电气工程基础课程设计报告---110kv变电站电气系统初步设计

电气工程基础课程设计报告---110kv变电站电气系统初步设计内容摘要：

其特点：技术方面：可 靠性较高，灵活性较好；检修断路器时不 用停电；倒闸操作较复杂，容易误操作 经济方面：占地较大，投资较多 综合考 虑，单 母线分段 带旁母 的方案 虽然在 供电可 靠性上 显得更满 足负荷的要求，但 占地大， 投资多。 相反，待建 变电所在110kV 侧近期和远 期的负荷 率都不高， 用 双倍的投 资换取略 高的可靠性 是不划算的。 另一方 面，各种 新型断路器的出现 和成功运 行表明， 断路器的检 修问题可以 不用复杂 的旁路设施 来解决，而用备 用的断路 器来替代 需要检修的 断路器。 且替代断 路器的方法相当轻便，不会对负荷造成较大影响。 综上， 110kV 侧选用单母线分段接线。 （ 2） 35kV 侧 其近期 4 回； 远期 2回，综合设计原则，较好的方案有： 方案一：单母线分段带旁母接线 其特点：技术方面：简单清晰，操作方便；可靠性较差，未接旁母回路检修时仍需停电；母线分段减少了故障或检修时的停电范围。 经济方面：用母线分段断路器兼做旁路短路器节省投资；设备较少，占地小 方案二：双母线接线 其特点：技术方面：可靠性高，调度灵活；易于扩建为大中型变电所；线路复杂，容易误操作 经济方面：投资多，配电装置复杂。 综合以上 分析，虽然 双母线接 线的方案 具有供电更 可靠，调 度更灵活 ，又便于扩建的 优点，但 常常还需 采取在断路 器和相应的 隔离开关 之间加装电 磁闭锁、机械闭 锁或电脑 闭锁等防 止误操作的 安全措施， 大大增加 了投资， 只在我国大中型发电厂和变电站中广泛使用。 对于待建的 110kV 变 电站，在满足重要负荷供电需求的同时应考虑投资的经济性。 综上， 35kV 侧选用单母线分段带旁母接线。 （ 3） 10kV 侧 其近期 6 回；远期 2回，综合设计原则，较好的方案有： 方案一：单母线分段接线 其特点：技术方面：简单清晰，设备较少；可靠性较差，灵活性较差；母线分段较少了故障或检修时的停电范围。 经济方面：设备少，投资小。 方案二：单母线分段带旁母接线 其特点：技术方面：可靠性较高，检修断路器时不用停电，容易误操作。 经济方面：占地大，投资多。 由以上 分析可 知，采用 手车式 高压开 关柜时 ，可不 设置旁 路设施， 对供电可靠性的影响不大。 折中考虑可靠性和经济性， 10kV 侧采用单母线分段接线。 第 页 设 计 计 算 与 说 明 主要结果 五 短路电流计算 系统按无穷大系统处理，通常基准容量取 100MVA。 用于设备选择时，按最终规模考虑。 用于继电保护整定，按一期工程考虑。 1选择基准值 基准电压： Ud1＝ 115KV， Ud2＝ 37KV， Ud3＝。 基准容量： Sd＝ 100MVA。 则基准电流 Id1=Sd/（ 3 Ud1） =， Id2=Sd/（ 3 Ud2） = ， Id3=Sd/（ 3 Ud3） =。 2确定系统电抗标幺值计算 最大运行方式下： 最小运行方式下： 主运行方式下： 3变压器绕组电抗标幺值 X1%=（ Uk12%+ Uk13%－ Uk23%）＝ 11%， X2%=（ Uk12%+ Uk23%－ Uk13%）＝ 0， X3%=（ Uk13%+ Uk23%－ Uk12%）＝ 7%， 三侧电抗标幺值： XⅠ *=NdSSX %1 =11%*100/20= XⅡ *=NdSSX %2 =0 XⅢ *=NdSSX %3 =7%*100/20= 第 页 设 计 计 算 与 说 明 主要结果 六 电气设备选择 电气设备应能满足正常、短路、过电压和特定条件下安全可靠的而要求，并力求技术先进和经济合理。 通常电气设备选择分三步，第一按正常工作条件选择，第二按短路情况检验其热稳定性和电动力作用下的动稳定性，第三按实际条件修正。 同时兼顾今后的发展，选用性能价格比高，运行经验丰富、技术成熟的设备，尽量减少选用设备类型，以减少备品备件，也有利于运行、检修等工作。 设备选择原则：设备型号应符合使用环境和安装条件的要求；设备的规格、参数按正常工 作条件选择，并按照最大短路电流进行效验。 1 按正常工作条件选择电器 额定电压： UN UNS 额定电流： IN Imax 2．按短路情况检验 热稳定校验： It2t Qk 动稳定校验： ies  ish 各侧持续工作电流计算： 主变压器 110kV侧： I1=*20200/(31/2*110)= 主变压器 35kV侧： I2=*20200/(31/2*35)= 主变压器 10kV侧： I3=*10000/(31/2*)= 110kV进线： I7=18000/(31/2*110)= 110kV出线： I6=12020/(31/2*110)= 35kV出线： I5=4000/(31/2*35)= 10kV出线： I4=1425/(31/2**)= 110kV母线分段开关按 110kV侧负荷 60%算： 60%*54000/(31/2*110)= 35kV母线分段开关按 35kV侧负荷 60%算： 60%*21600/(31/2*35)= 10kV母线分段开关按 10kV侧负荷 60%算： 60%*10800/(31/2*)= 第 页 设 计 计 算 与 说 明 主要结果 3. 断路器和隔离开关选择 高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中最重要的电器设备。 待建变电站在选择断路器的过程中，尽可能采用同一型号断路器，以减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。 考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标，且由于 SF6 断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。 故在 110KV 侧采用六氟化硫断路器。 真空断路器具有噪音小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确、动作快、适于开断容性负荷电流等特点，因而被大量使用于 35KV 及以下的电压等级中。 所以， 35KV 侧和 10KV 侧采用真空断路器。 隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合小电流电路。 选择隔离开关时应满足以下基本要求： 1. 隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。 2. 隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。 3. 隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。 热稳定时间的选择： 类别 继电保护时间/s 断路器分闸时间 /s 灭弧时间/s 热效应等效时间 /s 110kV进线 主变 110kV侧 主变 35kV侧 主变 10kV侧 110kV出线 35kV出线 10kV出线 以主变 110侧为例： 选择 SW3110G/1200型断路器 (1)额定电压： UN≥ UNS 选择的断路器的额定电压 110kV，等于主变 110kV侧电压 110kV，符合要求 (2)按额定电流选择： IN≥ Imax 选择的断路器额定电流为 1200A，大于主变 110kV侧电流 ，符合要求 第 页 设 计 计 算 与 说 明 主要结果 (3)额定开断电流： INbr≥ I” 选择的断路器额定开断电流为 ，大于 主变 110kV侧 短路全电流，符合要求 (4)热稳定校验： It2t Qk 所选断路器热稳定为 *4 KA2*s，大于主变 110kV侧热效应 * KA2*s，符合要求 (5)动稳定校验： ies  ish 所选的断路器额定动稳定电流为 41KA，大于主变 110kV侧短路冲击电流，符合要求 选择 GW4110/600型隔离开关： (1)额定电压： UN≥ UNS 选择的隔离开关的额定电压 110kV，等于主变 110kV侧电 压 110kV，符合要求 (2)按额定电流选择： IN≥ Imax 选择的隔离开关额定电流为 600A，大于主变 110kV侧电流 ，符合要求 (3)热稳定校验： It2t Qk 所选隔离开关热稳定为 142*5 KA2*s，大于主变 110kV侧热效应 * KA2*s，符合要求 (4)动稳定校验： ies  ish 所选的隔离开关额定动稳定电流为 50KA，大于主变 110kV侧短路冲击电流,符合要求 综上可列表， 变压器 110kV侧断路器和隔离开关： 设备型号 SW3110G/1200型断路器 GW4110/600型隔离开关 项目 设备参数 使用条件 设备参数 使用条件 额定电压 110KV 110KV 110KV 110KV 额定电流 1200A 600A 额定开断电流 热稳定 /KA2*s *4 *。