某市110KV中心变电所电气一次部分初步设计

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1、某市 110KV 中心变电所电气一次部分初步设计 I 发电厂电气部分 课程设计指导书 班级：0914091-2 人数： 135 人 指导教师： 时 间： 某市 110KV 中心变电所电气一次部分初步设计 I 目目 录录 摘摘 要要.IV ABSTRACT.V 目目 录录.VI 第一章第一章 绪绪 论论.1 1.1 选题背景.1 1.2 选题意义.1 1.3 变电所发展概况.1 1.4 设计原始资料.1 1.4.1 变电所的出线.1 1.4.2 负荷情况.2 1.5 设计内容.2 第二章第二章 电气主接线的选择电气主接线的选择.3 2.1 选择原则.3 2.1.1 主接线设计的基本要求及原则3

2、2.1.2 变电所主接线设计原则3 2.1.3 主接线的基本形式和特点.4 2.1.4 变电所各接线方案的确定.4 2.2 主接线的形式.4 2.2.1 110KV 侧主接线方案.4 图图 2-1 单母线分段接线单母线分段接线4 2.2.2 35KV 侧主接线方案.5 2.2.3 10KV 侧主接线方案.7 2.2.4 最优方案的确定7 第三章第三章 主变压器的选择主变压器的选择.8 3.1 变电所主变压器台数的确定8 3.1.1 主变台数确定的要求8 3.1.2 变电所主变压器容量的确定8 3.1.3 变电所主变压器型式的选择8 3.2 站用变台数、容量和型式的确定8 3.2.1 站用变台数

3、的确定.8 3.2.2 站用变容量的确定9 3.2.3 站用变型式的选择9 第四章第四章 短路电流计算短路电流计算.10 4.1 短路电流计算的目的及假设10 4.1.1 短路电流计算的目的.10 4.1.2 短路电流计算的一般规定.10 4.1.3 短路电流计算的基本假设.10 某市 110KV 中心变电所电气一次部分初步设计 II 4.2 短路电流计算的步骤10 4.3 短路电流的计算12 4.3.1 短路点的计算.12 4.3.2 短路点的确定及其计算13 4.3.3 绘制短路电流计算结果16 第五章第五章 电气设备的选择电气设备的选择.17 5.1 电气设备选择的一般原则.17 5.1

4、.1 电气设备选择的一般技术条件.17 5.1.2 按正常工作条件选择电气设备.17 5.1.3 按短路情况校验18 3.3.短路计算时间短路计算时间.18 4.4.其它方面校验其它方面校验.19 5.2 高压电气设备19 5.2.1 断路器选择与检验20 5.2.2 隔离开关的选择与校验22 5.2.3 电流互感器选择与检验23 5.2.4 电压互感器的选择及校验25 5.2.5 母线与电缆的选择与校验26 第六章第六章 接地刀闸与避雷器的选择接地刀闸与避雷器的选择.28 6.1 接地刀闸选择28 6.2 避雷器28 6.2.1 避雷器的参数28 6.2.2 避雷器的配置原则28 6.2.3

5、 避雷器的选择及结果29 结结 论论.30 致致 谢谢.31 参考文献参考文献.32 附录附录一一：.33 某市 110KV 中心变电所电气一次部分初步设计 1 第一章第一章 绪绪 论论 1.11.1 选题背景选题背景 电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的使用及分配电力，必须从 工程的设计来提高电力系统的可靠性、灵活性和经济运行效率，从而达到降低成本，提 高经济效益的目的。变电所是电力系统配电传输不可缺少的重要组成部分，它直接影响 整个电力网络的安全和电力运行的经济成本，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变 换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所电气部分的主体，电气主接线的

6、拟定 直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置方式的 确定，对电力系统的可靠、灵活、经济运行起着决定的作用。 目前，110KV、35KV 常规变电所在城农网中仍占有较大的比重，其一次、二次设备都 比较落后，继电保护装置多为电磁式继电器组合而成，一般只具有当地控制功能，多为 有人值班运行方式。随着电网运行自动化系统的提高,变电所综合自动化系统发挥着越来 越强大的作用,少人或无人值守变电所将成为今后变电运行的主流方式，对原有电站及新 建电站实现无人值守势在必行。对设计人员来讲，我们只有不断提高自身素质，才能跟 得上电力系统的飞速发展，为电力事业的兴盛尽一点微薄之力。

7、1.21.2 选题意义选题意义 变电所是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电 力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电所起变换电压作用的设备是 变压器，除此之外，变电所的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和 控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电所还 有无功补偿设备。 本设计针对变电所进行设计，设计内容包括：变压器台数和容量的选择、主接线的 选择、短路电流的计算、主要电器设备的选择和校验、继电保护及变电所防雷等。通过 对 110KV 降压变电所电气部分的设计，使我明白其目的在于使我们通过这次毕业设计， 能够

8、得到各方面的充分训练，结合毕业设计任务加深了对所学知识内在联系的理解，并 能灵活的运用。 1.31.3 变电所发展概况变电所发展概况 随着计算机技术的飞速发展，微型计算机技术在电力系统中得到了越来越广泛的应 用，它集变电所中的控制、保护、测量、中央信号、故障录波等功能于一身，替代了原 常规的突出式和插件式电磁保护、晶体管保护、集成电路保护。常规控制、保护装置已 逐步从电力系统中退出，取而代之的则是这种新型的微机监控方式，它运用了自动控制 技术、微机及网络通信技术，经过功能的重新组合和优化设计，组成计算机的软硬件设 备代替人工,利用变电所中的远动终端设备来完成对站中设备的遥信、遥测、遥调、遥控

9、即四遥功能。这就为实现变电所无人值守提供了前提条件。变电所、所综合自动化和无 人值守是当今电网调度自动化领域中热门的话题，在当今城、农网建设改造中正被广泛 采用。 1.41.4 设计原始资料设计原始资料 1.4.11.4.1 变电所的出线变电所的出线 变电所的电压等级为 110kV/35kV/10kV，设两台主变，变电所最终规模的进出线回路 某市 110KV 中心变电所电气一次部分初步设计 2 数为： 110kV：省电网 35kV：3 回（电源进线） 10kV：6 回（终端用户） 1.4.21.4.2 负荷情况负荷情况 35kV、10kV 负荷情况见下表。 表 1.1 负荷情况表 电压等级负荷

10、级别 最大负荷 （MW） 合计负荷 （MW） I8 III2 II3.5 III1.5 10kV II4 19 MW 站用电I0.40.4 MW 线路长度 110kV： 架空线，65 公里 35kV： 架空线，45 公里 1.51.5 设计内容设计内容 本次设计的题目是某市 110KV 中心变电所电气一次部分初步设计 。根据设计的要 求，在设计的过程中，根据变电站的地理环境，容量和各回路数确定变电站电气主接线 和站用电接线并选择各变压器的型号、进行参数计算、画等值网络图、并计算各电压等 级侧的短路电流、列出短路电流结果表、计算回路持续工作电流、选择各种高压电气设 备、并根据相关技术条件和短路电

11、流计算结果表校验各高压设备。 某市 110KV 中心变电所电气一次部分初步设计 3 第二章第二章 电气主接线的选择电气主接线的选择 2.12.1 选择原则选择原则 电气主接线是变电所设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。主接线案的 确定与电力系统及变电所运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并对电气设备选择、 配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。因此，主接线的设计必须正 确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电所主接线的最佳 方案。 2.1.12.1.1 主接线设计的基本要求及原则主接线设计的基本要求及原则 变电所主接线设计的基本要求有以下几点： 1

12、.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

13、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。 2.1.22.1.2 变电所主接线设计原则变电所主接线设计原则 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

14、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

15、，采用单母线接线；出线回 某市 110KV 中心变电所电气一次部分初步设计 4 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、检修周期长的断路器，以及更换迅速的手车式断路器时， 均可不设旁路设施。 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。 2.1.32.1.3 主接线的基本形式和特点主接线的基本形式和特点 主接线的基本形式可分两大类：有汇流母线

16、的接线形式和无汇流母线的接线形式。 在电厂或变电所的进出线较多时（一般超过 4 回） ，为便于电能的汇集和分配，采用母线 作为中间环节，可使接线简单清晰、运行方便、有利于安装和扩建。缺点是有母线后配 电装置占地面积较大，使断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器少，占地 面积少，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的电厂和变电所。 有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为单母线无分段、 单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；又母线又分为双母线无分段、双母线有 分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线等方式。 无汇流母线的主接线形式主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接线和多角形接线 等。 2.1.42.1.4 变电所各接线方案的确定变电所各接线方案的确定 在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性、及经济性等基 本要求，综合考虑在满足技术、经济政策的前提下，力争使其为技术先进、供电可靠安 全、经济合理的主接线方案。 供电可靠性是变电所的首要问题，主接线的设计，首先应保证变电所能满足负荷的