110kv終端變電站一次系統設計畢業論文(存儲版)

　　

【正文】 的實際容量不能超過額定容量。綜合各種因素，該110KV電壓母線選為戶外軟導線。由于我國鋁儲量較豐富。求得母線經濟截面：初步選定2型號矩形母線，其技術參數如下表所示：表220 10kV側所選母線的技術參數導體尺寸（）長期允許載流量（A）（雙條）平放豎放26132840母線的校驗：（1）電暈校驗：該電壓等級為10KV，故不會出現電暈問題，無需校驗此項。式中F——作用在支柱絕緣子或穿墻套管上的相間電動力，N。（3）熱穩定校驗：穿墻套管的熱穩定參數一般以ts允許通過的熱穩定電流給出，據此可得熱穩定條件：式中——穿墻套管允許熱效應， ；——短路全電流通過套管時產生的熱效應。 ——支柱絕緣子或穿墻套管的抗彎破壞負荷，N。支柱絕緣子的選擇：(1)安裝地點為戶外，額定電壓為10KV，初步選擇ZNA10型號。矩形母線的散熱條件好，安裝連接方便。 10kV側母線的選擇母線的選擇：（1）母線的材料：常用的母線材料有銅、鋁和鋁合金。（2）母線的結構：母線的結構和截面形狀決定于母線的工作特點。二次負荷為電能計量。c）校核熱穩定：主保護時間已經給定為2s。為了節省投資和占地，在其進線側故選用YDR110型號電壓互感器。其有關參數入下表所示：表29 110kV電流互感器的技術參數型號額定電流比（A）二次負荷（）動穩定電流倍數1s熱穩定電流倍數LCWD1101000/513075b）校核動穩定：ish= 故滿足此項要求。 10kV側隔離開關的選擇（1）由查有關手冊，選GN210/2000型隔離開關可滿足要求。綜上所述，表明SN1010I/630型斷路器滿足要求。 10kV側出線側斷路器的選擇（1）額定電壓：UN=10kV（2）最大工作電流： 用戶線單回：故初步選斷路器型號為SN1010I/630，其具體參數如下： 表24 所選斷路器的技術參數型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）極限通過電流（kA）熱穩定電流（kA）（2s）固有分閘時間（s）SN1010I/63010630164016校驗：（1）校核額定開斷能力： =此時，非周期電流的相對值實際上已衰減到20%以下，對的影響可以忽略不計。此時可采用剛分瞬間的周期電流對斷路器進行校核。 （2）校核動穩定：imax=55KA ish=imaxish 故滿足此項要求。 （Uj=Up, Sj=100MVA）= 短路電流的計算 三相短路計算：（1）d1點短路的短路電流。第二部分 計算書1 短路電流計算 等值電路圖 110KV 10KV S 1 d1 2 d2 d3 . . . d4 圖11 電網等值電路圖 參數計算（1）將所設計變電所變壓器電抗定義為X1，將兩條110KV線路電抗定義為XX3，將二十條10KV出線電抗定義為XXX6......X24。鋼構架機械強度大，抗震能力強，運輸方便，但金屬消耗量大，需要經常維護。軟母線為鋼芯鋁鉸線，擴徑軟管母線和分裂導線，三相成水平布置。由于高型和半高型配電裝置可大量節省占地面積，因此，高型半高型布置得到較廣泛應用。隨著新設備和新技術的應用，運行、檢修經驗的不斷豐富，配電裝置的結構和形式也在不斷地發展、更新。 配電裝置型式的選擇，應考慮所在地區的地理情況及環境條件，因地制宜、節約用地，并結合運行及檢修要求，通過技術經濟比較確定。屋外配電裝置的特點是： (1) 土建工程量和費用較少，建設周期短；(2) 擴建方便；(3) 相鄰設備之間的距離較大，便于帶電作業；(4) 設備露天運行條件較差，須加強絕緣；(5) 占地面積大；(6) 天氣變化對設備維修和操作有較大影響。6 配電裝置規劃 配電裝置概述配電裝置是發電廠的重要組成部分。雖然10kA雷電流下的殘壓值兩種避雷器相同，但閥型避雷器只在串聯間隙放電后才可將電流泄放，而金屬氧化物避雷器在整個過電壓過程中都有電流流過，因此降低了作用在變電站電氣設備上的過電壓。(3) 應首先采用高新技術產品，并有一定可靠運行記錄的新產品。對電氣設備最危險的是諧振過電壓。如果被保護的物體處在這個空間范圍內，一般不會遭到雷擊。按照安裝方式的不同，要將避雷針分為獨立避雷針和裝設在配電裝置構架上的避雷針兩類。另外，其進線斷保護有利于減少雷電侵入波的危害。（3）10kV線路保護設置：設置兩斷式電流保護。繼電保護的基本原理是利用被保護線路或者設備故障前后某些突變的物理量為信息量，當突變量達到一定值時，啟動邏輯控制環節，發出相應的跳閘脈沖或信號。繼電保護的任務和作用如下：（1）當電力系統發生故障時，自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件免于繼續遭到破壞，保證其他無故障元件迅速恢復正常運行。高壓熔斷器的選擇如下表所示：表35 高壓熔斷器選擇結果安裝地點型號最大切斷電流（KA）備注10kV母線RN217保護屋內TV 母線的選擇為了匯集、分配和傳輸電能，常常需要設置母線。35kV以上無電源使不裝，有電源時，可裝一臺單相雙繞組或單相三繞組電壓互感器。選擇電流互感器時，首先要根據裝設地點、用途等具體條件確定互感器的結構類型、準確等級、額定電流比K；其次要根據互感器的額定容量和二次負荷計算二次回路連接導線的截面積；最后校驗其動穩定和熱穩定。為使電力系統正常運行并保證電能質量，且在短路后迅速將故障元件切除不致使故障范圍擴大，必須通過二次設備以實現測量、控制、監察及保護，二次設備的輸入信號由互感器取得，互感器在主接線中的配置，總是與一次設備運行要求及主接線形式有關。如電壓互感器回路，勵磁電流不超過2A的空載變壓器回路及電容電流不超過5A的空載線路等。其斷路器的選擇如下表所示： 表31 斷路器選擇結果設備選型計算數據技術數據UN（kV）Igmax（A）Qk（kA2s）UN（kV）IN（A）（kA2s）LW4110/100011011010001024ZN1010I/6301010630512 隔離開關的選擇隔離開關俗稱刀閘，它主要是隔離高壓電源，以保證其他設備和線路的安全檢修其結構特點斷開后有明顯可見的斷開間隙，而且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保障人身和設備的安全。按其采用的滅弧介質分有油（oil）斷路器，六氟化硫（SF6）斷路器，真空（vacuum）斷路器，以及壓縮空氣斷路器、磁吹斷路器等。為了保證電氣一次設備的正常運行，對其運行狀態進行測量、監視、控制、調節、保護等的設備稱為電氣二次設備。根據本變電所電源側的發展規劃，計算出系統最大運行方式下的短路電流，其三相短路電流計算結果如下表所示： 表21 三相短路電流計算結果短路地點系統運行方式單臺主變運行時參考值（一次值；單位kA）兩臺主變并列運行時參考值分流值（一次值；單位kA）沖擊電流d1大方式I=小方式I=d2大方式I=小方式I=d3大方式I=小方式I=d4大方式I=I=小方式I=I=兩相短路、兩相短路接地和單相短路，都屬于不對稱短路故障。其中單項短路發生的機會最多，約占短路總數的70%以上。絕緣材料因時間太長而老化、操作過電壓或雷擊過電壓、機械力損傷等，均可導致電氣設備絕緣的損壞。只能用于某些出線回路較少。擴建時需向兩個方向均衡擴建。缺點:配電裝置布置稍復雜，多裝了價高的斷路器和隔離開關，增加了投資。對電氣主接線設計的基本要求是可靠性、靈活性和經濟性。S=40000%=400KVA。變電所繞組連接方式：變壓器繞組的連接方式必須和系統電壓相位一致。若一臺機故障時沒有備用變壓器。由于電氣主接線是變電所的主要環節，本文選出數個電氣主接線方案進行了技術經濟綜合比較，確定了一個較佳方案，并根據此方案對全所電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護等，進行了詳細的設計和說明。關鍵詞：變電所 電氣主接線 電氣設備 配電裝置 繼電保護110kV Stepdown Substation Electric Preliminary DesignABSTRACT：Substation is the important link of electric power distribution. Designing quality of substation is directly referred to the security, stabilization, flexibility and economical operation of electric system. In order to feed the evergrowing cities and towns’ load requirements, enhance the reliability and quality of power supply to consumers, this thesis designs an 110kV stepdown substation and its electric primary part.Due to the fact that main electrical scheme is the main part of substation, this thesis synthetically pares several main electrical schemes from technical and economic aspects and picks up one preferable scheme. According to the chosen scheme, detailed design and instruction are carried out about the electric apparatus selection, distribution equipment arrangement, relay protection, and so forth.This thesis consist of two parts, the first part is design specification, which introduces the selection electric apparatus’ type, technical parameter, etc。在系統N1方式下運行不能滿足負荷要求同時若一臺機故障時則要求切除相應線路，造成部分地區停電現象。35kV以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。這個電氣主回路被稱為電氣一次系統，又叫做電氣主接線。為此，應考慮設備的備用，并有適當的裕度，此外，選用高質量的設備也能提高可靠性。當一段母線發生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。并且把兩個供電系統的四回進線分別接于隔離開關的兩側，提高了供電的可靠性。經比較，故采用方案二。（2）短路的危害短路對電力系統的正常運行和電氣設備有很大的危害。為了保證電力系統安全運行，在設計選擇電氣設備時，都要用可能流經該設備的最大短路電流進行熱穩定校驗和動穩定校驗，以保證該設備在運行中能夠經受住突發短路引起的發熱和電動力的巨大沖擊。 各電壓等級的最大短路電流均在斷路器一般選型能力（20kA）之內，所以不必采用價格昂貴的重型設備或者采取限制短路電流的措施。但是，為了保證工作的可靠性及安全性，在選擇它們時的基本條件是相同的，這些設備的任務是保證變電所安全、可靠的供電，即按正常工作條件選擇，按短路條件校驗其動穩定和熱穩定，對于斷路器、熔斷器等還要校驗其開斷電流的能力。而油斷路器按其油量多少和油的功能分為多油（highoil content ）少油（lowoil content）兩大類。隔離開關按安裝地點，分戶內式和戶外式兩大類。隔離開關的選擇如下表：表32 隔離開關選擇結果電壓等級型號額定電壓（KV）額定電流（A）動穩定電流（KA）熱穩定電流（KA）110kVGW7110D1106005514（5）10kVGN610T1040052