110kv变电所毕业设计.doc

110KV变电所毕业设计设计任务书 目录 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第一章电气主接线的设计及变压器选择 分析任务书给定的原始资料，根据变电所在电力系统中的地位和建设规模，考虑变电所运行的可靠性、灵活性、经济性，全面论证，确定主接线的最佳方案。 第一节原始资料分析 1.本站经2回110KV线路与系统相连，分别用35KV和10KV向本地用户供电。 2.任务：110KV变压器继电保护。 3.环境参数：海拔1000米，地震级5级，最低温度0，最高温度35，雷暴20日/年。 4.系统参数：110KV系统为无穷大系统，距离本站65KM，线路阻抗按0.4欧/KM计算。 5.35KV出线7回，最大负荷10000KVA，cos0.8，Tmax4000h；10KV出线10回，最大负荷3600KVA，cos0.8，Tmax3000h，均为一般用户。 6.站用电为160KVA。 根据本站为2回110KV线路进线，35KV、10KV最大负荷时间分别为4000h、3000h，可以判断本站为重要变电站，在进行设计时，应该侧重于供电的可靠性和灵活性。 第二节电气主接线方案确定 方案一 方案二 方案三 主接线方案比较 名称开关主变经济性可靠性方案确定 方案一11台，110kv4台，35kv5台、10kv2台4台，0.742.8最差，变压器总容量最大，开关最多。最好，充分考虑了变压器，开关在检修、试验时仍然能保证供电。110kv终端变电站，采用双回110kv进线，应该是比较重要的变电站，设计思想应侧重于可靠性。所以选择方案一为最终方案。方案一虽然建设投资大，但在以后运行过程中，小负荷时可以切除一台主变运行，降低了损耗。 方案二7台，110kv5台，35kv、10kv各1台2台，1最好，变压器总容量最小。中，35kv、10kv负荷分别供电，故障时互不影响。但是设备检修时，必然造成供电中断。 方案三7台，110kv4台，35kv2台、10kv1台2台，1.6中，介于方案一、方案二之间。最差，高压侧故障时，低压侧必然中断供电。 第三节容量计算及主变压器选择 1.按年负荷增长率6计算，考虑8年。 2.双变压器并联运行，按每台变压器承担70负荷计算。 3.35kv负荷是KVA，10kv负荷是KVA，总负荷是KVA。 4.变压器容量：1）负荷预测35kv负荷：10000KVA（16）815036.30KVA；10kv负荷：3600KVA（16）85413.07KVA，共计20449.77KVA。2）变压器有功和无功损耗计算，因为所占比重较小，而本站考虑的容量裕度比较大，所以不计算。3)站用变选型因为设计任务书已经给出用电容量为160KVA，所以直接选择即可，从主接线方案分析，站用变接于35KV母线更可靠，所以选型为SL7160/35。 变压器选择确定： 主变压器承担负荷容量选择确定型号 1#B20449.770.50.77157.42KVA8000KVASZL7-8000/110 2#B同1B 3#B5413.070.50.71894.57KVA2000KVASL72000/35 4#B同3B 站用变160KVA160KVASL7160/35 5.变压器技术数据 型号额定容量（KVA）额定电压(kv)损耗（KW）阻抗电压（）空载电流（）连接组别 高压低压空载负载 SZL78000/110800011038.5155010.51.4Yn,d11 SL7-2000/35200035103.419.86.51.4Y,d11 SL7-160/35160350.40.473.156.52.5Y,yno 第二章短路电流计算 第一节短路电流计算的目的 为了确定线路接线是否需要采取限制短路电流的措施，保证各种电气设备和导体在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，为选择继电保护方法和整定计算提供依据，验算导体和电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流计算，应考虑510年的远景发展规划。 第二节电路元件参数的计算 1.等值网络图 图21主接线 图22等值网络 图23最小运行方式下等值网络 2.电路元件参数计算 常用基准值（Sj100MVA） 基准电压Uj（kv）6.310.537115230 基准电流Ij（kA）9.165.501.560.5020.251 基准电抗X（欧）0.3971.1013.7132529 1）系统容量为无限大，Sc=，取基准容量Sj100MVA，基准电压Uj取各级平均电压，即UjUp1.05Ue，Ue为额定电压。 Sj 基准电流Ij 基准电抗Xj 2）线路阻抗X1=0.46526欧姆 3）变压器电抗为 XB1XB2，XB3XB4 XB1Ud/100Sj/Se =10.5/100100/8 =1.3125 XB3=6.5/100100/2 =3.25 3.短路电流计算 1）d1点短路时：Up115kv 所以，三相短路电流 I(3)115/2632.55kA 两相短路电流 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 全电流最大有效值 Icb1.52I（3） =1.522.55 =3.876kA 2）d2点短路时：Up37kv d2点短路时，阻抗图由图24（a）简化为图24（b） 图24（a） 图24（b） X126 根据变压器电抗有名值换算公式XdUd/100Ue2/Se，得出 X210.5/1001102/8 158.81 X2X3X2/X3 X679.41 三相短路电流 I（3）Up/3/X 115/1.73/105.41 0.63kA 两相短路电流 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 全电流最大有效值 Icb1.52I（3） =1.520.63 =0.96kA 3）d3点短路时：Up37kv d3点短路时，阻抗图由图25（a）简化为图25（b） 图25（a） 图25（b） X126 X679.41 根据变压器电抗有名值换算公式XdUd/100Ue2/Se，得出 X46.5/100352/2 39.81 X4X5X4/X5 X719.91 三相短路电流 I（3）Up/3/X115/1.73/125.320.53kA 两相短路电流 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 全电流最大有效值 Icb1.52I（3） =1.520.53 =0.81kA 3.最小运行方式下短路电流计算 本站最小运行方式为B1、B3停运或B2、B4停运，据此作等值网络图26 图26 1）d2点短路时：Up37kv X126 根据变压器电抗有名值换算公式XdUd/100Ue2/Se，得出 X210.5/1001102/8 158.81 三相短路电流 I（3）Up/3/X 115/1.73/184.81 0.36kA 两相短路电流 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 全电流最大有效值 Icb1.52I（3） =1.520.36 =0.55kA 2）d3点短路时：Up10.5kv X126X2158.81 根据变压器电抗有名值换算公式XdUd/100Ue2/Se，得出 X46.5/100352/2 39.81 三相短路电流 I（3）Up/3/X 115/1.73/224.62 0.29kA 两相短路电流 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 全电流最大有效值 Icb1.52I（3）=1.520.29=0.44kA 4.短路电流计算结果表 短路点编号支路名称短路电流（kA）最小运行方式短路电流（kA)全短路电流有效值(KA)短路容量(MVA) d(3)d(2)d(3)d(2)d(3)d(2)d(3)d(2) d1110kv母线2.552.262.552.263.8763.876507.32507.32 d235kv母线0.630.560.360.320.960.5540.3223.04 d310kv母线0.530.470.290.260.810.449.635.27 第三章导体和电器的选择设计（不做动热稳定校验） 第一节最大持续工作电流计算 1.110KV母线导体的选择 母线最大持续工作电流计算 Igmax1.05Se/3Ue 1.0516000/1.73/110 88.28A 1B、2#B变压器引线最大持续工作电流为母线最大持续工作电流的50，即44.14A。 2.35KV母线导体的选择 1.母线最大持续工作电流计算 Igmax1.05Se/3Ue 1.0516000/1.73/35 277.46A 1B、2#B变压器引线最大持续工作电流为母线最大持续工作电流的50，即138.73A。 2.主变压器35KV的引线按经济电力密度选择软导体。 最大运行方式下35KV引线的最大持续工作电流按1.05倍变压器额定电流计算 3.10KV母线导体的选择 母线最大持续工作电流计算 Igmax1.05Se/3Ue 1.054000/1.73/10 242.77A 3B、4B变压器引线最大持续工作电流为母线最大持续工作电流的50，即121.38A。 4.3B、4B变压器35KV侧引线最大持续工作电流 Igmax1.05Se/3Ue 1.052000/1.73/35 34.68A 第二节导体的选择 不考虑同时系数，Tmax均按3000h计算。 1.110kv母线导体选择 查发电厂和变电所电气部分毕业设计指导图54，图51得出 Tmax3000h，钢芯铝绞线的经济电流密度为J1.53A/mm2 SjIg/j 88.28/1.53 57.69mm2 考虑留一定的裕度，选择LGJ95钢芯铝绞线为110kv母线导体。 2.35kv母线导体选择 查发电厂和变电所电气部分毕业设计指导图54，图51得出 Tmax3000h，钢芯铝绞线的经济电流密度为J1.53A/mm2 SjIg/j 277.46/1.53 181.35mm2 考虑留一定的裕度，选择LGJ240钢芯铝绞线为35kv母线导体。 3.10kv母线导体选择 查发电厂和变电所电气部分毕业设计指导图54，图51得出 Tmax3000h，钢芯铝绞线的经济电流密度为J1.53A/mm2 SjIg/j 242.77/1.53 158.67mm2 考虑留一定的裕度，选择LGJ240钢芯铝绞线为10kv母线导体。 4.变压器引线选择 1）1B、2#B变压器110kv侧引线选择LGJ95钢芯铝绞线； 2）1B、2#B变压器35kv侧引线选择LGJ120钢芯铝绞线； 3）3B、4B变压器35KV侧引线选择LGJ95钢芯铝绞线； 4）3B、4B变压器35KV侧引线选择LGJ120钢芯铝绞线。 第三节电器设备的选择 1.断路器及电流互感器的选择 根据断路器的选择定型应满足的条件，参考发电厂和变电所电气部分毕业设计指导附表选择如下： 序号断路器形式型号额定电压（kv）额定电流（A）开断电流（KA）工作电流（A）电流互感器 1DL少油断路器Sw7-110110120015.888.28LCW110 2DL少油断路器同上88.28同上 3DL少油断路器同上44.14同上 4DL少油断路器同上44.14同上 5DL少油断路器SW33535100016.5138.73LCW35 6DL少油断路器同上138.73同上 11DL少油断路器同上 7DL少油断路器SW335356006.634.68同上 8DL少油断路器同上34.68同上 9DL真空断路器ZN10106008.72121.38LFC10 10DL真空断路器同上121.38同上 35kx出线开关SW335356006.6277.4434.682208.08 2.8.08/729.7ALCW35 10kv出线开关ZN10103003242.77/1024.28ALFC10 电流互感器技术参数 序号额定电压（kv）工作电流（A）电流互感器型号数量（台）准确度等级额定电流A二次负荷阻抗1s热稳倍数动稳倍数 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.隔离开关的选择 根据隔离开关的选择定型应满足的条件，参考发电厂和变电所电气部分毕业设计指导附表选择如下： 序号安装位置型号额定电压（kv）额定电流（A） 11DL4DL两侧GW5110110600 25DL8DL两侧，35kx出线开关两侧，站用变GW43535600 39DL，10DL两侧GW11010600 410kv出线开关两侧GW11010400 5 3.电压互感器PT的选择 根据电压互感器的选择定型应满足的条件，参考发电厂和变电所电气部分毕业设计指导附表选择如下： 序号安装地点型式型号数量（台）额定电压kv额定变比 1110kv线路户外单相JCC11102110110000/3：100/3/100/3 2110kv母线户外单相JCC11103110110000/3：100/3/100/3 335kv母线户外单相JDJJ3533535000/3：100/3/100/3 410kv母线户内单相JDJ1031010000/100 4.高压限流熔断器的选择 序号类别型号数量（只）额定电压kv额定电流A 135kv互感器RW3353350.5 210kv互感器RN23100.5 3站用变35kv侧RW3353355 5.各级电压避雷器的选择 避雷器是发电厂、变电所防护雷电侵入波的主要措施。硬根据被保护设备的绝缘水平和使用条件，选择避雷器的形式、额定电压等。并按照使用情况校验所限避雷器的灭弧电压和工频放电电压等。 避雷器的选择结果 序号型号技术参数（KV）数量安装地点 灭弧电压工频放电电压冲击放电电压残压 1FCZ110J100170195265265110kv系统侧 2FZ35418410413413435kv侧及出线 3FZ1012.72631454510kv母线及出线 6.接地开关的选择 安装地点型号额定电压kv动稳电流kA2s热稳电流KA长期能通过电流A 110kv侧JW2110（w）11010040600 35kv侧隔离开关自带 第四章继电保护配置及整定计算 一、根据继电保护和安全自动装置技术规程进行保护配置。 1.变压器继电保护：纵差保护，瓦斯保护，电流速断保护，复合过流保护（后备保护） 序号保护配置保护功能及动作原理出口方式继电器型号 1纵差保护变压器内部故障保护，例如断线，层间、匝间短路等变压器两侧电流不平衡起动保护。断开变压器两侧开关。BCH2 2瓦斯保护变压器内部短路，剧烈发热产生气体起动保护。轻瓦斯发信号，重瓦斯断开变压器两侧开关。 3过电流保护事故状态下可能出线的过负荷电流动作于信号 4电流速断保护相间短路断开线路断路器 2.35KV线路，10KV线路继电保护：电流速断保护，过电流保护，单相接地保护 序号保护配置保护功能出口方式继电器型号 1电流速断保护相间短路断开线路断路器 2过电流保护相间短路，过负荷延时断开线路断路器 3母线单相接地保护绝缘监察信号 第四节保护原理说明 第五节保护配置图 第六节整定计算 电流速断保护整定计算 1.1B、2B电流速断保护整定计算 35kv系统、10kv系统都是中性点非接地运行，因此电流速断保护接成两相两继电器式。此种接线方式的整定计算按相电流接线计算。 1）躲过变压器外部短路时，流过保护装置的最大短路电流IdzKkI（3）d.max 第五章防雷规划设计 根据电力设备过电压保护设计技术规程的要求，配置防雷和接地设施如下： 为防止雷电直击变电设备及其架构、电工建筑物等，变电站需装设独立避雷针，其冲击接地电阻不宜超过10欧姆。为防止避雷针落雷引起的反击事故，独立避雷针与配电架构之间的空气中的距离SK不宜小于5米。 第六章保护动作说明 第七章结束语 根据毕业设计任务书的基本要求，查阅教科书及大量的规程、规范和相关资料，经过七星期的艰苦努力，终于完成了毕业设计任务，并形成了设计成果。 现在回过头看看，其间有酸甜苦辣，也有喜怒哀乐，尤其是理论基础不过硬，更是困难重重， 附录 参考文献 1.发电厂和变电所电气部分毕业设计指导 2.继电保护和安全自动装置技术规程SDJ683水利电力出版社1983年 3.电力设备过电压保护设计技术规程 4.电力系统继电保护原理第三版