110kv變電站的初步設計_110kv變電站的電氣主接線圖形_畢業設計論文(更新版)

　　

【正文】 V110K V110K VE3E(1+ 2)18 517 58 310 3圖 39 等值電路圖 洛陽理工學院畢業設計（論文） 20 * * * * *1 7 1 4 2 5 1( ) ( ) ( 0 . 4 1 6 0 . 3 3 3 ) 0 . 3 7 52X X X X X? ? ? ? ? ? ? * * *1 8 3 6 0 . 1 9 8 0 . 1 6 7 0 . 3 6 5X X X? ? ? ? ? **8 1 0 21000 . 4 4 1 7 0 0 . 2 3 3115XX? ? ? ? ? 由等值電路圖 39 化簡等值電路圖 310 所示 ： K311 0K VE335E( 1+ 2 )36 圖 310 等值電路圖 各個電源對 K3 短路點所產生的短路電流如下： 1. 電源 E E2 供給的短路電流 計算電抗： *3 6 ( 1 , 2 )js j 2 2 5= = 0 . 6 0 8 = 0 . 3 81 0 0 0 .8XSX S ?? ?（ 1,2 ） (330) 查汽輪發電機運算曲線，短路瞬間（ 0s）短路電流標幺值： *0 ? 4s 短路電流標幺值為： *4 ? 。 四個不同的短路點的最大負載電流計算過程如下： (1) K1 點的最大負載電流： m a x. m a x 12 2 3 3 ( )3 c o s 3 3 5 0 . 8 5fzNpIAU ?? ? ??? (43) (2) K2 點的最大負載電流： m a x. m a x 18 1 2 2 3 ( )3 c o s 3 1 0 0 . 8 5fzNpU ?? ? ??? (44) (3) K3 點的最大負載電流： m a x. m a x 3 1 . 5 1 9 5 ( )3 3 1 1 0 0 . 8 5fzNSIAU? ? ??? (45) (4) K4 點的最大負載電流： m a x. m a x 3 1 . 5 1 9 5 ( )3 3 1 1 0 0 . 8 5fzNSIAU? ? ??? (46) 洛陽理工學院畢業設計（論文） 24 各短路點短路電流計算結果如表 41 所示： 表 41 各短路點短路電流計算結果匯總 短路點 K1 K2 K3 K4 最大負載電流.maxfzI （ A） 233 1223 195 195 斷路器的校驗 短路器的校驗，按照不同的方法校驗結果不同。 隔離開關的選擇 隔離開關沒有特殊的滅弧裝置。 電壓互感器有六個準確級，從高到低依次是： ， ， 1， 3， 3P，6P。 4. 按絕緣分干式、澆注式、油浸式和瓷絕緣。即： 1 221NLNI NK IN?? (49) 為了便于生產，一次額定電流已經標準化，二次額定電流也規定為5A(1A 或 ),所以電流互感器的額定電流比已經標準化。 (3) 額定電壓滿足： N NSUU? (410) 式中 NU —— 電流互感器的額定電壓， kA； NSU —— 電流互感器安裝處的電網電壓， kV。 l —— 連接導線的計算長度， m。 (2) 熱穩定的校驗 應滿足以下條件： ? ?21N t kI K Q? (414) 式中 kQ —— 短路電流在短路作用時間內的熱效應， 2kAs? 。由于電流互感器的二次側電流也已經標準化，所以電流互感器的變比也隨之確定，即為1 5,LNKI? 或者 111, N L NK I K I??。 電流互感器的準確級就是其最大允許電流誤差的百分數。 3~35kV 電壓等級一般選擇普通結構， 110kV 及以上電壓等級選擇串級結構。 電壓互感器按不同方法分類如下： 1. 單相式和三相式。 隔離開關的選擇方法可以參照短路器，其內容包括：選擇型式、選擇額定電壓、選擇額定電流。 1. 動穩定的校驗 若要斷路器在通過最大短路電流時不損壞，需要滿 足以下條件： .maxQF shii? (47) 式中 .maxQFi —— 斷路器的最大動穩定實驗電流峰值。 短路瞬間短路電流有名值： *00av50= 2 . 8 5 = 0 . 8 93 3 1 1 5 0 .8NSII U?? ?? （ kA ） (335) 4s 短路電流有名值： *44av50= 2 . 2 6 = 0 . 7 13 3 1 1 5 0 .8NSII U?? ?? （ kA ） (336)短路沖擊電流： 02 2 1 . 8 0 . 8 9 2 .2 7s h s hi k I? ? ? ? ? （ kA ） (337) 110kV 母線（ K3 點）短路電流計算結果 如表 33 所示： 表 33 110kV 母線（ K3 點）短路電流計算結果匯總 電源 0s 短路電流 0I (kA) 4s 短路電流 4I (kA) 短路沖擊電流 shi (kA) E(1,2) E3 總和 K4 點（ 110kV 母線）短路電流計算 由等值電路圖 32 化簡等值電路圖 311 所示 ： K4110K V110K V110K VE3E(1+ 2)180. 36 5170. 37 5 70. 23 390. 23 3 圖 311 等值電路圖 洛陽理工學院畢業設計（論文） 22 由于 K4 點短路化簡后所得的等值電路圖與 K3 點短路所得的等值電路圖相同，所以 K4 點短路所得的計算結果與 K3 點短路所得的計算結果也相同。 39。 3. 計算各電氣元件的電抗標幺值，同時畫出等效電路圖。 通過對以上方案的分析，本設計 110kV 側采用單母線接線， 35kV 和10kV 側采用單母線分段接線方式。 通過對各種方案的比較，可以得到以下的分析結果： 1. 110kV 側主要有三種接法：橋形接法、雙母線接法和單母線接法。 橋形接線 橋形接線分為內橋和外橋兩種，其共同特點是在兩臺變壓器一次側進線處用以橋臂將兩回路相連。設計時不僅要考慮最終接線的實現，還要考慮從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能的不影響連續供電或在停電時間最短的情況下，將來可順利完成過渡方案的實現，使改造的工作量最少。 2% 11 YN yn0 d11 損耗（ kW） 阻抗電壓（ %） 空載電流（ %） 空載 負載 高 中 高 低 中 低 175 17 容量比 100/100/100 洛陽理工學院畢業設計（論文） 5 第 2 章 電氣主接線的設計 電氣主接線 電氣主接線是高壓電氣設備連成的接收和分配電能的電路，是發電站和變電所最主要的組成部分之一，對安全可靠至關重要。 變壓器容量的選 擇 變壓器容量選擇時需要注意的幾個問題 [ 1]： 1. 變電站運行需要消耗電能，故廠用電取為 5%。 2. 確定本變電 所的電壓等級為 110/35/10kV， 110kV 是本變電所的電源電壓， 35kV 和 10kV 是二次電壓。各 電力企業 正以節能高效高產為目標，努力做到 安全 高效 遠行。 通過綜合分析， 110kV 側入線是雙電源供電， 35kV 和 10kV 母線選擇的都是單母線接線。通過技術性和經濟性比較、論證， 110kV 側采用雙回路供電， 35kV 側采用單母線接線， 10kV 側也采用單母線接線的設計方案；短路電流的計算是為了選擇各種合適的電氣設備，并進行有關的校驗。由圖中變電所出線有三條線，結合本變電所的電壓等級為110/35/10kV，可以知道本變電所一條代表 10kV，一條代表 35kV，另外一洛陽理工學院畢業設計（論文） 3 條直接供電。 4. 由于所有負荷大多數情況下不會同時工作，故取同期系數為 。人身安全指操作人員具有操作資歷，能按要求操作。 單母線接線如圖 21 所示 ： TQF QSQS QF圖 21 單母線接線 單母線分段接線 單母線分段的優點 [3]：先采用斷路器和隔離開關把母線進行分段，而后對重要的用戶從不同段引出兩條回路，即雙電源供電；當一段母線發生 故障，分段斷路器會自動切除故障，保證正常段母線不間斷供電。內橋接線適用于線路較長或需不要經常切換的變壓器的情況，而外橋接線適用于供電線路較短或需要經常切換變壓器的情況。由于采用的是兩個變壓器，每個變壓器的進線又是雙電源供電，考慮到單母線出線不多， 因此，綜合考慮后 110kV 采用單母線接線。其它的短路都是不對稱短路，其中單相短路發生的機會最多，約占短路總數中的 70％ 以上。 變電站電源進線的選擇 變電站容量補償后的初步估計 變電所一臺變壓器運行時的視在功率為： ? ?S 2 6 .6 8 2 2 .6 8 1 4 .1 M V A? ? ? (31) 功率因數為： cos =? 按要求采用電容器將功率因數補償到 以上： ?? 222 2 .6 80 .9 3 2 2 .6 8 BQ? ? 洛陽理工學院畢業設計（論文） 10 ( var )BQM? (32) 經電容 CQ 補償后，變電所的功率變為： ? ?2 2 .6 8 j8 .9 6S M VA?? (33) 變電所補償電容容量至少為： ( v a r )CQM? ? ? (34) 由于每一臺變壓器均是雙回路供電，所以每一條線路的功率為： ?? ? ?1 2 2 . 6 8 j8 .9 6 = 1 1 .3 4 + j 4 . 4 8 1 1 j 52S M V A? ? ? ? ? (35) 變電站進線的選擇 變電所電源進線上的總功率和電流為： ?? 221 1 5 1 2 .0 8 ( )S M V A? ? ? (36) g 1 2 .0 8= 6 3 .4 ( )3 3 1 1 0NSIAU ??? (37) 假設變電所年最大負荷利用小時數 max =6000hT ，查導線經濟電流密度圖可知，經濟電流密度 2J A/mm? ,則導線的經濟截面： g 263 .4 66 ( m m ) IS J? ? ? (38) 試取最接近的導線截面為 70mm2，選取 LGJ70/10 鋼芯鋁絞線。 短路瞬間短路電流有名值： *00av2 2 5= 2 .6 = 0 .8 23 3 1 1 5 0 .8NSII U ??? ?? （ kA ） (315) 4s 短路電流有名值： *44av2 2 5= 2 . 2 = 0 . 6 93 3 1 1 5 0 .8NSII U ??? ?? （ kA ） (316) 短路沖擊電流： 02 2 1 . 8 0 . 8 2 2 . 0 9s h s hi k I? ? ? ? ? （ kA ） (317) 2. 電源 E3 供給的短路電流 計算電抗： *2 5 ( 3 )js j 50= = 0 .6 3 = 0 . 3 91 0 0 0 .8XSX S ? ?（ 3 ） (318) 查汽輪發電機運算曲線，短路瞬間（ 0s）短路電流標幺值： *0 ? 4s 短路電流標幺值為： *4 ? 。 根據不同的選擇條件，選擇的斷路器不同，從工作環境和額定電壓及額定電流來選擇 [ 8]如下： 1. 按工作環境選擇 因為所選的短路器均安裝在室內，所以選室內型。 t —— 斷路器出廠的熱穩定實驗電流所對應的熱穩定時間。 電磁式電壓互感器主要有三個特點 [ 10]： 1. 電磁式電壓互感器相當于一臺降壓變壓器，一次繞組匝數多，二次繞組匝數少。 35kV 以下為戶內式； 110kV 及以上為戶外式；洛陽理工學院畢業設計（論文） 27 35kV 既有戶內式也有戶外式。 電流互感器的特點 [10]： 1. 一次繞組線徑較粗而 匝數較少，二次繞組線徑較細而匝數較多。 洛陽理工學院畢業設計（論文） 29 電流互感器的選擇及校驗 1. 電流互感器的選擇 電流互感器在選擇時，首先要根據裝設地點和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；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。 jr —— 連接處的接觸電阻（一般取 ?