110kV變電氣部分設(shè)計

牛志強

摘? 要：本設(shè)計是110kV降壓變電站設(shè)計，負荷性質(zhì)為地區(qū)負荷。根據(jù)負荷性質(zhì)和主接線方案的比較，確定了主接線形式及主變?nèi)萘俊⑴_數(shù)。根據(jù)所給系統(tǒng)參數(shù)計算系統(tǒng)阻抗及短路電流，并對主要電氣設(shè)備及導線進行了選擇和校驗。按常規(guī)無人值守站進行了保護配置。根據(jù)所給地形地理條件，對配電裝置進行了布置。對全站電工建筑物進行了防雷保護設(shè)計。

關(guān)鍵詞：降壓變電站;主接線;無人值守

電力工業(yè)在社會主義現(xiàn)代化建設(shè)中占有十分重要的地位，因為電能與其他能源比較具有顯著的優(yōu)越性，它可以方便地與其他能量相互轉(zhuǎn)換，可以經(jīng)濟的遠距離輸送，并在使用時易于操作和控制，由于地方負荷增長快，原來的供電方案已難以滿足當?shù)赜脩粲秒娦枨螅瑳Q定新建一座110kV變電站，培養(yǎng)綜合運用所學知識的能力，擴大和深化所學的理論知識和基本技能，從而使理論與實踐相結(jié)合。通過此次設(shè)計，主要掌握發(fā)電廠和變電所電氣部分中各種電器設(shè)備和一、二次系統(tǒng)的接線和裝置的基本知識，并通過相應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)，掌握基本技能。

1.技術(shù)背景及設(shè)計依據(jù)

1.1電源情況

臨澤地區(qū)地方負荷增長很快，原來的供電方案已難以滿足當?shù)赜脩粲秒娦枨螅毙栊陆ㄒ蛔?10KV臨澤變電所，從而緩解供電部門的供電壓力。待建變電所主要支持工農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

建設(shè)規(guī)模：

（1）110KV電壓等級：出線6回，本期上3回，備用3回。

（2）35KV電壓等級：出線8回，本期上6回，備用2回。

（3）10KV電壓等級：出線10回，本期上7回，備用3回。

最大負荷利用小時數(shù)Tmax=5600h，同時率取0.88，線路損耗取6%。

1.2負荷情況

該地區(qū)負荷發(fā)展情況：2001年為26823KW，2005年為37054KW，2012年為56111KW.

1.3設(shè)計內(nèi)容及技術(shù)指標

1.確定主接線：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實現(xiàn)的

2—3個方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定最優(yōu)方案。

2. 無功補償：根據(jù)功率因數(shù)要求，確定補償方案，計算補償容量

3.選擇主變壓器：選擇變壓器的容量、臺數(shù)、型號等。

4.短路電流計算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護整定的需要，選擇短路計算點，繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，計算對稱和不對稱短路時短路電流及沖擊電流，并列表匯總。

5.電氣設(shè)備的選擇：選擇開關(guān)柜、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、電纜、避雷器等設(shè)備并進行相關(guān)校驗，選用設(shè)備的型號、數(shù)量匯總成設(shè)備一覽表;

6. 變壓器、線路繼電保護的配置及整定計算

7. 進行防雷保護和接地保護設(shè)計

2.主要電氣設(shè)備的選擇

2.1變壓器選擇

第一，變壓器的容量和臺數(shù)的選擇。第二，根據(jù)變電站的實際情況，應(yīng)根據(jù)以下的原則進行選擇。第三，主變得容量一般按變電站建成后5～10年的規(guī)劃負荷選擇。第四，根據(jù)電壓網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和變電站所帶的負荷的性質(zhì)來確定主變的容量， 對于有重要用戶的變電站應(yīng)考慮當一臺主變停運時其余變壓器在計及過 負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級的負荷，對一般性 變電站，一臺機停用時，應(yīng)使其余變壓器保證全部負荷的70%～80%。第五，同級電壓的降壓變壓器容量的級別不宜過多，應(yīng)系列化，標準化。第六，對于大城市市郊的一次變電站，在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，變電所以裝設(shè)兩臺變壓器為宜。

2.2母線選擇

對于敞露式的母線一般按下列的選項進行選擇和校驗：導體的材料，類型和敷設(shè)的方式，導體的截面，電暈，熱穩(wěn)定，動穩(wěn)定，共振頻率。

導體截面選擇的原則：首先，應(yīng)按允許工作電流的情況加以選擇，此處一般選取母線上最大的一臺主變來選擇 母線電流，或根據(jù)全部的負荷進行選擇，此處應(yīng)考慮到溫度對允許工作電流的影響。其次，按熱穩(wěn)定來選擇母線的截面。再次。動穩(wěn)定校驗（采用應(yīng)力的計算方法）。最后，電暈校驗：110kV及其以上的線路發(fā)電廠變電站母線均應(yīng)以當?shù)貧庀髼l件下晴天不出現(xiàn) 全面電暈為控制條件，即使導體安裝處的最高工作電壓小于臨界電暈電壓。

2.3 高壓斷路器選擇

（1）額定電壓。斷路器的額定電壓是指其導電和載流 部分允許承受的（線）電壓等級。由于輸電線路首、末端等處的運行電壓不同，所以斷路器所能承受的最高工作電壓高于額定電壓值的10%～15%，例如斷路器的額定電壓為10kV時，其最高工作電壓為11.5 kV。

（2）額定電流。斷路器的額定電流是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，當斷路器的絕緣和載流部分不超過其長期工作的最高允許溫度時，斷路器允許通過的最大電流值。

（3）額定短路開斷電流。額定短路開斷電流簡稱為額定開斷電流，它是指斷路器在頻率為50Hz的瞬態(tài)恢復電壓下，能夠開斷的最大短路電流值。

（4）額定峰值耐受電流（額定動穩(wěn)定電流）。額定峰值耐受電流是表明斷路器能承受短路電流電動力作用的性能，即斷路器在閉合狀態(tài)時能通過的不妨礙其繼續(xù)正常工作的最大短路電流（峰值）。

（5）額定短時耐受電流（額定熱穩(wěn)定電流）。額定短時耐受電流是表明斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的性能。 額定短時耐受電流應(yīng)等于額定短路開斷電流值。

（6）額定短路持續(xù)時間（額定熱穩(wěn)定時間）。當額定短時耐受電流通過斷路器的時間為額定短路持續(xù)時間， 斷路器的各部分溫度不超過短時所允許發(fā)熱的最高溫度， 并且不發(fā)生觸頭熔接或其他妨礙正常工作的異常現(xiàn)象。額定短路持續(xù)時間一般為2s。

（7）額定短路關(guān)合電流（峰值）。保證斷路器能關(guān)合短路而又不致于發(fā)生觸頭熔焊或其他損傷， 所允許接通的最大短路電流稱為額定短路關(guān)合電流。

3.繼電保護整定及配置

3.1 110kV母線保護

110kV系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置的配置遵照“繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程”有關(guān)條款進行。本期兩回110kV進線，暫不配置母線保護裝置。

3.2 35kV線路保護

（1）.配置距離保護三段式和相電流保護作為線路的主保護，主變過流保護保護作為后備保護。

（2）. 配置35kV接地選線裝置

3.3 10kV線路保護

（1）.配置三段式相電流保護作為線路的主保護，主變過流保護保護作為后備保護。

（2）. 配置10kV接地選線裝置

3.4 35、10kV線路重合閘方式

（1）配置三相一次重合閘裝置。

（2）10kV配置地低周減載裝置

3.5? 主變保護

（1）配置比率制動差動保護和瓦斯保護作為主保護

（2）.過流保護作為三測后備保護，第一時限切母聯(lián)開關(guān)，第二時限切本側(cè)，第三時限切三測的復合電壓閉鎖過流保護。

（3）.配備零序電流保護，作為單相故障主保護。

（4）.配備過負荷保護發(fā)信號

4. 防雷保護設(shè)計

防雷保護需進行避雷器的配置與選擇，其中氧化鋅避雷器又叫金屬氧化物避雷器，它的閥片是以氧化鋅為主要原料燒成的。它具有以下優(yōu)點a.氧化鋅閥片有很好的非線性，使其結(jié)構(gòu)簡單，體積和重量減小，運行的可靠性增加;b.沒有放電間隙，保護特性比較穩(wěn)定，熄弧能力強;c.可以承受多重雷擊，此外，由于氧化鋅閥片的通流能力大，提高了其動作負載能力;d.元件單一通用，結(jié)構(gòu)簡單，特別適合于大規(guī)模自動化生產(chǎn)，造價低廉。由于氧化鋅避雷器具有上述一系列的優(yōu)點，使它有很大的發(fā)展前途，是目前世界各國避雷器發(fā)展的主要方向。

根據(jù)行業(yè)標準《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》，采用氧化鋅避雷器作為限制雷電及操作過電壓措施，并以此作為絕緣配合的依據(jù)。

參考文獻：

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