華北電力大學降壓變電所設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 華北電力大學畢業設計（論文）題目 110KV變電站電氣主接線設計專 業 電氣工程及其自動化 班 級 h電升0761 學生姓名 楊同夫 指導教師 李渤龍 成人教育學院2009年08月04日目 錄第一章 電氣主接線方案的選擇………………………………………………………………1第一節 電氣主接線的設計…………………………………………………………………………1第二節 電氣主接線方案的確定……………………………………………………………………8第二章 變壓器容量、臺數及型號的選擇……………………………………………………10第一節 主變壓器容量、臺數及型號的選擇………………………………………………………12第二節 所用變壓器容量、臺數及型號的選擇……………………………………………………13第三章 短路電流的計算…………………………………………………………………………13第四章 設備的選擇與校驗………………………………………………………………………19第一節 電氣設備的選擇原則和規定………………………………………………………………21第二節 導線的選擇與校驗…………………………………………………………………………23第三節 斷路器的選擇與校驗………………………………………………………………………23第四節 隔離開關的選擇與校驗……………………………………………………………………27第五節 互感器的選擇與校驗………………………………………………………………………29第五章 配電裝置設計……………………………………………………………………………25第一節 變電所總體布置……………………………………………………………………………26第二節 配電裝置的設計要求………………………………………………………………………27第三節 配電裝置的選型、布置……………………………………………………………………28第六章 防雷系統的設計…………………………………………………………………………32第一節 避雷器的配置……………………………………………………………………………32第二節 避雷針的配置………………………………………………………………………33第七章 繼電保護部分設計………………………………………………………………………33第八章 電氣其他部分的設計……………………………………………………………………39第一章 電氣主接線方案的選擇第一節 電氣主接線設計在發電廠和變電所所中，發電機、變壓器、斷路器、隔離開關、電抗器、電容器、互感器、避雷器等高壓電氣設備，以及將它們連接在一起的高壓電纜和母線，構成了電能生產、匯集和分配的電氣主回路，這個電氣回路被稱為電氣一次系統，雙稱為電氣主接線。電氣主接線是變電所設計的主體，采用何種主接線形式，與電力系統原始資料，變電所本身運行的可靠性、靈活性和經濟性的要求等密切相關，并且對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護的控制方式的擬定等都有直接的影響。因此，電氣主接線的設計必須根據電力系統、變電所的具體情況，全面分析，正確處理好各方面的關系，通過技術經濟比較，合理地選擇主接線方案。一、主接線的設計原則：以下達的設計任務書為依據，根據國家現行的“安全可靠、經濟適用、符合國情“的電力建設與發展方針，嚴格按照技術規定和標準，結合工程實際的具體特點，準確地掌握原始資料，保證設計方案的可靠性、靈活性和經濟性。二、主接線的設計要求： 可靠性：供電可靠性是指能夠長期、連續、正常地向用戶供電的能力，主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。① 斷路器檢修時,能否不影響供電。 ② 線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數和時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。　　　　③ 變電所全部停電的可能性。 ④ 滿足對用戶的供電可靠性指標的要求。 靈活性：① 調度要求。可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調配電源和負荷，能夠滿足系統在事故運行方式下、檢修方式以及特殊運行方式下的調度要求。② 檢修要求。可以方便的停運斷路器、母線及其繼電保護設備進行安全檢修，且不影響對及戶的供電。③ 擴建要求。應留有發展余地，便于擴建。經濟性：① 投資省。主接線應力求簡單，有時應采取限制短路的措施，繼電保護和二次回路不過分復雜； ② 占地面積小。主接線設計應使配電裝置占地較少； ③ 電能損失小。應避免過回供電。主變壓器的型號、容量、臺數的選擇要經濟合理。三、擬定主接線方案 主接線的基本形式，概括地可分為兩大類：①　有匯流母線的接線形式：單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設旁路母線或旁路隔離開關。②　無匯流母線的接線形式：變壓器—線路單元接線、橋形接線、角形接線等。接下來對以上幾種接線方式的優、缺點及適用范圍簡單論述一下，看看是否符合原始資料的要求。單母線接線。優點：接線簡單清晰，設備少，投資省，運行操作方便，且便于擴建。缺點：可靠性及靈活性差。適用范圍：只有一臺主變壓器，10kV出線不超過5回，35kV出線不超過3回，110kV出線不超過2回。單母線分段接線。優點：a．用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。b．當一段母線故障時，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。缺點：a．當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該母線的回路都要在檢修期間停電。b．當出線為雙回路時，常使架空線路出現交叉跨越。C擴建時需兩個方面均衡擴建。適用范圍：適用于6~10kV配電裝置出線6回及以下，35~60kV配電裝置出線4~8回，110~220kV配電裝置少于4回時。雙母線分段接線。由于當進出線總數超過12回及以上時，方在一組母線上設分段斷路器，根據原始資料提供的數據，此種接線方式過于復雜，故一不作考慮。雙母線接線。優點：供電可靠，調度靈活，擴建方便，便于檢修和試驗。缺點：使用設備多，特別是隔離開關，配電裝置復雜，投資較多，且操作復雜容易發生誤操作。適用范圍：出線帶電抗器的6~10kV出線，35~60kV配電裝置出線超過8回或連接電源較多，負荷較大時，110kV~220kV出線超過5回時。增設旁路母線的接線。由于6~10kV配電裝置供電負荷小，供電距離短，且一般可在網絡中取得備用電源，故一般不設旁路母線；35~60kV配電裝置，多為重要用戶，為雙回路供電，有機會停電檢修斷路器，所以一般也不設旁路母線；采用單母線分段式或雙母線的110~220kV配電裝置一般設置旁路母線，設置旁路母線后，每條出線或主變間隔均裝設旁路隔離開關，這樣一來，檢修任何斷路器都不會影響供電，將會大幅度提高供電可靠性。優點：可靠性和靈活性高，供電可靠。缺點：接線較為復雜，且操作復雜，投資較多。適用范圍：① 出線回路多,斷路器停電檢修機會多；② 多數線路為向用戶單供，不允許停電，及接線條件不允許斷路器停電檢修時。變壓器—線路單元接線。優點：接線簡單，設備少，操作簡單。缺點：線路故障或檢修時，變壓器必須停運；變壓器故障或檢修時，線路必須停運。適用范圍：只有一臺變壓器和一回線路時。橋形接線：分為內橋和外橋兩種。（1） 內橋接線：連接橋斷路器接在線路斷路器的內側。優點：高壓斷路器數量少，四回路只需三臺斷路器，線路的投入和切除比較方便。缺點：a．變壓器的投入和切除較復雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路暫時停運；b．出線斷路器檢修時，線路需長時間停運；c．連接橋斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。適用范圍：容量較小的變電所，并且變壓器容量不經常切換或線路較長，故障率較高的情況。（2）外橋接線：連接橋斷路器接在線路斷路器的外側。優點：設備少，且變壓器的投入和切除比較方便。缺點：a．線路的投入和切除較復雜，需動作兩臺斷路器，且影響一臺變壓器暫時停運；b．變壓器側斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運；c．連接橋斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。適用范圍：容量較小的變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較低的情況，當電網中有穿越功率經過變電所時，也可采用此種接線。角形接線：由于保證接線運行的可靠性，以采用3~5角為宜。優點：a．投資少，斷路器數等于回路數；b．在接線的任一段發生故障時，只需切除這一段及其相連接的元件，對系統影響較小；c．接線成閉合環形，運行時可靠、靈活；d．每回路都與兩臺斷路器相連接，檢修任一臺斷路器時都不致中斷供電；e．占地面積小。缺點：在開環、閉環兩種運行狀態時，各支流通過的電流差別很大，使電器選擇困難，并使繼電保護復雜化，且不便于擴建。適用范圍：出線為3~5回且最終規模較明確的110kV以上的配電裝置中。綜上所述八種接線形式的優缺點，結合原始資料所給定的條件進行分析，擬定主接線方案。原始資料：變電所類型：降壓變電所電壓等級：110/35/10kV出線情況：110kV出線兩回，35kV5回架空出線，10kV 8回架空出線負荷性質：工農業生產及城鄉生活用電結合原始資料所提供的數據，權衡各種接線方式的優缺點，將各電壓等級適用的主接線方式列出：110kV只有兩回出線，且作為降壓變電所，110kV側無交換潮流，兩回線路都可向變電所供電，亦可一回向變電所供電，另一回作為備用電源。所以，從可靠性和經濟性來定，110kV部分適用的接線方式為內橋接線和單母線分段兩種。35kV部分可選單母線分段及單母線分段兼旁路兩種。10kV部分定為單母線分段。這樣，擬定兩種主接線方案：方案I：110kV采用內橋接線，35kV采用單母線分段接線，10kV為單母線分段接線。方案II：110kV采用單母線分段接線，35kV采用單母線分段兼旁路接線，10kV為單母線分段接線。繪出方案I、方案II的單線圖。方案I D H 變 區 出線I 電 域 所 變 出線Ⅱ 電 110kV 所 出線Ⅲ 大 1主變 2主變 35kV10kV出線Ⅳ 出線Ⅴ 備用 出 出 出 出 備 出 出 出 出線 線 線 線 用 線 線 線 線1 2 3 4 5