额定电压变电站的设计(编辑修改稿)

额定电压变电站的设计(编辑修改稿)内容摘要：

5KVA、 180KVA、 240KVA、 320KVA、 420KVA 等；另一种是国际通用的 R10 容量系列，它是按 R10=1010 ≈ 的倍数增加的。 如容量有100KVA、 125KVA、 160VA、 200KVA、 250KVA、 315KVA 等。 我国国家标准 GB1094山东科技大学学士学位论文 9 《电力变压器》确定采用 R10 容量系列。 综合上述各种因数，确定该站主压器采用 2 台 50000KVA 的变压器。 当前我国电力系统基本都是三相制接线，尤其某省电力系统还没有单相供电的系统，故为了能接入系统运行，并能保证系统的安全稳定运行。 所以该站选择三相供电。 结合该地区的实际情况，故采用双卷变压器，电压等级为 110KV 与 10KV。 因为该地区 110KV 电压不是很稳定，为了保证 10KV 供电系统电压质量，本站采用有载调压 方式，这样才能达到随时调整电压的目的。 冷却方式采用自冷型冷却方式。 变压器 110KV 侧中性点经隔离开关接地，同时装设避雷器保护。 综合上述几种情况，结合厂家的一些产品情况，故本站的主变压器选用的型号：SZ1050000/110。 变电站全部负荷 Sδ =40842KVA 变压器的初选容量 S=80%Sδ = 40842=32674KVA 选两台 50000KVA 的变压器。 主变压器： 2 50000KVA 三相双卷自冷型油浸变压器。 电压等级： 110KV/10KV 出线： 110KV2 回， 10KV12 回。 无功补偿 容量： 4 4800Kvar 表 3— 1 主变压器的选择 额定容量 电压组合 及分接范围 联接组 标号 空载损 耗 KW 负载损 耗 KW 空载 电流 % 阻抗 电压 % KVA 高压 KV 中压 KV 低压 KV YN,d11 250 14 50000 110177。 8 % 177。 5% 山东科技大学学士学位论文 10 4 主接线方案的确定 主接线的基本要求 安全性 高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关；低压断路 器（自动开关）的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须设低压刀开关；装设高压熔断器 — 负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关；变配电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器。 装于母线上的避雷器宜与电压互感器共用一组隔离开关，线路上避雷器前不必装隔离开关。 可靠性 断路器检修时，不宜影响对系统的供电；断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部大部分二级负荷的供电；尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性；大机组超高压电气主接线应满足可靠的特殊要求；采用 综合自动化，优化变电所设计：国内变电所自动化发展进程分为三个阶段。 第一阶段由集中配屏以装置为核心的方式，向分散下放到开关柜以系统为核心的方式发展；第二阶段由单一功能、相互独立向多功能、一体化过渡；第三阶段由传统的一次、二次设备相对分立向相互融合方式发展。 变电所综合自动化就是在第二阶段。 灵活性 变配电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段接线；两路电源进线，装有两台主变压器的变电所，当两路电源同时供电时，两台主变压器一般分列运行；当只一路电源供电，另一路电源备用时，则两台主变压器并列运行； 带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关；主接线方案应与主变山东科技大学学士学位论文 11 压器经济运行的要求相适应。 经济性 主接线方案应力求简单，采用的一次设备特别是高压断路器少，而且应选用技术先进、经济适用的节能产品；由于工厂变配电所一般都选用安全可靠且经济美观的成套配电装置，因此变配电所主接线方案应与所选成套配电装置的主接线方案配合一致。 柜型一般宜采用固定式；只在供电可靠性要求较高时，才采用手车式或抽屉式；中小型工厂变电所一般才用高压少油断路器，在需频繁操作的场合，则应采用真空断路器或 SF6 断路 器。 断路器一般采用就地控制，操作多用手力操作机构，但这只适用于三相短路电流不超过 6KA（ 10KV 的 SK3≤ 100MVA）的电路中。 如短路电流较大或有远控、自控要求时，则应采用电磁操作机构或弹簧操作机构；工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其互感器只供计费的电度表用，应考虑无功功率的人工补偿，使最大负荷时功率因素达到规定的要求；优化接线及布置，减少变电所占地面积 总之，变电所通过合理的接线、设备无油化、布置的紧凑以及综合自动化技术，并将通信设施并入主控室，简化所内附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电 所设计，节约材料，减少人力物力的投入，并能可靠安全的运行，避免不必要的定期检修，达到降低投资的目的。 主接线的方案与分析 单母线 (1)优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。 (2)缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障检修，均需要使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。 （ 3）适用范围： 一般只适用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况： 6— 110KV 配电装山东科技大学学士学位论文 12 置的出线回路数不超过 6 回； 35— 63KV配电装置的回线数不超过 3 回； 110— 220KV配电装置的出线回路数不超过 2 回。 单母线分段接线 (1)优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切断，保障正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。 (2)缺点：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；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均等扩建。 （ 3）适用范围： 6— 10KV 配电装置出线回路数为 6 及以上时； 35— 63KV 配电装置出线回路数为 4— 8 回时； 110— 220KV 配电装置出线回路数为 3— 4 回时。 电气主接线的确定 采用单母线分段的结线： 单母线分段是借助于 3 个 QF，进行分段，当母线故障时，经倒闸操作可切除故障段，保证其它 段继续运行，当母线检修可分段进行，这能始终保证一台主变的供电，当进线电源一回发生故障，通过倒闸操作可保证两台主变的供电，单母线分段的结线可以作分段运行，也可做并列运行，采用分段运行时，各段相当于单母线运行状态，各段母线 所带的主变压器是分列进行，互不影响任一母线故障或检修时，仅停止该段母线所带变压器的供电，两段母线同时故障的机率很小，可以不予考虑，采用并列运行时，电源检修无需母线停电，只需断开电源的断路器 QF1，（ QF2）及其隔离开关就能保证两台主变压器的供电，对本站 110KV 两回供电（小于 4 回路）较为适合。 该设计的电气主接线： 110KV 采用线路变压器组接线，进线侧设断路器； 10KV 接线为单母线分段接线， 1 主变 10KV 侧单臂进 10KV 母线，各带 10KV 出线 12 回，无功补偿电容器组 2 组； 2 主变 10KV 双臂各进一段 10KV 母线，每段母线各带 10KV 出线 6 回，山东科技大学学士学位论文 13 无功补偿电容器 1 组。 在 110KV两条进线的 A 相上各装设一台电容式电压互感器供二次闭锁采压用。 主变压器 110KV 侧中性点采用避雷器保护，并可经隔离开关接地。 表 4— 1 主要电气设备表 序号 设备名称 型号和规格 1 110KV 断路器 SF6110W 3150A 40KV 2 隔离开关 GW4110IID（ W） 1250 （ 4S） 3 主变中性点隔离开关 GW1363D（ W） /630A 4 110KV 线路避雷器 Y10W1108/281（ W） 5 主变中性点避雷器 6 10KV 母线桥避雷器 HY5WZ17/45 7 10KV 电容器 SF6 充气集合式 BAMHL11/√ 316001W 3 8 接地变压器 DKSC1000/ 9 10KV 开关柜 XGN212Z（ Q）系列，其中断路器配置为： 进线断路器 ZN2812（ Q）， 3150A， 40KA 分段断路器 ZN2812（ Q）， 3150A， 40KA 其他 ZN2812（ Q）， 1250A， 山东科技大学学士学位论文 14 5 短路 电流的计算 供电系统应该正常的不间断地可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。 但是供电系统的正常运行常常因为发生短路故障而遭到破坏。 所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。 造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏、误动作、雷击或过电压击穿等。 短路电流数值通常是正常工作电流值的十几倍或几十倍。 当它通过电气设备时，设备的载流部分变形或损坏，选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定。 短路电流在线路上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接 的电动机或其它设备的正常运行。 绘制计算电路 图 5— 1 短路电流计算图 青阳站 ~ Y Y Δ Δ 城南站 10kV 110kV 山东科技大学学士学位论文 15 短路电流计算 进行计算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这种计 算方 法叫做标幺值法。 标幺值的概念是： 某量的标幺值 =   与实际值同单位该量的标准值 任意单位该量的实际值 （ 1）输电线路 已知输电线路的长度为 l ，每公里电抗值为 0X ，线路所在区段的平均电压为 avU ，则输电线路电抗相对于基准容量 jS 和基准电压 avj UU  的标幺值为20* avjUSlXX  （ 2）变压器 变压器通常给出短路电压百分数 %KU ，得 TNjKT SSUX 100 %* 图 5— 2 短路等效电路图 洗衣机厂 青阳站 XS1 XL1 XL2 Xb2 Xb1 K1 K2 K3 火车站 市水泥厂 市一中 山东科技大学学士学位论文 16 （ 1）本设计选 Sj=100MVA 取 Uj1=110KV 则 Ij1= 1103100 KA= 取 Uj2==10KV 则 Ij2= 103100 KA= （ 2）计算各元件阻抗的标幺值 系统电抗： 071 5100* )3(1 KjS S SX * 221111 USLXX jL 10 010 01410 0 %*1  MV ASSUXTNjKb （ 3）求电源至短路点的总阻抗 K1 点 : * 111  LS XXX K2 点 : * 1112  bLS XXXX K3 点 :     227 *11111113  bLbLbLS XX XXXXXX （ 4）求短路电源的周期分量、冲击电流和短路容量 ① 1*1*11  XI KAIII jd * 111  KAII dsh 11  KAIi dsh 1  M V ASIS j  山东科技大学学士学位论文 17 ② 1*1* 22  XI KAIIII jd * 2222  KAII dsh 8 2 1 22  KAIi dsh 2 9 1 2  M V ASIS j 6 01 0 06 0 *22  ③ 1*1*33  XI KAIIII jd * 3333  KAII dsh 4 8 1 33  KAIi dsh 5 6 1 3  M V ASIS j 3。