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1、华南理工大学成人高等学历教育毕业设计论文 第1页 共 29页目 次1 引言 21.1 设计任务和要求 21.2 资料分析 42电气主接线的确定 52.1电气主接线的确定52.2 变压器的选择 93 短路电流计算113.1电抗计算113.2短路电流计算194 主要电气设备选择204.1主要电器设备选择204.2各级电压的隔离开关的选择和校验214.3母线的选择：按经济电流密度选择224.4出线选择234.5电流互感器选择244.6电压互感器选择254.7防雷及接地规划255结论276致谢28参考文献29图1电气主接线图30图2平面布置图31图3防雷布置图32图 4站用电主接线图321 引言 待设
2、计的变电站是三侧电压等级的变电站，分别是110KV、35KV、10KV。其中110kv和35kv有穿越功率和系统电源。变电站负荷有I、II级负荷，因此要求变电站供电要可靠，扩建灵活。根据题目要求，参考相关资料，首先对所给资料进行分析，确定三侧电压等级的接线，再根据负荷情况，选取主变压器和所用变。根据变压器的参数，在最大运行方式下，对三侧母线进行短路电流计算。根据计算结果选择主设备和校验，最后对变电站的避雷设施和作用进行相关论述。1.1. 设计任务和要求1.1.1 原始资料分析a) 变电所的建设规模：类型：110 kV地方变电所最终容量：根据电力系统规划，安装两台容量为35.1MVA，电压为11
3、0/35/10的主变压器，变压器各侧容量比为：100/100/100，一次性设计并建成。b) 电力系统与本所的连接情况：该变电所是一座降压变电所，担负着该地区及农村供电的任务。变电所有两回线与110 kV电力系统连接，有两回线与35 kV统连接。本变电所在系统最大运行方式下，110 kV系统侧正、负阻抗标幺值为0.10，零序阻抗为0.2；35 kV系统侧正、负阻抗标幺值为0.80，零序阻抗为0.50(Sj=100MVA)，110kV及35kV电源容量为无穷大，阻抗值包括平行线路阻抗在内。c) 变电所不考虑无功补偿设备，35 kV因线路电容电流较小，不装设消弧线圈。110 kV出线无电源。d)
4、电力负荷水平：110 kV进出线共4回，其中两回线110kV供电，正常情况下输送容量各为30000 kVA；另有两回线分别供电给两个大型工厂，输送容量各为20000 kVA，且均为一级负荷，Tmax=5000h；35kV进出线共6回，其中两回线连接35 kV电源，正常情况下输送容量各为7000 kVA，为二级负荷，Tmax =3000h。10 kV进出线共12回，其中6回为架空线路，每回按照2500 kVA设计；另有6回为电缆供电，每回按照1500 kVA设计。本变电所自用负荷(单位kW)，如下表：序号设备名称容量安装台数工作台数功率因数备注1主充电机20110.85经常2浮充电机4.5110
5、.85经常3主变通风0.1538380.73经常4蓄电池通风2.6110.88经常5检修试验用电150.80经常6载波通信用电10.707室内照明6.08室外照明4.59生活水泵4.5220.80周期性10福利区用电2.5周期性计算负荷=照明负荷+其余*0.85e) 环境条件当地年最高温度39C；年最低温度-8C；最热月平均最高温30C； 最热月平均地下0.8m土壤最高温度21C；海拔高度：1210m。当地雷电日25日/年。1.1.2 设计任务a) 设计变电所主接线，论证所设计的主接线是讨论方案中的最佳方案。b) 设计变电所自用电接线，选择所用变压器的台数和容量。c) 计算短路电流。d) 选择
6、导体截面和主要电气设备。e) 规划变电所的防雷设施。1.1.3 设计成果a) 设计说明书及计算书。b) 变电所主接线图和自用电接线图各1张。c) 变电所总体平面布置图1张。d) 直击雷保护范围图1张。12 资料分析121 变电所地理位置示意图图1-1变电所地理位置示意图a) 负荷计算110kV侧负荷：S110KV=152=30;35kV侧负荷：。10kV侧负荷：S10KV=2.56+1.56=24 b) 变电所自用电负荷负荷总计：S1=30+28+24+0.07=82MVA。S2=28+24+0.07=52MVA2 电气主接线的确定2.1 电气主接线的确定待设计的110kV变电所是一座降压变电
7、所，与110kV系统和35kV系统各有两条线路连接，预计装机容量为100MVA，担负该地区及农村供电的任务，其中有一级、二级负荷。该变电所110kV配电装置的建设规模为2回变压器进线，2回出线供给两个大型工厂；35kV配电装置的建设规模为2回变压器进线，4回出线。10kV配电装置的建设规模为6回架空线路，另有6回电缆供电。2.1.1 110kV电气主接线110kV高压配电装置，连接着110kV系统，是全所的电能主要来源，要求供电安全可靠，调度灵活，同时应满足运行检修方便，投资及占地较少等。首先要满足可靠性的要求，设计时主要从以下方面考虑：为了保证安全可靠、运行灵活，每一个回路应以多于一台断路器
8、的可能与母线或相邻元件连接，简单的单一连接不能采用。为了避免变电所全停或半停事故的发生，不能采用单母或简单的单母分段接线。为了维护系统的稳定性，宜将故障的停电范围限制到最小，最好是一回线故障只停该回线。综合以上各种因素，对于4回进出线两台主变压器共6个元件的配电装置，有4种主接线方案可供比较选择： 方案1 双母线带旁路接线方式。如图2-1所示图2-1双母线带旁路接线其优点：具有很高的可靠性；运行调度非常灵活；扩建方便。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。通过倒换操作可以组成各种运行方式。扩建方便：向双母线左右任何方向扩建，均不
9、会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。检修出线断路器时不会使该回线路停电。缺点：倒闸操作较为复杂；相应需要隔离开关数目也增加，设备多、投资大，占用场地也大。方案2 双母线接线方式。如图2-2所示图2-2 双母线接线其优点：具有较高的可靠性。通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电。运行调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。通过倒换操作可以组成各种运行方式。扩建方便：向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组
10、合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。缺点：检修出线断路器时会使该回线路停电。方案三 单母分段（带旁路）接线方式。如图2-3所示图2-3 单母分段带旁路接线其优点：单母分段带旁路具有接线简单，设备少、投资小、运行操作方便，且有利于扩建等优点；对重要用户，可采用从不同母线段引出双回线供电电源。设置旁路母线后可以不停电检修出线断路器；当母线发生故障或检修时，仅断开该段电源和变压器，非故障段仍可继续工作。缺点：母线故障会使所有与母线相连的线路停电。方案四 采取单母分段接线。如图2-4所示图2-4 单母分段接线其优点：对重要用户，可采用从不同母线分段引出双回线供电电源，当母线发生故障或检修时，仅断开
11、该段电源和变压器，非故障段仍继续工作，但需限制一部分用户的供电；缺点：单母分段任一回路断路器检修时，该回路必须停止工作；母线故障会使所有与母线相连的线路停电。下面对这四个方案进行筛选分析：（1）该变电所110kV线路为均带I级负荷，供电可靠性要求高，故首先排除方案四单母分段接线方式。（2）对剩下的方案一、二、三进行技术经济比较。为比较经济性，首先比较方案一、二、三、所需的110kV断路器和隔离开关数量，如表2-3。表2-3各方案110 kV断路器和隔离开关数量方案比较方案一：双母线分段带旁路接线方式方案二：双母线接线方式方案三:单母线分段带旁路接线。断路器台数877隔离开关组数262020从表
12、2-3中可知，方案一比方案二多一台断路器，多六组隔离开关；所以在经济上方案二比方案一要好。对方案一和方案三从可靠性方面比较，方案三中如果检修出线断路器，则会造成该回线路停电，在电气化社会，线路停电会带来巨大的损失和影响，可靠性不如方案一。从经济性方面比较，方案二只比方案三多一台隔离开关，断路器数同为7台，经济性比较相差无几，但可靠性方面没有方案一可靠。综上对四个方案的比较分析，确定该变电所110kV电气主接线采用方案一：双母线分段带旁路接线方式。2.1.2 35kV电气主接线从图1-1可知，该变电所有6回35kV进出线，其中2回线路接35kV电源，其他4回线路供负荷， 35kV负荷约28MW。
13、35kV出线有6回，同样不适合采用桥形、角形等无汇流母线的接线方式，应当采用有汇流母线的电气主接线方式。初步拟定以下三个方案供筛选：方案1：单母分段接线。如图2-5所示:图2-5 单母分段接线方案1优点：接线简单清晰、设备少、运行操作方便，有利于扩建。对重要用户，可采用从不同母线分段引出双回线供电电源。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电。缺点：任一回路断路器检修时，该回路必须停止工作，运行调度灵活性较差。方案2：单母分段带旁路接线方式。如图2-6所示图2-6 单母分段带旁路接线方案2优缺点：单母分段带旁路具有接线简单，操作方便。对重要用户，可采用从不同母线分段引出
