110kv变电所设计论文

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1、第一章 任 务 书第一节 毕业设计的主要内容 本次设计为 110kV 变电站初步设计，共分为任务书、计算书、说明书三部分，同时还附有 12 张图纸加以说明。该变电站有 3 台主变压器，初期 上 2 台，分为三个电压等级：110kV、35kV、10kV，各个电压等级均采用 单母分段的主接线方式供电，本次设计中进行了短路电流计算，主要设备选 择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等） ，并同时附带介 绍了所用电和直流系统、继电保护和微机监控系统、过压保护、接地、通信 等相关方面的知识。 第二节 毕业设计应完成的成果说明书：电气主接线，短路电流计算及主要设备的选择，各电压级的配 电装置及保

2、护，微机监控系统等。 计算书：短路电流，主要设备选择（DL、G、CT、母线） ，变压器差动 保护整定计算。 图纸：电气主接线图，电气总平面布置图，继电保护及综合自动化系统 配置图，间隔断面图，直流系统接线图，所用电系统图，GIS 电气布置图等 共 12 张。 第三节 应掌握的知识与技能 1、学习和掌握变电站电气部分设计的基本方法。 2、对所设计的变电站的特点，以及它在电力系统中的地位、作用和运 行方式等应有清晰的概念。 3、熟悉所选用电气设备的工作原理和性能，及其运行使用中应注意的 事项。 4、熟悉所采用的电气主接线图，掌握各种运行方式的倒闸操作程序。 5、培养独立分析和解决问题的工作能力及实

3、际工程设计的基本技能。第二章 说 明 书 第一节 概 述 一、设计依据 1、中华人民共和国电力公司发布的35kV110kV 无人值班变电所设 计规程 （征求意见稿） 2、110kV 清河输变电工程设计委托书。 3、电力工程电气设计手册（电气一次部分） 二、设计范围 1、所区总平面、交通及长度约 20 米的进所道路的设计。 2、所内各级电压配电装置及主变压器的一、二次线及继电保护装置。3、系统通信及远动。4、所内主控制室、各级电压配电装置和辅助设施。 5、所区内给排水设施及污水排放设施。 6、所区采暖通风设施、消防设施。 7、所区内的规划。 8、编制主要设备材料清册。 9、编制工程概算书。 三、

4、设计分工 1、110kV 配电装置以出线门型架为界，10kV 电缆出线以电缆头为界。电缆沟道至围墙外 1 米。 2、所外专用通信线、光纤系统通信、施工用电、用水等设施由建设单 位负责。 四、主要设计原则 1、电气主接线 电气主接线是发电厂、变电所电气设计的重要部分，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、变电所本身 运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配 电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须处 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，决定于电压等级和出线回路数。 （1）110kV 主接

5、线设计：110KV 清河变主要担负着为清河开发区供电 的重任，主供电源由北郊变 110KV 母线供给，一回由北郊变直接供给，另 一回由北郊变经大明湖供给形成环形网络，因此有两个方案可供选择：单母 线接线；单母线分段接线。 方案 I：采用单母线接线优点：接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修， 均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时， 全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故 障段的供电。 适用范围：一般适用于一台发电机或一台变压器的 110-220KV 配电装

6、 置的出线回路数不超过两回。 方案 II：采用单母线分段接线 优点：1）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。2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段 母线不间断供电和不致使重要用户停电。 缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。 2）当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。 3）扩建时需向两个方向均衡扩建。 适用范围：110-220KV 配电装置的出线回路数为 3-4 回时。 经过以上论证，决定采用单母线分段接线。 （2）35Kv 主接线设计：主要考虑为清河工业园区及周边高陵西部地区供电。

7、 方案 I：采用单母线接线 优点：接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修， 均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时， 全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故 障段的供电。 适用范围：一般适用于一台发电机或一台变压器的 35-63KV 配电装置 的出线回路数不超过 3 回。 方案 II：采用单母线分段接线 优点：1）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。 2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段 母线

8、不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都 要在检修期间内停电。 2）当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。 3）扩建时需向两个方向均衡扩建。 适用范围：35-63KV 配电装置的出线回路数为 4-8 回时。 经过以上论证，决定采用单母线分段接线。 （3）10kV 主接线设计：主要考虑为变电站周围地区供电。 方案 I：采用单母线接线 优点：接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修， 均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时， 全部回

9、路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故 障段的供电。 适用范围：6 -10KV 配电装置的出线回路数不超过 5 回 。 方案 II：采用单母线分段接线 优点：1）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。 2）当一段母线发生故障，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和不致使重要用户停电。 缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都 要在检修期间内停电。 2）当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。 3）扩建时需向两个方向均衡扩建。 适用范围：6 -10KV 配电装置的出线回路数为 6 回及以上时。 经

10、过以上论证，决定采用单母线分段接线。 2、主变压器选择 （1）容量的确定:1）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，并适当考虑到远期 10-20 年的负荷发展。对于城郊变电 所,主变压器容量应与城市规划相结合。2)根据变电所所带负荷的性质 和电网结构来确定变压器的容量。对于有重要负荷变压器的变电所， 应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后 的允许进间内，应保证用户的一级和二级负荷；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全部负荷的 70%- 80%。3）同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网 出发，推行系列化、标

11、准化。（2）主变压器台数的确定：1）对大城市郊区的一次变电站，在中、 低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。2）对 地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装 设三台主变压器的可能性。3）对于规划只装设两台变压器的变电所， 其变压器基础宜按大于变压器容量的 1-2 级设计，以便负荷发展时， 更换变压器的容量。 因此为保障电压水平能够满足用户要求，本所选用有载调压变压器，选 变压器两台。 3、主要电气设备选择（1）110kV 配电装置选用户外 110kV 六氟化硫全封闭组合电器(GIS)。 开断电流 31.5kA。（2）35kV 选用 kYN-35 型手车式金

12、属铠装高压开关柜，内配真空断路器。开断电流 25kA。 （3）10kV 选用 CP800 型中置式金属铠装高压开关柜，内配真空断路器。出线开断电流 31.5kA，进线开断电流 40kA。 （4）10kV 母线避雷器选用 HY5WZ-17/45 型氧化锌避雷器。 （5）根据陕西电力系统污秽区分布及电网接线图集，该站地处级污秽区，考虑到该站距公路较近，污级提高一级，按级户外用电气设备 泄漏比距，110kV、35kV、10kV 为 2.5cm/kV(均按系统最高工作电压确定)。4、无功补偿及消弧线圈 10kV 出线回路数每段母线 12 回，本期装设 2 组干式接地变及消弧线 圈。接地变容量 700/

13、160kVA，消弧线圈 600kVA。本期装设 21800kVar 电容器组。 5、电工构筑物布置 （1）根据进出线规划及所址地形情况，电工构筑物布置如下：110kV 屋外配电装置布置在所区南侧，二次室及 35kV10kV 开关室布置在所区北 侧，为一座二层楼结构，一层 10kV，二层 35kV；主变压器布置在二者之间， 所区大门设在西侧，进所道路自所址西侧的公路接引。 （2）110kV 配电装置进线采用软母线，进线间隔宽度为 8 米。按远期 出线总共 6 个间隔设计。 （3）35kV 配电装置按两台主变进线，4 个出线间隔设计。 （4）10kV 配电装置采用屋内单层双列布置。干式接地变及消弧

14、线圈 装在一箱内，安装在 10kV 开关柜中间。共 36 个出线间隔(公用 4 个)。6、控制、保护及直流 （1）控制方式 本工程的控制、信号、测量采用计算机监控方式，分层分布式综合自动 化系统，按无人值班有人值守方式设计。 （2）保护装置 继电保护均采用微机保护，这些保护的信息都以通信方式接入计算机监 控系统。 （3）自动装置 10kV 馈线装设小电流接地选线装置；10kV 馈线具有低周减载功能。 （4）直流采用智能高频开关电源系统，蓄电池采用 2100Ah 免维护铅酸蓄电池， 计 206 只，单母线分段接线。五、基础资料 110kV 清河变电站地址选在市开发区清河工业园区的北部，西邻一条南

15、北公路。电源由北郊 330kV 变 110kV 母线出两回，一回直接接入，一回 经大明湖变“”接后再接入。导线选择 LGJ-300/40。 1、环境条件 该站位于市开发区清河工业园区的北部，西邻一条南北公路。占地东西长 69m，南北长 66m，面积 4554m2，合 6.831 亩。该站出线条件较好， 110kV 南面进出，35kV 北面进出，10kV 电缆从西侧进出(电缆沟)。交通方 便，靠近乡镇，职工生活方便。围墙内自然高差与公路相差 3m 左右，回填 土方量较大。 （1）环境温度:-15C+45C。 （2）相对湿度：月平均90%，日平均95%。 （3）海拔高度:1000m。 （4）地震烈

16、度:不超过 8 度。 （5）风速:35m/s。 （6）最大日温差:25C。 周围环境无易燃且无明显污秽，具有适宜的地质、地形和地貌条件(如 避开断层、交通方便等)。并应考虑防洪要求，以及邻近设施的相互影响(如 对通讯、居民生活等)。 2、环境保护 （1）变电所仅有少量生活污水，经处理后排入渗井。 变压器事故排油污水，经事故油池将油截流，污水排入生活污水系统， 对周围环境没有污染。（2）噪音方面是指变压器和断路器操作时所产生的电磁和机械噪声。 对主变及断路器要求制造厂保证距离设备外壳 2 米处的噪声水平不大于 65bB，以达到工业企业噪声卫生标准的规定。 3、绿化 在所内空闲地带种植草坪及绿篱，以美化环境。第二节 系统概述 一、性质和目的 根据上级要求，在我市开发区清河工业园区境内建一所 110kV 变电站， 主要是为市开发区清河工业园区供电和服务的，并支持当地工农业的持续发 展，使初具规模的旅游事业上一新台阶，改善和提高该境内人民的物质和文化生活。本变电所属新建 110kV 负荷型变电所，主要满足该地区工业和居 民