網(wǎng)絡教育學院專 科 生 畢 業(yè) 大 作 業(yè) 題 目：110kV變電站一次部分設計 學習中心： 層 次： 專 業(yè)： 年 級： 學 號： 學 生： 指導教師： 完成日期： 年 月 日內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，主要包括變壓器、母線、線路開關設備、建筑物及電力系統(tǒng)安全和控制所需的設施。 電力工業(yè)是關系國家能源戰(zhàn)略安全的行業(yè)，將進一步優(yōu)化資源配置，實現(xiàn)實時在線檢測、狀態(tài)檢修的功能，極大地提高電網(wǎng)安全運行水平，對建設堅強智能電網(wǎng)具有極為重要的意義。關鍵詞：變電站；變壓器；斷路器；防雷裝置 目 錄內容摘要1引言1第一章 變電站的介紹及110KV變電站的介紹11.1變電站的分類有如下幾種：11.2 變電站安裝位置及優(yōu)點21.3 110KV變電站的特點21.4 變電站設計意義21.5 110kV智能箱式變電站設計31.6 初選型號為SFS96300/110的變壓器原因：3第二章 電氣主接線42.1 斷路器與隔離開關的選擇42.2 110KV變電站主變壓器的選擇42.3 110KV配電裝置電氣接線 52.4 110KV側隔離開關的選擇52.5 單母線分段接線和雙母線接線6第三章 冷卻調節(jié)73.1冷卻方式7第四章 變電站的防雷與接地84.1變電站的保護84.2接地保護8參考文獻10 引言近十幾年來，我國電力工業(yè)發(fā)展迅速。雖然供電緊張的情況已經(jīng)基本上不復存在，但是電力工業(yè)的發(fā)展還需要進一步的加強。各地區(qū)確實都興建了為數(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，變電站內設備眾多，安全問題也屢見不鮮，投資與收益往往令人擔心，因此對未來變電站的設計應該向經(jīng)濟和安全的路線走下去。本文對不同種類變電站的各特點進行介紹，及對其進行接線和對其進行保護設計，希望可以設計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：(1)系統(tǒng)樞紐變電站。優(yōu)點： 容量大，供電范圍廣。(2)地區(qū)一次變電站。 優(yōu)點： 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： 全站停電后，本地區(qū)中斷供電。(4)終端變電站。優(yōu)點：在輸電線路終端，接近負荷點，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(1)室外變電站。優(yōu)點：建筑面積小，建設費用低，電壓較高的變電站一般采用室外布置。(2)室內變電站。優(yōu)點：占地面積小。(3)地下變電站。優(yōu)點：占地少，不用人值班。(4)箱式變電站。優(yōu)點：結構緊湊、占地少、可靠性高、安裝方便。(5)移動變電站。優(yōu)點：能隨時隨地使用,方便實用。 1.3 110KV變電站的特點(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橋接線。(2) 市區(qū)新建的110KV變電所布置方式基本為半戶內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)，實行無人值班、少人值守管理。 1.4 變電站設計意義 當今人口爆炸的社會中，人均土地資源越來越珍貴，經(jīng)濟越來越被人們所重視，人們的安全意識也越來越強，所以在未來的日子里主要發(fā)展趨勢應該向箱工變電站的方向進。但同時也注重其設計的靈活性，方便性。 1.5 110kV智能箱式變電站設計（1）原則 1)設備可靠，免維護設計 。 2)變電站造價低，性價比高 。 3)施工周期短，見效快 。 4)箱式變電站結構緊湊，占地面積小。 5)便于變電站的集中維護與管理 。（2）產(chǎn)品特點與特色 1)變電站實現(xiàn)“五無”。 無房、無圍墻、無電纜溝、無架構、無人值守 2)變電站建設工廠化 。箱式變電站適用于礦山、工廠企業(yè)、油氣田和風力發(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)高可靠性免維護設計 。采用綜合自動化、微機控制保護、監(jiān)控系統(tǒng)均采用數(shù)字式微機保護裝置。 5)經(jīng)濟，靈活，安全。 1.6 初選型號為SFS96300/110的變壓器原因：1） 安全，不易燃燒，防火可直接安裝在負荷中心，其安全性易被人們所接受。2） 安裝簡單，運行成本低，符合人們的經(jīng)濟消費觀念。3） 防潮性好，可在100%濕度下正常運行。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，安全性高。6） 體積小，結構穩(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)的重要開關設備，它既可以在正常情況下接通或斷開電路，又可以在系統(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： 正常運行倒換運行方式，把設備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起著控制作用。當設備或線路發(fā)生故障時，能迅速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起著保護作用。 高壓斷路器是開關電器中功能最為完善的一種設備，其最大特點是能斷開電器中負荷電流和短路電流。2.2 110KV變電站主變壓器的選擇主變壓器選擇：(1)應選用有載調壓變壓器，調壓分接頭范圍: 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 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，應根據(jù)SDJ 161電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程規(guī)定和審批的電力系統(tǒng)規(guī)劃設計決定。凡裝有兩臺（組）主變壓器的變電站，其中一臺（組）事故停運后，其余主變壓器的容量應保證該站全部負荷的80，同時考慮下一電壓等級網(wǎng)絡的支持，在計及過負荷能力后的允許時間內，應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）事故停運后，其余主變壓器的容量應保證對該站全部負荷的正常供電。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 110kV變電站A類供電區(qū)采用34臺主變壓器，單臺容量宜為50、63MVAB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23臺主變壓器，單臺容量宜為31.5、40MV2.3 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)當為了限制110kV母線短路電流或滿足系統(tǒng)分區(qū)運行要求時，亦可考慮采用雙母線分段接線；(3)對于電網(wǎng)結構比較薄弱的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，主變壓器回路宜接入旁路母線。2.4 110KV側隔離開關的選擇2.4.1 為保證電氣設備和母線檢修安全，選擇隔離開關帶接地刀閘。2.4.2 這個隔離開關安裝在戶外，因此也要選擇戶外式。2.4.3 這個回路額定電壓為110KV，所以選的隔離開關額定電壓就應該大于或等于110KV，且隔離開關的額定電流大于流過斷路器的最大電流2.4.4 初選GW4110D型單接地高壓隔離開關其主要技術參數(shù)如下2.4.5 校驗所選的隔離開關（1） 動穩(wěn)定校驗動穩(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55KA18.54KA.S動穩(wěn)定要求滿足。（2） 熱穩(wěn)定檢驗 斷路器允許熱效應 短路熱效應 熱穩(wěn)定滿足要求。 經(jīng)以上校驗可知，所選隔離開關滿足要求，因此確定選用GW4-110D型高壓隔離開關。 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)展和負荷增長而擬建的。那么其負荷為地區(qū)性負荷。變電站110KV側和10KV側，均為單母線分段接線。110KV220KV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35KV110KV系統(tǒng)中，當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路母線。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特點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)濟特點1)設備少、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)雙母線帶旁路母線接線的技術特點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)運行調度靈活，通過到閘操作可形成不同的運行方式，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)濟特點1)占地大、設備多、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將熱量散發(fā)，它沒有特別的冷卻設備。 3.1.2油浸風冷式 油浸風冷式是在油浸自冷式的基礎上，在油箱壁或散熱管上加裝風扇，利用吹風機幫助冷卻，加裝風冷后可使變壓器的容量增加30%35%。 3.1.3強迫油循環(huán)式 強迫油循環(huán)冷卻方式，又分強油風冷和強油水冷兩種。它是把變壓器中的油，利用油泵打入油冷卻器后再復回油箱。油冷卻器做成容易散熱的特殊形狀，利用風扇吹風或循環(huán)水作冷卻介質，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，其電壓幅值可高達億伏，電流幅值可高達幾十萬安培，對工廠供電系統(tǒng)、生產(chǎn)設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、感應雷和雷電波侵入來實現(xiàn)。4.1.2防雷裝置 防直擊雷采用的措施是引導雷云與避雷裝置之間放電，使雷電流迅速泄入大地，從南而保護建（構）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。 防止由于雷電感應在建筑物上聚集電荷的方法是在建筑物上設置收集并泄放電荷的裝置。如避雷帶、避雷網(wǎng)。防止建筑物內金物上雷電感應的方法是將金屬設備、管道等金屬物上雷電感應的方法是將金屬設備、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物內行之有效方法是利用避雷器將雷電波引入大地，以免危及電氣設備。4.2接地保護4.2.1接地保護的三種類型（1） IT系統(tǒng)。IT系統(tǒng)是在中性點不接地的三相三線系統(tǒng)中采用的保護接地方式，電氣設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)TNS系統(tǒng)：配電線路中線N與保護線PE分開，電氣設備的金屬外殼接在保護線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備對電磁干擾要求較嚴的場所。 TNCS系統(tǒng)：該系統(tǒng)是TNC與TNS系統(tǒng)的綜合。電氣設備大部分采用TNC系統(tǒng)接線，在設備有特殊要求的場合，局部采用專設保護線接成TNS形式，如圖4.2.1(B)(c)所示。 圖4.2.1(B)TNS系統(tǒng)和 TNCS系統(tǒng)4.2.2重復接地 如不重復接地，則當PE線或PEN線斷線且有設備發(fā)生單相接地故障時，接在斷線后面的所有設備外露可導電部分都將呈現(xiàn)接近于相電壓，如圖4.2.2(a)所示，這是很危險的。如進行了重復接地，如圖4.2.2(b) 所示，則當發(fā)生同樣故障時，斷線后面的設備可導電部分對地電壓遠遠小于相電壓，危險程度大大降低。 圖4.2.2重復接地功能示意(1)沒有重復接地的系統(tǒng)(2)采用重復接地的系統(tǒng)易經(jīng)上曾提到，“云從龍，風從虎”，神龍擺尾將風起云涌，英雄匯集。作為電力行業(yè)專屬顧問，遠光將繼續(xù)不斷通過“精耕細作”，提供越來越多的產(chǎn)品和服務，滿足不斷變化的客戶管理需求，有效推動電力企業(yè)信息化進步、技術革新、管理升級，引領中國電力行業(yè)管理軟件的發(fā)展潮流。參考文獻1 高翔.數(shù)字化變電站應用技術.北京：中國電力出版社，20082 趙衛(wèi)霞.關于數(shù)字化變電所的思考.云南電力技術.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，201014