110kv变电站一次接线设计Word文档下载推荐.docx
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1。
负荷计算及变压器选择
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，包括站用电负荷、10kVφ负荷、35kV负荷和110kV侧负荷。
p1％ SKt公式 ci1cosn
式中sC —-某电压等级的计算负荷
kt——同时系数
а％——该电压等级电网的线损率，一般取5％
P、cos——各用户的负荷和功率因数
站用负荷计算
S站=×
（/）×
（1+5％）
=≈
负荷计算
S10KV=［（4+3+++++）×
+3/9×
4］ ×
（1+5％） =
S35KV=×
［（6+6+5+3）/+（+）/］×
S110KV=×
（20/+/+/+12/）×
（1+5％）+S站
=+=
2主变台数、容量和型式的确定
1.变电所主变压器台数的确定
主变台数确定的要求：
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。
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.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，并适当考虑到远期10～20年的负荷发展.
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=于上述条件所限制。
所以，两台主变压器应各自承担。
当一台停运时，另一台则承担70%为。
故选两台50MVA的主变压器就可满足负荷需求。
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,主变压器采用三饶组。
而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定对电力系统一般要求10KV及以下变电站采用一级有载调压变压器。
故本站主变压器选用有载三圈变压器。
我国110kV及以上电压变压器绕组都采用Y0连接；
35kV采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地.35kV以下电压变压器绕组都采用连接.故主变参数如下：
电压组合及分接范围型号高压中压低压高-中SFSZ9-50000/110110±
8×
1.25%阻抗电压高-低中-低38．5±
5%10．51117．5YN,1．3yn0，d11空载电流连接组3。
站用变台数、容量和型式的确定
1.站用变台数的确定
对大中型变电站，通常装设两台站用变压器。
因站用负荷较重要，考虑到该变电站具有两台主变压器和两段10kV母线，为提高站用电的可靠性和灵活性。
所以装设两台站用变压器,并采用暗备用的方式。
2.站用变容量的确定
站用变压器容量选择的要求：
站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有10％左右的裕度,以备加接临时负荷之用。
考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式，正常情况下为单台变压器运行。
每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷则完好的站用变压器承担。
S站=/（1-10％） =106KVA
3.站用变型式的选择
考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器。
故站用变参数如下：
电压组合型号高压10;
;
6高压分接范围±
5％连接组低压标号Y,yn0空载损耗负载损耗空载阻抗压4电流电S9—200/10因本站有许多无功负荷，且离发电厂较近，为了防止无功倒送也为了保证用户的电压，以及提高系统运行的稳定性、安全性和经济性，应进行合理的无功补偿.
根据设计规范第条自然功率应未达到规定标准的变电所，应安装并联电容补偿装置，电容器装置应设置在主变压器的低压侧或主要负荷侧，电容器装置宜用中性点不接地的星型接线。
《电力工程电力设计手册》规定“对于35—110KV变电所，可按主变压器额定容量的10-30%作为所有需要补偿的最大容量性无功量,地区无功或距离电源点接近的变电所，取较低者。
地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所,取较低者，地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所取较高者.
电气主接线
电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中,为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。
现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。
各类发电厂、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人民日常生活.因此,发电厂、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，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。
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
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.
电气主接线
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侧和10kV侧，均为单母线分段接线。
110kV～220kV出线数目为5回及以上或者在系统中居重要地位,出线数目为4回及以上的配电装置。
在采用单母线、分段单母线或双母线的35kV~110kV系统中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路母线.
根据以上分析、组合，保留下面两种可能接线方案，如图及图所示.
图单母线分段带旁母接线
图双母线带旁路母线接线
对图及图所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较,见表1-1。
表1—1主接线方案比较表
项方案 技术目方案Ⅰ方案Ⅱ①简单清晰、操作方便、易①运行可靠、运行方式灵活、便于于发展②可靠性、灵活性差③旁路断路器还可以代替出修出线断路器，保证重要用户供电事故处理、易扩建②母联断路器可代替需检修的出线断路器工作线断路器，进行不停电检③倒闸操作复杂，容易误操作经济①设备少、投资小路断路器节省投资①占地大、设备多、投资大投资②用母线分段断路器兼作旁②母联断路器兼作旁路断路器节省在技术上第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。
电压等级为35kV～60kV，出线为4～8回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线。
为保证线路检修时不中断对用户的供电，采用单母线分段接线和双母线接线时,可增设旁路母线。
但于设置旁路母线的条件所限所以,35kV～60kV采用双母线接线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离开关。
据上述分析、组合，筛选出以下两种方案。
如图及图所示。
图单母线分段带旁母接线
图双母线接线
对图及图所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较。
见表1-2表1-2主接线方案比较
项目 方方案Ⅰ单案技术方案Ⅱ双①简单清晰、操作方便、①供电可靠易于发展②可靠性、灵活性差②调度灵活③扩建方便③旁路断路器还可以代替④便于试验出线断路器，进行不停电⑤易误操作检修出线断路器，保证重要用户供电经济①设备少、投资小旁路断路器节省投资①设备多、配电装置复杂②用母线分段断路器兼作②投资和占地面大经比较两种方案都具有易扩建这一特性。
虽然方案Ⅰ可靠性、灵活性不如方案Ⅱ,但其具有良好的经济性。
鉴于此电压等级不高,可选用投资小的方案Ⅰ。
6～10kV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。
上述两种方案如图及图所示。
图单母线分段接线
对图及图所示方案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方案Ⅱ双①供电可靠②调度灵活③扩建方便④便于试验⑤易误操作经济①占地少②设备少①设备多、配电装置复杂③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。
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。
图单母线接线
对图及图所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表1—4。
表1-4主接线方案比较
方案项目 技术①不会造成全所停电①简单清晰、操作方便、②调度灵活电④任一断路器检修，该回路必须停止工作⑤扩建时需向两个方向均衡发展经济①占地少②设备少①设备少、投资小易于发展③保证对重要用户的供②可靠性、灵活性差方案Ⅰ单分方案Ⅱ单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1。
3.最大持续工作电流节短路计算
1.各回路最大持续工作电流
根据公式Smax=3UeIgmax
式中Smax——-—所统计各电压侧负荷容量
Ue-—--各电压等级额定电压 Igmax----最大持续工作电流 Smax=3UeIgmax
Igmax=Smax/3Ue
则：
10kV Igmax=/3×
10KV =
35kV Igmax=MVA/3×
35KV =
110kVIgmax=MVA/3×
110KV
=KA
2.短路电流计算点的确定和短路电流计算结果
短路是电力系统中最常见的且很严重的故障.短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。
因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。
短路电流计算的目的是为了选择导体和电器，并进行有关的校验.按三相短路进行短路电流计算.可能发生最大短路电流的短路电流计算点有４个，即110KV母线短路，35KV母线短路点，10KV电抗器母线短路，母线短路。
当K1点断路时：
I=
ich=Ich= s=
当K2点断路时:
I=ich=Ich= s=当K3点断路时:
I=38KA
ich=Ich= s=691
当K4点断路时:
I=1000KA
ich=2542
I
ch
=1510 s=
4.主要电气设备选择
于电气设备和载流导体得用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。
但是,电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作,为此，它们的选择都有一个共同的原则。
1.应满足正常运行检修短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展.2.应满足安装地点和当地环境条件校核。
3.应力求技术先进和经济合理。
4.同类设备应尽量减少品种。
5。
与整个工程的建设标准协调一致。
6。
选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准.技术条件：
选择的高压电器,应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行.1。
电压
选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug，即。
Umax>
Ug.2。
电流
续工作电流Ig，即Ie>
Ig。
校验的一般原则:
电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验，校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。
2。
用熔断器保护的电器可不校验热稳定.3.短路的热稳定条件
td\22210td/2IItdIrt12IQdt——在计算时间ts内，短路电流的热效应
2
选用的电器额定电流Ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持
QdQdQIt——t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值T——设备允许通过的热稳定电流时间校验短路热稳定所用的计算时间Ts按下式计算t=td+tkd式中td——继电保护装置动作时间内
tkd—-断路的全分闸时间
动稳定校验
电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。
满足动稳定的条件是：
i上式中ichdwchidwIchIdw
——短路冲击电流幅值及其有效值 ——允许通过动稳定电流的幅值和有效值
iIdw5.绝缘水平：
在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性.接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定.
于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大,故其计算工作电流应根据实际需要确定。
高压电器没有明确的过载能力,所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。
1.高压断路器的选择
高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用,是高压电路中最重要的电器设备。
1.型式选择:
本次在选择断路器，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修.2.选择断路器时应满足以下基本要求：
（1）在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。
（2）在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。
（3）应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。
（4）应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。
考虑到可靠性和经济性,方便运行维护和实现变电站设备的无化目标，且于SF6断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。
故在110KV侧采用六氟化硫断路器,其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠,不存在不安全问题。
真空断路器于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小,动作快，燃弧时间短、且于开断电
源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。
因而被大量使用于35KV及以下的电压等级中。
所以，35KV侧和10KV侧采用真空断路器.又根据最大持续工作电流及短路电流得知电压等级110kV型号LW14-110额定电压额定电流动稳定电流80KA63KAIr25I2rt2110KV31500A35KV10KV1600600A335kVZN23-3510kVZN-1025422.隔离开关的选择
隔离开关是高压开关设备的一种,它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合小电流电路。
选择隔离开关时应满足以下基本要求：
隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。
2.隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全.
3。
隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度.4.隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。
5.隔离开关的结构简单,动作要可靠。
带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作.
又根据最大持续工作电流及短路电流得知
电压等级110kV35kV10kV型号GW4—110GGW4—35GN8—10额定电压110KV35KV10KV额定电流1000A1000A600A动稳定电流8050753。
各级电压母线的选择
选择配电装置中各级电压母线，主要应考虑如下内容:
⑴选择母线的材料，结构和排列方式；
⑵选择母线截面的大小;
⑶检验母线短路时的热稳定和动稳定；
⑷对35kV以上母线,应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕；
⑸对于重要母线和大电流母线，于电力网母线振动，为避免共振,应校验母线自振频率.
110kV母线一般采用软导体型式。
指导书中已将导线形式告诉为LGJQ-150的加强型钢芯铝绞线。
根据设计要求，35KV母线应选硬导体为宜。
LGJ—185型钢芯铝绞线即满足热稳定要求.
本变电所10KV的最终回路较多,因此10KV母线应选硬导体为宜。
故所选LGJ-150型钢芯铝绞线满足热稳定要求.
4.绝缘子和穿墙套管的选择
在发电厂变电站的各级电压配电装置中，高压电器的连接、固定和绝缘，是导电体、绝缘子和金具来实现的。
所以，绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度，耐热、耐潮湿。
选择户外式绝缘子可以增长沿面放电距离,并能在雨天阻断水流，以保证绝缘子在恶劣的气候环境中可靠的工作。
穿墙套管用于母线在屋内穿过墙壁和天花板以及从屋内向屋外穿墙时使用，6～35KV为瓷绝缘,60～220KV为油浸纸绝缘电容式。
5.电流互感器的配置和选择
一。
参数选择1。
技术条件
（1）正常工作条件—-一次回路电流，一次回路电压，二次回路电流，二次回路电压,二次侧负荷,准确度等级.
（2）短路稳定性-—动稳定倍数,热稳定倍数（3）承受过电压能力——绝缘水平，泄露比2。
环境条件
环境温度，最大风速，相对湿度。
二.型式选择
35kV以下的屋内配电装置的电流互感器，根据安装使用条件及产品情况，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构.
35kV以上配电装置一般采用油浸式绝缘结构的独立式电流互感器。
110KV侧CT的选择
根据《设计手册》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常用L（C）系列。
出线侧CT采用户外式，用于表计测量和保护装置的需要准确度。
当电流互感器用于测量、时，其一次额定电流尽量选择得比回路中正常工作电流的1/3左右以保证测量仪表的最佳工作、并在过负荷时使仪表有适当的指标。
根据Ue〉Ugmax Ij〉Igmax选择型号为LCWB6-110W型
35KV侧CT可根据安装地点和最大长期工作电流选LCZ--35系列CT
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