110KV变电站电气设计

题目：110KV变电站电气设计目录摘要……………………………………………………………………（3）概述…………………………………………………………………（4）第一章主接线的选择……………………………………………（6）1．1110kV电气主接线…………………………………………（8）1．210kV电气主接线…………………………………………（10）1．3站用变接线…………………………………………（11）第二章负荷计算及变压器选择…………………………………（13）2.1负荷计算…………………………………………………（13）2．2主变台数、容量和型式的确定……………………………（14）2．3站用变台数、容量和型式的确定…………………………（15）第三章最大持续工作电流及短路电流的计算…………………（16）3．1各回路最大持续工作电流…………………………………（16）3．2短路电流计算点的确定和短路电流计算结果…………（16）第四章主要电气设备选择………………………………………（17）4．1高压断路器的选择………………………………………（20）4．2隔离开关的选择……………………………………………（21）4．3母线的选择…………………………………………………（22）4．4绝缘子和穿墙套管的选择…………………………………（23）4．5电流互感器的选择…………………………………………（23）4．6电压互感器的选择…………………………………………（24）上海电力学院电力系统及其自动化专业毕业论文14．7各主要电气设备选择结果一览表…………………………（27）附录I设计计算书………………………………………………………（27）10kv配电装置配电图…………………………………………（34）参考文献…………………………………………………………（35）摘要本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从我工作中湖口县供电公司十二五规划，2017年将要新建的罗岭110kV变电站为依据，按照任务书上的要求，进行110kV变电站的电气设备选型，根据现有的线路，和将要假设的线路预测负荷情况。湖口县占地面积约1069.33km2，辖12个乡（镇），总人口60.2025万人，现有居民14.65万户。随着改革开放的发展，县城城区不断扩展，居民生活水平不断提高，2012年实现国内生产总值128.31亿元，人均GDP达到22022元/人。全县共有60万余用电客户，拥有35KV变电站8座，总容量8.2万KVA，35KV线路152.8KM，10KV线路1767.36KM，10KV配变2244台。往年负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV、35kV、10kV的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大上海电力学院电力系统及其自动化专业毕业论文2持续工作电流及短路计算的计算结果，对母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器进行了选型，对继电保护的全面配置；从而完成了110kV变电站一次部分的设计。关键词：变电站变压器接线继电保护概述一、待设计的变电站与电网的联系(包含10kV出线、35kV出线。)随着经济的发展和负荷日益增加，原35kV变电站已经不能够满足电网需求，在原35kV变电站上面，新建一待设计变电站～～上海电力学院电力系统及其自动化专业毕业论文3个110kV变电站。供电负荷峰值41268KVA。（根据10kV出线、35kV出线负荷峰值得来。）本变电站的电压等级为110/10、110/35变电站由两个系统供电，最大运行方式：两台变压器并列运行，最小的负荷由1台变压器运行，另一台变压器热备。进线电源是从9KM公里外的220kV海山变电站过来的。二、负荷情况：(1)、35KV侧负荷同时率：η=91.5%（在一段规定的时间内，一个电力系统综合最高负荷与所属各个子地区(或各用户、各变电站)各自最高负荷之和的比值）最大负荷利用小时数：4500小时（年最大负荷利用小时=年需用电量/年最大负荷）（2）、10KV侧电压负荷名称每回最大负荷（KW）功率因数回路数供电方式10KV集镇线10000.91架空大龙线27000.891电缆万年青线23000.882架空电压负荷名称每回最大负荷（KW）功率因数回路数供电方式公里长度（km）35KV流泗变90000.951架空7城山变71500.921架空8武山变80000.882架空9屏峰变80000.911架空10上海电力学院电力系统及其自动化专业毕业论文4马影南线16000.881架空石材厂专线27000.91架空材料厂8000.92架空负荷同时率：η=89.1%（负荷率是指在规定时间（日、月、年）内的平均负荷与最大负荷之比的百分数；负荷率用来衡量在规定时间内负荷变动情况，以及考核电气设备的利用程度。）最大负荷利用小时数：4000小时(3)、该地区负荷年增长率：12%。(4)、该地区年最高温度：41℃第二章主接线的选择现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和居民日常生活。因此变电站主接线必须满足以下基本要求。1运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。2具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且在检修时可以保证检修人员上海电力学院电力系统及其自动化专业毕业论文5的安全。3操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。4经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。5应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。1.1110kV电气主接线由于此变电站是为了某地区电力系统的发展和负荷增长而拟建的。那么其负荷为地区性负荷。变电站110kV侧、35kV、10kV侧，均为单母线分段接线。根据以上分析、组合，保留下面两种可能接线方案。上海电力学院电力系统及其自动化专业毕业论文6图1.1单母线分段带旁母接线图1.2双母线带旁路母线接线对图1.1及图1.2所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表1-1。表1-1主接线方案比较表项目方案方案Ⅰ方案Ⅱ技术①简单清晰、操作方便、易于发展②可靠性、灵活性差③旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电①运行可靠、运行方式灵活、便于事故处理、易扩建②母联断路器可代替需检修的出线断路器工作③倒闸操作复杂，容易误操作上海电力学院电力系统及其自动化专业毕业论文7经济①设备少、投资小②用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资①占地大、设备多、投资大②母联断路器兼作旁路断路器节省投资在技术上（可靠性、灵活性）第Ⅱ种方案明显合理，在经济上则方案Ⅰ占优势。鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性。经综合分析，决定选第Ⅱ种方案为设计的最终方案。1.310kV电气主接线10kV配电装置出线回路数目为6回及以上时，可采用单母线分段接线。而双母线接线一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高的场合。上述两种方案如图1.5及图1.6所示。图1.5单母线分段接线上海电力学院电力系统及其自动化专业毕业论文8图1.6双母线接线对图1.5及图1.6所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表1-3表1-3主接线方案比较项目方案方案Ⅰ单分方案Ⅱ双技术①不会造成全所停电②调度灵活③保证对重要用户的供电④任一断路器检修，该回路必须停止工作①供电可靠②调度灵活③扩建方便④便于试验⑤误操作经济①占地少②设备少①设备多、配电装置复杂②投资和占地面大经过综合比较方案Ⅰ在经济性上比方案Ⅱ好，且调度灵活也可保证供电的可靠性。所以选用方案Ⅰ。1.4站用电接线一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案。上述两种方案如图1.7及图1.8所示。上海电力学院电力系统及其自动化专业毕业论文9图1.7单母线分段接线图1.8单母线接线对图1.7及图1.8所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表1-4。表1-4主接线方案比较上海电力学院电力系统及其自动化专业毕业论文10经比较两种方案经济性相差不大，所以选用可靠性和灵活性较高的方案Ⅰ。110kV变电现在都为无人工作站，站用变负荷较小。故只做线路选型，不计算负荷情况。第二章负荷计算及变压器选择2.1负荷计算要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷，包括10kV负荷、35kV负荷和110kV侧负荷。由公式%1cos1nitcpKS（2-1）式中sC——某电压等级的计算负荷kt——同时系数（35kV取0.915、10kV取0.89.）а%——该电压等级电网的线损率，一般取5%项目方案方案Ⅰ单分方案Ⅱ单技术①不会造成全所停电②调度灵活③保证对重要用户的供电④任一断路器检修，该回路必须停止工作⑥建时需向两个方向均衡发展①简单清晰、操作方便、易于发展②可靠性、灵活性差经济②
地少②设备少①
备少、投资小上海电力学院电力系统及其自动化专业毕业论文11P、cos——各用户的负荷和功率因数2.1.110kV负荷计算S10KV=0.891(1+2.7+2.3+1.6+2.7+0.8)×(1+5%)=10.38WVA2.1.235kV负荷计算S35KV=0.915×(9+7.15+8+8)×(1+5%)=30.888MVA2.1.3110kV负荷计算S110KV=S10KV+S35KV=10.38+30.888=41.268MVA2.2主变台数、容量和型式的确定2.2.1变电所主变压器台数的确定主变台数确定的要求：1.对经济发展的规划，新建的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。2.对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑采用旁路呆主变的方式。故选用两台主变压器，并列运行且容量相等。上海电力学院电力系统及其自动化专业毕业论文122.2.2变电所主变压器容量的确定主变压器容量确定的要求：1.国网对十二五规划中，主变压器容量一般按变电站建成后5～10年的规划负荷选择，预测增长为每年12%的增长，并适当考虑到远期10～20年的负荷发展。2.根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷：对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的60～70%。S总=41.268MVA由于上述条件所限制。所以，两台主变压器应各自承担20.634MVA。当一台停运时，另一台则承担70%为28.887MVA。由于居民跟工业用电增长迅速，故选两台40MVA的主变压器就可满足10年至20年后负荷和增长的需求。2.2.3变电站主变压器型式的选择具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变