变变压器和两台变压器器进行比较：：比较单台变压器两台变压器技术指标供电安全比满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量电压损耗略大电压损耗略小灵活方便性灵活性差灵活性好扩建适用性稍差好由前设计任务书书可知、正常常运行时，变变电所负荷由由110kV系统供电，考考虑到重要负负荷达到477.5MW，并考虑到到现今社会用用户需要的供供电可靠性的的要求更高，应应采用两台容容量相同的变变压器并联运运行。四．变压器容量量和型号的确确定容量选择及检验验公式:n，，,（其中n为变电电站设计中变变压器的台数数，在这次设设计中，n=2）因此根据上述式式子及负荷分分析可以选择择两台型号为为SFQ7220000//110的有载调压压变压器，变变压器的技术术参数如下表表所示：型号额定电压(KVV)联接组接号损耗(KV)空载电流(%))阻抗电压(%))高压低压空载负载SFQ7200000/1110110±2*22.5%11,10.55,6.6,6.33YN,d1127.51040.910.53主接线的的选择3.1对电气气主接线的基基本要求变电所主接线选选择的主要原原则有以下几几点：（1）供电可靠靠性：如何保保证可靠地（不不断地）向用用户供给符合合质量的电能能是发电厂和和变电站的首首要任务，这这是第一个基基本要求。（2）灵活性：：其含义是电电气主接线能能适应各种运运行方式（包包括正常、事事故和检修运运行方式）并并能方便地通通过操作实现现运行方式的的变换而且在在基本一回路路检修时，不不影响其他回回路继续运行行，灵活性还还应包括将来来扩建的可能能性。（3）操作方便便、安全：主接线还应应简明清晰、运运行维护方便便、使设备切切换所需的操作作步骤少，尽量避免用用隔离开关操操作电源。（4）经济性：：即在满足可可靠性、灵活活性、操作方方便安全这三三个基本要求求的前提下，应应力求投资节节省、占地面面积小、电能能损失少、运运行维护费用用低、电器数数量少、选用用轻型电器是是节约投资的的重要措施。根据以上的基本本要求对主接接线进行选择择。3.21110kV侧接线的选选择方案(一)单母母线分段接线线优点：（1）母母线发生故障障时，仅故障障母线停止供供电，非故障障母线仍可继继续工作，缩缩小母线故障障影响范围。（２）对双回线线路供电的重重要用户，可可将双回路接接于不同的母母线段上，保保证对重要用用户的供电。缺点：当一段母母线故障或检检修时，必须须断开在该段段上的全部电电源和引出线线，这样减少少了系统的供供电量，并使使该回路供电电的用户停电电方案（二）:桥形接线110kV侧以以双回路与系系统相连，而而变电站最常常操作的是切切换变压器，而而与系统联接接的线路不易易发生故障或或频繁切换，因因此可采用内内桥式线，这这也有利于以以后变电站的的扩建。优点：高压电器器少，布置简简单，造价低低，经适当布布置可较容易易地过渡成单单母线分段或或双母线分接接线。缺点：可靠性不不是太高，切切换操作比较较麻烦。方案（三）：双双母线接线优点：（1）供供电可靠，通通过两组母线线隔离开关的的倒换操作，可可以轮流检修修一组母线而而不至于供电电中断，一组组母线故障后后能迅速恢复复供电，检修修任一组的母母线隔离开关关时只停该回回路。（2）扩建方便便，可向双母线线的左右任何何一个方向扩扩建，均不影影响两组母线线的电源和负负荷的平均分分配，不会引引起原有回路路的停电，以以致连接不同同的母线段，不不会如单母线线分段那样导导致交叉跨越越。（3）便于试验验，当个别回回路需要时单单独进行试验验时可将该架架路分开，单独接至至一组母线上上。缺点：（１）增增加一组母线线和每回路需需增加一组母母线隔离开关关，投资大。（2）当母线故故障或检修时时，隔离开关关作为倒换操操作电器容易易误操作，为为了避免隔离离开关误操作作需在隔离开开关和断路之之间装设连锁锁装置。对于110kVV侧来说，因因为它要供给给较多的一类类、二类负荷荷、因此其要要求有较高的的可靠性。对对比以上三种种方案,从经济性、可可靠性等多方方面因素考虑虑，最佳设计计方案为方案案（一）。具具有一定的可可靠性和可扩扩展性，而且且比双母线投投资小。3.310kVV侧接线选择择方案（一）：单单母线接线优点：接线简单单清晰、设备备少、投资少少、运行操作作方便、且有有利于扩建。缺点：可靠性、灵灵活性差、母母线故障时，各各出线必须全全部停电。方案（二）：单单母线分段接接线优点：（1）母母线发生故障障时，仅故障障母线停止供供电，非故障障母线仍可继继续工作，缩缩小母线故障障影响范围。（２）对双回线线路供电的重重要用户，可可将双回路接接于不同的母母线段上，保保证对重要用用户的供电。缺点：当一段母母线故障或检检修时，必须须断开在该段段上的全部电电源和引出线线，这样减少少了系统的供供电量，并使使该回路供电电的用户停电电。方案（三）：分分段断路器兼兼作旁路断路路器的单母线线分段优点：有较大的的可靠性和灵灵活性，且检检修断路器时时合出线不中中断供电。缺点：投资增大大、经济性能能差。对比以上三种方方案：单母线线接线可靠性性低，当母线线故障时，各各出线须全部部停电，不能能满足I、II类负荷供电电性的要求，故故不采纳；将将I、II类负荷的双双回电源线不不同的分段母母线上，当其其中一段母线线故障时，由由另一段母线线提供电源，从从而可保证供供电可靠性；；虽然分段断断路器兼作旁旁路断路器的的单母线分段段也能满足要要求，但其投投资大、经济济性能差，故故采用方案（二二）单母线分分段接线。主接线图见附录录１4短路电流计计算4.1电力系统统简图图4-1电力系系统简图注：LGJ1550：0.416Ω/kmLGJJ185:0.4110Ω/kmLGJJ240:0.4001Ω/km4.2各回路路阻抗的计算算(取SB=1000MVA,,VB=Vav))图4-2电电力系统化简简图最大运行方式下下:根据所选变压器器的技术参数数可以求变压压器的阻抗:4.3110KKV侧短路分析析:图形化简:图4-31110KV侧短路线路路化简图(1)(2)△—Y(3)Y—△△（4）起始次暂态电流流:冲击电流：计算电抗：查表得：t==0.2S时，t=22S及2S后时，10KV侧短路路分析:图4-4110KV侧短路线路路化简图(1)(2)△—Y(3)(4)Y—△△（5）起始次暂态电流流:冲击电流：计算电抗：当计算电抗＜33.45时,其短路电流流查表得出;当计算电抗抗≥3.45时,则可以近似似地认为短路路周期电流的的幅值已不随随时间而变即即5电气设备备的配置与选选择5.1断路器的的选择一.110kVV侧断路器的的选择1、该回路为110kkV电压等级，故故可选用六氟氟化硫断路器器。2、断路器安装装在户外，故故选户外式断断路器。3、回路额定电电压Ue≥110kV的断路器，且且断路器的额额定电流不得得小于通过断断路器的最大大持续电流Imax=1.05××＝0.10554（kA）=105..4(A)4、为方便运行行管理及维护护，选取110kVSF6断路器为同同一型号产品品，选为OFPTT(B)-1110断路器器，其主要技技术参数如下下：型号额定电压kV额定电流A最高工作电压kV额定开断电流kA动稳定电流kA4S热稳定电流kA自动重合闸无电电流间隔时间间S固有分闸时间S合闸时间SOFPT-1110110125012631.58031.50.030.125、对所选的断断路器进行校校验（1）断流能力力校验所选断路器的额额定开断电流流I。=31.55kA＞=7.322kA，则断流能力力满足要求。（2）短路关合合电流的校验验所选断路器的额额定关合电流流，即动稳定定电流为80kA，流过断路器器的冲击电流流为18.663kA，则短路关合合电流满足要要求，因为其其动稳定的校校验参数与关关合电流参数数一样，因而动稳定定也满足要求求。（3）热稳定校校验设后备保护动作作时间1s，所选断断路器的固有有分闸时间0.03ss，选择熄弧弧时间t=00.03S。则短路持持续时间t=1+0.03+0.033=1.006s。因为电源为无限限大容量，非非周期分量因因短路持续时时间大于1ss而忽略不计计，则短路热效应Qk=I”2t=7.3322×1.066=56.799kA2.s允许热效应Irr2t=31..52×4==396Ir2t＞Qkk热稳定定满足要求。以上各参数经校校验均满足要要求，故选用用OFPT((B)-1110断路器。（4）断路器配配用CD5-XG型电磁操作作机构二.10kVV侧断路器的的选择1、该回路为10kV电压等级，故故可选用真空空断路器。2、该断路器安安装在户内，故故选用户内式式断路器。3、回路额定电电压为10kV，因此必须须选择额定电电压Ue≥10kkV的断路器，且且其额定电流流不小于流过过断路器的最最大持续电流流Imax=1.05××＝1150..7（A）4、初选SNN9-10真空断路器，主主要数据如下下：型号额定电压kV额定电流kA额定开断流电kA动稳定电流kA4S热稳定电流流kA固有分闸时间sSN9-10101.252563250.055、对所选的断断路器进行校校验（1）断流能力力的校验流过断路器的短短路电流IK=9.911kA。所选断路路器的额定开开断电流I=255kV＞IK，即断路器器的断流能力满足要要求。（2）动稳定校校验所选断路器的动动稳定电流为为63kA，流过断路器器的冲击电流流ish=25..22KA＜63KA则动动稳定满足要要求。（3）热稳定校校验设后备保护动作作时间1s，所选断断路器的固有有分闸时间0.05ss，选择熄弧弧时间t=00.03s。则短路持持续时间t=1+0.05+0.033=1.008s。则Qk=9..912×1.08==94.001kA2.s允许热效应IIr2t=2552×4==25000kA2.s由于短路时间大大于1s,非周期分量量可忽略不计计则Qk=94..01kA2.s，由于Irr2t＞QK，所以热稳定定满足要求从以上校验可知知该断路器满满足要求，所所以确定选用用SN9-10真空断路器。4、该断路器配配用CD10－III型操作机构构5.2隔离开开关的选择一.110kVV侧隔离开关的的选择1、为保证电气气设备和母线线检修安全，选选择隔离开关关带接地刀闸闸。2、该隔离开关关安装在户外外，故选择户户外式。3、该回路额定定电压为110kkV，因此所选选的隔离开关关额定电压Ue≥110kkV，且隔离开开关的额定电电流大于流过过断路器的最最大持续电流流ImaX=1.05××＝105.4（A）4、初选GW44—110D型单接地高高压隔离开关关其主要技术术参数如下型号额定电压kV额定电流A最大工作电压kV接地刀闸A极限通过电流kkA4S热稳定电流流kA有效值峰值GW4-1100D110125012620003255105、校验所选的的隔离开关（1）动稳定校校验动稳定电流等于于极限通过电电流峰值即iidw=555kA流过该断路器的的短路冲击电电流ish=18..54kA.s即idw＞＞ish（55KA＞18.633KA）动稳定要求求满足。（2）热稳定校校验断路器允许热效效应Ir2t=1002×4=4400kA2.s短路热效应QQK==7.3222×1.06＝56.799kA2.sIr2t＞QK热稳定满足足要求。经以上校验可知知，所选隔离离开关满足要要求，故确定定选用GW4—110D型高压隔离离开关。（3）该隔离开开关配用CSS6型手动式杠杆操作机机构。二10kV侧隔隔离开关的选选择1、为保证电气气设备和母线线检修安全，隔隔离开关选择择不带接地刀刀闸。2、隔离开关安安装在户内，故故选用户内式式。3、该回路的额额定电压为10kV所选隔离开开关的额定电电压Ue≥10kV，额定电流流大于流过隔隔离开关的最最大持续电流流Imax=11.05×＝＝1150..7（A）4、初选GN119—10型隔离开关关，其主要技技术数据如下下：型号额定电压（KVV）额定电流（A）允许热效应（kkA2.s）动稳态电流（KKA）GN19-10010125032001005、校验所选的的隔离开关（1）动稳定校校验所选隔离开关的的动稳定电流流100kA短路冲击电流iish=23..79kAidw＞issh,动稳定满足足要求。（2）热稳定校校验断路器允许热效效应I2rt=32200KA2S短路热效应Qkk=94.011KA2SI2rt＞Qkk热稳稳定满足要求求.从以上校验可知知,所选隔离开开关满足要求求,故确定选用GN19—10型隔离开关关。(3)该隔离开开关配用CSS6型手动式杠杆操作机机构。5.3导线的的选择本设计的1100kV为屋外配配电装置，故故母线采用钢钢芯铝绞线LGJ，而10kV采用屋内内配电装置，故故采用硬母线线。一.110KVV母线的选择择与校验：1、按最大工作作电流选择导导线截面SImax=1..05×＝105.44(A)年最高平均温度度为+32℃，而导线长长期允许温度度为+80℃，查表得温温度修正系数数K0＝0.89IYj=Immax/K0=105.44/0.899=118..4(A)选择110KVV母线型号为为：LGJ—150/225，查表得IY=472A。Imax=1118.4A＜KθIY=0.899×472=420.008A满足要求2、热稳定校验验：S=150mmm2＞Smin===127.99mm2满足热稳定要求求。二.10KV母母线的选择与与校验：由于安装在室内内，选用硬母母线1、按最大持续续工作电流选选择母线截面面:Imax=11.05×＝＝1150..7（A）IYj=Immax/k0=1150..7/0.889=12992.9(AA)选择10KV母母线型号为hh100×b8（单条矩形形），查表得得IY=1547A。Imax=11150.7AA＜KθIY=0.899×15477=1376..8A满足要求2、热稳定校验验：S=800mmm2＞Smin===158.997mm2满足热稳定要求求。3、动稳定校验验母线采取水平排排列平放则W=bh2//6=8×10002/6=133333(mm3)=13.333×10--6m3相邻支柱间跨距距取L=1.2m相间母线中心距距离取a=0.25mmσmax=0..173ish2×=0.173××23.7992×=4.51×1106paσmax＜σyy=70×106pa满足动稳定要求求。5.4互感器器的选择一.电压互感器器的选择变电所每组母线线的三相上均均安装电压互互感器。详见见电气主接线线图。电压互感器应按按工作电压来来选择：1、110KVV电压互感器器选择JJCC1—1102、10KVV电压互感器器选择JDZJ——10二.电流互感器器的选择凡装有断路器的的回路均应装装设电流互感感器，其数量量符合测量仪仪表、保护和和自动装置的的要求。电流流互感器配置置详见电气主主接线图。1．110KVV电流互感器器的选择选择电流互感器器型号:LCCWD—110，变比比如下：（1）线路侧：：I==78.733A则取变比取取：100/5（2）变压器至至母线及母线线分段断路器器处：I==104..97A则取变比取取：200//52．10KV电电流互感器的的选择选择10KV侧侧电流互感器器型号:LZZZ1—10，变比如如下：（1）变压器至至母线及母线线分段断路器器处：I==10499.7A则取变比为为：20000/5（2）线路处，取取最大负荷的的线路选取：：I==236..1A则取变比为为：300/55.5避雷器的的选择一.避雷器的配配置1、配电装置的的每组母线上上，均装设避避雷器。2、双绕组变压压器的低压侧侧一相上设置置一组避雷器器。3、变压器高、低低压侧中性点点均装置避雷雷器。变电所避雷器的的配置详见电电气产接线图图。二.避雷器的选选择1、110KVV选择：Y1