110kv變電所畢業(yè)設計.doc

110KV變電所畢業(yè)設計設計任務書 目錄 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第一章電氣主接線的設計及變壓器選擇 分析任務書給定的原始資料，根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位和建設規(guī)模，考慮變電所運行的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性，全面論證，確定主接線的最佳方案。 第一節(jié)原始資料分析 1.本站經(jīng)2回110KV線路與系統(tǒng)相連，分別用35KV和10KV向本地用戶供電。 2.任務：110KV變壓器繼電保護。 3.環(huán)境參數(shù)：海拔1000米，地震級5級，最低溫度0，最高溫度35，雷暴20日/年。 4.系統(tǒng)參數(shù)：110KV系統(tǒng)為無窮大系統(tǒng)，距離本站65KM，線路阻抗按0.4歐/KM計算。 5.35KV出線7回，最大負荷10000KVA，cos0.8，Tmax4000h；10KV出線10回，最大負荷3600KVA，cos0.8，Tmax3000h，均為一般用戶。 6.站用電為160KVA。 根據(jù)本站為2回110KV線路進線，35KV、10KV最大負荷時間分別為4000h、3000h，可以判斷本站為重要變電站，在進行設計時，應該側重于供電的可靠性和靈活性。 第二節(jié)電氣主接線方案確定 方案一 方案二 方案三 主接線方案比較 名稱開關主變經(jīng)濟性可靠性方案確定 方案一11臺，110kv4臺，35kv5臺、10kv2臺4臺，0.742.8最差，變壓器總容量最大，開關最多。最好，充分考慮了變壓器，開關在檢修、試驗時仍然能保證供電。110kv終端變電站，采用雙回110kv進線，應該是比較重要的變電站，設計思想應側重于可靠性。所以選擇方案一為最終方案。方案一雖然建設投資大，但在以后運行過程中，小負荷時可以切除一臺主變運行，降低了損耗。 方案二7臺，110kv5臺，35kv、10kv各1臺2臺，1最好，變壓器總容量最小。中，35kv、10kv負荷分別供電，故障時互不影響。但是設備檢修時，必然造成供電中斷。 方案三7臺，110kv4臺，35kv2臺、10kv1臺2臺，1.6中，介于方案一、方案二之間。最差，高壓側故障時，低壓側必然中斷供電。 第三節(jié)容量計算及主變壓器選擇 1.按年負荷增長率6計算，考慮8年。 2.雙變壓器并聯(lián)運行，按每臺變壓器承擔70負荷計算。 3.35kv負荷是KVA，10kv負荷是KVA，總負荷是KVA。 4.變壓器容量：1）負荷預測35kv負荷：10000KVA（16）815036.30KVA；10kv負荷：3600KVA（16）85413.07KVA，共計20449.77KVA。2）變壓器有功和無功損耗計算，因為所占比重較小，而本站考慮的容量裕度比較大，所以不計算。3)站用變選型因為設計任務書已經(jīng)給出用電容量為160KVA，所以直接選擇即可，從主接線方案分析，站用變接于35KV母線更可靠，所以選型為SL7160/35。 變壓器選擇確定： 主變壓器承擔負荷容量選擇確定型號 1#B20449.770.50.77157.42KVA8000KVASZL7-8000/110 2#B同1B 3#B5413.070.50.71894.57KVA2000KVASL72000/35 4#B同3B 站用變160KVA160KVASL7160/35 5.變壓器技術數(shù)據(jù) 型號額定容量（KVA）額定電壓(kv)損耗（KW）阻抗電壓（）空載電流（）連接組別 高壓低壓空載負載 SZL78000/110800011038.5155010.51.4Yn,d11 SL7-2000/35200035103.419.86.51.4Y,d11 SL7-160/35160350.40.473.156.52.5Y,yno 第二章短路電流計算 第一節(jié)短路電流計算的目的 為了確定線路接線是否需要采取限制短路電流的措施，保證各種電氣設備和導體在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，為選擇繼電保護方法和整定計算提供依據(jù)，驗算導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流計算，應考慮510年的遠景發(fā)展規(guī)劃。 第二節(jié)電路元件參數(shù)的計算 1.等值網(wǎng)絡圖 圖21主接線 圖22等值網(wǎng)絡 圖23最小運行方式下等值網(wǎng)絡 2.電路元件參數(shù)計算 常用基準值（Sj100MVA） 基準電壓Uj（kv）6.310.537115230 基準電流Ij（kA）9.165.501.560.5020.251 基準電抗X（歐）0.3971.1013.7132529 1）系統(tǒng)容量為無限大，Sc=，取基準容量Sj100MVA，基準電壓Uj取各級平均電壓，即UjUp1.05Ue，Ue為額定電壓。 Sj 基準電流Ij 基準電抗Xj 2）線路阻抗X1=0.46526歐姆 3）變壓器電抗為 XB1XB2，XB3XB4 XB1Ud/100Sj/Se =10.5/100100/8 =1.3125 XB3=6.5/100100/2 =3.25 3.短路電流計算 1）d1點短路時：Up115kv 所以，三相短路電流 I(3)115/2632.55kA 兩相短路電流 I(2)=I(3)3/2 =2.551.73/2 2.26kA 短路容量 S（3）3UpI（3） 1.731152.55 507.32MVA 全電流最大有效值 Icb1.52I（3） =1.522.55 =3.876kA 2）d2點短路時：Up37kv d2點短路時，阻抗圖由圖24（a）簡化為圖24（b） 圖24（a） 圖24（b） X126 根據(jù)變壓器電抗有名值換算公式XdUd/100Ue2/Se，得出 X210.5/1001102/8 158.81 X2X3X2/X3 X679.41 三相短路電流 I（3）Up/3/X 115/1.73/105.41 0.63kA 兩相短路電流 I（2）0.886I（3） 0.8860.63 0.56kA 三相短路容量 S（3）3UpI（3） 1.73370.63 40.32MVA 全電流最大有效值 Icb1.52I（3） =1.520.63 =0.96kA 3）d3點短路時：Up37kv d3點短路時，阻抗圖由圖25（a）簡化為圖25（b） 圖25（a） 圖25（b） X126 X679.41 根據(jù)變壓器電抗有名值換算公式XdUd/100Ue2/Se，得出 X46.5/100352/2 39.81 X4X5X4/X5 X719.91 三相短路電流 I（3）Up/3/X115/1.73/125.320.53kA 兩相短路電流 I（2）0.886I（3） 0.8860.53 0.47kA 三相短路容量 S（3）3UpI（3） 1.7310.50.53 9.63MVA 全電流最大有效值 Icb1.52I（3） =1.520.53 =0.81kA 3.最小運行方式下短路電流計算 本站最小運行方式為B1、B3停運或B2、B4停運，據(jù)此作等值網(wǎng)絡圖26 圖26 1）d2點短路時：Up37kv X126 根據(jù)變壓器電抗有名值換算公式XdUd/100Ue2/Se，得出 X210.5/1001102/8 158.81 三相短路電流 I（3）Up/3/X 115/1.73/184.81 0.36kA 兩相短路電流 I（2）0.886I（3） 0.8860.36 0.32kA 三相短路容量 S（3）3UpI（3） 1.73370.36 23.04MVA 全電流最大有效值 Icb1.52I（3） =1.520.36 =0.55kA 2）d3點短路時：Up10.5kv X126X2158.81 根據(jù)變壓器電抗有名值換算公式XdUd/100Ue2/Se，得出 X46.5/100352/2 39.81 三相短路電流 I（3）Up/3/X 115/1.73/224.62 0.29kA 兩相短路電流 I（2）0.886I（3） 0.8860.29 0.26kA 三相短路容量 S（3）3UpI（3） 1.7310.50.29 5.27MVA 全電流最大有效值 Icb1.52I（3）=1.520.29=0.44kA 4.短路電流計算結果表 短路點編號支路名稱短路電流（kA）最小運行方式短路電流（kA)全短路電流有效值(KA)短路容量(MVA) d(3)d(2)d(3)d(2)d(3)d(2)d(3)d(2) d1110kv母線2.552.262.552.263.8763.876507.32507.32 d235kv母線0.630.560.360.320.960.5540.3223.04 d310kv母線0.530.470.290.260.810.449.635.27 第三章導體和電器的選擇設計（不做動熱穩(wěn)定校驗） 第一節(jié)最大持續(xù)工作電流計算 1.110KV母線導體的選擇 母線最大持續(xù)工作電流計算 Igmax1.05Se/3Ue 1.0516000/1.73/110 88.28A 1B、2#B變壓器引線最大持續(xù)工作電流為母線最大持續(xù)工作電流的50，即44.14A。 2.35KV母線導體的選擇 1.母線最大持續(xù)工作電流計算 Igmax1.05Se/3Ue 1.0516000/1.73/35 277.46A 1B、2#B變壓器引線最大持續(xù)工作電流為母線最大持續(xù)工作電流的50，即138.73A。 2.主變壓器35KV的引線按經(jīng)濟電力密度選擇軟導體。 最大運行方式下35KV引線的最大持續(xù)工作電流按1.05倍變壓器額定電流計算 3.10KV母線導體的選擇 母線最大持續(xù)工作電流計算 Igmax1.05Se/3Ue 1.054000/1.73/10 242.77A 3B、4B變壓器引線最大持續(xù)工作電流為母線最大持續(xù)工作電流的50，即121.38A。 4.3B、4B變壓器35KV側引線最大持續(xù)工作電流 Igmax1.05Se/3Ue 1.052000/1.73/35 34.68A 第二節(jié)導體的選擇 不考慮同時系數(shù)，Tmax均按3000h計算。 1.110kv母線導體選擇 查發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設計指導圖54，圖51得出 Tmax3000h，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟電流密度為J1.53A/mm2 SjIg/j 88.28/1.53 57.69mm2 考慮留一定的裕度，選擇LGJ95鋼芯鋁絞線為110kv母線導體。 2.35kv母線導體選擇 查發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設計指導圖54，圖51得出 Tmax3000h，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟電流密度為J1.53A/mm2 SjIg/j 277.46/1.53 181.35mm2 考慮留一定的裕度，選擇LGJ240鋼芯鋁絞線為35kv母線導體。 3.10kv母線導體選擇 查發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設計指導圖54，圖51得出 Tmax3000h，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟電流密度為J1.53A/mm2 SjIg/j 242.77/1.53 158.67mm2 考慮留一定的裕度，選擇LGJ240鋼芯鋁絞線為10kv母線導體。 4.變壓器引線選擇 1）1B、2#B變壓器110kv側引線選擇LGJ95鋼芯鋁絞線； 2）1B、2#B變壓器35kv側引線選擇LGJ120鋼芯鋁絞線； 3）3B、4B變壓器35KV側引線選擇LGJ95鋼芯鋁絞線； 4）3B、4B變壓器35KV側引線選擇LGJ120鋼芯鋁絞線。 第三節(jié)電器設備的選擇 1.斷路器及電流互感器的選擇 根據(jù)斷路器的選擇定型應滿足的條件，參考發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設計指導附表選擇如下： 序號斷路器形式型號額定電壓（kv）額定電流（A）開斷電流（KA）工作電流（A）電流互感器 1DL少油斷路器Sw7-110110120015.888.28LCW110 2DL少油斷路器同上88.28同上 3DL少油斷路器同上44.14同上 4DL少油斷路器同上44.14同上 5DL少油斷路器SW33535100016.5138.73LCW35 6DL少油斷路器同上138.73同上 11DL少油斷路器同上 7DL少油斷路器SW335356006.634.68同上 8DL少油斷路器同上34.68同上 9DL真空斷路器ZN10106008.72121.38LFC10 10DL真空斷路器同上121.38同上 35kx出線開關SW335356006.6277.4434.682208.08 2.8.08/729.7ALCW35 10kv出線開關ZN10103003242.77/1024.28ALFC10 電流互感器技術參數(shù) 序號額定電壓（kv）工作電流（A）電流互感器型號數(shù)量（臺）準確度等級額定電流A二次負荷阻抗1s熱穩(wěn)倍數(shù)動穩(wěn)倍數(shù) 1DL11088.28LCW1100.5100/51.275150 2DL88.28同上0.5 3DL44.14同上0.550/51.275150 4DL44.14同上0.5 5DL35138.73LCW350.5150/5265100 6DL138.73同上0.5150/5 7DL3534.68同上0.540/5 8DL34.68同上0.540/5 9DL10121.38LFC100.5125/50.675165 10DL121.38同上0.5125/50.675165 35277.4434.682208.08 2.8.08/729.7ALCW350.530/5265100 10242.77/1024.28ALFC100.5350/50.675155 2.隔離開關的選擇 根據(jù)隔離開關的選擇定型應滿足的條件，參考發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設計指導附表選擇如下： 序號安裝位置型號額定電壓（kv）額定電流（A） 11DL4DL兩側GW5110110600 25DL8DL兩側，35kx出線開關兩側，站用變GW43535600 39DL，10DL兩側GW11010600 410kv出線開關兩側GW11010400 5 3.電壓互感器PT的選擇 根據(jù)電壓互感器的選擇定型應滿足的條件，參考發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設計指導附表選擇如下： 序號安裝地點型式型號數(shù)量（臺）額定電壓kv額定變比 1110kv線路戶外單相JCC11102110110000/3：100/3/100/3 2110kv母線戶外單相JCC11103110110000/3：100/3/100/3 335kv母線戶外單相JDJJ3533535000/3：100/3/100/3 410kv母線戶內單相JDJ1031010000/100 4.高壓限流熔斷器的選擇 序號類別型號數(shù)量（只）額定電壓kv額定電流A 135kv互感器RW3353350.5 210kv互感器RN23100.5 3站用變35kv側RW3353355 5.各級電壓避雷器的選擇 避雷器是發(fā)電廠、變電所防護雷電侵入波的主要措施。硬根據(jù)被保護設備的絕緣水平和使用條件，選擇避雷器的形式、額定電壓等。并按照使用情況校驗所限避雷器的滅弧電壓和工頻放電電壓等。 避雷器的選擇結果 序號型號技術參數(shù)（KV）數(shù)量安裝地點 滅弧電壓工頻放電電壓沖擊放電電壓殘壓 1FCZ110J100170195265265110kv系統(tǒng)側 2FZ35418410413413435kv側及出線 3FZ1012.72631454510kv母線及出線 6.接地開關的選擇 安裝地點型號額定電壓kv動穩(wěn)電流kA2s熱穩(wěn)電流KA長期能通過電流A 110kv側JW2110（w）11010040600 35kv側隔離開關自帶 第四章繼電保護配置及整定計算 一、根據(jù)繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程進行保護配置。 1.變壓器繼電保護：縱差保護，瓦斯保護，電流速斷保護，復合過流保護（后備保護） 序號保護配置保護功能及動作原理出口方式繼電器型號 1縱差保護變壓器內部故障保護，例如斷線，層間、匝間短路等變壓器兩側電流不平衡起動保護。斷開變壓器兩側開關。BCH2 2瓦斯保護變壓器內部短路，劇烈發(fā)熱產(chǎn)生氣體起動保護。輕瓦斯發(fā)信號，重瓦斯斷開變壓器兩側開關。 3過電流保護事故狀態(tài)下可能出線的過負荷電流動作于信號 4電流速斷保護相間短路斷開線路斷路器 2.35KV線路，10KV線路繼電保護：電流速斷保護，過電流保護，單相接地保護 序號保護配置保護功能出口方式繼電器型號 1電流速斷保護相間短路斷開線路斷路器 2過電流保護相間短路，過負荷延時斷開線路斷路器 3母線單相接地保護絕緣監(jiān)察信號 第四節(jié)保護原理說明 第五節(jié)保護配置圖 第六節(jié)整定計算 電流速斷保護整定計算 1.1B、2B電流速斷保護整定計算 35kv系統(tǒng)、10kv系統(tǒng)都是中性點非接地運行，因此電流速斷保護接成兩相兩繼電器式。此種接線方式的整定計算按相電流接線計算。 1）躲過變壓器外部短路時，流過保護裝置的最大短路電流IdzKkI（3）d.max 第五章防雷規(guī)劃設計 根據(jù)電力設備過電壓保護設計技術規(guī)程的要求，配置防雷和接地設施如下： 為防止雷電直擊變電設備及其架構、電工建筑物等，變電站需裝設獨立避雷針，其沖擊接地電阻不宜超過10歐姆。為防止避雷針落雷引起的反擊事故，獨立避雷針與配電架構之間的空氣中的距離SK不宜小于5米。 第六章保護動作說明 第七章結束語 根據(jù)畢業(yè)設計任務書的基本要求，查閱教科書及大量的規(guī)程、規(guī)范和相關資料，經(jīng)過七星期的艱苦努力，終于完成了畢業(yè)設計任務，并形成了設計成果。 現(xiàn)在回過頭看看，其間有酸甜苦辣，也有喜怒哀樂，尤其是理論基礎不過硬，更是困難重重， 附錄 參考文獻 1.發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設計指導 2.繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程SDJ683水利電力出版社1983年 3.電力設備過電壓保護設計技術規(guī)程 4.電力系統(tǒng)繼電保護原理第三版