1、摘要由于电能不能大量储存，故发电厂生产电能和用户消耗是同时完成的，而大部分大型发电厂都远窗用户，且发电厂生产的电能用户又不能直接使用，所以只有经过变电站这个中间环节对发电厂生产的电能通过变压器升压和高压输电线路输送再通过若干次降压后用户方可使用，学习和了解变电站的结构和运行对电力资源的可持续发展是很有必要的。本次设计主要是对变电站进行电气一次部分的设计，通过对原始资料的分析，计算系统负荷，然后确定电气主接线，确定好电气主接线后选择变压器.之后再对短路电潦进行计算，通过短路电流计算的结果选择电气设备.关键词：变电站；电气主接线；电气设备1绪论11.I选题,意义11.1.1I1.OKV变电站的发展
2、现状与趋势1I.1.2IIOkV变电所的研究背景11.2原始资料及其分析11.2.1原始资料11.2.I原始资料分析22设计任务31. 1变电站电气设计的主要内容32. 2变电所的总体分析及主变选择32.3电气主接线的选择33电气主接线设计43.1对电气主接线的基本要求43. 1.1可养性43. 1.2灵活性43. 1.3经济性53. 1.4电气主接线的基本原则53. 2各种接线形式53. 3电气主接线方案确定93. 3.1IOkYEa气主接线93. 3.235kY电气主接线93. 3.3I1.OKV电气主接线104变电所用电设计124.1设计基本原则124. 2所用变容量:型式的确定124.
3、 3所用电接线方式确定124. 4饴用电源自动投入装置135主变压选型155. 1变压器的选择151.1.1 变压器数量的选择155. 1.2变压器容量的选择156短路电流的计算165.1 短路电流的概述166. 2短路类型166. 3短路计算步骤167电气设备的选型177.1主要电气设备选择基本原则177.2按正常工作条件选择电气设备17工3主要电气设备的选择1873.1主要电气设备的参数187. 3.2高压断路器的选择1973.3隔离开关的选择2073.4各级电压母线的选择217. 3.5电流互感器的配置和选择217. 3.6电压互感器的配置和选择227. 3.7各主要电气设备选择结果一览
4、表248设计成果25总结26致谢27参考文献271绪论1.1 选题意义1.1.1 WOKV变电站的发展现状与趋势随着我国小城市和西部地区经济的不断发展，对电能资源的要求也越来越高，西部主要是高原地带，在高海拔的条件下，农村现有的变电技术远达不到经济的快速发展，这也在一定程度上膨响了西部地区和中小城市变电技术的推广和应用技术的深化。因此，方面需要创造条件有针对性地提高对小城市以及农村的变电站的建设，加强专业知识的培训来提高变电技术：另一方面，可以以此为媒介积极开展技术交流，通过实践去体验、探索。当今世界各方面因素正冲击着全球电力工业，在国外变电所技术有十分剧烈的竞争，而世界范围内的变电所都采用J
5、新技术：其次，不同的环境要求给所有的电力供应商增加了额外的责任，使电力自动化设备尤其是高压大功率变电站的市场开发空间大大拓展。另外高压变电所的圾终用户对变电站的自动控制、节能、环保意识越来越强烈，迫使其上游提供拧尤其是系统集成商更加重视地区性电能分配技术方面的需要，所以变电所在世界上飞速的发展，从而要求我国变电技术。1.1.2 I1.OkV变电所的研究背景UOkV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、槎定、灵活和经济运行，为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可苑性和电能质量。1.2 原始资料及其分析1.2.1 原始资料变电
6、所类型：地方降质变电所1 .电压等级：11035IOkV2 .负荷情况：(1)变电所用电率：2%(2) 1OkV侧负荷:最大20MW,最小15MW,年最大利用小时数5000小时，Cosa=O.85,其中70%负荷为一、二类负荷:(3)35kV侧负荷:最大36MW,最小30明年最大利用小时数5000小时,CoSa=O.85,其中70%负荷为一、二类负荷。3 .出线回路：(1) 35kV系统：出线6回:(2) IOkV系统：出线8回。4 .系统情况：(1)IIOkY系统进线两回：(2)系统总容量1500MVo5 .环境条件：(1)当地年最高温度35度，年最低温度75度，最热月平均温度22度：(2)
7、当地海拔高度850米,年雷暴日数为40日；(3) 十壤电阻率：P/,电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热槎定校验，校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。C3）熔断器保护的电器可不校验热稳定。（4）短路的热稔定条件IQ0=Q=%(。以+/：.)式(7.1)QW在计算时间ts内，短路电流的热效应，/,t杪内设备允许通过的热稳定电流有效值，7设备允许通过的热稳定电流时间,校验短路热稳定所用的计算时间了,按下式(7.2)计算FF式62)式中1.是维电保护装匿动作时间，八，是断路的全分闸时间。(5)动稳定校验电动力槎定是导体和电涔承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。满足动稳定的条件是：i
8、户1.或晨式(7.3)j/.一一短路冲击电潦幅值及其有效值匚/“一一允许通过动稳定电流的幅值和有效值(6)绝缘水平：在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性“接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。由于变压器短时过我能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。而压电器没有明确的过栽能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。7.3.2高压断路器的选择(1)作用：高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中最重要。(2)选择断路器时应满足以卜.基本要求：在合间运行时应为良导
9、体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具仃足够的热稳定性和动稳定性。在跳闸状态下应具有乩好的绝缘性。应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简维、体积小、重量轻、安装维护方便。考虑到可弁性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标，且由丁SF6断路器以成为超而压和特而压唯一有发展前途的断路器.故在UOKV侧采用六氨化硫断路器，我灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而11使用可轼，不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁不作、使用寿命和检修周期长、开距短,灭邨室小巧精确，所须的
10、操作功小，动作快，燃孤时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大任使用于35KV及以下的电压等级中。所以，35KY侧和IOKV侧采用真空断路器.又根据最大持续工作电流及短路电流得知表7.2所示。表7.2电气设计各电压等t的新路备隹散电压等级型号额定电压额定电流/r/；动卷定电流HOKVIJ14-110HOKV31500A31.531.5180KA35KVZN23-3535KV1600A2525263KAIOKVZN-IOIOKV600A8.7KA7.3.3隔离开关的选择隔离开关是而压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源
11、进行倒闸操作的,还可以拉、合小电潦电路。选择隔离开关时应满足以下基本要求：(1)隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。(2)隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距高，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。(3)隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。(4)隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。C5)隔离开关的结构简单，动作要可靠。(6)带有接地刀闸的隔离开关,必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。乂根据最大持续工作电流及短路电流得知表7.3所示。表73电气设计各电压等线隔
12、离开关的参故电压等或型号额定电压额定电流动稳定电流UOKVGM4-110G1IOKV10008035KYG4-3535KV100050IOKVGN8-10IOKV600A757. 3.4各级电压母线的选择1 .选择配电装置中各级电压母线，主要应考虑如下内容：（1）选择母线的材料，结构和排列方式：（2）选择母线截面的大小：（3）检验母线短路时的热稳定和动稔定：（4）对35kV以上母线，应检验它在当地睹天气象条件卜.是否发生电晕：（5）对于重要母线和大电流母线，由于电力网母线振动，为避免共振，应校验母线臼振频率。UokV母线一般采用软导体型式。指导书中已将导线形式告诉为1.GJQ-150的加强里钢
13、芯铝线线。根据设计要求，35KV母线应选硬导体为宜。1.GJ-185型钢芯铝绞线即满足热稳定要求，同时也大于可不校验电量的最小导体1.GJ-70,故不进行电量校验。本变电所IOKV的最终回路较多，因此IOKV母线应选硬导体为宜。故所选1.GJ150型钢芯信绞线满足热稳定要求，则同时也大于可不校验电量的最小导体1.GJ-70,故不进行电量校验。2 .绝缘子和穿墙套管的选择，在发电厂变电站的各级电压配电装置中，而压电器的连接、固定和绝缘，是由导电体、绝缘子和金具来实现的。所以，绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度，耐热、耐潮湿。选择户外式绝缘了可以增长沿面放电距离，并能在雨天阻断水流，以保证绝缘子
14、在恶劣的气候环境中可靠的工作。穿墙套管用于母线在屋内穿过墙壁和天花板以及从屋内向屋外穿堵时使用，635KV为赞绝缘.60220KV为油浸纸绝缘电容式。7. 3.5电流互感器的配置和选择1 .技术条件要求：(1)正常工作条件：一次回路电流，一次回路电压，二次回路电流，二次回路电压，二次侧负荷,准确度等级，要符合要求。(2)短路稳定性：动稳定倍数，热稳定倍数.(3)承受过电压能力：绝缘水平，泄露比距。C4)环境条件：环境温度,最大风速，相对湿度。2 .型式选择：35kV以下的屋内配电装置的电流互感器，根据安装使用条件及产品情况，采用毙绝结构或树脂浇注绝缘结构。35kV以上配电装置一般采用油浸式绝缘
15、结构的独立式电流互感器，在有条件时，如【可路中有变压器套管，穿墙套管，应优先采用食管电流互感耦，以节约投资，减少占地。UoKV侧CT的选择，根据设计手册35KV及以上配电装置-般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感罂常用1.(C)系列。出线(WeT采用户外式，用于表计测量和保护装阻的需要准确度。电潦互感器用于测量、时，其一次额定电流尽量选择得比回路中正常工作电流的1/3左右以保证测量仪表的最佳工作、并在过负荷时使仪表有适当的指标，如表7.4所示。表7.4电气设计各电压等级电流互感各的型号电压等级型号I1.OKV1.CWB-I1.O35KV1XZ-35IOKVIJHC-IO7. 3.6电压互感
16、器的配犬和选择1 .技术条件(D正常工作条件：一次回路电压，一次回路电流，二次负荷，准确度等级，机械负荷。(2)承受过电压能力一一绝缘水平，泄露比距。2 .环境条件：环境温度，最大风速，相对湿度，海拔高度，地震烈度。3 .型式选择：1.620kV配电装置般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜中或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构.当需要零序电压是，一般采用三相五住电压互感涔。2.35-I1.OkV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感罂。UOkV侧PT的选择，电力工程电气设计手册248页,35-1IOKV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电式互感器，接在I1.OKV及以上线路侧的也压互
17、感器，当线路上装有载波通讯，应尽量与耦合电容器结合。统一选用电容式电压互感器，35KY及以上的户外装置,电压互感胧都是单相的出线侧FT是当首端有源时，为监视线路有无电压进行同期和设置重合闸，电压互感器型号如表7.5所示。表7.5各电任等以电压互感器列举型号额定电压V)二次绕组额定输出(V)电容贵载波一次绕m二次绕组剧余电压绕m0.5级1级高压电容中压电容鹃合电容YDR-I1.O110000/3100/3100150VA300VA12.550104 .准确度为：电压互感器按一次回路电压、二次电压、安装地点二次负荷及准确等级要求进行选择，所以选用YDR-UO型电容式电压互感器，35kV母线PT选择
18、3511KV配电装置安装台单相电压互感器用于测知和保护装置“选四台单相带接地保护油浸式TDJJ-35型PT参数选用户内式如表7.6所示。表7.6单相带接地保护油浸式TDJJ35曼PT短效型号一次绕缎二次绕组剩余电压绕组接线方式DJJ-3535000/3100/3100/3Y5 .准确度测量准确度测量计穿与保护用的电压互感器，其二次侧负荷较小，一般满足准确度要求，只有二次侧用作控制电源时才校验准确度，此处因有电度表故选编0.5级。FT与电网并联,当系统发生短路时，PT本身不遭受短路电流作用,因此不校验热稳定和动稳定。7.3.7各主要电气设备选择结果一览表表7.7电气设计对应电压寻级下各主要电气设备的型号压等级电气设I1.OKV35KVIOKV高压断路器1.WM-I1.OZN23-35ZN-IO隔离开关GW1.-11OGGW4-35GN8-I0电流互感器1.O1.B-I1.O1.CZ-351.MC-IO电压互感器YYDR-I1.OD-35FSW-IO绝子ZSB-HOZSI-35/400ZSW-10/500母线1.GQ-1501.G-1851.G-150主变压器SFSZ9-50000-110站用变压涔S9-200/10
