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1、精品学习资源110kV变电站电气设计110kV 变电所电气设计 110/35/10kV ， 2/6/12 回出线） 摘 要电能是现代城市进展的主要能源和动力；随着现代文明的进展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和治理提出了越来越高的要求；城市供电系统的核心部分是变电所， 因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的；本变电所设计除了留意变电所设计的基本运算外，对于主接线的选择与论证等都作了充分的说明，其主要内容包括： 变电所主接线方案的选择，进出线的选择；变电所主变压器台数、容量和型式的确定；短路点的确定与短路电流的运算，电气设备的选择断路器，隔离开关，电压互感器，电流互感器，避雷
2、器）；配电装置设计和总平面布置；防雷爱惜与接地系统的设计；另外，绘制了六张图纸，包括：电气主接线图，电气总平面布置图、防雷接地图、110kV接线断面图、 35kV 配电装置平面与断面图、110kV 母线断面图；图纸规格与布图规范都依据了电力系统相关的图纸要求来进行绘制；关键词：变电所；电气主接线；电气设备；设计I毕业设计 ； the design for distribution and disposal for chief plane； the design for lightning proof protectionand earth system. Inaddition,drawings
3、ixblueprintsincludethe mainwiring diagram； the disposal drawing of electric plane； the drawing of lightning proof protection and earth system； the drawing of 110kV connection ； switchgear layout and sections of 35 kV ； the drawing of 110 kV bus connection. Both the specification of drawing and the c
4、riterion of disposalis based on requirement of drawing to electric power system.Keywords: Transformer substation ； Main connection ； Electric equipment ； Design II目 录摘 要IABSTRACT.II1前言1欢迎下载精品学习资源2 电气主接线设计.2.1 主接线的设计原就.2.2 主接线设计的基本要求.2.2.1 主接线牢靠性的要求.2.2 主接线灵敏性的要求.2.3 主接线经济性的要求.2.3 电气主接线的选择和比较.2.3.1 主
5、接线方案的拟订.2.3.2 主接线各方案的争辩比较.2.3.3 主接线方案的初选择.3 主变压器的选择与论证. 3.1 SJD2 88 规程中有关变电站主变压器选择的规定.3.2 主变压器选择的一般原就与步骤.3.2.1 主变压器台数的确定原就.3.2.2 主变压器形式的选择原就.3.2.3 主变压器容量的确定原就.3.3 主变压器的运算与选择.3.3.1 容量运算 .3.3.2 变压器型号的选择. . 4 短路电流的运算 .4.1 网络的等值变换与简化.4.2 各短路点的短路电流的运算.5 重要的电气设备选择.5.1 断路器的选择 .5.1.1 断路器选择原就与技术条件. 5.1.2 断路器
6、型号的选择及校验.5.2 隔离开关的选择 .5.2.1 隔离开关的选择原就及技术条件.5.2.2 隔离开关型号的选择及校验.6 方案 C 与方案 E 的技术经济比较 .6.1 方案的总投资比较.6.2方案的综合投资比较.6.3方案的年运行费比较.6.4 最终方案的确定 .7 其它电气设备的选择.7.1 电流互感器的选择.7.2 电压互感器的选择.7.3 导线的选择 .7.3.1 35KV 侧母线的选择 .7.3.2 35KV 侧出线的选择 .7.3.3 10KV 侧母线的选择 .7.3.4 10KV 侧出线的选择 .7.4 避雷器的选择 .7.4.1 110kV 母线接避雷器的选择及校验.欢迎
7、下载精品学习资源7.4.2 35KV 母线接避雷器的选择及校验.7.4.3 10KV 母线接避雷器的选择及校验.7.5 站用变压器的选择.7.6 支柱绝缘子、穿墙套管选择.7.6.1 支柱绝缘子的选择.7.6.2 穿墙套管的选择 .8 配电装置的选择.8.1 配电装置的选择要求与分类.8.2 配电装置设计选择.9 防雷爱惜设计 .9.1 避雷针的作用 .9.2 避雷针的设计 .9.2.1 避雷针的爱惜范畴.9.2.2 本所避雷针的运算及校验.10 接地网的设计 .10.1 设计说明 .10.2 接地体的设计 .10.3 典型接地体的接地电阻运算.10.4 接地网设计运算 .11 结论 .参考文
8、献 .致谢错误！未定义书签；1 前言在高速进展的现代社会中，电力工业是国民经济的基础，在国民经济中的作用已为人所共知：它不仅全面地影响国民经济其他部门的进展，同时也极大地影响人民的物质和文化生活水平的提高，影响整个社会的进步；变电站是电力系统一个重要的环节，是电力网中线路的连接点，其作用是变换电压、 集合、支配电能；变电站能否正常运行关系到电力系统的稳固和安全问题；而电网的稳固性、牢靠性和连续性往往取决于变电站的合理设计和配置；目前，我国城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应，城乡变电所也正不断的更新换代；我国电力网的现实情形是常规变电所照旧存在，小型变电所，微机监测变电所，综合自
9、动化变电所相继显现，并得到快速的进展；然而，全部的变化进展都是依据变电设计的基本原理而来，因此对于变电设计基本原理的把握是创新的根本；本毕业设计的内容为 110kV变电所电气设计，正是最为常见的常规变电所，并依据变电所设计的基本原理，务求把握常规变电所的电气的原理及设计过程；2 电气主接线设计2.1 主接线的设计原就变电站电气主接线是电力系统接线的主要组成部分；它说明白发电机、变压器、线路、和断路器等的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务；欢迎下载精品学习资源它的设计，直接关系着全站电器设备的选择、配电装置的布置、继电爱惜和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳固
10、、灵敏和经济运行；主接线的设计是一个综合性的问题；必需在中意国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全牢靠； 对于 6 220kV电压配电装置的接线，一般分两类：一为母线类，包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为无母线类，包括单元接线、桥形接线和多角形接线等；应视电压等级和出线回数，酌情选用；旁路母线的设置原就：1）接受分段单母线或双母线的 110kV 配电装置，当断路器不答应停电检修时，一般需设置旁路母线；由于 110kV 线路输送距离长、功率大，一旦停电影响范畴大，且断路器检修时间较长 平均每年 5 7 天） ，故设置旁路母线为宜；当有旁
11、路母线时，应第一接受以分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线；2） 35kV配电装置中，一般不设旁路母线，因重要用户多系双回路供电，且断路器检修时间短，平均每年2 3 天；如线路断路器不答应停电检修时，可设置其它旁路设施；3） 10kV配电装置，可不设旁路母线；对于出线回路数多或多数线路系向用户单独供电，以及不答应停电的单母线、分段单母线的配电装置，可设置旁路母线；对于变电站的电气接线，当能中意运行要求时，其高压侧应尽量接受断路器少或不用断路器的接线；当出线为2 回时，一般接受桥形接线；2.2 主接线设计的基本要求变电站的电气主接线应依据该变电站所在电力系统中的位置，变电站的规划容量、负荷
12、性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定；并应综合考虑供电牢靠、运行灵敏、操作检修便利、投资节省和便于过渡或扩建等要求；2.2.1 主接线牢靠性的要求牢靠性的工作是以保证对用户不间断的供电；衡量牢靠性的客观标准是运行实践；主接线的牢靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中牢靠性的综合；因此，不仅要考虑一次设备对供电牢靠性的影响，仍要考虑继电爱惜二次设备的故障对供电牢靠性的影响；评判主接线牢靠性的标志是：1）断路器检修时是否影响停电；（ 2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及2毕业设计 论文） 能否对重要用户的供电；3）变电站全部停电的可能性；2
13、.2.2 主接线灵敏性的要求主接线的灵敏性有以下几个方面的要求：1）调度要求；可以灵敏的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够中意系统在事故运行方式下、检修方式下以及特别运行方式下的调度要求；2）检修要求；可以便利的停运断路器、母线及其继电爱惜设备进行安全检修，且不致影响对用户的供电；3）扩建要求；可以简洁的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最少；2.2.3 主接线经济性的要求在中意技术要求的前提下，做到经济合理；1）投资省：主接线简洁，以节省断路器、隔离开关等设备的投资；占地面积小：电气主接线设计要为配电装置布置制造条件，以节省用地、架构、导线、绝缘子及安装费用
14、；欢迎下载精品学习资源2）电能损耗少：经济选择主变压器型式、容量和台数，防止两次变压而增加电能缺失；2.3 电气主接线的选择和比较2.3.1 主接线方案的拟订高压侧是 2 回出线，可选择桥型接线；中压侧有6回出线，低压侧有12回出线，均可以接受单母线、单母分段、单母分段带旁路和双母线接线；在比较各种接线的优缺点和适用范畴后，提出如下五种方案：方案 A 图 2-1） 高压侧：内桥接线；中压侧：双母线接线；低压侧：单母分段 图 2-1 方案 A主接线图 3 毕业设计 论文） 方案 B 图 2-2） 高压侧：内桥型接线；中压侧、低压侧：单母分段 图 2-2 方案 B 主接线图 方案 C图 2-3）
15、高压侧、中压侧：单母分段带旁路；低压侧：单母分段 图 2-3 方案 C 主接线图 方案D 图 2-4） 高压侧：外桥；中压侧：双母线；低压侧：单母线分段 图 2-4 方案 D 主接线图4毕业设计 论文）方案E 图2-5） 高压侧：外桥接线；中压侧：单母分段带旁路；低压侧：双母线图 2-5 方案 E 主接线图2.3.2 主接线各方案的争辩比较现将方案中所用到的五种接线形式比较如下： 内桥接线：在线路故障或切除、投入时，不影响其余回路工作，并且操作简洁；而在变压器故障或切除、投入时，要使相应线路短时停电，并且操作复杂；因而该接线一般适用于线路较长 相对来说线路的故障机率较大）和变压器不需要经常切换
16、如火电厂）的情形；内桥接线的适用范畴为两回进线，两台主变，正常运行方式下，桥开关处于闭合状态，此接线方式优点是具有确定供电牢靠性，使用高压断路器少，一次投资少；缺点是没有扩建可能性，高压进线只有两回，没有出线可能，内桥接线不适合有穿越功率通过；双母线接线：优点是供电牢靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮番检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后能快速复原供电，检修任一回路母线的隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其他线路均可通过另一组母线连续运行；调度灵敏，各个电源和各个回路负荷可以任意支配到某一组母线上，能灵敏地适应电力系统中各种运行方式调度和
17、潮流变化地需要，通过倒换操作可以组成各种运行方式；扩建便利；缺点是增加一组母线和多个隔离开关，确定程度上增加一次投资；当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，简洁误操作，需装设连锁装置；双母线接线适合于出线回路为5回及以上且在系统内居重要位置时；单母分段接线：接线比较简洁，操作便利，有扩建第三台变压器的可能，且可从不同线分段引出两个回路，使重要用户有两个电源供电；单母线分段接法可以供应单母线运行，各段并列运行，各段分列运行等运行方式，便于分段检修母线，减小母线故障影响范畴；任一母线发生故障时，继电爱惜装置可使分段断路器跳闸，保证正确母线连续运行；缺点是在检修母线或断路器时会造成停电，特别
18、在夏季雷雨较多时，断路器经常跳闸，因此要相应地增加断路器的检修次数，这使得这个问题更加突出；5毕业设计 论文） 单母分段带旁路：该接线方法具有单母分段接线优点的同时，可以在不中断该回路供电的情形下检修断路器或母线，从而得到较高的牢靠性；这样就很好的解决了在雷雨季节断路器频繁跳闸而检修次数增多引起系统牢靠性降低的问题；但同时增加了一组母线和两个隔离开关，从而增加了一次设备的投资；而且由于接受分段断路器兼做旁路断路器，虽然节省了投资， 但在检修断路器或母线时， 倒闸操作比较复杂 ,简洁引起误操作， 造成事故；外桥法接线：与内桥法一样 ,该接线形式所用断路器少，四个回路只需三个断路器，具有可观的经济
19、效益；当任一线路发生故障时，需同时动作与之相连的两台断路器，从而影响一台未发生故障的变压器的运行；但当任一台变压器故障或是检修时，能快速的切除故欢迎下载精品学习资源障变压器，不会造成对无故障变压器的影响；因此，外桥接线只能用于线路短、检修和故障少的线路中；此外，当电网有穿越性功率经过变电站时，也接受外桥接线；2.3.3主接线方案的初选择 1） 110kV侧主接线的确定： 通过对上述五种主案的分析，依据本次设计变电站属于小型无人值班变电站，110kV连接两个系统，两台相同的变压器，在保证技术性和经济性的基础上，应接受内桥接线的接线形式；2）35kV侧主接线的确定： 当接线回路数较多，输出功率较大
20、，母线故障后要求快速供电，母线或母线设备检修时，不答应影响用户供电系统运行，调度对接线的灵敏性有确定要求且投资较少时，接受单母线分段和双母线的接线形式；本所35kV 出线共 6 条，都适合这两种接线，所以35kV 接受单母线分段和双母线的接线方式；3） 10kV侧主接线的确定： 依据电力工程手册， 6 10kV的配电装置出线回路数为6回及以上时，可接受单母线分段接线，本次设计的变电站，10kV侧有 12 回，符合条件，所以接受此种接 线；4 ）两个初选方案的确定：依据以上110kV 、35kV 、10kV 侧主接线的确定，兼顾牢靠性、灵敏性，最终确定方案A和方案B为初选方案，待选择完主要电气设
21、备后再进行更详尽的技术经济比较来确定最终方案；6毕业设计 论文）3主变压器的选择与论证在各级电压等级的变电站中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务；确定合理的变压器容量是变电站安全牢靠供电和网络经济运行的保证；特别是我国当前的能源政策是开发与节省并重，近期以节省为主；因此，在确保安全牢靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的经济运行素养将具有明显的经济效益；3.1SJD2 88规程中有关变电站主变压器选择的规定1）主变容量和台数的选择，应依据电力系统设 计技术规程 SDJ161 85有关规定和审批的电力规划设计准备进行；凡有两台及以上主变的变电站，其中
22、一台事故停运后，其余主变的容量应保证供应当站全部负荷的70 80% ， 在计及过负荷才能后的答应时间内，应保证用户的一级和二级负荷；2）依据电力负荷的进展和潮流的变化，结合系统短路电流、系统稳固、系统继电爱惜、对通信线路的影响、调压和设备制造等条件答应时，应接受自耦变压器；3）主变调压方式的选择，应符合电力系统设计技术规程SDJ161的有关规定；3.2主变压器选择的一般原就与步骤3.2.1欢迎下载精品学习资源主变压器台数的确定原就为保证供电的牢靠性， 过两台主变；当只有般应装设两台主变，但一般不超欢迎下载精品学习资源变电站一一个电源或变电站的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变；对大
23、型枢纽变电站，依据工程的情形，应装设2 4台主变；当变电站装设两台变压器的时候当一台停运时，一台检修时，另一台应当能够70% 以上的负担；3.2.2主变压器形式的选择原就1） 110kV主变一般接受三相变压器；2）当系统有调压方式时，应接受有载调压变压器；对新建的变电站，从网络经济运行的观点考虑，应接受有载调压变压器；3）具有三个电压等级的变电站，一般接受三绕组变压器；3.2.3主变压器容量的确定原就1）为了精确选择主变的容量，要绘制变电站的年及日负荷曲线，并从该曲线得出变电站的年、日最高负荷和平均符合；2）主变容量的确定应依据电力系统5 10年进展规划进行；7毕业设计 论文）3）变压器最大负
24、荷按下式确定：PM K 0式P中 K0 负荷同时系数； 3-1 ） P欢迎下载精品学习资源按负荷等级统计的综合用电负荷；对于两台变压器的变电站，其变压器的容量可以按下式运算：Se=0.6PM3-2 ）如此，当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷才能为40%，就可保证84%的负荷供电；3.3主变压器的运算与选择3.3.1容量运算在电力工程手册可知：装有两台及以上主变压器的变电所中，当断开一台主变时，其余主变压器的容量应能保证用户的一级和二级负荷，其主变压器容量应中意； “不应小于 70%-80% 的全部负荷 ” 已知 35kV侧最大负荷25MW,10kV侧最大负荷为15MW ， cos. = 0.
25、85 ,由运算可知单台主变的最大容量为 = = 28.23MV Acos. 0.85 3-3结论：选择两台31.5MV A的变压器并列运行；3.3.2变压器型号的选择由于本次设计中有三个电压等级，且当变压器最小负荷侧通过的容量大于主变容量的 15% 时，宜选用三绕组变压器；由于： S 35 150.85 = = 37.5 15% ， S11025 0.85 + 150.85 3-4 所以本设计用三绕组变压器，绕组排列次序为由内向外） ： 10 kV 、35kV 、110kV ；综上所述： 主变压器选用三相三线圈有载调压、户外油浸式降压变压器；型 容 号： SSZ 9 . 31500/110 量
26、： 31500kVA 电压比： 110 4 2.0% / 38.5 /10.5 接线方式、组别：YN .Y0 .D11阻抗电压百分比：高 -中 10.47%高-低18.23%中-低6.41%空载损耗： 38.4KW8毕业设计 论文） 短路损耗：高 -中 229KW 高-低 212KW 中-低 181.6KW 容量比 ： 100 / 100/100空载电流：0.8%调压方式：有载调压冷却方式：强迫油循环水冷9毕业设计 又由所选的变压器参数阻抗电压：18.23%高-中， 10.47%高-低， 6.41% %+ U 1. 3 % . U 2 .3 % 1 2U 1. 2 %+ U 2 .3 % .
27、U1.3 % 1 2U 1.3 %+ U 2 .3 % . U 1. 2 % = 11.145 4-2 X2 = = .0.675 4-3 X3 = =7.085 4-4 主变容量为 31.5MVA ，标幺值： X 1. = X 1 Sb = 0.354 100 S n X 2 Sb = .0.021 100 S n X 3 Sb= 0.225 100 S n 4-5 X 2. = 4-6 X 3. = 4-7方案 A 与方案 B的短路运算的系统化简阻抗图及各阻抗值、短路点均一样；系统阻抗图 图4-1）10 毕业设计 论文）图4-1系统阻抗图由于两主变压器型号一样，因此两变压器的中间点等电位，
28、用导线连起来，其转化图如图4-2图4-2系统阻抗转化图11毕业设计 论文）4.2各短路点的短路电流的运算简化后的阻抗图如图4-3： 图 4-3 系统阻抗简化图 3115 4-8） 4-9 ） Ib =Sb = 3U b1 4-10） 4-11） 4-12 ） 4-13 ） I = I = 15.06 kA I ch = 2 K ch I = 38.34 k+A2I Kchc=h I.11 =15.061 + 21.8 . 1 = 22.89 kA 4-15 ） 其中， Id: 短路电流周期重量有效值 I ：起始次暂态电流 S：短路容量 12 I ： t= 时的稳态电流 毕业设计 论文） 0.1
29、995 4-欢迎下载精品学习资源16） 337 4-18 I = I d 2. I b = 50.502 = 欢迎下载精品学习资源7.80kA I = I = 7.8k0A 4-19 4-20 4-21 4-22 4-23 ich = 2kchI = 19.89kAI ch = I 1 + 2 K ch . 1 = 1.52 7.8 = 11.86kAS = 3U b I = 3 37 7.8 =欢迎下载精品学习资源499.89 MV A 0.3225 4-24 4-25 Ib = Sb 3U b 3 = 100 = 5.50kA 310.5 4-26 I =I d 3. I b = 3.1 0.502 = 17.05kA I = I = 17-.2075kA4-2844-29 4-30