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• 本文标题：110KV变电站二次系统设计-1.doc
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• 内容摘要：110KV变电站二次系统设计 学院， 信息学院 专业， 姓名， 指导老师， 电气工程及其自动化 谢巍彬 学号， 职称， 160109100886 赵芳赵慧元 高工副教授 中国珠海 二二年五月 诚信承诺书 本人郑重承诺，我所呈交的毕业论文110KV变电站二次系统设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，论文使用的数据真实可靠。 承诺人签名，谢巍彬 日期，2020年4月12日 110KV变电站二次系统设计 摘要 本设计进行的是珠海某地区110KV变电站电气部分设计，本设计主要以二次电气为主。通过经济性以及可靠性，首先确定110KV35KV和10KV侧的主接线形式。通过考虑对所建变电站及出线和分析对负荷资料，满足安全性经济性及可靠性的要求确定110kV35kV10kV侧主接线的形式，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数容量及型号，从而得出各元件的参数，进行等值网络化简，并对变电站进行了无功补偿。然后选择短路点进行短路计算，根据短路电流计算结果及最大持续工作电流，选择并校验电气设备，包括母线导线断路器隔离开关电压互感器电流互感器等，并确定配电装置。本文简单的分析了防雷和接地装置，最后绘制了相关二十余张图纸的。 关键词，变电站设计，二次部分变压器，电气主接线，设备选择 110kVSubstationDesign Abstract Thispaperdesignedthe110kVsubstationofZhuHai，MainlyaboutPrimaryelectricaldesign。Fitaccordingtothemissionstatementofthevariousparametebycoideringthecotructionofsubstatioandqualifyingandloaddataanalysistomeetthesecurityeconomyandreliabilityrequirementsforthedeterminationofthe110kV35kV10kVformsideofthemainwiringbythentheloadcalculationtodeterminethescopeandpowerofthemaintraformerstationnumbercapacityandmodelstoderivetheparameteoftheelementsequatingnetworksimplificationandsubstationreactivepowercompeation。Thenselecttheshortcircuitshortcircuitcalculatiobasedontheshortcircuitcurrentcalculationresultsandmaximumcontinuousoperatingcurrentselectandcheckelectricalequipmentincludingbuseswirescircuitbreakedisconnectovoltagetraformecurrenttraformeandtodeterminethedistributiondevices。Inthispaperwhilethelightningprotectionandgroundingdevicesforasimpleanalysisandfinallycarriedoutmorethan20ticketsrelatedtothedrawingsheet。 Keywords:SubstationdesignPrimaryelectricaldesigntraformeelectricalwiringequipmentselection 目录 1绪论 1 1。1原始资料 1 1。2设计内容及要求 2 2电气主接线设计 2 2。1电气主接线概述 2 2。2电气主接线的基本形式 3 2。3电气主接线的选择 3 2。3。1电气主接线方案 3 2。3。2电气主接线的确定 4 3变电站主变压器选择 4 3。1主变压器的选择 4 3。1。1变压器容量的选择 4 3。1。2变压器绕组数量的选择 5 3。1。3变压器绕组连接方式的选择 6 3。1。4变压器调压方式的选择 6 3。1。5变压器冷却方式的选择 6 3。2主变压器的最终确定 6 4无功补偿装置的选择 7 4。1无功补偿装置的选择 7 4。1。1无功补偿装置类型的选择 7 4。1。2无功补偿装置容量的确定 7 4。1。3并联电容器装置的分组方式 8 4。1。4并联电容器装置的接线方式 8 4。2并联电容器装置型号确定 8 5短路电流的计算 9 5。1短路的危害 9 5。2短路的基本类型 9 5。3短路电流的计算 9 5。3。1110kV侧母线短路电流计算 10 5。3。235kV侧母线短路电流计算 11 5。3。310kV侧母线短路电流计算 11 6电气设备的选择与校验 12 6。1概述 12 6。2变压器110kV侧电气设备的选择与校验 12 6。2。1变压器110kV侧断路器的选择与校验 13 6。2。2变压器110kV侧隔离开关的选择与校验 13 6。2。3变压器110kV侧电流互感器和电压互感器的选择 14 6。2。4110kV母线选择及校验 15 6。3变压器35kV侧电气设备的选择与校验 15 6。3。1变压器35kV侧高压开关柜的选择与校验 16 6。3。2变压器35kV侧隔离开关的选择与校验 16 6。3。3变压器35kV侧断路器的选择与校验 17 6。3。4变压器35kV侧电流和电压互感器的选择与校验 17 6。3。5变压器35kV侧母线的选择与校验 18 6。3。6变压器35kV侧导线的选择与校验 19 6。435kV母线出线侧电气设备的选择与校验 19 6。4。135kV母线出线高压开关柜的选择与校验 19 6。4。235kV母线出线隔离开关的选择与校验 20 6。4。335kV母线出线断路器的选择与校验 20 6。4。435kV母线出线电流互感器的选择与校验 21 6。4。535kV母线出线导线的选择与校验 21 6。5变压器10kV侧电气设备的选择与校验 22 6。5。1变压器10kV侧高压开关柜选择与校验 22 6。5。2变压器10kV侧隔离开关的选择与校验 23 6。5。3变压器10kV侧断路器的选择与校验 23 6。5。4变压器10kV侧电流互感器和电压互感器的选择与校验 24 6。5。510kV母线的选择与校验 24 6。5。6变压器10kV侧导体的选择与校验 25 6。610kV母线出线侧电气设备的选择与校验 25 6。6。110kV母线出线高压开关柜的选择与校验 25 6。6。210kV母线出线隔离开关的选择与校验 26 6。6。310kV母线出线断路器的选择与校验 26 6。6。410kV母线出线电流互感器的选择与校验 27 6。6。510kV母线出线导线的选择与校验 28 7防雷与接地方案的设计 28 7。1防雷保护 28 7。1。1直击雷保护 28 7。1。2感应雷击 29 7。1。3雷电侵入波保护 29 7。2接地装置的设计 29 8继电保护 30 9所用电的设计 30 9。1所用变压器的接线形式 30 9。2所用变压器的选择 30 参考文献 31 致谢 32 1绪论 1。1原始资料 题目，110KV变电站二次系统设计 ，1，本设计变电站的用电规模和性质以及选址 本实验用的是利用终端来进行降压的一种变电模式，需要两台变压器配合使用。初始电压分别设置为110KV35KV10KV。其中110KV电压的需要用到两回架空式的线路布置。35KV电压的则用到的是四回布线，10KV电压用的是八回布线，另外再加装一个无功补偿装置。 本变电站假设选址位于某地区近郊，近郊区域交通便利。变电站的10KV主要负荷密集区在变电站的东南方，其中负荷主要来自于毛纺厂纸厂皮革厂化工厂和自来水厂。35KV供电主要负荷有化肥厂汽配厂糖厂钢铁厂。本变电站所选地址地势平坦，同时也非强地震区，变电站上空广阔，输电线路走廊阔，附近居民区不密集，架设时方便，同时对居民影响较小。 系统情况 实验初始设定系统的总容量为1000MVA，电抗为0。36。 本设计变电站每个电压等级的负荷数据 1，初始电压为110kV 其中有两回线路是和系统连接的。 2，初始电压为35KV 表1235kV电压等级 用电单位 最大负荷(MW) 功率因数 回路数 供电方式 距离(km) 化肥厂 12 0。9 1 架空 25 汽配厂 10 0。9 1 架空 28 糖厂 12 0。9 1 架空 30 钢铁厂 15 0。8 1 架空 32 负荷同时率，0。8，一级负荷35%，二级负荷50%三级负荷15%。 3，10电压等级负荷数据 表1110kV电压等级负荷数据 用电单位 最大负荷(MW) 功率因数 回路数 供电方式 距离(km) 大朗毛纺厂 6 0。9 1 架空 15 大朗纸厂 5 0。9 1 电缆 5 皮革厂 6 0。9 1 架空 10 红卫化工厂 7 0。8 1 架空 8 自来水厂 5 0，9 1 电缆 4 东配电站 6 0。85 1 架空 10 西配电站 5 0。85 1 架空 8 备用 1 负荷同时率，0。68，一级负荷30%，二级负荷40%三级负荷30%。 4，此变电站消耗的负荷总量 消耗的总负荷数量为150VA，这里面含有一二三级的负荷，一级负荷占20%，为30KVA，二级负荷占40%，为60KVA，三级负荷占40%，为60KVA (4)继电保护装置保护动作时间 本变电站110KV电源侧线路设计继电保护过电流保护动作为3S。 1。2设计内容及要求 (1)主接线部分设计，通过分析收集回来的原始资料，再通过计算出的负荷范围，设计出每一级电压等级的电压母线接线方式，110KV35KV10KV母线接线方式，然后进行变压器的选型以及连接方式，通过技术经济以及安全可靠运行性选择最有方案。 (2)变电站系统短路电流计算，根据已确定的主接线设计方法，选取合适的短路点计算初短路电流。 (3)主要电气设备选择。 (4)110kV高压配电装置设计。 (5)35KV高压配电装置设计。 (6)10KV高压配电装置设计。 (7)防雷与接地设计。 (8)所用变设计。 (9)相关图纸的绘制。 2电气主接线设计 2。1电气主接线概述 ，1，电气主接线是利用多种电气设备来集成的，又叫做二次接线，还叫做电气主系统。其中占关键作用的就是发电机和变压器等。这些设备需要根据实验要求，按序排列并且连接好，主要是为了使得电路比较稳定和灵活操控，同时在成本方面比较合理。这种电气主接线一般都适用在生产线和运输上。 ，2，电气主接线在实验中应该要具备安全性和可靠性，同时成本要合理，而且操作灵活。 安全性是指在出现问题的时候，要尽可能确保到检修人员的生命安全，不会造成人员伤亡。 可靠性是指主接线系统在运行过程中应当保证对用户供电的可靠性，对一级二级负荷的用户供电尤其重要，以免造成生产设备损坏以及人员伤亡。 经济型是指系统在确保能够正常运行而且操作方便的同时，也能将成本最低化，比如减少占用地面积，减少使用变电站等重大支出的设备。 灵活性是指二次系统应能够灵活地适应可能发生的每一种工作情况，特别是当部分设备检修时或者部分回路停电，能够快速投入另一备用回路或者设备，以保证用户供电不受检修影响，不断地响用户供电。 2。2电气主接线的基本形式 电气主接线的基本形式描述的是使用电气设备的时候使用到的接线方法。具体划分成其中七种接线方式，单母线和双母线，分段单母线和双母线，桥式带旁路以及多角形。 单母线接线指的是将全部的线都接在同一条母线上，此方式适合回路比较小的负荷上。 分段单母线接线是指分段断路器合闸时，两路电源一路投入一路备用，可以根据需求来进行划分，即是将两路电源看作对方的备用电源。 双母线接线指的是将回路上的隔离开关和短路器都接到各自的母线上，目前仅用于那些对大量一级二级负荷供电的变配电所。 有汇流母线的接线方式只有单母线和双母线两种，无汇流母线的有桥形带旁路以及多角形。 2。3电气主接线的选择 2。3。1电气主接线方案 在实验的以往经验里，经过详细的分析，并且参考35KV110KV变电站设计规范GB500592011电力工程电气设计手册电气二次部分和国家电网110KV变电站通用设计规范QGSW2032008以及相关规范，然后按照电气主接线的各种需求之下，比如可靠性和灵活性，分析如下，很具原始资料，110KV设计有2回电源进线回路，可采用分段单母线接线或者无汇流母线中的桥型接线形式，在35KV的设计中采用4回出线，而仅仅有2回电源进线，负荷不是很大，可采用分段式单母线接线连接，而在设计中10KV侧有8回输出回路，所以10KV采用分段单母线接线方式。 最后，经过分析，综合比较了每一电压等级，对以下两种方案进行分析， 方案一，当初始设置的电压是110KV的时候，则选择的是桥式接线方式，如果是35KV和10KV，则选择分段单母线的接线方式。 方案二，将三种电压的接线方式都选择分段单母线的接线方式。 2。3。2电气主接线的确定 ，1，安全性比较 两个方案的不同处是当初始电压在110KV的时候，则电气主接线的方式也会不一样，方案一选择的是桥式接线方式，方案二则选择的是分段单母线的接线方式。两者均能满足安全性要求。 经济型比较 由于分段单母线的连接方式，所以比方案一的桥式接线多两个断路器，所以方案一的桥式接线比方案二的分段单母线接线经济型要更好。 远景效应比较 在设计本变电站时，所选用容量以及规模应考虑到将来用户负荷会增加导致110KV电源进线也会相应增加，而在灵活性上，方案二采用的接线方式在扩建时比方案一要便捷，所以方案二的远景效应优于方案一。 在分析额安全性经济型可靠性以及灵活性后，根据实验的需要，实验将选择第二种方案，将三种电压一同选择分段单母线的接线方式。 3变电站主变压器选择 对于变电站来说，无论是在哪种电压下，变压器都是最为重要的电气设备之一。它的作用是根据用户的需求，承担转换不同电压等级的电压进行电力输送的重要任务。为了电力系统运行的可靠性经济型，应对变压器的台数容量和型号进行详细的分析计算以及正确合理的选择采用，从而保证变电站能够可靠连续的供电和网络经济运行。 3。1主变压器的选择 根据原始资料的分析，如果是需要两台变压器来进行实验，则需要将其中一台当做备用。无论是在哪种苛刻的情况出现，需要进行维修的时候，另外一台变压器必须能够满足当前用电负荷从而保证正常的供电需求。为了变电站能够更加经济型的运行，采用两台变压器时经济表现为最佳。总的来说，这次实验中选择的是利用两台变压器进行。 3。1。1变压器容量的选择 由电力工程电气设计手册电气二次部分并结合工厂供电可知， 当出现变电站需要选择适当自己的容量时，通常都是选择能够正常支持变电站运行10年的负荷，而且有些还会考虑得更远，那就是有望将变电站投入运行后1020年的负荷变化发展。因为本变电站选址在郊区，而且主要负荷为工业区，所以应当加上未来容量要与城市规划相结合。 设计中，装有两台变压器的变电站，在考虑容量时，变压器的需求容量必须满足以下要求， 当出现只有一台变压器参与工作的时候，其容量应该满足总计算负荷的70%80%，从而保证在极端情况下能够保证对重要负荷的供电。 当出现只有一台变压器参与工作的时候，它的容量需要达到一二级负荷的要求，即。 由原始资料中的负荷计算中可知， 10kV侧: 35kV侧， 根据相关规范中规定，该变电站经过无功补偿后的功率因素的范围应该在0。90。95，在本变电站采取功率因素为0。95。 故补偿容量为， 补偿后的变电站低压侧的视在计算负荷为， 3。1。2变压器绕组数量的选择 在实验中选择的变电站通常都会有三个级别的电压出现，其中主变压器一般选择的是三绕组的变压器。然后按照规定，当出现有三个级别的变电站的时候，即使低电压的那一侧没有负荷，但是依然要在变电站里面加装一个无功补偿装置，同时当经过主变压器每一侧的功率占整个变压器的15%的时候，就要选用三绕组的变压器。 因上述的规定来得出主变压器的每一侧功率和这个主变压器总量的比值， 所以主变压器需要选择三绕组。 3。1。3变压器绕组连接方式的选择 变压器绕组连接方式需严格按照电力共工程电气设计手册二次部分及相关规定。当实验的时候，系统的电压需要遵从绕组的连接，如果出现不相同的情况，就会引起变压器的绕组不能正常进行。通常在电力系统里有Y型绕组连接与三角形绕组连接两种变压器绕组的连接方式。规定中指明，我国在110KV电压等级之上的，都必须采用Y型绕组连接。当出现35KV电压等级的时候，同样是选择Y型绕组连接，这时候的中性点需要利用消弧线圈来接通地面，当出现10KV电压等级的时候，通常会选择三角形绕组连接。 根据规范，高中低压侧必须有一个绕组要采用三角形连接，原因为为了消除电力系统中三次谐...
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