【110kV變電站綜合自動化系統(tǒng)設計7300字（論文）】

IV3主變壓器容量的選擇3.1主變壓器臺數(shù)的選擇變壓器臺數(shù)要通過以下原則選擇：（1）為了適應負荷對電源可靠性的需要，按照負荷等級確定電力變壓器數(shù)量，如存在大量一、二類負荷或存在大量二類負荷，適當采用兩個或以上變壓器，使一個事故或大修后，另有一個依然能夠工作。（2）變電站中通常裝有兩個主變壓器，但考慮到兩個主變壓器在一起出現(xiàn)故障的概率較低。適合于長期負載提升與擴展。當一臺主變發(fā)生故障或維修時，另一臺主變可承擔70%的負荷，保證整個變電站的正常供電。因此，選擇兩臺主變壓器并排運行，容量相同。大中型變電站，通常配置兩臺變壓器。由于站內(nèi)負荷更為重要，考慮到變電站設有兩個主變壓器和兩個10kV母線，為增強臺站供電的可靠性和靈活性，設置了兩個站用變壓器，并采取暗備用的方法。3.2主變壓器容量選擇選擇主變壓器容量要考慮變電站所帶負荷的特性和裝置構造來決定，對帶重要負載的變電站，應當考慮在一個主變停用時，其他變壓器容量在過負載能力的規(guī)定時間內(nèi)，應保持用戶的一和二級負荷，對一般變電站，在一個主變壓器停機工作后，其余變壓器的容量應當能保持在滿負荷的70%~80%。所以，應選用兩個容量稍低于最大計算負荷的變壓器。（3.1）故選兩臺50MVA的主變壓器就能適應負荷要求。3.3主變壓器型式的選擇設有三個電壓級別的變電站設備系統(tǒng)中，當經(jīng)過主變壓器各側(cè)電流的總功率都達到該變壓器設備容量的百分之十五以上或低壓電側(cè)且無有效負載時，且在變壓器設備系統(tǒng)內(nèi)還需裝有無功補償裝置時，主變壓器選擇為三繞組方式。而有載調(diào)壓方式則較易于穩(wěn)壓電流，減小電流變化所以選擇有載調(diào)節(jié)壓力回路的方法，而工程上規(guī)范對變電所的基本標準是10kV及以下變電站設備系統(tǒng)使用一級有載調(diào)壓變壓器。因此，本站主變壓器選擇了有載三圈式變壓器設備。我國110kV及以上電力變壓器繞組均采用Y連接；35kV則使用Y方式，其中性點多使用消弧線圖聯(lián)接。35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。根據(jù)上述結(jié)果，可確定主變壓器的變參數(shù)如下：由以上結(jié)論可選擇主變壓器變參數(shù)如下考慮到目前我國主要配電變壓器生產(chǎn)廠家的經(jīng)營狀況，以及實現(xiàn)家庭用電設備逐步向無油化轉(zhuǎn)變的目標，可采用干式變壓器裝置。故站用變參數(shù)如下：因此選用兩臺主變壓器額定電壓：高壓102.5%0.4kV阻抗電壓%：4%連接組標號：Y，yn0空載電流：1.3%空載損耗：0.48kw負債損耗：2.6kW

4短路電流的計算4.1計算步驟4.1.1計算參數(shù)選取基準值為： （4.1） （4.2）由原始資料可得： （4.3）又因為： （4.4）所以： （4.5） （4.6）線路型號為LGJQ-150，查表得：X=0.1989所以得：參考選擇主變壓器的參數(shù)如下：各繞組等值電抗：取10.5%，%取6.5%，%取17%其中1代表高壓端，2代表中壓端，3代表低壓端。則：各繞組等值電抗標么值為：由選擇的所用變壓器參數(shù)得：4.1.2短路計算當110kV母線發(fā)生三相短路現(xiàn)象時，即K1點短路時，將系統(tǒng)的等值電路化簡為：圖4-1K1短路時系統(tǒng)等值電路化簡圖 （4.7） （4.8） （4.9）短路電流有名值： （4.10）沖擊電流： （4.11）最大電流有效值： （4.12）短路容量： （4.13）當35kV母線發(fā)生三相短路現(xiàn)象時，即K2點短路時，將系統(tǒng)的等值電路化簡為：圖4-2K2短路時系統(tǒng)等值電路化簡圖短路電流有名值：沖擊電流：最大電流有效值：短路容量：當10kV母線發(fā)生三相短路現(xiàn)象時，即K3點短路時，將系統(tǒng)的等值電路化簡為：圖4-3K3短路時系統(tǒng)等值電路化簡圖短路電流有名值：沖擊電流：最大電流有效值：短路容量：0.4kV側(cè)發(fā)生三相短路：圖4-4K4短路時系統(tǒng)等值電路化簡圖短路電流有名值：沖擊電流：最大電流有效值：短路容量：4.2短路電流計算的結(jié)果計算結(jié)果如下表所示：表4-1短路電流計算結(jié)果短路點的編號基準電壓短路電流沖擊值Ich(KA)短路電流標幺值、基準電流短路全電流最大有效值Ich(KA)短路電流有名值短路容量S（MVA）11517.2013.5030.50110.2346.7741351.323722.1735.5761.4513.1508.705558.54510.557.3454.0875.48834.01722.524409.710.4828.772.241144.23490.72325.043225.186

5主接線設計110kV出線本期無出線，采用單母線接線；遠期2回，均采用單母線分段的接線方式。10kV低壓側(cè)采用為9回路出線，其中一級負荷采用雙回路供電，另可開辟N條回路作為備用（方便日后擴建）。35kV中壓側(cè)采用6回路出線，其中二級負荷采用雙回路供電，另保留1回作為工業(yè)發(fā)展備用。主變壓器110kV側(cè)中性點側(cè)選用成套設備中性點電氣設備。110kV側(cè)采用直接接地，110kV側(cè)可直接接地或不接地運行，運行方式的選擇服從電力主管統(tǒng)一調(diào)度。10kV、35kV均采用經(jīng)消弧線圈接地圖5-1單母線分段接線圖通過上述所列內(nèi)容比較所得，110kV變電站主要接線方式為110kV、35kV、10kV電壓等級均采用單母線分段主接線形式。6電氣設備的選擇6.1電氣設備選擇原則和條件變電站的電氣設備選擇根據(jù)當?shù)氐木唧w情況和建站的理論要求，滿足變電站安全可靠的前提下力求經(jīng)濟性，節(jié)省電氣設備成本，盡可能的選擇高性價的可靠性設備。站內(nèi)電氣設備的選擇中：首先，需滿足變電站的正常運行要求，在運行時或者發(fā)生故障有用。與此同時，結(jié)合該地與國家的相應政策和當?shù)丨h(huán)境進行校驗，辯證其是否符合該變電站的選擇要求，并需要考慮變電站未來五到十年的發(fā)展擴建需求。6.2斷路器的選擇根據(jù)相關國家電力規(guī)定，針對斷路器的生產(chǎn)提出了具體的要求要求，根據(jù)安裝地點為室內(nèi)及室外，所以此次設計中，高壓斷路器優(yōu)先選擇SF6類型斷路器，從額定電流、斷流能力、額定電壓等多個參數(shù)進行選擇，并且校驗時現(xiàn)需要進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定兩個校驗，不一樣的工作電壓等級的斷路器選擇不一樣?，F(xiàn)將選擇結(jié)果羅列如下：10KV側(cè)斷路器1）斷路器型號選擇依據(jù)使用電壓等級、安裝的位置、高壓斷路器的額定電壓和電流選擇，此次設計將選SF6斷路器，其額定電壓不得小于10千伏。計算額定電流：I根據(jù)計算數(shù)據(jù)所得，都選擇型號SN9-10斷路器，斷路器具體參數(shù)如下所示：表6-1SN9-10型斷路器選擇好斷路器型號后，對其參數(shù)進行校驗:開斷電流能力校驗方式為三相短路電流校驗，短路電流取值為Ik=20.868kA，選擇該型號斷路器的額定開斷電流I=25kA進行檢驗：I=25kA＞I=20.868kA斷流能力校驗合格，對動穩(wěn)定進行校驗：動穩(wěn)定電流為i計算所得沖擊電流:i動穩(wěn)定性校驗合格。熱穩(wěn)定性校驗，短路故障延續(xù)時間取值為1.99s短路熱效應：Q=所選斷路器允許熱效應：II熱穩(wěn)定性校驗合格。通過對各項參數(shù)的校驗，表示所選斷路器各項參數(shù)均為合格，最終10KV側(cè)斷路器統(tǒng)一都選擇型號SN9-10的斷路器。（2）35KV側(cè)斷路器1）斷路器型號選擇依據(jù)使用電壓等級、安裝的位置、高壓斷路器的額定電壓和電流兩項指標的敲定，此次設計將選SF6斷路器，其額定電壓不得小于35千伏。計算額定電流：IImax=1.05×根據(jù)計算數(shù)據(jù)所得，都選擇型號LW8-35斷路器，斷路器具體參數(shù)如下所示：表6-2LW8-35型斷路器2）35KV側(cè)斷路器的校驗選擇好斷路器型號后，對其參數(shù)進行校驗:開斷電流能力校驗方式為三相短路電流校驗，短路電流取值為Ik=7.649kA，選擇該型號斷路器的額定開斷電流I=25kA進行檢驗：I=25kA＞I=7.649kA斷流能力校驗合格，對動穩(wěn)定進行校驗：動穩(wěn)定電流為：i計算所得沖擊電流:i動穩(wěn)定性校驗合格。熱穩(wěn)定性校驗，短路故障延續(xù)時間取值為1.99s短路熱效應：Q所選斷路器允許熱效應：II熱穩(wěn)定性校驗合格。通過對各項參數(shù)的校驗，表示所選斷路器各項參數(shù)均為合格，最終35KV側(cè)斷路器統(tǒng)一都選擇型號稱之為為LW8-35的斷路器。（1）110KV側(cè)斷路器1）斷路器型號選擇依據(jù)使用電壓等級、安裝的位置、高壓斷路器的額定電壓和電流兩項指標的敲定，此次設計將選SF6斷路器，其額定電壓不得小于110千伏。計算額定電流：I根據(jù)計算數(shù)據(jù)所得，都選擇型號OFPT-110斷路器，斷路器具體參數(shù)如下所示：

表6-3OFPT-110型斷路器2）110KV側(cè)斷路器的校驗選擇斷路器之后，對其進行校驗實驗開斷電流能力校驗方式以最嚴重的三相短路時產(chǎn)生的短路電流進行核驗，短路電流取值為4.166kA，選該型號斷路器的額定開斷電流I=31.5A進行檢驗：Ia=31.5kA＞I=4.166kA斷流能力校驗合格，對動穩(wěn)定進行校驗：動穩(wěn)定電流為i計算所得沖擊電流:i動穩(wěn)定性校驗合格。熱穩(wěn)定性校驗，短路故障延續(xù)時間取值為2s短路熱效應：Q所選斷路器允許熱效應：II熱穩(wěn)定性校驗合格。通過對各項參數(shù)的校驗，表示所選斷路器各項參數(shù)均為合格，最終110KV側(cè)斷路器統(tǒng)一都選擇型號OFPT-110的斷路器。6.3隔離開關的選擇根據(jù)以往變電站設計經(jīng)驗以及擬建變電站的配置參數(shù)，選擇隔離開關類型，此次設計中隔離開關類型選擇與校驗如下：（1）10KV低壓側(cè)的隔離開關依據(jù)使用電壓等級、安裝的位置、高壓斷路器的額定電壓和電流兩項指標的敲定，此次設計選擇不帶接地刀閘隔離開關，其額定電壓不得小于10千伏。計算額定電流：I根據(jù)計算數(shù)據(jù)所得，都選擇型號GN19-10的隔離開關，隔離開關具體參數(shù)如下所示：表6-4GN19-10隔離開關2）10KV側(cè)的隔離開關的校驗對動穩(wěn)定進行校驗：ii動穩(wěn)定性校驗合格。熱穩(wěn)定性校驗，短路故障延續(xù)時間取值為1.98s短路熱效應：Q所選隔離開關允許熱效應：II熱穩(wěn)定性校驗合格。通過對各項參數(shù)的校驗，表示所選隔離開關各項參數(shù)均為合格，最終10KV側(cè)隔離開關統(tǒng)一都選擇型號GN19-10隔離開關。（1）35KV低壓側(cè)的隔離開關選擇依據(jù)使用電壓等級、安裝的位置、高壓斷路器的額定電壓和電流兩項指標的敲定，此次設計選擇不帶接地刀閘隔離開關，其額定電壓不得小于35千伏。計算額定電流：I根據(jù)計算數(shù)據(jù)所得，都選擇型號GW5-35D隔離開關，隔離開關具體參數(shù)如下所示：表6-5GW5-35D隔離開關2）35KV側(cè)的隔離開關的校驗對動穩(wěn)定進行校驗：ii動穩(wěn)定性校驗合格。熱穩(wěn)定性校驗，短路故障延續(xù)時間取值為1.99s短路熱效應：Q所選隔離開關允許熱效應：Ir熱穩(wěn)定性校驗合格。通過對各項參數(shù)的校驗，表示所選隔離開關各項參數(shù)均為合格，最終35KV側(cè)統(tǒng)一都選擇型號GW5-35D隔離開關。（1）110KV低壓側(cè)的隔離開關依據(jù)使用電壓等級、安裝的位置、明確隔離開關的額定電壓和電流量。本設計采用不帶接地裝置閘刀開關的高壓隔離開關，其額定電壓不低于110kV。計算額定電流：I根據(jù)計算數(shù)據(jù)所得，都選擇型號稱之為為GW4-110D隔離開關隔離開關，隔離開關具體參數(shù)如下所示：表6-6GW4-110D隔離開關2）110KV側(cè)的隔離開關的校驗動穩(wěn)定電流為ii動穩(wěn)定性校驗合格。熱穩(wěn)定性校驗，短路故障延續(xù)時間取值為2s短路熱效應：Q允許熱效應：II熱穩(wěn)定性校驗合格。通過對各項參數(shù)的校驗，表示所選隔離開關各項參數(shù)均為合格，最終110KV側(cè)統(tǒng)一都選擇型號GW4-110D隔離開關。6.4互感器的選擇戶內(nèi)10kV電壓互感器優(yōu)先選擇技術性完善、運作優(yōu)良的JDZX9-10Q型干式電壓互感器，參數(shù)校驗計算如下：（1）系統(tǒng)一次電壓：0.8（2）系統(tǒng)二次電壓：10戶內(nèi)10kV電流互感器優(yōu)先選擇技術性完善、運作優(yōu)良的LZZBJ9-10型干式電流互感器，實際參數(shù)見表：表6-7LZZBJ9-10型干式電流互感器

（1）額定電壓校驗：U（2）額定電流校驗：I（3）動穩(wěn)定校驗：I（4）熱穩(wěn)定校驗：I經(jīng)校驗干式電流互感器LZZBJ9-10的各項技術參數(shù)符合主變壓器10kV側(cè)及10kV出線要求。6.5母線的選擇110KV變電站設計為戶外配電，LGJ軟母線，10KV和35KV房間內(nèi)配電，方形硬母線。電導體的容許溫度不可以高于70。融合陽光輻射危害，鋼芯鋁絞線的容許溫度不大于80。（1）10KV母線選擇I（2）35KV母線選擇按下列公式計算導體長期發(fā)熱允許電流:I根據(jù)長期加熱的允許電流，選擇橫截面并檢查《電源手冊》，選擇單個40mm*4mm節(jié)距鋁導線。放置時允許電流為456A，k=0.92。（3）110KV母線選擇I6.6支持絕緣子的選擇根據(jù)之前的計算可以得出：UQK=126.874KA/s都選擇型號稱之為稱之為ZNA-10的支持絕緣子：F1.73×M=型號為：ZNA-10的絕緣子，其機械破壞負荷的參數(shù)為375kg，能夠滿足變電站。7防雷保護7.1避雷針的選擇配置（1）對電壓110kV及以上屋外配電裝置，一般將避雷針直接放置在配電設備的外框架，對35—60kV，為避免與通信裝置之間產(chǎn)生反擊或閃絡的可能，通常使用獨立避雷針進行。（2）從避雷針與主接地網(wǎng)的底層連接處，至變壓器接電線與主接地網(wǎng)的底層連接處中間，沿連接體的高度不能低于十五m。（3）在變壓器的門型設計上，不設避雷針、避雷線。（4）單支避雷針的保護范圍。當hx≥1/2h時，rx=(h-hx)p；b.當hx≤1/2h時，rx=(1.5h-2hx)p式中:h:避雷針高度；hx:被保護物高度；ha：避雷針保護有效高度；p:避雷針高度影響系數(shù)。當h≤30m，p=1；當h>130m，p=55/√h。7.2避雷器的選擇配置避雷器額定電壓與系統(tǒng)額定電壓相同；滅弧電壓：在避雷器的安置位置出現(xiàn)最大導線對地電壓≤避雷器的最大滅弧電壓。。：非直接接地系統(tǒng)在20kV及以上為1.1，35kV及以上為1.0；直接接地控制系統(tǒng)為0.8。Um：最高運行線電壓（kV)非直接接地系統(tǒng)電壓不小于電氣設備最大運行接入電壓，在中性點附近直接接地的電網(wǎng)電流應取電氣設備最大運行接入電流的80%在110kV、35kV及接近1~2km變電站間相距的進線上架了避雷線，在低壓電側(cè)任一相繞組上均相應地安裝了一套避雷裝置型號，在110kV中性點安裝了氧化鋅避雷器型號Y1W5-73/200型，在110kV母線上安裝避雷器型號配置規(guī)格則為：Y10W5-108/281；在35kV配電母線上，加裝避雷器的配備型式為：HY5WZ1-51/134；在10kV配電母線上，加裝避雷器配備型式為:HY5WZ1-17/45。8總結(jié)本設計主要完成110kV配電系統(tǒng)的電氣設計。從安全性、可靠性、經(jīng)濟性等方面收集設備的基本信息，包括設備的地理位置、位置和各部件的容量，分析負荷數(shù)據(jù)和配電系統(tǒng)。綜合考慮后，確定各元件的主接線形式，計算變壓器的功率和型號，計算不同電氣設備的型號。根據(jù)計算出的各回路的最大連續(xù)電流和短路結(jié)果，最終確定供配電系統(tǒng)的繼電保護和防雷接地保護，從而完成了110kV變電站綜合自動化系統(tǒng)的電氣設計。通過此次設計，既保證變電站的供電安全，性能可靠，同時也保證檢修時的方便。通過本次設計對電氣主接線設計和選擇電氣設備時的條件有一定了解，更加熟悉本專業(yè)知識。參考文獻[1]楊楊.110kV變電站二次系統(tǒng)設計研究[D].華北電力大學（北京），2