110KV变电站一次设计(1)讲解

设计题目110/10KV变电站电气一次部分设计指导老师：何习佳专业：12电气及其自动化2班学生：万绍先、刘学良、尹雷题目试设计一110KV变电所电气主接线该变电所等级为110/10KV,其中110KV侧2回线，备用2回；10KV侧13回线，负荷1.5~4MW之间。某110/10KV变电站电气一次部分设计主要设计内容：1、选择变电所主变台数、容量和类型；2、设计电气主接线，选出数个主接线方案进行技术经济比较，确定一个较佳方案；3、进行短路电流计算；4、选择和校验所需的电气设备；5、绘制变电所电气主接线图。第一章负荷分析1.1、10KV侧及站用电各侧负荷大小1.1.1、本期负荷P近=4*13MW=52MW综合最大计算负荷计算公式:Sjs=Kt**(1+%)(注:Kt:同时系数，取85%;%:线损,取5%)Sjs=Kt**(1+%)=Kt*()*(1+%)=0.85*52*(1+0.05)=46.4MVA1.1.2、最终负荷考虑本变电站所辖区域的长远发展及最终的建设规模，本次按最终负荷设计选型Sn=0.6*46.4/(2-1)1=27.8MVA主变压器的选择主变压器台数的确定为了保证供电可靠性，变电所一般装设2台主变压器；枢纽变电所装设2~4台。对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，设计时应考虑装三台主变压器的可能性。本次设计装设两台主变压器为宜。主变容量的确定主变压器容量一般按变电所、建成后5～10年的规划负荷选择，并应按照其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷的60%～70%（35～110kV变电所为60%，220～550kV变电所为70%）或全部重要负荷（到Ⅰ、Ⅱ类负荷超过上述比例时）选择，即其额定容量可按下式确定变压器的额定容量：Sn=0.6*46.4/(2-1)1=27.8MVA根据容量查表可选择容量为31500kVA综合考虑各种因素选择容量为全负荷运行情况都满足的容量为31500KVA的主变压器。本次设计中选择的主变型号为：SFZ7-31500/110，为三相油浸风冷变压器。第四章电气主接线的确定4.1、有汇流母线的电气主接线（1）、单母线接线（2）、单母线分段主接线（3）、单母线分段加装旁路母线（4）、双母线接线（5）、增设旁路母线或者旁路母线隔离开关（6）、一台半断路器接线（7）、变压器母线组接线4.2、无汇流母线的电气主接线（1）、单元接线（2）、桥形接线（3）、角型接线4.2、本次主接线的选择本次设计110KV侧采用内桥接线的连接方式，10KV侧采用双母分段连接。接线方式如下：10KV侧采用双母分段连接。单母线分段接线：分段的单母线接线即用分段断路器QFd（或分断隔离开关QSd）将单母线分成几段，优点：可靠性和灵活性提高，两边电源可以互为备用。①两母线段可并列运行（分断断路器接通）也可分裂运行（分断断路器断开）。②重要用户可以用双回路接于不同母线段，保证不间断供电。③任一母线或隔离开关检修时，只停该段，其他段可继续供电，缩小停电范围。④对于用分段断路器的QFd分段，如果QFd在正常运行时接通，当某段母线故障时，继电保护使QFd及故障段的断路器自动断开，只停该段；如果QFd在正常运行时断开，当某段电源回路故障和其它断路器断开时，备用电源自动投入装置使QFd自动接通，可保证全部出线继续供电。⑤对于用分断隔离开关QSd分段，当某母线故障时，全部短时停电，拉开QSd后，完好段可恢复供电。缺点：分段单母线接线增加了分段设备的投资和占地面积；某段母线故障或检修仍会有停电问题；某回路的断路器检修，该回路停电。适用范围：一般广泛应用于中、小容量发电厂和变电所的6～10kV配电装置及出线回路较少的35～220kV配电装载中。6～10kV配电装置，出线回路数为6回及以上时；35～63kV配电装置，出线回路数为4～8回时；110～220kV配电装置，出线回路数为3～4回时。图2.1单母线不分段图2.2单母线分段单母线分段110KV侧采用内桥接线的连接方式内桥：变压器的切除、投入或故障时，操作较复杂，需动作两台断路器（QF1、QF2断开，断开变压器侧隔离开关，变压器退出运行，再合QF1、QF2，恢复线路供电），影响一回线路暂时停运；桥联断路器检修时，两个回路须解裂运行；出线断路器检修时，线路需长时期停运，为避免此缺点，可加装正常断开运行的跨条（如图中QS2、QS3），为了轮流停电检修任何一组隔离开关，在跨条上需加装两组隔离开关，桥联断路器检修时，也可利用此跨条。内桥接法适用于变压器不需要经常切换、输电线路较长（检修和故障机率较高，故障断开机会较多）及穿越功率不大的小容量配电装置中，内桥接线110kV进线1110kV进线210kV出线110kV出线310kV出线210kV出线410kV出线610kV出线51＃主变2＃主变无功补偿的选择无功补偿装置的意义1、提高设备的利用率2、降低系统能耗3、改善电压质量无功补偿一般按主变容量的10％--30％来确定无功补偿装置的容量。此设计中主变容量为31500KVA。故并联电容器的容量为：3150Kvar—9450Kvar为宜，在此设计中取6000Kvar。本期上2*6000Kvar，最终4*6000Kvar。选择并联电容器作为无功补偿装置短路电路计算110kV电力系统继电保护的等值网络如图：10KV110KV30.26920.269d-1d-210.0301图6.2.2等值阻抗图短路计算表如下：主接线中的设备配置1、隔离开关的配置2、接地刀闸或接地器的配置3、电压互感器的配置4、电流互感器的配置5、避雷器的装置变电站设备选择1、高压设备的选择选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。同时，所选择导线和电气设备应按短路情况下进行动、热稳定校验。额定电压校验：额定电流校验：动稳定校验：热稳定校验：NMAXIINNSUU//NbrIIesshii2tkItQ高压电器技术条件如下表：高压设备选择结果如下：110KV侧断路器、隔离开关和电流互感器10KV侧断路器、隔离开关和电流互感器电压互感器、限流电抗器选择结果：110KV侧母线电压互感器选择PT的型号为：，额定变比：10KV侧母线电压互感器选择PT的型号为：，额定变比：限流电抗器：110/30.01TYDH110/0.13KVXF1410JDZ10/0.1KVXZK-800-1.0/25导体的选择与校验导体选择的一般要求：裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择和校验。1、工作电流；2、电晕（对110级以上电压的母线）；3、动稳定和机械强度；4、热稳定性；5、同时也应注意环境条件，如温度、日照、海拔等。导体截面可以按长期发热允许电流或经济密度选择，除配电装置的汇流母线外，对于年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在20m以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。导体选择结果：（1）110KV母线：选用LGJ钢芯铝绞线，其标称截面为400/35，长期允许载流量为875A，选用两根即2(LGJ-400/35),2根的载流量为1750A。（2）主变10KV进线：选择母线为TMY-3(125*10),按最大持续工作电流选择3条铜导线平放，额定载流量是5200A。（3）10KV出线：按最大持续工作电流选择查设备手册选YJV22-8.7/15-3*300，其标称截面为300mm²，长期允许载流量为740A。（4）10KV旁路母线的选择：按最大持续工作电流选择查设备手册选LMY-80*10，其标称截面为800mm²，长期允许载流量为1540A。支柱绝缘子和穿墙套管的选择支柱绝缘子应按额定电压和使用条件选择，并进行短路时动稳定校验。选择支柱绝缘子的型号为ZS-20/16，其额定电压为20KV，允许抗弯强度为9600N。穿墙套管应按额定电压，额定电流和类型选择，按短路条件校验动热稳定根据工作电流、工作电压及短路冲击情况，选择的穿墙套管的型号为：CMWD1-20/4000避雷器的选择条件额定电压：避雷器的额定电压应与系统的额定电压一致。灭弧电压：按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大导线对地电压，是否等于或小于避雷器的最大允许电压（灭弧电压）。工频放电电压：在中性点绝缘或经阻抗接地的电网中，工频放电电压一般大于最大运行相电压的3.5倍。在中性点直接接地的电网中，工频放电电压应大于最大运行相电压的3倍。工频放电电压应大于灭弧电压的1.8倍。冲击放电电压和残压：避雷器的保护特性与各种电器均可配合，故此项校验从略。110KV侧避雷器的选择根据避雷器参数本次设计选择HY10W-108/281参数如右所示：10KV侧避雷器的选择根据避雷器参数本次设计选择H(Y)5WZ-17/45,参数如下：谢辞设计在何老师的悉心指导和严格要求下已完成，同时也谢谢同学的帮助。要在这里向老师和同学道一声谢谢！完再次感谢！