畢業(yè)論文電氣自動(dòng)化類 110kv變電站設(shè)計(jì)

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)的建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長(zhǎng)，對(duì)電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo)也日益提高，因此對(duì)供電設(shè)計(jì)也有了更高、更完善的要求。設(shè)計(jì)是否合理，不僅直接影響基建投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬的消耗量，也會(huì)反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。 變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)成，它從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護(hù)等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場(chǎng)所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制模式才能適用現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的發(fā)展趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)和計(jì)量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。 110KV變電站屬于高壓網(wǎng)絡(luò)，該地區(qū)變電所所涉及的方面多，考慮問題多，分析變電所擔(dān)負(fù)的任務(wù)及用戶負(fù)荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，確定用戶無功率補(bǔ)償裝置。同時(shí)進(jìn)行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇送配電網(wǎng)絡(luò)及導(dǎo)線進(jìn)行短路電流計(jì)算。選擇變電站高低壓電氣設(shè)備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng)域中通過新技術(shù)的使用都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。關(guān)鍵詞 ： 變電站; 負(fù)荷; 輸電系統(tǒng); 配電系統(tǒng); 高壓網(wǎng)絡(luò); 補(bǔ)償裝置目錄第一章 緒 論11.待設(shè)計(jì)變電所地位及作用12.變電站負(fù)荷情況及所址概況1第二章 電氣主接線設(shè)計(jì)22.1 110kV電氣主接線22.2 35kV電氣主接線42.3 10kV電氣主接線52.4 站用電接線8第三章 負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇83.1 負(fù)荷計(jì)算83.2 主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定83.3 站用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定10第四章 最大持續(xù)工作電流節(jié)短路計(jì)算114.1 各回路最大持續(xù)工作電流114.2 短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算結(jié)果11第五章 主要電氣設(shè)備選擇135.1 高壓斷路器的選擇145.2 隔離開關(guān)的選擇155.3 各級(jí)電壓母線的選擇155.4 絕緣子和穿墻套管的選擇165. 5電流互感器的配置和選擇165.6 電壓互感器的配置和選擇17參 考 文 獻(xiàn)21致 謝22第一章 緒 論1.待設(shè)計(jì)變電所地位及作用按照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展，決定在本區(qū)興建1中型110kV變電所。該變電所建成后，主要對(duì)本區(qū)用戶供電為主，尤其對(duì)本地區(qū)大用戶進(jìn)行供電。改善提高供電水平。同時(shí)和其他地區(qū)變電所聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，提高了本地供電質(zhì)量和可靠性。 待設(shè)計(jì)變電站 110kV出線4回，2回備用 35kV出線8回，2回備用 10kV線路12回，另有2回備用2.變電站負(fù)荷情況及所址概況本變電站的電壓等級(jí)為110/35/10。變電站由兩個(gè)系統(tǒng)供電，系統(tǒng)S1為600MVA，容抗為0.38, 系統(tǒng)S2為800MVA，容抗為0.45.線路1為30KM, 線路2為20KM, 線路3為25KM。該地區(qū)自然條件：年最高氣溫 40攝氏度，年最底氣溫- 5攝氏度，年平均氣溫 18攝氏度。出線方向110kV向北，35kV向西，10kV向東。所址概括，黃土高原，面積為100×100平方米，本地區(qū)無污穢，土壤電阻率7000.cm。本論文主要通過分析上述負(fù)荷資料，以及通過負(fù)荷計(jì)算，最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算，對(duì)變電站進(jìn)行了設(shè)備選型和主接線選擇，進(jìn)而完成了變電站一次部分設(shè)計(jì)。第二章 電氣主接線設(shè)計(jì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。1.運(yùn)行的可靠斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。2.具有一定的靈活性主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。3.操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。4.經(jīng)濟(jì)上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。5.應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。2.1 110kV電氣主接線由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長(zhǎng)而擬建的。那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。變電站110kV側(cè)和10kV側(cè)，均為單母線分段接線。110kV220kV出線數(shù)目為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV110kV系統(tǒng)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路母線。根據(jù)以上分析、組合，保留下面兩種可能接線方案，如圖1.1及圖1.2所示。 圖2-1單母線分段帶旁母接線 圖2-2雙母線帶旁路母線接線對(duì)圖2.1及圖2.2所示方案、綜合比較，見表2-1。表2-1 主接線方案比較表項(xiàng)目 方案 方案方案技術(shù) 簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差 運(yùn)行可靠、運(yùn)行方式靈活、便于事故處理、易擴(kuò)建 母聯(lián)斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作經(jīng)濟(jì) 設(shè)備少、投資小 用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 占地大、設(shè)備多、投資大 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資在技術(shù)上（可靠性、靈活性）第種方案明顯合理，在經(jīng)濟(jì)上則方案占優(yōu)勢(shì)。鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定選第種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。2.2 35kV電氣主接線 電壓等級(jí)為35kV60kV，出線為48回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。為保證線路檢修時(shí)不中斷對(duì)用戶的供電，采用單母線分段接線和雙母線接線時(shí)，可增設(shè)旁路母線。但由于設(shè)置旁路母線的條件所限（35kV60kV出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時(shí)間短，約為23天。）所以，35kV60kV采用雙母線接線時(shí)，不宜設(shè)置旁路母線，有條件時(shí)可設(shè)置旁路隔離開關(guān)。據(jù)上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖1.3及圖1.4所示。 圖2.3單母線分段帶旁母接線 圖2.4雙母線接線對(duì)圖2.3及圖2.4所示方案、綜合比較。見表2-2表2-2 主接線方案比較項(xiàng)目 方案方案單方案雙技術(shù)簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展可靠性、靈活性差旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 供電可靠 調(diào)度靈活 擴(kuò)建方便 便于試驗(yàn) 易誤操作經(jīng)濟(jì)設(shè)備少、投資小用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 投資和占地面大經(jīng)比較兩種方案都具有易擴(kuò)建這一特性。雖然方案可靠性、靈活性不如方案，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。鑒于此電壓等級(jí)不高，可選用投資小的方案。2.3 10kV電氣主接線610kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時(shí)，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場(chǎng)合。上述兩種方案如圖2.5及圖2.6所示。 圖2.5單母線分段接線 圖2.6雙母線接線對(duì)圖2.5及圖2.6所示方案、綜合比較，見表2-3 表2-3 主接線方案比較項(xiàng)目 方案方案單分方案雙技術(shù) 不會(huì)造成全所停電 調(diào)度靈活 保證對(duì)重要用戶的供電 任一斷路器檢修，該回路必須停止工作供電可靠調(diào)度靈活擴(kuò)建方便便于試驗(yàn)易誤操作經(jīng)濟(jì) 占地少 設(shè)備少設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜投資和占地面大經(jīng)過綜合比較方案在經(jīng)濟(jì)性上比方案好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案。2.4 站用電接線一般站用電接線選用接線簡(jiǎn)單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。上述兩種方案如圖2.7及圖2.8所示。 圖2.7單母線分段接線 圖2-8單母線接線對(duì)圖2.7及圖2.8所示方案、綜合比較，見表2-4。表2-4 主接線方案比較項(xiàng)目 方案方案單分方案單技術(shù)不會(huì)造成全所停電調(diào)度靈活保證對(duì)重要用戶的供電任一斷路器檢修，該回路必須停止工作擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡發(fā)展 簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差經(jīng)濟(jì)占地少設(shè)備少設(shè)備少、投資小經(jīng)比較兩種方案經(jīng)濟(jì)性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案。第三章 負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇3.1 負(fù)荷計(jì)算要選擇主變壓器和站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流。首先必須要計(jì)算各側(cè)的負(fù)荷，包括站用電負(fù)荷（動(dòng)力負(fù)荷和照明負(fù)荷）、10kV負(fù)荷、35kV負(fù)荷和110kV側(cè)負(fù)荷。由公式 （2-1）式中 某電壓等級(jí)的計(jì)算負(fù)荷同時(shí)系數(shù)（35kV取0.9、10kV取0.85、35kV各負(fù)荷與10kV各負(fù)荷之間取0.9、站用負(fù)荷取0.85）%該電壓等級(jí)電網(wǎng)的線損率，一般取5%P、cos各用戶的負(fù)荷和功率因數(shù)3.1.1 站用負(fù)荷計(jì)算 S站=0.85×(91.5/0.85)×(1+5%) =96.075KVA 0.096MVA3.1.2 10kV負(fù)荷計(jì)算S10KV=0.85(4+3+3.5+3.2+3.4+5.6+7.8)×0.85+3/9×4 ×(1+5%) =38.675WVA3.1.3 35kV負(fù)荷計(jì)算S35KV=0.9×(6+6+5+3)/0.9+(2.6+3.2)/0.85×(1+5%) =27.448MVA3.1.4 110kV負(fù)荷計(jì)算S110KV=0.9×(20/0.9+5.8/0.85+25.5/0.85+12/0.9) ×(1+5%)+ S站=68.398+0.096=68.494MVA3.2 主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定3.2.1變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的確定主變臺(tái)數(shù)確定的要求：1.對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。2.對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性?？紤]到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路呆主變的方式。故選用兩臺(tái)主變壓器，并列運(yùn)行且容量相等。3.2.2變電所主變壓器容量的確定主變壓器容量確定的要求：1.主變壓器容量一般按變電站建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。2.根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在設(shè)計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷：對(duì)一般性變電站停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的6070%。S=68.494MVA由于上述條件所限制。所以，兩臺(tái)主變壓器應(yīng)各自承擔(dān)34.247MVA。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承擔(dān)70%為47.946MVA。故選兩臺(tái)50MVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。3.2.3 變電站主變壓器型式的選擇具有三種電壓等級(jí)的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器采用三饒組。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動(dòng)所以選擇有載調(diào)壓方式，且規(guī)程上規(guī)定 對(duì)電力系統(tǒng)一般要求10kV及以下變電站采用一級(jí)有載調(diào)壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。我國(guó)110kV及以上電壓變壓器繞組都采用Y連接；35kV采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。故主變參數(shù)如下：型號(hào)電壓組合及分接范圍阻抗電壓空載電流連接組高壓中壓低壓高-中高-低中-低13YN，yn0,d11SFSZ9-50000/110110±8×1。25%385±5%1051110.51756.53.3 站用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定3.3.1站用變臺(tái)數(shù)的確定對(duì)大中型變電站，通常裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器。因站用負(fù)荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺(tái)主變壓器和兩段10kV母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器，并采用暗備用的方式。3.3.2站用變?nèi)萘康拇_定站用變壓器 容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時(shí)負(fù)荷之用?？紤]到兩臺(tái)站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺(tái)變壓器運(yùn)行。每臺(tái)工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)任意一臺(tái)變壓器因故障被斷開后，其站用負(fù)荷則由完好的站用變壓器承擔(dān)。S站=96.075/(1-10%) =106KVA3.3.3 站用變型式的選擇考慮到目前我國(guó)配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。故站用變參數(shù)如下：型號(hào)電壓組合連接組標(biāo)號(hào)空載損耗負(fù)載損耗空載電流阻抗電壓高壓高壓分接范圍低壓S9-200/1010;6.3;6±5%0.4Y,yn00.482.61.34因本站有許多無功負(fù)荷，且離發(fā)電廠較近，為了防止無功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范第3.7.1條自然功率應(yīng)未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的變電所，應(yīng)安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，電容器裝置應(yīng)設(shè)置在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)荷側(cè)，電容器裝置宜用中性點(diǎn)不接地的星型接線。電力工程電力設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定“對(duì)于35-110KV變電所，可按主變壓器額定容量的10-30%作為所有需要補(bǔ)償?shù)淖畲笕萘啃詿o功量，地區(qū)無功或距離電源點(diǎn)接近的變電所，取較低者。地區(qū)無功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所，取較低者，地區(qū)無功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所取較高者。第四章 最大持續(xù)工作電流節(jié)短路計(jì)算4.1 各回路最大持續(xù)工作電流根據(jù)公式 = （3-1） 式中 - 所統(tǒng)計(jì)各電壓側(cè)負(fù)荷容量 - 各電壓等級(jí)額定電壓 - 最大持續(xù)工作電流 = =/則：10kV =38.675MVA/×10KV =2.232KA 35kV =27.448 MVA/×35KV =1.58KA 110kV =68.494 MVA/×110KV =3.954 KA4.2 短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算結(jié)果短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴(yán)重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會(huì)影響用戶的正常供電，而且會(huì)破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都必須對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算。短路電流計(jì)算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并進(jìn)行有關(guān)的校驗(yàn)。按三相短路進(jìn)行短路電流計(jì)算。可能發(fā)生最大短路電流的短路電流計(jì)算點(diǎn)有個(gè)，即110KV母線短路（K1點(diǎn)），35KV母線短路（K2）點(diǎn)，10KV電抗器母線短路（K3點(diǎn)），0.4KV母線短路（K4點(diǎn)）。計(jì)算結(jié)果:(計(jì)算過程見附錄)當(dāng)K1點(diǎn)斷路時(shí): =5.58KA =14.2 =8.43 =1111.4 當(dāng)K2點(diǎn)斷路時(shí): =1.85KA =4.7 =2.8 =120.2當(dāng)K3點(diǎn)斷路時(shí): =38KA =96.7 =57.4 =691當(dāng)K4點(diǎn)斷路時(shí): =1000KA =2542 =1510 =692.8第五章 主要電氣設(shè)備選擇由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載留導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：1. 應(yīng)滿足正常運(yùn)行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。2. 應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3. 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4. 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。5. 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。6. 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。技術(shù)條件：選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。1.電壓 選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓Ug,即，Umax>Ug2. 電流選用的電器額定電流Ie不得低于 所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig ，即Ie>Ig校驗(yàn)的一般原則：(1). 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)的短路電流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流。(2). 用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。3. 短路的熱穩(wěn)定條件Qdt在計(jì)算時(shí)間ts內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（KA2S）Itt秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（KA2S）T設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間Ts按下式計(jì)算t=td+tkd式中td 繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間內(nèi)（S）tkd斷路的全分閘時(shí)間（s）4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時(shí)電流機(jī)械效應(yīng)的能力，稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是：上式中 短路沖擊電流幅值及其有效值 允許通過動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值5.絕緣水平： 在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。由于變壓器短時(shí)過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。5.1高壓斷路器的選擇高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。型式選擇：本次在選擇斷路器，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號(hào)斷路器，以便減少備用件的種類，方便設(shè)備的運(yùn)行和檢修。選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：1. 在合閘運(yùn)行時(shí)應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長(zhǎng)期通過負(fù)荷電流，即使通過短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。2. 在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。3. 應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。4. 應(yīng)有盡可能長(zhǎng)的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便?？紤]到可靠性和經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的無由化目標(biāo)，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在110KV側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強(qiáng)、絕緣性能強(qiáng)、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長(zhǎng)而且使用可靠，不存在不安全問題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長(zhǎng)、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動(dòng)作快，燃弧時(shí)間短、且于開斷電源大小無關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。因而被大量使用于35KV及以下的電壓等級(jí)中。所以，35KV側(cè)和10KV側(cè)采用真空斷路器。又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知電壓等級(jí)型號(hào)額定電壓額定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流110kVLW14-110110KV 31500A31.580KA35kVZN23-3535KV16002563KA10kVZN-1010KV600A8.7kA5.2 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。選擇隔離開關(guān)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：1. 隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開。2. 隔離開關(guān)斷開點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。3 .隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。4. 隔離開關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時(shí)的過電壓。5. 隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。6. 帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知電壓等級(jí)型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流110kVGW4-110G110KV 1000A8035kVGW4-3535KV1000A5010kVGN8-1010KV600A755.3 各級(jí)電壓母線的選擇選擇配電裝置中各級(jí)電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容：、選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式；、選擇母線截面的大小；、檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定；、對(duì)35kV以上母線，應(yīng)檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈；、對(duì)于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動(dòng)，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€自振頻率。110kV母線一般采用軟導(dǎo)體型式。指導(dǎo)書中已將導(dǎo)線形式告訴為L(zhǎng)GJQ-150的加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線。根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 35KV母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。LGJ185型鋼芯鋁絞線即滿足熱穩(wěn)定要求，同時(shí)也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體LGJ70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。本變電所10KV的最終回路較多，因此10KV母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。故所選LGJ150型鋼芯鋁絞線滿足熱穩(wěn)定要求，則同時(shí)也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體LGJ70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。5.4 絕緣子和穿墻套管的選擇在發(fā)電廠變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導(dǎo)電體、絕緣子和金具來實(shí)現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐熱、耐潮濕。選擇戶外式絕緣子可以增長(zhǎng)沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。穿墻套管用于母線在屋內(nèi)穿過墻壁和天花板以及從屋內(nèi)向屋外穿墻時(shí)使用，635KV為瓷絕緣，60220KV為油浸紙絕緣電容式.5.5電流互感器的配置和選擇參數(shù)選擇1. 技術(shù)條件正常工作條件一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側(cè)負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)，短路穩(wěn)定性動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù)承受過電壓能力絕緣水平，泄露比2. 環(huán)境條件環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對(duì)濕度。型式選擇35kV以下的屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35kV以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，在有條件時(shí)，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資，減少占地。110KV側(cè)CT的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)35KV及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器常用L(C)系列。出線側(cè)CT采用戶外式，用于表計(jì)測(cè)量和保護(hù)裝置的需要準(zhǔn)確度。當(dāng)電流互感器用于測(cè)量、時(shí)，其一次額定電流盡量選擇得比回路中正常工作電流的1/3左右以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作、并在過負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。根據(jù) > 選擇型號(hào)為L(zhǎng)CWB6-110W型 35KV側(cè)CT可根據(jù)安裝地點(diǎn)和最大長(zhǎng)期工作電流選LCZ-35系列CT電壓等級(jí)型號(hào)110kVLCWB-6-11035kVLCZ-3510kVLMC-105.6 電壓互感器的配置和選擇參數(shù)選擇1. 技術(shù)條件(1)正常工作條件一次回路電壓，一次回路電流，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)，機(jī)械負(fù)荷(2)承受過電壓能力絕緣水平，泄露比距。2. 環(huán)境條件環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對(duì)濕度，海拔高度，地震烈度。1.620kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓是，一般采用三相五住電壓互感器。2.35110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。3. 110kV側(cè)PT的選擇電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)248頁(yè)，35-110KV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電式互感器，接在110KV及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通訊，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合。統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。35KV及以上的戶外裝置，電壓互感器都是單相的出線側(cè)PT是當(dāng)首端有電源時(shí)，為監(jiān)視線路有無電壓進(jìn)行同期和設(shè)置重合閘.型號(hào)額定電壓（V）二次繞組額定輸出（VA）電 容 量載 波耦 合電 容一次繞組二次繞組剩余電壓繞組0.5級(jí)1級(jí)高壓電容中壓電容YDR-110110000/100/100150VA300VA12.55010準(zhǔn)確度為:電壓互感器按一次回路電壓、二次電壓、安裝地點(diǎn)二次負(fù)荷及準(zhǔn)確等級(jí)要求進(jìn)行選擇。所以選用 YDR-110 型電容式電壓互感器。35kV母線PT選擇： 35-11KV配電裝置安裝臺(tái)單相電壓互感器用于測(cè)量和保護(hù)裝置。 選四臺(tái)單相帶接地保護(hù)油浸式TDJJ-35型PT選用戶內(nèi)式型號(hào)額定電壓(v)接線方式一次繞組二次繞組剩余電壓繞組TDJJ-3535000/100/100/3Y/Yo/r準(zhǔn)確度測(cè)量準(zhǔn)確度測(cè)量計(jì)算與保護(hù)用的電壓互感器，其二次側(cè)負(fù)荷較小，一般滿足準(zhǔn)確度要求，只有二次側(cè)用作控制電源時(shí)才校驗(yàn)準(zhǔn)確度，此處因有電度表故選編0.5級(jí)。PT與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，PT本身不遭受短路電流作用，因此不校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。參 考 文 獻(xiàn)1 蘇文成. 工廠供電M. 第1版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19812 劉介才. 工廠供電M. 第3版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19973 蘇文成. 工廠供電M. 第2版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19994DouglasJ.Maintennance RevoltionJ. EPRI.Journal.May/June, 19955郭碧紅,楊曉紅. 我國(guó)電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用狀況分析J. 電網(wǎng)技術(shù).1999.23（8）：65-67 6嚴(yán)璋. 電氣絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)M. 北京：中國(guó)電力出版社，19957何克思. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)M. 北京：清華大學(xué)出版社，19938楊奇遜. 微型機(jī)斷電保護(hù)基礎(chǔ)M. 北京：水利電力出版社，19889Kar.Astrom,BjornWittenmark.Computer controlled SystemsM. Prentice Hall.Inc.198410千博,朱欣志,王浩宇等. 變電站10KV配出線微機(jī)保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的研究J11熊信銀,張步涵. 電力系統(tǒng)工程基礎(chǔ)M. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，200312黃益莊. 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)M. 北京：中國(guó)電力出版社，200013TanWenshu. An introduction to substantion communication network and system.J.200114李世卿. 自動(dòng)控制系統(tǒng)M. 北京：冶金工業(yè)出版社，198115劉紹俊. 高壓電器M. 北京：機(jī)械出版社，198216陳粵軍. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐M. 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社，1991致 謝在畢老師的指導(dǎo)下,經(jīng)過近一個(gè)月的努力，110KV變電站一次設(shè)備終于設(shè)計(jì)完成了，在此我對(duì)畢老師給予幫助表示衷心的感謝。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，畢老師在百忙之中對(duì)我的設(shè)計(jì)給予了細(xì)致的指導(dǎo)和建議,對(duì)我的輔導(dǎo)耐心認(rèn)真，并給我們提供了大量有關(guān)資料和文獻(xiàn)，使我的這次設(shè)計(jì)能順利完成。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)以前學(xué)習(xí)的知識(shí)得到了更深的了解,并使知識(shí)得到了進(jìn)一步的鞏固.這次做論文的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會(huì)有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步。從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！- 21 -