1、-_关于 110KV 变电所一次系统的设计毕业院校： 山东科技大学 系 别 电气自动化 专业班级： 12 级 姓 名： 臧 绍 龙 指导教师： -_目 录标题、摘要、关键词-2前言-3第一章 原始资料分析-41.1 本所设计电压等级-41.2 电源负荷-4第二章 电气主接线设计-62.1 主接线接线方式-62.2 电气主接线的选择-8第三章 所用电的设计-103.1 所用电接线一般原则-103.2 所用电接线方式确定-103.3 备用电源自动投入装置-10第四章 短路电流计算-124.1 短路计算的目的-124.2 短路计算过程-12第五章 继电保护配置-205.1 变电所母线保护配置-205
2、.2 变电所主变保护的配置-20第六章 防雷接地-226.1 避雷器的选择-226.2 变电所的进线段保护-236.3 接地装置的设计-23致谢-27参考文献-28-_电气自动化 110-35kv 变电所设计摘 要变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这次设计以 110kV 降压变电所为主要设计对象，分析变电站的原始资料确定变电所的主接线；通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型号。根据短路计算的结果，对变电所的一次设备进行了选择和校验。同时完成防雷保护及接地装置方案的设计。关键词: 变电所电气主接线；短路
3、电流计算；一次设备；防雷保护-_前 言本次设计题目为 110KV 变电所一次系统设计。此设计任务旨在体现对本专业各科知识的掌握程度，培养对本专业各科知识进行综合运用的能力，同时检验本专业学习三年以来的学习结果。此次设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV 主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，在根据最大持续工作电流及短路计算结果，对设备进行了选型校验，同时考虑到系统发生故障时，必须有相应的保
4、护装置，因此对继电保护做了简要说明。对于来自外部的雷电过电压，则进行了防雷保护和接地装置的设计，最后对整体进行规划布置,从而完成 110kV 变电所一次系统的设计。-_第一章原始资料分析1.1 本所设计电压等级 根据设计任务本次设计的电压等级为：110/35KV1.2 电源负荷地理位置情况1、电源分析与本所连接的系统电源共有 3 个，其中 110KV 两个，35KV 一个。具体情况如下： 1）110KV 系统变电所该所电源容量(即 110KV 系统装机总容量)为 200MVA(以火电为主)。在该所等电压母线上的短路容量为 650MVA，该所与本所的距离为 9KM。以一回路与本所连接。2）110
5、KV 火电厂该厂距离本所 12KM，装有 3 台机组和两台主变，以一回线路与本所连接，该厂主接线简图如图 1.1：图 1.1 110KV 火电厂接线图3）35KV 系统变电所该所距本所 7.5KM.以一回线路相连接，在该所高压母线上的短路容量为 250MVA.。-_以上 3 个电源，在正常运行时，主要是由两个 110KV 级电源来供电给本所。35KV 变电所与本所相连的线路传输功率较小，为联络用。当 3 个电源中的某一电源出故障，不能供电给本所时，系统通过调整运行方式，基本是能满足本所重要负荷的用电，此时 35KV 变点所可以按合理输送容量供电给本所。2、负荷资料分析1）35KV 负荷表 1.
6、1 35KV 负荷参数表用户名称 容量（MW） 距离（KM） 备注化工厂 3.5 15 类负荷铝厂 4.3 13 类负荷水厂 1.8 5 类负荷注：35KV 用户中，化工厂，铝厂有自备电源2）10KV 远期最大负荷3）本变电所自用负荷约为 60KVA；4）一些负荷参数的取值：负荷功率因数均取 cos=0.85，负荷同期率 Kt=0.9c，年最大负荷利用小时数 Tmax4800 小时/年，表中所列负荷不包括网损在内，故计算时因考虑网损，此处计算一律取网损率为 5%，各电压等级的出线回路数在设计中根据实际需要来决定。各电压等级是否预备用线路请自行考虑决定。 -_第 2 章 电气主接线设计电气主接线
7、是变电所电气设计的首要核心部分，也是电力构成的重要环节。电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出某种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。2.1 主接线接线方式2.1.1 单母线接线 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。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均需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母线的供电。适用范围： 35-63KV 配电装置出线回路数不超过 3 回；110-220KV 配电装置的出线回路数不超过
8、 2 回。2.1.2 单母线分段接线优点：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切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。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内停电。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衡扩建。适用范围： 35KV 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。2.2.3 单母分段带旁路母线这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为-_35-110KV 的变电所较为实用，具有足
9、够的可靠性和灵活性。2.2.4 桥型接线1、内桥形接线优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。2、外桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的
10、情况。2.2.5 双母线接线优点：1）供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2）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，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3）扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，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。4）便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点：1）增加一组母线和使每回线路需要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
11、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：6-10KV 配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35KV 配电装置，当出线回路数超过 8 回时，或连接的电源较多、负荷较大时；110-220KV 配电装置，出线回路数为 5 回及以上时，或 110-220KV 配电装置在系统中占重要地位，出线回路数为4 回及以上时。2.2.6 双母线分段接线双母线分段可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且相互联系的系统是有利的。由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题，而较容易实现分阶段的扩建
12、优点。但容易受到母线故障的影响，断路器检修时需要停运线路。占地面积较大。一般当连接的进出线回路数在 11 回及以下时，母线不分段。2.3 电气主接线的选择2.3.1 35kV 电气主接线根据资料显示,由于 35KV 的出线为 4 回，一类负荷较多，可以初步选择以下两种方案：1）单母分段带旁母接线且分段断路器兼作旁路断路器，电压等级为 35kV60kV，出线为 48 回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线。2）双母接线接线表 2.2 35KV 主接线方案比较方案项目 方案单母分段带旁母 方案双母接线技术 单清晰、操作方 便、易于发展 可靠性、灵活性差 旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不
13、停电检修出线断路器，保证重 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作-_要用户供电 扩建时需向两个方向均衡扩建经济 设备少、投资小用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 设备多、配电装置 复杂 投资和占地面 大虽然方案可靠性、灵活性不如方案，但其具有良好的经济性。鉴于此电压等级不高，可选用投资小的方案。2.3.2 110kV 电气主接线根据资料显示，由于 110KV 没有出线只有 2 回进线，可以初步选择以下两种方案： 1）桥行接线,根据资料分析此处应选择内桥接线。2）单母接线。表 2.3 110KV 主接线方案比较经比较两种方案都具有接线简单这一特性。虽然方案可靠性、灵活性不如方案，但其具有良好的经济性。可选用投资小的方案方案项目 方案内桥接线 方案单母分段技术 线清晰简单调度灵活，可靠性 不高 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差经济 占地少使用的断路器少 备少、投资小
