1、河北化工医药职业技术学院毕业论文变电所的一次系统作者姓名：周伟专业班级 电气自动化技术 1003 学 号 26 指导教师 高恒志 陈巍 马绍丽 成 绩 2012 年 10 月变电所的一次系统摘 要随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所
2、构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。110KV 变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，
3、再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（5）防雷与接地保护等内容。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。目 录第一章 电气主接线的设计51.1 电气主接线概述51.2 主接线方案的比较.61.3 主接线中的设备配置.8第二章 主变压器的选择182.1 负荷
4、分析.182.2 主变压器台数的确定.192.3 主变压器相数的确定.192.4 主变压器容量的确定.19第三章 短路电流的计算.203.1 短路电流计算的目的及规定.203.2 短路电流计算的结果.27第四章 主要电气设备的选择.284.1 电气设备选择概述 284.2 高压断路器及隔离开关的选择.294.3 母线的选择.304.4 母线选择的结果.354.5 电流互感器的选择.354.6 电压互感器的选择.364.7 熔断器的选择.374.8 避雷器的选择.38第五章 变电站防雷规划.395.1 防雷的总原则.395.2 防雷规划的结果.40变电所的一次系统部分设计第一章 电气主接线的设计
5、1.1 电气主接线概述1.1.1 主接线的设计依据1变电所在电力系统中的地位和作用。2变电所的分期和最终建设规模。3负荷的大小和重要性，一级负荷必须设两个独立电源供电；二级负荷一般也设两个独立电源供电；三级负荷一般只设一个电源供电。4系统备用容量大小。5系统专业对电气主接线提供的具体资料。1.1.2 主接线的设计原则1)变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接线，但在系统主干网上不得采用分支接线。 2)在 6-10kV 配电装置中，出线回路数不超过 5 回时，一般采用单母线接线方式，出线回路数在 6 回及以上时，采用单
6、母分段接线，当短路电流较大，出线回路较多，功率较大，出线需要带电抗器时，可采用双母线接线。 3)在 35-66kV 配电装置中，当出线回路数不超过 3 回时，一般采用单母线接线，当出线回路数为 48 回时，一般采用单母线分段接线，若接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。4)在 110-220kV 配电装置中，出线回路数不超过 2 回时，采用单母线接线；出线回路数为 34 回时，采用单母线分段接线；出线回路数在 5 回及以上，或当“0220KV 配电装置在系统中居重要地位；出线回路数在 4 回及以上时，一般采用双母线接线。5)当采用 SF6 等性能可靠、检修周期长的断路
7、器，以及更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。 1.1.3、变电所主接线设计的基本要求：1)可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线的设计必须满足这个要求。因为电能的发送及使用必须在同一时间进行，所以电力系统中任何一个环节故障，都将影响到整体。供电可靠性的客观衡量标准是运行实践，评估某个主接线图的可靠性时，应充分考虑长期运行经验。我国现行设计规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结，设计时应该予以遵循。 2)灵活性 电气主接线不但在正常运行情况下能根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快的退出设备、切除故障，使停电时间最短、影响
8、范围最小，并在检修设备时能保证检修人员的安全。 3)操作应尽可能简单、方便 电气主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便，或造成不必要的停电。4)经济性 主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用最小，占地面积最少，使变电所尽快的发挥经济效益。 5)应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快，因此，在选择主接线时，应考虑到有扩建的可能性。总之，以设计原始材料及设计要求为依据，以有关技术规程为标
9、准，结合具体工作的特点，准确的基础资料，全面分析，做到既有先进技术，又要经济实用。1.2 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 侧采用外桥形的连接方式，35KV 侧采用单母分段连接，10KV 侧采用单母分段连接，如图 1-1 所图 2-1 110KV 电气主接线方案一方案二：110KV 侧采用外桥形的连接方式，35KV 侧采用双母线连接，10KV 侧采用单母分段连接，如图 1-2 所示。此两种方案的比较方案一 110KV 侧采用外桥形的连接方式，便于变压器的正常投切和故障切除，35KV、10KV 采用单母分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段
10、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可靠性，灵活性，经济性的要求。方案二虽供电更可靠，调度更灵活，但与方案一相比较，设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，容易误操作。由以上可知，在本设计中采用第一种接线，即 110KV 侧采用外桥形的连接方式，35KV侧采用单母分段连线，10KV 侧采用单母分段连接。图 1-2 110KV 电气主接线方案二1.3 主接线中的设备配置1.3.1 隔离开关的配置（1） 中小型发电机出口一般应装设隔离开关：容量为 220MW 及以上大机组与双绕组变压器为单元连
11、接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。（2） 在出线上装设电抗器的 610KV 配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。（3） 接在发电机、变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关。（4） 中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自耦变压器的中性点则不必装设隔离开关。1.3.2 断路器及隔离开关的选择110KV 电压等级的断路器及隔离开关的选择（1） 主变压器侧断路器的选择： AUSIN 5.2710350.1305.max 额定电压选择： KVUNS10额定电流的选择： AI5.27max开断电流选择： (
12、点短路电流)64“br3d选用 型断路器，其技术参数如下表 1-1 所示：106LW表 1-1 型断路器的技术参数106LW极限通过电流KA热稳定电流 KA断路器型号额定电压 KV额定电流 A最高工作电压KV额定断流容量KA峰值 3S固有分闸时间S106LW110 3150 126 31.5 125 50 0.03热稳定效验： ktQI2SKAtI22)(7503电弧持续时间取 0.04s，热稳定时间为： Stk 12.04.3015. 因此需要计入短路电流的非周期分量，查表得非周期分量的等效时间 T=0.05S，STIQnp 222“ )(0.64.05SKAtIktpk 222222“ )
13、(09.64.0.164.1 SKApnk 2)(.09.0所以 ，满足热稳定效验。ktQI2动稳定效验： KAiishes 98.3125满足动稳定效验。因此所选断路器合适。（2） 主变压器侧隔离开关的选择额定电压选择： VUNS10额定电流的选择： AI5.27max极限通过电流选择： ( 点短路电流)Kishe9833d选用 型 ，具体参数如下表 1-2 所示：6/105GW5表 1-2 型隔离开关的技术参数60/15GW隔离开关型号额定电压 KV 额定电流 A 极限通过电流KA热稳定电流KA峰值 4S630/15GW110 630 80 31.5热稳定效验： ktQI2 SKASKAt
14、I k222 )(1.0)(94. 动稳定效验： iishes 8.380满足动稳定和热稳定要求因此所选隔离开关合适35KV 电压等级的断路器及隔离开关的选择（1） 出线侧断路器、母联断路器的选择流过断路器的最大持续工作电流： AUSIN 57.1649350232max 额定电压选择： KVS额定电流的选择： AI7.1649max开断电流选择： ( 点短路电流).“Nbrd选用 型断路器 ，其技术参数如下表 1-3 所示：352SW5表 1-3 型断路器的技术参数352SW极限通过电流 KA热稳定电流 KA断路器型号额定电压KV额定电流A最高工作电压 KV额定断流容量 KA峰值 4S固有分
15、闸时间 S352SW35 2000 40.5 6.6 17 6.6 0.06热稳定效验： ktQI2SKAtI 22 )(4.176.电弧持续时间取 0.04s，热稳定时间为： Stk 125.04.6.015. 因此需要计入短路电流的非周期分量，查表得非周期分量的等效时间 T=0.05S，STIQnp 222“ )(14.069.50SKAtIktpk 22222“ )(74.05.76.1.076.1 SKApnk 2)(914.07.4.0所以 ，满足热稳定效验。ktQI2动稳定效验： KAiishes 49.17满足动稳定效验。因此所选断路器合适。（2） 主变压器侧短路器的选择 AUS
16、IN 03.865350.1305.1max 额定电压选择： KVS额定电流的选择： AI.86max开断电流选择： ( 点短路电流)41“Nbrd由上表可知， 同样满足主变压器侧断路器的选择。352W其动稳定，热稳定计算与母联相同。（3）出线侧隔离开关，母联断路器隔离开关的选择 AUSIN 57.1649350232max 额定电压选择： KVS额定电流的选择： AI7.1649max极限通过电流选择： ( 点短路电流)ishe1d选用 型 ，具体参数如下表 1-4 所示：WGD355表 1-4 型隔离开关的技术参数WGD35极限通过电流KA热稳定电流KA隔离开关型号额定电压 KV 额定电流 A峰值 4SWGD3535 2000 100 31.5热稳定效验： ktQI2 SKASKAtI k222 )(914.0)(39645.1动稳定效验： iishes .0满足动稳定和热稳定要求
