【正文】 110KV35KV10KV變電所課程設(shè)計(jì)
110KV35KV10KV變電所課程設(shè)計(jì) 第一部分 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)介紹 一、 系統(tǒng)介紹 ⑴系統(tǒng)可以視為一個(gè)無(wú)限大系統(tǒng)，有充足的有功和無(wú)功功率。系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地的方式。
⑵樞紐變電站距離設(shè)計(jì)變電所50公里，建議采用LGJ185導(dǎo)線。
⑶所用電：占總負(fù)荷的 1％ ⑷35KV側(cè)，Ⅰ類(lèi)荷采用雙回路供電；Ⅱ類(lèi)荷占總負(fù)荷的40％；其余為Ⅲ類(lèi)負(fù)荷。
10KV側(cè)，Ⅰ類(lèi)荷采用雙回路供電；Ⅱ類(lèi)荷占總負(fù)荷的35％；其余為Ⅲ類(lèi)負(fù)荷。
二、 電壓等級(jí)及負(fù)荷情況 電壓等級(jí)：110 KV、 35KV、 10KV 主變： 近期2臺(tái)，遠(yuǎn)期2臺(tái) 進(jìn)出線回路： ⑴ 35KV側(cè)近期出現(xiàn)5回，遠(yuǎn)期出現(xiàn)8回，各回路負(fù)荷分別為：3500KV（雙回） 1000KV 1000KV 1800KV 1000KV 1500KV 1220KV ⑵ 10KV低壓側(cè)出現(xiàn)本期5回，遠(yuǎn)期9回，各回路負(fù)荷為：2000KV（雙回）1000KV 1500KV 800KV 1000KV 1800KV 200KV 1000KV （雙回） 三、 所址： 年平均環(huán)境溫度 （+250C）； 氣候條件一般，無(wú)嚴(yán)重腐蝕； 地形平坦，海拔765米； 位于城市遠(yuǎn)郊，污染較小； 四、 設(shè)計(jì)要求完成以下內(nèi)容： ⑴ 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ⑵ 短路電流計(jì)算及設(shè)備選擇校驗(yàn) ⑶ 繪制電氣主接線圖，方案論證 ⑷ 試確定防雷及接地，保護(hù)方案 ⑸ 匯總主要設(shè)備清單 五、 設(shè)計(jì)要求： ⑴ 設(shè)計(jì)必須符合國(guó)家現(xiàn)行設(shè)計(jì)政策 ⑵ 依據(jù)國(guó)標(biāo)及有關(guān)規(guī)定 ⑶ 在保證運(yùn)行安全可靠的前提下，盡量滿足經(jīng)濟(jì)性 ⑷ 積極推廣成熟的新產(chǎn)品和新技術(shù)，不得使用淘汰產(chǎn)品 第二部分 電氣主接線方案確定 一 電氣主接線設(shè)計(jì)原則 電氣主接線又稱(chēng)為電氣一次接線，它是將電氣設(shè)備已規(guī)定的圖形和文字符號(hào)，按電能生產(chǎn)、傳輸、分配順序及相關(guān)要求繪制的單向接線圖。主接線代表了發(fā)電廠或變電站高電壓、大電流的電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它直接影響電力生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性、靈活性，同時(shí)對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式等諸多方面都有決定性的關(guān)系。因此，主接線設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的充分論證比較，綜合的考慮各個(gè)方面的因素影響，最終得到實(shí)際工程確認(rèn)的最佳方案。
電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)數(shù)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、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)省投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件的設(shè)計(jì)先進(jìn)性和可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。結(jié)合主接線設(shè)計(jì)的基本原則，所設(shè)計(jì)的主接線應(yīng)滿足供電可靠性、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。在進(jìn)行論證分析時(shí)更應(yīng)辯證地統(tǒng)一供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，方能做到先進(jìn)性和可行性。
二 確定主接線方案 1 原始資料分析 本設(shè)計(jì)變電站為降壓變電站，有三個(gè)電壓等級(jí)，即110/35/10KV。高壓側(cè)電壓為110KV，有兩回進(jìn)線 ,采用雙回LGJ185導(dǎo)線與樞紐變電所相距50km；中壓側(cè)電壓為35KV，有八回出線；低壓側(cè)電壓為10KV，有九回出線。經(jīng)分析可知，本變電站為地區(qū)變電站。
35KV側(cè)，Ⅰ類(lèi)負(fù)荷采用雙回路供電，Ⅱ類(lèi)負(fù)荷占總負(fù)荷40%，其余為三類(lèi)負(fù)荷。經(jīng)分析計(jì)算，遠(yuǎn)期八路負(fù)荷為：Ⅰ類(lèi)：3500KVA（雙回）；Ⅱ類(lèi)：1000KVA、1000KVA、1800KVA、1000KVA（添加）；Ⅲ類(lèi)：1000KVA、1500KVA、1220KVA。
10KV側(cè)，Ⅰ類(lèi)負(fù)荷采用雙回路供電，Ⅱ類(lèi)負(fù)荷占總負(fù)荷35%，其余為三類(lèi)負(fù)荷。經(jīng)分析計(jì)算，遠(yuǎn)期九路負(fù)荷為：Ⅰ類(lèi)：2000KVA、1000KVA；Ⅱ類(lèi)：1000KVA、1800KVA、700KVA(添加)；三類(lèi)：1500KVA、800KVA、1000KVA、200KVA。
雙回路工作方式：兩條雙回路互為備用，平時(shí)均處于帶點(diǎn)狀態(tài)，一旦一條回路發(fā)生供電故障，另一條回路自動(dòng)投入，從而保證不間斷供電。
2 各類(lèi)接線的選用原則 主接線的基本形式：主接線的基本形式就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，概括地分為兩大類(lèi)。
(1) 有匯流母線的接線形式。
(2) 無(wú)匯流母線的接線形式。
發(fā)電廠和變電所電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源(發(fā)電機(jī)或變壓器)、母線和出現(xiàn)（饋線）。各個(gè)發(fā)電廠或變電所的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?。在進(jìn)出線較多時(shí)（一般超過(guò)4回），為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)母線起著匯總電能和分配電能的作用，可使接線簡(jiǎn)裝清晰、運(yùn)行方便、有利于安裝和擴(kuò)建。但有母線后，配電裝置占地面積增加，使用路斷器等設(shè)備增多。無(wú)匯流母線的接線使用開(kāi)關(guān)電氣較少，占地面積較小，但只適于出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠或變電所。
結(jié)合原始資料所提供的數(shù)據(jù)，權(quán)衡各種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)，將各電壓等級(jí)適用的主接線方式列出： 110KV只有兩回出線，且作為降壓變電所，110KV側(cè)無(wú)交換潮流，兩回線路都可向變電所供電，亦可一回向變電所供電，另一回作為備用電源。所以，從可靠性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)定，110KV側(cè)適用的接線方式為內(nèi)橋接線和單母分段兩種。
35KV側(cè)，出線回路有八回，且Ⅰ、Ⅱ類(lèi)負(fù)荷占總負(fù)荷69%，所以，可選用單母分段和單母分段帶旁路兩種。
10KV側(cè)，出線回路有九回，且Ⅰ、Ⅱ類(lèi)負(fù)荷占總負(fù)荷65%，所以，可選用單母分段和單母分段帶旁路兩種。
這樣，擬定兩種主接線方案： 方案Ⅰ：110KV采用內(nèi)橋接線，35KV采用單母分段帶旁路接線，10KV采用單母分段接線。
方案Ⅱ：110KV采用單母分段接線，35KV采用單母分段接線，10KV采用單母分段接線。
方案Ⅰ、方案Ⅱ的接線圖如下 方案Ⅰ主接線圖： 圖21 方案Ⅰ主接線圖 方案Ⅱ主接線圖： 圖22 方案Ⅱ主接線圖 3 擬定方案中設(shè)計(jì)方案比較 （1）主接線方案的可靠性比較 110KV側(cè)： 方案Ⅰ：采用內(nèi)橋接線，當(dāng)一條線路故障或切除、投入時(shí)，不影響變壓器運(yùn)行，不中斷供電，并且操作簡(jiǎn)單；橋連斷路器停運(yùn)時(shí)，兩回路將解列運(yùn)行，亦不中斷供電。且接線簡(jiǎn)單清晰，全部失電的可能性小，但變壓器二次配電線及倒閘操作復(fù)雜，易出錯(cuò)。
方案Ⅱ：采用單母線分段接線，任一臺(tái)變壓器或母線、線路故障或停運(yùn)時(shí)，不影響其它回路的運(yùn)行；分段斷路器停運(yùn)時(shí)，兩段母線需解列運(yùn)行，全部失電的可能稍小一些，不易誤操作。
35KA側(cè)： 方案Ⅰ：?jiǎn)文妇€分段兼旁路接線，檢修任一臺(tái)斷路器時(shí)，都可用旁路斷路器代替；當(dāng)任一母線故障檢修時(shí)，旁路斷路器可代替該母線，使該母線的出線不致停運(yùn)。
方案Ⅱ：?jiǎn)文妇€分段接線，檢修任一臺(tái)斷路器時(shí)，該回路需停運(yùn)，分段開(kāi)關(guān)停運(yùn)時(shí)，兩段母線需解列運(yùn)行，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不至失電，另一段母線上其他線路需停運(yùn)。
10KV側(cè)：由于兩方案接線方式一樣，故不做比較。
（2）主接線方案的靈活性比較 110KV側(cè)： 方案Ⅰ：操作時(shí)，主變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，擴(kuò)建方便。線路的投入和切除比較方便。
方案Ⅱ：調(diào)度操作時(shí)可以靈活地投入和切除線路及變壓器，而且便于擴(kuò)建。
35KV側(cè)： 方案Ⅰ：運(yùn)行方式較復(fù)雜，調(diào)度操作復(fù)雜，但可以靈活地投入和切除變壓器和線路，能滿足在事故運(yùn)行方式、檢修方式及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求，較易于擴(kuò)建。
方案Ⅱ：運(yùn)行方式簡(jiǎn)便，調(diào)度操作簡(jiǎn)單靈活，易于擴(kuò)建，但當(dāng)斷路器檢修時(shí)線路要停運(yùn)，影響供電。
10KV側(cè)：兩方案相同。
（3）主接線方案的經(jīng)濟(jì)型比較 將兩方案主要設(shè)備比較列表如表21： 表21 項(xiàng) 目 方 案 主變壓器（臺(tái)） 110KV斷路器（臺(tái)） 110KV隔離開(kāi)關(guān)（組） 35KV斷路器（臺(tái)） 35KV隔離開(kāi)關(guān)（組） 10KV設(shè)備 Ⅰ 2 3 8 13 35 相同 Ⅱ 2 5 10 12 33 相同 從表中可以看出，方案Ⅰ比方案Ⅱ綜合投資少一些。
（4）主接線方案的確定 對(duì)方案Ⅰ、方案Ⅱ的綜合比較列表，對(duì)應(yīng)比較它們的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性，從中選擇一個(gè)最終方案 表22 方 案 項(xiàng) 目 方案Ⅰ 方案Ⅱ 可靠性 簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少 35KV母線檢修時(shí)，旁路母線可代替工作，不致使重要用戶停電；任一斷路器檢修時(shí)，均不需停電 任一主變或110KV線路停運(yùn)時(shí)，均不影響其他回路停運(yùn) 全部停電的概率很小 操作相對(duì)簡(jiǎn)單，誤操作的幾率不大 簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備多 35KV母線故障或檢修時(shí)，將導(dǎo)致該母線上所帶出線全停 任一主變或110KV線路停運(yùn)時(shí)，均不影響其他回路停運(yùn) 各電壓等級(jí)有可能出現(xiàn)全部停電的概率不大 操作簡(jiǎn)便，誤操作的的幾率小 靈活性 運(yùn)行方式較簡(jiǎn)單，操作稍微復(fù)雜 便于擴(kuò)建和發(fā)展 運(yùn)行方式簡(jiǎn)單，調(diào)度靈活 便于擴(kuò)建和發(fā)展 經(jīng)濟(jì)性 高壓斷路器少，投資相對(duì)少 占地面積較小 設(shè)備投資比方案Ⅰ相對(duì)多 占地面積較大 通過(guò)以上比較，可靠性上方案Ⅰ優(yōu)于方案Ⅱ，靈活性方面方案Ⅰ比方案Ⅱ稍差一些，經(jīng)濟(jì)性上方案Ⅰ比方案Ⅱ好。
該變電所為降壓變電所，110KV母線無(wú)穿越功率，選用內(nèi)橋要優(yōu)于單母分段接線?，F(xiàn)在35KV及10KV全為SF6斷路器，停電檢修的幾率極小