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1、山东电力高等专科学校 题 目：110kV变电站设计 专业： 发电厂及电力系统 学生姓名： 指导教师： - 2 - / 24 摘 要 变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经 济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气 主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂*0.8/40000=0.80.15 中压侧： K2=25000*0.8/40000=0.50.15 低压侧： K3=15000*0.8/40000=0.30.15 由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。 故选择三相三绕组有载调压降压变压器，其型号及参数如下： 型号
2、SFSZ9 40000/110 额定 容量 型电容式电压互感器，额定绝 缘水平 200、480KV ，额定一次、二次电压比110/0.1/0.1/0.1KV, 额定负载 150VA/150VA/100VA,准确级 0.2/0.5/3P。 110KV 电流互感器选择 110KV进线选用 LB7-110(GYW2 型电流互感器，主要技术参数为：额定电流2 300/5A, 级次组合为 10P15/10P15/0.5/0.2,短时 35KV 电流互感器选择 35KV 进线选用LCZ-35(Q型户内电流互感器，额定电流为1200A，准确级 10P20/10P20，额定短时热电流为48KA ，额定动稳定电
3、流为120KA ，满足短路计 算。 (3 10KV 电流互感器选择 10KV 进 线 选 用LMZB6-10 型 电 流 互 感 器 ， 额 定 电 流 2000/5A, 级 次 组 合 0.5/10P10, 动稳定电流峰值 90KA ，短时热稳定电流100KA ，满足短路计算值。 - 15 - / 24 10KV出线选用 LQZBJ8-10型电流互感器，额定电流选择600A,200A 等, 级次组 合 0.2/0.5/10P10/10P10,动稳定电流峰值90KA ，短时热稳定电流100KA ，满足 短路计算值。 10KV母线选用 LA-12(Q型电流互感器，额定电流1000/5A, 级次组
4、合 0.5/10P10, 动稳定电流峰值 90KA ，短时热稳定电流50KA ，满足短路计算值 4.7 接地开关的选择及校验 选用 EK6型接地开关。 参数：额定工作电压： 10 kV； 最高工作电压： 12 kV； 额定频率： 50Hz； 额定短路关合电流： 50 kA； 2 秒热稳定电流： 20 kA； 额定动稳定电流： 50 kA； 雷电冲击耐受电压 校核陡波冲击电流下的残压 查表手册知变压器110kV 侧内绝缘截断雷电冲击耐受电压为530kV，按下式计 算陡波冲击电流下的残压为 Uble 选择氧化锌避雷器陡波冲击电流下残压峰值）不大于 291kV。 6）操作冲击电流下残压的选择 查手册
5、得110kV 级变压器线端操作波实验电压值为SIL=375kV，按下式计算操 作冲击电流下残压为 - 17 - / 24 Us= 取氧化锌避雷器操作冲击电流下残压峰值）不大于 221kV。 7）根据上述选择校验，查手册选择Y10W5-100/260 型氧化锌避雷器满足变压 器 110kV侧过电压保护的要求。 4.9.2 变压器 110kV侧中性点避雷器的选择 1）按额定电压选择 主变压器110kV 侧中性点为不固定接地，查手册得变压器中性点额定电压为 0.57Um=0.57*126kV=71.82kV，取避雷器额定电压为72kV。 2）按持续运行电压选择 变压器 110kV 对地相电压为Um/
6、=126kV/=72.8kV，故选择氧化锌避雷器 额定电压 72kV能满足持续运行电压的要求。 3）标称放电电流的选择 变压器 110kV侧中性点氧化锌避雷器标称放电电流选择1.5kA。 4）雷电冲击残压的选择 查表手册得电力变压器110kV 中性点雷电冲击全波和截波耐受峰值电压为 250kV，选择 110kV 氧化锌避雷器雷电冲击下残压186kV，满足雷电冲击的要 求。 5）操作冲击电流下残压的选择 查手册得电力变压器线端操作波实验电压为375kV，按下式计算中性点受到的 操作电流下的残压为 Us= 选择 110kV氧化锌避雷器操作冲击电流下峰值残压为165kV，满足要求。 6）根据上述避雷
7、器的选择计算与校验，查手册知，选择Y15W5-72 186 型氧 化锌避雷器能满足变压器110kV侧中性点过电压保护。 4.9.3 35kV侧避雷器的选择 1）按额定电压选择 - 18 - / 24 35kV 系统最高电压为40.5kV，相对地电压为Um/=40.5/=23.4kV。根据 手册计算避雷器相对地电压为1.25Um=1.25*40.5kV=50.6kV ，取避雷器额定电 压为 53kV。 2）按持续运行电压计算 35kV 系统相对电压为40.5/=23.4kV，选择氧化锌避雷器持续运行电压 40.5kV，此值大于 23.4kV。 3）标称放电电流的选择 35kV氧化锌避雷器标称放电
8、电流选择5kA。 4）雷电冲击残压的选择 查手册得变压器35kV 额定雷电冲击外绝缘峰值耐受电压为185kV，内绝缘耐受 电压为 200kV，按下式计算避雷器标称放电电流引起的雷电冲击残压为 Uble= 选择氧化锌避雷器雷电冲击电流下残压峰值）为 134kV。 5）校核陡波冲击电流下的残压 查手册得35kV 变压器类设备的内绝缘截断雷电冲击耐受电压峰值）为 220kV，按下式计算陡波冲击电流下的残压为 Uble= 选择陡波冲击电流下残压峰值）为 154kV。 6）操作冲击电流下残压的选择 查手册得35kV 变压器线端操作波实验电压为170kV，按下式计算变压器35kV 侧操作冲击电流下残压为
9、Us= 选择 35kV氧化锌避雷器操作冲击电流下峰值残压为114kV。 7）根据上述计算与校核，查手册知选择Y5WZ-53/134 型氧化锌避雷器能满足 变压器 35kV侧的电压保护要求。 - 19 - / 24 4.9.4 变压器 35kV侧中性点避雷器的选择 1）按额定电压选择 变电所选用三绕组变压器，35kV 侧中性点安装消弧线圈接地，查手册得变压器 中性点额定电压为0.72Um=0.72*40.5kV=29.16kV ，选择氧化锌避雷器额定电压 为 53kV。 2）按持续运行电压选择 35kV相电压为40.5kV/=23kV ，中性点额定电压 0.72Um=0.72*40.5kV=29
10、.16kV, 故选择氧化锌避雷器持续运行电压为40.5kV。 3）标称放电电流的选择 变压器 35kV侧中性点氧化锌避雷器标称放电电流选择5kA。 4）雷电冲击残压的选择 查手册得变压器35kV侧中性点额定雷电冲击耐受峰值电压为185kV，选择 35kV 氧化锌避雷器雷电冲击电流下峰值残压为134kV，故满足雷电冲击要求。 5）校核陡波冲击电流下的残压 查手册知变压器35kV 内绝缘截断雷电冲击耐受峰值电压为220kV，按下式计算 陡波冲击电流下的残压为 Uble= 选择 35V氧化锌避雷器陡波冲击电流下峰值残压为154kV。 6）操作冲击电流下残压的选择 查手册得 35kV 变压器线端操作波
11、实验电压为170kV，按下式计算中性点操作冲 击电流下残压为 Us= 7）根据上述避雷器的选择计算与校验，查手册选择Y5WZ-53/134 型氧化锌避 雷器能满足变压器35kV侧中性点过电压保护。 4.9.510kV 避雷器的选择 1）按额定电压选择 - 20 - / 24 10kV 系统最高电压为11.5kV，相对地电压为Um/=11.5/=6.6kV。根据手 册选择氧化锌避雷器的额定电压为1.38Um=1.38*11.5kV=15、87kV，故选择 10kV氧化锌避雷器的额定电压为17kV，满足要求。 2）按持续运行电压计算 10kV系统相对电压为11.5/=6.6kV，故选择氧化锌避雷器
12、持续运行额定电压 电压 8.6kV，满足避雷器持续运行电压的要求。 3）标称放电电流的选择 10kV氧化锌避雷器标称放电电流选择5kA。 4）雷电冲击残压的选择 查手册得变压器10kV 额定雷电冲击外绝缘峰值耐受电压为185kV，内绝缘耐受 电压为 200kV，按下式计算避雷器标称放电电流引起的雷电冲击残压为 Uble= 选择氧化锌避雷器雷电冲击电流下残压峰值）为 134kV。 5）校核陡波冲击电流下的残压 查手册得35kV 变压器类设备的内绝缘截断雷电冲击耐受电压峰值）为 220kV，按下式计算陡波冲击电流下的残压为 Uble= 选择陡波冲击电流下残压峰值）为 154kV。 6）操作冲击电流
13、下残压的选择 查手册得35kV 变压器线端操作波实验电压为170kV，按下式计算变压器35kV 侧操作冲击电流下残压为 Us= 选择 35kV氧化锌避雷器操作冲击电流下峰值残压为114kV。 7）根据上述计算与校核，查手册知选择Y5WZ-53/134 型氧化锌避雷器能满足 变压器 35kV侧的电压保护要求。 - 21 - / 24 总结 经过近两周的努力，终于完成了这次设计。通过这次设计我学到了许多新 的知识，更深深地了解到自己所学的知识太少，还需进一步努力。在此还要感 谢设计过程中给予我帮助的老师和同学! 参考文献 1 西北电力设计院主编电力工程电气设计手册 电力工程电气设备设计手册 附录 1：变电站主接线图 - 22 - / 24 10kV 35kV 110kV