110KV变电站电气一次系统设计毕业论文

110KV变电站电气一次系统设计毕业论文

目 录

1主变压器的确定…………………………………………………………1 1.1主变压器台数的确定…………………………………………………1 1.2调压方式的确定………………………………………………………1 1.3主变压器容量的确定…………………………………………………1 2电气主接线的确定………………………………………………………3 2.1接线选择的主要原则…………………………………………………3 2.2电气主接线的一般要求………………………………………………4 2.3拟定主接线方案………………………………………………………4 2.4主接线方案的可靠性比较……………………………………………8 2.5主接线方案的灵活性比较……………………………………………9 2.6主接线方案的经济性比较……………………………………………9 2.7主接线方案的确定……………………………………………………10 3短路电流计算……………………………………………………………11 3.1短路电流计算的目的…………………………………………………11 3.2短路电流计算的一般规定……………………………………………12 3.3短路电流计算…………………………………………………………12 4设备的选择与校验………………………………………………………18 4.1设备选择的原则和规定………………………………………………18 4.2导线的选择和校验……………………………………………………20

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4.3断路器的选择和校验………………………………………………26 4.4隔离开关的选择和校验………………………………………………29 4.5互感器的选择及校验…………………………………………………31 4.6避雷器的选择及校验…………………………………………………35 5屋内配电装置设计………………………………………………………36 5.1配电装置的设计要求…………………………………………………36 5.2配电装置的选型、布置………………………………………………38 6防雷及接地系统设计……………………………………………………39 6.1防雷系统………………………………………………………………39 6.2变电所接地装置………………………………………………………41 7变电所总体布置…………………………………………………………41 7.1总体规划………………………………………………………………41 7.2总平面布置……………………………………………………………42 8结论………………………………………………………………………43 参考文献…………………………………………………………………44 附录………………………………………………………………………45

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毕业设计（论文）正文

1主变压器的确定

1.1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。

1.2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。

1.3主变压器容量的确定

主变压器容量一般按变电所建成后5~10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=0.6PM。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70~80%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力40%。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 PM确定主变是可行的。

由原始资料知：

35KV侧Pmax=40MW，cosφ=0.85 10KV侧Pmax=25MW，cosφ=0.85 所以，在其最大运行方式下：

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Sn=0.6*(40/0.85+25/0.85)=45.88(MVA) （1-1） 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=（25+8）/50=0.66 （1-2） 高负荷系数K2=实际最大负荷/额定容量=（40+25）/50=1.3 （1-3） 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T≈4h＜Tmax=6000/365=16.5h。

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。

所选变压器主要技术参数如下表：

表1-1 变压器技术参数

空载型号 额定电压(KV) 损耗(KW) SFSZ7-63000

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空载电流(%) 接线组别 阻抗电压 高-中 高-低 中-低 110±8×1.25% 38.5±2×2.5% 10.5 84．7 1.2 Yn,yn,d11 17.5 10.5 6.5

容量校验：

低负荷系数K1=实际最小负荷/额定容量=（25+8）/63=0.52 （1-4） 高负荷系数K2=实际最大负荷/额定容量=（40+25）/63=1.03 （1-5） 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T≈24h＞Tmax=6000/365=16.5h。

可见：此变压器能满足要求，故应选用此型号的变压器。

2电气主接线的确定

变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分，它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线，因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。电气主接线是变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节，主接线设计的是否正确，对供电可靠、运行灵活、检修方便以及经济合理等起着决定性的作用。

2.1接线选择的主要原则

1、变电所主接线要与变电所在系统中的地位、作用相适应。根据变电所在系统中的地位，作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。

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2、变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故障时应处理的要求。

3、各种配置接线的选择，要考虑该配置所在的变电所性质，电压等级、进出线回路数、采用的设备情况，供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。

4、近期接线与远景接线相结合，方便接线的过程。 5、在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。

2.2电气主接线的一般要求

1、应按电源情况、负荷性质、容量大小及邻近变配电所联系等因素确定主接线型式。力求简单可靠，维护方便，使用灵活，便于发展。

2、架空进线避雷器设在靠近变压器的架空进线处；电缆进线的避雷器设在进线开关后的母线上。

3、一段母线设一组电压互感器。当分段的单母线在正常运行时不为分段，亦可仅设一组电压互感器。

4、设在母线上的电压互感器及避雷器可合用一组隔离开关。 5、按供电公司要求必须设置高压计费时，则必须在计费处装设电流互感器及电压互感器专柜。

6、在所以进出线回路上按指示计量、继电保护的要求装设电流互感器。

7、在电源进线上应装设带电指示装置。若采用真空断路器时，为防止操作过电压，应在供电变压器的10-35KV 线路上装设阻容吸收器或氧化锌避雷器。

2.3拟定主接线方案

主接线的基本形式，概括地可分为两大类：

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1、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。

2、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6~10KV配电装置出线6回及以下，35~60KV配电装置出线4~8回，110~220KV配电装置少于4回时。

3、双母线分段接线。

由于当进出线总数超过12回及以上时，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

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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6~10KV出线，35~60KV配电装置出线超过8回或连接电源较多，负荷较大时，110KV~220KV出线超过5回时。

5、增设旁路母线的接线。

由于6~10KV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；35~60KV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；采用单母线分段式或双母线的110~220KV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：① 出线回路多,断路器停电检修机会多；② 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。

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7、桥形接线：分为内桥和外桥两种。

（1）内桥接线：连接桥断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。

（2）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3~5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。

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适用范围：出线为3~5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。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，两回线路都可向变电所供电，亦可一回向变电所供电，另一回作为备用电源。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。

2.4主接线方案的可靠性比较

110KV侧：

方案I：采用内桥接线，当一条线路故障或切除时，不影响变压器运行，不中断供电；桥连断路器停运时，两回路将解列运行，亦不中断供电。且接线简单清晰，全部失电的可能性小，但变压器二次配线及倒闸操作复杂，易出错。

方案II：采用单母线分段接线，任一台变压器或线路故障或停运时，不影响其它回路的运行；分段断路器停运时，两段母线需解列运行，全部失电的可能稍小一些，不易误操作。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1xf7.html