110-35-10kv变电所设计学士学位论文(编辑修改稿)

110-35-10kv变电所设计学士学位论文(编辑修改稿)内容摘要：

空载 损耗 W 负载 损耗 W 空载 电流 % 短路 阻抗 % 高压 kV 中压 kV 低压 kV SFSZ963000/110三绕组有载调压电力变压器 63000 110177。 8% 35 11 YNyn0d11 53800 270000 高 中 高 低 17~18 中 低 容量校验：低负荷系数 K1=实际最小符合 /额定容量 =（ 60+18） /63= 高负荷系数 K2=实际最大负荷 /额定容量 =（ 60+28） /63= 另外，查 《发电厂电气设备》 规定：自然油循环的变压器过负荷系数不应超过。 可见：此变压器能满足要求，故应选用此型号的变压器。 北方民族大学学士学位论文 1103510KV变电所设计 第 5 页 共 54 页 第 2章 电气主 接线方案确定 主接线代表了变电所高电压、大电流的电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。 它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护等诸多方面都有决定性的关系。 因此，主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较，综合的考虑各个方面的因素影响，最终得到实际工程确认的最佳方案。 电气主接线设计原则 电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备已规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单向接线图。 它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性， 同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。 电气主接线的基本原则是以设计任务数为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠，调度灵活，满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就近取材，力争设备元件的设计先进性和可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 结合主接线设计的基本原则，所设计的主接线应满足供电可靠性、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。 在进行论证分析时更应辩证地统一供电可靠性和经 济性的关系，方能做到先进性和可行性 [2]。 确定主接线方案 原始资料分析 本设计变电站为降压变电站，有三个电压等级，即 110/35/10KV。 （ 1） 110KV 侧两条电源进线，四条出线，每回线路按 20MVA 计算。 （ 2） 35KV 侧有一条联络线，七回出线，备用一回，总计负荷 60MVA，最大负荷利用小时数为 4500 小时。 （ 3） 10KV 侧，出线 10 回，最大负荷 28MVA，最小负荷 18 MVA。 基于安全性考虑，均采用双回路工作方式。 双回路工作方式：两条双回路互为备用，平时 均处于带点状态，一旦一条回路发生供电故障，另一条回路自动投入，从而保证不间断供电。 北方民族大学学士学位论文 1103510KV变电所设计 第 6 页 共 54 页 各类接线的选用原则 主接线的基本形式：主接线的基本形式就是主要电气设备常用的几种连接方式，概括地分为两大类。 (1)有汇流母线的接线形式。 （ 2）无汇流母线的接线形式。 发电厂和变电所电气主接线的基本环节是电源 (发电机或变压器 )、母线和出现（馈线）。 各个发电厂或变电所的出线回路数和电源数不同，且每路馈线所传输的功率也不一样。 在进出线较多时（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母线起着汇总 电能和分配电能的作用，可使接线简装清晰、运行方便、有利于安装和扩建。 但有母线后，配电装置占地面积增加，使用路断器等设备增多。 无汇流母线的接线使用开关电气少，占地面积小，但只适于出线回路少，不再扩建和发展的发电厂或变电所 [3]。 结合原始资料所提供的数据，将各电压等级适用的主接线方式列出： 110KV 只有四回出线，且作为降压变电所， 110KV 侧无交换潮流，四回线路都可向变电所供电，亦可三回向变电所供电，另一回作为备用电源。 所以，从可靠性和经济性来定，110KV 侧适用的接线方式为内桥接线和单母分段两种。 35KV 侧，出线回路有八回，所以，可选用单母分段和单母分段带旁路两种。 10KV 侧，出线回路有十回，所以，可选用单母分段和单母分段带旁路两种。 这样，拟定两种主接线方案： 方案Ⅰ： 110KV 采用内桥接线， 35KV 采用单母分段带旁路接线， 10KV 采用单母分段接线。 图 21 方案Ⅰ主接线图 北方民族大学学士学位论文 1103510KV变电所设计 第 7 页 共 54 页 方案Ⅱ： 110KV 采用单母分段接线， 35KV 采用单母分段接线， 10KV 采用单母分段接线。 图 22 方案Ⅱ主接线图 拟定方案中设计方案比较 （ 1）主接线方案的可靠性比较 110KV 侧： 方案Ⅰ：采用 内桥接线，当一条线路故障或切除、投入时，不影响变压器运行，不中断供电，并且操作简单；桥连断路器停运时，两回路将解列运行，亦不中断供电。 且接线简单清晰，全部失电的可能性小，但变压器二次配电线及倒闸操作复杂，易出错。 方案Ⅱ：采用单母线分段接线，任一台变压器或母线、线路故障或停运时，不影响其它回路的运行；分段断路器停运时，两段母线需解列运行，全部失电的可能稍小一些，不易误操作。 35KA 侧 ： 方案Ⅰ：单母线分段兼旁路接线，检修任一台断路器时，都可用旁路断路器代替；当任一母线故障检修时，旁路断路器可代替该母线，使 该母线的出线不致停运。 方案Ⅱ：单母线分段接线，检修任一台断路器时，该回路需停运，分段开关停运时，两段母线需解列运行，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不至失电，另一段母线上其他线路需停运。 10KV 侧 ： 由于两方案接线方式一样，故不做比较。 北方民族大学学士学位论文 1103510KV变电所设计 第 8 页 共 54 页 （ 2）主接线方案的灵活性比较 110KV 侧 ： 方案Ⅰ：操作时，主变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，扩建方便。 线路的投入和切除比较方便。 方案Ⅱ：调度操作时可以灵活地投入和切除线路及变压器，而且便于扩建。 35KV 侧 ： 方案Ⅰ：运行方 式较复杂，调度操作复杂，但可以灵活地投入和切除变压器和线路，能满足在事故运行方式、检修方式及特殊运行方式下的调度要求，较易于扩建。 方案Ⅱ：运行方式简便，调度操作简单灵活，易于扩建，但当断路器检修时线路要停运，影响供电 [4]。 10KV 侧 ： 两方案相同。 （ 3）主接线方案的经济型比较 将两方案主要设备比较列表如表 21： 表 21主接线方案经济性比较 主变压器（台） 110KV断路器（台） 110KV隔离开关（组） 35KV断路器（台） 35KV隔离开关（组） 10KV设备 Ⅰ 2 3 8 13 35 相同 Ⅱ 2 5 10 12 33 相同 从表中可以看出，方案Ⅰ比方案Ⅱ综合投资少一些。 （ 4）主接线方案的确定 对方案Ⅰ、方案Ⅱ的综合比较列表，对应比较它们的可靠性、灵活性和经济性，从中选择一个最终方案 表 22 方案对比表 方案Ⅰ 方案Ⅱ 可靠性 简单清晰，设备少 35KV母线检修时，旁路母线可简单清晰， 设备多 35KV母线故障或检修时，将导致该母项 目 方 案 方 案 项 目 北方民族大学学士学位论文 1103510KV变电所设计 第 9 页 共 54 页 代替工作，不致使重要用户停电；任一断路器检修时，均不需停电 任一主变或 110KV线路停运时，均不影响其他回路停运 全部停电的概率很小 操作相对简单，误操作的几率不大 线上所带出线全停 任一主变或 110KV线路停运时，均不影响其他回路停运 各电压等级有可能出现全部停电的概率不大 操作简便，误操作的几率小 灵活性 运行方式较简单，操作稍复杂 便于扩建和发展 运行方式简单，调度灵活 便于扩建和发展 经济性 高压断路器少，投资相对少 占地面积较小 设备投资比方案Ⅰ相对多 占地面积较大 通过以上比较，可靠性上方案Ⅰ优于方案Ⅱ，灵活性方面方案Ⅰ比方案Ⅱ稍差一些，经济性上方案Ⅰ比方案Ⅱ好。 该变电所为降压变电所， 110KV 母线无穿越功率，选用内桥要优于单母分段接线。 现在 35KV 及 10KV 全为 SF6 断路器，停电检修的几率极小。 在 35KV 侧重要负荷所占比重较大，为使重要负荷在母线或断路器检修时不致停电，采用单母分段带旁路接线方式。 在 10KV侧采用成套开关柜，主变压器 10KV 侧经矩形铝母线引入开关柜。 经综合分析，决定选方案Ⅰ最终方案，即 110KV 系统采用内桥接线、 35KV 系统采用单母分段带旁路接线、 10KV 系统采用单母分段接线。 第 3 章 短路电流计算 短路是电力系统中最常见和最严重的 一种故障。 所谓短路是指电力系统正常情况以北方民族大学学士学位论文 1103510KV变电所设计 第 10 页 共 54 页 外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。 引起短路的主要原因是电气设备载流部分绝缘损坏。 短路计算的目的 电力系统发生短路时，由于系统的总阻抗大为减小，因此伴随短路所产生的基本现象是电流剧烈增加，短路电流为正常工作电流的几十倍甚至几百倍，在大容量电力系统中发生短路时，短路电流可高达几万甚至几十万安。 在电流急剧增加的同时，系统中的电压降大幅度下降，例如发生三相短路时，短路点的电压将降到零。 由于短路所引起的后果是破坏性的，因此，在发电厂和变电所的电气设计中，短 路电流计算是其中一个重要环节。 短路电流计算的目的主要有以下几方面： ，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。 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的工作，同时又力求节约资金，就需要进行全面的短路电流计算。 例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的热稳定、计算短路电流冲击值、用校验设备动稳定。 ， ，需要按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。 选择继电保护和进行整定计算时，需以各相短路时的短路电流为依据。 [5]。 短路计算的一般规定 1. 合理假设： (1)电力系统中所用电源都在额定负荷下运行。 (2)同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。 (3)短路发生在短路电流为最大值的瞬间。 (4)所有电源的电动势相位角相同。 (5)正常工作时，三相系统对称运行。 (6)应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻北方民族大学学士学位论文 1103510KV变电所设计 第 11 页 共 54 页 对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。 ：计算短路电流是所用的接线方式应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中的能并列的接线方式。 ：一般按三相短路计算。 若发电机出口的两相短路或。