降压变电站一次系统设计

哈尔滨工业大学毕业设计专业、系：电力系统及其自动化班级： 2000 级学生姓名：王宏二OO三年四月教研室：发电哈尔滨工业大学教研室主任：批准日期：函授毕业设计（论文）任务书一、毕业设计（论文）课题110kV/35kV/10kV降压变电站一次系统设计二、毕业设计（论文）工作自三、毕业设计（论方）进行地点：四、毕业设计（论文）的内容要求：原始资料数据和参考资料：（一）设计任务1、主变容量、型号、台数的选择2、电气主接线设计3、短路电流计算4、电气设备选择5、屋内外配电装置设计6、防雷及接地系统设计7、总平面布置（二）设计成果：1、设计说明书、短路电流计算书各一份。

2、图纸5-7张。

（三）原始资料1、变电站类型：110kV地方降压变电站2、电压等级：110kV/35kV/10kV3、负荷情况：35kV：最大40MW最小24MW T max＝5500小时cosφ＝0.8510kV:：最大20MW最小12MW T max= 5200小时cosφ＝0.854、出线回路：110kV侧6回35kV 侧8回10kV 侧12回5、系统情况：（1）110kV母线短路电流标么值为30（S B=100MV A）（2）110kV母线电压满足常调压要求6、气象条件：（1）最高气温40℃，最低气温－20℃，年平均气温25℃;（2）土壤电阻率：ρ＜400欧米（3）当地雷暴日40日/年7、根据需要，可自行补充其它有关资料。

（四）参考资料1、发电厂电气部分课程参考资料.天津大学2、电力工程手册.西北、东北电力设计院。

3、发电厂、变电站电气接线和布置.东北电力设计院。

负责指导教师：指导教师：接受设计论文任务开始执行日期:2002.3.20学生签名: 王宏目录第一章毕业设计前言—————————————5第二章概述—————————————6第三章主变压器容量、型号和台数的选择—————7第一节主变台数的选择———————————————7 第二节主变容量的选择———————————————7 第三节主变型号的选择———————————————8 第四节所用变的选择————————————————8 第四章电力主接线设计————————————9 第一节110kV出线接线方式设计———————————10 第二节35 kV出线接线方式设计———————————10 第三节10kV出线接线方式设计——————————— 12 第四节电器主接线设计总述—————————————13 第五章短路电流计算—————————————13第六章一次电气设备的选择——————————17第一节母线的选择及校验——————————————17 第二节高压断路器的选择及校验————————— 20第三节隔离开关的选择及校验—————————— 23 第四节互感器及避雷器选择、校验———————— 23第七章配电装臵规划—————————————25第八章防雷及接地系统设计——————————26第九章图纸部分———————————————29第一章毕业设计前言为期四年的函授学习即将结束，四年来在电院老师的精心辅导下，我的理论知识有了很大的提高。

为检验四年来的学习成果，学校选择110kV/35kV/10kV降压变电站电气一次系统设计作为毕业设计内容。

在设计过程中，我根据电院所学知识再联系自己的工作实际进行设计。

没想到看起来简单的设计，实际干起来却有太多疑问。

有时为了弄懂一个数据，除了要一遍遍的查找资料，还要向懂行的老师傅们屡屡请教；有时还要抱着原来所学过的课程再进行学习。

经过两个月的努力，终于有了以下这份毕业设计。

虽然设计的内容中还存在许多的缺陷，但确是几个月来辛勤劳动的结果。

通过这次设计，使我学到了许多新的知识，更深深地了解到自己所学的知识太少，还需进一步努力。

这次的毕业设计完成是与各位老师，特别是周明老师的悉心教导分不开的，在此表示衷心的感谢!第二章概述变电站是电力系统的需要环节，它在整个电网中起着输配电的重要作用。

本期设计的110kV降压变为110kV地方变电站，其主要任务是向地区用户供电，为保证可靠的供电及电网发展的要求，在选取设备时，应尽量选择动作可靠性高，维护周期长的设备。

根据设计任务书的要求，设计规模为110kV出线6回，35kV出线8回，10kV出线12回；负荷状况为35kV最大40MW，10kV最大20MW。

本期设计要严格按《电力工程手册》、《发电厂电气部分》等参考资料进行主接线的选择，要与所选设备的性能结合起来考虑，最后确定一个技术合理，经济可靠的最佳方案。

第三章主变压器容量、型号和台数的选择1、主变压器台数选择：在《电力工程电气设计手册》中可知：“对大城市郊区的一次变电站，在中、低压已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜”。

在运行或检修时，可以一台工作，一台备用或检修，并不影响供电，也可以两台并列运行。

根据设计任务书中所示本变电所为地方变电所，且出线回路数较多，为保证供电的可靠性，参照规程要求，宜选用两台主变压器。

2、主变压器的选择：主变压器容量应根据负荷情况进行选择。

在《电力工程电气设计手册》中规定对于装设两台及以上主变压器的变电所，应满足当一台主变停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%－80%。

为保证可靠供电，避免一台主变故障或检修时影响对用户的供电，主变容量就为总负荷的70%－80%。

容量计算如下：已知35kV最大负荷为40MW，cosφ＝0.85S＝4000/0.85＝47058.8（KVA）S＝0.7S＝0.7×47058.8＝32941.2（KVA）经查设备手册，选每台主变压器容量为40000KVA。

3、主变型号选择：本变电所有110kV、35kV、10kV三个电压等级，根据设计规程规定，“具有三个电压等级的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器各容量的15%以上。

主变压器一般采用三绕组变压器”，故选择三相三绕组有载调压降压变压器，其型号及参数如下：型号SFSZL－40000/110。

额定电压高压侧110±8×1.25%，中压侧38.5±2×2.5%，低压侧10.5kV，连接组别为YN，Yno,d11，容量比为100/100/100,阻抗电压U KH-L=10.5%, U KH-M=17.5%, U KM-L=6.5%.4、所用变的选择（附加）方法：将所有所用变的千瓦数换算为千伏安，再考虑不同的运行方式情况，计算出总负荷，再根据实际需要确定台数和容量。

本变电所宜选用两台所用变，一台考虑用10kV母线供电；另一台由外接10kV电源供电，正常情况做备用。

第四章电力主接线设计根据毕业设计任务书的要求和设计规模。

在分析原始资料的基础上，参照电气主接线设计参考资料。

依据对主接线的基本要求和适用范围，首先淘汰一些明显不合格的接线型式，保留2－3个技术上相当，又都满足设计要求的方案。

对较好的2-3个方案，进行详细的技术经济比较，最后确定一个技术合理，经济可靠的主接线最佳方案。

第一节110kV出线接线方式设计对于110kV出线6回，可适用的接线方式有双母线接线，双母线带旁母接线。

方案：一、双母线接线的优缺点如下：优点：（1）供电可靠。

通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断;一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。

（2）调度灵活。

各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的要求。

（3）扩建方便。

向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷分配，不会引起原有回路的停电，当有双回架空线路时，可以布臵，以致连接不同的母线时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。

（4）便于试验。

当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。

缺点：（1）增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关。

（2）当母线故障和检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作，为避免应装闭锁装臵。

方案二、双母线带旁母接线。

带有旁路母线主要是保证不中断对用户的供电。

有母联兼旁路断路器和设专用旁路断路器两种形式。

优点：除双母线接线的优点外，此种接线可以保证使某一回路检修时，不中断对外供电及操作简便。

缺点：除双母线的缺点外，此种接线增加了一组母线，增加了一个间隔的配电装臵，增大了投资和占地面积。

经过两个方案的比较，双母带旁母的接线与双母线相比，主要解决了双母接线的断路器检修时间长，停电影响较大的问题，但带旁母的拉线大大增加了投资。

双母接线的缺点可在选择断路器时进行弥补，预选择的LW14型SF6断路器具有运行可靠，检修维护量小等优点，故本次设计宜选用双母线接线。

第二节35kV出线接线方式设计对35kV出线11回，可适用的接线有单母分段接线，双母线接线、单母分段带旁母接线三种。

方案一选用单母线分段接线优点：（1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。

（2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。

缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电。

（2）扩建时需向两个方向均衡扩建。

方案二、选用双母线接线其优缺点已在110kV接线中说明。

方案三、选用单母分段带旁母接线旁路母接线的优缺点同110kV接线中旁路母线的优缺点。

对以上三种方案分析比较，双母接线及单线分段带旁母的接线，在可靠性方面都优越于单母分段接线，但从经济性方面大大增加了投资和占地面积，而单母分段接线的缺点也可从设备的选择上进行弥补。

预选的LN2型SF6断路器，就可以满足要求。

经综合性考虑分析35kV侧主接线宜采用单母分段的接线方式。

第三节10kV出线接线方式设计对于10kV出线12回可适用的接线有：①单母分段接线。

②单母分段带旁母接线。

③单母线接线。

方案一、单母分段接线同35kV接线中单母分段接线的优缺点。

方案二、单母分段带旁母接线。

增设旁母的作用同110kV接线中叙述的旁母的作用。

方案三、单母线接线优点：（1）接线简单清晰，操作方便，使用电器少。

（2）配电装臵建造费用低。

（3）隔离开关仅在检修时作隔离电器用，不用它进行倒闸操作，误操作少。

缺点：(1)任一段母线及母线隔离开关发生故障时，要停止该段母线上所有的工作。

(2)任一段母线及母线隔离开关检修时，也将造成母段上所有回路停电。

(3)引出线回路的断路器检修时，该回路要停止供电。

根据以上三种方案比较如下：单母接线无法满足12回出线的供电可靠性。

单母分段带旁母比单母分段接线优越，但投资大，占地面积大，不经济。