110kv變電所畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

110KV變電所畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)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(shè)計(jì)及變壓器選擇 分析任務(wù)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(shè)規(guī)模，考慮變電所運(yùn)行的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)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(wù)：110KV變壓器繼電保護(hù)。 3.環(huán)境參數(shù)：海拔1000米，地震級(jí)5級(jí)，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(jì)算。 5.35KV出線7回，最大負(fù)荷10000KVA，cos0.8，Tmax4000h；10KV出線10回，最大負(fù)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(jìn)線，35KV、10KV最大負(fù)荷時(shí)間分別為4000h、3000h，可以判斷本站為重要變電站，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該側(cè)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(guān)主變經(jīng)濟(jì)性可靠性方案確定 方案一11臺(tái)，110kv4臺(tái)，35kv5臺(tái)、10kv2臺(tái)4臺(tái)，0.742.8最差，變壓器總?cè)萘孔畲螅_關(guān)最多。最好，充分考慮了變壓器，開關(guān)在檢修、試驗(yàn)時(shí)仍然能保證供電。110kv終端變電站，采用雙回110kv進(jìn)線，應(yīng)該是比較重要的變電站，設(shè)計(jì)思想應(yīng)側(cè)重于可靠性。所以選擇方案一為最終方案。方案一雖然建設(shè)投資大，但在以后運(yùn)行過程中，小負(fù)荷時(shí)可以切除一臺(tái)主變運(yùn)行，降低了損耗。 方案二7臺(tái)，110kv5臺(tái)，35kv、10kv各1臺(tái)2臺(tái)，1最好，變壓器總?cè)萘孔钚?。中?5kv、10kv負(fù)荷分別供電，故障時(shí)互不影響。但是設(shè)備檢修時(shí)，必然造成供電中斷。 方案三7臺(tái)，110kv4臺(tái)，35kv2臺(tái)、10kv1臺(tái)2臺(tái)，1.6中，介于方案一、方案二之間。最差，高壓側(cè)故障時(shí)，低壓側(cè)必然中斷供電。 第三節(jié)容量計(jì)算及主變壓器選擇 1.按年負(fù)荷增長(zhǎng)率6計(jì)算，考慮8年。 2.雙變壓器并聯(lián)運(yùn)行，按每臺(tái)變壓器承擔(dān)70負(fù)荷計(jì)算。 3.35kv負(fù)荷是KVA，10kv負(fù)荷是KVA，總負(fù)荷是KVA。 4.變壓器容量：1）負(fù)荷預(yù)測(cè)35kv負(fù)荷：10000KVA（16）815036.30KVA；10kv負(fù)荷：3600KVA（16）85413.07KVA，共計(jì)20449.77KVA。2）變壓器有功和無功損耗計(jì)算，因?yàn)樗急戎剌^小，而本站考慮的容量裕度比較大，所以不計(jì)算。3)站用變選型因?yàn)樵O(shè)計(jì)任務(wù)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(dān)負(fù)荷容量選擇確定型號(hào) 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(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào)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(fù)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(jì)算 第一節(jié)短路電流計(jì)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(shè)備和導(dǎo)體在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，為選擇繼電保護(hù)方法和整定計(jì)算提供依據(jù)，驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流計(jì)算，應(yīng)考慮510年的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。 第二節(jié)電路元件參數(shù)的計(jì)算 1.等值網(wǎng)絡(luò)圖 圖21主接線 圖22等值網(wǎng)絡(luò) 圖23最小運(yùn)行方式下等值網(wǎng)絡(luò) 2.電路元件參數(shù)計(jì)算 常用基準(zhǔn)值（Sj100MVA） 基準(zhǔn)電壓Uj（kv）6.310.537115230 基準(zhǔn)電流Ij（kA）9.165.501.560.5020.251 基準(zhǔn)電抗X（歐）0.3971.1013.7132529 1）系統(tǒng)容量為無限大，Sc=，取基準(zhǔn)容量Sj100MVA，基準(zhǔn)電壓Uj取各級(jí)平均電壓，即UjUp1.05Ue，Ue為額定電壓。 Sj 基準(zhǔn)電流Ij 基準(zhǔn)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(jì)算 1）d1點(diǎn)短路時(shí)：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(diǎn)短路時(shí)：Up37kv d2點(diǎn)短路時(shí)，阻抗圖由圖24（a）簡(jiǎn)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(diǎn)短路時(shí)：Up37kv d3點(diǎn)短路時(shí)，阻抗圖由圖25（a）簡(jiǎn)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(yùn)行方式下短路電流計(jì)算 本站最小運(yùn)行方式為B1、B3停運(yùn)或B2、B4停運(yùn)，據(jù)此作等值網(wǎng)絡(luò)圖26 圖26 1）d2點(diǎn)短路時(shí)：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(diǎn)短路時(shí)：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(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn)編號(hào)支路名稱短路電流（kA）最小運(yùn)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(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計(jì)（不做動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)） 第一節(jié)最大持續(xù)工作電流計(jì)算 1.110KV母線導(dǎo)體的選擇 母線最大持續(xù)工作電流計(jì)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(dǎo)體的選擇 1.母線最大持續(xù)工作電流計(jì)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(jì)電力密度選擇軟導(dǎo)體。 最大運(yùn)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(jì)算 3.10KV母線導(dǎo)體的選擇 母線最大持續(xù)工作電流計(jì)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(cè)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(dǎo)體的選擇 不考慮同時(shí)系數(shù)，Tmax均按3000h計(jì)算。 1.110kv母線導(dǎo)體選擇 查發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)圖54，圖51得出 Tmax3000h，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)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(dǎo)體。 2.35kv母線導(dǎo)體選擇 查發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)圖54，圖51得出 Tmax3000h，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)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(dǎo)體。 3.10kv母線導(dǎo)體選擇 查發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)圖54，圖51得出 Tmax3000h，鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)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(dǎo)體。 4.變壓器引線選擇 1）1B、2#B變壓器110kv側(cè)引線選擇LGJ95鋼芯鋁絞線； 2）1B、2#B變壓器35kv側(cè)引線選擇LGJ120鋼芯鋁絞線； 3）3B、4B變壓器35KV側(cè)引線選擇LGJ95鋼芯鋁絞線； 4）3B、4B變壓器35KV側(cè)引線選擇LGJ120鋼芯鋁絞線。 第三節(jié)電器設(shè)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(yīng)滿足的條件，參考發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)附表選擇如下： 序號(hào)斷路器形式型號(hào)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(guān)SW335356006.6277.4434.682208.08 2.8.08/729.7ALCW35 10kv出線開關(guān)ZN10103003242.77/1024.28ALFC10 電流互感器技術(shù)參數(shù) 序號(hào)額定電壓（kv）工作電流（A）電流互感器型號(hào)數(shù)量（臺(tái)）準(zhǔn)確度等級(jí)額定電流A二次負(fù)荷阻抗1s熱穩(wěn)倍數(shù)動(dòng)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(guān)的選擇 根據(jù)隔離開關(guān)的選擇定型應(yīng)滿足的條件，參考發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)附表選擇如下： 序號(hào)安裝位置型號(hào)額定電壓（kv）額定電流（A） 11DL4DL兩側(cè)GW5110110600 25DL8DL兩側(cè)，35kx出線開關(guān)兩側(cè)，站用變GW43535600 39DL，10DL兩側(cè)GW11010600 410kv出線開關(guān)兩側(cè)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(yīng)滿足的條件，參考發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)附表選擇如下： 序號(hào)安裝地點(diǎn)型式型號(hào)數(shù)量（臺(tái)）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(nèi)單相JDJ1031010000/100 4.高壓限流熔斷器的選擇 序號(hào)類別型號(hào)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(cè)RW3353355 5.各級(jí)電壓避雷器的選擇 避雷器是發(fā)電廠、變電所防護(hù)雷電侵入波的主要措施。硬根據(jù)被保護(hù)設(shè)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(yàn)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(jié)果 序號(hào)型號(hào)技術(shù)參數(shù)（KV）數(shù)量安裝地點(diǎn) 滅弧電壓工頻放電電壓沖擊放電電壓殘壓 1FCZ110J100170195265265110kv系統(tǒng)側(cè) 2FZ35418410413413435kv側(cè)及出線 3FZ1012.72631454510kv母線及出線 6.接地開關(guān)的選擇 安裝地點(diǎn)型號(hào)額定電壓kv動(dòng)穩(wěn)電流kA2s熱穩(wěn)電流KA長(zhǎng)期能通過電流A 110kv側(cè)JW2110（w）11010040600 35kv側(cè)隔離開關(guān)自帶 第四章繼電保護(hù)配置及整定計(jì)算 一、根據(jù)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程進(jìn)行保護(hù)配置。 1.變壓器繼電保護(hù)：縱差保護(hù)，瓦斯保護(hù)，電流速斷保護(hù)，復(fù)合過流保護(hù)（后備保護(hù)） 序號(hào)保護(hù)配置保護(hù)功能及動(dòng)作原理出口方式繼電器型號(hào) 1縱差保護(hù)變壓器內(nèi)部故障保護(hù)，例如斷線，層間、匝間短路等變壓器兩側(cè)電流不平衡起動(dòng)保護(hù)。斷開變壓器兩側(cè)開關(guān)。BCH2 2瓦斯保護(hù)變壓器內(nèi)部短路，劇烈發(fā)熱產(chǎn)生氣體起動(dòng)保護(hù)。輕瓦斯發(fā)信號(hào)，重瓦斯斷開變壓器兩側(cè)開關(guān)。 3過電流保護(hù)事故狀態(tài)下可能出線的過負(fù)荷電流動(dòng)作于信號(hào) 4電流速斷保護(hù)相間短路斷開線路斷路器 2.35KV線路，10KV線路繼電保護(hù)：電流速斷保護(hù)，過電流保護(hù)，單相接地保護(hù) 序號(hào)保護(hù)配置保護(hù)功能出口方式繼電器型號(hào) 1電流速斷保護(hù)相間短路斷開線路斷路器 2過電流保護(hù)相間短路，過負(fù)荷延時(shí)斷開線路斷路器 3母線單相接地保護(hù)絕緣監(jiān)察信號(hào) 第四節(jié)保護(hù)原理說明 第五節(jié)保護(hù)配置圖 第六節(jié)整定計(jì)算 電流速斷保護(hù)整定計(jì)算 1.1B、2B電流速斷保護(hù)整定計(jì)算 35kv系統(tǒng)、10kv系統(tǒng)都是中性點(diǎn)非接地運(yùn)行，因此電流速斷保護(hù)接成兩相兩繼電器式。此種接線方式的整定計(jì)算按相電流接線計(jì)算。 1）躲過變壓器外部短路時(shí)，流過保護(hù)裝置的最大短路電流IdzKkI（3）d.max 第五章防雷規(guī)劃設(shè)計(jì) 根據(jù)電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的要求，配置防雷和接地設(shè)施如下： 為防止雷電直擊變電設(shè)備及其架構(gòu)、電工建筑物等，變電站需裝設(shè)獨(dú)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(dú)立避雷針與配電架構(gòu)之間的空氣中的距離SK不宜小于5米。 第六章保護(hù)動(dòng)作說明 第七章結(jié)束語 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的基本要求，查閱教科書及大量的規(guī)程、規(guī)范和相關(guān)資料，經(jīng)過七星期的艱苦努力，終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，并形成了設(shè)計(jì)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(chǔ)不過硬，更是困難重重， 附錄 參考文獻(xiàn) 1.發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 2.繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程SDJ683水利電力出版社1983年 3.電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 4.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理第三版