110kV变电站一次系统设计

摘要本次设计题目为110KV变电所一次系统设计。此设计任务旨在体现对本专业各科知识的掌握程度，培养对本专业各科知识进行综合运用的能力，同时检验本专业学习三年以来的学习结果。此次设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，在根据最大持续工作电流及短路计算结果，对设备进行了选型校验，同时考虑到系统发生故障时，必须有相应的保护装置，因此对继电保护做了简要说明。对于来自外部的雷电过电压，则进行了防雷保护和接地装置的设计，最后对整体进行规划布置,从而完成110kV变电所一次系统的设计。关键词：关键词1110KV；关键词2一次系统；关键词3变压器ABSTRACTThisdesigntopicisthedesignofasystemofsubstation110KV.Thisdesigntasktoreflectonthemajorbranchesofthemasterdegreeofknowledge,cultivatetheabilityofcomprehensiveapplicationoftheprofessionalknowledgeofothersubjects,andtotesttheprofessionallearningthreeyearslearningresults.Thedesignparametersaccordingtothemandategivenbythesystemandtheloadlineandall,theanalysisofloaddevelopmenttrend.Toconsiderthesummarizedbytheproposedsubstationandoutletdirection,andbyanalyzingthedataofload,safety,economyandreliabilityintoconsideration,determinethe110kVconnection,andthenthroughthecalculationofloadandpowersupplytodeterminethescopeofthemaintransformernumber,capacityandmodels,alsodefinethestationtransformercapacityandmodels,thecalculationresultsaccordingtothemaximumcontinuousworkingcurrentandshortcircuit,fortheselectionofequipmentcalibration,takingintoaccountthesystemfailure,musthavetheappropriateprotectiondevice,therelayprotectionisbrieflystated.Forthelightningfromtheexternalovervoltage,itwasdesignedforlightningprotectionandgroundingdevice,thelayoutofthewhole,thuscompletingthedesignof110kVsubstationsecondarysystem.Keyword:1110KV;2wordsofasystem;keywords3transformer目录第一章原始资料分析....................................11.1本所设计电压等级..............................................11.2电源负荷地理位置情况..........................................1第二章电气主接线设计..................................32.1主接线接线方式................................................32.2电气主接线的选择..............................................5第三章所用电的设计....................................83.1所用电接线一般原则............................................83.2所用变容量型式的确定..........................................83.3所用电接线方式确定............................................93.4备用电源自动投入装置..........................................9第四章短路电流计算.....................................114.1短路计算的目的...............................................114.2短路计算过程.................................................11第五章继电保护配置...................................195.1变电所母线保护配置...........................................195.2变电所主变保护的配置.........................................19第六章防雷接地.......................................216.1避雷器的选择.................................................216.2变电所的进线段保护...........................................226.3接地装置的设计...............................................23参考文献................................................26谢辞................................................27天津工业大学毕业设计（论文）1第一章原始资料分析1.1本所设计电压等级根据设计任务本次设计的电压等级为：110/35KV1.2电源负荷地理位置情况1.2.1、电源分析与本所连接的系统电源共有3个，其中110KV两个，35KV一个。具体情况如下：1.110KV系统变电所该所电源容量(即110KV系统装机总容量)为200MVA(以火电为主)。在该所等电压母线上的短路容量为650MVA，该所与本所的距离为9KM。以一回路与本所连接。2.110KV火电厂该厂距离本所12KM，装有3台机组和两台主变，以一回线路与本所连接，该厂主接线简图如图1-1图1-1110KV火电厂接线图23.35KV系统变电所该所距本所7.5KM.以一回线路相连接，在该所高压母线上的短路容量为250MVA.。以上3个电源，在正常运行时，主要是由两个110KV级电源来供电给本所。35KV变电所与本所相连的线路传输功率较小，为联络用。当3个电源中的某一电源出故障，不能供电给本所时，系统通过调整运行方式，基本是能满足本所重要负荷的用电，此时35KV变点所可以按合理输送容量供电给本所。1.2.2负荷资料分析1.35KV负荷表1-135KV负荷参数表用户名称容量（MW）距离（KM）备注化工厂3.515Ⅰ类负荷铝厂4.313Ⅰ类负荷水厂1.85Ⅰ类负荷注：35KV用户中，化工厂，铝厂有自备电源2.10KV远期最大负荷3.本变电所自用负荷约为60KVA；4.一些负荷参数的取值：负荷功率因数均取cosφ=0.85，负荷同期率Kt=0.9c，年最大负荷利用小时数Tmax＝4800小时/年，表中所列负荷不包括网损在内，故计算时因考虑网损，此处计算一律取网损率为5%，各电压等级的出线回路数在设计中根据实际需要来决定。各电压等级是否预备用线路请自行考虑决定。3第二章电气主接线设计电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分，也是电力构成的重要环节。电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出某种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。2.1主接线接线方式2.1.1单母线接线优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均需使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。适用范围：35-63KV配电装置出线回路数不超过3回；110-220KV配电装置的出线回路数不超过2回。2.1.2单母线分段接线优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：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内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：35KV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。42.1.3单母分段带旁路母线这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为35-110KV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。2.1.4桥型接线1.内桥形接线优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。2.外桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的情况。2.1.5双母线接线优点：1.供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2.调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3.扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的电5源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。4.便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点：1.增加一组母线和使每回线路需要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。适用范围：6-10KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35KV配电装置，当出线回路数超过8回时，或连接的电源较多、负荷较大时；110-220KV配电装置，出线回路数为5回及以上时，或110-220KV配电装置在系统中占重要地位，出线回路数为4回及以上时。2.1.6双母线分段接线双母线分段可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且相互联系的系统是有利的。由于这种母线接线方