110kV變電站一次設(shè)計

1、110KV變電所電氣一次初步設(shè)計目錄第一部分畢業(yè)設(shè)計說明書 (7)第1章總則(7)第2章原始資料(8)第3章接入導(dǎo)線及配電導(dǎo)線設(shè)計 (11)第4章電氣主接線設(shè)計(12)AtV l第5章短路電流計算 (16)第6章變壓器選擇(17)第7章站用變選擇(21)第8章主要電氣設(shè)備選擇 (22)第9章過電壓保護與接地(24)第 10 章繼電保護配置(25)第二部分畢業(yè)設(shè)計計算書(28)第1章接入導(dǎo)線及配電導(dǎo)線計算 (28)第2章主變壓器調(diào)壓分接頭計算(39)第3章短路電流計算 (44)第4章主要電氣設(shè)備選擇計算 (54)AtV l第5章防雷保護計算(63)前言5)總結(jié)(64)謝辭(65)參考文獻(66)

2、、八前言變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配 電能的作用，直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行。電氣主接線是變電站設(shè)計的首要任 務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線的擬訂直接關(guān)系著全站電氣設(shè)備的選擇、配 電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。本次設(shè)計為 110kV 變電站電氣一次部分初步設(shè)計，分為設(shè)計說明書、設(shè)計計算書、設(shè)計 圖紙等三部分。所設(shè)計的容力求概念清楚，層次分明。本文是在電力高等?？茖W(xué)校電力工程 系啟軍教授的精心指導(dǎo)下完成的。老師治學(xué)嚴謹、知識廣博、善于捕捉新事物、新的研究方 向。在畢業(yè)設(shè)計期間老師

3、在設(shè)計的選題和設(shè)計思路上給了我很多的指導(dǎo)和幫助。老師循循善 誘的教學(xué)方法、熱情待人的處事方式、一絲不茍的治學(xué)態(tài)度、對學(xué)生嚴格要求的敬業(yè)精神給 我留下了很深的印象。在此，我對恩師表示最崇高的敬意和最誠摯的感謝！本文從接入導(dǎo)線和配電導(dǎo)線的設(shè)計選擇，主接線、短路電流計算、主要電氣設(shè)備選擇等 幾方面對變電站設(shè)計進行了闡述，并繪制了電氣主接線圖、電氣總平面布置圖、站用電系統(tǒng) 圖、防雷保護配置圖、各級電壓配電裝置斷面圖、直流系統(tǒng)圖等相關(guān)設(shè)計圖紙。由于本人水 平有限，錯誤和不妥之處在所難免，敬請各位老師批評指正。第一部分 設(shè)計說明書第 1 章 總則1.1 設(shè)計依據(jù)1.1.1 110KV 鹽北變電站電氣一次部

4、分設(shè)計（初設(shè)）任務(wù)書。1.1.2 相關(guān)課程教材及規(guī)程規(guī)： 電力系統(tǒng)分析上下冊 何仰贊 電力工程 志業(yè)電力系統(tǒng)繼電保護 駿年 發(fā)電廠電氣部分錫普 電力工程電氣設(shè)備手冊上1.2 設(shè)計圍 ：1.2.1 本工程設(shè)計圍 本工程設(shè)計圍包括設(shè)置在本變電所的下列部分 :（ 1）電力變壓器及各級電壓配電裝置、 無功補償并聯(lián)電容器裝置、 交流所用電系統(tǒng)設(shè)備、 過電壓保護及接地裝置、相應(yīng)的繼電保護及自動裝置、就地測量及控制操作設(shè)備、遠方微機 測控系統(tǒng)設(shè)備的布置安裝和接線，電纜設(shè)施等。（2）由于通信設(shè)施需根據(jù)外部通信系統(tǒng)條件確定，本設(shè)計中僅留有布置安裝條件，不做 具體設(shè)計。（3）與電氣設(shè)備相關(guān)的建筑物、構(gòu)筑物、給水排

5、水設(shè)施、通風(fēng)設(shè)施、消防設(shè)施，安全防 及環(huán)境保護措施。1.2.2 設(shè)計分界點（1）變電所與線路的分界點為： 110KV配電裝置以110K V架空進線耐線夾（不含）為界， 35KV配電裝置以35K V架空出線耐線夾（不含）為界， 10KV配電裝置以開關(guān)柜電纜頭（不含） 為界。2）進所道路設(shè)計以變電所大門為界，大門外不屬于本設(shè)計圍。第2章原始資料2.1 待建變電所從110KV側(cè)東郊變電所受電（雙回路供電），其負荷分為 35KV和10KV兩個 電壓等級。年負荷增長率為 5%變電站總負荷考慮五年發(fā)展規(guī)劃，線損平均取5%系統(tǒng)為無窮大容量系統(tǒng)。地區(qū)電網(wǎng)如下：淮陰電廠10km10km220kV60km5km!

6、丄i6km東郊變電所30km5鹽北變電所大豐變電所灌南變電所鹽城電廠80km45kmOs新海電廠22 待建110KV鹽北變電所各電壓級負荷數(shù)據(jù)如下表電壓等級線路名稱最大負荷（MWCO負荷級別供電距離（km）Tmax 及 同時率35KVA200.851105000/0.9B150.8112造紙廠110.828化工廠200.827冶煉廠150.8511010KVC30.8511.53500/0.85D20.8522.5毛紡廠10.821.0水泥廠1.20.821.5紡織廠0.80.821.0水廠20.811.5求110KV側(cè)負荷時，10KV和35KV總負荷的同時系數(shù)取 0.95。所用負荷取變電所總

7、負荷 的0.2%計算。2.3電廠容量：發(fā)電廠P(MW)COS?Xd"新海電廠（火電廠）2X 500.850.143電廠（火電廠）4X 500.800.141電廠（火電廠）2X 500.850.1432.4 發(fā)電廠、變電所變壓器參數(shù):變電所S(MVA)UK(%)U<(1-2) (%)U<(1-3) (%)U<(2-3) (%)I 0%新海電廠2X 6010.50.85灌南變1X 6017. 510. 56. 50.8變2X 109.316.510.70.178電廠4X 6010.50.85電廠2X 6010.50.85東郊變1X 6017.510.56.50.8大豐變

8、1X 6017.510.56.50.82.5 輸電線路參數(shù):線路名稱型號額定電壓（kV）長度（km）單位長度正序電抗（Q /km）電廠至 變電所2LGJ-300110100.395變電所 至電廠LGJ-300110600.395系統(tǒng)至變：2LGJQ-4002202000.416電廠 至東郊變LGJ-30011050.395東郊變 至鹽北變2LGJ-240110300.401新海電廠至 灌南變LGJ-300110450.395灌南變至變2LGJ-300110800.3952.6 10KV側(cè)功率因數(shù)要求提高到 0.95。2.7 短路計算時，110KV進線后備保護動作時間取4s，其余取2s。2.8

9、環(huán)境條件(1) 周圍無嚴重污染和結(jié)冰現(xiàn)象，年平均氣溫為25C，最高氣溫為35C，年最低溫度為-15C，最熱月最高平均氣溫30° C,亞熱帶氣候。(2) 當(dāng)海拔高度為800米；(3 )當(dāng)?shù)乩妆┤諗?shù)為 55日/年；(4) 本變電站處于"薄土層石灰?guī)r”地區(qū)，土壤電阻率高達1000Q. M。(5) 本站東西向長 99m 南北向?qū)?68m第3章 鹽北變電所接入導(dǎo)線及配電導(dǎo)線的選擇設(shè)計3.1確定電壓等級輸電線路電壓等級的確定應(yīng)符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級。選擇電壓等級時，應(yīng)根據(jù)輸 送容量和輸電距離，以及接入電網(wǎng)的額定電壓的情況來確定，輸送容量應(yīng)該考慮變電所總負 荷和五年發(fā)展規(guī)劃。因此待建

10、 110KV鹽北變電所的最高電壓等級應(yīng)為 110kV。3.2 確定回路數(shù)110KV鹽北變電所建成后， 所供用戶中35KV電壓側(cè)及10KV電壓側(cè)均存在I、 H類重要負 荷，因此110KV鹽北變電所應(yīng)采用雙回 110KV線路接入系統(tǒng)且 35KV電壓側(cè)及10KV電壓側(cè)也都 采用雙回出線。3.3 確定110KV線路導(dǎo)線的規(guī)格、型號由于待建110KV鹽北變電所處于平原河網(wǎng)地區(qū)，因此應(yīng)采用架空線路，導(dǎo)線選擇LGJ型。3.4 110KV線路導(dǎo)線截面選擇導(dǎo)線截面積選擇的一般方法是：先按經(jīng)濟電流密度初選導(dǎo)線標(biāo)稱截面積，然后進行機械 強度校驗、電暈校驗及電壓損失的校驗。3.5 鹽北變接入導(dǎo)線及配電導(dǎo)線選擇結(jié)果電壓

11、等級線路名稱選擇的導(dǎo) 線型號額定電壓(KV)長度(公里)單位電阻()單位電抗()110KV雙回進線2LGJ-240/40110300.120.435KVA2LGJ-185/3035100.170.38B2LGJ-150/2535120.210.387造紙廠2LGJ-120/253580.220.39化工廠2LGJ-185/303570.170.38冶煉廠2LGJ-150/2535100.210.38710KVC2LGJ-95/20101.50.3320.356D2LGJ-70/10102.50.450.368毛紡廠2LGJ-35/6101.00.90.389水泥廠2LGJ-35/6101.50

12、.90.389紡織廠2LGJ-35/6101.00.90.389水廠2LGJ-70/10101.50.450.368注：選擇計算及校驗見計算書第4章 電氣主接線設(shè)計電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、線路和用戶組成。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間 環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。為滿足生產(chǎn)需要，變電站中安裝有各種電氣設(shè)備，并依 照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來。把變壓器、斷路器等按預(yù)期生產(chǎn)流程連成的電路，成為電氣主 接線。電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成 為傳輸強電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形 符號并按工作順序排列，詳細地表示

13、電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單接 線線圖，稱為主接線電路圖。4.1 110kV 電壓側(cè)接線35110kV變電站設(shè)計規(guī)規(guī)定，35110kV線路為兩回及以下時，宜采用橋形、線路變 壓器或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴大橋形、單母線或分段單母線的接線。3563kV線路為8回及以上時，亦可采用雙母線接線。110kV線路為6回及以上時，宜采用雙母線接線。在采用單母線、分段單母線或雙母線的 35110kV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時， 可設(shè)置旁路設(shè)施。本變電站110KV線路有2回，可選擇雙母線分段、橋或線路變壓器組三種接線方案，如 圖3.1所示。方案一供電可靠、運行方式靈活，但是

14、倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作，占地面積 大，設(shè)備多，投資大。方案二簡單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資少，占地面 積小，但是運行可靠性和靈活性比方案一稍差。方案三是最簡單的一種接線方式，線路與變 壓器直接相連，其特點是設(shè)備少、投資最省、操作簡便、宜于擴建，但靈活性和可靠性稍差， 本變電站為地區(qū)性電站，電網(wǎng)特點是火電站發(fā)電保證出力時能滿足地區(qū)負荷的需要，加上水 電，基本上不需要外系統(tǒng)支持，故選用投資最小、節(jié)省占地面積的方案三。方案一雙母線分段方案二橋接線方案三線路變壓器單元接線圖4.1 110kV電壓側(cè)接線方案技術(shù)比較萬案雙母線分段橋接線線路-變壓器單元接線優(yōu)點供電可靠、運行方 式靈活。簡單

15、清晰，操作方便， 不易誤操作，設(shè)備少， 投資少，占地面積小。接線簡單；安裝2臺開 關(guān)，開關(guān)使用量最少， 節(jié)省投資缺點倒閘操作復(fù)雜，容 易誤操作，占地面 積大，設(shè)備多，投 資大。運行可靠性和靈活性 比方案一稍差。串聯(lián)回路任意設(shè)備故障 或檢修，整個單元停電。 可靠性差。外橋接線的特點與橋接線相反，連接橋斷路器在線路側(cè)，其他兩臺斷路器在變壓器回路中，線路故障和進行投入和切除操作時，操作較復(fù)雜，且影響一臺正常運行的變壓器。所以 外橋接線用于輸電線路短，檢修和倒閘操作以及設(shè)備故障幾率均較小，而變壓器需要經(jīng)常切 換或電網(wǎng)有穿越功率經(jīng)過的變電所。分析鹽北變電所可以看出這是一座終端變電所。110KV只有兩回進

16、線，進線輸電距離較長。綜合以上要求的考慮，110KV側(cè)選擇橋接線方式。4.2 35kV 電壓側(cè)接線本變電站35kV線路有5回，可選擇雙母線接線、單母線分段代旁路母線接線或單母線分 段不帶旁路母線接線三種方案，如圖3.2所示。方案一供電可靠、運行方式靈活，但是倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作，占地面積大，設(shè)備多，投資大。方案二簡單清晰，操作方便，不易 誤操作，設(shè)備少，投資少，占地面積小，旁路斷路器可以代替出線斷路器，進行不停電檢修 出線斷路器，保證重要回路不停電。方案三較方案二更是投資少。方案一雙母線接線方案二單母線分段代旁路母線接線方案三單母線分段接線圖4.2 35kV電壓側(cè)接線方案技術(shù)比較萬案雙母線

17、分段單母線分段帶旁路母線接線單母線分段接線優(yōu)點供電可靠、運行 方式靈活。簡單清晰，操作方便，不易誤操 作，設(shè)備少，投資少，占地面積 小，旁路斷路器可以代替出線斷 路器，進行不停電檢修出線斷路 器，保證重要回路不停電簡單清晰，調(diào)度靈活， 不會造成全站停電， 能保證對重要負何的 供電，設(shè)備少，投資 和占地小缺點倒閘操作復(fù)雜， 容易誤操作，占 地面積大，設(shè)備 多，投資大。運行可靠性和靈活性比方案一稍差，占地面積和設(shè)備投資又較、-7-* f萬 三。運行可靠性和靈活性 比方案一稍差。分析鹽北變電所35KV側(cè)負荷方案三具有良好的經(jīng)濟性，供電可靠性也能滿足要求， 故35kV側(cè)采用方案三單母線分段接線方式。4

18、.3 10kV 電壓側(cè)接線35110kV變電站設(shè)計規(guī)規(guī)定，當(dāng)變電站裝有兩臺主變時，610kV側(cè)宜采用分段單母線。線路為12回及以上時，宜采用雙母線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路設(shè)施。本變電站10kV側(cè)線路為6回，可采用雙母線或手車式高壓開關(guān)單母線分段接線兩種方 案，如圖2.3所示。方案一一般用于出線較多，輸送和穿越功率較大，供電可靠性和靈活性要求較高的場合，設(shè)備多，投資和占地大，配電裝置復(fù)雜，義務(wù)操作。方案二簡單清晰，調(diào) 度靈活，不會造成全站停電，能保證對重要負荷的供電，設(shè)備少，投資和占地小。手車式斷 路器的出現(xiàn)和運行成功，斷路器檢修問題可不用復(fù)雜的旁路設(shè)施來解決，而用備用的手車斷 路

19、器來代替需要檢修的工作手車斷路器。采用手車式高壓開關(guān)柜可不設(shè)置旁路設(shè)施，即10KV電壓側(cè)采用方案二單母線分段接線方式。方案一雙母線接線方案二單母線分段接線圖4.3 10kV電壓側(cè)接線方案綜上所述，本變電站主接線如圖3.4所示。110KV電壓側(cè)采用的是線路變壓器組接線方式，35KV電壓側(cè)采用的是單母線分段代旁路母線接線方式，預(yù)留1條備用回路，10KV電壓側(cè)采用的是手車式高壓開關(guān)單母線分段接線方式，兩段母線分別預(yù)留1條備用回路。! QF1* QF2* QF3 畀 QF4 斗 QF5QF6QF2ff 一 鼻 AJQFF Q圖4.4電氣主接線簡圖變電站低壓側(cè)未采用限流措施，待計算短路電流之后，再采用相

20、應(yīng)的限流措施。最簡單 的限制短路電流的方法是使變壓器低壓側(cè)分列運行。變壓器低壓側(cè)分列運行，限流效果顯著， 是目前廣泛采用的限流措施。在變壓器回路中裝設(shè)電抗器或分裂電抗器用的很少，母線電抗 器體積大、價格高且限流效果較小，出線上裝電抗器，投資最貴，且需造兩層配電裝置室， 在變電站中盡量少用。4.4 站用變壓器側(cè)接線站用電系統(tǒng)采用380/220V中性點直接接地的三相四線制，動力與照明合用一個電源，站 用變壓器低壓側(cè)接線采用單母線分段接線方式，平時分列運行，以限制故障圍，提高供電可 靠性，380V站用電母線可采用低壓斷路器（即自動空氣開關(guān)）或閘刀進行分段，并以低壓成 套配電裝置供電。站用變壓器低壓側(cè)

21、接線如圖4.5所示。圖4.5站用變壓器低壓側(cè)接線第5章短路電流計算110KV短路電流按可選用最大開斷短路電流20千安的斷路器條件設(shè)定，在考慮主變壓器分列運行的情況下，主變壓器回路的短路電流計算阻抗見圖5-1，圖中阻抗均已歸算為基準(zhǔn)容量為100MVA的標(biāo)幺值，系統(tǒng)阻抗為u. U7S6Hi57C3T5丈 2J. .187F軒海半廠XL50030i 12 0. L25B 0. 12140. 06790. C4550. 0149鹽娥電廠工IB0, 0458機8-0.001C. O2S2圖5-1系統(tǒng)等值阻抗圖短路電流計算結(jié)果如下表短路 點編 號短路 點位 置0S短路電流周 期分量 有效值4S短路電流周

22、期分量 有效值短路電流 沖擊值短路全電 流取大有 效值短路容量/I (kA)I(kA)i ch (kA)I ch (kA)SK (MVA)f110KV母線3.072.717.834.67122f：235KV母線7.787.289.16911.82100f：310KV母線22.9322.4458.4734.858877TTi ch =2.55 I , I ch =1.52 I第6章110KV鹽北變電所主變壓器選擇主變壓器的型式、容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依 據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級以及接入系統(tǒng)的

23、緊密程度等因素，進行綜合分析和合理選擇。在選擇主變壓器容量時對重要變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變器停運時，其余變壓器容量在 計及過負荷能力允許時間，應(yīng)滿足I類及n類負荷的供電；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓 器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負荷的60%70%本變電所主變?nèi)萘堪催h景負荷選擇，并考慮到正常運行和事故時過負荷能力。第6.1主變方案選擇6.1.1 方案一：單臺三相三繞組變壓器，型號SFSZ9-120000/110，電壓等級110/35/10。6.1.2 方案二：兩臺三相雙繞組變壓器，其中一臺型號為SFSZ9-90000/110，電壓等級110/35 ;另一臺為 SFSZ9-20000/11

24、0，電壓等級 110/10。6.1.3 方案三：四臺三相雙繞組變壓器，其中兩臺型號為SFSZ9-90000/110，電壓等級110/38.5 ;另兩臺型號為 SFSZ9-12000/110，電壓等級 110/10。6.1.4 方案四：兩臺三相三繞組變壓器，型號為 SFSZ9-75000/110，電壓等級110/35/10。6.1.5 主變方案技術(shù)比較萬案比較萬案一萬案二萬案三方案四優(yōu)點接線簡 單、占地面積 小。接線簡單。運行可靠 性、靈活性高， 能滿足重要用 戶的需要。運行可靠 性、靈活性高， 能滿足重要用 戶的需要。缺點運行可靠 性、靈活性差， 不能滿足重要 用戶的需要。運行可靠 性、靈活性

25、差， 不能滿足重要用 戶的需要。選用變壓 器多，運行維護 工作量大。110K v鹽北變電所有重要的i、n類負荷，為滿足運行的可靠性和靈活性，應(yīng)選擇兩臺以 上變壓器，因此選擇方案三、方案四進行經(jīng)濟比較分析。第6.2節(jié) 主變?nèi)萘?、參?shù)選擇方案三，如圖35KV負荷由兩臺電壓為 110KV/35KV變壓器供電，其中一臺主變事故停運后，另一臺主變 壓器的容量應(yīng)保證 35K V用戶的一級和二級全部負荷的供電。35KV用戶的一級和二級全部總?cè)萘浚篠35 =P/COS =81/0.9=90 (MVA),因此可選擇兩臺SFPSZ9-90000/110型三相三繞組有載調(diào)壓變壓器，接線組別：YN, d11。10KV

26、負荷由兩臺電壓為 110KV/10KV變壓器供電，其中一臺主變事故停運后，另一臺主變 壓器的容量應(yīng)保證 10K V用戶的一級和二級全部負荷的供電。10KV用戶的一級和二級全部總?cè)萘浚篠10 = P/COS =10/0.95= 10.53 (MVA), 因此可選擇兩臺SFSZ9-12500/110型三相三繞組有載調(diào)壓變壓器，接線組別：YN, d11。6.2.2 方案四，如圖臺主變壓器的容量應(yīng)保證所有用戶的70%全部負荷的供電。用戶的 70% 全部總?cè)萘浚篠iio = 110.3 >0.7=77.2(MVA), 因此可選擇 SFPSZ9-75000/110型三相三繞組有載調(diào)壓變壓器，接線組別

27、：YN,y n0, d11 。由于 15% Sn0 = 15 %X110.3 (MVA) = 16.55(MVA) > S 10 =10.53 (MVA),15% S110 = 15 %X110.3 (MVA) = 16.55(MVA) < S 35 = 90 (MVA),因此主變110KV 35KV 10KV三側(cè)容量分別為 100% / 100 % / 50 %。第6.3節(jié)主變主要技術(shù)參數(shù)選擇6.3.1 方案三：主變額定 電壓空載 電流空載 損耗負載 損耗阻抗 電壓參考價(萬 元)SFPSZ9-90000/110110/350.35%74KW330KW10.5440SFSZ9-1

28、2500/110110/100.3%18.1KW70KW10.51106.3.2 方案四:主變額定 電壓空載 電流空載 損耗負載 損耗阻抗 電壓參考價(萬 元)SFPSZ9-75000/110110/35/100.36%98.6KW356KW18587333KW10.5304KW6.5第6.4節(jié)主變方案經(jīng)濟比較主變及其附屬設(shè)備綜合投資比較(1) 方案三：SFPSZ9-90000/110 主變兩臺，2X 440= 880 萬元SFSZ9-12500/110主變兩臺，2X 110= 220 萬元110KV SF6斷路器戶外間隔四個，4X 58.1=232.4萬元35KV SF6斷路器戶外間隔兩個，

29、2X 18.8=37.6萬元10KV真空斷路器戶間隔兩個，2X 9.1=18.2萬元綜合投資：1388.2萬元。(2) 方案四：SFPSZ9-75000/110 主變兩臺，2X 400= 800 萬元110KV SF6斷路器戶外間隔兩個，2X 58.1=116.2萬元35KV SF6斷路器戶外間隔兩個，2X 18.8=37.6萬元10KV真空斷路器戶間隔兩個，2X 9.1=18.2萬元 綜合投資：972萬元。6.4.2 主變年運行費用比較年運行費 卩=(a 1 + a 2 )X Z / 100+ BXAA式中卩一年運行費，元/年；a 1基本折舊費，取 4.8 %；a 2大修費，取1.4 %；Z

30、 投資費，元； A 年電能損耗，KW.H/年；3 電價，元 /KW.H，取 0.52 元/KW.H。方案三 A= 330X 8760X 2+ 70X 8760X 27008000KW.H卩=(4.8% + 1.4%)X 1388.2 / 100+0.52 X 700.8=365.3(萬兀)方案四 A=( 356 + 333 + 304 )X 8760/2 =4349340KW.H卩=(4.8% + 1.4%)X 972 / 100+0.52 X 434.9=226(萬元)結(jié)論萬案三方案四綜合投資1388.2力兀972萬元年運行費用365.3萬元226萬元從上表比較可知，方案四比較方案三不管在綜

31、合投資方面，還是在年運行費用都要 經(jīng)濟，因此決定選用方案四兩臺SFPSZ9-75000/110三相三線圈變壓器。第6.5節(jié)主變110KV側(cè)分接頭選擇按電力系統(tǒng)電壓和無功電力導(dǎo)則(試行) 的規(guī)定，各級變壓器的額定變比、調(diào)壓方式、 調(diào)壓圍及每檔調(diào)壓值，應(yīng)滿足發(fā)電廠、變電所母線和用戶受電端電壓質(zhì)量的要求。各電壓等 級變壓器分接開關(guān)的運行位置，應(yīng)保證系統(tǒng)各母線上的電壓滿足要求，并在充分發(fā)揮無功補 償?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟效益和降低線損的原則下予以確定。確定分接頭圍分以下幾個步驟：首先在最大運行方式下：(1) 從系統(tǒng)母線電壓推算到鹽北變主變壓器高壓側(cè)電壓。(2) 將35KV 10KV側(cè)最大負荷距線路末端允許最低電壓

32、反推到變壓器高壓側(cè)電壓。(3) 參考電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南一電力系統(tǒng)分冊中的電壓調(diào)整：35KV用戶的電壓允許偏差值應(yīng)在系統(tǒng)額定電壓的90%110 %; 10KV用戶的電壓允許偏差值為系統(tǒng)額定電壓的匕7%。其次在最小運行方式下(考慮70%的容量)：(1) 從系統(tǒng)母線電壓推算到鹽北變主變壓器高壓側(cè)電壓。(2) 將35KV 10KV側(cè)最大負荷距線路末端允許最低電壓反推到變壓器高壓側(cè)電壓。(3) 參考電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南一電力系統(tǒng)分冊中的電壓調(diào)整：35KV用戶的電壓允許偏差值應(yīng)在系統(tǒng)額定電壓的90%110 %; 10KV用戶的電壓允許偏差值為系統(tǒng)額定電壓的匕7%。最后比較6組數(shù)據(jù)，取最大、最小的

33、數(shù)據(jù)確定分接頭圍。線路名稱負荷電壓降U (KV)U(KV)110KV鹽北變母線電壓最大運行方式110KV東郊變至變電所98.97+j48.774.234.55107.535KV A線路25.6+j12.41.291.09114.110KV C線路3.83+j1.260.130.07111.1最小運行方式110KV東郊變至變電所69.3+j34.12.953.18109.135KV A線路17.9+j8.680.910.76112.810KV C線路2.68+j0.880.090.05110.99注：最小運行方式負荷為總?cè)萘康?0%從上述表中（計算過程見計算書） 得到六個電壓數(shù)據(jù)分別是107.5

34、KV、114.1KV、111.1KV、109.1KV、112.8KV、110.99KV，選取一個最高電壓114.1KV和一個最低電壓 107.5KV就是主變的110KV側(cè)分接頭電壓調(diào)節(jié)圍，因此選擇110 ± 3 X 2.5%的分接開關(guān)就完全可以滿足要求。第7章110KV鹽北變電所站用變選擇7.1選擇原則：變電站的站用負荷，一般都比較小，其可靠性要求也不如發(fā)電廠那樣高。變 電站的主要負荷是變壓器冷卻裝置、直流系統(tǒng)的充電裝置和硅整流設(shè)備、油處理設(shè)備、 檢修工具以及采暖、通風(fēng)、照明、供水等。這些負荷容量都不太大，因此變電站的站用 電壓只需0.4kV 級，采用動力與照明混合供電方式。380V

35、站用電母線可采用低壓斷路器（即自動空氣開關(guān)）或刀閘進行分段，并以低壓成套配電裝置供電。為滿足整流操作 電源、強迫油循環(huán)變壓器、無人值班等的需要，該變電所裝設(shè)兩臺站用變壓器，站用電 容量得確定，一般考慮站用負荷為變電所總負荷的0.1%0.5%,這里按設(shè)計要求取變電所總負荷的0.2%計算。S= 0.2% X50000KVA= 300KVA7.2根據(jù)選擇原則，選出 110KV鹽北變電所兩臺站用變型號為S9-315/10兩繞組變壓器額定電壓：10/0.4接線方式：Y/Y0-12兩臺站用變分別接于 10kV母線的I段和n段，互為暗備用，平時半載運行，當(dāng)一臺故障 時，另一臺能夠承擔(dān)變電所的全部負荷。第 8

36、 章 變電所電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計的主要容之一。正確的選擇電氣設(shè)備是使電 氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電氣設(shè)備選擇時必須符合國家 有關(guān)經(jīng)濟技術(shù)政策。技術(shù)要先進，經(jīng)濟要合理，安全要可靠，運行要靈活，而且要符合現(xiàn)場 的自然條件要求。所選設(shè)備正常時應(yīng)能可靠工作，短路時應(yīng)能承受多種短路效應(yīng)。電氣設(shè)備 的選擇應(yīng)遵循以下兩個原則： 1. 按正常工作狀態(tài)選擇； 2. 按短路狀態(tài)校驗。按正常工作狀態(tài)選擇的具體條件：(1) . 額定電壓：電氣設(shè)備的最高允許工作電壓不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓。一 般 220KV 及以下的電氣設(shè)備的最高允許工作電壓為1.15

37、U e 。所以一般可以按照電氣設(shè)備的額定電壓ue不低于裝設(shè)地點的電網(wǎng)的額定電壓Uw： u e>uew(2) .額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流I e不得低于裝設(shè)回路最大持續(xù)工作電流Imax： |e> Imax。計算回路的Imax應(yīng)該考慮回路中各種運行方式下的在持續(xù)工作電流：變壓器回路考慮在電壓降低5 %時出力保持不變，所以Imax= 1.05 | et；母聯(lián)斷路器回路一般可取變壓器回路總的I max；出線回路應(yīng)該考慮出線最大負荷情況下的Imax。按短路狀態(tài)校驗的具體條件：（1）. 熱穩(wěn)定校驗：當(dāng)短路電流通過所選的電氣設(shè)備時，其熱效應(yīng)不應(yīng)該超過允許值：QyQd（2）. 動穩(wěn)定校驗：所

38、選電氣設(shè)備通過最大短路電流值時，不應(yīng)因短路電流的電動力效應(yīng)而造成變形或損壞：i也w i dw8.1 選擇設(shè)備的基本原則1、設(shè)備按照主接線形式進行配置2、按裝置位置及系統(tǒng)正常運行情況進行選擇，按短路情況進行校驗3、所選擇設(shè)備在系統(tǒng)中最惡劣運行方式下仍能可靠工作，動作。4、同類設(shè)備盡量同一型號，便于設(shè)備的維護，訂貨和相互備用5、考慮近期 5 年發(fā)展的要求8.2 斷路器、隔離開關(guān)的選擇1、 110KV選用戶外式SF6斷路器，其額定開斷電流 25KA,額定電流均為1250A。2、 35KV配電裝置選用戶外式 SF6斷路器，其額定開斷電流25KA主變總路斷路器額定電 流為1600A, 35KV出線斷路器

39、額定電流為 630A。3、10KV 配電裝置選用戶式成套開關(guān)柜，柜配置真空斷路器，其額定開斷電流31.5KA，主變總路斷路器額定電流為1000A, 10KV出線斷路器額定電流為 630A。4、隔離開關(guān)是變電所中常用的電器，它需與斷路器配套使用。因其無滅弧裝置，不能用 來接通和切斷負荷電流及短路電流。它的主要用途是隔離電壓、倒閘操作、分合小電流。8.3 10KV 并聯(lián)電容器裝置根據(jù)無功管理及供用電規(guī)則，并聯(lián)電容器裝置的容量和分組按就地補償，便于調(diào)整電壓及不發(fā)生諧振的原則進行配置，設(shè)兩組并聯(lián)電容器裝置分別接在兩段10K V母線上，每組電容器容量按 3600Kvar 配置，也可實際無功補償需要配置。

40、補償裝置為屋成套裝置，選用難燃介質(zhì)的干式銀鋅復(fù)合鍍膜電容器，考慮到110KV 變電所電力負荷性質(zhì)較為復(fù)雜， 應(yīng)裝設(shè) 6%限制涌流和諧波分量的串聯(lián)電抗器，它包括串聯(lián)電抗器、放電線圈、避雷器等，均由制造廠成套供貨。8.4 電流互感器、電壓互感器的選擇1、根據(jù)電流互感器裝置處電壓等級確定額定電壓。2、根據(jù)|e = |gma/ 110%確定CT 一次額定電壓。3、根據(jù)互感器CT用途，確定其級次組別及接線方式。4、 110kV線路側(cè)設(shè)置差動、過電流、測量三組CT,接成三相星形，110kV橋開關(guān)一側(cè)設(shè)置差動、測量兩組 CT,接成三相星形，另一側(cè)設(shè)置差動一組CT,接成三相星形35kV 主變出口處設(shè)置差動、電

41、流、測量及計量三組CT,接成三相星形35kV負荷出線處設(shè)置電流保護、測量及計量二組CT,接成二相星形10kV 主變出口處設(shè)置差動、電流保護、測量及計量三組CT,接成三相星形10kV負荷出線處設(shè)置電流保護、測量及計量二組CT,接成二相星形5、CT選定型號，根據(jù)短路情況校驗熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定性，具體校驗見計算書。6、 PT的選擇根據(jù)電壓互感器裝置處電壓等級確定電壓，根據(jù)用途及負荷確定準(zhǔn)確度、二 次電壓、二次負荷量及聯(lián)接方式。第 9 章 過電壓保護與接地9.1 直擊雷保護110KV配電裝置和主變壓器為戶外布置，在110KV變壓器進線門型架上設(shè)置一支30M高避雷針保護110KV配電裝置和主變壓器。9.2

42、過電壓保護為防止線路侵入的雷電波過電壓，在110KV進線裝設(shè)氧化鋅避雷器， 主變壓器35KV、10KV出口及35KV 10KV每段母線分別安裝帶間隙氧化鋅避雷器，35KV、10KV每回出線安裝帶間隙氧化鋅避雷器或阻容吸收裝置，當(dāng)一回110KV進線運行時，110KV進線避雷器能滿足經(jīng)橋路至相鄰回路主變壓器的保護圍，為保護主變壓器中性點絕緣，在主變壓器110KV中性點應(yīng)裝設(shè)一臺避雷器，10KV并聯(lián)電容器規(guī)定裝設(shè)氧化鋅避雷器保護。9.3 接地本變電所接地方式以水平接地體為主，輔以垂直接地極，主接地網(wǎng)用鍍鋅扁鋼 50mm6mm布置時盡量利用配電樓以外的空地，變電所主接地網(wǎng)接地電阻應(yīng)不大于0.5。對變壓

43、器、電器的底座和外殼、互感器二次繞組、屋外配電裝置的金屬和鋼筋混凝土構(gòu) 架以及靠近帶電部分的金屬遮欄和金屬門等都是接地圍。本設(shè)計對接地裝置布置為：1接地裝置系由L50拓、長2.5M的角鋼作為垂直接地體和 -60 >6扁鋼作為水平接地體構(gòu) 成接地裝置，埋設(shè)深 0.8 米。2、接地棒每隔 6M 埋設(shè)一根，并用一 60>6 扁鋼連成環(huán)狀。3、桿塔、金屬架構(gòu)、電氣設(shè)備金屬外殼等，操作機構(gòu)、電氣設(shè)備工作接地等處均需接地，其分支引線除工作接地外，均采用C16圓鋼引出地面，其引出位置應(yīng)按距離接地設(shè)備最近處設(shè)置。4、 地下電纜溝的接地線采用一60>6 扁鋼與電纜支架連接，中間及端頭與主接地網(wǎng)

44、相連接，戶外地上電纜支架用C16圓鋼與接地網(wǎng)連接。5、 接地裝置總接地電阻應(yīng)不超過0.5 ，否則增加接地棒，至總接地電阻不大于 0.5 為止 變壓器采用一 60>6扁鋼兩處可靠接地。第 10 章 繼電保護配置電網(wǎng)繼電保護配置的原則是首先滿足繼電保護的四項基本要求，即滿足選擇性、速動性、 靈敏性、可靠性。然后各類保護的工作原理、性能結(jié)合電網(wǎng)的電壓等級、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、接線方 式等特點進行選擇，使之能夠有機配合起來，構(gòu)成完善的電網(wǎng)保護。一. 110KV 部分：110KV采用了橋接線，所以在 110KV不需要裝設(shè)保護。二. 35K V 部分：線路保護：在 35KV 小接地電流系統(tǒng)的線路上，應(yīng)裝設(shè)反映

45、相間故障和單相接地故障的保護裝置?？紤]反映相間故障裝設(shè)兩段式電流保護：限時電流速斷保護、定時過流保護。保護動作于出線斷路器，保護采用兩相式接線。加裝三相一次重合閘。反映單相接地故障，加裝反映零序電壓的接地信號裝置，單相接地時發(fā)出信號。母聯(lián)開關(guān)保護：加裝帶時限的定時過流保護，作為母線充電時的保護。三. 10K V部分：線路保護：在 10KV 小接地電流系統(tǒng)的線路上，應(yīng)裝設(shè)反映相間故障和單相接地故障 的保護裝置?？紤]反映相間故障裝設(shè)兩段式電流保護：限時電流速斷保護、定時過流保 護。保護動作于出線斷路器，保護采用兩相式接線。加裝三相一次重合閘。反映單相接 地故障，加裝反映零序電壓的接地信號裝置，單相

46、接地時發(fā)出信號。母聯(lián)開關(guān)保護：加裝帶時限的定時過流保護，作為母線充電時的保護。一、主變壓器保護配置1 、瓦斯保護：作為變壓器的主保護，反應(yīng)變壓器油箱部故障，包括繞組的相間短路， 接地短路，匝間短路以及鐵芯燒損，油面降低等。輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于斷開變 壓器各側(cè)斷路器。2、縱差保護：作為主變壓器的主保護，反應(yīng)變壓器繞組、套管和引出線上的相間短路，大電流接地系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地、短路以及繞組匝間短路，采用三相CT分別裝于主變?nèi)齻?cè)四點上用專用的 CT。3、復(fù)合電壓啟動的定時限過流保護：是瓦斯保護、縱差保護的后備保護，反應(yīng)發(fā)生各 種不對稱短路時出現(xiàn)的負序電壓。4、零序電流保護：反應(yīng)變壓

47、器外部接地短路。5、過負荷保護：反應(yīng)變壓器對稱過負荷，保護接于一相電流上，常延時動作于信號， 和過流保護共用一個 CT。二、母線保護1、 35kV單母線分段(分列運行)，不采用專門的保護，當(dāng)母線故障時，可由變壓器35kV 側(cè)斷路器跳開切除故障。2、 10kV單母線分段(分列運行)，不采用專門的保護，當(dāng)母線故障時，可由變壓器10kV 側(cè)斷路器跳開切除故障 。三、線路保護1、 110kV進線：因為110KV鹽北變電所處在系統(tǒng)的受電端，故110KV進線不設(shè)保護2、35kV 線路保護： (電流速斷保護、定時限過流保護 )二段式電流保護、快速重合閘(1) 1段電流速斷保護作為主保護，反應(yīng)于相間故障時因電

48、流增大而瞬時動作的電流保 護，保護線路全長的 15%20%。(2 )n段定時限過流保護，作為I段電流速斷保護的后備保護，不僅能保護本線路的全長，而且也能保護相鄰線路的全長。電流保護采用二相CT(A、C相)。( 3)當(dāng)線路上出現(xiàn)瞬時故障如不終止供電，應(yīng)裝設(shè)自動重合閘裝置。(4) 當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時，因35kV為小電流接地系統(tǒng)，可以繼續(xù)運行 2小時，故只作用于信號，而不跳開斷路器，接于PT的開口三角處。3、10kV線路保護：二段式電流保護(電流速斷保護、定時限過流保護 )、快速重合閘(1 )主保護采用二段定時限電流速斷保護，比I段高 t時限，保護線路全線的70%80%( 2)當(dāng)線路上出現(xiàn)瞬時

49、故障如不終止供電，應(yīng)裝設(shè)自動重合閘裝置。(3) 當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時，因10kV為小電流接地系統(tǒng)，可以繼續(xù)運行 2小時，故只作用于信號，而不跳開斷路器，接于PT的開口三角處。第二部分 設(shè)計計算書第1章110K V鹽北變電所接入系統(tǒng)及地方供電系統(tǒng)設(shè)計第 1.1 節(jié) 110KV 電壓側(cè)接入導(dǎo)線設(shè)計1.1.1 確定電壓等級 輸電線路電壓等級的確定應(yīng)符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級。選擇電壓等級時，應(yīng)根據(jù)輸送容量和輸電距離，以及接入電網(wǎng)的額定電壓的情況來確定，輸送容量應(yīng)該考慮變電所總負 荷和五年發(fā)展規(guī)劃。因此待建 110KV 鹽北變電所的最高電壓等級應(yīng)為 110kV。1.1.2 確定回路數(shù)110KV鹽北

50、變電所建成后， 所供用戶中存在I、n類重要負荷，因此110KV鹽北變電所應(yīng)采用雙回110KV線路接入系統(tǒng)。1.1.3 確定 110KV 線路導(dǎo)線的規(guī)格、型號由于待建110KV鹽北變電所距離受電 110KV東郊變電站30km處于平原河網(wǎng)地區(qū)，因此 應(yīng)采用架空線路，導(dǎo)線選擇 LGJ型。1.1.4 110KV 線路導(dǎo)線截面選擇導(dǎo)線截面積選擇的一般方法是： 先按經(jīng)濟電流密度初選導(dǎo)線標(biāo)稱截面積， 然后進行 電壓損失的校驗1.1.5 待建鹽北變電所總負荷的計算 為滿足電力系統(tǒng)對無功的需要，故需要在用戶側(cè)裝設(shè)電容器，進行無功補償，使用戶的功率因數(shù)提高，35kV線路用戶功率因數(shù)提高到 0.9為宜，10kV線路

51、用戶功率因數(shù)應(yīng)不低于 0.9， 要求提高到 0.95 。222P= Scos S 2 =P2 +Q235KV電壓側(cè)P35=20+ 15+ 11 + 20+ 15=81MWQ35= S2 P2§35=R5+jQ35=81 + j . (81/0.9)2812=81+j39.235S35 (1+5% =( 81+j39.23 )X 1.28 T03.68+j50.215S 35= K35S35 (1+5%=0.9 (103.68+j50.21 ) =93.3+ j45.19=103.67MVA10KV電壓側(cè)Po=3+2+1+1.2+0.8+2=10MWi22So=Po+jQ1o=10+j

52、 . (10/0.95)2 102=10+j3.295So (1+5% =( 10+j3.29 )X 1.28 12.8+ j4.205S10= K10S10 (1+5% =0.85 (12.8+ j4.20 ) =10.88+ j3.58=11.45MVA110KV電壓側(cè)(同時系數(shù)為 0.95 )5S110 =K10K35 S35 +Ko S10 (1+5%S110 =0.95 (93.3+10.88+ j45.19+ j3.58)=98.97+ j48.77Sno= P2 Q2 =110.3 MVACO = P110 / S 110 =98.97/110.3 = 0.91.1.6 根據(jù)Tm

53、ax查LGJ型導(dǎo)線經(jīng)濟電流密度表，確定JP35*T max35+Pi0*T max10T max=P35+P1081*5000+10*350081+10=4835(小時)查圖 6- 17得 J= 1.16 (A/mrr)1.1.7 計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積S,查附表找出S選32=249.5(mm )I max0.5S110/ ( 3 Un)(0.5*110.3/1.732*110)*10S J =J J1.16結(jié)論：選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ 240/401.1.8 對所選導(dǎo)線進行校驗(1) 、按機械強度校驗S 選=LGJ-240/40 大于LGJ-35 ，符合要求。(2) 、接電暈校驗S選=LGJ-240/40 大于LGJ-70，符合要求。(3) 、按電壓降校驗LGJ-240導(dǎo)線每公里的電阻是 0