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1、. . . . 110KV农村变电所电气系统设计学生：丁清叶 赛加 樊洁馨 夏旭明指导教师：、俐院系：工程学院电气工程系专业：电气化与自动化 班级：电气0801 / 0 前言变电站，改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，称为变电所、配电室等。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作用。作为农村的重要基础设施，农村电力的发展和电力设
2、施建设对于促进农村经济社会发展、提高农民生活质量、推动农业生产具有重要作用。为了搞好农村电网改造升级工作，达到安全可靠、节能环保、技术先进的目的，农网改造升级工程应严格执行国家和行业有关设计技术规程和规，同时供鉴国外的设计、运行经验。 建国以来，我国农电事业得到了迅速的发展。根据1991年农电年报统计，全国已建成35(63)110kV农村变电所13150座，农网总用电量上升到2286亿kWh，乡、村的通电率分别达到96.4%和90%。农村电力的建设，对促进农业、乡镇工业的经济建设和提高农民的生活水平，起到了十分重要的作用。但是，随着改革开放的形势发展，现有农村电网已经适应不了农电负荷迅速增长的
3、要求。我国于20世纪五六十年代早期建立起来的农村变电所的主要问题是设备旧落后，开关容量不足，占地面积大，建设周期长，耗费投资多。这种变电所已不能适应我国农村经济发展的新形势。为进一步探讨我国农村变电所的建设原则、发展方向和模式方案，研制开发新型农电装备，在总结国建设和借鉴国外经验的基础上，对农村变电所的发展提出了三点要求： 农村变电所的建设方案既要满足农业现代化的需要，又要适合我国的国情、网情，走自己的路。研究新技术和开发研究的新装备，要结合农网的实现，做到技术上先进、安全可靠、不检修周期长。农村变电所的总体布局，要注意节省投资、维修方便。小型化变电所的兴起，新设备的应用，大促进了农网电气化的
4、建设，加速了农村经济的发展，供电可靠性有了很大的提高。小型化变电所方案，符合农村电网的特点，适合中国的国情，符合国家的政策，达到了少花钱、办好事、办快事的目的。(1)农村小型化变电所的建设，占地面积小，仅为常规变电所的l3左右，平均每座变电所可节约土地面积1000平方米左右，符合我国土地的使用政策。设备整体布置合理，紧凑而不拥挤，可谓“袖珍”变电所。(2)基建工程量小，施工方便，周期短。特别是对简陋的变电所改造尤为方便，可做到供电、改造两不误。建设周期一般在100天左右，比建常规变电所平均每座可缩短近100天的工期，社会效益显著。(3)总工程投资减少，仅占常规变的23左右，平均每座小型化变电所
5、可节约资金30万元左右。(4)延长了设备的检修周期，改变了原来每年一大修、半年一小修，平时临检不停的现象，节约了人力和检修费用。(5)简化了接线方式。由于采用自动重合器和分段器配合使用，取代了庞大的控制室，高压配电室与其保护盘、控制盘、整流柜和高压开关柜，主接线简单，设备安全可靠，自动化程度高，为农村变电所实现无人值班提供了条件。(6)提高了供电可靠性，设备具有智能功能，避免了线路分支线一点故障导致的全线甚至全所停电的事故。由于分段器自动分段故障线路区段，非故障线路区段正常供电，缩短了线路故障的查寻时间，节约了人力。可见，农村小型化变电所的造价低、占地少、工期短、维护费用少等优点已为工程实践所
6、证实。目前小型化变电所的建设已遍布全国，成为农村变电所的主要形式。自从计算机技术深入到电力系统以来，微机监测技术获得了快速的发展。20世纪80年代，计算机在电力系统的应用，主要以监测电力系统的参数为主，即所谓发展SCADA系统。但是，随着电力系统自动化水平的提高，SCADA系统已不能满足生产实践的要求，因此才开始发展变电所综合自动化系统。这种系统集保护、远动、监控为一体，是一种分布式的综合自动化装置。其把继电保护、远动技术、参数监测等各种功能分布在各个单片机上，而这些单片机通过计算机网络连接起来，形成一个有机的自动化装置。国务院总理温家宝2011年1月5日主持召开国务院常务会议，决定实施新一轮
7、农村电网改造升级工程，在“十二五”期间使全国农村电网普遍得到改造，农村居民生活用电得到较好保障，农业生产用电问题基本解决，基本建成安全可靠、节能环保、技术先进、管理规的新型农村电网。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。当今110kV变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路。同时可以增加系统的可靠性，节约占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。1 本文所
8、要完成的主要工作本次设计经过对变电所原始资料的分析，进行主变与电气设备的选择与校验，继电保护，二次接线，接地与防雷保护以与工程概算等容。根据变电所主变台数与中低压侧设置电压等级的不同，110kV终端变电所110kV和10kV两级电压，110kV进线一回，10kV出线六回。通过合理的接线、设备无油化、布置的紧凑以与综合自动化技术，并将通信设施并入主控室，简化所附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电所设计，降低投资的目的。2 系统总体设计2.1 负荷统计和计算2.1.1 负荷统计表本变电所均为三类负荷，生活用电负荷大，工业负荷小，农业灌溉负荷比重较大；共有4条10kV出线，长度为1520k
9、m不等，每条出线，接配电变压器1525台。见表2-1所示。表2-1负荷统计表回路 名称用户类型需用系数配电容量(kVA)台 数供电 回路线路 长度(km)备 注1城东线居民用电 甲线0.7120015111三类2城南线居民用电 乙线0.6135020115三类3城西线居民用电 丙线0.6165015117三类4城北线其它用电0.7196525118三类2.1.2各用户计算负荷：公式：2.1.3变电所当年的计算：当年计算负荷各用户的计算负荷同时系数，一般取0.85-0.9X%线损率，系数设计取10%2.1.4负荷增长（5年以后）的变电所最大计算负荷：表2-2 单位：兆瓦名称20112012201
10、320142015最大负荷4.114.314.524.754.99增长率5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%所以，选择型号的三项变压器一台。2.2 主变设计2.2.1主变台数的确定因电力负荷季节性不强，且变电站只有三类负荷，故设一台主变压器。考虑到不受运输条件的限制，选用三项变压器。同深入引进至负荷中心，具有直接从高压到低压供电条件的变电所。为简化电压等级或减少重复降压容量采用双绕组变压器。由于变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列进行，所以变压器绕组的连线方式选Y型连接。2.2.2 主变容量的确定装设一台主变，额定容量8000KVA，Se0.6Sjszd即Se0.675
11、83.48kVA 主变采用双绕组变压器-8000/110型变压器。见表2-3。表2-3主变参数表额定容量损耗空载电流阻抗电阻连接组标号外型(mm)空载 短路8000kVA11.05 42.50.8%10.5YNd116100410051302.2.3 主接线设计农村变电所的趋向是小型化，因变电所只有三类负荷，操作方便，安全，运行灵活，有扩建改造的前远诸多因素，因此，主接线的确定方案考虑以上各点决定：110KV有以进线，采用单母线接线，10KV侧有4条回路出线，采用单母线接线。主接线图见附录。3 短路电路的计算3.1短路点的确定根据保护整定值计算和校验，计算如图所示的各短路短点。图3-1 短路点
12、的确定3.2路电抗并算出短路电流3.2.1计算各支路的电抗标幺值各回路的容量为：各回路负荷电抗：各回路总电抗：各回路并联等效电抗标幺值：短路电流计算（110kv侧）：10kv侧d2短路 d3短路d4短路d5短路d6短路短路电流一览表3-2：13.97614.33623.80013.72031.0123.64840.7982.87750.7222.60060.6872.4784 电气设备的选择与校验4.1母线的选择4.1.1 母线截面形状和截面积的选择（1）按最大长期工作电流选择母线截面选择条件：通过母线的最大长工作电流不应大于母线长允许电流。适用围：各种电压等级的装置中主母线和引下线以与临时装
13、设的母线，都按长期工作电流选择截面（2）按经济电流密度选择母线4.1.2 侧母线截面积的选择与校验4.1.2.1 110kV侧母线的选择与校验若一台变压器停止工作， 想满足整个负荷的要求， 则另一台变压器工作在过负荷状态下。 由于所以只需一台过负荷为原来的倍，即。按通过高压侧母线的最大长期工作电流 (3-1)按济电流密度选择母线截面 (3-2)取变压器最大负荷利用小时数h=3000-5000小时，选择。经计算选择LGJ-35mm2型钢芯铝绞线，其40时最大允许持续电流为275A。校验如下：短路计算时间。因，所以，经查表得。因，所以tfz=0，故。母线允许电流母线正常运行时的最高温度为： (3-
14、3)查表知，按热稳定条件所需最小母线截面为 (3-4)小于所选母线的截面积，满足热稳定要求，因所选母线为钢芯铝绞线，故不需动稳定校验。4.1.2.2 10kV侧母线的选择按通过低压侧母线的最大长期工作电流按经济电流密度选择母线截面取变压器最大负荷利用小时数h=3000-5000小时，查表选择j=1.15106A/m2经计算选择LMY-608型铝母线，其40时最大允许持续电流为958A。校验如下：热稳定性校验短路计算时间。因，所以，经查表得。因，所以tfz=0，故。母线正常运行时的最高温度为：查表知，按热稳定条件所需最小母线截面为小于所选母线截面608mm2，故满足热稳定要求。 动稳定性校验10k
