110kV降压变电站一次设计说明书.docx
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华北电力大学毕业设计
110kV 降压变电站一次
设计说明书
一．题目：
110kV降压变电站一次设计二．设计原始资料：
1．变电站的性质：
地区性降压变电所，主要供电地方负荷。
2.地理位置：
本所在新兴轻纺工业区。
3.自然条件：
所区地势平坦，海拔600m，交通方便，有公路，铁路经过本所附近。
最高气温+38℃，最低气温-25℃
年平均温度+15℃,最大风速25m/s；覆冰厚度5mm，地震烈度6级
土壤电阻率400W·m,雷电日30
周围环境：
条件较好，不受污染影响
冻土深度1.2m，主导风向：
夏东南、冬西北
4.系统短路容量：
100MVA
5.负荷资料：
电压等级
（Kv）
进出线回路数
（回）
每回线最大有功功率
（MW）
每回线最小负荷率
（MW）
平均功率因数cosф
年最大负荷利用小时数
（小时）
进出线长度（kM）
导线型号及参数
型号
电抗Ω/KM
110
2
90
45
0.85
4500
57
LGJ-240
0.401
1
100
70
35
2
50
40
0.80
4000
17
LGJ-
0.380
2
30
50
0
第页
20
185
2
21
35
25
10
2
15
50
3500
7
LGJ-95
0.356
1
12
14
2
10
55
16
2
13
9
三、设计任务
1.选择主要变压器容量、台数、型号、参数、
2.进行经济、技术比较，选择电气主接线方案、
3.计算短路电流、选择电气设备、
4.全所总平面布置
5.继电保护规划
6.防雷保护设计四、成品要求
1.说明书、计算书各一份
2.图纸：
（1）电气主接线图
（2）全所总平面布置图
（3）配电装置段截面
（4）防雷保护图
（5）继电保护规划图
15
第页
目 录
第一章 主变压器的选
择·································
···········4
第二章 电气主接线设
计·····························
···············6
第三章 主接线方案的确
定······································
··········11
第四章 短路电流计
算·································
·············13
第五章 设备的选择与校
验·································
·········19
第一节 设备选择的原则和规
定 19
第二节 导线的选择和检
验·································
·20
第三节 断路器的选择和校
验 22
第四节 隔离开关的选择和校
验 25
第五节 互感器的选择及校
验 27
第六节 避雷器的选择及校
验 29
第六章 屋内外配电装置设
计·································
·······31
第一节 配电装置的设计要
求 31
第二节 配电装置的选型、布
置 32
第七章 防雷及接地系统设
计·································
·······33
第一节 防雷系统
·································
······33
第二节 变电所接地装
置·································
···34
第八章 继电保护的说
明·································
···········36
第九章 变电所总体布
置·································
···········37
附录：
参考文献、设计图纸及说明
第一章 主变压器的选择
一、主变压器台数的确定
为了提高供电可靠性，防止一台主变运行故障时，停止对用户供电。
本站应装两台主变压器，这也为以后变电站扩建，用户需大量负荷提供基础。
二、调压方式的确定：
系统110KV母线电压满足常调压要求，且为了保证供电质量，电压必须维持在允许范围内，保持电压的稳定，所以选择有载调压变压器。
三、主变压器容量的确定
变电所装设两台主变压器时，每台变压器容量应按照其中任一组停用时，另外一组变压器容量至少保证变电站全部负荷的60%，即按下式选择：
Sn=0.6PM。
由原始资料知：
35KV侧Pmax=101MW，cosφ=0.80
10KV侧Pmax=50MW，cosφ=0.80
所以，在其最大运行方式下：
Sn=0.6*（101/0.80+50/0.80）=113.25（MVA）
参考《电力工程电气设计手册》选择两台西安变压器厂生产的三相三绕组风冷有载调压变压器两台，型号为：
SFSZ7-150000型变压器。
所选变压器主要技术参数如下表：
型号
额定电压（KV）
空载损耗
（kW）
空载电流
（%）
接线组别
阻抗电压
高-
中
高-
低
中-
低
SFSZ7-150000
110±8×1.25%
38.5±2×2.5%
10.5
150．7
2.5
Yn,yn,d11
17.5
10.5
6.5
容量校验：
低负荷系数K1=实际最小负荷/额定容量
=（50×0.4+30×0.5+21×0.35+27×0.5+23×0.55）
/150=0.457
高负荷系数K2＝实际最大负荷/额定容量
=（50+30+21+27+23）/150=1.007
另外,《发电厂电气设备》P244规定:
自然油循环的变压器过负荷系数不应超过1.5。
综上, 并查《发电厂电气设备》P244变压器过负荷曲线图（图9-11-a）可以得出过负荷时间T≈24h＞Tmax=6000/365=16.5h。
可见：
此变压器能满足要求，故应选用此型号的变压器。
第二章 电气主接线设计
变电所电气主接线是电力系统接线组成的一个重要部分。
主接线的确定，对电力系统的安全、灵活、稳定、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置等将会产生直接的影响。
一、主接线的设计原则：
在进行主接线方式设计时，应考虑以下几点：
1）变电所在系统中的地位和作用。
2）近期和远期的发展规模。
3）负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响。
4）主变压器台数对主接线的影响。
5）备用容量的有无和大小对主接线的影响。
二、主接线的设计要求：
1、可靠性：
①断路器检修时,能否不影响供电。
②线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。
③变电所全部停电的可能性。
④满足对用户的供电可靠性指标的要求。
2、灵活性：
①调度要求。
可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下、检修方式以及特殊运行方式下的调度要求。
② 检修要求。
可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不影响对及户的供电。
③扩建要求。
应留有发展余地，便于扩建。
3、经济性：
①投资省； ②占地面积小； ③电能损失小。
三、拟定主接线方案
主接线的基本形式，概括地可分为两大类：
① 有汇流母线的接线形式：
单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路隔离开关。
② 无汇流母线的接线形式：
变压器—线路单元接线、桥形接线、角形接线等。
接下来对以上几种接线方式的优、缺点及适用范围简单论述一下，看看是否符合原始资料的要求。
1、单母线接线。
优点：
接线简单清晰，设备少，投资省，运行操作方便，且便于扩建。
缺点：
可靠性及灵活性差。
适用范围：
只有一台主变压器，10KV出线不超过5回，35KV出线不超过
3回，110KV出线不超过2回。
2、单母线分段接线。
优点：
a．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。
b．当一段母线故障时，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。
缺点：
a．当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该母线的回路都要在检修期间停电。
b．当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。
C扩建时需两个方面均衡扩建。
适用范围：
适用于6~10KV配电装置出线6回及以上，35~60KV配电装置出线4~8回，110~220KV配电装置少于4回时。
3、双母线分段接线。
由于当进出线总数超过12回及以上时，方在一组母线上设分段断路器，根据原始资料提供的数据，此种接线方式过于复杂，故一不作考虑。
4、双母线接线。
优点：
供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于检修和试验。
缺点：
使用设备多，特别是隔离开关，配电装置复杂，投资较多，且操作复杂容易发生误操作。
适用范围：
出线带电抗器的6~10KV出线，35~60KV配电装置出线超过8
回或连接电源较多，负荷较大时，110KV~220KV出线超过5回时。
5、增设旁路母线的接线。
由于6~10KV配电装置供电负荷小，供电距离短，且一般可在网络中取得备用电源，故一般不设旁路母线；35~60KV配电装置，多为重要用户，为双回路供电，有机会停电检修断路器，所以一般也不设旁路母线；采用单母线分段式或双母线的110~220KV配电装置一般设置旁路母线，设置旁路母线后，每条出线或主变间隔均装设旁路隔离开关，这样一来，检修任何断路器都不会影响供电，将会大幅度提高供电可靠性。
优点：
可靠性和灵活性高，供电可靠。
缺点：
接线较为复杂，且操作复杂，投资较多。
适用范围：
① 出线回路多,断路器停电检修机会多；② 多数线路为向用户单供，不允许停电，及接线条件不允许断路器停电检修时。
6、变压器—线路单元接线。
优点：
接线简单，设备少，操作简单。
缺点：
线路故障或检修时，变压器必须停运；变压器故障或检修时，线路必须停运。
适用范围：
只有一台变压器和一回线路时。
7、桥形接线：
分为内桥和外桥两种。
⑴内桥接线：
连接桥断路器接在线路断路器的内侧。
优点：
高压断路器数量少，四回路只需三台断路器，线路的投入和切除比较方便。
缺点：
a．变压器的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路
暂时停运；b．出线断路器检修时，线路需长时间停运；c．连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行。
适用范围：
容量较小的变电所，并且变压器容量不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。
⑵外桥接线：
连接桥断路器接在线路断路器的外侧。
优点：
设备少，且变压器的投入和切除比较方便。
缺点：
a．线路的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，且影响一台变压器暂时停运；b．变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间停运；c．连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行。
适用范围：
容量较小的变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故
障率较低的情况，当电网中有穿越功率经过变电所时，也可采
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