河南理工大学110KV降压变电站电气部分设计演讲稿

教师，您好！110KV降压变电站电气部分设计大学本科毕业论文指点教师：陈虹争辩人：崔兆星变电所引见变电所是电力系统的一个重要组成部分，是联络发电厂和电能用户的中间枢纽。变电所普通由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统获得电能，经过其变换、分配、保送与维护等功能，然后将电能平安、可靠、经济的保送到每一个用电设备的转设场所。随着科学技术的不断开展，自动化技术等高科技的广泛运用，变电所综合自动化技术也得到了广泛的推行。

变电所的开展现状

在我国变电所主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电所转变，交流传输向直流输出转变。而在国外变电所的主要现状是主要交流输出向直流输出转变。

变电站的综合自动化将变电所的继电维护安装、丈量安装、控制安装、信号安装综合为一体，以全微机化的新型二次设备替代机电式的继电维护安装、仪表屏、操作屏及中央信号安装，用不同的模块化软件实现机电式二次设备的各种功能，用计算机部分网络通讯替代大量的信号电缆的衔接，经过人机接口设备，实现变电所的综合自动化管理、监视、丈量、控制及打印记录等一切功能。整个系统便于维护和扩展，整体的可靠性提高。负荷计算供配电系统要在正常条件下可靠的运转，除了应该满足任务电压和频率的要求外，最重要的就是满足负荷电流的要求。因此，有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进展统计计算无功功率补偿无功补偿的方案：对于工业企业电力用户，提高其功率因数的方法有两大类(1)提高自然功率因数主要有如下几种。①正确选用异步电动机的型号和容量，使其接近满载运转。②改换轻负荷感应电动机或者改动轻负荷电动机的接线。③电力变压器不宜轻载运转。④合理安排和调整工艺流程，改善电气设备的运转情况，限制电焊机、机电动机等设备的空载运转。⑤运用无电压运转的电磁开关，工业企业供配电系统中运用着大量的各种类型的电磁型开关，如低压断路器、接触器等，作为控制电机之用。(2)人工补偿无功功率①同步电动机补偿。②并联电容器补偿。③动态无功功率补偿。根据本课题的实践情况，选择并联电容器进展补偿。并联电容器安装的分组原那么〔1〕并联电容器安装的分组主要有系统专业根据电压动摇、负荷变化、谐波含量等要素确定。〔2〕对于单独补偿的某台设备，不用分组，可直接与设备相联接，并与该设备同时投切。〔3〕终端变电所的并联电容器设备，主要是为了提高电压和补偿变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压动摇实行自动投切。并联电容器安装的分组方式a、等差容量分组方式：b、带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组c、等容量分作方式，是运用较多的分作方式。综上所述，在本设计中，无功补偿安装分作方式采用等容量分组方式。并联电容器安装的接线从<电气工程电气设计手册>应采用双星形接线。由于双星形接线更简单，而且可靠性、灵敏性都高，对电网通讯不会呵斥干扰，适用于10KV及以上的大容量并联电容器组。中性点接地方式：对该变电所进展无功补偿，主要是补偿主变和负荷的无功功率，因此并联电容器安装装设在变电所低压侧，故采用中性点不接地方式。无功补偿安装的选择根据上述分析，参考<电气设备手册>,本设计中选用一台BAMH11/-8700-13W集合式并联电容器。补偿之后满足要求主变压器的选择

主变压器台数的选择:当符合以下条件之一时，宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。虽然大容量变压器单位容量造价低，在高负荷密度供电区域建立大容量变电站可以节省投资，容量越大，效果就越明显；但为保证供电运转方式灵敏，应思索采用多台变压器，单台变压器容量的选择不宜过大和过小，要预留负荷开展而扩建的能够，实现变电站容量由小到大，变压器的台数由少到多；城区变电站3台变压器供电的运转方式最为灵敏可靠。经过综合思索，选择2台主变压器。主变相数选择:〔1〕主变压器采用三相或是单相，主要思索变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等要素。

〔2〕当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。

此变电所的主变应采用三相变压器。

主变绕组衔接方式:变压器的衔接方式必需和系统电压相位一致，否那么不能并列运转。电力系统采用的绕组衔接方式只需y和△，高、中、低三侧绕组如何要根据详细情况来确定。

我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用Y0衔接；35KV亦采用Y衔接，其中性点多经过消弧线接地。35KV及以下电压，变压器绕组都采用△衔接。

有以上知，此变电站110KV侧采用Y0接线，35KV侧采用Y衔接，10KV侧采用△接线。

电力网中性点接地与否，决议于主变压器中性点运转方式主变的调压方式:对于110kV及以下的变压器，以思索至少有一级电压的变压器采用有载调压。

此变电所的主变压器采用有载调压方式。

变压器冷却方式选择:故此变电所中的主变采用强迫油循环风冷却方式。

本设计中主变的型号是：两台江苏华鹏产的SFZ11-31500/110油浸风冷式三相双绕组有载调压电力变压器。

所用变选择原那么:为满足整流操作电源、油浸风冷式变压器、日常值班、所内常用开关电器等的需求，需装设两台所用变压器。所用变容量确实定，普通思索所用负荷为变电所总负荷的0.1%~0.5%,这里先近似的预取变电所总负荷的0.2%进展计算。

S=0.2%×Sca=0.2%×41994.64=84(kVA)

根据以上选择原那么，选出该110kV变电所两台所用变型号为SCB9-100/10双绕组变压器，额定变比：10/0.4kV两台所用变分别接于10kV母线的Ⅰ段和Ⅱ段，互为暗备用，平常半载运转，当一台缺点时，另一台可以承当变电所的全部所用负荷。

主接线方案确实定主接线可分为有汇流母线的主接线和无汇流母线的主接线两大类。有汇流母线的主接线又可分为单母线接线和双母线接线；无汇流母线的主接线又可分为单元接线、桥式接线和多角接线主接线的根本要求:〔1〕平安性。必需保证在任何能够的运行方式及检修形状下运转人员及设备的平安〔2〕可靠性。能满足各级用电负荷供电可靠性要求。〔3〕灵敏性。主接线应在平安、可靠的前提下，力求接线简单、运转灵敏，应能顺应各种能够的运转方式的要求。〔4〕经济性。在满足以上要求的条件下，力求到达最少的一次投资与最低的年运转费用。有汇流母线的主接线:母线设置组数的不同，又可分为单母线接线和双母线接线两大类。

〔1〕单母线接线

常用的单母线接线方式有典型的单母线接线和单母线分段接线。如图5-1所示。

图5-1单母线接线及单母线分段接线

单母线接线的可靠性和灵敏性都较低，母线或衔接于母线上恣意一隔分开关发生缺点或检修时都将影响全部负荷的用电。单母分段后，对于重要的用户可分别接于两段母线的两条出线同时供电，当恣意一组母线缺点或检修时，对于重要用户仍可经过正常段母线继续供电；而两段母线同时缺点检修的概率很小，大大提高了对重要用户的供电可靠性

图5-2双母线接线(2)双母线接线双母线接线的优点有：轮番检修母线而不致引起供电中断；检修恣意一母线隔分开关仅使本回路断开；在任务母线发生缺点时，经过备用母线能迅速恢复供电。缺陷是：开关数目增多，联锁机构复杂，切换操作费事，造价高。

常见的有单元式接线和桥式接线。

桥式接线分为内桥式和外桥式两种，如图5-3所示。

图5-3内桥式接线及外桥式接线

内桥式接线适用于进线线路较长，负荷比较平稳，变压器变压器不需求经常投切的场所。

外桥式接线适用于进线线路较短、负荷变化较大，变压器需求经常切换的场所。此外，但两条线路间有穿越功率时，也采用外桥式接线。

电气主接线确实定:经过对原始资料的分析，有两路电源进线，再综合以上各种接线方式的优缺陷，本变电所110kV侧采用内桥式接线的方法，10kV侧采用单母线分段的方法，分列运转。

导线和电缆的选择:既要保证供电系统的平安、可靠，又要充分利用导线和电缆的负载才干，节约有色金属耗费量，节省投资。

110kV进线导线及电缆的选择:对于35kV及以上的高压线路，普通按照经济电流密度来选择，然后再进展校验。

10kV电缆线路的选择:由于铜芯电缆相比铝芯电缆有载流量大、电压和电能损失低、发热量低、抗氧化才干强、施工方便等诸多优点，且适用于易爆、腐蚀严重的场所，所以思索选用交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆。

按照负荷中最大的和允许载流量来选择电缆的型号，再进展其他工程的校验。

短路电流的计算

短路电流计算是供配电系统设计与运转的根底，主要用于处理以下问题。①选择和校验各种电器设备，例如断路器、互感器、电抗器、母线等②合理配置继电维护和自动安装。③作为选择和评价电气主接线方案的根据。本变电站系统图可简化如图6-1所示。图6-1变电站系统简化图

主要一次设备选型电气设备选择的普通原那么:按正常任务条件选择额定电流、额定电压及型号；按短路情况下校验开关的开断才干、短路热稳定和动稳定。断路器的选择:断路器选择和校验的原那么就是：按正常任务形状选择，按短路形状校验。〔1〕主变110kV侧断路器及内桥断路器的选择〔2〕主变10kV侧断路器及分段断路器的选择〔3〕10kV出线断路器的选择隔分开关的选择:隔分开关无须校验开断才干，只须校验热稳定和动稳定。〔1〕110kV隔分开关的选择〔2〕主变10kV侧断路器及10kV分段断路器两侧隔分开关的选择〔3〕10kV出线断路器两侧隔分开关及10kV母线PT隔分开关的选择电流互感器的选择：110kV线路侧设置差动、过电流、丈量三组CT，接成三相星形。

110kV桥开关一侧设置差动、过电流、丈量三组CT，接成三相星形，另一侧设置差动一组CT，接成三相星形。

10kV主变出口处设置差动、计量、丈量及电流维护三组CT，接成三相星形。

10kV负荷出线处设置计量、丈量及电流维护二组CT，接成二相星形。

〔1〕110kV侧CT的选择

〔2〕主变10kV侧总开关CT及10kV分段CT选择

〔3〕10kV负荷出线的CT选择

①主教学楼、专业课实验楼、行政楼国际交流中心、体育馆负荷差不多，四者选用同一CT。

②图书馆，根底课实验楼、学生公寓1区、学生公寓2区负荷差不多，四者选用同一CT。

③学院楼1、2的CT选择。

④学院楼3、4、5的CT选择。

⑤学院楼3、4、5的CT选择。

电压互感器的选择:电压互感器一次绕组额定电压应不低于所接电网的额定电压，二次绕组额定电压普通为100V，与二次侧所接的仪表或继电器相顺应。

供丈量仪表和功率方向继电器用的电压互感器，应选0.2级或0.5级；供普通监视仪表和电压继电器用的电压互感器应选用1～3级。

根据电压互感器安装处的电压等级确定电压，根据用途及负荷确定准确度、二次电压、二次负荷量及联接方式。

〔1〕110kV侧PT的选择

〔2〕10kV侧PT的选择

母线选择:母线的资料有铜和铝，应根据负荷电流的大小、运用场所及经济等要素综合思索，确定母线的资料。

母线的截面外形有矩形、槽型和管型。矩形散热条件好，有一定的机械强度，但肌肤效应较大，常用于4000A以下的回路；槽型机械强度较高，载流量较大，肌肤效应也较小，多用于4000～8000A的回路；管型的肌肤效应更小，机械强度又高，管内可通风或通水,常用于8000A以上的大电流母线。

普通汇流母线按允许载流量来选择截面，当母线较长或传输容量较大时可按经济电流密度来选择，

〔1〕110kV侧母线选择

〔2〕10kV侧母线选择

变电所的防雷和接地维护

变电所防直击雷的维护:〔1〕变电所内的以下设备和建筑物应装有直击雷维护安装：①屋外的配电安装〔包括母线廊道、架空母线桥、软连线等〕。②蒙受雷击后能够引起火灾的建筑物。如露天的油箱、易燃资料的仓库等。③有爆炸危险的建筑物。如氢气设备、乙炔发生安装等。④雷击后能够引起力学性能破坏的高大建筑物。如烟囱、冷却塔等。〔2〕变电所装设避雷针〔线〕必需满足以下两个要求：①一切被维护的设备必需装设在避雷针〔线〕的维护范围之内。②当避雷针〔线〕蒙受雷击时，其对地电压很高，避雷针〔线〕与被维护设备之间应有足够的绝缘间隔。以防止在避雷针〔线〕至被维护设备之间发生放电〔还击或逆闪络〕，还击时仍能将高电位加至被维护设备而呵斥设备损坏。变电所35～110kV架空线的进线维护:雷电侵入波是呵斥变电所雷害事故的主要缘由。采取的主要维护措施是在所内安装阀型避雷器，以限制电气设备上的过电压幅值；同时在进线段上采取进线维护，限制流过阀型避雷器雷电流幅值和降低侵入波的陡度。

大中型企业的35～110kV变电所的进线维护常采用图8-1所示的规范防雷维护方案。

图8-135～110kV变电所进线防雷维护方案配电线路的防雷维护:配电线路的防雷维护，主要是防止感应过电压冲击波侵入，击毁配电线路的电气设备。其要求如下：

①对配电线路上的电气设备，如分段负荷开关、、变压器及电缆终端头，在其电源侧装设阀型避雷器。

②常开运转的断路设备，在其两侧分别装设阀型避雷器。

③在雷电活动频繁地域，为防止反变换击毁变压器，在变压器的二次侧，应装设低压阀型避雷器。

④在雷电活动频繁地域，为防止雷电波侵入低压用户击毁电度表或其他低压电气设备，在用户进户外线处装设低压阀型避雷器。

⑤对10kV供电的用户，应在配电安装的进线端装设阀型避雷器。

避雷器的选择：〔1〕根据变电所设备避雷器的要求及主接线的方式应在以下点装设避雷器：

①110kV进线端，防止线路上落雷后雷电波侵入变电所，危害变电所的配电安装。

②10kV母线，防止线路雷电流侵入变电所。装设在10kV母线PT柜上。

③主变110kV侧中性点接地处。

④电容器补偿柜。

〔2〕根据各级电压等级确定避雷器的额定电压

变电所的接地维护:〔1〕接地安装的构成：接地体分为程度接地体和垂直接地体，垂直接地体通常采用直径50mm，长2～2.5m的钢管或50mm×50mm×5mm，长2.5m的角钢，打入地中与大地直接相连。程度接地体普通采用扁钢或角钢，将垂直接地体衔接起来。接地线通常采用25mm×4mm或40mm×4mm的扁钢或直径16mm的圆钢。

〔2〕对接地电阻的要求：接地电