110kv變電站設計110kvsubstationdesign畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 操作方便，造價低，擴展性好，缺點是可靠性靈活性差。方案一主接線圖如下：圖3—1 方案一主接線圖方案二：110kv側采用雙母線接線方式，35kv側采用單母線分段帶旁路母線接線方式，10kv側采用單母線分段接線方式35kv側采用單母線分段帶旁路母線接線方式，優點是，檢修任一進出線斷路器時，不中斷對該回路的供電，和單母線分段接線方式相比，可靠性提高，靈活性增加，缺點是，增設旁路母線后，配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關的數目，接線復雜，投資增大。方案二的主接線圖如下：圖3—2 方案二主接線圖方案三：110kv側采用雙母線接線方式，35kv側采用單母線分段帶旁路母線接線方式，10kv側采用單母線分段帶旁路母線接線方式方案三的主接線圖如下：圖3—3 方案三主接線圖對于上述三種方案綜合考慮：該地區海拔185m，海拔并不高，對變電站設計沒有特殊要求，地勢平坦，屬平原地帶，為輕微地震區，年最高氣溫+40176。C，年最低氣溫10176。C，年平均氣溫+12176。C，最熱月平均最高溫度+34176。C。最大風速30m/s，復水厚度為10mm，屬于我國第V標準氣象區。因此110kv側采用雙母線接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經濟性要求，對于35kv及10kv側，一級負荷占30%左右，二級負荷占40%左右，因此采用單母線分段帶旁路母線接線方式，以提高可靠性。綜合各種因素，宜采用第三種方案。第4章 變電站主變壓器選擇主變壓器的選擇：再各級電壓等級的變電站中，變壓器是主要的電氣設備之一。其擔負著變換網絡電壓進行電力傳輸的重要任務，確定合理的變壓器臺數、容量和型號是變電站可靠供電和網絡經濟運行的保證。特別是我國當前的能源政策是開發、利用、節約并重，近期以節約為主。因此，在確保安全可靠供電的基礎上，確定變壓器的臺數、容量和型號，提高網絡的經濟運行將具有明顯的經濟效益。 主變壓器的選擇 主變壓器臺數的選擇在變電站設計過程中，一般需要裝設兩臺主變壓器，防止其中一臺出現故障或檢修時中斷對用戶的供電。對110kv及以下的終端或分支變電站，如果只有一個電源，或變電所的重要負荷有中、低壓側電網取得備用電源時，可只裝設一臺主變壓器，對大型超高壓樞紐變電站，可根據具體情況裝設2—4臺主變壓器，以便減小單臺容量。因此，在本次設計中裝設兩臺主變壓器。 主變壓器容量的選擇主變容量一般按變電所建成后5～10年的規劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期10～20年的負荷發展。對于城郊變電所，主變壓器容量應與城市規劃相結合。根據變電所所帶負荷的性質和電網結構來確定主變的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余主變壓器的容量一般應滿足60%（220kV及以上電壓等級的變電所應滿足70%）的全部最大綜合計算負荷，以及滿足全部I類負荷和大部分II類負荷(220kV及以上電壓等級的變電所，在計及過負荷能力后的允許時間內，應滿足全部I類負荷和II類負荷)，即 （41）最大綜合計算負荷的計算： （42）式中， —各出線的遠景最大負荷； m —出線回路數； —各出線的自然功率因數；—同時系數，其大小由出線回路數決定，～；—線損率，取5%。因此， 由原始材料可得，35kv側：10kv側：則總的負荷為： 取=，則： 則， 因此主變容量為： 主變壓器型號的選擇變壓器有單相變壓器組和三相變壓器組。在330kv及以下的發電廠和變電站中，一般選擇三相變壓器。單相變壓器組由三個單相的變壓器組成，造價高、占地多、運行費用高。只有受變壓器的制造和運輸條件的限制時，才考慮采用單相變壓器組，因此在本次設計中采用三相變壓器組。：在具有三種電壓等級的變電所中，如果通過主變各繞組的功率達到該變壓器容量的15%以上，或在低壓側雖沒有負荷，但是在變電所內需要裝無功補償設備時，主變壓器宜選用三繞組變壓器。：變壓器繞組的聯結方式必須和系統電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統中變壓器繞組采用的聯結方式有星形和三角形兩種。高壓繞組為星形聯結時，用符號Y表示，如果將中性點引出則用ＹＮ表示，對于中＼低壓繞組則用ｙ及ｙｎ表示；高壓繞組為三角形聯結時，用符號Ｄ表示，低壓繞組用ｄ表示。三角形聯結的繞組可以消除三次諧波的影響，而采用全星形的變壓器用于中性點不直接接地系統時，三次諧波沒有通路，將引起正弦波電壓畸變，使電壓的峰值增大，危害變壓器的絕緣，還會對通信設備產生干擾，并對繼電保護整定的準確性和靈敏度有影響。 主變壓器選擇結果根據以上計算和分析結果，查《發電廠電氣主系統》可得，選擇的主變壓器型號為：SFSZ925000/110。主要技術參數如下：額定容量：25000kVA額定電壓：高壓—110177。8%（kv）；中壓—177。2%（kv）；低壓— （kv）連接組別：YN/yn0/d11空載損耗：（kw）短路損耗：空載電流：%阻抗電壓（%）：高中:；中低；高低且選擇SFSZ925000/110型變壓器兩臺5 短路電流計算 短路的危害（1） 通過故障點的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞。（2） 短路電流通過非故障元件，由于發熱和電動力的作用，引起他們的損壞或縮短他們的使用壽命。（3） 電力系統中部分地區的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩定性或影響工廠產品質量。（4） 破壞電力系統并列運行的穩定性，引起系統震蕩，甚至整個系統瓦解。 短路電流計算的目的在變電站的設計中，短路計算是其中的一個重要環節，其計算的目的主要有以下一個方面：（1） 電氣主接線的比較（2） 選擇、檢驗導體和設備（3） 在設計屋外髙型配電裝置時，需要按短路條件校驗軟導線的相間和相對的安全距離（4） 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據。 短路電流計算方法在三相系統中，可能發生三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。電力系統中，發生單相短路的可能性最大，而發生三相短路的可能性最小，但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴重。為了使電力系統中的電氣設備在最嚴重的短路狀態下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗電氣設備的短路計算中，以三相短路計算為主。三相短路用文字符號k表示。在計算電路圖上，將短路所考慮的額定參數都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點，短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經的一些主要元件表示出來，由于將電力系統當做有限大容量電源，短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串并聯的方法即可將電路化簡，求出求等效總阻抗，在換算成計算電抗，根據計算曲線查出短路電流標幺值，在換算成有名值。 短路電流計算確定短路點：在本次設計過程中，為了方便選擇電氣設備及校驗，選取的短路點為110kv，35kv及10kv母線。原電路為：~=200MVSx1= 110KV 1200MVA~ 甲交 Sx2= L2 L1 L3 L4 110KVFS市變 2（）圖51首先計算電路的參數：選取，等值電路如下：圖52三相變壓器： 則：計算后等值電路如下 圖53 110kv側母線短路計算網絡為：圖54△/Y變換：圖55Y/△變換：圖56則有：圖57查計算曲線數字表可得：，，換算成有名值為： 35kv側母線短路計算圖58圖59Y/△變換：圖510圖511查計算曲線數字表可得：，換算成有名值為： 10kv側母線短路計算圖512圖513Y/△變換：圖514圖515查計算曲線數字表可得：，換算成有名值為：6 電氣設備的選擇在電力系統中，雖然各種電氣設備的功能不同，工作條件各異，具體選擇方法和校驗項目也不盡相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電氣設備要可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路條件來校驗動、熱穩定性。本設計中，電氣設備的選擇包括：導線的選擇，高壓斷路器和隔離開關的選擇，電流、電壓互感器的選擇，避雷器的選擇。 導體的選擇和校驗裸導體應根據具體情況，按導體截面，電暈（對110kV及以上電壓的母線），動穩定性和機械強度，熱穩定性來選擇和校驗，同時也應注意環境條件，如溫度、日照、海拔等。一般來說，母線系統包括截面導體和支撐絕緣兩部分，載流導體構成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根、雙分和組合導體等形式，因其機械強度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機械強度。導體的選擇校驗條件如下：導體截面的選擇： （1）按導體的長期發熱允許電流選擇 (61) 當實際環境溫度不同于導體的額定環境溫度時，其長期允許電流應該用下式修正 (62)式中 —綜合修正系數。不計日照時，裸導體和電纜的綜合修正系數為 (63) 式中, —導體的長期發熱最高允許溫度，裸導體一般為； —導體的額定環境溫度，裸導體一般為。 由載流量可得，正常運行時導體溫度為 （64）必須小于導體的長期發熱最高允許溫度（2）按經濟電流密度選擇按經濟電流密度選擇導體截面可以使年計算費用最小。除配電裝置的匯流母線外，對于年負荷利用小時數大，傳輸容量大，長度在20米以上的導體，其截面一般按經濟電流密度選擇。 經濟截面積用下式計算： 式中， —正常運行方式下導體的最大持續工作電流，計算式不考慮過負荷和事故時轉移過來的負荷； —經濟電流密度，常用導體的值，可根據最大負荷利用時數，由經濟電流密度曲線中查出來。按經濟電流密度選擇的導體截面應盡量接近上式計算出的經濟截面積。導體的校驗： 電暈電壓校驗220kV采用了不小于LGJ300或110kV采用了不小于LGJ70鋼芯鋁絞線，或220kV采用了外徑不小于30型或110kV采用了外徑不小于20型的管形導體時，可不進行電暈電壓校驗。 熱穩定校驗 按最小截面積進行校驗 （65）當所選導體截面積時，即滿足熱穩定性要求。 110kv母線選擇及校驗查矩形導體長期允許載流量表，每相選用單條254mm矩形鋁導體，平放時允許電流，集膚系數為滿足長期發熱條件要求。滿足熱穩定性要求 35kv母線選擇及校驗查矩形導體長期允許載流量表，每相選用單條255mm矩形鋁導體，平放時允許電流，集膚系數為滿足長期發熱條件要求。能滿足熱穩定性要求 10kv母線選擇及校驗查矩形導體長期允許載流量表，每相選用單條1258mm矩形鋁導體，平放時允許電流，滿足長期發熱條件要求。能滿足熱穩定性要求 斷路器和隔離開關的選擇及校驗高壓斷路器的選擇，除滿足各項技術條件和環境條件外，還應考慮到要便于安裝調試和運行維護，并且經過經濟技術方面都比較厚才能確定。根據目前我國高壓斷路器的生產情況，電壓等級在10Kv～220kV的電網一般選用少油斷路器，而當少油斷路器不能滿足要求時，可以選用斷路器。高壓斷路器選擇的技術條件如下： 額定電壓選擇： （66） 額定電流選擇： （67） 額定開斷電流選擇： （68） 額定關合電流選擇： （69） 熱穩定校驗： （610） 動穩定校驗： （611）隔離開關的選擇，由于隔離開關沒有滅弧裝置，不能用來開斷和接通負荷電流及短路電流，故沒有開斷電流和關合電流的校驗，隔離開關的額定電壓、額定電流選擇和熱穩定、動穩定校驗項目與斷路器相同。 110kv側斷路器及隔離開關的選擇及校驗1 斷路器的選擇與校驗查手冊，選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號為SW6—110Ⅰ/1200，技術參數如下表：表61 SW6—110Ⅰ/1200技術參數表型號額定電壓/kV額定電流/A額定開斷電流/kA動穩定電流/kA熱穩定電流/kA固有