【《110kV区域性变电站设计》8100字（论文）】.docx

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1、IIokv区域性变电站设计摘要电力行业是我国国民经济的支柱产业，关系到人们的日常生活，持续发展的经济和人民生活水准的不断提高。社会更对电网供电可独性、电压合格率等要求逐步提高。变电站已经成为当地的主要工农业生产过程的基本生活供电场所，其设计的真实性也将在最后膨响着地方的经济社会快速进步发展。随着国民经济不断增多，电能早已变成了经济社会工业生产中至关重要的一个主要能源，给我们企业和人民带来了丰富，安全，优质，低廉的电力资源，是电力系统的鞋本安全和正常经济运行。这次设计，首先，在对原有数据和不同负荷资源的基础上，对拟建设变电站的总体情况和线路走向进行了研究，综合考虑后，确定I1.OkV,35kV、

2、IokV和变电站的主要接线方式，并确定了变压.羔的容量和类型，最后，对连续最大工作电压及短路进行了计算。不但提高了地区供电的网络结构，而JI同时也为地区的工农业生活生产提供了充足的电力，进而实现使本地区区域供电安全、准确、桎定地运转的目的。关健词：变电站电气主接线短路电流计算目录1 .引言22 .电气主接线设计22.1 电气主接线设计的基本要求22.2主接级方案选择21. 2.I1.1.OkY侧电气主接线22. 2.235KVfW电气主接线43. 2.3IOkV储电气主接线63.主变压器容晶的选择63.1 主变压港台数的选择63. 2主变压港容量选择74. 3主变压滞型式的选择74.短路电流计

3、算84.1 短路故障产生的原因84. 2短路电流计算目的84. 3短路电流计算步骤94. 3.1计算参数94. 3.2短路计算105. 4短路电流计算的结果135.主要电气设备选择145.1 断路器的选择M5. 2隔离开关的选择156. 3互感器的选择177. 防雷保护197.1 避雷针的选择配置196. 2避雷器的选择配置2062.1配置原则207. 2.2参数选择208. 结论20参考文献221 .引言随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，现代化变电所的集成自动化系统逐步取代或改变传统变电所的二次控制，因此，实施无人值班”变电站建设已形成家庭用电体系新的发展方向和必须发展趋势。并且，完

4、善电力总体架构，提升供电系统能力和安全性及其综合智能化程度，以适应日益增长的经济社会发展需要是中国电力企业的主要目标。变电站是电网中的一个关键部件，它直接关系到整个电网的安全与经济性，它在电网中起着集中、分散的作用，并承担着向全国各大区域工厂、农业供电系统的主要任务目标。该变电站的建设,不仅提高了地区供电的网络组成.同样也给地区的工农业生产供应充足的电力.还可以实现使本区域供电更加安全.可靠.更加经济的目的。2 .电气主接线设计21电气主接线设计的基本聂求电气主接线的基本要求是在设计规范的基础上准确把握原始数据，严格遵循安全、可驱、效益”的现状，同时根据我国电力工程基本建设形势与发展政策，严格

5、遵循国家技术规范与准则，并根据工程建设的实际特点，这样大大提高了设计方案的准确性、灵活性和经济性。22主接线方案选择2.2.I1.1.OkV侧电气主接线该变电所的出现，是为了适应地区电网的发展和负载的扩展。因此，变电所的负我就是地区负我.在IIO-220kV等输出线路数在5或5次以上的电源设符中，在1个以上的电源设备中，采用单母线分段或双母线连接模式，在无法对断路港进行故障检修时，可以设置旁路母线。因此，110kV有4个输电线，2个输电线作为后备，为了保持主要的负载，下面这两种接线方式将被预留，见图27与图2-2:图2-2双母线带旁路母线接线对图2T及图2-2所示方案I、I1.综合比较，见表2

6、-1.表27I1.OkY主接线设计方案项目方案I方案II技术1 .操作简单、易于开发。2 .可考性、灵活性差。旁路断路辖可以替代断路器而不停电，并且可以保证重要用户供电。1 .运行可靠、运行方式灵活、事故处理方便，扩展方便2 .需检修出线断路器可以用母联断路器代替工作1.保证重要用户供电设备1.占地大、设备多、投少、投资小资大经济2母线分段断路器同时作2.母联断路器同时作为为旁路断路器来节省投旁路断路器来节省投资。资。考虑到该站作为区域变电站需要具符较大的安全性与灵活性，通过综合号虑.在技术上第II种方案较明显合理。所以决定采用第II种方法作为工程设计的最终方案。2.2.235KV便电气主接线

7、该变电所的出在35-60kV之间，输出电缆4-8回，可以选择单母线分段或双母线。为了保证线路检修时不会影响到用的供电，采用单母线分段连接双母线，可以增加旁路母线。因此，在35-60kV线路采用双母线接线时，通常不允许安装旁路母线，但可以在必要的时候设置旁路隔离开关。根据以上的调研，我们选出了下列两个方案。如图2-3和2-4所示：表2-235kV主接线设计方案项目方案I方案II1.简单清晰、操作方便、易于发展1.供电安全2.可靠性、房活性差2.调度及敏技术3.在不停电检修出线断路器时，3.易于扩建旁路断路器还以代替出线断路器4.方便试验以保证或要用户供电需求1.设备多且配电装置复1.设备少、投资

8、小经济杂2.占地面积小2.投资和占地面积更大考虑到35kV侧负数较大，通过综合考虑，方案I可靠性与稳定性不及方案II,因此选择安全性较高的方案11。2.2.31OkV值电气主接线由riokv仅作为无功补偿装理使用，可以采取单母线分段连接双的方法，接线形式图2-5:图2-5单母线分段接线3.主变压蠢容的选择3.1 主变压台数的逃蜂按下列原则选取变压器台数：(1)根据负荷对供电可靠性的要求，根据负荷级别来决定变压器的个数，如果、二类负荷较多，则适当选用两台或更多的变压器，使得次事故或次大修后,另一台仍能正常工作。%-匕”用%=05=1%i%-%2T,%=65各绕组等值电抗标么值为：XC=XI1.=

9、(10.5/100)x(100/50)=0.21XT=XeH(0/100)x(100/50)=0XK=XU=(65/100)x(100/50)=0.13由选择的所用变双活参数得：Xp=4%1.(X)1.(X)0.22=0.18(X1+X)(X,+XJ=0.0364X13=(X1+X,)(X,+X4)+Xs=0.0744.3.2短路计算1.1.1.okV侧母线三相短路在UOkV母线出现三相短路，也就是K1.短路时，将其等值电路简化为:OI1.H图4TKI短路时系统等值电路化荷图fr=5f1.33.51.4x0.502=6.774kA(O-ID冲击电流:IO(0-12)f,1=21.86.785=

10、17.20kA最大电流有效值:心=6.7851.51.=10.234kA(0-13)短路容量:(0-14)5,=36.785X1I5=351.425MVA2. 35kV制母线三相短路在35kV母线出现三相短路，也就是K2短路的情况下,将其等值电路简化为:I1.OkV3SkV；7图4-2K2短路时系统等值电路化简图7=S3tw=1(337)=1.45MX2=X13+(X6UX9)=0.179,=1/X,=5.576短路电流有名值:IB=5.5871.56=8.705kA冲击电流:c=21.88.716=22.173M最大电流有效值:ich=8.7I61.51=13.150kA短路容量:5=38.

11、7I637=558.545VA3. 1OkY侧母线三相短路I1.在10kV母线出现W相短路，也就是K3点短路时，将其等值电路简化为:图43K3短路时系统等值电路化简图Iii=SmIJ0=1(3X10.5)=5.485MX3=X+(X6+X,)(X,+X()=0233=1XAr=4.098短路电流有名值：=,1.a=4.0985.499=22.524M冲击电流：t=21.8x22.535=57.345M最大电流有效值：Ich=22.5351.51=34.017M短路容量：5=322.5350.5=409.41.W44.0.4kV侧发生三相短路13I1.OkV1.三4-4K4短路时系统等值电路化筒

12、图,1.=Sh闻”=I(X)/(3O.4)=144.23MXn=X13+(X6+X7)(+xo)+X12=0.4334=1Xk4=2.252短路电流有名值：=k.k=2.25214434=325.043MnIn冲击电流：t=2X1.8x325.054=828.77M最大电流有效值：Ieh=325.0541.5i=490.72M短路容量：,v=3325.0540.4=225.186V4.4烟踣电流计寡的结果计克结果如下表所示：表4-1短路电流计鸵结果短路全短路电短路电电流最短路电短路点基准电基准电流有名短路容流冲击流标幺大有效压流量S的编号值Ich值Ich值(kA)值、1.(kA)(MVA)(K

13、A)(KA)/(KA)d1.11517.2013.5030.50110.2346.7741351.3223722.1735.5761.4513.1508.705558.5454310.557.3454.0875.48834.01722.524409.7140.4828.772.241144.23490.72325.043225.1865.主要电气设备选择5.1 断路的选择在变电所中，高压断路涔是其中一种主要的保护设备，其具有很好的消弧特性,在电网运行时，通常用来开关高负我的电压，在变电所的主接线中，还承担着对主接线系统进行管理和操作模式的重大作用。变电中，高压断路器是主要的保护，有的弧特，在时

14、，用开高负电压，在变电的主接线中，还担着主接线系统管理作式的重作用.通常，高压断路器的类型和型号都要根据设备的安装、使用环境、技术要求来选择，但是由于Si6的可靠性、维护工作量、灭弧率都要高，因此在35kV-220kV的范围内，SF6断路器的选择是SF6。真空开关仅适用于10kV的电压等级,而10kV的开关则适用于真空开关。断路器的选择计算1. 11OkV侧断路港选择1)额定电压：v(v=I1.OkV(2)额定电流:(0T5)二=嗤券=嗡*=3(加)(3)按开断电流选择:/必,=6.785(k)1.1.p：/,6.785(kA)：(4)短路开断电流：v/,=I7.30(kA).Zp17.3(X

15、k)通过上述资料，该断路器的主耍技术指标包括：最高运行电压126k额定电1250八、开断电流15.8kV、短路断开电潦41kV、动态稳定电流41k1热稳定电流15.8kA,固有的自动断路持续0.04S,合闸持续时间0.2S,完全打开中断持续时间0.075。5.2 隰鼻开关的透撵隔离开关的配置隔离开关：安装在主要线路上，以保证线路或装置在维修时出现明显的断口，并与充能部件隔离，但由于隔断控制器缺乏火弧装置，且开断功率较小，因此在使用时必须严格遵循例漏14。隔离开关的配置：1 .在断路器的两个端子上应安装绝缘开关，以便在断路器维修时容易出现明显的断口，使其与电源侧分开：2 .一般的交流变压器，中性

16、点和直接接地时，应选用绝缘开关：3 .当接近于变压器引线或接近中性点时，可不在避雷器上安装绝缘开关4 .当电力供绐线的用户恻被提供电力时，可以不安装隔离开关，因为电力断路器与用户的一侧相连，但是为了防止闪电引起的过流，也可装设.隔岗开关的选择计算1. UOkV侧隔离开关选择(1)额定电压：u,4=UO(W)(0.16)2)领定电流:（0-17）/-51（八）根据以上计算结果，对室外GW1.-I1.O绝税开关进行了初步的选择。主要技术参数如下：额定电压11定V,最高工作电压126k%额定电流60定,动稳定电流50kA,4S热稔定电流有效值16k,(3)检验热稳定：与I1.OkY侧断路器相同G=4

17、36S0=/%小=200.72(kAS)Qr=r,tk=1.24(kAS)(Q-Jg)即：2Q满足要求根据以上的计算结果，选择GW4-110型室外绝缘开关，可以达到上述的要求技术。2. 35kY侧隔离开关选择额定1-35(亚)(2)额定电流：Cg=I732)根据以上测试数据的分析，初步确定了室外GN16-35/2000型绝缘开关，其主要技术指标为：额定电压35kV,额定电流2000A,动稳定电i64kA,4S热稳定电流有效值25kA.(3)检验热稳定：4365Q,=/)#=331.2(k2S)Q，=/4=2500(kA2S)即：2Qd满足要求基于以上原因，选用GN16-35/2000室外绝缘开

18、关就可以达到以上需求。3.1OkY侧隔离开关选择10kV线路安装有电抗器，因此10kV便可选用更轻的室内绝缘开关。额定电压:=K)(AV)=/.=与手-38.19（八）(2)额定电流：6Ue通过上述资料，初步确定了户内GX22Q型绝缘开关，其主要技术指标有：IOkV额定电压、2000A、动态桎定电流40KA、5S热稳定电流14kA。(3)校验热稔定电i,同IokY断路器一样，=8SQ,=%=65.2(kA2S)Q,=/产xr=98(KkA2S)即：NQ，满足要求故选用GN22Q型户内隔离开关即可满足上述要求。5.3互AMI的选择变压器又分为通过上电压变压器和电流变压器，它是一次、二次系统之间的

19、连接部件，用于将检测仪表和继电器的电压输入电流输入线圈分离，从而精确地反映出装置的工作状态和故障情况。他的主要功能如下所示：1 .把一次电源回路的高电压和电流，变成二网路标准的低电压和小输出电压，进而使测试仪器和维护设备更加规范化、紧凑至化，并且它的内部构造更加轻薄，价格低廉，便于置于屏麟中。2 .它将二次装巴与高压输入部彻底隔尚，并将变压器的两个侧面都连接在一起,从而保证了仪蹲和人员的安全。电流互感器的选择计算1. UOkV侧电流互感器选择(1)额定电流：J=55IA(2)额定电压:U,U-=IIO(KV)根据以上的计算结果，可以初步确定1.B7T10电流互感器的主要技术指标是：2X600/

20、5,准确次级0.5,2次负载限抗2,1S热稳定系数30.动态稳定系数75。热稳定校脸：j=2O1.18(K1Ic1.)2=1.296(kAS)即：(Kr1.F/七：满足要求因此，选择1.B7-110盘电流互感器可以达到设计的目的。2. 35kV侧电流互.感泯选择(1)额定电流：zz=1732A(2)额定电压：%=35(KV)根据以上计钵结果，初步确定了1.B6-35型户外独立型变压器，其主要技术指标为：2000/5,为确二级0.2,1S热稳定电流40为。(3)热稔定校脸：Q，=n=311.98(kA)(KJ.,=6400Qd满足要求因此，选用户内U)ZB6T0型电流互感器就能达到以上的要求.电

21、压互感器的型号选择1.1.IokV侧电压互感器选择(1)使用JC1.6-110电压互感潜，采取了单相串级油浸式的全密闭构造,其初始绕组的额定电压为1.1.6kY,次绕组额定电压为0.6k*二次负荷0.5级，为100YA其接成UoOoO/#/100/百/100。(2)其UOkV出线侧采用TYDI1.O有一0.01H,为相单柱式，电容式电压互感器,其初级额定电压为H力v,次级额定电压为0.1/kV,二次负荷0.5级为15OMVA.2. 35kV侧电压互感罂选择该变压器采用JDJ2-35型变压器，其主线图的额定电压是100O瓦。他的初级绕组额定电压为35/&kV,次绕组额定电压为0.1/召kY,二次

22、负荷0.5级，为150YA.3. 1OkY侧电压互感器选择IokV母线电压变压器：由JSJW-IO型，单相单柱型，电容型变压器，其一次绕组的额定电压为0.1.X5kv,副线图的二次阻抗是0.15Q,变比为100oo/百/100回100/306 .防雷保护变电所是供电和供电的玳要组成部分。一旦被雷击，将会导致大量的电力供应中断，导致电力系统的内部绝缘受损，大部分无法自行恢且，对国家经济和人民的生活造成了极大的威胁。闪此，对变电所进行的防雷工作非常重要。变电站雷击事故的原因有两个:一个是闪电直接命中变压器；另一个是雷电命中输电线路后形成的雷击波沿路进入变电站。对付直击地宙，人们通常使用避雷针和防雷

23、电缆。而避番装置则主要用来防护入侵波。6.1 遵针的选择正(D1.1.OkY及以上的室外配电设备，避雷针般都是直接安装在配电设备的外部框架上，为防止与通讯设备发生碰撞或发生闪络，通常采用单独的避击针。(2)从避雷针到主要接地网的下层连接点到变压器接线和主接地网的下端之间，其高度不得小于15米。(3)变压器选型时，应避免避宙针、避雷线.(4)单根避宙针防护距离。在hx1.2小时时,rx=(h-hx)p；b.在hx在2小时时,rx=(1.5h-2hx)P式中：h为避宙针的高度，hx为被保护物体的高度：ha：避宙针的有效高度：p：避雷针的高度效应。当hW30tn,p=1.:当h130tn,p=55h

24、6.2 避信的选择配置6.2.1 配置原则通过对变电站系统基础资料的负荷测算，判断各电气设备变压器的负载能力，因此变压器系统的选型是必不可少的，尤其是在选用主变的时候，应根据件项设计要素，选取最适宜的，方可达到良好的使用性能。在电气主接线方面，不要再单纯的注成于灵活与经济，而必须着眼于未来发展,要从大局上考虑，通过对比不同的方法来选取最适于自匕领域的主要接地方法。因为短路电压是在用电网络系统中很普遍而且非常重大的故障它不但会危及用户的正常用电，甚至还会损宙用电网络系统的桎定性、损伤设施。在短路电流计算时，必须认真小心，容不得一丝误差，否则将带来许多无谓的损失。当短路电流等各种技术数据运算完毕后

25、，最后就是导线和设备的选型问题/,由于电力设备和容许大负荷导线的工作条件和工作环境的不同，决定了其选定的检验目的和方法也各不相同。本文对高压断路器、隔离开美、电压互感器、电流互感器、配电网母线等进行r选择与检验.半导体材料与电气设备是组成变压器的主耍结构，电气设备的良好状况可以确保其工作的安全、稔定，因此，必须严格按照设备说明书来进行，并严格地根据各选择要求来选用最合适的电器，才能确保电器运行稔定，有效和安全可靠地工作。设计防雷保护装置，在接地装置设计过程中，依据变电所配线路的设计，结合变电所的供电需求，制订保护变电所的防雷设计，选用避宙针和避雷器，保证供电用户的供电质量，故障发生时，保证用户

26、的最大利益。通过此次设计，既保证变电站的供电安全，性能可靠，同时也保证检修时的方便。通过本次设计对电气主接线设计和选择电气设备时的条件有一定了解，更加熟悉本专业知识。参考文献：I普沙UOkV变电站一次系统设计D,湖南工业大学，2018.2ChaoYang,YangChao.SuChang.TianCong.DesignandResearchof110kvInte1.1.igentSubstationinE1.ectrica1.Syste三J.Journa1.ofPhysics:ConferenceSeries,2020.1578(1):25-26.3王书宇聚源22OkV智能变电站设计及运维优化

27、D东北农业大学2021.DOI:10.27010/ki.gdbnu.2021.000154.4郭约华.变电站一次系统电气主接线设计分析J.低碳世界，2020,(11):77-78.5杨光雨.平顶山市某I1.OkY智能变电站设计D.黑龙江省：东北农业大学，2020.6郑菜莲.何市UOkV变电站的设计与实现D.江西省:南昌大学，2020.7周田田.变电站电气主接线设计及主变压器的选择J.科技风,2020,(08):8XJFeng,YQChen.Primarydesignandprotectionof1IOkVsubstationj.IOPConferenceSeries:EarthandEnvironiiwnta1.Science,2019,267(4):38-40.9樊秦华.宕昌县IIOkY变电站改造设计及实现D.陕西省：西安科技大学，2020.10李东,智能变电站与常规变电站运维差异化分析M.北京：中国电力出版社，2019.II王宝英.11OkV变电站电气设计及其防雷保护J.电气技术与经济，2021.(OD:34-35.12邹彬彬.22OkV智能变电站设计D.广东工业大学，2021.13姚文强，林辛炯，车嘉，刘涛.沈阳某66kV变电站综合能源技术改造方案分析J,东北电力技术，2022,43(02):37-41.