1、01032011電氣工程及自動化沙坪110kV變電站電氣一次部分初步設計一、 設計課題：沙坪110kV變電站電氣一次部分初步設計二、 畢業設計的相關原始資料1、沙坪經濟開發區位于某市郊的沙坪鄉境內，距市區約20公里，隨著生產和經濟的不斷發展，急需建設一座新變電站向開發區及其周邊地區負荷供電。110KV計沙坪變電站就是為了適應這種情況而建設的市郊中間變電站，在供給周圍負荷的同時，也傳遞部分系統的交換功率。沙坪變電站的電壓等級為110/35/10KV，設兩臺主變，變電站最終規模的進出線回路數為： 110kV 4回（其中2回備用） 35kV 6回（其中1回備用） 10kV 11回（其中2回備用）2、

2、根據系統運行方式，沙坪變電站不是電壓樞紐點。沒有特殊的調壓要求，另外，有部分功率由35KV線路經過沙坪變電站送至35KV系統的鳳嶺變電站。3、與沙坪變電站連接的系統電源共有三個：一個是110KV系統的甘村變電站，一個是110KV昌河火電廠，一個是35KV系統的鳳嶺變電站。具體為：（1）110KV系統變電所，在該所高壓母線上的短路容最為520MVA，該所距待設計變電所8KM。 231.5MVA，121/38.5KV，ud1-2%=10.5，ud1-3%=17， ud2-3%=6T1待設計變電所25MWcos=0.85Xd=0.11X2=0.146.3KV有ZDT212MWcos=0.85Xd=0

3、.15X2=0.810.5V有ZDTT2T3G1G2G331.5MVA，121/6.3KV，ud%=10.5 14KMX0=0.4/KM待設計變電所NS110kV火電廠502廠大世界游樂場污水廠陳村變110kV系統變電所通往市區道路（2）110KV火電廠，結線如圖所示。（3）35KV系統變電所，在該所高壓母線上的短路容量為280MVA，該所距待設計變電所4.5KM。（4）110KV最小短路容量為最大短路容量的3/4，電廠不變。（5）35KV及10KV最大負荷如下兩表所示，最小負荷為最大負荷的60%，同時率為0.85，線損率5%，COS=0.85，最大負荷利用小時4500小時。4、所址地理情況設

4、計變電所選定的所址條件較好，土地較為平整、充裕。5、氣象條件年最高溫度39.2、最高日平均溫度34.4海拔高度 20.5M、 年最低溫度一3、 地震烈度 6度以下6、負荷資料35kV最大負荷表：用戶名稱負荷（MW）負荷性質線路類型502廠6.4電纜污水廠8.8電纜陳村變5.2電纜大世界游樂場4.2電纜備用（新用戶）6.0電纜10kV最大負荷表：用戶名稱負荷（MW）負荷性質線路類型萊茵小區3.8電纜月亮灣小區5.20電纜百樂娛樂城2.4電纜電視臺4.5電纜民生商業區8.5電纜（雙回路）興旺綜合市場2.1電纜汽車市場4.3電纜興和飲食城2.5電纜備用（新用戶）4.00電纜三、 畢業設計內容及要求（

5、一）、電氣主接的確定。電氣主接線是發電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的重要環節。主接線的確定對電力系統整體及發電廠、變電所本身運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關，并且對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護的控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關系，全面分析有關影響因素，通過技術經濟比較，合理確定主接線方案。主接線設計中應包括以下部分： 根據變電所在系統中的地位、作用及負荷情況選擇主變壓器的型式、臺數及容量；當選擇兩臺及以上的主變時，當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量應能滿足全部負荷的60%-80%。 初步確立主要線路上的斷路器型式，并決定電抗器的使用與否；而

6、斷路器型式在此只是初選，一般只按額定電壓主電流選出型號即可。 各級電壓接線方式的確定：根據負荷性質、出線回路數分析確定。 擬出幾個可能的方案，并對可靠性、經濟性、操作靈活性及發展的可能性做初步分析。對于你認為不合理的方案或缺點較多的方案在說明書中作一般敘述后，將其舍去，剩下兩至三個你認為技術上、經濟上都相當的方案，作進一步的技術經濟比較。（二） 、短路電流計算短路電流計算的目題是為了正確選擇、校核電氣設備提供數據，大致上可這樣進行：對已選定的方案，先確定短路點，用標幺出各元件的電抗值，進行網絡化簡，用查表或查曲線法，出“I，I，ICH及S”。 方法及步驟大致如下：a) 確定短路計算點。b) 畫

7、出阻抗圖。計算出各元件的標幺電抗。c) 求計算電抗。d) 正常運行方式各點三相短路計算。e) 列短路計算結果表。（三） 、電氣設備選擇主要是選擇斷路器，隔離開關，主母線。主變回路中的導體、電纜在主接線設計時是初選，這一步要詳細選擇校核。（一）110、35、10kV斷路器、隔離開關選擇及校驗。（二）110、35、10kV母線選擇及校驗。（三）10kV電力電纜或架空線的選擇及校驗。（四）電流互感器和電壓互感器選擇。（只選，不校）（四）、變壓器（三個等級）繼電保護方案的確定。逐一寫明每個保護的作用、特點和保護范圍。五 電壓互感器和電流互感器的配置。六主變壓器控制、信號回路設計。在說明書上說明主變壓器

8、斷路器動作過程。七、中央信號回路設計。并在說明書上說明：（一）斷路器事故跳閘動作過程。（二）具體說明如何發事故信號和預告信號。四、 畢業設計成果1、 畢業設計說明書 1份2、 變電站電氣主接線圖1份3、 變電站電氣總平面布置圖1份4、 110KV出線間隔至主變間隔斷面圖一張5、 短路電流計算成果表及主要設備選擇結果表1份6、 變電站直擊雷保護范圍圖1份7、 變電站接地裝置布置圖1份8、 變壓器控制圖1份9、 變壓器保護圖1份10、中央預告音響信號圖1份 X6=X3*X2*Y=0.2166*0.286*10.641=0.659（插圖）一、計算目的通過計算避雷針保護范圍，確保變電站配電裝置免遭大氣

9、直擊雷損害，確定變電站避雷針數量和布置位置。二、計算依據（1）DL/T5090-1999 水力發電廠過電壓和絕緣配合設計技術導則，簡稱導則；（2）水電站機電設計手冊(電氣一次)，簡稱手冊。三、計算方法、公式和步驟過程（1）主要參照導則6.2和手冊P706公式（15-32）計算（2）計算步驟： 先根據變電站配電裝置的布置大致設置避雷針的布置地點； 保護范圍的計算應計算單支避雷針的保護范圍，再分別計算相鄰兩支避雷針之間的保護范圍。 如果避雷針的保護范圍不能覆蓋變電站內所有配電裝置，則將和重新進行，直到找到能滿足要求的避雷針數量和布置位置。四、計算結果及分析升壓站采用變電站采用3支30m高獨立避雷針

10、及2支出線構架避雷針進行直擊雷保護，布置位置如防直擊雷保護圖，已能滿足保護要求。五、計算過程根據幾次試算后，設計考慮在變電站四周各布置五基獨立避雷針，如圖所示，以下是計算過程。110kV母線架構和35kV出線架（10m）,因此被保護高度hx1為10m。變電站內出線架構（10m），因此被保護高度hx2為10m。根據手冊P703頁35kV線路的避雷線只架設到線路的終端桿塔上，所以避雷針需保護到35kV出線檔15m，保護高度hx3為15m。初步設置5支避雷針。2支520m的避雷針布置在10m110kV出線架及35kV出線架上，且110kV出線架上敷設避雷線支架高度為4m； 2支30m的避雷針布置在3

11、5kV出線外側地面上，還有一支避雷針設置在10kV配電房附近，則5支避雷針的有效高度為其實際高度30m?？紤]到在變電站內被保護的最高高度余量（主控樓高度為15m），圍墻的高度為2m.本設計以被保護的高度統一，分為hx1=15m，hx2 =10m，hx3=2m計算保護范圍1、 單支避雷針的保護范圍（h=30m）hxh/2，根據導則公式（-2），在被保護高度hx1水平面上的保護半徑為rx1=(h- hx1)p=(30-15)1=15mhx2D=68m 保護范圍滿足要求2、 #2與#3避雷針之間的距離為39m。即D=39h02=h-D/7P=30-39/7=24.43mhx1=15m:bx1=1.5

12、(h02-hx1)=1.5(24.43-15)=14.15(hx1/2h0)hx2=10m: bx2=1.5(h02-hx2)=1.5(24.43-10)=21.65(hx1/2h0)hx3 =2m：2rx3 D=39m 保護范圍滿足要求3、 #3與#4避雷針之間的距離為40m。即D=40h03=h-D/7P=30-40/7=24.29m hx1=15m:bx1=1.5(h03-hx1)=1.5(24.29-15)=13.94(hx1/2h0)hx2=10m: bx2=1.5(h03-hx2)=1.5(24.29-10)=21.44(hx1/2h0)hx3 =2m：2rx3 D=40m 保護范

13、圍滿足要求4、 #4與#5避雷針之間的距離為77m。即D=77 h04=h-D/7P=30-77/7=19mhx1=15m:bx1=1.5（h04-hx1）=1.5（19-15）=6(hx1/2h0)hx2=10m:bx2=1.5（h04-hx2）=1.5（19-10）=13.5(hx1/2h0)hx3 =2m：2rx3 D=77m 保護范圍滿足要求5、#5與#1避雷針之間的距離為51m。即D=51 h05=h-D/7P=30-51/7=22.71mhx1=15m:bx1=1.5（h05-hx1）=1.5（22.71-15）=11.57(hx1/2h0)hx2=10m:bx2=1.5（h05-

14、hx2）=1.5（22.71-10）=21.17(hx1/2h0)hx3 =2m：2rx3 D=51m 保護范圍滿足要求6、 5支避雷針之間，取距離最遠的兩支避雷針進行計算，#5與#2避雷針之間的距離為96m。即D=96 h06=h-D/7P=30-96/7=16.29mhx1=15m:bx1=1.5（h06-hx1）=1.5（16.29-15）=1.94(hx1/2h0)hx2=10m:bx2=1.5（h06-hx2）=1.5（16.29-10）=9.44(hx1/2h0)hx3=2m:bx3=1.5（h06-hx3）=1.5（16.29-2）=21.44(hx1/2h0)3、根據計算結果，在圖上繪出5支獨立避雷針的保護范圍，因此可知，變電站布置5支避雷針能保護變電站站范圍內所有配電裝置,且能保護35kV出線檔15m。4、避雷針布置補充說明每基避雷針需設置獨立的接地裝置。5、驗算獨立避雷針與配電裝置帶電部分、