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1、 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 專 科 生 畢 業(yè) 大 作 業(yè) 題 目：110kV變電站

2、一次部分設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)中心： 層 次： 專 業(yè)： 年 級： 學(xué) 號： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 年 月 日 內(nèi)容摘要 變電站是電力系統(tǒng)的一部分，其功能是變換電壓等級、匯集配送電能，主要包括

3、變壓器、母線、線路開關(guān)設(shè)備、建筑物及電力系統(tǒng)安全和控制所需的設(shè)施。 電力工業(yè)是關(guān)系國家能源戰(zhàn)略安全的行業(yè)，將進(jìn)一步優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時在線檢測、狀態(tài)檢修的功能，極大地提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平，對建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)具有極為重要的意義。 關(guān)鍵詞：變電站；變壓器；斷路器；防雷裝置 目 錄 內(nèi)容摘要 1 引言 1 第一章 變電站的介紹及110KV變電站的介紹 1 1.1變電站的分類有如下幾種： 1 1.2 變電站安裝位置及優(yōu)點(diǎn) 2 1.3 110KV變電站的特點(diǎn) 2 1.

4、4 變電站設(shè)計(jì)意義 2 1.5 110kV智能箱式變電站設(shè)計(jì) 3 1.6 初選型號為SFS9—6300/110的變壓器原因： 3 第二章 電氣主接線 4 2.1 斷路器與隔離開關(guān)的選擇 4 2.2 110KV變電站主變壓器的選擇 4 2.3 110KV配電裝置電氣接線 5 2.4 110KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 5 2.5 單母線分段接線和雙母線接線 6 第三章 冷卻調(diào)節(jié) 7 3.1冷卻方式 7 第四章 變電站的防雷與接地 8 4.1變電站的保護(hù) 8 4.2接地保護(hù) 8 參考文獻(xiàn) 10 引言 近十幾年來，我國電力工業(yè)發(fā)展迅速。雖然

5、供電緊張的情況已經(jīng)基本上不復(fù)存在，但是電力工業(yè)的發(fā)展還需要進(jìn)一步的加強(qiáng)。各地區(qū)確實(shí)都興建了為數(shù)不少的變電站，這些新站自動化程度高，甚至無需看守；可是，變電站內(nèi)設(shè)備眾多，安全問題也屢見不鮮，投資與收益往往令人擔(dān)心，因此對未來變電站的設(shè)計(jì)應(yīng)該向經(jīng)濟(jì)和安全的路線走下去。 　　 　　本文對不同種類變電站的各特點(diǎn)進(jìn)行介紹，及對其進(jìn)行接線和對其進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)，希望可以設(shè)計(jì)出較為完美的變電站。 第一章 變電站的介紹及110KV變電站的介紹 1.1變電站的分類有如下幾種： 1.1.1 電站在電力系統(tǒng)中的地位及優(yōu)點(diǎn)： (1)

6、系統(tǒng)樞紐變電站。優(yōu)點(diǎn)： 容量大，供電范圍廣。 (2)地區(qū)一次變電站。 優(yōu)點(diǎn)： 容量較大，出線回路數(shù)較多，對供電的可靠性要求也比較高。 (3)地區(qū)二次變電站。 優(yōu)點(diǎn)： 全站停電后，本地區(qū)中斷供電。 (4)終端變電站。優(yōu)點(diǎn)：在輸電線路終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，經(jīng)降壓后直接向用戶供電，全站停電后，只是終端用戶停電。 1.2 變電站安裝位置及優(yōu)點(diǎn) (1)室外變電站。優(yōu)點(diǎn)：建筑面積小，建設(shè)費(fèi)用低，電壓較高的變電站一般采用室外布置。 (2)室內(nèi)變電站。優(yōu)點(diǎn)：占地面積小。 (3)地下變電站。優(yōu)點(diǎn)：占地少，不用人值班。 (4)箱式變電站。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、可靠性高、安裝方便。 (5)移動

7、變電站。優(yōu)點(diǎn)：能隨時隨地使用,方便實(shí)用。 1.3 110KV變電站的特點(diǎn) (1) 新建的110KV變電所多為終端變電所，主接線大多采用單母線分段接線或內(nèi)橋接線。 (2) 市區(qū)新建的110KV變電所布置方式基本為半戶內(nèi)布置方式或全戶布置方式。 (3) 新建變電所都采用分層分布式綜合自動化系統(tǒng)，實(shí)行無人值班、少人值守管理。 1.4 變電站設(shè)計(jì)意義 當(dāng)今人口爆炸的社會中，人均土地資源越來越珍貴，經(jīng)濟(jì)越來越被人們所重視，人們的安全意識也越來越強(qiáng)，所以在未來的日子里主要發(fā)展趨勢應(yīng)該向箱工變電站的方向進(jìn)。但同時也注重其設(shè)計(jì)的靈活性，方便性。 1.5 110kV智能箱

8、式變電站設(shè)計(jì) （1）原則 1)設(shè)備可靠，免維護(hù)設(shè)計(jì) 。 2)變電站造價低，性價比高 。 3)施工周期短，見效快 。 4)箱式變電站結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。 5)便于變電站的集中維護(hù)與管理 。 （2）產(chǎn)品特點(diǎn)與特色 1)變電站實(shí)現(xiàn)“五無”。 無房、無圍墻、無電纜溝、無架構(gòu)、無人值守 2)變電站建設(shè)工廠化 。箱式變電站適用于礦山、工廠企業(yè)、油氣田和風(fēng)力發(fā)電站，它替代了原有的土建配電房，配電站，成為新型的成套變配電裝置。 3)戶外式安裝 。能隨時隨地使用。 4)高可靠性免維護(hù)設(shè)計(jì) 。采用綜合自動化、微機(jī)控制保護(hù)、監(jiān)控系統(tǒng)均采用數(shù)字式微

9、機(jī)保護(hù)裝置。 5)經(jīng)濟(jì)，靈活，安全。 1.6 初選型號為SFS9—6300/110的變壓器原因： 1） 安全，不易燃燒，防火可直接安裝在負(fù)荷中心，其安全性易被人們所接受。 2） 安裝簡單，運(yùn)行成本低，符合人們的經(jīng)濟(jì)消費(fèi)觀念。 3） 防潮性好，可在100%濕度下正常運(yùn)行。 4） 損耗低，噪聲小，不會對周圍的居民造成影響。 5） 散熱好，過載能力強(qiáng)，安全性高。 6） 體積小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會占用較大的空間。 第二章 電氣主接線 2.1 斷路器與隔離開關(guān)的選擇 高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)設(shè)備，它既可以在正常情況下接通或斷開電路，又可以在

10、系統(tǒng)故障的情況下自動迅速地斷開電路。高壓斷路主要功能是： 正常運(yùn)行倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運(yùn)行，起著控制作用。當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能迅速切除故障回路，保證無故障部分正常運(yùn)行，起著保護(hù)作用。 高壓斷路器是開關(guān)電器中功能最為完善的一種設(shè)備，其最大特點(diǎn)是能斷開電器中負(fù)荷電流和短路電流。 2.2 110KV變電站主變壓器的選擇 主變壓器選擇： (1)應(yīng)選用有載調(diào)壓變壓器，調(diào)壓分接頭范圍: 11081.5%/10.5kV或11081.5%/11kV。 (2)阻抗電壓百分比及允許偏差:普通變壓器105% ；高阻抗變壓器145%～175%。 2.2.1

11、變電站主變壓器容量和臺數(shù)的選擇 變電站主變壓器容量和臺數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)SDJ 161《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定和審批的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)決定。凡裝有兩臺（組）主變壓器的變電站，其中一臺（組）事故停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該站全部負(fù)荷的80％，同時考慮下一電壓等級網(wǎng)絡(luò)的支持，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證對所有用戶的供電。凡裝有三臺（組）及以上主變壓器的變電站，其中一臺（組）事故停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證對該站全部負(fù)荷的正常供電。 在用的主要有31.5MVA、40MVA、50MVA、63 MVA四種規(guī)格。 變電站主變終期規(guī)模宜按以下確定： 2.2.2 110k

12、V變電站 A類供電區(qū)采用3～4臺主變壓器，單臺容量宜為50、63MVA B類供電區(qū)采用3臺主變壓器，單臺容量宜為40、50MVA。 C類供電區(qū)采用2～3臺主變壓器，單臺容量宜為31.5、40MV 2.3 110KV配電裝置電氣接線 (1)110kV配電裝置一般采用雙母線(單或雙分段)接線，當(dāng)線路、變壓器連接元件總數(shù)少于6回時，宜采用單母線接線；元件總數(shù)為6回及以上時，宜采用雙母線接線； (2)當(dāng)為了限制110kV母線短路電流或滿足系統(tǒng)分區(qū)運(yùn)行要求時，亦可考慮采用雙母線分段接線； (3)對于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較薄弱的110kV配電裝置或無條件停電檢修的情況，可采用雙母線帶旁路母線接線，主

13、變壓器回路宜接入旁路母線。 2.4 110KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 2.4.1 為保證電氣設(shè)備和母線檢修安全，選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘。 2.4.2 這個隔離開關(guān)安裝在戶外，因此也要選擇戶外式。 2.4.3 這個回路額定電壓為110KV，所以選的隔離開關(guān)額定電壓就應(yīng)該大于或等于110KV，且隔離開關(guān)的額定電流大于流過斷路器的最大電流 2.4.4 初選GW4—110D型單接地高壓隔離開關(guān)其主要技術(shù)參數(shù)如下 2.4.5 校驗(yàn)所選的隔離開關(guān) （1） 動穩(wěn)定校驗(yàn) 動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值即55kA 流過這個斷路器的短路沖擊電流18.54KA.S 即55KA＜18.

14、54KA.S動穩(wěn)定要求滿足。 （2） 熱穩(wěn)定檢驗(yàn) 斷路器允許熱效應(yīng) 短路熱效應(yīng) 熱穩(wěn)定滿足要求。 經(jīng)以上校驗(yàn)可知，所選隔離開關(guān)滿足要求，因此確定選用GW4-110D型高壓隔離開關(guān)。 2.5 單母線分段接線和雙母線接線 由于變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長而擬建的。那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。變電站110KV側(cè)和10KV側(cè)，均為單母線分段接線。110KV~220KV出線數(shù)目為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上的配電裝置，在采用單母線、分段單母線或雙母線的35KV~110KV系統(tǒng)中，當(dāng)不允許停

15、電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路母線。 2.5.1 110KV電氣主接線單線 圖2.5.1單母線分段帶旁母接線 (1)單母線分段帶旁母接線的技術(shù)特點(diǎn) 1)簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 2)可靠性、靈活性差 3)旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 (2)單母線分段帶旁母接線的經(jīng)濟(jì)特點(diǎn) 1)設(shè)備少、投資小 2)用母線分段斷路器兼作旁路斷路器 2.5.2 110KV電氣主接線雙線 圖2.5.2雙母線帶旁路母線接線 (1)雙母線帶旁路母

16、線接線的技術(shù)特點(diǎn) 1)提高供電可靠性，便于斷路器檢修時供電 2)檢修任意母線，不會停止對用戶的供電 3)運(yùn)行調(diào)度靈活，通過到閘操作可形成不同的運(yùn)行方式，倒匝操作要遵守“先合后斷”順序 (2)雙母線帶旁路母線接線的經(jīng)濟(jì)特點(diǎn) 1)占地大、設(shè)備多、投資大 2)母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器 第三章 冷卻調(diào)節(jié) 3.1冷卻方式 3.1.1油浸自冷式 油浸自冷式就是以油的自然對流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對流傳導(dǎo)將熱量散發(fā)，它沒有特別的冷卻設(shè)備。 3.1.2油浸風(fēng)冷式 油浸風(fēng)冷式是在油浸自冷式的基礎(chǔ)上，在油箱壁或散熱管上加裝風(fēng)扇，利用吹風(fēng)機(jī)幫助冷卻，

17、加裝風(fēng)冷后可使變壓器的容量增加30%~35%。 3.1.3強(qiáng)迫油循環(huán)式 強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式，又分強(qiáng)油風(fēng)冷和強(qiáng)油水冷兩種。它是把變壓器中的油，利用油泵打入油冷卻器后再復(fù)回油箱。油冷卻器做成容易散熱的特殊形狀，利用風(fēng)扇吹風(fēng)或循環(huán)水作冷卻介質(zhì)，把熱量帶走。這種方式若把油的循環(huán)速度比自然對流時提高3倍，則變壓器可增加容量30%。 第四章 變電站的防雷與接地 4.1變電站的保護(hù) 4.1.1雷電的危害 雷電的破壞作用主要是雷電流引起的。雷電流是一種幅值很大、陡度很高的沖擊波電流。由雷電產(chǎn)生的過電壓，其電壓幅值可高達(dá)億伏，電流幅值可高達(dá)幾十萬安培，對工廠供電系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)

18、備和建筑物都會造成很大危害。雷電所造成的危害主要通過直擊雷、感應(yīng)雷和雷電波侵入來實(shí)現(xiàn)。 4.1.2防雷裝置 防直擊雷采用的措施是引導(dǎo)雷云與避雷裝置之間放電，使雷電流迅速泄入大地，從南而保護(hù)建（構(gòu)）筑物免受雷擊。防直擊雷的避雷裝置有避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷線等。 防止由于雷電感應(yīng)在建筑物上聚集電荷的方法是在建筑物上設(shè)置收集并泄放電荷的裝置。如避雷帶、避雷網(wǎng)。防止建筑物內(nèi)金物上雷電感應(yīng)的方法是將金屬設(shè)備、管道等金屬物上雷電感應(yīng)的方法是將金屬設(shè)備、管道等金屬物均通過接地裝置與大地用可靠的連接，以便將雷電感應(yīng)電荷立即引入大地，避免雷害。 防止雷電波沿供電線路侵入建筑

19、物內(nèi)行之有效方法是利用避雷器將雷電波引入大地，以免危及電氣設(shè)備。 4.2接地保護(hù) 4.2.1接地保護(hù)的三種類型 （1） IT系統(tǒng)。IT系統(tǒng)是在中性點(diǎn)不接地的三相三線系統(tǒng)中采用的保護(hù)接地方式，電氣設(shè)備的不帶電金屬部分直接經(jīng)接地體接地，如圖4.2.1（A）所示。 圖4.2.1(A)低壓配電的IT系統(tǒng) TN—S系統(tǒng)：配電線路中線N與保護(hù)線PE分開，電氣設(shè)備的金屬外殼接在保護(hù)線PE上，如圖4.2.1(B)（b）所示。在正常情況下，PE線上沒有電流流過，不會對在PE線上的其它設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。這種接線適用于環(huán)境條件較差、安全可靠要求較高以及設(shè)備對電磁干擾要

20、求較嚴(yán)的場所。 TN—C—S系統(tǒng)：該系統(tǒng)是TN—C與TN—S系統(tǒng)的綜合。電氣設(shè)備大部分采用TN—C系統(tǒng)接線，在設(shè)備有特殊要求的場合，局部采用專設(shè)保護(hù)線接成TN—S形式，如圖4.2.1(B)(c)所示。 圖4.2.1(B)TN—S系統(tǒng)和 TN—C—S系統(tǒng) 4.2.2重復(fù)接地 如不重復(fù)接地，則當(dāng)PE線或PEN線斷線且有設(shè)備發(fā)生單相接地故障時，接在斷線后面的所有設(shè)備外露可導(dǎo)電部分都將呈現(xiàn)接近于相電壓，如圖4.2.2(a)所示，這是很危險的。如進(jìn)行了重復(fù)接地，如圖4.2.2(b) 所示，則當(dāng)發(fā)生同樣故障時，斷線后面的設(shè)備可導(dǎo)電部分對地電壓遠(yuǎn)

21、遠(yuǎn)小于相電壓，危險程度大大降低。 圖4.2.2重復(fù)接地功能示意 (1)沒有重復(fù)接地的系統(tǒng) (2)采用重復(fù)接地的系統(tǒng) 《易經(jīng)》上曾提到，“云從龍，風(fēng)從虎”，神龍擺尾將風(fēng)起云涌，英雄匯集。作為電力行業(yè)專屬顧問，遠(yuǎn)光將繼續(xù)不斷通過“精耕細(xì)作”，提供越來越多的產(chǎn)品和服務(wù)，滿足不斷變化的客戶管理需求，有效推動電力企業(yè)信息化進(jìn)步、技術(shù)革新、管理升級，引領(lǐng)中國電力行業(yè)管理軟件的發(fā)展潮流。 參考文獻(xiàn) [1] 高翔.數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù).北京：中國電力出版社，2008 [2] 趙衛(wèi)霞.關(guān)于數(shù)字化變電所的思考.云南電力技術(shù).2008年6月，第36卷. [3]張勁松，俞建育.電子式電壓互感在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用.華東電力.2009年8月，第37卷第8期 [4]羅時俊，董偉明.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)配置.江西電力.2009年第3期，第33卷. [5]馬永翔，李潁峰.發(fā)電廠變電所電氣部分.北京：中國林業(yè)出版社，2010 14