110kv降压变电站电气一次系统设计毕业论文

110kv降压变电站电气一次系统设计毕业论文内容摘要：

才的培养就显得额外重要，所以我国加大教育的投入，兴建和扩建改造了许多学校。 保证学校的正常工作，电力供应的可靠保证是其 中的重要方面，因此校园变电站的设计和建设的好坏也就很重要， 需要既能保证安全可靠性和灵活性，又能保证保护环境、节约资源、易于实现自动化 ，确保学校的日常工作和学校正常运作。 展望未来，我们坚信在新世纪中，我国的电力工业必能持续高速的发展，取得更加辉煌的成就。 发展形势 计算机的渗透已经达到每一个角落，电力系统也不可避免地进入了微机控制时代，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为当前电力系统发展的趋势。 我国变电站综合自动化技术应用的越来越成熟。 变电站综合自动化系统以其简单可靠、可扩展性强 、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受，并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用。 其技术动向主要集中在以下两个方面 , 全分散式变电站自动化系统 和 引入先进的网络技术。 主要解决的问题 ： 变电所容量 和台数以及型号的选择。 华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文） 2。 图。 本文主要研究内容 110kV 供电系统 研究主要内容是结合相关的设计手册， 相关的专业书籍 和国家有关规程，主要完成该变电站的 电气 一次、二次部分设计，电气主接线方案 ，主变压器的选择，电气设备的选择（包括断路器，隔离开关，熔断器等），配电装置的选择以及防雷保护的设计。 主变压器、各侧电压等级的电气主接线和相关一次、二次设备、避雷装置、继电保护装置进行选择。 同时，完成变电站接线图、 110kV 变电所平面布置初步设计图和详细设计图。 其中还要有相关计算的详细过程。 华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文） 3 2 变电站的设计 电气主接线的选择 电气主接线的 设计原则 变电站电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。 它表明了发电机、变压器、线路、和断路器等的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、 输配电的任务。 它的设计，直接关系着全站电器设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。 主接线的设计是一个综合性的问题。 必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。 对于 6～ 220kV 电压配电装置的接线，一般分两类：一为母线类，包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为无母线类，包括单元接线、桥形接线和多角形接线等。 应视电压等级和出线回数，酌情选用。 旁路母线的设置原则： （ 1）采用分段单母线或 双母线的 110kV 配电装置，当断路器不允许停电检修时，一般需设置旁路母线。 因为 110kV 线路输送距离长、功率大，一旦停电影响范围大，且断路器检修时间较长（平均每年 5～ 7 天），故设置旁路母线为宜。 当有旁路母线时，应首先采用以分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。 （ 2） 35kV 配电装置中，一般不设旁路母线，因重要用户多系双回路供电，且断路器检修时间短，平均每年 2～ 3 天。 如线路断路器不允许停电检修时，可设置其它旁路设施。 （ 3） 10kV 配电装置，可不设旁路母线。 对于出线回路数多或多数线路系向用户单独供电， 以及不允许停电的单母线、分段单母线的配电装置，可设置旁路母线。 对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽量采用断路器少或不用断路器的接线。 当出线为 2 回时，一般采用桥形接线。 主接线设计的基本要求 变电站的电气主接线应根据该变电站所在电力系统中的地位，变电站的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。 并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。 （ 1）主接线可靠性的要求 可靠性的工作是以保证对用户不间断的供电。 衡量可靠性的客观 标准是运行实践。 主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。 因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。 评价主接线可靠性的标志是： （ 1）断路器检修时是否影响停电； （ 2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文） 4 能否对重要用户的供电； （ 3）变电站全部停电的可能性。 （ 2）主接线灵活性的要求 主接线的灵活性有以下几个方面的要求： （ 1）调度要求。 可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系 统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。 （ 2）检修要求。 可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不致影响对用户的供电。 （ 3）扩建要求。 可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最少。 （ 3）主接线经济性的要求 在满足技术要求的前提下，做到经济合理。 （ 1）投资省：主接线简单，以节约断路器、隔离开关等设备的投资；占地面积小：电气主接线设计要为配电装置布置创造条件，以节约用地、架构、导线、绝缘子及安装费用。 （ 2）电能损耗少：经济选择主变压器型 式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。 主接线方式的初步选择 几种主接线方式的简介 1） 单母线接线： ① 优点：接线简单，操作方便，设备少，经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便。 ② 缺点：可靠性差。 母线或者母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停运，造成全站长期停电。 ③ 适用范围：一般只用在回路较少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站。 2） 单母线分段接线： ① 优点：母线分段后，对主要用户可从不同段供电，保证了供电的可靠性。 另外，当一段母线发生故障时， 分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电。 ② 缺点：当母线故障时，该段母线的回路都要停电，同时扩建时需向两个方向同时扩建。 ③ 适用范围： A 变电站有两台主变是 6—10kV 的配电装置。 B 35—63kV 配电装置的出线回路数为 48 回时。 C 110—220kV 配电装置的出线路数为 34 回时。 华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文） 5 3） 双母线接线： ① 优点：具有供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于试验。 ② 缺点：每增加一组母线，每一回路增加一组母线隔离开关，从而增加投资，也容易造成误操作。 ③ 适用范围： A 6—10kV 配电装置当短路电流较大，出线需要装设电抗器时。 B 35—60kV 配电装置的出线回路数超过 8 回时。 C 110kV 配电装置的出线数为 6 回以上时。 D 220kV 配电装置的出线数为 4 回以上时。 4） 需要装设旁路母线的情况： 为了能使采用单母线分段或双母线的配电装置检修断路器时，不致中断该回路的供电，可增设旁路母线。 旁路母线的设置原则： ① 采用分段单母线或双母的 110—220kV 配电装置，当断路器不允许停电检修时，一般需装设旁路母线。 ② 35—60kV 配电装置中，一般不设旁路母线。 ③ 6—10kV 配电装置可不设旁路母线。 5） 桥形接线： 当只有两台变压器和两条线路时，宜采用桥形接线。 桥形接线，根据断路器 QF3 的安装位置，可分为内桥接线和外桥接线两种。 内桥接线：内桥接线在线路故障或切除、投入时，不影响其余回路工作并且操作简单；而在变压器故障或切除、投入时，要使相应线路短时停电且操作复杂。 因而该线路一般适用于线路较长和变压器不需要经常切换的情况。 外桥接线：外桥接线在运行中的特点与内桥接线相反，适用于线路较短和变压器需要经常切换的情况。 桥形接线投资省，但可靠性不高，只适用于小容量发电厂 或变电站，或者作为最终将发展为单母线分段或双母线的工程初期接线方式，也可用于大型发电机组的启动∕备用变压器的高压侧接线方式 [3]。 华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文） 6 选择初步设计方案 1） 方案一： 110kV、 35kV、 10kV 均采用单母线分段接线（见图 31） 图 31 方案一主接线设计图 特点：当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电，接线 简单，操作方便，设备少，经济性好。 缺点：可靠性差，任何一段母线或母线隔离开关检修或故障时，所涉及的回路都要停止工作，也就是要长期停电，同时扩建时需要向两个方向发展，灵活性差。 华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文） 7 2）方案二： 110kV 采用双母线接线， 35kV、 10kV 采用单母线分段接线（见图 32） 图 32 方案二主接线设计图 优点：与单母线分段相比，当 110kV 侧一组母线故障时，能迅速恢复供电，检修任何回路的隔离开关或母线时，均可通过另一组母线继续运行，其可靠性高于方案一，且调度灵活，扩建方便，施工中不会造成原有回路 停电。 缺点： 110kV 侧增加一组母线，每一回路增加一组母线隔离开关，从而增加投资，也容易造成误操作。 华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文） 8 3） 方案三： 110kV 侧选用内桥接线， 35kV 侧选用双母线接线， 10kV 侧选用单母线分段接线。 （见图 33） 图 33 方案三主接线设计图 内桥接线：适合于输电线路较长，故障机率较多而变压器又不需经常切除时，采用内桥式接线。 当变压器故障时，需停相应的线路。 使用断路器少、布置简单、造价低等优点。 优点：所以 110kV 侧和 10kV 侧可靠性较高，也比较 经济。 35kV 侧选用的双母线接线，它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，而且，检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。 缺点：经济性较差。 华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文） 9 4）方案四： 110kV 侧选用内桥接线， 35kV 侧和 10kV 侧选用单母线分段接线。 （见图 34） 图 34 方案四主接线设计图 优点： 110kV 侧经济性好，安全性高。 35kV 侧和 10kV 侧采用单母线分段接线，经济性号，操作简单。 缺点： 35kV 和 10kV 侧当母线故障时，该段母线的回路都要停电，同时扩建时需向两个方向同时扩建。 华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文） 10 5） 方案五： 110kV 侧和 10kV 侧均选用单母线分段接线， 35kV 侧选用双母线接线。 （见图 35） 图 35 方案五主接线设计图 优点： 110kV 侧和 10kV 侧均选用单母线分段接线，可靠性和经济性都较高。 缺点： 35kV 侧选用双母线接线，经济性较差。 华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文） 11 以上五种方案相比较，根据原始资料分析 110kV 出线两回，考虑到安全可靠性和经济性， 110kV 侧宜选取单母线分段或者内桥接线， 35kV 和 10kV 兼顾到安全经济，以及操作的简单性，宜选取单母线分段接线，考虑以上，选取方案一和方案四作为预选方案。 主变压器台数、容量及形式的 选择 概述 在各电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，它担任着向用户输送功率，及在两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷的增长情况，并需要根据电力系统 510 年的发展规划综合分析，合理选择。 否则将造成经济技术上的不合理。 如果主变压器的容量过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且还会增加电能的损耗，给运行和检修带来不便，设备的利用率也将大大降低；若容量选择的太小，可能是变压器长期在过负荷中运行，且可能 “封锁 ”发电机的剩余功率的输出或者满足不了变电 站负荷的需要，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。 因此确定合理的变压器容量是变电站安全可靠供电和电网经济运行的保证。 在生产中，电力变压器分为单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等。 在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电站的自身特点，在满足可靠性的前提下，从经济性方面来选择主变压器。 主变压器台数的选择 由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是郊区 110kV 降压变电所，它是以 110kV受功率为主。 把所受的功率通过主变传输至 35kV 及 10kV 母线上，再将电能分配出 去。 因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。 为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。 考虑到两台主变同时发生故障机率较小。 适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担 60%～ 80%的负荷保证全变电所的正常供电。 故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。 主。