当前位置:首页 >> 电力/水利 >>

毕业设计110-35-10KV变电所设计


北方民族大学 学士学位论文
论文题目:
110-35-10KV 变电所设计

院(部)名 称: 学 生 姓 名: 专 业:

电气信息工程学院 陈涛锋 自动化 学 号: 郑彦平 2012 年 4 月 26 日 2012 年 5 月 12 日 2012 年 6 月 10 日 20080226

指导教师

姓名: 论文提交时间: 论文答辩时间: 学位授予时间:

北方民族大学教务处制





随着现代工业时代的不断发展,人们对电力设备供应的要求越来越高,特别是供电 的稳定性、可靠性和可持续性。然而电网的稳定性、可靠性和可持续性往往取决于变电所 的合理设计和配置。基于这几方面的考虑,本论文设计了一个降压变电所,本变电所有三 个电压等级:高压侧电压为 110kv,四回线路;中压侧电压为 35kv,七回出线,备用一回; 低压侧电压为 10kv,十回出线,同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。 本设计选择选 择两台 SFSZ9-63000/110 主变压器,其他设备比如站用变、电流互感器、电压互感器、断 路器、隔离开关、高压熔断器、无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选 型、设计和配置,尽量做到运行可靠、操作简单、方便、经济合理、具有扩建的可能性和 改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际,更具现实意义。 关键词: 变电所 设计 降压 变压器

ABSTRACT

With the development of the industry times, people bring up higher requests to the electric power supply, especially to the stability、reliability and endurance .But the stability 、reliability and endurance of the electrical network often rely on the transformer substation’s rationality and disposition. One typical transformer substation requests the equipments in it work reliably, operate nimbly, being carried on reasonably and easy to be expended .Refer to these several reasons, in this article we devise a transformer substation for abasing voltage, which has three voltage rates: the high voltage rate is 110kV,which has four routes; the middle voltage rate is 35kv which has seven routes ; the low voltage rate is 10kV, which has ten routes . In the same time ,we select the main equipments for the transformer substation .This article select two main transformer (SFSZ9-63000/110) and other equipments, for example : transformer used for substation ,breaker , isolator ,current transformer, voltage transformer, high voltage fuse , Idle work compensator ,the protecting equipments and so on are also selected ,devised and disposed according to the actual fact. What’s more, we try our best to mange to make the substation work reliably, operate nimbly, be carried on reasonably and easy to be expended. So that it can close the fact more.

Key word : transformer substation

device

Step-down

Transformer

目 录
前 言 ............................................................................................................................................... 1 第 1 章 主变压器的选择 ........................................................................................................... 2 1.1 负荷计算 .......................................................................................................................... 2 1.2 主变压器容量、绕组及接线方式 .................................................................................. 2 1.3 冷却方式 .......................................................................................................................... 3 1.4 确定主变压器型号及参数 ............................................................................................... 3 第 2 章 电气主接线方案确定 ................................................................................................... 5 2.1 电气主接线设计原则 ....................................................................................................... 5 2.2 确定主接线方案 .............................................................................................................. 5 2.2.1 原始资料分析 ..................................................................................................... 5 2.2.2 各类接线的选用原则 ......................................................................................... 6 2.3.3 拟定方案中设计方案比较 ................................................................................... 7 第 3 章 短路电流计算 ................................................................................................................... 9 3.1 短路计算的目的 ............................................................................................................. 10 3.2 短路计算的一般规定 ..................................................................................................... 10 3.3 具体短路计算 ................................................................................................................. 11 第 4 章 导体绝缘子套管电缆的选择 ....................................................................................... 13 4.1 母线导体的选择 ............................................................................................................. 14 4.1.1 各种导体的特点 .................................................................................................. 14 4.1.2 导体选择的一般要求 .......................................................................................... 14 4.2 导线的选择 ..................................................................................................................... 15 第 5 章 电气设备的选择 ........................................................................................................... 18 5.1 电气设备选择原则 ......................................................................................................... 19 5.2 断路器的选择 ................................................................................................................ 19 5.2.1 断路器选择原则与技术条件 .............................................................................. 19 5.2.2 断路器型号的选择及校验 ................................................................................. 20 5.3 隔离开关的选择 ............................................................................................................ 22 5.3.1 隔离开关的选择原则及技术条件 ..................................................................... 22 5.3.2 隔离开关型号的选择及校验 ............................................................................. 23 5.4 电流互感器的选择 ........................................................................................................ 23 5.5 电压互感器的选择 ........................................................................................................ 25 5.6 避雷器的选择 ................................................................................................................ 25 5.6.1 110kV 母线接避雷器的选择及校验 ................................................................ 25 5.6.2 35KV 母线接避雷器的选择及校验 .................................................................. 26 5.6.3 10KV 母线接避雷器的选择及校验 .................................................................. 26 5.7 站用变压器的选择 ........................................................................................................ 26 第 6 章 变电所继电保护的配置 ............................................................................................... 27 6.1 变压器的继电保护 ......................................................................................................... 28 6.2 母线保护 ......................................................................................................................... 30 6.3 线路保护 ......................................................................................................................... 30 6.4 自动装置 ......................................................................................................................... 30
I

第 7 章 变电所配电装置的选择 ............................................................................................... 31 结论 ............................................................................................................................................... 33 致谢 ............................................................................................................................................... 34 参考文献 ....................................................................................................................................... 35 附 录 A ........................................................................................................................................ 37 主接线及断面图 .................................................................................................................... 37 总平面图 ................................................................................................................................ 37 附 录 B ........................................................................................................................................ 38 外文文献 ................................................................................................................................ 38 外文资料翻译译文 ................................................................................................................ 42

II

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

前 言
在高速发展的现代社会中,电力工业是国民经济的基础,在国民经济中的作用已为人 所共知:它不仅全面地影响国民经济其他部门的发展,同时也极大地影响人民的物质和文 化生活水平的提高,影响整个社会的进步。 变电站是电力系统一个重要的环节,是电力网中线路的连接点,其作用是变换电压、 汇集、分配电能。变电站能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全问题。而电网的稳固 性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。 目前,我国城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造,与此相应,城乡变电所也正不 断的更新换代。我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在,小型变电所,微机监测变 电所,综合自动化变电所相继出现,并得到迅速的发展。然而,所有的变化发展都是根据 变电设计的基本原理而来,因此对于变电设计基本原理的掌握是创新的根本。本毕业设计 的内容为 110-35-10kV 变电所电气一次系统设计,正是最为常见的常规变电所,并根据变 电所设计的基本原理,务求掌握常规变电所的电气一次系统的原理及设计过程。

第 1 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

第1章

主变压器的选择

变电所主变压器容量和台数是影响电网结构、可靠性和经济性的一个重要因素。变 电所主变压器容量和台数的不同,电网中变电所总数变电所得主接线形式和电力系统的连 线方式也就不同,必然对电网的经济性和可靠性产生不同的影响。所以必须合理选择主变 压器的容量和台数。

1.1 负荷计算
已知 35kV 侧最大负荷 60MVA, 10kV 侧最大负荷为 28MVA,由计算可知单台主变的最大 负荷为;Smax=60+28=88 MVA。

1.2 主变压器容量、绕组及接线方式
1.按变电所所建成未来几年的规划选择并适当考虑远期十几年的发展,对城郊变与城 郊规划结合。 依据变电所负荷的性质和电网的结构来确定,对有重要负荷的变电所必须考虑一台主 变停运时,其余主变容量应在计及过负荷能力后允许时间内保证用户 1~2 级负荷。对于 一般性变电所,当一台主变压器停运后,其余主变应保证全部负荷的 70%~80%[1]。 Se=(0.7~0.8)Smax (0.7~0.8)Smax=(0.7~0.8)*88=61.6~70.4MVA 同级电压的单台降压变压器的容量级别不宜太多, 应从全网出发, 推行标准化系统化。 2.台数确定 对大城市郊区的依次变电所在中低压构成环网的情况下装两台。 对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所应考虑装三台的可能。 对规划只装两台主变的变电所其主变基础按大于主变容量的 1~2 级设计以便主变发 展时更换。 根据以上准则和现有的条件确定选用 2 台主变为宜。选择的条件 2Se≥Sjs(MVA) n=2 3.机组容量为 125MW 及以下发电厂多采用三绕组变压器,但三绕组变压器的每个绕组 的通过容量应达到该变压器额定容量的 15%以上,否则绕组未能充分利用,反而不如选用
第 2 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

2 台双绕组变压器在经济上更加合理。 三绕组变压器根据三个绕组的布置方式不同,分为升压变压器和降压变压器。降压变 压器用于功率流向由高压传送至中压和低压,常用于变电站主变压器。 经综合分析,以及本变电所是降压变电站,采用三绕组变压器。 4.变压器三相绕组的联结组号必须和系统电压相位一致,否则不能并列运行。电力系 统采用的绕组联结方式有星形“Y”和三角形“d”两种。所以,变压器三相绕组的连接方 式应根据具体的工程来确定。 变电所和发电厂中,一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制 3 次谐波对电源的 影响等因素,主变压器联结组号一般都选用 YNd11 和 YNyn0d11 常规接线。 全星形接线变压器用于中性点不接地系统时,3 次谐波无通路,将引起正弦波电压畸 变,并对通信设备发生干扰,同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响。 结合变电所设计任务书,综合考虑,采用三相三绕组变压器,联结组号采用 YNyn0d11 常规接线。

1.3 冷却方式
油浸式电力变压器的冷却方式随其形式和容量不同而异,一般有自然风冷却、强迫风 冷却、强迫油循环水冷却等。 中、小型变压器通常采用依靠装在变压器油箱上的片状或管形辐射式冷却器及电动风 扇的自然风冷却及强迫风冷却方式散发热量。 本设计变电所的变压器为中、小型变压器,选择采用自然风冷却方式。

1.4 确定主变压器型号及参数
经以上分析计算,主变压器容量为 63MVA。根据容量计算,选择两台 SFSZ9-63000/110 三绕组有载调压电力变压器:

第 3 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

表 2-1 变压器选择结果及技术参数 SFSZ9-63000/110 三绕组变压器 型号 额定 容量 kVA 电压组合 高压 kV 中压 kV 低压 kV 联结 组标 号 空载 损耗 W 负载 损耗 W 空载 电流 % 短路 阻抗 %

SFSZ9-63000/110 三绕组有载调压电 力变压器 6300 0 110± 8 × 1.25 % 35 38.5

6.3 YNyn0d11 6.6 10.5 11 53800 270000 0.35

高-中 10.5 高-低 17~18 中-低 6.5

容量校验:低负荷系数 K1=实际最小符合/额定容量=(60+18)/63=1.239 高负荷系数 K2=实际最大负荷/额定容量=(60+28)/63=1.39 另外,查《发电厂电气设备》规定:自然油循环的变压器过负荷系数不应超过 1.5。 可见:此变压器能满足要求,故应选用此型号的变压器。

第 4 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

第2章

电气主接线方案确定

主接线代表了变电所高电压、大电流的电气部分主体结构,是电力系统网络结构的重 要组成部分。它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性,同时对电气设备选择、配电装 置布置、继电保护等诸多方面都有决定性的关系。因此,主接线设计必须经过技术与经济 的充分论证比较,综合的考虑各个方面的因素影响,最终得到实际工程确认的最佳方案。

2.1 电气主接线设计原则
电气主接线又称为电气一次接线,它是将电气设备已规定的图形和文字符号,按电能 生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单向接线图。它直接影响电力生产运行的可靠性、 灵活性,同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方 面都有决定性的关系。 电气主接线的基本原则是以设计任务数为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术 规定、标准为准绳,结合工程实际情况,在保证供电可靠,调度灵活,满足各项技术要求 的前提下,兼顾运行、维护方便,尽可能的节省投资,就近取材,力争设备元件的设计先 进性和可靠性,坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。结合主接线设计的基本原则, 所设计的主接线应满足供电可靠性、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。在进行论证分 析时更应辩证地统一供电可靠性和经济性的关系,方能做到先进性和可行性[2]。

2.2 确定主接线方案
2.2.1 原始资料分析 本设计变电站为降压变电站,有三个电压等级,即 110/35/10KV。 (1)110KV 侧两条电源进线,四条出线,每回线路按 20MVA 计算。 (2)35KV 侧有一条联络线,七回出线,备用一回,总计负荷 60MVA,最大负荷利用 小时数为 4500 小时。 (3)10KV 侧,出线 10 回,最大负荷 28MVA,最小负荷 18 MVA。 基于安全性考虑,均采用双回路工作方式。 双回路工作方式:两条双回路互为备用,平时均处于带点状态,一旦一条回路发生供 电故障,另一条回路自动投入,从而保证不间断供电。
第 5 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

2.2.2 各类接线的选用原则 主接线的基本形式:主接线的基本形式就是主要电气设备常用的几种连接方式,概括 地分为两大类。 (1)有汇流母线的接线形式。 (2)无汇流母线的接线形式。 发电厂和变电所电气主接线的基本环节是电源(发电机或变压器)、母线和出现(馈 线) 。各个发电厂或变电所的出线回路数和电源数不同,且每路馈线所传输的功率也不一 样。在进出线较多时(一般超过 4 回) ,为便于电能的汇集和分配,采用母线作为中间环 节母线起着汇总电能和分配电能的作用,可使接线简装清晰、运行方便、有利于安装和扩 建。但有母线后,配电装置占地面积增加,使用路断器等设备增多。无汇流母线的接线使 用开关电气少,占地面积小,但只适于出线回路少,不再扩建和发展的发电厂或变电所[3]。 结合原始资料所提供的数据,将各电压等级适用的主接线方式列出: 110KV 只有四回出线,且作为降压变电所,110KV 侧无交换潮流,四回线路都可向变电 所供电,亦可三回向变电所供电,另一回作为备用电源。所以,从可靠性和经济性来定, 110KV 侧适用的接线方式为内桥接线和单母分段两种。 35KV 侧,出线回路有八回,所以,可选用单母分段和单母分段带旁路两种。 10KV 侧,出线回路有十回,所以,可选用单母分段和单母分段带旁路两种。 这样,拟定两种主接线方案: 方案Ⅰ:110KV 采用内桥接线,35KV 采用单母分段带旁路接线,10KV 采用单母分段接 线。

图 2-1

方案Ⅰ主接线图

第 6 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

方案Ⅱ: 110KV 采用单母分段接线, 35KV 采用单母分段接线, 10KV 采用单母分段接线。

图 2-2

方案Ⅱ主接线图

2.3.3 拟定方案中设计方案比较 (1)主接线方案的可靠性比较 110KV 侧: 方案Ⅰ:采用内桥接线,当一条线路故障或切除、投入时,不影响变压器运行,不中 断供电,并且操作简单;桥连断路器停运时,两回路将解列运行,亦不中断供电。且接线 简单清晰,全部失电的可能性小,但变压器二次配电线及倒闸操作复杂,易出错。 方案Ⅱ:采用单母线分段接线,任一台变压器或母线、线路故障或停运时,不影响其 它回路的运行;分段断路器停运时,两段母线需解列运行,全部失电的可能稍小一些,不 易误操作。 35KA 侧: 方案Ⅰ:单母线分段兼旁路接线,检修任一台断路器时,都可用旁路断路器代替;当 任一母线故障检修时,旁路断路器可代替该母线,使该母线的出线不致停运。 方案Ⅱ:单母线分段接线,检修任一台断路器时,该回路需停运,分段开关停运时, 两段母线需解列运行,当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障段切除,保证正常段 母线不至失电,另一段母线上其他线路需停运。 10KV 侧:由于两方案接线方式一样,故不做比较。
第 7 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

(2)主接线方案的灵活性比较 110KV 侧: 方案Ⅰ:操作时,主变压器的切除和投入较复杂,需动作两台断路器,扩建方便。线 路的投入和切除比较方便。 方案Ⅱ:调度操作时可以灵活地投入和切除线路及变压器,而且便于扩建。 35KV 侧: 方案Ⅰ:运行方式较复杂,调度操作复杂,但可以灵活地投入和切除变压器和线路, 能满足在事故运行方式、检修方式及特殊运行方式下的调度要求,较易于扩建。 方案Ⅱ:运行方式简便,调度操作简单灵活,易于扩建,但当断路器检修时线路要停 运,影响供电[4]。 10KV 侧:两方案相同。 (3)主接线方案的经济型比较 将两方案主要设备比较列表如表 2-1:
表 2-1 主接线方案经济性比较 项 方 案 Ⅰ Ⅱ 目 主变压器 (台) 2 2 110KV 断路 器(台) 3 5 110KV 隔离 开关(组) 8 10 35KV 断路 器(台) 13 12 35KV 隔离 开关(组) 35 33 相同 相同 10KV 设备

从表中可以看出,方案Ⅰ比方案Ⅱ综合投资少一些。 (4)主接线方案的确定 对方案Ⅰ、方案Ⅱ的综合比较列表,对应比较它们的可靠性、灵活性和经济性,从中 选择一个最终方案
表 2-2 方案对比表 方 项 目 可靠性 1、简单清晰,设备少 2、 35KV 母线检修时, 旁路母线可 1、简单清晰,设备多 2、35KV 母线故障或检修时,将导致该母 案 方案Ⅰ 方案Ⅱ

第 8 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

代替工作, 不致使重要用户停电; 任一断路器检修时,均不需停电 3、 任一主变或 110KV 线路停运时, 均不影响其他回路停运 4、全部停电的概率很小 5、操作相对简单,误操作的几率 不大 灵活性 1、运行方式较简单,操作稍复杂 2、便于扩建和发展 经济性 1、高压断路器少,投资相对少 2、占地面积较小

线上所带出线全停 3、任一主变或 110KV 线路停运时,均不 影响其他回路停运 4、各电压等级有可能出现全部停电的概 率不大 5、操作简便,误操作的几率小

1、运行方式简单,调度灵活 2、便于扩建和发展 1、设备投资比方案Ⅰ相对多 2、占地面积较大

通过以上比较,可靠性上方案Ⅰ优于方案Ⅱ,灵活性方面方案Ⅰ比方案Ⅱ稍差一些, 经济性上方案Ⅰ比方案Ⅱ好。 该变电所为降压变电所,110KV 母线无穿越功率,选用内桥要优于单母分段接线。现 在 35KV 及 10KV 全为 SF6 断路器,停电检修的几率极小。在 35KV 侧重要负荷所占比重较 大, 为使重要负荷在母线或断路器检修时不致停电, 采用单母分段带旁路接线方式。 10KV 在 侧采用成套开关柜,主变压器 10KV 侧经矩形铝母线引入开关柜。 经综合分析,决定选方案Ⅰ最终方案,即 110KV 系统采用内桥接线、35KV 系统采用单 母分段带旁路接线、10KV 系统采用单母分段接线。

第 3 章 短路电流计算
短路是电力系统中最常见和最严重的一种故障。所谓短路是指电力系统正常情况以
第 9 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。引起短路的主要原因是电气设备载流 部分绝缘损坏。

3.1 短路计算的目的
电力系统发生短路时,由于系统的总阻抗大为减小,因此伴随短路所产生的基本现象 是电流剧烈增加,短路电流为正常工作电流的几十倍甚至几百倍,在大容量电力系统中发 生短路时,短路电流可高达几万甚至几十万安。在电流急剧增加的同时,系统中的电压降 大幅度下降,例如发生三相短路时,短路点的电压将降到零。 由于短路所引起的后果是破坏性的,因此,在发电厂和变电所的电气设计中,短路电 流计算是其中一个重要环节。 短路电流计算的目的主要有以下几方面: 1.在选择电气主接线时,为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制 短路电流的措施等,均需进行必要的短路电流计算。 在选择电气设备时,为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全可靠的工作,同 时又力求节约资金,就需要进行全面的短路电流计算。例如:计算某一时刻的短路电流有 效值,用以校验开关设备的热稳定、计算短路电流冲击值、用校验设备动稳定。 , 2.在设计屋外高压配电装置时,需要按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全 距离。 3.在选择继电保护和进行整定计算时,需以各相短路时的短路电流为依据。 4.接地装置的设计也需用短路电流[5]。

3.2 短路计算的一般规定
1. 合理假设: (1)电力系统中所用电源都在额定负荷下运行。 (2)同步电机都具有自动调整励磁装置(包括强行励磁) 。 (3)短路发生在短路电流为最大值的瞬间。 (4)所有电源的电动势相位角相同。 (5)正常工作时,三相系统对称运行。 (6)应考虑对短路电流值有影响的所有元件, 但不考虑短路点的电弧电阻
第 10 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

对异步电动机的作用, 仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值 时才予以考虑。 2.最大运行方式:计算短路电流是所用的接线方式应是可能发生最大短路电流的正常 接线方式(即最大运行方式) ,而不能用仅在切换过程中的能并列的 接线方式。 3.发生三相短路:一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地 系统以及自耦变压器等回路中的单相(或两相)接地短路较三相短路 情况严重时,则应按严重情况进行校验[6]。

3.3 具体短路计算
系统可视为一无穷大系统,有充足的有功和无功功率。根据系统接线图,绘制短路等 效电路。 XL K1 110KV X1 X1

X2

35KV

X3

X2

X3

K2

10KV

K3
图 3-1 短路等效图

解:1.取基准容量 SB=100MVA,基准电压 UB1=115KV,UB2=37KV,UB3=10.5KV。则基准电 流为
I B1 ? SB 3U
2 B1

?

100 3 * 115

KA ? 0 . 5 KA

IB2 ?

SB 3U
2 B2

?

100 3 * 37

KA ? 1 . 56 KA

第 11 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

I B3 ?

SB 3U
2 B3

?

100 3 * 10 . 5

KA ? 5 . 5 KA

2.计算各元件电抗标幺值
U U U % ? % ? % ? 1 2 1 2 1 2 X
L

K1

(U (U (U

K 1? 2

% ?U % ?U % ?U

K 1? 3

% ?U % ?U % ?U

K 2?3

%) ? %) ? %) ?

1 2 1 2 1 2

(10 . 5 ? 17 ? 6 . 5 ) ? 10 . 5 (10 . 5 ? 6 . 5 ? 17 ) ? 0 (17 ? 6 . 5 ? 10 ) ? 6 . 5

K 2

K 1? 2

K 2?3

K 1? 3

K3

K 1? 3

K 2?3

K 1? 2

线路 L 阻抗:

?

1 2

* 0 . 410 * 50 ? 10 . 25 ?

X

* L

? X

L

?

SB U
2 B

? 0 . 077

变压器阻抗:

X1 ?
*

U

K1

%

*

SB SN

?

10 . 5 63 0 63 6 .5 63

? 0 . 167

100 U %

X

* 2

?

K 2

*

SB SN SB SN

?

? 0

100 U %

X3 ?
*

K3

*

?

? 0 . 103

100

3. K1 点短路时的总等效阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量
X
* ?1

? X

* L

? 0 . 077

IK1 ?

I B1 X
?1

?

0 .5 0 . 077

KA ? 6 . 49 KA

i sh ? 2 . 55 I K 1 ? 2 . 55 * 6 . 49 KA ? 16 . 55 KA I sh ? 1 . 51 I K 1 ? 1 . 51 * 6 . 49 KA ? 9 . 80 KA
sB X
* ?1

S K1 ?

?

100 0 . 077

MV ? A ? 1299 MA ? A

4.

K2 点短路时的总等效阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量
X
* ?2

? X

* L

?

1 2

( X 1 ? X 2 ) ? 0 . 077 ?
* *

1 2

( 0 . 167 ? 0 ) ? 0 . 1605

第 12 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

IK2 ?

IB2 X
* ?2

?

1 . 56 0 . 1605

KA ? 9 . 72 KA

i sh ? 1 . 84 I K 2 ? 1 . 84 * 9 . 72 KA ? 17 . 88 KA I sh ? 1 . 09 I K 2 ? 1 . 09 * 9 . 72 KA ? 10 . 59 KA
SB X
* ?2

SK2 ?

?

100 0 . 1605

MV ? A ? 623 MV ? A

5.

K3 点短路时的总等效阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量
X
* ?3

? X

* L

?

1 2

( X 1 ? X 3 ) ? 0 . 077 ?
* *

1 2

( 0 . 167 ? 0 . 103 ) ? 0 . 212

IK3 ?

I B3 X
* ?3

?

5 .5 0 . 212

KA ? 25 . 94 KA

i sh ? 1 . 84 I K 3 ? 1 . 84 * 25 . 94 KA ? 47 . 7 KA I sh ? 1 . 09 * I k 3 ? 1 . 09 * 25 . 94 KA ? 28 . 27 KA
SB X
* ?3

SK3 ?

?

100 0 . 212

MV ? A ? 471 . 7 MV ? A

由于短路电流不大,可以选择断路器和隔离开关等电气设备,所以不用加电抗器。 在 110KV 侧、35KV 侧、10KV 侧母线短路时,短路电流值,冲击电流值,全电流有效 值,短路容量值如下表 3-1 所示
表 3-1 具体计算值 短路 点 K1 K2 K3 110KV 35KV 10KV VN(KV) 运行方 式 最大 最大 最大 暂态短路电 流 I(KA) 6.49 3.85 9.05 冲击电流
i sh (KA)

全电流有效 值 I sh (KA) 9.80 10.59 28.27

短路容量 Sd(MVA) 1299 623 471.7

16.55 17.88 47.7

第4章

导体绝缘子套管电缆的选择

导体绝缘子套管直接将影响到变电所的稳定运行和持续性的灯等重要指标, 所以在进
第 13 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

行导体绝缘子套管的选择时必须做到合理稳定等原则。

4.1 母线导体的选择
目前常用的导体有硬导体和软导体,硬导体形式有矩形、槽形和管形。 4.1.1 各种导体的特点 矩形导体:散热条件较好,便于固定和连接,但集肤效应大,因此,单条矩形导体 最好不超过 1250mm2,当工作电流超过最大截面单条导体允许载流量时,可将 2-4 条矩形 导体并列使用。矩形导体一般只用于 35KV 以下,电流 4000A 及以下的配电装置中。 槽 形导体:机械强度好,载流量大,集肤效应系数较小。槽形导体一般 用 于 4000~8000A 的配电装置中,一般适用于 35KV 及以下。 管形导体:集肤效应系数较小,机械强度高,管内可以通风或通水,用于 8000A 以 上的大电流母线。圆管表面光滑,电晕放电电压较高,可用于 110KV 及以上的配电装置 中。 软导体:软导体分为单根软导线和分裂导线。分裂导线可满足大的负荷电流及电晕、 无线电干扰要求,且抗震能力强,经济性好[7]。 4.1.2 导体选择的一般要求 裸导体应根据具体情况,按下列技术条件分别进行选择或校验: .工作电流 .经济电流密度 .电晕 .动稳定或机械强度 .热稳定 同时也应注意环境条件如温度、日照、海拔等。 导体截面可按长期发热允许电流或经济密度选择,除配电装置的汇流母线外,对于年 负荷利用小时数大,传输容量大,长度在 20m 以上的导体,其截面一般按经济电流密度选 择。 一般来说,母线系统包括载流导体和支撑绝缘两部分。载流导体可构成硬母线和软母线。 软母线是钢芯铝绞线(有单根、双分裂和组合导线等形式) ,因其机械强度决定于支撑悬挂的
第 14 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计
[8]

绝缘子,所以不必校验其机械强度。110KV 及以上高压配电装置,一般采用软导线 。

4.2 导线的选择
查《电力课程及毕业设计参考资料》知,变电所的年最热月平均最高气温都在 30C 左 右,设本设计变电所的年最热月平均最高气温为 30C 110KV 及以上裸导体需要按晴天不发生全面电晕条件校验,即裸导体的临界电压 Ucr 应大于最高工作电压 Umax。 1.110KV 侧导线的选择 由于枢纽变电所到本设计变电所采用 LGJ-185 导线,所以 110KV 侧选用 LGJ-185 型钢 芯铝绞线。 ⑴ 110KV 母线的最大持续工作电流为
I 30 ? ST 3U
N

?

63000 3 ? 110

? 3 3 0 .6 6 A

设年最大负荷利用小时 Tmax=4800h,查《电力工程基础》表 3-3 得,经济电流密度 jec=1.13A/ mm,则导线的经济截面积为
A? c ? I 30 j? c ? 330 . 66 1 . 13 ? 292 . 62

⑵ 校验发热条件 查《电力工程基础》附录得,30C 时 LGJ-185 型钢芯铝绞线的允许载流量为
I al ? 0 . 94 ? 515 A ? 484 A ? 330 . 66 A

满足发热条件。 (3) 校验机械强度 查《电力工程基础》知,35KV 及以上钢芯铝绞线最小允许截面积为 35mm,所以满足机 械强度要求[9]。 (4) 校验热稳定度 满足热稳定度的最小允许截面积为
A min ? I ? ? 10 ?
3

t ima C

? 6 . 49 ? 10 ?
3

4 .3 87

mm

2

? 154 . 7 mm

2

实际选用的母线截面积 185mm 2 >154.7mm 2 ,所以热稳定度满足要求。
第 15 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

(5) 电晕校验 采用 LGJ-185/30 导线,查《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》知,导线直径 18.88mm,使用由 7 片绝缘子组成的绝缘子串,导线按水平排列,相间距离 4m。 电晕临界电压:取 m 1 =0.9, m 2 =1.0, ? =1.0.
Dm ?
3

D ab D bc D ca ?

3

4000 * 4000 * 2 * 4000 ? 1 . 26 * 4000 ? 5040 mm
Dm r 504 0 . 944 ? 114 . 2 ??

U

cr

? 49 . 3 * m 1 * m 2 * ? * r * lg

? 49 . 3 * 0 . 9 * 1 . 0 * 1 . 0 * 0 . 944 * lg

边相,1.06*114.2=121.1KV;

中间相,0.96*114.2=109.6KV

线路的实际运行相电压为 115/ 3 =66.4KV<Ucr,线路不会发生电晕。 2. 35KV 汇流母线 (1) 按发热条件选择导线截面积。35KV 母线的最大持续工作电流为
? 30 ? ST 3U
N

?

63000 3 * 38 . 5

? ? 944 ?

30 C 时 LGJ-185 型钢芯铝绞线的允许载流量为
I al ? 1140 A ? 239 . 94 ?

故 35KV 汇流母线选 LGJ-185 型钢芯铝绞线。 (2)校验机械强度 查表得,35KV 以上钢芯铝绞线最小允许截面积为 35mm ,所选

LGJ-185 满足机械强度要求。 (3)热稳定度校验 满足热稳定的最小允许截面积为
3

? min ? I ? * 10

*

t ima C

? 3 . 85 * 10

3

*

3 .1 87

mm

2

? 77 . 9 mm

2

实际选用的母线截面积 95mm >77.9mm ,所以热稳定度满足要求。 主变压器 35KV 侧引出线也选 LGJ-185 型钢芯铝绞线。 3. 35KV 出线 (1)按经济电流密度选择导线截面积。出线最大负荷是 60MVA。线路最大持续工作电 流为

第 16 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

? 30 ?

ST 3U
N

?

60000 3 * 35

? ? 990 ?

设年最大负荷利用小时 Tmax=4500h,查表知,经济电流密度 济截面积为:
? ec ? I 30 j ec ? 990 1 . 13 mm
2

j ec ? 1 . 13 ? / mm

2

,导线的经

? 876 mm

2

选 LGJ-300 型钢芯铝绞线。 (2) 按发热条件校验 查表得,30 C 时 LGJ-185 型钢芯铝绞线的允许载流量为
I al ? 1140 ? 990 ?

因此满足发热条件。 (3)校验机械强度 查表知,35KV 以上钢芯铝绞线最小允许截面积为 35mm 2 ,因此

LGJ-185 满足机械强度要求。 (4)热稳定度校验 满足热稳定度的最小允许截面积为
3

? min ? I ? * 10

*

t ima C

? 9 . 05 * 10

3

*

2 .6 87

mm

2

? 167 . 7 mm

2

实际选用的导线截面积 37.5mm 2 <64.1mm 2 ,热稳定度不满足要求,故重选为 LGJ-300 钢芯铝绞线。 4. 10KV 汇流母线 10KV 母线的最大持续工作电流为
ST 3U
N

(1)按发热条件选择截面

? 30 ?

?

63000 3 * 10 . 5

? ? 3464 ?

30 C 时 LMY4*(80*10)母线竖放的允许载流量
I al ? 4222 ? ? 3464 ?

故 10KV 汇流母线选用 LMY4*(80*10)母线竖放。 (2) 热稳定校验 满足热稳定度的最小允许截面积为
3

? min ? I ? * 10

*

t ima C

? 9 . 05 * 10

3

*

2 .6 87

mm

2

? 167 . 7 mm

2

实际选用的母线截面积 A=80mm*10mm=800mm >167.7mm ,所以热稳定度满足要求。
第 17 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

(3)动稳定校验

对 10KV 线路,其支柱绝缘子间的距离为 l=1.2m,设三相导体水

平布置,相间距离为 a=0.40m。导体所受电动力
F B ? 1 . 73 * 10
?7

*

l a

* i sh ? 1 . 73 * 10
2

?7

*

1 .2 0 . 40

* 16 . 65 * 10

?

3

?

2

? 144 ?

[10]

查《发电厂电气部分》附录表 22 知,FB=144N<6860N。故满足动稳定校验。 主变压器 10KV 侧引出线也选 LMY4*(80*10)母线竖放[11]。

第5章

电气设备的选择

本设计中,电气设备的选择包括:断路器和隔离开关的选择,电流、电压互感器的选
第 18 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

择、避雷器的选择,导线的选择。

5.1 电气设备选择原则
电气设备选择的一般原则: 1. 应满足正常运行、检修、断路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展的需要; 2. 应按当地环境条件校验; 3. 应力求技术先进与经济合理; 4. 选择导体时应尽量减少品种; 5. 扩建工程应尽量使新老电气设备型号一致; 6. 选用新产品,均应具有可靠的实验数据,并经正式鉴定合格。 技术条件:选择的高压电器,应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下 保持正常运行。同时,所选择导线和电气设备应按短路条件下进行动、热稳定校验[12]。

5.2 断路器的选择
5.2.1 断路器选择原则与技术条件 在各种电压等级的变电站的设计中,断路器是最为重要的电气设备。高压断路器的工 作最为频繁,地位最为关键,结构最为复杂。在电力系统运行中,对断路器的要求是比较 高的,不但要求其在正常工作条件下有足够的接通和开断负荷电流的能力,而且要求其在 短路条件下,对短路电流有足够的遮断能力。 高压断路器的主要功能是:正常运行时,用它来倒换运行方式,把设备或线路接入电 路或退出运行,起着控制作用;当设备或电路发生故障时,能快速切除故障回路、保证无 故障部分正常运行,能起保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备。其最 大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。 按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式,一般可分为:多油断路器、少油断路器、压 缩空气断路器、真空断路器、SF6 断路器等。 断路器型式的选择, 除应满足各项技术条件和环境外, 还应考虑便于施工调试和维护, 并以技术经济比较后确认。 目前国产的高压断路器在 110kV 主要是少油断路器。 1.断路器选择的具体技术条件简述如下:
第 19 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

(1)电压: (2)电流:

U

j

(电网工作电压) ? U n 。 (最大持续工作电流) ? I n 。
I g ?m ax

I g ?m ax

由于高压断路器没有持续过载的能力, 其额定电流取最大工作持续电流 (3)开断电流(或开断容量)
I d ?t ? I k d



(或

S d ?t ? S k d



(5-1)

式中 I d ?t ——断路器实际开断时间 t 秒的短路电流周期分量;
S d ?t
I kd

——断路器 t 秒的开断容量; ——断路器额定开断容量。

——断路器的开断容量;

S kd

断路器的实际开断时间 t ,为继电保护主保护动作时间与断路器固有分闸时间之和。 固有分闸时间查阅《发电厂电气部分课程设计参考资料》表 5-25~5-29。 (4)动稳定:
ic h ? i m a x

(5-2)

式中 ich ——三相短路电流冲击值;
i m ax

——断路器极限通过电流峰值。
I ? tdz ? I t t
2 2

(5)热稳定: (5-3) 式中 I ? ——稳态三相短路电流;
t dz
It
2

——短路电流发热等值时间(又称假想时间) ;
I '' ——断路器 t 秒热稳定电流。 ? ?
''

''

其中

t d z ? t z ? 0 .0 5 ?

,由

I?

和短路电流计算时间 t,

从《发电厂电气部分课程设计参考资料》图 5-1 中查出短路电流周期分量等值时间 t z , 从而算出 t dz 。 根据《电力设备过电压保护设计技术规程》规定:在中性点直接接地的电网中,操作 110kV 空载线路时,使用少油断路器不超过 2.8[13]。

5.2.2 断路器型号的选择及校验 (1)电压选择 110kV 侧: 35 kV 侧: 10 kV 侧: (2)电流选择
第 20 页 共 49 页

U U U

N

?U ?U ?U

g

? 110kV ? 38.5kV ? 10.5kV

N

g

N

g

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

I N ? I m ax ?

1 .0 5 Pm a x 3U
g

cos ?

(5-4)

110kV 侧:
I N ? I max ? 1 . 05 ? ( 60 ? 28 ) 3 ? 110 ? 0 . 85 ? 570 A

35 kV 侧:
I N ? I max ? 1 . 05 ? 60 3 ? 38 . 5 ? 0 . 85 1 . 05 ? 28 3 ? 10 . 5 ? 0 . 85 ? 1111 A

10 kV 侧: (3)开断电流: 110kV 侧: 35kV 侧: 10kV 侧: (4)最大短路冲击电流: 110kV 侧: 35kV 侧: 10kV 侧:

I N ? I max ?

? 1902 A

I kd ? I

"

=6.49kA =3.85kA =9.05kA

S kd ? S ? ?

1299MVA 623MVA

I kd ? I I kd ? I

"

S kd ? S ? ? S kd ? S ? ?

"

471.7MVA

I max ? I max ? I max ?

ich=16.55kA ich=17.88kA ich=47.7kA

根据以上数据,选定断路器如下: 1) 110kV 侧 选定为
SW 4 ? 110G

.各项技术数据如下: 额定电流:1000A 极限通过电流(峰值) :55kA 热稳定电流(5s 有效值):21kA

额定电压:110kV 额定开断电流:15.8kA 额定开断容量:3000MVA 2) 35kV 侧 选定为 S W 2
? 35

.(小车式)各项技术数据如下: 额定电流:1500A 额定开断容量:1500MVA 4s 热稳定电流:24.8kA 额定电流:2000A 极限通过电流(峰值):75kA 热稳定电流(5s 有效值) :30kA
第 21 页 共 49 页

额定电压:35kV 额定断路开断电流:24.8kA 极限通过电流(峰值):63.4kA 3) 10kV 侧 选定为 S N 3
? 10

各项技术数据如下:

额定电压:10kV 额定开断电流:29kA 额定开断容量:500MVA

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

校验: (1)满足动稳定,即 (2)满足热稳定,即 其中 (1)110kV 侧
ich ? 3 8 .3 4 kA
t d z ? t z ? 0 .0 5
ic h ? i m a x

I tdz ? I
2

2 kd

t
"

t d z ? t z ? 0 .0 5 ?

i m ax ? 5 5 kA

ic h ? i m a x

,满足动稳定;
t d z ? 4 .4 ? 0 .0 5 ? 4 .4 5
I tdz ? I
2 2 kd

当取 5s 时,
I
2 kd

I t d z ? 1 5 .0 6 ? 4 .4 5
2 2

t ? 1 5 .8 ? 5
2

显然 :

t

,所以满足热稳定。

(2)35kV 侧
ich ? 1 9 .8 9 kA
t d z ? t z ? 0 .0 5

i m ax ? 6 3 .4 kA

ic h ? i m a x

,满足动稳定;
t d z ? 3 .4 ? 0 .0 5 ? 3 .4 5

当取 4s 时,
I
2 kd

I t d z ? 7 .8 ? 3 .4 5
2 2

t ? 2 8 .4 ? 4
2

显然: I 2 t d z

? I

2 kd

t

,满足热稳定。

(3)10kV 侧
ich ? 4 3 .4 8 kA
t d z ? t z ? 0 .0 5
2 2

i m ax ? 7 5 kA

ich=43.48kA
当取 5s 时,
2 kd

ic h ? i m a x

,满足动稳定;
2

\
I

t d z ? 4 .4 ? 0 .0 5 ? 4 .4 5
? I
kd

I t d z ? 1 7 .0 5 ? 4 .4 5

t ? 29 ? 5
2

显然: I 2 t d z

t

,满足热稳定。

5.3 隔离开关的选择
5.3.1 隔离开关的选择原则及技术条件 隔离开关形式的选择,应根据配电装置的布置特点和使用要求等要素,进行综合的技 术经济比较然后确定。其选择的技术条件与断路器的选择的技术条件(1)(2)(3)(4) 、 、 、 相同。 隔离开关也是发电厂和变电所常用的电器,它需与断路器配套使用。但隔离开关没有 灭弧装置,不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。 隔离开关的类型很多,按安装地点不同,可分为屋内式和屋外式,按绝缘支柱数目又 可分为单柱式、双柱式和三柱式。它对配电装置的布置和占地面积有很大影响,选型时应 根据配电装置特点和使用要求以及技术经济条件来确定。 本设计 110kV 为屋外布置, 35kV、 10kV 为屋内布置。 隔离开关的技术条件主要包括以下几项: 1.电压: 2.电流:
U
N

?U

g

I N ? I m ax

3.动稳定校验:

ic h ? i m a x
第 22 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

4.热稳定校验:

I ? tdz ? I t t
2 2

5.3.2 隔离开关型号的选择及校验 根据短路电流计算结果及选择要求,选定设备如下: 1. 110kV 侧 选定为 G W 5 ? 1 1 0 G ,各项技术数据为: 额定电流:1000A 动稳定电流(峰值) :83kA 额定电压:110kV 热稳定电流(4s 有效值) :25kA 2. 35kV 侧 额定电压: 35kV 热稳定电流(5s) :25kA 3. 10kV 侧 选定设备为 G N 1 0 ? 1 0 T 额定电压:10kV 热稳定电流(5s):75kA 校验 (1)满足动稳定,即 (2)满足热稳定,即 其中 (1)110kV 侧
i ch ? 16 . 55 KA , i max ? 83 KA
t d z ? t z ? 0 .0 5
2 2 2

选定设备为 G N 2 ? 3 5T ,各项技术数据如下: 额定电流:600A 动稳定电流(峰值) :64kA
/ 3000 ? 160

,各项技术数据如下:

额定电流:3000A 动稳定电流(峰值) :160kA
ic h ? i m a x
I t dz ? I t t
2 2

(5-5) (5-6)
''

t d z ? t z ? 0 .0 5 ?

(5-7)

ic h ? i m a x
2

,满足动稳定;
t d z ? 3 .4 ? 0 .0 5 ? 3 .4 5

当取 4s 时,

I t dz ? 6 . 49 ? 3 . 45 ? 145 . 3 KA , I t t ? 25 ? 4

显然 : I 2 t d z

? It t
2

,所以满足热稳定。

(2)35kV 侧
i ch ? 17 . 88 KA , i max ? 63 KA
t d z ? t z ? 0 .0 5
2 2

ic h ? i m a x

,满足动稳定;
? It t
2

当取 5s 时,
2 2

t d z ? 4 .4 ? 0 .0 5 ? 4 .4 5

I t dz ? 3 . 85 ? 4 . 45 , I t t ? 25 ? 5

,显然 I 2 t d z



满足热稳定。

(3)10kV 侧
i ch ? 47 . 7 KA , i max ? 60 KA
t d z ? t z ? 0 .0 5
2 2

ic h ? i m a x

、满足动稳定;
满足热稳定。

当取 5s 时,
2 2

t d z ? 4 .4 ? 0 .0 5 ? 4 .4 5
?5

I t dz ? 9 . 05 ? 4 . 05 , I t t ? 160

,显然 I 2 t d z

? It t
2

,

5.4 电流互感器的选择
2P / 4 3U n cos ?

110kV 进线:

I max ?

? 1049 . 8 A

第 23 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

35kV 进线:

I max ?

2P /8 3U n cos ?

? 247 . 4 A

10kV 进线:

I max ?

2 P / 10 3U n cos ?

? 323 A

1.110kV 侧电流互感器 变压器回路电压 110KV,变压器回路电流
I max ? 1375 A

,选用 LB6-110W 型电流互感器。

主要技术参数:额定电流比(2×600)/ 5A,准确级别 10P30,0.2S。选择的电流互 感器满足正常运行及保护的要求。 进线
I max ? 1049 . 8 A

选用 L-100-50~600/5 型电流互感器。

主要技术参数:额定电流比 50~600/5 A,级次组合 0.5/D/D。短时(1s)热稳定电流 倍数为 75KA,额定动稳定电流倍数为 135KA。选择的电流互感器满足正常运行及保护的要 求。 2.35kV 侧电流互感器 变压器回路电压 35KV,变压器回路电流 I max
? 583 A

,选用 LCW-35 型屋内电流互感器。

主要技术参数:额定电流比(15~1000)/5 A,级次组合 0.5/3。短时(1s)热稳定电 流倍数为 65KA,额定动稳定电流倍数为 100KA。选择的电流互感器满足正常运行及保护的 要求。 出线 I max
? 247 . 4 A

选用 LCWD-35 型电流互感器。

主要技术参数:额定电流比(15~600)/5 A,级次组合 0.5/1。短时(1s)热稳定电 流倍数为 90KA,额定动稳定电流倍数为 150KA。选择的电流互感器满足正常运行及保护的 要求。 3.10kV 侧电流互感器 变压器回路电压 10KV, 变压器回路电流 I max
? 357 A

, 选用 LBJ-10 型屋内电流互感器。

主要技术参数:额定电流比(1000~1500)/5 A,级次组合 0.5/ D、1/D、D/D,短时 (1s)热稳定电流倍数为 50KA,额定动稳定电流倍数为 90KA。选择的电流互感器技术参 数能满足正常运行及继电器保护的要求。 出线 I max
? 323 A

选用 LA-10 型电屋内流互感器。

主要技术参数:额定电流比 200/5 A,级次组合 0.5/3、1/3。短时(1s)热稳定电流
第 24 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

倍数为 90KA,额定动稳定电流倍数为 160KA。选择的电流互感器满足正常运行及保护的要 求。

5.5 电压互感器的选择
1. 110kV 电压互感器 大容量 2000VA。 2. 35kV 电压互感器 500VA。 3. 10kV 电压互感器 选择 JDZ-10 型三相(屋内式)电压互感器。系统额定电压变 比为 10000/100,额定负荷 80VA / 150VA / 300VA,准确级 0.5/1/3P,最大容量 500VA。 选择 JDZ-35 型单相(屋内式)电压互感器。系统额定电压变 比为 35000 / 110,额定负载 150VA / 250VA / 500VA,准确级 0.5 / 1 / 3P,最大容量 选用 JCC-110 型单相(屋外式)电压互感器。系统额定电压

变比为(110000 / 3 )/(100 / 3 )/ 100,额定负载 500VA/1000VA,准确级 1/3P,最

5.6 避雷器的选择
5.6.1 110kV 母线接避雷器的选择及校验
? 110 kV

由U g

则选 FZ-110 型,如下表所示:
表 5-1 110kV 所选避雷器的型号及技术参数 额定电压 (KV) 110 灭弧电压 (KV) 100 工频放电电压(KV) 不小于 224 不大于 268

型号 FZ-110

组合方式 4×FZ-30J

检验(1)灭弧电压:
U mi ? kU
xg

因为 kU x g

? 1? 110 /

3 ? 6 3 .5 0 9 K V

U mi ? 100 K V
U mi ? kU

xg

(2)工频放电电压下限: 因为 所以
U
g fx

U

g fx

? 3 .5U

xg

? 224 K V

3 .5U

xg

? 3 .5 ? 1 1 0 /
? 3 .5U

3 ? 2 2 2 .2 8 K V

U

g fx

xg

第 25 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

5.6.2

35KV 母线接避雷器的选择及校验
? 35K V

由U g

选 FZ-35 型,如下表所示:
表 5-2 35kV 所选避雷器的型号及技术参数

型号 FZ-35

组合方式 2×FZ-15

额定电压 (KV) 35
? kU
xg

灭弧电压 (KV) 41

工频放电电压(KV) 不小于 84 不大于 104

检验:(1)灭弧电压: U m i 因为
kU
xg

? 1 ? 3 8 .5 /

3 ? 2 2 .2 2 8 K V

U m i ? 4 .1 K V

U mi ? kU

xg

(2)工频放电电压下限: U g fx 因为 U g fx 所以 U g fx 5.6.3
? 84 K V
? 3 .5U

? 3 .5U

xg

3 .5U

xg

? 3 .5 ? 3 8 .5 /

3 ? 7 7 .7 9 8 K V

xg

10KV 母线接避雷器的选择及校验
? 10 K V

由U g

如下表所示,选 FZ-10 型:
表 5-3 10kV 所选避雷器的型号及技术参数

型号 FZ-10

组合方式 单独元件

额定电压 (KV) 10
? kU

灭弧电压 (KV) 12.7
xg

工频放电电压(KV) 不小于 26 不大于 31

检验:(1)灭弧电压: U m i 因为 U xg
U mi ? U
xg

? 1 0 .5 /

3 ? 6 .0 6 2 K V

U m i ? 1 2 .7 K V

(2)工频放电电压下限: 因为 U g fx 所以 U g fx
? 26 K V ? 3 .5U
[14]
xg

U

g fx

? 3 .5U

xg

3 .5U xg ? 3 .5 ? 1 0 .5 /

3 ? 2 1 .2 2 K V

5.7 站用变压器的选择
第 26 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

35-110KV 变电站,有两台及以上主变压器时,宜装设两台容量相同、可互为备用的站 用工作变压器,两台站用工作变压器可分别由主变压器最低电压级的不同母线段引接。 站用变压器的容量一般按照主变压器容量的 0.5%进行计算。
S z ? 0 . 5 % S ? ? 0 . 5 % ? 63000 ? 315

KVA

因此选择两台 SZ9—315 型双绕组变压器。 其主要技术参数: 低压侧额定电压:0.4KV 额定容量 315KVA 连接组 Y yn0 空载损耗 0.67KW 负载损耗 3.65KW 阻抗电压百分比 4% 空载电流 1.1%

第6章

变电所继电保护的配置

在变电所中,主要的自动装置有继电保护设备、控制系统、直流系统、远动和通信系
第 27 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

统等。简单的说,继电保护设备的基本作用就是自动、迅速、有选择性将系统中的故障切 除,或在系统出现不正常运行情况时,发出各种信号,提醒运行人员及时处理。 控制设 备则是帮助运行人员远方合闸、分闸、拉合刀闸等,方便、安全。电气控制设备一般包括 控制屏或者说测控屏,后台机,汇控箱等。测控屏上有断路器和刀闸的一次接线状态图, 以及断路器的分闸、合闸按钮,还有同期开关,可以在上面分合断路器。后台机有全站的 一次接线图,可以对开关刀闸进行遥控,并可以查看各元件的工作状况。汇控箱在设备现 场实现对断路器、刀闸的控制。

6.1 变压器的继电保护
变压器是电力系统中十分重要的供电元件,它的故障将对供电可靠性和系统的正常运 行带来严重的影响。同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元器件,所以,必须根据变 压器的容量和重要程度考虑装设性能的良好,工作可靠的继电保护装置。 变压器的故障可分为油箱内部的故障和油箱外部的故障,油箱内部故障包括相间短 路,绕组的匝数短路和单相接地短路,外部故障包括引线及套管处会产生各相间短路和接 地故障。变压器的不正常工作状态主要是由外部短路或过负荷引起的过电流油面降低和过 励磁等。 对于上述故障和不正当工作状态,根据 DL400--91《继电器保护和安全起动装置技术 规程》的规定,变压器应装设以下保护: 1.瓦斯保护: 为了反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低,对 0.8MVA 及以上油浸式变压器 和户内 0.4MVA 以上变压器应装置设瓦斯保护。 2.纵差动保护或电流速断保护 为了反应变压器绕组和引出线的相间短路以及中性点直接接地电网侧绕组和引线的 接地短路及绕组匝间短路,应装设纵差保护或电流速动保护。 纵差动保护适用于:并列运行的变压器,容量为 6300KVA 以上时;单独运行的变压器, 容量为 10000KVA 以上时;发电厂常用工作变压器和工业企业中的重要变压器,容量为 6300KVA 以上时。 电流速断保护适用于 1000KVA 以下的变压器,且其过电流保护的时限大于 0.5S 时。 3.外部相间短路时,应采用的保护: 过电流保护,一般用于降压变压器,保护装置的整定值应考虑事故状态下可能出现的
第 28 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

过负荷电流; 复合电压启动的过电流保护,一般用于升压变压器及过电流保护灵敏度不满足要求的 降压变压器上; 负序电流及单相式低电压启动的过电流保护,一般用于大容量升压变压器和系统联络 变压器; 阻抗保护,对于升压变压器和系统联络变压器,当采用前两种保护不能满足灵敏性和 选择性要求时,可采用阻抗保护。 4.系统外部接地短路时,应采用的保护 对中性点直接接地电力网内,由外部接地短路引起过电流时,如变压器中性点接地运 行,应装设零序电流保护。 对自耦变压器和高中压侧中性点都直接接地的三绕组变压器,当有选择性要求时,应 该增设零序方向元件。 当电力网中部分变压器中性点接地运行,为防止发生接地短路时,中性点接地的变压 器跳开后,中性点不接地的变压器(低压侧有电源)仍带接地故障继续运行,应根据具体 情况,装设专用的保护装置,如零序过电压保护等。 5.过负荷保护 对 400KVA 以上的变压器,当数台并列运行,或单独运行并作为其他负荷的备用电源 时,应根据可能过负荷的情况,装设过负荷保护。 6.过励磁保护 对 400KVA 及以上的变压器,对频率降低和电压升高而引起的变压器励磁电流的升高, 应装设过励磁保护。 本设计所选变压器容量为 63000KVA,根据以上保护原则,可装设以下保护: (1)装设反应内部短路和油面降低的瓦斯保护。 (2)装设反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护。 (3)装设反应变压器外部相间短路和内部短路的反备保护的过电流保护。 (4)装设零序电流保护以反应大接地电流系统外部接地短路。 (5)装设过负荷保护防止变压器过负荷。 (6)装设过励磁保护反应变压器过励磁。

第 29 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

6.2 母线保护
母线是电力系统汇集和分配电能的重要元件,母线发生故障,将使连接在母线上的所 有元件停电。若在枢纽变电所母线上发生故障,甚至会破坏整个系统的稳定,使事故进一 步扩大,后果极为严重。 根据有关规程规定,以下情况应装设专用母线保护: 1.发电厂和变电所的 220~500KV 电压的母线,应装设能快速有选择地切除故障的母 线保护,并考虑实现保护双重化。 2. 110kV 单母线,重要发电厂或 110 以上重要变电所的 35~66KV 母线,根据系统稳 定要求,需要快速切除母线上的故障时。 3. 35~66KV 电力网中主要变电所的 35~66KV 母线双母线或分段单母线需要快速而 有选择地切除一段或一组母线上的故障,以保证系统安全稳定运行和可靠供电时。 对母线保护的要求是:必须快速有选择地切除故障母线;应能可靠、方便地适应母线 运行方式的变化;接线尽量简化。母线保护的接线方式,对于中性点直接接地系统,为反 映相间短路和单相接地短路,须采用三相式接线;对于中性点非直接接地系统只需反映相 间短路,可采用两相式接线。母线保护大多采用差动保护原理构成,动作后跳开连接在该 母线上的所有断路器。 按构成原理的不同,母线保护主要有完全电流差动母线保护、电压差动母线保护、具 有比率制动特性的电流差动保护。 根据以上原则,配合本设计电气主接线特点,结合其站的重要性,以线路(电源线) 的后备保护,方向零序 II 段,距离 II 段作为母线故障的保护,而不专门配置母差保护。

6.3 线路保护
根据 35KV 侧电网结构特点,选择安装限时电流速断保护、过电流保护(III)和零序 电流保护以反映各种相间短路和接地故障。 10kV 侧电网由于系不接地系统,故只配置速断和过流。

6.4 自动装置
安全自动装置可分为自动调节性装置和自动操作性装置,其中发电机自动调节励磁和
第 30 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

电力系统自动调频属于自动调节型装置,自动重合闸、备用电源和备用设备自动投入、自 动同步并列、自动低频减载、火电厂事故减出力、水电厂事故切机、电气制动、水轮发电 机自动启动和调相改发电、抽水蓄能机组由抽水改发电、自动解列等属自动操作型装置。 近几年,随着电力系统的发展及电网安全稳定的需要,故障连锁切机装置、故障连锁 切负荷装置、故障快关汽门装置、振荡解列装置、过负荷连锁切机装置、机组低频自启动 装置、具有故障判断的区域性稳定控制装置等新型自动装置也在电力系统中得到了运用。 由于安全自动装置种类较多,本设计根据有关自动装置配置的内容选择以下自动装 置: 1.三相一次重合闸装置,提高供电可靠性 2.自动低频减载装置,防止电力系统因事故发生功率缺额时频率的过度降低,保证了 电力系统的稳定运行和重要负荷正常工作 自动故障记录装置,用于分析电力系统事故,保护装置和安全自动装置在事故过程中 的动作情况以及迅速判定线路故障点的位置[15]。

第7章

变电所配电装置的选择

第 31 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是根据主接线的联结方式,由开关电器、 保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成,用来接受和分配电能的装置。配电装置按 电器装设地点不同,可分为屋内和屋外配电装置。 屋内配电装置的特点是: 1.由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小; 2.维修、巡视和操作在室内进行,不受气候影响; 3.外界污秽空气对电器影响较小,可减少维护工作量; 4.房屋建筑投资较大。 屋外配电装置的特点是: 1.土建工作量和费用较小,建设周期短; 2.扩建比较方便; 3.相邻设备之间距离较大,便于带电作业; 4.占地面积大; 5.受外界环境影响,设备运行条件较差,须加强绝缘; 6.不良气候对设备维修和操作有影响。 配电装置的型式选择,应考虑所在地区的地理情况及环境条件,因地制宜、节约用地,并 结合运行及检修要求,通过技术经济比较确定。一般情况下,在大、中型发电厂和变电所中, 35KV 及以下的配电装置宜采用屋内式;110KV 及以上多位屋外式。当在污秽地区或市区建 110KV 屋内和屋外配电装置的造价相近时,宜采用屋内型,在上述地区若技术经济合理时, 220KV 配电装置也可采用屋内型。 发电厂和变电所中 6~10KV 的屋内配电装置,按其布置型式,一般可以分为三层、二层和 单层式。三层式是将所有电器依其轻重分别布置在各层中,它具有安全、可靠性高,占地面积 少等特点,但其结构复杂,施工时间长,造价较高,检修和运行不大方便。二层式是将断路器 和电抗器布置在底层。与三层式相比,它的造价较低,运行和检修较方便,但占地面积有所增 加。三层式和二层式均用于出线有电抗器的情况。单层式占地面积较大,如容量不太大,通常 采用成套开关柜,以减少占地面积。 屋外配电装置的型式除与主接线有关外,还与场地位置、面积、地址、地形条件及总体不 知有关,并受到设备材料的供应、施工、运行和检修要求等因素的影响和限制。 普通中型配电装置,国内采用较多,已有丰富的经验,施工、检修和运行都比较方便,抗 震能力较好, 造价比较低。 缺点是占地面积较大。 中型配电装置广泛应用于 110~500KV 电压级。
第 32 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

高型配电装置的最大优点是占地面积少,一般比普通中型节约 50%左右。但耗用钢材较多, 检修运行不及中型方便。半高型布置节约占地面积不如高型显著,但运行、施工条件稍有改善, 所用钢材比高型少。一般高型适用于 220KV 配电装置,而半高型宜于 110KV 配电装置[16]。 根据以上原则,选择配电装置如下:
表 7-1 配电装置表 110KV 35KV 10KV 屋外中型配电装置 屋外中型配电装置 屋内单层配电装置

结论
第 33 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

掌握了变电所电气一次系统的运行原理,并根据常规变电所的设计要求与步骤,完成 了 110kV 终端变电所电气一次系统设计,内容包括电气主接线的选择与论证,主变压器的 选择,短路电流的计算,电气设备的选择,配电装置设计和总平面布置,防雷及接地系统 设计。另外,根据设计数据,绘制了电气主接线图一张,电气总平面布置图一张,断面图 一张(110kV,35kV) 。本毕业设计的最终方案的可靠性较高,选用的设备不算多,因此经 济性很高,适合灵活性和可靠性要求比较高的区域。另外,因为所获取的资料有限,本设 计方案间的经济比较只能是粗略的比较,因此导致对于方案的可靠性与经济性的平衡方面 考虑得欠缺。在以后的学习设计中,根据实际的情况和设备的选择搭配,采取更为充分有 效的方法来进行比较,尽可能的满足变电所的技术经济平衡。

致谢

第 34 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

经过一个多月的努力,我终于完成了本次变电所的设计。回想这三十多天的努力,虽 然辛苦,却有很大的收获和一种成就感。 在这次毕业设计中,我主要需要负责变压器选型以及短路电流计算,还有电气主接线 形式的确定,还有就是各种电气设备的选择等等。 通过本次毕业设计,我加深了对变电所设计知识的理解,基本掌握了变电所设计的步 骤,所学的理论知识很好的运用到了实际工程中。在具体的设计过程中,涉及了比较多的 知识,知识的具体掌握深度和系统程度都关系到整个设计的完整性和完善性,正是这样有 趣而具有挑战性的任务,使我产生了兴趣,我尽可能的搜集信息,设计力求合理的电气主 接线,而这个过程,也是我学习的过程。所以本次设计不但是我对所学的知识系统化,也 学习到了查找资料、分析信息、选择判断的能力。 在整个的工程设计中,把遇到的问题做了笔记,而且通过各种资料去了解相关的知识。 也带着这些问题在设计中与其他同学讨论或请教老师来解决。除此之进行外变电所电气主 接线设计通过边做边学习还有向老师的请教,在规定时间内顺利完成了本次设计工作。 回顾整个毕业设计的过程,自己还有以下一些方面需要进一步学习,同时也可以在以 后的学习工作中不断提高自己:虽说对整个设计过程中涉及的计算机基本的规范已有初步 的了解,但因为第一次做变电所的设计,对部分设备性能、使用方面还是了解不足,在今 后的学习中应通过多查阅各种相关资料来丰富和掌握;对于所学专业知识应多熟悉,将所 学的知识联系起来,加以运用。 本次毕业设计大大增强了我的自学的能力和实践能力。另外,还学会了如何更好的去 陈述自己的观点,如何说服他人赞同自己的观点,相信这些珍贵的经验将会成为我以后成 功的基础。毕业设计是每个大学生必须拥有的一段经历,它让我学到了很多在课堂上根本 无法学到的知识,也打开了我的视野,增长了见识,为我以后更好的服务社会打下了坚实 的基础。

参考文献
第 35 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

[1] 王玉华,赵志英主编.《工厂供配电》[M].北京大学出版社,2006.8. [2] 刘晓胜等.《工厂常用电气设备手册》 (第二版)[M].中国电力出版社,2000 .6 [3] SDGJ-14-86《导体和电器选择设计技术规定》.电力工业出版社 [4] 唐志平主编.《供配电技术》.电子工业出版社,2006.10 [5] 刘介才编.《工厂供电》 (第四版)[M].机械工业出版社,2005.7 [6] 刘介才编.《工厂供电设计指导》 (第 2 版)[M].机械工业出版社,2008.4 [7] 国家电力公司农电工作部编.《35KV 变电站及以上工程》 (上、下)[M] . 中国电力出 版社 ,2000.6 [8] 电力工业部电力设计总院编.《电力系统设计手册》[M] .中国电力出版社,2000.1 [9] 王锡凡主编.《电力工程基础》[M]. 西安交通大学出版社.2006.9 [10]《发电厂电气部分课程设计参考资料》.水利电力出版社.2002.3 [11] 四川联合大学编.《发电厂电气部分》.中国电力出版社.2004.3 [12] 水利电力部西北电力设计院编.《电力工程电气设计手册—电气一次部分》.水利水电 出版社.2003.9 [13]西北电力设计院主编. 《发电厂变电所电气接线和布置》 郑州电力高等专科学校.2005.3 [14]《电力工程电气设备手册》.中国电力出版社.2007.9 [15] 贺家李主编《电力系统继电保护》.中国电力出版社. [16] 狄富清主编《变电设备合理选择与运行检修》第一版[M] .机械工业出版社 ,2006.1

第 36 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计


主接线及断面图

录A

总平面图

第 37 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计


外文文献

录B

Power System Introduction
By the power generation, substation, transmission, distribution and electricity and othersectors of energy production and consumption systems.Its function is the nature of primary energy generation power plant (including boilers, turbines, generators and power plant auxiliary production system, etc.) into electrical energy, and then lose, substation and distribution systems of electricity supply toload center, through a variety of equipment converted to power, heat, light and other forms of energy services for the regional economy and people's lives.Power point and the majority of the load center in the different regions can not be mass storage, so the production, transmission, distribution and consumption at the same time, to form a whole in the same geographic area, electricity production must always remain with the consumerbalance.Therefore, the focus on the development and decentralization of electricity use, and continuous supply of electrical energy and the random variation of the load, it restricted the power system structure and operation.Accordingly, the power system to achieve its function, you need to set the appropriate information and control systems in all aspects and at different levels, to electricity production and transport processes to measure, regulate, control, protection, communication and scheduling, ensuring that usersaccess to safe, economical, high-quality electricity.Reasonable structure, large power systems not only facilitate the centralized management of electrical energy production and consumption, unified scheduling and distribution, reducing the total installed capacity and saving investment in power facilities, and is conducive to the rational development and utilization of the region's energy resources, to a greater extent to meet the regional Nationalthe electricity needs of the growing economy.The construction of power system is often an important part of the national and regional development planning of the national economy.The emergence of the power system, efficient, clean, easy to use, easy to control electrical energy has been widely used to promote changes in the various fields of social production, creating a power era, the occurrence of a second technological revolution.The scale and technical level of the
第 38 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

power system has become one of the hallmarks of a country's economic development level.

System Components and Operation
The main structure of the power system power supply, power network and load center.Power refers to the various types of power plants, stations, it will be the primary energy into electrical energy; electricity network by the step-up substation, power transmission lines, load center substation, distribution lines.Its function is to a certain level of power issued by the energy boost delivered to the load center substation, and then stepped down to a certain level, the distribution lines and users.Network nodes in the power system, hundreds of interwoven clouds, active power flow, reactive power flow, high harmonics, negative sequence current in the system-wide dissemination of the speed of light.It can transport a lot of power to create great wealth, and can also cause major catastrophic accident in an instant.In order to ensure system security, stability and economic operation, must be at different levels according to different requirements to configure various types of automatic control devices and communications systems, composed of information and control subsystem.It becomes the neural network power system of information transmission, the power system observability and controllability, thereby ensuring the electrical energy production and consumption process of the normal and emergency treatment under accident conditions.The operation of the system means a system consisting of all the links in the state to carry out their functions.Operation of the system, due to random changes in the electric load, as well as various external interference (such as lightning strikes, etc.) will affect the stability of the power system, leading to system voltage and frequency fluctuations, thus affecting the quality of the electrical energy of the system, can cause severe voltage collapse orfrequency collapse.The system operation is divided into normal operation and abnormal operation state.Among them, the normal state is divided into a safe state and the state of alert; abnormal state is divided into a state of emergency and restore the state.Power system operation, including the transfer of all of these states and their inter.Transfer between a variety of operating status need to be achieved through different means of control.Power system under the premise to ensure power quality, safe and reliable power supply, but also to achieve the economic operation, by an effort to adjust the load calculation, improve equipment utilization, rational use of power resources, reduce fuel consumption, plant electricity and electricity networksloss, in order to
第 39 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

obtain the best value for money.

Research and Development
The development of the power system research and development and production practices to promote each other closely integrated process is the concentrated reflection of the electrical theory, electrical technology, and science and technology and materials, technology, manufacturing, and other common progress.Power system research and development, also to varying degrees, directly or indirectly, control and system theory, and computing technology has played a catalytic role.In turn, these scientific and technological progress to promote the level of modernization of power systems is increasing.From the late 19th century to the 1920s and 1930s, the theory of AC circuits, three-phase AC transmission theory, analysis of unbalanced three-phase AC system running state symmetrical component method, power flow calculation, short circuit current calculation, the synchronous motor oscillationflow wave theory and the power system over-voltage analysis have already matured to form the theoretical basis of the power system analysis and power system stability analysis.As the system size increases, the manual calculation has been far can not meet the requirements, thus contributing to the development of dedicated simulation tools.In the 1920s, no Massachusetts Institute of Technology Department of Electrical Engineering for the first time the successful development of a mechanical analog computer ─ ─ differential analyzer, and later improved to become the tubes, relays, analog computer, and later developed into the DC computing platform and network analyzer has becomea powerful tool for power system studies.Since the 1950s, the development and application of computer technology to make large-scale power system accuracy, quick calculation to be realized, so that the power system analysis theory and methods into a new stage.Research and development of all aspects of the main structure of the power system, fuel, power, power generation, power transmission, load, etc., greatly improving the overall function of the power system.The progress of the high-voltage technology, successfully developed a variety of UHV equipment, corona discharge, and long-gap discharge characteristics of the foundation for the realization of the EHV transmission.The new ultra-high pressure, high-capacity circuit breakers and gas insulated enclosed appliances, its rating cut off the current reached 100 kA, full off dozens of workers by the early-frequency cycle shortened to a two cycle, greatly improvingthe ability to control the power grid, and reduce the over-voltage level.Rely on
第 40 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

advances in power electronics technology to achieve the HVDC.Of power electronic devices, power load, provides a new technology and equipment to conserve electricity.Superconductivity technology achievement showcase the new prospects of the power system.300,000 kilowatts of superconducting generators have been put into trial operation, and also continue to develop the capacity of one million kilowatts superconducting generator.The improvement of the superconducting material properties make superconducting transmission

possible.Superconducting coil to the development of superconducting magnetic energy storage device.The new power supply of battery power and fuel cells have the kilowatt-class products in the experimental stage, and gradually into industrial applications, these research topics is possible to achieve electrical energy storage and the establishment of decentralized, independent power, causing a major power systemtransformation.In various industrial sectors, the power system is the largest, the level is very complex, real-time demanding physical system.System planning and infrastructure, or system operation and management, for the application of systems engineering, information and control theory and technology has opened up a vast garden, and to promote the development of these theories, techniques.Characteristics of the power system, since the 1960s in the power system security analysis and management in power system planning and design, extensive introduction of a systems engineering approach, including reliability analysis, and various optimization methods.Electronic technology, computer technology and advances in information technology, the development of power system monitoring and dispatching automation to a new stage, and continue to propose new research topics in theory and technology.

第 41 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

外文资料翻译译文

电力系统浅析
由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是 将自然界的一次能源通过发电动力装置(主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产 系统等)转化成电能,再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心,通过各种 设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量,为地区经济和人民生活服务。由于电源点 与负荷中心多数处于不同地区,也无法大量储存,故其生产、输送、分配和消费都在同一 时间内完成,并在同一地域内有机地组成一个整体,电能生产必须时刻保持与消费平衡。 因此,电能的集中开发与分散使用,以及电能的连续供应与负荷的随机变化,就制约了电 力系统的结构和运行。据此,电力系统要实现其功能,就需在各个环节和不同层次设置相 应的信息与控制系统,以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信 和调度,确保用户获得安全、经济、优质的电能。 建立结构合理的大型电力系统不

仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配,减少总装机容量,节省动力设施投 资,且有利于地区能源资源的合理开发利用,更大限度地满足地区国民经济日益增长的用 电需要。电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组成部分。 电力

系统的出现,使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用,推动了社会生 产各个领域的变化,开创了电力时代,发生了第二次技术革命。电力系统的规模和技术水 准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。

系统构成与运行
电力系统的主体结构有电源、电力网络和负荷中心。电源指各类发电厂、站,它将一 次能源转换成电能;电力网络由电源的升压变电所、输电线路、负荷中心变电所、配电线 路等构成。它的功能是将电源发出的电能升压到一定等级后输送到负荷中心变电所,再降 压至一定等级后,经配电线路与用户相联。电力系统中网络节点千百个交织密布,有功潮 流、无功潮流、高次谐波、负序电流等以光速在全系统范围传播。它既能输送大量电能, 创造巨大财富,也能在瞬间造成重大的灾难性事故。为保证系统安全、稳定、经济地运行, 必须在不同层次上依不同要求配置各类自动控制装置与通信系统,组成信息与控制子系 统。它成为实现电力系统信息传递的神经网络,使电力系统具有可观测性与可控性,从而 保证电能生产与消费过程的正常进行以及事故状态下的紧急处理。系统的运行指组成系统 的所有环节都处于执行其功能的状态。系统运行中,由于电力负荷的随机变化以及外界的
第 42 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

各种干扰(如雷击等)会影响电力系统的稳定,导致系统电压与频率的波动,从而影响系 统电能的质量,严重时会造成电压崩溃或频率崩溃。系统运行分为正常运行状态与异常运 行状态。其中,正常状态又分为安全状态和警戒状态;异常状态又分为紧急状态和恢复状 态。电力系统运行包括了所有这些状态及其相互间的转移。各种运行状态之间的转移需通 过不同控制手段来实现。 电力系统在保证电能质量、实现安全可靠供电的前提下,

还应实现经济运行,即努力调整负荷计算,提高设备利用率,合理利用各种动力资源,降 低燃料消耗、厂用电和电力网络的损耗,以取得最佳经济效益。

研究与开发
电力系统的发展是研究开发与生产实践相互推动、密切结合的过程,是电工理论、电 工技术以及有关科学技术和材料、工艺、制造等共同进步的集中反映。电力系统的研究与 开发,还在不同程度上直接或间接地对于信息、控制和系统理论以及计算技术起了推动作 用。反过来,这些科学技术的进步又推动着电力系统现代化水平的日益提高。从 19 世纪 末到 20 世纪 20、30 年代,交流电路的理论、三相交流输电理论、分析三相交流系统的不 平衡运行状态的对称分量法、电力系统潮流计算、短路电流计算、同步电机振荡过程和电 力系统稳定性分析分析、流动波理论和电力系统过电压分析等均已成熟,形成了电力系统 分析的理论基础。随着系统规模的增大,人工计算已经远远不能适应要求,从而促进了专 用模拟计算工具的研制。20 世纪 20 年代,没过麻省理工学院电机系首次研制成功机械式 模拟计算机──微分仪,后来改进成为电子管、继电器式模拟计算机,以后又研制成直流 计算台和网络分析仪,成为电力系统研究的有力工具。 年代以来,电子计算机技术的发展 50 和应用,使大规模电力系统的精确、快速计算得以实现,从而使电力系统分析的理论和方 法进入一个崭新的阶段。 在电力系统的主体结构方面,燃料、动力、发电、输变电、

负荷等各个环节的研究开发,大大提高了电力系统的整体功能。高电压技术的进步,各种 超高压输变电设备的研制成功,电晕放电与长间隙放电特性的研究等,为实现超高压输电 奠定了基础。新型超高压、大容量断路器以及气体绝缘全封闭式组合电器,其额定切断电 流已达 100 千安, 全开断时间由早期的数十个工频周波缩短到 1~2 个周波,大大提高了 对电网的控制能力,并且降低了过电压水平。依靠电力电子技术的进步实现了超高压直流 输电。由电力电子器件组成的各种动力负荷,为节约用电提供了新的技术装备。 超

导电技术的成就展示了电力系统的新前景。30 万千瓦超导发电机已经投入试运行,并且还 继续研制容量为百万千瓦级的超导发电机。超导材料性能的改进会使超导输电成为可能。 利用超导线圈可研制超导储能装置。动力蓄电池和燃料电池等新型电源设备均已有千瓦级
第 43 页 共 49 页

北方民族大学学士学位论文

110-35-10KV 变电所设计

的产品处于试运行阶段,并正逐步进入工业应用,这些研究课题有可能实现电能储存和建 立分散、独立的电源,从而引起电力系统的重大变革。 在各工业部门中,电力系统

是规模最大、层次很复杂、实时性要求严格的实体系统。无论是系统规划和基本建设,还 是系统运行和经营管理,都为系统工程、信息与控制的理论和技术的应用开拓了广阔的园 地,并促进了这些理论、技术的发展。针对电力系统的特点,60 年代以来在电力系统运行 的安全分析与管理中,在电力系统规划和设计中,都广泛引入了系统工程方法,包括可靠 性分析及各种优化方法。电子技术、计算机技术和信息技术的进步,使电力系统监控与调 度自动化发展到一个新的阶段,并在理论上和技术上继续提出新的研究课题。

第 44 页 共 49 页


相关文章:
110-35-10kv变电站设计
(主接线部分) ; 第三部分:110/35/10KV降压变电所的计算书; 第四部分:变电所主接线图; 四周的毕业设计,使我了解设计的要求,及设计内容,更加深刻了 解课本中...
110-35-10kV变电所毕业设计说明书
110-35-10kV变电所毕业设计说明书_工学_高等教育_教育专区。自己07年东北电力大学毕业的时候做的110-35-10kV变电所毕业设计说明书,论文。在赵老师和同学的帮助...
110-35-10kV变电站设计
110-35-10kV变电站设计_物理_自然科学_专业资料。变电站设计 四川大学网络教育学院本科生(业余)毕业设计 题 目 调度自动化系统体系结构设计 四川大学电气信息学院 ...
110 35 10 kV变电所设计
湖南科技大学 毕业设计( 论文) 题作学专学 目者院业号 110/35/10kV 变电所设计 杜家威 信息与电气工程学院 电气工程及其自动化 0804010225 王志英 指导教师 二...
110_35_10KV变电站电气部分初步设计
摘要 摘 要 本次毕业设计的题目是《110/35/10KV 变电站电气部分初步设计》 ...导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一, 正确地选择设备是使电气主接 ...
110-35-10kv降压变电所电气部分设计 毕业论文设计 定稿
110-35-10kv降压变电所电气部分设计 毕业论文设计 定稿_高等教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载110-35-10kv降压变电所电气部分设计 毕业论文设计 定稿_高等...
110 35 10KV降压变电所电气部分设计
110 35 10KV降压变电所电气部分设计_电力/水利_工程科技_专业资料。河北工程大学...31 3 河北工程大学毕业设计 第一章一、 原始资料分析 电气主接线的设计 本...
110 35 10kv降压变电所电气部分设计
2 发电厂电气部分课程设计 110/35/10kv 降压变电所电气部分设计 1.4 最小运行方式变电所停运一台变压器,同时与变电所连接的发电厂中停用一台容量最大的 发电...
110_35_10KV降压变电所电气部分设计
毕业设计 课题名称: 设计时间: 系班姓部: 级: 名: 1103510kV变电所电气部分设计 2009 年 12 月 电子信息工程系 *** *** *** 指导老师: 1 摘要:...
110 35 10KV降压变电所电气部分设计
110 35 10KV降压变电所电气部分设计_电力/水利_工程科技_专业资料。今日推荐 81份文档 笑话大全集 笑话大全爆笑版 幽默笑话大全 全球冷笑话精选67份文档 九...
更多相关标签:
35 110变电所设计规范 | 110kv变电所毕业设计 | 10kv变电所设计规范 | 10kv变电所 | 10kv变电所主接线图 | 10kv变电所设计 | 10kv变电所设计论文 | 10kv变电所平面布置图 |