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(專業版)

　　

【正文】 jr —— 連接處的接觸電阻（一般取 ? ）。 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。 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。 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。 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。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。 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。 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 。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。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。 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%。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。 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。 3. 計算各電氣元件的電抗標幺值，同時畫出等效電路圖。 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。 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。 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。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??。 l —— 連接導線的計算長度， m。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。 電壓互感器有六個準確級，從高到低依次是： ， ， 1， 3， 3P，6P。 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。電力系統短路計算示意圖如圖 31 所示 ： 洛陽理工學院畢業設計（論文） 11 G 1G 2T 2T 3T 1T 5T 435KV10KV110KV110KVK1K2K3K4G 325MW25MW50MW 63MVA12MW18MW 圖 31 短路計算示意圖 各元件電抗標幺值的計算 發電機： j* 39。另外，對于 35kV 側，若采用單母線接線，配線出線回路不能超過 3 回，而已知出線是 6 回路，所以對于 35KV 側，僅能采用單母線分段接線。 雙母線接線的缺點 [3]： 1. 增加一組母線和使每回路就須加一組母線隔離開關。其技術參數如下表 11 所示 ： 洛陽理工學院畢業設計（論文） 4 表 11 所選變壓器參數 型號 額定容量（ kVA） 額定電壓（ kV） 連接組別 高壓 中壓 低壓 SFSZ7—31500/110 31500 110177。由于變壓器在電力系統中占有十分重要的地位，其故障會對供電可靠性和系統的正常運行帶來嚴重的影響，必須進行各種保護。至于電氣設備的選擇則是通過最大負荷電流和開斷電流進行選擇，根據 4s 后電流有名值和短路沖擊電流有名值進行熱穩定性和動穩定性校驗；至于保護方面，主要是變壓器的保護，通過延時時間不同，來讓不同斷路器動作，進而起到保護作用。 根據每條回路的傳輸容量和功率因數，可以選擇合適的變壓器。 (3) 靈活性 操作的方便性和調度時的靈活性。 內外橋形接線如 圖 23 和圖 24 所示： 圖 23 外橋形接線 圖 24 內橋形接線 電氣主接線設計方案的比較及選擇 通過綜合分析，電氣主接線有以下三種方案可供選擇： 方案一： 110kV 側為橋形接線方式， 10kV 和 35kV 側均為單母線分段接線方式。 短路計算步驟 通常 三相短路電流產生的熱效應和力效應最大，所以只 對三相短路短路電流進行計算。 短路瞬間短路電流有名值： *00av2 2 5= 1 . 9 5 = 0 . 6 13 3 1 1 5 0 .8NSII U ??? ?? （ kA ） (323) 4s 短路電流有名值： *44av2 2 5= 2 . 0 = 0 . 6 33 3 1 1 5 0 .8NSII U ??? ?? （ kA ） (324) 短路沖擊電流： 02 2 1 . 8 0 . 6 1 1 .5 5s h s hi k I? ? ? ? ? （ kA ） (325) 2. 電源 E3 供給的短路電流 計算電抗： 洛陽理工學院畢業設計（論文） 19 *3 3 ( 3 )js j 50= = 0 . 8 4 = 0 . 5 2 51 0 0 0 .8XSX S ? ?（ 3 ） (326) 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 ? 。 jt —— 斷路器安裝處的短路穩定電流所持續的時間。三繞組電壓互感器一般有兩個二次繞組，一個是基本的二次繞組，用于測量儀表和繼電器；另一個為附加二次繞組或開口三角繞組，用于反應系統三相接地。 (2) 準確級的選擇： 級用于實驗室測量，重要發電機和變壓器回路及 500kV 重要回路； 級多用于一般的電能計量； 級用于功率表和電能表；一般測量可用 級；而一般繼電保護用的電流互感器選 5P 或 10P級。 tK —— 電流互感器熱穩定倍數，即電流互感器 1s 熱穩定電流與一次線圈額定電流的比值，可以查表獲得。電流互感器的準確級分為 、 、 、 及保護級（ B 級）。 35kV 及以上電壓等級均為單相式。 shi —— 短路沖擊電流。39。主接線形式如 圖 25 所示： 10kV 出線110k V進線35kV 出線 圖 25 主接線形式 洛陽理工學院畢業設計（論文） 9 第 3 章 短路電流的計算 概述 短路類型 短路故障分為對稱短路和不對稱短路。橋臂連接在進線斷路器之內稱為內橋，連在進線斷路器之外稱為外橋 [ 4]。 電氣主接線的基本要求 電氣主接線的基本要求如下 [2]： (1) 安全性 安全性主要指設備安全和人身安全。 3. 待建變電所的電源，由雙回 110kV 線路送到本變電所；在中壓側35kV 母線，送出 6 回線路 ,每回路輸送容量 2MW,功率因數 ；在低壓側10kV 母線，送出 12 回線路，為近區負荷，每回路輸送容量 ，自然功率因數 ；該變電所的所址，地勢平坦，交通方便。洛陽理工學院畢業設計（論文） I 畢業設計（論文） 110kV 變電站的初步設計 摘 要 根據對原始資料背景和設計要求的分析， 110kV 變電站初步設計的主要內容包括：先試選電氣主接線方案，然后進行技術性和經濟性的比較，最終選擇最合理的主接線形式；通過經濟截面電流法，先選擇變電所進線導線，為后續三相短路電流計算做鋪墊；根據三相短路電流計算結果，選擇符合使用要求的各種電氣設備；最終是對變壓器、線路進行保護。其對應如圖 11所示 ： 圖 11 待建變電所示意圖 原始資料分析