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1、110KV变电站电气部份设计作 者:学 号:指导老师:专 业:第一章 原始资料一、基本情况电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。要求电压等级为110/35/10kV，设主变两台，110kV有2回出线）；35kV有8回出线；10kV有8回出线。变电所不是电压枢纽点，没有特殊的调压要求。另外，变电站的站址条件较好，土地
2、 较为平整、充裕。二、负荷情况及负荷预测待建变电站各个电压及负荷数据如下表：35KV侧共 8 回用户名称 最大负荷MW 线路长度km 回路数纺织机械厂 6 15 1毛纺织厂 7 18 1棉纺织厂 11 12 2印 染 厂 6 16 1电 机 厂 8 20 1丝 织 厂 9 20 1远景发展 35kV侧远景拟增2回线12MW负荷 ，规划期内（5年）负荷自然增长率2%10kV侧 共8回用 户 名 称 最大负荷MW 线路长度Km 回路数日用电器厂 4 6 2无 线 电 厂 2 4 1电 视 机 厂 4 3 2半 导 体 厂 3 5 2电 风 扇 厂 2 4 1手 表 厂 2 3 1自 行 车 厂 4
3、 2 2洗 衣 机 厂 2 3 1第二章 主变压器的选择（一） 主变型式的选择为了该变电站的供电可靠性，本变电站装设2台主变，根据GB50059-9235110kV变电所设计规范的规定，结合本变电所的具体情况，按电压等级选择，考虑中压侧为小电流接地系统以及各侧功率均在15以上，故选用两台同样型号的110kV三绕组电力变压器。（二）主变容量的选择1、变电所用户负荷统计（1）根据设计原始资料提供的数据， 35kV侧的最大负荷为：MW7112129861176PM.35kV 10kV侧的最大负荷为： MW2434223424PM.10kV 设计的变电所可能出现的最大负荷为：5%网损系数K MWKz
4、775.891.0524)71(9.0)1(PPKP M.10kVM.35kVM ）（ 0.85COS 负荷功率因数 ， kVA65.1056170.8510775.89COSPS 3MM 2、初步选择主变的容量1).对于装设两台主变的变电所，当一台主变压器停用时，应保证对60%负荷供电，作为确定主变容量的依据。当按全部负荷的65选择时： kVASme 59.6237065.1056170.6%65S 考虑到主变每天的负荷不是均衡的，计及欠负荷期间节省的使用寿命，可用于在过负荷中消耗，故先选较小容量的主变作过负荷能力计算，以节省投资，通过计算一台主变应带的负荷为62370.59kVA，故选用两
5、台63000kVA的变压器。同时，考虑到本变电所不是电压枢纽点，没有特殊的调压要求，同时潮流变化不大，故选择无励磁调压变压器。查电力工程电气手册，确定选择两台S11-63000/110三绕组无励磁调压电力变压器。其主要技术参数见下表额定电压（kV） 空载电流（） 空载损耗（kW） 负载损耗（kW） 阻抗电压（） 连接组标号高压 中压 低压 高中 高低 中低 高中 高低 中低11022.5 3522.5 10.5 0.18 59 270 10.5 17.5 6.5 YN,yn0,d11第三章 主接线的确定（一） 分析负荷待建变电所从负荷特点及电压等级可知，它具有110kV、35kV、10kV三级
6、电压。110kV进线2回，35kV出线8回，10kV出线8回。根据以上分析，可初步拟出以下六种接线方式，如图2-1所示。可以看出，方案4、5、6的变压器的变比是110/35，没有现成品，故将这三个方案淘汰。因此只需将方案1、2、3进行经济技术比较。方案一：110kV、35kV、10kV均采用单母线分段方案二：110KV采用单母线接线、35KV采用单母线分段接线，10KV采用单母线分段接线方案三：110KV采用单母线分段接线、35KV采用单母线接线，10KV采用单母线接线方案四：110KV采用单母线分段接线、35KV采用单母线分段带旁路接线，10KV采用单母线接线方案五：110KV采用单母线分段
7、接线、35KV采用双母线接线，10KV采用单母线接线方案六:（二） 主接线的初选结合本变电所的负荷分析，重要负荷所占比例较重，在可靠性、灵活性和经济性三者之间，重点考虑主接线优先满足可靠性的要求，对主接线可靠性的具体要求：1).断路器检修时，不宜影响对负荷的供电。2).断路器故障或母线故障以及母线计划检修里，应尽量减少进出线停运的回路数和停电时间，并要保证I级负荷、全部或大部分二级负荷的供电。3).尽量避免变电所全部停运的可能性。4).对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，还能保证对全部一级负荷的不间断供电。5).对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去
8、后，还能保证对全部或大部分二级负荷的不间断供电。1、 110kV主接线的初选能满足要求的主接线形式有：单母线分段接线、单母线分段带旁路接线、双母线接线、双母线带旁路接线。2、 35kV主接线的初选能满足要求的主接线形式有：单母线分段接线、单母线分段带旁路接线、双母线接线、双母线带旁路接线。3、 10kV主接线的初选能满足要求的主接线形式有：单母线分段接线、单母线分段带旁路接线、双母线接线、双母线带旁路接线。（三）主接线的技术比较对以上主接线进行技术性比较，从而确定技术较优的主接线方案。1、单母线分段接线（1）优点：1）用断路将母线分段后，对重要用户可从不同段引出两个回路，有两个电源供电。 2）
9、当一段母线发生故障时，分段断路器能自动将故障切除，保证非故障段仍能工作。（2）缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电。 2）任一回路的断路器检修时，该回路必须停电。（3）适用范围：1）进出线数不多但供电较重要的中低压变电站。2）10kV配电装置出线回路数为6回及以上时。3）35kV配电装置出线回路数为48回时。4）110kV配电装置出线回路数为34回时。2、单母线分段带旁路接线（1）优点：与单母线分段接线比较，具备单母线分段接线优点，较单母线分段接线更具可靠性与灵活性。任一回路的断路器检修时，该回路不中断供电。（2）缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故
10、障或检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电。 2）与单母线分段接线相比，增加了1 台断路器和许多隔离开关，加大投资。3）不适用于小车式开关柜。（3）适用范围：1）进出线数不多且一般不允许停电检修供电较重要的中低压变电站。2）一般应用于35kV及以上主接线。3）35kV配电装置出线回路数为8回以上时。4）110kV配电装置出线回路数为6回以上时。3、双母线接线（1）比单母线分段接线有如下优点：1）供电可靠，可以轮流检修母线，而不中断供电。2）当一组母线故障后时，可以通过倒闸操作，迅速切换到另一组母线上供电。3）检修任一回路的母线隔离开关，可只停该回路。4）调度运行方式灵活，各电源和出线可以任意
11、分配到某一段母线上。5）扩建方便。（2）缺点：1）每一回路都要增加一组母线隔离开关，加大投资。2）母线故障可检修时，隔离开关作为倒换操作电器，倒闸操作复杂，容易误操作。 4）不适用于小车式开关柜。（3）适用范围：1）进出线数多且供电较重要的变电站。2）出线带电抗器的10kV配电装置。3）35kV配电装置出线回路数为8回及以上且电源较多、负荷较重时。4）110kV配电装置出线回路数为5回及以上时。4、双母线带旁路接线（1）比单母线分段、双母线接线有优点：进出线断路器检修时不中断对用户的供电。（2）与双母线接线比较有以下缺点：1）每一回路都要增加一组母线隔离开关，加大投资。装设专用旁路断路器，也加
12、大投资。2）旁路代路操作更加复杂3）二次回路、保护配置复杂。（3）适用范围：1）进出线数多且供电十分重要的变电站。2）1035kV配电装置出线回路数为8回及以上且电源较多、负荷较重时。3）110kV配电装置出线回路数为5回用以上时。从以上分析初步确定采用手车式开关单母线分段接线、非手车式开关双母线接线为主接线方案。5、确定较优的两个主接线方案1) 按GB50059-9235110kv变电所设计规范的规定，“当变电所装有两台主压器时，610kv侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时，也可采用双母线，不允许停电检修断路器时，可设置旁路，但采用手车式开关柜时，不宜设置旁路。”，结合技术比较和负荷分
13、析，考虑两个方案，方案1采用手车式开关、单母线分段接线，出线分别接到不同段上，但母线故障将影响这一段上的用户，正常检修某一出线断路器时，该出线停电，运行可靠性略差，但如果应用性能较好的真空断路器，断路器检修机率很小。方案2采用非手车式开关双母线接线，负荷可均匀分配，调度灵活方便，可靠性相对较高，但检修某一出线断路器时，该出线仍需停电，但如果应用性能较好的真空断路器，断路器检修机率很小。2) 按GB50059-9235110kv变电所设计规范的规定，“35110kv超过2回时，宜采用分段单母线接线，35kv为8回及以上时，也可采用双母线接线，110kv为6回及以上时，宜采用双母线接线。采用SF6
14、断路器的主接线不宜设置旁路。”，结合技术比较和负荷分析，35kv考虑两个方案，方案1采用SF6断路器单母线分段接线，出线分别接到不同段上，但母线故障将影响这一段上的用户。方案2采用双母线接线，供电可靠，可以轮流检修母线，而不中断供电。因采用SF6断路器而不设置旁路。3). 按GB50059-9235110kv变电所设计规范的规定，“35110kv超过2回时，宜采用分段单母线接线，35kv为8回及以上时，也可采用双母线接线，110kv为6回及以上时，宜采用双母线接线。采用SF6断路器的主接线不宜设置旁路。”，结合技术比较和负荷分析，110kv只考虑一个方案即可，采用SF6断路器单母线分段接线，供
15、电可靠，可以轮流检修母线，而不中断供电。因采用SF6断路器而不设置旁路。（四）主接线的经济比较1、对较优两方案经济比较只比较两方案不同的部分，相同的部分不用比较，如年电能损耗。（1） 对10kV两方案的比较：1）计算综合投资Z： ）（ 1001ZZ 0 （3.1）方案1采用手车式开关、单母线分段接线，方案2采用非手车式开关双母线接线，均采用真空断路器，方案2每一回路都要增加一组母线隔离开关，建设时设备投资明显比方案1大，即Z2Z1。2）计算年运行费： ）（ Z1001 21 （3.2）因式（3.2）中后半部分相同，只比较前半部分。 两方案的 21 相同，Z1Z2 21 通过比较，方案1经济性较
16、好，所以，确定10kV采用手车式开关、单母线分段接线。（2） 对35kV两方案的比较：1）计算综合投资Z： ）（ 1001ZZ 0 （3.3）方案1采用单母线分段接线，方案2采用双母线接线，均采用SF6断路器，方案2每一回路都要增加一组母线隔离开关，建设时设备投资明显比方案1大，即Z2Z1。2）计算年运行费： ）（ Z1001 21 （3.4）因式（3.2）中后半部分相同，只比较前半部分。 两方案的 21 相同，Z1Z2 21 通过比较，方案1经济性较好，所以，确定35kV采用单母线分段接线。2、确定主接线方案通过技术比较和经济比较，最终确定主接线的形式：10kV、35kV、110kV三个电压等级均采用单母线
