ZY1市郊110kV变电站一次部分设计电气自动化毕业论文.docx
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ZY1市郊110kV变电站一次部分设计电气自动化毕业论文
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毕业设计
题目：
_ZY1市郊110kV变电站一次部分设计_
入学年月_____
姓名_______
学号__
专业电气工程及其自动__
联系方式___
学习中心______
指导教师________
完成时间_2015_年_03_月_25_日
摘要
本文主要是结合ZY1市郊区电网现状及存在的问题进行了论述，从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，10kV以及站用电的主接线，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，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了110kV电气一次部分的设计。
关键词
110KV变电站、建设
前言
为了适应地方经济发展，解决电力供需矛盾，根据本市国民经济发展的实际，通过对ZY1市郊区自然概况、电网状况、郊区乡镇供电区基本概况、电网现状及存在的问题，初步确定了ZY1市ZY1市110KV变电站建设的可行性。
第一部分设计说明书
1.概述
1.1ZY1市西郊基本概况
ZY1市位于ZY1市的西边，距市中心6公里。
地处107国道旁，交通便利
ZY1市农业基础较好，其特点：
地势平坦，土壤肥沃，气候温和，水利资源丰富，机械化耕作程度高。
站址附近无液化气站、加油站等消防要求较高的建筑设施。
站址位置附近无对变电站有影响的较大污染源。
站址周围未见其它相互影响的设施。
场区内无需要拆除的建筑物及砍伐的森林。
2．设计依据
2.1、工程设计的主要依据
2.1.1。
、关于ZY1市110kV变电站工程可行性研究报告审查意见的通知。
2.1.2、《国家电网公司输变电工程通用设计（2011年版）》。
2.1.3、本工程设计依据规程、规范。
2.1.4、相关部门批准的站址协议。
2.1.5、变电所与电力系统的连接情况如图l
图1待设计变电所与电力系统的连接电路图
2.2设计规模
2.2.1、主变压器容量：
2×50MVA，电压等级110/10kV。
2.2.2、110kV出线：
出线2回，不设备用出线，连接电力系统2回。
2.2.3、10kV出线：
出线14回，每回线路长度5km，导线LGJ-240，负荷5000kVA。
3．电气主接线
3.1主变压器选择
本变电所主变压器容量为2×50MVA，为便于维护管理，两台主变压器选用自然油循环风冷型有载调压电力变压器，所选型号为SZ11-50000/110，电压等级110±8×1.25%/10.5kV，接线组别YNd11；阻抗电压：
Ud%=17。
3.2电气主接线
110kVZY1市变电站电压等级为110kV/10kV。
110kV出线：
出线2回，单母线分段接线；架空出线。
10kV出线：
出线14回，单母线2分段接线；每回线路长度5km，导线LGJ-240，负荷5000kVA。
3.3无功补偿
10kV无功补偿装置选用户外框架式电容器组，容量为2×10Mvar。
3.4中性点设备
110kV为中性点直接接地系统，主变压器中性点可根据运行要求采用直接接地或不接地运行，10kV采用消弧线圈接地方式。
4．短路电流计算
短路电流计算包括110kV、10kV母线出现最大短路电流方式下0秒、1.5秒、2.0秒、3.0秒、4秒和冲击电流的计算。
110kV母线的最大短路电流是110KV母线三相短路的情况，10kV母线的最大短路电流是分段断路器闭合运行时分段断路器一侧三相短路的情况。
所以短路电流计算是对以上三点进行计算的。
在考虑主变并列运行的情况下，短路电流计算结果如下：
表1：
短路电流计算结果表：
5．主要设备选择
5.1短路电流水平
根据短路电流计算结果并考虑发展，110kV设备按40kA短路电流水平选择，10kV主变进线按40kA短路电流水平选择，10kV出线设备按31.5kA短路电流水平选择。
5.2、环境条件
年最高气温：
40℃
年最低气温：
-20℃
历年定时最大风速：
25m/s
覆冰厚度：
10mm
污秽等级：
e级
地震基本烈度：
VI度
海拔高度：
<200m
动峰值加速度：
0.1g
5.3、设备外绝缘爬电距离要求
根据已有线路的运行经验，本工程线路路径所经地区均为e级污秽区,所有户外电气设备外绝缘的爬电比距≥3.1cm/kV（按最高运行电压计算）。
5.4、主要电气设备选择
1）主变压器
选用自然有循环风冷、低损耗、低噪音有载调压变压器。
型号：
SZ11-50000/110
容量比：
100/100
电压比：
110±8×1.25%/10.5kV
连接组别：
Ynd11
阻抗电压：
Ud%=17
2）110kV断路器
110kV选用瓷柱式SF6断路器，额定电流2000A，额定开断电流40kA，配弹簧操作机构。
隔离开关选用电动双柱、水平旋转式隔开关，额定电流为2000A。
3）电压互感器
母线电压互感器选用TYD-110/√3-0.02H型电容式电压互感器。
变比为：
110/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1kV
准确级为：
3P/0.5/0.2
线路单相电压互感器选用TYD-110/√3-0.01H型电容式电压互感器。
变比为：
110/√3/0.1/√3/0.1kV
准确级为：
3P/0.5
4）10kV高压开关柜
10kV高压开关柜选用金属铠装中置式开关柜，柜内装真空断路器，直流弹簧操作机构。
主进柜采用额定电流4000A、开断电流40kA的真空断路器，配出柜及电容器柜采用额定电流1250A、开断电流31.5kA的真空断路器。
柜内电缆室安装驱潮装置，各开关柜均有带电显示装置。
5）10kV无功补偿
10kV无功补偿装置装设2×（4+4）Mvar并联电容器组，电容器、控制柜、电抗器、放电线圈、放电线圈支架、围栏及其它附属设备均由电容器厂家成套供应。
6）导体
导体选择如下：
电压（kV）
回路名称
回路最大工作电流（A）
截面选择
型号
载流量（A）
110
110kV母线
551
LGJ-500/45
1016
110
110kV主变进线
341
LGJ-300/40
500
10
10kV母线
2887
2×（TMY-125×10）
4100
6、绝缘配合及过电压保护
6.1过电压保护
由于氧化锌避雷器的非线性伏安特性优越，且没有串联间隙，保护性能好，故本工程采用氧化锌避雷器。
为防止线路侵入的雷电波过电压，在110kV母线、主变中性点、10kV母线、出线及10kV电容器装设避雷器。
6.2绝缘配合
本站地处200m以下地区，对电气设备的绝缘配合无特殊要求。
绝缘配合按《高压输变电设备的绝缘配合》GB311.1-1997、《高压输变电设备的绝缘配合使用导则》GB311.2-2002及《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T-620-1997等标准过顶进行设计。
6.2.1避雷器与绝缘配合有关的参数
110kV避雷器选择无间隙氧化锌避雷器，主要技术参数见下表。
表-110kV氧化锌避雷器参数表
项目
LA:
102/266
额定电压（kV，有效值）
102
最大持续运行电压（kV，有效值）
79.6
操作冲击2kA残压（kV，有效值）
226
雷电冲击（8/20μs）10kA残压（kV，有效值）
266
陡波冲击（1μs）10kA残压（kV，有效值）
297
6.2.2110kV电气设备绝缘水平
110kV电气设备的绝缘水平，由雷电冲击耐压决定，以避雷器雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取不小于1.4,110kV电气设备绝缘水平参数的选择及保护水平配合系数见下表。
表-110kV电气设备绝缘水平及保护水平配合系数表
设备
名称
设备耐受电压值
雷电冲击保护水平配合系数
雷电冲击耐压（kV，峰值）
1min工频耐压（kV，峰值）
全波
截波
内绝缘
外绝缘
内绝缘
外绝缘
主变
压器
480
450
550
200
185
1.4×266=372.4（kV，峰值）实际配合系数
450/266=1.69截波配合系数550/297=1.85
其他
电器
550
550
550
230
230
断路器
断口间
550
550
230
230
隔离开关断口间
630
230
6.3绝缘子串的选择
根据所处地区污秽等级和现行运行经验进行绝缘子选择，并按导线荷载选用相应强度的绝缘子。
本工程选用绝缘子串型式为8（×WP2-100），爬电比距≥3.1cm/kV。
7．电气设备布置
7.1、配电装置布置型式
变电站110kV侧向北出线，10kV为电缆引至围墙外架空出线，变压器位于站区中央，变电站110kV设备、主变压器、电容器为户外布置，10kV设备均为户内开关柜双列布置；10kV电容补偿装置接线方式为单星型接线，布置在户外主变及10kV室东侧。
7.2、总平面布置
依据电气总平面布置,结合站址自然条件,总布置方案如下：
按功能全站分三个区，即110kV配电装置区、主变压器区及主控制室、10kV配电装置室联合建筑区。
按照总体规划要求，站区自北向南依次布置110kV配电装置，主变压器及主控制室、10kV配电装置室联合建筑。
本期工程的主控制室、10kV配电装置室联合建筑布置呈简捷的“━”型，布置在进站主干道的南侧。
站区纵向尺寸72.2m、横向尺寸65.2m，围墙内占地面积4707㎡。
站区竖向布置采用平坡式，场地雨水自由散排。
8．防雷接地
8.1、防雷部分
站内设4根30m高避雷针进行直击雷防护，2根架构避雷针，2根独立避雷针。
作为主变、110kV配电设备、10kV电容器及主建筑直击雷保护。
为防止线路侵入的雷电波过电压，在110kV母线、主变中性点、10kV母线、出线及10kV电容器装设避雷器。
8.2、接地部分
变电站的主接地网采用方格型布置方式。
主接地网由水平接地体和垂直接地体两部分组成，所有电气设备、电缆外皮等均与主接地网可靠连接，避雷器与主接地网连接处设集中接地装置，接地电阻值应小于0.5Ω。
复合式接地网在变电站地下0.8m深处设水平接地网，户外水平的接地体选用-60×6镀锌扁钢、垂直接地体均选用50×5镀锌角钢，垂直接地体长度为2500mm。
9．设备选择与效验
9.1110kV断路器选型和校验
（1）110kV断路器选型
初选断路器型号：
主变压器110KV侧系统最大长期工作电流由公式：
kA
根据UN=110kV，Igmax=0.347kA及屋外布置的要求,查表初选型号为LW-110型SF6断路器。
其额定技术数据为：
UN=110kV，IN=2000A，
额定开断电流为：
Ibr=40kA，
动稳定电流：
imax=80kA，
热稳定电流（及时间）：
It=31.5kA（3s），
固有分闸时间：
tgf=0.06s，
燃弧时间：
th=0.04s
选后备保护时间：
tb2=2.9s
短路热稳定计算时间：
tk=2.9+0.06+0.04=3.0（s）,
断路切断计算时间：
t1=0.06+0.06=0.12
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