【正文】 第一章 任 務(wù) 書(shū)第一節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)為110kV變電站初步設(shè)計(jì)，共分為任務(wù)書(shū)、計(jì)算書(shū)、說(shuō)明書(shū)三部分，同時(shí)還附有12張圖紙加以說(shuō)明。該變電站有3臺(tái)主變壓器，初期上2臺(tái)，分為三個(gè)電壓等級(jí)：110kV、35kV、10kV，各個(gè)電壓等級(jí)均采用單母分段的主接線方式供電，本次設(shè)計(jì)中進(jìn)行了短路電流計(jì)算，主要設(shè)備選擇及校驗(yàn)（包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、母線等），并同時(shí)附帶介紹了所用電和直流系統(tǒng)、繼電保護(hù)和微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、過(guò)壓保護(hù)、接地、通信等相關(guān)方面的知識(shí)。第二節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成的成果說(shuō)明書(shū)：電氣主接線，短路電流計(jì)算及主要設(shè)備的選擇，各電壓級(jí)的配電裝置及保護(hù)，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等。計(jì)算書(shū)：短路電流，主要設(shè)備選擇（DL、G、CT、母線），變壓器差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算。圖紙：電氣主接線圖，電氣總平面布置圖，繼電保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)配置圖，間隔斷面圖，直流系統(tǒng)接線圖，所用電系統(tǒng)圖，GIS電氣布置圖等共12張。第三節(jié) 應(yīng)掌握的知識(shí)與技能學(xué)習(xí)和掌握變電站電氣部分設(shè)計(jì)的基本方法。對(duì)所設(shè)計(jì)的變電站的特點(diǎn)，以及它在電力系統(tǒng)中的地位、作用和運(yùn)行方式等應(yīng)有清晰的概念。熟悉所選用電氣設(shè)備的工作原理和性能，及其運(yùn)行使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)。熟悉所采用的電氣主接線圖，掌握各種運(yùn)行方式的倒閘操作程序。培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的工作能力及實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能。第二章 說(shuō) 明 書(shū)第一節(jié) 概 述一、設(shè)計(jì)依據(jù)中華人民共和國(guó)電力公司發(fā)布的《35kV～110kV無(wú)人值班變電所設(shè)計(jì)規(guī)程》（征求意見(jiàn)稿）110kV清河輸變電工程設(shè)計(jì)委托書(shū)。電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分）二、設(shè)計(jì)范圍所區(qū)總平面、交通及長(zhǎng)度約20米的進(jìn)所道路的設(shè)計(jì)。所內(nèi)各級(jí)電壓配電裝置及主變壓器的一、二次線及繼電保護(hù)裝置。系統(tǒng)通信及遠(yuǎn)動(dòng)。所內(nèi)主控制室、各級(jí)電壓配電裝置和輔助設(shè)施。所區(qū)內(nèi)給排水設(shè)施及污水排放設(shè)施。所區(qū)采暖通風(fēng)設(shè)施、消防設(shè)施。所區(qū)內(nèi)的規(guī)劃。編制主要設(shè)備材料清冊(cè)。編制工程概算書(shū)。三、設(shè)計(jì)分工110kV配電裝置以出線門(mén)型架為界，10kV電纜出線以電纜頭為界。電纜溝道至圍墻外1米。所外專用通信線、光纖系統(tǒng)通信、施工用電、用水等設(shè)施由建設(shè)單位負(fù)責(zé)。四、主要設(shè)計(jì)原則 電氣主接線電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的重要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案，決定于電壓等級(jí)和出線回路數(shù)。（1）110kV主接線設(shè)計(jì)：110KV清河變主要擔(dān)負(fù)著為清河開(kāi)發(fā)區(qū)供電的重任，主供電源由北郊變110KV母線供給，一回由北郊變直接供給，另一回由北郊變經(jīng)大明湖供給形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，因此有兩個(gè)方案可供選擇：?jiǎn)文妇€接線；單母線分段接線。方案I：采用單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障段的供電。適用范圍：一般適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)變壓器的110220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)兩回。方案II：采用單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。2）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，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)：1）當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。2）當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出線交叉跨越。3）擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用范圍：110220KV配電裝置的出線回路數(shù)為34回時(shí)。經(jīng)過(guò)以上論證，決定采用單母線分段接線。（2）35Kv主接線設(shè)計(jì)：主要考慮為清河工業(yè)園區(qū)及周邊高陵西部地區(qū)供電。方案I：采用單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障段的供電。適用范圍：一般適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)變壓器的3563KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)3回。方案II：采用單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。2）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，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)：1）當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。2）當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出線交叉跨越。3）擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用范圍：3563KV配電裝置的出線回路數(shù)為48回時(shí)。經(jīng)過(guò)以上論證，決定采用單母線分段接線。（3）10kV主接線設(shè)計(jì)：主要考慮為變電站周圍地區(qū)供電。方案I：采用單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障段的供電。適用范圍：6 10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)5回 。 方案II：采用單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。2）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，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)：1）當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。2）當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出線交叉跨越。3）擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用范圍：6 10KV配電裝置的出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)。經(jīng)過(guò)以上論證，決定采用單母線分段接線。 主變壓器選擇（1）容量的確定:1）主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電所,主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。2)根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷變壓器的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許進(jìn)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%80%。3）同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。（2）主變壓器臺(tái)數(shù)的確定：1）對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。2）對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。3）對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的12級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。因此為保障電壓水平能夠滿足用戶要求，本所選用有載調(diào)壓變壓器，選變壓器兩臺(tái)。主要電氣設(shè)備選擇（1）110kV配電裝置選用戶外110kV六氟化硫全封閉組合電器(GIS)。（2）35kV選用kYN35型手車式金屬鎧裝高壓開(kāi)關(guān)柜，內(nèi)配真空斷路器。開(kāi)斷電流25kA。（3）10kV選用CP800型中置式金屬鎧裝高壓開(kāi)關(guān)柜，內(nèi)配真空斷路器。，進(jìn)線開(kāi)斷電流40kA。（4）10kV母線避雷器選用HY5WZ17/45型氧化鋅避雷器。（5）根據(jù)《陜西電力系統(tǒng)污穢區(qū)分布及電網(wǎng)接線圖集》，該站地處Ⅱ級(jí)污穢區(qū)，考慮到該站距公路較近，污級(jí)提高一級(jí)，按Ⅲ級(jí)戶外用電氣設(shè)備泄漏比距，110kV、35kV、(均按系統(tǒng)最高工作電壓確定)。無(wú)功補(bǔ)償及消弧線圈10kV出線回路數(shù)每段母線12回，本期裝設(shè)2組干式接地變及消弧線圈。接地變?nèi)萘?00/160kVA，消弧線圈600kVA。本期裝設(shè)21800kVar電容器組。電工構(gòu)筑物布置（1）根據(jù)進(jìn)出線規(guī)劃及所址地形情況，電工構(gòu)筑物布置如下：110kV屋外配電裝置布置在所區(qū)南側(cè)，二次室及35kV～10kV開(kāi)關(guān)室布置在所區(qū)北側(cè)，為一座二層樓結(jié)構(gòu)，一層10kV，二層35kV；主變壓器布置在二者之間，所區(qū)大門(mén)設(shè)在西側(cè)，進(jìn)所道路自所址西側(cè)的公路接引。（2）110kV配電裝置進(jìn)線采用軟母線，進(jìn)線間隔寬度為8米。按遠(yuǎn)期出線總共6個(gè)間隔設(shè)計(jì)。（3）35kV配電裝置按兩臺(tái)主變進(jìn)線，4個(gè)出線間隔設(shè)計(jì)。（4）10kV配電裝置采用屋內(nèi)單層雙列布置。干式接地變及消弧線圈裝在一箱內(nèi)，安裝在10kV開(kāi)關(guān)柜中間。共36個(gè)出線間隔(公用4個(gè))?？刂?、保護(hù)及直流（1）控制方式本工程的控制、信號(hào)、測(cè)量采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控方式，分層分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，按無(wú)人值班有人值守方式設(shè)計(jì)。（2）保護(hù)裝置繼電保護(hù)均采用微機(jī)保護(hù)，這些保護(hù)的信息都以通信方式接入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。（3）自動(dòng)裝置10kV饋線裝設(shè)小電流接地選線裝置；10kV饋線具有低周減載功能。（4）直流采用智能高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)，蓄電池采用2100Ah免維護(hù)鉛酸蓄電池，計(jì)206只，單母線分段接線。五、基礎(chǔ)資料110kV清河變電站地址選在市開(kāi)發(fā)區(qū)清河工業(yè)園區(qū)的北部，西鄰一條南北公路。電源由北郊330kV變110kV母線出兩回，一回直接接入，一回經(jīng)大明湖變“Π”接后再接入。導(dǎo)線選擇LGJ300/40。環(huán)境條件該站位于市開(kāi)發(fā)區(qū)清河工業(yè)園區(qū)的北部，西鄰一條南北公路。占地東西長(zhǎng)69m，南北長(zhǎng)66m，面積4554m2。該站出線條件較好，110kV南面進(jìn)出，35kV北面進(jìn)出，10kV電纜從西側(cè)進(jìn)出(電纜溝)。交通方便，靠近鄉(xiāng)鎮(zhèn)，職工生活方便。圍墻內(nèi)自然高差與公路相差3m左右，回填土方量較大。（1）環(huán)境溫度:15176。C～+45176。C。（2）相對(duì)濕度：月平均≤90%，日平均≤95%。（3）海拔高度:≤1000m。（4）地震烈度:不超過(guò)8度。（5）風(fēng)速:≤35m/s。（6）最大日溫差:25176。C。周圍環(huán)境無(wú)易燃且無(wú)明顯污穢，具有適宜的地質(zhì)、地形和地貌條件(如避開(kāi)斷層、交通方便等)。并應(yīng)考慮防洪要求，以及鄰近設(shè)施的相互影響(如對(duì)通訊、居民生活等)。環(huán)境保護(hù)（1）變電所僅有少量生活污水，經(jīng)處理后排入滲井。變壓器事故排油污水，經(jīng)事故油池將油截流，污水排入生活污水系統(tǒng)，對(duì)周圍環(huán)境沒(méi)有污染。（2）噪音方面是指變壓器和斷路器操作時(shí)所產(chǎn)生的電磁和機(jī)械噪聲。對(duì)主變及斷路器要求制造廠保證距離設(shè)備外殼2米處的噪聲水平不大于65bB，以達(dá)到《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。綠化在所內(nèi)空閑地帶種植草坪及綠籬，以美化環(huán)境。 第二節(jié) 系統(tǒng)概述一、性質(zhì)和目的根據(jù)上級(jí)要求，在我市開(kāi)發(fā)區(qū)清河工業(yè)園區(qū)境內(nèi)建一所110kV變電站，主要是為市開(kāi)發(fā)區(qū)清河工業(yè)園區(qū)供電和服務(wù)的，并支持當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，使初具規(guī)模的旅游事業(yè)上一新臺(tái)階，改善和提高該境內(nèi)人民的物質(zhì)和文化生活。本變電所屬新建110kV負(fù)荷型變電所，主要滿足該地區(qū)工業(yè)和居民用電。二、負(fù)荷發(fā)展情況2004年 43000kW2009年 60000kW2014年 90000kW三、建設(shè)規(guī)模主變壓器容量本期2，遠(yuǎn)期350MVA。110kV本期兩回出線，采用單母線分段接線；遠(yuǎn)期六回出線。35kV本期4回出線，采用單母線分二段接線。10kV本期24回出線，采用單母線分二段接線，遠(yuǎn)期36回出線，采用單母線分三段接線。序號(hào)項(xiàng)目最終規(guī)模本期規(guī)模1主變壓器350MVA22110kV單母線2段2段3110kV出線6回2回435kV母線2段2段535kV出線4回4回610kV母線3段2段710kV出線36回24回戶外設(shè)備基礎(chǔ)及構(gòu)架設(shè)計(jì)原則如下: 110kV架構(gòu)及基礎(chǔ)本期只安裝兩回。其余架構(gòu)及基礎(chǔ)只上本期規(guī)模，其余均不上，預(yù)留位置。三號(hào)變基礎(chǔ)本期不上，僅預(yù)留位置。第三節(jié) 電氣主接線一、電氣主接線電氣主接線是由高壓電氣設(shè)備連成的接收和分配電能的電路，是發(fā)電廠和變電所最重要的組成部分之一，對(duì)安全可靠供電至關(guān)重要。因此設(shè)計(jì)的主接線必須滿足如下基本要求：滿足對(duì)用戶供電必要的可靠性和電能質(zhì)量的要求。接線簡(jiǎn)單、清晰，操作簡(jiǎn)便。必要的運(yùn)行靈活性和檢修方便。投資少，運(yùn)行費(fèi)用低。具有擴(kuò)建的可能性。為滿足供電可靠性要求，本設(shè)計(jì)中110kV、35kV、10kV均采用單母線分段接線；最終為3臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行；所用電由2臺(tái)所用變供電；主要負(fù)荷可采用雙回線供電。該變電站110kV戶外配電裝置采用GIS組合電器布置形式。110kV采用單母線分段接線方式。110kV進(jìn)線2回。其中一段母線帶2臺(tái)主變壓器，另一段母線帶1臺(tái)主變壓器。本期安裝每段母線1臺(tái)主變，110kV GIS共6個(gè)間隔位。110kV GIS主變出線至主變110kV側(cè)為電纜及電纜插拔頭型式。電纜型號(hào)YJV221261300交聯(lián)電纜。35kV采用單母線分段接線。共設(shè)兩段，每臺(tái)主變各接一段。本期安裝4回出線，每段2回。35kV出線至35kV穿墻套管亦采用電纜，電纜型號(hào):YJV221261300交聯(lián)電纜。10kV采用單母線擴(kuò)大分段接線，共分3段，本期分2段。每臺(tái)主變各接一段，每段12回出線。10kV出線36回(含公用部分4回)，本期安裝24回。10kV全部采用電纜出線。在每臺(tái)主變壓器低壓側(cè)設(shè)置一組接地變壓器及一組無(wú)功分檔投切并聯(lián)補(bǔ)償電容器。二、短