1、- 1 -郑州大学现代远程教育毕 业 设 计题 目：110KV 变电所工程设计入 学 年 月 2010 年秋 姓 名 金晓强 学 号 10044225008 专 业 电气工程 学 习 中 心 平顶山电大 指 导 教 师 杨林鹏 完成时间_2012_年_10_月_10_日- 2 -目 录摘要 4关键词 4绪论 5第一部分 电气一次部分第一章 电气主接线设计第一节 变电站总体分析6第二节 负荷分析计算6第三节 主变选择8第四节 电气主接线10第五节.所用变设计13第二章 最大持续工作电流及短路计算13第一节各回路最大持续工作电流13第二节 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果13第三节 短路电流
2、计算结果14第三章 电气设备的选择15第一节 高压断路器的选择15第二节 隔离开关的选择16第三节 母线的选择16第四章 配电装置的选择及电气总平面布置17第一节 10KV 配电装置 17 - 3 -第三节 110KV 配电装置17第三节 电气总平面布置17第二部分 设计计算书18第一章 短路电流计算书18第二章 主要电气设备选择计算书26第一节 高压断路器的选择计算26第二节 隔离开关的选择计算28第三节 母线的选择计算29第三部分 电气二次部分第一章 保护配置方案30第二章 保护整定计算32第三节 110kv 线路保护整定计算35第三节 10kv 线路保护整定计算38第三节 变压器保护整定
3、计算40结束语40致谢40参考文献40- 4 -摘 要此次 110kV 变电站电气一次部分初步设计包括：主变压器 2 台，容量为 2x25000kVA,型号为 SFZ725000/110。110kV 采用单母分段带旁路接线方式；其出线为 4 回，本期为 2 回。其母线采用软母线，断路器采用 LW6110 型 SF6 高压断路器，隔离开关采用 GW4110 型户外高压隔离开关。 10kV 采用单母分段接线方式；其出线本期为 12 回，另有 2 回备用。其母线采用矩形铝母线，断路器采用 ZN-10 型真空断路器，隔离开关采用 GN10 型户内高压隔离开关。电气二次部分初步设计包括： 110kV 线
4、路保护配置及距离保护整定计算。10kV 线路保护配置及电流保护整定计算，变压器保护配置及整定计算。关键词：变电所 电气选择 - 5 -1 绪 论此次 110kV 变电站电气一次部分初步设计包括：主变压器 2 台，容量为 2x25000kVA,型号为 SFZ725000/110。110kV 采用单母分段带旁路接线方式；其出线为 4 回，本期为 2 回。其母线采用软母线，断路器采用 LW6110 型 SF6 高压断路器，隔离开关采用 GW4110 型户外高压隔离开关。 10kV 采用单母分段接线方式；其出线本期为 12 回，另有 2 回备用。其母线采用矩形铝母线，断路器采用 ZN-10 型真空断路
5、器，隔离开关采用 GN10 型户内高压隔离开关。电气二次部分初步设计包括： 110kV 线路保护配置及距离保护整定计算。10kV 线路保护配置及电流保护整定计算，变压器保护配置及整定计算。- 6 -第一部分 电气一次部分第一章 电气主接线设计第一节 变电站总体分析一、建站性质及规模本所位于 X 市郊区，向市区工业，生活及郊区乡镇工业与农业用户，为新建变电站，在系统处于环式主干网上，在 110kV 侧有明显的穿越功率，该变电所一旦停电，不但对本地区的工农业生产造成很大的影响，而且影响全系统的安全运行，所以系统对本所的运行要求程度很高。电压等级 11010KV变电站近期及远景规划如下：110KV
6、本期出线 2 回；远景发展 2 回10KV 出线 12 回，本期 2 回。二、电力系统接线简图三、 所址地理位置及环境条件1、所址地理位置图2、地形、地质、水文、气象等条件见指导书第二节 负荷分析计算一、负荷资料见指导书二、负荷分析一类负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设备损坏，且难以修复，带来极大的政治、经济损失者，属于一类负荷。一类负荷要求有两个独立电源供电。二类负荷：中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。当两回线有困难时（如边远地区） ，允许有一回专用架空线供电。三级负荷：不属于一级和二级的一般
7、电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回路供电。- 7 -110KV 侧负荷主要是对本变电站供电 。10KV 侧负荷主要为各企业和市区用电。棉纺厂生产区停电可能造成棉线、棉布废品等事故，对正常生产影响很大，而生活区短时停电，不会有严重后果，故 1 类负荷占 15%，2 类负荷各占 25%。印染厂停电后会产生大量废品，损坏设备，故确定 1 类负荷占 30%，2 类负荷各占30%。毛纺厂、针织厂、柴油机厂、橡胶厂若停电，会造成减产、产品报废，损坏设备，故可确定 1 类负荷占 10%,2 类负荷占 30%。 柴油机厂没有 1 类负荷，2、3 类负荷各占 50%。市区 1 和市区
8、 2 有区政府、市委、医院、银行等重要机关部门，故可确定 1 类负荷占15%,2 类负荷分别各占 20%和 25%。食品厂停电后会造成减产，食品报废，故确定 1 类负荷占 15%，2 类负荷各占 20%。备用 1 和备用 2 按照 1 类负荷占 15%，2 类负荷各占 20%考虑。三 负荷计算因 10kV 侧出线回路数较多，故取同时率 Kt=0.85 1、 本期：10KV 侧的总负荷为: 78.0/517.0/25./(*85.01maxmaxniitSKS 2././8./17././278.0/51 MVA032)02052、二期：10KV 侧的总负荷为： 78.0/25./275.0/2
9、(*85.01maxmaxniitSKS ./18./././7./28.0/ MVA269)7051780518052 1.2.4.3 另外，选择主变压器时，还需知道 S二、S二，计算如下：3、一、二类负荷 78.0/3*./.*.2./.*.2(8.0SI二 21.2750157017/*2 /8././5.1- 8 -MVA38.5)7.0/1*5.78.0/1*5.8.0/1.*5. 7.0/*2./2./2.(.SI二 83.7503*51703*780/3*2 /8././5.1. MVA9.)282/5.1 列表如下：二期（MVA）本期负荷（MVA） Sjs Sjs.I.远 Sj
10、s.II.远10kv 20.033 29.126 5.338 8.999全所综合 20.033 29.126 5.338 8.999第三节 主变选择主变的台数及容量选择，应根据本地区的供电条件、负荷性质、用电容量、运行方式等条件综合考虑确定。规程规定：在有、级负荷的变电所中宜装设两台主变压器。因为本站有、级负荷，所以应装设两台主变，其容量相等。容量选择应按变电所建成后 5-10年的规划负荷选择，并适当考虑 10-20 年的负荷发展，当一台主变故障或检修时，另一台主变的容量应能保证全部负荷的 70%，并保证对、级负荷用户的供电。一、台数选择由35110kv 变电所设计规范第.1.2 条“在有一、
11、 二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器。当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变电器. ”。而本所所带负荷有一、二级负荷，故拟采用两台主变。二、主变型号选择1、相数确定：由电力工程电气设计手册第一册216 知：“当不受运输条件限制时，在及以下的发电厂和变电所，均应选用三相变电器” ，本所地处城市郊区，地势平坦并邻近公路，交通便利，故本所选用三相变电器。2、绕组数量及连接组别由35110kv 变电所设计规范第.1.4 条：“具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的以上，主变压器宜采用三线圈变压器” 由电力工程电气设计手册第一册216:“我国kv 及以上电压，变压器绕
12、组都采用连接，kv 以下电压，变压器绕组都采用连接” 。本电所采用双绕组变压器，连接组别为/3、调压方式- 9 -规程规定：对电力系统，一般要求 110KV 以下变电所至少采用一级有载调压变压器，所以本站采用带有载调压的变压器。4、电压组合高压侧为受电侧，额定电压等级同相连系统电压即 110kv；10kV 侧向用户电压供电，电压提高，即额定电压分别为 11kv,电压组合方式为 1102*2.5%/11kv.5、冷却方式：油浸风冷6、线圈材料为节约投资和节约有色金属，选用铝导线7、选用节能型变压器三、容量选择由已知 S 总本=20.033MVA，S 总二=29.126MVA，则1、容量选择若近期
13、上一台主变，应满足 S 单S 总近，即 S 单20.033MVA远景上一台主变，应满足 2S 单S 总远，即 S 单29.126/2=14.563MVA故可选择 S 单20.033MVA 的变压器，即 S=25MVA 的变压器。校验：（1）:单台主变的容量应满足 S 单70%S 总二，即 S 单29.126*0.7=20.388MVAb:还应满足 S 单S二+S二=5.339+8.999=14.337MVA由此可知，变压器选择容量为 25MVA。综合考虑以上因素，可确定所选单台主变容量为 25MVA，选定型号为：SFZ725000/110. 四、主变中性点接地方式设计1、主变 110kv 侧由
14、手册 “直接接地方式的单相短路电流很大，线路或设备立即切除，增加了断路器负担，降低供电连续性，但由于过电压较低，绝缘水平可以下降，减少了设备造价，特别是在高压和超高压电网，经济效益显著，故采用于 110kv 及以上电网中， ”主变 110kv 侧采用中性点直接接地方式。2、 10kv 侧主变 10KV 侧采用中性点不接地方式。- 10 -第三节 电气主接线设计一、主接线的基本要求和设计原则电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。主接线代表了变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。根据我国能源部关于351100kv 变
15、电所设计技术规程中规定， “变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡和扩建的要求。 1、 可靠性(1) 断路器检修时，不宜影响系统的供电。(2) 断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停电的回路数和停运时间并要保证对类负荷及全部或大部分类负荷的供电。(3) 尽量避免全所停电的可能性(4) 大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求2、 灵活性(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
16、式下以及特殊运行方式下的调度要求。(2)检修要求：可以发表的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不至影响对用户的供电。(3)扩建要求：可以容易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小。3、 经济性主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下作到经济合理，主要是：(1)投资省(2)占地面积少(3)电能损失少4、可扩性便于发展，扩建二、 各电压级主接线方案变电站各电压等级侧都有自己的主接线方式，对不同主接线方式的实际要求也不同。单母线分段适用于：110-220KV 配电装置，出线回路在 3-4 回；35-63KV 配电装置，出线回路在 4-8 回；6-10KV 配电装置，出线回路在 6 回以上。双母线接线适用于出线回路或母线上电流较大、输送或穿越功率较大，母线故障后要求迅速恢复供电，母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电，系统运行调度对灵活性
