110kv地方降压变电站电气一次系统设计.docx
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110kv地方降压变电站电气一次系统设计
前言
我毕业设计的课题是《110kv地方降压变电站电气一次系统设计》。
电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，具有同时性。
110kv降压变电站作为供用网络中重要的变电一环，它设计质量的好坏直接关系到该地区的用电的可靠性和地区经济的发展，同时也影响到该地区的用电可靠性和地区的经济发展，以及工农业生产和人民生活。
本次设计根据有关规定，依据安全、可靠、优质、经济、合理等的要求，为保证对用户不间断地供给充足、优质又经济的电能设计方案。
设计中存在着许多不足和失误，敬请老师批评指正，谢谢！
110KV地方降压变电站设计
摘要
由于某地区电力系统的发展和负荷增长，拟建一座110KV变电站，向该地区用35KV和10KV两个电压等级供电。
设计要求采用35KV出线6回，10KV出线10回。
基于上述条件，变电站的设计在满足国家设计标准的基础上，尽量考虑当地的实际情况。
形式上采用独立变电站。
主变压器采用满足需求的三绕组变压器，一次设备的选取都充分考虑了生产的需要。
在防雷上采用通用的防雷设计方法。
在保证供电可靠性的前提下，减少事故的发生，降低运行费用。
变电站的设计是按照本地区5～10年后的用电量的满负荷的容量设计的，不必为将来因为容量小而再重建或扩容，一次设计到位，减少了投资，并为变电站的安全稳定供电提供了保障。
在设计中，有设计任务书、设计说明书、绘图等。
关键词：
110KV变电站；电气主接线；短路电流
目 录
前言
摘要
设计说明书…………………………………………………………………4
第一章变电站主接线方案…………………………………………………………5
1.1电气主接线基本要求………………………………………………5
1.2高压配电装置的基本接线及适用范围……………………………5
1.3拟定方案……………………………………………………………10
1.4主接线方案的经济比较…………………………………………16
第二章主变压器的选择……………………………………………………………17
2.1主变的选择原则……………………………………………………17
2.2变压器容量的确定…………………………………………………17
第三章短路电流计算………………………………………………………………18
3.1短路电流计算的目的………………………………………………18
3.2短路电流计算………………………………………………………18
第四章电器设备选择………………………………………………………………23
4.1断路器的选择………………………………………………………23
4.2隔离开关的选择与校验……………………………………………26
4.3电流互感器的选择与校验…………………………………………28
4.4电压互感器的选择与校验…………………………………………30
4.5避雷器的选择………………………………………………………30
4.6绝缘子和穿墙套管的选择…………………………………………30
4.7母线的选择…………………………………………………………31
第五章防雷保护……………………………………………………………………34
5.1电工装置的防雷措施………………………………………………34
5.2避雷针保护范围的计算……………………………………………34
第六章接地装置……………………………………………………………………36
6.1一般要求……………………………………………………………36
6.2应当接地和不需要接地的范围……………………………………36
6.3对接地装置、接地电阻值的要求…………………………………36
6.4接地装置的敷设……………………………………………………37
第七章变电所总布置………………………………………………………………38
7.1高压出线及高压配电装置的布置…………………………………38
7.2变压器的布置………………………………………………………38
7.3控制楼及通讯楼的布置……………………………………………38
致谢
参考文献
设计说明书
分析原始的资料，本变电站为地方降压变电站，110KV侧2回出线，35KV侧6回出线，10KV侧10回出线（其中电缆6回），有三个电压等级（10KV、35KV、110KV），最大负荷Smax=32MWcosΦ=0.9，最小负荷Smin=10MW，cosΦ=0.88，Tmax=5500h,考虑到供电可靠性，应设两台主变压器，当一台断开后，另一台应保证该所70%--80%的全部负荷。
由于本变电站有三个电压等级，故采用绕组变压器，因为本所为终端变电站，经过对主接线方案的论证比较，110KV侧采用外桥接线，35KV侧采用单母线分段接线，10KV侧采用单母分段带旁路接线，采用屋外配电装置，由于10KV侧回路数较多，故采用屋内配电装置。
第一章变电站主接线方案
1.1电气主接线的基本要求
1.1.1可靠性：
1.1.1.1断路器检修时不应影响对重要负荷供电；
1.1.1.2断路器或母线故障及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一类负荷和大部分二类负荷的供电；
1.1.1.3尽量避免变电站全部停电的可能。
1.1.2灵活性：
1.1.2.1主接线应满足调度、检修及扩建时的灵活性；
1.1.2.2调度时可以灵活的切除和投入变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式及特殊运行方式下的调度要求。
1.1.2.3检修时，可以方便地停运断路器、母线及继电保护设备，进行安全检修而不影响电网的运行和对用户的供电。
1.1.2.4扩建时可以容易的从初期接线过渡到最终接线，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分改建的工作量最少。
1.1.3经济性：
1.1.3.1主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备；
1.1.3.2继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆；
1.1.3.3能够限制短路电流，以便选择廉价的电气设备或轻型设备；
1.1.3.4能满足系统安全和继电保护的要求。
1.2高压配电装置的基本接线及适用范围
1.2.1单母线接线
1.2.1.1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。
1.2.1.2缺点：
不够灵活可靠，任一元件故障或检修均需使整个设备停电，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必需断开它所接的电流，与之相接的所有电力装置，在整个检修期间均需停止工作。
当时，在出线断路器检修期间，必须停止该回路的工作。
1.2.1.3适用范围：
6-10KV配电装置的出线回路数不超过5回。
110-220KV配电装置的出线回路数不超过2回。
图1-1单母线接线
1.2.2单母线分段接线
1.2.2.1优点：
用断路器把母线分段后，可以提高供电的可靠性和灵活性，对重要用户可以从不同段引出两回线路，由两个电源供电，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障隔离，保证正常母线段不间断供电，不致使重要用户停电。
1.2.2.2缺点：
当一段母线或母线断路器故障检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电，当出线为双回线时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需要向两个方向均衡扩建。
1.2.2.3适用范围：
6-10KV配电装置出线回路数为6回以上。
35-63KV配电装置出线回路数为4-8回。
110-220KV配电装置出线回路数为3-4回及以上。
图1-2单母线分段接线
1.2.3单母线分段带旁路母线
1.2.3.1带有专用旁路断路器的单母线接线。
1.2.3.1.1优点：
有了旁路母线，检修与它相连的任一回路的断路器时，该回路便可以不停电，从而提高了供电的可靠性。
1.2.3.1.2缺点：
带有专用旁路母线断路器的接线，多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，这种接线除非供电可靠性有特殊需要或接入旁路母线的线路过多，难于操作时才采用。
1.2.3.2为节约建设投资，可以不采用专用旁路断路器，对于单母线分段接线，常采用分段断路器兼作旁路断路器的接线，两断母线均可带旁路母线，正常时旁路母线不带电，以单母线分段方式运行。
当分段断路器作为旁路断路器运行时，两段母线分别按单母线分别按单母线方式运行。
图1-3单母线带旁路接线
1.2.4双母线接线
双母线的两组母线同时工作，母线之间通过母线联络断路器连接，电源与负荷平均分配到两组母线上，由于继电保护的要求，一般某一回路固定与某一母线连接，以固定连接方式运行。
1.2.4.1优点：
双母线接线具有供电可靠，调度灵活，又便于扩建等优点。
在大、中型发电厂和变电站中广为采用，并已积累了丰富的运行经验。
1.2.4.2缺点：
这种接线使用设备多（特别是隔离开关），配电装置复杂，投资较多，在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作，尤其当母线出现故障时，须短时切换较多电源和负荷；当检修出线断路器时，仍然会使该回路停电。
为此，必要时须采用母线分段和增设旁路母线系统等措施。
1.2.4.3适用范围：
当进出线回路数或母线上电源较多，输送和通过功率较大，母线故障后要求迅速恢复供电，母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电，系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用。
各项电压采用的具体条件如下：
a.6-10K配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时。
b.35-63KV配电装置，当出线回路数超过8回时或连接的电器较多，负荷较大时。
c.110-220KV配电装置，当出线回路数超过5回时，或在分流中居重要地位，出线回路数为4回及以上。
图1-5双母线接线
1.2.5内桥形接线
1.2.5.1优点：
高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。
1.2.5.2缺点：
变压器的切除和投入复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运。
桥连断路器检修时，两个回路需解列运行，出线断路器检修时，线路较长时间停运。
1.2.5.3适用范围：
适用于小容量的发电厂、变电站，并且变压器不经常切换或线路较长，故障机率较多的情况，一般当只有两台变压器和两条输电线路时采用内桥接线。
图1-6内桥形接线
1.2.6外桥形接线
1.2.6.1优点：
同内桥形
1.2.6.2缺点：
线路的切除和投入复杂，需动作两台断路器，并有一台暂时停运，桥连断路器检修时，两个回路需解列运行，变压器侧断路器检修时,变压器需较长时间停运。
为避免此缺点，可加装正常断开运行的跨条，桥连断路检修时，也可利用此跨条。
1.2.6.3适用范围：
适用于较小容量的发电厂、变电站，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较小的情况。
此外，线路有穿越功率时，也宜采用外桥形接线。
图1-7外桥形接线
1.3拟定方案
确定原则：
主接线应满足可靠性，灵活性和经济性三个基本要求，能适应各种运行方式的变化，且在检修操作中方便易行，调度灵活，利于扩建和发展。
拟定方案：
通过对原始资料的分析，可拟定以下几种方案：
1.3.1方案一
110kv侧内侨接线，35kv侧单母线接线，10kv侧单母线分段接线。
此种主接线接线简单，操作不多,35kv接线简单，但一旦母线检修所有出线均将停电。
10kv侧对重要用户可采用不同母线段引出的双回路供电，以保证向重要的负荷供电，但任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作。
L2
L1
L6
L1
L5
L4
L3
Ⅰ35KV
Ⅰ10KV
L5
L1
L10
L6
图1
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