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1、第1章 概述1.1设计题目110KV降压变电站电气设计1.2原始资料1.2.1 系统参数：系统至110KV母线的短路容量为3984MVA，110KV架空线路，长22km。1.2.2 变电所A资料35KV出线4回 1、负荷7-10MW，线路长30km，1回 2、负荷6-8MW，线路长25km，1回 3、负荷5-8MW，线路长20km，1回 4、负荷4-7MW，线路长15km，1回 功率因数0.85 10 KV出线4回 1、负荷1.5-2MW，线路长10km，1回 2、负荷1.6-2.2MW，线路长12km，1回 3、负荷0.5-1.2MW，线路长7km，1回 4、负荷0.7-1.5MW，线路长9
2、km，1回 负荷同时率0.75 待建变电所考虑15%的负荷发展余地，地形平坦无污染，环境温度=35,最大负荷利用小时数：T=5000h/年。1.2.3 110KV线路电抗按0.4欧姆/km计。1.2.4 发电厂变电所地理位置图如图所示。图1-1 发电厂变电所地理位置图G汽轮发电机QFQ-50-2，50MW，Xd”=0.124,cos=0.8；T-变压器SF7-40000/121+2*2.5%；L1：70km，L2：60km；L3：40km；1.3设计任务1、 计算负荷，选择主变的容量和台数；2、 确定电气一次主接线方案；3、 短路电流计算；4、 选择各级导线型号和截面；5、 选择一次电气设备；
3、6、 防雷保护和接地装置计算；7、 继电保护计量装置配置；8、 编写设计说明书：包括设计总说明、设计计算书；9、 设计图纸：包括电气主接线图、电气总平面布置图、各电压等级电气间隔断面图、继电保护测量配置图、防雷保护及接地装置布置图、屋内配电装置图第2章 电气主接线的设计2.1 原始资料分析本设计的变电站为降压变电站,有三个电压等级：高压侧电压为110kv,有二回进线；中压侧电压为35kv,有四回出线。低压侧电压为10kv,有四回出线。从以上资料可知本变电站为终端变电站。2.2 主接线的设计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
4、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。终端变电站的作用是降压供给附近用户或企业，其接线应尽可能采用断路器数目较少的接线，以节省投资和减少占地面积。随着出线数的不同，可采用桥形、单母分段等。低压侧采用单母线和单母线分段。可按以下几个原则来选：2.2.1 主接线选择原则1、 运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。2、 具有一定的灵活性主接线正常运
5、行时可以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，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。3、 操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、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、 经济上合理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小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。5、 应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发
6、展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。主接线方案初步拟定两套，综合对可靠性、灵活性及经济性等要求考虑，作出力争技术先进供电可靠、经济合理的主接线方案。此主接线方案还应在检修、事故等特殊状态下操作方便，调度灵活、检修安全、扩建方便。方案：110KV侧采用单母分段，35KV采用单母分段带旁母，10KV采用单母分段。图2-1 电气主接线方案一方案：110KV侧采用内桥接线，35KV采用单母分段，10KV单母接线。图2-2 电气主接线方案二2.2.2 分析比较过程
7、2.2.2.1 110KV侧(2回进线)方案1：110KV侧采用单母线分段接线其优缺点： 1、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，不影响变电站的运行。2、单母线分段便于过渡为双母线接线。3、采用的开关、刀闸较多，某一开关检修时，对有穿越电流的环网线路有影响。4、开关检修时，可用采用另一段运行，无需停电。5、易于扩建，利于以后规划。方案2：采用内桥接线其优缺点：1、两台断路器1DL和2DL接在电源出线上，线路的切除和投入是比较方便。2、当线路发生故障时，仅故障线路的断路器断开，其它回路仍可继续工作。3、当变压器故障时，如变压器1B故障，与变压器1B连接的两台断路
8、器1DL和3DL都将断开，当切除和投入变压器时，操作也比较复杂。4、较容易影响有穿越功率的环网系统，内桥接线适用于故障较多的长线路，且变压器不需要经常切换运行方式的变电所。2.2.2.2 10KV侧(4回出线) 分析：6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时，一般采用单母线分段接线，本设计为终端变电所，为保证供电可靠性也采用单母分段接线方式。2.2.2.3 35KV 侧（4回出线）35kv送出四回线路,可采用单母线接线或单母线分段接线方式。但单母线接线方式只适用于6220kv系统中只有一台发电机或一台主变压器的发电厂或变电所。一般主变不少于2台，故选用单母分段带旁路接线方式。2.2.3 主
9、接线方案结果由以上分析比较，综合可靠性和经济性可得变电站的主接线方案为方案一：110KV采用单母分段接线方式，35KV采用单母分段带旁路接线方式，10KV采用单母分段接线。2.3 变电站主变压器的选择变电所主变压器容量一般应按5-10年规划负荷来选择。根据城市规划，负荷性质，电网结构等综合考虑确定其容量。对于重要变电所应考虑以1台主变压器停运时其余变压器容量在计及负荷能力允许时间内，应满足类及类负荷的供电。对于一般变电所，当一台主变停运时，其余变压器的容量应能满足全部负荷的70%-80%，在目前实际的运行情况变电所中一般均是采用两台变压器互为暗备用并联运行。变压器容量首先应满足在下，变压器能够
10、可靠运行。对于单台：对于两台并联运行：+ + +变压器除满足以上要求外还需要考虑变电所发展和调整的需要，并考虑5-10年的规划，并留有一定的裕量并满足变压器经济运行的条件。根据现实运行的经验，一般是采用两台变压器互为备用。对于两台互为备用并联运行的变压器，变电所通常采用两台等容量的变压器，单台变压器容量视它们的备用方式而定：1. 暗备用：两台变压器同时投入运行，正常情况下每台变压器各承担负荷的50%，此时，变压器的容量应按变压器最大负荷的70%选择，其有显著的优势：1.正常情况下，变压器的最大负荷率为70%，符合变压器经济运行并留有一定的裕量。2.若一台变压器故障，另一台变压器可以在承担全部最
11、大负荷下（过负荷40%）继续运行一段时间。这段时间完全有可能调整生产，切除不重要负荷，保证重要负荷的正常供电。这种暗备用的运行方式具有投资省，能耗小的特点，在实际中得到广泛应用。2. 明备用：一台变压器工作，另一台变压器停止运行作为备用。此时，两台变压器按最大负荷时变压器负荷率为100%考虑，较暗备用能耗大，投资大，故在实际中不常采用。变压器选择方法：根据负荷计算出的，由于采用两台变压器互为暗备用并联运行，单台变压器容量按70%*选择，并考虑5-10年规划，留有15%的发展余地。=0.7* *（1+15%）所选择的变压器容量0.7* *（1+15%）即可。考虑两台主变压器互为暗备用，单台容量按
12、计算容量的70%选择。考虑5-10年的计算规划并留有一定的裕量，则单台S总=Scmax0.7（1+15%）=35.211.150.7=28.34 MVA。所以单台容量只要大于28.34 MVA即可。另外，单台容量S总=28.34 MVA Scmin= 22.325MVA,满足最小负荷时单台主变独立运行。综合上述条件考虑，本变电站选择2台SFS731500/110型变压器。其技术参数如下：表2-1 SFS731500/110型变压器参数型号额定容量KVA额定电压SFS731500/11031500高压中压低压11022.5%12122.5%3522.5%38.522.5%6.36.610.511
13、联结组损耗kw阻抗电压总体质量备注YN，yn0，d11空载短路高中高低中低61.1t沈阳变4617510.517186.5第3章 短路电流的计算及导线、设备的选择3.1 短路电流的计算根据变电所电气主接线做出等值电路，采用标么值计算，设基准容量SB=100MVA,基准电压UB=UAV,基准电流IB=SB/(UB)。设K1,K2,K3点短路，则短路系统简化图如下：图3-1 短路系统简化图计算过程见计算书，结果如下表：表3-1 短路电流计算结果表回路编号短路容量电流冲击值稳定值110KVK122.96MVA67.16KA39.77KA35KVK210.9MVA10.72KA6.35KA10KVK3
14、29.98MVA29.98KA17.76KA3.2 各电压等级母线及其出线选择3.2.1 各级电压母线的选择 选择配电装置中各级电压母线，主要应考虑如下内容：1. 选择母线的材料，结构和排列方式；2. 选择母线截面的大小；3. 检验母线短路时的热稳定和动稳定；4. 对35kV以上母线，应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕；5. 对于重要母线和大电流母线，由于电力网母线振动，为避免共振，应校验母线自振频率。根据以往经验，110kV母线一般采用软导体型式。采用LGJ185型钢芯铝绞线即满足热稳定要求，同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ70，故不进行电晕校验。根据设计要求， 35KV母线应选导体为宜。LGJ630型钢芯铝绞线即满足热稳定要求，同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ70，故不进行电晕校验。本变电所10KV母线应选硬导体为宜。由于出现负荷不是很大故采用经济电流密度选择方法，所选LMY-638型铝母线满足稳定要求。以下为导体选择结果（详细的计算选择和校验过程见计算书）：表3-2 导体选择结果线路型号载流量（A）截面()110KV母线LGJ-18
