110kv變電站電氣一次設(shè)計(jì)(畢業(yè)設(shè)計(jì))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題 目： 110kV變電站電氣一次設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)中心： 層 次： ?？破瘘c(diǎn)本科 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 年 春 季 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 年 月 日 內(nèi)容摘要110kV變電站是電力配送的重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。變電站設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為滿足城鎮(zhèn)負(fù)荷日益增長(zhǎng)的需要，提高對(duì)用戶供電的可靠性和電能質(zhì)量。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增

2、長(zhǎng)需要，迫切要求增長(zhǎng)供電容量，擬新建110kV變電站。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電站的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。隨著變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，繼而實(shí)現(xiàn)“無人值班”變電站已成為電力系統(tǒng)新的發(fā)展方向和趨勢(shì)。本次設(shè)計(jì)為湖南某110kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)包括變電站總體分析、主變選擇、電氣主接線設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算

3、、電氣設(shè)備選擇、配電裝置和總平面設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵詞：變電站變電部分，變壓器，電氣主接線，設(shè)備選擇目 錄 TOC o 1-3 h z u 1 緒論 1.1 110kV變電站的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)水平的進(jìn)步，人們生活水平的不斷提高。電力系統(tǒng)在整個(gè)行業(yè)中站占的比例逐漸增大，現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電，變電和配電任務(wù)。電力系統(tǒng)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的重要能源部門，而變電站的設(shè)計(jì)是大的，嚴(yán)密的整體。 當(dāng)今世界各方面因素正沖擊著全球電力工業(yè)，在國(guó)外變電站技術(shù)有十分劇烈的競(jìng)爭(zhēng)，而世界范圍內(nèi)的變電站都采用了新技術(shù);其次，不同的環(huán)境要求給站有的電力供應(yīng)商增加了額外的責(zé)任，使電力自動(dòng)化設(shè)

4、備尤其是高壓大功率變電站的市場(chǎng)開發(fā)空間大大拓展。另外高壓變電站的最終用戶對(duì)變電站的自動(dòng)控制、節(jié)能、環(huán)保意識(shí)越來越強(qiáng)烈，迫使其上游提供者尤其是系統(tǒng)集成商更加重視地區(qū)性電能分配技術(shù)方面的需要，站以變電站在世界上飛速的發(fā)展，從而要求我國(guó)變電技術(shù)上也要加入世界先進(jìn)的變電技術(shù)行業(yè)。1.2 110kV變電站的研究背景電力系統(tǒng)是由變壓器、輸電線路、用電設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過電的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類，一類是電力元件，它們對(duì)電能進(jìn)行生產(chǎn)（發(fā)電機(jī)）、變換（變壓器、整流器、逆變器）、輸送和分配（電力傳輸線、配電網(wǎng)），消費(fèi)（負(fù)荷）；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)

5、的運(yùn)行狀態(tài)，如同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，調(diào)速器以及繼電器等。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類：樞紐變電站；位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè)部分，匯集多個(gè)電源，電壓為330500kv的變電站，成為樞紐，全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出項(xiàng)癱瘓。中間變電站：高壓側(cè)以交換潮流為主，其系統(tǒng)變換功的作用。或使長(zhǎng)距離輸電線路分段，一般匯聚23個(gè)電源，電壓為220330kv，同時(shí)又降壓供當(dāng)?shù)毓╇?，這樣的變電站起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電站。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。地區(qū)變電站：高壓側(cè)一般為110220kv，向地

6、區(qū)用戶供電為主的變電站，這是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電站。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。終端變電站：在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)的電壓為110kv，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，即為終端變電站。全所停電后，只是用戶受到損失。1.3 本次論文的主要工作 本次論文主要研究110kv變電站的一次部分的電氣設(shè)計(jì)，著重對(duì)以下方面進(jìn)行詳細(xì)研究。 主變壓器選擇：包括臺(tái)數(shù)、容量、型式及參數(shù)；電氣主接線設(shè)計(jì)：包括各級(jí)電壓接線及方案比較；短路電流計(jì)算：包括短路點(diǎn)選擇、短路電流計(jì)算。主要電氣設(shè)備選擇：包括斷路器、隔離開關(guān)、母線、電流互感器、電壓互感器、避雷器、站用變壓器等。各級(jí)電壓配電裝置選型及電氣總平面

7、布置方案；站用電及直流系統(tǒng)。主變保護(hù)的配置。2 變電站電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分。變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)包括變電站總體分析、主變選擇、電氣主接線設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇、配電裝置和總平面設(shè)計(jì)等。2.1 變電站的總體分析及主變選擇 本變電站的電壓等級(jí)為110kV，其地位處于地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的中間位置，高中壓側(cè)同時(shí)接收和交換功率，供35kV負(fù)荷和附近10kV負(fù)荷，屬于一般降壓變電站。 變壓器是變電站的重要設(shè)備，其容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，如選用適當(dāng)不僅可減少投資，減少占地面積，同時(shí)也可減少運(yùn)行電能損耗，提高運(yùn)行效率和可靠性，改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能 2.2 電氣

8、主接線的選擇 電氣主接線是發(fā)電廠變電站的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性，它的擬定直接關(guān)系著全廠（站）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。2.3 短路電流計(jì)算 在設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)，為了比較各種方案，確定某種接線方式是否有必要采取限制短路電流的措施等，需要進(jìn)行短路電流的計(jì)算。2.4 電氣設(shè)備選擇在電力系統(tǒng)中，雖然各種電氣設(shè)備的功能不同，工作條件各異，具體選擇方法和校驗(yàn)項(xiàng)目也不盡相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路條件來校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)中，電氣設(shè)備

9、的選擇包括：導(dǎo)線的選擇，高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇，避雷器的選擇。 由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。 電氣設(shè)備選擇的一般原則為： 1.應(yīng)滿足正常運(yùn)行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。2.應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3.應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4.同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。5.與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。6.選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式鑒定合格的特殊情況下選用，未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批

10、準(zhǔn)。2.5 配電裝置設(shè)計(jì)2.5.1 配電裝置概述配電裝置是發(fā)電廠與變電所的重要組成部分，是發(fā)電廠與變電所電氣主接線的具體實(shí)現(xiàn)。配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、母線以及必要的輔助設(shè)備組成，輔助設(shè)備包括安裝布置電氣設(shè)備的構(gòu)架、基礎(chǔ)、房屋、和通道等。配電裝置的功能是正常運(yùn)行時(shí)用來接受和分配電能，發(fā)生故障時(shí)通過自動(dòng)或手動(dòng)操作，迅速切除故障部分，恢復(fù)正常運(yùn)行?？梢哉f，配電裝置是具體實(shí)現(xiàn)電氣主接線功能的重要裝置。2.5.2 配電裝置類型按配電裝置的設(shè)備裝設(shè)地點(diǎn)，可分為屋內(nèi)配電裝置與屋外配電裝置兩大類。屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)是：所有電氣設(shè)備放置在屋內(nèi)，安全凈距小，可采用分層布

11、置，占地面積?。煌饨缥鄯x氣體及灰塵對(duì)電氣設(shè)備的影響較?。徊僮?、維護(hù)與檢修都在室內(nèi)進(jìn)行，工作條件好，不受氣候影響；土建工程量大，投資較大。屋外配電裝置的特點(diǎn)是：所有電氣設(shè)備放置在屋外，土建工程量小，相應(yīng)的投資較小，建設(shè)工期短；擴(kuò)建方便；相間及設(shè)備之間距離大，便于帶電作業(yè)；受外界環(huán)境影響，設(shè)備的運(yùn)行條件及人員進(jìn)行操作維護(hù)的工作條件較差，而且占地面積大。按照配電裝置的安裝方法，又可以分為裝配式配電裝置和成套式配電裝置。2.5.3 對(duì)配電裝置的基本要求和設(shè)計(jì)步驟一、基本要求（1）在配電裝置設(shè)計(jì)中，必須認(rèn)真貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循國(guó)家頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范、及技術(shù)規(guī)定，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理

12、和維修方便。（2）根據(jù)其在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境條件和運(yùn)行、安裝檢修的要求，合理的制定布置方案和選用設(shè)備，保證足夠的安全距離。應(yīng)采用行之有效的新技術(shù)、新設(shè)備、新布置和新材料（3）保證運(yùn)行安全和操作巡視方便。（4）必須堅(jiān)持節(jié)約用地的原則，應(yīng)布置緊湊、少占地（尤其是良田）（5）節(jié)省材料、降低造價(jià)。（6）根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，遠(yuǎn)近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的要求。二、設(shè)計(jì)基本步驟（1）選擇配電裝置的型式 根據(jù)電壓等級(jí)、電氣設(shè)備的型式、出線多少和方式，有無電抗器、地質(zhì)、地形及環(huán)境條件等因素選擇配電裝置的型式（2）擬定配置圖（3）設(shè)計(jì)配電裝置的平面圖和斷面圖2.5.4 屋內(nèi)配電裝置屋內(nèi)配電

13、裝置的類型按其布置型式分為單層式、兩層式和三層式。單層式屋內(nèi)配電裝置將所有電氣設(shè)備都布置在一層房屋內(nèi)，建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資低、運(yùn)行維護(hù)與檢修工作方便，但占地面積大。多層式屋內(nèi)配電裝置是將各回路電氣設(shè)備的輕重，自上而下的分層布置在多層樓房?jī)?nèi)，占地面積小，但建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資高、運(yùn)行維護(hù)與檢修工作不方便，與三層式相比，兩層式占地面積略有增加，但運(yùn)行維護(hù)與檢修均較方便，造價(jià)也明顯下降。2.5.5 屋外配電裝置根據(jù)母線和電氣設(shè)備布置的高度，屋外配電裝置可分為中型、高型、半高型和GIS型，中型配電裝置又分為普通中型和分相中型兩類。一、中型配電裝置（1）屋外普通中型配電裝置屋外普通中型配電裝置的特點(diǎn)是將所有

14、電氣設(shè)備均安裝在同一水平面上，并安裝在一定高度的基礎(chǔ)上，而母線一般采用軟導(dǎo)線安裝在構(gòu)架上，稍高于電氣設(shè)備所在平面。中型配電裝置應(yīng)設(shè)備安裝位置較低，便于施工、安裝、檢修與維護(hù)操作，構(gòu)架高度低，抗震性能好；布置清晰，不易發(fā)生誤操作，運(yùn)行可靠；所用的鋼材比較少，造價(jià)低。主要缺點(diǎn)是占地面積大。普通中型配電裝置是我國(guó)有豐富設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的配電裝置，廣泛應(yīng)用于220kV及以下的屋外配電裝置中。（2）分相中型配電裝置隔離開關(guān)分相布置在母線正下方的中型配電裝置，稱為分相中型配電裝置。分相中型配電裝置除具有中型配電裝置的優(yōu)點(diǎn)外，還具有接線簡(jiǎn)單清晰，由于采用鋁合金硬圓管母線，可以縮小母線相間距離，較低架構(gòu)高度，采

15、用伸縮式隔離開關(guān)可以進(jìn)一步減小占地面積，較普通中型布置節(jié)省占地面積1/3左右。其缺點(diǎn)是施工復(fù)雜，使用的支柱絕緣子防污還抗震能力差。二、高型配電裝置屋外高型配電裝置的特點(diǎn)是母線及電氣設(shè)備分別布置在幾個(gè)不同的高度上，兩組母線及母線隔離開關(guān)上下重疊布置。與普通中型配電裝置相比，可節(jié)省占地面積50%左右。高型配電裝置的主要缺點(diǎn)是對(duì)上層設(shè)備的操作與維護(hù)工作條件較差；耗用鋼材比普通中型高15%60%；抗震性能差。高型配電裝置主要用于土地及其匱乏的地區(qū)，或場(chǎng)地狹窄或需要大量開挖、回填土石方的地方等。三、半高型配電裝置半高型配電裝置吸收了中、高型配電裝置的優(yōu)點(diǎn)，并克服兩者的缺點(diǎn)。它的特點(diǎn)是兩組母線的高度不同，

16、將旁路母線或主母線置于高一層的水平面上，并與斷路器、電流互感器等設(shè)備重疊布置，從而縮小了縱向尺寸。高型配電裝置的優(yōu)點(diǎn)是：占地面積比普通中型布置減少30%；除旁路母線和旁路隔離開關(guān)布置在上層外，其余部分有中型布置基本相同，運(yùn)行維護(hù)較方便，易被運(yùn)行人員所接受。這種布置的缺點(diǎn)是檢修上層母線和隔離開關(guān)不方便。半高型布置適用于110220kV配電裝置，但在110kV配電裝置中應(yīng)用的比較廣泛。四、屋外GIS配電裝置全封閉組合電器的所有電器都被密閉在充滿氣體的金屬殼體內(nèi)，不存在觸電的危險(xiǎn)，安全性高，且受外界環(huán)境條件的影響小，運(yùn)行的可靠性高，維護(hù)方便，檢修周期長(zhǎng)，占地面積小。全封閉組合電器分三相共箱式和分箱式

17、兩種。110kV電壓級(jí)為三相共箱式，220kV及以上電壓級(jí)為分箱式。本次設(shè)計(jì)中110kv電壓等級(jí)采用屋外普通中型配電裝置，35kv及10kv電壓等級(jí)采用屋內(nèi)成套式配電裝置,開關(guān)柜型號(hào)為KYN28A-12和JYN-35，JYN1-35。3 變電站的總體分析及主變選擇3.1 變電站的總體情況分析該變電站為110kV變電站，110kV、35kV配電裝置均采用屋外半高型布置，110kV側(cè)本期采用單母線接線,遠(yuǎn)期采用單母線斷路器分段接線。本期二回進(jìn)線、一臺(tái)主變；遠(yuǎn)期四回進(jìn)線、兩臺(tái)主變。35kV遠(yuǎn)期出線6回，每臺(tái)變壓器帶3回出線，本期出線3回。根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃規(guī)模及規(guī)程確定本站35kV本期采用單母線接線，遠(yuǎn)期

18、采用單母線分段接線。10kV遠(yuǎn)景16回電纜出線，每臺(tái)變壓器帶8回出線，本期8回出線。因此本站10kV本期采用單母線接線，遠(yuǎn)期采用單母線分段接線。并且根據(jù)主接線及運(yùn)行方式的要求，選用分層分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。主變壓器及線路控保屏、電度表屏、直流屏、電池屏均布置在主控室內(nèi)。 變電站站址位于湘潭縣射埠鎮(zhèn)白水村，地勢(shì)平坦、進(jìn)出線走廊便于架空線路的引入和引出，因此配電裝置的布置不必考慮特殊方式。站址的標(biāo)高海拔71.00m，經(jīng)調(diào)查沒有被洪水浸淹的歷史，不必選用高海拔的電氣設(shè)備。站址位于負(fù)荷中心，交通便利、通訊暢通。有公路經(jīng)過變電站附近，不必過多考慮設(shè)備的運(yùn)輸問題。 圖3-1 110kV變電站總平面布置圖3

19、.2 主變壓器容量的選擇 1、主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?10年的規(guī)劃負(fù)荷來進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。2、根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足60%（220kV及以上電壓等級(jí)的變電所應(yīng)滿足70%）的全部最大綜合計(jì)算負(fù)荷，以及滿足全部 = 1 * ROMAN I類負(fù)荷和大部分 = 2 * ROMAN II類負(fù)荷(220kV及以上電壓等級(jí)的變電所，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足全部 = 1 * ROMAN I類負(fù)荷和 = 2 *

20、 ROMAN II類負(fù)荷)，即 （4-1）最大綜合計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算： （4-2）式中， 各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷； m 出線回路數(shù)； 各出線的自然功率因數(shù)；同時(shí)系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在0.80.95之間；線損率，取5%。湘潭縣位于湖南中部偏東、湘江下游西岸，北與長(zhǎng)沙、望城、寧鄉(xiāng)接界，東與株洲市、縣水陸相連，東南與衡東隔江相望，南與衡山縣接壤，西與韶山、湘鄉(xiāng)、雙峰為鄰。全縣總?cè)丝?8.22萬人，總面積2371平方公里。湘潭縣高壓供電電源主要為西湖220kV變電站和麥子石220kV變電站。截止2013年底，湘潭縣地區(qū)共擁有110 kV變電站5座，110 kV變壓器10

21、臺(tái)，總?cè)萘?92 MVA，35kV變電站11座，35kV變壓器21臺(tái)，總?cè)萘?22.55MVA。共擁有35kV線路18條，長(zhǎng)度233.703千米。2013年湘潭縣統(tǒng)調(diào)供電量為8.94億千瓦時(shí),統(tǒng)調(diào)最高負(fù)荷為22.5萬千瓦。 表3-1 2013年湘潭縣110kV公用變電站情況一覽表變電站名稱主變臺(tái)數(shù)容量(萬kV安)最大負(fù)荷（萬千瓦）易俗河26.36.0長(zhǎng)嶺26.34.7石潭25.155.2留田25.153.4楠竹山26.36.1變壓器容量的選擇至關(guān)重要，容量選擇小了，不滿足負(fù)荷增長(zhǎng)的要求。容量選擇大了，變壓器空載損耗大，起不到降低損耗、同網(wǎng)同價(jià)的要求。根據(jù)近年來負(fù)荷的增長(zhǎng)及增容的必要性，本地區(qū)本

22、期選用一臺(tái)50MVA變壓器。變壓器型號(hào)的選擇：1.相數(shù)選擇：變壓器有單相變壓器組和三相變壓器組。在330kv及以下的發(fā)電廠和變電站中，一般選擇三相變壓器。單相變壓器組由三個(gè)單相的變壓器組成，造價(jià)高、占地多、運(yùn)行費(fèi)用高。只有受變壓器的制造和運(yùn)輸條件的限制時(shí)，才考慮采用單相變壓器組，因此在本次設(shè)計(jì)中采用三相變壓器組。2.繞組數(shù)選擇：在具有三種電壓等級(jí)的變電所中，如果通過主變各繞組的功率達(dá)到該變壓器容量的15%以上，或在低壓側(cè)雖沒有負(fù)荷，但是在變電所內(nèi)需要裝無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器宜選用三繞組變壓器。3.繞組連接方式的選擇：變壓器繞組的聯(lián)結(jié)方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)中變壓

23、器繞組采用的聯(lián)結(jié)方式有星形和三角形兩種。高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào)Y表示，如果將中性點(diǎn)引出則用表示，對(duì)于中低壓繞組則用及表示；高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào)表示，低壓繞組用表示。三角形聯(lián)結(jié)的繞組可以消除三次諧波的影響，而采用全星形的變壓器用于中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)時(shí)，三次諧波沒有通路，將引起正弦波電壓畸變，使電壓的峰值增大，危害變壓器的絕緣，還會(huì)對(duì)通信設(shè)備產(chǎn)生干擾，并對(duì)繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確性和靈敏度有影響。本期工程裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，選用三相自然油循環(huán)自冷三線圈有載調(diào)壓變壓器。表3-2 主變壓器參數(shù)選擇結(jié)果項(xiàng)目參數(shù)型式三相三繞組，油浸式有載調(diào)壓容量50000kVA額定電壓1108x1.25%/38

24、.52x2.5%/10.5kV接線組別YNyn0d11阻抗電壓Uk1-2=10.5% Uk1-3=17.5% Uk2-3=6.5%冷卻方式自然油循環(huán)自冷（ONAN）套管TA高壓中性點(diǎn)600/5A3.3 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇主變壓器的選擇：再各級(jí)電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是主要的電氣設(shè)備之一。其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，確定合理的變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。特別是我國(guó)當(dāng)前的能源政策是開發(fā)、利用、節(jié)約并重，近期以節(jié)約為主。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。在變電站設(shè)計(jì)過程中，一般需要

25、裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，防止其中一臺(tái)出現(xiàn)故障或檢修時(shí)中斷對(duì)用戶的供電。對(duì)110kv及以下的終端或分支變電站，如果只有一個(gè)電源，或變電所的重要負(fù)荷有中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，對(duì)大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體情況裝設(shè)24臺(tái)主變壓器，以便減小單臺(tái)容量。主變壓器的臺(tái)數(shù)與電壓等級(jí)、接線型式、傳輸容量以及和系統(tǒng)的聯(lián)系等有密切關(guān)系，本變電站的電壓等級(jí)為110kV，其地位處于地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的中間位置，高中壓側(cè)同時(shí)接收和交換功率，為保證供電可靠性，決定本站遠(yuǎn)期最終選擇設(shè)計(jì)兩臺(tái)主變壓器。4 電氣主接線設(shè)計(jì)4.1 引言電氣主接線是發(fā)電廠變電站的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性，它的擬

26、定直接關(guān)系著全廠（站）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。變電站電氣主接線是由變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線、避雷器等電氣設(shè)備按一定順序連接而成的,電氣主接線的不同形式，直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性，并對(duì)電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定等都有決定性的影響。因此電氣主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各個(gè)方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較方可。4.2 電氣主接線設(shè)計(jì)的原則和基本要求4.2.1電氣主接線設(shè)計(jì)的原則電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為

27、準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行和維護(hù)的方便，盡可能地節(jié)省投資，就進(jìn)取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。電氣主接線的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計(jì)的主體。他與電力系統(tǒng)、電廠動(dòng)能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并對(duì)電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大影響。因此，主接線設(shè)計(jì)，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素 ，正確處理他們之間的關(guān)系，合理的選擇主接線方案。在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書或委托書是必不可少的，設(shè)計(jì)的主接

28、線應(yīng)滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。接線方式：對(duì)于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能采用斷路器較少的或不用斷路器的接線，如線路變壓器組或橋型接線等。若能滿足繼電保護(hù)要求時(shí)，也可采用線路分支接線。在110220kv配電裝置中，當(dāng)出線為2回時(shí)，一般采用橋型接線，當(dāng)出線不超過4回時(shí)，一般采用單母線接線，在樞紐變電站中，當(dāng)110220kv出線在4回及以上時(shí)，一般采用雙母線接線。在大容量變電站中，為了限制610kv出線上的短路電流，一般可采用下列措施：1. 變壓器分列運(yùn)行2. 在變壓器回路中裝置分裂電抗器。3. 采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器。4. 出線上裝設(shè)電抗器。斷

29、路器的設(shè)置：根據(jù)電氣接線方式，每回線路均應(yīng)設(shè)有相應(yīng)數(shù)量的斷路器，用以完成切、合電路任務(wù)。為正確選擇接線和設(shè)備，必須進(jìn)行逐年各級(jí)電壓最大最小有功和無功電力負(fù)荷的平衡。當(dāng)缺乏足夠 的資料時(shí)，可采取下列數(shù)據(jù)：1. 最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的6070%，如主要農(nóng)業(yè)負(fù)荷時(shí)則取2030%；2. 負(fù)荷同時(shí)率取0.850.9，當(dāng)饋線在三回以下且其中有特大負(fù)荷時(shí)，可取0.951；3.功率因數(shù) 一般取0.8；4. 線損平均取5%。4.2.2 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體，各個(gè)發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，

30、同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足一下基本要求。（1）運(yùn)行的可靠斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。（2）具有一定的靈活性主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快的推出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間短，影響范圍就最小，并且再檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。（3）操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不但不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡(jiǎn)單，

31、可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或者不必要的停電。（4）經(jīng)濟(jì)上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡可能的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。（5）具有擴(kuò)建的可能性由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快，因此，在選擇主接線時(shí)還應(yīng)考慮到具有擴(kuò)建的可能性。 圖4-1 110kV變電站一次系統(tǒng)接線圖4.3 電氣主接線設(shè)計(jì)說明變電站主接線設(shè)計(jì)是根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇主變壓器的容量的。負(fù)荷調(diào)查統(tǒng)計(jì)出的變電站供電范圍內(nèi)的站有用電設(shè)備的額定容量總和要比實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷大，因?yàn)橛秒娫O(shè)備實(shí)際負(fù)荷一般小于其額定容量，而且各種用電設(shè)備并非同時(shí)運(yùn)行。用考慮這些因素站計(jì)算

32、出來的負(fù)荷，代替實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷，稱為計(jì)算負(fù)荷。5 短路電流計(jì)算5.1 短路計(jì)算的目的在變電站的設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其計(jì)算的目的主要有以下一個(gè)方面：（1）電氣主接線的比較（2）選擇、檢驗(yàn)導(dǎo)體和設(shè)備（3）在設(shè)計(jì)屋外髙型配電裝置時(shí)，需要按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)的安全距離（4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。為了使所選電氣設(shè)備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性并在一定的時(shí)期內(nèi)滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要,應(yīng)對(duì)不同點(diǎn)的短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。5.2 變電站短路電流計(jì)算在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的

33、可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小，但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。三相短路用文字符號(hào)k表示。在計(jì)算電路圖上，將短路所考慮的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)，短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做有限大容量電源，短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出求等效總阻抗，在換算成計(jì)算電抗

34、，根據(jù)計(jì)算曲線查出短路電流標(biāo)幺值，在換算成有名值。 說明：在變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備時(shí)，需要用到短路電流。其中一定要注意以下幾點(diǎn)：（1）接線方式：計(jì)算短路電流時(shí)式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，即最大運(yùn)行方式。 （2）短路種類：一般按三相短路計(jì)算，在三繞組變壓器回路中單相或兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況進(jìn)行校驗(yàn)。短路計(jì)算點(diǎn)的選擇：短路計(jì)算點(diǎn)是指在正常接線方式時(shí)，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。 本工程短路電流計(jì)算按系統(tǒng)提供的遠(yuǎn)景水平年，短路阻抗標(biāo)幺值，其基準(zhǔn)值為：Sj=100MVA，Uj=Ucp。 圖5-1 110

35、kV變電站系統(tǒng)短路阻抗圖 圖5-2 110kV變電站110kV部分電氣設(shè)備校核圖 圖5-3 110kV變電站35kV部分電氣設(shè)備校核圖 圖5-4 110kV變電站10kV部分電氣設(shè)備校核圖 圖5-5 110kV變電站短路電流計(jì)算結(jié)果圖6 結(jié)論設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的靈魂。做好設(shè)計(jì)工作，對(duì)工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資費(fèi)用和建成投產(chǎn)后的運(yùn)行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益起著決定性的作用。本次設(shè)計(jì)的是一個(gè)降壓變電所，有三個(gè)電壓等級(jí)，系統(tǒng)供電至110kV母線，35kV和10kV側(cè)無電源。110kV四條線路，兩兩出；35kV最終六回出線；10kV最終16回出線，本期8回。主變?nèi)萘繛?臺(tái)50MVA的SSZ-5000

36、0/110型變壓器。110kV主接線為單母線斷路器分段接線、35kV和10kV主接線均為單母分段，且110kV和35kV為戶外型設(shè)計(jì)，10kV為戶內(nèi)型設(shè)計(jì)。在電氣設(shè)備的選擇中，根據(jù)短路電流的計(jì)算結(jié)果，對(duì)母線、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器和電流互感器進(jìn)行了選型。其中，（1）母線：110kV母線選用的是截面積為240平方毫米的鋼芯鋁絞線，35kV選用的是截面積為300平方毫米的鋼芯鋁絞線；10kV選用125（寬）x10（厚）毫米的矩形鋁母線。（2）斷路器和隔離開關(guān)：110kV和35kV都選用的是SF6斷路器和戶外型的隔離開關(guān)，其中，110kV根據(jù)需要在進(jìn)線的有些部位還選擇了帶接地的開關(guān)（工作接地，為檢修時(shí)更安全）。10kV選用了真空型斷路器和戶內(nèi)型的隔離開關(guān)。（3）PT：在110kV、35kV和10kV的每段母線處都分別設(shè)計(jì)了PT，以滿足測(cè)量、保護(hù)和計(jì)量用。其中，110kV和35kV都選用的是三次極三繞組PT