110kv降压变电站设计毕业设计(编辑修改稿)

110kv降压变电站设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

接线应满足的概念和基本要求 电气主接线的概念 电气主接线也成为电气主系统或电气一次接线，它是由电气一次设备按电力生产的顺序和功能要求连接而成的接受和分配电能的电路，是发电厂、变电所电气部分的主体。 电气主接线反映了发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有关电气设备的数量、各回路中电气设备的联接关系及发电机、变压器与输电线路、负荷间以怎样的方式连接，直接关系到电力系统运行的可靠性、灵活性和安全性，直接影响 发电厂、变电所电气设备的选择，配电装置的布置，保护与控制方式选择和检修的安全与方便性。 电气主接线的基本要求 对电气主接线的基本要求，概括地说是应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求。 可靠性 保证电力系统的安全可靠运行是电力生产的首要任务，定性分析和衡量电气主接线可靠性的评判标准有以下四点： （ 1） 断路器检修时，能否不影响供电。 （ 2） 断路器 或母线故障以及母线或母线隔离开关检修时，停运的回路数的多少和停电的时间的长短，能否保证对 I类负荷和大部分 II类负荷的供电。 （ 3） 发电厂、变电所全部 停运的可能性。 （ 4） 大机组和超高压的电气主接线能否满足对可靠性的特殊要求。 灵活性 灵活性主要包括以下三个方面： （ 1） 调度灵活 能按照调度的要求，方便而灵活地投切机组、变压器和接线，调配电源和负荷，以满足在正常、事故、检修等运行方式下的切换操作要求。 （ 2） 检修安全、方便 可以方便地停运断路器、母线及其二次设备进行检修，而不致于影响电网的运行和对其他用户的供电。 应尽可能的使操作步骤少，便于运行人员掌握，不易发生误操作。 （ 3） 扩建方便 能根据扩建的要求，方便地从初期接线过渡到远景 接线。 在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新机组、变压器或线路二不互相干扰，对一次设备和二次设备的改造为最少。 经济性 主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下，做到经济合理。 （ 1）节约投资 主接线应力求简单清晰，节省断路器、隔离开关等一次设备；要使相应的控制、保护不过与复杂，节省二次设备与控制电缆等；能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备和轻型电器等。 （ 2） 占地面积小 主接线的形式影响配电装置的布置和电器总平面的格局，主接线方案应尽量节约配电装置占地和节约构架、导线、绝缘子 及安装费用。 在运输条件下许可的地方，应采用三相变压器而不用三台单相变压器组。 （ 3）年运行费小 年运行费用包括电能损耗费、折旧费及大修费、日常小修的维护费等。 电能损耗主要由变压器引起，因此要合理选择主变器的型式、容量和台数及避免两次变压而增加损耗。 各电压级电气主接线设计 根据《 35110kV 变电所设计规范》第 条， 35110kV 线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。 超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。 3563kV 线路为 8回及以 上时，亦可采用双母线， 110kV 线路为 6 回及以上时，宜采用双母线接线。 在进行电气主接线设计时 ,一般根据设计任务书的要求 ,综合分析有关基础资料，拟订 23 个技术上能满足要求的方案进行详细技术经济比较，最后确定最佳方案。 下面根据 基本要求对主接线进行选择。 110kV 侧主接线设计 根据题目的要求，对于 110kV 侧可选用的方案有单母线接线、单母线分段接线、内桥形接线和双母线接线三种方式。 对单母线分段带旁路母线接线需另设母线，接线较复杂，投资较大，性价比较低，故可以在近期采用桥形接线，而远 期发展时扩建成单母线分段接线形式或者直接采用单母线分段接线形式，初步选择内侨形接线和单母线分段接线进行下一次的对比。 WL 1 WL 2 WL 3 WL 4QF 1QS 12QS 11电源 1 电源 2QF dW( )QS dWL 1 WL 2QF 1 QF 2QF 3QS 1方案比较如下表所示： 接线名称 方案一 :内桥形接线 方案二 :单母线分段接线 接线简图 可靠性 可靠性较差：（ 1）任一出线断路器检修时该回路停电。 （ 2）当联络断路器或隔离开关检修时，两出线均成为单电源供电。 （ 3）全部停运的可能性较大。 可靠性较好：（ 1）任一段母线故障或检修期间，该段母线上的所有回路均需停电。 （ 2）任一断路器检修时，该断路器所带用户也将停电。 （ 3）全部停运的可能 性较低。 灵活性 灵活性较差：（ 1）无母线，只适用于两台变压器器和两条出线的场合。 （ 2）可扩建为单母线分段接线形式。 灵活性较高：（ 1）有单母线运行、各段并列运行和各段分裂运行等运行方式。 （ 2）有母线和主变压器，当出线增加时，易于扩散。 经济性 经济性较好：（ 1）接线简单，无母线，投资小。 （ 2）变压器出口可以不装设断路器，只设隔离开关。 经济性较差：（ 1）接线稍复杂，有母线，投资大。 （ 2）主变出口处需装设断路器。 经过以上两个方案的对比分析可知，在近期可以按桥型接线运行，远景发展可扩展为单母线分段 接线形式。 电源 1电源 2QF CW 1W 2WL 1 WL 2 WL 3 WL 4WL 1 WL 2 WL 3 WL 4QF 1QS 12QS 11电源 1 电源 2QF dW( )QS d 35kV 侧主接线的选择： 根据设计的要求以及对电力网络的分析， 35kV 侧主接线可选择的形式有单母线分段接线、双母线接线接线两种形式。 为保证线路检修时不中断对用户的供电，采用单母线分段接线和双母线接线时，可增设旁路母线。 但由于设置旁路母线的条件所限（ 35kV～ 60kV出线多为双回路，有可能停电检修断路器，且检修时间短，约为 2～ 3 天），所以， 35kV～ 60kV 采用双母线接线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离开关 ，现选择双母线接线和单母线分段接线两种方案进行比较。 方案比较如 下表所示： 接线方式 单母线分段接线 双母线接线 接线简图 灵活性 灵活性较高：（ 1）有单母线运行、各段并列运行和各段分裂运行等运行方式。 （ 2）有母线和主变压器，当出线增加时，易于扩散。 较灵活：可以采用两组母线同时工作，也可以采用一组母线工作，另一组备用的单母线运行方式。 有母线，扩建方便，但变更运行方式需要进行倒闸，易出现误操作。 可靠性 可靠性较好：（ 1）任一段母线故障或检修期间，该段母线上的所有回路均需停电。 （ 2）任一断路器检修时，该断路器所带用户也将停电。 （ 3）全部停可靠性高：（ 1）检修母线时不中断供电。 （ 2）任一组母线故障时仅短时停电。 （ 3）检修任一回路断路器时，该回路仍需停电。 T 1 T 2电源 1 电源 2WL 1W 2 W 1W 3QS 1 PQS 12QF 1QS 11QF dQS 3 QS 4QS 1 QS 2QS d运的可能性较低。 经济性 较经济，仅有一组母线，无母联断路器，设备少，投资少，接线简单。 经济性差，需装设两组母线，设备多，接线复杂，投资大。 经过以上两个方案的分析，双母线接线经济性差，性价比低，故综合考虑采用单母线分段接线。 10kV 侧主接线的选择： 根据设计的要求以及对电力网络的分析， 10kV 侧主接线可选择的形式有单母线分段接线、单母线分段带旁路母线、手车式单母线分段接线三种形式。 对于相同的接线，手车式单母线分段接线较普通单母线分段接线有较好的互换性，可提高供电的可靠性，故选择单母线分段带简易旁路母线接线和手车式单母线分段接线两种方案进行比较。 方案比较如下表所示： 接线方式 手车式单母线分段接线 单母线分段带简易旁路母线接线 接线简图 灵活性 较灵活：接线简单清晰，有单母线运行和各段并列运行和分列运行等运行方式，且各运行方式之间能方便进行切换，有母线，扩建方便，可以较快检修断路器，无需倒闸。 较灵活：有多种运行方式，各方式之间也可方便切换，有良好的可扩建性 ，但采用旁路母线，虽不需要停电检修出线断路器，但需通过复杂的倒闸操作，易误操作。 可靠性 可靠性高：（ 1）母线发生故障时，仅故障母线停止供电，缩小故障范围。 （ 2）任一断路器检修时该回路短时停电。 可靠性高：（ 1）检修母线时不中断供电。 （ 2）任一组母线故障时仅短时停电。 （ 3）检修任一回路断路器时，该回路仍需停电。 经济性 较经济，没有旁路母线及旁路隔离开关，设备少，投资小，接线简单。 经济性差，增加旁路母线后接线复杂，占地面积增大，投资增大。 经过以上两个方案的比较，单母线分段带旁母接线经济性差，性价比 低，且现在多采用 SF6 断路器，其可靠性高，检修周期长，故采用手车式单母线分段接线。 所用电设计 根据《发电厂电气部分》第 32 节中关于变电所所用电接线的介绍：变电所的所用电负荷，一般都比较小，变电所的主要所用电负荷是变压器冷却装置（包括风扇、油泵、水泵），支流系统中的充放电装置和硅整流设备、空气压缩机、 油处理设备、检修工具以及采暖、通风、照明、供水等，当变电所装有同步调相机时，还有调相机的空气冷却器和润滑系统的油泵和水泵等负荷。 这些负荷容量都不太大，因此变电所的所用电只需 ，采用动力和 照明混合供电方式。 所用变台数： 根据《 35~110kV 设计规范》第 条 在有两台及以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量相同、可互为备用的所用变压器，分别接到母线的不同分段上。 故本所两台所用变。 所用变接线： 根据《设计手册 I》第 310，所用电系统采用 380/220V 中性点直接接地的三相四线制，所用低压侧多采用单母线接线，当有两台所用变时，采用单母线分段接线方式，平时分列运行，以限制故障范围，提高供电可靠性。 所用变容量： 根据经验和参考其他 110kV 变电站，变电所所用变压器一般容量选择 50kVA。 由于本所主变低压侧的消弧线圈要接至本所所用变中性点上，故本所所用变容量应为 50kVA。 所以综合考虑各种因素，查表可知本所应装设两台型号为 S1150/10 电力变压器作为所用变压器，并将它们分别接在主变压器低压侧母线的不同分段上。 这种所用电源引接方式具有经济性好和供电可靠性高的特点。 无功补偿设计 无功补偿的意义 电压是电能质量的重要指标，电压质量对电力网络安全经济运行，对保证用户的安全用电和产品质量是非常重要的，根据统计，用户消耗的 无功功率是它的有功功率的 50— 100%，同时电力系统本身消耗的无功功率可达到用户的 25—75%。 无功功率的不足，将造成电压的下降，电能损耗增大，电力系统稳定的破坏，所以电力系统的无功电源和无功功率必须平衡，总之，补偿变压器的无功损耗，补偿高压网的无功缺额，可以减少无功功率的传输，提高电压质量和减小电能损耗。 无功补偿关系到电力系统的电压质量、安全及经济运行，无功补偿可以减小无功功率的传输，提高电压质量和减小电能损耗。 在 220kV 及以下电压级变电所常用并联电容器补偿。 无功补偿的原则 对无功 电源与无功无功负荷采取在各级电压电网中分级补偿就地平衡的原则。 并联电容器容量的选择 补偿方法主要有串联补偿和并联补偿两类。 其中，串联补偿主要是采用串联电容器装置；并联补偿主要采用并联电容器装置、静止补偿装置和并联电抗器装置等。 本设计采用并联电容器补偿装置，向电网提供可阶梯调节的容性无功，以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗，提高电网电压和功率因数。 对35~110kV 变电站中的电容器总容量，按无功功率就地平衡的原则，可按主变容量的 10%~30%考虑， 本次设计选取 10%，并将其 分在 6~10kV两段母线上安装。 则有 v ar6 3 0 023 1 5 0 %10 kSQ nc  式中： cQ — 并联电抗器的容量 nS — 主变压器的容量 并联电容器型式及其接线方式的选择 无功补偿的并联电容器可以选择密集型电容器或由单个电容器组成的电容器组 (单个容量 选 100kvar)，电容器组的数量由上述计算 出的总容量和单个电容器的容量计算而得，还要将它们分成两部分，接在变电所的两个低压母线上。 它们的接线方式有三角形（一般用于较小容量的电容器组）和星形接线两种方式，星形接线的电容器额定电压应该为所接母线电压的相电压，而三角形接线的电容器额定电压应该为所接母线电压的线电压。 在星形接线方式中，一般还采用双星形接线方式，以便采用中性线不平衡电流保护。 双星形台数为 6 的倍数，单星形台数为 3的倍数。 并联电容器的选择 查《发电厂电气部分》表 A15 可选择型号为 BGF11/ 3 1003W 的电容器，其技术参数为：。