【文章內(nèi)容簡介】 83。錯誤 !未定義書簽。 致 謝 錯誤 !未定義書簽。 參 考 文 獻(xiàn) 42 附錄 A 主接線方案圖 43 附錄 B 系統(tǒng)正序等值圖 45 附錄 C 設(shè)備選擇參照圖 46 附錄 D 短路電流計算結(jié)果表 47 附錄 E 變電所主體設(shè)備型號一覽表 48 第一章 緒 論 第一節(jié) 選題背景 電力已成為人類歷史發(fā)展的主要動力資源，要科學(xué)合理的使用及分配電力，必須從工程的設(shè)計來提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和運行效率，從而達(dá)到降低 成本，提高經(jīng)濟效益的目的。變電站是電力系統(tǒng)配電傳輸不可缺少的重要組成部分，它直接影響整個電力網(wǎng)絡(luò)的安全和電力運行的經(jīng)濟成本，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所電氣部分的主體，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動裝置方式的確定，對電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著決定的作用。 目前， 110KV、 35KV 常規(guī)變電站在城農(nóng)網(wǎng)中仍占有較大的比重，其一次、二次設(shè)備都比較落后，繼電保護(hù)裝置多為電磁式繼電器組合而成，一般只具有當(dāng)?shù)?控制功能，多為有人值班運行方式。隨著電網(wǎng)運行自動化系統(tǒng)的提高 ,變電站綜合自動化系統(tǒng)發(fā)揮著越來越強大的作用 ,少人或無人值守變電站將成為今后變電運行的主流方式，對原有電站及新建電站實現(xiàn)無人值守勢在必行。對設(shè)計人員來講，我們只有不斷提高自身素質(zhì)，才能跟得上電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，為電力事業(yè)的興盛盡一點微薄之 力。 第二節(jié) 選題意義 變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓 、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。變電站起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器，除此之外，變電站的設(shè)備還有開閉電路的開關(guān) 設(shè)備，匯集電流的母線，計量和控制用互感器、儀表、繼電保護(hù)裝置和防雷保護(hù)裝置、調(diào)度通信裝置等，有的變電站還有無功補償設(shè)備。 本設(shè)計針對變電站進(jìn)行設(shè)計 ， 設(shè)計內(nèi)容包括：變壓器臺數(shù)和容量的選擇、主接線的選擇、短路電流的計算、主要電器設(shè)備的選擇和校驗、繼電保護(hù)及 變電站防雷 等。通過對 110KV 降壓變電所電氣部分 的 設(shè)計，使我明白其目的在于使我們通過這次畢業(yè)設(shè)計，能夠得到各方面的充分訓(xùn)練，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計任務(wù)加深了對所學(xué)知識內(nèi)在聯(lián)系的理解，并能靈活的運用。 第三節(jié) 變電站發(fā)展概況 隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展 ，微型計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)中 得到了越來越廣泛的應(yīng)用，它集變電站中的控制、保護(hù)、測量、中央信號、故障錄波等功能于一身，替代了原常規(guī)的突出式和插件式電磁保護(hù)、晶體管保護(hù)、集成電路保護(hù)。常規(guī)控制、保護(hù) 裝置已逐步從電力系統(tǒng)中退出，取而代之的則是這種新型的微機監(jiān)控方式，它運用了自動控制技術(shù)、微機及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，組成計算機的軟硬件設(shè)備代替人工 ,利用變電站中的遠(yuǎn)動終端設(shè)備來完成對站中設(shè)備的遙信、遙測、遙調(diào)、遙控即四遙功能。這就為實現(xiàn)變電站無人值守提供了前提條件。變電站、所綜合自動化和無人值守是當(dāng)今電網(wǎng)調(diào)度自動化領(lǐng)域中熱 門的話題，在當(dāng)今城、農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造中正被廣泛采用。 第四節(jié) 設(shè)計原始資料 一 、 課題的內(nèi)容和要求： 本畢業(yè)設(shè)計 課題 是對一個 110kV 降壓 變電 所 電氣部分進(jìn)行初步的設(shè)計 ，具體內(nèi)容和要求如下： 1. 對 110kV、 35kV、 10kV 三級電壓分別選擇兩種接線方式（單母、單母分段、雙母、是否帶旁路、橋式、二分之三接線等），從可行性、靈活性、經(jīng)濟性進(jìn)行定性分析，確定所選的方案。 2. 短路電流計算 3. 電氣設(shè)備選擇和校驗（主變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、 10kV 電纜、電流互感器及電壓互感器） 4. 變壓器、線路的 繼電保護(hù) （ 1）主變壓器繼電保護(hù)整定計算 （ 2） 35kV 線路繼電保護(hù)整定計算 5. 防雷裝置及接地裝置配置說明 二 、 設(shè)計的技術(shù)要求與數(shù)據(jù)： 設(shè)計數(shù)據(jù)： 1. 變電所電壓等級： 110kV、 35kV、 10kV，屬地方變電所 2. 110kV 側(cè)：變電所有雙回 110 kV 線路與大系統(tǒng)相連，長度為 40 km， 系統(tǒng)最大方式容量為 3500MVA，相應(yīng)的系統(tǒng)電抗為 ； 系統(tǒng)最小方式容量為 2800MVA，相應(yīng)的系統(tǒng)電抗為 ； （電抗是 以系統(tǒng)容量及電壓為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。 ） 3. 35kV 側(cè)：線路共 4 回， 容量為 36MVA；已考慮發(fā)展后最大負(fù)荷。 4. 10 kV 側(cè)： 10kV 線路共 6 回，容量為 ；已考慮發(fā)展后最大負(fù)荷。 5. 負(fù)荷平均功率因數(shù) ?? ，線損率為 5%。 6. 氣象及地質(zhì) 條件： 年最低溫度： 1℃，年最高溫度： ℃，年最高日平均溫度： 32℃，地震烈 度： 6 度以下，海拔高度： 180m，年平均雷電日： 90 天。 7. 其它： 10 kV903 線為電纜出線，其余出線均為架空線出線， 詳細(xì)數(shù)據(jù)見表 ： 35kV、 10kV 負(fù)荷情況表 電壓等級 負(fù)荷名 稱 容 量 （ MVA） 負(fù)荷性質(zhì) （類） 距 離 （ km） 10kV 901 1 902 2 1 903 1 1 機 修 廠 3 水廠 2 市政用電 1 1 35kV 301 線路 8 2 20 302 線路 8 2 18 303 線路 10 1 17 304 線路 10 1 16 4 第二章 電氣主接線設(shè)計 及短路電流計算 第一節(jié) 電氣主接線設(shè)計及主變壓器容量選擇 一、 電氣主接線方案初選 根 據(jù) GB5005992《 35—110KV 變電站設(shè)計規(guī)范》，設(shè)計任務(wù)書中站給資料中要求，變電站的主接線，應(yīng)根據(jù)變電站在電力網(wǎng)中的地位，出線回路數(shù)，設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠，運行靈活，操作檢修方便，節(jié)約投資和便于擴建，同時應(yīng)滿足以下條件： 1．當(dāng)能滿足運行要求時，變電站高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線。 2． 35—110KV 線路為兩回以下時，宜采用橋形，線路變壓器組線路分支接線。 3．當(dāng)變電站裝有兩臺主變時， 6—10KV 側(cè)宜采用分段單母線。線路 12 回及以下時，變電站 10KV 可用雙母線；當(dāng)不許停電檢修斷路器 時，可裝設(shè)旁路設(shè)施。 4．接在母線上的：避雷器和電壓互感器可合用一組隔離開關(guān)，對接在變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。 根據(jù)以上要求初步選擇主接線如下： （一） 方案一 （接線圖見：附錄 A） 1． 110KV 側(cè)、 35KV 側(cè)和 10KV 側(cè)均采用單母分段的接線方式。 2．主變?nèi)萘考芭_數(shù)的選擇： 2 臺主變?nèi)萘?相同 。 （二） 方案 二 （接線圖見：附錄 A） 1． 110KV 側(cè)采用橋形接線， 35KV 側(cè)和 10KV 側(cè)采用單母分段的接線。 2．主變?nèi)萘考芭_數(shù)的選擇： 2 臺主變?nèi)萘客桨敢弧? 二、 主接線方案比較 綜上所述，由于方案二采用橋形接線， 使 用的 斷路器比 方案 一少。主變臺數(shù)、型號、參數(shù)均相同，同時又不降低用電和供電可靠性，又符合現(xiàn)場實際和設(shè)計規(guī)程的要求，從經(jīng)濟角度考慮選擇方案二比較合適，達(dá)到了工程造價較低，同時考慮了變電站隨著負(fù)荷的增加，進(jìn)行擴建和增容的可能性，因為橋式接線在負(fù)荷增加時，可很方便的改造為單母線分段，以適應(yīng)負(fù)荷增加和供電可靠性的要求。 同時，從技術(shù)角度，方案一中斷路器 斷路器 4 之間及母線發(fā)生短路，則斷路器 斷路器 斷路器 5 分別跳閘，即所有負(fù)荷由 1 號主變承擔(dān)；方案二中當(dāng)斷路器 3 至變壓器繞組內(nèi)及斷路器 2 右側(cè)發(fā)生短路，則斷路器 斷路器 3 及變壓器中、低側(cè)分別跳閘，即所有負(fù)荷由 1 號主變承擔(dān)。再如，方案一如母線發(fā)生短路，斷路器斷路器 斷路器 3 分別跳閘， 2 號主變停止向負(fù)荷供電；方案二中內(nèi)橋斷路器 2側(cè)母線發(fā)生短路，斷路器 斷路器 2 號主變中、低壓側(cè)分別跳閘，停止向負(fù)荷 5 供電。 由以 上 分析，方案一和方案二在技術(shù)上是相當(dāng)?shù)?，而從?jīng)濟上講，方案一比方案二多用了兩組斷路 .兩組隔離開關(guān)和母線，所以，最終確定方案二為本設(shè)計的主接線。 三、 主變壓器的選擇 1. 運行主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 10—20 年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。由于任務(wù)書給定的是一個三個電壓等 級的變電站，而且每個電壓等級的負(fù)荷均較大，故采用三繞組變壓器 2 臺，運行主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 10—20 年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。并應(yīng)考慮變壓器正常運行和事故過負(fù)荷能力，以變壓器正常的過負(fù)荷能力來承擔(dān)變壓器遭受的短時高峰負(fù)荷，過負(fù)荷值以不縮短變壓器的壽命為限。通常每臺變壓器容量應(yīng)當(dāng)在當(dāng)一臺變壓器停用時，另一臺容量至少保證對 60%負(fù)荷的供電，并考慮事故過負(fù)荷能力選擇變壓器容量，亦即短路時可承擔(dān) 100%的負(fù)荷。 2. 主變?nèi)萘窟x擇 Sn＝ 。 (Sm 為變電站最大負(fù)荷 ) 3. 兩臺主變可方便于運行維護(hù)和設(shè)備的 檢修同時能滿足站用負(fù)荷的供電要 兩臺求。 ： ① ．相數(shù)的確定 為了提高電壓質(zhì)量最好選擇有載調(diào)壓變壓器。 ② ．繞組的確定 本站具有三種電壓等級，且通過主變各側(cè)繞組功率均達(dá)到該變壓器容量的 15%以上，故選三繞組變壓器。 ③ ．繞組的連接方式 考慮系統(tǒng)的并列同期要求以及三次諧波的影響，本站主變壓器繞組連接方式選用Y0/Y/△ － 11。 采用 “△ ”接線的目的就是為三次諧波電流提供通路，保證主磁通和相電勢接近正弦波，附加損耗和局過熱的情況大為改善，同時限制諧波向高壓側(cè)轉(zhuǎn)移。 ： 本 站主要負(fù)荷占 98%，在短路時（ 2 小時）帶全部主要負(fù)荷和一半左 右 Ⅰ 類負(fù)荷。在兩小時內(nèi)進(jìn)行調(diào)度，使主要負(fù)荷減至正常水平。 Sn= （ 21） =( 36+) ==48804KVA 選 SSPSL50000 型，選擇結(jié)果如表 21： 表 21 主變壓器參數(shù)表 6 型號及容量(KVA) 額定電壓 高 /中 /低(KV) 連接組 損耗 (KW) 阻抗電壓 (%) 空載電流(%) 運輸重量(t) 備注 空載 短路 高中 高低 中低 SSPSL50000 110/ 四、 站用變壓器的選擇 由主變壓器容量為 50000KVA，站用電率為 %，可選用變壓器容量。 Sn=50000%=250KVA 選 SJL1—250 型，選擇結(jié)果如表 22： 表 22 站用變壓器參數(shù)表 型號及容量(KVA) 低壓側(cè)額定電壓(KV) 連接組 損耗(KW) 阻抗電壓 (%) 空載電流(%) 總重(t) 備注 空載 短路 SJL1—250 Yy0yd11 4 2 第二節(jié) 短路電流計算 在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾個方面： 在選擇電氣主接線時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。 在設(shè)計屋外高壓配電裝 置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時，需以各種短路的短路電流為依據(jù)。接地裝置的設(shè)計，也需要短路電流。 一、 短路電流的計算目的 1．電氣主設(shè)備的選擇和比較 2．電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇和校驗 3． 繼電保護(hù)整定計算 二、 短路電流計算點的確定 7 1．確定原則：計算短路電流時，短路點的選擇，應(yīng)使站選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過可能最大的短路電流。 2．短路點的確定，根據(jù)以上原則，選擇了 4 個短路點。 3．基準(zhǔn)值的選?。?Sb＝ 100MVA Ub 取各側(cè)平均額定電壓 三、 計算步驟 1．選擇計算短路點 2．畫等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖 首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支，線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗 Xd” 3．選取基準(zhǔn)容量 Sb 和基準(zhǔn)電壓 Ub（一般取