110KV智能自动化变电站设计

110KV智能变电站设计

摘要

本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，确定了110kv降压变的主接线，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，也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了110kv电气一次及二次设计。

关键词：变电站设计变压器电气主接线设备选择

1 引言 (3)

1.1 变电站的作用 (3)

1.2 我国变电站及其设计的发展趋势 (5)

1.3 变电站设计的主要原则和分类 (8)

1.4设计思路及工作方法 (9)

2 任务书 (9)

2.1 原始资料 (9)

2.2 设计内容及要求 (11)

3 电气主接线设计 (12)

3.1 电气主接线设计概述 (12)

3.2 电气主接线的基本形式 (15)

3.3 电气主接线选择 (16)

4 变电站主变压器选择 (20)

4.1 主变压器的选择 (20)

4.2 主变压器选择结果 (22)

5 短路电流计算 (23)

5.1 短路的危害 (23)

5.2 短路电流计算的目的 (23)

5.3 短路电流计算方法 (23)

5.4 短路电流计算 (24)

5.4.1 110kv侧母线短路计算 (26)

5.4.2 35kv侧母线短路计算 (28)

5.4.3 10kv侧母线短路计算 (30)

6 电气设备的选择 (32)

6.1 导体的选择和校验 (32)

6.1.1 110kv母线选择及校验 (34)

6.1.2 35kv母线选择及校验 (34)

6.1.3 10kv母线选择及校验 (34)

6.2 断路器和隔离开关的选择及校验 (35)

6.2.1 110kv侧断路器及隔离开关的选择及校验 (35)

6.2.2 35kv侧断路器及隔离开关的选择及校验 (36)

6.2.3 10kv侧断路器及隔离开关的选择及校验 (37)

6.3 电压互感器和电流互感器的选择 (38)

6.3.1 电流互感器的选择 (38)

6.3.2 电压互感器的选择 (40)

7继电保护的配置 (41)

7.1 继电保护的基本知识 (41)

7.2 110kv线路的继电保护配置及整定计算 (41)

7.2.1 110kV线路继电保护配置 (41)

7.2.2 110kV线路继电保护整定计算 (41)

7.3 变压器的继电保护及整定计算 (46)

7.3.1 变压器的继电保护 (46)

7.3.2 变压器的继电保护整定计算 (47)

7.4 母线保护 (49)

7.5 备自投和自动重合闸的设置 (51)

7.5.1 备用电源自动投入装置的含义和作用 (51)

7.5.2 自动重合闸装置 (52)

参考文献 (53)

1 引言

1.1 变电站的作用

1.1.1变电站在电力系统中的地位

电力系统是由变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机）、变换（变压器、整流器、逆变器）、输送和分配（电力传输线、配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。

变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：

（1）枢纽变电站；位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330—500kv的变电站，成为枢纽，全所停电后，将引起系统解列，甚至出项瘫痪。

（2）中间变电站：高压侧以交换潮流为主，其系统变换功的作用。或使长距离输电线路分段，一般汇聚2—3个电源，电压为220—330kv，同时又降压供当地供电，这样的变电站起中间环节的作用，所以叫中间变电站。全所停电后，将引起区域电网解列。

（3）地区变电站：高压侧一般为110—220kv，向地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。全所停电后，仅使该地区中断供电。

（4）终端变电站：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧的电压为110kv，经降压后直接向用户供电的变电站，即为终端变电站。全所停电后，只是用户受到损失。

1.1.2电力系统供电要求

（1）保证可靠的持续供电：供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备的安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先足可靠、持续供电的要求。

（2）保证良好的电能质量：电能质量包括电压质量，频率质量和波形质量这三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定的数来衡量，例如给定的允许电压偏移为额定电压的正负5%，给定的允许频率偏移为正负0.2—0.5%HZ等，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。所有这些质量指标，都必须采取一切手段来予以保证。

（3）保证系统运行的经济性：电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为1/3 ，而且在电能变换，输送，分配时的损耗绝对值也相当可观。因此，降低每生产一度电能损耗的能源和降低变换，输送，分配时的损耗，又极其重要的意义。

1.1.3电力系统的额定电压

（1）额定电压是指能使电气设备长期运行的最经济的电压。在系统中，各部分电压等级是不同的。三相交流系统中，三相视在功率S=3UI。当输出功率一定时，电压越高，电流越小，线路、电气的载流部分所需的截面积就越小，有色金属的投资也越小，同时由于电流小，传输线路上的功率损耗和电压损耗也较小。另一方面，电压越高，对绝缘水平的要求就越高，变压器、开关等设备的投资也越大。综合考虑这些因素，对应一定的输送功率和输送距离都有一个最为经济合理的输电电压，当从设备制造角度考虑，为保证产品的标准化和系列化，又不应随意确定输电电压。

（2）用电设备的额定电压：经线路向用电设备输送电能时，由于用电设备大都是感性负荷，沿线路的电压分布往往是首段高于末端，系统标称电压与用电设备的额定电压取值一致，使线路的实际电压与用电设备要求的额定电压之间的偏差不致太大。

（3）变压器额定电压：变压器一次侧接电源，相当于用电设备，二次侧向负荷供电，有相当于电源，因此变压器一次侧额定电压等于用电设备的额定电压，由于变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压，额定负载下变压器内部的电压降落约为5%，当供电线路较长时，为使正常运行时变压器二次侧电压较系统标称电压高5%，以便补偿线路电压损失。变压器二次侧额定电压较用电设备额定电压高10%，只有当变压器二次侧与用电设备间电气距离很近时，其二次侧额定电压才取为用电设备额定电压的1.05倍。

1.2 我国变电站及其设计的发展趋势

1.2.1我国变电站的发展趋势

近年来，在我国在经济技术领域中取得了快速发展，特别是计算机网络技术和通信技术的发展，为我国变电站的发展起到了强有力的推动作用，越来越多的新技术新产品应用到变电站方面，具体来说，使我国变电站设计呈现以下发展趋势：

1. 智能化

智能化变电站的发展是随着高压高精度的智能仪器的出现而逐渐发展的，特别是计算机高速通信网络在实时系统中的开发和应用，使变电站的所有信息采集、传输实现的智能化处理提供的强大的物质和理论基础。智能化主要体现在以下几个方