110kv降壓變電站畢業(yè)設(shè)計說明書

1、畢業(yè)設(shè)計說明書目錄一. 原始資料；二. 設(shè)計說明；1.電器主接線設(shè)計；2.電氣主設(shè)備選擇；3.各級電壓配電裝置的設(shè)計；4.變電站防雷三. 計算書；1.主接線；2.短路電流計算；3.斷路器及隔離開關(guān)的選擇；4.互感器的選擇；5.消弧線圈的選擇；6.導線的選擇；7.保護裝置選擇；8.補償裝置的選擇；四. 附圖；1.電氣主接線圖； 2.全站總平面布置圖； 3.110kv配電裝置進線間隔斷面圖； 4.避雷針保護范圍圖附錄一：參考文獻一.原始資料1. 變電站的電壓等級2. 電力負荷水平35kv電壓級：共計6回出線，3回最大輸送功率8mw，送電距離20公里；3回最大輸送功率7mw，送電距離25公里，功率因

2、數(shù)，一二類負荷所占比重65%。10kv電壓級：共計12回出線，6回最大輸送功率1.7mw，送電距離6公里；6回最大輸送功率1.5mw，送電距離8公里，功率因數(shù)，一二類負荷所占比重68%。變電站綜合負荷曲線見圖一，其中最大負荷同時率0.9，負荷曲線上部為冬季213天，下部為夏季152天。3. 系統(tǒng)情況系統(tǒng)接線圖及參數(shù)見圖二，系統(tǒng)中性點接地方式為兩臺主變只一點接地，線路零序電抗與正序電抗的關(guān)系為；系統(tǒng)最小運行方式為接線圖左邊電源側(cè)停運一臺100mw機組。待設(shè)計變電站的110kv側(cè)兩回架空線進線方向為：正北一回，東北一回；35kv側(cè)出線方向味：正西兩回，西南四回；10kv側(cè)出線方向待定。4. 自然條

3、件站址為農(nóng)田，土質(zhì)為沙質(zhì)粘土；海拔高度為180m；地震裂度為4，處于類氣象區(qū)；等級為1；土壤電阻率。二. 設(shè)計說明1.電氣主接線設(shè)計1.1 電氣負荷35kv電壓級負荷：3回最大輸送功率8mw和3回最大輸送功率7mw，功率因數(shù)，一、二類負荷占65%。10kv電壓級負荷：6回最大輸送功率1.7mw和6回最大輸送功率1.5mw，功率因數(shù)，一、二類負荷占68%。kwcostgp(kw)q(kvar)s(kva)35kv負荷240000.850.6224000148802823935kv負荷210000.850.62210001575026250小計14500045000306305448910kv負荷

4、104200.800.751042078151302510kv負荷90000.800.759000675011250小計219420194201456524275補償容量(kvar)4820補償后0.90.484319420974521728合計644204037576027最大負荷同時系數(shù)0.9579783633868424一、二類負荷：負荷：負荷：1.2 主變壓器容量及臺數(shù)的確定根據(jù)gb50059-9235110kv變電所設(shè)計規(guī)范§3.1.2條：“在有一、二級負荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺主變壓器，?！庇职?#167;3.1.3條：“裝有兩臺主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余變壓器的

5、容量不應(yīng)小于的全部負荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級負荷?！痹俑鶕?jù)§3.1.4條：“具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側(cè)線圈的功率均達到該變壓器容量的以上，主變壓器宜采用三線圈變壓器。”因此，主變壓器選擇兩臺容量為的三線圈變壓器。這樣均符合上述規(guī)范的要求。1.3 變電所主接線的確定根據(jù)上述規(guī)范§3.2.3條：“35110kv線路為兩回及以下時，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴大橋形、單母線或分段單母線的接線?！庇职?#167;3.2.5條：“當變電所裝有兩臺主變壓器時，610kv側(cè)宜采用分段單母線。”因此，本變電站的主接線確定為：采用內(nèi)橋接線，及均

6、采用分段單母線接線。另按上述規(guī)范§3.3.1條：“在有兩臺及以上主變壓器的變電所中，宜裝設(shè)兩臺容量相同可互為備用的所用變壓器?！惫时咀冸娬驹O(shè)置兩臺所用變壓器。1.4 關(guān)于各級電壓中性點的接地方式中性點直接接地。中性點宜接消弧線圈接地。因為單相接地電容電流，按架空線路，其單相接地電容電流可按下式計算：根據(jù)dl/t 620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合§3.1.2條規(guī)定：“單相接地故障電流不應(yīng)超過?！爆F(xiàn)已超過此值，故宜裝置消弧線圈予以補償。中性點可采用不接地系統(tǒng)。因按題目分析應(yīng)為架空線路，總長為，其單相接地電容電流為：低于規(guī)范要求鋼筋混凝土電桿。故采用不接地方式。

7、低壓則采用中性點直接接地系統(tǒng)。主接線系統(tǒng)見電氣主接線圖2. 電氣主設(shè)備選擇由于本變電站處于海拔高度為處，故可選用海拔以下的通用設(shè)備。該處污穢等級為1級，屬于輕度污穢地區(qū)，故不必為此加強電氣設(shè)備的外絕緣。2.1 主變壓器根據(jù)gb50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范第407條規(guī)定，以上電壓變電所中的降壓變壓器，直接向、電網(wǎng)送電時，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器?？紤]到及送電距離較遠，變壓器空載電壓選用高出額定電壓。為降低側(cè)的短路電流，三繞組變壓器選用降壓型，即最大阻抗電壓置于高低側(cè)。變壓器的繞組的聯(lián)接方式及其標號選擇為：高壓為中性點引出的星形接線；中壓為中性點引出（以便連接消弧線圈）的星形接線；低壓為三角形接

8、線。因此，主變壓器的規(guī)格為：型號：sfsz7-50000/110型三繞組有載調(diào)壓電力變壓器容量：，電壓：，側(cè)為有載調(diào)壓，聯(lián)接組標號為。阻抗值為，。2.2 斷路器根據(jù)短路電流計算結(jié)果，（點）在最大運行方式下的短路電流,故可選擇六氟化硫（）斷路器：，額定短路開斷電流。（點）,故可選擇戶外少油斷路器：，額定短路開斷電流。（點）,故可選擇真空斷路器： ，額定短路開斷電流。2.3 電壓互感器各級電壓都選用帶有第三繞組（剩余繞組）的電壓互感器。開口三角接線，由三個單相電壓互感器組成，規(guī)格為，油浸式；：和三角接線，由三個單相電壓互感器組成，規(guī)格為，環(huán)氧樹脂澆注式；：和三角接線，由三個單相電壓互感器組成，規(guī)格

9、為，環(huán)氧樹脂澆注式。2.4 電流互感器 ，油浸式，一次側(cè)電流按需要，二次側(cè)電流為5a， 準確級 測量回路 0.2或0.5fs5 保護回路 5p或10p/10或20各級電壓的電流互感器要滿足短路時的動、熱穩(wěn)定的要求。3. 各級電壓配電裝置的設(shè)計根據(jù)gb50260-96電力設(shè)施抗震設(shè)計規(guī)范第5.1.1條規(guī)定，電壓為及以下的電氣設(shè)施，8度及以上時，應(yīng)進行抗震設(shè)計。本變電站處于地震烈度為4度地區(qū)，故不需進行抗震設(shè)計。、配電裝置采用屋外布置，由于處在類氣象區(qū)，故屋外構(gòu)架的計算要按大氣強度最高，最低，覆冰時計算，風速為最大，覆冰時，覆冰厚度為計算。配電裝置均采用屋內(nèi)式，采用成套開關(guān)柜。全站總平面布置見全站

10、總平面布置圖。4. 變電站防雷采用四根獨立避雷針對屋外配電裝置進行直接雷保護，每支避雷針設(shè)有接地裝置，為防止反擊，獨立避雷針的接地裝置與變電站接地網(wǎng)之間的地中距離不小于。變電站的進線段，由架空線路的架空地線進行保護。避雷針保護范圍見避雷針保護范圍圖。三. 計算書1. 變電站主變壓器根據(jù)gb50059-9235110kv變電所設(shè)計規(guī)范§3.1.2條：“在有一、二級負荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺主變壓器，?！庇职?#167;3.1.3條：“裝有兩臺主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余變壓器的容量不應(yīng)小于的全部負荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級負荷?！爆F(xiàn)有：35kv電壓級負荷：3回最大輸送功率8mw和

11、3回最大輸送功率7mw，功率因數(shù)，一、二類負荷占65%。10kv電壓級負荷：6回最大輸送功率1.7mw和6回最大輸送功率1.5mw，功率因數(shù)，一、二類負荷占68%。負荷計算：kwcostgp(kw)q(kvar)s(kva)35kv負荷240000.850.6224000148802823935kv負荷210000.850.62210001575026250小計14500045000306305448910kv負荷104200.800.751042078151302510kv負荷90000.800.759000675011250小計219420194201456524275補償容量(kvar)

12、4820補償后0.90.484319420974521728合計644204037576027最大負荷同時系數(shù)0.9579783633868424一、二類負荷：負荷：負荷：一、 二類總負荷：s1、2=31876+13298=45174kva60%總負荷：s60%=684240.6=41054 kva故主變壓器選二臺，變壓器，滿足了上述規(guī)范的要求。即當一臺主變壓器斷開時，另一臺保證全部負荷，又保證一、二級負荷。主接線圖2. 短路電流計算主接線圖十一變電所運行方式，115kv內(nèi)橋斷路器合上，35kv及10kv母線分段斷路器斷開。2.1 最大運行方式下的三相短路電流2.1.1 計算電抗圖圖十二將相同

13、發(fā)電機合并，合并后，的容量為， 合并后為的容量為，電抗用標幺值表示，取基準容量。三繞組變壓器的電抗百分值圖十三故：2.1.2 點三相短路電流計算將計算電抗圖逐步化簡圖十四將組成的三角形變換為星形圖十五圖十六將叉形電路變換為非叉形將換算到以發(fā)電機為基準的電抗以上均小于，故按有限容量系統(tǒng)計算，應(yīng)用計算曲線（畢業(yè)設(shè)計參考資料上）。則從發(fā)電機送出的短路電流：查曲線，零秒時即初始值為，而則從發(fā)電機送出的短路電流：查曲線，零秒時即初始值為，而則故d1點總的三相短路電流為： 或 2.1.3 d2點三相短路電流計算圖十七 從發(fā)電機送出的短路電流：查曲線，則從發(fā)電機送出的短路電流：查曲線，則故點總的三相短路電流

14、為： 或 2.1.4 點三相短路電流計算圖十八 從發(fā)電機送出的短路電流：查曲線，則從發(fā)電機送出的短路電流：查曲線，則故點總的三相短路電流為： 或 2.2最小運行方式下的三相短路電流（一臺發(fā)電機退出運行）主接線圖二十一2.2.1 計算電抗圖圖二十二將相同發(fā)電機合并，的容量為， 合并后為的容量為，電抗用標幺值表示，取基準容量。三繞組變壓器的電抗百分值圖二十三故：2.2.2 點三相短路電流計算將計算電抗圖逐步化簡圖二十四將組成的三角形變換為星形圖二十五 圖二十六 將義形電路變換為非義形將換算到以發(fā)電機為基準的電抗以上均小于，故按有限容量系統(tǒng)計算，應(yīng)用計算曲線（畢業(yè)設(shè)計參考資料上）。從發(fā)電機送出的短路

15、電流：查曲線，零秒時即初始值為，而則從發(fā)電機送出的短路電流：查曲線，零秒時即初始值為，而則故點總的三相短路電流為： 或 2.2.3 點三相短路電流計算圖二十七 從發(fā)電機送出的短路電流：查曲線，則從發(fā)電機送出的短路電流：查曲線，則故點總的三相短路電流為： 或 2.2.4 點三相短路電流計算圖二十八 從發(fā)電機送出的短路電流：查曲線，則從發(fā)電機送出的短路電流：查曲線，則故點總的三相短路電流為： 或 3 斷路器及隔離開關(guān)的選擇3.1 110kv側(cè)母聯(lián)的斷路器及隔離開關(guān)的選擇其額定工作電流 ：根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋外的要求，查表可選擇lw6-110型斷路器。短路時間：=0.2+0.1+

16、0.15=0.45s周期分量的熱效應(yīng)：非周期分量的熱效應(yīng)：，t=0.05 短路電流的熱效應(yīng)：沖擊電流：斷路器及隔離開關(guān)的相關(guān)數(shù)據(jù)并與計算值相比較，如下所示：計算數(shù)據(jù)lw6-110型斷路器gw5-110/630型隔離開關(guān) 110kv 524.9a 4.52ka 11.5ka 11.5ka 110kv 3150a 40ka 125ka 125ka 110kv 630a 50ka由以上數(shù)據(jù)比較可知lw6-110型斷路器和gw5-110/630d型隔離開關(guān)均能夠滿足要求。3.2 35kv進線和母聯(lián)的斷路器選擇其額定工作電流： 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋內(nèi)的要求，查表可選擇zn-35型斷路

17、器。短路時間：=0.7+0.1+0.15=0.95s周期分量的熱效應(yīng)：非周期分量的熱效應(yīng)：，t=0.05 短路電流的熱效應(yīng)：沖擊電流：斷路器的相關(guān)數(shù)據(jù)并與計算值相比較，如下所示：計算數(shù)據(jù)sw2-35型斷路器gw4-35/1250型隔離開關(guān) 35kv 824.5a 4.895ka 12.5ka 12.5ka 35kv 1000a 24.8ka 63.4ka 63.4ka 35kv 1250a 50ka由以上數(shù)據(jù)比較可知sw2-35型斷路器和gw4-35/1250型隔離開關(guān)均能夠滿足要求。3.3 10kv進線和母聯(lián)的斷路器選擇其額定工作電流： 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋內(nèi)的要求，查表

18、可選擇zn12-12型斷路器。短路時間：=0.7+0.1+0.15=0.95s周期分量的熱效應(yīng)：非周期分量的熱效應(yīng)：，t=0.05 短路電流的熱效應(yīng)：沖擊電流：斷路器的相關(guān)數(shù)據(jù)并與計算值相比較，如下所示：計算數(shù)據(jù)zn12-10型斷路器。 10kv 2886.8a 11.209ka 28.5ka 28.5ka 12kv 3150a 55ka 125ka 125ka由以上數(shù)據(jù)比較可知zn12-10型斷路器能夠滿足要求。3.4 35kv出線斷路器的選擇線路功率最大一回路的額定工作電流： 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋內(nèi)的要求，查表可選擇zn-35型斷路器。短路時間： =0.7+0.08+0

19、.15=0.93s周期分量的熱效應(yīng)：非周期分量的熱效應(yīng)： ，t=0.05 短路電流的熱效應(yīng)：沖擊電流：斷路器的相關(guān)數(shù)據(jù)并與計算值相比較，如下所示：計算數(shù)據(jù)sw2-35型斷路器gw5-35/630型隔離開關(guān) 35kv 155.3a 4.859ka 12.5ka 12.5ka 35kv 1000a 24.8ka 63.4ka 63.4ka 35kv 630a 50ka由以上數(shù)據(jù)比較可知sw2-35型斷路器和gw4-35/1250型隔離開關(guān)均能夠滿足要求。3.5 10kv出線斷路器的選擇線路功率最大一回路的額定工作電流： 根據(jù)線路的電壓及最大工作電流及斷路器在屋內(nèi)的要求，查表可選擇zn12-10型斷

20、路器。短路時間：=0.7+0.08+0.15=0.93s周期分量的熱效應(yīng)：非周期分量的熱效應(yīng)：，t=0.05 短路電流的熱效應(yīng)：沖擊電流：斷路器的相關(guān)數(shù)據(jù)并與計算值相比較，如下所示：計算數(shù)據(jù)zn12-10型斷路器。 10kv 122.7a 11.209ka 28.5ka 28.5ka 10kv 1250a 31.5ka 80ka 80ka由以上數(shù)據(jù)比較可知zn12-10型斷路器能夠滿足要求。3.6 110kv中性點隔離開關(guān)的選擇 根據(jù)本變電站的原始材料分析，選擇gw13-63型隔離開關(guān)，額定電壓63kv，額定電流630a，4s熱穩(wěn)定電流16ka，動穩(wěn)定電流55ka。3.7 35kv中性點隔離開

21、關(guān)的選擇 根據(jù)本變電站的原始材料分析，選擇gw13-35型隔離開關(guān)，額定電壓35kv，額定電流630a，4s熱穩(wěn)定電流16ka，動穩(wěn)定電流55ka。4互感器的選擇4.1電流互感器的選擇：4.1.1 110kv進線和母聯(lián)電流互感器的選擇其額定工作電流：可選擇lcwb6-110戶外電流互感器，變比為2x600/5a。由于用于測量和保護故選用二次組合接線為0.5/b/b/b，其額定阻抗為，1s熱穩(wěn)定電流，動穩(wěn)定電流。校驗熱穩(wěn)定： 動穩(wěn)定校驗：由此可見所選的互感器能夠滿足要求。4.1.2 35kv進線和母聯(lián)電流互感器的選擇其額定工作電流： 可選擇lcw-35戶外電流互感器，變比為1000/5a。由于用

22、于測量和保護故選用二次組合接線為0.5/b，其額定阻抗為，1s熱電流，動穩(wěn)定電流。校驗熱穩(wěn)定： 動穩(wěn)定校驗：由此可見所選的互感器能夠滿足要求。4.1.3 10kv進線和母聯(lián)電流互感器的選擇其額定工作電流： 可選擇jdj-10屋內(nèi)電流互感器，變比為3000/5a。由于用于測量和保護故選用二次組合接線為0.5/b，其額定阻抗為，2s熱電流，動穩(wěn)定電流。校驗熱穩(wěn)定： 動穩(wěn)定校驗：由此可見所選的互感器能夠滿足要求。4.1.4 35kv出線電流互感器的選擇35kv出線線路功率最大一回路的額定工作電流：可選擇lcw-35戶外電流互感器，變比為300/5。由于用于測量和保護故選用0.5fs5級，其額定阻抗為

23、，1s熱電流，動穩(wěn)定電流。校驗熱穩(wěn)定： 動穩(wěn)定校驗：由此可見所選的互感器能夠滿足要求。4.1.5 10kv出線電流互感器10kv出線線路功率最大一回路的額定工作電流：可選擇la-10屋內(nèi)電流互感器，變比為200/5。由于用于測量和保護故選用0.5fs5級，其額定阻抗為，1s熱電流，動穩(wěn)定電流。校驗熱穩(wěn)定： 動穩(wěn)定校驗：由此可見所選的互感器能夠滿足要求。4.2電壓互感器的選擇：電壓互感選擇時要考慮所在回路中檢測元件及繼電器等設(shè)備，上述設(shè)備無法確定,故無法計算，因些電壓互感器按最大容量選擇。110kv側(cè)電壓互感器可選jcc2-110w1，額定電壓，最大容量1000va，連接組標號。35kv側(cè)電壓互

24、感器可選jdjj2-35，額定電壓，最大容量2000va，連接組標號。10kv側(cè)電壓互感器可選jdzj-10，額定電壓，最大容量300va，連接組標號。5 消弧線圈的選擇按架空線路，其單相接地電容電流可按下式估算： ；變電所所增加電容電流按線路電容電流10%考慮，為1.35a，共計14.85a。消弧線圈的容量：式中 消弧線圈容量，;過補償系數(shù)，取1.5; 電網(wǎng)額定線路電壓，； 電容電流，；故：可選xdjl-550/35型消弧線圈電壓，系統(tǒng)電壓35kv，消弧線圈電壓電壓22.2kv，額定容量550kva，電流12.525a，檔數(shù)9。6 導線截面的選擇：6.1 110kv側(cè)進線及母線的選擇按經(jīng)濟電

25、流密度選擇導線的截面，由于，查表可得。 其額定工作電流所以故可選擇型號為的導線，其載流量為熱穩(wěn)定校驗：查表c=98 則滿足導線的最小截面的要求。6.2 35kv側(cè)進線及母線的選擇按經(jīng)濟電流密度選擇導線的截面，由于，查表可得。其額定工作電流所以故可選擇型號為的矩形鋁導體，其載流量為2089a熱穩(wěn)定校驗：查表c=98 則滿足導線的最小截面的要求。6.3 10kv側(cè)進線及母線的選擇按經(jīng)濟電流密度選擇導線的截面，由于，查表可得。其額定工作電流所以故可選擇型號為的矩形鋁導體，其載流量為3725a熱穩(wěn)定校驗：查表c=95 則滿足導線的最小截面的要求。6.4 35kv出線導線截面的選擇按經(jīng)濟電流密度選擇導線的截面，由于，查表可得。 出線最大一回路的額定工作電流:所以故可