110kv变电站设计—毕业设计

110kv变电站设计—毕业设计内容摘要：

来说，可靠性是指一个元件、一个系统在规定的时间内一定条件下完成预定功能的能力。 电气主接线属可修复系统，其可靠性用可靠度表示，即主接线无故障工作时间所占的比例。 主接线可靠性的具体要求： ① 断路器检修时。 不宜影响对系统的供电： ② 断路器或母线故障。 以及母线或母线隔离井关抢修时 ,尽量减少停运出线的回路数和停运时间，并保证对 I、 II 类负荷的供电。 ③ 尽量避免发电厂或变电站全部停电。 ④ 对装有大型机组的发电厂及超高压变电所，应满足可靠性的特殊要求。 （ 2）灵活性 ① 调度灵活，操作方便。 应能灵活地投入 或切除机组、变压器或线路，灵活的调配电源和负荷，满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的要求。 ② 检修安全。 应能方便地停运线路、断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响系统的正常运行及用户的供电要求。 ③ 扩建方便，在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过渡河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 16 到最终接线，使在扩建时一、二次设备所需的改造最少。 （ 3）经济性 可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往发生矛盾，即欲使主接线可靠、灵活．将可能导致投资增加。 所以，两者必须综合考虑，在满 足技术要求的前提下，做到经济合理。 ① 投资省。 主接线应简单清晰，以节省断路器、隔离开关等一次设备投资；应适当限制短路电流，以便选择轻型电器设备；对 110kV 及以下的终端或分支变电所，应推广采用直降式 [110／ (6～ l0)kV]变电所和质量可靠的简易电器 (如熔断器 )代替高压断路器。 ② 年运行费小。 年远行费包括电能损耗费、折旧费及大修费、日常小修维护费。 其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择变压器的型式、容量、台数。 ③ 占地面积小。 主接线的设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地相节省 构架、导线、绝缘子及安装费用。 ④ 在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。 设计原则 1 变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，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界线。 2 在 3560kV 配电装置中，当线路为 3 回及以上时，一般采用单母线或单母线分段接线，若连接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。 3 610kV 配电装置中，线路回路数不超过 5 回时，一般采 用单母线接线方式，线路在 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，功率较大时，可采用双母线接线。 4 110220kV 配电装置中，线路在 4 回以上时一般采用双母线接线。 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 17 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，以有关技术规范、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。 变电站 主接线形式 的选取 110kV 侧主接线方案选取 本设计提出两种方案进行经济和技术比较。 根据《 35kV— ll0kV 变电所设计规范》第 条和第 条： 110kV 线路为六回及以上时，宜采用双母线接线，在采用单母线，分段单母线或双母线的 35— ll0kV主接线中，当不容许停电检修断路器时，可设置旁路母线和旁路隔离开关。 故预选方案为：双母接线和双母线带旁母接线。 方案一、双母线接线 如图 3－ 1 图 31双母线接线 优点： （ 1） 供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组导线而不致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢 复供电，检修任一回路母线隔离开关，只停该回路。 （ 2） 调度灵活，各个电源和各个回路负荷可任意切换，分配到任意河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 18 母线上工作，能够灵活地适应系统中各种运行方式调度和系统潮流变化的需要。 （ 3） 扩建方便，向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。 当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。 （ 4） 便于实验，当个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。 缺点： （ 1） 增加一组母线和每 回路就需增加一组母线隔离开关。 （ 2） 当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。 为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。 适用范围： （ 1） 6— l0kV 配电装置，当短路电流较大，需要加装电抗器。 （ 2） 35— 63kV，回路总数超过 8 回，或连接电源较多，回路负荷较大时。 （ 3） ll0— 220kV，出线回路在 5 回及以上时；或当 ll0— 220kV配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为 4 回及以上时。 方案二、单母线分段接线 如图 3－ 2。 优点： （ 1） 用断路器把母线分段后，对重要负荷可以从不同段引出两个回路，提供双回路供电。 （ 2） 安全性，可靠性高。 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。 缺点： （ 1） 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。 （ 2） 扩建时需要向两个方向均衡扩建，以保证负荷分配的均匀。 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 19 图 32单母线分段接线 （ 3） 当出线回路为双回路时，常使母线出线交叉跨越。 适用范围： （ 1） 6～ 10KV 配电装置出线回路数为 6 回及以上时。 （ 2） 35～ 63KV 配电装置出线回路数为 4～ 8 回时。 （ 3） 110～ 220 配电装置出线回路数为 3～ 4 回时。 方案比较： 方案一相对方案二调度灵活。 各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，所以当该母线或母线隔离开关故障或检修时，该母线上的回路不需要停电，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。 而且方案一在扩建时比方案二方便，在有双回架空线时也不会导致出线交叉跨越。 通过对以上两种方案比较，结合现代科学进步，新型断路器的停电检修周期延长，没有必要考虑停电检修断路器，结合经济建设的需要，在满足要求的前提下，尽可能节约设备的投资故待设计的变电所 110kV接线选取方案一，双母线接线，即能满足要求。 结论： 110kV 侧采用双母 线 接线。 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 20 35kV 侧主接线方案选取 根据任务书要求， 35kV 侧进出线共 6 回，本期 4 回，每回最大负荷7500KVA。 同样本设计提出两种方案进行经济和技术比较。 根据《 35kV—ll0kV 变电所设计规范》第 23 条： 35kV— 60kV 配电装置中，当出线为 2 回时，一般采用桥形接线，当出线为 2 回以上时，一般采用单母线或分段单母线的接线。 方案一、单母线分段接线 如图 3－ 3 图 33单母线分段接线 优点： （ 1） 用断路器把母线分段后，对重要负荷可以从不同段引出两个回路，提供双回路供电。 （ 2） 安全性，可靠性高。 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。 缺点： （ 1） 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。 （ 2） 扩建时需要向两个方向均衡扩建，以保证负荷分配的均匀。 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 21 （ 3） 当出线回路为双回路时，常使母线出线交叉跨越。 方案二、单母线接线 如图 3－ 4 图 34单 母线接线 由于此种接线，可靠性低，一条线路有故障所有设备均要停电，影响供电可靠性因此可以排除。 结论： 35kV 侧采用单母 线 分段接线。 10kV 侧主接线方案选取 根据任务书要求， l0kV 侧进出线共计 6 回，留两回为备用间隔，据《 35kV— ll0kV 变电所设计规范》第 条：当变电所装有两台主变压器时， 6— l0kV 侧宜采用单母分段接线，线路为 l 2 回及以上时，也可采用双母线，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。 故预选方案为：单母线分段接线或分段单母线的接线。 方案一、单母线 分段接线如图 3－ 5 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 22 图 35单母线分段接线 优点： (1) 用断路器把母线分段后，对重要负荷可以从不同段引出两个回路，提供双回路供电。 (2) 安全性，可靠性高。 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。 缺点： (1) 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。 (2) 扩建时需要向两个方向均衡扩建，以保证负荷分配的均匀。 (3) 当出线回路为双回路时，常使母线出线交叉跨 越。 方案二、单母线接线 如图 3－ 6 由于此种接线，可靠性低，一条线路有故障所有设备均要停电，影响供电可靠性因此可以排除。 结论： 10kV 侧采用单母线分段接线。 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 23 图 36单母线接线 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 24 4 短路电流的计算 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，也需用短路电流。 短路 电流 计算 为选择 ll0kV— 35kV— l0kV 配电装置的电器和导体，需计算在最大运行方式下流过电气设备的短路电流， 变电站 用电回路共选 3个短路点，即：d d d3。 系统为无限大容量，选 jS =100MVA 各元件电抗计算 及等值 电路图 等值电路图及其各元件电抗计算为了计算不同短路点的短路 电流值，需要将等值网络分别化简为以短路点为中心的等值网络，常常采用的方法有：网络等值变换、利用网络的对称性简化、并联电源支路的合并和分布系数法四种。 根据本次设计所选主接线方式和长期运行方式 (两台主变压器并联 运行 )，对网络图进行简化。 绘制网络等值电路如下 图 4－ 1： 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 25 图 41 短流计算 网络等值电路 图 线路电抗的计算： 2* /jjX XS U 21* 1 /L L j jX X S U ＝ (／ 2) (100／ 2115 ) 40＝ 22* 1 /L L j jX X S U 2＝ (／ 2) (100／ 2115 ) l8＝ 变压器电抗的计算： *1% / 100d j jX U S S e 根据所选主变压器型号，查表得： 阻抗电压分别为： 13%U ＝ 18 12%U ＝ 23%U ＝ 1%sU ＝ ( 12%U + 13%U － 23%U )／ 2＝ (+18－ )／ 2＝ 11 2%sU ＝ ( 12%U + 23%U － 13%U )／ 2＝ (+－ l8)／ 2＝ 0 3%sU ＝ ( 13%U + 23%U － 12%U )／ 2＝ (18+－ )／ 2＝ 7 阻抗的标么值： *1X ＝ 1%sU jS ／ 100 jSe＝ (11 l00)／ (100 )＝ *2X ＝ 2%sU jS ／ l00 jSe＝ 0 河南理工大学毕业设计 (论文 )说明书 26 *3X ＝ 3%sU jS ／ l00 jSe＝ (7 100)／ (100 )＝ 由于是本次设计是两台变压器并联运行，所以： *1X ＝ ／ 2＝ *2X ＝ 0 *3X ＝ ／ 2＝ 110kV 母线侧短路电流的计算 ： 1d 点短路： PU ＝ ll5kV 等值电路如图： 图 42 1d 点短路 电流 等值电路图 1d 点转移阻抗： 1S 对 1d 点： *1LX ＝ 2S 对 1d 点： *2LX ＝ 1S 2S 总的转移阻抗： 1dX ＝ ＝ 短路电流标么值： *1dI ＝ l／ 1dX ＝ 1。