110kv终端变电站一次系统设计毕业论文.doc

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110kV降压变电所电气初步设计

摘要：

变电所是电力配送的重要环节，变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。

为满足城镇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，本文设计建设一座110kV降压变电所，主要是对该变电所的电气一次部分进行设计、计算。

由于电气主接线是变电所的主要环节，本文选出数个电气主接线方案进行了技术经济综合比较，确定了一个较佳方案，并根据此方案对全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护等，进行了详细的设计和说明。

本设计分为两部分：

第一部分为设计说明书，说明书中介绍了个所选电气设备型号，技术参数等。

第二部分为设计计算书，计算书中主要是对所选短路点进行短路电流计算及设备选型和校验。

关键词：

变电所电气主接线电气设备配电装置继电保护

110kVStepdownSubstationElectricPreliminaryDesign

ABSTRACT：

Substationistheimportantlinkofelectricpowerdistribution.Designingqualityofsubstationisdirectlyreferredtothesecurity,stabilization,flexibilityandeconomicaloperationofelectricsystem.Inordertofeedtheevergrowingcitiesandtowns’loadrequirements,enhancethereliabilityandqualityofpowersupplytoconsumers,thisthesisdesignsan110kVstepdownsubstationanditselectricprimarypart.

Duetothefactthatmainelectricalschemeisthemainpartofsubstation,thisthesissyntheticallycomparesseveralmainelectricalschemesfromtechnicalandeconomicaspectsandpicksuponepreferablescheme.Accordingtothechosenscheme,detaileddesignandinstructionarecarriedoutabouttheelectricapparatusselection,distributionequipmentarrangement,relayprotection,andsoforth.

Thisthesisconsistoftwoparts,thefirstpartisdesignspecification,whichintroducestheselectionelectricapparatus’type,technicalparameter,etc;thesecondpartisdesigncalculation,whichconductsshortcircuitcurrentcalculation,equipmentlectotype,andverificationontheselectionshortdot.

KeyWords:

substation,mainelectricalscheme,electricapparatus,distributionequipment,relayprotection

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目录

中文摘要……………………………………………………………………………………I

英文摘要…………………………………………………………………………………..Ⅱ

第一部分设计说明书 1

1电气主接线设计 1

1.1变压器的选择 1

1.1.1主变压器的选择 1

1.1.2站用变压器的选择 1

1.2电气主接线概述 2

1.3110kV侧接线方式的选取 3

1.410kV侧接线方式的选取 5

2短路电流计算 8

2.1短路电流概述 8

2.2电网的等值电路图 9

2.3短路电流计算结果 9

2.3.1三相对称短路电流计算结果 9

2.3.2110kV不对称短路计算结果 10

3电气设备的选择 11

3.1发电厂主要电气设备 11

3.2断路器的选择 11

3.3隔离开关的选择 12

3.4互感器的选择 13

3.4.1电流互感器的选择 14

3.4.2电压互感器的选择 14

3.5高压熔断器的选择 15

3.6母线的选择 16

3.7绝缘子和穿墙套管的选择 16

4继电保护规划 17

5防雷规划 18

6配电装置规划 21

6.1配电装置概述 21

6.2配电装置设计 22

第二部分计算书 25

1短路电流计算 25

1.1等值电路图 25

1.2参数化简 25

1.3短路电流的计算 26

1.3.1三相对称短路 26

1.3.2110KV侧不对称短路 32

2电气设备的选择 35

2.1断路器的选择 35

2.1.1110kV侧断路器的选择 35

2.1.210kV侧断路器的选择 37

2.2隔离开关的选择 41

2.2.1110kV侧隔离开关的选择 41

2.2.210kV侧隔离开关的选择 42

2.3互感器的选择 44

2.3.1110kV侧互感器的选择 44

2.3.210kV侧互感器的选择 45

2.4母线的选择 49

2.4.1110kV侧母线的选择 49

2.4.210kV侧母线的选择 51

参考文献 56

附录 57

附录1英语原文 57

附录2汉语翻译 61

附录3变电所电气主接线图 65

附录4继电保护装置配置图 66

第一部分设计说明书

1电气主接线设计

1.1变压器的选择

1.1.1主变压器的选择

根据原始资料：

1.变电所类型：

110KV终端变电站

2.电压等级:

110/10kv

3.负荷情况：

10kv侧：

最大负荷：

26MW最小负荷：

15MW

cosф=0.85Tmax=5000h负荷类型：

一、二类，90％

变压器采用有载调压双绕组电力变压器，为了满足用户最大负荷，则计算变压器容量为:

Se=26MW/0.85=30588KVA

同时给变压器留有一定的裕度则取：

Se=30588*1.2=36706KVA

现有三种方案：

（1）、根据负荷要求选用一台变压器，型号为三相双绕组SZ10—40000KVA/110。

（2）、根据负荷要求选用两台变压器，型号均为三相双绕组SZ10—40000KVA/110。

（3）、根据负荷要求选用两台变压器，一台型号为SZ10—40000KVA/110，另一台型号为SZ10—20000KVA/110。

现对三种方案进行比较：

优点

缺点

方案一

价格经济，满足符合需求，能够良好的给用户供电。

若一台机故障时没有备用变压器。

方案二

互为备用，平时正常运行，当一台故障时，另一台能够承但变电站的全部负荷。

造价昂贵

方案三

每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用部分负荷则由完好的另一台变压器承担。

在系统N-1方式下运行不能满足负荷要求同时若一台机故障时则要求切除相应线路，造成部分地区停电现象。

为了满足系统N—1的运行方式，以保证电网安全运行为前提，故选择方案二。

查《35-110kV变电所设计规范》选择SZ10—40000/110型号的变压器，连接组别为YN，d11。

其技术参数：

表1-1所选主变压器的技术参数

额定容量（KVA）

额定电压（KV）

阻抗电压（%）

空载损耗（KW）

空载电流（KA）

连接组别

频率

高

低

40000

110±8×1.25%

10.5

10.5

40.4

0.58%

YNd11

50HZ

主变压器的接地方式采用直接接地方式，此接地方式过电压较低，绝缘水平可下降，减少了设备造价，经济效益显著。

变电所绕组连接方式：

变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致。

电力系统采用的绕组连接方式只有Y和△，我国110kV及以上电压，变压器绕组采用Y连接。

35kV亦采用Y连接。

35kV以下电压，变压器绕组都采用△连接。

所以本设计110kV侧、10kV侧绕组分别采用Y、△连接。

1.1.2站用变压器的选择

因站用负荷较重要，为提高站用电的可靠性和灵活性，需装设一台站用变压器。

站用变压器容量选择的要求：

站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。

根据要求站用变容量按主变容量的（0.5～1.0）%进行选择,这里应该取1.0%进行计算以确保站用电。

S=40000×1.0%=400KVA。

考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器。

站用变压器的技术参数如下表所示：

表1-2所选站用变压器的技术参数

型号

额定容量

连接组标号

额定电压（kV）

损耗（kW）

阻抗电压（%）

空载电流

高压

低压

空载

负载

SG10-400/10

400

Y,yn0

10

0.4

0.80

5.22

4

1.3

1.2电气主接线概述

在发电厂和变电所中，发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电容器、互感器、避雷器等高压电气设备，以及将它们连接在一起的高压电缆和母线，构成了电能生产、汇集和分配的电气主回路。

这个电气主回路被称为电气一次系统，又叫做电气主接线。

用规定的设备图形和文字符号，按照各电气设备实际的连接顺序而绘成的能够全面表示电气主接线的电路图，称为电气主接线图。

发电厂、变电站的电气主接线可有多种形式。

选择何种电气主接线，是发电厂，变电站电气部分设计中的最重要问题。

主接线的确定对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接影响。

对电气主接线设计的基本要求是可靠性、灵活性和经济性。

（1）可靠性要求

供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力，现在已经可以进行定量的评价。

电气主接线不仅能保证在正常运行时，还要考虑到检修和事故时，都不能导致一类负荷停电，一般负荷也要尽量减少停电时间。

为此，应考虑设备的备用，并有适当的裕度，此外，选用高质量的设备也能提高