变电所一次系统设计（毕业设计论文）.doc

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1、华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）华 北 电 力 大 学 成 人 教 育毕 业 设 计 (论 文 )论文题目： 变电所电气一次系统设计 华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）学生姓名： 赵鼎 学号 09201829 年级、专业、层次： 09电力专升本 函授站： 廊坊农电局 目 录第一章 电气主接线设计 .4第二章 主变压器的确定 .10第三章 主接线方案的确定 .12第四章 短路电流计算 .15第五章 设备的选择与校验 .21第一节 设备选择的原则和规定 .21第二节 导线的选择和检验 .22第三节 断路器的选择和校验 .27

2、第四节 隔离开关的选择和校验 .29第五节 互感器的选择及校验 .31第六节 避雷器的选择及校验 .33第六章 屋内外配电装置设计 .35第一节 配电装置的设计要求 .35第二节 配电装置的选型、布置 .36第七章 防雷及接地系统设计 .38第一节 防雷系统 .38华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第二节 变电所接地装置 .40第八章 变电所总体布置 .41摘 要此说明计算书为110KV变电站电气一次初步设计。其内容包括设计原始资料，主变的选择，电气主接线的选择，短路电流的计算，电气设备的选择，配电装置的结构型式，站用电源的选择，防雷保护，接地装置的说明，无

3、功补偿。在编写过程中，受到校领导及各任课老师的大力支持，在此衷心的表示感谢。由于水平有限错误难免有不妥之处，诚恳各老师提出宝贵的意见和批评指正，以便提高和改进。关键词：变电站；负荷；主变；主接线、短路电流华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第一章 电气主接线设计变电所电气主接线是电力系统接线组成的一个重要部分。主接线的确定，对电力系统的安全、灵活、稳定、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置等将会产生直接的影响。一、主接线的设计原则：在进行主接线方式设计时，应考虑以下几点：1） 变电所在系统中的地位和作用。2） 近期和远期的发展规模。3） 负荷的重要

4、性分级和出线回数多少对主接线的影响。4） 主变压器台数对主接线的影响。5） 备用容量的有无和大小对主接线的影响。二、主接线的设计要求：1、可靠性： 断路器检修时 ,能否不影响供电。 线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。 变电所全部停电的可能性。 满足对用户的供电可靠性指标的要求。2、灵活性：华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）1 调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下、检修方式以及特殊运行方式下的调度要求。 检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设

5、备进行安全检修，且不影响对及户的供电。 扩建要求。应留有发展余地，便于扩建。3、经济性： 投资省； 占地面积小； 电能损失小。三、拟定主接线方案主接线的基本形式，概括地可分为两大类： 有汇流母线的接线形式：单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路隔离开关。 无汇流母线的接线形式：变压器线路单元接线、桥形接线、角形接线等。接下来对以上几种接线方式的优、缺点及适用范围简单论述一下，看看是否符合原始资料的要求。1、单母线接线。优点：接线简单清晰，设备少，投资省，运行操作方便，且便于扩建。缺点：可靠性及灵活性差。适用范围：只有一台主变压器，10KV出线不超过5回，35KV出线不超过3

6、回，110KV出线不超过2回。2、单母线分段接线。优点：a用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。b当一段母线故障时，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电。缺点：a当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该母线的回路都要在检修期间停电。b当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。C扩建时需两个方面均衡扩建。适用范围：适用于610KV配电装置出线6回及以下，3560KV配电装置出线48回，110220KV配电装置少于4回时。3、双母线分段接线。华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）由于当进出线总数超过12回及以上时

7、，方在一组母线上设分段断路器，根据原始资料提供的数据，此种接线方式过于复杂，故一不作考虑。4、双母线接线。优点：供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于检修和试验。缺点：使用设备多，特别是隔离开关，配电装置复杂，投资较多，且操作复杂容易发生误操作。适用范围：出线带电抗器的610KV出线，3560KV配电装置出线超过8回或连接电源较多，负荷较大时，110KV220KV出线超过5回时。5、增设旁路母线的接线。由于610KV 配电装置供电负荷小，供电距离短，且一般可在网络中取得备用电源，故一般不设旁路母线；3560KV配电装置，多为重要用户，为双回路供电，有机会停电检修断路器，所以一般也不设旁路母线；采用

8、单母线分段式或双母线的110220KV配电装置一般设置旁路母线，设置旁路母线后，每条出线或主变间隔均装设旁路隔离开关，这样一来，检修任何断路器都不会影响供电，将会大幅度提高供电可靠性。优点：可靠性和灵活性高，供电可靠。缺点：接线较为复杂，且操作复杂，投资较多。适用范围： 出线回路多,断路器停电检修机会多； 多数线路为向用户单供，不允许停电，及接线条件不允许断路器停电检修时。6、变压器线路单元接线。优点：接线简单，设备少，操作简单。缺点：线路故障或检修时，变压器必须停运；变压器故障或检修时，线路必须停运。适用范围：只有一台变压器和一回线路时。7、桥形接线：分为内桥和外桥两种。 内桥接线：连接桥断

9、路器接在线路断路器的内侧。优点：高压断路器数量少，四回路只需三台断路器，线路的投入和切除比较方便。缺点：a变压器的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路暂时停运；b出线断路器检修时，线路需长时间停运；c连接桥断路器检修时，两个回路需解列华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）运行。适用范围：容量较小的变电所，并且变压器容量不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。 外桥接线：连接桥断路器接在线路断路器的外侧。优点：设备少，且变压器的投入和切除比较方便。缺点：a线路的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，且影响一台变压器暂时停运；b变压器侧断路器检修时，变压器

10、需较长时间停运；c连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行。适用范围：容量较小的变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较低的情况，当电网中有穿越功率经过变电所时，也可采用此种接线。8、角形接线：由于保证接线运行的可靠性，以采用35角为宜。优点：a投资少，断路器数等于回路数；b在接线的任一段发生故障时，只需切除这一段及其相连接的元件，对系统影响较小；c接线成闭合环形，运行时可靠、灵活；d每回路都与两台断路器相连接，检修任一台断路器时都不致中断供电；e占地面积小。缺点：在开环、闭环两种运行状态时，各支流通过的电流差别很大，使电器选择困难，并使继电保护复杂化，且不便于扩建。适用范围：出线为3

11、5 回且最终规模较明确的110KV以上的配电装置中。综上所述八种接线形式的优缺点，结合原始资料所给定的条件进行分析，拟定主接线方案。原始资料：变电所类型：降压变电所电压等级：110/35/10KV出线情况：110KV出线两回，35KV出线4回（架空），10KV出线10回（电缆）。负荷性质：工农业生产及城乡生活用电结合原始资料所提供的数据，权衡各种接线方式的优缺点，将各电压等级适用的主接线方式列出：1、110KV只有两回出线，且作为降压变电所，110KV侧无交换潮流，两回线路都可华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）向变电所供电，亦可一回向变电所供电，另一回作为备

12、用电源。所以，从可靠性和经济性来定，110KV部分适用的接线方式为内桥接线和单母线分段两种。2、35KV部分可选单母线分段及单母线分段兼旁路两种。3、10KV部分定为单母线分段。这样，拟定两种主接线方案：方案I： 110KV采用内桥接线，35KV采用单母线分段接线，10KV为单母线分段接线。方案II：110KV 采用单母线分段接线，35KV采用单母线分段兼旁路接线，10KV为单母线分段接线。绘出方案I、方案II的单线图。方案I110KV1#主变 2#主变 35KV10KV华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计

13、 （ 论 文 ）第二章 主变压器的确定一、主变压器台数的确定为了保证供电的可靠性，变电所一般装设两台主变压器。二、调压方式的确定：据设计任务书中：系统110KV母线电压满足常调压要求，且为了保证供电质量，电压必须维持在允许范围内，保持电压的稳定，所以应选择有载调压变压器。三、主变压器容量的确定主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，亦要根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对装设两台主变压器的变电所，每台变压器容量应按下式选择：Sn=0.6P M。因对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证7080% 负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力40

14、%。由于一般电网变电所大约有25%为非重要负荷，因此，采用Sn=0.6 P M确定主变是可行的。由原始资料知：35KV侧Pmax=54MW，cos=0.80 10KV侧Pmax=20MW，cos=0.80所以，在其最大运行方式下：Sn=0.6*(54/0.80+20/0.80)=55.5(MVA)参考电力工程电气设计手册选择两台西安变压器厂生产的三相三绕组风冷有载调压变压器两台，型号为：SFSZ7-50000 型变压器。容量校验：低负荷系数K1=实际最小负荷/额定容量=（20+8 ）/50=0.56高负荷系数K2=实际最大负荷 /额定容量= （54+20 ）/50=1.48另外,发电厂电气设备P244规定:自然油循环的变压器过负荷系数不应超过1.5。综上, 并查发电厂电气设备P244变压器过负荷曲线图(图9-11-a)可以得出过负荷时间T4hTmax=5500/365=15.07h。可见：此变压器不能满足过负荷要求，故应选用更大型号的变压器。查手册现选用两台西安变压器厂生产的三相三绕组风冷有载调压变压器两台，型号为：SFSZ7-63000型变压器。