变电站主接线设计

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1、毕 业 设 计（论文）题目：用变电所实例说明主接线方案的应用 系部：电气工程与自动化系 专业：电气自动化 班级：电气A1303班 姓名：李建 指导老师：刘辉 山 西 职 业 技 术 学 院 37摘 要论文主要对变电所实例说明主接线方案的应用进行了设计。设计内容包括： （1）电气主接线的设计，具体方案是：设三台双绕组变压器，两台近期，一台远期，电压等级为110/10kV；110kV进线采用内桥接线形式；10kV配电装置采用双母线分段接线；站用电分别从10kV两端母线获得。 （2）主要电气设备（如：主变压器、断路器、隔离开关、避雷器、母线、出线）的选择，并对其进行无功补偿以提高功率因数。通过技术和

2、经济比较，论文中所选方案具有较好的性价比。关 键 词：变电所；主变压器；主接线；短路计算；设备选型目 录第1章 绪论1 1.1 选题背景和意义1第2章 变电站主变压器的选择2 2.1引言2 2.2相数确定2 2.3主变压器容量、绕组及接线方式2 2.4冷却方式2 2.5确定主变压器型号及参数2 2.6变电所厂用变的选择2 2.7本章小结2第3章 电气主接线的设计3 3.1引言3 3.2主接线初步方案的拟定3 3.3本章小结3第4章 短路电流计算4 4.1引言4 4.2选择短路电流计算点4 4.3短路电流的计算4 4.4得出短路电流计算结果4第5章 主要电气设备的选择5 5.1引言5 5.2断路

3、器的选择5 5.3电流互感器的选择5 5.4电压互感器的选择5 5.5避雷器的选择5 5.6高压熔断器的选择5 5.7导线的选择5 5.8本章小结5第6章 结论6 6.1论文总结6 6.2心得体会6致谢7附录8附录一 主要电气设备清单9第1章 绪 论1.1 选题背景和意义随着我国的迅速发展，以前的供电设备已运行多年，部分设备长期运行，已处于老化状态。同时近几年新上工程项目不断增加，电力需求越来越大，为保证新上工程项目的电力供应，满足供电不间断性要求和提高供电质量，必须对有些变电站进行扩容、扩建改造。 110 kV接线型式以单母分段带旁母为主,甚至还有较为复杂的双母线接线型式,另外一个显著的特点

4、就是带旁路母线的接线型式达到了2/3。而在1995年后建成的变电站中，接线型式以单母、桥形和线路变压器组为主，达到了85%，而带旁路母线的接线型式只有1座，仅占5%.随着具备更高可靠性的SF6和真空断路器全面取代少油或多油式断路器。设置旁路设施的目的是为了减少在断路器检修时对用户供电的影响。SF6断路器和真空断路器的检修周期可长达20年，在变电所中选用了SF6断路器和真空断路器后，断路器检修几率大为减少，提高单回线路供电可靠性的根本措施转变为建设第二供电回路，因为在单回线路供电情况下中断供电的主要因素已经是线路故障,而不是断路器检修。故随着近十多年来SF6和真空断路器在110kV变电站中的普遍

5、应用,带旁路母线的接线方式在110 kV及其以下电压等级已告别了历史舞台。 目前110kV变电站多为终端或中间变电站，国家电网公司对这样的变电站通常采用110kV变电站典型设计方案，它的设计原则是：安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效。努力做到统一性与可靠性、先进性、经济性、适应性和灵活性的协调统一。目的是：贯彻实施集约化管理，统一建设标准；统一设备规范；方便设备集中规模招标；方便运行维护；加快设计、评审进度，提高工作效率；降低电站建设和运行成本。 工作方式是：统一组织、分工负责、分步实施;加强协调、控制进度、按期完成;采用模块化设计手段，提高典型设计方案的适应性。所以本设计采用国

6、家电网典型设计方案的设计原则，对南安康美110kV变电站电气部分主接线进行设计。设计了本变电站以后，不仅可以满足负荷增长的需求,还可以满足安全性,可靠性的要求,能节省能源，减少了无功损耗，提高了线路输送电能力，改善了电压质量。而就这两个方面正是我们目前所努力要实现的一个目标，我们在生产过程中普遍存在着这样的现象，那么从此题做起，正式我们为实现这一目标所走的第一步，意义重大！1.2 变电站原始资料1.待建110kV变电站资料：远景规模：110kV进线2回；主变压器3台，容量40MVA；10kV馈线30回；6000kVar、4800kVar；电容器组各3组。本期规模：100kV进线2回；主变压器2

7、台，容量40MVA; 10kV馈线20回；6000kVar、4800kVar；电容器组各3组。2.环境条件：(1)气温:累年平均气温18.5；累年最高气温38.9；累年最低气温 -2。(2)湿度: 累年平均相对湿度76%；累年最小相对湿度8.0%。(3)降雨量: 累年平均年降水量1216.2mm；累年最大年降雨量1905.3mm；累年最小年降雨量744.6mm。(4)雷日：累年平均雷日数25天。(5)雾:累年最多雾日数22天；累年平均雾日数18天。1.3 所做工作本文主要工作即通过对南安康美变电站原始资料进行分析计算，并对该变电站的电气部分进行了详尽了设计。主要设计内容：（1） 初拟并比较选择

8、合理的主变容量和主接线形式。（2） 在此基础上画出其等效系统网络图以便于短路电流计算。（3） 通过计算值来选择适当的电气设备(如主变压器，断路器，隔离开关，避雷器，母线，高压开关柜等)；（4） CAD绘制标准的电气主接线图和电气布置图。第2章 变电站主变压器的选择2.1引言在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，成为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，成为联络变压器；只供本厂用电的变压器，成为厂用变压器或自用变压器。主变压器的型式、容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统510年发展规划、输送功率大小、

9、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。在选择主变压器容量时，对重要变电站应考虑当一台主变器停运时其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足类及类负荷的供电；对一般性变电站,当一台主变压器停运时其余变压器容量应能满足全部负荷的60%70%。本站主变容量按远景负荷选择，并考虑到正常运行和事故时过负荷能力。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统510年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅

10、增加投资、增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者满足不了变电站负荷的需要。这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电站设备的投资。选择变压器型式时应考虑以下问题。1.相数容量为300MW及以下机组单元连接的主变压器，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大。占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。但是，由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别市大型变压器需要考察其运输可能性。若受到限制时，则可选用单相变压器组。2.绕组数与结构电力变压器按其每相的绕组数分为双绕

11、组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及抵押绕组分裂式等型式。容量为125MW及以下多采用三绕组变压器，但三绕组变压器的每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的15%及以上，否组绕组未能充分利用，反而不如选用2台双绕组变压器在经济上更加合理。此外，在一个发电厂或变电站中采用三绕组变压器太熟一般不多于3台，以免由于增加了中压侧引线的构架，造成布置的负责和困难。同时，三绕组变压器比同容量双绕组变压器价格要贵40%到50%，而且台数过多会造成中压侧短路容量过大，故对其使用要加以限制。此外，选用时应注意到功率流向。三绕组变压器根据三个绕组的布置方式不同，分为升压变压器和

12、降压变压器。升压变压器用于功率流向由低压绕组传送到高压电网和中压电网，用于发电厂主变压器；而降压变压器用于功率流向由高压传送至低压和中压，常用于变电站主变压器。3.绕组联结组号变压器三系那个绕组的联结组号必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组联结方式只有星形和三角形两种。因此，变压器三相绕组的联结方式应根据具体工程来确定。4.阻抗和调压方式变压器阻抗实质是绕组之间的漏抗，当变压器的电压比、型式、结构和材料确定之后，其阻抗大小一般和变压器容量关系不大，各侧阻抗值的选择应从电力系统稳定、潮流方向、无功分配、短路电流、继电保护、系统内的调压手段和并联运行等方面综合考虑，以对具体

13、工程起决定性的因素确定。对于双绕组变压器，一般按标准规定值选择；对于三绕组普通型和自耦型变压器各侧阻抗，按用途即升压型或降压型确定。5.油浸式电力变压器的冷却方式随其型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。中小型变压器通常采用依靠装在变压器油箱上的片状或管型辐射式冷却器及电动风扇的自然风冷却及强迫风冷却方式散发热量。容量在31.5MVA及以上的大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却，在发电厂水源充足的情况下，为压缩占地面积，也可采用强迫油循环水冷却。强迫油循环水冷却方式，散热效率高，节省材料，减小变压器本体尺寸。但要一套水冷却系统

14、和有关附件，在冷却器中，油与水不是直接接触。在设计时和运行中，油压应高于水压，以防止万一泄露时水不至于进入变压器内，严重的影响油的绝缘性能，故对冷却器的密封性能要求较高。2.2相数确定主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统510年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资、增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者满足不了变电站负荷的需要。这在技术

15、上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电站设备的投资。在110kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。若受到限制时，则可选用单相变压器组。本设计变电所地处海拔765m，地形平坦，有较好的运输条件；且变电所有三个电压等级，有大量、类负荷。所以选用三相变压器作为本设计变电所的主变压器。2.3主变压器容量、绕组及接线方式1主变压器容量已给出，为40MVA2机组容量为125MW及以下发电厂多采用三绕组变压器，但三绕组变压器的每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的15%以上，否则绕组未能充分利用，反而不如选用2台双绕组变压器在经济上更加合理。三绕组变压器根据三个绕组的布置方式不同，分为升压变压器和降压变压器。降压变压器用于