kV变电站电气设计 .docx

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1、精品名师归纳总结山东电力高等专科学校题 目： 110kV 变电站设计专业： 发电厂及电力系统同学姓名：指导老师：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结摘 要变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和支配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂*0.8/40000=0.80.15中压侧： K2=25000*0.8/40000=0.50.15低压侧： K3=15000*0.8/40000=0.30.15由以上可知此变电所中的主变应接受三绕组。故选择三相三绕组有载调压降压变压器，其型

2、号及参数如下：型号 SFSZ940000/110额定容量额定电压连接组别空载损耗负载损耗空载电流阻抗电压）绕组阻抗百分电抗标么值KVAkv）kwkw）%）数）4000110/38y/y/d36.6189.00.36Uk1-X1=10.X*1=0.2680.5/10.112=10.57585Uk1-X2=-X*2=-3=17.50.250.0063Uk2-X3=6.7X*3=0.1683=6.557第三章 电力主接线设计依据毕业设计任务书的要求和设计规模。在分析原始资料的基础上，参照电气主接线设计参考资料。依据对主接线的基本要求和适用范畴，第一剔除一可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

3、结些明显不合格的接线型式，保留23 个技术上相当，又都中意设计要求的方案。对较好的 2-3 个方案，进行详细的技术经济比较，最终确定一个技术合理，经济牢靠的主接线正确方案。3.1110KV 侧主接线的设计110KV出线回路数为 2，由电力工程电气设计手册中的规定可知： 当 110220KV配电装置出线回路数不超过 2 回，接受单母线接线故 110KV侧接受单母分段的连接方式。3.235KV 侧主接线的设计35KV侧出线回路数为 6 回由电力工程电气设计手册中的规定可知：当 3563KV 配电装置出线回路数为 48 回，接受单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可接受双母线接线。故 35K

4、V可接受单母分段连接也可接受双母线连接。3.310KV 侧主接线的设计10KV侧出线回路数为 12 回由电力工程电气设计手册中的规定可知：当 610KV配电装置出线回路数为6 回及以上时接受单母分段连接故 10KV接受单母分段连接3.4 、主接线方案的比较选择由以上可知，此变电站的主接线有两种方案方案一： 110KV 侧接受单母线的连接方式，35KV 侧接受单母分段连接， 10KV侧接受单母分段连接。方案二： 110KV 侧接受单母线的连接方式， 35KV 侧接受双母线连接， 10KV可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结侧接受单母分段连接。此两种方案的比较方案一 110KV 侧接受

5、单母线的连接方式，接线简洁，操作便利、设备少、经济性好，并且，母线便于向两端延长，扩建便利，35KV、10KV 接受单母分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了牢靠性，灵敏性，经济性的要求。方案二虽供电更牢靠，调度更灵敏，但与方案一相比较，设备增多， 配电装置布置复杂，投资和占的面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，简洁误操作。由以上可知，在本设计中接受第一种接线，即110KV 侧接受单母线的连接方式， 35KV侧接受单母分段连线， 10KV侧接受单母分段连接。第四章电气设备的选

6、择电气设备要能牢靠的工作，必需按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳固和动稳固。4.1 按正常工作条件选择电气设备4.1.1 额定电压电气设备的额定电压是标示在其铭牌上的线电压。另外，电气设备仍有一个最高工作电压，即：答应长期运行的最高工作电压，一般不得超过其额定电 压的 10%至 15%。在选择时，电气设备的额定电压不应低于安装的点的电网额定电压。即：UNeUNS式中： UNe电气设备铭牌上所标示的额定电压kV）。 UNS电网额定工 作电压kV）。4.1.2 额定电流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在额定四周环境条件下，导体和电器的额定电流不应小于所在回路的最大工作电

7、流。即：INIWmax式中： IN电气设备铭牌上所标示的额定电流A）。 IWmax回路中最大长期工作电流A）。在准备 IWmax时，应以发电机、变压器、电动机的额定容量和线路的负荷作为动身点，同时考虑这些设备的长期工作状态。例如：由于发电机、调相机在电压降低 5%时，出力保持不变，故其相应回路的IWmax为 1.05 倍的 IN，IN为电机的额定电流。在确定变压器回路的最大长期工作电流时，应考虑到变压 器过负荷运行的可能性。母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变 压器的最大长期工作电流。母线分段电抗器的最大长期工作电流应为母线上最 大一台发电机跳闸时，保证该母线负荷所需的电流。出线回路

8、的最大长期工作 电流，除考虑线路正常过负荷电流 包括线路损耗）外，仍应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。4.1.3 环境条件对设备选择的影响当电气设备安装的点的环境条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、的震烈度和覆冰厚度等超过一般电气设备使用条件时，应实行措施。一般非高原的电器设备使用环境的海拔高度不超过1000m，当的区海拔高度超过规定值时，由于大气压，空气密度，湿度的减小，使空气间隙和外绝缘的放电特性下降，一般海拔比规定值每上升100m，电气设备而答应之高工作电压下降 1%。当最高工作电压不中意要求时，应接受高原型电气设备，或接受外绝缘提高一级的产品。此外，仍应按电器的装置的点，使用条件

9、，检修和运行等要求，对电器进行种类和形式的选择4.2 按短路状态校验 4.2.1热稳固校验 ：当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过答应值，QdQy，Qd I2r t， t=tb+tdf校验电气设备及电缆 36KV 厂用馈线电缆除外）热稳固时，短路连续时间一般接受后备爱惜动作时间加断路器全分闸时间。4.2.2动稳固校验： ich idw，IchIdw， 用熔断器爱惜的电气设备和载流导体，可不校验热稳固。电缆不校验动稳固。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.2.3短路校验时短路电流的运算条件所用短路电流其容量应按详细工程的设计规划容量运算，并应考虑电力系统的

10、远景进展规划。运算电路应按可能发生 最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式。短路的种类一般按三相短路校验。对于发电机出口的两相短路或中性点直接接的系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接的短路较三相短路更严肃 时，应按严肃情形校验。4.3 断路器的选择及校验4.3.1 110千伏侧选用六氟化硫断路器：型号。 GL312-145该断路器的具体技术参数如下： 额定电压110KV 最高工作电压 145KV额定电流 3150A额定短路开断电流 40KA关合电流 100kA固有分闸时间 0.035s1）按额定电压选择，选择的断路器的最高工作电压为145KV,大于系统额定电压为

11、110KV。2 按额定电流选择。变 电 所 按 2台 变 压 器 同 时 运 行 时 ， 就 110kV 侧 额 定 负 荷 为 420A该 断 路 器 的 额 定 电 流 为3150A， 满 足 要 求 。3）校验断路器的断流能力此断路器额定开断电流40kA 大于 110 侧三相短路电流周期重量的有效值13.12KA4）动稳定校验动稳固电流 100KA大于系统三相短路冲击电流 33.46KA5）热稳固效应：取继电爱惜装置后备爱惜动作时间tr=0.6s ，断路器分闸时间 to=0.035s 就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Te=tr+to=0.6+0.035=0.635s运算

12、 110kv 侧短路热稳固电流，即选择断路器短时3S 热稳固电流大于110KV 侧三相短路电流周期重量稳态值13.12KA，故中意要求4.3.235 千伏侧选用六氟化硫断路器： DW8 35I该断路器参数额定工作电压： 35KV 最高工作电压： 40.5kv 额定工作电流： 1000A额定开断电流有效值： 16.5KA 2 秒热稳固电流： 31.5KA。 动稳固电流： 41 kA。按电压选择：符合电网电压要求。按电流选择： IN=1000A， IWmax=40000/1.732/35=660A,所以： IN IWmax ，中意电网电流要求。按开断才能选择：断路器额定短路开断电流为：=15.8

13、kA ， 线路最大短路电流为：=11.8875kA ，所以：，中意开断才能要求。热稳固校验：固有分闸时间： tfd=0.03S 110 千伏侧电源后备爱惜动作时间：tb=0.6S 所以： td= tb+ tfd=0.63可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I 2tj =11.88750.63=7.4kA ）所以： Ith2t=31.5I 2tj ，中意热稳固要求。动稳固校验：Imax=41 kA，Ib=30.3 kA所以： ImaxIb ，中意动稳固要求4.3.310 千伏侧选用六氟化硫断路器： SN3-10/2000该断路器的具体技术参数如下： 额定电压 10KV额定电流 200

14、0A额定短路开断电流 29KA关合电流 75kA固有分闸时间 0.14 s1）按额定电压选择，选择的断路器的最高工作电压为10.5KV, 大于系统额定电压为10KV。2 按额定电流选择。变 电 所 按 2台 变 压 器 同 时 运 行 时 ， 就 110kV 侧 额 定 负 荷 为 420A该 断 路 器 的 额 定 电 流 为2000A， 满 足 要 求 。3）校验断路器的断流能力此断路器额定开断电流29kA 大于 10KV 侧三相短路电流周期重量的有效值9.47KA4）动稳定校验动稳固电流 75KA大于系统三相短路冲击电流 24.15KA5）热稳固效应：取继电爱惜装置后备爱惜动作时间tr=

15、0.6s ，断路器分闸时间 to=014s 就Te=tr+to=0.6+0.14 =0.74 s运算 110kv 侧短路热稳固电流，即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结选择断路器短时3S 热稳固电流大于110KV 侧三相短路电流周期重量稳态值13.12KA，故中意要求4.4 隔离开关的选择及校验4.4.1110 千伏侧选用 GW4-110/2500型隔离开关。参数：额定工作电压： 110kV。 额定工作电流： 2500A。 5 秒热稳固电流： 40 kA 。额定动稳固电流： 100 kA。按电压选择：符合电网额定电压要求。按电流选择： IN=2500A， IWmax=420A,所

16、以： IN IWmax ，中意电网电流要求。热稳固性校验：Ith2t=40kA ）I 2tj=7.9 kA2S）所以： Ith2tI 2tj ，中意热稳固要求。动稳固校验：tdf=100 kA，ich=31.9 kA所以： tdfich，中意动稳固要求4.4.235 千伏侧选用 GW4-35/2000型隔离开关。参数：额定工作电压： 35kV。 额定工作电流： 2000A。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5 秒热稳固电流： 31.5kA 。 额定动稳固电流： 80 kA。按电压选择：符合电网额定电压要求。按电流选择： IN=2000A， IWmax=660A,所以： IN IW

17、max ，中意电网电流要求。热稳固性校验：Ith2t=31.5kA）I 2tj=7.4 kA2S）所以： Ith2tI 2tj ，中意热稳固要求。动稳固校验：tdf=50kA ，ich=30.3 kA所以： tdfich，中意动稳固要求4.4.310 千伏侧选用 GN2-10/3000 型隔离开关参数：额定工作电压： 10kV。额定工作电流： 3000A。 5 秒热稳固电流： 50 kA 。额定动稳固电流： 100 kA。按电压选择：符合电网额定电压要求。按电流选择： IN=3000A， IWmax=2309A,所以： IN IWmax ，中意电网电流要求。热稳固性校验：Ith2t=50kA

18、）I 2tj=15.8 kA）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以： Ith2tI 2tj ，中意热稳固要求。动稳固校验：tdf=100 kA，ich=64.2kA所以： tdfich，中意动稳固要求4.5 电压互感器的选择及校验型电容式电压互感器，额定绝缘水平 200、480KV，额定一次、二次电压比 110/0.1/0.1/0.1KV, 额定负载 150VA/150VA/100VA,精确级 0.2/0.5/3P。 110KV 电流互感器选择110KV进线选用 LB7-110GYW2型 电流互感器，主要技术参数为：额定电流2300/5A, 级次组合为 10P15/10P15/

19、0.5/0.2,短时 35KV 电流互感器选择35KV 进线选用 LCZ-35Q型户内电流互感器，额定电流为1200A，精确级10P20/10P20，额定短时热电流为 48KA，额定动稳固电流为 120KA，中意短路运算。3 10KV 电流互感器选择10KV 进线 选用 LMZB6-10 型电 流互 感器 ， 额 定 电流 2000/5A, 级次 组合0.5/10P10, 动稳固电流峰值 90KA，短时热稳固电流 100KA，中意短路运算值。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10KV 出线选用 LQZBJ8-10 型电流互感器，额定电流选择 600A,200A 等, 级次组合 0

20、.2/0.5/10P10/10P10, 动稳固电流峰值 90KA，短时热稳固电流 100KA，中意短路运算值。10KV母线选用 LA-12Q型电流互感器，额定电流 1000/5A, 级次组合 0.5/10P10,动稳固电流峰值 90KA，短时热稳固电流 50KA，中意短路运算值4.7 接的开关的选择及校验选用 EK6型接的开关。参数：额定工作电压： 10 kV。 最高工作电压： 12 kV。额定频率： 50Hz。额定短路关合电流： 50 kA。2 秒热稳固电流： 20 kA 。额定动稳固电流： 50 kA。雷电冲击耐受电压 峰值）对的及相间： 75 kV 。校验：动稳固电流峰值热稳固电流 2S

21、）可见所选的 EK6型接的刀闸能够中意要求。4.8 载流导线的选择按连续工作电流选择，其他导体长度超过20M时应按经济电流密度选择。现选 LGJ-240/30 型钢芯铝绞线，其屋外载流量为380 安。修正系数： K=0.88所以, K= 380 0.88=334.4A母线最大长期工作电流为 262A。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结334.4A 262A，所以中意电流要求。4.9 避雷器选择及校验4.9.1 110kV侧避雷器的选择1）按额定电压选择110kV 系统最高电压为 126kV，相对的最高电压为 126kV/=73kV,依据手册选择氧化锌避雷器的额定电压为0.75Um

22、=0.75*126kV=94.5kV，取氧化锌避雷器的额定电压为 100kV2）按连续运行电压选择110kV 系统相对的最高电压为126kV/=73kV，故选择氧化锌避雷器连续运行电压为 73kV3）标称放电电流的选择110kV 氧化锌避雷器标称放电电流选 10kA。4）雷电冲击残压的选择查手册得 110kV 变压器额定雷电冲击外绝缘耐受峰值电压为450kV，内绝缘耐受峰值电压为 480kV，按下式运算避雷器标称放电引起的雷电冲击残压为Uble选择氧化锌避雷器雷电冲击电流下残压 校核陡波冲击电流下的残压查表手册知变压器 110kV 侧内绝缘截断雷电冲击耐受电压为530kV，按下式运算陡波冲击电

23、流下的残压为Uble 选择氧化锌避雷器陡波冲击电流下残压峰值）不大于 291kV。6）操作冲击电流下残压的选择查手册得 110kV 级变压器线端操作波试验电压值为SIL=375kV，按下式运算操作冲击电流下残压为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Us=取氧化锌避雷器操作冲击电流下残压 峰值）不大于 221kV。7）依据上述选择校验，查手册选择Y10W5-100/260 型氧化锌避雷器中意变压器 110kV 侧过电压爱惜的要求。4.9.2 变压器 110kV 侧中性点避雷器的选择1）按额定电压选择主变压器 110kV 侧中性点为不固定接的，查手册得变压器中性点额定电压为0.57Um

24、=0.57*126kV=71.82kV，取避雷器额定电压为 72kV。2）按连续运行电压选择变压器 110kV 对的相电压为 Um/=126kV/=72.8kV，故选择氧化锌避雷器额定电压 72kV 能中意连续运行电压的要求。3）标称放电电流的选择变压器 110kV 侧中性点氧化锌避雷器标称放电电流选择1.5kA 。4）雷电冲击残压的选择查表手册得电力变压器110kV 中性点雷电冲击全波和截波耐受峰值电压为250kV，选择 110kV 氧化锌避雷器雷电冲击下残压186kV，中意雷电冲击的要求。5）操作冲击电流下残压的选择查手册得电力变压器线端操作波试验电压为375kV，按下式运算中性点受到的操

25、作电流下的残压为Us=选择 110kV 氧化锌避雷器操作冲击电流下峰值残压为165kV，中意要求。6）依据上述避雷器的选择运算与校验，查手册知，选择Y15W5-72 186 型氧化锌避雷器能中意变压器 110kV 侧中性点过电压爱惜。4.9.3 35kV侧避雷器的选择1）按额定电压选择可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结35kV 系统最高电压为40.5kV ，相对的电压为 Um/=40.5/=23.4kV。依据手册运算避雷器相对的电压为1.25Um=1.25*40.5kV=50.6kV ，取避雷器额定电压为 53kV。2）按连续运行电压运算35kV 系统相对电压为40.5/=23.

26、4kV，选择氧化锌避雷器连续运行电压40.5kV ，此值大于 23.4kV 。3）标称放电电流的选择35kV 氧化锌避雷器标称放电电流选择5kA。4）雷电冲击残压的选择查手册得变压器 35kV 额定雷电冲击外绝缘峰值耐受电压为185kV，内绝缘耐受电压为 200kV，按下式运算避雷器标称放电电流引起的雷电冲击残压为Uble =选择氧化锌避雷器雷电冲击电流下残压峰值）为 134kV。5）校核陡波冲击电流下的残压查手册得35kV 变压器类设备的内绝缘截断雷电冲击耐受电压峰值）为220kV，按下式运算陡波冲击电流下的残压为Uble =选择陡波冲击电流下残压 峰值）为 154kV。6）操作冲击电流下残

27、压的选择查手册得 35kV 变压器线端操作波试验电压为170kV，按下式运算变压器 35kV侧操作冲击电流下残压为Us=选择 35kV 氧化锌避雷器操作冲击电流下峰值残压为114kV。7）依据上述运算与校核，查手册知选择Y5WZ-53/134 型氧化锌避雷器能中意变压器 35kV 侧的电压爱惜要求。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.9.4 变压器 35kV 侧中性点避雷器的选择1）按额定电压选择变电所选用三绕组变压器， 35kV 侧中性点安装消弧线圈接的，查手册得变压器中性点额定电压为 0.72Um=0.72*40.5kV=29.16kV ，选择氧化锌避雷器额定电压为 53k

28、V。2）按连续运行电压选择35kV相 电 压为40.5kV/=23kV， 中性 点 额定 电 压0.72Um=0.72*40.5kV=29.16kV, 故选择氧化锌避雷器连续运行电压为40.5kV 。3）标称放电电流的选择变压器 35kV 侧中性点氧化锌避雷器标称放电电流选择5kA。4）雷电冲击残压的选择查手册得变压器 35kV 侧中性点额定雷电冲击耐受峰值电压为185kV，选择 35kV氧化锌避雷器雷电冲击电流下峰值残压为134kV，故中意雷电冲击要求。5）校核陡波冲击电流下的残压查手册知变压器 35kV 内绝缘截断雷电冲击耐受峰值电压为220kV，按下式运算陡波冲击电流下的残压为Uble

29、=选择 35V 氧化锌避雷器陡波冲击电流下峰值残压为154kV。6）操作冲击电流下残压的选择查手册得 35kV 变压器线端操作波试验电压为170kV，按下式运算中性点操作冲击电流下残压为Us=7）依据上述避雷器的选择运算与校验，查手册选择Y5WZ-53/134 型氧化锌避雷器能中意变压器 35kV 侧中性点过电压爱惜。4.9.510kV 避雷器的选择1）按额定电压选择可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10kV 系统最高电压为 11.5kV ，相对的电压为 Um/=11.5/=6.6kV。依据手册选择氧化锌避雷器的额定电压为1.38Um=1.38*11.5kV=15 、87kV，故

30、选择10kV 氧化锌避雷器的额定电压为 17kV，中意要求。2）按连续运行电压运算10kV 系统相对电压为 11.5/=6.6kV，故选择氧化锌避雷器连续运行额定电压电压 8.6kV ，中意避雷器连续运行电压的要求。3）标称放电电流的选择10kV 氧化锌避雷器标称放电电流选择5kA。4）雷电冲击残压的选择查手册得变压器 10kV 额定雷电冲击外绝缘峰值耐受电压为185kV，内绝缘耐受电压为 200kV，按下式运算避雷器标称放电电流引起的雷电冲击残压为Uble =选择氧化锌避雷器雷电冲击电流下残压峰值）为 134kV。5）校核陡波冲击电流下的残压查手册得35kV 变压器类设备的内绝缘截断雷电冲击

31、耐受电压峰值）为220kV，按下式运算陡波冲击电流下的残压为Uble =选择陡波冲击电流下残压 峰值）为 154kV。6）操作冲击电流下残压的选择查手册得 35kV 变压器线端操作波试验电压为170kV，按下式运算变压器 35kV侧操作冲击电流下残压为Us=选择 35kV 氧化锌避雷器操作冲击电流下峰值残压为114kV。7）依据上述运算与校核，查手册知选择Y5WZ-53/134 型氧化锌避雷器能中意变压器 35kV 侧的电压爱惜要求。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结总结经过近两周的努力，最终完成了这次设计。通过这次设计我学到了许多新的学问，更深深的明白到自己所学的学问太少，仍需进一步努力。在此仍要感谢设计过程中赐予我帮忙的老师和同学 .参考文献1 西北电力设计院主编电力工程电气设计手册电力工程电气设备设计手册附录 1：变电站主接线图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结110kV10kV35kV可编辑资料 - - - 欢迎下载