110kV變電氣部分設計

牛志強

摘? 要：本設計是110kV降壓變電站設計，負荷性質為地區負荷。根據負荷性質和主接線方案的比較，確定了主接線形式及主變容量、臺數。根據所給系統參數計算系統阻抗及短路電流，并對主要電氣設備及導線進行了選擇和校驗。按常規無人值守站進行了保護配置。根據所給地形地理條件，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計。

關鍵詞：降壓變電站;主接線;無人值守

電力工業在社會主義現代化建設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越性，它可以方便地與其他能量相互轉換，可以經濟的遠距離輸送，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地用戶用電需求，決定新建一座110kV變電站，培養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合。通過此次設計，主要掌握發電廠和變電所電氣部分中各種電器設備和一、二次系統的接線和裝置的基本知識，并通過相應的實踐環節，掌握基本技能。

1.技術背景及設計依據

1.1電源情況

臨澤地區地方負荷增長很快，原來的供電方案已難以滿足當地用戶用電需求，急需新建一座110KV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業的持續發展。

建設規模：

（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Tmax=5600h，同時率取0.88，線路損耗取6%。

1.2負荷情況

該地區負荷發展情況：2001年為26823KW，2005年為37054KW，2012年為56111KW.

1.3設計內容及技術指標

1.確定主接線：根據設計任務書，分析原始資料與數據，列出技術上可能實現的

2—3個方案，經過技術經濟比較，確定最優方案。

2. 無功補償：根據功率因數要求，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、型號等。

4.短路電流計算：根據電氣設備選擇和繼電保護整定的需要，選擇短路計算點，繪制等值網絡圖，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.電氣設備的選擇：選擇開關柜、斷路器、隔離開關、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、電纜、避雷器等設備并進行相關校驗，選用設備的型號、數量匯總成設備一覽表;

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計

2.主要電氣設備的選擇

2.1變壓器選擇

第一，變壓器的容量和臺數的選擇。第二，根據變電站的實際情況，應根據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年的規劃負荷選擇。第四，根據電壓網絡的結構和變電站所帶的負荷的性質來確定主變的容量， 對于有重要用戶的變電站應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，應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，在中低壓側已構成環網的基礎上，變電所以裝設兩臺變壓器為宜。

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，類型和敷設的方式，導體的截面，電暈，熱穩定，動穩定，共振頻率。

導體截面選擇的原則：首先，應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，或根據全部的負荷進行選擇，此處應考慮到溫度對允許工作電流的影響。其次，按熱穩定來選擇母線的截面。再次。動穩定校驗（采用應力的計算方法）。最后，電暈校驗：110kV及其以上的線路發電廠變電站母線均應以當地氣象條件下晴天不出現 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定的環境溫度下，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時能通過的不妨礙其繼續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的性能。 額定短時耐受電流應等于額定短路開斷電流值。

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

（7）額定短路關合電流（峰值）。保證斷路器能關合短路而又不致于發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合電流。

3.繼電保護整定及配置

3.1 110kV母線保護

110kV系統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規程”有關條款進行。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，第一時限切母聯開關，第二時限切本側，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）.配備過負荷保護發信號

4. 防雷保護設計

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。它具有以下優點a.氧化鋅閥片有很好的非線性，使其結構簡單，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，結構簡單，特別適合于大規模自動化生產，造價低廉。由于氧化鋅避雷器具有上述一系列的優點，使它有很大的發展前途，是目前世界各國避雷器發展的主要方向。

根據行業標準《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。

參考文獻：

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