1110kV变电所本科毕业设计Word文档格式.docx

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（1）110kV主接线设计：

110KV清河变主要担负着为清河开发区供电的重任，主供电源由北郊变110KV母线供给，一回由北郊变直接供给，另一回由北郊变经大明湖供给形成环形网络，因此有两个方案可供选择：

单母线接线；

单母线分段接线。

方案I：

采用单母线接线

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。

缺点：

不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）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。

适用范围：

一般适用于一台发电机或一台变压器的110-220KV配电装置的出线回路数不超过两回。

方案II：

采用单母线分段接线

1）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。

2）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）当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。

2）当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。

3）扩建时需向两个方向均衡扩建。

110-220KV配电装置的出线回路数为3-4回时。

经过以上论证，决定采用单母线分段接线。

（2）35Kv主接线设计：

主要考虑为清河工业园区及周边高陵西部地区供电。

一般适用于一台发电机或一台变压器的35-63KV配电装置的出线回路数不超过3回。

35-63KV配电装置的出线回路数为4-8回时。

（3）10kV主接线设计：

主要考虑为变电站周围地区供电。

6-10KV配电装置的出线回路数不超过5回。

6-10KV配电装置的出线回路数为6回及以上时。

2、主变压器选择

（1）容量的确定:

1）主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。

对于城郊变电所,主变压器容量应与城市规划相结合。

2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定变压器的容量。

对于有重要负荷变压器的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许进间内，应保证用户的一级和二级负荷；

对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%。

3）同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。

（2）主变压器台数的确定：

1）对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。

2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。

3）对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的1-2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。

因此为保障电压水平能够满足用户要求，本所选用有载调压变压器，选变压器两台。

3、主要电气设备选择

（1）110kV配电装置选用户外110kV六氟化硫全封闭组合电器（GIS）。

开断电流31.5kA。

（2）35kV选用kYN-35型手车式金属铠装高压开关柜，内配真空断路器。

开断电流25kA。

（3）10kV选用CP800型中置式金属铠装高压开关柜，内配真空断路器。

出线开断电流31.5kA，进线开断电流40kA。

（4）10kV母线避雷器选用HY5WZ-17/45型氧化锌避雷器。

（5）根据《陕西电力系统污秽区分布及电网接线图集》，该站地处Ⅱ级污秽区，考虑到该站距公路较近，污级提高一级，按Ⅲ级户外用电气设备泄漏比距，110kV、35kV、10kV为2.5cm/kV（均按系统最高工作电压确定）。

4、无功补偿及消弧线圈

10kV出线回路数每段母线12回，本期装设2组干式接地变及消弧线圈。

接地变容量700/160kVA，消弧线圈600kVA。

本期装设2×

1800kVar电容器组。

5、电工构筑物布置

（1）根据进出线规划及所址地形情况，电工构筑物布置如下：

110kV屋外配电装置布置在所区南侧，二次室及35kV～10kV开关室布置在所区北侧，为一座二层楼结构，一层10kV，二层35kV；

主变压器布置在二者之间，所区大门设在西侧，进所道路自所址西侧的公路接引。

（2）110kV配电装置进线采用软母线，进线间隔宽度为8米。

按远期出线总共6个间隔设计。

（3）35kV配电装置按两台主变进线，4个出线间隔设计。

（4）10kV配电装置采用屋内单层双列布置。

干式接地变及消弧线圈装在一箱内，安装在10kV开关柜中间。

共36个出线间隔（公用4个）。

6、控制、保护及直流

（1）控制方式

本工程的控制、信号、测量采用计算机监控方式，分层分布式综合自动化系统，按无人值班有人值守方式设计。

（2）保护装置

继电保护均采用微机保护，这些保护的信息都以通信方式接入计算机监控系统。

（3）自动装置

10kV馈线装设小电流接地选线装置；

10kV馈线具有低周减载功能。

（4）直流

采用智能高频开关电源系统，蓄电池采用2×

100Ah免维护铅酸蓄电池，计206只，单母线分段接线。

五、基础资料

110kV清河变电站地址选在市开发区清河工业园区的北部，西邻一条南北公路。

电源由北郊330kV变110kV母线出两回，一回直接接入，一回经大明湖变“Π”接后再接入。

导线选择LGJ-300/40。

1、环境条件

该站位于市开发区清河工业园区的北部，西邻一条南北公路。

占地东西长69m，南北长66m，面积4554m2，合6.831亩。

该站出线条件较好，110kV南面进出，35kV北面进出，10kV电缆从西侧进出（电缆沟）。

交通方便，靠近乡镇，职工生活方便。

围墙内自然高差与公路相差3m左右，回填土方量较大。

（1）环境温度:

-15°

C～+45°

C。

（2）相对湿度：

月平均≤90%，日平均≤95%。

（3）海拔高度:

≤1000m。

（4）地震烈度:

不超过8度。

（5）风速:

≤35m/s。

（6）最大日温差:

25°

周围环境无易燃且无明显污秽，具有适宜的地质、地形和地貌条件（如避开断层、交通方便等）。

并应考虑防洪要求，以及邻近设施的相互影响（如对通讯、居民生活等）。

2、环境保护

（1）变电所仅有少量生活污水，经处理后排入渗井。

变压器事故排油污水，经事故油池将油截流，污水排入生活污水系统，对周围环境没有污染。

（2）噪音方面是指变压器和断路器操作时所产生的电磁和机械噪声。

对主变及断路器要求制造厂保证距离设备外壳2米处的噪声水平不大于65bB，以达到《工业企业噪声卫生标准》的规定。

3、绿化

在所内空闲地带种植草坪及绿篱，以美化环境。

第二节系统概述

一、性质和目的

根据上级要求，在我市开发区清河工业园区境内建一所110kV变电站，主要是为市开发区清河工业园区供电和服务的，并支持当地工农业的持续发展，使初具规模的旅游事业上一新台阶，改善和提高该境内人民的物质和文化生活。

本变电所属新建110kV负荷型变电所，主要满足该地区工业和居民用电。

二、负荷发展情况

2004年43000kW

2009年60000kW

2014年90000kW

三、建设规模

主变压器容量本期2×

31.5MVA，远期3×

50MVA。

110kV本期两回出线，采用单母线分段接线；

远期六回出线。

35kV本期4回出线，采用单母线分二段接线。

10kV本期24回出线，采用单母线分二段接线，远期36回出线，采用单母线分三段接线。

序号

项目

最终规模

本期规模

1

主变压器

3×

50MVA

2×

31.5MVA

2

110kV单母线

2段

3

110kV出线

6回

2回

4

35kV母线

5

35kV出线

4回

6

10kV母线

3段

7

10kV出线

36回

24回

户外设备基础及构架设计原则如下:

110kV架构及基础本期只安装两回。

其余架构及基础只上本期规模，其余均不上，预留位置。

三号变基础本期不上，仅预留位置。

第三节电气主接线

一、电气主接线

电气主接线是由高压电气设备连成的接收和分配电能的电路，是发电厂和变电所最重要的组成部分之一，对安全可靠供电至关重要。

因此设计的主接线必须满足如下基本要求：

1、满足对用户供电必要的可靠性和电能质量的要求。

2、接线简单、清晰，操作简便。

3、必要的运行灵活性和检修方便。

4、投资少，运行费用低。

5、具有扩建的可能性。

为满足供电可靠性要求，本设计中110kV、35kV、10kV均采用单母线分段接线；

最终为3台变压器并联运行；

所用电由2台所用变供电；

主要负荷可采用双回线供电。

该变电站110kV户外配电装置采用GIS组合电器布置形式。

110kV采用单母线分段接线方式。

110kV进线2回。

其中一段母线带2台主变压器，另一段母线带1台主变压器。

本期安装每段母线1台主变，110kVGIS共6个间隔位。

110kVGIS主变出线至主变110kV侧为电缆及电缆插拔头型式。

电缆型号YJV22-126-1×

300交联电缆。

35kV采用单母线分段接线。

共设两段，每台主变各接一段。

本期安装4回出线，每段2回。

35kV出线至35kV穿墙套管亦采用电缆，电缆型号:

YJV22-126-1×

10kV采用单母线扩大分段接线，共分3段，本期分2段。

每台主变各接一段，每段12回出线。

10kV出线36回（含公用部分4回），本期安装24回。

10kV全部采用电缆出线。

在每台主变压器低压侧设置一组接地变压器及一组无功分档投切并联补偿电容器。

二、短路阻抗

归算到本变电所110kV母线ΣZ1=0.0335，ΣZ0=0.0136。

三、主变压器

主变压器容量应根据5—10年的发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力；

对装两台变压器的变电所，每台变压器额定容量一般按下式选择：

Sn=0.6PM式中PM为变电所最大负荷

这样，当一台变压器停用时，可保证对60%负荷的供电。

考虑变压器的事故过负荷能力40%，则可保证对84%负荷的供电。

由于一般电网变电所大约有25%的非重要负荷，因此，采用Sn=0.6PM，对变电所保证重要负荷来说多数是可行的，能满足一、二级负荷的供电需求。

一般情况下采用三相式变压器，具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%Sn以上时，可采用三绕组变压器。

其中，当高压电网为110～220kV，而中低压电网为35kV和10kV时，由于负荷较大，最大和最小运行方式下电压变化也较大，故采用带负荷调压的三绕组变压器。

为了适应今后电网商业化运营的要求，提高电网的供电质量，满足用户对供电质量的要求，另外，为了便于电网电压的灵活及时调整，主变的调压方式应采用有载调压变压器，有利于电网今后的运行。

目前限制低压侧短路电流措施，一般采用高阻抗变压器，且根据110kV系统短路水平（不超过30kA）。

经过推算，10kV短路电流（不超过30kA）。

所选开关柜等电气设备均可满足要求（10kV不并列）。

故本次设计采用高阻抗主变压器。

本次设计结合实际运行经验，要求主变压器本体油枕由原A相移至C相。

这样有利于主变压器中性点接地隔离开关连接安装，且操作检修方便。

综上，本变电站采用的主变压器最终为3台50MVA三相自冷三圈有载调压变压器，型号为SSZ10—50000/110，初期上2台31.5MVA，型号为SSZ10—31500/110。

额定电压：

110±

8×

1.25%/38.5±

2.5%/10.5kV。

接线组别：

YN0/yn0/d11。

阻抗电压：

ZⅠ—Ⅱ=10.5%，ZⅠ—Ⅲ=17.5%，ZⅡ—Ⅲ=6%。

损耗：

175kW（高阻抗、低损耗变压器）。

四、中性点接地方式

110kV采用中性点直接接地方式。

主变压器中性点经隔离开关直接接地，以便于系统灵活选择接地点。

10kV采用中性点经消弧线圈接地方式。

单相接地允许带故障运行2小时，供电连续性好。

五、无功补偿

无功补偿应根据就地平衡和便于调整电压的原则进行配置，采用集中补偿的方式，集中安装在变电所内有利于控制电压水平。

向电网提供可调节的容性无功。

以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗和提高电压。

为了提高电网的经济运行水平，根据无功补偿的基本原则，在10kV每段母线上各接一组由开关投切的分档投切并联电容器成套装置，供调节系统的无功负荷，电容器每组容量为1800kVar。

在10kV每段母线上分别接一台接地变压器（曲折变，型号DSDB-700/10.5-160/0.4kVA）。

中性点采用Z0接线。

低压侧为Y0接线、正常运行时供给380/220V站用电源（接地变压器带附绕组兼做站用变压器）。

Z0具有中性点连接有载调谐消弧线圈。

六、运行方式

110kV单母线分段运行，35kV和10kV分列运行。

七、母线回路：

110kV单母线2段（初期上2段）

（1）本变——1＃28000kW

（2）本变——2＃30000kW

35kV母线2段（初期上2段）

（1）本变——1＃9500kW

（2）本变——2＃9200kW

10kV母线3段（初期上2段）

（1）本变——1＃36500kW

（2）本变——2＃33000kW

（3）备用1段。

八、出线回路：

110kV出线6回（初期上2回）

（3）备用4回。

35kV出线4回（初期上4回）

（1）本变——1＃5000kW

（2）本变——2＃4500kW

（3）本变——3＃5000kW

（4）本变——4＃4200kW

10kV出线36回（初期上24回）

（1）本变——1＃4200kW

（2）本变——2＃5000kW

（3）本变——3＃3000kW

（4）本变——4＃800kW

（5）本变——5＃3500kW

（6）本变——6＃4000kW

（7）本变——7＃5000kW

（8）本变——8＃3000kW

（9）本变——9＃700kW

（10）本变——10＃1800kW

（11）本变——11＃3000kW

（12）本变——12＃2500kW

（13）本变——13＃4500kW

（14）本变——14＃4000kW

（15）本变——15＃3000kW

（16）本变——16＃2000kW

（17）本变——17＃3200kW

（18）本变——18＃600kW

（19）本变——19＃500kW

（20）本变——20＃2200kW

（21）本变——21＃4000kW

（22）本变——22＃3200kW

（23）本变——23＃3000kW

（24）本变——24＃2800kW

（25）备用12回。

第四节短路电流计算及设备选择

一、短路电流及负荷电流计算

用于设备选择的短路电流是按照变电所最终规模：

三台50MVA主变压器及110kV远景系统阻抗，考虑三台主变并列运行的方式进行计算的。

计算结果如下。

表1变压器短路阻抗标幺值

电压等级（kV）

110

35

10

符号

XIJ*

XⅡJ*

XⅢJ*

短路阻抗标幺值

0.3410

0.1980

表2主变压器额定电流值

额定电流（A）

173.57

496

1735.7

表3清河变电站短路计算表

110kV母线2010年规划短路阻抗值：

0.0335，短路电压：

UdⅠ-Ⅱ=10.5%

零序短路阻抗值：

0.0136，UdⅠ-Ⅲ=17%

2.5%/10.5kVUdⅡ-Ⅲ=6%

额定容量：

31.5MVA容量比：

100%.100%.100%接线组别：

YN，yn0.d11

表4清河变电站短路电流计算结果表（远期10kV、35kV并列运行）

短路

类型

短路点

编号

位置

平均电压（kV）

基准

电流（KA）

短路电流周期分量起始有效值

短路电流冲击值（KA）

短路电流最大有效值（KA）

三相

d1

110kV母线

115

0.502

1.2

38.211

14.985

d2

37

1.56

2.24

30.398

7.628

d3

10.5

5.5

9.33

46.2111

18.122

单相

1.7

6.9564

2.728

二、设备的选择与校验

结合以往110kV变电所设计及运行情况，本次选用110kV及10kV开关开断电流采用31.5kA，35kV选用25kA。

并依次对设备进行了选择和校验。

1、断路器型式的选择

除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。

断路器的选择及校验条件如下：

①Uzd≥Ug；

②Ie≥Ig；

③热稳定校验Ie2.t.t≥I∞2.t

④动稳定校验ich≤idf

2、隔离开关的选择

隔离开关的主要用途：

①隔离电压，在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全。

②倒闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。

③分、合小电流。

隔离开关选择和校验原则是：

③Ie2.t.t≥I∞2.t④ich≤idf

3、电流互感器的选择

电流互感器的选择和配置应按下列条件：

①型式：

电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。

对于6～20kV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。

对于35kV及以上配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。

②Uzd≥Ug；

③Ie≥Ig；

④校验动稳定√2ImKem≥ich

⑤校验热稳定I∞2.teq＜（Im.kth）2.t

主要设备参数表：

主变：

（有载调压电力变器）

型号

SSZ10-31500/110

冷却方式

DNAN

标准代号

GB1094.1-21996

GB1094.3-85

GB1094.5-85

绝缘水平

L1480AC200-L1250AC95/L1200AC85/L175AC

额定容量

31500kVA

联接组别

YnynOd11

空载损耗

23.42KW

额定频率

50HZ

空载电流

0.10%

相数

使用条件

户外

海拔

1000m

油面温升

55K

油重

5684（带油）Kg

额定电压

2.5%/10.5kV

短路阻