110KV变电站电气部份设计毕业论文

110KV变电站电气部份设计作者:学号:指导老师:专业:第一章原始资料一、基本情况电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电器设备选择、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，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。要求电压等级为110/35/10kV，设主变两台，110kV有2回出线）；35kV有8回出线；10kV有8回出线。变电所不是电压枢纽点，没有特殊的调压要求。另外，变电站的站址条件较好，土地较为平整、充裕。二、负荷情况及负荷预测待建变电站各个电压及负荷数据如下表：35KV侧共8回用户名称最大负荷MW线路长度km回路数纺织机械厂6151毛纺织厂7181棉纺织厂11122印染厂6161电机厂8201丝织厂9201远景发展35kV侧远景拟增2回线12MW负荷，规划期内（5年）负荷自然增长率2%10kV侧共8回用户名称最大负荷MW线路长度Km回路数日用电器厂462无线电厂241电视机厂432半导体厂352电风扇厂241手表厂231自行车厂422洗衣机厂231第二章主变压器的选择（一）主变型式的选择为了该变电站的供电可靠性，本变电站装设2台主变，根据GB50059-92《35～110kV变电所设计规范》的规定，结合本变电所的具体情况，按电压等级选择，考虑中压侧为小电流接地系统以及各侧功率均在15％以上，故选用两台同样型号的110kV三绕组电力变压器。（二）主变容量的选择1、变电所用户负荷统计（1）根据设计原始资料提供的数据，35kV侧的最大负荷为：MW7112129861176PM.35kV10kV侧的最大负荷为：MW2434223424PM.10kV＝＋＋＋＋＋＋＋设计的变电所可能出现的最大负荷为：5%＝网损系数KMWKz775.891.0524)71(9.0)1(PPKPM.10kVM.35kVM＝＋＝＋）＋（0.85COS＝负荷功率因数，kVA65.1056170.8510775.89COSPS3MM＝＝＝2、初步选择主变的容量1).对于装设两台主变的变电所，当一台主变压器停用时，应保证对60%负荷供电，作为确定主变容量的依据。当按全部负荷的65％选择时：kVASme59.6237065.1056170.6%65S考虑到主变每天的负荷不是均衡的，计及欠负荷期间节省的使用寿命，可用于在过负荷中消耗，故先选较小容量的主变作过负荷能力计算，以节省投资，通过计算一台主变应带的负荷为62370.59kVA，故选用两台63000kVA的变压器。同时，考虑到本变电所不是电压枢纽点，没有特殊的调压要求，同时潮流变化不大，故选择无励磁调压变压器。查《电力工程电气手册》，确定选择两台S11-63000/110三绕组无励磁调压电力变压器。其主要技术参数见下表额定电压（kV）空载电流（％）空载损耗（kW）负载损耗（kW）阻抗电压（％）连接组标号高压中压低压高中高低中低高中高低中低110±2×2.5％35±2×2.5％10.50.185927010.517.56.5YN,yn0,d11第三章主接线的确定（一）分析负荷待建变电所从负荷特点及电压等级可知，它具有110kV、35kV、10kV三级电压。110kV进线2回，35kV出线8回，10kV出线8回。根据以上分析，可初步拟出以下六种接线方式，如图2-1所示。可以看出，方案4、5、6的变压器的变比是110/35，没有现成品，故将这三个方案淘汰。因此只需将方案1、2、3进行经济技术比较。方案一：110kV、35kV、10kV均采用单母线分段方案二：110KV采用单母线接线、35KV采用单母线分段接线，10KV采用单母线分段接线方案三：110KV采用单母线分段接线、35KV采用单母线接线，10KV采用单母线接线方案四：110KV采用单母线分段接线、35KV采用单母线分段带旁路接线，10KV采用单母线接线方案五：110KV采用单母线分段接线、35KV采用双母线接线，10KV采用单母线接线方案六:（二）主接线的初选结合本变电所的负荷分析，重要负荷所占比例较重，在可靠性、灵活性和经济性三者之间，重点考虑主接线优先满足可靠性的要求，对主接线可靠性的具体要求：1).断路器检修时，不宜影响对负荷的供电。2).断路器故障或母线故障以及母线计划检修里，应尽量减少进出线停运的回路数和停电时间，并要保证I级负荷、全部或大部分二级负荷的供电。3).尽量避免变电所全部停运的可能性。4).对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，还能保证对全部一级负荷的不间断供电。5).对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，还能保证对全部或大部分二级负荷的不间断供电。1、110kV主接线的初选能满足要求的主接线形式有：单母线分段接线、单母线分段带旁路接线、双母线接线、双母线带旁路接线。2、35kV主接线的初选能满足要求的主接线形式有：单母线分段接线、单母线分段带旁路接线、双母线接线、双母线带旁路接线。3、10kV主接线的初选能满足要求的主接线形式有：单母线分段接线、单母线分段带旁路接线、双母线接线、双母线带旁路接线。（三）主接线的技术比较对以上主接线进行技术性比较，从而确定技术较优的主接线方案。1、单母线分段接线（1）优点：1）用断路将母线分段后，对重要用户可从不同段引出两个回路，有两个电源供电。2）当一段母线发生故障时，分段断路器能自动将故障切除，保证非故障段仍能工作。（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内停电。2）任一回路的断路器检修时，该回路必须停电。（3）适用范围：1）进出线数不多但供电较重要的中低压变电站。2）10kV配电装置出线回路数为6回及以上时。3）35kV配电装置出线回路数为4～8回时。4）110kV配电装置出线回路数为3～4回时。2、单母线分段带旁路接线（1）优点：与单母线分段接线比较，具备单母线分段接线优点，较单母线分段接线更具可靠性与灵活性。任一回路的断路器检修时，该回路不中断供电。（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内停电。2）与单母线分段接线相比，增加了1台断路器和许多隔离开关，加大投资。3）不适用于小车式开关柜。（3）适用范围：1）进出线数不多且一般不允许停电检修供电较重要的中低压变电站。2）一般应用于35kV及以上主接线。3）35kV配电装置出线回路数为8回以上时。4）110kV配电装置出线回路数为6回以上时。3、双母线接线（1）比单母线分段接线有如下优点：1）供电可靠，可以轮流检修母线，而不中断供电。2）当一组母线故障后时，可以通过倒闸操作，迅速切换到另一组母线上供电。3）检修任一回路的母线隔离开关，可只停该回路。4）调度运行方式灵活，各电源和出线可以任意分配到某一段母线上。5）扩建方便。（2）缺点：1）每一回路都要增加一组母线隔离开关，加大投资。2）母线故障可检修时，隔离开关作为倒换操作电器，倒闸操作复杂，容易误操作。4）不适用于小车式开关柜。（3）适用范围：1）进出线数多且供电较重要的变电站。2）出线带电抗器的10kV配电装置。3）35kV配电装置出线回路数为8回及以上且电源较多、负荷较重时。4）110kV配电装置出线回路数为5回及以上时。4、双母线带旁路接线（1）比单母线分段、双母线接线有优点：进出线断路器检修时不中断对用户的供电。（2）与双母线接线比较有以下缺点：1）每一回路都要增加一组母线隔离开关，加大投资。装设专用旁路断路器，也加大投资。2）旁路代路操作更加复杂3）二次回路、保护配置复杂。（3）适用范围：1）进出线数多且供电十分重要的变电站。2）10～35kV配电装置出线回路数为8回及以上且电源较多、负荷较重时。3）110kV配电装置出线回路数为5回用以上时。从以上分析初步确定采用手车式开关单母线分段接线、非手车式开关双母线接线为主接线方案。5、确定较优的两个主接线方案1)按GB50059-92《35～110kv变电所设计规范》的规定，“当变电所装有两台主压器时，6～10kv侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时，也可采用双母线，不允许停电检修断路器时，可设置旁路，但采用手车式开关柜时，不宜设置旁路。”，结合技术比较和负荷分析，考虑两个方案，方案1采用手车式开关、单母线分段接线，出线分别接到不同段上，但母线故障将影响这一段上的用户，正常检修某一出线断路器时，该出线停电，运行可靠性略差，但如果应用性能较好的真空断路器，断路器检修机率很小。方案2采用非手车式开关双母线接线，负荷可均匀分配，调度灵活方便，可靠性相对较高，但检修某一出线断路器时，该出线仍需停电，但如果应用性能较好的真空断路器，断路器检修机率很小。2)按GB50059-92《35～110kv变电所设计规范》的规定，“35～110kv超过2回时，宜采用分段单母线接线，35kv为8回及以上时，也可采用双母线接线，110kv为6回及以上时，宜采用双母线接线。采用SF6断路器的主接线不宜设置旁路。”，结合技术比较和负荷分析，35kv考虑两个方案，方案1采用SF6断路器单母线分段接线，出线分别接到不同段上，但母线故障将影响这一段上的用户。方案2采用双母线接线，供电可靠，可以轮流检修母线，而不中断供电。因采用SF6断路器而不设置旁路。3).按GB50059-92《35～110kv变电所设计规范》的规定，“35～110kv超过2回时，宜采用分段单母线接线，35kv为8回及以上时，也可采用双母线接线，110kv为6回及以上时，宜采用双母线接线。采用SF6断路器的主接线不宜设置旁路。”，结合技术比较和负荷分析，110kv只考虑一个方案即可，采用SF6断路器单母线分段接线，供电可靠，可以轮流检修母线，而不中断供电。因采用SF6断路器而不设置旁路。（四）主接线的经济比较1、对较优两方案经济比较只比较两方案不同的部分，相同的部分不用比较，如年电能损耗。（1）对10kV两方案的比较：1）计算综合投资Z：）＋（1001ZZ0（3.1）方案1采用手车式开关、单母线分段接线，方案2采用非手车式开关双母线接线，均采用真空断路器，方案2每一回路都要增加一组母线隔离开关，建设时设备投资明显比方案1大，即Z2Z1。2）计算年运行费：＋）＋（＝Z100121（3.2）因式（3.2）中后半部分相同，只比较前半部分。∵两方案的21＋相同，Z1＜Z2∴21通过比较，方案1经济性较好，所以，确定10kV采用手车式开关、单母线分段接线。（2）对35kV两方案的比较：1）计算综合投资Z：）＋（1001ZZ0（3.3）方案1采用单母线分段接线，方案2采用双母线接线，均采用SF6断路器，方案2每一回路都要增加一组母线隔离开关，建设时设备投资明显比方案1大，即Z2Z1。2）计算年运行费：＋）＋（＝Z100121（3.4）因式（3.2）中后半部分相同，只比较前半部分。∵两方案的21＋相同，Z1＜Z2∴21通过比较，方案1经济性较好，所以，确定35kV采用单母线分段接线。2、确定主接线方案通过技术比较和经济比较，最终确定主接线的形式：10kV、35kV、110kV三个电压等级均采用单母线分段主接线。主接线见附图1所示。第四章短路电流计算第一节短路计算的目的和步骤在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障时发生各种形式的短路，会在电力系统中引起事故。所以，必须采取措施保证电力系统的安全运行。短路电流计算的目的主要有以下几个方面：（一）选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算；（二）在选择电气