某市110kv中心变电所电气一次部分初步设计(编辑修改稿)

某市110kv中心变电所电气一次部分初步设计(编辑修改稿)内容摘要：

线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接线，但在系统主干网上不得采用分支接线。 2．在 610kV配电装置中，出线回路数不超过 5 回时，一般采用单母线接线方式，出线回路数在 6 回及以上时，采用单母分段接线，当短路电流较大，出线回路较多，功率较大，出线需要带电抗器时，可采用双母线接线。 3．在 3566kV 配电装置中，当出线回路数不超过 3 回时，一般采用单母线接线，当出线回路数为 4～ 8 回时，一般采用单母线分段接线，若接电源较多、出线较多、 负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。 110kV降压 变电站电气部分 一次 设计 4 4．在 110220kV配电装置中，出线回路数不超过 2 回时，采用单母线接线；出线回路数为 3～ 4 回时，采用单母线分段接线；出线回路数在 5 回及以上，或当“ 0— 220KV配电装置在系统中居重要地位；出线回路数在 4 回及以上时，一般采用双母线接线。 5．当采用 SF6 等性能可靠、检修周期长的断路器，以及更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。 总之，以设计原始材料及设计要求为依据，以有关技术规程为标准，结合具体工作的特点，准确的基础资料，全面分析，做到既有先进 技术，又要经济实用。 主接线的基本形式和特点 主接线的基本形式可分两大类：有汇流母线的接线形式和无汇流母线的接线形式。 在电厂或变电所的进出线较多时（一般超过 4 回），为便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰、运行方便、有利于安装和扩建。 缺点是有母线后配电装置占地面积较大，使断路器等设备增多。 无汇流母线的接线使用开关电器少，占地面积少，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的电厂和变电所。 有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。 单母线又分为单母线无分段、单母线有分段、单母 线分段带旁路母线等形式；又母线又分为双母线无分段、双母线有分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线等方式。 无汇流母线的主接线形式主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接线和多角形接线等。 变电所各接线方案的确定 在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性、及经济性等基本要求，综合考虑在满足技术、经济政策的前提下，力争使其为技术先进、供电可靠安全、经济合理的主接线方案。 供电可靠性是变电所的首要问题，主接线的设计，首先应保证变电所能满足负荷的需要，同时要保证供电的可靠性。 变电所主接线可靠 性拟从以下几个方面考虑： 1． 断路器检修时，不影响连续供电； 2． 线路、断路器或母线故障及在母线检修时，造成馈线停运的回数多少和停电时间长短，能否满足重要的 I、 II 类负荷对供电的要求； 3． 变电所有无全所停电的可能性。 主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便，高度灵活，检修安全，扩建发展方便。 主接线的可靠性与经济性应综合考虑，辩证统一，在满足技术要求前提下，尽可能投资省、占地面积小、电能损耗少、年费用（投资与运行）为最小。 接线的形式 110KV 侧主接线方案 A 方案： 单母线分段接线（见图 21） 110kV降压 变电站电气部分 一次 设计 5 图 21 单母线分段接线 B 方案： 双母线接线（见图 22） 图 22 双母线接线 分析： A 方案的主要优缺点： （ 1）母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作； （ 2）双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上 ，以保证对重要用户 的供电； （ 3）段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电； （ 4）一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； （ 5）出线为双回线路时，会使架空线出现交叉跨越； （ 6） 110kV 为高电压等级，一旦停电，影响下 — 级电压等级供电，其重要性较高，因此本变电所设计不宜采用单母线分段接线。 B 方案的主要优、缺点： （ 1）检修母线时，电源和出线可以继续工作，不会中断对用户的供电； （ 2）检修任一母线隔离开关时，只需断 开该回路； 110kV降压 变电站电气部分 一次 设计 6 （ 3）工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电； （ 4）可利用母联开关代替出线开关； （ 5）便于扩建； （ 6）双母线接线设备较多，配电装置复杂，投资、占地面积较大，运行中需要隔离开关切断电路，容易引起误操作； （ 7）经济性差。 结论： A 方案一般适用于 110KV出线为 4 回的装置中； B 方案一般适用于 110KV出线为5 回及以上或者在系统中居重要位置、出线 4 回及以上的装置中。 综合比较 A、 B 两方案，并考虑本变电所 110KV 进出线共 6 回，且在系统中地位比较重要，所以选择 B 方案双母线接线为 110KV侧 主接线方案。 35KV 侧主接线方案 A 方案 ： 单母线接线 图 23 单母线接线 B 方案： 单母线分段接线 110kV降压 变电站电气部分 一次 设计 7 图 24 单母线分段接线 分析： A 方案的主要优缺点： （ 1）接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，但可靠性和灵活性较差； （ 2）当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，各回路必须在检修或故障消除前的全部时间内 停止工作； （ 3）出线开关检修时，该回路停止工作。 B 方案的主要优缺点： （ 1）当母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作； （ 2）对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保证对重要用户的供电； （ 3）当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电； （ 4）任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； （ 5）当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。 结论： B 方案一般速用于 35KV 出线为 48 回 的装置中。 综合比较 A、 B 两方案，并考虑本变电所 35KV出线为 2 回，所以选择 B 方案单母线分段接线为 35KV侧主接线方案。 10KV 侧主接线方案 A 方案： 单母线接线（见图 23）。 B 方案： 单母线分段接线（见图 24）。 分析： A 方案的主要优缺点： （ 1）接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，但可靠性和灵活性较差； （ 2）当母线或母线隔离开关发生故障或检修时；各回路必须在检修或故障消除前的全部时间内停止工作；． （ 3）出线开关检修时，该回路停止工作。 B 方案的主要优缺点： 110kV降压 变电站电气部分 一次 设计 8 （ 1）母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作； （ 2）对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保证对重要用户的供电； （ 3）当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引出线，样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电； （ 4）任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； （ 5）当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。 结论： B 方案一般适用于 10KV 出线为 6 回及以上的装置中。 综合比较 A、 B 两方案，并考虑本变电所 10KV出线为 6 回，所以选择 B 方 案单母线分段接线为 10KV 侧主接线方案。 最优方案的确定 通过对原始资料的分析及 根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求， 选择了两种待选主接线方案 进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电所电气主接线 方案。 即确定了本次设计主接线的最优方案（主接线图见附图）： 110kV降压 变电站电气部分 一次 设计 9 第三章 主变压器的选择 变电所主变压器台数的确定 主变台数确定的要求： 1．对大城市郊区的一次变电所，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 所或大型专用变电所，在设计时应考虑装设台主变压器的可能性。 考虑到该变电所为一重要中心、枢纽变电所， 在系统中起着汇聚、分配和平衡电能的作用 ，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑采用旁路带主变的方式。 故选用两台主变压器，并列运行且容量相等。 变电所主变压器容量的确定 主变压器容量确定的要求： 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，并适当考到远期 10～20年的负荷发展。 2．根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。 对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主 变压器停运时，其余变压器容量在设计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷对一般性变电所停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的 60～ 70%。 由于变电所建成后第五年总负荷增加到 ，建成十年后总负荷增加到 ,故选两台 50MVA 的主变压器就可满足负荷需求。 变电所主变压器型式的选择 具有三种电压等级的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的 15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备时，主变压器采用三饶组。 而有载调压较容易稳定电压，减 少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定 对电力系统一般要求 10KV 及以下变电所采用一级有载调压变压器。 故本站主变压器选用有载三圈变压器。 我国 110kV 及以上电压变压器绕组都采用 0Y 连接； 35kV 采用 Y 连接，其中性点多通过消弧线圈接地。 35kV 以下电压变压器绕组都采用  型连接。 表 主变参数表 型号 电压组合及分接范围 阻抗电压 空载电流 连接组 高压 中压 低压 高 中 高 低 中 低 1． 3 YN，yn0,d11 SFSZ740000/110 110106 % 37177。 5% 18 站用变台数、容量和型式的确定 站用变台数的确定 对大中型变电所，通常装设两台站用变压器。 因站用负荷较重要，考虑到该变电所具110kV降压 变电站电气部分 一次 设计 10 有两台主变压器和两段 10kV 母线，为提高站用电的可靠性和灵活性，所以装设两台站用变压器，并采用暗备用的方式。 站用变容量的确定 站用变压器容量选择的要求：站用变压器的容量 应满足经常的负荷需要和留有 10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。 考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式，正常情况下为单台变压器运行。 每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。 站用变型式的选择 考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器。 表 站用变参数表 型号 电压组合 连接组标号 空载 损耗 (KW) 负载损耗(KW) 空载电流(%) 阻抗电压(%) 高压 高压分接范围 低压 S9100/10 177。 5% Y,yn0 4 因本 站有许多无功负荷，且离发电厂较近，为了防止无功倒送也为了保证用户的电压，以及提高系统运行的稳定性、安全性和经济性，应进行合理的无功补偿。 根据设计 要求，自然功率应未达到规定标准的变电所，应安装并联电容补偿装置，电容器装置应设置在主变压器的低压侧或主要负荷侧，电容器装置宜用中性点不接地的星型接线。 《电力工程电力设计手册》规定“对于 35110KV 变电所，可按主变压器额定容量的10%30%作为 所有需要补偿的最大容量性无功量，地区无功或距离电源点接近的变电所取较低者；地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所取较低者；地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所取较高者。 110kV降压 变电站电气部分 一次 设计 11 第四章 短路电流计算 短路电流计算的目的及假设 短路电流计算的目的 1． 在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。 2． 在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金 ，这就需要进行全面的短路电流计算。 3． 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。 4． 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。 5． 按接地装置的设计，也需用短路。