110KV常营变电所电气一次部分初步设计

110KV常营变电所电气一次部分初步设计110KV常营变电所电气一次部分初步设计作者：邹远河南省电力公司周口供电公司摘要本文分析拟建变电站的进出线方向和负荷等资料，从可靠性、安全性、经济性等方面考虑，确定了电气主接线方式。然后又通过负荷计算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。再根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对110KVGIS设备、断路器、隔离开关、母线、电压互感器，电流互感器等电器进行了选型。最后对10KV配电设施进行设计，从而完成了该站电气主接线部分的设计。关键词：110kv变电站变压器电气主接线AbstractBasedonthebookbythemandategivenbythesystemandtheloadlineandtheparameters,Icananalysisoftheprogressoftheproposedsubstationwitdirectionandloadinformation..AlsoIcanidentifythemainelectricalwiringmethodsfromthereliability,security,economicandotherconsiderations.ThenloadcalculatedbythemaintransformerNumberandcapacitymodels,alsodefinethestationtransformercapacityandmodels.Accordingthemaximumcontinuouscurrentandshort-circuitworkofthecalculatedresultsof110KVGISequipment,circuitbreakers,Isolationswitches,busvoltagetransformerandcurrenttransformerandotherelectricalappliancesfortheselection.Finally,the10KVdistributionfacilitiesfordesign,thuscompletingthemainelectricalwiringstationspartofthedesign.Keywords：110kVSubstationTransformerMainElectricalWiring1设计说明书首先对110KV拟建变电所原始资料进行总体分析和负荷分析拟建变电所概况如图：图1.1一件件表1.1系统与线路参数表系统1系统2线路参数S1(MVA)xc1S2(MVA)xc2L1(kM)L2(kM)L3(kM)第1组6000.388000.45302025地区自然条件：变电所所在地最高气温40℃，最低气温－5℃，年平均气温18℃。出线方向：110KV向北，35KV向西，10KV向东。由拟建变电所原始资料的分析及建设该变电所的目的，所设计的变电所为一个中间变电所。所建变电所是为了满足该地区电力系统的发展和负荷增长，为该地区35KV和10K步分析：110KV电压级：架空线4回，包括2回备用线。110KV与系统相连接，接受系统输送的功率，系统1容量为600MVA，系统2容量为800MVA，系统总容量为1400MVA35KV电压级：架空线8回，包括2回备用线。可能出现的最大负荷为26.14MVA。10KV电压级：架空线12回，另有2回备用线。可能出现的最大负荷为36.83MVA。所用电负荷：总负荷为81.5KW。变电所有三个电压等级：110KV、35KV、10KV，变电所总负荷为56.774MVA，系统总容量为1400MVA。考虑变电所在电力系统中的作用，110KV级的接线为电源进线，系统所供容量远远超出所需求电量，有4条回路，要考虑其接线的可靠性保证电量的供入；35KV电压级出线8回，回路较多，供给下一级变电所，要保证其供电的可靠性；10KV电压级有14回出线，回路数较多，并且直接供给用户，所以要尽量保证其可靠供电的同时也要考虑接线的经济性和灵活性。1．1电气主接线设计电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。主接线代表了变电所电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电器选择，配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。电气主接线常用的接线方式：有汇流母线的单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线分段接线（都可增设旁母）;无汇流母线的单元接线、桥形接线、角形接线。要正确、合理设计主接线的接线方式，必须综合考虑各个方面的因素，满足主接线方式的要求：可靠性、灵活性和经济性，且操作方便。从几个方面考虑：断路器检修时，能否不影响供电；线路、断路器或母线故障时以及母线或母线隔离开关检修时能停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对I、II类用户的供电；变电所全部停电的可能性。主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全、扩建发展方便。1.1.1单母线接线1.1.1.1优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。1.1.1.2缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。1.1.1.3适用范围：6-10kV配电装置的出线回路数不超过5回。35-63kV配电装置的出线回路数不超过3回。110-220kV配电装置的出线回路数不超过2回。1.1.2单母分段接线1.1.2.1优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。1.1.2.2缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。1.1.2.3适用范围：6-10kV配电装置的出线回路数为6回及以上。35-63kV配电装置的出线回路数为4-8回。110-220kV配电装置的出线回路数为3-4回。1.1.3双母线接线1.1.3.1优点：轮流检修母线时，不必中断对用户的供电；检修任何一条母线隔离开关时，只需断开这一隔离开关所属的那一条线路；工作母线故障时，可以把电源和出线都切换到备用母线上去，使电源和出线全部恢复正常工作；检修任何一条出线的断路器，可将此断路器短接后，利用母联为路器代替该出线断路器，使这条出线不至长时间停电；双母线接线扩建方便。1.1.3.2缺点：双母线的接线及操作都比较复杂，在倒闸操作时容易发生误操作。因此，要有比较复杂的联锁机构，故投资较多；母线隔离开关比单母线结线增加很多，故经济性较差；当工作母线故障时，可能造成全部装置短时停电。1.1.3.3适用范围：6-10kV配电装置当短路电流较大、出线需要带电抗器时。35-63kV配电装置的出线回路数超过8回，或连接的电源较多、负荷较大时。110-220kV配电装置的出线回路数为5回及以上时，或当110-220kV配电装置在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。1.1.4增设旁路母线或旁路隔离开关的接线为了保证采用单母线分段或双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其保护装置的检修和调试），不中断对用户的供电，可增设旁路母线或旁路隔离开关。为简化接线，减少倒闸操作的复杂性，均装设专用旁路断路器。根据所建变电所基本情况，本着选择主接线要综合辨证统一地考虑其可靠性与经济性，在满足技术要求的前提下，尽可能投资省、占地面积少、电能损耗少。我所分析设计的各电压等级的主接线形式如下：1．1．5110KV电气主接线110KV电压级有4回线路，为保证线路断路器检修时减少停电机率，并考虑变电所在系统中的作用，采用单母线分段带旁母接线或双母线带旁母接线就能满足其供电可靠性的要求。单母线分段带旁母接线或双母线带旁母接线两种接线方式都能适应运行方式的变化，并能保证供电可靠，对两种接线方式的经济性进行比较，单母线带旁母接线比双母线带旁母接线投资少，接线简单清晰，所用设备少，运行操作方便；配电装置和保护配置也相对简单，前种接线更经济些，所以110KV选用单母线分段带旁母接线并设专用旁路断路器。1．1．635KV电气主接线35KV电压等级出线回路数为8回，向下一级变电所及重要用户供电，为满足接线的可靠性，并且操作方便，可选用双母线分段接线或单母线分段带旁母接线。由于出现较多，单母线分段带旁路接线比双母线接线所用设备相差不大，但配电装置简单，保护配置也相对简单的多，可以减少投资，并且接线简单清晰，运行操作方便安全，所以35KV选用单母线分段带旁母接线（母联断路器兼旁路断路器）。1．1．710KV电气主接线10KV电压等级由于出线回路太多，且为直馈线、电压较低，宜采用屋内配电，其负荷较低，因此，可以采用单母线分段接线或双母线分段接线形式。双母线分段接线比单母线分段接线所用设备多，且接线复杂，操作不方便，保护配置要求复杂，增加投资，在其可靠性满足的前提，考虑其经济性，10KV接线选取单母线分段接线方式。1．1．8所用电接线变电所所用负荷比较小，可靠性不要求那么高。主要所用负荷是变压器冷却装置、直流系统中的充放电装置和整流设备、空气压缩机、油处理设备、检修工具以及采暖、通风、照明、供水等负荷，这些负荷容量都不太大，因此变电所的所用电压只需0.4KV一级，采用动力与照明混合供电方式。与该变电所具有两台主变压器和两段10KV母线相配合，且提高所用电的可靠性和灵活性，所用电接线可选取单母线分段接线，分别接到10KV母线的不同分段上。1．2负荷计算及变压器选择根据指导书种各电压等级下的负荷情况及同时出现的几率，计算出变电所出现的最大负荷，依据负荷的大小确定变电所主变压器的台数及容量型号。1.2.1负荷计算1.2.1.135kV负荷计算表1.235kV负荷资料名称最大负荷（MW）COSΦ最大容量（MVA）回路数A厂60.96.6672B厂60.96.6672A变电所50.95.5561B变电所30.93.3331C变电所2.60.853.0591D变电所3.20.853.7651同时系数为0.9S∑＝0.9×（6.667＋6.667＋5.556＋3.333＋3.059＋3.765）=26.14MVA35KV总负荷为26.14MVA1.2.1.210kV负荷表1.310kV线路负荷资料名称最大负荷（MW）COSΦ最大容量（MVA）回路数a厂40.854.7061b厂30.853.5291c厂3.50.854.1181d厂3.20.853.7651e厂3.40.8541f厂5.60.856.5882g厂2.80.853.2941a变电所30.93.3331b变电所30.93.3331c变电所30.93.3331d变电所30.93.3331同时系数为0.85S∑＝0.85×（4.706＋3.529＋4.118＋3.765＋4＋6.588＋3.294＋3.333×4）＝36.83MVA10KV总负荷为36.83MVA1.2.1.3所用负荷计算表1.4所用电负荷资料名称容量（kW）备注主变风扇2×10连续、经常主充硅20连续、不经常浮充硅14连续、经常蓄电池通风1.4连续、不经常蓄电池排风1.7连续、不经常锅炉房水泵1.7连续、经常载波室1.7连续、经常110kV配电装置电源10短时、不经常110kVQF冬天加热1连续室外配电装置照明10连续室内照明10连续连续、经常：P=PN=2×10+14+1.7+1.7=37.4KW连续、不经常：P=PN=20+14+1.7=23.1KW连续：P=PN=1+10+10=21KW短时、不