【正文】 110kV變電所設(shè)計(jì) 第一章 任 務(wù) 書 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、計(jì)算書、說明書三部分，同時(shí)還附有12張圖紙加以說明。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 說明書：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：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 明 書 第一節(jié) 概 述 一、設(shè)計(jì)依據(jù) 中華人民共和國電力公司發(fā)布的《 35kV～ 110kV無人值班變電所設(shè)計(jì)規(guī)程》（征求意見稿） 110kV清河 輸變電工程設(shè)計(jì)委托書。 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。 三、設(shè)計(jì)分工 110kV配電裝置以出線門型架為界， 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，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(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，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(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 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，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(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 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)。開斷電流 。 （ 2） 35kV選用 kYN35型手車式金屬鎧裝高壓開關(guān)柜，內(nèi)配真空斷路器。開斷電流 25kA。 （ 3） 10kV選用 CP800型中置式金屬鎧裝高壓開關(guān)柜，內(nèi)配真空斷路器。出線開斷電流，進(jìn)線開斷電流 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、 10kV為(均按系統(tǒng)最高工作電壓確定 )。 無功補(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) 2179。 1800kVar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開關(guān)柜中間。共 36個(gè)出線間隔 (公用 4個(gè) )。 控制、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 采用智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)，蓄電池采用 2179。 100Ah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 69m，南北長 66m，面積 4554m2，合 。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 8度。 （ 5）風(fēng)速 :≤ 35m/s。 （ 6）最大日溫差 :25176。 C。 周圍環(huán)境無易燃且無明顯污穢，具有適宜的地質(zhì)、地形和地貌條件 (如避開斷層、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 20xx年 43000kW 20xx年 60000kW 20xx年 90000kW 三、建設(shè)規(guī)模 主變壓器容量本期 2179。 ，遠(yuǎn)期 3179。 50MVA。 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 3 50MVA 2 2 110kV單母線 2段 2段 3 110kV出線 6回 2回 4 35kV母線 2段 2段 5 35kV出線 4回 4回 6 10kV母線 3段 2段 7 10kV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