110KV变电所电气部分设计

题目： 110KV变电所电气部分设计

专业 ： 电气工程及自动化

学生姓名

指导老师 ： 余建华



完成时间：2005年4月9日
 

前言
毕业设计任务书-------------------------------------------
第一章电气主接线设计------------------------------
第一节 对电气主接线的基本要求---------------------
第二节 电气主接线方案拟定-----------------------
第三节 所用电接线方案拟定-----------------------
第二章变压器的选择-------------------------------
第一节 主变压器的选择----------------
第二节 所用变的选择--------
第三章短路电流的计算-------------------
第一节 短路电流的计算条件----------
第二节 短路计算--------------------
第四章电气设备的选择-----------
第一节 选择电气设备的一般原则---------
第二节 断路器和隔离开关的选择-----------------
第三节 高压开关柜的选择----------------
第五章互感器配制
第六章变电所的防雷保护规划-----------------
第七章变电所的继电保护规划-------------------
小 结---------------------
 

变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
本次设计为110kV变电站初步设计，分为说明书、计算书两部分，所设计的内容力求概念清楚，层次分明。在撰写的过程中，得到老师和同事的大力协助和建议，在此致以衷心的感谢。
由于时间所限，设计书难免存在不足之处，敬请各位老师批评指正并提出宝贵意见。
 

　　一、设计课题
　　110kV变电所电气部分设计。
　　二、原始资料
随着工农业生产的迅速发展，为满足该地区负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，根据系统发展规划，拟建设一座110/10kV的区域性降压变电所。
1.该变电所所址位于平原地带，交通方便，无特殊环境污染。该地区最热月平均气温30℃，年最高气温为40℃，年平均气温15℃，土壤温度20℃。
2.该变电所以110kV单回路与相距20kM的系统甲变电站相连；以110kV单回路与相距25kM的系统乙变电站相连，以10kV出线分别向附近的工厂和居民点供电，10kV出线共10回。
　　3.系统电抗标幺值为0.05（当选 ＝100MVA时）。
4.变电所10kV侧的最大负荷为35MW，最小负荷为最大负荷的60%；在10回出线中，最大一回的负荷按4MW考虑，负荷功率因数均按 ＝0.8考虑。
5.所用电负荷按400kVA考虑。
　　6．110kV侧最大负荷利用小时数为5000小时；10kV侧最大负荷利用小时数为5000小时。
　　7．110kV线路装有瞬时动作的主保护，其后备保护动作时间按1秒考虑；10kV出线装有瞬时动作的主保护，其后备保护动作时间按0.5秒考虑。
　　三、设计内容
1.根据任务书的要求，拟定3～4个初步方案，经初步经济技术比较，得出两个较优方案，并进行主接线方案设计论证。
　　2.选择主变压器的台数和容量。
　　3.计算短路电流，并列出计算结果表。
　　4.选择电气设备
　　 选择110kV断路器及隔离开关；10kV高压开关柜。
　　5.配置各电压等级的电压互感器和电流互感器。
　　6.规划该变电所的防雷保护措施。
　　7.配置主变压器保护; 110kV、10kV线路继电保护（选用微机保护）。
　 四、设计成品
1.编制设计说明书一份（word文稿，A4纸打印）。
2.画出变电所主接线图一张（用visio或CAD软件绘图，A4纸打印）。
五、设计参考资料
1、充分利用网络查所需资料
2、教材《发电厂电气部分》及《电力系统分析》中短路电流计算章节。

 

电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。主接线方案的确定对电力系统及变电所运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电所主接线的最佳方案。
一、变电所主接线设计的基本要求
对电气主接线的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三个方面。
1、保证必要的供电可靠性、要充分考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。
2、具有调度灵活，操作方便，能满足系统在事故、检修及特殊方式下的调整要求。
3、主接线应力求简单清晰，尽量节约一次设备的投资，节约占地面积，减少电能损失，即具有经济性。
4、应能容易地从初期过度到最终接线，并在扩建过度时，一次和二
设备所需的改造最小，即具有发展和扩建的可能性。
二、变电所主接线设计原则：
1、变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接线，但在系统主干网上不得采用分支界线。
2、在35-60kV配电装置中，当线路为3回及以上时，一般采用单母线或单母线分段接线，若连接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。
3、6-10kV配电装置中，线路回路数不超过5回时，一般采用单母线接线方式，线路在6回及以上时，采用单母分段接线，当短路电流较大，出线回路较多，功率较大时，可采用双母线接线。
4、110-220kV配电装置中，线路在4回以上时一般采用双母线接线。
5、当采用SF6等性能可靠、检修周期长的断路器以及更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。
总之，以设计原始材料及设计要求为依据，以有关技术规范、规程为标准，结合具体工作的特点，准确的基础资料，全面分析，做到既有先进技术，又要经济实用。
 

据任务书要求，ll0kV侧进出线共4回，每回最大负荷60000KVA。本设计提出两种方案进行经济和技术比较。根据《10kV—ll0kV变电所设计规范》第3.2.3条和第3.2.4条：110kV线路为六回及以上时，宜采用双母线接线，在采用单母线，分段单母线或双母线的35—ll0kV主接线中，当不容许停电检修断路器时，可设置旁路母线和旁路隔离开关。故预选方案为：双母接线和双母线带旁母接线。
方案一、双母线接线
1、优点：
﹙1﹚、供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组导线而不致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一回路母线隔离开关，只停该回路。
﹙2﹚、调度灵活，各个电源和各个回路负荷可任意切换，分配到任意母线上工作，能够灵活地适应系统中各种运行方式调度和系统潮流变化的需要。
﹙3﹚、扩建方便，向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。
﹙4﹚、便于实验，当个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。
2、缺点：
﹙1﹚、增加一组母线和每回路就需增加一组母线隔离开关。
﹙2﹚、当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。
3、适用范围：
﹙1﹚、6—l0kV配电装置，当短路电流较大，需要加装电抗器。
﹙2﹚、35—63kV，回路总数超过8回，或连接电源较多，回路负荷较大时。
﹙3﹚、ll0—220kV，出线回路在5回及以上时；或当ll0—220kV配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。
方案二、单母线分段接线：
1、优点：
﹙1﹚、用断路器把母线分段后，对重要负荷可以从不同段引出两个回路，提供双回路供电。
﹙2﹚、安全性，可靠性高。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。
2、缺点：
﹙1﹚、当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。

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