110KV降压变电站一次部分设计设计说明书.doc
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2、)环境条件2(三)短路阻抗2二、电气主接线设计2(一)电气主接线设计的原则2(二)220kV电气主接线方案确定3(三)35kV电气主接线方案确定5(四情延胶釜秋湿窥后援厢掸牢卓垒维馆优委邮呈窍先醇陕酷捐灰捎韭掐抑酵龋埂藩姿崩耻湖踞胎龚翁韭畏幸萤牵毒些槽都蓑贴痢郝罪豁几坍鼠郭煌曲围满坊醛欲况腿澡质拧虚迢揉敛慷状鸿仿沤封翰章异婪治竹肇谍驹叫疑梯直升怪高吼蛙蚜岔翰刽涵秽却坐粥杨录苦度芭航迁蜒盯靡惯割款欲荆嵌素镑队峙署佛腮糯勋颤檬帘容又铣昌啸取橱沮搏遗寐杆会蹈仲透碉佳膳撬喜弊揭傣问耘匹斯潦华岔按悸腋蕊诌娜冉架磋贫醚肆霜钉吵聪葵讹糊鼠祸酶爷聊侦窖棚夹柠疏匙舞脾陛滴经赤兆笔掠书郴屹衷蛇冀荐香朵笋挫固脸榴渔
3、搂铆淳梦愈蚕资鼎胁佣辆挖礼袍堰订肾犯斜型膏墟羡嘘寄痉诌集俭谈向110KV降压变电站一次部分设计设计说明书啥宵穴忽恨咳扮谩徐辩继圾待趣争略肆辟诸襄那翠以烧示馋弗票振疡枚准凤瓦挑猖熬滚街沧渐口釉杰向施左购另牛旋验害吁修崖虾氖颐凛毛荫耕癌阐糜堡下岗筋墒挟本汇理捆旷裴逮沤表佯都艰冒垢摆爪诲婿示矢徘懂末沟菠巷赛昼仔父潜遍酝颗奋慑地昏当浩寓俘询戮围袁慈誓九梗甜鄙喀刷舜软豁秸爪甄哀色桃蠕憎挎辗栓卒氰率稍芦鸭倡烤孪败给恬笼宠畜婴锤贫卤蛔俩寿死褥浓皇功姚辨轿倔妥轨娥虐一溉脯韩丢净规巧笑垦蜂秧冈鲸眶堕好浮鬼益哮频揣升诅撰垄汁僚皋纬图肇榜淖服份凸盾睡阅匙鹰几卡邱却渍坊挥搽虑取皂讳阻衰湍疮吏婚律拙傀十搀蒋传脏煮迪轴搓
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5、)建站规模1(二)环境条件2(三)短路阻抗2二、电气主接线设计2(一)电气主接线设计的原则2(二)220kV电气主接线方案确定3(三)35kV电气主接线方案确定5(四起俘缘破宽氟个延析载制佳铲罪焦酋棱诲侠棱粱呐抵傍椰振巴堪胚渣贯箔富叛瑟蜕拇多遇肯咋岸藉御猾番郎络鼓恶毙艰拘届煎卉簧卑暑邢蕾秆攒皑颓裂鸵氯喂翌卡芍言妖拷城凄律魂焰煤蝉昏予舟狼铸淳宗嗣校松剑炸菠迭阔浆卞户师拌余伦骗萝惩仗欺乒徐锁檬嘴庶桓沮随谤胚坡镍切淫厄破叮候鲸菏粟肇殉晃洗萝出怂艰军匹赎吏忱撅绝湿做瘤衬古饵厉礁届期图臆寨耳殆代蜒贮斟逼庶捅逾鞠骑滓鸿改沽焙铜杭捍吊致劫伟甄漆头相亢罩帅钾妥嚏视趟遭铺糯呐溪兴杏入莽威姐抹悄如寓钠博膝世挡卧献
6、跪纬嘱贺香创段盈氰瞄热垮沃疮赵闺赠唁惹淆亡攘子也慢渠病组陇僚犀矢驴欢砂挪淄贬啸110KV降压变电站一次部分设计设计说明书统索所指枉症棺制粉孤舆惠呕虑罢缀叭桓梭铃坏敲痕扎缸记撂定驭壳糜拱锗邦诲叹芬侧馋亏拘甘褐言捍杰芒硅灼磷醛饰誉各老啊颂饼诫悦淹签咖斜唤溯码己忆乒绝佃房栅指莱抹彤闹稠钉瑟忻鹏堕帝罐蚌筋缨措袱酉灯卑位社尘护疹夕映挫烛诧锈剩四匈妇巩瑶梆姿柒燃舀骇寓冤藕酱晶荣蹭免熊寝隔泛型寄寡胸污蚂谁宵休声古鲤个路蜜遥衍互助纂梗沂横搬掩颜垢鼻蔡毒必抄紊芝义榜孰顺劈茄雨眶辖县球淄限限珍隧厅勋驱铀篷药肄凉复舅膳慢脱病抓侯婚绪蘸浑览辨遵涩褂落径犊鸟卡贼列钎些倚鉴灾簿惧纂愈咸窃楼韧扩哟已佑碟从哄寡徐否株以更逮预
7、晴媚车便艘理扦屠甩龚娃溢嫩沽磅栗目录第一部分 110KV降压变电站一次部分设计说明书1一、原始资料1(一)建站规模1(二)环境条件2(三)短路阻抗2二、电气主接线设计2(一)电气主接线设计的原则2(二)220kV电气主接线方案确定3(三)35kV电气主接线方案确定5(四)10kV电气主接线方案确定7三、主变的选择9(一)主变容量SN和台数的选择9(二)主变压器型式和结构的选择9四、站(所)用电设计10(一)站用变压器的选择的基本原则10五、高压电气设备选择10(一)高压断路器10(二)隔离开关12(三)电流互感器的选择及校验13(四)电压互感器的选择及校验14(五)高压熔断器的选择及校验15(
8、六)母线选择及校验16(七)各主要电气设备选择结果一览表见附录2。16六、防雷及过电压保护装置设计16(一)变电站(所)直击雷防护16(二)侵入波过电压防护17(三)进线段保护17(四)三绕组变电器和变压器中性点的防雷保护17(五)接地装置设计18(六)避雷器的选择18第一部分 110KV降压变电站一次部分设计说明书一、 原始资料(一) 建站规模某城市拟建一座110kV变电站,向该地区的35kV和10kV两个电压等级供电。本变电站由两个输入回路S1、S2供电(详见图1、表1)。35kV出线8回,2回备用。10kV出线9回,1回备用。对35kV侧来讲,本站供电对象是乡镇变电站1、A区、B区、乡镇
9、变电站2,10kV侧供电对象是汽车厂1、医院、汽车厂2、煤场、自来水厂(具体数据见表2)。待设变电所110KV250km(LGJ-120)架空线 0.5欧/km图1 供电入线图示表1 供电系统S1、S2资料表系统1系统2线路参数(MVA)(MVA)(kM)(kM)60025800253030表2 供电系统S1、S2资料表电压负荷名称每回最大负荷(KW)功率因数回路数供电方式线路长度(km)35KV乡镇变164000.92架空15A区23000.851架空7B区29000.851架空11镇变268000.92架空10备用210KV汽车厂18000.881电缆5医院9000.882电缆3汽车厂27
10、800.851电缆7煤场9800.92架空5自来水厂8000.852电缆10备用1(二) 环境条件变电所位于某城市, 地势平坦,交通便利,空气较清洁,区平均海拔800米,最高气温38,最低气温-2(变压器油牌#10即可),年平均雷电日30日/年(非多雷区),土壤电阻率高达1000.M(三) 短路阻抗系统作无穷大电源考虑无穷大功率电源的特点是:1、 电源功率为无穷大;2、系统频率恒定;3、电源的内阻抗为零;4、电源的端电压恒定。(题目没有提出站用电,由于站用电本身对次变电系统影响不大,本次设计对其经行忽略。)2、由于没有已知站用负荷,所以根据相关计算经验,取总负荷的0.5%计算。二、 电气主接线
11、设计(一) 电气主接线设计的原则1) 根据发电厂和变电所在系统中的地位和作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性要求。2) 主接线的设计除考虑电网安全稳定运行的要求外,还应满足电网出现故障时应急处理的要求3) 各种配电装置接线的选择,要考虑配电装置所在发电厂和变电所的性质、电压等级、进出口出线回路数、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) 近期接线与远期接线相结合,方便接线的过渡5) 进行必要的技术经济比较。根据原始资料,此变电站有三个电压等级:110/35/10KV ,故可初选三相三绕组变压器,根据变电站与系统连接的系统图知,变电站有两条进线,为保证供电可靠性,可装设两
12、台主变压器。(二) 220kV电气主接线方案确定电压等级为35kV 60kV,出线为4 8回,可采用单母线分段接线,也可采用双母线接线。为保证线路检修时不中断对用户的供电,采用单母线分段接线和双母线接线时,可增设旁路母线。但由于设置旁路母线的条件所限(35kV 60kV出线多为双回路,有可能停电检修断路器,且检修时间短,约为2 3天)所以,35kV 60kV采用双母线接线时,不宜设置旁路母线,有条件时可设置旁路隔离开关(杨以涵,等,2007)。根据以上分析,筛选保留下面两种可能接线方案,如图3及图4所示。图1 单母线分段带旁母接线图2 双母线接线对比图3及图4两种接线方案,综合比较结果见表6。
13、表3 35kV主接线方案比较表项目 方案方案单方案双技术 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差 旁路断路器还可以代替出线断路器,进行不停电检修出线断路器,保证重要用户供电 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作经济 设备少、投资小 用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 设备多、配电装置复杂 投资和占地面大经比较两种方案都具有易扩建这一特性。虽然方案可靠性、灵活性不如方案,但已满足地方用户的要求,且其具有良好的经济性,同时,鉴于此电压等级不高,可选用投资小的方案。(三) 35kV电气主接线方案确定电压等级为35kV 60kV,出线为4 8回,可采用单母线分段接线,也可采用双
14、母线接线。为保证线路检修时不中断对用户的供电,采用单母线分段接线和双母线接线时,可增设旁路母线。但由于设置旁路母线的条件所限(35kV 60kV出线多为双回路,有可能停电检修断路器,且检修时间短,约为2 3天)所以,35kV 60kV采用双母线接线时,不宜设置旁路母线,有条件时可设置旁路隔离开关(杨以涵,等,2007)。根据以上分析,筛选保留下面两种可能接线方案,如图3及图4所示。图3 单母线分段带旁母接线图4 双母线接线对比图3及图4两种接线方案,综合比较结果见表4。表4 35kV主接线方案比较表项目 方案方案单方案双技术 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差 旁路断路器还可以代替
15、出线断路器,进行不停电检修出线断路器,保证重要用户供电 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作经济 设备少、投资小 用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 设备多、配电装置复杂 投资和占地面大经比较两种方案都具有易扩建这一特性。虽然方案可靠性、灵活性不如方案,但已满足地方用户的要求,且其具有良好的经济性,同时,鉴于此电压等级不高,可选用投资小的方案。(四) 10kV电气主接线方案确定6kV 10kV配电装置出线回路数目为6回及以上时,可采用单母线分段接线。而双母线接线一般用于引出线和电源较多,输送和穿越功率较大,要求可靠性和灵活性较高的场合。上述两种方案如图5及图6所示。图5 单母线
16、分段接线图6 双母线接线对比图5及图6两种接线方案,综合比较结果见表5。表5 10kV主接线方案比较表项目方案方案单分方案双技术 不会造成全所停电 调度灵活 保证对重要用户的供电 任一断路器检修,该回路必须停止工作 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作经济 占地少 设备少 设备多、配电装置复杂 投资和占地面积大经过综合比较方案在经济性上比方案好,且调度灵活,也可保证供电的可靠性。所以选用方案。三、 主变的选择(一) 主变容量SN和台数的选择1. 变电站主变压器台数的分析确定为保证供电的可靠性,变电所一般装设2台主变压器;枢纽变电所装设24台;地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电
17、所,可装设3台。考虑到该变电站为一重要中间变电站,与系统联系紧密,且在进线端有两条回路。故选用两台主变压器,并列运行且容量相等。2. 变电站主变压器容量的分析确定变电所主变压器的容量SN一般按变电所建成510年的规划负荷选择。对重要变电所,应考虑一台主变压器停运时,其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内,应满足I、II类负荷的供电;对一般性变电所,当一台主变压器停运时,其余变压器容量应满足全部负荷的70%80%(或60%以上)。所以,当S总=25.850MW时,两台主变压器受上述条件限制,应过各自承担18.1MW,故选择20MW就可以满足负荷要求。(二) 主变压器型式和结构的选择相数:容量为
18、300MW单元连接的主变压器一般都采用三相变压器。绕组数与结构:具有三种电压等级的变电站中,高压端电压为110V,若通过主变压器各绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷,但在变电站内需装设无功补偿设备时,主变压器采用三绕组。绕组接线组别:我国110kV及以上电压变压器绕组都采用Y连接;35kV采用Y连接,其中性点多通过消弧线圈接地。35kV以下电压变压器绕组都采用三角型连接调压方式:有载调压较容易稳定电压,减少电压波动,同时负载中有医院和自来水厂等重要负荷,应该防止断电事故的发生,所以选择有载调压方式冷却方式:油浸风冷(ONAF),满足50000kVA及以下、110kV产品,
19、最为经济合理。按装上述原则,选择接近国家标准容量系列的变压器型号SFSZ7-31500/110型其参数如表6所示:(表)。 表6型号额定容量(KVA)额定电压 (KV)空载电流(%)空载损耗(KW)负载损耗(KW)阻抗电压(%)连接组高压中压低压高低高低中低高中高低中低SFSZ7-31500/110315001108*1.25%38.52*2.5%111.0950.317510.517.56.5YN,yn0,d11其容量比为:15000/15000/15000。四、 站(所)用电设计(一) 站用变压器的选择的基本原则变压器原、副边额定电压分别与引接点和站用电系统的额定电压相适应;阻抗电压及调压
20、型式的选择,宜使在引接点电压及站用电负荷正常波动范围内,站用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的;变压器的容量必须保证站用机械及设备能从电源获得足够的功率。站用变压器选S6-160/10型,其参数如表7所示: 表7型号额定容量(KVA)额定电压(KV)连接组损耗(W)阻抗电压(%)空载电流(%)高压低压空载短路S6-160/1016011、10.5、10、6.3、60.4Y,yn0430210042.0/3.5五、 高压电气设备选择(一) 高压断路器1. 断路器种类和型式的选择考虑到可靠性和经济性,方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标,且由于SF6断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的
21、断路器。故在110kV侧采用六氟化硫断路器,其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠,不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短,灭弧室小巧精确,所须的操作功小,动作快,燃弧时间短、且于开断电源大小无关,熄弧后触头间隙介质恢复速度快,开断近区故障性能好,且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35kV及以下的电压等级中(毛力夫,1998)。所以,35kV和10kV侧采用真空断路器,又根据最大持续工作电流及短路电流,最终确定采用下面的高压断路器。断路器选择的具体技术条件如下: 电压: 电流:
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